JP2006100658A - チップ型コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 鉛フリーハンダを使用した場合の実装不良の発生を大幅に低減すること
【解決手段】 外装ケース３内部にコンデンサ素子８を収納し、その開口部を封口部材４にて封口し、この封口部材４から導出されたリード線５を有するコンデンサ本体１と、リード線を挿通するためのリード線貫通孔６ｃを有し、前記コンデンサ本体１のリード線導出側に取り付けられる絶縁板６と、から成り、リード線５を前記絶縁板６のリード線貫通孔６ｃに挿通するとともに、該リード線貫通孔６ｃから突出する前記リード線５の先端部を前記絶縁板６の下面に沿って折曲し、該折曲されたリード線５の先端部の近傍位置に該リード線先端部に沿って配置された補助電極２０を有するチップ型コンデンサ１において、前記補助電極２０並びに前記リード線５の先端部５’、２０’を、前記絶縁板６の外周面６’より突出させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、面実装型として基板に実装して用いられるチップ型コンデンサに関する。

従来のチップ型コンデンサとしては、コンデンサ本体に装着される絶縁板の下面に沿って折曲げて配置されたリード端子の近傍に補助端子を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、絶縁板の下面に沿って折曲げられたリード端子を収納する溝部及びその近傍に金属層を設けたものがある。（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−３３２１７２号公報 特開２００２−２５８５９号公報

近年、実装の際に用いられるハンダに含まれる鉛が、環境へ悪影響を及ぼす畏れがあるとして問題となっており、このため、これら鉛を含まない鉛フリーハンダが実用化されている。

これら鉛フリーハンダは、従来の鉛を含むハンダに比較して融点が高く、従って、実装の際のリフロー炉の温度を、従来よりも高くしなければならないが、これらリフロー温度を高くしても、前記した特許文献１や特許文献２における従来のチップ型コンデンサにおいては、実際にハンダ付けがなされるリード端子や補助端子や金属層の温度が、これらリード端子や補助端子や金属層が絶縁板に接しているために、リフロー炉にて加熱された熱が、これら接している絶縁板に吸収されてしまい、鉛フリーハンダの融点以上に上昇し難く、ハンダ付けが上手く成されずに実装不良となる問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、これら溶融温度の高い鉛フリーハンダにおける実装不良の発生を大幅に低減することのできるチップ型コンデンサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のチップ型コンデンサは、
有底筒状の外装ケース内部にコンデンサ素子を収納し、該外装ケースの開口部を封口部材により封口するとともに、この封口部材から導出された複数のリード線を有するコンデンサ本体と、
前記リード線を挿通するためのリード線貫通孔を有し、前記コンデンサ本体のリード線導出側に取り付けられる絶縁板と、
から成り、
前記リード線を前記絶縁板のリード線貫通孔に挿通するとともに、該リード線貫通孔から突出する前記リード線の先端部を前記絶縁板の下面に沿って折曲し、該折曲されたリード線の先端部の近傍位置に該リード線先端部に沿って配置された補助電極を有するチップ型コンデンサにおいて、
前記補助電極並びに前記リード線の先端部を、前記絶縁板の外周面より突出させたことを特徴としている。
この特徴によれば、前記補助電極並びに前記リード線の先端部を、前記絶縁板の外周面より突出させることにより、これら外周面より突出した部分は絶縁板と接していないので、熱がこれら絶縁板に逃げ難く、よってリフロー炉における加熱により、これら外周面より突出した部分の温度が鉛フリーハンダの融点以上に効率良く上昇するようになるので、これら溶融温度の高い鉛フリーハンダにおける実装不良の発生を大幅に低減することができる。また、折曲されたリード線の先端部の近傍位置に該リード線先端部に沿って配置された補助電極を有するので、リード線のみの場合に比較してチップ型コンデンサの基板への固定性も向上できる。

本発明の請求項２に記載のチップ型コンデンサは、請求項１に記載のチップ型コンデンサであって、
前記補助電極並びに前記リード線の前記絶縁板の外周面より突出する突出部の先端部が、ほぼ面一とされていることを特徴としている。
この特徴によれば、突出部の先端部が段差を有する、つまりは、絶縁板の外周面からの距離に違いがあることにより、該先端部の温度に大きな差が生じ、これら温度差や段差により、溶融したハンダが部分的に偏在してしまうことによる、ハンダ付けにムラを生じる等の不都合の発生を低減でき、より安定したハンダ付け状態を得ることができる。

