JP4787143B2 - リードフレーム及びそれを用いた固体電解コンデンサ - Google Patents
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Description
本発明は、リードフレーム及びそれを用いた固体電解コンデンサに関するものである。特に、温度ヒューズ付きリードフレーム及びそれを用いた固体電解コンデンサに関するものである。
従来、タンタルやニオブなどの固体電解コンデンサは、タンタルやニオブのような弁金属粉末を成型して焼結することにより得た焼結体の表面に陽極酸化により誘電体となる酸化皮膜を形成して陽極体とし、この陽極体上に二酸化マンガンなどの固体電解質層と、カーボンや銀ペーストから成る陰極層とを積層形成するとともに、前記陽極体から導出された陽極リードを有することにより得られるコンデンサ素子を陽極端子および陰極端子を有するリードフレームに取付けていた。
このタイプの固体電解コンデンサに使用されるリードフレームは、平板の金属板打ち抜いて得られ、陰極端子側と陽極端子側とに分割するが、特に陽極リードは一般的に陽極体の側面の中央から導出されるコンデンサ素子の構造にため、陽極リードと陰極部底面の距離分だけ陰極端子側を折り曲げ、陰極端子の上面にコンデンサ素子を搭載する構造をとる。また、温度ヒューズ付き固体電解コンデンサの場合、温度ヒューズを陰極端子側の中間部分のこの折り曲げ部分に設ける場合がある（特許文献１）。そして、故障によってコンデンサ素子で発生した熱を陰極端子につたえ、温度ヒューズを溶断するものである。
図４は、従来例の一例を示している。図４（ａ）に示すように、平板の金属板打ち抜いて、陰極端子側の部分１と陽極端子側の部分２とに分割（分割部分３）し、陰極端子側には中間部分に開口部４を設け、その部分をまたぐように温度ヒューズ５を設置する。次に、図４（ｂ）に示すように、陰極端子側の部分１の温度ヒューズ位置部分を、陽極リード５と陰極部底面の距離分だけ折り曲げへこませる。そのことにより分割部分３は間が広がることになる。次に、図４（ｃ）に示すように、折り曲げへこませた部分に導電性接着剤８を介してコンデンサ素子９を搭載する。また、陽極リード１４は陽極端子側の部分２と溶接などにより接続する。次に外装樹脂１０をモールド後、外装樹脂１０からはみ出た所の温度ヒューズ迂回路と陰極端子側とを切り離す（切除部１１）。図４（ｄ）は、リードフレームからモールドしたコンデンサ素子を切り離し、外装樹脂１０からはみ出た陽陰極端子側を下方に折り曲げた状態であるコンデンサの端面図を示している。
特開平４−２３９７０９号公報
解決しようとする問題点は、コンデンサ素子の構造から、陰極端子側を折り曲げる構造をとるため、陰極端子側と陽極端子側とを単純に分割すると、陰極端子の上面にコンデンサ素子の陰極部を全て搭載できないために、故障によってコンデンサ素子で発生した熱をスムーズに陰極端子難く、そのため温度ヒューズを溶断するのに、時間がかかってしまう。
本発明の目的は、故障によってコンデンサ素子で発生した熱をスムーズに陰極端子につたえて、温度ヒューズを迅速に溶断することである。
本発明の目的は、故障によってコンデンサ素子で発生した熱をスムーズに陰極端子につたえて、温度ヒューズを迅速に溶断することである。
本発明は、弁作用金属からなる陽極体の表面に、誘電体酸化被膜と電解質層と陰極層を順次積層するとともに、前記陽極体から導出された陽極リードを有するコンデンサ素子を実装するリードフレームにおいて、前記陰極層と接続する陰極端子側に温度ヒューズを設け、陰極端子側を折り曲げへこませて前記コンデンサ素子を実装するとともに、前記陰極端子側と、前記陽極リードと接続する陽極端子側とに、前記陰極端子側の先端の両側が長くなるように鍵状に分割することを特徴とするコンデンサ用リードフレームを提供する。
