JP2005101496A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体電解コンデンサ1は、一部に陰極層3を形成した陽極体20を有するコンデンサ素子2と、該コンデンサ素子2の下面に取り付けられる陽極側及び陰極側リードフレーム9、90と、リードフレーム9、90の下面を残してコンデンサ素子2を被覆するハウジング70とを具えている。ハウジング70は、リードフレーム9、90の外側端面を被覆し、該リードフレーム9、90の外側端面にはハウジング70を構成する樹脂が入り込む充填部92が形成されている。
【選択図】 図2
Description
固体電解コンデンサ(1)は、図16に示すように、下面にリードフレーム(9)(90)が取り付けられたコンデンサ素子(2)を具え、該コンデンサ素子(2)は合成樹脂製のハウジング(70)にて覆われる。リードフレーム(9)(90)はハウジング(70)に沿って折曲される。コンデンサ素子(2)は、弁金属の箔である陽極体(20)の一部に、誘電体酸化被膜(21)を形成し、該誘電体酸化被膜(21)上に、陰極層(3)、カーボン層(6)、銀ペースト層(60)を順に設けて形成される。即ち、陽極体(20)上にて誘電体酸化被膜(21)の形成部分が陰極(2b)、陽極体(20)上にて誘電体酸化被膜(21)の未形成部分が陽極(2a)となる。図16では、図示の便宜上、陰極層(3)、カーボン層(6)、銀ペースト層(60)を厚く記載しているが、実際には陽極体(20)は平板に近い。
また、弁金属とは、電解酸化処理により極めて緻密で耐久性を有する誘電体酸化被膜が形成される金属を指し、Al(アルミニウム)、Ta(タンタル)、Ti(チタン)、Nb(ニオブ)等が該当する。
また、前記特許文献1には、図18に示すように、複数枚の陽極体(20)(20)を重ね、陽極(2a)側を接着又は溶接し、静電容量を大きくしたコンデンサ素子(2)も開示されている。
従って、リードフレーム(9)(90)とハウジング(70)の境目(図18のM)から水分が侵入し易い。水分がコンデンサ素子(2)に到達すると、劣化しやすいから、固体電解コンデンサ(1)としての耐湿特性が十分でなかった。
本発明の目的は、薄型化を達成しつつ、リードフレームとハウジングとの密着強度と耐湿特性に優れた固体電解コンデンサ(1)を提供することにある。
ハウジング(70)は、リードフレーム(9)(90)の外側端面を被覆し、該リードフレーム(9)(90)の外側端面にはハウジング(70)を構成する樹脂が入り込む充填部(92)が形成されている。
また、リードフレーム(9)(90)の下面に、ハウジング(70)を形成する樹脂に覆われる凹面(91)を設けている。
更に、ハウジング(70)の切断痕面(71)側に位置するリードフレーム(9)(90)の端部下面には、ハウジング(70)を構成する樹脂にて覆われて該リードフレーム(9)(90)の端部下面の露出を防ぐ凹み(93)が形成されていてもよい。
2.また、リードフレーム(9)(90)の下面に、ハウジング(70)を形成する樹脂に覆われる凹面(91)を設けている。これによって、コンデンサ素子(2)とリードフレーム(9)(90)との接触面積を大きく保ち、ESR(等価直列抵抗)を小さくしつつ、リードフレーム(9)(90)とハウジング(70)の密着強度を大きくしている。
3.凹み(93)がハウジング(70)を構成する樹脂にて覆われることにより、ハウジング(70)の切断痕面(71)側に位置するリードフレーム(9)(90)の端部下面が露出することが防止される。これにより、リードフレーム(9)(90)を切断する際のバリが、ハウジング(70)の外側に露出することが防止されるから、バリ除去工程を省くことができ、製造工程の工数削減ができる。また、凹み(93)を樹脂にて覆うことによっても、リードフレーム(9)(90)とハウジング(70)との密着強度を高めることができる。
