JP5909969B2 - チップ形コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、リード線を有するコンデンサ本体と、前記リード線が挿通される貫通孔が形成された絶縁部材と、からなるチップ形コンデンサに関する。

従来のチップ形コンデンサでは、絶縁板（絶縁部材）から導出されたリード線が、その基端部側で屈曲されてリード線が絶縁板の下面に沿って配置され、このリード線の先端部側が実装基板に固定される（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開２００３−３３２１７２号公報 特開２００６−２８６９８４号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載のチップ形コンデンサにあっては、コンデンサ本体と絶縁板（絶縁部材）とが互いにしっかりと固定されていないため、実装基板に振動が加わった際に、コンデンサ本体が振動されてしまう。そして、コンデンサ本体の振動は、実装基板にはんだ付けされてしっかりと固定されたリード線に伝わり、この振動に起因する応力がリード線の基部の１箇所の屈曲部に集中されるため、コンデンサの長年の使用により、このリード線の屈曲部から破損が生じてしまうという問題がある。

また、環境問題の観点から、はんだにおける鉛フリー化が進められているが、この鉛フリーはんだの融点は、２５０℃以上と高温である。従来のコンデンサのように、リード線の、実装基板および絶縁部材に当接している部位を、鉛フリーはんだを用いて実装基板へ接続するために加熱すると、リード線と絶縁部材とが接しているために、熱が絶縁部材にまで拡散してしまう。このようにリード線およびはんだへの局所的な加熱が行えないために、より多くの熱量が必要となり、コンデンサおよび周辺部品への熱ストレスが大きくなってしまうという問題がある。

ここで、特許文献１に記載のコンデンサにおいては、絶縁板（絶縁部材）とリード端子（リード線）とが接触しているため、上記のとおり、実装基板にはんだ付けする際に、リード端子のみではなく、絶縁板にまで熱が拡散してしまう。

また、特許文献２に記載のコンデンサにおいては、突起部を設けることにより接続電極（リード線）と絶縁板（絶縁部材）との接触を防ぎ、広い面積で接触することを防止している。しかしながら、接続電極は突起部と接触してしまうため、接続電極およびはんだを加熱した際に、突起部にまで熱が拡散してしまう。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、コンデンサに振動が加わった際にリード線の破損を防止することができ、長年の使用に耐えられるチップ形コンデンサを提供することを目的とする。さらには、コンデンサや周辺部品への熱ストレスを低減したリフロー接続を可能とすることを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のチップ形コンデンサは、
コンデンサ素子を有底筒状の外装ケース内に収納し、該外装ケースの開口部を封口部材により封口するとともに、該封口部材から導出されるリード線を有するコンデンサ本体と、該リード線が挿通される貫通孔が形成され、前記コンデンサ本体のリード線導出側に取り付けられる絶縁部材と、からなるチップ形コンデンサにおいて、
前記リード線の前記絶縁部材から導出される部位に複数の屈曲部が形成され、該複数の屈曲部を介して前記リード線が実装基板に接続されるチップ形コンデンサであって、
前記リード線を前記絶縁部材の下面に沿うように配置した絶縁部材当接部位と、前記実装基板に沿うように配置した実装基板接続部位と、を備え、前記絶縁部材当接部位と実装基板との間には間隙が形成されているとともに、前記リード線の前記実装基板接続部位と前記絶縁部材との間にも間隙が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、複数の屈曲部を介してリード線の先端側の部位が実装基板に固定され、それ以外の部位は、実装基板に対する相対的な移動が許容されるため、リード線の柔軟性が確保されるとともに、リード線に加わる応力を緩和することができる。従って、コンデンサに振動が加わった際に、リード線全体に加わる応力が１箇所に集中せずに複数の屈曲部に分散されて加わり、各屈曲部に加わる応力が低減されて、リード線の破損を防止することができ、長年の使用に耐えられるようになる。そしてリード線が、絶縁部材の下面に沿うように配置した絶縁部材当接部位を有しているため、絶縁部材を支持し、さらにコンデンサの縦方向の振動に対する固定性が向上する。
さらに、リード線の実装基板に接続される部位（リード線の先端側）を、絶縁部材から離間させると、コンデンサを実装基板へ接続する際の絶縁部材への熱の拡散が抑制され、リード線およびはんだをより少ない熱量で加熱することができ、コンデンサや周辺部品への熱ストレスが緩和される。

