JP4507739B2

JP4507739B2 - 横置き型面実装電解コンデンサ

Info

Publication number: JP4507739B2
Application number: JP2004216772A
Authority: JP
Inventors: 輝己藤山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2024-07-26
Also published as: JP2006041068A

Description

本発明は半田リフローによる半田濡れ性の良好な横置き型面実装電解コンデンサに関するものである。

電子機器の高密度実装化に伴い、電子部品である電解コンデンサも小型化・高性能が求められている。

図５は電解コンデンサの中でも高密度実装が可能なチップ型アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図である。同図において、一対のリード部材２１を有し、駆動用電解液（図示せず）が含浸されたコンデンサ素子２２と、封口部材２３と、外装金属ケース２４と、絶縁板２５とを有し、前記コンデンサ素子２２から引き出されている一対のリード部材２１を封口部材２３に貫通させるとともに、コンデンサ素子２２を外装金属ケース２４内に収納し、そして、外装金属ケース２４の開口部を封口部材２３と一緒に巻締め部２６で巻締め、かつカール部２７でカールして封止し、さらに前記一対のリード部材２１を絶縁板２５に貫通させ、かつこの一対のリード部材２１の先端部を折曲して絶縁板２５の外表面に設けた収納用凹部２８に収納するようにしたものである。

このチップ型アルミ電解コンデンサをプリント基板に実装する場合、絶縁板２５により安定に精度良く実装することができるとされている。

また、前記チップ型アルミ電解コンデンサは、金属ケース２４の径がφ３〜２０ｍｍまでの種類があり、これに沿って絶縁板２５の大きさも金属ケースの大きさに合わせている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、２が知られている。
特開平０８−０３７１３１号公報特開平０９−１２９４７３号公報

近年地球環境の問題から、半田材料がＰｂを含む低融点（融点１８０〜２００℃）のものから、Ｐｂを含まない（以下、Ｐｂフリーと称す）半田材料を用いるようになり、その融点（２２０〜２３０℃）も高くなり、チップ型アルミ電解コンデンサもＰｂフリーの半田実装が求められている。

しかしながら前記従来のチップ型アルミ電解コンデンサでも、金属ケース２４の径がφ３〜１０ｍｍまではＰｂフリーの半田材料でも半田濡れ性の良好な半田リフローを行うことができるが、金属ケースの径がφ１０ｍｍを超えるとＰｂフリーの半田材料では半田濡れ性が悪くなり半田付け不良が多発するという課題がある。

これは、金属ケース２４と絶縁板２５がほぼ同じ大きさであるため、金属ケース２４の径が大きくなれば絶縁板２５も大きくなり、その熱吸収によりリード端子の温度上昇が緩やかとなり、Ｐｂフリーの半田融点（２２０〜２３０℃）まで上昇しにくくなり半田付け不良が出やすくなる。

このチップ型アルミ電解コンデンサの半田付け不良をなくすには半田付け温度をさらに高温度にすれば半田付け不良は解消されるが、大部分を占めている小型サイズの電子部品の耐熱が持たなくなるという課題を有している。

本発明は前記従来の課題を解決し、Ｐｂフリーの半田材料を用い、金属ケースの径が違っても半田濡れ性が良好で、かつ振動に強い横置き型面実装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。

有底円筒状の金属ケース内にコンデンサ素子を収納し、このコンデンサ素子から引き出された一対のリード線が貫通する貫通孔を備えた封口ゴムで前記金属ケースの開口部を封止した電解コンデンサと、この電解コンデンサを横置き状態で保持することにより基板に面実装するようにした固定ホルダーからなる横置き型面実装電解コンデンサにおいて、前記固定ホルダーは電解コンデンサを横置きにした状態で金属ケースの上面を覆う平面部と、この平面部の一端を折り曲げて封口ゴムと当接するようにした第１の係止部と、平面部の他端を折り曲げて金属ケースの外底面と当接するようにした第２の係止部と、前記第２の係止部の一部に、前記金属ケースの周面に当接する第２の係止部に設けた保持部と、前記第２の係止部の一部に、前記金属ケースの底面に設けた防爆弁を覆わないように開口部を設けることにより構成された横置き型面実装電解コンデンサとするものである。

