KR100543273B1 - 전자 부품 - Google Patents

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KR100543273B1
KR100543273B1 KR1020020002593A KR20020002593A KR100543273B1 KR 100543273 B1 KR100543273 B1 KR 100543273B1 KR 1020020002593 A KR1020020002593 A KR 1020020002593A KR 20020002593 A KR20020002593 A KR 20020002593A KR 100543273 B1 KR100543273 B1 KR 100543273B1
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미나토고이치로
구리모토히로시
야마네준지
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 개구를 갖는 케이스, 상기 케이스 내에 설치된 전자 부품 소자와 전해액 및 상기 개구가 밀봉되도록 개구에 설치된 밀봉부재를 포함하는 전자 부품에 관한 것이다. 상기 밀봉부재는 탄성을 갖고, 배합물의 가교체로 구성되며, 상기 배합물은 주성분으로서 부틸 고무 중합체와 페놀계 첨가제 및 실란계 첨가제를 함유한다. 이에 따라, 밀봉부재의 기밀성(氣密性)이 향상되고, 전해액의 휘산(揮散)이 저하된다. 또한, 상기 밀봉부재를 갖는 전자 부품은 우수한 장착성을 갖는다. 따라서, 고온 및 고온 고습도 중에서도 우수한 장기간 신뢰성을 갖는 전자 부품을 수득할 수 있다.

Description

전자 부품{ELECTRONIC COMPONENTS}
도 1은 본 발명의 한 실시양태에 따른 전자 부품으로서 알루미늄 전해 콘덴서의 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시양태에 따른 전자 부품으로서 알루미늄 전해 콘덴서의 구성을 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 콘덴서 소자 2: 금속 케이스
3: 밀봉부재 4: 양극 리드선
5: 음극 리드선 6: 좌판
7: 절연지
본 발명은 각종 전자기기에 이용되는 전자 부품, 특히 전해액 및 전자 부품 소자를 포함하는 전자 부품에 관한 것이다.
전해액 및 전자 부품 소자를 갖는 전자 부품으로서 알루미늄 전해 콘덴서의 일례가 이하에서 설명된다.
종래의 알루미늄 전해 콘덴서는 구동용 전해액, 콘덴서 소자, 금속 케이스, 밀봉부재, 양극 리드선, 음극 리드선 및 좌판을 갖는다.
구동용 전해액이 함침된 콘덴서 소자는 금속 케이스 내에 수납되어 있다. 밀봉부재는 금속 케이스의 개구부를 밀봉하는 탄성을 갖는다. 양극 리드선 및 음극 리드선은 콘덴서 소자로부터 각각 인출되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 알루미늄 전해 콘덴서에 있어서, 구동용 전해액은 주용매로서 에틸렌글리콜 및 상기 주용매 속에 첨가된 유기산의 암모늄염을 갖는다. 밀봉부재로는 스티렌부타디엔 고무 또는 에틸렌프로필렌 고무로 이루어진 고무가 사용되었다.
또한, 최근 광범위한 온도 범위에 걸쳐 신뢰성을 확보하기 위해, 구동용 전해액의 용매로서 에틸렌글리콜 대신 γ-부티로락톤이 사용되었다. 이에 따라, 종래의 전해질 성분인 유기산의 암모늄염은 구동용 전해액의 전기 전도도가 낮기 때문에, 종래의 유기산의 암모늄염 대신 유기산의 4급 암모늄염이 사용되었다.
또한, 이러한 구동용 전해액의 변경에 의해, 상기 밀봉부재도 높은 기밀성을 갖는 이소부틸렌·이소프렌 고무(소위 부틸 고무)가 사용되었다.
그러나, 우수한 기밀성을 갖는 부틸 고무로 이루어진 밀봉부재와, 전해질로서 유기산의 4급 암모늄염을 포함하는 구동용 전해액을 조합시킨 종래의 알루미늄 전해 콘덴서는, 고온에서의 수명 시험 또는 고온 고습 조건하에서의 수명 시험을 실시하는 경우, 구동용 전해액이 밀봉부재에 악영향을 끼쳐 밀봉부재의 기밀성이 저하되며, 그 결과 콘덴서 소자와 함께 수납된 구동용 전해액이 금속 케이스 내부에서 휘산되어 버린다. 또한, 종래의 알루미늄 전해 콘덴서에 대해서, 납을 사용하지 않는 땜납을 사용한 리플로우 시험을 실시하는 경우, 밀봉부재가 변형되어 장착 불량이 발생한다.
종래의 구동용 전해액을 갖는 전자 부품 소자를 포함하는 전자 부품은 이러한 기밀성의 저하와 장착 불량 등의 문제점을 안고 있다.
본 발명에서는 밀봉부재의 기밀성의 저하가 방지되고, 장착 불량이 발생하지 않는 우수한 신뢰성을 갖는 전자 부품을 제공하고자 한다.
