JPS6182420A - 電解コンデンサの外装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電解コンデンサにかかり、特に二層の合成
樹脂で外装を施して形成されるチップ型電解コンデンサ
の外装方法に関する。

近来、電子機器の小型化に伴い、電解コンデンサの小型
化、チップ化の要請が高まっている。

〔従来の技術〕

一般に電解コンデンサは、電極箔を巻回して形成したコ
ンデンサ素子に電解質を含浸した後、アルミニウム等か
らなる外装ケースに収納して外装されている。また、電
解質として代表的なものには、エチレングリコールにア
ジピン酸もしくはアンモニウム塩を溶解した液状の電解
質、あるいは、テトラシアノキノジメタンを主成分とし
たゲル状の電解質等がある。これらの電解質は、電解質
自体の高い吸湿性、含有成分の飛散性等の性質を有して
いるので、静電容量等の電気的特性を一定に維持するう
えで、外気に対する気密性を保持しなければならない。

したがって、外装樹脂でコンデンサ素子を被覆してチッ
プ型電解コンデンサを製造する場合、外装樹脂自体の気
密性、機械的強度、外装樹脂とリードとの密着性等を勘
案する必要があるほか、外装樹脂の半田リフロー処理に
対する耐熱性を考慮しなければならない。

従来のチップ型電解コンデンサは、コンデンサ素子に熱
可塑性合成樹脂からなる内装用の箱体を被せ、この箱体
の外表面に外装樹脂を被覆して製造されていた。一般に
、熱硬化性合成樹脂ば熱可塑性合成樹脂に比較して金属
との密着性が高い。

そこで、前記外装樹脂には、エポキシ、フェノール等の
熱硬化性合成樹脂が用いられ、その成形手段はトランス
ファー成形が採られていた。

〔解決しようとしている問題点〕

しかしながら、エポキシ等の熱硬化性合成樹脂を外装樹
脂として被覆する場合、コンデンサ素子に電解質を含浸
させた状態でトランスファー成形を施すと、外装樹脂の
成形温度により電解質が沸騰、蒸発してしまい、外装が
困難であった。

そこで、特開昭５８−６７０１９号公報に記載され、第
２図に示したような、外装樹脂層１１の一部に透孔１３
を穿設する外装方法が考えられた。すなわち、コンデン
サ素子１を収納する内装用の箱体１０の一部に突起部１
４を設け、該突起部１４の中央部に透孔１３を穿設する
。次いで、この突起部１４が外部に露出するよう、前記
箱体１０に外装樹脂層１１を被覆する。更に、透孔１３
から電解質を注入して、コンデンサ素子１に含浸した後
、透孔１３に熱可塑性合成樹脂からなる閉塞栓１２を配
置し、超音波溶接等により閉塞栓１２を押圧して透孔１
３を閉塞する。

しかし、この外装方法による場合、コンデンサ素子１が
電解質注入用の透孔１３を塞ぎ、あるいは狭めることが
あり、コンデンサ素子１に電解質が充分含浸されない場
合があり、所望の静電容量を得ることが困難であるとと
もに、損失が増大する傾向があった。また、外装樹脂層
１１を被覆する際の成形温度により、コンデンサ素子１
が熱劣化する場合もあった。更に、前記電解質注入用の
透孔１３は、閉塞栓１２によって閉塞されるが、この微
細な透孔１３を閉塞する工程は煩雑であり、製造工程に
おける歩留りが悪い。また、透孔１３を閉塞しても、閉
塞栓１２と透孔１３との間に微小な隙間が生じて、電解
質の含有成分が飛散し、あるいは外部の不純物の混入す
ることがあり、寿命特性に悪影響を及ぼすなど、防湿性
、密閉性に対する信頼性が乏しい等の欠点があった。

この発明は、上記の欠点を解決するもので、電解質を含
浸したコンデンサ素子に、高融点の熱可塑性樹脂を射出
成形することにより、気密性に優れ、寿命特性を向上さ
せる電解コンデンサの外装方法の提供を目的としている
。

〔問題点を解決する手段〕

この発明は、電解質を含浸したコンデンサ素子を上下２
つの熱可塑性合成樹脂からなる箱体片を接合した内装用
の箱体に収納密閉する工程と、この箱体の外表面に熱可
塑性合成樹脂層を射出成形により形成する工程とからな
ることを特徴とし、また、前記箱体の外表面に形成され
る外装樹脂層は、望ましくはポリエチレンテレフタレー
ト、ポ°リエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリオキシヘンゾエート、ポリスルホン、ポリア
リレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポ
リフェニレンサルファイド等の熱可塑性合成樹脂のいず
れかであることを特徴としている。

