WO2017056492A1 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

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WO2017056492A1
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main surface
anode terminal
bent
solid electrolytic
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幹生 小橋
正典 柏原
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/08Housing; Encapsulation
    • H01G9/10Sealing, e.g. of lead-in wires
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/008Terminals
    • H01G9/012Terminals specially adapted for solid capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15Solid electrolytic capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a solid electrolytic capacitor mounted on an electronic device.
  • Solid electrolytic capacitors are mounted on various electronic devices because of their low equivalent series resistance (ESR) and excellent frequency characteristics.
  • a solid electrolytic capacitor usually includes a capacitor element having an anode part and a cathode part, a plate-like anode terminal electrically connected to the anode part, and a cathode part electrically.
  • the solid electrolytic capacitor is connected to the substrate on which it is mounted.
  • the anode part has an anode body and an anode lead extending from the anode body.
  • the anode body is, for example, a porous sintered body obtained by pressure-molding valve action metal particles into a cubic shape.
  • the anode lead is planted from almost the center of one surface of the anode body. Therefore, the anode lead and the flat plate-like anode terminal are usually connected via a connecting member.
  • solid electrolytic capacitors are required to be further improved to achieve both miniaturization and productivity.
  • an anode terminal connected to a capacitor element includes a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and a central portion that exposes the first main surface from an exterior body; A first extension part and a second extension part extending in a direction non-parallel to the extension direction of the anode lead from both sides of the center part, wherein the first extension part is the center A second end portion opposite to the central portion side, and the first extension portion and the second end portion.
  • the extension portion is bent so that the tip end of the first end portion and the tip end of the second end portion face the second main surface, and the anode lead is connected to the first end portion and the second end portion.
  • the first main surface of the present invention relates to a solid electrolytic capacitor connected to the anode terminal.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows typically the solid electrolytic capacitor which concerns on one embodiment of this invention. It is the perspective view (a) and side view (b) which show typically the principal part of the electrolytic capacitor which concerns on FIG. It is a perspective view which shows an example of the anode terminal which concerns on one embodiment of this invention. It is the top view (a) and perspective view (b) which show an example of the anode terminal before bending. It is a side view which shows the other example of the anode terminal which concerns on one embodiment of this invention. It is a side view which shows the other example of the anode terminal which concerns on one embodiment of this invention. It is a side view which shows the other example of the anode terminal which concerns on one embodiment of this invention. It is a side view which shows the other example of the anode terminal which concerns on one embodiment of this invention. It is a side view which shows the other example of the anode terminal which concerns on one embodiment of this invention. It is a side view which shows the other example of the anode
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solid electrolytic capacitor 20 according to the present embodiment.
  • 2A is a perspective view schematically showing a main part of the electrolytic capacitor according to FIG. 1, and
  • FIG. 2B is a side view of FIG. 1 viewed from the anode terminal side.
  • the anode terminal is indicated by a solid line, and the other components are indicated by broken lines.
  • the solid electrolytic capacitor 20 includes a capacitor element 10 having an anode portion 6 and a cathode portion 7, an exterior body 12 that seals the capacitor element 10, an electrical connection with the anode portion 6, and a part from the exterior body 12. And the cathode terminal 14 that is electrically connected to the cathode portion 7 and that is partially exposed from the exterior body 12.
  • Such a solid electrolytic capacitor 20 includes a step of preparing the capacitor element 10 having the anode portion 6 and the cathode portion 7, a step of connecting the anode portion 6 and the anode terminal 13, and the cathode portion 7 and the cathode terminal 14. It is manufactured by a method including a step of connecting and a step of covering the capacitor element 10 with the exterior body 12.
  • Capacitor element 10 includes anode portion 6 having anode body 1 and anode lead 2, dielectric layer 3 formed on anode body 1, solid electrolyte layer 4 formed on dielectric layer 3, solid state
  • the cathode part 7 has a cathode layer 5 covering the surface of the electrolyte layer 4.
  • the anode section 6 includes the anode body 1 and the anode lead 2 that extends from one surface of the anode body 1 and is electrically connected to the anode terminal 13.
  • the anode body 1 is, for example, a rectangular parallelepiped porous sintered body obtained by sintering metal particles.
  • metal particles valve action metal particles such as titanium (Ti), tantalum (Ta), and niobium (Nb) are used.
  • Ti titanium
  • Ta tantalum
  • Nb niobium
  • One type or two or more types of metal particles are used for the anode body 1.
  • the anode lead 2 is made of, for example, a conductive wire.
