CN101292311A - 固体电解电容器 - Google Patents

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CN101292311A CNA2006800393625A CN200680039362A CN101292311A CN 101292311 A CN101292311 A CN 101292311A CN A2006800393625 A CNA2006800393625 A CN A2006800393625A CN 200680039362 A CN200680039362 A CN 200680039362A CN 101292311 A CN101292311 A CN 101292311A
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Abstract

本发明涉及的固体电解电容器，其具有：在突设有阳极端子(31)的阳极体(3)的表面上顺次设置有电介质被膜(4)和阴极层(5)而成的电容器元件(30)、覆盖该电容器元件的铠装树脂(6)、与电容器元件的阳极端子的前端部连接并且具有从铠装树脂(6)露出的阳极侧端子面(10)的阳极引线框(1)、与阴极层(5)连接并且具有从铠装树脂(6)露出的阴极侧端子面(20)的阴极引线框(2)。在这里，阳极引线框(1)，在埋设于铠装树脂(6)中的区域具有沿着阳极端子(31)向远离阳极端子(31)的位置延伸的远离框部(13)、和从该远离框部(13)的中央部向阳极端子(31)突出并与阳极端子(31)接合的接合框部(11)。

Description

固体电解电容器
技术领域
本发明涉及在电容器元件上连接由引线框形成的阳极端子和阴极端子而构成的表面安装型的固体电解电容器。
背景技术
一直以来，作为适合表面安装于印刷电路布线基板等的下面电极型的固体电解电容器，已知有图21～图24所示的结构的设备(例如参照日本国公开专利公报2001-6978号)。在该固体电解电容器中，在由可阀金属(钽、铌、钛、铝等)的烧结体形成的阳极体3的表面上顺次形成电介质被膜4、固体电解质层5a、阴极引出层5b(以下将固体电解质层和阴极引出层合起来称为阴极层5)，由此构成电容器元件，其中，所述电介质被膜4使该阳极体表面氧化，所述固体电解质层5a由二氧化锰等导电性无机材料或TCNQ络盐、导电性聚合物等导电性有机材料形成，所述阴极引出层5b由导电性碳、银等形成。
突设在阳极体3上的阳极端子31经由阳极中继部件91而与阳极引线框9连接，阴极引出层5b经由阴极接合材料29而与阴极引线框8连接，用环氧树脂等形成的铠装树脂6覆盖整个电容器元件。阳极引线框9和阴极引线框8分别具有从铠装树脂6的背面露出的阳极侧端子面10和阴极侧端子面20。
在该种固体电解电容器的更为具体的结构例中，上述阳极体3由钽粉末的烧结体形成，上述阳极端子31和阳极中继部件91由钽制的电线形成，上述阳极引线框9由以铁和镍为主成分的合金制的平板构成。上述阳极中继部件91载置于上述阳极引线框9的平板部上并被电阻焊接，上述阳极端子31配置在与上述阳极中继部件91交叉的方向上并被电阻焊接。
但是，在上述以往的固体电解电容器中，为了连接阳极端子31和阳极引线框9而需要阳极中继部件91，该阳极中继部件91由细且短的电线形成，非常微小，所以存在载置于阳极引线框9上进行焊接时的操作不便、作业性差的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种在不使用阳极中继部件的情况下可以连接阳极端子和阳极引线框的固体电解电容器，其中该固体电解电容器如上所述阳极引线框和阴极引线框从铠装树脂的背面露出并形成有阳极侧端子面和阴极侧端子面。
本发明涉及的固体电解电容器，具备有：在突设有阳极端子的阳极体的表面上顺次设置电介质被膜和阴极层而构成的电容器元件；覆盖该电容器元件的铠装树脂；与上述电容器元件的阳极端子的前端部连接并且具有从上述铠装树脂露出的阳极侧端子面的阳极引线框；与上述阴极层连接并且具有从上述铠装树脂露出的阴极侧端子面的阴极引线框。
