JP3886662B2

JP3886662B2 - Case for electronic parts and electronic parts and electrolytic capacitors using the same

Info

Publication number: JP3886662B2
Application number: JP09075499A
Authority: JP
Inventors: 俊彦中村; 慎一曽我
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP2000286170A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明品は各種素子を気密封止するための電子部品用ケースと、これを用いた電子部品、特に電解コンデンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電解コンデンサーの構造は、図５に示すように、金属製のケース１１内に電解コンデンサー素子１５を配置し、これに接続する電極端子１４、１４を封口栓１２で保持し、この封口栓１２の周囲でケース１１をかしめて固定したものである。また、上記電解コンデンサー素子１５は陽極箔と陰極箔間にクラフト紙を介在させて巻回し、電解液を含浸したものであり、上記電極端子１４、１４は各陽極箔と陰極箔に接続している。
【０００３】
ところで、この電解コンデンサーでは、内部の電解液や水蒸気が外部に漏れないようにシール性を維持する必要があるが、その反面、過大電流が流れるとケース１１内で水素ガスが発生して内圧が増大し、ケース１１が破損してしまうと問題がある。そこで、発生した水素ガスは逃がすが、電解液や水蒸気は逃がさないような構造が求められている。
【０００４】
そのために、例えば上記封口栓１２をポリサルファイド変性エポキシ樹脂等のガス選択透過樹脂で形成し、発生する水素ガスのみを外部に放出させることが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のガス選択透過樹脂からなる封口栓１２を用いた電解コンデンサーでは水素ガスの透過速度が遅く、急激なガス発生に対応できないため、内圧増大によるケース１１の破損の恐れがあった。
【０００６】
また、金属製のケース１１と封口栓１２とのかしめによる封止部におけるシール性が不十分であり、内部の電解液等が漏れてしまう恐れがあった。
【０００７】
さらに、従来の電解コンデンサーは、電極端子１４を備えた構造であり、表面実装することができなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、各種素子を収納するためのケースにおいて、その一部に平均細孔径が０．０１〜２μｍの樹脂複合体からなるガス透過部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記電子部品用ケースに各種素子を収納し、これと接続する電極端子をケースの外部表面に備えて電子部品を構成したことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明は、上記の電子部品用ケースに電解コンデンサー素子を収納し、これと接続する電極端子をケースの外部表面に備えて電解コンデンサーを構成したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、電子部品用ケースに平均細孔径が０．０１〜２μｍの樹脂複合体からなるガス透過部を備えたことによって、電解液や水蒸気は遮断するとともに、水素ガスを急激に逃がすことができ、内圧増大による破損の恐れをなくすることができる。
【００１２】
また、ケース自体を樹脂複合体で形成すれば、シーラーを用いた気密封止が容易であり、さらに、ケース自体の表面に電極端子を備えれば表面実装も可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図によって説明する。
【００１４】
図１（ａ）に示す電子部品ケースは、収納部１ａを備えたベース１とキャップ２から構成され、上記ベース１は緻密質樹脂複合体や、緻密質セラミックスからなり、キャップ２は全体が樹脂複合体で形成されてガス透過部３を成している。
【００１５】
また、他の実施形態を図１（ｂ）に示すように、キャップ２を緻密質樹脂複合体や、緻密質セラミックスで形成するとともに、その一部に樹脂複合体からなるガス透過部３を備えたものでも良い。
【００１６】
次に、このケースを用いた電解コンデンサーを図２に示す。図１（ａ）のケースを用いて、ベースの収納部１ａに電解コンデンサー素子５を収納し、これと接続する電極端子４ａをベース１の貫通孔１ｂから下面に導出し、この下面の表面に外部端子４ｂを形成してある。さらに、ベース１の上面に、ガラスやシーラー等のシール材６を介してキャップ２を接合し、封止してある。
【００１７】
上記ガス透過部３を成す樹脂複合体は図３に拡大図を示すように、互いに連する細孔３２を有し、その細孔３２の平均径が０．０１〜２μｍとなっているため、水素ガスは透過するが、電解液や水蒸気の透過は遮断することができる。そのため、過大電流が流れた時に収納部１ａ内のコンデンサー素子５で発生する水素ガスはガス透過部３を透過して外部へ逃がすことができるとともに、収納部１ａ内の電解液や水蒸気等を逃がすことなく、また外部から水蒸気等が浸水することも防止できる。
【００１８】
ここで、ガス透過部３を成す樹脂複合体の平均細孔径を０．０１〜２μｍとしたのは、０．０１μｍ未満では水素ガスの透過速度が極めて遅くなり、一方２μｍを越えると、電解液が漏れてしまうためである。
【００１９】
また、ガス透過部３の気孔率については５〜４０％の範囲とすることが好ましい。これは、気孔率が５％未満では緻密化してガス透過ができず、一方４０％を越えると樹脂複合体の加熱硬化時収縮が大きく寸法バラツキが大きくなるためである。
【００２０】
なお、これらの平均細孔径や気孔率については、水銀圧入法により測定することができる。
【００２１】
また、上記ガス透過部３を成す樹脂複合体の材質は、１０〜７０体積％の熱硬化性樹脂と、残部が平均粒径４０μｍ以下のフィラーからなり、この原料粉末を常温にて所定形状に加圧成形した後、離型して１００〜２５０℃で加熱硬化する工程からなる樹脂複合材料である。使用される熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂を用い、フィラーとしては、アルミナ、シリカ、ムライト、ステアタイト、フルステライト等を用いれば良い。
