JP5320391B2 - 電気化学デバイスおよびその実装構造 - Google Patents
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Description
例えば、前記に該当する電気二重層キャパシタは、正極側電極と負極側電極とをセパレータを介して順次積層して構成された蓄電素子と、蓄電素子の正極側電極に電気的に接続された正極端子の一方の端部側と、蓄電素子の負極側電極に電気的に接続された負極端子の一方の端部側と、電解液とを、パッケージに封入すると共に、正極端子の他方の端部側と負極端子の他方の端部側とをパッケージから導出した構造を備えている。前記パッケージには、例えばプラスチック製の保護層と金属製のバリア層とプラスチック製のヒートシール層を順に有するラミネートフィルムが用いられており、該パッケージは、例えば所定サイズの1枚の矩形フィルムを折り曲げて重ね合わせてからその3辺(ヒートシール層が重なり合った部分)をヒートシールして封止することにより形成されている。
先に例示した電気二重層キャパシタを含む電気化学デバイスの近年における小型化に伴い、該電気化学デバイスを一般の電子部品と同様に鉛フリー半田を使用した高温のリフロー半田付けによって基板等に実装できるようにすることが要望されている。換言すれば、鉛フリー半田を使用した高温のリフロー半田付けに対応可能な電気化学デバイスの要求が高まっている。
しかし、従前の電気化学デバイスは鉛フリー半田を使用した高温のリフロー半田付けに対応するものではないため、該電気化学デバイスを一般の電子部品と同様に鉛フリー半田を使用した高温のリフロー半田付けによって基板等に実装できるようにする要望に答えることができない。
即ち、鉛フリー半田を使用したリフロー半田付けに用いられるリフロー炉の炉内温度は最大で例えば250℃前後に達する。このため、従前の電気化学デバイスをリフロー炉に投入してリフロー半田付けを行うと、該リフロー炉の炉内雰囲気に直接晒されるパッケージを通じてその内側に熱が流入する。そして、この熱によってパッケージ内の蓄電素子が熱劣化して電気化学デバイスそれ自体の電気特性が著しく低下する等の不具合を生じ得る。
特許文献1には電気化学デバイスをケース内に収納した構造が開示されているが、該ケースはパッケージへの熱伝導を積極的に抑制するものではないため前記同様の不具合を生じ得る。
この電気化学デバイスおよびその実装構造によれば、パッケージ全体を覆う熱伝導抑制手段によってリフロー半田付け時におけるパッケージへの熱伝導を抑制して、パッケージを通じてその内側に流入する熱量を低減できる。このため、パッケージ内に流入した熱によって蓄電素子が熱劣化して電気化学デバイスそれ自体の電気特性が著しく低下する等の不具合を確実に回避することができる。これにより、電気化学デバイスを一般の電子部品と同様に鉛フリー半田を使用したリフロー半田付けによって基板等に実装できるようにする要望に確実に答えることができる。
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
図2は図1のa1−a1線に沿う縦断面図である。
図3は図1のa2−a2線に沿う縦断面図である。
図4は図2のA部の詳細図である。
図5は図1〜図4に示した電気二重層キャパシタを回路基板に実装して成る実装構造を示す図である。
図6は電気二重層キャパシタに関する第2参考形態を示す、電気二重層キャパシタの上面図である。
図7は図6のb1−b1線に沿う縦断面図である。
図8は図6のb2−b2線に沿う縦断面図である。
図9は図6〜図8に示した電気二重層キャパシタを回路基板に実装して成る実装構造を
示す図である。
図10は電気二重層キャパシタに関する第3参考形態を示す、電気二重層キャパシタの上面図である。
図11は図10のc1−c1線に沿う縦断面図である。
図12は図10のc2−c2線に沿う縦断面図である。
図13は図10〜図12に示した電気二重層キャパシタを回路基板に実装して成る実装構造を示す図である。
図14は電気二重層キャパシタに関する第4参考形態を示す、電気二重層キャパシタの上面図である。
図15は図14のd1−d1線に沿う縦断面図である。
図16は図14のd2−d2線に沿う縦断面図である。
