JP4066709B2

JP4066709B2 - Coin-type storage cell for surface mounting

Info

Publication number: JP4066709B2
Application number: JP2002136662A
Authority: JP
Inventors: 幸一森川; 政重芦▲崎▼; 秀樹今井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-05-13
Also published as: JP2003331810A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用されるコイン形のコンデンサや電池等に関するもので、特にプリント基板への高密度実装に適した横置き形の面実装用コイン形蓄電セルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の面実装用コイン形蓄電セルには、電気二重層コンデンサやボタン電池等がある。例えば、電気二重層コンデンサにおいては図４にその構成の概要を示すように、弁金属のディスク状シート（ないし箔）４２ａ，４２ｂに活性炭素層の分極性電極４３ａ，４３ｂが形成された一対の電気二重層電極４１ａ，４１ｂが絶縁性のセパレータ４４を介して対面するように配置され、２つ合わせの金属容器内に収容されている。そして、上記弁金属のディスク状シート（ないし箔）４２ａは金属容器の上蓋部４６の内面側に、また、上記弁金属のディスク状シート（ないし箔）４２ｂは金属容器の下蓋部４５の内面側に接合されている。
【０００３】
上記下蓋部４５と上蓋部４６は、その周縁部に絶縁性のリングパッキン４７を介在させて密閉されるように接合され、容器内は非水性の電解液（図示せず）が電気二重層電極４１ａ，４１ｂ及びセパレータ４４に充足するように充填されている。
【０００４】
図５（ａ），（ｂ）は上記コイン形の電気二重層コンデンサをプリント基板に実装したときの断面図である。同図（ａ）は、電気二重層コンデンサを縦置きにしたもので、電気二重層コンデンサ５０の下蓋部と上蓋部の外面部に夫々外部リード端子５１，５２を接続し、その外部リード端子５１，５２をプリント基板５３の孔に挿入し、その部分を半田付けして実装したものである。また、同図（ｂ）は電気二重層コンデンサを横置きにしたもので、電気二重層コンデンサ５５の下蓋部と上蓋部の外面部に夫々外部リード端子５６，５７を接続し、その外部リード端子５６，５７をプリント基板５８の孔に挿入し、その部分を半田付けして実装したものである。
【０００５】
また、他の実装方法を図６に示す。同図６はコイン形蓄電セル６１の上蓋部と下蓋部の外面に外部リード端子６２，６３を接続し、その外部リード端子６２，６３の夫々の先端部をプリント基板６４の接続ランド面と平行にしてリフロー工程による半田付けがされている。
【０００６】
一方、ボタン電池においても、正極と負極の間にセパレータを介した電極を２つ合わせの金属容器内に収容されており、その外観構造は上記電気二重層コンデンサと同じような構成を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記電気二重層コンデンサ等のコイン形蓄電セルを高密度実装用プリント基板に取り付けると、縦置きタイプでは取付け高さが高くなり、また、横置きタイプでは実装面積が大きくなるという課題がある。
【０００８】
また、高密度実装用プリント基板は、その表裏に部品を実装するので、表面で部品を実装したとしても、裏面の部品を実装するときに、表面の部品が位置ずれを起こし、接触不良や脱落等の問題が起きる場合がある。
【０００９】
そのため、コイン形蓄電セル等の大きな部品は、一端プリント基板に接着剤等で固定してからリフロー工程を行うことから、工程が煩雑になるといった課題を有している。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決し、プリント基板への高密度実装においても、実装面積を低減し、半田付けの信頼性を高めた横置き形の面実装用コイン形蓄電セルを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に記載の発明は、一対の電極が絶縁性のセパレータを介して対面するように配置された素子と、この素子をケース（陽極側）内に収納して絶縁性のリングパッキンを介して密封する上蓋（陰極側）と、外部接続部にめっき層を有して上記ケースの外面に接続された陽極端子と、外部接続部と実装用固定部にめっき層を有して上記上蓋の外面に接続された陰極端子と、前記陰極端子の実装用固定部の中心部に開孔部とを備えた構成とするものであり、コイン形蓄電セルをプリント基板に実装する際、各外部接続部と同時に陰極端子の上蓋と接続する上蓋中心部にめっき層を有した実装用固定部の中心部の開口部がプリント基板に設けたダミーランド部に接続されるので、コイン形蓄電セルを実装した後のリフロー工程を行っても位置ずれや位置ずれによるショートといった不良を低減することができ、また、各外部接続部にめっき層を有しているので半田付けの信頼性を高めることができるという作用を有する。
【００１４】
また、プリント基板に接続するときに、この開孔部に半田フィレットが形成され、半田付けの強度が高まるので、外部接続部の半田付けの信頼性をより高めることができるという作用を有する。さらには、コイン形蓄電セルをプリント基板に確実に固定し、その後の半田リフローに対してもコイン形蓄電セルが位置ずれや脱落することがないという作用を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態における面実装用コイン形蓄電セルについて、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態による面実装用コイン形蓄電セルの構成を示す一部分解斜視図である。同図において、１１はケース（陽極側）、１２は上蓋（陰極側で下部に位置している）であり、このケース１１の外面に陽極端子１３を接続し、上蓋１２の外面にも陰極端子１４を接続する。この陽極端子１３及び陰極端子１４の外部接続部１５，１６にはそれぞれめっき層が形成されている。また、陰極端子１４の実装用固定部１７にもめっき層が形成されている。この実装用固定部１７は、陰極端子１４が上蓋１２とスポット溶接等で接続される部分に設けられている。