本発明の請求項３に記載のチップ型コンデンサは、請求項１または２に記載のチップ型コンデンサであって、
前記補助電極並びに前記リード線の前記絶縁板の外周面より突出する突出部の長さが、２ｍｍ以上とされていることを特徴としている。
この特徴によれば、突出部の長さを２ｍｍ以上とすることで、絶縁板に熱が吸収されることによる該突出部の温度上昇への影響を大幅に低減でき、鉛フリーハンダによる非常に安定したハンダ付けを実施できるとともに、突出部の長さが２ｍｍ未満の場合と比較して、リフロー時間も短縮することができる。

本発明の請求項４に記載のチップ型コンデンサは、請求項１〜３のいずれかに記載のチップ型コンデンサであって、
前記補助電極並びに前記リード線を、前記絶縁板の外周面より突出する突出部において溶接或いはハンダ付けにて一体化して成ることを特徴としている。
この特徴によれば、溶接或いはハンダ付けにより突出部の機械的強度を向上でき、搬送時や実装時におけるこれら突出部の変形を低減できる。

本発明の実施例を以下に説明する。

（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、まず図１は本発明の実施例におけるチップ形コンデンサ１を下方から見た外観斜視図、図２は図１のＩ−Ｉ断面図をそれぞれ示す。

本実施例のチップ形コンデンサ１は、図１に示すような外観形状を有しており、内部にコンデンサ素子８を収容するアルミ製外装ケース３の開口部を封口する封口部材４を貫通して導出されたリード端子５を有するコンデンサ本体２と、リード端子５が導出されたコンデンサ本体２の封口端面に上面が当接するように配設される絶縁板６とから主に構成されている。

本実施例に用いたコンデンサ本体２は、図２に示すように、有底筒状のアルミ製外装ケ−ス３内部にコンデンサ素子８を収納し、その開放端部に封口部材４を挿着した後、外装ケース３における外周側面の下部近傍をかしめることで封口部材４が係止されるようになっている。この封口部材４を貫通するようにリード端子５が設けられており、その端部がコンデンサ素子８より導出されたタブ９に溶接にて接続されている。尚、本実施例に用いたコンデンサ本体２の径は、１８ｍｍのものを使用しており、チップ形コンデンサ１の高さは、１６ｍｍである。

リード端子５の外方に導出された側の端部は、絶縁板６に形成された挿通孔６ｃに挿通されるとともに、絶縁板６の下面である実装面６ｆに露出した部分を潰し加工することで平板状とし、実装面６ｆに形成された本発明における凹部としての溝部６ｅに沿って折曲げられることで接続端子とされる。

尚、このリード端子５は、前記潰し加工の後、図４に示すように、その長さが後述する補助端子としての導電板２０の突出部２０’と、ほぼ面一となるよう所定長さに切断された後、折曲げ加工されるか、或いは、リード端子５を折り曲げ加工により折り曲げた後、補助端子としての導電版２０の突出部２０’と、ほぼ面一となるように切断される。

コンデンサ素子８には、アルミニウム等の弁金属からなる陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在させて、巻回して形成され、電解液が含浸されたものや、電解質として固体の二酸化マンガン層をアルミニウム等の弁金属からなる陽極箔と陰極箔との間に形成した、固体電解コンデンサ素子等を用いることができる。

絶縁板６は、図１に示すように、所定厚みの電気絶縁性を有する樹脂製とされ、金型内に加熱して流動化させた樹脂を吐出して成形を行うインジェクション成形により、上面視略方形で、かつその隣り合う１組の角に切欠き６ｄが形成された形状とされている。

このように、絶縁板６の上面視形状を略方形に形成することは、得られるチップ形コンデンサ１の基板１０への実装面積を小さくできることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、上面視多角形状のものや上面視円形状としても良く、これら絶縁板６の形状は適宜選択すれば良い。

また、絶縁板６に切欠き６ｄを形成すると、チップ形コンデンサ１を基板１０へ実装する際に、リード端子５の極性が目視にて容易に判別できることから好ましいが、これら切欠き等を設けずとも良い。

また、本実施例では絶縁板６の材質として、実装時のハンダ付けにおける加熱に耐え得る耐熱性と電気絶縁性を有する熱可塑性樹脂であるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、セラミックスやガラス等の無機材質や、これら複数の材質の複合体としても良く、十分な絶縁性とハンダ付けにおける加熱に耐え得る耐熱性を有するものであれば、好適に使用することができる。

