JP5324351B2 - コンデンサ - Google Patents
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Description
このようなコンデンサ素子は、ケース内に収納されている。特に、乾式のフィルムコンデンサの場合には、図8に示すように、コンデンサ素子が収納されたケース97内には絶縁性樹脂からなる充填材98が充填されている。
図8のようにケース97内に樹脂の充填材98が充填されている場合、大幅な温度変化が生じる環境下で使用すると、充填材98が膨張・収縮することにより、はんだ接合部に応力が集中して、はんだクラックが生じる場合がある。
また、コンデンサに振動が加わった場合にも、はんだクラックが生じる場合がある。
特許文献1の技術では、配線構造の一部に、平編線などのフレキシブル性を有する導線部を使用し、導線部を配線基板にはんだ接合している。
特許文献1によれば、導線部が変形することによって、外力を吸収して、はんだ接合部に作用する応力を低減して、はんだクラックを防止するとされている。
そのため、導線部全体にはんだが浸透し、導線部が固まってしまい、本来のフレキシブル性を喪失してしまうため、はんだクラックを防止することが困難となる
また、前記外部引出電極が、前記電極本体と、前記電極本体から延出する胴部と、前記胴部の両端部から突出すると共に、前記胴部との間で前記導線部の他端部を挟持する一対の引出側腕部とを有することが好ましい(第2の発明)。
したがって、導線部のフレキシブル性を維持することができるため、、コンデンサ素子の周りに充填された樹脂が熱膨張/収縮しても、はんだ接合部に作用する応力を緩和して、はんだクラックの発生を防止することができる。
したがって、導線部のフレキシブル性を維持することができるため、コンデンサ素子の周りに充填された樹脂が熱膨張/収縮しても、はんだ接合部に作用する応力を緩和して、はんだクラックの発生を防止することができる。
また、導線部と端子部材とは、挟持とはんだ接合の両方によって接続されているため、はんだ接合のみで接続する場合に比べて、はんだ接合部の範囲は挟持部分周辺にとどまり、小さくてすむ。したがって、導線部全体にはんだが浸透することがなく、導線部のフレキシブル性を維持することができる。
また、導線部と外部引出電極とは、挟持とはんだ接合の両方によって接続されているため、はんだ接合のみで接続する場合に比べて、はんだ接合部の範囲は挟持部分周辺にとどまり、小さくてすむ。したがって、導線部全体にはんだが浸透することがなく、導線部のフレキシブル性を維持することができる。
図1および図4に示すように、本実施形態のコンデンサ1は、3つのコンデンサ素子2と、3つのコンデンサ素子2が収納される直方体状のケース7と、ケース7内に充填される樹脂材料からなる充填材8と、6つの端子部材4と、6つの平編線(導線部)5と、2つの電極引出バー6とから構成されている。
なお、本実施形態では、コンデンサ素子2の数は3つとしたが、この数に限定されるものではない。
以下のコンデンサ1の説明において、図1中の上下方向を「上下方向」と定義して説明する。
充填材8としては、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性を有する熱硬化性樹脂が用いられる。
図2に示すように、各コンデンサ素子2の両端面には、メタリコン(金属溶射)によってメタリコン電極3がそれぞれ形成されている。
なお、図1および図4において、端子部材4の後述する端子部42にかかるように表示された円は、はんだ接合の範囲を示している。
平編線5は、導電性金属(例えば銅)の線材を複数本、編組することによって形成されており、フレキシブル性(柔軟性)を有する。
平編線5は、平板状に形成されている。具体的には、平編線5としては、線材を帯状に編組したものであっても、線材を中空の筒状に編組して、偏平状にしたものであってもよい。また、一重編組、二重編組、三重編組等の何れであってもよい。
基部41と端子部42と腕部43の板厚は全て同じである。
端子部材4の材料としては、例えば、銅等が挙げられる。
端子部42は、図4中の基部41の右端部から上方に突出して形成されている。なお、端子部42は、図4中の基部41の右端部から下方に突出して形成されていてもよい。
端子部42の先端(基部41と反対側の端部)は、メタリコン電極3の電極面3aにはんだ接合により接続されている。
はんだの材料は、例えば、鉛50%、錫50%の合金等が挙げられる。
図5(a)は、一対の腕部43が折り曲げられる前の状態の端子部材4を示している。図5(b)および(c)に示すように、一対の腕部43は、メタリコン電極3と反対側に折り曲げられており、この一対の腕部43と基部41との間で、図4中の平編線5の左端部が挟持されている。これにより、平編線5は、基部41と一対の腕部43とによって囲まれた状態で挟持されているため、端子部材4に確実に接触すると同時に、強固に接続されている。
端子部材4と平編線5とは既に挟持により接続されているため、はんだ接合部の範囲は挟持部分周辺にとどまり、小さくてすみ、平編線5のフレキシブル性を維持することができる。
胴部62と腕部63の板厚は同じである。電極本体61の板厚は、胴部62の板厚よりも厚くても、同じであってもよい。