【００１８】
上記陽極端子１３は陰極端子１４と平行に取り付けられ、その一部を折り曲げて形成された外部接続部１５を陰極端子１４の外部接続部１６と同一方向に並列に位置するように配置される。
【００１９】
なお、ケース１１と上蓋１２の中には、一対の電極が絶縁性のセパレータを介して対面するように配置された素子（図示せず）が収納されており、このケース１１と上蓋１２を絶縁性のリングパッキン（図示せず）を介して密封された構成を有している。
【００２０】
図２（ａ），（ｂ）は上記面実装用コイン形蓄電セル１８をプリント基板２１に実装したときの上面図および断面図である。同図において、陽極端子１３と陰極端子１４のそれぞれの外部接続部１５，１６は、プリント基板２１の端子接続ランド部２２ａ，２２ｂにそれぞれ接続され、また、陰極端子１４の実装用固定部１７は、プリント基板２１に設けられたダミーランド部２３に接続されている。
【００２１】
このように上記面実装用コイン形蓄電セル１８がプリント基板２１に実装されると、プリント基板２１に設けたダミーランド部２３に陰極端子１４の実装用固定部１７が接続され、コイン形蓄電セル１８を実装した後のリフローにおいても位置ずれやショートといった不良を低減することができる。また、各外部接続部１５，１６にめっき層を有しているので半田付けの信頼性を高めることができる。
【００２２】
上記陽極端子１３は図３（ａ）に示すような形状を有している。同図３において、陽極端子１３の一部を折り曲げて、外部接続部１５を陽極端子１３と同一方向にした構成を有し、上記外部接続部１５にはめっき層２４ａが形成されている。
【００２３】
また、上記陰極端子１４は図３（ｂ）に示すように、その一端部分に切り欠きを設けて外部接続部１６を形成し、この外部接続部１６と実装用固定部２５にめっき層２４ｂが形成されている。そして、陰極端子１４の実装用固定部２５には開孔部２６が設けられている。
【００２４】
このような陽極端子１３および陰極端子１４は、簡単な形状を有していることから容易に実施することができる。また、上記陰極端子１４の実装用固定部２５の中央部に開孔部２６を設けることにより、プリント基板に実装した場合に、この開孔部２６により半田フィレットを形成しやすくし、両面実装した場合でもコイン形蓄電セル１８が移動することなく、しっかりと固定することができる。また、外部接続部１６の半田付けの信頼性をより向上させることができる。
【００２５】
また、コイン形蓄電セル１８を高密度実装用プリント基板に実装する場合は、プリント基板の各ランド部上にクリーム半田が塗布されているので、接着剤等による製品保持を行う必要もなく、両面基板への固定と接続の自動実装を１回でスムーズに行うことができる。
【００２６】
上記外部接続部１５，１６および実装用固定部２５のめっき層は、環境および安全性から好ましくは錫めっきであるが、その他として錫を主成分として銅、亜鉛等との合金めっきを用いることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、一対の電極が絶縁性のセパレータを介して対面するように配置された素子と、この素子をケース（陽極側）内に収納して絶縁性のリングパッキンを介して密封する上蓋（陰極側）と、外部接続部にめっき層を有して上記ケースの外面に接続された陽極端子と、外部接続部と実装用固定部にめっき層を有して上記上蓋の外面に接続された陰極端子と、前記陰極端子の実装用固定部の中心部に開孔部とを備えた構成とすることにより、コイン形蓄電セルをプリント基板に実装する際、プリント基板に設けたダミーランド部に陰極端子の上蓋と接続する上蓋中心部にめっき層を有した実装用固定部の中心部の開口部がプリント基板に設けたダミーランド部に接続することができるので、コイン形蓄電セルを実装した後のリフローにおいても位置ずれやショートといった不良を低減することができ、また、開孔部に半田フィレットが形成され、半田付けの強度が高まるので、外部接続部の半田付けの信頼性をより高めることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるコイン形蓄電セルの構成を示す一部分解斜視図
【図２】（ａ）同コイン形蓄電セルをプリント基板に実装したときの上面図
（ｂ）同断面図
【図３】（ａ）同陽極端子の構成を示す平面図および正面図
（ｂ）同陰極端子の構成を示す平面図および正面図
【図４】従来の電気二重層コンデンサの構成を示す一部切り欠き斜視図
【図５】（ａ）同従来のコイン形蓄電セルをプリント基板に縦置きに実装したときの断面図
（ｂ）同横置きに実装したときの断面図
【図６】同横置きに実装するときの他の例を示す断面図
【符号の説明】
１１ケース（陽極側）
１２上蓋（陰極側）
１３陽極端子
１４陰極端子
１５外部接続部（陽極側）
１６外部接続部（陰極側）
１７実装用固定部
１８コイン形蓄電セル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coin-type capacitor, a battery, and the like used for various electronic devices, and more particularly to a laterally-mounted surface-mount coin-type storage cell suitable for high-density mounting on a printed circuit board.