また、本発明は、弁作用金属からなる陽極体の表面に、誘電体酸化被膜と電解質層と陰極層を順次積層するとともに、前記陽極体から導出された陽極リードを有するコンデンサ素子を実装するリードフレームを用いた固体電解コンデンサにおいて、前記リードフレームの陰極層と接続する陰極端子側に温度ヒューズを設け、陰極端子側を折り曲げへこませて前記コンデンサ素子を実装するとともに、前記陰極端子側と、前記陽極リードと接続する陽極端子側とに、前記陰極端子側の先端の両側が長くなるように鍵状に分割することにより、前記陰極端子の先端が前記コンデンサ素子の前記陽極リード側の端部まで延長することを特徴とする固体電解コンデンサを提供する。
また、本発明は、弁作用金属からなる陽極体の表面に、誘電体酸化被膜と電解質層と陰極層を順次積層するとともに、前記陽極体から導出された陽極リードを有するコンデンサ素子を実装するリードフレームを用いた固体電解コンデンサにおいて、前記リードフレームの陰極層と接続する陰極端子側に温度ヒューズを設け、陰極端子側を折り曲げへこませて前記コンデンサ素子を実装するとともに、前記陰極端子側と、前記陽極リードと接続する陽極端子側とに、前記陰極端子側の先端の両側が長くなるように鍵状に分割することにより、前記陰極端子の先端が前記コンデンサ素子の前記陽極リード側の端部まで延長することを特徴とする固体電解コンデンサを提供する。
本発明のコンデンサ用リードフレームは、陰極端子側と前記陽極リードと接続する陽極端子側とに、前記陰極端子側の先端の両側が長くなるように鍵状に分割することにより、前記陰極端子の先端が前記コンデンサ素子の前記陽極リード側の端部まで延長することができるので、故障によってコンデンサ素子で発生した熱をスムーズに陰極端子につたえて、温度ヒューズを迅速に溶断することができるという利点がある。
本発明に述べる弁作用金属は、アルミニウムニウム、タンタル、ニオブなどの表面に絶縁性の高い酸化被膜を設ける金属をさす。
本発明に述べる陽極リードは、たとえば、タンタル、ニオブまたはアルミニウム等の陽極と同様な弁作用金属などが使用でき、陽極から引き出されたリードで、直径が０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の線状や厚さ０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の短冊薄板状のものである。
本発明に述べる温度ヒューズは、熱により溶断するタイプのヒューズで、インジウム、スズ、ビスマスなどの合金のほか鉛、銀を含めた合金など、おおよそ１２０℃から１５０℃で動作するものが使用できる。
本発明に述べるリードフレームは、陽極リードを有するコンデンサ素子を実装するもので、板状のものを打ち抜きなどの加工し、陽極端子側と陽極リードを接続し、陰極端子側と陰極層を接続するものである。材質が、４２アロイ、銅、銅合金（銅ニッケル合金）または洋白（洋銀）等の金属板が使用でき、特に溶接性、剛性の点で４２アロイ、銅合金が使用される。表面の実装面にはハンダめっき、錫めっき、特に銅、銅合金表面にはニッケルとパラジウムそして金の積層めっき等のめっき層を設ける場合もある。
本発明に述べるコンデンサ素子は、たとえば、陽極用リードの一端を埋め込んで、タンタルやニオブまたはアルミニウム等の弁作用金属の平均粒径１μｍ程度の微粉末に、アクリル系樹脂やカンファー等のバインダーを混合した粉末をプレス加圧成形し、次いで真空中において焼結して形成した海綿状の陽極焼結体と、この焼結体に陽極酸化皮膜と、二酸化マンガンや導電性高分子等の固体電解質層と、カーボン層や銀層の陰極層とを順次設けたものである。
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るリードフレーム及び固体電解コンデンサを模式的に示している。この順序でコンデンサが製造される。
