JP2818574B2 - 固体電解コンデンサとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サとその製造方法に関し、特に、コンデンサ素子側の陰
極導体層と外部接続用の陰極端子とを導電性接着剤によ
り接着、固定する構造の固体電解コンデンサとその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に、従来の固体電解コンデンサの一
例の断面図を示す。図６を参照して、この図に示すコン
デンサは、樹脂封止型の固体電解コンデンサであって、
次のようにして製造される。先ず、例えばタンタルのよ
うな弁作用金属の微粉末を角柱状に成形する。その際、
角柱の一方の端面に、陽極引出し線６を植立して置く。
次いで、上記の角柱状成形体を焼結して多孔質焼結体と
する。更に、焼結体表面に、陽極酸化などによる弁作用
金属の酸化皮膜、例えば二酸化マンガンなどの半導体層
および、銀ペースト層などの陰極導体層を順次形成し
て、コンデンサ素子３を得る。

【０００３】その後、コンデンサ素子の陽極引出し線６
に、外部との接続端子となる陽極端子５を固着する。
又、陰極導体層（図示せず）に、外部との接続端子とな
る陰極端子４を固着する。その場合、陽極引出し線６と
陽極端子５との接続は、通常、抵抗溶接により行われ
る。一方、陰極導体層と陰極端子４との接続には、導電
性接着剤８による接着、固定が用いられる。すなわち、
予めコンデンサ素子３表面の陰極導体層上に導電性接着
剤８を塗布し、陰極端子４を位置合せした後、コンデン
サ素子３と陰極端子４とを治具（図示せず）などで押
え、例えば温度１５０℃，時間３０分間などの条件で接
着剤８を熱硬化させて、接着、固定する。

【０００４】最後に、素子３，陽極端子５及び陰極端子
４を、陽・陰両端子の外部との接続部分を除いて樹脂層
９で覆って外装を施し、端子を成形して、コンデンサを
完成する。外装は、例えばエポキシのような熱硬化性樹
脂を用いたトランスファモールディング工法などにより
行う。

【０００５】固体電解コンデンサには、上記の樹脂封止
型のものの他に、例えば特開昭６０ー１９８８０６号公
報や実開昭６０ー１２１６３３号公報に開示されたコン
デンサのような、ケース収納型のものがある。図７
（ａ）に、上記特開昭６０ー１９８８０６号公報記載の
コンデンサの、横断上面図を示す。図７（ａ）を参照す
ると、コンデンサ素子３が、プラスチック成形のケース
１０内に収納されている。素子３には樹脂製の突起１１
が、予め設けられている。この突起１１は、紫外線硬化
型の樹脂をディスペンサやピペットなどから吐出させて
作ったものであり、予めケース１０の内壁と素子３の外
壁との間の間隔の大きさに合せた高さをもっている。上
記のケース内壁と素子外壁との間の空間には、樹脂層１
２が充填されている。

【０００６】一方、図７（ｂ）に、上記実開昭６０ー１
２１６３３号公報記載のコンデンサの横断上面図を示
す。図７（ｂ）を参照して、コンデンサ素子３が、ケー
ス１０に収納されている。ケース１０の内壁からは突起
１０Ａが内側に向って飛び出していて、素子３に当接し
ている。このコンデンサでも、ケース１０の内壁と素子
３の外壁との間の間隙を、樹脂層１２が埋めている。

【０００７】上記二つの公報記載のケース収納型コンデ
ンサはいずれも、予めコンデンサ素子３に、外部との接
続端子となる陰・陽二つのリード端子を接続した後、そ
のリード端子付きの素子をケース内に収納し、ケース内
壁と素子との間に樹脂層を充填するという工法で製造さ
れる。素子表面に設けた突起１１或いはケース側壁に設
けた突起１０Ａは、素子３をケース１０内に収納する際
の位置決め精度を良くするためのものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図６に示す、従来の樹
脂封止型固体電解コンデンサには、製造工程中で、陰
極側でオープンモードの不良が発生し易い、漏れ電流
の増大がある、外形寸法の精度が良くないという問題
が起ることがある。以下に、その説明を行う。

【０００９】上述したように、この構造のコンデンサで
はその製造に際して、コンデンサ素子と陰極端子とを導
電性接着剤で接着するときに、素子と陰極端子とを治具
で押えた状態で導電性接着剤を硬化させる。従って、治
具の押える機構のばらつきによって接着強度にばらつき
が生じる。はなはだしいときは、強度不足になることが
ある。そのような強度不足のコンデンサでは、次のモー
ルド外装工程への搬送やモールド外装中の機械的ストレ
スによって、陰極端子の接続部が剥離するものが生じ
る。

