JP2012134338A - ケースモールド型コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサ素子をケース内に収納してモールド樹脂したケースモールド型コンデンサにおいて、耐湿特性に優れ、低コスト、小型軽量で実装基板に対して実装したときの不良を低減できるケースモールド型コンデンサを提供することを目的とするものである。
【解決手段】上面に開口部を有するケース１６と、このケース１６内に収容され、一対の電極を有するコンデンサ素子１１と、前記コンデンサ素子１１の一対の電極にそれぞれ電極接続部１３ｂを接続して外部接続端子部１３ａを有する一対のリード端子１３と、前記ケース１６内に充填したモールド樹脂１２とを備えたケースモールド型コンデンサにおいて、前記ケース１６の開口部に、前記リード端子１３の一部が貫通して外部接続端子部１３ａを表出させて固定した固定体１４を配設し、該固定体１４の外周に壁部（堰き）１５が設けられたことを特徴とするケースモールド型コンデンサとする。
【選択図】図１

Description

本発明はコンデンサ素子をケース内に備え、ケース内に充填樹脂を充填して樹脂モールドし、各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用されるケースモールド型コンデンサに関するものである。

高耐電圧で低損失という優れた電気特性を有するフィルムコンデンサは、電子・電気機器や産業機器、自動車などの用途で広く使用されている。より高い耐湿性を確保し、長期間の厳しい条件下での使用に耐えられるようにするために、外装ケースにフィルムコンデンサ素子を収納した後、充填樹脂でモールドしたケースモールド型コンデンサもまた広く使用されている。

このようなケースモールド型コンデンサの一例を図３に示す。図３において、コンデンサ素子３３は、その両端面に設けられたメタリコン電極３１にリード端子３２が接続された状態でケース３４に収納され、このケース３４内の空隙部に上面に樹脂板３５を固着した充填樹脂３６が形成された構成となっている。

この樹脂板３５には、電子部品を電気的に接続するためにケース３４外に引き出されるリード端子３２の挿通孔が設けられている。

そして、充填樹脂３６を構成する液状樹脂をケース３４に注入し、この液状樹脂が硬化する前に液状樹脂面に樹脂板３５を配設してから液状樹脂を硬化させることにより、充填樹脂３６にピンホールが発生したとしても、樹脂板３５の存在によりピンホールが外気に通じることはなく、特性良好な電子部品を得ることができるというものである。

また、図４に示すケースモールド型コンデンサは、金属化フィルムを積層巻回したコンデンサ素子４３の両端にメタリコン電極４４ａ、４４ｂを形成し、リード端子４１ａ、４１ｂは平行に配置されて端子支持板４２に固定され、外装ケース４５の内壁に備えられた溝に端子支持板４２を当接させ、外装ケース４５内を充填樹脂４６で充填した構成とするものである。

この構成により、端子支持板４２は外装ケース４５に位置固定され、リード端子４１ａ、４１ｂは端子支持板４２に固定されるのでリード端子４１ａ、４１ｂ間寸法および、リード端子４１ａ、４１ｂの位置寸法は一定に定まり、その精度は従来のコンデンサ以上の精度が得られる。

また、リード端子４１ａ、４１ｂは端子支持板４２にて保護されるので、コンデンサの完成後、プリント基板などからの応力により発生するリード端子４１ａ、４１ｂと充填樹脂４６との間隙を防止し、耐湿性を向上することができるとされている。

一方、図５に示すケースモールド型コンデンサは、上方に開口部を有する樹脂製のケース５５内に金具５２を接続したコンデンサ素子５１を収容し、ケース５５内のコンデンサ素子５１との間に形成された隙間にエポキシ樹脂などの充填樹脂５６を外部接続端子部５３のみが外方に表出するように充填樹脂５６を注型し、コンデンサ素子５１を封止したものである。

コンデンサ素子５１の両端に一端を接続された一対の金具５２はケース５５の開口部付近で外方にＬ字状に折り曲げられ、他端に外部へ電気的に接続をする外部接続端子部５３を有している。外部接続端子部５３は外方にＬ字状に折り曲げられた形となっているので外部接続端子部５３のみがケース５５外側に出ている形となっている。

樹脂などからなる端子支持体５４は、ケース５５の開口部に密着して固定され、外部接続端子部５３は端子支持体５４を貫通した形でケース５５の外側に出ている。

このようにケース５５の開口部に固定させた端子支持体５４の上面を充填樹脂５６から露出させた状態で設け、外部接続端子部５３をこの端子支持体５４に貫通した形で外方へ表出させることにより、充填樹脂５６が外部接続端子部５３との境界部分を這い上がるのを防ぐことができる。