以下、本発明の一例を図を用いて詳述する。
図1は、固体電解コンデンサ(1)を上下逆にして示す斜視図である。図2は図1をA−A線を含む面にて破断した断面図であり、図1とは上下が逆になっている。
固体電解コンデンサ(1)は、図2に示すように、下面にリードフレーム(9)(90)が取り付けられたコンデンサ素子(2)を具え、該コンデンサ素子(2)はエポキシ樹脂等の合成樹脂製のハウジング(70)にて覆われる。コンデンサ素子(2)の形状は、図18に示した従来と同じものであり、複数枚の陽極体(20)(20)を重ね、陽極(2a)側を接着又は溶接している。陰極側リードフレーム(90)はコンデンサ素子(2)の下面に被さっており、コンデンサ素子(2)と陰極側リードフレーム(90)との接触面積を大きくすることにより、ESRを小さくしている。
尚、陰極層(3)を形成する材料には、前記ポリチオフェンの他に、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフラン等の導電性高分子、TCNQ(7、7、8、8−テトラシアノキノジメタン)錯塩等が挙げられる。陰極層(3)に抵抗値の低い導電体高分子等を用いることにより、ESRを小さくして、高周波特性に優れたコンデンサを形成している。
これにより、リードフレーム(9)(90)の外側端面は樹脂で覆われ、且つ樹脂が充填部(92)内を充填するから、固体電解コンデンサ(1)が薄くとも、リードフレーム(9)(90)とハウジング(70)との密着強度を高めることができる。従って、固体電解コンデンサ(1)の耐湿特性を高めることができる。尚、リードフレーム(9)(90)の充填部(92)は、図3に示す断面S字形であっても、図4に示す断面V字形であっても、図示はしないがくさび状の凹状であってもよい。
リードフレーム(9)(90)の下面には、ハーフエッチング加工又は潰し加工により凹面(91)が形成され、陰極側リードフレーム(90)の凹面(91)の左右長さWは1−4mmである。凹面(91)はハウジング(70)を形成する樹脂に覆われる。該凹面(91)(91)を形成することによって、コンデンサ素子(2)とリードフレーム(9)(90)との接触面積を大きく保ち、ESR(等価直列抵抗)を小さくし、且つリードフレーム(9)(90)とハウジング(70)の密着強度を大きくしている。また、凹面(91)を形成することにより、凹面(91)とハウジング(70)の境目(図2のB点)から、コンデンサ素子(2)に達する距離を長くし、水分がコンデンサ素子(2)に達する虞れを少なくしている。更に、コンデンサ素子(2)とリードフレーム(9)(90)は抵抗溶接により取り付けられるが、凹面(91)に抵抗溶接の痕が残る。しかし、該凹面(91)は樹脂により覆われるから、スポット痕は隠され、見映えが良くなる。
図5は、リードフレーム(9)(90)となる金属板(8)の平面図である。先ず、銅を主成分とした金属板(8)を打ち抜いて、縦長の第1開口(80)を開設し、該第1開口(80)の両側に横長の第2開口(81)(81)を略等間隔に縦に並べて開設する。このとき、金属板(8)の隅部に治具貫通孔(82)を開設する。
金属板(8)上にて、第1開口(80)の左側に位置する第2開口(81)(81)の残り部分が、陰極側のリードフレーム(90)となる端子構成片(83)を構成し、第1開口(80)の右側に位置する第2開口(81)(81)の残り部分が、陽極側のリードフレーム(9)となる端子構成片(84)を構成する。即ち、両端子構成片(83)(84)の先端部は第1開口(80)を隔てて互いに対向する。
尚、第1開口(80)及び第2開口(81)(81)も樹脂貫通孔(85)(85)と同時にエッチング加工により開設しても良い。また、充填部(92)を端子構成片(83)(84)上にて、コンデンサ素子(2)の長手方向に沿う外側端部(88)に形成してもよい。
