JP2003045753A - 積層型固体電解コンデンサ - Google Patents
積層型固体電解コンデンサInfo
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- JP2003045753A JP2003045753A JP2001229185A JP2001229185A JP2003045753A JP 2003045753 A JP2003045753 A JP 2003045753A JP 2001229185 A JP2001229185 A JP 2001229185A JP 2001229185 A JP2001229185 A JP 2001229185A JP 2003045753 A JP2003045753 A JP 2003045753A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 陽極体の表面に導電性高分子の固体電解質層
を形成して大容量及び低ESRを実現できる積層型固体
電解コンデンサを提供することを目的とする。 【解決手段】 リードフレーム10にコンデンサ素子9
の陽極部5及び陰極部4を配置するためのチリトリ状の
曲げ加工部13,14と、このチリトリ状の曲げ加工部
13,14の両端にさらに折り曲げ部13a,14aを
夫々設け、このチリトリ状の曲げ加工部13,14内に
導電性高分子を固体電解質とする平板状のコンデンサ素
子9を複数枚積層して、上記積層された平板状のコンデ
ンサ素子9の陽極部5及び陰極部4の全てがチリトリ状
の曲げ加工部13,14の折り曲げ部13a,14aに
接続された構成としたものである。
を形成して大容量及び低ESRを実現できる積層型固体
電解コンデンサを提供することを目的とする。 【解決手段】 リードフレーム10にコンデンサ素子9
の陽極部5及び陰極部4を配置するためのチリトリ状の
曲げ加工部13,14と、このチリトリ状の曲げ加工部
13,14の両端にさらに折り曲げ部13a,14aを
夫々設け、このチリトリ状の曲げ加工部13,14内に
導電性高分子を固体電解質とする平板状のコンデンサ素
子9を複数枚積層して、上記積層された平板状のコンデ
ンサ素子9の陽極部5及び陰極部4の全てがチリトリ状
の曲げ加工部13,14の折り曲げ部13a,14aに
接続された構成としたものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は陽極体の表面に導電
性高分子の固体電解質層を形成して大容量及び低等価直
列抵抗(以下低ESRと称す)を実現できる積層型固体
電解コンデンサに関するものである。
性高分子の固体電解質層を形成して大容量及び低等価直
列抵抗(以下低ESRと称す)を実現できる積層型固体
電解コンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近では電子機器の小型化・高周波化が
進み、使用されるコンデンサも高周波で低インピーダン
スが実現できる導電性高分子を固体電解質に用いた固体
電解コンデンサが商品化されてきている。
進み、使用されるコンデンサも高周波で低インピーダン
スが実現できる導電性高分子を固体電解質に用いた固体
電解コンデンサが商品化されてきている。
【0003】この固体電解コンデンサは高導電率の導電
性高分子を固体電解質として用いているため、従来の駆
動用電解液を用いた乾式電解コンデンサや二酸化マンガ
ンを用いた固体電解コンデンサに比べてESR成分が低
く、理想に近い大容量でかつ小形の固体電解コンデンサ
を実現することができることからさまざまな改善がなさ
れ、次第に市場にも受け入れられるようになってきた。
性高分子を固体電解質として用いているため、従来の駆
動用電解液を用いた乾式電解コンデンサや二酸化マンガ
ンを用いた固体電解コンデンサに比べてESR成分が低
く、理想に近い大容量でかつ小形の固体電解コンデンサ
を実現することができることからさまざまな改善がなさ
れ、次第に市場にも受け入れられるようになってきた。
【0004】また、コンピュータのCPUの省電力化と
高速化に伴い、高周波でコンデンサに流れる電流も飛躍
的に大きくなり、コンデンサのESRが低くなければそ
の発熱が大きくコンデンサの故障の原因となるので、固
体電解コンデンサに対する高速過渡応答性が必要とさ
れ、大容量でかつ低ESRであることが必須の要件とな
っている。
高速化に伴い、高周波でコンデンサに流れる電流も飛躍
的に大きくなり、コンデンサのESRが低くなければそ
の発熱が大きくコンデンサの故障の原因となるので、固
体電解コンデンサに対する高速過渡応答性が必要とさ
れ、大容量でかつ低ESRであることが必須の要件とな
っている。
【0005】上記の要望に応えるために、複数個の焼結
体素子を同一外装ケース内に接続して実装時の占有面積
をできるだけ抑える技術が開発されており、また、複数
枚の平板状のコンデンサ素子を積層してリード端子に接
続した構造の積層型固体電解コンデンサの技術が開発さ
れている。
体素子を同一外装ケース内に接続して実装時の占有面積
をできるだけ抑える技術が開発されており、また、複数
枚の平板状のコンデンサ素子を積層してリード端子に接
続した構造の積層型固体電解コンデンサの技術が開発さ
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の固体電解コンデンサでは、CPUバックアップ用とし
て要求される容量を得るためには大容量の固体電解コン
デンサを5〜10個並列に接続して実装する必要があ
り、このために実装に必要な占有面積が広くなり、特に
焼結体素子を用いたものは、その焼結体素子の厚さを薄
くすることに限界があるために焼結体素子の内部から陰
極引き出しまでの抵抗によってESRの低減には限界が
あった。
の固体電解コンデンサでは、CPUバックアップ用とし
て要求される容量を得るためには大容量の固体電解コン