また、外部接続端子部５３に充填樹脂が付着することを防止することができることから、導通不良などを低減することになり、大電流を流すことができるコンデンサ製品としての信頼性を向上することができるという効果を奏する。

また、外部接続端子部５３に充填樹脂５６が付着することもなくなるため、外部接続端子部５３における充填樹脂５６の付着を確認する外観検査や除去作業も省略することができるとされている。

なお、本出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１〜３が知られている。

特開２００１−３３２４４４号公報 特開２００２−３２４７２７号公報 特開２００７−１８９１２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたケースモールド型コンデンサでは、樹脂板３５にケース３４外に引き出されるリード端子３２の挿通孔を設け、この挿通孔にリード端子３２を挿通しなければならないため、わずかではあるがリード端子３２と挿通孔との間に隙間ができる。

もし、隙間なく挿通孔にリード端子３２を挿通することができたとしても、リード端子３２は金属であるため、樹脂である樹脂板３５とは熱膨張係数が大きく異なり、急激な冷熱サイクルなどにより挿通したリード端子３２と挿通孔の間に隙間が発生する場合がある。

そして長時間にわたる高温、高湿や冷熱サイクルなどの過酷な条件で使用された場合に、このリード端子３２と挿通孔の間のわずかな隙間から水分が浸入し、リード端子３２と充填樹脂３６の接触部を経由してコンデンサ素子３３に至り、コンデンサ素子３３の劣化につながるという課題があった。

また、樹脂板３５と充填樹脂３６をより密着させるため、樹脂板３５をケース内部に向かって押し込むと、この挿通孔から充填樹脂３６の一部が這い上がり、這い上がった樹脂がリード端子３２に付着して電気的な接続性を低下させてしまうという課題もあった。

また、特許文献２、３に記載されたケースモールド型コンデンサでは、リード端子の位置精度は向上し、充填樹脂がリード端子との境界部分の這い上がりを防ぐものの、端子支持体が外装ケースの内壁に備えられた溝に当接させるので、充填樹脂の高さを端子支持体の上面と下面との間にすると、コンデンサ素子と充填樹脂の表面までの距離が短くなり、耐湿性特性に影響を及ぼす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、コンデンサ素子をケース内に収納してモールド樹脂したケースモールド型コンデンサにおいて、耐湿特性に優れ、低コスト、小型軽量で実装基板に対して実装したときの不良を低減できるケースモールド型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は、上面に開口部を有するケースと、このケース内に収容され、一対の電極を有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子の一対の電極にそれぞれ電極接続部を接続して外部接続端子部を有する一対のリード端子と、前記ケース内に充填したモールド樹脂とを備えたケースモールド型コンデンサにおいて、前記ケースの開口部に、前記リード端子の一部が貫通して外部接続端子部を表出させて固定した固定体を配設し、該固定体の外周に壁部（堰き）が設けられたことを特徴とするケースモールド型コンデンサとする。

また、前記固定体の壁部の上面は、ケースの開口面よりも下に位置していることを特徴とする。さらに、前記固定体の壁部の上面は、前記モールド樹脂の表面より高くしたことを特徴とする。

また、リード端子は、金属板の両端から立設した２つの外部接続端子部と、金属板の側部から延設された電極接続部とを有し、前記外部接続端子部はそれぞれ固定体を貫通して固定され、リード端子どうしが平行に配設されたことを特徴とする。

本発明によるケースモールド型コンデンサは、リード端子の一部を貫通させて外部接続端子部を表出させて固定した固定体をケース開口部に配設し、該固定体の外周に壁部（堰き）を設けることにより、充填樹脂をケースに注入したとき、固定体の外周に設けた壁部（堰き）が障壁となり、充填樹脂が外部接続端子部に付着することがない。

また、固定体の壁部の上面は、ケースの開口面よりも下に位置し、モールド樹脂の表面より高くすることにより、コンデンサ素子を被覆する充填樹脂の量が多くなり、耐湿特性に悪影響を及ぼすことはない。また、ケースの開口面に充填樹脂が付着することがないので、コンデンサを実装基板に実装しても、傾くことなく確実に実装することができる。

さらには、リード端子は金属板を用い、外部接続端子部をそれぞれ２方向に引き出しているので、大電流を流してもリード端子の発熱を抑制することができる。

また、コンデンサ素子の一方の電極に接続されたリード端子の外部接続端子部と、他方の電極に接続されたリード端子の外部接続端子部とを固定体で固定し、もう一方の固定体も同じように外部接続端子部を固定することにより、リード端子を精度良くケースの開口面に表出することができ、実装基板への装着を容易に精度よく実装することができる。