【００２２】
そして、上記樹脂複合材を加熱硬化することによって、各粒子３１が一部で接合した状態で硬化し、各粒子３１間の隙間を細孔３２とすることができる。
【００２３】
このようにすれば、ガス透過部３を成す樹脂複合体は、各細孔３２が互いに連鎖した構造となり、水素ガスを急速に透過させることができる。また、用いる粒子３１のフィラー径を変化させることによって、細孔３２の平均径を自由に調整することができるため、所定の平均細孔径を持ったガス透過部３を容易に得ることができる。例えば、上述したように平均細孔径が０．０１〜２μｍの範囲とするためには、用いる粒子３１のフィラー径を１〜４０μｍの範囲としておけば良い。
【００２４】
なお、上記ガス透過部３を成す樹脂複合材料の特性としては、荷重たわみ温度２５０℃以上、耐トラッキングとして２００ｖ以上を有する材料が好ましい。
【００２５】
一方、ベース１や図１（ｂ）の実施形態におけるキャップ２は、緻密質樹脂複合体で形成するが、その材質としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂等を用い、好ましくはガス透過部３を成す樹脂複合体と同種のものを用いる。
【００２６】
また、図２のように、このベース１の表面に外部端子４ｂを形成する場合は、Ｃｕメッキを樹脂複合体表面に施すことにより、容易に所定形状の外部端子４ｂを形成することができる。そして、この外部端子４をベース１の下面に形成してあることにより、この下面を回路基板上に載置して表面実装することができる。
【００２７】
次に、本発明の実施形態を説明する。図４に示す電子部品は、リレーやスイッチ等の接点を成す素子２３を収納したものであり、その電極端子２４を保持する基体２２を上述した樹脂複合体で形成して、ガス透過部としてある。また、この基体２２を樹脂や金属等の蓋体２１で覆って封止してある。上記接点を成す素子２３からは放電によりオゾン等のガスが発生するが、ガス透過部を成す基体２２から良好にガスを放出できる。
【００２８】
さらに他の実施形態として、図５に示す構造の電解コンデンサーにおいて、封口栓１２を上記樹脂複合体で形成することもできる。
【００２９】
なお、以上の実施形態では電解コンデンサーや接点素子について述べたが、本発明の電子部品ケースは、これ以外に電気二重層コンデンサー等の各種素子を収納する用途に用いることができる。
【００３０】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明する。
【００３１】
本発明の実施例として、図２に示す電解コンデンサーを製作した。ベース１は加熱硬化樹脂としてフェノールを使用し、フィラーとしてはアルミナを使用した。その配合比は、樹脂７０体積％、アルミナ３０体積％とした材料にて形成した。その寸法は７×５×４ｍｍとした。ガス透過部を兼用するキャップ２は表１に示すような種々の平均細孔径を有する樹脂複合体で形成し、その寸法は７×５×１ｍｍとした。上記ベース１の収納部１ａにコンデンサー素子５を収納してエポキシ系のシール材６でキャップ２を接合して電解コンデンサーを得た。
【００３２】
一方、比較例として図５に示す従来の電解コンデンサーを用意した。これらの電解コンデンサーを各々３個ずつ用意し、１Ａ／個、電圧フリーの逆電圧試験を実施し、水素ガスを発生させて５分経過後の容器の破損発生率を調べた。また、内部の電解液の漏れの有無も調べた。
【００３３】
結果は表１に示すように、図５に示す比較例の電解コンデンサーでは、生じた水素ガスを逃がす速度が遅いため、破損の発生率が高かった。
【００３４】
また、図２に示す本発明の電解コンデンサーでも、ガス透過部３の平均細孔径が０．０１μｍ未満のものでは、水素ガスを逃がしにくいことから破損発生率が高かった。一方、平均細孔径が２μｍを越えるものでは、電解液の漏れが発生した
これらに対し、ガス透過部の平均細孔径を０．０１〜２μｍの範囲内とした本発明実施例では、水素ガスを急速に逃がすことができるため、破損発生率が低く、また電解液の漏れも生じないことから、極めて優れた結果であった。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電子部品を収納するためのケースであって、その一部に平均細孔径が０．０１〜２μｍの樹脂複合体からなるガス透過部を備えたことによって、電解液や水蒸気は透過させずに、水素ガスのみを透過させることができる。
【００３７】
また本発明は、上記の電子部品用ケースにコンデンサー素子を収納し、これと接続する電極端子をケースの外部表面に備えて電解コンデンサーを構成したことによって、過大電流が流れた場合に生じる水素ガスを急速に逃がすことができ、内圧増大によるケースの破損を防止できる。しかも、内部の電解液や水蒸気の漏れは遮断できることにより、コンデンサー素子を安定して保持することができる。
【００３８】
さらに、ケースを樹脂複合体で形成してあり、その表面に電極端子を備えることによって、回路基板上に表面実装することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の電子部品用ケースを示す分解斜視図である。
【図２】本発明の電解コンデンサーを示す断面図である。
【図３】本発明の電子部品ケースのガス透過の拡大図である。
【図４】本発明の電子部品ケースの他の実施形態を示す断面図である。
【図５】従来の電解コンデンサーを示す断面図である。
【符号の説明】
１：ベース
１ａ：収納部
２：キャップ
３：ガス透過部
４ａ：電極端子
４ｂ：外部電極
５：コンデンサー素子
６：シール材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The product of the present invention relates to a case for an electronic component for hermetically sealing various elements, and an electronic component using the case, particularly an electrolytic capacitor.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 5, the electrolytic capacitor has a structure in which an electrolytic capacitor element 15 is disposed in a metal case 11, and

