CN101057307A - 片状铝电解电容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种片状铝电解电容器，该片状铝电解电容器使从绝缘端子板显露的引线温度先于其它部分上升、在比较慢的回流气氛环境下可进行可靠性高的焊接，且耐振动性优异。片状铝电解电容器其包括以与所述封口部件抵接的方式安装的绝缘端子板(3)，绝缘端子板在外表面具有从电容本体的封口部件导出的一对引线(2)所插通的插通孔(2a)，及将插通该插通孔的引线(2)向直角方向弯曲进行容纳的第一凹槽(5)。在设置于绝缘端子板(3)上的第一凹槽(5)的内面及其周缘埋入金属电极(4)。并且，使金属电极(4)的一部分在绝缘端子板(3)的端面部(3a)显露。具有从绝缘端子板(3)的插通孔到绝缘端子板的端部(3a1、3a2)的双方向的第二凹槽(6)。

Description

片状铝电解电容器

技术领域

本发明涉及各种电子设备中使用的片状铝电解电容器。

背景技术

图6是表示这种现有技术的片状铝电解电容器的结构的立体图。构成为有底圆筒状的金属壳11容纳有未图示的电容元件，其开口端用封口部件(未图示)进行密封。在密封封口部件时，将拉伸处理部(drawnsection)12设置在金属壳11上。以与封口部件抵接的方式安装有绝缘端子板13。绝缘端子板13上设有孔(未图示)，该孔中插通入从所述电容元件导出的一对引线14。沟槽部15设置在绝缘端子板13的外表面(图中的底面)，以将插通入所述孔中的一对引线14向直角方向弯曲，进行容纳。利用这样的结构，可以对图上未显示的印刷基板进行表面安装。

另外，在将所述片状铝电解电容器使用在电装用电路中片状铝电解电容器的情况下，表面安装时，要求规定的耐振动性。为此，构成为使绝缘端子板13的侧面部延伸，设置侧壁部，保持有底圆筒状的金属壳11。

此外，作为与本申请的发明相关的现有技术文献信息，已知例如，日本特开平09-162077号公报和日本特开平11-233384号公报。

所述现有技术的片状铝电解电容器，因为从绝缘端子板13显露的引线14的体积和表面积小，在通过回流焊进行焊接安装的时候，有必要将引线14上升到绝缘端子板13的回流温度。如果绝缘端子板13上升到回流温度，会引起以下问题：不仅电容本体的温度上升，也会给印刷基板内安装着的其它部件带来较大的热应力。

如果就使用焊料进行安装时的回流温度的最新趋势进行说明，则从近年的地球环境保护的角度出发，使用无铅化高融点焊料，还要求用高温的回流温度进行安装。

图7是，在图6所示的现有技术的片状铝电解电容器的结构的立体图中，加上了在振动试验时加上的振动应力的方向的图。如图7所示，在与结合一对引线14的方向、即X方向相垂直的Y方向上加上较强的振动应力的情况下，与基板的接合在一对引线14上的两个位置，所以，电容本体呈振子状摆动。此外，Z方向表示电容本体的上下方向。为此，引线14与基板的焊接部和引线14的根部受损，在焊接部发生剥离，产生引线14受损或断裂的风险。

发明内容

本发明为了克服这些现有问题，提供一种片状铝电解电容器。使从设置在片状铝电解电容器中的、绝缘端子板显露出来的引线的温度先于片状铝电解电容器的其它部分上升。由此，在比较慢的回流(reflow)气氛环境下，能够保证可靠性高的焊接特性。

另外，为了提供耐振动性优异的片状铝电解电容器，本发明的片状铝电解电容器具有电容元件。并且，具有同时容纳有电容元件和驱动用电解液的有底圆筒状的金属壳。且，具有密封金属壳的开放端用的封口部件，其具有插通入上述一对引线的孔。且，具有绝缘端子板。该绝缘端子板以与上述封口部件抵接的方式进行安装，在其外表面形成从封口部件导出的所述一对引线插通的孔，以及，将插通入该孔的引线沿大致直角方向弯曲进行收纳的第一凹槽。

进一步，绝缘端子板上设有第一凹槽。片状铝电解电容器具有埋入在第一凹槽的内面及其周缘的金属电极。且，使该金属电极的一部分在绝缘端子板的侧面部显露出来。且，片状铝电解电容器具有从绝缘端子板上设置的引线插通孔到达绝缘端子板的端部的双方向的第二凹槽。