電極引出バー6の材料としては、例えば、銅等が挙げられる。
胴部62は、図4中の上下方向の長さ(胴部62の幅)が、平編線5の幅よりも短い。
図6は、一対の腕部63が折り曲げられる前の状態の電極引出バー6を示している。図4に示すように、一対の腕部63は、メタリコン電極3と反対側に折り曲げられており、一対の腕部63と胴部62との間で、平編線5の図4中の右端部が挟持されている。これにより、平編線5は、胴部62と一対の腕部63とによって囲まれた状態で挟持されているため、電極引出バー6に確実に接触すると同時に、強固に接続されている。
端子部材4と電極引出バー6とは既に挟持により接続されているため、はんだ接合部の範囲は挟持部分周辺にとどまり、小さくてすみ、平編線5のフレキシブル性を維持することができる。
仮に、メタリコン電極3が電極引出バー6にはんだ接続されている場合、充填材8の膨張・収縮により、メタリコン電極3と電極引出バー6とのはんだ接合部に応力がかかって、はんだに割れ(クラック)が生じる。
一方、本実施形態では、メタリコン電極3が、端子部材4と平編線5とを介して電極引出バー6に接続されており、平編線5はフレキシブル性を保っている。そのため、充填材8の膨張・収縮により電極引出バー6にかかる力は、平編線5が変形することによって、メタリコン電極3と端子部材4との間のはんだ接合部に伝わりにくくなり、はんだにクラックが発生するのを防止することができる。
また、平編線5の他端部(図4中の右端部)は、胴部62と一対の腕部63によって挟持されて、電極引出バー6に確実に接触すると同時に、強固に接続されている。
この場合、図7(a)に示すように、端子部42は、基部41から、平編線5の延在方向と同じ方向に突出していてもよく、また、図7(b)に示すように、基部41から上下方向に突出していてもよい。
この構成によると、端子部材4とメタリコン電極3とをより確実に接続することができると同時に、端子部材4とメタリコン電極3の端子部42分の面積が大きくなるため、通電時の発熱を抑制できる。
また、編み線に代えて、複数の銅等の線材が撚り合わされた構成の撚り線を用いてもよい。但し、フレキシブル性を有するように、緩めに縒られた撚り線を用いる。
実施例として、厚さが7μmのポリプロピレン(PP)フィルムに、図3に示すようなアルミニウム蒸着電極が形成された金属化フィルムを用いてコンデンサ素子を作製し、コンデンサ素子の両端面にメタリコン電極を形成した。図1および図4に示すように、このメタリコン電極に、平編線を介して電極引出バーに接続された端子部材を、鉛50%、錫50%組成のはんだで接続して、3つのコンデンサ素子を並列接続した後、ケース内に収納して、エポキシ樹脂を充填、硬化させて、静電容量300μFのコンデンサを作製した。
なお、tanδ(誘電正接)は、コンデンサのエネルギー損失を示す指標であり、0に近いほど損失が少ないことを示す。
一方、実施例では、tanδ(1kHz)が0.4%以下と小さく、比較例に比べて温度サイクルによる劣化が少ないことが分かる。
また、蒸着電極の材料としてアルミニウム以外の金属を用いた場合でも、同様の結果が得られた。
2 コンデンサ素子
3 メタリコン電極
3a 電極面
4 端子部材
5 平編線(導線部)
6 電極引出バー(外部引出電極)
7 ケース
8 充填材
20 金属化フィルム
21 誘電体フィルム
22 蒸着電極
22a 電極導出部
22b 分割電極部
22c ヒューズ部
23 絶縁マージン
41 基部
42 端子部
43 腕部(素子側)
61 電極本体
62 胴部
63 腕部(引出側)
Claims (4)
- コンデンサ素子をケースに収納し、該ケースに樹脂を充填して形成されたコンデンサにおいて、
前記コンデンサ素子の電極面にはんだ接合される金属製端子部材と、
前記端子部材にその一端部が接続されると共に、フレキシブル性を有する導電性線材で構成された導線部と、
前記導線部の他端部に接続される外部引出電極とを含み、
前記端子部材が、
基部と、
前記基部の一端から突出して、前記電極面にはんだ接合される端子部と、
前記基部の他端から突出すると共に、前記基部との間で前記導線部の一端部を挟持する一対の素子側腕部とを有し、
前記一対の素子側腕部は、前記外部引出電極に対し、前記端子部よりも離れた位置で前記導線部の一端部を挟持することを特徴とするコンデンサ。 - 前記外部引出電極が、
前記電極本体と、
前記電極本体から延出する胴部と、
前記胴部の両端部から突出すると共に、前記胴部との間で前記導線部の他端部を挟持する一対の引出側腕部とを有することを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。 - 前記導線部の一端部が、
前記端子部材の基部と一対の素子側腕部とによって挟持されていることに加えて、
前記端子部材にはんだ接合されていることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ。 - 前記導線部の他端部が、
前記外部引出電極の胴部と一対の引出側腕部とによって挟持されていることに加えて、
前記外部引出電極にはんだ接合されていることを特徴とする請求項2に記載のコンデンサ。
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