本発明のチップ形コンデンサは、
前記絶縁部材の下面には、凸状をなす複数の台部が設けられており、前記リード線は、前記台部から離間して配置されることを特徴としている。
この特徴によれば、台部により絶縁部材の下面と実装基板との間に、リード線が配置される空間を確保することができ、かつリフロー方式のはんだ付けを行う際に、台部同士の間が熱風の通り道となり、リード線に熱風が当たり易くなり、リード線及びはんだをより少ない熱量で加熱することができるため、コンデンサや周辺部品への熱ストレスが緩和される。

本発明のチップ形コンデンサは、
前記台部には、前記実装基板に接続される固定部が設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、リード線のみならず、絶縁部材の固定部によってもコンデンサが実装基板に補強的に固定されるようになり、実装基板に対するコンデンサの固定強度が高まり、耐振動性が向上する。

本発明のチップ形コンデンサは、
前記外装ケースの開口部近傍には、該外装ケースを前記封口部材により密閉するための加締部が凹設されており、該加締部に係合する凸部が前記絶縁部材に設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、外装ケースの加締部を利用して、コンデンサ本体と絶縁部材とを互いに固定することができ、コンデンサ本体と絶縁部材との間で生じるぐらつきが防止されるようになり、コンデンサに振動が加わった際に、リード線に加わる応力を低減させることができる。

実施例１におけるコンデンサ本体とプレス治具を示す正面図である。 プレス治具によりリード線をプレス加工する状態を示す正面図である。 コンデンサ本体と絶縁部材とを示す縦断正面図である。 チップ形コンデンサを下面側から見た状態を示す斜視図である。 実装基板に取り付けられたチップ形コンデンサを示す縦断正面図である。

本発明に係るチップ形コンデンサを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例に係るチップ形コンデンサにつき、図１から図５を参照して説明する。図１の符号１は、本発明の適用されたコンデンサ本体１である。このコンデンサ本体１は、略有底円筒形状をなす外装ケース２を有し、外装ケース２の一端に開口部３が形成され、この開口部３を合成樹脂製の略円柱形状をなす封口部材４が閉塞している（図３参照）。なお、外装ケース２は、アルミニウム等の金属材料で形成されており、封口部材４は、樹脂ゴム等の弾性を有する弾性材料で形成されている。そして、外装ケース２の開口部３の近傍の側周面には、外装ケース２を封口部材４により密閉するための加締部７が全周に渡って凹設されている。

図３に示すように、このコンデンサ本体１は、アルミニウムで形成された複数の電極箔をセパレータを介して巻回または積層したコンデンサ素子５を有しており、このコンデンサ素子５を電解液とともに外装ケース２に収納している。コンデンサ素子５には、陽極及び陰極の２本のリード線６が接続されている。前述した封口部材４には、２本のリード線６をそれぞれ導出できる導出孔８が形成されている。

なお、封口部材４の導出孔８を介してリード線６が導出される側が、コンデンサ本体１のリード線導出側となっており、このコンデンサ本体１のリード線導出側に、後述するように、絶縁部材９が取り付けられるようになっており（図３参照）、コンデンサ本体１と絶縁部材９とによりチップ形コンデンサＣが構成される（図４参照）。

図１及び図２に示すように、コンデンサ本体１のリード線６は、先ず、プレス治具１０により成型される。なお、プレス治具１０は、内型１１と外型１２とを有している。このプレス治具１０には、封口部材４から導出されたリード線６のそれぞれの基部の外側にノッチ部１３を形成するノッチ形成部１４と、リード線６の中央部に内側に屈曲するクランク部１５を形成するクランク形成部１６とが設けられている。