図１は、本発明に係るリードフレーム及び固体電解コンデンサを模式的に示している。この順序でコンデンサが製造される。
図１（ａ）は、平板の金属板を打ち抜いて、陰極端子側の部分１と陽極端子側の部分２とに分割し、陰極端子側の部分１には中間部分に開口部４を設け、その部分をまたぐように温度ヒューズ５を設置しているリードフレーム６を示している。このとき分割部分３は、陰極端子部分１の両はじが張り出して陽極端子部分２の中央部分が張り出した鍵状に分割する。陰極端子部分１の両はじの張り出し幅は、端子部分全幅の３０％から９０％、好ましくは５０％から８０％とする。この割合が少ないと温度ヒューズ５への熱伝導が効果的に伝わり難くなり、この割合が大きいと陽極リード１４と陽極端子との接続が不安定になったり接続抵抗が増加したりしやすくなる。
次に、図１（ｂ）に示すように、陰極端子側の部分１の温度ヒューズ位置部分を、陽極リード１４と陰極部底面の距離分だけＬ字状に折り曲げへこませる。
次に、図１（ｃ）に示すように、陰極端子部分１の折り曲げへこませた部分であるへこみ部分７に銀ペースト等の導電性接着剤８を介してコンデンサ素子９を搭載する。このとき、コンデンサ素子９は、陰極端子側の部分１の張り出した両はじの先端まで搭載させることができる。陽極リード１４は陽極端子側の部分２と抵抗溶接やレーザ溶接等の溶接や導電性接着剤などにより接続する。一般的には抵抗溶接で接続される。 次にエポキシ樹脂等のコンデンサ素子１０をモールド後、外装樹脂１０からはみ出た所の温度ヒューズ迂回路と陰極端子側とを切り離す（切除部１１）。
図１（ｄ）は、モールドした素子をリードフレーム６から切り離し、外装樹脂１０からはみ出た陽陰極端子側を下方に折り曲げた状態であるコンデンサの側面の断面図を示している。
次に、図１（ｂ）に示すように、陰極端子側の部分１の温度ヒューズ位置部分を、陽極リード１４と陰極部底面の距離分だけＬ字状に折り曲げへこませる。
次に、図１（ｃ）に示すように、陰極端子部分１の折り曲げへこませた部分であるへこみ部分７に銀ペースト等の導電性接着剤８を介してコンデンサ素子９を搭載する。このとき、コンデンサ素子９は、陰極端子側の部分１の張り出した両はじの先端まで搭載させることができる。陽極リード１４は陽極端子側の部分２と抵抗溶接やレーザ溶接等の溶接や導電性接着剤などにより接続する。一般的には抵抗溶接で接続される。 次にエポキシ樹脂等のコンデンサ素子１０をモールド後、外装樹脂１０からはみ出た所の温度ヒューズ迂回路と陰極端子側とを切り離す（切除部１１）。
図１（ｄ）は、モールドした素子をリードフレーム６から切り離し、外装樹脂１０からはみ出た陽陰極端子側を下方に折り曲げた状態であるコンデンサの側面の断面図を示している。
図２は、本発明に係る別例のリードフレーム及び固体電解コンデンサを模式的に示している。
図２（ａ）は、平板の金属板を打ち抜いたままのリードフレームを示し、図２（ｂ）は、リードフレームの陰極端子側を折り曲げへこませた後、コンデンサ素子を搭載したところまでを示している。陰極端子側１先端の両はじの張り出しをコンデンサ素子９からはみ出すように長くし、その先端部分をコンデンサ素子側の垂直方向に折り曲げる垂直片１２を設ける以外は図１と同様となる。
図２（ｃ）は、モールドした素子をリードフレーム６から切り離し、外装樹脂１０からはみ出た陽陰極端子側２を下方に折り曲げた状態であるコンデンサの正面側の断面図を示している。
この構造により、コンデンサ素子９の陽極リード１４面で発生した熱をスムーズに陰極端子につたえて、温度ヒューズを迅速に溶断することができる。
図２（ａ）は、平板の金属板を打ち抜いたままのリードフレームを示し、図２（ｂ）は、リードフレームの陰極端子側を折り曲げへこませた後、コンデンサ素子を搭載したところまでを示している。陰極端子側１先端の両はじの張り出しをコンデンサ素子９からはみ出すように長くし、その先端部分をコンデンサ素子側の垂直方向に折り曲げる垂直片１２を設ける以外は図１と同様となる。