図17は図14〜図16に示した電気二重層キャパシタを回路基板に実装して成る実装構造を示す図である。
図18は本発明を電気二重層キャパシタに適用した第5実施形態を示す、電気二重層キャパシタの上面図である。
図19は図18のe1−e1線に沿う縦断面図である。
図20は図18のe2−e2線に沿う縦断面図である。
図21は図18〜図20に示した電気二重層キャパシタを回路基板に実装して成る実装構造を示す図である。
11 蓄電素子
12 正極端子
13 負極端子
14 パッケージ
15 電解液
16 断熱材層
17 カバーシート
17b エア抜き孔
18 変形抑制材
19 カバーシート
20 エア層
SU 回路基板
LA ランド
SO 半田
図1〜図5は電気二重層キャパシタに関する第1参考形態を示す。図1は電気二重層キャパシタの上面図、図2は図1のa1−a1線に沿う縦断面図、図3は図1のa2−a2線に沿う縦断面図、図4は図2のA部の詳細図、図5は図1〜図4に示した電気二重層キャパシタを回路基板に実装して成る実装構造を示す図である。
本第1参考形態の電気二重層キャパシタ10−1は、蓄電素子11と、1対の端子(正極端子12及び負極端子13)と、パッケージ14と、電解液15と、断熱材層16と
を備えている。
蓄電素子11は、正極側電極(符号無し)と負極側電極(符号無し)とをセパレータ11eを介して交互に積層して構成されている。正極側電極は、正極用分極性電極11aと正極用分極性電極11aに重ねられた正極用集電体11bとから成る。また、負極側電極(符号無し)は、負極用分極性電極11cと負極用分極性電極11cに重ねられた負極用集電体11dとから成る。また、各正極用集電体11bの端にはそれぞれ接続片11b1(図示省略)が設けられている。同様に、各負極用集電体11dの端にはそれぞれ接続片11d1が設けられている。
図2には図示の便宜上、正極側電極と負極側電極とセパレータ11eとから成るユニットを実質的に3つ重ねて構成したものを示してあるが、構成するユニットの数は4つ以上、或いは、1つであっても良い。また、蓄電素子11の最上層及び最下層にはそれぞれ集電体11b,11dが配置したものを示してあるが、製造プロセス等の関係から最上層及び最下層の外側に分極性電極やセパレータが付加されても良い。
正極端子12と負極端子13は、アルミニウム等の金属から短冊状に形成されている。正極端子12はその一方の端部が蓄電素子11の接続片11b1に電気的に接続されている。また、負極端子13はその一方の端部が蓄電素子11の接続片11b1に電気的に接続されている。
パッケージ14は、少なくとも片面にヒートシール層をするフィルムから形成されている。図2から分かるように、蓄電素子11と正極端子12の一方の端部側と負極端子13の一方の端部側と電解液15とがパッケージ14に封入されており、正極端子12の他方の端部側と負極端子13の他方の端部側とがパッケージ14から導出されている。電解液15の封入に関しては、パッケージ14を形成する前に蓄電素子11に電解液15を予め含浸させる方法の他、パッケージ14を形成した後に、パッケージ14に予め形成した孔を通じてその内側に電解液15を充填してから該孔を塞ぐ方法等が採用できる。
このパッケージ14を形成するためのフィルムには、図4に示すラミネートフィルム、例えばナイロン等のプラスチックから成る保護層L1と、アルミニウム等の金属またはAl2O3等の金属酸化物から成るバリア層L2と、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックから成る絶縁層L3と、ポリプロピレン等のプラスチックから成るヒートシール層L4を順に有するラミネートフィルム、等が好ましく使用できる。このラミネートフィルムにおけるバリア層L2は、パッケージ14からの電解液15の漏出を防止したり、パッケージ14への水分の浸入を防止したりする等の役目を果たす。また、絶縁層L3は、ヒートシールによってヒートシール層L4が溶融した場合でもバリア層L2が蓄電素子11に接触することを防止する役目を果たす。因みに、パッケージ14を形成するためのフィルムには、図4に示すラミネートフィルムから保護層L1とバリア層L2と絶縁層L3の少なくとも1層を除外したラミネートフィルム及び非ラミネートフィルムを用いることも可能である。