본 발명의 전자 부품은 개구를 갖는 케이스, 상기 케이스 내에 설치된 전자 부품 소자와 전해액 및 상기 개구를 밀봉하도록 개구에 설치된 밀봉부재를 포함하고, 여기에서 상기 밀봉부재는 탄성을 갖고, 배합물의 가교체로 구성되며, 상기 배합물은 주성분으로서 부틸 고무 중합체와 페놀계 첨가제 및 실란계 첨가제를 함유한다.
이러한 구성에 의해 밀봉부재의 기밀성이 향상된다. 또한, 전해액이 증발하여 케이스의 외부로 새어 나가는 것이 방지된다. 또한, 전자 부품을 기판에 장착하는 경우 장착 불량의 발생이 방지된다. 이와 같이, 우수한 신뢰성을 갖는 전자 부품을 수득할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시양태에 따른 전자 부품은 개구를 갖는 케이스, 상기 케이스 내에 설치된 전자 부품 소자와 전해액 및 상기 개구를 밀봉하도록 개구에 설치된 밀봉부재를 포함하고, 여기에서 상기 밀봉부재는 탄성을 갖고, 배합물의 가교체로 구성되며, 상기 배합물은 주성분으로서 부틸 고무 중합체와 페놀계 첨가제 및 실란계 첨가제를 함유한다.
상기 구성에 있어서, 특히 페놀계 첨가제가 함유됨으로써, 가교체의 산화 열화가 억제되고, 밀봉부재의 기밀성의 저하가 억제된다. 또한, 실란계 첨가제가 함유됨으로써, 가교체의 가교 밀도가 증가되고, 밀봉부재의 밀봉력이 향상되며, 내습성이 향상된다. 또한, 전자 부품을 배선 기판에 장착하는 경우 장착 불량의 발생이 억제된다. 그 결과, 고온에서의 수명 시험 및 고온 고습 조건하에서의 수명 시험에 있어서도, 밀봉부재가 전해액에 의해 악영향을 받지 않아 밀봉부재의 기밀성의 저하가 억제되며, 고온 고습도 환경에서도 우수한 장기간 신뢰성을 갖는 부품을 수득할 수 있다. 또한, 납을 사용하지 않는 땜납을 사용한 리플로우 장착에 있어서도, 장착 불량의 발생이 방지된다. 이와 같이, 밀봉부재의 기밀성의 저하가 방지되어, 밀봉부재의 기밀성이 향상된다. 또한, 전해액이 증발하여 케이스의 외부로 새어 나가는 것이 방지된다. 또한, 전자 부품을 기판에 장착하는 경우 장착 불량의 발생이 방지된다. 이와 같이, 우수한 신뢰성을 갖는 전자 부품을 수득할 수 있다.
바람직하게는 상기 케이스는 바닥을 갖는 원통형의 금속 케이스이다. 이에 따라, 상기의 효과가 더욱 향상된다.
바람직하게는, 상기 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀 유도체 중 하나 이상을 함유한다. 상기 페놀류는 페놀의 오르토 위치(o-), 메타 위치(m-) 및 파라 위치(p-) 중의 하나 이상의 위치에 결합된 치환기를 갖고, 각각의 치환기는 알킬기, 수산기 및 설프하이드릴기 중 하나 이상을 포함한다. 상기 페놀류 유도체는 다수의 페놀류기 및 각각의 페놀류기간에 결합된 중간기를 갖고, 상기 중간기는 탄소, 유황 및 알킬기 중 하나 이상을 포함하고, 상기 각각의 페놀류기는 페놀류와 동일한 화학 구조를 갖는다. 이에 따라, 가교체의 산화 열화가 억제되는 효과가 더욱 향상되어, 밀봉부재의 기밀성의 저하가 억제된다.
바람직하게는, 상기 실란계 첨가제는 유기 규소 화합물 단량체를 함유하고, 상기 유기 규소 화합물은 규소 및 상기 규소에 결합된 유기기와 가수분해기를 갖는 화학 구조이고, 상기 유기기는 탄소, 질소, 산소, 유황 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 포함하고, 상기 가수분해기는 탄소, 수소 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 포함한다. 이에 따라, 가교체의 가교 밀도가 더욱 증가되어, 밀봉부재의 밀봉력 및 내습성이 더욱 향상된다.
바람직하게는, 상기 페놀계 첨가제는 상기 부틸 고무 중합체 100중량부당 0.5중량부 이상의 양으로 함유된다. 이에 따라, 상기의 효과가 더욱 향상된다. 페놀계 첨가제의 함유량이 0.5중량부 미만인 경우 상기 효과는 약간 감소된다.
바람직하게는, 상기 실란계 첨가제는 상기 부틸 고무 중합체 100중량부당 0.1중량부 이상의 양으로 함유된다. 이에 따라, 상기 효과가 더욱 향상된다. 실 란계 첨가제의 함유량이 0.1중량부 미만인 경우 상기 효과는 약간 감소된다.