electrode terminals

14 and 14 connected thereto are held by a sealing plug 12. The case 11 is caulked and fixed around. The electrolytic capacitor element 15 is wound with kraft paper interposed between the anode foil and the cathode foil and impregnated with an electrolyte solution. The

electrode terminals

14 and 14 are connected to the anode foil and the cathode foil, respectively. Yes.
[0003]
By the way, in this electrolytic capacitor, it is necessary to maintain the sealing property so that the internal electrolytic solution and water vapor do not leak to the outside. On the other hand, when excessive current flows, hydrogen gas is generated in the case 11 and the internal pressure is increased. There is a problem if the case 11 is increased and the case 11 is damaged. Therefore, there is a demand for a structure that allows the generated hydrogen gas to escape but not the electrolyte or water vapor.
[0004]
For this purpose, for example, the sealing plug 12 is formed of a gas selective permeable resin such as polysulfide-modified epoxy resin, and only the generated hydrogen gas is released to the outside.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the electrolytic capacitor using the sealing plug 12 made of the above gas selective permeable resin has a slow hydrogen gas permeation rate and cannot cope with rapid gas generation. Therefore, the case 11 may be damaged due to an increase in internal pressure.
[0006]
Moreover, the sealing property in the sealing part by the caulking between the metal case 11 and the sealing plug 12 is insufficient, and there is a possibility that the internal electrolyte or the like leaks.
[0007]
Furthermore, the conventional electrolytic capacitor has a structure including the electrode terminals 14 and cannot be surface-mounted.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention is characterized in that in a case for housing various elements, a gas permeable portion made of a resin composite having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm is provided in a part thereof.
[0009]
In addition, the present invention is characterized in that an electronic component is configured by housing various elements in the electronic component case and providing electrode terminals connected to the device on the outer surface of the case.
[0010]
Furthermore, the present invention is characterized in that the electrolytic capacitor element is housed in the above-mentioned case for electronic parts, and an electrode terminal connected to this is provided on the outer surface of the case to constitute the electrolytic capacitor.
[0011]
[Action]
According to the present invention, by providing the electronic component case with a gas permeable portion made of a resin composite having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm, the electrolytic solution and water vapor are blocked and hydrogen gas is allowed to escape rapidly. And the risk of damage due to increased internal pressure can be eliminated.
[0012]
Further, if the case itself is formed of a resin composite, airtight sealing using a sealer is easy, and surface mounting is also possible if an electrode terminal is provided on the surface of the case itself.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
The electronic component case shown in FIG. 1 (a) is composed of a base 1 and a cap 2 provided with a storage portion 1a. The base 1 is made of a dense resin composite or a dense ceramic, and the cap 2 is entirely made of resin. The gas permeable part 3 is formed by a composite.
[0015]
Further, as shown in FIG. 1B, in another embodiment, the cap 2 is formed of a dense resin composite or a dense ceramic, and a gas permeable portion 3 made of the resin composite is provided in a part thereof. It may be good.
[0016]
Next, an electrolytic capacitor using this case is shown in FIG. Using the case of FIG. 1 (a), the electrolytic capacitor element 5 is housed in the housing portion 1a of the base, and the electrode terminal 4a connected thereto is led out from the through hole 1b of the base 1 to the lower surface, An external terminal 4b is formed. Further, the cap 2 is bonded to the upper surface of the base 1 through a sealing material 6 such as glass or sealer and sealed.
[0017]
As shown in the enlarged view of FIG. 3, the resin composite that forms the gas permeable portion 3 has pores 32 that are continuous with each other, and the average diameter of the pores 32 is 0.01 to 2 μm. Hydrogen gas permeates, but electrolyte and water vapor can be blocked. Therefore, hydrogen gas generated in the capacitor element 5 in the storage portion 1a when an excessive current flows can pass through the gas permeation portion 3 and escape to the outside, and also escapes the electrolyte, water vapor, etc. in the storage portion 1a. In addition, it is possible to prevent water vapor or the like from entering from the outside.
[0018]
Here, the average pore diameter of the resin composite constituting the gas permeable portion 3 is set to 0.01 to 2 μm. When the average pore diameter is less than 0.01 μm, the permeation rate of hydrogen gas is extremely slow. This is because it leaks.
[0019]
Further, the porosity of the gas permeable portion 3 is preferably in the range of 5 to 40%. This is because if the porosity is less than 5%, the resin cannot be densified and gas permeates, whereas if it exceeds 40%, the resin composite shrinks when heated and cured, resulting in large dimensional variations.
[0020]
