JP5853750B2 - コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂モールドを外装に用いた電解コンデンサなどのコンデンサおよびその製造方法に関する。

固体電解コンデンサなどのコンデンサが搭載される電子機器たとえば、ＴＶ（テレビジョン）受像機、電子ゲーム機、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などは薄型化や軽量化が図られている。このため、コンデンサも小型化、軽量化とともに、低背化（高さ低減）が求められている。

低背化に関し、電解コンデンサではコンデンサ素子を封入する金属ケースの端面に当てた絶縁板に沿って外部端子を折り曲げ、表面実装を可能にしたものが知られている（たとえば、特許文献１）。また、金属ケースに代え、封口部材や既述の絶縁板を用いない樹脂モールドでコンデンサ素子を封入するものも知られている（特許文献２）。

この樹脂モールドには、コンデンサ素子を液状樹脂に浸漬するいわゆる浸漬法や、金型で樹脂外装を成形する成形法などが知られている。浸漬法では、樹脂層の厚みがコンデンサ素子に付着する液状樹脂に委ねられ、その制御が難しい。付着樹脂が多くなれば、樹脂外装が厚くなる。これに対し、成形法は金型のキャビティで樹脂外装の厚さを規制できる。このため、樹脂外装の厚さを制御できる成形法が低背化に有利である。

特開２０００−０２１６８３号公報 特開２００３−２７２９６２号公報

ところで、樹脂モールドしたコンデンサでは、樹脂外装を貫通させて外部端子を引き出している。このため、樹脂外装が薄い場合には、外部端子と樹脂外装の接触界面の面積や、沿面距離が減少する。これにより、従来の封口部材では問題とならなかった耐湿性を低下させる。そこで、図８のＢに示すように、樹脂外装１００の端子導出部１０２の厚さｔ１を他の部分の厚さｔ２より厚くする。これがコンデンサの低背化や小型化を妨げる、という課題がある。

樹脂外装１００から引き出された外部端子１０４は、低背化のため樹脂外装１００に沿って折り曲げられる（図８）。この外部端子１０４の折曲げ精度を上げるため、図９のＡに示すように、外部端子１０４にノッチ１０６を形成し、このノッチ１０６で外部端子１０４を折り曲げる。

このように樹脂外装１００の近傍に形成されたノッチ１０６で外部端子１０４を折り曲げると、図９のＢに示すように、外部端子１０４が樹脂外装１００に当たり、それ以上の折り曲げが困難である。つまり、外部端子１０４を樹脂外装１００の表面に配置することができない。低背化のために外部端子１０４を折り曲げることがコンデンサの低背化を妨げる、という課題がある。

このような不都合を回避するため、図９のＣに示すように、外部端子１０４にノッチ１０６と樹脂外装１００との間に余裕幅１０８を設定し、ノッチ１０６と樹脂外装１００とを離す。このようにすれば、図９のＤに示すように、外部端子１０４が樹脂外装１００に当たることは避けられる。しかし、折り曲げられた外部端子１０４と樹脂外装１００との間にはクリアランス１１０を生じ、これがコンデンサの低背化を妨げる、という課題がある。

そこで、本発明のコンデンサおよびその製造方法の目的は、樹脂モールドにより樹脂外装を形成したコンデンサの耐湿性および低背化を図ることにある。

また、本発明のコンデンサおよびその製造方法の目的は、外部端子の加工精度を高め、コンデンサの低背化を図ることにある。

また、本発明のコンデンサおよびその製造方法の他の目的は、コンデンサの樹脂外装と外部端子との間のクリアランスを低減し、コンデンサの低背化および小型化を図ることにある。

上記課題を解決した本発明のコンデンサおよびその製造方法は以下の通りである。

(1)本発明のコンデンサは、コンデンサ素子を被覆する樹脂外装と、前記樹脂外装に形成された端子導出部から導出されて折り曲げられ、前記樹脂外装側に配置された外部端子と、を備え、前記外部端子に設けられた凹部内に前記端子導出部の一部が配置されている。

(2)上記コンデンサにおいて、好ましくは、前記端子導出部は前記樹脂外装から突出する突出部であり、この突出部の少なくとも一部が前記外部端子の前記凹部内に配置されてもよい。

