JPS5832492B2 - 自由形態の被封物を有する湿式電解コンデンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自由形態の被封物を有する湿式電解コンデン
サに関し、さらに詳しくは密封含浸ヘッダーを含むこの
ようなコンデンサに関する。

乾式コンデンサ区域を成形によりエポキシなどのコーテ
ィングで被封することによって湿式電解コンデンサを作
ることは知られている。

このような成形コーティングは高度に統制された寸法形
状をもち、これはプリント回路板に自動そう入するため
の軸方向のリード線部分をつくるのにとくに有利である
。

このような部分は典型的には管状金属立上りリード線部
分またはリード線口を有し、これを経て成形コンデンサ
区域に電解液が含浸されたのち、前記口は密封され、そ
れにリード線が取付けられる。

このようなコンデンサの例は１９５３年２月１０日付け
のフ゛、ラフマン（Ｂｒａｆｍａｎ）の米国特許第２，
６２８，２７１号明細書および１９５９年１月１３日付
けのネス（Ｎｅｓｓ）らの米国特許第２，８６９，０５
２号明細書（これらの特許の出願人は本願の出願人と同
一である）に記載されている。

湿式コンデンサ区域をこれを密封材でコーティングし、
次いでこの保護された湿式区域をエポキシ樹脂で浸漬コ
ーティングし、硬化することによって湿式電解コンデン
サを作ることも知られている。

このような構造は１９６９年１１月１４日付けのペック
（Ｐｅｃｋ ）らの米国特許第３．３５３．０７２号明
細書（本願と同一出願人による）に記載されている。

しかし、このコンデンサはボレート型電解液の使用に制
限され、製作に余分の工程を必要とする。

湿ったまたは未硬化の熱硬化性樹脂コーティングを湿式
コンデンサ区域へ施こすことは、２つの理由から知られ
ていない。

未硬化の樹脂に近い湿った電解液の存在は硬化を妨害す
るので、少なくとも樹脂の内面は不完全な硬化のままに
残る。

多くの樹脂、とくにほとんどのエポキシ樹脂は加水分解
性塩化物を含有し、この塩化物は部分的に硬化した樹脂
の界面において電解液によりさらに化学的におかされて
、これにより塩素イオンは解放されて電解液中へはいる
。

塩素イオンはコンデンサ区域のバルブ金属部分に対して
高度に腐食性であり、コンデンサの使用寿命を、とくに
高温および高圧において、短かくする傾向がある。

浸漬コーティングのような自由形態の被封物は成形また
は注形した被封物よりもかなりコストが安いが、硬化し
た自由形態のコーティング中へ電解液を導入し同時にそ
の低いコストの利点を保持する適合しうる方法は従来存
在しない。

したがって、本発明の目的は、低いコストの湿式電解コ
ンデンサを提供することである。

本発明の他の目的は、自由形態の被封物を形成し、硬化
したのち、電解液で含浸でき、密封できる湿式電解コン
デンサを提供することである。

自由形態の被封物を有する湿式電解コンデンサは、同じ
方向に２本のリード線が延び出している乾式電解コンデ
ンサを作ることによって製作する。

含浸ヘッダー、好ましくはプラスチックの絶縁材料から
なる含浸ヘッダーは、平行なリード線の間隔にほぼ等し
い間隔で２つの平行な孔を有する。

このヘッダーにリード線を通し、このヘッダーをコンデ
ンサ区域に対して位置させる。

ヘッダーはさらに管部分を有し、この管部分は延長する
リード線と同じ方向にコンデンサ区域かな延びる孔を有
する。

さてこのアセンブリーをリード線により保持することに
より、コンデンサ区域を被封材料、たとえばエポキシ樹
脂に浸漬するかまたはこの材料でコーティングし、次い
でこの材料を硬化する。