바람직하게는, 용매는 에틸렌 글리콜, γ-부티로락톤, 프로필렌카보네이트, 설포란 및 물로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 포함한다.
상기 전해질은 유기산 및 무기산 중 하나 이상의 전해질염을 함유하고, 상기 전해질염은 암모늄염, 1급 내지 4급 암모늄염, 이미다졸리움염, 이미다졸리움 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 함유한다.
따라서, 전해액과 밀봉부재와의 조합에서, 전해액이 밀봉부재에 악영향을 끼치는 것이 방지된다. 그 결과, 고온 및 고온 고습 분위기하의 전자 부품의 수명 시험에 있어서, 밀봉부재의 기밀성의 저하가 억제된다. 그 결과, 전자 부품의 신뢰성이 더욱 향상된다.
바람직하게는, 상기 배합물은 가교 촉매로서 과산화 화합물을 추가로 함유하고, 상기 부틸 고무 중합체는 상기 과산화 화합물의 작용에 의해 가교된다. 이에 따라, 상기 효과가 더욱 향상된다.
바람직하게는, 상기 배합물은 상기 부틸 고무 중합체와 가교가능한 가교성 중합체를 추가로 함유하고, 상기 가교성 중합체와 부틸 고무 중합체가 서로 가교된다. 이에 따라, 상기 효과가 더욱 향상된다.
바람직하게는, 상기 밀봉부재는 240℃ 내지 270℃의 온도 범위에서 4N/㎟ 이상의 탄성률을 갖는다. 이에 따라, 상기 효과가 더욱 향상된다.
바람직하게는, 상기 전자 부품 소자는 알루미늄 콘덴서 소자를 갖고, 상기 전자 부품은 알루미늄 전해 콘덴서이다. 이에 따라, 우수한 상기 효과를 갖는 알 루미늄 전해 콘덴서를 수득할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전해 콘덴서는 금속 케이스의 내저면과 상기 콘덴서 소자 사이에 위치하는 절연 부재를 갖는다. 이에 따라, 양극박과 음극박이 금속 케이스에 접촉함으로써 발생하는 쇼트 불량이 방지된다.
바람직하게는, 상기 알루미늄 전해 콘덴서는 칩 유형의 면-장착형 알루미늄 전해 콘덴서이다. 이에 의해, 우수한 상기 효과를 갖는 면-장착형 알루미늄 전해 콘덴서를 수득할 수 있다.
이하에, 본 발명의 전자 부품의 전형적인 실시양태에 따른 전해 콘덴서에 대해서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 전형적인 실시양태에 따른 전자 부품으로서의 알루미늄 전해 콘덴서의 구성을 도시한 단면도이다. 도 1에 있어서, 알루미늄 전해 콘덴서는 콘덴서 소자(1), 구동용 전해액(도시하지 않음), 금속 케이스(2), 밀봉부재(3), 양극 리드선(4) 및 음극 리드선(5)을 포함한다.
콘덴서 소자(1)는 세퍼레이터를 개재시켜 권취시킨 알루미늄 전극박을 갖는다. 알루미늄 전극박은 양극박 및 음극박으로서 사용된다. 알루미늄 전극박은 산화 피막의 표면을 갖는다. 즉, 알루미늄의 표면이 조면화된 후 전해 산화에 의해 산화 피막이 형성된다. 양극박과 음극박 사이에 세퍼레이터를 개재시키면서 권취시킴으로써 콘덴서 소자가 형성된다.
콘덴서 소자(1) 및 구동용 전해액은 금속 케이스(2) 내에 수납되어 있다. 밀봉부재(3)는 탄성을 갖고, 금속 케이스(2)의 개구부를 밀봉한다. 양극 리드선(4) 및 음극 리드선(5)은 각각 콘덴서 소자(1)에 전기적으로 접속되고, 외부로 인출된다. 밀봉부재(3)는 관통홀을 갖고, 양극 리드선(4) 및 음극 리드선(5)이 상기 관통홀을 관통한다. 양극 리드선(4) 및 음극 리드선(5)을 상기 관통홀에 관통시키면서 밀봉부재(3)를 금속 케이스(2)의 개구부에 삽입한다. 이어서, 금속 케이스(2)의 개구부를 안쪽으로 구부리고 밀봉부재(3)를 가압하면서 금속 케이스(2)의 외주면을 눌러 가공함으로써, 밀봉부재(3)가 금속 케이스(2)의 개구부에 설치된다. 이 경우, 밀봉부재(3)의 탄성을 이용함으로써, 금속 케이스(2)의 개구부가 밀봉부재(3)에 의해 밀봉된다. 이어서, 외부로 인출된 양 리드선(4 및 5)이 좌판(6)의 관통홀에서 관통되고, 양 리드선(4 및 5)의 인출된 부분이 편평하게 가공되어 좌판을 따라 구부려진다. 이와 같은 방식으로 알루미늄 전해 콘덴서가 구성되어 있다. 밀봉부재는 탄성을 갖고, 배합물의 가교체로 구성되며, 상기 배합물은 주성분으로서 부틸 고무 중합체와 페놀계 첨가제 및 실란계 첨가제를 함유한다.