〔実施例〕

以下この発明を、製造工程にしたがい説明する。

コンデンサ素子は、第３図に示したように、電極箔２と
電解紙３とを巻回して形成されるとともに、電解質が含
浸される。

次いで、このコンデンサ素子１を、熱可塑性合成樹脂で
成形加工した内装用の箱体４に収納する。

すなわち、この箱体４は上下の箱体片４ａ、４ｂからな
り、該箱体片４ａ、４ｂの開口端面には断面三角状の突
起７が全周にわたって設けられているとともに、上下２
つの箱体片４ａ、４ｂを接合すると、内部にコンデンサ
素子１を収納する空間８が形成される。コンデンサ素子
１を、該収納空間８のほぼ中央部に設置し、コンデンサ
素子１の端面から厚比されたり−ド５は、箱体片４ａ、
　４ｂの開口端面の対向する突起７の間より外方に突出
するように導出する。このような状態で、上下２つの箱
体片４ａ、４ｂを、周縁部付近で上下方向より加圧しつ
つ加熱溶着、もしくは超音波溶接等の手段によって接合
する。

コンデンサ素子１の端面から導出されたり一部５は、外
部接続用の接続端子６と電気的に接続する。この接続端
子６は半田付は可能な金属、例えば錫もしくは錫メンキ
した銅等を用いる。

更に、コンデンサ素子１が収納された箱体４の外表面に
、外装樹脂層９を射出成形により形成する。この外装樹
脂層に用いる合成樹脂には、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリオキシベンゾエート、ポリスルホン、ポリアリ
レート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリ
フェニレンサルファイド等の熱可塑性合成樹脂が望まし
い。

これらの熱可塑性合成樹脂は、いずれも高融点の熱可塑
性樹脂であり、半田リフローに対する耐熱性を有してい
るとともに、リード等の金属および前記熱可塑性合成樹
脂からなる内装用の箱体との密着性に優れている。

射出成形は、通常の方法により行われる。すなわち、図
示はしないが、コンデンサ素子１を収納した箱体４を金
型に設置する。この金型には、加熱溶融された樹脂が射
出ノズルから高圧で押し込まれて、箱体４の外表面の全
体および、前記接続端子６の一部に被覆する。金型は、
予め射出される樹脂の融点温度よりも低い温度に設定さ
れており、射出された樹脂は注入後数秒で固化し、第１
図に示した、外装樹脂層９を形成する。

次いで、外装樹脂層９の側面から突出した接続端子６を
、外装樹脂層の外部側面および底面に沿って折曲する。

〔作　用〕

以上のような工程の結果得られた電解コンデンサは、第
１図に示したように、接続端子６が外装樹脂層９の側面
および底面に沿って折曲されて、フェイスポンディング
基板のプリント配線に臨み、半田リフロー等の手段によ
り、電気的に接続されることとなる。

また、コンデンサ素子１は、上下２つの箱体片４ａ、４
ｂを接合した内装用の箱体４に収納されるので、該箱体
４の接合部には、微細な隙間が生じることがある。しか
し、この箱体４の外表面に射出成形により形成される熱
可塑性合成樹脂からなる外装樹脂層９が、箱体片４ａ、
４ｂの接合部分を覆い、接合部の微細な隙間を閉塞する
。また、外装樹脂層９は箱体４の外表面に一体的に被覆
されるので、継目がない。したがって、完成した電解コ
ンデンサの密閉性が確実になる。

なお、この実施例においては、液状の電解質を用いた電
解コンデンサの外装方法について説明したが、テトラシ
アノキノジメタンを主成分とするゲル状の電解質を用い
た電解コンデンサにも応用することができる。特に、電
解質がゲル状あるいは固体状で、従来の含浸用の透孔か
ら注入することが困難である場合、またテトラシアノキ
ノジメタンの吸湿、ラクトン系化合物の飛散等を防止す
るために高い密閉性が要求される場合等に有効である。

次に、この製造方法により完成した電解コンデンサと従
来の製造方法による電解コンデンサとの寿命特性の比較
試験を行う。

比較試験は、従来例および実施例ともに、定格電圧１６
Ｖ、定格静電容ｆｆ１ｌＯμＦ、また電解質は、エチレ
ングリコールにアジピン酸を添加した液状の電解質を使
用し、各々１０個用意した。

