JP5341149B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は固体電解コンデンサに関するものである。

図５は従来の固体電解コンデンサ（１）の断面図である。この固体電解コンデンサ（１）は、下面に陽極リードフレーム（７１）及び陰極リードフレーム（７２）が取り付けられたコンデンサ素子（６）を具え、該コンデンサ素子（６）は合成樹脂（８）で被覆される。コンデンサ素子（６）は、弁金属の焼結体（２２）の周面に、誘電体酸化皮膜（３）、陰極層（４）、陰極引出層（５）を順次形成される。ここで弁金属とは、電解酸化処理により極めて緻密で耐久性を有する誘電体酸化皮膜（３）が形成される金属を指し、具体的にはタンタル、ニオブ、アルミニウム、チタン等のことをいう。

前記焼結体（２２）の高さ方向の中央部からは、弁金属でできた陽極リード（２１）が突出している。該陽極リード（２１）の下端面と陽極リードフレーム（７１）の上面は高さが異なるため、陽極リード（２１）と陽極リードフレーム（７１）の間に円柱状の枕部（９）を介して電気的に接続している。

前記枕部（９）の形成方法としては、固体電解コンデンサの陽極リードにタンタルワイヤを各々リードフレームに取り付ける方法（特許文献１）や、図４に示すように、複数のコンデンサ素子（６）をキャリアバーに取り付けたまま、長いニッケルワイヤ（１０）を個々の陽極リード（７１）に食い込ませて抵抗溶接で接続し、その後長いニッケルワイヤ（１０）を適当な大きさに切断する方法（特許文献２）が知られている。

特開２００１−６９７７号公報 特開２００５−２４４１７７号公報

しかしながら、上述の方法では、枕部が円柱形のワイヤであり、リードフレームと枕部との接触面積が小さくなるため、陽極リードフレームへ接続する接続強度が弱い。さらに、陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向における枕部の幅は、陽極リードフレームの幅より小さい。枕部形成時の切断により枕部の下面にバリができるため、リードフレーム幅より枕部の幅が小さいと、図３（b）のように、枕部（９）と陽極リードフレーム（７１）との間に隙間ができ、密着性に劣るため、接続強度が劣るか、接続できないという問題がある。

図４のように、同時に複数個のコンデンサ素子に枕部を形成するため、個々の位置調整ができず、陽極リードフレームに対する位置精度が不正確となり、レーザー溶接の位置合わせ等に問題がある。
本発明は上記の課題を解決し、陽極リードフレームと枕部との位置精度、枕部と陽極リードフレームとの接着性を高めた固体電解コンデンサを提供することを目的とする。

本発明の固体電解コンデンサは、陽極リードが引き出された陽極体と、前記陽極体の表面に形成された誘電体被膜と、前記誘電体被膜上に形成された固体電解質からなる陰極層と、前記陰極層上に形成された陰極引出層とを有するコンデンサ素子と、棒状の枕部材を介して前記陽極リードに接続された陽極リードフレームと、前記陰極引出層に接続された陰極リードフレームと、前記陽極及び陰極リードフレームの一部を露出させて、前記コンデンサ素子と前記枕部材とを被覆した外装樹脂とを備え、前記枕部材は、前記棒状の長手方向の端部にバリを有すると共に、該棒状の長手方向を前記陽極リードの引き出し方向に対して垂直な方向に沿わせて配置され、前記陽極リードの引き出し方向に対して垂直な方向に関して、前記枕部材の長さは、前記陽極リードフレームの前記枕部材との接続部分の長さよりも長いことを特徴としている。

また、前記枕部材は、前記陽極リードの下方に配置され、前記バリは、前記枕部材の下面に形成されていることが好ましい。

更に、前記枕部材のバリは、棒状部分を有する金属材に切断加工を施すことによって形成されたものであることが好ましい。

さらに、陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向における枕部の幅はリードフレームの幅より大きいので、枕部の切断時に生じる枕部下面のバリが陽極リードフレームの表面より外側に位置し、陽極リードフレームと枕部との密着性が確保でき、接続強度が向上し、ESR特性が向上する。

本発明の固体電解コンデンサの断面図 本発明の枕部製造方法 本発明(a)及び従来(b)の枕部とリードフレームの接合図 従来の枕部形成方法 従来の固体電解コンデンサの断面図 本発明に用いるはしご状フレーム

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの断面図である。この固体電解コンデンサは、コンデンサ素子（６）と、前記コンデンサ素子（６）と陽極リードフレーム（７１）の間に枕部（９）が具えられ、陽極リードフレーム（７１）、陰極リードフレーム（７２）の下面が露出した状態で外装樹脂（８）により被覆されている。
製造工程としては、前記コンデンサ素子（６）は陽極リード（２１）が引き出された弁作用金属から成る焼結体（２２）の周面に誘電体酸化皮膜（３）、固体電解質からなる陰極層（４）、銀ペーストやカーボンからなる陰極引出層（５）を順次形成する工程で作製する。