【００１０】次に、この構造のコンデンサではモールド
外装の際に、樹脂を高圧で金型内に注入する。コンデン
サ素子には、その樹脂注入時の圧力が、直接加わる。そ
のため、素子に形成された極めて薄い誘電体皮膜が損傷
し、漏れ電流が大きくなってしまう。

【００１１】又、陰極端子の接続に用いた導電性接着剤
は、塗布したときにはコンデンサ素子と陰極端子とが未
だ固定されていないので、製造工程中の搬送や乾燥迄の
間にに素子に加わった振動により垂れが発生し易い。そ
の垂れた硬化物がコンデンサの外形寸法を大きくしてし
まう。

【００１２】したがって本発明は、コンデンサ素子と陰
極端子との接続の信頼性が高く、漏れ電流が小さく、外
形寸法精度の高いな固体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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の固体電解コンデ
ンサは、角柱状で、表面には陰極導体層が形成され、一
方の端面には陽極引出し線が植立された固体電解コンデ
ンサ素子と、前記固体電解コンデンサ素子を内部に収納
する上面開放の箱型のケースであって、熱可塑性樹脂か
らなり、前記固体電解コンデンサ素子の陰極導体層に固
着されて外部との接続端子となるべき陰極端子と前記陽
極引出し線に固着されて外部との接続端子となるべき陽
極端子とが、それぞれの一部がケース内壁から露出する
ようにして予めケースに一体化された構造のケースと、
少くとも前記固体電解コンデンサ素子を包む樹脂層とを
含み、前記固体電解コンデンサ素子の陰極導体層と前記
陰極端子とは、前記陰極端子のケース内壁からの露出部
で導電性接着剤により固着され、前記固体電解コンデン
サ素子の陽極引出し線と前記陽極端子とは、前記陽極端
子のケース内壁からの露出部で溶接により固着されてい
ると共に、前記ケースの側壁の少くとも一面には、内方
に向って陥没、突出してケース内の固体電解コンデンサ
素子に当接する変形部分が設けられていることを特徴と
する。

【００１４】上記の固体電解コンデンサは、角柱状で、
表面には陰極導体層が形成され、一方の端面には陽極引
出し線が植立された固体電解コンデンサ素子を形成する
素子形成工程と、前記固体電解コンデンサ素子を内部に
収納する上面開放の箱型のケースであって、前記固体電
解コンデンサ素子の陰極導体層に固着されて外部との接
続端子となるべき陰極端子と前記陽極引出し線に固着さ
れて外部との接続端子となるべき陽極端子とが、それぞ
れの一部がケース内壁から露出するようにして予めケー
スに一体化された構造のケースを、熱可塑性樹脂を用い
て、成形するケース形成工程と、前記ケース形成工程で
成形したケース内の前記陰極端子の露出部に予め導電性
接着剤を塗布した後、前記素子形成工程で予め形成した
固体電解コンデンサ素子を、素子側面の前記陰極導体層
が前記導電性接着剤塗布部位に位置するようにしてケー
ス内に収納し、少くとも一ケース側壁の一部を熱変形さ
せケース内の固体電解コンデンサ素子に当接する迄陥没
させて固体電解コンデンサ素子を固定するケース収納工
程と、前記固体電解コンデンサ素子の陰極導体層と前記
陰極端子とを固着接続すると共に、前記固体電解コンデ
ンサの陽極引出し線と前記陽極端子のケース内壁からの
露出部とを溶接する端子接続工程と、少くとも前記固体
電解コンデンサ素子を覆う樹脂層を形成する外装工程と
を含む固体電解コンデンサの製造方法によって製造され
る。

【００１５】本発明においては、予め陽極端子と陰極端
子に熱可塑性樹脂による部分モールドを施して箱型に成
形したケースを用いる。そして、そのケース内にコンデ
ンサ素子を収納した後ケース側壁を熱変形させることに
より素子をかしめて、素子を固定する。そのため、コン
デンサ素子と陰極端子との接続強度が安定しばらつきが
少くなり、接着剤の硬化前の搬送や乾燥工程中での振動
などの機械的ストレスによる接続部の剥離が減少する。

【００１６】本発明においてコンデンサ素子の封止は、
液状樹脂をケースの開放面からケース内壁と素子との間
隙に注入することによって行われる。或いは、ケース全
体をトランスファモールディング工法によって、樹脂層
で覆う。外装の際にコンデンサに直接加わる圧力が軽減
されるので誘電体皮膜は損傷せず、漏れ電流の増大はな
い。