在这里，上述阳极引线框，在埋设于上述铠装树脂中的区域内具有：沿着阳极端子向远离阳极端子的位置延伸的远离框部、和从该远离框部的中央部向阳极端子突出并与阳极端子接合的接合框部。
具体而言，上述阳极引线框，其全长埋设于上述铠装树脂中，上述远离框部的背面从铠装树脂的背面露出，形成有上述阳极侧端子面。
或者，上述阳极引线框是由埋设于上述铠装树脂中的埋设框部、和沿着上述铠装树脂的侧面和背面延伸的露出框部构成，在该埋设框部形成有上述远离框部和接合框部，在该露出框部的前端部形成有上述阳极侧端子面。
另外，就具体的结构而言，在上述阳极引线框上，在夹持了上述接合框部且与阳极引线框的长度方向正交的宽度方向的两侧，形成有在与远离框部相同的平面上延伸的平坦部。
另外，就其他具体的结构而言，在上述阳极引线框的接合框部的表面，在与阳极端子的长度方向正交的方向上，使中央部相较于两端部凹陷，而形成有用于对阳极端子进行定位的凹部。
根据上述本发明的结构，由于在阳极端子的接合框部直接接合阳极体的阳极端子，所以不需要以往那样的阳极中继部件，将阳极端子连接到阳极引出部件上的工序的作业性提高。另外，如果通过拉深加工使阳极端子的接合框部形成为有底筒状，则会消除回弹(spring back)等成型误差的问题。而且，该接合框部具有在固体电解电容器的背面开口的凹部，所以在通过回流焊接工序将该固体电解电容器表面安装于印刷电路配线基板等上时，在上述凹部的内周缘形成有所谓凸缘(fillet)，安装强度增大。
附图说明
图1是本发明的第一实施例涉及的固体电解电容器的立体图。
图2是沿图1的A-A线的剖视图。
图3是沿图2的B-B线的剖视图。
图4是该固体电解电容器的背面图。
图5是本发明的第二实施例涉及的固体电解电容器的立体图。
图6是沿图5的A-A线的剖视图。
图7是沿图6的B-B线的剖视图。
图8是该固体电解电容器的背面图。
图9是本发明的第三实施例涉及的固体电解电容器的立体图。
图10是沿图9的A-A线的剖视图。
图11是沿图10的B-B线的剖视图。
图12是该固体电解电容器的背面图。
图13是本发明的第四实施例涉及的固体电解电容器的立体图。
图14是沿图13的A-A线的剖视图。
图15是沿图14的B-B线的剖视图。
图16是该固体电解电容器的背面图。
图17是本发明的第五实施例涉及的固体电解电容器的立体图。
图18是沿图17的A-A线的剖视图。
图19是沿图18的B-B线的剖视图。
图20是该固体电解电容器的背面图。
图21是以往例的固体电解电容器的立体图。
图22是沿图21的A-A线的剖视图。
图23是沿图22的B-B线的剖视图。
图24是该固体电解电容器的背面图。
图25是本发明的第六实施例涉及的固体电解电容器的立体图。
图26是表示该固体电解电容器的主要部分的立体图。
图27是表示本发明的固体电解电容器中的阳极引线框的成型工序的图。
图28是表示本发明的固体电解电容器中的铠装树脂的填充工序的图。
图29是表示本发明的第七实施例涉及的固体电解电容器的主要部分的立体图。
图30是表示本发明的第八实施例涉及的固体电解电容器的主要部分的立体图。
图31是沿图30的C-C线的剖视图。
图32是表示本发明的固体电解电容器的主要部分的其他结构例的剖视图。
图33是本发明的第九实施例涉及的固体电解电容器的剖视图。
图34是以往的固体电解电容器的剖视图。
图35是对阳极引线框的回弹进行说明的图。
图36是对以往的固体电解电容器的问题点进行说明的图。
图37是对电容器元件相对于引线框的错位进行说明的平面图。
具体实施方式
[第一实施例]
图1～图4是表示本发明的第一实施例的固体电解电容器。该固体电解电容器是在由可阀金属(钽、铌、钛、铝等)的烧结体形成的阳极体3的表面上顺次形成电介质被膜层4、固体电解质层5a、阴极引出层5b(以下将固体电解质层和阴极引出层合起来称为阴极层5)，由此构成电容器元件30，其中，所述电介质被膜4使该阳极体表面氧化，所述固体电解质层5a由二氧化锰等导电性无机材料或TCNQ络盐、导电性聚合物等导电性有机材料形成，所述阴极引出层5b由导电性碳、银等形成。