(3)上記コンデンサにおいて、好ましくは、前記外部端子は、折り曲げ加工前に、偏平部と、該偏平部の折り曲げ方向の面部に形成された第１の凹部と、前記折り曲げ方向と反対方向の面部に形成された第２の凹部とを備え、前記第１の凹部と前記第２の凹部とが前記樹脂外装の端子導出部から異なった位置に設定されてもよい。

(4)本発明のコンデンサの製造方法は、コンデンサ素子を樹脂外装で覆うコンデンサの製造方法であって、端子導出部が設けられた樹脂外装で前記コンデンサ素子を被覆し、前記樹脂外装の前記端子導出部から外部端子を導出して折り曲げ、前記外部端子に形成された凹部内に前記端子導出部の一部を配置する。

本発明のコンデンサまたはその製造方法によれば、次の何れかの効果が得られる。

(1) 樹脂外装に設けられ端子導出部から外部端子を引き出しているので、樹脂外装と外部端子との接触界面の面積を増加することができ、沿面距離が長くなるので、樹脂外装の耐湿性が高められるとともにコンデンサの低背化を図ることができる。

(2) コンデンサ素子を覆う樹脂外装の端子導出部から外部端子を引き出し、外部端子を凹部で折り曲げるので、外部端子の折り曲げ加工の精度を高められ、コンデンサの低背化に寄与する。

(3) コンデンサ素子を覆う樹脂外装の端子導出部から外部端子を引き出して折り曲げ、外部端子を端子導出部と樹脂外装との間に配置できるので、コンデンサの樹脂外装と外部端子との間に生ずるクリアランスを低減でき、コンデンサの小型化を図ることができる。

(4) 樹脂外装の端子導出部の樹脂層を厚く設定できるので、コンデンサ素子を覆う樹脂外装の厚さを薄くでき、コンデンサの小型化を図ることができる。

そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施の形態に係るコンデンサの構成例を示す縦断面図である。 コンデンサの外部端子の加工の一例を示す断面図である。 外部端子の成形加工を示す縦断面図である。 第２の実施の形態に係るコンデンサの構成例を示し、Ａはその斜視図、Ｂは縦断面図である。 外部端子の加工の他の実施の形態を示す図である。 外部端子の加工の他の実施の形態を示す図である。 コンデンサの変形例を示し、Ａはその斜視図、Ｂはその断面を示す図である。 実施品と従来品との対比を示す図である。 従来の外部端子の加工および成形を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

図１は、第１の実施の形態に係るコンデンサの縦断面を示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明のコンデンサおよびその製造方法が限定されない。

図１に示すコンデンサ２はたとえば、電解コンデンサである。コンデンサ素子４の外面は樹脂モールドで形成された樹脂外装６で覆われ、コンデンサ素子４に接続されている外部端子８−１、８−２が樹脂外装６から導出されている。外部端子８−１は陽極端子であり、コンデンサ素子４の陽極側に接続されている。外部端子８−２は陰極端子であり、コンデンサ素子４の陰極側に接続されている。コンデンサ素子４はたとえば、陽極側の電極箔と、陰極側の電極箔との間にセパレータを挟み込んで巻回された素子体に固体電解質層を形成している。外部端子８−１、８−２はコンデンサ素子４の素子端面１０から引き出されている。

コンデンサ素子４を覆う樹脂外装６には一対の端子導出部１２が形成されている。この端子導出部１２の樹脂厚ｔは最大樹脂厚ｔmax に設定されている。各端子導出部１２を除いて樹脂外装６は、コンデンサ素子４の外面を覆う一様な樹脂厚ｔmin に形成されている。

各端子導出部１２は、円錐状の突出部で形成されている。したがって、端子導出部１２の樹脂厚ｔ＝ｔmax は、外部端子８−１、８−２と樹脂外装６との界面面積の幅、樹脂外装６に外部端子８が触れる沿面距離を示している。

各外部端子８−１、８−２は平坦部１３を有し、この平坦部１３にノッチ１４が形成されている。平坦部１３は丸棒状の外部端子をたとえば加圧成形により加工されたものである。ノッチ１４は凹部の一例である。各外部端子８−１、８−２は、ノッチ１４を内側にして折り曲げられている。各外部端子８−１、８−２は、端子導出部１２の頂部と樹脂外装６の面部との間に一部が配置されている。つまり、この実施の形態では平坦状の外部端子８−１、８−２の半分以上が端子導出部１２と樹脂外装６の面部との間に配置されている。これにより、コンデンサ２がフェイスボンディング（面実装）部品を構成している。