具有上述结构的本发明的片状铝电解电容器，在绝缘端子板上设置的第一凹槽的内面及其周缘埋入金属电极，并且，使该金属电极的一部分在绝缘端子板的侧面部显露出来，所以能够增加用于焊接到印刷基板的表面积。通过从绝缘端子板的侧面部显露出来的金属电极，焊料容易进入到绝缘端子板的底面部的金属电极，所以能够可靠地进行焊接、能够进一步提高焊接强度。

通过设置有从绝缘端子板的插通孔到达绝缘端子板的端面部的两个方向的第二凹槽，增大了回流焊时受到回流气体的端子面积，形成回流气体进入绝缘端子板的外表面上设置的沟槽部的通路。由此，能够使导引端子的温度先于片状铝电解电容器本体的其它部分上升。因此，即使在较低抑制回流温度气氛，使用焊料融点高的无铅焊料等的情况下，也能抑制对其它部件施加热应力，并且能够提高焊接作业的效率。

另外，因为抑制了电容本体的温度上升，能够缓和电容本体的回流时的热应力。这对要求较大的热容量、较高的回流时的气氛温度的f8尺寸(直径8mm)以上的片状铝电解电容器特别有效。

附图说明

图1A是表示本发明第一实施方式中的片状铝电解电容器的结构的立体图。

图1B是本发明第一实施方式的图1A所示绝缘端子板的底面图。

图2是表示本发明第一实施方式的其它绝缘端子板的结构的底面图。

图3是表示本发明第二实施方式中的金属电极的一部分的局部立体图。

图4是表示本发明第三实施方式中的从绝缘端子板显露的引线的前端部的一部分的局部立体图。

图5是表示本发明第四实施方式的片状铝电解电容器的结构的立体图。

图6是表示现有片状铝电解电容器结构的立体图。

图7是表示现有片状铝电解电容器的振动试验中加入的振动方向的立体图。

附图标记说明

1    电容本体

2    引线

2a   引线插通孔一侧

2b   引线插通孔另一侧

3    绝缘端子板

3a   端面部

3a1、3a2    端部

3c   中心部

4    金属电极

4a   显露金属电极部

5    第一凹槽

6    第二凹槽

具体实施方式

(第一实施方式)

图1A是表示本发明第一实施方式中的片状铝电解电容器的结构的立体图。显示了电容本体1、从电容本体1引出的一对引线2、绝缘端子板3、金属电极4及第二凹槽6。此外，虽然电容本体1内部没有在图中显示，但是，该电容本体内容纳有将分别连接外部引出用的阳极引线和阴极引线的阳极箔和阴极箔，在其之间间隔隔离层进行卷绕，从而形成的电容元件。

另外，与图6所示现有示例大致相同，本发明电容本体1具有金属壳11。其开放端由封口部件(未图示)进行密封。在密封封口部件时，拉伸处理部12设置在金属壳11上。

图1B是图1A所示片状铝电解电容器的底面图。在与图1A相同的位置使用相同的符号标记。

当正视图1B时，一对引线2被形成在绝缘端子板3的大致中央部。引线2之一是片状铝电解电容器的阳极引线，另一根是阴极引线。用于插入和容纳引线2的引线插通孔2a从绝缘端子板3的端面部3a侧向绝缘端子板3的中心部3c延伸设置。第一凹槽5作为绝缘端子板3的一部分，被形成在与绝缘端子板3的端面部3a相邻接的位置。第一凹槽5被形成为在阳极引线侧和阴极引线侧都具有大致相同的形状和大小。在整个第一凹槽5上形成金属电极4。第一凹槽5与金属电极4有相同的大小，以及大致相同的形状。金属电极4在绝缘端子板3的端面部3a附近被弯曲处理，沿着绝缘端子板3的侧面而被露出。

第一实施方式中，金属电极4的一部分在绝缘端子板3的侧面部显露。因此，能够由金属电极4提高回流时的温度的热吸收。金属电极4配置在一对引线2的两侧。并且，金属电极4被埋置在从第一凹槽5的内部直到其周缘的外周部。在所显露出的金属电极4上的热吸收，在焊接时，通过焊料而与引线2一起进行，热吸收范围的整体体积增加，所以迅速地进行热吸收。此外，金属电极4的显露部可以是下述任一种方法：在模具内预先配置金属电极4，之后，将绝缘树脂流入模具内进行成形，从而埋入到绝缘端子板3的方法，或者，在将绝缘端子板3成形后，安装金属电极4的方法。