第1開口(80)を跨いで、コンデンサ素子(2)を端子構成片(83)(84)上に置く。コンデンサ素子(2)の陽極(2a)は、陽極側リードフレーム(9)となる端子構成片(84)に置かれ、陰極(2b)は、陰極側リードフレーム(90)となる端子構成片(83)に置かれる。コンデンサ素子(2)は、端子構成片(83)(84)上に、陽極側(2a)が抵抗溶接により、陰極側(2b)が導電性接着剤により取り付けられる。このとき、コンデンサ素子(2)は、樹脂貫通孔(85)(85)に被さらない。
金属板(8)の上方及び下方から、金型(50)及び受け型(52)を被せる。金型(50)の内側端縁は、樹脂貫通孔(85)の外側端縁に合う。金型(50)のゲート(51)から溶融樹脂を注入する。溶融樹脂の一部は、樹脂貫通孔(85)(85)及び充填部(92)を充填する。溶融樹脂の冷却後に、両型(50)(52)を分離すれば、図8に示す金属板(8)上にハウジング(70)となる樹脂塊(7)が形成される。この樹脂塊(7)と金属板(8)を図8のD−D線、E−E線を含む面に沿って、ダイシングソー等にて切断し、樹脂塊(7)の外側に位置する端子構成片(83)(84)の部分を切断すれば、固体電解コンデンサ(1)が得られる。
尚、樹脂塊(7)の成形は、該射出成形工程を含むトランスファモールド装置で行う。また、スクリーン印刷で樹脂塊(7)を成形してもよい。
また、リードフレーム(9)(90)の下面に、ハウジング(70)を形成する樹脂に覆われる凹面(91)を設けている。これによって、コンデンサ素子(2)とリードフレーム(9)(90)との接触面積を大きく保ち、ESR(等価直列抵抗)を小さくしつつ、リードフレーム(9)(90)とハウジング(70)の密着強度を大きくしている。
図9は、図1の固体電解コンデンサ(1)の左側面図である。コンデンサ(1)は、樹脂塊(7)と金属板(8)をダイシングソー等の切断工具(4)にて切り出して形成され、図9に示すように、ハウジング(70)の一側面は切断工具(4)の切断痕面(71)を形成している。ハウジング(70)の切断痕面(71)側に位置するリードフレーム(9)(90)の端部下面は露出している。
切断工具(4)は回転して、金属板(8)を切断するから、樹脂塊(7)と金属板(8)を切断工具(4)にて切断する際に、切断工具(4)と金属板(8)との摩擦抵抗により、リードフレーム(9)(90)の端部下面から、バリ(94)が突出することがある。斯種コンデンサ(1)は回路基板(図示せず)に実装されるが、かかるバリ(94)が生じると、コンデンサ(1)の実装高さがバラ付く虞れがある。このため、バリを除去する工程が必要となっており、製造工程の工数増加に繋がっていた。
そこで、かかるコンデンサ(1)の実装高さのバラ付きをなくすべく、出願人は図10に示すコンデンサ(1)を提案している。これは、ハウジング(70)の切断痕面(71)側に位置するリードフレーム(9)(90)の端部を薄くし、該端部下面を樹脂で覆っている(図10は、コンデンサ(1)を上下逆にして示している)。これにより、樹脂塊(7)と金属板(8)をダイシングソーにて切断する際に、リードフレーム(9)(90)の端部下面から、バリ(94)が突出する虞れを無くしている。
図11は、リードフレーム(9)(90)となる金属板(8)の平面図である。先ず、金属板(8)を打ち抜いて、矩形状の大孔(86)を開設する。大孔(86)は、縦長の第1開口(80)と、該第1開口(80)の両側にて縦向きに略等間隔に並んだ横長の第2開口(81)(81)とを有する。また、金属板(8)の隅部に治具貫通孔(82)を開設する。
金属板(8)上にて、第1開口(80)の左側に位置する残り部分が、陰極側のリードフレーム(90)となる端子構成片(83)を構成し、第1開口(80)の右側に位置する残り部分が、陽極側のリードフレーム(9)となる端子構成片(84)を構成する。即ち、両端子構成片(83)(84)の先端部は第1開口(80)を隔てて互いに対向する。