These average pore diameters and porosity can be measured by mercury porosimetry.
[0021]
The material of the resin composite constituting the gas permeable part 3 is composed of 10 to 70% by volume of a thermosetting resin and the balance is a filler having an average particle size of 40 μm or less. It is a resin composite material composed of a step of mold-molding and then releasing and heat-curing at 100 to 250 ° C. As the thermosetting resin to be used, phenol resin, epoxy resin, polyimide resin, melamine resin, or silicone resin may be used, and as the filler, alumina, silica, mullite, steatite, fullsterite, or the like may be used.
[0022]
Then, by curing the resin composite material by heating, each particle 31 is cured in a partially bonded state, and the gaps between the particles 31 can be made into the pores 32.
[0023]
If it does in this way, the resin composite which comprises gas permeation | transmission part 3 becomes a structure where each pore 32 was mutually connected, and can permeate | transmit hydrogen gas rapidly. Further, since the average diameter of the pores 32 can be freely adjusted by changing the filler diameter of the particles 31 to be used, the gas permeation section 3 having a predetermined average pore diameter can be easily obtained. For example, as described above, in order to set the average pore diameter in the range of 0.01 to 2 μm, the filler diameter of the particles 31 to be used may be set in the range of 1 to 40 μm.
[0024]
In addition, as a characteristic of the resin composite material which comprises the said gas permeation | transmission part 3, the material which has a deflection temperature under load 250 degreeC or more and 200v or more as tracking resistance is preferable.
[0025]
On the other hand, the base 1 and the cap 2 in the embodiment of FIG. 1B are formed of a dense resin composite, and as the material thereof, phenol resin, epoxy resin, polyimide resin, melamine resin, silicone resin or the like is used. Preferably, the same type of resin composite as the gas permeable portion 3 is used.
[0026]
Further, as shown in FIG. 2, when the external terminal 4b is formed on the surface of the base 1, the external terminal 4b having a predetermined shape can be easily formed by applying Cu plating to the surface of the resin composite. Since the external terminals 4 are formed on the lower surface of the base 1, the lower surface can be mounted on the circuit board and surface-mounted.
[0027]
Next, an embodiment of the present invention will be described. The electronic component shown in FIG. 4 accommodates an element 23 that forms a contact point such as a relay or a switch, and the base 22 for holding the electrode terminal 24 is formed of the above-described resin composite to serve as a gas permeable portion. . The base 22 is covered and sealed with a lid 21 made of resin or metal. Although gas such as ozone is generated by the discharge from the element 23 forming the contact point, the gas can be favorably released from the base 22 forming the gas permeable portion.
[0028]
As still another embodiment, in the electrolytic capacitor having the structure shown in FIG. 5, the sealing plug 12 can be formed of the resin composite.
[0029]
In addition, although the electrolytic capacitor and the contact element were described in the above embodiment, the electronic component case of this invention can be used for the use which accommodates various elements, such as an electric double layer capacitor, in addition to this.
[0030]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0031]
As an example of the present invention, an electrolytic capacitor shown in FIG. 2 was manufactured. Base 1 used phenol as the thermosetting resin and alumina as the filler. The blending ratio was made of a material with 70 volume% resin and 30 volume% alumina. The dimensions were 7 × 5 × 4 mm. The cap 2 also serving as the gas permeable part was formed of resin composites having various average pore diameters as shown in Table 1, and the dimensions were 7 × 5 × 1 mm. The capacitor element 5 was housed in the housing portion 1a of the base 1, and the cap 2 was joined with an epoxy sealant 6 to obtain an electrolytic capacitor.
[0032]
On the other hand, a conventional electrolytic capacitor shown in FIG. 5 was prepared as a comparative example. Three each of these electrolytic capacitors were prepared, a 1A / piece, voltage-free reverse voltage test was performed, hydrogen gas was generated, and the rate of breakage of the container after 5 minutes was examined. In addition, the presence or absence of leakage of the internal electrolyte was also examined.
[0033]
As a result, as shown in Table 1, in the electrolytic capacitor of the comparative example shown in FIG. 5, the rate of releasing the generated hydrogen gas was slow, so the occurrence rate of breakage was high.
[0034]
Further, even in the electrolytic capacitor of the present invention shown in FIG. 2, when the average pore diameter of the gas permeation part 3 is less than 0.01 μm, the rate of breakage is high because hydrogen gas is difficult to escape. On the other hand, in the case where the average pore diameter exceeds 2 μm, leakage of the electrolytic solution occurred, whereas in the embodiment of the present invention in which the average pore diameter of the gas permeation portion is in the range of 0.01 to 2 μm, hydrogen gas is used. Since it can be released quickly, the rate of breakage is low and the electrolyte does not leak, which is an excellent result.
[0035]
[Table 1]