第二凹槽6设置为：从被配置在绝缘端子板3的中心部3c的附近的、引线插通孔的一侧2a和另一侧2b分别朝向绝缘端子板3的端部3a1、3a2。即，在两个方向上设置第二凹槽6。第二凹槽6与第一凹槽5相同，在阳极引线侧和阴极引线侧都形成为大致相同的形状、相同的大小。第二凹槽6以包围引线2及金属电极4的方式而形成。这样，第二凹槽6被形成为关于绝缘端子板3的中心部3c而对称，并且，划定引线2及金属电极4的位置。

通过设置第二凹槽6，回流气体从设置在绝缘端子板3的外表面的引线插通孔2a朝向绝缘端子板3的端部3a1及3a2进入，所以引线2的温度能够先于片状铝电解电容器的其它部分而上升。

此外，第二凹槽6的形状如图1B所示圆弧形状，也可以是图2所示直线形状或两者的组合。

此外，取代在绝缘端子板3的外表面上设置第二凹槽6，通过在外表面上设置突起使绝缘端子板3整体浮起，回流气体就可流到引线2。在此结构中，变为绝缘端子板3整体浮起，可以预测到，这会引起绝缘端子板3的外表面的金属电极和焊料的接触质量下降。因而，设置第一实施方式中使用的第二凹槽5具有更好的效果。

(第二实施方式)

图3是表示本发明第二实施方式中的沿着绝缘端子板3的侧面弯曲处理后的金属电极4的一部分，即，显露金属电极4a的立体图。图3表示金属电极4的显露金属电极部4a，放大部4ap表示金属电极部4a为波板形状，放大部4aq表示金属电极部4a为突起形状。

如果将这样显露的显露金属电极4a加工为凹凸形状，就能够使金属电极4的显露部的表面积增大。由此，从金属电极4整体吸收回流气体的热，提高绝缘端子板的热吸收性。

此外，设置在金属电极4的表面部的凹凸形状，不限于图3所示的形状，也可以是格子形状、波纹形状等。

(第三实施方式)

图4是表示本发明第三实施方式中，从设置在绝缘端子板3上的第一凹槽5显露的引线2的结构的立体图。导引端子7被加工为宽度扩展，是使其体积和表面积增大的结构。利用这样的结构，接受回流气体的全部面积得以增大。能够高效、迅速地进行导引端子7的热吸收。为此，导引端子7的温度能够先于片状铝电解电容器的其它部分而上升。

为了增大导引端子7的体积或者表面积，也可以增加导引端子7的长度。然而，这样的结构中，有必要使安装导引端子7的印刷基板(未图示)的连接区(land)在引线方向上加长。与之相对，本发明中使导引端子7形成为宽度增加，导引端子7的宽度增加部被容纳在金属电极4的区域内，所以不用增大印刷基板侧上设置的连接区的面积。

(第四实施方式)

图5是本发明第四实施方式中，绝缘端子板的四个角上设置与电容本体1抵接的壁部8的立体图。壁部8与电容本体1抵接。壁部8的高度H8的大小大致为电容本体的高度H1的1/2以上。由此，耐振动性提高。当在1/2以下时，耐振动性降低。特别是，随着电容本体的直径f变为10mm以下的小型化，耐振动性下降，因此优选将壁部8的高度H8设定为电容本体的高度H1的大致1/2以上。

通过第四实施方式所示片状铝电解电容器的结构，利用绝缘端子板3的外表面上设置的金属电极4，能够可靠地固定绝缘端子板3和印刷基板(未图示)。由此，即使在耐振动性稍弱而尺寸比较大的片状铝电解电容器中，也能够提供与无铅焊料相对应的焊接性能和耐振动性两方面都很好的片状铝电解电容器。

第一实施方式和第三实施方式中，制作了片状铝电解电容器(20个电容本体尺寸直径f为16mm的样品)。之后，将表面安装件假定为模型，将对在回流焊时的印刷基板面(电容本体的非安装部分)、电容本体1、引线2的温度上升进行试验后的结果与现有产品进行比较，表示在表1中。

