KR101039513B1 - 고체 전해 콘덴서 - Google Patents

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요시유키 후시미
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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

<과제> 부가적인 부재를 적용하지 않고, 콘덴서 소자를 리드 프레임에 정밀도 좋게 확실히 부착할 수 있는 고체 전해 콘덴서를 제공한다.
<해결 수단> 고체 전해 콘덴서(1)는, 콘덴서 소자(2), 양극 리드 프레임(10), 음극 리드 프레임(20) 및 몰드 수지(40)를 구비하고 있다. 양극 리드 프레임(10)은 양극 단자부(11)와 입상부(12)를 구비하고, 양극 단자부(11)는 몰드 수지(40)의 저면에 노출하고 있다. 입상부(12)는 양극 단자부(11)와 일체적으로 형성되어, 양극부(4)로 향하여 세워져 있다. 그 입상부(12)에는 관통구멍(13)이 형성되어 있고, 음극 리드 프레임(20)은 음극 단자부(21), 한 쌍의 측면부(22) 및 단차부(23)를 구비하고 있다.

Description

고체 전해 콘덴서{SOLID ELECTROLYTIC CONDENSER}
본 발명은 고체 전해 콘덴서에 관한 것이고, 특히, 소정의 리드 프레임에 콘덴서 소자를 탑재하여 몰드 수지로 봉지(封止)한 고체 전해 콘덴서에 관한 것이다.
프린트 배선기판 등에 대해서 표면 장착이 가능한 전자부품 중 하나에 고체 전해 콘덴서가 있다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 이런 종류의 고체 전해 콘덴서(101)는 콘덴서 소자(102), 양극 리드 프레임(110), 음극 리드 프레임(120) 및 이들을 봉지하는 몰드 수지(140)를 구비하고 있다. 콘덴서 소자(102)로는 대략 기둥 모양(직방체)의 양극체(103)로부터 돌출하도록 양극부(104)가 형성되고, 양극체(103)의 외주면에 음극부(105)가 형성되어 있다. 양극 리드 프레임(110)은 베개재(180)를 통하여 양극부(104)에 전기적으로 접속되고, 음극 리드 프레임(120)은 직접 음극부(105)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 베개재 외에 소정의 형상으로 성형된 이형재(異形材)를 적용한 것도 있다.
이러한 종류의 고체 전해 콘덴서(101)는 이하와 같이 하여 제조된다. 우선, 리드 프레임을 소정의 형상으로 펀칭하는 것에 의해서, 양극 리드 프레임이 되는 부분 및 음극 리드 프레임이 되는 부분이 형성된다. 다음에, 양극 리드 프레임이 되는 부분에 도전성의 베개재가 용접된다. 다음에, 콘덴서 소자의 양극부가 용접된 베개재에 대하여 소정의 위치에 위치결정을 함과 동시에, 음극부를 음극 리드 프레임이 되는 부분에 대하여 소정의 위치에 위치결정을 하여, 콘덴서 소자를 리드 프레임에 부착한다.
다음에, 양극 리드 프레임이 되는 부분, 음극 리드 프레임이 되는 부분 및 콘덴서 소자를 소정의 금형을 이용하여 둘러싸고, 그 금형에 몰드 수지를 주입하는 것에 의해, 콘덴서 소자 등이 봉지된다. 그 후, 콘덴서 소자 등을 봉지한 몰드 수지를 리드 프레임의 소정의 위치로부터 떼어내는 것에 의해서, 고체 전해 콘덴서가 완성된다. 고체 전해 콘덴서에서는 양극 리드 프레임의 일부와 음극 리드 프레임의 일부가 각각 단자로서 몰드 수지로부터 돌출해 있다.
한편, 양극 리드 프레임이 되는 부분에 베개재를 용접하는 것 외에, 콘덴서 소자의 양극부에 베개재를 용접하는 수법도 제안되어 있다. 또한, 이런 종류의 고체 전해 콘덴서를 개시한 문헌의 예로서, 특허문헌 1 및 특허문헌 2가 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특개2002-367862호 공보
[특허문헌 2] 일본국 특개2006-319113호 공보
그렇지만, 종래의 고체 전해 콘덴서(101)에서는 다음과 같은 문제점이 있었다. 상술 한 바와 같이, 콘덴서 소자(102)의 양극부(104)와 양극 리드 프레임(110)을 전기적으로 접속하기 위해서, 양극부(104)와 양극 리드 프레임(110)과의 사이에 베개재(180)를 개재시키고 있다. 그 때문에, 콘덴서 소자(102)의 리드 프레임으로의 부착할 때, 부가적인 부재가 필요하게 되고, 또, 그러한 베개재(180)의 리드 프레임으로의 용접을 위한 공정이 증가하여, 제조 코스트의 저감을 저해하는 요인 중 하나가 되었다.
