JP2020088346A - 電解コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】電解コンデンサにおいて、陰極リードフレームの陰極部との接触面積を確保しつつ端子部の露出面積を確保する。【解決手段】陽極部と、陰極部と、を備えるコンデンサ素子と、コンデンサ素子にそれぞれ接続された陽極リードフレームおよび陰極リードフレームと、コンデンサ素子を覆うとともに陽極リードフレームおよび陰極リードフレームをそれぞれ部分的に覆う外装部材と、を備え、陰極リードフレームは、陰極部を搭載する陰極搭載部と、陰極搭載部に連結する陰極接続部と、陰極接続部に連結する陰極端子部と、を有し、かつ陰極搭載部と陰極接続部との第１境界で一方向に折れ曲がり、陰極接続部と陰極端子部との第２境界で他方向に折れ曲がり、陰極搭載部および陰極端子部の少なくとも一方が、陽極部と陰極部とが並ぶ第１方向において、陰極接続部側に向かう突出部を有する、固体電解コンデンサ。【選択図】図１
Description
本発明は、電解コンデンサに関する。
電解コンデンサは、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さく、周波数特性が優れているため、様々な電子機器に搭載されている。特許文献１は、陽極体と、陽極体に形成された誘電体層と、誘電体層に形成された固体電解質層と、固体電解質層に形成された陰極層とを備えるコンデンサ素子と、陽極体および陰極層にそれぞれ接続するリード端子と、コンデンサ素子の少なくとも一部を覆う外装部材とを備える、電解コンデンサを教示している。外装部材の底面にはリード端子の一部が露出している。
特許文献１では、陰極リードフレームを複数箇所で折り曲げ、その一部を陰極リード端子として利用している。このような場合、陰極リードフレームの陰極層との接触面積を大きくすると、端子の露出面積が小さくなり、逆に、端子の露出面積を大きくすると、陰極層との接触面積が小さくなる。
上記に鑑み、本発明の一側面は、陽極部と、陰極部と、を備えるコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子にそれぞれ接続された陽極リードフレームおよび陰極リードフレームと、前記コンデンサ素子を覆うとともに前記陽極リードフレームおよび前記陰極リードフレームをそれぞれ部分的に覆う外装部材と、を備え、前記陰極リードフレームは、前記陰極部に接合された陰極搭載部と、前記陰極搭載部に連結する陰極接続部と、前記陰極接続部に連結する陰極端子部と、を有し、かつ前記陰極搭載部と前記陰極接続部との第１境界で一方向に折れ曲がり、前記陰極接続部と前記陰極端子部との第２境界で他方向に折れ曲がり、前記陰極搭載部および前記陰極端子部の少なくとも一方が、前記陽極部と前記陰極部とが並ぶ第１方向において、前記陰極接続部側に向かう突出部を有する、固体電解コンデンサに関する。
なお、本開示の包括的または具体的な態様は、電解コンデンサ、装置、システム、方法、またはこれらの任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明によれば、陰極リードフレームの陰極部との接触面積を十分に確保しつつ、端子部の露出面積を十分に確保し得るようになる。
本開示に係る電解コンデンサは、陽極部と、陰極部と、を備えるコンデンサ素子と、コンデンサ素子にそれぞれ接続された陽極リードフレームおよび陰極リードフレームと、コンデンサ素子を覆うとともに陽極リードフレームおよび陰極リードフレームをそれぞれ部分的に覆う外装部材とを備える。
陰極リードフレームは、陰極部に接合された陰極搭載部と、陰極搭載部に連結する陰極接続部と、陰極接続部に連結する陰極端子部とを有する。陰極リードフレームは、陰極搭載部と陰極接続部との第１境界で一方向に折れ曲がり、陰極接続部と陰極端子部との第２境界で他方向に折れ曲がった構造を有する。すなわち、陰極リードフレームは、一体であってよく、一枚の金属箔から所定形状に切り出した切り抜き箔から形成し得る。
ここで、陰極搭載部および陰極端子部の少なくとも一方が、陽極部と陰極部とが並ぶ第１方向において、陰極接続部側に向かう突出部を有する。陽極部と陰極部とが並ぶ第１方向とは、例えば、陽極端子部および陰極端子部の一方から他方に向かう方向である。
突出部とは、すなわち、陰極搭載部または陰極端子部が、陰極接続部の少なくとも一部を第１方向に向かってオーバーハングする部分である。突出部は、陰極搭載部および／または陰極端子部の面積を拡大させる。よって、突出部の存在により、陰極リードフレームの陰極部との接触面積（すなわち、陰極搭載部の面積）を十分に確保しつつ、端子部の露出面積（すなわち、陰極端子部の露出面積）を十分に確保し得るようになる。これにより、電解コンデンサの抵抗が低減されやすくなり、かつ電解コンデンサの基板への実装強度（すなわち接続強度）も向上し得るようになる。