【００１７】本発明においてコンデンサ素子と陰極端子
との接続に用いる導電性接着剤は、ケース内に塗布され
る。従って、接着剤の硬化前の垂れに起因する外寸増大
は、ない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明
の第１の実施の形態による固体電解コンデンサの上面図
である。図１（ｂ）は、このコンデンサに用いた箱型ケ
ースお透視斜視図である。図１を参照して、先ず、予め
コンデンサ素子３を作製する。素子３は従来の樹脂封止
型固体電解コンデンサにおけると同様な角柱状で、長手
方向に垂直な二つの端面の一方に、陽極引出し線６が植
立されている。角柱の表面には陰極導体層（図示せず）
が形成されている。

【００１９】一方、陽極端子５と陰極端子４とに熱可塑
性樹脂による部分モールドを施し、上面開放の箱型に成
形したケース２を作製する。熱可塑性樹脂には、ポリフ
ェニレンサルファイドを用いた。このケースは、縦３．
１ｍｍ，横２．４ｍｍ，高さ１．５ｍｍ，厚さ０．１ｍ
ｍである。陽極端子５は平板の帯状で、ケースの長手方
向に垂直な二つの側壁の一方に、内部から外部に向って
突出するように、埋め込まれている。その陽極端子５が
埋め込まれたケース側壁には、埋め込まれた陽極端子５
の一部が長手方向に細長く露出するように、溝が設けら
れている。ケース２の長手方向に垂直なもう一方の側壁
からは、帯板状の陰極端子４が外側に延びている。この
陰極端子４は、ケース２の内部ではＬ字型に折れ曲って
おり、Ｌ字の縦線に相当する部分は、ケースの側壁内に
埋め込まれている。一方、Ｌ字の底辺に相当する部分
は、ケースの底板からケース内部に露出している。

【００２０】次に、ケース２内の陰極端子の露出面に導
電性接着剤８を塗布した後、コンデンサ素子３をケース
内に収納する。このとき、素子３側面の陰極導体層が上
記の接着剤８塗布部位に位置し、陽極引出し線６が上述
のケース側壁の溝内に嵌るように、素子３を配置する。
その後、ケース２の長手方向に平行で対向する二つの側
壁それぞれの中央付近を部分的に加熱し、ケース内方に
向けて陥没させて、内向きに出来た突起１（熱かしめ
部）を素子３の側壁に突き当てる。ケース側壁の加熱に
よる熱変形、熱かしめ部１の形成に際しては、２６０℃
に加熱した１ｍｍ角のステンレスチップをケース側壁の
開放面側の上縁部に押し当て、素子３がぐらつかない程
度にケース側壁を変形させた。熱かしめ量は、ケース寸
法と素子寸法とを考慮して適当に決める。

【００２１】次いで、導電性接着剤８を硬化させ、陰極
端子４を固着する。又、コンデンサ素子３の陽極引出し
線６と陽極端子５とを、抵抗溶接する。

【００２２】その後、ケース２内壁とコンデンサ素子３
との間に、ケースの上方開放面からエポキシ樹脂を充填
し、硬化させる。エポキシ樹脂は、素子３が確実に覆わ
れる程度に充填する。最後に、陰・陽両端子４，５を成
形して本実施の形態による固体電解コンデンサを完成し
た。

【００２３】本実施の形態では、このようにして得られ
る固体電解コンデンサを１００個製造し、又、図６に示
す従来の樹脂封止型コンデンサを１００個製造して、そ
れぞれ外装工程に入る前で剥離試験に供し、コンデンサ
素子と陰極端子との接続強度を測定した。その結果を、
図３に示す。図３を参照すると、本実施の形態によるコ
ンデンサは従来のコンデンサに比して接続強度が高く、
しかも強度のばらつきが大幅に小さくなっていることが
分る。

【００２４】本実施の形態では、又、同時に外形寸法不
良の発生率の比較も行った。その結果を、図４に示す。
図４を参照すると、本実施の形態によるコンデンサでの
寸法不良は、１００個中１個もないのに対し、従来のコ
ンデンサでは３個も発生している。本発明の効果が顕著
であることが、分る。

