JP5216363B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、下面電極型の固体電解コンデンサに関する。

従来から、固体電解コンデンサとして、図１０に示す構造のものが知られている。すなわち、陽極ワイヤ２０１を突出させたコンデンサ素子１０を有し、陽極ワイヤ２０１と陽極リードフレーム６０が導電性部材９０を介して接続され、コンデンサ素子１０と陰極リードフレーム７０が導電性ペースト等を用いて接続され、陽極リードフレーム６０と陰極リードフレーム７０の下端面が露出するようにコンデンサ素子１０を外装樹脂で被覆してなる構造を有している。

このような構成の固体電解コンデンサは、陽極ワイヤ２０１が陽極リードフレーム６０と接続する際、導電性部材９０を介して接続しているため接続部間で抵抗が生じ、固体電解コンデンサのＥＳＲを低くすることができなかった。そこで、図１１に示す構造の固体電解コンデンサが提案されている（例えば特許文献１）。
特開２００５−１０１５６２号公報。

図１１の固体電解コンデンサは、陽極ワイヤ２１１と接続される陽極リードフレーム６１の形状と、コンデンサ素子１１０と接続される陰極リードフレーム７１が異形材から形成されている。このような構成は、生産コストの上昇や製造工程が不必要に増加してしまう等の問題がある。また、図１１のような構造では、陽極ワイヤ２１１と陽極リードフレーム６１との接触面積が小さいため接続強度が十分でないという問題があった。

上記問題を鑑みて、本発明の第一の形態は、陽極ワイヤが突出しているコンデンサ素子と、前記陽極ワイヤと接続される陽極リードフレームと、前記コンデンサ素子と接続される陰極リードフレームと、前記コンデンサ素子を被覆する外装樹脂を有する固体電解コンデンサにおいて、前記陽極リードフレームは、前記外装樹脂から露出する陽極端子部と、該陽極端子部から前記陽極ワイヤに向かって立ち上がる立ち上がり部と、前記立ち上がり部の上端面水平方向における両端面を除く一部から構成され前記陽極ワイヤが載置される折曲部を有し、前記立ち上がり部と前記折曲部との境界には、複数の突部がもうけられていることを特徴とする。前記折曲部を挟む前記立ち上がり部間の距離は、前記陽極ワイヤの端面の水平方向の幅に略等しいことが好ましい。

本発明の第二の形態は上記第一の形態に加え、前記陰極リードフレームは、前記外装樹脂から露出する陰極端子部と、該陰極端子部と段部を介して繋がり前記陰極端子部より上方に位置し前記コンデンサ素子が載置される接続部とを有しており、前記接続部の前記陽極リードフレームと対向する端面の両端部から前記コンデンサ素子の側面に沿って延在する側面部を有していることを特徴とする。

本発明の第一の形態の構成により、陽極ワイヤは陽極リードフレームの立ち上がり部と折曲部の両方と接触しているので、接触面積が増大することにより陽極リードフレームと陽極ワイヤの接続がより強固になり、固体電解コンデンサのＥＳＲを低減させることができる。さらに本発明の構成とすることにより、陽極リードフレームと陰極リードフレームとで異形材を用いる必要がないので、材料費等のコストの削減が実現できるとともに、製造工程も簡易化される。一般に工程数が多いほど歩留まりが悪くなるので、本発明の構成は歩留まりの向上にも寄与する。

本発明の第二の形態の構成とすることにより、コンデンサ素子と陰極リードフレームとの接触面積が増大し、接続が確実かつ強固なものになるとともに、固体電解コンデンサの低ＥＳＲ化に寄与することができる。

本発明の実施形態について、以下に図を用いて説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１の固体電解コンデンサの斜視図であり、図２は実施形態１の固体電解コンデンサを陽極ワイヤ２１からコンデンサ素子１に連なる方向からみたときの正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。該固体電解コンデンサは、陽極ワイヤ２１が突出したコンデンサ素子１と、陽極リードフレーム６と、陰極リードフレーム７とを具え、外装樹脂８で被覆されている。ここでコンデンサ素子１は、図５に記載のような構成をしている。すなわち、陽極ワイヤ２１が植立された陽極体２２を有し、該陽極ワイヤ２１と陽極体２２で陽極部２を形成している。陽極体２２の周面には誘電体皮膜層３、固体電解質層４、陰極引出層５が順次形成されている。陰極引出層５は、導電性カーボン層５１と、銀ペースト層５２から成っている。