陰極リードフレームの第１方向と交差する第２方向において、陰極接続部の幅は、陰極搭載部の幅および陰極端子部の幅の少なくとも一方よりも狭くてよい。第１方向と交差する第２方向とは、例えば、第１方向と８０°〜１００°の角度で交差する方向であり、概ね９０°で第１方向と交差する方向であることが望ましい。なお、陰極接続部が複数部位に区分されている場合、陰極接続部の幅とは、各部位の第２方向における幅の合計幅である。また、陰極接続部の幅が一定でない場合は、最大幅である。
陰極接続部の幅を狭くすることで、陰極リードフレームの折り曲げ加工が容易になる。例えば、金型を用いて一枚の金属箔から切り出した切り抜き箔から陰極リードフレームを成形する場合に、金型からの加工品の取り出しが容易になる。ただし、陰極接続部の幅を陰極搭載部の幅および／または陰極端子部の幅と同じにすることも可能である。
コンデンサ素子は、概ね矩形の形状を有し、陰極搭載部と接合される第１主面と、その反対側の第２主面と、第１主面に交差する周側面とを有する。周側面は、第１方向の陽極部側に位置する第３主面と、第１方向の陰極部側に位置する第４主面と、第２方向の一方に位置する第５主面と、第２方向の他方に位置する第６主面とを有する。
少なくとも陰極搭載部が突出部を有する場合、陰極搭載部は、コンデンサ素子の側面に沿って設けられた側壁部を有してもよい。側壁部は、コンデンサ素子の位置決めに役立ち、かつ陰極搭載部と陰極部との接続面積の拡大に寄与する。コンデンサ素子の側面とは、コンデンサ素子の２つの主面を繋ぐ厚さ方向に沿う面である。例えば、コンデンサ素子が複数積層されて積層体を形成している場合、コンデンサ素子の側面とは、積層方向に沿う面である。
側壁部の少なくとも一部は、陰極搭載部が有する突出部に接続されていてもよい。この場合、側壁部は、陰極搭載部のできるだけ陰極端子部側の端部に設けることが望ましい。これにより、側壁部を収容する空間が最小限になるように設計することが容易となる。その結果、コンデンサ素子の大きさをより大きくすることができるため、電解コンデンサの容量を向上させ得る。例えば、側壁部は、コンデンサ素子の第５側面と第６側面に沿って設けてもよく、第４側面に沿って設けてもよい。
陰極搭載部の輪郭は、特に限定されないが、例えば、凸形状または凹形状を有する。陰極搭載部がこのような輪郭を有する形状である場合、突出部をより大きくする設計することが容易になる。
陰極端子部の輪郭は、特に限定されないが、例えば、凸形状または凹形状を有する。陰極端子部がこのような輪郭を有する形状である場合、突出部をより大きくする設計することが容易になる。
好ましい態様において、外装部材は、コンデンサ素子を収容する金属ケースと、金属ケースに充填され、かつコンデンサ素子を覆う封止材とを含む。この場合、金属ケースの開口側において、陰極端子部の少なくとも一部を封止材から露出させればよい。また、陽極端子部も、金属ケースの開口側において、その少なくとも一部を封止材から露出させればよい。なお、封止材としては、例えば、熱硬化性樹脂を含む液状の樹脂組成物が用いられる。陰極接続部の幅を陰極搭載部の幅および陰極端子部の幅の少なくとも一方よりも狭くすることで、封止材を金属ケースに充填する際にコンデンサ素子と陰極端子との間に封止材が流れ込みやすくなり、気泡が残りにくくなる。
金属ケースの開口側における封止材の表面からコンデンサ素子までの最短距離Ｌ１は、電解コンデンサの小型化の要請が許容する範囲で、できるだけ大きい方がよい。例えば、最短距離Ｌ１は、金属ケースの深さの５％以上としてもよい。一方、電解コンデンサの小型化の要請から、最短距離Ｌ１は、金属ケースの深さの８０％以下としてもよい。なお、金属ケースの天板部からコンデンサ素子までの最短距離Ｌ２は、できるだけ小さい方がよい。最短距離Ｌ２は、金属ケースの深さの５０％以下としてもよく、３０％以下もしくは１０％以下としてもよい。以上の設計によれば、外気もしくは湿気の影響を受けにくく、かつ小型化の要請にも適合する電解コンデンサを容易に得ることができる。
以下、図面を参照しながら説明するが、図面は例示であり、本発明の内容は図示例に限定されるものではない。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサ１Ａの一部断面模式図である。ここでは、外装部材２０、陽極接合部１１１、陰極搭載部２１１が断面で示されている。
図１は、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサ１Ａの一部断面模式図である。ここでは、外装部材２０、陽極接合部１１１、陰極搭載部２１１が断面で示されている。
本実施態様に係る電解コンデンサ１Ａは、陽極部１００と、陰極部２００とを備えるコンデンサ素子１０と、コンデンサ素子１０にそれぞれ接続された陽極リードフレーム１１０および陰極リードフレーム２１０と、コンデンサ素子１０を覆うとともに陽極リードフレーム１１０および陰極リードフレーム２１０をそれぞれ部分的に覆う外装部材２０とを備える。ここでは、複数のコンデンサ素子１０が積層されて積層体１０Ａを形成している。なお、積層されるコンデンサ素子１０の数は特に限定されない。外装部材２０は、ケース２１と、ケース２１に充填され、かつコンデンサ素子１０を覆う封止材２２とで構成されている。