본 발명의 다른 실시양태에 따른 전자 부품의 단면도를 도 2에 도시한다. 도 2는 전자 부품의 일례로서의 전해 콘덴서를 도시한다. 도 2에서, 전자 부품으로서의 전해 콘덴서는 내저면 및 개구를 갖는 금속 케이스(2), 금속 케이스(2) 내에 설치된 전자 부품 소자로서의 콘덴서 소자(1), 상기 케이스 내에 설치된 전해액, 개구를 밀봉하도록 설치된 밀봉부재(3) 및 내저면과 콘덴서 소자(1) 사이에 설치된 절연 부재로서의 절연지(7)를 포함한다. 양극 리드선(4) 및 음극 리드선(5)은 콘덴서 소자(1)에 접속되어 밀봉부재(3)를 관통한다. 좌판(6)이 밀봉부재에 대향하는 위치에 설치되어 있다. 양극 리드선(4) 및 음극 리드선(5)은 좌판(6)을 관통하고, 이들 리드선의 선단은 서로 상기 콘덴서의 동일 측에 위치한다. 밀봉부재는 탄성을 갖고, 배합물의 가교체로 구성되며, 상기 배합물은 주성분으로서 부틸 고무 중합체와 페놀계 첨가제 및 실란계 첨가제를 함유한다. 절연지(7)가 금속 케이스의 내저면과 콘덴서 소자(1) 사이에 위치함으로써, 양극박 및 음극박이 금속 케이스에 접촉하여 발생하는 쇼트 불량이 방지된다. 또한, 고온에서의 수명 시험 및 고온 고습 조건하에서의 수명 시험에 있어서, 우수한 신뢰성을 갖는 전해 콘덴서를 수득할 수 있다. 절연지(7)로는 마닐라삼, 크라프트지, 유기 고분자 재료로부터 제조된 부직포, 유리 섬유 부직포, 무기재료로부터 제조된 부직포 등이 사용된다. 마닐라삼과 크라프트지는 소위 전해지라고 불린다. 유기 고분자 재료로는 예컨대 폴리에틸렌 수지가 사용된다.
이와 같이 형성된 알루미늄 전해 콘덴서는 칩 유형의 면-장착형 알루미늄 전해 콘덴서이다.
본 발명의 전형적인 실시양태에 따른 알루미늄 전해 콘덴서에 사용되는 구동용 전해액은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 용매 및 전해질을 함유한다. 상기 용매는 에틸렌글리콜, γ-부티로락톤, 프로필렌카보네이트, 설포란 및 물로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 포함한다. 상기 전해질은 유기산 및 무기산 중 하나 이상의 전해질염을 갖는다. 상기 전해질염은 암모늄염, 1급 내지 4급 암모늄염, 이미다졸리움염, 이미다졸리움 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 함유한다.
이러한 알루미늄 전해 콘덴서에서, 본 발명의 전자 부품에 사용되는 밀봉부재에 대한 구체적인 실시예를 이하에 설명한다.
실시예
실시예 1
밀봉부재는 배합물의 가교체로 구성된다. 상기 배합물은 부틸 고무 중합체, 페놀계 첨가제 및 실란계 첨가제를 함유한다. 상기 배합물의 부틸 고무 중합체를 화학 구조적으로 가교시킴으로써, 탄성을 갖는 가교체를 생성시킨다. 예컨대, 배합물을 가열함으로써, 부틸 고무 중합체를 화학적으로 가교시키고, 밀봉부재로서 가교체를 생성시킨다. 이러한 밀봉부재로서 가교체는 탄성을 갖는다.
예컨대, 상기 배합물은 가교 촉매로서 과산화 화합물을 추가로 함유하고, 상기 과산화물의 작용에 의해 부틸 고무 중합체를 화학적으로 가교시켜 가교체를 생성시킨다.
배합물은 또한 탄소 분말 또는 무기 분말을 함유할 수도 있다. 무기 분말로는 실리카 분말, 탄산칼슘 분말 등 임의의 분말을 사용한다. 이러한 분말을 함유함으로써 밀봉부재의 기계적 강도가 향상된다.
페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체 중 하나 이상을 함유한다. 바람직하게는, 배합물은 주성분으로서 부틸 고무 중합체 100중량부와 페놀계 첨가제 0.5중량부 및 실란계 첨가제 0.1중량부를 함유한다.
페놀류는 페놀의 오르토 위치(o-), 메타 위치(m-) 및 파라 위치(p-) 중의 하나 이상의 위치에 결합된 치환기를 갖는다. 각각의 치환기는 알킬기, 수산기 및 설프하이드릴기 중 하나 이상을 포함한다.