そして、図２に示すように、プレス治具１０の内型１１及び外型１２によりリード線６がプレスされることで、リード線６のそれぞれの基部の外側にノッチ部１３が形成され、また、リード線６のそれぞれの中央部に内側に屈曲するクランク部１５が形成される。

図３に示すように、絶縁部材９は、断面視が略凹字形状をなし、平面視で方形状をなす箱部材となっており、絶縁性を有する合成樹脂等の材質で形成されている。この絶縁部材９は、リード線６が挿通される貫通孔１７が中央に形成された平面視で略四角形状をなす下面板部１８と、この下面板部１８の側周から立設された４方の側周板部１９とを有している。各側周板部１９の中央部には、切欠部２０が形成されている。

また、側周板部１９の内面同士の幅は、コンデンサ本体１の外装ケース２の外径よりも若干小さくなっており、切欠部２０が形成されることで側周板部１９が外方に撓み易くなっており、コンデンサ本体１の端部を側周板部１９同士の間に嵌め込み易くなっている。さらに、側周板部１９の内面には、外装ケース２の加締部７に係合される略半球形状をなす凸部２１が周方向に複数突設されている。

図５に示すように、コンデンサ本体１に絶縁部材９が取り付けられる際に、リード線６は、絶縁部材９の下面板部１８の貫通孔１７にそれぞれ挿通される。そして、各リード線６は、前述したプレス治具１０により形成されたノッチ部１３から外方側に屈曲され、リード線６の基部が絶縁部材９の下面に沿うように接触されて絶縁部材当接部位２５を構成するとともに、リード線６の中央部のクランク部１５よりも先端側の部位が絶縁部材９の下面から離間され実装基板２４に沿うように配置されて実装基板接続部位２６を構成する。ここで、絶縁基板当接部位２５と実装基板２４との間には間隙が形成され、また、リード線６の実装基板接続部位２６と絶縁部材９との間にも間隙が形成される。

リード線６の基部のノッチ部１３に形成された１箇所の屈曲部位が、第１屈曲部を形成し、リード線６の中央部のクランク部１５に形成された２箇所の屈曲部位が、第２屈曲部を形成している。

図４に示すように、絶縁部材９の下面の四隅には、下方に突出された凸状をなす台部２２が形成されている。各台部２２は、互いに離間して配置されており、この台部２２同士の間に、これら台部２２から離間された状態でリード線６が導出されている。また、各台部２２には、はんだ付けが可能な金属固定板２３が（固定部）取り付けられている。

図５に示すように、チップ形コンデンサＣを実装基板２４にはんだ付けする際には、リフロー方式ではんだ付けを行うようになっており、リード線６の先端側の部位（実装基板接続部位２６）及び絶縁部材９の台部２２の金属固定板２３を、はんだペーストを介して実装基板２４に接触させる。そして、熱風を吹きつけることで、リード線６の先端側の部位がはんだ付けされるとともに、絶縁部材９の台部２２の金属固定板２３がはんだ付けされる。

その際、リード線６の先端側の部位（実装基板接続部位２６）が、実装基板２４に対して固定的に接続されることで、第２屈曲部を節としてコンデンサ本体１と実装基板２４の相対移動が許容されるため、リード線６の柔軟性が確保されるとともに、リード線６に加わる応力を緩和することができる。従って、コンデンサＣに振動が加わった際に、リード線６全体に加わる応力が第１屈曲部の１箇所に集中せずに、クランク部１５の第２屈曲部にも分散されて加わり、各屈曲部に加わる応力が低減されて、リード線６の破損及びはんだ付け部の破損を防止することができ、長年の使用に耐えられるようになる。

また、リード線６が、絶縁部材の下面に沿うように配置した絶縁部材当接部位を有しているため、絶縁部材を支持し、さらにコンデンサの縦方向の振動に対する固定性が向上する。

また、台部２２により絶縁部材９の下面と実装基板２４との間に、リード線６が配置される空間を確保することができ、かつリフロー方式のはんだ付けを行う際に、台部２２同士の間が熱風の通り道となり、リード線６に熱風が当たり易くなり、リード線６及びはんだをより少ない熱量で加熱することができ、コンデンサや周辺部品への熱ストレスが緩和される。