本発明の横置き型面実装電解コンデンサは、電解コンデンサを横置きにした状態で金属ケースの上面を覆う平面部と、この平面部の一端を折り曲げて封口ゴムと当接するようにした第１の係止部と、平面部の他端を折り曲げて金属ケースの外底面と当接するようにした第２の係止部と、第２の係止部の一部に、前記金属ケースの周面に当接する第２の係止部に設けた保持部と、第２の係止部の一部に、前記金属ケースの底面に設けた防爆弁を覆わないように開口部を設けることにより構成された固定ホルダーにすることにより、電解コンデンサのリード線が本体と離れているので、金属ケースの径がφ３〜２０ｍｍの電解コンデンサでも、Ｐｂフリーの半田材料の半田融点（２２０〜２３０℃）まで上昇して半田濡れ性が良好となり、半田付け不良を低減することができる。

また、固定ホルダーの第１の係止部が電解コンデンサの封口ゴムを固定するので、プリント基板に実装したときの耐振動性を向上することができる。

本発明の横置き型面実装電解コンデンサを用いることにより、Ｐｂフリーの半田実装を他の電子部品と一緒に半田リフローを行っても、半田付け不良や耐熱不良をなくすことができるという効果を奏するものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１、２、４〜７に記載の発明について説明する。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の実施の形態１による横置き型面実装電解コンデンサの構成を示す図である。同図において（ａ）は電解コンデンサのリード側から、（ｂ）は側面から、（ｃ）は電解コンデンサの金属ケースの外底面側から見た図である。

同図において電解コンデンサ２２は、一対のリード部材２０を有し、駆動用電解液が含浸されたコンデンサ素子（図示せず）を、前記一対のリード部材２０を封口ゴム１９に貫通させるとともに、前記コンデンサ素子を有底円筒状の金属ケース１８内に収納し、その後、金属ケース１８の開口部をカールして封止したものである。

そして、この電解コンデンサ２２の一対のリード線２０をクランク状に形成するとともに、金属ケース１８の外表面に固定ホルダー１１を係合させることにより横置き型面実装電解コンデンサを構成する。

図２（ａ）、（ｂ）は前記固定ホルダー１１の斜視図で、同図（ａ）は第１の係止部１３側から、（ｂ）は第２の係止部１５側から見た斜視図である。

前記固定ホルダー１１は、電解コンデンサ２２を横置きにした状態で金属ケース１８の上面を覆う平面部１２と、この平面部１２の一端を折り曲げて封口ゴム１９と当接するようにした第１の係止部１３と、平面部１２の他端を折り曲げて金属ケース１８の外底面と当接するようにした第２の係止部１５により構成されている。

このような構成の横置き型面実装電解コンデンサにすることにより、電解コンデンサ２２本体とリード線２０が離れているので、金属ケース１８の径がφ３〜２０ｍｍのものでも、プリント基板２３に実装してＰｂフリーの半田材料で半田リフローを行っても、リード線２０が半田融点まで上昇して半田濡れ性が良好となり、半田付け不良を低減することができる。また、固定ホルダー１１の第１の係止部１３が電解コンデンサ２２の封口ゴム１９を固定するので、プリント基板２３に実装したときの耐振動性を向上させることができる。

なお、前記固定ホルダー１１の平面部１２は、プリント基板２３に横置き型面実装電解コンデンサを実装するときにエアーで吸着するときの吸着部になる。

また、前記第１の係止部１３に前記電解コンデンサ２２の封口ゴム１９の溝に嵌合する突起１４を設けることにより、電解コンデンサ２２を固定ホルダー１１で確実に固定することができる。

また、前記第２の係止部１５に金属ケース１８の一部を保持する保持部１６を一対で設けることにより、電解コンデンサ２２と固定ホルダー１１を固定することができる。

また、前記第２の係止部１５に電解コンデンサ２２の防爆弁２９を覆わないように丸穴を設けることにより、防爆弁２９の作動を確実に行えるようにすることができる。

また、前記第２の係止部１５にプリント基板と接合する端子１７を設けることにより、電解コンデンサ２２に固定ホルダー１１で確実にプリント基板２３を固定することができる。

この第２の係止部１５に設けた端子１７は図３のように２つに分けた端子１８を設けることにより、プリント基板２３への半田付けをより良好にすることができる。

なお、本実施の形態１では、固定ホルダー１１の端子１７を１箇所とし、電解コンデンサのリード線２０を２箇所で、３端子構成としているが、固定ホルダー１１の端子１７の数は、設計により、図３のように複数の端子にしても良い。また、電解コンデンサ２２のリード線２０側に固定ホルダー１１の端子を追加形成しても良い。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について説明する。