また、パッケージ14をラミネートフィルム及び非ラミネートフィルムから形成する方法には、例えば(E11)所定サイズの1枚の矩形フィルムを折り曲げて重ね合わせてからその3辺(ヒートシール層が重なり合った部分)をヒートシールして封止する方法(図1及び図1のヒートシール部14a参照)、(E12)所定サイズの2枚の矩形フィルムを重ね合わせてからその4辺(ヒートシール層が重なり合った部分)をヒートシールして封止する方法、等が好ましく採用できる。
断熱材層16は、パッケージ14の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、且つ、リフロー半田付け時にリフロー炉の炉内雰囲気に直接晒されて所定温度(例えば250℃前後)に加熱されても変質等を生じない耐熱性を有する材料から形成されている。図2から分かるように、断熱材層16はパッケージ14の全体と正極端子12及び負極端子13の導出部分の基端部とを覆っており、正極端子12及び負極端子13の先端部は断熱材層16から外部に突出している。
この断熱材層16を形成する材料には、例えば(E21)シリカエアロジェルやバイコールグラスやフュームドシリカ等のポーラスガラス、(E22)陽極酸化型や粉末セメントペースト等のポーラスアルミナ、(E23)グラファイトフォーム、(E24)ポーラスフッ素系樹脂や発泡ポリイミド等のポーラスプラスチック、等が好ましく使用できる。これら材料は基本的には多数の空孔が連通状態で内在する多孔質材であるが、先に述べた断熱性と耐熱性を有するものであれば多数の空孔が非連通状態で内在する多孔質材を用いることも可能である。
また、断熱材層16をパッケージ14の全体と正極端子12及び負極端子13の導出部分の基端部とを覆うように形成する方法には、例えば(E31)直方体形状のキャビティを有するモールド(図示省略)を用い、キャビティ内に正極端子12及び負極端子13の導出部分の先端部が突出するようにパッケージ14を挿入した後、キャビティ内に流動性材料を投入してこれを硬化させ、硬化後にモールドから取り出す方法を好ましく採用することができる。また、(E32)予めシート材状に加工されたものを用いて、シート材状物をパッケージ14の表面に巻き付けた後、巻き付け端を粘着材等によって接合する方法や、(E33)予めシート材状に加工されたものを用いて、シート材状物をパッケージ14の表面に巻き付けて粘着材を介して貼り付ける方法、等が好ましく採用できる。
ところで、断熱材層16の厚さは、電気二重層キャパシタ10のサイズを増加させないためにも、換言すれば一般の電子部品と同じように回路基板等に実装できるようなサイズに止めるためにも極力薄くしたほうが好ましい。以下に、断熱材層16の厚さtについて具体例を挙げて説明する。
ここでの電気二重層キャパシタは、蓄電素子が内装されているパッケージ内空間がラミネートフィルムと接する面が、例えば、長さ30mm×幅17mm×2面であり、ラミネートフィルムの厚さが0.3mmである。また、パッケージ14から導出される2つの端子は、例えば、それぞれ厚さ0.3mm×幅5.0mmで、長さが5.0mmである。以下の計算では、パッケージ14の内外で260℃の温度差が生じた状態を仮定している。
まず、断熱材16を有しない従前の電気二重層キャパシタを、鉛フリー半田を使用したリフロー半田付けによって回路基板等に実装するときに、例えばパッケージを通じて該パッケージ内に流入する熱量が266Wで、正極端子及び負極端子を通じてパッケージ内に流入する熱量が38Wであると仮定する。これに対して、電気二重層キャパシタ10−1において断熱材層16によって前者の流入する熱量を後者の流入する熱量と同程度になるように低減させることを考える。
電気二重層キャパシタ10−1の断熱材層16の熱伝導率をκp(W/m・K)とし体積空孔率をpとし、また、一般的な非多孔質の断熱材料の熱伝導率をκb(W/m・K)とすると、κp<κb・(1−p)の式が成り立つ。