陽極リードフレーム６１は、外装樹脂８から露出し端子を構成する陽極端子部６１と立ち上がり部６２と、折曲部６３とからなり、立ち上がり部６２は陽極端子部６１から繋がっており、折曲部６３は立ち上がり部６２の上端面長手方向における両端を除く一部から形成されている。立ち上がり部６２と折曲部６３の境界には複数の突部が形成されている。陽極ワイヤ２１は、立ち上がり部６２間を通り折曲部６３上に載置されている。従って陽極ワイヤ２１は陽極リードフレーム６と、立ち上がり部６２と折曲部６３の２つの部位で接触している。陽極ワイヤ２１と陽極リードフレーム６との接触箇所が増えることにより接触面積が増大し、固体電解コンデンサのＥＳＲが低減する。また、立ち上がり部６２間の距離Ｌは、陽極ワイヤ２１の端面における水平方向の幅ｌに略等しいことが好ましい。このような構成とすることで陽極ワイヤ２１と立ち上がり部６２との接触箇所を増やすことができるので、接続強度の強化や、固体電解コンデンサの低ＥＳＲ化に寄与する。

また、陰極リードフレーム７は外装樹脂８から露出し端子を形成する陰極端子部７１と、陰極端子部７１に連なり陰極端子部７１よりも上方に位置する接続部７２と、該接続部７２の陽極リードフレーム６に対向する面の両端からコンデンサ素子１の側面に沿って延在している側面部７３とからなっている。このような構成とすることで、コンデンサ素子１と陰極リードフレーム７は、接続部７２と側面部７３との２つの部位で接触している。従ってコンデンサ素子１と陰極リードフレーム７との接触面積が増大し、固体電解コンデンサのＥＳＲ低減効果が得られる。

ここで、２つの側面部７３間の距離Ｍは、コンデンサ素子１の陽極ワイヤ２１の突出方向に略垂直な対向面間の距離ｍに略等しくなっていることが好ましい。このような構成とすることでコンデンサ素子１を陰極リードフレーム７上に載置する際、位置ずれがなくなり、より確実にコンデンサ素子１と陰極リードフレーム７を接続することができる。

次に、本発明の実施形態１に係る固体電解コンデンサの製造方法について説明する。本発明のコンデンサ素子１については従来周知の方法で形成することができる。

本発明の実施形態１に用いるリードフレームは、はしご状に長いフレームを打ち抜き加工して図６の展開図に示すような陽極リードフレーム６及び陰極リードフレーム７を形成し、これを図７に示すように組み立てることによって得られる。ここで、陽極リードフレーム６と陰極リードフレーム７の構成について別々に説明するが、実際には、一度の打ち抜き加工により、同時に形成される。図６の陽極リードフレーム６は、陽極リードフレーム６と陰極リードフレーム７が連なる方向に陰極リードフレーム７側に向かって、陽極端子部６１、立ち上がり部６２を順次形成する。陽極リードフレーム６と陰極リードフレーム７が連なる方向に略垂直な方向における立ち上がり部６２の両端を除く一部の箇所に、陰極リードフレーム７に近い側から陽極端子部６１側に向かって折曲部６３を形成する。折曲部６３は、立ち上がり部６２の陰極リードフレーム７に対向する面から、陽極端子６１方向に向かって、複数の突部を形成するように切り込みを入れて形成する。ここで折曲部６３を挟む立ち上がり部６２間の距離Ｌは、陽極ワイヤ２１の端面における水平方向の幅（図１のｌ）に略等しくなるように形成される。