페놀류 유도체는 다수의 페놀류기 및 상기 다수의 페놀류기 각각의 페놀류기 사이에 결합된 중간기를 갖고, 상기 중간기는 탄소, 유황 및 알킬기 중 하나 이상을 포함한다. 각각의 페놀류기는 상술한 페놀류와 동일한 화학 구조를 갖는다.
실란계 첨가제는 유기 규소 화합물 단량체를 함유한다. 유기 규소 화합물은 규소 및 상기 규소에 결합된 유기기와 가수분해기를 포함하는 화학 구조를 갖는다. 유기기는 탄소, 질소, 산소, 유황 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 포함한다. 가수분해기는 탄소, 수소 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 포함한다.
실시예 2
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 0.8중량부 및 실란계 첨가제 0.1중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
실시예 3
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 1.0중량부 및 실란계 첨가제 0.1중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
실시예 4
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 5.0중량부 및 실란계 첨가제 0.1중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
실시예 5
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 10.0 중량부 및 실란계 첨가제 0.1중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
실시예 6
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 0.5중량부 및 실란계 첨가제 0.3중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
실시예 7
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 0.5중량부 및 실란계 첨가제 0.5중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
실시예 8
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 0.5중량부 및 실란계 첨가제 1.0중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
실시예 9
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 0.5중량부 및 실란계 첨가제 5.0중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
실시예 10
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 0.5중량부 및 실란계 첨가제 10.0중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
실시예 11
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 0.3중량부 및 실란계 첨가제 0.1중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
실시예 12
본 실시예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부, 페놀계 첨가제 0.5중량부 및 실란계 첨가제 0.05중량부를 함유한다. 페놀계 첨가제는 페놀류 및 페놀류 유도체를 함유한다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다. 이 밀봉부재는 탄성을 갖는다.
비교예
본 비교예의 밀봉부재 배합물은 부틸 고무 중합체 100중량부를 함유하고, 페놀계 첨가제 및 실란계 첨가제를 함유하지 않는다. 이 배합물을 가교시킴으로써, 밀봉부재로서의 가교체를 제조한다.
전자 부품의 기밀성 평가 실험
상기 실시예 1 내지 실시예 12에서 수득된 밀봉부재 및 비교예 1에서 수득된 밀봉부재를 각각 사용하여, 전술한 도 1에 도시한 바와 같은 각종 알루미늄 전해 콘덴서를 제조하였다.
각각 20개씩의 알루미늄 전해 콘덴서를 105℃의 고온 분위기하에서 소정 시간(1000시간, 2000시간, 3000시간, 5000시간) 방치하는 경우 시간에 대한 기밀성 불량의 발생수를 측정하였다. 이러한 고온 시험 결과를 표 1에 나타내었다.
각각 20개씩의 알루미늄 전해 콘덴서를 85℃의 온도 및 85%의 상대습도(RH)의 고온 고습 조건하에 소정 시간(1000시간, 2000시간, 3000시간, 5000시간) 방치하는 경우 시간에 대한 기밀성 불량의 발생수를 측정하였다. 이러한 내고온고습도 시험의 결과를 표 2에 나타내었다.
각각 20개씩의 알루미늄 전해 콘덴서를, 납을 사용하지 않는 리플로우 땜납에 의해 배선 기판에 장착하는 리플로우 시험을 실시하였다. 리플로우하는 경우 피크 온도를 240℃, 250℃, 260℃ 및 270℃로 각각 변화시켜 리플로우함으로써, 각각의 전해 콘덴서를 장착하였다. 각각의 피크 온도에 대한 기밀성 불량의 발생수를 측정하였다. 이러한 리플로우 장착 시험 결과를 표 3에 나타내었다. 또한, 리플로우 피크 온도는 리플로우 장착시의 최고 온도를 의미한다.
상기 실시예 1 내지 실시예 12에서 수득된 밀봉부재 및 비교예 1에서 수득된 밀봉부재 각각에 대해, 240℃, 250℃, 260℃ 및 270℃의 온도에서의 탄성률을 측정하였다. 이러한 밀봉부재로서 사용한 가교체의 고온 탄성률 결과를 표 4에 나타내었다. 또한, 표 4에서 탄성률의 단위는 N/㎟이다.
고온 시험: 시험 온도 105℃에서의 밀봉부재의 기밀성 측정 결과
첨가제 각각의 시간에 대한 기밀성 불량 발생수
페놀계 첨가제의 첨가량 실란계 첨가제의 첨가량 1000 시간 2000 시간 3000 시간 5000 시간
실시예 1 0.5 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 2 0.8 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 3 1.0 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 4 5.0 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 5 10.0 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 6 0.5 중량부 0.3 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 7 0.5 중량부 0.5 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 8 0.5 중량부 1.0 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 9 0.5 중량부 5.0 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 10 0.5 중량부 10.0 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 11 0.3 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 6/20 12/20
실시예 12 0.5 중량부 0.05 중량부 0/20 0/20 5/20 13/20
비교예 0 중량부 0 중량부 0/20 3/20 12/20 17/20
표 중에서 분모는 시험 시료의 수를 나타내고, 분자는 기밀성 불량이 발생한 수를 나타낸다.