自由形態の被封コーティングはコンデンサ区域を取り囲
み、リード線の一部分とヘッダーを被覆する。

電解液はヘッダーの管部分からコンデンサ区域に導入し
、次いで管部分を密閉する。

完成したコンデンサは自由形態の熱硬化型の被封コーテ
ィングと２本のいわゆる「ラジアル」す−ド線をもち、
これらのリード線はプリント配線板中の孔に同時にそう
人し、ハンダ付けできる。

ここで使用する自由形態という語は、被封物体に大ざっ
ばにのみ順応する被封コーティングを意味し、型キャビ
ティの寸法を正確に反映する高度に制御された寸法をも
つものとして特徴づけられる成形または注形された被封
コーティングと区別される。

低いコストの自由形態のコーティングは、浸漬以外の方
法、たとえば未硬化のエポキシ粉末のコーティングを施
すか、または吹付は塗布し、硬化することによって、施
すことができる。

自由形態の被封コーティングを施すこれらのすべての方
法は、射出成形、トランスファー成形、外殻内の注形ま
たは離脱できるキャビティ内の注形の従来の被封法に比
較して、コストを実質的に低下させる。

さらに、少なくとも１つの鋭い角をもつコンデンサ区域
、たとえば円筒形のコンデンサ区域上の自由形態のコー
ティングは、この区域の連続表面よりもこのような角の
区域において薄くなる傾向があるので、被封物に弱い領
域が形成される。

これは追加の工程を必要とせずに被封された湿式電解コ
ンデンサの激しくない通気手段として有利に役立ち、こ
の望ましい特徴を提供する。

一定の寸法のコンデンサ区域に対して、予定のかつ調節
した量の被封材料を各区域へ施すことにより、所望の内
圧で弱い領域が破れることによって確実に通気するコン
デンサが得られる。

コーティングの施用時および硬化中のレオロジー性も、
溶媒や不活性粒状添加剤により、コンデンサ区域の角に
おいて所望の薄さが得られるように調節できる。

エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂の被封材料は、強い
保護被膜を形成しかつ調節容易なレオロジー性を有する
ので、好ましいが、熱可塑性被封材料も適当である。

本発明のコンデンサは、ことに従来の成形部品や注形部
品に比べて、関連する製作コストが非常に低いという利
点を有する。

さらに、これは自動的製作に理想的に適合するので、コ
ストをさらに低下できる。

たとえば、ヘッダーの管部分の延長部を、リード線の先
端を保持するように設計できる。

そして、多数のヘッダーの延長部を支持棒により保持す
るように設計し、保持している間被封材料への浸漬と管
密閉工程とを行なうことができる。

本発明の第１の好ましい態様は、第５図に示されており
、これに対し第１〜４図は組立ての進行段階を示す。

コンデンサ区域１０は、２枚のアルミニウムはく１１お
よび１２からなり、それらの間には多孔質の紙のスペー
サー１３が存在する。

２本のリード線１４および１５は、それぞれはく１１お
よび１２に接続している。

各リード線は針金部分（１４ａおよび１５ａ）、立上り
部分（１４ｂおよび１５ｂ）と平らなストリップ部分（
１４ｃおよび１５ｃ）を有する。

少なくとも一方のはく、たとえば１２は全表面に形成さ
れたアルミニウム酸化物の薄いフィルムを有する。

はく、スペーサーと接続したリード線は巻かれて乾燥コ
ンデンサ区域１０となり、このコンデンサ区域１０は巻
かれた区域から軸方向に延びる２本のリード線を有する
。

このようなリード線をもち巻かれたコンデンサ区域は、
ペック（Ｐｅｃｋ ）らの１９７５年６月２７日米国特
許出願第５９１，１９７号（本願と同一出願人による）
に詳述されている。