デンサを5〜10個並列に接続して実装する必要があ
り、このために実装に必要な占有面積が広くなり、特に
焼結体素子を用いたものは、その焼結体素子の厚さを薄
くすることに限界があるために焼結体素子の内部から陰
極引き出しまでの抵抗によってESRの低減には限界が
あった。
【0007】また、上記焼結体素子を複数枚積層した構
造のものは、その積層枚数が多くなりすぎると陽極接続
部と陰極導電体層部分の厚さの差から各陽極接続部間に
空隙が発生し、この状態で無理に接合しようとすると焼
結体素子に変形が生じ、焼結体素子自体に機械的なスト
レスがかかって誘電体酸化皮膜にクラックが入り、漏れ
電流不良を引き起こすといった問題点があった。
造のものは、その積層枚数が多くなりすぎると陽極接続
部と陰極導電体層部分の厚さの差から各陽極接続部間に
空隙が発生し、この状態で無理に接合しようとすると焼
結体素子に変形が生じ、焼結体素子自体に機械的なスト
レスがかかって誘電体酸化皮膜にクラックが入り、漏れ
電流不良を引き起こすといった問題点があった。
【0008】また、複数枚の平板状のコンデンサ素子を
積層してリード端子に接続した構造の積層型固体電解コ
ンデンサでは、実装時の占有面積を抑えて大容量化を図
ることができるが、積層されたコンデンサ素子の陰極部
は、陰極部どうしを銀ペーストなどの導電性接着剤を用
いて接合し、その一部を外部引き出し端子に接続した構
成としていることから、低ESR化に対して満足なもの
ではなかった。
積層してリード端子に接続した構造の積層型固体電解コ
ンデンサでは、実装時の占有面積を抑えて大容量化を図
ることができるが、積層されたコンデンサ素子の陰極部
は、陰極部どうしを銀ペーストなどの導電性接着剤を用
いて接合し、その一部を外部引き出し端子に接続した構
成としていることから、低ESR化に対して満足なもの
ではなかった。
【0009】本発明はこのような従来の課題を解決する
もので、大容量でしかも低ESRで信頼性の高い積層型
固体電解コンデンサを提供することを目的とするもので
ある。
もので、大容量でしかも低ESRで信頼性の高い積層型
固体電解コンデンサを提供することを目的とするもので
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項1に記載の発明は、導電性高分子を固
体電解質とする平板状のコンデンサ素子の陽極部及び陰
極部をリードフレームに夫々電気的に接続し、かつこの
コンデンサ素子とリードフレームとを外装樹脂でモール
ドしてリードフレームの一部を外装樹脂より外部に引き
出した固体電解コンデンサであって、上記リードフレー
ムにコンデンサ素子の陽極部及び陰極部を配置するため
の段差を有したチリトリ状の曲げ加工部を夫々設け、こ
のチリトリ状の曲げ加工部内に平板状のコンデンサ素子
を複数枚積層し、かつ上記積層された平板状のコンデン
サ素子の陽極部及び陰極部の全てをチリトリ状の曲げ加
工部の一部に接続した構成とするもので、コンデンサ素
子を積層したときの陽極部及び陰極部の夫々の全体の内
部抵抗を低減することができるので、低ESRの優れた
積層型固体電解コンデンサを得ることができるという作
用を有する。
に本発明の請求項1に記載の発明は、導電性高分子を固
体電解質とする平板状のコンデンサ素子の陽極部及び陰
極部をリードフレームに夫々電気的に接続し、かつこの
コンデンサ素子とリードフレームとを外装樹脂でモール
ドしてリードフレームの一部を外装樹脂より外部に引き
出した固体電解コンデンサであって、上記リードフレー
ムにコンデンサ素子の陽極部及び陰極部を配置するため
の段差を有したチリトリ状の曲げ加工部を夫々設け、こ
のチリトリ状の曲げ加工部内に平板状のコンデンサ素子
を複数枚積層し、かつ上記積層された平板状のコンデン
サ素子の陽極部及び陰極部の全てをチリトリ状の曲げ加
工部の一部に接続した構成とするもので、コンデンサ素
子を積層したときの陽極部及び陰極部の夫々の全体の内
部抵抗を低減することができるので、低ESRの優れた
積層型固体電解コンデンサを得ることができるという作
用を有する。
【0011】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、リードフレームのチリトリ状の曲げ加
工部の両端に一対の折り曲げ部を対向して設け、この折
り曲げ部に各コンデンサ素子の陽極部及び陰極部を夫々
コンデンサ素子の厚み方向となる側面で電気的に接続し
た構成とするもので、積層されたコンデンサ素子の陽極
部及び陰極部の全てを比較的容易で確実に接続すること
ができるので、積層型固体電解コンデンサの内部抵抗を
低減することができるという作用を有する。
の発明において、リードフレームのチリトリ状の曲げ加
工部の両端に一対の折り曲げ部を対向して設け、この折
り曲げ部に各コンデンサ素子の陽極部及び陰極部を夫々
コンデンサ素子の厚み方向となる側面で電気的に接続し
た構成とするもので、積層されたコンデンサ素子の陽極
部及び陰極部の全てを比較的容易で確実に接続すること
ができるので、積層型固体電解コンデンサの内部抵抗を
低減することができるという作用を有する。
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、リードフレームの外装樹脂と接触する
部分と外装樹脂より外部に位置する部分とに跨る位置に
穴部もしくは切り欠き部を設けた構成とするもので、リ
ードフレームと外装樹脂の接触面積を少なくすることが
できるので、積層型固体電解コンデンサを半田付けなど
で基板に実装した場合、熱ストレスによってリードフレ
ームや外装樹脂が熱的に膨張収縮してもリードフレーム
と外装樹脂の界面の剥離などが起こりにくくなり、外部
の酸素がリードフレームの界面を通過して外装樹脂内の
コンデンサ素子に到達する確率を低くすることができる
という作用を有する。
の発明において、リードフレームの外装樹脂と接触する