  • the above-mentioned valve metal can be used, but is not limited thereto.
  • the anode lead 2 has a first portion 2 a embedded from one surface of the anode body 1 into the anode body 1 and a second portion 2 b extending from the one surface of the anode body 1.
  • the anode part 6 is produced, for example, by pressing and sintering metal particles into a rectangular parallelepiped shape with the first part 2a embedded in the powder of the metal particles.
  • the second portion 2b is joined to the anode terminal 13 by welding. Thereby, the anode lead 2 and the anode terminal 13 are electrically connected.
  • a dielectric layer 3 is formed on the surface of the anode body 1.
  • the dielectric layer 3 is made of, for example, a metal oxide.
  • a method for forming a layer containing a metal oxide on the surface of the anode body for example, a method of anodic oxidation of the surface of the anode body 1 by immersing the anode body 1 in a chemical conversion solution, The method of heating in the atmosphere containing is mentioned.
  • the dielectric layer 3 is not limited to the layer containing the metal oxide, but may be insulating.
  • the cathode portion 7 includes a solid electrolyte layer 4 formed on the dielectric layer 3 and a cathode layer 5 that covers the solid electrolyte layer 4.
  • the solid electrolyte layer 4 may be formed so as to cover at least a part of the dielectric layer 3.
  • a manganese compound or a conductive polymer is used for the solid electrolyte layer 4.
  • the conductive polymer for example, polythiophene, polyaniline, polythiophene, or derivatives thereof are used.
  • the solid electrolyte layer 4 containing the conductive polymer is formed, for example, by polymerizing a raw material monomer on the dielectric layer 3. Alternatively, it is formed by applying a liquid containing the conductive polymer to the dielectric layer 3.
  • the solid electrolyte layer 4 is composed of one or more solid electrolyte layers. When the solid electrolyte layer 4 is composed of two or more layers, the composition and formation method (polymerization method) of the conductive polymer used in each layer may be different.
  • the cathode layer 5 has, for example, a carbon layer 5a formed so as to cover the solid electrolyte layer 4, and a metal paste layer 5b formed on the surface of the carbon layer 5a.
  • the carbon layer 5a includes a conductive carbon material such as graphite and a resin.
  • the metal paste layer 5b includes, for example, metal particles (for example, silver) and a resin.
  • the configuration of the cathode layer 5 is not limited to this configuration.
  • the structure of the cathode layer 5 should just be a structure which has a current collection function.
  • the cathode layer 5 is formed, for example, by sequentially applying a carbon layer 5a and a metal paste layer 5b onto the solid electrolyte layer 4.
  • the cathode terminal 14 is electrically connected to the cathode portion 7.
  • the cathode terminal 14 is not particularly limited as long as it is made of a conductive material (conductor).
  • the shape is not particularly limited, and is, for example, a flat plate shape.
  • the thickness of the cathode terminal 14 is, for example, 25 to 100 ⁇ m.
  • the cathode terminal 14 may be electrically connected to the cathode portion 7 via a conductive adhesive (not shown).
  • the exterior body 12 is provided to electrically insulate the anode terminal 13 and the cathode terminal 14 from each other and is made of an insulating material.
  • the exterior body 12 includes, for example, a cured product of a thermosetting resin.
  • the thermosetting resin include epoxy resin, phenol resin, silicone resin, melamine resin, urea resin, alkyd resin, polyurethane, polyimide, unsaturated polyester, and the like.
  • the exterior body 12 is formed by, for example, a transfer molding method or a compression molding method in which the thermosetting resin and the capacitor element 10 to which the anode terminal 13 and the cathode terminal 14 are connected are accommodated in a mold. At this time, the capacitor element 10 is covered with the exterior body 12 so that the anode terminal 13 and the cathode terminal 14 have exposed surfaces exposed from the exterior body 12, respectively.
  • the external shape of the exterior body 12 is a rectangular parallelepiped, for example.
  • the exposed surface of the anode terminal 13 and the exposed surface of the cathode terminal 14 are formed on the same surface of the exterior body 12 that is a rectangular parallelepiped.
  • the anode terminal 13 in the present embodiment has a function of a connection member.
  • the anode terminal 13 is formed, for example, by bending a strip-shaped conductor (strip member).
  • the anode terminal 13 has a first main surface S1 and a second main surface S2 on the opposite side.
  • the anode terminal 13 includes a central portion 13A exposing the first main surface S1 from the exterior body 12, a first extending portion 13B extending from one end of the central portion 13A in a direction non-parallel to the second portion 2b, From the other end of the central portion 13A, there is a second extending portion 13C extending in a direction non-parallel to the second portion 2b.