[0002]
[Prior art]
Examples of this type of surface-mount coin-type storage cell include an electric double layer capacitor and a button battery. For example, in an electric double layer capacitor, as shown in FIG. 4 as an outline of its configuration, a pair of valve metal disk-like sheets (or foils) 42a and 42b having activated carbon layer polarizable electrodes 43a and 43b formed thereon. The electric double layer electrodes 41a and 41b are arranged so as to face each other via an insulating separator 44, and are accommodated in two metal containers. The disc-shaped sheet (or foil) 42a of the valve metal is on the inner surface side of the upper lid portion 46 of the metal container, and the disc-shaped sheet (or foil) 42b of the valve metal is the inner surface of the lower lid portion 45 of the metal container. It is joined to the side.
[0003]
The lower lid portion 45 and the upper lid portion 46 are joined so as to be hermetically sealed with an insulating ring packing 47 interposed therebetween, and a non-aqueous electrolyte (not shown) is contained in the container in the electric double layer. It fills so that electrode 41a, 41b and the separator 44 may be satisfied.
[0004]
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views when the coin-shaped electric double layer capacitor is mounted on a printed circuit board. FIG. 6A shows an electric double layer capacitor placed vertically, and external lead terminals 51 and 52 are connected to the outer surface of the lower lid portion and the upper lid portion of the electric double layer capacitor 50, respectively. 51 and 52 are inserted into holes of the printed circuit board 53, and the portions are soldered and mounted. FIG. 5B shows an electric double layer capacitor placed horizontally. External lead terminals 56 and 57 are connected to the outer surface of the lower cover and upper cover of the electric double layer capacitor 55, respectively, and the external leads The terminals 56 and 57 are inserted into the holes of the printed circuit board 58, and the portions are soldered and mounted.
[0005]
Another mounting method is shown in FIG. In FIG. 6, external lead terminals 62 and 63 are connected to the outer surfaces of the upper and lower cover portions of the coin-shaped storage cell 61, and the leading ends of the external lead terminals 62 and 63 are connected to the connection land surface of the printed circuit board 64. Soldered in parallel by a reflow process.