【００２５】更に、本実施の形態による固体電解コンデ
ンサと従来のコンデンサとをそれぞれ１００個ずつ製造
し、それぞれの外装工程の前後での漏れ電流の分布を比
較した。その結果を、図５に示す。図５を参照すると、
本実施の形態による固体電解コンデンサでは、漏れ電流
の平均値は外装工程前後で全く変化しない。これに対
し、従来のコンデンサでは、外装前の漏れ電流の平均値
２１８．０ｎＡが外装後には２４０．０ｎＡに増大し、
１０％も大きくなっている。本発明の効果は、顕著であ
る。

【００２６】これ迄説明した第１の実施の形態は、ケー
ス側壁の熱かしめ部１が比較的小面積のコンデンサであ
ったが、この熱かしめ部は次に述べる第２の実施の形態
のように、ケース側壁のほぼ全体が内向きに陥没するよ
うに変形させたものであっても、良い。図２に、本発明
の第２の実施の形態による固体電解コンデンサの上面図
を、示す。図２と図１とを比較して、本実施の形態によ
るコンデンサが第１の実施の形態によるものと異るの
は、ケース側壁の熱かしめ部分１である。本実施の形態
では、ケース側壁の開放面側上縁部をほぼ全長に亘っ
て、内方に向けて変形、陥没させている。この熱かしめ
部以外の、コンデンサ素子３の構造、陰・陽両端子を含
むケース２の構造、外寸は第１の実施の形態におけると
同一である。又、製造工程も同一である。

【００２７】すなわち、ケース２（縦３．１ｍｍ，横
２．４ｍｍ，高さ１．５ｍｍ，厚さ０．１ｍｍ）内部の
陰極端子の露出部に導電性接着剤を塗布し、素子３を収
納した後、加熱したステンレスチップをケース側壁に押
し当てて、熱かしめ部１を形成する。本実施の形態では
その際、２６０℃に熱した棒状（幅３ｍｍ，厚さ０．５
ｍｍ）のステンレスチップを用いた。

【００２８】その後、第１の実施の形態におけると同様
に、接着剤の硬化、陽極端子５と陽極引出し線６との抵
抗溶接、ケース内壁と素子との間隙への樹脂充填、端子
の成形を経て、本実施の形態の固体電解コンデンサを完
成した。

【００２９】そして、このようにして得られるコンデン
サを１００個ずつについて、第１の実施の形態における
と同様の方法で、陰極端子の接続強度分布、外寸不良の
発生率および漏れ電流分布の外装工程前後での変化を測
定した。それぞれの結果を、図３〜図５に、第１の実施
の形態における結果と併記して示す。図３〜図５を参照
して、本実施の形態においても、第１の実施の形態にお
けると同様に、陰極端子の接続強度の向上、外寸不良発
生率の減少および漏れ電流増大の防止の効果が得られて
いる。

【００３０】尚、これまで述べた実施の形態はいずれ
も、ケース内壁とコンデンサ素子との間に液状樹脂を注
入した構造のコンデンサであるが、外装は、この方法に
限られるものではない。ケース全体を、金型を用いたト
ランスファモールディング工法によって、熱可塑性樹脂
層で覆った構造でも良い。本発明によればこのトランス
ファモールディング工法を用いた場合でも、樹脂圧入時
にコンデンサ素子に加わる圧力がケースによって緩和さ
れるので、外装工程による漏れ電流の増大は軽減され
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、予め陽極端子と陰極端子に熱可塑性樹脂による部分
モールドを施して箱型に成形したケースを用いる。そし
て、そのケース内にコンデンサ素子を収納した後ケース
側壁を熱変形させることにより素子をかしめて、素子を
固定する。そのため、コンデンサ素子と陰極端子との接
続強度が安定しばらつきが少くなり、接着剤硬化前の搬
送や乾燥工程中での振動などの機械的ストレスによる接
続部の剥離が減少する。

【００３２】本発明においてコンデンサ素子と陰極端子
との接続に用いる導電性接着剤は、ケース内に塗布され
る。従って、接着剤の硬化前の垂れに起因する外寸増大
は、ない。

【００３３】本発明においてコンデンサ素子の封止は、
液状樹脂をケースの開放面からケース内壁と素子との間
隙に注入することによって行われる。或いは、ケース全
体をトランスファモールディング工法によって、樹脂層
で覆う。外装の際にコンデンサに直接加わる圧力が軽減
されるので誘電体皮膜は損傷せず、漏れ電流の増大はな
い。