次いで、図３は前記絶縁板６の実装面６ｆ（本発明における下面）を上向きにした斜視図を示しており、前記実装面６ｆには前記リード端子５が収納される凹部としての溝部６ｅが設けられており、該溝部６ｅの内底面６ｈを除く溝部６ｅの内側壁６ｇのほとんどの部分に、本発明における補助電極としての金属からなる２つの導電板２０が、その端面が露出するように、且つ、溝部６ｅに収納されるリード端子５に沿うように設けられている。

また、実装面６ｆの４つの各隅部位置には、本発明における下面となる実装面に突出する円筒状の突起部６ａが形成されているとともに、該突起部６ａ内には、絶縁板６を貫通して上面に連通する連通孔７が設けられており、ハンダ付け等において発生するガス等を該連通孔７から排気できるようになっている。

また、該導電板２０は、図１並びに図４に示すように、いずれの導電板２０も、その端部が絶縁板６の外周面６’から、所定長さ（Ｌ）分だけ（図２参照）突出するように設けられており、これら外周面６’から突出した突出部２０’の先端面は、前述のように、所定長さに切断されたリード端子５が折曲げ加工により溝部６ｅに沿って折曲げられることで、該リード端子５の突出部５’の先端面とほぼ面一とされる。

これら突出部５’並びに突出部２０’の突出長さＬの大きさは、これが小さいと、ハンダリフロー時における加熱において、絶縁板６に熱が吸収されることにより、これら突出部５’並びに突出部２０’の良好な温度上昇が得られず、使用する鉛フリーハンダの融点以上の温度を得られない場合があるので、該突出部５’並びに突出部２０’にてハンダ付けされる程度の突出長さを有することが好ましく、具体的には、２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上とすることで、絶縁版６の大きさに関係なく良好な温度上昇を得ることができ、安定したハンダ付けを実施できるので、本実施例では、３ｍｍとした。

また、本実施例では、前述したように、突出部５’並びに突出部２０’の先端面がほぼ面一となるようにしており、このようにすることは、突出部５’の長さと突出部２０’の長さとを異なるようにして、面一としない、つまり段差があるようにした場合には、突出長さにより大小の差違はあるが、絶縁板の外周面からの距離に違いがあることにより、該先端部の温度に大きな差が生じ易く、これら温度差や、段差内に溶融したハンダが凝集する（溜まる）等により、溶融したハンダが部分的に偏在してしまうことによる、ハンダ付けにムラを生じる等の不都合を極力抑えることができることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、図５に示すように、これら突出部５’並びに突出部２０’の先端面を、突出部５’の長さと突出部２０’の突出長さとを異なるようにして、面一としないようにしても良い。また、これら突出部５’や突出部２０’の先端部の形状を、図５に示すように、角部を切り欠いた形状としたり、或いは角部を曲部としても良く、これら先端部を所定形状に加工しても良い。

また、本実施例では、前記突出部５’と突出部２０’とを、その隣接部において溶接して一体化しており、このようにすることは、溶接によりこれら突出部５’と突出部２０’の機械的強度を向上でき、搬送時や実装時におけるこれら突出部５’や突出部２０’の変形を低減できることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、コンデンサ本体２の大きさが比較的大きく、使用する導電板２０やリード端子５に十分な機械的強度がある場合には、これら溶接を実施しないようにしても良い。

また、本実施例では溶接にて突出部５’と突出部２０’とを一体化しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらをハンダ付けにより一体化しても良い。

この本実施例の導電板２０は、本実施例においては、前記絶縁板６がインジェクション成形される際に、前記金型内に予め導電板２０を仕込んでおき、樹脂が金型中に射出され絶縁板６と一体化される、インサート成形により形成されている。

また、本実施例では、前記導電板２０として銅板にスズメッキしたものを使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら導電板２０としては、使用する鉛フリーハンダとの濡れ性に富み、該鉛フリーハンダとの接合力に優れ、比較的高い機械的強度を有するものであれば好適に使用することができる。