部分と外装樹脂より外部に位置する部分とに跨る位置に
穴部もしくは切り欠き部を設けた構成とするもので、リ
ードフレームと外装樹脂の接触面積を少なくすることが
できるので、積層型固体電解コンデンサを半田付けなど
で基板に実装した場合、熱ストレスによってリードフレ
ームや外装樹脂が熱的に膨張収縮してもリードフレーム
と外装樹脂の界面の剥離などが起こりにくくなり、外部
の酸素がリードフレームの界面を通過して外装樹脂内の
コンデンサ素子に到達する確率を低くすることができる
という作用を有する。
【0013】また、リードフレームには穴部又は切り欠
き部を設けた部分の外装樹脂にモールドされる部分を段
差を設けたチリトリ状に折り曲げることにより、リード
フレームにおける外装樹脂からの引き出し位置とコンデ
ンサ素子搭載面との間に段差を有するようにしているた
め、外装樹脂にモールドされているリードフレームの距
離を外装樹脂の外面からコンデンサ素子までの直線距離
よりも長くすることができ、リードフレームと外装樹脂
が半田付けなどの熱ストレスにより一部界面剥離を起こ
したとしても、外装樹脂とリードフレームの接触距離が
長いことにより全体にわたって剥離する確率は低く、外
装樹脂内への外部からの酸素の侵入を抑制することがで
きるものである。
き部を設けた部分の外装樹脂にモールドされる部分を段
差を設けたチリトリ状に折り曲げることにより、リード
フレームにおける外装樹脂からの引き出し位置とコンデ
ンサ素子搭載面との間に段差を有するようにしているた
め、外装樹脂にモールドされているリードフレームの距
離を外装樹脂の外面からコンデンサ素子までの直線距離
よりも長くすることができ、リードフレームと外装樹脂
が半田付けなどの熱ストレスにより一部界面剥離を起こ
したとしても、外装樹脂とリードフレームの接触距離が
長いことにより全体にわたって剥離する確率は低く、外
装樹脂内への外部からの酸素の侵入を抑制することがで
きるものである。
【0014】このことにより、コンデンサ素子の固体電
解質として用いている導電性高分子が酸素雰囲気下で酸
化劣化を引き起こすことはなくなり、高温下においても
コンデンサ特性の劣化(特に容量減少及び等価直列抵抗
の増大)を引き起こすことはなくなるため、信頼性の高
い積層型固体電解コンデンサを得ることができるもので
ある。
解質として用いている導電性高分子が酸素雰囲気下で酸
化劣化を引き起こすことはなくなり、高温下においても
コンデンサ特性の劣化(特に容量減少及び等価直列抵抗
の増大)を引き起こすことはなくなるため、信頼性の高
い積層型固体電解コンデンサを得ることができるもので
ある。
【0015】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、コンデンサ素子が弁作用金属からなる
陽極体の表面に誘電体酸化皮膜層、マンガン酸化物層も
しくは導電性高分子層、導電性高分子の固体電解質層、
陰極導電体層が順次形成された構成とするもので、高い
導電性が得られ、高周波領域でのインピーダンス特性の
優れた積層型固体電解コンデンサを得ることができると
いう作用効果を有する。
の発明において、コンデンサ素子が弁作用金属からなる
陽極体の表面に誘電体酸化皮膜層、マンガン酸化物層も
しくは導電性高分子層、導電性高分子の固体電解質層、
陰極導電体層が順次形成された構成とするもので、高い
導電性が得られ、高周波領域でのインピーダンス特性の
優れた積層型固体電解コンデンサを得ることができると
いう作用効果を有する。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態と比
較例について添付図面にもとづいて説明する。
較例について添付図面にもとづいて説明する。
【0017】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1における積層型固体電解コンデンサのコンデンサ素
子の構成を示したもので、1は純度99.99%のアル
ミニウムの表面を公知の方法で電解エッチングして粗面
化した電極体、2は電極体1を濃度が3%のアジピン酸
アンモニウム水溶液中で59Vの電圧を印加して30分
間化成処理を行うことにより形成された酸化アルミニウ
ムの誘電体酸化皮膜層であり、この電極体1を幅3.5
mm、長さ6.5mmに切断し、そして所定の位置にポ
リイミド製の粘着テープ3を表裏両側から貼り付けるこ
とにより陰極部4と陽極部5とに分離し、かつ電極体1
の断面部分を再び濃度が3%のアジピン酸アンモニウム
水溶液中で59Vの電圧を印加して30分間断面化成処
理を行っている。6は陰極部4に硝酸マンガン水溶液を
ディップして300℃で熱分解することにより導電性の
マンガン酸化物層を形成して、続いて、ピロール0.1
モルとアルキルナフタレンスルフォン酸塩0.15モル
を含有する水溶液中に浸漬して、マンガン酸化物層上の
一部に作用電極を接触させて2Vの定電圧で30分間電
解重合を行うことにより形成したポリピロールからなる
導電性高分子の固体電解質層であり、この固体電解質層
6上にカーボンペースト層7、銀ペースト層8の陰極導
電体層を形成することにより、導電性高分子を固体電解
質とするコンデンサ素子9が構成されている。
態1における積層型固体電解コンデンサのコンデンサ素
子の構成を示したもので、1は純度99.99%のアル
ミニウムの表面を公知の方法で電解エッチングして粗面
化した電極体、2は電極体1を濃度が3%のアジピン酸
アンモニウム水溶液中で59Vの電圧を印加して30分
間化成処理を行うことにより形成された酸化アルミニウ
ムの誘電体酸化皮膜層であり、この電極体1を幅3.5
mm、長さ6.5mmに切断し、そして所定の位置にポ
リイミド製の粘着テープ3を表裏両側から貼り付けるこ
とにより陰極部4と陽極部5とに分離し、かつ電極体1
の断面部分を再び濃度が3%のアジピン酸アンモニウム
水溶液中で59Vの電圧を印加して30分間断面化成処