（ａ）本実施の形態１におけるケースモールド型コンデンサの構成を示す斜視図、（ｂ）同Ａ−Ａ’の断面図 （ａ）本実施の形態２におけるコンデンサブロックの構成を示す平面図、（ｂ）同Ｂ−Ｂ’の断面図 従来のケースモールド型コンデンサの構成を示す断面図 従来のケースモールド型コンデンサの構成を示す断面図 従来のケースモールド型コンデンサの構成を示す断面図

（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１によるケースモールド型コンデンサの構成を示した斜視図であり、図１（ｂ）はＡ−Ａ’における断面図である。

図１（ａ）、（ｂ）において、コンデンサ素子１１は、ポリプロピレンからなる誘電体フィルムの片面または両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを一対とし、前記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向する状態で巻回し、両端面に亜鉛を溶射したメタリコン電極を形成することによって一対の取り出し電極を夫々設けて構成されたものである。形状としては円筒形、扁平形を用いることができる。

リード端子１３は、固定体１４の中心部を貫通して一端を外部接続端子部１３ａとし、他端を電極接続部１３ｂとして前記コンデンサ素子１１の一対の電極に半田付け等により接続される。リード端子１３の形状は線（円形）または角状のどちらでもよい。

固定体１４は、リード端子１３が貫通されるとともに、外部接続端子部１３ａ側の外周に壁部（堰き）１５が設けられており、絶縁性樹脂とのインサート成形などの方法により一体成形されたものである。この固定体１４の外周に設けた壁部（堰き）１５は、高さが０．５〜２．０ｍｍ、厚さが０．５〜１．５ｍｍが好ましい。

リード端子１３を接続したコンデンサ素子１１は、ケース１６に収納され、充填樹脂を注入して硬化させてモールド樹脂１２で被覆される。

ここで、固定体１４の壁部１５の上面は、ケース１６の開口面よりも下に位置（ｈ）するように配設する。そして、充填樹脂の注入は、固定体１４の壁部（堰き）１５の上面よりも下の位置までにする。

このようなケースモールド型コンデンサにすることにより、充填樹脂を注入する際、誤って固定体１４の壁部（堰き）１５を越えたとしても、壁部１５の内部に溜まるだけなので、外部接続部１３ａまで充填樹脂が這い上がることはないので、実装基板に実装しても接続不良となることはない。

また、固定体１４の壁部１５の上面は、ケース１６の開口面よりも下に位置し、モールド樹脂１２の表面より高くしているので、コンデンサ素子１１を被覆する充填樹脂の量が過不足にならないので、耐湿性特性に悪影響を及ぼすことはない。

また、ケース１６の開口面に充填樹脂が付着することもないので、ケースモールド型コンデンサを実装基板に実装しても、傾くことなく確実に実装することができる。

したがって、耐湿性が高く、また端子の接触不良を低減できるため、大電流を流すことができる信頼性の高いケースモールド型コンデンサとすることができる。

なお、固定体１４を構成する材料としては、ケース１６を構成する材料（例えばポリフェニレンサルファイドなど）と異なる材料であって、エポキシ樹脂などの充填樹脂と親和性の低い材料、例えばポリプロピレン樹脂などを用いると、より充填樹脂の這い上がりを効果的に防止することができる。

充填樹脂としては、前記のように熱硬化性のエポキシ樹脂などが用いられるが、急激な温度変化や冷熱サイクルに耐えるため、ケース１６と充填樹脂の熱膨張係数を近づけて充填樹脂やケース１６でのクラック発生を防止するため、無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーはアルミナやシリカなどの無機物を主成分とするものでよく、また含有量は充填樹脂１００重量部に対して３０から８０重量部程度が好ましい。

無機フィラーを含有する充填樹脂は、粘度が高く流動性が低いため、注入しにくいものであるが、固定体１４をケース１６の開口部に配設した後、固定体１４とケース１６との隙間から充填樹脂を注入するという構成によって、充填樹脂の粘度が高く流動性が低い樹脂であっても、過不足なく注入することができ、製品の性能や信頼性のばらつきを大きく低減できるという効果を奏するものである。

ケース１６を構成する材料としては、充填樹脂を安定に保持するため、充填樹脂との親和性がよい材料であることが必要である。この要求に満足するものとしてポリフェニレンサルファイドが好ましい。また、ケース１６の四隅に突起１７を設けることにより、コンデンサを実装基板に装着したときにコンデンサと実装基板の間に隙間が生じるので、コンデンサの熱は実装基板に伝わりにくくなる。なお、突起の高さは０．２〜０．５ｍｍの範囲が好ましい。

本実施の形態ではコンデンサ素子として巻回型の金属化フィルムコンデンサを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、積層型のフィルムコンデンサや、フィルムコンデンサ以外の例えば電解コンデンサなどでもよい。