另外，突设在阳极体3上的阳极端子31与阳极引线框1连接，阴极引出层5b与阴极引线框2连接，用环氧树脂等形成的铠装树脂6覆盖整个电容器元件30。阳极引线框1和阴极引线框2分别具有从铠装树脂6的背面露出的阳极侧端子面10和阴极侧端子面20。
在阳极体3由钽粉末的烧结体形成的情况下，阳极端子31由钽制的电线形成，阳极引线框1由以铜为主成分的合金制的平板构成。但也可以根据设计而具有厚度不同的部分。
阳极引线框1整体被埋设于铠装树脂6中，具有远离阳极端子31的平板状的远离框部13、和从该远离框部13的中央部朝向阳极端子31而向固体电解电容器的高度方向突出的圆锥台状的接合框部11，接合框部11具有在铠装树脂6的背面开口的凹部12。此外，在接合框部11的表面电阻焊接有阳极端子31的外周面。
如果改变表示方法，则阳极引线框1的接合框部11具有使有底筒状容器的开口部朝向铠装树脂6的背面侧倒过来的形态、或者顶帽状的形态。
这样的阳极引线框1，可以通过对成为远离框部13的平板实施拉深加工形成接合框部11而制作。在这里，如果使用以铜为主成分的合金所形成的平板，则拉深加工变得容易。
[第二实施例]
图5～图8表示本发明的第二实施例的固体电解电容器，该固体电解电容器的特征在于，与阳极引线框1的接合框部11的突出方向正交的水平横截面为在横向方向上长的椭圆形、或者田径赛的跑道形。
[第三实施例]
图9～图11表示本发明的第三实施例的固体电解电容器，该固体电解电容器的特征在于，与阳极引线框1的接合框部11的突出方向正交的水平横截面为在横向方向上长的矩形。在该矩形的角部适当形成圆弧部(R部)。
[第四实施例]
图13～图16表示本发明的第四实施例的固体电解电容器，该固体电解电容器，对于阳极引线框1的接合框部11的表面，在与阳极端子31的长度方向正交的方向上，使中央部相较于两端部凹陷下去，形成有用于对阳极端子31进行定位的凹部18。
通过该结构，当在接合框部11的表面交叉配置阳极端子31时，对阳极端子31实施定位，则在电容器元件的姿态稳定的同时，接合框部11的表面和阳极端子31的外周面的接触面积增大，焊接后的接合电阻降低。
[第五实施例]
图17～图20表示本发明的第五实施例的固体电解电容器，该固体电解电容器的特征在于，在阳极引线框1的接合框部11的凹部填充有树脂16。该树脂16可以通过在接合框部11的侧面设置透孔(未图示)并使铠装树脂流入而进行填充。
[第六实施例]
图25表示本发明的第六实施例的固体电解电容器。在该固体电解电容器中，电容器元件30具有与图2所示的电容器元件30相同的结构，即，在突设有阳极端子31的由钽烧结体形成的阳极体3的表面上，顺次形成有将该阳极体表面氧化的电介质被膜4、由作为导体聚合物的聚吡咯形成的固体电解质层5a、由碳和银形成的阴极引出层5b。
如图25所示，阳极引线框1是由埋设于铠装树脂6中的区域和从铠装树脂6露出的区域构成，在埋设于铠装树脂6中的区域形成有远离阳极端子31的平板状的远离框部14、和从该远离框部14的中央部朝向阳极端子31突出的有底筒状的接合框部15。另外，阳极引线框1的从铠装树脂6露出的区域呈现从铠装树脂6的侧面沿着背面延伸的L字形，前端部19的背面在与铠装树脂6的背面相同的平面上扩展，形成有阳极侧端子面10。
另一方面，阴极引线框2由埋设于铠装树脂6中的区域和从铠装树脂6露出的区域形成，埋设于铠装树脂6中的区域形成为平板状，其基端部21使用导电性粘结剂28而与电容器元件30的阴极引出层接合。阴极引线框2的从铠装树脂6露出的区域呈现从铠装树脂6的侧面沿着背面延伸的L字形，前端部22的背面在与铠装树脂6的背面相同的平面上扩展，形成有阴极侧端子面20。
在这里，阳极引线框1的远离框部14和阴极引线框2的基端部21被配置在同一平面上。阳极引线框1和阴极引线框2均由42合金(alloy)形成厚0.1mm的引线框材料形成，阳极端子31由钽线形成。