[0006]
On the other hand, in the button battery, the electrode having the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode is accommodated in the two metal containers, and the appearance structure is similar to the electric double layer capacitor. Yes.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a coin-type storage cell such as the electric double layer capacitor is attached to a printed circuit board for high-density mounting, there is a problem that the mounting height is high in the vertical type and the mounting area is large in the horizontal type.
[0008]
In addition, since printed circuit boards for high-density mounting have components mounted on the front and back, even when components are mounted on the front surface, when mounting the components on the back surface, the components on the front surface are displaced, resulting in poor contact or dropout. Such problems may occur.
[0009]
For this reason, a large component such as a coin-shaped storage cell has a problem that the process becomes complicated because the reflow process is performed after fixing to a printed circuit board with an adhesive or the like.
[0010]
The present invention solves such conventional problems, and provides a coin-type storage cell for horizontal mounting that reduces the mounting area and increases the reliability of soldering even in high-density mounting on a printed circuit board. It is intended to do.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention includes an element in which a pair of electrodes face each other with an insulating separator interposed therebetween, and the element in a case (anode side). An upper lid (cathode side) that is housed and sealed via an insulating ring packing, an anode terminal that has a plating layer on the external connection portion and is connected to the outer surface of the case, an external connection portion, and a mounting fixing portion A cathode terminal connected to the outer surface of the upper lid, and an opening at the center of the mounting part for mounting the cathode terminal. When mounting on a printed circuit board, the opening at the center of the mounting fixing part with a plating layer at the center of the upper cover that connects to the upper cover of the cathode terminal simultaneously with each external connection is connected to the dummy land provided on the printed circuit board So, a coin-type storage cell was implemented Even if the reflow process is performed, defects such as misalignment and short circuit due to misalignment can be reduced, and the soldering reliability can be improved because each external connection part has a plating layer. Have
[0014]
Also, when connecting to printed circuit boards, this opening solder fillet is formed, because increasing the strength of soldering, an effect that it is possible to further increase the soldering reliability of the external connection portion. Furthermore, the coin-shaped energy storage cell is securely fixed to the printed circuit board, and the coin-shaped energy storage cell is prevented from being displaced or dropped even during subsequent solder reflow.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a coin-type storage cell for surface mounting according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a partially exploded perspective view showing a configuration of a surface-mounted coin-type energy storage cell according to an embodiment of the present invention. In this figure, 11 is a case (anode side), 12 is an upper lid (located at the lower side on the cathode side), an anode terminal 13 is connected to the outer surface of the case 11, and a cathode terminal is also connected to the outer surface of the upper lid 12. 14 is connected. A plating layer is formed on each of the external connection portions 15 and 16 of the anode terminal 13 and the cathode terminal 14. A plating layer is also formed on the mounting fixing portion 17 of the cathode terminal 14. The mounting fixing portion 17 is provided at a portion where the cathode terminal 14 is connected to the upper lid 12 by spot welding or the like.
[0018]
The anode terminal 13 is attached in parallel with the cathode terminal 14, and an external connection portion 15 formed by bending a part of the anode terminal 13 is arranged in parallel with the external connection portion 16 of the cathode terminal 14.
[0019]
An element (not shown) in which a pair of electrodes face each other via an insulating separator is accommodated in the case 11 and the upper lid 12, and the case 11 and the upper lid 12 are insulated. It has the structure sealed through the characteristic ring packing (not shown).
[0020]
2A and 2B are a top view and a cross-sectional view when the surface-mount coin-type energy storage cell 18 is mounted on the printed board 21. FIG. In the figure, the external connection portions 15 and 16 of the anode terminal 13 and the cathode terminal 14 are respectively connected to the terminal connection land portions 22a and 22b of the printed circuit board 21, and the mounting fixing portion 17 of the cathode terminal 14 is The dummy land portion 23 provided on the printed circuit board 21 is connected.