  • the non-parallel direction is, for example, a vertical direction.
  • the first extending portion 13B has an end portion (first end portion) opposite to the central portion 13A side. The first end includes a first tip P1.
  • the second extending portion 13C has an end portion (second end portion) opposite to the central portion 13A side.
  • the second end includes a second tip P2.
  • the first extending portion 13B and the second extending portion 13C are bent so that the first main surface S1 faces the outside. Furthermore, the 1st front-end
  • tip P2 are bent so that it may face toward 2nd main surface S2 in 13 A of center parts.
  • the central portion 13A is approximately flat.
  • the first tip P1 and the second tip P2 may be bent so as to face the second main surface S2 in the first extension portion 13B and the second extension portion 13C, respectively.
  • the first end and the second end are connected to the second portion 2b of the anode lead 2 on the first main surface S1.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the anode terminal
  • FIG. 4 is a top view and a perspective view showing an example of the anode terminal (strip member 13P) before being bent.
  • the anode terminal 13 has a trough V formed by the first main surface S1 at the first end and the first main surface S1 at the second end facing each other.
  • the valley V is a space formed by connecting the first main surface S1 at the first end and the first main surface S1 at the second end.
  • the second portion 2b is welded and electrically connected to the anode terminal 13.
  • the distance T13 in the normal direction of the central portion 13A between the first main surface S1 in the first extending portion 13B and the second main surface S2 in the central portion 13A is the largest, and is the largest at the first tip P1.
  • a close point is taken on the first main surface.
  • a plane that passes through this point and includes a straight line extending in the normal direction of the central portion 13A and a straight line extending in the extending direction of the second portion 2b is defined as a boundary surface (not shown).
  • a region including the first tip P1 is a first end portion of two regions divided by the boundary surface.
  • the second end portion has a maximum distance T13 in the normal direction of the central portion 13A between the first main surface S1 in the second extending portion 13C and the second main surface S2 in the central portion 13A.
  • a boundary surface that is a plane including a straight line extending in the normal direction of the central portion 13A and a straight line extending in the extending direction of the second portion 2b through a point closest to the second tip P2 and the second tip P2. It is an area.
  • the maximum value of the distance T13 is preferably larger than the shortest distance T2 (see FIG. 2B) between the second portion 2b and the second main surface S2 in the central portion 13A.
  • the shortest distance T2 varies depending on the size of the capacitor element 10 and the like.
  • the anode terminal 13 is preferably in a position where welding can be performed without applying a load to the second portion 2b.
  • Each of the first extending portion 13B and the second extending portion 13C is bent only in one direction. That is, each of the first extending portion 13B and the second extending portion 13C is bent only in a direction in which each tip faces the second main surface S2 in the central portion 13A or the extending portions 13B and 13C.
  • the anode terminal 13 forms a simple ring (including a case where it is opened).
  • the maximum The position of the point on the first major surface S1 that takes the distance T13 can be easily adjusted. Therefore, an anode terminal that can be welded to the second portion without applying a load to the second portion of the anode lead can be easily obtained. As a result, connection reliability is improved.
  • the first main surface S1 at the first end portion and the second end portion may each form a flat surface, or may warp so as to form a convex portion.
  • the second portion 2b and the valley V are in linear contact.
  • 1st main surface S1 in a 1st edge part and a 2nd edge part is convex by the point which makes the contact part of the 2nd part 2b and the anode terminal 13 smaller.
  • a metal having a high thermal conductivity for example, copper
  • a metal having a melting point higher than that of the material constituting the anode lead 2 is used as the material of the anode terminal 13
  • the valley portion and the anode lead are welded together. It can be securely connected.
  • the valley V and the anode lead 2 can be welded, for example, by irradiating the anode lead 2 with laser light.
  • the first extending portion and the second extending portion may be in contact with or joined to each other at the valley portion V.
  • the first extending portion 13B and the second extending portion 13C can be welded.
  • the tip end of the first end portion and the tip end of the second end portion may be in contact with the second main surface 2S of the center portion 13A or the extending portions 13B and 13C, respectively.
  • the anode terminal 13 includes a first bent portion B1 that bends the anode terminal, a first bent portion, and a first end portion in the vicinity of the boundary between the first extending portion 13B and the second extending portion 13C and the central portion 13A. And a second bent portion B2 that bends the anode terminal between the tip of the second end portion. This is because the distance T13 can be easily adjusted by changing the distance from the first bent portion B1 to the second bent portion B2.