前記実施の形態１において、固定ホルダー１１の代わりに図４（ａ）、（ｂ）に示す固定ホルダーを用いた。

図４の固定ホルダー３１は、電解コンデンサ２２を横置きにした状態で金属ケース１８の上面を覆う平面部３２と、この平面部３２の一端を折り曲げて封口ゴム１９と当接するようにした第１の係止部３３と、平面部３２の他端を折り曲げて金属ケース１８の外底面と当接するようにした第２の係止部３５を有し、固定ホルダー３１の第１の係止部３３と第２の係止部３５を結ぶ線と交差する側に金属ケース１９の周面を保持する保持部３６を設けた構成からなる。

このような固定ホルダー３１を用いることにより、電解コンデンサ２２をより確実に固定することができるので、プリント基板に実装したときの耐振動性をさらに向上させることができる。

前記実施の形態１および実施の形態２の固定ホルダーを用いた横置き型面実装電解コンデンサと従来のチップ型アルミ電解コンデンサについて、プリント基板に実装して、Ｐｂフリーの半田材料で半田リフローを行い、その半田付け性と耐振動性の結果を（表１）に示す。なお、電解コンデンサの金属ケースの径はそれぞれφ５、φ１０、φ１５、φ２０で、サンプル数はそれぞれ１００個用意した。

前記半田付け性試験は、半田リフロー温度は２４０℃で１分間行い、その半田付けの不良率を算出した。また、耐振動性試験は、プリント基板を左右方向に、振動加速度：１Ｇ、周波数：５〜１０００Ｈｚで８分間振動させ、その後電解コンデンサの側面から加圧して半田付け部が破壊に至る強度を測定し、平均値を算出した。

（表１）から明らかなように、本実施の形態１および実施の形態２の横置き型面実装電解コンデンサは、Ｐｂフリーの半田材料を用いて半田リフローを行っても、電解コンデンサの大きさに関係なく半田付け不良率をゼロにすることができ、耐振動性にも優れる。一方、従来のチップ型アルミ電解コンデンサは電解コンデンサが大きくなると半田付け不良率が高くなり、耐振動性の破壊強度も弱くなる。

本発明の横置き型面実装電解コンデンサは、プリント基板に実装するときにＰｂフリーの半田材料を用いても、金属ケース径の違いによる半田濡れ性が変わることなく良好の半田付けを行うことができ、かつ振動に強い実装を実現することができる。

（ａ）本発明の実施の形態１における横置き型面実装電解コンデンサの正面図、（ｂ）同側面図、（ｃ）同第２の係止部を表す側面図（ａ）同固定ホルダーの第１の係止部側の斜視図、（ｂ）同固定ホルダーの第２の係止部側の斜視図同固定ホルダーの第２の係止部の端子の他の例を示す斜視図（ａ）本発明の実施の形態２における第１の係止部側の固定ホルダーを示す斜視図、（ｂ）同第２の係止部側の固定ホルダーを示す斜視図従来のチップ型アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図

符号の説明

１１固定ホルダー
１２平面部
１３第１の係止部
１４突部
１５第２の係止部
１６第２の係止部に設けた保持部
１７第２の係止部の端子

Claims

有底円筒状の金属ケース内にコンデンサ素子を収納し、このコンデンサ素子から引き出された一対のリード線が貫通する貫通孔を備えた封口ゴムで前記金属ケースの開口部を封止した電解コンデンサと、この電解コンデンサを横置き状態で保持することにより基板に面実装するようにした固定ホルダーからなる横置き型面実装電解コンデンサにおいて、前記固定ホルダーは電解コンデンサを横置きにした状態で金属ケースの上面を覆う平面部と、この平面部の一端を折り曲げて封口ゴムと当接するようにした第１の係止部と、平面部の他端を折り曲げて金属ケースの外底面と当接するようにした第２の係止部と、前記第２の係止部の一部に、前記金属ケースの周面に当接する第２の係止部に設けた保持部と、前記第２の係止部の一部に、前記金属ケースの底面に設けた防爆弁を覆わないように開口部を設けることにより構成された横置き型面実装電解コンデンサ。