ケース２１の形状は、特に限定されないが、例えば概ね矩形のカップ状である。ケース２１は、天板部２１ａと、周壁部２１ｂとを具備する。ケース２１は、例えば、セラミックス材料などで構成してもよい。また、ケース２１は、例えば、金属板を絞り加工して形成してもよい。この場合、後述の第６実施形態で説明するように所定の絶縁部材を設ければよい。
封止材２２は、コンデンサ素子１０とケース２１との隙間に充填され、かつコンデンサ素子１０の周囲を覆っている。電解コンデンサ１Ａの底面は、封止材２２の外面と陽極端子部１１３と陰極端子部２１３とが露出している。
封止材２２は非導電性であり、例えば、熱硬化性樹脂の硬化物を含む。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミドイミド、不飽和ポリエステル等が挙げられる。封止材２２によって、電解コンデンサ１Ａ内部への外気もしくは水分の透過が抑制され、コンデンサ素子１０の劣化が抑制される。
陽極リードフレーム１１０は、陽極部１００に接合された陽極接合部１１１と、陽極接合部１１１に連結する陽極接続部１１２と、陽極接続部１１２に連結する陽極端子部１１３とを有する。図示例では、陽極接続部１１２は、電解コンデンサ１Ａの底面に配された陽極端子部１１３から陽極部１００に向かって立ち上がり、陽極接合部１１１に連結している。陽極接合部１１１は、積層された複数の陽極部１００を一括して挟持し、陽極部１００の厚み方向に加圧することで陽極部１００に固定されている。陽極リードフレーム１１０は、一枚の金属箔から切り出した切り抜き箔を、金型等を用いて曲げ加工することで形成し得る。
なお、陽極リードフレーム１１０は、導電性接着剤やはんだを介して陽極部１００と電気的に接続していてもよいし、抵抗溶接やレーザー溶接により、陽極部１００に接合されてもよい。
陽極リードフレームの材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。その形状も特に限定されない。陽極リードフレームの厚みは、低背化の観点から、２５μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、２５μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。
陰極リードフレーム２１０は、陰極部２００を搭載する陰極搭載部２１１と、陰極搭載部２１１に連結する陰極接続部２１２と、陰極接続部２１２に連結する陰極端子部２１３とを有する。陰極搭載部２１１と陰極接続部２１２との第１境界２０１で一方向に折れ曲がり、陰極接続部２１２と陰極端子部２１３との第２境界２０２で他方向に折れ曲がった構造を有する。陰極リードフレーム２１０も一枚の金属箔から切り出した切り抜き箔を、金型等を用いて曲げ加工することで形成し得る。
陰極リードフレーム２１０の材質も、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。その形状も特に限定されない。陰極リードフレームの厚みは、低背化の観点から、２５μｍ以上、２００μｍ以下が好ましく、２５μｍ以上、１００μｍ以下がより好ましい。陰極リードフレームは、例えば、導電性接着剤を介して、陰極部２００と電気的に接続される。
陰極搭載部２１１は、陽極部１００と陰極部２００とが並ぶ第１方向Ｄ１（ここでは陰極搭載部２１１から陰極接続部２１２側に向かう方向）に張り出した突出部２１１Ａを有する。その結果、突出部２１１Ａは、陰極接続部２１２を第１方向Ｄ１に向かってオーバーハングすることとなる。これにより、陰極搭載部２１１の面積は突出部２１１Ａに相当する分だけ拡大される。
図２は、図１に示す電解コンデンサ１Ａを、封止材２２を除いて、底面側（すなわち、カップ状のケース２１の開口側）から見た各リードフレーム１１０、２１０とコンデンサ素子１０の模式図である。図１は図２のＩ−Ｉ線断面図に相当する。図３は、図１に示す封止材２２で封止された電解コンデンサ１Ａを底面側から見た模式図である。陰極リードフレーム２１０の第１方向Ｄ１と概ね９０°の角度で交差する第２方向Ｄ２において、陰極接続部２１２の幅は、陰極搭載部２１１の幅および陰極端子部２１３の幅よりも狭くなっている。ここでは、陰極搭載部２１１の輪郭が概ね凹形状を有する。凹形状に応じて、陰極搭載部２１１は、２つの突出部２１１Ａを有する。一方、陰極端子部２１３の輪郭は、概ね凸形状を有する。また、突出部２１１Ａと陰極端子部２１３とが部分的に重複している。重複領域が大きいほど、陰極搭載部２１１および陰極端子部２１３を効率よく拡大し得る。
図４に、折り曲げ加工する前の陰極リードフレーム２１０の展開図を示す。陰極搭載部２１１は概ね凹形状であり、凹部の幅より狭い陰極接続部２１２が凹部の中央部から引き出されている。陰極接続部２１２は、概ね凸形状の陰極端子部２１３の凸部に連結している。
以下、第１実施形態と同じ、もしくは第１実施形態に対応する部位には同じ符号を用いる。
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサ１Ｂの一部断面模式図である。本実施形態は、陰極リードフレーム２１０の構造以外、第１実施形態と同様の構造を有する。