また、前記リード端子５が収納される溝部６ｅの周辺部について詳しく説明すると、実装面６ｆに形成された溝部６ｅの内底面６ｈを除く、側壁６ｇのほとんどの部分に、溝部６ｅに収納されるリード端子５に沿うように本発明の補助端子となる前記導電板２０により形成されるようになっており、このようにして形成された凹部としての溝部６ｅ内にリード端子５が折曲げて収納されて、ハンダペーストにより鉛フリーハンダ層が印刷形成された基板へ実装されて、リフロー炉において加熱されることで、前記突出部５’や突出部２０’が溶融した鉛フリーハンダにより機械的並びに電気的に基板に接続されるとともに、これら溶融した鉛フリーハンダにより、導電板２０とリード端子５とが電気的並びに機械的に接続され、且つ、これら導電板２０とリード端子５とが機械的並びに電気的に基板に接続されるので、リード端子５のみの場合に比較して、チップ型コンデンサの基板への固定性も向上する。

尚、これら鉛フリーハンダとしては、公知の鉛を含まないスズ−銀系の２元系ハンダや、スズ−銀−銅系の３元系ハンダや、これらにビスマスやニッケル等の添加物を加えた多元系ハンダを使用することができる。

更には、本実施例では、前記溝部６ｅ内の内底面６ｈには導電材２０が設けられていないために溶融したハンダが該溝部６ｅ内に吸い上げられることなく、リード端子５の実装界面に介在するようになるので、実装基板へのチップ型コンデンサ１の機械的並びに電気的な接続が安定的に向上する。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例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における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、前述したように、突出部５’並びに突出部２０’の長さをほぼ同じとすることで面一としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、導電板の形状をコ字状として、これらコ字部２０ｂ’が、リード端子５の突出部５’を囲むような突出部となるようにして形成し、突出部５’を保護できるようにするとともに、これら導電板のコ字状部２０ｂ’の端面により面一を形成するようにしても良い。尚、図５の実施形態においては、突出部５’の先端部を溶接することで、突出部５’と導電板２０ｂの突出部となるコ字部２０ｂ’とが一体化されている。

また、前記実施例では、本発明における凹部となる溝部６ｅを設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば突起部６ａの高さをリード端子５の厚み分となるようにして、これら溝部６ｅを有しないチップ形コンデンサ１としても良い。

本発明の実施例におけるチップ形コンデンサ１を下方から見た外観斜視図である。 図１のＩ−Ｉ断面図である。 本発明の実施例における絶縁板の斜視図である。 本発明の実施例における突出部周辺の拡大図である。 本発明の変形例を示す図である。 本発明の変形例を示す図である。

符号の説明

１ チップ型コンデンサ
２ コンデンサ本体
３ 外装ケース
４ 封口部材
５ リード端子（リード線）
５’ 突出部
６ 絶縁板
６’ 外周面
６ａ 突起部
６ｃ 挿通孔
６ｄ 切欠き
６ｅ 溝部（凹部）
６ｆ 実装面（下面）
６ｇ 内側壁
７ 連通孔
８ コンデンサ素子
９ タブ
２０ 導電板
２０’ 突出部
２０ｂ’ コ字状部（突出部）

Claims (4)

1. 有底筒状の外装ケース内部にコンデンサ素子を収納し、該外装ケースの開口部を封口部材により封口するとともに、この封口部材から導出された複数のリード線を有するコンデンサ本体と、
   前記リード線を挿通するためのリード線貫通孔を有し、前記コンデンサ本体のリード線導出側に取り付けられる絶縁板と、
   から成り、
   前記リード線を前記絶縁板のリード線貫通孔に挿通するとともに、該リード線貫通孔から突出する前記リード線の先端部を前記絶縁板の下面に沿って折曲し、該折曲されたリード線の先端部の近傍位置に該リード線先端部に沿って配置された補助電極を有するチップ型コンデンサにおいて、
   前記補助電極並びに前記リード線の先端部を、前記絶縁板の外周面より突出させたことを特徴とするチップ型コンデンサ。
2. 前記補助電極並びに前記リード線の前記絶縁板の外周面より突出する突出部の先端部が、ほぼ面一とされていることを特徴とする請求項１に記載のチップ型コンデンサ。
3. 前記補助電極並びに前記リード線の前記絶縁板の外周面より突出する突出部の長さが、２ｍｍ以上とされていることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ型コンデンサ。
4. 前記補助電極並びに前記リード線を、前記絶縁板の外周面より突出する突出部において溶接或いはハンダ付けにて一体化して成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のチップ型コンデンサ。

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