또, 베개재(180)를 콘덴서 소자(102)의 양극부(104)에 용접할 때의 용접 개소나 강도 등의 격차에 의해서, 콘덴서 소자(102)를 리드 프레임에 정밀도 좋게 부착할 수 없어, 고체 전해 콘덴서(101)로서의 생산율이 저하하는 것이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은 부가적인 부재를 적용하지 않고, 콘덴서 소자를 리드 프레임에 정밀도 좋고 확실하게 부착할 수 있는 고체 전해 콘덴서를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서는, 콘덴서 소자와 몰드 수지와 양극 리드 프레임과 음극 리드 프레임을 가지고 있다. 콘덴서 소자는 양극부 및 음극부를 가지고 있다. 몰드 수지는 콘덴서 소자를 봉지하고 있다. 양극 리드 프레임은 양극부에 접속된다. 음극 리드 프레임은 음극부에 접속된다. 양극 리드 프레임은 양극 단자부와 입상부(立上部)를 구비하고 있다. 양극 단자부는 몰드 수지의 저면(底面)을 따라서 노출하고 있다. 입상부는 양극 단자부와 일체적으로 형성되고, 양극 단자부로부터 콘덴서 소자의 양극부로 향하여 세워지고, 그 입상부에는 관통구멍이 형성되어 있다.
이 구성에 의하면, 콘덴서 소자의 양극부는 양극 리드 프레임에 있어서의 양극 단자부와 일체적으로 형성된 입상부에 아래쪽으로부터 지지되도록 접속된다. 이것에 의해, 베개재를 리드 프레임과 양극부 사이에 개재시키고 있던 고체 전해 콘덴서의 경우와 비교해서, 그와 같은 부가적인 베개재가 불필요하게 되고, 또, 그러한 베개재를 리드 프레임에 용접하는 공정이 불필요하게 되어, 제조 코스트의 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 양극 리드 프레임의 입상부에 관통구멍이 형성되어 있는 것으로, 양극부를 입상부에 용접할 때의 가압력에 기인하여 입상부에 생기는 응력이 관통구멍에 의해서 완화되고, 또한, 용접시의 열이 관통구멍에 의해 방열(放熱)되어, 용융열에 의한 열변형이 완화된다. 이것에 의해 입상부가 변형 등 하는 것이 억제되어, 콘덴서 소자를 정밀도 좋게 부착할 수 있다. 또 관통구멍에 몰드 수지가 흘러드는 것으로, 관통이 앵커(anchor)로서 기능하고, 양극 리드 프레임과 몰드 수지와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
그 관통구멍은 입상부에 있어서의 양극부의 바로 아래의 영역 이외의 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 양극부를 양극 리드 프레임의 입상부에 용접할 때의 열에 의해서, 입상부가 용해하여 양극부의 일부가 가라앉은 경우에, 양극부가 관통구멍까지 빠져 버리는 것을 방지할 수 있다.
그 양극 리드 프레임의 것보다 구체적인 구조로서, 입상부는 양극 단자부에 있어서의 콘덴서 소자의 음극부에 가까운 측의 단으로부터 세워져 있는 것이 바람직하다.
또, 입상부는 양극부에 접촉하는 상단부와, 그 상단부의 연장해 있는 방향의 한쪽과 다른 쪽에 각각 위치하는 측단부를 포함하고, 측단부의 각각은 콘덴서 소자의 음극부로부터 멀어지는 방향으로 구부러져 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 양극부를 양극 리드 프레임의 입상부에 용접할 때의 가압력에 의해서 입상부가 변형하거나 넘어지려고 하는 것을 확실히 저지할 수 있다. 또, 측단부가 구부러져 있는 것으로, 몰드 수지와의 밀착성도 향상한다.
또한, 콘덴서 소자로서는 1개로 한정되지 않고, 콘덴서 소자를 복수 구비하고 있어도 좋다. 그 경우에는 복수의 콘덴서 소자의 각각의 양극부는 같은 방향으로 배치되어 양극 리드 프레임에 접촉하는 것이 바람직하다.
또, 복수의 콘덴서 소자를 탑재하는 경우에는, 관통구멍은 복수의 콘덴서 소자 중 서로 인접하는 하나의 콘덴서 소자와 다른 콘덴서 소자와의 사이의 바로 아래의 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 관통구멍은 콘덴서 소자의 수보다 많이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 양극부를 양극 리드 프레임에 용접할 때의 가압력에 기인하여 양극 리드 프레임에 생기는 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 콘덴서 소자의 양극부는 양극 리드 프레임에 있어서의 양극 단자부와 일체적으로 형성된 입상부에 아래쪽으로부터 지지되도록 접속된다. 이것에 의해, 베개재를 리드 프레임과 양극부 사이에 개재시키고 있던 고체 전해 콘덴서의 경우와 비교해서, 그와 같은 부가적인 베개재가 불필요하게 되고, 또, 그러한 베개재를 리드 프레임에 용접하는 공정이 불필요하게 되어, 제조 코스트의 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 양극 리드 프레임의 입상부에 관통구멍이 형성되어 있는 것으로, 양극부를 입상부에 용접할 때의 가압력에 기인하여 입상부에 생기는 응력이 관통구멍에 의해서 완화되고, 또한, 용접시의 열이 관통구멍에 의해 방열되어, 용융열에 의한 열변형이 완화된다. 이것에 의해 입상부가 변형 등 하는 것이 억제되어, 콘덴서 소자를 정밀도 좋게 부착할 수 있다. 또 관통구멍에 몰드 수지가 흘러드는 것으로, 관통이 앵커로서 기능하고, 양극 리드 프레임과 몰드 수지와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>
고체 전해 콘덴서
본 발명의 실시형태에 관한 고체 전해 콘덴서에 대해 설명한다. 도 1 ~ 도 3에 나타내는 바와 같이, 고체 전해 콘덴서(1)는 2개의 콘덴서 소자(2, 2a, 2b), 양극 리드 프레임(10), 음극 리드 프레임(20) 및 이들을 봉지하는 몰드 수지(40)를 구비하고 있다. 콘덴서 소자(2)에서는 대략 기둥 모양(직방체)의 양극체(3)로부터 돌출하도록 양극부(4)가 형성되고, 양극체(3)의 외주면에 음극부(5)가 형성되어 있 다. 또, 2개의 콘덴서 소자(2a, 2b)는 각각의 양극부(4)가 동일하게 향하도록 배치되어 있다.