堡米医上 ・内装用箱体：ポリフェニレンサルファイド・外装樹脂
　：エポキシ ・外装成形　ニドランスファー成形 ｌ米五主 ・内装用箱体：ポリブチレンテレフタレート・外装樹脂
　：フェノール ・外装成形　ニドランスファー成形 １施史上 ・内装用箱体：ポリフェニレンサルファイド・外装樹脂
　：ポリフェニレンサルファイド・外装成形　：射出成
形 叉■勇又 ・内装用箱体：ポリブチレンテレフタレート・外装樹脂
　：ポリエーテルエーテルケトン・外装樹脂　：射出成
形 上記の各試料を、８５℃の温度下で電圧無負荷状態およ
び定格電圧１６Ｖを印加した状態で放置して、各々寿命
試験を行い、その容量損失率の平均値を測定した。その
結果を以下に示す。

２〔８圧１６Ｖ　　加状町 上記の表からも明らかなように、実施例１および実施例
２は、電圧負荷、無負荷いずれの場合も安定した特性を
示し、寿命特性に優れていることが理解される。

なお、実施例および寿命試験においては、エチレングリ
コールを主成分とする液状の電解質を用いた電解コンデ
ンサについて説明したが、この発明は、テトラシアノキ
ノジメタンを主成分としたゲル状の電解質を用いた電解
コンデンサ、更には固体電解質を用いた電解コンデンサ
にも応用することができる。この場合、従来のように、
電解質を電解質含浸用の透孔から注入することが困難な
場合に特に育効である。

〔発明の効果〕 以上のようにこの発明は、電解質が含浸されたコンデン
サ素子を上下２つの熱可塑性合成樹脂からなる箱体を接
合した内装用の箱体に収納密閉する工程と、この箱体の
外表面に、熱可塑性合成樹脂層を射出成形により形成す
る工程とからなるので、従来のチップ型電解コンデンサ
の外装方法のように電解質を含浸するために透孔を穿設
する必要がない。また、トランスファー成形による外装
樹脂の継目等がなく、電解コンデンサ内部の高い気密性
を実現することができる。したがって、コンデンサ素子
に含浸された電解質が外部に飛散することかなく、また
外部の水分が浸透することがナク、電解コンデンサの寿
命特性を向上させることが容易になる。

更に、従来のチップ型電解コンデンサにみられた電解質
含浸用の透孔がないので、該透孔を閉塞する工程が省略
でき、歩留りの向上が図れる。

また、前記箱体の外表面に形成される外装樹脂層は、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリオキシベンゾエート、
ポリスルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポ
リエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド等の高
融点の熱可塑性合成樹脂からなるので、半田リフロー処
理による温度に耐えることができる。

また、外装樹脂は射出成形により形成される。

射出成形は、成形工程における金型温度が低く、成形時
間も短いので、コンデンサ素子の熱劣化を防止すること
ができ、電解コンデンサの電気的特性が向上するととも
に、電解質が沸騰、蒸発して工程不良となることもない
。

更に、外装樹脂は射出成形により形成されるので、内装
用の箱体がどのような形状であっても外装することが容
易である。したがって、従来のチップ型電解コンデンサ
のような巻回型のコンデンサ素子に限らず、積層型のコ
ンデンサ素子を偏平状の内装用箱体に収納し、外装樹脂
層を形成することができ、他の電子部品の形状寸法に適
応した、自由な形状の電解コンデンサを製造することも
できる。

以上説明したように、この発明による電解コンデンサの
外装方法は、チップ型電解コンデンサの気密性を向上さ
せて、寿命特性、信頼性を高める有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による電解コンデンサの完成状態を
示す断面図、第２図は従来の外装構造を具備したチップ
型電解コンデンサを示す断面図、第３図は、この発明の
詳細な説明する説明図である。なお、共通する部分、部
品については共通の符合を附している。 １・・コンデンサ素子、２・・電極箔、３・・電解紙、
４．１０・・内装用箱体、５・・リード、６・・接続端
子、７・・突起、８・・素子収納空間、９，１１・・外
装樹脂層、１２・・閉塞栓、１３・・透孔、１４・・突
起部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下２つの熱可塑性合成樹脂からなる箱体片を接
   合した内装用の箱体に、電解質が含浸されたコンデンサ
   素子を収納密閉する工程と、この箱体の外表面に、熱可
   塑性合成樹脂層を射出成形により形成する工程とからな
   ることを特徴とする電解コンデンサの外装方法。
2. （２）前記箱体の外表面に形成される熱可塑性合成樹脂
   層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスル
   ホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリオキシベンゾ
   エート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリアミドイ
   ミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイ
   ドのいずれかであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の電解コンデンサ。