JP2006041069A

JP2006041069A - チップ形アルミ電解コンデンサ

Info

Publication number: JP2006041069A
Application number: JP2004216773A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Imamoto; 和成今本; Teruki Fujiyama; 輝己藤山; Junji Yamane; 淳二山根
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】プリント基板実装時にＰｂフリー材料で半田付けをしても、長寿命と信頼性の高いチップ形アルミ電解コンデンサを提供することを目的とする。
【解決手段】金属ケース内径よりも小さい封口部材で前記金属ケースの開口部を封止したコンデンサと、コンデンサ素子から引き出された一対のリード線が貫通する貫通孔を備え、上記金属ケースの開口部端面に当接するように配置され、かつ前記一対のリード端子を外表面に臨ませた絶縁板とを備えた構成により、封口部材の面積を減らし、プリント基板実装のＰｂフリー半田材料を用いた半田付けでも弾性封口部材の膨れを小さくし、長寿命と耐熱性と半田濡れ性の向上に適するチップ形アルミ電解コンデンサができる。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器に利用されるコンデンサの中で、主に面実装型として基板に実装して用いられるチップ形アルミ電解コンデンサに関するものである。

電子機器の高密度実装化に伴い、電子部品であるアルミ電解コンデンサも小形化・高性能が求められている。

図３は従来のチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図である。同図において、一対のリード部材２１を有し、駆動用電解液（図示せず）が含浸されたコンデンサ素子２２と、弾性体の封口部材２３と、有底円筒状の金属ケース２４と、絶縁板２５とを有し、前記コンデンサ素子２２から引き出されている一対のリード部材２１を封口部材２３に貫通させるとともに、コンデンサ素子２２を金属ケース２４内に収納し、そして、金属ケース２４の開口部を封口部材２３と一緒に巻締め部２６で巻締め、かつカール部２７でカールして封止し、さらに前記一対のリード部材２１を絶縁板２５に貫通させ、かつこの一対のリード部材２１の先端部を折曲して絶縁板２５の外表面に設けた収納用凹部２８に収納するようにしたものである。

このチップ形アルミ電解コンデンサをプリント基板に実装する場合、絶縁板２５により安定に精度良く実装することができるが、近年地球環境の問題から、半田材料がＰｂを含む低融点（融点１８０〜２００℃）のものから、Ｐｂを含まない（以下、Ｐｂフリーと称す）半田材料を用いるようになり、その融点（２２０〜２３０℃）も高くなり、チップ形アルミ電解コンデンサにも耐熱性が要求されるようになってきている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平５−０９０１００号公報

しかしながら上記従来のチップ形アルミ電解コンデンサでは、Ｐｂフリーの半田材料で半田付けすると金属ケース２４及び封口部材２３が膨れるという課題がある。

また、アルミ電解コンデンサの駆動用電解液が封口部材２３から透過しやすくなり、寿命劣化が起きるという課題も有している。

上記Ｐｂフリーの半田融点に耐えるようにするためには、絶縁板２５の厚さを厚くする方法や封口部材２３を厚くする方法などで対応することもできるが、チップ形アルミ電解コンデンサの外径寸法が大きくなり、コンデンサ容量に対する小形化率が低下してしまうという課題を有している。

本発明は、このような従来の課題を解決し、Ｐｂフリーの半田材料で半田付けしても、長寿命と信頼性の高いチップ形アルミ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。

上記課題を解決するために本発明のチップ形アルミ電解コンデンサは、有底円筒状の金属ケース内にコンデンサ素子を収納し、このコンデンサ素子から引き出された一対のリード線が貫通する貫通孔を備え、かつ上記金属ケース内径より小さい封口部材で上記金属ケースの開口部を封止したコンデンサと、上記有底円筒状の金属ケースの開口部端面に当接するように配置され、かつ前記一対のリード端子を外表面に臨ませた絶縁板とを備えた構成とするものである。

以上のように本発明によるチップ形アルミ電解コンデンサは、金属ケース内径より小さい封口部材で上記金属ケースの開口部を封止したコンデンサと、上記金属ケースの開口部端面に当接するように配置され、かつ前記一対のリード端子を外表面に臨ませた絶縁板とを備えることにより、封口部材の表面積が小さくなり、半田付けにおける封口部材の膨れを小さくすることができ、また、駆動用電解液の透過を減らして長寿命化を図ることができるという効果を奏するものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の請求項１及び２に記載の発明について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１によるチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示した断面図である。

