JP4371945B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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Description
本発明は、固体電解コンデンサに関する。
図７(a)は、従来の固体電解コンデンサ(１)の断面図であり、図７(b)は、従来のコンデンサ素子(２)と陽極側及び陰極側リードフレーム(９)(90)の平面図である。これは、陽極側及び陰極側リードフレーム(９)(90)に跨ってコンデンサ素子(２)を載置しており、該コンデンサ素子(２)は合成樹脂製のハウジング(70)にて覆われる。コンデンサ素子(２)は、複数枚の金属箔(20)(20)を重ねて形成され、陽極部(２a)が抵抗溶接にて陽極側リードフレーム(９)に、陰極部(２b)は導電性接着剤により陰極側リードフレーム(90)に夫々取り付けられる。抵抗溶接とは、周知の如く、金属箔(20)(20)の上下から圧力を加えながら、電圧を印加し、そのジュール熱によって金属箔(20)を一部溶融させて接続する溶接手法である。
図７(a)では、金属箔(20)(20)は２枚しか図示しないが、固体電解コンデンサ(１)の大容量化の為に、金属箔(20)(20)は多数枚積層される。
図７(a)では、金属箔(20)(20)は２枚しか図示しないが、固体電解コンデンサ(１)の大容量化の為に、金属箔(20)(20)は多数枚積層される。
図８は、各金属箔(20)を示す断面図である。金属箔(20)には、誘電体酸化被膜(21)が形成され、該酸化被膜(21)上に固体電解質層(22)、カーボン層(23)、銀ペースト層(24)が順に形成されている。固体電解質層(22)が形成された部分が、陰極部(２b)となる。尚、金属箔(20)は化成処理した金属板を切断して形成されるから、陽極部(２a)上にも、誘電体酸化被膜は形成されているが、抵抗溶接時には溶接部分の被膜が溶融されるので、陽極側リードフレーム(９)と導通する。金属箔(20)は、アルミニウム等の弁金属から形成され、固体電解質層(22)は、ポリチオフェン系又はポリピロール系等の導電性高分子、又はＴＣＮＱ(７、７、８、８−テトラシアノキノジメタン)錯塩から形成される。
コンデンサ素子(２)の製造方法を示すが、該方法は従来と同じである。先ず帯状の金属箔(20)の一部を無機酸系又は有機酸系の水溶液内に浸して電解酸化処理し、誘電体酸化被膜(21)を形成する。次に、ブタノールを溶媒とした３,４−エチレンジオキシチオフェン、Ｐ−トルエンスルホン酸第３鉄の溶液に、金属箔(20)の一部を浸漬し、固体電解質層(22)を形成する。この固体電解質層(22)上に、カーボン層(23)、銀ペースト層(24)を順に形成する。複数枚の金属箔(20)を重ね、陽極部(２a)(２a)を抵抗溶接して、コンデンサ素子(２)が完成する。
金属箔(20)には予めエッチング加工が施され、これにより金属箔(20)の表面積を大きくして、コンデンサの容量を大きくしている。
コンデンサ素子(２)の製造方法を示すが、該方法は従来と同じである。先ず帯状の金属箔(20)の一部を無機酸系又は有機酸系の水溶液内に浸して電解酸化処理し、誘電体酸化被膜(21)を形成する。次に、ブタノールを溶媒とした３,４−エチレンジオキシチオフェン、Ｐ−トルエンスルホン酸第３鉄の溶液に、金属箔(20)の一部を浸漬し、固体電解質層(22)を形成する。この固体電解質層(22)上に、カーボン層(23)、銀ペースト層(24)を順に形成する。複数枚の金属箔(20)を重ね、陽極部(２a)(２a)を抵抗溶接して、コンデンサ素子(２)が完成する。
金属箔(20)には予めエッチング加工が施され、これにより金属箔(20)の表面積を大きくして、コンデンサの容量を大きくしている。
金属箔(20)上に酸化被膜が形成されていることにより、該酸化被膜が抵抗溶接の抵抗として作用するから、本来ならば抵抗溶接がし易い。しかし、金属箔(20)上にエッチングによる凹凸が形成されており、溶接時に該凹凸間に火花放電を生じやすいため、溶接時のエネルギーロスが大きく、また酸化被膜は熱的に安定しているので、金属箔(20)の安定した溶融が行われないとの問題があった。特に高耐圧を得るために化成処理時の電圧を高くして、酸化被膜を厚く形成した場合に、かかる溶融時の支障は大きな問題となる。
この対策として、溶接部分に於ける金属箔(20)上の酸化被膜をレーザー照射により、除去することが提案されているが、工程が煩雑となるとともに、多数枚の積層に於ける除去には限界がある。