同式を踏まえて熱量低減を成り立たせるには、κb・(1−p)/t<4.78×10−3(W/m2K)の関係式が必要条件となる。この関係式におけるtは断熱材層16の厚さであり、一般的な非多孔質の断熱材料の熱伝導率を示すκbは0.1程度である。また、この関係式における4.78×10−3の数値は、パッケージを通じて該パッケージ内に流入する熱量(266W)と正極端子及び負極端子を通じてパッケージ内に流入する熱量(38W)との関係から算出された数値である。
従って、例えば電気二重層キャパシタ10−1のサイズを断熱材層16の存在によって増加させずに前記流入する熱量を低減するために、断熱材層16の厚さを例えば0.1mmとするには、体積空孔率pが0.859よりも大きなものを断熱材層16として用いれば良いことになる。
次に、電気二重層キャパシタ10−1を、鉛フリー半田を使用した高温のリフロー半田付けによって回路基板SUに実装する方法例について説明する。
電気二重層キャパシタ10−1を回路基板SUに実装するに際しては、図5に示すように、断熱材層16から突出する正極端子12及び負極端子13の先端部を各々に対応した回路基板SUのランドLAそれぞれに半田ペースト(SO)を介して配置すると共に断熱材層16を回路基板SUに配置する。
図5には、断熱材層16を回路基板SUに配置した状態で正極端子12及び負極端子13の先端部の下面高さが各ランドLAの上面高さにほぼ一致するものを示してあるが、両者の高さが食い違う場合には正極端子12及び負極端子13の先端部を配置前に適宜折り曲げて高さ調整を行っておく。
そして、電気二重層キャパシタ10−1が配置された回路基板SUをリフロー炉に投入する。半田付け箇所(正極端子12及び負極端子13の先端部)はリフロー炉を通過する過程でリフロー炉の炉内雰囲気に直接晒されて所定温度(例えば250℃前後)に加熱され、正極端子12及び負極端子13の先端部が半田SOを介して各ランドLAに接続される。
断熱材層16はリフロー炉を通過する過程でリフロー炉の炉内雰囲気に直接晒されて所定温度(例えば250℃前後)に加熱されるが、パッケージ14の全体を覆う断熱材層16の断熱作用によってパッケージ14への熱伝導が抑制され、結果的にパッケージ14を通じてその内側に流入する熱量が低減される。また、断熱材層16は正極端子12及び負極端子13の導出部分の基端部も覆っているので、正極端子12及び負極端子13を通じてパッケージ14内に流入する熱量も多少なり低減される。従って、リフロー半田付け時にパッケージ14内に流入した熱によってパッケージ14内の蓄電素子11が熱劣化して電気二重層キャパシタそれ自体の電気特性が著しく低下する等の不具合を確実に回避することができる。
また、リフロー半田付け時に、図5に示すように絶縁材16の下面を回路基板SUに接触させておけば、絶縁材16の回路基板SUに接触した部分はリフロー炉の炉内雰囲気に直接晒されることがないので、絶縁材16の下面側からパッケージ14に伝導される熱量を効果的に抑制することができる。
以上により、鉛フリー半田を使用した高温のリフロー半田付けに対応できる電気二重層キャパシタ10−1を提供することができ、電気二重層キャパシタ10−1を一般の電子部品と同様に鉛フリー半田を使用した高温のリフロー半田付けによって基板等に実装できるようにする要望に確実に答えることができる。
[第2参考形態]
図6〜図9は電気二重層キャパシタに関する第2参考形態を示す。図6は電気二重層キャパシタの上面図、図7は図6のb1−b1線に沿う縦断面図、図8は図6のb2−b2線に沿う縦断面図、図9は図6〜図8に示した電気二重層キャパシタを回路基板に実装して成る実装構造を示す図である。
本第2参考形態の電気二重層キャパシタ10−2が、第1参考形態の電気二重層キャパシタ10−1と異なるところは、断熱材層16の全体をカバーシート17で覆った点にある。他の構成は第1参考形態の電気二重層キャパシタ10−1と同じであるので同一符号を用いてその説明を省略する。
カバーシート17は、リフロー半田付け時にリフロー炉の炉内雰囲気に直接晒されて所定温度(例えば250℃前後)に加熱されても変質等を生じない耐熱性を有するシート材から形成されている。図7から分かるように、カバーシート17は断熱材層16の全体と正極端子12及び負極端子13の断熱材層16からの突出部分の基端部とを覆っており、正極端子12及び負極端子13の先端部はカバーシート17から外部に突出している。
このカバーシート17を形成するシート材には、例えば(E41)フッ素系樹脂等のプ