より一般的には、はく１１および１２は、任意のバルブ
金属、すなわちアルミニウムまたはタンタルのようなフ
ィルム形成金属であることができる。

また、多孔質のスペーサー１３は任意の適当な多孔質シ
ート材料であることができる。

含浸ヘッダー２０は、第２図に示されており、第１図に
おけるリード線１４および１５と同じ間隔で２つの平行
な孔２１および２２を有する。

ヘッダー２０はさらに管部分２３とそれを貫通して延び
る孔２４を有する。

また、底面はコンデンサ区域に電解液を入れるのに都合
がよいように突出部またはリブ２５を有する。

コンデンサ区域を巻いたのち、リード線１４および１５
をヘッダー２０のそれぞれ孔２１および２２に通し、ヘ
ッダーをコンデンサ区域に対して位置させる。

さらに詳しくは、ヘッダーのリブ２５の図示する下端部
を、コンデンサ区域１０のスペーサーシート１３の延長
したへりに対向して位置させる。

ヘッダーの孔２１および２２をそれぞれ立上りリード線
部分１４ｂおよび１５ｂの直径より多少大きくして、リ
ード線のはめ込み操作を容易にできるようにし、同時に
ヘッダーの丸い底部分と円筒状コンデンサ区域の座端と
の位置合せをよくするようにすることが好ましい。

ヘッダーはコストの低い射出成形法によって製作できる
熱可塑性材料からなることが好ましい。

コンデンサ区域１０を第３図に示すようにヘッダー２０
と組立てるとき、アセンブリーをリード線で保持し、液
状エポキシ樹脂または他の適当な被封材料中に浸漬して
、被封材料がコンデンサ区域、リード線の一部分とヘッ
ダーを第４図に示すように被覆することができる。

次いで、被封材料を硬化して強くてかたい保護塊状物３
０とする。

製作のこの時点において、被封したアセンブリの外側か
らコンデンサ区域の内部への唯一のはいり口は、ヘッダ
ー２０の孔２４である。

アセンブリーを真空中に置くことによって、被封物内の
空気のほとんどを除去し、まだ排気されている間、電解
液（図示せず）を管２３からコンデンサ区域１０へ導入
してこの区域を電解液で含浸する。

ヘッダー２０のリブ２５の間の空間は孔２４と巻かれた
コンデンサ区域１０の全端部との間に電解液の流れのチ
ャンネルを形成して、コンデンサ区域の急速かつ完全な
含浸を達成する。

適当な電解液はアンモニウムボレートエチレングリコー
ルである。

多くの電解液、たとえばアンモニウムアジペートエチレ
ングリコールも適当である。

電解液を孔２４から区域１０へ導入した直後、被封物３
０の内部の液面は非常に高いが、コンデンサ区域のスペ
ーサー１３は電解液で飽和されるようになり、次いでこ
とにコンデンサを図示した位置から倒立させてエージン
グしたのち、コンデンサパッケージの内部空間に遊離の
流動性電解液は実質的に残留しない。

含浸後管２３の外端は被封物３０と本質的に同一平面と
なるように切断できる。

管２３の残りの部分は、第５図に示すように少量のエポ
キシ樹脂３１を施こし、これを硬化することによって密
閉する。

本発明のコンデンサの別の製作法は、第２図に示すヘッ
ダー２０に類似するが、管部分４３の外端にはブロック
４５、ネック４６およびへそ付きプラグ４７が存在する
第６図に示すようなプラスチックヘッダー４０を設ける
ことを含む。

管４３の孔４４はヘッダーのこれらの種々の部分を越え
て延びる。

初めに説明した方法におけるように、乾燥電解コンデン
サ区域を巻き、この区域のリード線１４および１５をヘ
ッダー底部に形成された孔に通し、そしてヘッダーをこ
の区域に対して位置させる。

ヘッダー４０は、これを区域に対して位置させるとき、
リード線の端１４ａおよび１５ａが押込みによりはまる
２つの孔がブロック４５に形成されている構造をなして
いる。

次いで、プラグ４７を支持棒またはプレート５０中の孔
５１へはめる。

孔５１の上部は拡大されており、ヘッダーのプラグのへ
そ４８はヘッダを支持棒５０へ締結かつ密封し、そして
ヘッダーのブロック４５は支持棒の底に対して止められ
る。

このようにして、第７図に示すように、複数のリード線
およびヘッダー付きコンデンサ区域を単一の支持棒５０
に保持できる。

次いで、複数のコンデンサを実質的に前述したようにし
て、−緒に完成できる。

たとえば、コンデンサ区域は１つのグループとして液状
エポキシ被封材料中に浸漬し、硬化し、支持棒の孔５１
およびヘッダーの孔４４を経て含浸し、管４３の中央部
分を切断し、管４３の残部を密閉できる。