                                   表1

测定位置	基板面	现有产品		第一实施方式		第三实施方式
								引线	电容本体	引线	电容本体	引线	电容本体
		峰值温度(℃)	245	201	202	221	203							224	203
＝200℃保持时间(秒)	70							3	7	43	8	51	9
		＝220℃保持时间(秒)	40	---	---	5	---							15	---

由表1可知，本实施方式中的片状铝电解电容器，在回流时，引线2的温度能够先于片状铝电解电容器的其它部分上升。为此，可以看出，无论在第一实施方式还是在第三实施方式中，引线2的温度比电容本体1的温度上升约20℃的温度。这就意味着，印刷基板面(产品的非安装部分)与引线之间几乎不存在温度差。由此，即使无铅焊料融点提高，也不需大幅提高回流气氛温度，就能得到引线的稳定的焊接特性。

就本发明片状铝电解电容器进行温度上升试验。因此，首先，将表面安装的基板面的峰值温度设定为245℃。试验时，现有产品中的引线及电容本体的温度分别是201℃和202℃，两者几乎看不出有温度差。换言之，现有产品中有这样的不利：当引线上升到规定的温度时，本来不希望有温度上升的、不同于引线的其它部分温度也上升。

另一方面，在本发明第一实施方式中，在与现有产品相同的条件下进行温度上升试验的时候，引线温度是221℃，电容本体的温度是203℃。换言之，得到这样的良好的结果：两者产生了大约20℃的温度差，本来希望温度上升的部分(导引端子)温度上升，不希望温度上升的部分、例如电容本体的温度不上升。

且，本发明第三实施方式也得到了与第一实施方式大致相同的良好的结果。

然而，第三实施方式中，引线温度是224℃，电容本体的温度与第一实施方式相同，是203℃。即，在两者之间产生大约20℃的温度差。

另外，表1还显示了另一情况。即，在进行回流焊时，基板面的峰值温度在245℃，在200℃以上的保持时间大约70秒，在220℃以上的保持时间大约40秒。

此时，现有产品的引线的峰值温度是201℃，电容本体的峰值温度是202℃。引线的温度保持在200℃以上的保持时间大约3秒，电容本体大约是7秒。

与之相对，第一实施方式的引线的峰值温度是221℃，电容本体是203℃。且，引线的温度在200℃以上是43秒，电容本体是8秒。

因此，第一实施方式的电容与现有产品相比，能够提高引线的温度，并且能够确保在200℃以上的保持时间更长，所以能够得到稳定的焊接特性。

另外，还能确保在220℃以上的保持时间，所以即使无铅的焊料融点提高，也不用增加回流气氛温度，就能够得到稳定的焊接特性。

然而，虽然可以说第三实施方式与第一实施方式也大致相同，但是，与第一实施方式相比，进一步延长了保持时间。

产业上的可利用性

因为本发明的铝电解电容，可适用于伴随无铅化的焊料溶融温度的上升的对策、通信基站电源和以气囊为首的汽车电装设备等、要求高电容、长寿命、尺寸比较大的表面安装件的用途中，所以在这些工业中的可利用性较高。

Claims (4)

1.一种片状铝电解电容器，其特征在于，包括：

电容元件；

同时容纳有所述电容元件和驱动用电解液的有底筒状的金属壳；

封口部件，其密封所述金属壳的开放端，并具有一对引线所插通的孔；

绝缘端子板，其以与所述封口部件抵接的方式进行安装，具备从所述封口部件导出的所述一对引线所插通的插通孔，以及将插通所述孔的引线向直角方向弯曲而进行容纳的第一凹槽，

所述第一凹槽，设置在所述绝缘端子板上；

金属电极，其被埋入所述第一凹槽内；以及

第二凹槽，其使所述金属电极的一部分在绝缘端子板的侧面部上露出，并且从所述绝缘端子板的插通孔延伸到所述绝缘端子板的端部。

2.根据权利要求1所述的片状铝电解电容器，其特征在于：

从所述绝缘端子板露出的金属电极的一部分是凹凸的。

3.根据权利要求1所述的片状铝电解电容器，其特征在于：

从所述绝缘端子板的侧端部露出的引线，与所述侧端部侧相比，前端部的宽度更宽且更薄。

4.根据权利要求1所述的片状铝电解电容器，其特征在于：

在所述绝缘端子板的四个角上设置有壁部，该壁部具有电容本体高度的1/2以上的高度并且与电容本体抵接。

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