理を行っている。6は陰極部4に硝酸マンガン水溶液を
ディップして300℃で熱分解することにより導電性の
マンガン酸化物層を形成して、続いて、ピロール0.1
モルとアルキルナフタレンスルフォン酸塩0.15モル
を含有する水溶液中に浸漬して、マンガン酸化物層上の
一部に作用電極を接触させて2Vの定電圧で30分間電
解重合を行うことにより形成したポリピロールからなる
導電性高分子の固体電解質層であり、この固体電解質層
6上にカーボンペースト層7、銀ペースト層8の陰極導
電体層を形成することにより、導電性高分子を固体電解
質とするコンデンサ素子9が構成されている。
【0018】なお、上記導電性のマンガン酸化物層の代
わりに、ポリアニリンなどの導電性高分子を溶解した水
溶液を用い、この水溶液を含浸して乾燥することにより
導電性高分子層を形成し、その後導電性高分子の固体電
解質層6を形成することもでき、誘電体酸化皮膜層2の
表面に比較的容易に導電性高分子層を均一に形成するこ
とができ、熱ストレスも低減することができるから、低
ESRの向上を図ることができる。
わりに、ポリアニリンなどの導電性高分子を溶解した水
溶液を用い、この水溶液を含浸して乾燥することにより
導電性高分子層を形成し、その後導電性高分子の固体電
解質層6を形成することもでき、誘電体酸化皮膜層2の
表面に比較的容易に導電性高分子層を均一に形成するこ
とができ、熱ストレスも低減することができるから、低
ESRの向上を図ることができる。
【0019】次に、上記コンデンサ素子9を図2に示す
ように、積層したコンデンサ素子9の陽極部5の全てを
リードフレーム10の段差を有したチリトリ状の曲げ加
工部の折り曲げ部13aと接するように電気的に接続
し、また、積層したコンデンサ素子9の陰極部4の全て
をリードフレーム10の段差を有したチリトリ状の曲げ
加工部の折り曲げ部14aと接するように電気的に接続
して、上記コンデンサ素子9とリードフレーム10とを
リードフレーム10の一部が外装樹脂11から外部に露
出するようにエポキシ樹脂からなる外装樹脂11でトラ
ンスファーモールドによりモールド成形して、その後、
外部リード部分の端子加工と電圧印加によるエージング
処理を行って積層型固体電解コンデンサ12を構成し
た。
ように、積層したコンデンサ素子9の陽極部5の全てを
リードフレーム10の段差を有したチリトリ状の曲げ加
工部の折り曲げ部13aと接するように電気的に接続
し、また、積層したコンデンサ素子9の陰極部4の全て
をリードフレーム10の段差を有したチリトリ状の曲げ
加工部の折り曲げ部14aと接するように電気的に接続
して、上記コンデンサ素子9とリードフレーム10とを
リードフレーム10の一部が外装樹脂11から外部に露
出するようにエポキシ樹脂からなる外装樹脂11でトラ
ンスファーモールドによりモールド成形して、その後、
外部リード部分の端子加工と電圧印加によるエージング
処理を行って積層型固体電解コンデンサ12を構成し
た。
【0020】上記図2に示した積層型固体電解コンデン
サ12において、リードフレーム10の加工後の形状を
図3に示すように、このリードフレーム10は厚さ0.
1mmのリン青銅の基材をプレス加工により連続的に打
ち抜き加工したものをプレス金型により所定の構造に曲
げ加工したものである。
サ12において、リードフレーム10の加工後の形状を
図3に示すように、このリードフレーム10は厚さ0.
1mmのリン青銅の基材をプレス加工により連続的に打
ち抜き加工したものをプレス金型により所定の構造に曲
げ加工したものである。
【0021】そしてこのリードフレーム10の構造は、
外装樹脂11にモールドされる部分10aと外装樹脂1
1から外部に引き出される部分10bとを設け、この外
装樹脂11にモールドされる部分10aを段差を有する
チリトリ状の曲げ加工部13及び14(図2、図3上の
ハッチング部分)と、チリトリ状の曲げ加工部13及び
14の両側にさらに折り曲げ部13a及び14aを設け
ることにより、リードフレーム10における外装樹脂1
1からの引き出し位置とコンデンサ素子9が搭載される
搭載面との間に段差を有し、かつコンデンサ素子9の陽
極部5の全てがチリトリ状の曲げ加工部13の折り曲げ
部13aに接続され、また、コンデンサ素子9の陰極部
4の全てがその厚み方向となる側面でチリトリ状の曲げ
加工部14の折り曲げ部14aに接続されるように構成
されている。
外装樹脂11にモールドされる部分10aと外装樹脂1
1から外部に引き出される部分10bとを設け、この外
装樹脂11にモールドされる部分10aを段差を有する
チリトリ状の曲げ加工部13及び14(図2、図3上の
ハッチング部分)と、チリトリ状の曲げ加工部13及び
14の両側にさらに折り曲げ部13a及び14aを設け
ることにより、リードフレーム10における外装樹脂1
1からの引き出し位置とコンデンサ素子9が搭載される
搭載面との間に段差を有し、かつコンデンサ素子9の陽
極部5の全てがチリトリ状の曲げ加工部13の折り曲げ
部13aに接続され、また、コンデンサ素子9の陰極部
4の全てがその厚み方向となる側面でチリトリ状の曲げ
加工部14の折り曲げ部14aに接続されるように構成
されている。
【0022】ここで、コンデンサ素子9の陰極部4とリ
ードフレーム10のチリトリ状の曲げ加工部14の折り
曲げ部14aとの接合は、銀ペーストなどの導電性接着
剤により接合し、一方、コンデンサ素子9の陽極部5
は、リードフレーム10のチリトリ状の曲げ加工部13
の折り曲げ部13aによりコンデンサ素子9の陽極部5
を包み込み、この包み込んだ部分をYAGレーザーによ
り溶接して図2に示す積層型固体電解コンデンサ12を
構成した。
ードフレーム10のチリトリ状の曲げ加工部14の折り
曲げ部14aとの接合は、銀ペーストなどの導電性接着
剤により接合し、一方、コンデンサ素子9の陽極部5
は、リードフレーム10のチリトリ状の曲げ加工部13
の折り曲げ部13aによりコンデンサ素子9の陽極部5