また、外部端子８−１、８−２がノッチ１４で折り曲げられており、このノッチ１４の屈曲部分の内部に各端子導出部１２が配置される。つまり、各端子導出部１２には、折り曲げられたノッチ１４が被さり、ノッチ１４に各端子導出部１２が収納されている。

ここで、端子導出部１２の頂部と樹脂外装６の面部との間には各端子導出部１２が配置される空間部が生じる。この空間部は、二つの端子導出部１２の頂部を含み、樹脂外装６の平坦面部と平行な仮想面を想定することができ、この仮想面と、樹脂外装６の平坦面部１６の面との間に生じる空間を指す。なお、二つの端子導出部１２，１２の頂部は、設計上での頂部を指し、樹脂外装６を形成した際の製造上で発生する公差を含む。しかし、この公差を含んだ実際の頂部を基準とした仮想面を想定してもよく、また、想定しない場合のいずれであってもよい。

この実施の形態のコンデンサ２によれば、次のような効果が得られる。

(1) 端子導出部１２により外部端子８−１、８−２と樹脂外装６の接触面積（沿面距離）が確保されている。したがって、コンデンサ２の耐湿性が高められているとともに、コンデンサ２の低背化が図られる。

(2) 樹脂外装６には端子導出部１２が形成され、この端子導出部１２から外部端子８−１、８−２が引き出されている。このため、外部端子８−１、８−２の折り曲げの自由度が増し、これにより、ノッチ１４の加工位置の自由度が増す。この結果、ノッチ１４の成形加工の容易化が図られ、ノッチ１４を形成する金型の精度設定や加工の容易化を図ることができる。

このコンデンサ２の製造方法の一例について説明する。

＜樹脂外装６の形成（コンデンサ素子４の樹脂モールド）＞

図２のＡは、コンデンサ素子４の樹脂外装６を示している。たとえば、陽極側の電極箔と、陰極側の電極箔との間にセパレータを挟み込んで巻回された素子体に固体電解質層を形成してコンデンサ素子４を形成する。コンデンサ素子４の陽極箔には陽極側の外部端子８−１、陰極箔には陰極側の外部端子８−２をコールドウェルド（冷間圧接）やステッチ法により接続する。このコンデンサ素子４を成形型のキャビティに装填し、コンデンサ素子４の外面に樹脂モールドを施す。これにより、コンデンサ素子４の外面を覆う樹脂外装６が形成され、コンデンサ素子４の素子端面１０から引き出された外部端子８−１、８−２が樹脂外装６から導出される。外部端子８−１、８−２はたとえば、アルミニウムなどの導体ワイヤで形成されている。

＜外部端子８−１、８−２の凹部加工＞

図２のＢは、ノッチ１４が加工された外部端子８−１、８−２を示している。各外部端子８−１、８−２の成形加工により、各外部端子８−１、８−２に平坦部１３と、第１のノッチ１４−１と、第２のノッチ１４−２とを形成する。平坦部１３は偏平部の一例である。ノッチ１４−１は、折り曲げられる外部端子８−１、８−２の内側面部に形成された凹部である。これに対し、ノッチ１４−２は、ノッチ１４−１がある面部に対して裏面（背面）側の面部に形成された凹部である。ともに各外部端子８−１、８−２の折り曲げ加工を容易にし、各外部端子８−１、８−２の折り曲げの加工位置を決定する。

＜外部端子８−１、８−２の成形加工＞

図３のＡは成形前の外部端子８−１、８−２を示している。図３のＢは成形後の外部端子８−１、８−２を示している。

各外部端子８−１、８−２にノッチ１４−１を内側にして折り曲げ加工を施す。ノッチ１４−２は折り曲げによる外部端子８−１、８−２の塑性変形をアシストする。これにより、各外部端子８−１、８−２の折り曲げ精度が一様になる。

折り曲げられた各外部端子８−１、８−２は、図３のＢに示すように、樹脂外装６の端子導出部１２の頂部と樹脂外装６の平坦面部１６との間に外部端子８−１、８−２の一部が配置される。これにより、各外部端子８−１、８−２の折り曲げ精度が高められる。

この実施の形態のコンデンサ２の製造方法によれば、次のような効果が得られる。

(1) 樹脂モールドおよび端子界面の密着距離を長くするので、樹脂外装６の気密性が高められる。これにより、コンデンサ２の耐湿性を向上させることができる。

(2) 外部端子８−１、８−２の曲げ応力を緩和でき、曲げ応力がコンデンサ素子４側への波及を抑制できる。これにより、外部端子８−１、８−２とコンデンサ素子４との接続強度の低下や、接続抵抗の増加を抑制できる。

