JP4723927B2 - 電解コンデンサ - Google Patents
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Description
本発明は、表面実装型の電解コンデンサに関する。
従来、コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納するアルミニウムなどの金属製のケースと、該ケース内に収納されたコンデンサ素子を浸漬する電解液とを有する電解コンデンサが広く用いられている。
電解コンデンサには、リフローにより基板上に実装されるＳＭＤ（表面実装型デバイス）と、プリントにより基板上に実装されるＩＭＤ（インサート成形型デバイス）とがあるが、本発明はそのうちのＳＭＤ型の電解コンデンサに関するものである。
このＳＭＤ型の電解コンデンサは、表面実装が可能となるように、あらかじめ基板上に「クリーム半田」と呼ばれるペースト状の半田をパターンに合わせて印刷しておき、チップマウンタという射出機を用いてＳＭＤをその基板表面に装着し、その後、基板を高温炉内で２５０度程度に加熱することにより半田を溶融させてＳＭＤを基板に接着させるようになっている。
このような電解コンデンサにおいて、内部の電解液や水蒸気が外部に漏れないようにシールする必要があるが、リフロー時の加熱により発生する気体でケースの内圧が増大しケースが膨張してＳＭＤが変形し、正常に実装できなくなるなどの不具合が生じることがある。
一方、最近では、環境汚染物質の規制がますます厳しくなる状況にあり、その一環として例えば欧州を中心に電気・電子機器を対象として鉛、水銀、カドミウム、６価クロムなど６化学物質を規制する動き（ＲｏＨＳ指令）が世界的に広がりつつある。このＲｏＨＳ指令は、電気・電子機器を対象として、２００６年７月以降にＥＵ加盟国で発売する製品への６物質の使用を禁止するものであり、産業界でもＲｏＨＳ規制への対応が求められている。
このＲｏＨＳ規制で有害物質に指定されている鉛は、従来から電解コンデンサのリフロー工程で広く使用されている鉛半田に含まれており、酸性雨などの影響で鉛を含んだ廃棄物から鉛が溶出する可能性が指摘されることから、無鉛半田への切り替えが求められている。しかし、現在考えられている無鉛半田の殆どは従来よりも溶融温度が高いためリフロー温度を上げざるを得ない状況にある。そのため、電解コンデンサのリフロー時の加熱温度の上昇によりケース内で発生する気体の量は従来より増加する傾向にある。従来、この問題に対しては発生した気体をケース内に封じ込める工夫が試みられているが、このような対策には限界がある。
そこで、発生した気体はケース外に逃がすが、ケース内の電解液や水蒸気は逃がさないような構造の電解コンデンサとして、フェノール樹脂とアルミナとの樹脂複合体からなり径０．０１μｍ〜２μｍの細孔を有するガス透過部を設けたケース内にコンデンサ素子を収納した電解コンデンサが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−２８６１７０号公報（第２−３頁、図１、２）
しかし、上記特許文献１に開示された電解コンデンサは特殊な構造のガス透過部を有するケースを用いる必要があるため、コストアップを招きやすいという問題があり、また、ガス透過部から放出されるガスにより環境汚染を惹き起こす恐れもある。
本発明は、上記事情に鑑み、リフロー時の熱膨張によるケースの変形が防止された低コストの電解コンデンサを提供することを目的とする。
本発明は、上記事情に鑑み、リフロー時の熱膨張によるケースの変形が防止された低コストの電解コンデンサを提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の第１の電解コンデンサは、
誘電体膜および電極箔からなるコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する金属製のケースと、該ケース内に収納された上記コンデンサ素子を浸漬する電解液とを有する表面実装型の電解コンデンサにおいて、
上記ケース内に、該ケース内部で発生した気体を吸収する気体吸収部材を配備したことを特徴とする。
誘電体膜および電極箔からなるコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する金属製のケースと、該ケース内に収納された上記コンデンサ素子を浸漬する電解液とを有する表面実装型の電解コンデンサにおいて、
上記ケース内に、該ケース内部で発生した気体を吸収する気体吸収部材を配備したことを特徴とする。
本発明の第１の電解コンデンサによれば、ケース内に、気体を吸収する気体吸収部材を配備したことにより、加熱によりケース内部で気体が発生してもその気体は気体吸収部材により吸収されるので熱膨張によるケースの変形を防止することができる。
ここで、上記気体吸収部材は、活性炭であってもよく、また、ゼオライトであってもよい。
また、上記課題を解決する本発明の第２の電解コンデンサは、
誘電体膜および電極箔からなるコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する金属製のケースと、該ケース内に収納された前記コンデンサ素子を浸漬する電解液とを有する表面実装型の電解コンデンサにおいて、
上記ケース内に、加熱により収縮する熱収縮部材を配備したことを特徴とする。
誘電体膜および電極箔からなるコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する金属製のケースと、該ケース内に収納された前記コンデンサ素子を浸漬する電解液とを有する表面実装型の電解コンデンサにおいて、
上記ケース内に、加熱により収縮する熱収縮部材を配備したことを特徴とする。