  • the distance T13 can also be adjusted by changing the bending angle ⁇ inside the first bending portion B1.
  • bending angle (theta) of a 1st bending part is 60 degree
  • the bending angle ⁇ is more preferably 80 degrees or more, and particularly preferably 90 degrees or more. Further, the bending angle ⁇ is preferably 120 degrees or less.
  • the distance from the first bending portion B1 to the second bending portion B2, and further, the bending angle ⁇ inside the second bending portion B2 are set.
  • the bending angle ⁇ is an internal angle formed by a plane connecting the first main surface S1 side of the first bent portion and the first main surface S1 side of the second bent portion and the central portion 13A (FIGS. 5A to 5E). reference).
  • the bending angle ⁇ is not particularly limited, but is preferably 60 ° or more and 120 ° or less in terms of a small load.
  • the bending angle ⁇ passes through a straight line A1 (or A2) and a first end portion (or A2) passing through a plane connecting the first main surface S1 side of the first bending portion B1 and the first main surface S1 side of the second bending portion. And an inner angle formed by a plane in contact with the second end portion.
  • the anode terminal is bent in a substantially M shape, and each extending portion extends so as to form a curved surface.
  • the anode terminal may have a shape as shown in FIGS. 5A to 5E, for example.
  • the thickness of the central portion 13A of the anode terminal 13a is larger than that of the first extending portion 13B and the second extending portion 13C.
  • a step may occur at the boundary between the central portion and each extending portion, but the outer surface of the bent anode terminal is the first main surface in the central portion and each extending portion, and the inner surface is the first surface. 2 main surfaces.
  • the anode terminal 13b does not have the first bent portion and the second bent portion, and each extending portion is bent so as to draw an ellipse or a circle.
  • the ratio of the distance L2 between the second principal surfaces of the most convex portion of each extending portion L2 / L1 It is preferable to bend each extending part so that it becomes 1 or more in terms of a small load.
  • FIG. 5C shows a pattern in which the first main surface of each end of the anode terminal 13c is a plane.
  • FIG. 5D shows a pattern in which the bending angle ⁇ of the anode terminal 13d is 60 degrees.
  • FIG. 5E shows a pattern in which the anode terminal 13e has an upper trough narrowed toward the central portion 13A and a lower trough (neither shown) widened toward the central portion 13A.
  • the second portion 2b may be joined to the anode terminal 13e at the upper trough, or may be joined to the anode terminal 13e at the lower trough.
  • the material of the anode terminal is not particularly limited as long as it is electrochemically and chemically stable and has conductivity (conductor), and may be a metal or a nonmetal. Specifically, an alloy of iron and nickel (42 alloy or the like), copper or the like can be exemplified.
  • the thickness of the anode terminal material is not particularly limited, but is preferably 25 to 200 ⁇ m and more preferably 25 to 100 ⁇ m from the viewpoint of low profile and flexibility.
  • the width of the strip-shaped conductor (the length in the short direction) is not particularly limited, as long as an area for joining the second portion 2b can be secured, and a width sufficient to position the second portion 2b of the anode lead. If it is good.
  • the anode terminal 13 When the anode terminal 13 has the first bent portion B1 and the second bent portion B2, the anode terminal 13 can be manufactured by the following method.
  • the anode terminal 13 having a central portion and two extending portions disposed on both sides of the central portion along the longitudinal direction has two first planned bent portions and second planned bent portions.
  • the jig After bringing the jig (third jig A) into contact with at least a part of the process and the area from the second bent portion to each tip of the strip member, the jig is pushed down so that each tip has the second main surface S2. And a third step of bending so as to face Kill.
  • the first jig A having a columnar convex portion having a width (or thickness) comparable to the length between the second bent portions B2 of the strip member is used as the second main member of the strip member.
  • the first jig B which is pressed from the surface S2 side and has a recess having a width about twice the thickness of the strip member than the first jig A, is formed on the first main surface S1 side of the strip member.
  • the second bent portion B2 is formed by pressing from the position corresponding to the first jig A.
  • the second jig A having a convex portion of the same length as the length between the first bent portions B1 of the strip member is pressed from the second main surface S2 side of the strip member and the second jig is pressed.
  • the second jig B having a recess having a width larger than the tool A (or the length of the central portion 13A of the strip member in the longitudinal direction) is located on the first main surface S1 side of the strip member, and the second jig By pressing from a position corresponding to A, the first bent portion B1 is formed.