(3) 外部端子８−１、８−２の曲げ応力が緩和されるので、樹脂外装６と外部端子８−１、８−２との密着性の低下を防止できる。これにより、外部端子８−１、８−２との密着部分での樹脂外装６の気密性低下を防止できる。

(4) 外部端子８−１、８−２の曲げ加工の歩留りが高められ、コンデンサ２の製品不良を抑制できる。

〔第２の実施の形態〕

図４は、第２の実施の形態に係るコンデンサ２を示している。図４のＡは、コンデンサ２の成形前の外部端子８−１、８−２を示している。図４のＢはコンデンサ２の成形後の外部端子８−１、８−２を示している。

図４のＡに示すコンデンサ２では、コンデンサ素子４の表面を一様に覆う樹脂外装６の樹脂端面１８に端子収納溝２０を形成している。この端子収納溝２０の形成により、端子導出部１２の樹脂厚ｔが端子収納溝２０の樹脂厚ｔmin に対して最大樹脂厚ｔmax に形成されている。

各外部端子８−１、８−２は、既述の加工により、樹脂外装６の端子収納溝２０内に折り曲げられている。したがって、コンデンサ２は各外部端子８−１、８−２の加工精度が高められたフェイスボンディング部品を構成している。

〔他の実施の形態〕

(1) 上記実施の形態では、樹脂外装６の端子導出部１２と樹脂外装６の面部（樹脂端面１８）との間に外部端子８−１、８−２の一部を備えているが、これに限定されない。樹脂外装６の端子導出部１２と樹脂外装６の面部（樹脂端面１８）との間に外部端子８−１、８−２の全部を設置してもよい。

(2) ノッチ１４−１、１４−２の断面形状は、図５のＡに示すように、ともに断面形状としてもよく、図５のＢに示すように、ノッチ１４−１のみを断面Ｖ字形状としてもよい。また、図５のＣに示すように、ノッチ１４−２は、断面半円形状としてもよい。

(3) ノッチ１４−１のノッチ幅は図６のＡに示すように、ノッチ１４−２のノッチ幅より大きくしてもよいし、図６のＢに示すように、ノッチ１４−２のノッチ幅は、ノッチ１４−１のノッチ幅より大きくしてもよい。また、ノッチ１４−１、１４−２の形成位置はずらしてもよく、図６のＣに示すように、ノッチ１４−２の形成位置をノッチ１４−１より外部端子８−１、８−２の先端側にずらしてもよい。また、図６のＤに示すように、ノッチ１４−２の形成始端をノッチ１４−１の形成終端に配置してもよい。また、図６のＥに示すように、ノッチ１４−１の終端側にノッチ１４−２の最深部を設定してもよい。

(4) 上記実施の形態では各ノッチ１４−１、１４−２を加圧成形で形成したが、切削加工で形成してもよい。

(5) 上記の実施形態では、コンデンサの実装面、側面および上面の樹脂厚を一定の厚さｔminとして説明したが、これに限定されない。コンデンサの実装面、側面、上面の樹脂厚は、それぞれ異なっていても良い。たとえば、側面の樹脂厚がコンデンサ素子の外径寸法によって変動する場合には、樹脂厚ｔmin をコンデンサの実装面、側面または上面で、異ならせてもよい。

(6) 上記実施形態では、端子導出部１２の樹脂厚を最大樹脂厚ｔmaxと説明したが、これに限定されない。端子導出部１２が外部端子８−１、８−２に対向する外装樹脂の端面部の樹脂厚より厚く設定してもよい。たとえば、図７のＡおよびＢに示すように、２つの端子導出部１２の間の樹脂外装の端面に端子導出部１２の頂部より突出する凸部２２を形成し、凸部２２により樹脂厚を部分的に異ならせてもよい。

このような凸部２２を外部端子８−１，８−２の間に形成すれば、基板上に実装して半田付け接続する際に、凸部２２で絶縁性を高めることができる。つまり、半田を凸部２２で分離することができるので、外部端子８−１と外部端子８−２の半田による短絡を防止することができる。この凸部２２の高さを外部端子８−１，８−２の断面高さと同一高さに設定すれば、基板に対する表面実装の際にコンデンサ２の基板に対する配置の安定性を向上させることができる。