ラスチックから成るシート材、(E42)フッ素系樹脂等のプラスチックから成る層と粘
着材から成る粘着層とを順に有するシート材、等が好ましく使用できる。
また、カバーシート17を前記(E41)のシート材から形成する方法には、例えば(E51)所定サイズの2枚の矩形シート材を重ね合わせてからその4辺を粘着材を介して接合する方法(図6及び接合部17a参照)、(E52)所定サイズの1枚の矩形シート材を折り曲げて重ね合わせてからその3辺を粘着材を介して接合する方法、等が好ましく採用できる。また、カバーシート17を前記(E42)のシート材から形成する方法には、例えば(E53)所定サイズの2枚の矩形シート材を重ね合わせて粘着層(粘着材)を介して断熱材層16の表面に貼り付け、その4辺(粘着層が重なり合った部分)を接合する方法(図6及び接合部17a参照)、(E54)所定サイズの1枚の矩形シート材を折り曲げて重ね合わせて粘着層(粘着材)を介して断熱材層16の表面に貼り付け、その3辺(粘着層が重なり合った部分)を接合する方法、等が好ましく採用できる。
カバーシート17は、第1参考形態で述べた断熱材層16の形成方法のうち特に(E32)及び(E33)の形成方法を採用する場合に有利である。即ち、前記(E32)及び(E33)の形成方法のようにシート材状物を使用する場合にはシート材状物の押さえ付けをカバーシート17によって行えるため、前記(E32)の形成方法にあってはシート材状物の巻き付け端を粘着材等によって接合する作業を省くことができ、また、前記(E33)の形成方法にあってはシート材状物をパッケージ14の表面に粘着材を介して貼り付ける作業を省くことができる。
また、カバーシート17を前記(E51)及び(E52)の形成方法によって形成する場合、即ち、カバーシート17が粘着材を介して断熱材層16の表面に貼り付けられていない場合には、カバーシート17と断熱材層16との間に存する隙間が断熱作用を発揮し得るエア層となるため、エア層による断熱作用と断熱材層16による断熱作用を併用してパッケージ14への熱伝導をより効果的に抑制することが可能となる。
さらに、カバーシート17は、その表面に製品番号等の印字が簡単に行える利点を奏する。即ち、断熱材層16として印字に適さない表面凹凸を有するものを使用した場合でも、カバーシート17を用いればカバーシート17に所望の印字を行うことができる。
第2参考形態の電気二重層キャパシタ10−2により得られる他の作用効果は、第1参考形態の電気二重層キャパシタ10−1により得られる作用効果と同じであるのでここでの説明を省略する。
[第3参考形態]
図10〜図13は電気二重層キャパシタに関する第3参考形態を示す。図10は電気二重層キャパシタの上面図、図11は図10のc1−c1線に沿う縦断面図、図12は図10のc2−c2線に沿う縦断面図、図13は図10〜図12に示した電気二重層キャパシタを回路基板に実装して成る実装構造を示す図である。
本第3参考形態の電気二重層キャパシタ10−3が、第2参考形態の電気二重層キャパシタ10−2と異なるところは、カバーシート10にエア抜き孔17bを形成した点にある。他の構成は第2参考形態の電気二重層キャパシタ10−2と同じであるので同一符号を用いてその説明を省略する。
エア抜き孔17bは、カバーシート17の外側と内側とを連通させるためのものである。図面には、円形を成す2つのエア抜き孔17bをカバーシート17の上面のほぼ中央に形成したもの示してあるが、エア抜き孔17bの形状は円形以外の形状でも良く、また、エア抜き孔17bの数は1つ或いは3つ以上であっても良く、さらに、エア抜き孔17bの形成位置はカバーシート17の上面中央から外れた位置や上面以外の位置であっても良い。
エア抜き孔17bは、リフロー半田付け時の熱でカバーシート17内のエアが熱膨張してカバーシート17が膨らんでしまうような場合に効果を発揮する。即ち、リフロー半田付け時にカバーシート17が膨らんでしまうと、膨らみによって電気二重層キャパシタ10−3に位置ズレを生じたり、正極端子12及び負極端子13の先端部がランドLAから浮き上がってしまう等の不具合を生じ得るが、エア抜き孔17bが形成されていればエア抜き孔17bからのエア排出によって膨らみを回避して、不具合の発生を防止することができる。また、冷却時にカバーシート17内のエアが収縮して該カバーシート17が変形することを防止できる。