ここで、弁作用金属とは、電解酸化処理により極めて緻密で耐久性を有する誘電体酸化皮膜（３）が形成される金属を指し、タンタル、ニオブ、アルミニウム、チタン等が挙げられる。また、固体電解質とは、具体的には、二酸化マンガンやTCNQ(7,7,8,8―テトラシアノキノジメタン)錯塩、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電性高分子等のことをいう。

次に枕部を形成する工程としては、枕部（９）は、図６に示すようにはしご状のフレーム（１１）の横木部分を切断して形成する。図２（a）に示すように、切断金型パンチ（１２１）（１２２）ではしご状フレーム（１１）を上下からはさみ、下型（１２２）を上昇させて図２（b）のようにはしご状フレーム（１１）を切断する。

また、枕部（９）を形成すると同時に上下稼動式チャック（１３）でチャックする。ここで、枕部（９）を形成する金型の幅は、陽極リードフレーム（７１）の幅より広く形成されている。また、チャック（１３）の初期位置ははしご状フレーム（１１）から離れていてもよいし、接触していてもよい。また、前記切断金型パンチ（１２１）（１２２）は、上型（１２１）が下降して枕部（９）を形成する方法でもよい。このように、はしご状フレームを使用し枕部となる部分のみを切り出すため、取り扱いが容易となり、生産性が向上する。

また、上記枕部（９）を形成する工程では、切断金型パンチの上型（１２１）と下型（１２２）に微小な隙間があるので、枕部下面にバリ（９１）ができる。

次に枕部（９）を陽極リードフレーム（７１）に接続する工程としては、切断した枕部（９）をチャックしたまま陽極リードフレーム（７１）上面に位置決めして載置し、レーザー照射して枕部（９）と陽極リードフレーム（７１）を接続した。

ここで枕部（９）は、図３（b）のように前記枕部下面のバリ（９１）が陽極リードフレーム（７１）の上面に乗らないように、図３（a）のように枕部（９）下面のバリ（９１）を、陽極リードフレーム（７１）の外側になるように載置する。接合方法はレーザー以外の抵抗溶接などでもよいが、チャックをしたままの溶接が機構的に容易になるため、レーザー溶接がより好ましい。

次に枕部（９）が接合された陽極リードフレーム（７１）と、陰極リードフレーム（７２）にコンデンサ素子（６）を接続する。枕部（９）とコンデンサ素子（６）の接続方法は、レーザー溶接が好ましい。その後、前記陽極リードフレーム（７１）と陰極リードフレーム（７２）の下面を露出させて外装樹脂（８）で被覆することにより本発明の固体電解コンデンサが形成される。

以上のような工程により、枕部を一つずつ陽極リードフレームに接続していくので、枕部の位置決めが用意となり、位置精度が向上する。また、枕部下面のバリが、リードフレームより外側にあるため、枕部と陽極リードフレームの接合強度、確実性が向上した固体電解コンデンサが作製できる。

（１） 従来の固体電解コンデンサ
（２） 陽極体
（２１） 焼結体
（２２） 陽極リード
（３） 誘電体酸化皮膜
（４） 陰極層
（５） 陰極引出層
（６） コンデンサ素子
（７１） 陽極リードフレーム
（７２） 陰極リードフレーム
（８） 外装樹脂
（９） 枕部
（９１） バリ
（１０） ニッケルワイヤ
（１１） はしご状フレーム
（１２１）切断金型パンチ上型
（１２２）切断金型パンチ下型
（１３） 上下稼動式チャック

Claims (3)

1. 陽極リードが引き出された陽極体と、前記陽極体の表面に形成された誘電体被膜と、前記誘電体被膜上に形成された固体電解質からなる陰極層と、前記陰極層上に形成された陰極引出層とを有するコンデンサ素子と、
   棒状の枕部材を介して前記陽極リードに接続された陽極リードフレームと、
   前記陰極引出層に接続された陰極リードフレームと、
   前記陽極及び陰極リードフレームの一部を露出させて、前記コンデンサ素子と前記枕部材とを被覆した外装樹脂とを備え、
   前記枕部材は、前記棒状の長手方向の端部にバリを有すると共に、該棒状の長手方向を前記陽極リードの引き出し方向に対して垂直な方向に沿わせて配置され、
   前記陽極リードの引き出し方向に対して垂直な方向に関して、前記枕部材の長さは、前記陽極リードフレームの前記枕部材との接続部分の長さよりも長い固体電解コンデンサ。
2. 前記枕部材は、前記陽極リードの下方に配置され、
   前記バリは、前記枕部材の下面に形成されている請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記枕部材のバリは、棒状部分を有する金属材に切断加工を施すことによって形成されたものである請求項１又は２の固体電解コンデンサ。