[0021]
When the surface-mounting coin-type storage cell 18 is mounted on the printed circuit board 21 in this way, the mounting fixing portion 17 for the cathode terminal 14 is connected to the dummy land section 23 provided on the printed-circuit board 21, and the coin-shaped storage cell. Even in the reflow after mounting 18, defects such as misalignment and short circuit can be reduced. Moreover, since the external connection parts 15 and 16 have plating layers, the reliability of soldering can be improved.
[0022]
The anode terminal 13 has a shape as shown in FIG. In FIG. 3, a part of the anode terminal 13 is bent, and the external connection portion 15 is arranged in the same direction as the anode terminal 13, and a plating layer 24 a is formed on the external connection portion 15.
[0023]
Further, as shown in FIG. 3B, the cathode terminal 14 is provided with a notch at one end portion to form an external connection portion 16, and a plating layer 24 b is formed on the external connection portion 16 and the mounting fixing portion 25. Is formed. An opening 26 is provided in the mounting fixing portion 25 of the cathode terminal 14.
[0024]
Since such anode terminal 13 and cathode terminal 14 have a simple shape, they can be easily implemented. Further, by providing an opening 26 in the central portion of the mounting portion 25 for mounting the cathode terminal 14, it is easy to form a solder fillet by this opening 26 when mounted on a printed circuit board, and both sides are mounted. Even in this case, the coin-shaped storage cell 18 can be firmly fixed without moving. Moreover, the reliability of soldering of the external connection part 16 can be improved more.
[0025]
Further, when the coin-shaped storage cell 18 is mounted on a printed circuit board for high-density mounting, since the solder paste is applied on each land portion of the printed circuit board, it is not necessary to hold the product with an adhesive or the like, and both sides Fixing to the board and automatic mounting of the connection can be performed smoothly at one time.
[0026]
The plating layers of the external connection portions 15 and 16 and the mounting fixing portion 25 are preferably tin plating from the viewpoint of environment and safety, but in addition, alloy plating with copper, zinc or the like mainly containing tin may be used. it can.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an element in which a pair of electrodes are arranged to face each other via an insulating separator, and the element is housed in a case (anode side) and an insulating ring packing is provided. An upper lid (cathode side) that is sealed through, an anode terminal having a plating layer in the external connection portion and connected to the outer surface of the case, and a plating layer in the external connection portion and the mounting fixing portion. When the coin-type energy storage cell is mounted on the printed circuit board, the cathode terminal connected to the outer surface of the substrate and the opening portion at the center of the mounting portion for mounting the cathode terminal are mounted on the printed circuit board. Since the opening at the center of the mounting fixing part having a plating layer at the center of the upper lid connected to the upper lid of the cathode terminal can be connected to the dummy land provided on the printed circuit board. After mounting the energy storage cell Also it is possible to reduce defects such as displacement or short in the reflow, also a solder fillet is formed in the opening portion, the strength of the soldering is increased, it possible to increase the soldering reliability of the external connection portion It has the effect of being able to do it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially exploded perspective view showing a configuration of a coin-shaped storage cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a top view when the coin-shaped storage cell is mounted on a printed circuit board. Sectional view [Fig. 3] (a) Plan view and front view showing configuration of same anode terminal (b) Plan view and front view showing configuration of same cathode terminal [Fig. 4] Fig. 4 shows the configuration of a conventional electric double layer capacitor Partial cutaway perspective view [FIG. 5] (a) Cross-sectional view when the conventional coin-type storage cell is mounted vertically on a printed circuit board (b) Cross-sectional view when mounted in the same horizontal position [FIG. 6] Sectional view showing another example when mounted horizontally [Explanation of symbols]
11 Case (Anode side)
12 Upper lid (cathode side)
13 Anode terminal 14 Cathode terminal 15 External connection (anode side)
16 External connection (cathode side)
17 Mounting part 18 Coin-shaped storage cell

Claims

An element arranged such that a pair of electrodes face each other via an insulating separator, and an upper lid (cathode side) that houses the element in a case (anode side) and seals it via an insulating ring packing A surface-mount coin-type energy storage cell comprising a cathode terminal having a plating layer at an external connection portion and connected to the outer surface of the upper lid, and an opening at the center of the mounting portion for mounting the cathode terminal .