【００３４】本発明によれば、コンデンサ素子と陰極端
子との接続の信頼性が高く、漏れ電流が小さく、外形寸
法精度の良好な固体電解コンデンサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による固体電解コン
デンサの上面図および、これに用いたケースの透視斜視
図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態による固体電解コン
デンサの上面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態による固体電解コン
デンサと、第２の実施の形態による固体電解コンデンサ
と、従来の樹脂封止型の固体電解コンデンサとで、陰極
端子の接続強度の分布を比較して示す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態による固体電解コン
デンサと、第２の実施の形態による固体電解コンデンサ
と、従来の樹脂封止型の固体電解コンデンサとで、外形
寸法不良発生率を比較して示す図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態による固体電解コン
デンサと、第２の実施の形態による固体電解コンデンサ
と、従来の樹脂封止型の固体電解コンデンサとで、外装
工程前後の漏れ電流の分布を比較して示す図である。

【図６】従来の樹脂封止型固体電解コンデンサの断面図
である。

【図７】従来のケース収納型固体電解コンデンサの一例
および他の例の、横断上面図である。

【符号の説明】

１ 熱かしめ部 ２ ケース ３ コンデンサ素子 ４ 陰極端子 ５ 陽極端子 ６ 陽極引出し線 ８ 導電性接着剤 ９ 外装樹脂層 １０ ケース １０Ａ 突起 １１ 突起 １２ 樹脂層

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角柱状で、表面には陰極導体層が形成さ
   れ、一方の端面には陽極引出し線が植立された固体電解
   コンデンサ素子と、 前記固体電解コンデンサ素子を内部に収納する上面開放
   の箱型のケースであって、熱可塑性樹脂からなり、前記
   固体電解コンデンサ素子の陰極導体層に固着されて外部
   との接続端子となるべき陰極端子と前記陽極引出し線に
   固着されて外部との接続端子となるべき陽極端子とが、
   それぞれの一部がケース内壁から露出するようにして予
   めケースに一体化された構造のケースと、 少くとも前記固体電解コンデンサ素子を包む樹脂層とを
   含み、 前記固体電解コンデンサ素子の陰極導体層と前記陰極端
   子とは、前記陰極端子のケース内壁からの露出部で導電
   性接着剤により固着され、前記固体電解コンデンサ素子
   の陽極引出し線と前記陽極端子とは、前記陽極端子のケ
   ース内壁からの露出部で溶接により固着されていると共
   に、 前記ケースの側壁の少くとも一面には、内方に向って陥
   没、突出してケース内の固体電解コンデンサ素子に当接
   する変形部分が設けられていることを特徴とする固体電
   解コンデンサ。
2. 【請求項２】角柱状で、表面には陰極導体層が形成さ
   れ、一方の端面には陽極引出し線が植立された固体電解
   コンデンサ素子を形成する素子形成工程と、 前記固体電解コンデンサ素子を内部に収納する上面開放
   の箱型のケースであって、前記固体電解コンデンサ素子
   の陰極導体層に固着されて外部との接続端子となるべき
   陰極端子と前記陽極引出し線に固着されて外部との接続
   端子となるべき陽極端子とが、それぞれの一部がケース
   内壁から露出するようにして予めケースに一体化された
   構造のケースを、熱可塑性樹脂を用いて、成形するケー
   ス形成工程と、 前記ケース形成工程で成形したケース内の前記陰極端子
   の露出部に予め導電性接着剤を塗布した後、前記素子形
   成工程で予め形成した固体電解コンデンサ素子を、素子
   側面の前記陰極導体層が前記導電性接着剤塗布部位に位
   置するようにしてケース内に収納し、少くとも一ケース
   側壁の一部を熱変形させケース内の固体電解コンデンサ
   素子に当接する迄陥没させて固体電解コンデンサ素子を
   固定するケース収納工程と、 前記固体電解コンデンサ素子の陰極導体層と前記陰極端
   子とを固着接続すると共に、前記固体電解コンデンサの
   陽極引出し線と前記陽極端子のケース内壁からの露出部
   とを溶接する端子接続工程と、 少くとも前記固体電解コンデンサ素子を覆う樹脂層を形
   成する外装工程とを含む固体電解コンデンサの製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の固体電解コンデンサの製
   造方法において、 前記外装工程では、液状樹脂を前記箱型ケースの開放面
   からケース内壁と固体電解コンデンサ素子との間隙に、
   少くとも固体電解コンデンサ素子を覆うように注入する
   ことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の固体電解コンデンサの製
   造方法において、 前記外装工程では、前記箱型ケースを内部に収納する金
   型を用いたトランスファモールディング工法により、前
   記箱型ケースを包む樹脂層を成形することを特徴とする
   固体電解コンデンサの製造方法。