고온 고습 시험: 시험 온도 85℃ 상대 습도 85%에서의 밀봉부재의 기밀성 측정 결과
첨가제 각각의 시간에 대한 기밀성 불량 발생수
페놀계 첨가제의 첨가량 실란계 첨가제의 첨가량 1000 시간 2000 시간 3000 시간 5000 시간
실시예 1 0.5 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 2 0.8 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 3 1.0 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 4 5.0 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 5 10.0 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 6 0.5 중량부 0.3 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 7 0.5 중량부 0.5 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 8 0.5 중량부 1.0 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 9 0.5 중량부 5.0 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 10 0.5 중량부 10.0 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 11 0.3 중량부 0.1 중량부 0/20 2/20 12/20 18/20
실시예 12 0.5 중량부 0.05 중량부 0/20 3/20 13/20 17/20
비교예 0 중량부 0 중량부 0/20 8/20 18/20 20/20
표 중에서 분모는 시험 시료의 수를 나타내고, 분자는 기밀성 불량이 발생한 수를 나타낸다.
납을 사용하지 않는 땜납을 사용한 리플로우 시험 결과
첨가제 각각의 리플로우 온도에 대한 기밀성 불량 발생수
페놀계 첨가제의 첨가량 실란계 첨가제의 첨가량 피크온도 240℃ 피크온도 250℃ 피크온도 260℃ 피크온도 270℃
실시예 1 0.5 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 2 0.8 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 3 1.0 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 4 5.0 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 5 10.0 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 6 0.5 중량부 0.3 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 7 0.5 중량부 0.5 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 8 0.5 중량부 1.0 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 9 0.5 중량부 5.0 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 10 0.5 중량부 10.0 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 11 0.3 중량부 0.1 중량부 0/20 0/20 0/20 0/20
실시예 12 0.5 중량부 0.05 중량부 0/20 0/20 5/20 20/20
비교예 0 중량부 0 중량부 0/20 5/20 15/20 20/20
표 중에서 분모는 시험 시료의 수를 나타내고, 분자는 장착 불량이 발생한 수를 나타낸다.
밀봉부재에 사용한 고무재료의 고온 탄성률 시험 결과
첨가제 각각의 온도에 대한 탄성률(N/㎟)
페놀계 첨가제의 첨가량 실란계 첨가제의 첨가량 시험온도 240℃ 시험온도 250℃ 시험온도 260℃ 시험온도 270℃
실시예 1 0.5 중량부 0.1 중량부 4.60 4.40 4.20 4.10
실시예 2 0.8 중량부 0.1 중량부 4.60 4.40 4.20 4.10
실시예 3 1.0 중량부 0.1 중량부 4.60 4.40 4.20 4.10
실시예 4 5.0 중량부 0.1 중량부 4.55 4.35 4.15 4.05
실시예 5 10.0 중량부 0.1 중량부 4.60 4.40 4.20 4.10
실시예 6 0.5 중량부 0.3 중량부 4.80 4.65 4.45 4.30
실시예 7 0.5 중량부 0.5 중량부 4.90 4.75 4.50 4.35
실시예 8 0.5 중량부 1.0 중량부 5.20 5.00 4.85 4.65
실시예 9 0.5 중량부 5.0 중량부 5.50 5.30 5.00 4.85
실시예 10 0.5 중량부 10.0 중량부 6.00 5.85 5.60 5.20
실시예 11 0.3 중량부 0.1 중량부 4.60 4.40 4.20 4.10
실시예 12 0.5 중량부 0.05 중량부 4.30 4.15 3.90 3.75
비교예 0 중량부 0 중량부 4.20 3.90 3.80 3.70
표 중에서 탄성률의 단위는 N/㎟이다
표 1의 105℃ 고온 시험 결과 및 표 2의 85℃ 및 85%RH 고온 고습도 시험 결과 모두에 있어서, 페놀계 첨가제 0.5중량부 이상 및 실란계 첨가제 0.1중량부 이상을 함유하는 밀봉부재를 사용한 전해 콘덴서(실시예 1 내지 실시예 10)는, 5000시간 후에도 기밀성의 불량이 발생하지 않았다. 또한, 페놀계 첨가제 0.3중량부 이하 및 실란계 첨가제 0.1중량부 이하를 함유하는 밀봉부재를 사용한 전해 콘덴서(실시예11 및 실시예 12)는 시간이 경과함에 따라 기밀성 불량 발생수가 증가하였다. 또한, 페놀계 첨가제 및 실란계 첨가제를 함유하지 않는 밀봉부재를 사용한 전해 콘덴서(비교예)는 시간이 경과됨에 따라 기밀성 불량 발생수가 더욱 증가하였다.