第3参考形態の電気二重層キャパシタ10−3により得られる他の作用効果は、第2参考形態の電気二重層キャパシタ10−2により得られる作用効果と同じであるのでここでの説明を省略する。
[第4参考形態]
図14〜図17は電気二重層キャパシタに関する第4参考形態を示す。図14は電気二重層キャパシタの上面図、図15は図14のd1−d1線に沿う縦断面図、図16は図14のd2−d2線に沿う縦断面図、図17は図14〜図16に示した電気二重層キャパシタを回路基板に実装して成る実装構造を示す図である。
本第4参考形態の電気二重層キャパシタ10−2が、第3参考形態の電気二重層キャパシタ10−3と異なるところは、断熱材層16とパッケージ14との間に断熱材層16に被覆されるように変形抑制材18を介装した点にある。他の構成は第3参考形態の電気二重層キャパシタ10−3と同じであるので同一符号を用いてその説明を省略する。
変形抑制材18は、パッケージ14よりも高い剛性の材料から形成されている。図15から分かるように、変形抑制材18はパッケージ14の全体と正極端子12及び負極端子13の導出部分の基端部とを覆っており、変形抑制材18はパッケージ14の表面と正極端子12及び負極端子13の導出部分の基端部の表面に密着している。
この変形抑制材18を形成する材料には、例えば(E61)アルミナ等のセラミックス、(E62)表面を絶縁処理した金属、特に合金や焼入れされたアルミニウム等の金属、(E63)エポキシ樹脂やアラミド樹脂やポリイミド樹脂等のプラスチック、(E64)これらのプラスチックに硬いフィラーを混合したもの、等が好ましく使用できる。勿論、先に述べた剛性を有するものであれば、これら以外の材料を用いることも可能である。
また、変形抑制材18をパッケージ14の全体と正極端子12及び負極端子13の導出部分の基端部とを覆うように形成する方法には、例えば(E71)直方体形状のキャビティを有するモールド(図示省略)を用い、キャビティ内に正極端子12及び負極端子13の導出部分の先端部が突出するようにパッケージ14を挿入した後、キャビティ内に流動性材料を投入してこれを硬化させ、硬化後にモールドから取り出す方法、(E72)パッケージ14の外形に合致した凹部を内面に有するように予め形成された2分割のブロックをパッケージ14を間に挟んで互いを結合させる方法、等が好ましく採用できる。
変形抑制材18は、リフロー半田付け時の熱がカバーシート17,断熱材層16及び変形抑制材18を通じてパッケージ14に伝導した場合に、パッケージ14の熱膨張及び変形を抑止する効果を発揮する。即ち、リフロー半田付け時の熱がパッケージ14に伝導したときに、パッケージ14に生じる熱膨張及び変形を原因として電解液15が漏出したり、パッケージ14が破損したりする等の不具合を生じ得る場合でも、熱膨張及び変形を変形抑制材18によって抑止して不具合を確実に防止することができる。
第4参考形態の電気二重層キャパシタ10−4により得られる他の作用効果は、第3参考形態の電気二重層キャパシタ10−3により得られる作用効果と同じであるのでここでの説明を省略する。
[第5実施形態]
図18〜図21は本発明を電気二重層キャパシタに適用した第5実施形態を示す。図18は電気二重層キャパシタの上面図、図19は図18のe1−e1線に沿う縦断面図、図20は図18のe2−e2線に沿う縦断面図、図20は図18〜図20に示した電気二重層キャパシタを回路基板に実装して成る実装構造を示す図である。
本第5実施形態の電気二重層キャパシタ10−5が、第1参考形態の電気二重層キャパシタ10−1と異なるところは、断熱材層16を排除した点と、パッケージ14の全体をカバーシート19で覆ってカバーシート19とパッケージ14との間にエア層20を設けた点にある。他の構成は第1参考形態の電気二重層キャパシタ10−1と同じであるので同一符号を用いてその説明を省略する。