양극 리드 프레임(10)은 양극 단자부(11)와 입상부(12)를 구비하고 있다. 양극 단자부(11)는 몰드 수지(40)의 저면을 따라서 노출하고 있다. 양극 단자부(11)의 상면(11a)은 몰드 수지(40)의 저면(40a)에 직접 접하고 있고, 상면(11a)과 저면(40a)은 대략 동일평면 위에 위치하고 있다(도 2 및 도 3 참조). 입상부(12)는 양극 단자부(11)와 일체적으로 형성되어 있다. 그 입상부(12)는 양극 단자부(11)에 있어서의 콘덴서 소자(3)의 음극부(5)에 가까운 측의 단으로부터 몰드 수지(40) 내를 양극부(4)로 향하여 연장해 있고, 2개의 콘덴서 소자(2a, 2b)의 각각의 양극부(4)를 아래쪽으로부터 지지하도록 입상부(12)의 상단부(12a)에 있어서 양극부(4)에 접속되어 있다. 상단부(12a)에서는 용접할 때의 가압이나 용접의 열에 의한 용융에 의해서, 양극부(4)의 일부가 가라앉아 있다(도 1 및 도 3 참조).
그 입상부(12)에는 콘덴서 소자(2)의 양극부(4)의 바로 아래의 영역 이외의 소정의 영역에 3개의 관통구멍(13)이 형성되어 있다. 즉, 1개의 관통구멍(13)은 콘덴서 소자(2a)의 양극부(4)의 바로 아래의 영역과 콘덴서 소자(2b)의 양극부(4)의 바로 아래의 영역과의 사이의 영역에 형성되고, 다른 2개의 관통구멍(13)은 콘덴서 소자(2a(2b))의 양극부(4)의 바로 아래의 영역과 바로 옆의 측단부(12b)와의 사이의 영역에 각각 형성되어 있다(도 1 및 도 3 참조). 또, 입상부(12)에서는 상단부(12a)가 연장해 있는 방향의 한쪽과 다른 쪽의 각각의 측단부(12b)가 음극 리드 프레임(20)(음극부(5))으로부터 멀어지는 방향으로 구부러져 있다(도 1 참조).
음극 리드 프레임(20)은 음극 단자부(21), 한 쌍의 측면부(22) 및 단차부(23)를 구비하고 있다(도 2 참조). 음극 단자부(21)는 몰드 수지(40)의 저면을 따라서 노출하고 있다. 음극 단자부(21)의 상면(21a)은 몰드 수지(40)의 저면(40a)에 직접 접하고 있고, 상면(21a)과 저면(40a)은 대략 동일평면 위에 위치하고 있다(도 2 참조). 한 쌍의 측단면(22)은 그 음극 단자부(21)로부터 단차부(23)를 통하여 몰드 수지(10) 내에 연장해 있고, 콘덴서 소자(2)의 양극체(3)를 사이에 두도록 서로 대향하도록 세워 설치되어 있다. 그 측면부(22)에는 양극부(4)가 위치하는 측과는 반대의 측으로 향하여 연장해 있는 연재부(延在部)(24)가 설치되어 있다(도 3 참조).
리드 프레임
다음에, 고체 전해 콘덴서(1)의 양극 리드 프레임(10) 및 음극 리드 프레임(20)이 되는 리드 프레임에 대해 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 리드 프레임(30)은 소정의 폭(화살표 92로 나타내는 방향)을 가지고 띠 모양으로 연장하는(화살표 93로 나타내는 방향) 얇은 판금(板金)을 소정의 형상으로 펀칭하는 것에 의해서 형성된다. 또한, 화살표 92로 나타내는 방향은 짧은 길이 방향이 되고, 화살표 93으로 나타내는 방향은 긴 길이 방향이 된다. 양극 리드 프레임이 되는 부분(31)은 리드 프레임(30)의 짧은 길이 방향의 일단 측으로부터 짧은 길이 방향의 중앙 부근을 향하여 연장해 있는 부분(30a)에 형성되어 있다. 그 부분(30a)에서는 양극 단자부(11) 및 입상부(12)가 평면적으로 전개(展開)된 형상으로 펀칭되어 있다. 양극 단자부(11)와 입상부(12)가 연결되어 있는 부분에서는 입상부(12)를 위쪽 으로 향하여 구부러질 때의 굽힘 정밀도를 확보하기 위해, 만(灣) 모양으로 펀칭한 잘록한 부분이 형성되어 있다. 또한, 양극 리드 프레임이 되는 부분(31)의 근방에는 완성한 고체 전해 콘덴서를 프린트 배선기판 등에 땜납 부착하기 위한 필렛(fillet)구멍(33)이 형성되어 있다.