図５は、本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサ１Ｂの一部断面模式図である。本実施形態は、陰極リードフレーム２１０の構造以外、第１実施形態と同様の構造を有する。
陰極リードフレーム２１０において、陰極端子部２１３は、陽極部１００と陰極部２００とが並ぶ第１方向Ｄ１（ここでは陰極端子部２１３から陰極接続部２１２側に向かう方向）に張り出した突出部２１３Ａを有する。その結果、突出部２１３Ａは、陰極接続部２１２を第１方向Ｄ１に向かってオーバーハングすることとなる。これにより、陰極端子部２１３の面積は突出部２１３Ａに相当する分だけ拡大される。また、陰極搭載部２１１の大きさも、突出部２１３Ａが陰極接続部２１２をオーバーハングする長さに対応して大きくなる。
図６は、図５に示す電解コンデンサを、封止材２２を除いて、底面側から見た各リードフレーム１１０、２１０とコンデンサ素子１０の模式図である。図５は図６のＶ−Ｖ線断面図に相当する。図７は、図５に示す封止材で封止された電解コンデンサ１Ｂを底面側から見た模式図である。陰極リードフレーム２１０の第１方向Ｄ１と概ね９０°の角度で交差する第２方向Ｄ２において、陰極接続部２１２の幅は、陰極搭載部２１１の幅および陰極端子部２１３の幅よりも狭くなっている。ここでは、陰極端子部２１３の輪郭が概ね凹形状を有する。凹形状に応じて、陰極端子部２１３は、２つの突出部２１３Ａを有する。一方、陰極搭載部２１１の輪郭は、概ね凸形状を有する。また、突出部２１３Ａと陰極搭載部２１１とが部分的に重複している。重複領域が大きいほど、陰極搭載部２１１および陰極端子部２１３を効率よく拡大し得る。
図８に、折り曲げ加工する前の陰極リードフレーム２１０の展開図を示す。陰極端子部２１３は概ね凹形状であり、凹部の幅より狭い陰極接続部２１２が凹部の中央部から引き出されている。陰極接続部２１２は、概ね凸形状の陰極搭載部２１１の凸部に連結している。
＜第３実施形態＞
図９は、本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサ１Ｃの一部断面模式図である。本実施形態は、陰極リードフレーム２１０の構造以外、第１実施形態と同様の構造を有する。
図９は、本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサ１Ｃの一部断面模式図である。本実施形態は、陰極リードフレーム２１０の構造以外、第１実施形態と同様の構造を有する。
陰極リードフレーム２１０において、陰極搭載部２１１は、陽極部１００と陰極部２００とが並ぶ第１方向（ここでは陰極搭載部２１１から陰極接続部２１２側に向かう方向）に張り出した突出部２１１Ａを有する。その結果、突出部２１１Ａは、陰極接続部２１２を第１方向Ｄ１に向かってオーバーハングすることとなる。これにより、陰極搭載部２１１の面積は突出部２１１Ａに相当する分だけ拡大される。
また、陰極端子部２１３は、陽極部１００と陰極部２００とが並ぶ第１方向Ｄ１（ここでは陰極端子部２１３から陰極接続部２１２側に向かう方向）に張り出した突出部２１３Ａを有する。その結果、突出部２１３Ａも、陰極接続部２１２を第１方向Ｄ１に向かってオーバーハングすることとなる。これにより、陰極端子部２１３の面積は突出部２１３Ａに相当する分だけ拡大される。
図１０は、図９に示す電解コンデンサ１Ｃを、封止材２２を除いて、底面側から見た各リードフレーム１１０、２１０とコンデンサ素子１０の模式図である。図９は図１０のＩＸ−ＩＸ線断面図に相当する。図１１は、図９に示す封止材２２で封止された電解コンデンサ１Ｃを底面側から見た模式図である。陰極リードフレーム２１０の第１方向Ｄ１と概ね９０°の角度で交差する第２方向Ｄ２において、陰極接続部２１２の幅は、陰極搭載部２１１の幅および陰極端子部２１３の幅よりも狭くなっている。ここでは、陰極搭載部２１１および陰極端子部２１３の輪郭がそれぞれ概ね凹形状を有する。凹形状に応じて、陰極搭載部２１１および陰極端子部２１３は、それぞれ２つの突出部２１１Ａおよび２１３Ａを有する。また、陰極搭載部２１１と陰極端子部２１３とが部分的に重複している。重複領域が大きいほど、陰極搭載部２１１および陰極端子部２１３を効率よく拡大し得る。本実施形態は、第１、２実施形態よりも重複領域が大きい点で優れている。
図１２に、折り曲げ加工する前の陰極リードフレーム２１０の展開図を示す。陰極搭載部２１１および陰極端子部２１３は、それぞれ概ね凹形状であり、凹部の幅より狭い陰極接続部２１２がそれぞれの凹部の中央部から引き出されている。
＜第４実施形態＞
図１３は、本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサ１Ｄの一部断面模式図である。本実施形態は、陰極リードフレーム２１０の構造以外、第１実施形態と同様の構造を有する。
図１３は、本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサ１Ｄの一部断面模式図である。本実施形態は、陰極リードフレーム２１０の構造以外、第１実施形態と同様の構造を有する。