両端子構成片(83)(84)は、繋ぎ片(87)によって大孔(86)の周縁と繋がる。
両端子構成片(83)(84)の基端部には、エッチング加工によって樹脂貫通孔(85)(85)が開設される。樹脂貫通孔(85)(85)の内側端面に、前記充填部(92)を形成してもよい。
図13は、図12をC−C線を含む面で破断した断面図であり、図14は、図12の端子構成片(83)(84)の斜視図である。端子構成片(83)(84)の中央部のみが金属板(8)の下面と同一面内に位置し、端子構成片(83)(84)の下面周縁部と繋ぎ片(87)は略同じ深さだけ凹んでいる。
図15に示すように、第1開口(80)を跨いで、コンデンサ素子(2)を端子構成片(83)(84)上に置く。この後、金属板(8)の治具貫通孔(82)を、受け治具(5)に嵌め、金属板(8)を上から押圧手段(図示せず)にて押さえて受け治具(5)上に固定する(図7参照)。金属板(8)の上方から、金型(50)を被せ、ゲート(51)から溶融樹脂を射出すれば、溶融樹脂の一部は、樹脂貫通孔(85)(85)、充填部(92)及び凹み(93)を充填する。図15に示すように、得られた樹脂塊(7)をD−D線、E−E線を含む面に沿って、ダイシングソー等の切断工具にて切断すれば、図10に示す固体電解コンデンサ(1)が得られる。
また、凹み(93)を樹脂にて覆うことによって、第1実施例と同様にリードフレーム(9)(90)とハウジング(70)との密着強度を高めることができる。
(3) 陰極層
(9) リードフレーム
(20) 陽極体
(70) ハウジング
(90) リードフレーム
(91) 凹面
(92) 充填部
Claims (5)
- 外表面に陰極層(3)を形成した陽極体(20)を有するコンデンサ素子(2)と、該コンデンサ素子(2)の下面に取り付けられる陽極側及び陰極側リードフレーム(9)(90)と、リードフレーム(9)(90)の下面を除き該リードフレーム(9)(90)とコンデンサ素子(2)を被覆するハウジング(70)とを具えた固体電解コンデンサに於いて、
ハウジング(70)は、リードフレーム(9)(90)の外側端面の少なくとも一部に被さり、該リードフレーム(9)(90)の外側端面には充填部(92)が形成され、該充填部(92)にはハウジング(70)を構成する樹脂が入り込むことを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 充填部(92)の断面形状は、凹凸が上下に並んだ形状、又は凹形、V字形、S字形、くさび形の何れかである請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
- 外表面に陰極層(3)を形成した陽極体(20)を有するコンデンサ素子(2)と、該コンデンサ素子(2)の下面に取り付けられる陽極側及び陰極側リードフレーム(9)(90)と、リードフレーム(9)(90)の下面を除き該リードフレーム(9)(90)とコンデンサ素子(2)を被覆するハウジング(70)とを具え、ハウジング(70)の一側面は切断工具による切断痕面(71)である固体電解コンデンサに於いて、
ハウジング(70)の切断痕面(71)側に位置するリードフレーム(9)(90)の端部下面には、凹み(93)が形成されて、該凹み(93)はハウジング(70)を構成する樹脂にて覆われて該リードフレーム(9)(90)の端部下面の露出を防ぐことを特徴とする固体電解コンデンサ。 - リードフレーム(9)(90)の下面には、凹面(91)が形成されて、該凹面(91)はハウジング(70)を構成する樹脂にて充填される請求項1乃至3の何れかに記載の固体電解コンデンサ。
- 陰極側リードフレーム(90)は、コンデンサ素子(2)の下面に被さる請求項1乃至4の何れかに記載の固体電解コンデンサ。
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