従って、各金属箔(20)の陽極部(２a)を重ねて１箇所にて(図７のＡ点)、陽極側リードフレーム(９)に抵抗溶接せんとすると、該溶接がし難く、金属箔(20)の積層枚数を増加できない問題があった。
本発明の目的は、多数枚積層した際に、抵抗溶接がし易い金属箔を具えた固体電解コンデンサを提供することにある。
この対策として、溶接部分に於ける金属箔(20)上の酸化被膜をレーザー照射により、除去することが提案されているが、工程が煩雑となるとともに、多数枚の積層に於ける除去には限界がある。
従って、各金属箔(20)の陽極部(２a)を重ねて１箇所にて(図７のＡ点)、陽極側リードフレーム(９)に抵抗溶接せんとすると、該溶接がし難く、金属箔(20)の積層枚数を増加できない問題があった。
本発明の目的は、多数枚積層した際に、抵抗溶接がし易い金属箔を具えた固体電解コンデンサを提供することにある。
陽極部(２a)と陰極部(２b)を具えた複数枚の金属箔(20)を積層してコンデンサ素子(２)を形成し、各金属箔(20)の陽極部(２a)が陽極側リードフレーム(９)に接合されている固体電解コンデンサに於いて、
各陽極部(２a)には切欠き(４)が形成されて、少なくとも一方の陽極部(２a)を撓らせて、両陽極部(２a)(２a)を陽極側リードフレーム(９)の同一平面上に接合し、両接合箇所は互いにずれている。
各陽極部(２a)には切欠き(４)が形成されて、少なくとも一方の陽極部(２a)を撓らせて、両陽極部(２a)(２a)を陽極側リードフレーム(９)の同一平面上に接合し、両接合箇所は互いにずれている。
少なくとも２枚の金属箔(20)(20)は、一方の陽極部(２a)が他方の切欠き(４)内に位置している。両陽極部(２a)(２a)は陽極側リードフレーム(９)へ互いにずれて接合されている。即ち、金属箔(20)(20)を多数枚積層しても、陽極部(２a)(２a)の陽極側リードフレーム(９)への接合箇所は重なっていないから、抵抗溶接に対して障害となる要因は増えない。従って、複数枚の金属箔(20)(20)を安定して抵抗溶接できる。これにより、コンデンサ生産時に溶接不良が減ることにより、生産時の歩留まりを向上させることができる。
図１は、本例に係わるコンデンサ素子(２)と両リードフレーム(９)(90)の斜視図であり、図２は、その平面図である。図１では、４枚の金属箔(20)(20)を積層しているが、４枚に限定されない。従来と同様に、アルミニウム等の弁金属から形成された金属箔(20)は陽極部(２a)と陰極部(２b)に分けられ、陽極部(２a)は陽極側リードフレーム(９)に抵抗溶接され、陰極部(２b)は陰極側リードフレーム(90)に導電性接着剤により取り付けられる。尚、コンデンサ素子(２)がハウジング(70)に覆われ、両リードフレーム(９)(90)が下面から露出する点は、従来と同様であり、図示を省く。
上２枚の金属箔(20)(20)及び下２枚の金属箔(20)(20)は同一形状に形成されて、各金属箔(20)の陽極部(２a)には切欠き(４)が形成されている。図２では切欠き(４)は三角形であるが、他の形状でも良い。
上２枚の金属箔(20)(20)及び下２枚の金属箔(20)(20)は同一形状に形成されて、各金属箔(20)の陽極部(２a)には切欠き(４)が形成されている。図２では切欠き(４)は三角形であるが、他の形状でも良い。
上２枚の金属箔(20)(20)は下向きに撓って、陽極側リードフレーム(９)に抵抗溶接によって接合され、図１にＡ１で示す接合箇所は下２枚の金属箔(20)(20)の切欠き(４)内に位置する。下２枚の金属箔(20)(20)の陽極側リードフレーム(９)への接合箇所Ａ２は、上２枚の金属箔(20)(20)の切欠き(４)内に位置しており、接合箇所Ａ１とＡ２は互いにずれている。即ち、金属箔(20)(20)は複数箇所、図２では２箇所で陽極側リードフレーム(９)に接合されている。
これにより、４枚の金属箔(20)(20)の陽極部(２a)(２a)を全て重ね、１箇所で陽極側リードフレーム(９)に接合する場合に比して、抵抗溶接がし易くなる。即ち、金属箔(20)には酸化被膜が形成されており、且つエッチングが施されているから、抵抗溶接に障害となる要因がある。故に、金属箔(20)を複数枚重ねて１箇所で抵抗溶接すると、抵抗溶接がし難い。