さらに、各区域は秩序のある配置で保持されていて、す
べてのターミナルの電気接触試験、中間の電解生成工程
、エージング、識別マークの本体へのプリントまたはス
タンプおよびその他のこのような操作を、支持棒からの
取りはずし前に、行うのに適する。

この分野において示されているように、含浸後究極使用
の最大期待または定格電圧より多少高い電圧を加えるこ
とによってコンデンサーをエージングし、同時に定格温
度を越える温度にコンデンサをさらすことが重要である
。

使用において、電解液および他の内部材料の蒸気圧はエ
ージングのとき発生する圧力を決して越えないので、エ
ージングはヘッダーを密閉する直前に行なうことが重要
であると考えられる。

プラスチックの含浸ヘッダーはポリプロピレンのような
熱可塑性材料から作り、簡単なりフロー（ｒｅｆｌｏｗ
）法を採用して管を密閉できるようにすることが好まし
い。

この特徴を利用するため、前述のコンデンサの製作法を
次のようにかつ第８図および第９図に示すように変更で
きる。

エポキシ被封材料の最初の硬化した浸漬コーティング６
１は第８図に示すようにコンデンサ区域６０を被覆する
が、この最初のコーティングは熱可塑性ヘッダー６２の
頂部上に実質的に及ばないようにする。

この単位を前述のように含浸しかつエージングし、次い
でヘッダーの管の切断と密閉工程は熱ペンチを使用して
同時に行なうことができる。

この熱ペンチは、機械的切断力と熱との組み合わせによ
り、管をヘッダーの頂部と同一平面になるように食切り
かつ熱可塑性材料を局部的にリフローさせて密閉を行な
う。

別法として、管を機械的に切断し、同様な熱可塑性材料
のプラグ６３をヘッダーの管の孔６６上に置くかまたは
この孔６６に部分的にそう人し、そして熱はんだごてを
用いて孔６６上のプラグを溶融かつリフローする。

エポキシ樹脂の第二の浸漬コーティングを第一のコーテ
ィング上に施こし、硬化して熱可塑的に密閉してヘッダ
ーを完全に被覆し、そして第９図に示すように複合被封
コーティング６１′を形成できる。

コーティング間でヘッダーの管をヒートシールすること
を含むこの二重コーティング法は、第９図に示すように
平らな表面を得るのにとくに適合し、リード線６４およ
び６５は被封物のこの平らな表面から出ている。