  • the bending angle ⁇ at the first bent portion can be adjusted by changing the width of the concave portion of the second jig B.
  • the bending angle ⁇ can be finally adjusted in a later third step.
  • the third jig B having a recess having a width obtained by adding about twice the thickness to the length between the first bent portions of the strip member is arranged on the first main surface S1 side of the strip member.
  • the bending angle ⁇ can be adjusted to about 90 degrees by pressing from the position corresponding to the third jig A.
  • the anode terminal 13 can be manufactured by a very simple method of bending the strip member a plurality of times in one direction. According to this method, in the second step, the distance from the first bent portion B1 to the second bent portion B2 is adjusted, or the bent angle ⁇ of the first bent portion is adjusted. In the third step, The distance T13 can be easily adjusted by changing the amount by which the third jig A is pushed down.
  • a notch 15 (see FIG. 4) or a guideline (not shown) may be provided in the first and second bend planned portions. Thereby, the strip-shaped conductor can be easily bent at a predetermined position.
  • the strip member is obtained by punching a plate-like conductor (conductor plate) into a predetermined shape.
  • the solid electrolytic capacitor according to the present invention is excellent in connection reliability, it can be used for various applications.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

固体電解コンデンサは、陽極部を備えるコンデンサ素子と、陽極部と接続する陽極端子とを有する。陽極部は、陽極リードを有する。陽極端子は、第1主面およびその反対側の第2主面を備えるとともに、外装体から第1主面を露出させる中央部と、中央部の両側から陽極リードの延出方向に対して非平行な方向に延在する第1延出部および第2延出部と、を有する。第1延出部は、中央部側とは反対側の第1端部を有するとともに、第1端部の先端が、中央部における第2主面を向くように屈曲される。第2延出部は、中央部側とは反対側の第2端部を有するとともに、第2端部の先端が、第2主面を向くように屈曲される。そして、陽極リードが、第1端部および第2端部の第1主面において陽極端子と接続している。この結果、固体電解コンデンサは、小型化が容易で、生産性に優れたものとなる。

Description

固体電解コンデンサ
 本発明は、電子機器に搭載される固体電解コンデンサに関する。
 固体電解コンデンサは、等価直列抵抗(ESR)が小さく、周波数特性が優れているため、様々な電子機器に搭載されている。特許文献1に記載されているように、固体電解コンデンサは、通常、陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子と、陽極部と電気的に接続する板状の陽極端子と、陰極部と電気的に接続する板状の陰極端子と、陽極端子の一部および陰極端子の一部が外部へ露出するようにコンデンサ素子を被覆する外装体とを有する。陽極端子および陰極端子の露出部において、固体電解コンデンサは、自身が搭載される基板と接続する。陽極部は、陽極体と、陽極体から延出する陽極リードとを有する。陽極体は、例えば、弁作用金属粒子を立方形に加圧成形して得られる多孔質焼結体である。陽極リードは、陽極体の一面のほぼ中央から植立している。そのため、陽極リードと平板状の陽極端子とは、通常、接続部材を介して接続している。
 近年、電子機器の小型化および低背化に伴って、電子機器内部の基板に実装される固体電解コンデンサにも小型化が求められている。固体電解コンデンサの小型化に伴い、陽極リードと陽極端子の間の距離が狭くなるため、接続部材を小さくする必要がある。接続部材が小さくなると、陽極端子に対する位置決めや、陽極端子との接続が困難になるため、生産性が低下する。陽極端子と接続部材とを、高い精度で一体的に形成することも困難である。そのため、陽極リードと接続部材との接続信頼性が低下する場合がある。
 そこで、固体電解コンデンサにおいては、小型化と生産性を両立させるための更なる改善が求められている。