한편, 음극 리드 프레임이 되는 부분(32)은 리드 프레임(30)의 짧은 길이 방향의 타단 측으로부터 짧은 길이 방향의 중앙 부근으로 향하여 연장해 있는 부분(30b)에 형성되어 있다. 그 부분(30b)에서는 음극 단자부(21), 측면부(22) 및 단차부(23)가 평면적으로 전개된 형상으로 펀칭되어 있다. 측면부(22)에 설치되는 연재부(24)는 양극 리드 프레임이 되는 부분(31)과의 접촉을 피하기 위해서, 양극 리드 프레임이 되는 부분(31)이 형성되어 있는 측과는 반대 측으로 향하여 형성되어 있다. 또, 측면부(22)와 음극 단자부(21)가 연결되어 있는 부분에서는 측면부(22)를 위쪽으로 향하여 구부러질 때의 굽힘 정밀도를 확보하기 위해서, 만 모양으로 펀칭된 잘록한 부분이 형성되어 있다. 또한, 음극 리드 프레임이 되는 부분(32)의 근방에는 완성한 고체 전해 콘덴서를 프린트 배선기판 등에 땜납 부착하기 위한 필렛구멍(34)이 형성되어 있다.
고체 전해 콘덴서의 제조방법
다음에, 고체 전해 콘덴서의 제조방법의 일례에 대해 설명한다. 우선, 도 4에 나타내는 바와 같이, 양극 리드 프레임이 되는 부분(31) 및 음극 리드 프레임이 되는 부분(32)을 평면적으로 전개한 형상으로 펀칭한 리드 프레임(30)이 형성된다(프레스 펀칭 공정). 다음에, 리드 프레임(30)이 소정의 릴(reel)(도시하지 않음) 에 감기고, 리드 프레임(30)에 소정의 도금 처리가 실시된다(도금 공정). 이 도금 처리는 다음의 프레스 굽힘 공정 전(前)에 실시하는 것으로, 릴에 의해 많은 리드 프레임을 감아, 효율적으로 도금 처리를 실시할 수 있다.
다음에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 리드 프레임(30)에 프레스 굽힘 가공이 실시된다(프레스 굽힘 공정). 양극 리드 프레임이 되는 부분(31)에서는 양극 단자부(11)에 대해서 입상부(12)가 위쪽으로 향하여 구부러진다. 또, 입상부(12)의 측단부(12b)가 음극 리드 프레임이 되는 부분(32)이 위치하는 측과는 반대의 측으로 구부러진다. 음극 리드 프레임이 되는 부분(32)에서는 음극 단자부(21)에 대해서 단차부(23)가 형성되고, 또, 측면부(22)가 위쪽으로 향하여 구부러진다. 이 때, 구부러지는 부분에 잘록한 부분이 형성되어 있는 것으로, 입상부(12) 등을 소정의 위치에서 소정의 각도만큼 정밀도 좋게 구부릴 수 있다.
다음에, 콘덴서 소자(2)가 리드 프레임(30)에 실어 놓인다(재치(載置) 공정). 도6에 나타내는 바와 같이, 우선, 2개의 콘덴서 소자(2) 중 한쪽의 콘덴서 소자(2a)가 입상부(12)의 상단부(12a)에 양극부(4)가 접촉하고, 음극부(5)가 한 쌍의 측면부(22) 중 한쪽의 측면부(22)에 접촉하도록 리드 프레임(30)에 실어 놓인다. 다음에, 다른 쪽의 콘덴서 소자(2b)가 입상부(12)의 상단부(12a)에 양극부(4)가 접촉하고, 음극부(5)가 한 쌍의 측면부(22) 중 다른 쪽의 측면부(22)에 접촉하도록 리드 프레임(30)에 실어 놓인다.
다음에, 양극부의 입상부로의 용접이 실행된다(용접 공정). 도 7에 나타내는 바와 같이, 우선, 소정의 원형의 용접 전극(50)을 한쪽의 콘덴서 소자(2a)의 양극 부(4)에 접촉시켜, 위쪽에서부터 소정의 가압력이 걸리면서 소정의 전류가 흘러간다. 전류가 흘러가는 것으로, 양극부(4)가 상단부(12a)에 접촉하고 있는 부분에서는 열이 발생하고, 상단부(12a)가 용해하여 양극부(4)의 일부가 입상부(12)에 가라앉은 상태로 양극부(4)가 입상부(12)에 용접된다. 다음에, 용접 전극(50)을 이동시켜, 다른 쪽의 콘덴서 소자(2b)의 양극부(4)에 대해서도 동일한 처리를 실시하는 것으로, 콘덴서 소자(2b)의 양극부(4)가 입상부(12)에 용접된다. 이렇게 하여, 도 8에 나타내는 바와 같이, 리드 프레임(30)에, 2개의 콘덴서 소자(2a, 2b)가 용접된다.
다음에, 몰드 수지에 의한 봉지가 실행된다(봉지 공정). 콘덴서 소자(2)가 용접된 리드 프레임(30)은 소정의 금형에 장착된다. 금형은 상부 금형과 하부 금형으로 이루어지고, 상부 금형 및 하부 금형의 적어도 한쪽에는 몰드 수지가 주입되는 캐비티가 형성되어 있다. 그 캐피티 내에 몰드 수지가 충전된다. 이렇게 하여, 도 9에 나타내는 바와 같이, 리드 프레임(30)에 용접된 콘덴서 소자(2), 양극 리드 프레임이 되는 부분 및 음극 리드 프레임이 되는 부분이 몰드 수지(40)에 의해서 봉지되게 된다.