を包み込み、この包み込んだ部分をYAGレーザーによ
り溶接して図2に示す積層型固体電解コンデンサ12を
構成した。
【0023】(実施の形態2)図4は本発明の実施の形
態2における固体電解コンデンサの内部構造を示し、ま
た、図5は図4に示した固体電解コンデンサに使用して
いるリードフレーム20の加工後の形状を示したもので
ある。
態2における固体電解コンデンサの内部構造を示し、ま
た、図5は図4に示した固体電解コンデンサに使用して
いるリードフレーム20の加工後の形状を示したもので
ある。
【0024】このリードフレーム20の構造は、外装樹
脂21にモールドされる部分20aと外装樹脂21から
外部に引き出される部分20bとに跨るように設けられ
た長方形の穴部25と、この穴部25が設けられた部分
の外装樹脂21にモールドされる部分20aを段差を有
するチリトリ状の曲げ加工部23及び24(図4、図5
上のハッチング部分)と、チリトリ状の曲げ加工部23
及び24の両側をさらに折り曲げ部23a及び24aを
設けることにより、リードフレーム20における外装樹
脂21からの引き出し位置とコンデンサ素子9が搭載さ
れる搭載面との間に段差を有するように構成されてい
る。
脂21にモールドされる部分20aと外装樹脂21から
外部に引き出される部分20bとに跨るように設けられ
た長方形の穴部25と、この穴部25が設けられた部分
の外装樹脂21にモールドされる部分20aを段差を有
するチリトリ状の曲げ加工部23及び24(図4、図5
上のハッチング部分)と、チリトリ状の曲げ加工部23
及び24の両側をさらに折り曲げ部23a及び24aを
設けることにより、リードフレーム20における外装樹
脂21からの引き出し位置とコンデンサ素子9が搭載さ
れる搭載面との間に段差を有するように構成されてい
る。
【0025】そしてこのコンデンサ素子9の陰極部4と
リードフレーム20のチリトリ状の曲げ加工部24の折
り曲げ部24aとの接合は、銀ペーストなどの導電性接
着剤により接合し、一方、コンデンサ素子9の陽極部5
は、リードフレーム20のチリトリ状の曲げ加工部23
の折り曲げ部23aによりコンデンサ素子9の陽極部5
を包み込み、この包み込んだ部分をスポット溶接機によ
りスポット溶接して図4に示す積層型固体電解コンデン
サ22を構成した。
リードフレーム20のチリトリ状の曲げ加工部24の折
り曲げ部24aとの接合は、銀ペーストなどの導電性接
着剤により接合し、一方、コンデンサ素子9の陽極部5
は、リードフレーム20のチリトリ状の曲げ加工部23
の折り曲げ部23aによりコンデンサ素子9の陽極部5
を包み込み、この包み込んだ部分をスポット溶接機によ
りスポット溶接して図4に示す積層型固体電解コンデン
サ22を構成した。
【0026】(実施の形態3)図6は本発明の実施の形
態3における積層型固体電解コンデンサに使用している
リードフレーム30の加工後の形状を示したもので、こ
のリードフレーム30は、厚さ0.1mmのSPCC
(鉄)の基材をプレス加工により図6に示す形状に連続
的に打ち抜き加工した表面に厚さ3μmの銅メッキ処理
を施し、さらにこのリードフレーム30をプレス金型に
より所定の構造に曲げ加工したものである。
態3における積層型固体電解コンデンサに使用している
リードフレーム30の加工後の形状を示したもので、こ
のリードフレーム30は、厚さ0.1mmのSPCC
(鉄)の基材をプレス加工により図6に示す形状に連続
的に打ち抜き加工した表面に厚さ3μmの銅メッキ処理
を施し、さらにこのリードフレーム30をプレス金型に
より所定の構造に曲げ加工したものである。
【0027】そしてこのリードフレーム30の構造は、
外装樹脂31にモールドされる部分30aと外装樹脂3
1から外部に引き出される部分30bとに跨るように設
けられた凹型の切り欠き部36と、この切り欠き部36
が設けられた部分の外装樹脂31にモールドされる部分
30aを段差を有するチリトリ状の曲げ加工部33及び
34(図6上のハッチング部分)と、チリトリ状の曲げ
加工部33及び34の両側をさらに折り曲げ部33a及
び34aを設けることにより、リードフレーム30にお
ける外装樹脂31からの引き出し位置とコンデンサ素子
9が搭載される搭載面との間に段差を有するように構成
されている。
外装樹脂31にモールドされる部分30aと外装樹脂3
1から外部に引き出される部分30bとに跨るように設
けられた凹型の切り欠き部36と、この切り欠き部36
が設けられた部分の外装樹脂31にモールドされる部分
30aを段差を有するチリトリ状の曲げ加工部33及び
34(図6上のハッチング部分)と、チリトリ状の曲げ
加工部33及び34の両側をさらに折り曲げ部33a及
び34aを設けることにより、リードフレーム30にお
ける外装樹脂31からの引き出し位置とコンデンサ素子
9が搭載される搭載面との間に段差を有するように構成
されている。
【0028】そしてこのリードフレーム30のチリトリ
状の曲げ加工部34の折り曲げ部34aとコンデンサ素
子9の陰極部4との接合は、銀ペイントなどの導電性接
着剤により接合し、一方、コンデンサ素子9の陽極部5
は、リードフレーム30のチリトリ状の曲げ加工部33
の折り曲げ部33aによりコンデンサ素子9の陽極部5
を包み込み、この包み込んだ部分をYAGレーザーによ
り溶接して積層型固体電解コンデンサ32を構成した。
状の曲げ加工部34の折り曲げ部34aとコンデンサ素
子9の陰極部4との接合は、銀ペイントなどの導電性接
着剤により接合し、一方、コンデンサ素子9の陽極部5
は、リードフレーム30のチリトリ状の曲げ加工部33
の折り曲げ部33aによりコンデンサ素子9の陽極部5
を包み込み、この包み込んだ部分をYAGレーザーによ
り溶接して積層型固体電解コンデンサ32を構成した。
【0029】(実施の形態4)上記実施の形態1におい
て、リードフレーム10の外装樹脂11にモールドされ