陰極リードフレーム７には、陽極リードフレーム６側に向かって陰極端子部７１、接続部７２を形成する。陰極端子部７１と接続部７２の間には段部７５を有しており、陰極端子部７１と接続部７２が連なる方向に略垂直な方向における接続部７２の両端からは、側面部７３が延出するように陰極リードフレーム７を形成する。また、接続部７２と陰極端子部７１が連なる方向と略垂直方向における接続部７２の幅Ｍは、コンデンサ素子１の陽極ワイヤ２１が突出する方向に垂直な面における対向する面間の距離（図１のｍ）に略等しくなるように形成する。

上記のような形状に形成されたリードフレームを、図７の斜視図が示すように組み立てる。この際、陽極端子部６１と立ち上がり部６２の境界、折曲部６３の折り曲げ箇所の支点部分、陰極端子７１と段部形成のための折り曲げ箇所の支点部分、段部と接続部７２との境界、接続部７２と側面部７３との境界には、切り込み線が設けられていてもよい。切り込み線があると、切り込み線を支点に折り曲げることにより簡単に組み立てることが可能である。この組み立ては、陽極リードフレーム６の組み立てと陰極リードフレーム７の組み立てと個々に行ってもよいが、生産効率の面から同時に行われることが好ましい。組み立ての順序としては特定されるべきではなく、例えば陽極リードフレーム６を例に挙げると、立ち上がり部６２から折り曲げ加工して折曲部６３を形成してから、立ち上がり部６２を陽極端子部６１から立ち上げてもよいし、その逆であってもよい。

また実施形態１において、図７に示すリードフレームに代えて図８に示すリードフレームを用いてもよい。図８の示すリードフレームは、陰極リードフレーム７の側面部７３に、側面部７３の上端面から鉛直方向に切り欠き部７４が設けられていること以外は、図７のリードフレームと同様にして形成される。該切り欠き部７４が設けられることにより、側面部７３が２つに分離される。これにより、陰極リードフレーム７とコンデンサ素子１との接触箇所がさらに増え、接触面積が増大するので、固体電解コンデンサのＥＳＲの低減効果が得られる。

次に、組み立てられたリードフレーム上にコンデンサ素子１を載置し、コンデンサ素子１とリードフレームを接続する。陰極リードフレーム７の接続部７２の陽極リードフレーム６と対向する面における水平方向の幅は、コンデンサ素子１の陽極ワイヤ２１の突出方向に対して垂直方向の対向面間の距離に略等しくなっており、該対向面が、側面部７３と接するようにコンデンサ素子１を載置する。このとき、陽極ワイヤ２１は陽極リードフレーム６の立ち上がり部６２間を通り、折曲部６３上に載置される。陰極リードフレーム７とコンデンサ素子１の陰極引出層５２との接続方法は、従来公知の技術を用いることができ、例えば導電性ペースト等を用いて接続することができる。

陽極ワイヤ２１と陽極リードフレーム６との接続方法としては、導電性ペーストを用いる方法や、抵抗溶接、レーザー溶接等が考えられるが、少なくとも導電性ペーストを用いた接続は行う。導電性ペーストは、陽極ワイヤ２１と立ち上がり部６２の接続に用いるが、このとき導電性ペーストは立ち上がり部６２の突部間に流れ込み、これによって陽極ワイヤ２１と立ち上がり部６２との接続が確実かつ強固なものになる。またこの際、導電性ペーストは立ち上がり部６２に沿って折曲部６３に向かって流れる。そして折曲部６３上に載置されている陽極ワイヤ２１と折曲部６３を接続することができる。このように導電性ペーストを用いることで、陽極ワイヤ２１と立ち上がり部６２、陽極ワイヤ２１と折曲部６３の２つの部位での接続を行うことができるので、陽極ワイヤ２１と陽極リードフレーム６との接触箇所が従来に比べ大幅に増え、より確実かつ強固に陽極ワイヤ２１と陽極リードフレーム６とを接続することが可能である。また、これにより固体電解コンデンサのＥＳＲが低減するという効果を得ることができる。

陽極ワイヤ２１と陽極リードフレーム６との接続方法は、導電性ペーストを用いたものだけでもよいが、抵抗溶接やレーザー溶接等を併用することが好ましい。接続方法を併用することで、陽極ワイヤ２１と陽極リードフレーム６との接触箇所を多く設けることができ、接触面積が増大するので、固体電解コンデンサのＥＳＲをさらに低下することができる。