표 3의 리플로우 땜납 시험 결과에 있어서, 페놀계 첨가제 0.3중량부 이상 및 실란계 첨가제 0.1중량부 이상을 함유하는 밀봉부재를 사용한 전해 콘덴서(실시예 1 내지 실시예 11)는 리플로우하는 경우 피크 온도가 270℃일 때에도 기밀성의 불량은 발생하지 않았다. 또한, 실란계 첨가제 0.05중량부 이하를 함유하는 밀봉부재를 사용한 전해 콘덴서(실시예 12)는 시간이 경과됨에 따라 기밀성 불량 발생수가 증가하였다. 또한, 페놀계 첨가제 및 실란계 첨가제를 함유하지 않는 밀봉부재를 사용한 전해 콘덴서(비교예)는 시간이 경과됨에 따라 기밀성 불량 발생수가 더욱 증가하였다.
표 4의 밀봉부재로서 사용한 가교체의 고온에서의 탄성률 측정 결과에 있어서, 페놀계 첨가제 0.3중량부 이상 및 실란계 첨가제 0.1중량부 이상을 함유하는 밀봉부재를 사용한 전해 콘덴서(실시예 1 내지 실시예 11)는 고온에서의 탄성률의 저하 정도가, 실란계 첨가제 0.05중량부 이하를 함유하는 밀봉부재를 사용한 전해 콘덴서(실시예 12)보다도 적었다. 또한, 페놀계 첨가제 및 실란계 첨가제를 함유하지 않는 밀봉부재를 사용한 전해 콘덴서(비교예)는 고온에서의 탄성률의 저하 정도가 가장 컸다.
표 1 및 표 2의 시험 결과로 명백히 알 수 있는 바와 같이, 실란계 첨가제를 함유하는 배합물을 가교시켜 제조한 밀봉부재는 우수한 밀봉 응력 및 우수한 내습성을 갖는다. 또한, 페놀계 첨가제를 함유하는 배합물을 가교시켜 제조한 밀봉부재는 밀봉부재의 열화를 억제하고, 밀봉 응력을 유지한다. 이러한 효과에 의해, 전해 콘덴서의 기밀성 저하가 억제되어, 그 결과 구동용 전해액의 휘산이 방지된다. 따라서, 장기간 초기의 특성을 유지하는 전해 콘덴서를 수득할 수 있다.
표 3 및 표 4의 결과로 명백히 알 수 있는 바와 같이, 실란계 첨가제를 함유하는 배합물을 가교시켜 제조한 밀봉부재는 고온에서의 탄성률을 확보하여, 그 결과 배선 기판 등으로의 리플로우 땜납에 의한 장착 공정에서 장착 불량의 발생이 방지된다. 이와 같이, 우수한 신뢰성을 갖는 알루미늄 전해 콘덴서를 수득할 수 있다.
또한, 부틸 고무 중합체 100중량부당 페놀계 첨가제의 첨가량이 0.5중량부 이상인 경우, 특히 우수한 상기 효과를 얻을 수 있다. 부틸 고무 중합체 100중량부당 페놀계 첨가제의 첨가량이 0.5중량부 미만인 경우, 상기 효과는 약간 저하된다.
또한, 부틸 고무 중합체 100중량부당 실란계 첨가제의 첨가량이 0.1중량부 이상인 경우, 특히 우수한 상기 효과를 얻을 수 있다. 부틸 고무 중합체 100중량부당 실란계 첨가제의 첨가량이 0.1중량부 미만인 경우, 상기 효과는 약간 저하된다.
또한, 본 발명의 전자 부품의 전형적인 실시양태에 따른 알루미늄 전해 콘덴서는 칩 유형의 면-장착형 알루미늄 전해 콘덴서에 한정되지 않고, 전해액을 갖는 전해 콘덴서에도 적용된다. 또한, 본 발명의 전자 부품의 전형적인 실시예는 전해액을 갖는 전해 콘덴서의 일례를 나타내지만, 본 발명의 전자 부품은 이러한 전해 콘덴서에 한정되지 않고, 케이스 내에 충전된 전해액 및 상기 케이스를 밀봉하는 밀봉부재를 갖는 전자 부품에 적용된다.
이상과 같이, 본 발명의 구성에 의해 고온에서의 장기 수명 시험 및 고온 고습도 분위기하에서의 장기 수명 시험에서도 밀봉부재가 구동용 전해액에 의한 악영향을 받지 않으며, 이로 인해 밀봉부재의 기밀성 저하가 억제되어, 밀봉부재의 기밀성이 향상된다. 또한, 전해액이 증발하여 케이스의 외부로 새어 나가는 것이 방지된다. 이와 같이, 우수한 신뢰성을 갖는 전자 부품을 수득할 수 있다. 따라서, 전자 부품의 수명이 향상된다. 또한, 배선 기판에 본 발명의 전자 부품을 장착하는 경우, 납을 사용하지 않는 땜납을 사용한 리플로우 땜납에 의한 장착에서도, 장착시 전자 부품의 불량 발생이 방지된다. 이에 따라, 고온 및 고온 고습도 분위기하에서도 우수한 기밀성을 장기간 유지하는 전자 부품을 수득할 수 있다. 또한, 리플로우 땜납에 의해 배선 기판에 장착하는 경우에서도 기밀성을 유지한 전자 부품을 수득할 수 있다.