在上述固体电解电容器的制造工序中，如图27(a)、(b)所示，使用由具备压紧夹具52的冲头53和模具54构成的冲压加工机，对成为阳极引线框和阴极引线框的材料的引线框材料51实施拉深加工，在引线框材料51上形成接合框部15。
接着，如图26所示，在引线框材料51上载置电容器元件30。在这里，电容器元件30的阳极端子31设置在引线框材料51的接合框部15的表面上。另外，在引线框材料51和电容器元件30的接合面上涂敷导电性粘接剂。此外，对阳极端子31和引线框材料51的接合框部15进行电阻焊接，进而使上述导电性粘接剂加热硬化，将引线框材料51的表面和电容器元件30的阴极引出层接合。其中，沿着图26中的点划线L的截面成为图25所示的截面。
接着，如图28所示，在由一对模具57、58形成的腔室内收纳引线框材料51和电容器元件30，在该腔室内填充环氧树脂，使该环氧树脂硬化而形成铠装树脂6。
接着，对引线框材料51实施切断加工，形成阳极引线框1和阴极引线框2，然后如图25所示使阳极引线框1和阴极引线框2沿着铠装树脂6的侧面和背面弯曲，从而完成固体电解电容器。
然而，图34表示以往的固体电解电容器(专利第3157722号公报)。在该固体电解电容器中，阳极引线框92在被埋设于铠装树脂6中的区域具有曲柄(crank)状的弯曲加工部，其前端部93被电阻焊接于阳极端子31上。另外，阴极引线框82也在被埋设于铠装树脂6中的区域具有弯曲加工部。
在这样的以往的固体电解电容器镇南关，如图35所示，在对阳极引线框92实施弯曲加工时，阳极引线框92发生回弹x，前端部93如图中y所示那样弹上去。结果，如图36所示，在将电容器元件30载置于阴极引线框82和阳极引线框92上实施接合的工序中，阳极引线框92的前端部93的表面和阳极端子31的外周面相互间并不密接，由于两者的接触面积的减少，有接合强度降低、ESR增大、接触电阻增大等问题。另外，由于电容器元件30的姿态不确定，电容器元件30会前后倾斜，结果，介于电容器元件30和阴极引线框82之间的导电性粘接剂28不会均匀分布，其厚度会产生不均。由此，导电性粘接剂28的接合强度产生偏差，存在可靠性降低的问题。
与此相对，通过图25所示的固体电解电容器，阳极引线框1的接合框部15通过图27所示的拉深加工而形成为如图26所示的有底筒状，所以不会如以往那样出现回弹。
因此，如图25所示，阳极引线框1的接合框部15和阳极端子31以较大的面积接触，电容器元件30的姿态也稳定，结果，获得高的接合强度，可靠性也得到提高。
另外，阳极引线框1的远离框部14和阴极引线框2的埋设于铠装树脂6中的区域形成在同一平面上，所以可以较大地形成电容器元件30，由此可以实现容量的增大。
[第七实施例]
图29表示本发明的第七实施例的固体电解电容器。在固体电解电容器中，如图所示，在阳极引线框1上，在夹持接合框部15且与阳极引线框1的长度方向正交的宽度方向的两侧，形成有与分离框部14在同一平面上扩展的平坦部17、17。
根据上述构成，与第六实施例相比更能提高接合框部15的精度，电容器元件30的姿态被保持成与阳极引线框1和阴极引线框2平行，实现接合强度和可靠性的提高。
[第八实施例]
图30和图31表示本发明的第八实施例的固体电解电容器。在该固体电解电容器中，在阳极引线框1的接合框部15的表面，形成有沿着阳极端子31延伸的U字槽状的凹部18。
根据该固体电解电容器，如图37所示，当在引线框材料51上载置电容器元件30时，通过使阳极端子31卡合在上述凹部18内，如图中P2所示，可以沿着引线框材料51的阳极引线框部55和阴极引线框部56的排列线以正确的姿态设置电容器元件30。假定如图中P1所示电容器元件30错开成倾斜的姿态时，图中虚线所示的铠装树脂的厚度部分变薄，电容器元件30的覆盖不充分，引起耐湿性等的降低，可靠性出现问题。
根据本实施例的固体电解电容器，可以将电容器元件30设置在正确的保持并使其保有正确的姿态，所以覆盖电容器元件30的铠装树脂的厚度变得均匀，耐湿性提高。