本発明の第２の電解コンデンサによれば、ケース内に、加熱により収縮する熱収縮部材を配備したことにより、加熱によってケース内部で気体が発生してもその気体は、熱収縮部材の収縮により生成された空間に収容されるので熱膨張によるケースの変形を防止することができる。
以上説明したように、本発明の電解コンデンサによれば、リフロー時の熱膨張によるケースの変形が防止された低コストの電解コンデンサを実現することができる。
以下図面を参照して本発明の電解コンデンサの実施の形態を説明する。
最初に本発明の第１の実施形態について説明する。
この第１の実施形態は、本発明の第１の電解コンデンサに関するものである。
図１は、第１の実施形態の電解コンデンサのリフロー前の状態を示す概要図である。
図１に示すように、この電解コンデンサ１０は、誘電体膜（図示せず）および電極箔（図示せず）からなる円柱状のコンデンサ素子１１と、コンデンサ素子１１を収納する中空円筒状のアルミニウム製のケース１２と、ケース１２を載置する台座１３と、ケース１２内に収納されたコンデンサ素子１１を浸漬する電解液１４とを有する表面実装型の電解コンデンサであって、このケース１２内には、ケース１１内部で発生した気体を吸収する気体吸収部材１５が配備されている。
この気体吸収部材１５は、図示のように、円柱状のコンデンサ素子１１の外周を取り巻く中空円筒を高さ方向に切断したような形状を有している。
なお、この気体吸収部材１５としては、コンデンサ素子が加熱されたときに発生する気体を吸収する材料であればどのような材料をも用いることができるが、特に、活性炭やゼオライトなどで形成することが好ましく、その他、シリカゲルやアルミナなどでもよい。
なお、コンデンサ素子１１の電極箔からは、リードピン（図示せず）が下方に引き出されており、その先端部分にハンダ材料があらかじめ接着されている。この電解コンデンサ１０はチップマウンタなどにより基板表面に装着された後、高温炉内でリフロー処理（ハンダ溶融処理）されることにより基板に実装される。
図２は、第１の実施形態の電解コンデンサのリフロー後の状態を示す概要図である。
図１に示す電解コンデンサ１０は、リフロー処理の際に高温に加熱されてケース内容物から気体が発生する。しかし、この気体は、図２に示すように、電解コンデンサ１０の気体吸収部材１５に吸収されるので、リフロー処理の際に発生した気体によるケース１２の変形を防止することができる。
次に、第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、本発明の第２の電解コンデンサに関するものである。
図３は、第２の実施形態の電解コンデンサのリフロー後の状態を示す概要図である。
この第２の実施形態の電解コンデンサ２０は、図１に示した第１の実施形態の電解コンデンサ１０と同様に、誘電体膜（図示せず）および電極箔（図示せず）からなる円柱状のコンデンサ素子１１と、コンデンサ素子１１を収納する中空円筒状のアルミニウム製のケース１２と、ケース１２を載置する台座１３と、ケース１２内に収納されたコンデンサ素子１１を浸漬する電解液１４とを有する表面実装型の電解コンデンサであり、このケース１２内に、第１の実施形態における気体吸収部材１５の代わりに、加熱により収縮する熱収縮部材２５が配備されている点が第１の実施形態と相違している。
この熱収縮部材２５は、図３に示したように、円柱状のコンデンサ素子１１の外周を取り巻く、中空円筒を高さ方向に切断したような形状を有している。
なお、第１の実施形態と同様、コンデンサ素子１１の電極箔からは、リードピン（図示せず）が下方に引き出されており、その先端部分にハンダ材料があらかじめ接着されている。この電解コンデンサ１０はチップマウンタなどにより基板表面に装着された後、高温炉内でリフロー処理（ハンダ溶融処理）されることにより基板に実装される。
この電解コンデンサ２０は、リフロー処理の際に高温に加熱されてケース内容物から気体が発生する。しかし、リフロー処理の際に、上記熱収縮部材２５が、ケース内容物の熱膨張による体積増加分に相当する空間を生成するので、リフロー処理の際に発生した気体はこの空間に収容され、従って気体によるケース１２の変形が防止される。
この熱収縮部材２５としては、例えば、ポリオレフィン、ネオプレン、フロロプラスチックテフロン（登録商標）、フロロプラスチックカイナー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッカビニリデン、エチレンプロピレン、塩化ビニール、フッ素樹脂、ポリイミド、テフロン（登録商標）、シリコーンゴムなどいずれの熱収縮性物質を使用してもよい。
１０，２０ 電解コンデンサ
１１ コンデンサ素子
１２ ケース
１３ 台座
１４ 電解液
１５ 気体吸収部材
２５ 熱収縮部材
１１ コンデンサ素子
１２ ケース
１３ 台座
１４ 電解液
１５ 気体吸収部材
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Claims (2)
- 誘電体膜および電極箔からなるコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収納する金属製のケースと、該ケース内に収納された前記コンデンサ素子を浸漬する電解液とを有する表面実装型の電解コンデンサにおいて、
前記ケースの内面と前記コンデンサ素子の外面との間に、加熱により収縮する、収縮前の熱収縮部材を配備したことを特徴とする電解コンデンサ。 - 前記熱収縮部材が、リフロー時の加熱により収縮するものであることを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
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