カバーシート19は、リフロー半田付け時にリフロー炉の炉内雰囲気に直接晒されて所定温度(例えば250℃前後)に加熱されても変質等を生じない耐熱性を有するシート材から形成されている。図19から分かるように、カバーシート19はパッケージ14の全体と正極端子12及び負極端子13の導出部分の基端部とを覆っており、カバーシート19とパッケージ14との間にはエア層20が介在し、正極端子12及び負極端子13の先端部はカバーシート19から外部に突出している。
このカバーシート19を形成するシート材には、例えば(E81)フッ素系樹脂等のプラスチックから成るシート材、等が好ましく使用できる。
また、カバーシート19を前記(E81)のシート材から形成する方法には、例えば(E91)所定サイズの2枚の矩形シート材を重ね合わせてからその4辺を粘着材を介して接合する方法(図18及び接合部19a参照)、(E92)所定サイズの1枚の矩形シート材を折り曲げて重ね合わせてからその3辺を粘着材を介して接合する方法、等が好ましく採用できる。
エア層20を形成する方法には、例えば(E101)カバーシート19を形成するときにその内側に積極的にエアを入り込ませる方法、(E102)カバーシート19を形成する前にパッケージ14の表面にエア層形成用の棒状スペーサや球状スペーサ等を適当数配置し、棒状スペーサや球状スペーサ等を囲むようにしてカバーシート19を形成する方法、等が好ましく採用できる。
エア層20は、断熱材層16と同様の断熱作用を発揮する。即ち、リフロー半田付け時に、カバーシート19はリフロー炉を通過する過程でリフロー炉の炉内雰囲気に直接晒されて所定温度(例えば250℃前後)に加熱されるが、パッケージ14の全体を覆うエア層20の断熱作用によってパッケージ14への熱伝導が抑制され、結果的にパッケージ14内に流入する熱量が低減される。また、エア層20は正極端子12及び負極端子13の導出部分の基端部も覆っているので、正極端子12及び負極端子13を通じてパッケージ14内に流入する熱量も多少なり低減される。従って、リフロー半田付け時にパッケージ14内に流入した熱によって該パッケージ14内の蓄電素子11が熱劣化して電気二重層キャパシタそれ自体の電気特性が著しく低下する等の不具合を確実に回避することができる。
第5実施形態の電気二重層キャパシタ10−5により得られる他の作用効果は、第1参考形態の電気二重層キャパシタ10−1により得られる作用効果と同じであるのでここでの説明を省略する。
[他の実施形態]
(1)第1〜第4参考形態、第5実施形態では、外部からパッケージ14への熱伝導を抑制する要素(熱伝導抑制手段)として、パッケージ14の全体を覆う断熱材層16(第1〜第4参考形態)と、パッケージ14の全体を覆うエア層20(第5実施形態)を示したが、これらと同様の断熱作用が得られる要素であればこの要素を断熱材層16及びエア層20に代えて用いることも可能である。
(2)第1〜第4参考形態、第5実施形態では、電気二重層キャパシタ10−1〜10−5として積層型と称されるタイプのものを示したが、ボタン型や巻回型と称されるタイプの電気二重層キャパシタに本発明を適用しても同様の作用効果を得ることができる。
(3)第1〜第4参考形態、第5実施形態では、電気二重層キャパシタ10−1〜10−5に本発明を適用したものを例示したが、同様のパッケージを備えた他の電気化学デバイス、例えばリチウムイオンキャパシタやレドックスキャパシタやリチウムイオン電池等であっても本発明を適用して同様の作用効果を得ることができる。
Claims (2)
- 半田付けによって実装して用いる電気化学デバイスであって、パッケージと、該パッケージ内に封入された蓄電素子と、一方の端部が前記蓄電素子に電気的に接続され、他方の端部側が前記パッケージから導出された少なくとも1対の端子と、前記パッケージ全体と前記端子の導出部分の基端部とを被覆し、外部から前記パッケージへの熱伝導を抑制する熱伝導抑制手段と、を備え、前記熱伝導抑制手段は、前記パッケージを被覆するカバーシートと、該カバーシートと前記パッケージとの間に存在するエア層と、を備えることを特徴とする電気化学デバイス。
- 表面にランドが形成された回路基板と、該回路基板上に搭載され、前記端子の導出部分の先端が前記ランドに半田を介して接続された請求項1記載の電気化学デバイスと、を有することを特徴とする電気化学デバイスの実装構造。
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