陰極リードフレーム２１０において、陰極搭載部２１１は、陽極部１００と陰極部２００とが並ぶ第１方向Ｄ１（ここでは陰極搭載部２１１から陰極接続部２１２側に向かう方向）に張り出した突出部２１１Ａを有する。その結果、突出部２１１Ａは、陰極接続部２１２を第１方向Ｄ１に向かってオーバーハングすることとなる。これにより、陰極搭載部２１１の面積は突出部２１１Ａに相当する分だけ拡大される。
図１４は、図１３に示す電解コンデンサ１Ｄを、封止材２２を除いて、底面側から見た各リードフレーム１１０、２１０とコンデンサ素子１０の模式図である。図１３は図１４のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図に相当する。図１５は、図１３に示す封止材２２で封止された電解コンデンサ１Ｄを底面側から見た模式図である。陰極リードフレーム２１０の第１方向Ｄ１と概ね９０°の角度で交差する第２方向Ｄ２において、陰極接続部２１２の幅は、陰極搭載部２１１の幅および陰極端子部２１３の幅よりも狭くなっている。なお、ここでは、陰極接続部２１２は２つの部位を有する。よって、陰極接続部２１２の幅とは、当該２つの部位の第２方向における幅の合計幅である。
また、陰極搭載部２１１の輪郭は、概ね凸形状を有する。凸形状に応じて、陰極搭載部２１１は、１つの突出部２１１Ａを有する。一方、陰極端子部２１３の輪郭は、概ね凹形状を有する。また、突出部２１１Ａと陰極端子部２１３とが部分的に重複している。
図１６に、折り曲げ加工する前の陰極リードフレーム２１０の展開図を示す。陰極搭載部２１１は概ね凸形状であり、突出部２１１Ａを挟む両側から幅の狭い一対の陰極接続部２１２が引き出され、陰極端子部２１３に連結している。換言すれば、陰極接続部２１２は、陰極端子部２１３側に凹んだ形状の切り抜きを、リードフレームの陰極搭載部２１１と陰極端子部２１３との間の領域に設けることで形成されている。
＜第５実施形態＞
図１７は、本発明の第５実施形態に係る電解コンデンサ１Ｅの一部断面模式図である。本実施形態は、陰極リードフレーム２１０の構造以外、第１実施形態と同様の構造を有する。
図１７は、本発明の第５実施形態に係る電解コンデンサ１Ｅの一部断面模式図である。本実施形態は、陰極リードフレーム２１０の構造以外、第１実施形態と同様の構造を有する。
陰極リードフレーム２１０において、陰極端子部２１３は、陽極部１００と陰極部２００とが並ぶ第１方向Ｄ１（ここでは陰極端子部２１３から陰極接続部２１２側に向かう方向）に張り出した突出部２１３Ａを有する。その結果、突出部２１３Ａは、陰極接続部２１２を第１方向Ｄ１に向かってオーバーハングすることとなる。これにより、陰極端子部２１３の面積は突出部２１３Ａに相当する分だけ拡大される。
図１８は、図１７に示す電解コンデンサ１Ｅを、封止材２２を除いて、底面側から見た各リードフレーム１１０、２１０とコンデンサ素子１０の模式図である。図１７は図１８のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図に相当する。図１９は、図１７に示す封止材２２で封止された電解コンデンサ１Ｅを底面側から見た模式図である。陰極リードフレーム２１０の第１方向Ｄ１と概ね９０°の角度で交差する第２方向Ｄ２において、陰極接続部２１２の幅は、陰極搭載部２１１の幅および陰極端子部２１３の幅よりも狭くなっている。なお、ここでも陰極接続部２１２は２つの部位を有する。よって、陰極接続部２１２の幅とは、当該２つの部位の第２方向における幅の合計幅である。
また、陰極端子部２１３の輪郭は、概ね凸形状を有する。凸形状に応じて、陰極端子部２１３は、１つの突出部２１３Ａを有する。一方、陰極搭載部２１１の輪郭は、概ね凹形状を有する。また、突出部２１３Ａと陰極搭載部２１１とが部分的に重複している。
図２０に、折り曲げ加工する前の陰極リードフレーム２１０の展開図を示す。陰極端子部２１３は概ね凸形状であり、突出部２１３Ａを挟む両側から幅の狭い一対の陰極接続部２１２が引き出され、陰極搭載部２１１に連結している。換言すれば、陰極接続部２１２は、陰極搭載部２１１側に凹んだ形状の切り抜きを、リードフレームの陰極搭載部２１１と陰極端子部２１３との間の領域に設けることで形成されている。
＜第６実施形態＞
図２１は、本発明の第６実施形態に係る電解コンデンサ１Ｆの一部断面模式図である。電解コンデンサ１Ｆは金属ケース２１を有し、金属ケース２１と陽極端子部１１３との間および金属ケース２１と陰極端子部２１３との間にそれぞれ絶縁部材２３を有する。
図２１は、本発明の第６実施形態に係る電解コンデンサ１Ｆの一部断面模式図である。電解コンデンサ１Ｆは金属ケース２１を有し、金属ケース２１と陽極端子部１１３との間および金属ケース２１と陰極端子部２１３との間にそれぞれ絶縁部材２３を有する。
金属ケース２１は、外気もしくは湿気を透過させないため、電解コンデンサ１Ｆは外気もしくは湿気の影響を受けにくく、劣化に対する耐性が非常に高くなる。金属ケース２１の開口側における封止材２２の表面からコンデンサ素子１０までの最短距離Ｌ１は、できるだけ大きいことが望ましい。最短距離Ｌ１は、電解コンデンサ１Ｆの小型化の要請を満たす観点から適宜決定すればよい。また、金属ケース２１の天板部２１ａからコンデンサ素子１０までの最短距離Ｌ２も、電解コンデンサ１Ｆの小型化の要請を満たす観点から適宜決定すればよい。