（実施の形態２）
図２（ａ）は本発明の実施の形態２によるケースモールド型コンデンサブロックの構成を示した平面図であり、図２（ｂ）はＢ−Ｂ’における断面図である。

図２（ａ）、（ｂ）において、コンデンサ素子２１は前記実施の形態１と同様のものを用いる。形状としては扁平形が好ましい。

リード端子２２、２３は、金属板の両端から立設した外部接続端子部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂと、金属板の側部から延設された電極接続部２２ｃ、２３ｃとを有し、金属板の両端に固定体２４、２５をそれぞれ設け、外部接続端子部２２ａ、２３ａが固定体２４を貫通して固定され、外部接続端子部２２ｂ、２３ｂは固定体２５を貫通して固定される。電極接続部２２ｃ、２３ｃの先端部はコンデンサ素子２１の一対の電極に半田付け等により接続される。そして、リード端子２２、２３どうしは平行に配設されている。

固定体２４、２５は、リード端子２２、２３の外部接続端子部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂが貫通されるとともに、外部接続端子部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ側の外周に壁部（堰き）２４ａ、２５ａが設けられており、絶縁性樹脂とのインサート成形などの方法により一体成形されたものである。この固定体２４、２５の外周に設けた壁部（堰き）２４ａ、２５ａは、高さが０．５〜２．０ｍｍ、厚さが０．５〜１．５ｍｍが好ましい。

このリード端子２２、２３を固定体２４、２５で固定したコンデンサ素子２１を前記実施の形態１と同じようにしてケースモールド型コンデンサを作製する。

このように構成された本実施の形態２によるケースモールド型コンデンサは、コンデンサ素子２１の一方の電極に接続されたリード端子２２の外部接続端子部２２ａと、他方の電極に接続されたリード端子２３の外部接続端子部２３ａとを固定体２４で固定し、もう一方の固定体２５も同じように外部接続端子部２２ｂ、２３ｂを固定することにより、リード端子２２、２３を精度良くケースの開口面に表出することができ、実装基板への装着を容易に精度よく実装することができる。

また、リード端子２２、２３は金属板を用い、外部接続端子部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂをそれぞれ２方向に引き出しているので、大電流を流してもリード端子２２、２３の発熱を抑制することができる。

また、固定体２４、２５を対向させてケースの開口部（図示せず）中心が開いた状態となるので、充填樹脂の注入も容易に行えることができ、注入量を容易にコントロールすることができる。

また、固定体２４、２５に壁部（堰き）を設けているので、充填樹脂が外部接続端子部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂに付着することもなく、ケースの開口面にも付着させない構成としているので、実装基板に実装しても接続不良となることはない。

したがって、大容量化、高耐電圧での低損失の電気特性を実現することができるという効果を得ることができる。

本発明は、コンデンサ素子をケース内に備え、ケース内に充填樹脂を充填して樹脂モールドしたケースモールド型コンデンサとするもので、信頼性の高いケースモールド型コンデンサであり、高温、高湿や熱衝撃などの過酷な条件下で大電流用に使用され、かつ高い信頼性が要求される各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用されるコンデンサに有用である。

１１ コンデンサ素子
１２ モールド樹脂
１３ リード端子
１３ａ 外部接続端子部
１３ｂ 電極接続部
１４ 固定体
１５ 壁部（堰き）
１６ ケース
１７ 突起

Claims (7)

1. 上面に開口部を有するケースと、このケース内に収容され、一対の電極を有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子の一対の電極にそれぞれ電極接続部を接続して外部接続端子部を有する一対のリード端子と、前記ケース内に充填したモールド樹脂とを備えたケースモールド型コンデンサにおいて、
   前記ケースの開口部に、前記リード端子の一部が貫通して外部接続端子部を表出させて固定した固定体を配設し、該固定体の外周に壁部（堰き）が設けられたことを特徴とするケースモールド型コンデンサ。
2. 前記固定体の壁部の上面は、ケースの開口面よりも下に位置していることを特徴とする請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
3. 前記固定体の壁部の上面は、前記モールド樹脂の表面より高くしたことを特徴とする請求項２に記載のケースモールド型コンデンサ。
4. 前記リード端子は、金属板の両端から立設した２つの外部接続端子部と、金属板の側部から延設された電極接続部とを有し、前記外部接続端子部はそれぞれ固定体を貫通して固定され、リード端子どうしが平行に配設されたことを特徴とする請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
5. 前記固定体は、リード端子の外部接続端子部と他方のリード端子の外部接続端子部を貫通させて固定するようにした方形状の絶縁樹脂からなるものを２個用いたことを特徴とする請求項４に記載のケースモールド型コンデンサ。
6. 前記固定体は、前記ケースの開口部に固定するようにしたことを特徴とした請求項５に記載のケースモールド型コンデンサ。
7. 前記ケースの四隅に突起を設けたことを特徴とする請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。

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