図８は、実施例と比較例の対比を示している。図８のＡは本発明の実施品の断面を示している。図８のＢは従来品を示している。

実施例および比較例は同形状のコンデンサ素子４を用いている。実施品と従来品の相違は、実施品では、樹脂外装６を一様にし、既述（第１の実施の形態）の端子導出部１２を形成している。これに対し、従来品では、樹脂外装６の気密性を改善するため、端子導出側の樹脂厚ｔを厚く設定し、他の部分の樹脂外装６を実施品と同様にしている。

このように、各外部端子８−１、８−２と樹脂外装６の接触面積および沿面距離は、実施例および比較例とも同じであるが、同一の耐湿性を得るために、比較例では、端子引き出し側の樹脂外装１００が一様な樹脂厚であるために使用樹脂量が多く、コンデンサの軽量化を妨げる。

また、コンデンサの大きさでは、先に示した対比から明らかなように、同形状のコンデンサ素子４を用いても、従来品では樹脂外装６を一様にしても、端子導出側の樹脂厚ｔが厚いことに加え、外部端子８−１、８−２の加工精度を維持するために樹脂外装６との間にクリアランス１１０（図８）を生じている。実施例および比較例の高さを比較すると、外部端子８−１、８−２の厚さ以上の差Δｔが生じている。この分だけ、比較例ではコンデンサ２の低背化および小型化が妨げられるのに対し、実施品ではコンデンサ２の低背化および小型化が図られている。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明のコンデンサおよびその製造方法では、コンデンサ素子を覆い、少なくとも端子導出部を最大樹脂厚に設定した樹脂外装を形成し、端子導出部から導出され、折り曲げ面部に備えたノッチを内側にして折り曲げられ、樹脂外装の端子導出部と樹脂外装の面部との間に一部または全部が配置された外部端子を備えている。これにより、樹脂外装と外部端子との接触界面の面積が増すとともに、沿面距離が長くなり、樹脂外装の耐湿性が高められ、コンデンサの低背化が図られる。

また、外部端子の加工精度を高められ、コンデンサの低背化が図られる。

また、端子導出部と樹脂外装との間に外部端子を配置できるので、コンデンサの樹脂外装と外部端子との間のクリアランスが低減され、コンデンサの小型化が図られる。

さらには、コンデンサ素子を覆う樹脂外装の厚さを薄くでき、コンデンサの小型化が図られる。

２ コンデンサ
４ コンデンサ素子
６ 樹脂外装
８−１、８−２ 外部端子
１０ 素子端面
１２ 端子導出部
ｔ 樹脂厚
ｔmax 最大樹脂厚
ｔmin 樹脂厚
１３ 平坦面部
１４ ノッチ
１４−１ 第１のノッチ
１４−２ 第２のノッチ
１６ 平坦面部
１８ 樹脂端面
２０ 端子収納溝
２２ 凸部
１００ 樹脂外装
１０２ 端子導出部
ｔ１ 厚さ
ｔ２ 厚さ
１０４ 外部端子
１０６ 凹部
１０８ 余裕幅
１１０ クリアランス

Claims (4)

1. コンデンサ素子を被覆する樹脂外装と、
   前記樹脂外装に形成された端子導出部から導出されて折り曲げられ、前記樹脂外装側に配置された外部端子と、
   を備え、前記外部端子に設けられた凹部内に前記端子導出部の一部が配置されていることを特徴とするコンデンサ。
2. 前記端子導出部は前記樹脂外装から突出する突出部であり、この突出部の少なくとも一部が前記外部端子の前記凹部内に配置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。
3. 前記外部端子は、折り曲げ加工前に、偏平部と、該偏平部の折り曲げ方向の面部に形成された第１の凹部と、前記折り曲げ方向と反対方向の面部に形成された第２の凹部とを備え、
   前記第１の凹部と前記第２の凹部とが前記樹脂外装の端子導出部から異なった位置に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ。
4. コンデンサ素子を樹脂外装で覆うコンデンサの製造方法であって、
   端子導出部が設けられた樹脂外装で前記コンデンサ素子を被覆し、
   前記樹脂外装の前記端子導出部から外部端子を導出して折り曲げ、
   前記外部端子に形成された凹部内に前記端子導出部の一部を配置することを特徴とするコンデンサの製造方法。
   
   

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