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JP4240385B2 - 表面実装型コンデンサ - Google Patents

表面実装型コンデンサ Download PDF

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Description

本発明は、電子基板上に実装され、主にノイズフィルタとして用いられる表面実装型コンデンサに関する。
近年の電子部品の高性能化、小型化、軽量化に伴い、電源の小型化が急速に進展してきた。電源の小型化は、動作周波数を高くすることで達成されるが、電源の回路に使用される部品のなかで、特に電子部品用に実装されるノイズフィルタの性能に対する要求が高度になっている。このノイズフィルタとしては、表面実装型のコンデンサが使用されている。
このような要求に対する表面実装型コンデンサとしては、導電性を有する機能性高分子を陰極として用い、電子基板の表面に実装されるアルミニウム固体電解コンデンサが開発され、実用化されている。このアルミニウム固体電解コンデンサは、それまでのアルミニウムコンデンサやタンタルコンデンサに比べ、１／２０〜１／５０の等価直列抵抗（ＥＳＲ）を持っている。
図５は、表面実装型コンデンサ１１の従来の構成を示す断面図である。略平板形状をなす第１金属板２が第１陰極部５１および第２陰極部５２に囲まれるようにして構成されている。第１陰極部５１の下面側に回路基板８に電気的に接続される陰極端子７１が形成され、第２陰極部５２の上面には第２金属板３が接続されている。また、第１および第２陰極部５１，５２の両側に突出した第１金属板２の両端は、２つの陽極部４となり、それぞれの端部には基板接続用の陽極端子６が接続されている。
また、陰極部または陰極端子７１と、陽極部４または陽極端子６との電気的短絡を防ぐために、陰極部の表面に絶縁層を設けたり、表面実装型コンデンサ自体を絶縁性の樹脂などで封止していた。このようにして基板に接続された表面実装型コンデンサは、２つの陽極端子に接続される２つの陽極部と、１つの陰極端子に接続される１つの陰極部とからなるため、三極端子のノイズフィルタと呼ばれる。
従って、この表面実装型コンデンサが基板に実装された場合、前記陽極端子の一方から入力された電気信号が濾波され、その電気信号は前記陽極端子の他方に出力されることになる。この様な例は特許文献１に開示されている。
特開２００２−３１３６７６号公報
従来の表面実装型コンデンサ１１では、陽極端子部が露出しているために、高周波領域では一方の陽極端子から放出されたノイズが電磁波として空中を伝播し、他方の陽極端子へと到達してしまい、特性を劣化させていた。
そこで本発明は、従来の表面実装型コンデンサの構造を工夫し、高周波においても、電磁波として放出されるノイズの放射と受信を防ぎ、表面実装型コンデンサ素子本来の特性に影響を与えない構造を提供することを目的とするものである。
本発明の表面実装型コンデンサは、回路基板に接続するための陽極端子と陰極端子とを備え回路基板上に実装される表面実装型コンデンサであって、長さ方向の両端に２つの陽極部を有し略平板形状をなし表層に誘電体層を有する第１金属板と、前記第１金属板の前記回路基板への実装側の面に形成された第１陰極部および前記回路基板への実装側とは反対側の面に形成された第２陰極部とを含み前記第１金属板の幅方向および厚さ方向を囲むように形成された陰極部と、前記２つの陽極部の前記回路基板への実装側に設けられた前記回路基板との接続用の陽極端子と、前記第１陰極部に接続された前記回路基板との接続用の陰極端子と、前記第２陰極部を覆い該第２陰極部に接続された略平板形状をなす第２金属板とを備え、該第２金属板は前記陽極端子を覆う形状を有し、かつ、前記第２金属板は、前記第１金属板および前記陽極端子を前記長さ方向に覆う長さを備え、前記長さ方向の端部の片端に前記回路基板への接続用の他の陰極端子を設けたことを特徴とする。
上述したように、本発明の表面実装型コンデンサによれば、第２金属板に基板接続用の陰極端子を接続し、第１金属板の長さ方向を覆うように回路基板グランドと接続すれば、第１金属板に接続されている陽極端は、グランドに覆われることとなり、高周波において一方の陽極部でノイズが放射されても、ノイズが反射して他方の陽極部に伝播しない。よって上述するような構造とすることで、本来の特性に影響を与えない表面実装型コンデンサ素子を得ることが出来る。
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１は、本発明の表面実装型コンデンサにおける第１の実施の形態の構造断面図である。なお、紙面の左右方向の寸法、紙面に垂直な方向の寸法、および紙面の上下方向の寸法を、それぞれ、長さ、幅、および厚さと呼称した。