る部分の表面を180メッシュのガーネットからなる研
磨剤を用いてサンドブラスト法により粗面化してその平
均表面粗さ(Ra)をRa>0.6μmとした後、実施
の形態1と同様の構造にプレス加工することにより曲げ
加工を行った以外は実施の形態1と同様にして積層型固
体電解コンデンサ12を構成した。
て、リードフレーム10の外装樹脂11にモールドされ
る部分の表面を180メッシュのガーネットからなる研
磨剤を用いてサンドブラスト法により粗面化してその平
均表面粗さ(Ra)をRa>0.6μmとした後、実施
の形態1と同様の構造にプレス加工することにより曲げ
加工を行った以外は実施の形態1と同様にして積層型固
体電解コンデンサ12を構成した。
【0030】(比較例)図7は比較例における固体電解
コンデンサの内部構造を示し、また、図8は図7に示し
た固体電解コンデンサに使用しているリードフレーム1
8の加工後の形状を示したもので、このリードフレーム
18は、実施の形態1〜4で示したリードフレーム10
のように段差及び穴部25や切り欠き部36は設けられ
ておらず、外装樹脂16の内部に位置する部分にコンデ
ンサ素子9を設けるための受け部19と、この周縁にコ
ンデンサ素子9の側面をガイドするための壁18cのみ
を設けた構成としたものである。
コンデンサの内部構造を示し、また、図8は図7に示し
た固体電解コンデンサに使用しているリードフレーム1
8の加工後の形状を示したもので、このリードフレーム
18は、実施の形態1〜4で示したリードフレーム10
のように段差及び穴部25や切り欠き部36は設けられ
ておらず、外装樹脂16の内部に位置する部分にコンデ
ンサ素子9を設けるための受け部19と、この周縁にコ
ンデンサ素子9の側面をガイドするための壁18cのみ
を設けた構成としたものである。
【0031】そしてこのリードフレーム18は陽極側と
陰極側に夫々設けられているもので、陰極側のリードフ
レーム18には図1に示すコンデンサ素子9の陰極部4
の部分を載せ(夫々のコンデンサ素子9の陰極部4は銀
ペーストにより接合されている)、一方、陽極側のリー
ドフレーム18には図1に示すコンデンサ素子9の陽極
部5を載せ、そして図7に示すように陽極部5の2ヶ所
をスポット溶接機によりスポット溶接して図7に示す固
体電解コンデンサ17を構成した。
陰極側に夫々設けられているもので、陰極側のリードフ
レーム18には図1に示すコンデンサ素子9の陰極部4
の部分を載せ(夫々のコンデンサ素子9の陰極部4は銀
ペーストにより接合されている)、一方、陽極側のリー
ドフレーム18には図1に示すコンデンサ素子9の陽極
部5を載せ、そして図7に示すように陽極部5の2ヶ所
をスポット溶接機によりスポット溶接して図7に示す固
体電解コンデンサ17を構成した。
【0032】以上のようにして構成した本発明の実施の
形態1〜4及び比較例の積層型固体電解コンデンサを2
70℃の高温雰囲気下で2分間のリフロー半田付け条件
で基板に半田付け実装した後、定格電圧16Vを印加し
た状態で125℃の高温雰囲気下で1000時間の長期
信頼性試験を実施した。その試験結果として、125℃
500時間後と、125℃ 1000時間後の静電容
量変化率(%)とtanδ値(%)を(表1)に示し
た。この(表1)における数値は、夫々試験個数n=1
0個の平均値を示している。
形態1〜4及び比較例の積層型固体電解コンデンサを2
70℃の高温雰囲気下で2分間のリフロー半田付け条件
で基板に半田付け実装した後、定格電圧16Vを印加し
た状態で125℃の高温雰囲気下で1000時間の長期
信頼性試験を実施した。その試験結果として、125℃
500時間後と、125℃ 1000時間後の静電容
量変化率(%)とtanδ値(%)を(表1)に示し
た。この(表1)における数値は、夫々試験個数n=1
0個の平均値を示している。
【0033】
【表1】
【0034】(表1)から明らかなように、本発明の実
施の形態1〜4は長期信頼性試験における特性変化がい
ずれも小さく、しかも安定していることがわかる。特
に、本発明の実施の形態3はその変化が少なく、本発明
の効果がよく発揮できていることがわかる。これに対し
て比較例は特性変化が大きいものであることがわかっ
た。
施の形態1〜4は長期信頼性試験における特性変化がい
ずれも小さく、しかも安定していることがわかる。特
に、本発明の実施の形態3はその変化が少なく、本発明
の効果がよく発揮できていることがわかる。これに対し
て比較例は特性変化が大きいものであることがわかっ
た。
【0035】なお、上記本発明の実施の形態において
は、固体電解質の材料や形成方法、電極体の形成方法に
関して具体的に例を挙げて説明したが、本発明の内容は
これらに限定されるものではない。すなわち酸素雰囲気
下で酸素劣化を引き起こす可能性のある導電性高分子を
固体電解質に使用したものであれば、そのコンデンサ素
子に関してはその材料及び形成方法に関係なく本発明を
適用できることは言うまでもなく、実施の形態で説明し
た内容に限定されるものではない。
は、固体電解質の材料や形成方法、電極体の形成方法に
関して具体的に例を挙げて説明したが、本発明の内容は
これらに限定されるものではない。すなわち酸素雰囲気
下で酸素劣化を引き起こす可能性のある導電性高分子を
固体電解質に使用したものであれば、そのコンデンサ素
子に関してはその材料及び形成方法に関係なく本発明を
適用できることは言うまでもなく、実施の形態で説明し
た内容に限定されるものではない。
【0036】また、電極体の材料はアルミニウム箔につ
いてのみ説明したが、これ以外にタンタル、ニオブの箔
もしくはこれらの焼結体を用いることもできる。
いてのみ説明したが、これ以外にタンタル、ニオブの箔
もしくはこれらの焼結体を用いることもできる。
【0037】また、リードフレーム10に設けた穴部1
5や切り欠き部16及び曲げ加工の形状に関しても図面
に示した内容に限定されるものではなく、その効果が同