なお、金属ケース２１と陽極端子部１１３および陰極端子部２１３との絶縁を確保する態様は、本実施形態に限定されない。また、電解コンデンサ１Ｆは、上記の相違点以外、第１実施形態ないし第５実施形態のいずれかと同様の構造を有してもよい。
金属ケース２１の素材としては、例えば、アルミニウム、チタン、タンタル、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、モリブデン、タングステンなどが挙げられる。これらの素材を組み合わせて用いてもよく、複数素材を複合化した複合材料を用いてもよい。
絶縁部材２３の素材は、特に限定されず、樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂等）、セラミックス（酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等）、ゴム（スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等）、ガラス、耐熱紙などが挙げられる。これらの素材を組み合わせて用いてもよく、複数素材を複合化した複合材料を用いてもよい。
絶縁部材２３は、例えば、ケース２１の開口端部の少なくとも各端子部に対応する領域を覆う樹脂膜などであればよい。また、絶縁部材２３は、例えば、陽極端子部１１３および陰極端子部２１３のケース２１の開口端部と対向する領域を覆う樹脂膜などであればよい。樹脂膜は、樹脂製のテープであってもよいし、樹脂塗膜であってもよいし、ケース２１の開口端部を覆う樹脂製キャップでもよい。樹脂膜の厚みは、特に限定されず、例えば、１μｍ以上、３００μｍ以下である。
＜第７実施形態＞
図２２は、本発明の第７実施形態に係る電解コンデンサ１Ｇの外装部材２０を断面にした一部断面模式図である。電解コンデンサ１Ｇは、陰極リードフレーム２１０の陰極搭載部２１１が、コンデンサ素子１０の側面に沿って設けられた側壁部２１１Ｂを有する。側壁部２１１Ｂは、コンデンサ素子１０の位置決めに役立ち、かつ陰極搭載部２１１とコンデンサ素子１０の陰極部２００との接続面積の拡大に寄与する。電解コンデンサ１Ｇにおいて、コンデンサ素子１０の側面とは、コンデンサ素子１０が複数積層されて形成する積層体１０Ａの積層方向に沿う面である。側壁部２１１Ｂは、コンデンサ素子１０の第５側面と第６側面にそれぞれ沿うように一対設けられている。
図２２は、本発明の第７実施形態に係る電解コンデンサ１Ｇの外装部材２０を断面にした一部断面模式図である。電解コンデンサ１Ｇは、陰極リードフレーム２１０の陰極搭載部２１１が、コンデンサ素子１０の側面に沿って設けられた側壁部２１１Ｂを有する。側壁部２１１Ｂは、コンデンサ素子１０の位置決めに役立ち、かつ陰極搭載部２１１とコンデンサ素子１０の陰極部２００との接続面積の拡大に寄与する。電解コンデンサ１Ｇにおいて、コンデンサ素子１０の側面とは、コンデンサ素子１０が複数積層されて形成する積層体１０Ａの積層方向に沿う面である。側壁部２１１Ｂは、コンデンサ素子１０の第５側面と第６側面にそれぞれ沿うように一対設けられている。
図２３は、第７実施形態に係る電解コンデンサ１Ｇを、封止材２２を除いて、底面側から見た各リードフレーム１１０、２１０とコンデンサ素子１０の模式図である。コンデンサ素子１０の陰極部２００は、一対の側壁部２１１Ｂが配置される位置の周辺において、それぞれ僅かに凹んだ形状を有する。
図２４は、第７実施形態に係る陰極リードフレーム２１０の展開図である。陰極リードフレーム２１０は、側壁部２１１Ｂを有すること以外、第１実施形態の陰極リードフレーム２１０と同様の構造を有する。
なお、電解コンデンサ１Ｇは、上記の相違点以外、第１実施形態ないし第６実施形態のいずれかと同様の構造を有してもよい。
＜第８実施形態＞
図２５は、本発明の第８実施形態に係る電解コンデンサ１Ｈの外装部材２０を断面にした一部断面模式図である。電解コンデンサ１Ｈは、陰極リードフレーム２１０に設けられた突出部２１１Ａに接続された側壁部２１１Ｂを有する。なお、側壁部２１１Ｂの少なくとも一部が突出部２１１Ａに接続されていればよい。側壁部２１１Ｂは、陰極搭載部２１１の第２方向における両端部において、陰極端子部側の最端部に、コンデンサ素子１０の第５側面と第６側面にそれぞれ沿うように一対設けられている。
図２５は、本発明の第８実施形態に係る電解コンデンサ１Ｈの外装部材２０を断面にした一部断面模式図である。電解コンデンサ１Ｈは、陰極リードフレーム２１０に設けられた突出部２１１Ａに接続された側壁部２１１Ｂを有する。なお、側壁部２１１Ｂの少なくとも一部が突出部２１１Ａに接続されていればよい。側壁部２１１Ｂは、陰極搭載部２１１の第２方向における両端部において、陰極端子部側の最端部に、コンデンサ素子１０の第５側面と第６側面にそれぞれ沿うように一対設けられている。