これは、第二のコーティングの硬化直前に、柔軟な未硬
化のエポキシ樹脂に平らな工具を適用して平らな表面を
形成することによって行なうことができる。

このような平らな表面は、プリント配線板へリード線に
より取付けられたこのような「ラジアル」リード線付き
成分のパッケージに安定性を加える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２本のリード線をもつ乾燥コンデンサ区域の
側面図である。 第２図は、プラスチックの含浸ヘッダーの斜視図である
。 第３図は、第２図のヘッダーをはめ込んだ第１図のコン
デンサ区域の側面図である。 第４図は、自由形態の被封コーティングを施こしたあと
の第３図のアセンブリーの側面図である。 第５図は、電解液をコンデンサ区域に導入し、ヘッダー
の管部分を切り密閉したあとの第４図の被封区域の側断
面図である。 第６図は、製作中ヘッダーの延長部分により支持棒へ結
合した、本発明のコンデンサの側断面図である。 第７図は、複数のコンデンサを同時に処理できるように
支持棒に追加の同じコンデンサを結合した、第６図のコ
ンデンサおよび支持棒の側面図である。 第８図は、最後の被封前の本発明の他のコンデンサーの
一部分の側断面図である。 第９図は、密閉しかつ完全に被封したのちの第８図のコ
ンデンサを示す。 １０．６０・・・・・・コンデンサ区域、１１．１２・
・・アルミニウムはく、１３・・・・・・多孔質のスペ
ーサ、１４．１５，６４．６５・・・・・・リード線、
１４ａ 。 １５ａ・・・・・・針金部分、１４ｂ、１５ｂ・・・・
・・立上り部分、２０，４０．６２・・・・・・含浸ヘ
ッダー、２１゜２２．２４，４４．６６・・・・・・孔
、２３．４３・・・・・・管部分、２５・・・・・・突
出部またはリブ、３０．６１’・・・・・・被封物、３
１・・・・・・エポキシ樹脂、４５・・・・・・ブロッ
ク、４６・・・・・・ネック、４７．６３・・・・・・
プラグ、５０・・・・・・支持棒、５１・・・・・・支
持棒の孔、６１・・・・・・浸漬コーティング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ、電解コンデンサ区域に、該区域の一端から同
   じ方向に延びる２本のリード線を接続し；ｂ、該２本の
   リード線をプラスチックの含浸ヘッダーに有する２つの
   平行な孔によって該ヘッダーにくぐり通し： 。 、該区域の一端に該ヘッダーを位置させ；ｄ、該区域、
   該リード線の部分および該ヘッダーに自由形態の被封物
   を施行し硬化させ、ここで該区域から第三の孔が外方に
   ヘッダーを通して延長しており、該第三の孔は該リード
   線方向に該区域から延びている； ｅ、被封物を施した該区域に該第三の孔を通して該一端
   へ湿った電解液を導入して該区域を含浸させ； ｆ、該区域から延びる第三の孔を該区域からの他端にお
   いて密閉する； ことを特徴とする自由形態の被封物を有する湿式電解コ
   ンデンサの製造法。 ２ 該区域を液状熱硬化性樹脂中に浸漬し、該樹脂を硬
   化することによって該被封コーティングを施す特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３ 該区域を未硬化のエポキシ粉末でコーティングし、
   該エポキシコーティングを硬化することによって該被封
   コーティングを施す特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 該ヘッダーは該リード線の該方向に延びる管部分を
   有し、該管部分の孔は該第三の孔の延長であり、そして
   さらに該第三の孔の密封前に絞管の一部分を切断する工
   程を含む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 該ヘッダーは熱可塑性材料かななり、該切断と密閉
   は熱ビンチェ具を該熱可塑性管に適用することによって
   同時に行う特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 該コーティングと該含浸の間、該ヘッダー管のさら
   に延びた部分により該リード綴付きコンデンサ区域を支
   持棒において保持する工程をさらに含む特許請求の範囲
   第５項記載の方法。 ７ 該ヘッダーの該さらに延びた部分に形成された押込
   み型孔へ該リード線の先端をそう人することにより、そ
   して該さらに延びたヘッダーの部分を該支持棒の孔に締
   結することによって、該保持を行ない、該ヘッダーの管
   部分の絞孔は該ヘッダーの該さらに延びた部分を経て該
   支持棒の絞孔の中へ延びており、該支持棒の絞孔へ該湿
   った電解液を導入することによって該含浸を行う特許請
   求の範囲第６項記載の方法。 ８ 複数の該リード綴付きコンデンサ区域をそれぞれの
   ヘッダーにより該支持棒において保持する特許請求の範
   囲第７項記載の方法。 ９ 第１のコーティングを施行し、硬化させ、次いで該
   含浸および密封工程後にのみ第二のコーティングをその
   上に施行し、硬化させることによって該コーティングと
   該硬化を行う特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０該ヘツダーは熱可塑性材料からなり、該熱可塑性ヘ
   ッダー材料の該第三の孔の付近に熱を局部的に加え、該
   材料をリフローすることによって該密閉を行う特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 １１ 該被封コーティングの表面の該リード線が延び
   出している領域は、硬化前に該コーティングに対して平
   らな工具を適用することによって平らにする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。