[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is a case for storing an electronic component, and a gas permeable portion made of a resin composite having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm is provided in a part thereof. Only hydrogen gas can be permeated without permeating the electrolyte and water vapor.
[0037]
Further, the present invention provides a hydrogen gas generated when an excessive current flows by accommodating a capacitor element in the above-described electronic component case and providing an electrolytic capacitor with electrode terminals connected to the case on the outer surface of the case. Can be released rapidly, and the case can be prevented from being damaged due to an increase in internal pressure. In addition, since the leakage of the internal electrolyte and water vapor can be blocked, the capacitor element can be stably held.
[0038]
Furthermore, the case is formed of a resin composite, and by providing electrode terminals on the surface thereof, it is possible to surface-mount on the circuit board.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are exploded perspective views showing a case for an electronic component according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an electrolytic capacitor of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of gas permeation of the electronic component case of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the electronic component case of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional electrolytic capacitor.
[Explanation of symbols]
1: Base 1a: Storage part 2: Cap 3: Gas permeation part 4a: Electrode terminal 4b: External electrode 5: Capacitor element 6: Sealing material

Claims

A base provided with a housing portion for various elements , a resin composite comprising a filler having a particle size of 1 to 40 μm and a thermosetting resin, and a gas permeable portion having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm A case for electronic parts , comprising: a cap ;

The base is made of a dense resin composite. 1 The case for electronic components as described in 2.

3. An electronic component comprising: a case for storing various elements in the case for an electronic component according to claim 1; and an external terminal connected to the element on an external surface of the case.

3. An electrolytic capacitor characterized in that a capacitor element is housed in the electronic component case according to claim 1 and an external terminal connected to the capacitor element is provided on an external surface of the case.