図２６は、第８実施形態に係る電解コンデンサ１Ｈを、封止材２２を除いて、底面側から見た各リードフレーム１１０、２１０とコンデンサ素子１０の模式図である。コンデンサ素子１０の陰極部２００は、一対の側壁部２１１Ｂが配置される位置の周辺において、それぞれ僅かに凹んだ形状を有するが、第７実施形態に比べて凹みが小さく、より大きい陰極部２００を維持している。すなわち、側壁部２１１Ｂを収容する空間が最小限になるように設計されている。よって、本実施形態に係る電解コンデンサ１Ｈの容量は、第７実施形態に係る電解コンデンサ１Ｇより大きくなり得る。
図２７は、第８実施形態に係る陰極リードフレーム２１０の展開図である。陰極リードフレーム２１０は、一対の側壁部２１１Ｂが、一対の突出部２１１Ａの第２方向における両端部においてそれぞれ陰極端子部２１３側の最端部に設けられていること以外、第７実施形態の陰極リードフレーム２１０と同様の構造を有する。
なお、電解コンデンサ１Ｈは、上記の相違点以外、第３実施形態と同様の構造を有してもよい。
次に、各実施形態に共通するコンデンサ素子について更に説明する。
（コンデンサ素子）
コンデンサ素子は、陽極部および陰極部を有する。図２８に示すように、コンデンサ素子１０の陽極部１００は、陽極体１１により構成される。陰極部２００は、陽極体１１と、陽極体１１の表面の少なくとも一部に形成された誘電体層１２と、誘電体層１２の表面の少なくとも一部に形成された陰極層１３と、を備える。陰極層１３は、誘電体層１２の少なくとも一部に形成された固体電解質層１３ａと、固体電解質層１３ａの少なくとも一部に形成された陰極引出層１３ｂとを有している。このようなコンデンサ素子１０は、例えば、シート状あるいは平板状である。
（コンデンサ素子）
コンデンサ素子は、陽極部および陰極部を有する。図２８に示すように、コンデンサ素子１０の陽極部１００は、陽極体１１により構成される。陰極部２００は、陽極体１１と、陽極体１１の表面の少なくとも一部に形成された誘電体層１２と、誘電体層１２の表面の少なくとも一部に形成された陰極層１３と、を備える。陰極層１３は、誘電体層１２の少なくとも一部に形成された固体電解質層１３ａと、固体電解質層１３ａの少なくとも一部に形成された陰極引出層１３ｂとを有している。このようなコンデンサ素子１０は、例えば、シート状あるいは平板状である。
（陽極体）
陽極体１１は、導電性材料として弁作用金属を含む箔（金属箔）または弁作用金属を含む多孔質焼結体を含む。多孔質焼結体からは、陽極ワイヤーを植立させる。陽極ワイヤーは、陽極リードフレーム１１０との接続に用いられる。弁作用金属としては、チタン、タンタル、アルミニウムおよびニオブ等が挙げられる。陽極体１１は、１種または２種以上の弁作用金属を含んでいてもよい。金属箔である陽極体１１の厚みは特に限定されず、例えば、１５μｍ以上、３００μｍ以下である。多孔質焼結体である陽極体１１の厚みは特に限定されず、例えば、１５μｍ以上、５ｍｍ以下である。
陽極体１１は、導電性材料として弁作用金属を含む箔（金属箔）または弁作用金属を含む多孔質焼結体を含む。多孔質焼結体からは、陽極ワイヤーを植立させる。陽極ワイヤーは、陽極リードフレーム１１０との接続に用いられる。弁作用金属としては、チタン、タンタル、アルミニウムおよびニオブ等が挙げられる。陽極体１１は、１種または２種以上の弁作用金属を含んでいてもよい。金属箔である陽極体１１の厚みは特に限定されず、例えば、１５μｍ以上、３００μｍ以下である。多孔質焼結体である陽極体１１の厚みは特に限定されず、例えば、１５μｍ以上、５ｍｍ以下である。
（誘電体層）
誘電体層１２は、例えば、陽極体１１の表面を、化成処理等により陽極酸化することで形成される。そのため、誘電体層１２は、弁作用金属の酸化物を含み得る。例えば、弁作用金属としてアルミニウムを用いた場合、誘電体層１２はＡｌ2Ｏ3を含み得る。なお、誘電体層１２はこれに限らず、誘電体として機能するものであればよい。
誘電体層１２は、例えば、陽極体１１の表面を、化成処理等により陽極酸化することで形成される。そのため、誘電体層１２は、弁作用金属の酸化物を含み得る。例えば、弁作用金属としてアルミニウムを用いた場合、誘電体層１２はＡｌ2Ｏ3を含み得る。なお、誘電体層１２はこれに限らず、誘電体として機能するものであればよい。
（陰極層）
陰極層１３は、例えば、誘電体層１２を覆う固体電解質層１３ａと、固体電解質層１３ａを覆う陰極引出層１３ｂとを有している。
陰極層１３は、例えば、誘電体層１２を覆う固体電解質層１３ａと、固体電解質層１３ａを覆う陰極引出層１３ｂとを有している。
固体電解質層１３ａは、誘電体層１２の少なくとも一部を覆うように形成されていればよく、誘電体層１２の表面全体を覆うように形成されていてもよい。
固体電解質層１３ａは、例えば、マンガン化合物や導電性高分子を用いることができる。導電性高分子として、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、それらの誘導体などを用いることができる。導電性高分子を含む固体電解質層１３ａは、例えば、原料モノマーを誘電体層上で化学重合および／または電解重合することにより形成することができる。あるいは、導電性高分子が溶解した溶液、または、導電性高分子が分散した分散液を誘電体層に塗布することにより形成することができる。