上述のようにしてコンデンサ素子１とリードフレームを接続したのち、コンデンサ素子１とリードフレームを外装樹脂８で被覆する。このとき、陽極端子部６１と陰極端子部７１の下端面は、外装樹脂から露出するようにする。具体的には、陰極端子７１の水平面上側と外装樹脂８の下端面が同一平面を形成するように金型等を用いてモールドする。

その後エージング等従来公知の技術による処理を行い、固体電解コンデンサを作製する。
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２の固体電解コンデンサの斜視図であり、図４はその正面図（ａ）および側面図（ｂ）である。また図９は、本発明の実施形態２に用いるリードフレームの斜視図である。実施形態２の固体電解コンデンサは、陽極ワイヤ２１が突出しているコンデンサ素子１を２つと、陽極リードフレーム６と陰極リードフレーム７とを具えている。陽極リードフレーム６は、陽極端子部６１と、陽極端子部６１から繋がる立ち上がり部６２と、該立ち上がり部６２の一部からなり陽極リードフレーム６と陰極リードフレーム７が連なる方向の陽極リードフレーム６側に折曲されている折曲部６３を有している。鉛直方向における立ち上がり部６２の折曲部６３との境界には、複数の突部が形成されている。また、折曲部６３を挟む立ち上がり部６２間の距離Ｌ’は、陽極ワイヤ２１の端面水平方向の幅ｌ’に略等しいことが好ましい。陽極ワイヤ２１は、立ち上がり部６２間を通り突部で接触し、折曲部６３上に載置されている。従って陽極ワイヤ２１は、立ち上がり部６２と折曲部６３とで接触している。このように本発明は、陽極ワイヤ２１と陽極リードフレーム６との接触箇所を多く設けることができ、接触面積が増大する。従って固体電解コンデンサのＥＳＲが低減する。また、前述のように折曲部６３を挟む立ち上がり部６２間の距離Ｌ’が陽極ワイヤ２１の端面水平方向の幅ｌ’と略等しいことにより、立ち上がり部６２と陽極ワイヤ２１との接触箇所が増大する。このことにより、陽極ワイヤ２１と陽極リードフレーム６との接触面積が増大し、接続が強固となり、また固体電解コンデンサの低ＥＳＲ化にも寄与する。

陰極リードフレーム７は、陰極端子部７１と、陰極端子部７１と段部を解して繋がりコンデンサ素子１が載置される接続部７２と、接続部７２の陽極リードフレーム６との対向面の両端からコンデンサ素子１の側面に沿って延在する側面部７３を有している。接続部７２と陰極端子部７１が連なる方向に垂直な方向における接続部７２の幅Ｍ’は、２つのコンデンサ素子１について、平行で最も離れた２つの面間の距離ｍ’に略等しくなっていることが好ましい。従って、コンデンサ素子１と陰極リードフレーム７は、陰極リードフレーム７の接続部７２および側面部７３と接続されている。このような構成により、コンデンサ素子１と陰極リードフレーム７との接触箇所が増えて接触面積が増大し、固体電解コンデンサのＥＳＲを低減することができる。また、接続部７２と陰極端子部７１が連なる方向に垂直な方向における接続部７２の幅Ｍ’が２つのコンデンサ素子１の平行且つ最も離れた２つの面間の距離ｍ’に略等しいことにより、コンデンサ素子１を陰極リードフレーム７上に載置する際、コンデンサ素子１の位置ずれの発生を防ぐことができる。したがってより確実にコンデンサ素子１と陰極リードフレーム７を接続することができる。
上記実施形態は、本発明を説明するためのものに過ぎず、特許請求の範囲に記載の発明を限定する様に解すべきでない。本発明は、特許請求の範囲内及び均等の意味の範囲内で自由に変更することができる。例えば、実施形態２では、２つのコンデンサ素子を例に挙げたが、複数のコンデンサ素子を有していれば特に限定されるべきではない。