Claims (17)

  1. 개구를 갖는 케이스, 상기 케이스 내에 설치된 전자 부품 소자, 상기 케이스 내에 설치된 전해액 및 상기 케이스의 개구를 밀봉하도록 배치된 밀봉부재를 포함하는 전자 부품으로서,
    상기 밀봉부재가 탄성을 갖고 배합물의 가교체를 포함하며,
    상기 배합물이 주성분으로서 부틸 고무 중합체, 페놀계 첨가제, 및 상기 부틸 고무 중합체 100 중량부에 대해 0.1 중량부 이상의 실란계 첨가제를 함유하는
    전자 부품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    케이스가 바닥을 갖는 원통형의 금속 케이스인 전자 부품.
  3. 제 1 항에 있어서,
    부틸 고무 중합체가 이소부틸렌-이소프렌 중합체인 전자 부품.
  4. 제 1 항에 있어서,
    페놀계 첨가제가 페놀류 및 페놀 유도체 중 하나 이상을 함유하고,
    상기 페놀류가 화학 구조에서 페놀의 오르토 위치(o-), 메타 위치(m-) 및 파라 위치(p-)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 위치에 결합된 치환기를 갖고, 상기 각각의 치환기가 알킬기, 수산기 및 설프하이드릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 가지며,
    상기 페놀 유도체가 다수의 페놀기 및 각각의 페놀기 사이에 결합된 중간기를 포함하고, 상기 중간기가 탄소, 유황 및 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 갖고, 상기 각각의 페놀기가 페놀과 동일한 화학 구조인
    전자 부품.
  5. 제 1 항에 있어서,
    실란계 첨가제가 유기 규소 화합물 단량체를 함유하고,
    상기 유기 규소 화합물이 규소 및 상기 규소에 결합된 유기기와 가수분해기를 포함하는 화학 구조를 갖고, 상기 유기기가 탄소, 질소, 산소, 유황 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 포함하며, 상기 가수분해기가 탄소, 수소 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 포함하는
    전자 부품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    페놀계 첨가제가 부틸 고무 중합체 100중량부당 0.5중량부 이상의 양으로 함유되는 전자 부품.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    전해액이 용매 및 전해질을 함유하는 전자 부품.
  9. 제 8 항에 있어서,
    용매가 에틸렌글리콜, γ-부티로락톤, 프로필렌카보네이트, 설포란 및 물로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 함유하고, 전해질이 유기산 및 무기산 중 하나 이상의 전해질염을 함유하며, 상기 전해질염이 암모늄염, 1급 내지 4급 암모늄염, 이미다졸리움염, 이미다졸리움 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상을 함유하는 전자 부품.
  10. 제 1 항에 있어서,
    배합물이 가교 촉매로서 과산화 화합물을 추가로 함유하고, 부틸 고무 중합체가 상기 과산화 화합물의 작용에 의해 가교되는 전자 부품.
  11. 제 1 항에 있어서,
    배합물이 부틸 고무 중합체와 가교가능한 가교성 중합체를 추가로 함유하고, 상기 가교성 중합체와 부틸 고무 중합체가 서로 가교되는 전자 부품.
  12. 제 1 항에 있어서,
    밀봉부재가 240℃ 내지 270℃의 온도 범위에서 4N/㎟ 이상의 탄성률을 갖는 전자 부품.
  13. 제 1 항에 있어서,
    전자 부품 소자가 알루미늄 전해 콘덴서 소자인 전자 부품.
  14. 제 1 항에 있어서,
    칩 유형의 면-장착형 알루미늄 전해 콘덴서인 전자 부품.
  15. 제 1 항에 있어서,
    전자 부품 소자가 알루미늄 전해 콘덴서 소자 및 상기 알루미늄 전해 콘덴서 소자에 전기적으로 접합된 양극 리드선 및 음극 리드선을 포함하고, 상기 양극 리드선 및 음극 리드선의 각각의 단부가 케이스의 동일 측에 위치하고 배선 기판에 면-장착 가능한 것인 전자 부품.
  16. 제 15 항에 있어서,
    케이스 내에 설치된 절연 부재를 추가로 포함하고, 상기 케이스가 금속으로 이루어져 있고 개구에 대향하는 위치에 형성된 내저면을 가지며, 상기 절연 부재가 상기 내저면과 콘덴서 소자 사이에 위치하는 전자 부품.
  17. 제 1 항에 있어서,
    전자 부품 소자가 상기 전자 부품 소자에 전기적으로 접합된 양극 리드선 및 음극 리드선을 추가로 포함하고, 상기 양극 리드선 및 음극 리드선이 밀봉부재를 관통하여 밀봉부재의 외측으로 인출되는 전자 부품.
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