另外，应该在阳极引线框1的接合框部15的表面形成的凹部18不限于U字槽状，还可以如图32(a)、(b)、(c)所示，只要可以规定阳极端子31的位置和姿态，就可以采用各种凹部形状。
[第九实施例]
在图33所示的第九实施例的固体电解电容器中，阴极引线框2的与电容器元件30的接合区域由薄壁部形成。由此，可以较大地形成电容器元件30，结果可以实现容量的增大。
在这里，用于形成阳极体3的烧结材料可以是钽以外的可阀金属，进而引线框材料即便是42合金以外的铜合金等目前市售的材料，也可以得到相同的效果。
如上所述，在本发明的固体电解电容器中，阳极引线框1的接合框部15可以通过对引线框材料51实施拉深加工而形成，所以尽管接合框部15的壁厚与远离框部14相比稍微减小，该拉深加工也不会影响阴极引线框2的尺寸形状，结果，电容器元件30和阴极引线框2的接触面积不会减小，也不会引起ESR的降低。

Claims (13)

1.一种固体电解电容器，其具有：在突设有阳极端子的阳极体的表面顺次设置有电介质被膜和阴极层而构成的电容器元件、覆盖该电容器元件的铠装树脂、与所述电容器元件的阳极端子的前端部连接并且具有从所述铠装树脂露出的阳极侧端子面的阳极引线框、与所述阴极层连接并且具有从所述铠装树脂露出的阴极侧端子面的阴极引线框，
所述阳极引线框，在埋设于所述铠装树脂中的区域内具有：沿着阳极端子向远离阳极端子的位置延伸的远离框部、和从该远离框部的中央部向阳极端子突出并与阳极端子接合的接合框部。
2.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中，
所述阳极引线框，其全长埋设于所述铠装树脂中，所述远离框部的背面从铠装树脂的背面露出，以形成所述阳极侧端子面。
3.如权利要求2所述的固体电解电容器，其中，
所述阴极引线框，其全长埋设于所述铠装树脂中，其背面从铠装树脂的背面露出，以形成所述阴极侧端子面。
4.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中，
所述阳极引线框由埋设于所述铠装树脂中的埋设框部、和沿着所述铠装树脂的侧面及背面延伸的露出框部构成，在该埋设框部形成有所述远离框部和接合框部，在该露出框部的前端部形成有所述阳极侧端子面。
5.如权利要求4所述的固体电解电容器，其中，
所述阴极引线框由埋设于所述铠装树脂中的埋设框部、和沿着所述铠装树脂的侧面及背面延伸的露出框部构成，在该露出框部的前端部形成有所述阴极侧端子面。
6.如权利要求5所述的固体电解电容器，其中，
所述阴极引线框的埋设框部在所述铠装树脂内沿着一条直线延伸。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的固体电解电容器，其中，
所述阳极引线框的远离框部和阴极引线框的与所述阴极层的连接部在相同的平面上延伸。
8.如权利要求1～7中任意一项所述的固体电解电容器，其中，
在所述阳极引线框上，在夹持所述接合框部且与阳极引线框的长度方向正交的宽度方向的两侧，形成有在与远离框部相同的平面上延伸的平坦部。
9.如权利要求1～8中任意一项所述的固体电解电容器，其中，
在所述阳极引线框的接合框部的表面，在与阳极端子的长度方向正交的方向上，中央部相较于两端部凹陷，从而形成有用于对阳极端子进行定位的凹部。
10.如权利要求1～9中任意一项所述的固体电解电容器，其中，
所述阳极引线框的接合框部具有朝向与其突出方向相反的一侧开口的凹部。
11.如权利要求10所述的固体电解电容器，其中，
在所述阳极引线框的接合框部的凹部内填充有形成铠装树脂的合成树脂。
12.如权利要求1～11中任意一项所述的固体电解电容器，其中，
所述阳极引线框的接合框部形成为朝向与其突出方向相反的一侧开口的有底筒状。
13.如权利要求1～12中任意一项所述的固体电解电容器，其中，
所述阳极引线框的接合框部是通过对成为阳极引线框的材料的平板实施拉深加工而形成的构件。
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