図２（ｃ）は、モールドした素子をリードフレーム６から切り離し、外装樹脂１０からはみ出た陽陰極端子側２を下方に折り曲げた状態であるコンデンサの正面側の断面図を示している。
この構造により、コンデンサ素子９の陽極リード１４面で発生した熱をスムーズに陰極端子につたえて、温度ヒューズを迅速に溶断することができる。
図３は、本発明に係る別例のリードフレーム及び固体電解コンデンサを模式的に示している。
図３（ａ）は、平板の金属板を打ち抜いたままのリードフレームを示し、図３（ｂ）は、リードフレームの陰極端子側を折り曲げへこませた後、コンデンサ素子を搭載したところまでを示している。
陰極端子側の部分１のコンデンサ素子９搭載部分であるへこみ部分７の両はじに張り出し片１３を設け、コンデンサ素子側の垂直方向に折り曲げる以外は図１と同様となる。
図３（ｃ）は、モールドした素子をリードフレーム６から切り離した状態であるコンデンサの側面側の断面図を示している。
この構造により、コンデンサ素子９の胴体側で発生した熱をスムーズに陰極端子につたえて、温度ヒューズを迅速に溶断することができる。また、張り出し片１３に、ひとつ以上の開口部を設けることにより、その部分の、外装樹脂１０のモールド時に発生する気泡等の残存を、最小限度に押さえることができる。
図３（ａ）は、平板の金属板を打ち抜いたままのリードフレームを示し、図３（ｂ）は、リードフレームの陰極端子側を折り曲げへこませた後、コンデンサ素子を搭載したところまでを示している。
陰極端子側の部分１のコンデンサ素子９搭載部分であるへこみ部分７の両はじに張り出し片１３を設け、コンデンサ素子側の垂直方向に折り曲げる以外は図１と同様となる。
図３（ｃ）は、モールドした素子をリードフレーム６から切り離した状態であるコンデンサの側面側の断面図を示している。
この構造により、コンデンサ素子９の胴体側で発生した熱をスムーズに陰極端子につたえて、温度ヒューズを迅速に溶断することができる。また、張り出し片１３に、ひとつ以上の開口部を設けることにより、その部分の、外装樹脂１０のモールド時に発生する気泡等の残存を、最小限度に押さえることができる。
１…陰極端子側の部分、２…陽極端子側の部分、３…分割部分、４…開口部、５…温度ヒューズ、６…リードフレーム、７…へこみ部分、８…導電性接着剤、９…コンデンサ素子、１０…外装樹脂、１１…切除部、１２…垂直片、１３…張り出し片、１４…陽極リード。
Claims (2)
- 弁作用金属からなる陽極体の表面に、誘電体酸化被膜と電解質層と陰極層を順次積層するとともに、前記陽極体から導出された陽極リードを有するコンデンサ素子を実装するリードフレームにおいて、前記陰極層と接続する陰極端子側に温度ヒューズを設け、陰極端子側を折り曲げへこませて前記コンデンサ素子を実装するとともに、前記陰極端子側と、前記陽極リードと接続する陽極端子側とに、前記陰極端子側の先端の両側が長くなるように鍵状に分割することを特徴とするコンデンサ用リードフレーム。
- 弁作用金属からなる陽極体の表面に、誘電体酸化被膜と電解質層と陰極層を順次積層するとともに、前記陽極体から導出された陽極リードを有するコンデンサ素子を実装するリードフレームを用いた固体電解コンデンサにおいて、前記リードフレームの陰極層と接続する陰極端子側に温度ヒューズを設け、陰極端子側を折り曲げへこませて前記コンデンサ素子を実装するとともに、前記陰極端子側と、前記陽極リードと接続する陽極端子側とに、前記陰極端子側の先端の両側が長くなるように鍵状に分割することにより、前記陰極端子の先端が前記コンデンサ素子の前記陽極リード側の端部まで延長することを特徴とする固体電解コンデンサ。
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