図１において、１はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１は表面を粗面化した後に電解酸化皮膜により酸化皮膜が形成されたアルミニウム電極箔を陽極箔とし、この陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介在させて巻回することにより構成されている。２はこのコンデンサ素子１を図示しない駆動用電解液と共に収納する有底円筒状の金属ケース、３は金属ケース２の開口部を封止する弾性体の封口部材、前記封口部材３は金属ケース２の内径より小さくしたものである。４は上記コンデンサ素子１から夫々引き出された一対のリード線であり、５は金属ケース２の開口部端面に当接するように配置され、かつ上記一対のリード線４を外表面に臨ませた絶縁板である。

この構成により、封口部材３の径を金属ケース２の内径より２０％以上小さくしたものであり、駆動用電解液の透過を６４％以下に減らすことができ、寿命が従来に比べ１．５倍以上になるものである。

また、プリント基板実装時にＰｂフリー半田材料で半田付けを行っても、半田付け時の熱による内圧上昇による弾性封口部材の膨れを小さくすることができる。また、有底円筒状の金属ケースの側面から伝わるプリント基板実装時の半田付けの熱を受けないため、温度が安定して上昇し半田濡れ性が向上する。

以下、具体的な実施例について説明を行う。

（実施例１〜５）
上記実施の形態１において、封口部材３の径を金属ケース２の内径を（表１）に示すように変えた以外は、実施の形態１と同様にしてチップ形アルミ電解コンデンサを作製した。

前記実施例１〜５と従来例のチップ形アルミ電解コンデンサについて、Ｐｂフリー半田によるリフロー後の外観と１０５℃中での高温負荷試験を行った。その結果を（表１）に示す。

（表１）から明らかなように、封口部材３の径を金属ケース２の内径より１０％小さくした実施例１は、Ｐｂフリー半田によるリフロー試験後の外観変化もあり、１０５℃高温負荷試験結果の特性も劣化しているのに対し、封口部材３の径を金属ケース２の内径より２０％以上小さくした実施例２〜５は、１０５℃高温負荷試験結果の特性も安定し、Ｐｂフリー半田によるリフロー試験後の外観も変化がなく、駆動用電解液の透過も減少され寿命も安定していることがわかる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３及び４に記載の発明について説明する。

図２は、本発明の実施の形態２によるチップ形アルミ電解コンデンサの絶縁板の底面を示した平面図である。

図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）において、５は絶縁板であり、６は絶縁板５の底面にリード線が貫通する貫通孔とは別の貫通孔である。この貫通孔６は、少なくとも２個以上設けてある。

貫通孔６の形は、四角形、円状、楕円形、扇形、略円状または多孔状にしてもよい。

このことにより、絶縁板５のリード線が貫通する貫通孔とは別の貫通孔６を外表面に設けたことにより、絶縁板５の成形時の樹脂の流れが円滑となり、プリント基板実装時の半田付け時に絶縁板５に熱がこもらず絶縁板５の反りがなく絶縁板５の強度を保つことができる。

また、プリント基板実装時の半田付けの熱風がリード線に伝わりやすくなるため、リード線の温度を早く上昇することができ、コンデンサ自体の温度が上がらず半田付けしやすくなるという効果を有する。

本発明によるチップ形アルミ電解コンデンサは、金属ケース内にコンデンサ素子を収納し、このコンデンサ素子から引き出された一対のリード線が貫通する貫通孔を備え、かつ上記金属ケース内径より小さい封口部材で上記金属ケースの開口部を封止したコンデンサと、上記金属ケースの開口部端面に当接するように配置され、かつ前記一対のリード端子を外表面に臨ませた絶縁板とを、面実装型として基板に実装して用いられ、特にリフローによる耐熱性の向上等として有用である。

本発明の実施の形態１によるチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示した断面図本発明の実施の形態２によるチップ形アルミ電解コンデンサの絶縁板の底面を示した平面図従来のチップ形アルミ電解コンデンサの構成を示した断面図

符号の説明

１コンデンサ素子
２金属ケース
３封口部材
４一対のリード線
５絶縁板

Claims

有底円筒状の金属ケース内にコンデンサ素子を収納し、このコンデンサ素子から引き出された一対のリード線が貫通する貫通孔を備え、かつ上記有底円筒状の金属ケース内径より小さい封口部材で上記有底円筒状の金属ケースの開口部を封止したコンデンサと、上記有底円筒状の金属ケースの開口部端面に当接するように配置され、かつ前記一対のリード端子を外表面に臨ませた絶縁板とを備えたチップ形アルミ電解コンデンサ。
封口部材の径が有底円筒状の金属ケース内径の２０％以上小さくしたものである請求項１に記載のチップ形アルミ電解コンデンサ。
絶縁板の封口部材と接する面に、リード線が貫通する貫通孔とは別の貫通孔を少なくとも２個以上設けたものである請求項１に記載のチップ形アルミ電解コンデンサ。
絶縁板のリード線が貫通する貫通孔とは別の貫通孔を略円状または多孔状にしたものである請求項３に記載のチップ形アルミ電解コンデンサ。