다음에, 콘덴서 소자(2)를 봉지한 몰드 수지(40)가 리드 프레임(30)으로부터 떼어 내진다. 이 때, 양극 리드 프레임이 되는 부분에 형성된 필렛구멍(33)의 개구 측 벽면(33a)의 일부가 남겨지는 소정의 위치(점선 참조)에서 리드 프레임(30)이 절단되고, 마찬가지로, 음극 리드 프레임이 되는 부분에 형성된 필렛구멍(34)(도 4 등 참조)의 개구 측 벽면의 일부가 남겨지는 소정의 위치에서 리드 프레임(30)이 절단된다. 남겨진 개구 측 벽면(33a) 등의 부분에 실시된 도금은 고체 전해 콘덴서를 프린트 배선기판 등에 장착할 때 땜납을 유도하는 기능을 완수하게 된다. 이렇게 하여, 도 10에 나타내는 바와 같이, 콘덴서 소자(2) 등이 몰드 수지(40)에 의해서 봉지된 고체 전해 콘덴서(1)가 완성된다.
상술한 고체 전해 콘덴서(1)에서는 콘덴서 소자(2)의 양극부(4)는 리드 프레임(30)을 굽힘 가공하는 것에 의해, 양극 단자부(11)와 일체적으로 형성된 입상부(12)에 용접된다. 이것에 의해, 베개재 등을 리드 프레임과 양극부와의 사이에 개재시키고 있던 종래의 고체 전해 콘덴서의 경우와 비교해서, 그러한 부가적인 베개재 등이 불필요하게 되고, 또, 그러한 베개재 등을 리드 프레임에 용접하는 공정이 불필요하게 되어, 제조 코스트의 삭감을 도모할 수 있다.
또, 그 입상부(12)에는 소정의 위치에 관통구멍(13)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 용접 전극(50)을 콘덴서 소자(2)의 양극부(4)에 접촉시켜, 위쪽으로부터 소정의 가압력을 부여하여 용접을 행할 때에 입상부(12)에 생기는 응력이 관통구멍(13)에 의해서 완화되고, 또한, 용접시의 열이 이 관통구멍(13)에 의해 방열되어, 용접열에 의한 열변형이 완화되게 된다. 입상부(12)의 응력이 완화되는 것으로, 예를 들면, 입상부(12)가 변형을 하거나, 혹은, 입상부(12)의 변형에 수반하여, 콘덴서 소자(2)가 소정의 위치로부터 어긋나 용접되어 버리는 것과 같은 일 등이 없어진다. 그 결과, 콘덴서 소자를 리드 프레임에 있어서의 소정의 위치에 정밀도 좋게 확실히 용접할 수 있다.
그 관통구멍(13)을 형성하는 영역으로서는 입상부(12)에 있어서 양극부(4)의 바로 아래의 영역 이외의 영역이 바람직하다. 이것은 양극부(4)에 접촉하고 있는 입상부(12)의 부분이 용접시에 용해하여 양극부(4)의 일부가 가라앉기 때문에(도 7 참조), 양극부(4)의 바로 아래의 영역에 관통구멍이 형성되고 있으면, 양극부(4)가 이 관통구멍까지 빠져 버릴 우려가 있기 때문이다.
또, 몰드 수지(40)에 의해서 콘덴서 소자(2) 등을 봉지할 때에는 관통구멍(13)에도 몰드 수지(40)가 흘러든다. 이것에 의해, 몰드 수지(40)에 포함되는 가스가 빠지기 쉬워져, 몰드 수지(40)의 충전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 관통구멍(13)에 몰드 수지(40)가 충전되는 것으로, 관통구멍(13)이 몰드 수지(40)에 대해서 엥커로서의 기능을 완수하게 된다. 그 결과, 몰드 수지(40)와 입상부(12) 등과의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또, 관통구멍(13)에 의해, 용접시의 열을 효과적으로 방열시킬 수 있다.
또한, 입상부(12)에서는 측단부(12b)가 음극 리드 프레임(20)으로부터 멀어지는 방향으로 구부러져 있다(도 10 참조). 이것에 의해, 용접시의 가압력에 의해서 입상부(12)가 변형하거나 넘어지려고 하는 것을 확실히 저지할 수 있다. 또, 측단부(12)가 구부러져 있는 것으로, 몰드 수지(40)와의 밀착성도 향상한다.
또, 도 1 등에 나타내는 바와 같이, 상술한 고체 전해 콘덴서(1)의 음극 리드 프레임(20)에서는 서로 대향하도록 한 쌍의 측면부(22)가 설치되어 있다. 이것에 의해, 콘덴서 소자(2)를 리드 프레임(30)에 실어 놓을 때에 한쪽의 측면부(22)와 다른 쪽의 측면부(22)와의 사이의 영역에 콘덴서 소자(2)를 실어 놓으면 좋고, 리드 프레임(30)에 대한 콘덴서 소자(2)의 위치 맞춤이 용이하게 된다. 또, 2개의 콘덴서 소자(2)가 한 쌍의 측면부(22)에 의해서 사이에 위치하는 것으로, 콘덴서 소자(2)가 입상부(12)에 용접될 때까지의 사이에 위치 어긋남을 일으켜 버리는 것을 저지할 수 있다.
또한, 그 측면부(22)에 연재부(24)를 형성하는 것으로, 콘덴서 소자(2)의 음극부(5)와 음극 리드 프레임(20)과의 접촉 면적을 늘릴 수 있다. 이것에 의해, 콘덴서 소자(2)가 가지는 저항 성분인 등가직렬저항(等價直列抵抗)(ESR : Equivalent Series Resistance)을 저감할 수 있다.