様であればいかなる形状であっても適用できることは言
うまでもない。
5や切り欠き部16及び曲げ加工の形状に関しても図面
に示した内容に限定されるものではなく、その効果が同
様であればいかなる形状であっても適用できることは言
うまでもない。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明の積層型固体電解コ
ンデンサは、導電性高分子を固体電解質とする平板状の
コンデンサ素子の陽極部及び陰極部をリードフレームに
夫々電気的に接続し、かつこのコンデンサ素子とリード
フレームとを外装樹脂でモールドしてリードフレームの
一部を外装樹脂より外部に引き出した固体電解コンデン
サであって、上記リードフレームにコンデンサ素子の陽
極部及び陰極部を配置するための段差を有したチリトリ
状の曲げ加工部を夫々設け、このチリトリ状の曲げ加工
部内に平板状のコンデンサ素子を複数枚積層し、かつ上
記積層された平板状のコンデンサ素子の陽極部及び陰極
部の全てがチリトリ状の曲げ加工部の一部に接続された
構成とすることにより、コンデンサ素子を積層したとき
の陽極部及び陰極部の夫々の全体の内部抵抗を低減する
ことができるので、低ESRの優れた積層型固体電解コ
ンデンサを得ることができるものである。
ンデンサは、導電性高分子を固体電解質とする平板状の
コンデンサ素子の陽極部及び陰極部をリードフレームに
夫々電気的に接続し、かつこのコンデンサ素子とリード
フレームとを外装樹脂でモールドしてリードフレームの
一部を外装樹脂より外部に引き出した固体電解コンデン
サであって、上記リードフレームにコンデンサ素子の陽
極部及び陰極部を配置するための段差を有したチリトリ
状の曲げ加工部を夫々設け、このチリトリ状の曲げ加工
部内に平板状のコンデンサ素子を複数枚積層し、かつ上
記積層された平板状のコンデンサ素子の陽極部及び陰極
部の全てがチリトリ状の曲げ加工部の一部に接続された
構成とすることにより、コンデンサ素子を積層したとき
の陽極部及び陰極部の夫々の全体の内部抵抗を低減する
ことができるので、低ESRの優れた積層型固体電解コ
ンデンサを得ることができるものである。
【0039】また、リードフレームに外装樹脂にモール
ドされる部分と外装樹脂から引き出される部分とに跨る
ような穴部又は切り欠き部を形成することにより、リー
ドフレームと外装樹脂の接触面積を必要端子面積に比べ
て少なくすることができるもので、これは、積層型固体
電解コンデンサを半田付けなどで基板に実装した場合の
熱ストレスによってリードフレームや外装樹脂が熱的に
膨張収縮してもリードフレームと外装樹脂の界面の剥離
などが起こりにくくなることを意味し、そしてこれによ
り、外部の酸素がリードフレームの界面を通過して外装
樹脂内のコンデンサ素子に到達する確率を低くすること
ができるものである。
ドされる部分と外装樹脂から引き出される部分とに跨る
ような穴部又は切り欠き部を形成することにより、リー
ドフレームと外装樹脂の接触面積を必要端子面積に比べ
て少なくすることができるもので、これは、積層型固体
電解コンデンサを半田付けなどで基板に実装した場合の
熱ストレスによってリードフレームや外装樹脂が熱的に
膨張収縮してもリードフレームと外装樹脂の界面の剥離
などが起こりにくくなることを意味し、そしてこれによ
り、外部の酸素がリードフレームの界面を通過して外装
樹脂内のコンデンサ素子に到達する確率を低くすること
ができるものである。
【0040】また、リードフレームには穴部又は切り欠
き部を設けた部分の外装樹脂にモールドされる部分をチ
リトリ状に折り曲げることによりリードフレームにおけ
る外装樹脂からの引き出し位置とコンデンサ素子搭載面
との間に段差を有するようにしているため、外装樹脂に
モールドされているリードフレームの距離を外装樹脂の
外面からコンデンサ素子までの直線距離よりも長くする
ことができ、リードフレームと外装樹脂が半田付けなど
の熱ストレスにより一部界面剥離を起こしたとしても、
外装樹脂とリードフレームの接触距離が長いことにより
全体にわたって剥離する確率は低く、これにより、外装
樹脂内への外部からの酸素の侵入を抑制することができ
るものである。
き部を設けた部分の外装樹脂にモールドされる部分をチ
リトリ状に折り曲げることによりリードフレームにおけ
る外装樹脂からの引き出し位置とコンデンサ素子搭載面
との間に段差を有するようにしているため、外装樹脂に
モールドされているリードフレームの距離を外装樹脂の
外面からコンデンサ素子までの直線距離よりも長くする
ことができ、リードフレームと外装樹脂が半田付けなど
の熱ストレスにより一部界面剥離を起こしたとしても、
外装樹脂とリードフレームの接触距離が長いことにより
全体にわたって剥離する確率は低く、これにより、外装
樹脂内への外部からの酸素の侵入を抑制することができ
るものである。
【0041】このことにより、コンデンサ素子の固体電
解質として用いている導電性高分子が酸素雰囲気下で酸
化劣化を引き起こすことはなくなり、高温下においても
コンデンサ特性の劣化(特に容量減少及びESRの増
大)を引き起こすことはなくなるため、信頼性の高い積
層型固体電解コンデンサを得ることができるものであ
る。
解質として用いている導電性高分子が酸素雰囲気下で酸
化劣化を引き起こすことはなくなり、高温下においても
コンデンサ特性の劣化(特に容量減少及びESRの増
大)を引き起こすことはなくなるため、信頼性の高い積
層型固体電解コンデンサを得ることができるものであ
る。
【図1】本発明の各実施の形態における積層型固体電解
コンデンサのコンデンサ素子の構成を示す一部切欠斜視
図
コンデンサのコンデンサ素子の構成を示す一部切欠斜視
図
【図2】本発明の実施の形態1における積層型固体電解
コンデンサの内部構造を示す斜視図
コンデンサの内部構造を示す斜視図
【図3】同積層型固体電解コンデンサに使用しているリ
ードフレームの加工後の形状を示す斜視図