本発明の実施形態１の固体電解コンデンサの斜視図である。 図１の固体電解コンデンサの正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。 本発明の実施形態２の固体電解コンデンサの斜視図である。 図３の固体電解コンデンサの正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。 本発明のコンデンサ素子の断面図である。 本発明の実施形態１に用いるリードフレームの展開図である。 本発明の実施形態１に用いるリードフレームの斜視図である。 本発明の実施形態１の固体電解コンデンサに用いられる別のリードフレームの斜視図である。 本発明の実施形態２の固体電解コンデンサに用いられるリードフレームの斜視図である。 従来の固体電解コンデンサの断面図である。 従来の別の形態の固体電解コンデンサの断面図である。

符号の説明

１ コンデンサ素子
２ 陽極部
３ 誘電体皮膜層
４ 固体電解質層
５ 陰極引出層
６ 陽極リードフレーム
７ 陰極リードフレーム
８ 外装樹脂
９ 導電性部材

Claims (3)

1. 陽極ワイヤが突出し、周面に陰極引出層が形成されているコンデンサ素子と、前記陽極ワイヤと接続される陽極リードフレームと、前記陰極引出層と接続される陰極リードフレームと、前記コンデンサ素子を被覆する外装樹脂を有する固体電解コンデンサにおいて、
   前記陽極リードフレームは、陽極端子部と、立ち上がり部と、折曲部とを有し、
   前記陽極端子部は、前記外装樹脂から露出する部分を有し、
   前記立ち上がり部は、前記陽極端子部から前記陽極ワイヤに向かって立ち上がる第１立ち上がり部を有すると共に、前記陽極ワイヤを挟む第２立ち上がり部と第３立ち上がり部とを有し、
   前記折曲部は、前記第２立ち上がり部と前記第３立ち上がり部と間の位置において前記第１立ち上がり部につながり、前記陽極ワイヤの突出方向に沿って前記コンデンサ素子から遠ざかる向きに延び、
   前記第２立ち上がり部及び前記第３立ち上がり部は、前記陽極ワイヤと接触する側の面に複数の突部を有し、
   前記陽極ワイヤは、前記複数の突部及び前記折曲部に接触していることを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 前記陽極ワイヤと前記陽極リードフレームとが接触する部分の周囲には導電性ペーストが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 陽極ワイヤを突出し、周面に陰極引出層が形成されたコンデンサ素子を形成する工程と、
   陽極端子部と、立ち上がり部と、折曲部と有する陽極リードフレームを形成する工程と、
   前記陽極ワイヤを前記陽極リードフレームに接続する工程と、
   前記陰極引出層を陰極リードフレームに接続する工程と、
   前記コンデンサ素子を外装樹脂により被覆する工程と、を有する固体電解コンデンサの製造方法において、
   前記陽極リードフレームを形成する工程は、
   前記陽極端子部となる部分と、前記立ち上がり部となる部分と、前記折曲部となる部分と、が連なった形状をフレームから打ち抜く工程と、
   前記陽極端子部となる部分と前記立ち上がり部となる部分とが連なる方向に沿って少なくとも２つの切り込みを前記立ち上がり部となる部分と前記折曲部となる部分との境界に形成することにより、該２つの切り込みの間に折曲部と、前記折曲部を挟む前記立ち上がり部の一部である第２立ち上がり部及び第３立ち上がり部と、前記陽極端子部と前記第２立ち上がり部及び前記第３立ち上がり部との間に前記立ち上がり部の一部である第１立ち上がり部とを形成すると共に、前記切り込みにより、前記折曲部と前記第２立ち上がり部との境界及び前記折曲部と前記第３立ち上がり部との境界に、複数の突部を形成する工程と、
   前記陽極端子部と前記第１立ち上がり部との境界において前記陽極端子部に対して前記第１立ち上がり部が垂直となる曲げ加工をし、前記第１立ち上がり部と前記折曲部との境界において前記第１立ち上がり部に対して前記折曲部が垂直となる曲げ加工をする工程と、を含み、
   前記陽極ワイヤを前記陽極リードフレームに接続する工程は、前記陽極ワイヤを、前記第２立ち上がり部及び前記第３立ち上がり部の前記複数の突部と前記折曲部とに接触させる工程を含むことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。

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