또, 도 11에 나타내는 바와 같이, 측면부(22)에 슬릿(25)을 형성하여, 측면부(22a)와 측면부(22b)로 나누어도 좋다. 이것에 의해, 측면부(22)를 음극부(5)에 확실히 접촉시킬 수 있다. 음극부(5)에는 음극부(5)를 은(銀) 페이스트(paste)에 침적하여 끌어올리는 것에 의해서 은 페이스트가 코팅되어 있다. 그 때문에, 음극부(5)에서는 은 페이스트의 고임이 생길 수 있다. 이 때, 측면부(22)를 측면부(22a)와 측면부(22b)로 나누는 것으로, 은 페이스트의 고임이 있는 부분에는 측면부(22b)를 접촉시키고, 은 페이스트의 고임이 없는 부분에는 측면부(22a)를 접촉시킬 수 있어, 슬릿이 형성되어 있지 않은 측면부의 경우와 비교하여, 측면부(22)와 음극부(5)와의 접촉 면적을 확보할 수 있다.
또, 상술한 고체 전해 콘덴서(1)에서는 몰드 수지(40)의 저면(40a)은 양극 단자부(11)의 상면(11a) 및 음극 단자부(21)의 상면(21a)에 직접 접촉하고 있다. 즉, 저면(40a)과 상면(11a, 21a)은 대략 동일평면 위에 위치하고 있다. 이것에 의해, 금형의 캐피티의 단부를 필렛구멍에 의해 접근시켜, 캐비티의 용적(47)을 보다 많이 보유할 수 있다. 이것에 대해서, 비교예에 관한 고체 전해 콘덴서와의 관계로 설명한다.
우선, 비교예에 관한 고체 전해 콘덴서에서는, 몰드 수지의 저면은 양극 단자부하의 하면(下面) 및 음극 단자부의 하면과 대략 같은 위치가 되도록 형성된다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 몰드 수지를 충전하는 공정에서는 몰드 수지가 양극 리드 프레임이 되는 부분(131) 혹은 음극 리드 프레임이 되는 부분(132)의 표면 위에 빠져 나오지 않도록 리드 프레임의 표면에 폴리이미드 등으로 이루어진 절연 테이프(170)가 부착된다. 또, 이 절연 테이프(170)는 리드 프레임(130)에 형성된 필렛구멍(133, 134)을 폐색하도록 부착된다. 몰드 수지의 주입 압력에 의해서, 절연 테이프(170)와 리드 프레임(130)과의 사이에 몰드 수지가 흘러들어 필렛구멍(133, 134)으로 빠져 나가지 않도록 캐피티(162a)의 단부와 필렛구멍(133, 134)은 소정의 거리(S)만큼 떨어져 있다.
상부 금형(161)에는 이 절연 테이프(170)의 두께를 고려한 오목부(161a)가 형성되어 있다. 상부 금형(161)과 하부 금형(162)은 절연 테이프(170)가 부착되어 있는 부분 이외의 부분에 있어서 체결력(화살표 190, 191)이 부여되고, 하부 금형(162)에 형성된 캐비티(162a)에 몰드 수지가 주입되어, 콘덴서 소자 등이 봉지되게 된다. 또한, 화살표 164는 상부 금형(161)과 하부 금형(162)의 분할면(이음매)의 위치를 나타낸다.
이것에 대하여, 상술한 고체 전해 콘덴서(1)에서는, 몰드 수지의 저면은 양극 단자부의 상면 및 음극 단자부의 상면과 대략 같은 위치가 되도록 형성된다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 몰드 수지를 충전하는 공정에서는 리드 프레임에 절연 테이프를 부착할 필요가 없기 때문에, 상부 금형(61)과 하부 금형(62)은 캐피티(62a)의 극히 근방에 있어서 체결력(화살표 90, 91)을 부여할 수 있다. 즉, 캐피티(62a)의 단부와 필렛구멍(33, 34)과의 거리를 거리 S로부터 거리 T로 줄일 수 있다. 또, 리드 프레임(양극 단자부(11), 음극 단자부(21))이 몰드 수지(40)로부터 돌출하는 거리가 짧게 되므로, 패킹(packing)시나 수송시에 일어날 수 있는 걸림 등에 의한 불량의 발생을 저감할 수 있다. 또한, 화살표 64는 상부 금형(61)과 하부 금형(62)의 분할면(이음매)의 위치를 나타낸다.
이와 같이, 상술한 고체 전해 콘덴서에서는, 상부 금형(61)과 하부 금형(62)을 캐피티(62a)의 극히 근방에 있어서 체결할 수 있기 때문에, 캐피티(62a)를 필렛구멍(33, 34)의 극히 근방까지 접근시킬 수 있다. 이것에 의해, 동일한 필렛구멍(33, 34)의 위치에 대해서, 캐비티의 용적을 보다 많이 확보할 수 있어, 몰드 수지(40)에 봉지되는 콘덴서 소자로서, 사이즈가 보다 큰 콘덴서 소자를 탑재할 수 있다. 또, 양극 단자부(11) 및 음극 단자부(21)가 몰드 수지(40)로부터 돌출하는 거리가 보다 짧게 되어, 패킹시나 수송시에 일어날 수 있는 걸림 등에 의한 불량의 발생을 저감 할 수 있다. 또한, 2점쇄선은 비교예에 관한 하부 금형의 캐피티의 단을 나타낸다.