また、絶縁部材９の台部２２には、実装基板２４に接続される金属固定板２３が設けられることで、リード線６のみならず、絶縁部材９の金属固定板２３によってもコンデンサＣが実装基板２４に補強的に固定されるようになり、実装基板２４に対するコンデンサＣの固定強度が高まり、耐振動性が向上する。

また、外装ケース２の加締部７に係合する凸部２１が絶縁部材９に設けられることで、外装ケース２の加締部７を利用して、コンデンサ本体１と絶縁部材９とを互いに固定することができ、コンデンサ本体１と絶縁部材９との間で生じるぐらつきが防止されるようになり、コンデンサＣに振動が加わった際に、リード線６に加わる応力を低減させることができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、リード線６に対して、その基部のノッチ部１３と中央部のクランク部１５との３箇所の屈曲部位が形成されているが、リード線６に対してそれ以上の箇所の屈曲部を形成するようにしてもよい。

また、前記実施例では、リード線６の実装基板接続部位２６を、実装基板２４と平行に配置しているが、これに限らず、実装基板２４に対して所定角度をもって配置してもよい。例えば、リード線６の実装基板接続部位２６の先端側をコンデンサの上方向に実装基板２４から離間させるよう、所定角度をもって配置してもよく、また、リード線６の実装基板接続部位２６の基部側をコンデンサの上方向に実装基板２４から離間させるよう、所定角度をもって配置させても良い。リード線６の実装基板接続部位２６を実装基板２４に対して所定角度を持って配置し、部分的に実装基板接続部位２６と実装基板２４との間に部分的に間隙が形成され、この間隙にリフローはんだが回りこみむため接続性が向上する。

１ コンデンサ本体
２ 外装ケース
３ 開口部
４ 封口部材
５ コンデンサ素子
６ リード線
７ 加締部
８ 導出孔
９ 絶縁部材
１０ プレス治具
１１ 内型
１２ 外型
１３ ノッチ部（第１屈曲部）
１４ ノッチ形成部
１５ クランク部（第２屈曲部）
１６ クランク形成部
１７ 貫通孔
１８ 下面板部
１９ 側周板部
２０ 切欠部
２１ 凸部
２２ 台部
２３ 金属固定板（固定部）
２４ 実装基板
２５ 絶縁部材当接部位
２６ 実装基板接続部位
Ｃ コンデンサ

Claims (4)

1. コンデンサ素子を有底筒状の外装ケース内に収納し、該外装ケースの開口部を封口部材により封口するとともに、該封口部材から導出されるリード線を有するコンデンサ本体と、該リード線が挿通される貫通孔が形成され、前記コンデンサ本体のリード線導出側に取り付けられる絶縁部材と、からなるチップ形コンデンサにおいて、
   前記リード線の前記絶縁部材から導出される部位に複数の屈曲部が形成され、該複数の屈曲部を介して前記リード線が実装基板に接続されるチップ形コンデンサであって、
   前記リード線を前記絶縁部材の下面に沿うように配置した絶縁部材当接部位と、前記実装基板に沿うように配置した実装基板接続部位と、を備え、前記絶縁部材当接部位と実装基板との間には間隙が形成されているとともに、前記リード線の前記実装基板接続部位と前記絶縁部材との間にも間隙が形成されていることを特徴とするチップ形コンデンサ。
2. 前記絶縁部材の下面には、凸状をなす複数の台部が設けられており、前記リード線は、前記台部から離間して配置されることを特徴とする請求項１に記載のチップ形コンデンサ。
3. 前記台部には、前記実装基板に接続される固定部が設けられることを特徴とする請求項２に記載のチップ形コンデンサ。
4. 前記外装ケースの開口部近傍には、該外装ケースを前記封口部材により密閉するための加締部が凹設されており、該加締部に係合する凸部が前記絶縁部材に設けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のチップ形コンデンサ。

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