固体電解質層１３ａは、例えば、マンガン化合物や導電性高分子を用いることができる。導電性高分子として、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、それらの誘導体などを用いることができる。導電性高分子を含む固体電解質層１３ａは、例えば、原料モノマーを誘電体層上で化学重合および／または電解重合することにより形成することができる。あるいは、導電性高分子が溶解した溶液、または、導電性高分子が分散した分散液を誘電体層に塗布することにより形成することができる。
陰極引出層１３ｂは、固体電解質層１３ａの少なくとも一部を覆うように形成されていればよく、固体電解質層１３ａの表面全体を覆うように形成されていてもよい。陰極引出層１３ｂは、例えば、カーボン層と、カーボン層の表面に形成された金属（例えば、銀）ペースト層と、を有している。カーボン層は、黒鉛等の導電性炭素材料を含む組成物により構成される。金属ペースト層は、例えば、銀粒子と樹脂とを含む組成物により構成される。なお、陰極引出層１３ｂの構成は、これに限られず、集電機能を有する構成であればよい。
本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。
１Ａ〜１Ｈ：電解コンデンサ
１０：コンデンサ素子、１０Ａ：積層体
１１：陽極体
１２：誘電体層
１３：陰極層、１３ａ：固体電解質層、１３ｂ：陰極引出層
２０：外装部材
２１：ケース、２１ａ：天板部、２１ｂ：周壁部
２２：封止材
２３：絶縁部材
１００：陽極部
１１０：陽極リードフレーム
１１１：陽極接合部
１１２：陽極接続部
１１３：陽極端子部
２００：陰極部
２１０：陰極リードフレーム
２０１：第１境界
２０２：第２境界
２１１：陰極搭載部、２１１Ａ：突出部、２１１Ｂ：側壁部
２１２：陰極接続部
２１３：陰極端子部、２１３Ａ：突出部
１０：コンデンサ素子、１０Ａ：積層体
１１：陽極体
１２：誘電体層
１３：陰極層、１３ａ：固体電解質層、１３ｂ：陰極引出層
２０：外装部材
２１：ケース、２１ａ：天板部、２１ｂ：周壁部
２２：封止材
２３：絶縁部材
１００：陽極部
１１０：陽極リードフレーム
１１１：陽極接合部
１１２：陽極接続部
１１３：陽極端子部
２００：陰極部
２１０：陰極リードフレーム
２０１：第１境界
２０２：第２境界
２１１：陰極搭載部、２１１Ａ：突出部、２１１Ｂ：側壁部
２１２：陰極接続部
２１３：陰極端子部、２１３Ａ：突出部
Claims (7)
- 陽極部と、陰極部と、を備えるコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子にそれぞれ接続された陽極リードフレームおよび陰極リードフレームと、
前記コンデンサ素子を覆うとともに前記陽極リードフレームおよび前記陰極リードフレームをそれぞれ部分的に覆う外装部材と、
を備え、
前記陰極リードフレームは、前記陰極部を搭載する陰極搭載部と、前記陰極搭載部に連結する陰極接続部と、前記陰極接続部に連結する陰極端子部と、を有し、かつ前記陰極搭載部と前記陰極接続部との第１境界で一方向に折れ曲がり、前記陰極接続部と前記陰極端子部との第２境界で他方向に折れ曲がり、
前記陰極搭載部および前記陰極端子部の少なくとも一方が、前記陽極部と前記陰極部とが並ぶ第１方向において、前記陰極接続部側に向かう突出部を有する、固体電解コンデンサ。 - 前記第１方向と交差する第２方向において、前記陰極接続部の幅が、前記陰極搭載部の幅および前記陰極端子部の幅の少なくとも一方よりも狭い、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
- 少なくとも前記陰極搭載部が、前記突出部を有し、
前記陰極搭載部が、前記コンデンサ素子の側面に沿って設けられた側壁部を有し、
前記側壁部の少なくとも一部は、前記突出部に接続されている、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。 - 前記陰極搭載部の輪郭が、凸形状または凹形状を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記陰極端子部の輪郭が、凸形状または凹形状を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記外装部材は、前記コンデンサ素子を収容する金属ケースと、前記金属ケースに充填され、かつ前記コンデンサ素子を覆う封止材と、を含み、
前記金属ケースの開口側において、前記陰極端子部の少なくとも一部が、前記封止材から露出している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。 - 前記金属ケースの開口側における前記封止材の表面から前記コンデンサ素子までの最短距離が、前記金属ケースの深さの５％以上である、請求項６に記載の固体電解コンデンサ。
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