또, 상부 금형(61)이 리드 프레임(이면)에 직접 접촉한 상태로 상부 금형(61)과 하부 금형(62)에서 리드 프레임을 사이에 두는 것으로, 양극 단자부(11)의 이면이나 음극 단자부(21)의 이면에 몰드 수지가 흘러드는 것을 확실히 저지할 수 있다.
관통구멍의 변형예
고체 전해 콘덴서(1)의 입상부(12)에 형성되는 관통구멍(13)으로서, 도 3 등에 나타나는 관통구멍(13) 외에, 도 14에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 타원 형상의 관통구멍(13)으로 하여도 좋고, 또, 도 15에 나타내는 바와 같이, 원형의 관통구멍(13)으로 하여도 좋다. 또한, 도 16에 나타내는 바와 같이, 직사각형 모양의 관통구멍(13)으로 하여도 좋고, 입상부(12)의 응력을 완화할 수 있으면, 이러한 형상으로 한정되지 않는다. 또한, 도 14 ~ 도 16에서는, 도 3에 나타내는 고체 전해 콘덴서(1)와 동일 부재에는 동일 부호가 부여되어 있다.
또, 상술한 고체 전해 콘덴서(1)에서는 관통구멍(13)을 형성하는 영역으로서, 입상부(12)에 있어서 양극부(4)의 바로 아래의 영역 이외의 영역이 바람직한 것을 서술했다. 관통구멍의 위치로서는 반드시 해당 영역으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 형상이 세로로 길어, 용접시의 양극부의 가라앉음에 의해 양극부가 관통구멍까지 빠져 버리지 않도록 하는 것이면, 양극부의 바로 아래의 영역에 설치해도 좋다. 또한, 관통구멍의 형상을 세로로 길게 하는 것은 양극부로부터 입상부를 흐르는 전류가 관통구멍을 크게 우회하는 것을 억제하기 위한 것이다.
콘덴서 소자의 수의 변화
상술한 고체 전해 콘덴서(1)에서는 2개의 콘덴서 소자(2)를 탑재한 고체 전해 콘덴서(1)를 예로 들어 설명했다(도 1 등 참조). 콘덴서 소자(2)의 수로서는 2개의 것으로 한정되는 것이 아니고, 도 17에 나타내는 바와 같이, 1개의 콘덴서 소 자(2)를 탑재한 고체 전해 콘덴서(1)라도 좋다. 또, 도 18에 나타내는 바와 같이, 3개의 콘덴서 소자(2)를 탑재한 고체 전해 콘덴서(1)로 하여도 좋다. 또한, 4이상의 콘덴서 소자를 탑재한 고체 전해 콘덴서(도시하지 않음)로 하여도 좋다. 또한, 도 17 및 도 18에서는, 도 3에 나타내는 고체 전해 콘덴서(1)와 동일 부재에는 동일 부호가 부여되어 있다. 상술한 각 고체 전해 콘덴서(1)에서는 입상부(12)에 형성되는 관통구멍(13)의 수로서는 탑재되는 콘덴서 소자(2)의 수보다 많이 형성되어 있다.
또, 2이상의 복수의 콘덴서 소자를 탑재하는 것이 가능한 고체 전해 콘덴서의 경우에는 그 최대 탑재수에 만족하지 않는 콘덴서 소자를 탑재하도록 하여도 좋다. 이 경우에는 음극 리드 프레임에 있어서의 한 쌍의 대향하는 측면부에 의해서 사이에 끼워진 영역의 임의의 위치에 콘덴서 소자를 배치할 수 있다. 그리고, 그 콘덴서 소자의 위치에 대응한 입상부의 소정의 영역에 관통구멍을 형성하면 좋다. 관통구멍은 펀칭용의 금형의 빠지는 블록의 위치를 변경하는 것만으로 용이하게 그 형성 위치를 바꿀 수 있어, 새로운 금형을 준비할 필요가 없다.
또한, 상술한 고체 전해 콘덴서의 제조방법에서는 용접 전극에 의한 용접(저항용접)에 의해서, 콘덴서 소자의 양극부를 입상부로 접속하는 방법을 예로 들어 설명했지만, 그 외에 레이저 용접에 의해서 양극부를 입상부에 접속해도 좋다. 또, 도전성 페이스트를 사용하여 양극부를 입상부로 접속하여도 좋다. 또한, 이러한 수법을 조합시켜, 예를 들어, 용접 전극에 의한 용접을 행한 후에, 도전성 페이스트를 사용하여 양극부와 입상부 등과의 틈새를 매립하도록 하여도 좋다. 이 경우에는 양극부와 입상부와의 접속이 보다 강고하게 됨과 동시에 양극부와 입상부와의 접촉 면적도 증가하여, ESR을 저감할 수 있다.
금회(今回) 개시된 실시형태는 예시로서 이것으로 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 상기에서 설명한 범위가 아니고, 특허 청구의 범위에 의해서 나타내고, 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 고체 전해 콘덴서를 나타내는 사시도이다.
도 2는 동일한 실시형태에 있어서, 도 1에 나타내는 고체 전해 콘덴서의 측면도이다.
도 3은 동일한 실시형태에 있어서, 도 1에 나타내는 고체 전해 콘덴서의 정면도이다.
도 4는 동일한 실시형태에 있어서, 고체 전해 콘덴서에 적용되는 리드 프레임의 일부를 나타냄과 동시에, 고체 전해 콘덴서의 제조방법의 한 공정을 나타내는 부분 사시도이다.