表面実装型コンデンサ１の構造としては、中央部に陽極である第１金属板２が通り、第１金属板２の幅、厚さ方向を囲むように第１陰極部５１および第２陰極部５２が施され、ストリップ線路を構成している。その際、第１金属板２にはアルミニウム箔が用いられ、その表層には誘電体層が形成されている。第１金属板２の両端にそれぞれ、陽極端子６が接続されている。陽極端子６は、銅板を使用しており、第１金属板２に溶接されている。第１陰極部５１の下部には、回路基板８と導通をとるための陰極端子７１が、第２陰極部５２上部には第２金属板３が接続されている。陰極端子７１、第２金属板３は両方とも銅板を使用している。同図のように第２金属板３は、第１金属板２より長く形成され、その両端に基板接続用の他の陰極端子７２が形成されている。第２金属板３は、第１金属板２、陽極部４および陽極端子６を覆うような長さであればよい。
図２は、本発明の表面実装型コンデンサにおける第２の実施の形態の構造断面図である。この構造は、第１の実施の形態の構造と似ているが、第２金属板３に接続され、基板と導通をとるための陰極端子７２が、片端にしか形成されていない。
次に、第３の実施の形態における表面実装型コンデンサを図３に示す。図３（ａ）はその正面図であり、図３（ｂ）はその側面図である。図３のように、第２金属板３を側面まで回し込むような構造としても同様な効果がある。その際、第２金属板３は陽極端子６に触れない様に注意が必要である。第２金属板３以外の構造は他の実施例と同様である。
以上、本発明の実施形態をいくつか説明したが、本発明は、記載した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更は本発明に含まれる。
次に、本発明に基づき、第１および第２の実施の形態に対応して、それぞれ製作した実施例１および実施例２の表面実装型コンデンサの伝送特性について説明する。その実施例１および２における表面実装型コンデンサのＳ21（透過減衰量）周波数特性の測定結果を、従来構造（図５参照）の場合と比較して、図４に示す。Ｓ21は第１金属板２の一方の陽極端子に到達したノイズが、他方の陽極端子にどれだけ伝送されているかを示した値である。Ｓ21の値が低いほどノイズを伝送していないことを示している。Ｓ21は、ネットワークアナライザーを使用して測定している。そのネットワークアナライザーは３０ｋＨｚから６ＧＨｚまで測定が可能である。測定は、本発明の表面実装型コンデンサを基板に実装し、その基板の両端にＳＭＡコネクタを取り付けて、ネットワークアナライザーと接続している。また、この測定に用いた本発明の表面実装型コンデンサの作製条件を以下に示す。なお実施例１および実施例２の構造はそれぞれ図１および図２に対応する。
・第１金属板２：アルミニウム（幅１３ｍｍ、長さ１５ｍｍ）
・第２金属板３：銅（幅１３ｍｍ、長さは第１金属板を長さ方向に覆う大きさ）
・陽極端子６：銅（幅１３ｍｍ、長さ１ｍｍ）
・第２金属板に接続されている陰極端子７２：銅（幅１３ｍｍ、長さ１ｍｍ）
図４から明らかに、従来構造より実施例の方がＳ21の値が小さく、充分な減衰を示している。このような結果によって、本発明にかかわる表面実装型コンデンサに設けられた第２金属板の構造を工夫することで、陽極端子間の電磁波の伝播を防止し、充分なノイズ除去が行なわれたことがわかる。また、実施例１の構造（図１参照）が最も効果があるが、実施例２（図２参照）の構造でも充分効果があることも確認できる。
第１の実施の形態での表面実装型コンデンサの断面図。 第２の実施の形態での表面実装型コンデンサの断面図。 第３の実施の形態での表面実装型コンデンサを示す図。図３（ａ）はその正面図、図３（ｂ）はその側面図。 表面実装型コンデンサのＳ21周波数特性を示す図。 従来の表面実装型コンデンサの断面図。
符号の説明
１，１１ 表面実装型コンデンサ
２ 第１金属板
３ 第２金属板
４ 陽極部
５１ 第１陰極部
５２ 第２陰極部
６ 陽極端子
７１，７２ 陰極端子
８ 回路基板

Claims (1)

  1. 回路基板に接続するための陽極端子と陰極端子とを備え回路基板上に実装される表面実装型コンデンサであって、長さ方向の両端に２つの陽極部を有し略平板形状をなし表層に誘電体層を有する第１金属板と、前記第１金属板の前記回路基板への実装側の面に形成された第１陰極部および前記回路基板への実装側とは反対側の面に形成された第２陰極部とを含み前記第１金属板の幅方向および厚さ方向を囲むように形成された陰極部と、前記２つの陽極部の前記回路基板への実装側に設けられた前記回路基板との接続用の陽極端子と、前記第１陰極部に接続された前記回路基板との接続用の陰極端子と、前記第２陰極部を覆い該第２陰極部に接続された略平板形状をなす第２金属板とを備え、該第２金属板は前記陽極端子を覆う形状を有し、かつ、前記第２金属板は、前記第１金属板および前記陽極端子を前記長さ方向に覆う長さを備え、前記長さ方向の端部の片端に前記回路基板への接続用の他の陰極端子を設けたことを特徴とする表面実装型コンデンサ。
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