ードフレームの加工後の形状を示す斜視図
【図4】本発明の実施の形態2における積層型固体電解
コンデンサの内部構造を示す斜視図
コンデンサの内部構造を示す斜視図
【図5】同積層型固体電解コンデンサに使用しているリ
ードフレームの加工後の形状を示す斜視図
ードフレームの加工後の形状を示す斜視図
【図6】本発明の実施の形態3における積層型固体電解
コンデンサに使用しているリードフレームの加工後の形
状を示す斜視図
コンデンサに使用しているリードフレームの加工後の形
状を示す斜視図
【図7】比較例における積層型固体電解コンデンサの内
部構造を示す斜視図
部構造を示す斜視図
【図8】同積層型固体電解コンデンサに使用しているリ
ードフレームの加工後の形状を示す斜視図
ードフレームの加工後の形状を示す斜視図
1 電極体
2 誘電体酸化皮膜層
3 粘着テープ
4 陰極部
5 陽極部
6 導電性高分子の固体電解質層
7 カーボンペースト層
8 銀ペースト層
9 コンデンサ素子
10 リードフレーム
10a 外装樹脂にモールドされる部分
10b 外装樹脂から外部に引き出される部分
11 外装樹脂
12 積層型固体電解コンデンサ
13 段差を有するチリトリ状の曲げ加工部(陽極側)
14 段差を有するチリトリ状の曲げ加工部(陰極側)
25 穴部
36 切り欠き部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松本 耕治
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 小島 浩一
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 渡辺 善博
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項1】 導電性高分子を固体電解質とする平板状
のコンデンサ素子の陽極部及び陰極部をリードフレーム
に夫々電気的に接続し、かつこのコンデンサ素子とリー
ドフレームとを外装樹脂でモールドしてリードフレーム
の一部を外装樹脂より外部に引き出した固体電解コンデ
ンサであって、上記リードフレームにコンデンサ素子の
陽極部及び陰極部を配置するための段差を有したチリト
リ状の曲げ加工部を夫々設け、このチリトリ状の曲げ加
工部内に平板状のコンデンサ素子を複数枚積層し、かつ
上記積層された平板状のコンデンサ素子の陽極部及び陰
極部の全てがチリトリ状の曲げ加工部の一部に接続され
た積層型固体電解コンデンサ。 - 【請求項2】 リードフレームのチリトリ状の曲げ加工
部の両端に一対の折り曲げ部を対向して設け、この折り
曲げ部に各コンデンサ素子の陽極部及び陰極部を夫々コ
ンデンサ素子の厚み方向となる側面で電気的に接続した
請求項1に記載の積層型固体電解コンデンサ。 - 【請求項3】 リードフレームの外装樹脂と接触する部
分と外装樹脂より外部に位置する部分とに跨る位置に穴
部もしくは切り欠き部を設けた請求項1に記載の積層型
固体電解コンデンサ。 - 【請求項4】 コンデンサ素子が弁作用金属からなる陽
極体の表面に誘電体酸化皮膜層、マンガン酸化物層もし
くは導電性高分子層、導電性高分子の固体電解質層、陰
極導電体層が順次形成されたものである請求項1に記載
の積層型固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001229185A JP2003045753A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 積層型固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001229185A JP2003045753A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 積層型固体電解コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003045753A true JP2003045753A (ja) | 2003-02-14 |
Family
ID=19061572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001229185A Pending JP2003045753A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 積層型固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003045753A (ja) |
Cited By (12)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008091389A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Showa Denko Kk | 固体電解コンデンサ用リードフレーム部材 |
| JP2008091391A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Showa Denko Kk | 固体電解コンデンサ用リードフレーム部材 |
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| CN111403175A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-10 | 福建火炬电子科技股份有限公司 | 一种可拆卸脉冲功率电容器及装配方法 |
-
2001
- 2001-07-30 JP JP2001229185A patent/JP2003045753A/ja active Pending
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