도 5는 동일한 실시형태에 있어서, 도 4에 나타내는 공정의 후에 행해지는 공정을 나타내는 부분사시도이다.
도 6은 동일한 실시형태에 있어서, 도 5에 나타내는 공정의 후에 행해지는 공정을 나타내는 부분사시도이다.
도 7은 동일한 실시형태에 있어서, 도 6에 나타내는 공정의 후에 행해지는 공정을 나타내는 부분 정면도이다.
도 8은 동일한 실시형태에 있어서, 도 7에 나타내는 공정의 후에 행해지는 공정을 나타내는 부분 사시도이다.
도 9는 동일한 실시형태에 있어서, 도 8에 나타내는 공정의 후에 행해지는 공정을 나타내는 부분 사시도이다.
도 10은 동일한 실시형태에 있어서, 도 9에 나타내는 공정의 뒤에 행해지는 공정을 나타내는 부분 사시도이다.
도 11은 동일한 실시형태에 있어서, 음극 리드 프레임의 측면부의 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 12는 비교예에 관한 고체 전해 콘덴서의 몰드 수지에 의한 봉지 공정을 나타내는 부분 단면도이다.
도 13은 동일한 실시형태에 있어서, 고체 전해 콘덴서의 몰드 수지에 의한 봉지 공정을 나타내는 부분 단면도이다.
도 14는 동일한 실시형태에 있어서, 입상부에 형성되는 관통구멍의 제1 변형례를 나타내는 정면도이다.
도 15는 동일한 실시형태에 있어서, 입상부에 형성되는 관통구멍의 제2 변형례를 나타내는 정면도이다.
도 16은 동일한 실시형태에 있어서, 입상부에 형성되는 관통구멍의 제3 변형례를 나타내는 정면도이다.
도 17은 동일한 실시형태에 있어서, 탑재되는 콘덴서 소자가 1개인 경우의 고체 전해 콘덴서를 나타내는 정면도이다.
도 18은 동일한 실시형태에 있어서, 탑재되는 콘덴서 소자가 3개인 경우의 고체 전해 콘덴서를 나타내는 정면도이다.
도 19는 종래의 고체 전해 콘덴서를 나타내는 사시도이다.
<부호의 설명>
1 고체 전해 콘덴서, 2, 2a, 2b 콘덴서 소자, 3 양극체, 4 양극부, 5 음극부, 10 양극 리드 프레임, 11 양극 단자부, 12 입상부, 12a 상단부, 12b 측단부, 13 관통구멍, 20 음극 리드 프레임, 21 음극 단자부, 22 측면부, 23 단차부, 24 연재부, 25 슬릿, 30 리드 프레임, 31 양극 리드 프레임이 되는 부분, 32 음극 리드 프레임이 되는 부분, 33 개구부, 33a 개구 측벽면, 34 개구부, 40 몰드 수지, 40a 저면, 50 용접 전극, 60 금형, 61 상부 금형, 62 하부 금형, 62a 캐비티, 63 수지 주입구, 64 분할면, 90, 91, 92, 93 화살표.

Claims (8)

  1. 양극부 및 음극부를 가지는 콘덴서 소자와,
    상기 콘덴서 소자를 봉지(封止)하는 몰드 수지와,
    상기 양극부에 접속되는 양극 리드 프레임과,
    상기 음극부에 접속되는 음극 리드 프레임을 가지고,
    상기 양극 리드 프레임은,
    상기 몰드 수지의 저면(底面)을 따라서 노출한 양극 단자부와,
    상기 양극 단자부와 일체적으로 형성되고, 상기 양극 단자부로부터 상기 콘덴서 소자의 상기 양극부로 향하여 세워지며 관통구멍이 형성된 입상부(立上部)를 구비하며,
    상기 관통구멍에 몰드 수지가 충전된 고체 전해(電解) 콘덴서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통구멍은 상기 입상부에 있어서의 상기 양극부의 바로 아래의 영역 이외의 영역에 형성된 고체 전해 콘덴서.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 입상부는 상기 양극 단자부에 있어서의 상기 콘덴서 소자의 상기 음극부에 가까운 측의 단(端)으로부터 세워진 고체 전해 콘덴서.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 입상부는,
    상기 양극부에 접촉하는 상단부와,
    상기 상단부가 연장하는 방향의 한쪽과 다른 쪽에 각각 위치하는 측단부를 포함하고,
    상기 측단부의 각각은 상기 콘덴서 소자의 상기 음극부로부터 멀어지는 방향으로 구부러진 고체 전해 콘덴서.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 콘덴서 소자를 복수 구비하고,
    복수의 상기 콘덴서 소자의 각각의 상기 양극부는 같은 방향으로 배치되어 상기 양극 리드 프레임에 접촉하는 고체 전해 콘덴서.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 관통구멍은 복수의 상기 콘덴서 소자 중 서로 인접하는 하나의 콘덴서 소자와 다른 콘덴서 소자와의 사이의 바로 아래의 영역에 형성된 고체 전해 콘덴서.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통구멍은 상기 콘덴서 소자의 수보다 많이 형성된 고체 전해 콘덴서.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 입상부는 상기 양극부와 접촉하는 상단부를 포함하며,
    상기 관통구멍은 상기 상단부와 상기 양극 단자부와의 사이에 형성된 고체 전해 콘덴서.
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