本例では、陽極部(２a)(２a)の陽極側リードフレーム(９)への接合箇所は、互いにずれている、即ち陽極部(２a)(２a)は複数箇所にて陽極側リードフレーム(９)へ接合されるから、抵抗溶接に対する障害が緩和される。従って、複数枚の金属箔(20)(20)を安定して抵抗溶接できる。これにより、コンデンサ生産時に溶接不良が減ることにより、生産時の歩留まりを向上させることができる。
これにより、４枚の金属箔(20)(20)の陽極部(２a)(２a)を全て重ね、１箇所で陽極側リードフレーム(９)に接合する場合に比して、抵抗溶接がし易くなる。即ち、金属箔(20)には酸化被膜が形成されており、且つエッチングが施されているから、抵抗溶接に障害となる要因がある。故に、金属箔(20)を複数枚重ねて１箇所で抵抗溶接すると、抵抗溶接がし難い。
本例では、陽極部(２a)(２a)の陽極側リードフレーム(９)への接合箇所は、互いにずれている、即ち陽極部(２a)(２a)は複数箇所にて陽極側リードフレーム(９)へ接合されるから、抵抗溶接に対する障害が緩和される。従って、複数枚の金属箔(20)(20)を安定して抵抗溶接できる。これにより、コンデンサ生産時に溶接不良が減ることにより、生産時の歩留まりを向上させることができる。
図３は、他の実施例のコンデンサ素子(２)を示す斜視図であり、図４は、その平面図である。本例では３枚の金属箔(20)(20)(20)を積層してコンデンサ素子(２)を形成し、各金属箔(20)の陽極部(２a)は、他の金属箔(20)の陽極部(２a)の切欠き(４)内に位置する。本例にあっても、陽極部(２a)(２a)は複数箇所Ａ１、Ａ２、Ａ３にて陽極側リードフレーム(９)へ接合されるから、陽極部(２a)(２a)を重ねて１箇所で抵抗溶接するよりも、該溶接に対する障害が緩和される。
特に、図３のコンデンサ素子(２)では陽極部(２a)に矩形状の切欠き(４)を開設しているため、陽極部(２a)の幅Ｐ１は陰極部(２b)の幅Ｐ２に比して狭い。これにより、抵抗溶接時に熱が陽極部(２a)にたまり易く、溶接がし易くなる。
特に、図３のコンデンサ素子(２)では陽極部(２a)に矩形状の切欠き(４)を開設しているため、陽極部(２a)の幅Ｐ１は陰極部(２b)の幅Ｐ２に比して狭い。これにより、抵抗溶接時に熱が陽極部(２a)にたまり易く、溶接がし易くなる。
図５は、他の実施例のコンデンサ素子(２)を示す斜視図であり、図６は、その平面図である。本例では４枚の金属箔(20)(20)(20)(20)を積層してコンデンサ素子(２)を形成し、各金属箔(20)の陽極部(２a)は、他の金属箔(20)の陽極部(２a)の切欠き(４)内に位置する。本例にあっても、陽極部(２a)(２a)は複数箇所、具体的には４箇所Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４にて陽極側リードフレーム(９)へ接合されるから、陽極部(２a)(２a)を重ねて１箇所で抵抗溶接するよりも、該溶接に対する障害が緩和される。
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
(１) 固体電解コンデンサ
(２) コンデンサ素子
(９) 陽極側リードフレーム
(20) 金属箔
(22) 固体電解質層
(２) コンデンサ素子
(９) 陽極側リードフレーム
(20) 金属箔
(22) 固体電解質層
Claims (3)
- 陽極部(２a)と陰極部(２b)を具えた複数枚の金属箔(20)を積層してコンデンサ素子(２)を形成し、各金属箔(20)の陽極部(２a)が陽極側リードフレーム(９)に接合されている固体電解コンデンサに於いて、
各陽極部(２a)には切欠き(４)が形成されて、少なくとも２枚の金属箔(20)(20)は、一方の陽極部(２a)が他方の切欠き(４)内に位置して、少なくとも一方の陽極部(２a)を撓らせて、両陽極部(２a)(２a)を陽極側リードフレーム(９)の同一平面上に接合し、両接合箇所は互いにずれていることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 各陽極部(２a)は陽極側リードフレーム(９)に抵抗溶接により接合される請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
- 陰極部(２b)は固体電解質層(22)を具え、該固体電解質にはポリチオフェン系又はポリピロール系高分子材料が使用される請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ。
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