特開2012-043958号公報
 本発明の第一の局面は、コンデンサ素子に接続する陽極端子が、第1主面およびその反対側の第2主面を備えるとともに、外装体から前記第1主面を露出させる中央部と、前記中央部の両側から陽極リードの延出方向に対して非平行な方向に延在する第1延出部および第2延出部と、を有し、前記第1延出部は、前記中央部側とは反対側の第1端部を有し、前記第2延出部は、前記中央部側とは反対側の第2端部を有し、前記第1延出部と前記第2延出部とは、前記第1端部の先端および第2端部の先端が前記第2主面を向くように、屈曲され、前記陽極リードが、前記第1端部および前記第2端部の前記第1主面において、前記陽極端子と接続している、固体電解コンデンサに関する。
本発明の一実施の形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す断面図である。 図1に係る電解コンデンサの要部を模式的に示す斜視図(a)および側面図(b)である。 本発明の一実施の形態に係る陽極端子の一例を示す斜視図である。 曲げ加工する前の陽極端子の一例を示す上面図(a)および斜視図(b)である。 本発明の一実施の形態に係る陽極端子の他の例を示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る陽極端子の他の例を示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る陽極端子の他の例を示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る陽極端子の他の例を示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る陽極端子の他の例を示す側面図である。
 本発明の一実施の形態に係る固体電解コンデンサについて、図1、図2(a)および(b)を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態に係る固体電解コンデンサ20の断面模式図である。図2(a)は、図1に係る電解コンデンサの要部を模式的に示す斜視図であり、図2(b)は、図1を陽極端子側から見た側面図である。なお、図2(a)および(b)では、便宜上、陽極端子を実線で示し、他の構成要素を破線によって示している。
 [固体電解コンデンサ]
 固体電解コンデンサ20は、陽極部6および陰極部7を有するコンデンサ素子10と、コンデンサ素子10を封止する外装体12と、陽極部6と電気的に接続し、かつ、外装体12から一部が露出する陽極端子13と、陰極部7と電気的に接続し、かつ、外装体12から一部が露出する陰極端子14と、を備えている。このような固体電解コンデンサ20は、陽極部6および陰極部7を有するコンデンサ素子10を準備する工程と、陽極部6と陽極端子13とを接続する工程と、陰極部7と陰極端子14とを接続する工程と、コンデンサ素子10を外装体12で被覆する工程と、を備える方法により製造される。
 コンデンサ素子10は、陽極体1と陽極リード2とを有する陽極部6、陽極体1上に形成された誘電体層3、および、誘電体層3上に形成された固体電解質層4と、固体電解質層4の表面を覆う陰極層5と、を有する陰極部7を有している。
 [陽極部]
 本実施の形態において、陽極部6は、陽極体1と、陽極体1の一面から延出して陽極端子13と電気的に接続する陽極リード2とを有する。
 陽極体1は、例えば、金属粒子を焼結して得られる直方体の多孔質焼結体である。上記金属粒子として、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)などの弁作用金属の粒子が用いられる。陽極体1には、1種または2種以上の金属粒子が用いられる。
 陽極リード2は、例えば、導電性を有するワイヤーから構成されている。陽極リード2の材料として、例えば、上記弁作用金属を用いることができるが、これに限定されるものではない。陽極リード2は、陽極体1の一面から陽極体1の内部へ埋設された第一部分2aと、陽極体1の上記一面から延出した第二部分2bと、を有する。陽極部6は、例えば、第一部分2aを上記金属粒子の粉体中に埋め込んだ状態で、金属粒子を直方体状に加圧成形し、焼結することにより作製される。第二部分2bは、溶接により、陽極端子13と接合している。これにより、陽極リード2と陽極端子13とは電気的に接続する。
 陽極体1の表面には、誘電体層3が形成されている。誘電体層3は、例えば、金属酸化物から構成されている。陽極体1の表面に金属酸化物を含む層を形成する方法として、例えば、化成液中に陽極体1を浸漬して陽極体1の表面を陽極酸化する方法や、陽極体1を、酸素を含む雰囲気下で加熱する方法が挙げられる。誘電体層3は、上記金属酸化物を含む層に限定されず、絶縁性を有していれば良い。
 [陰極部]
 陰極部7は、誘電体層3上に形成された固体電解質層4と、固体電解質層4を覆う陰極層5とを有している。
 固体電解質層4は、誘電体層3の少なくとも一部を覆うように形成されていればよい。固体電解質層4には、例えば、マンガン化合物や導電性高分子が用いられる。導電性高分子として、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリチオフェン、あるいはこれらの誘導体が用いられる。上記導電性高分子を含む固体電解質層4は、例えば、原料モノマーを誘電体層3上で重合することにより、形成される。あるいは、上記導電性高分子を含んだ液を誘電体層3に塗布することにより形成される。固体電解質層4は、1層または2層以上の固体電解質層から構成されている。固体電解質層4が2層以上から構成されている場合、各層に用いられる導電性高分子の組成や形成方法(重合方法)等は異なっていても良い。
 陰極層5は、例えば、固体電解質層4を覆うように形成されたカーボン層5aと、カーボン層5aの表面に形成された金属ペースト層5bと、を有している。カーボン層5aは、黒鉛等の導電性炭素材料と樹脂を含む。金属ペースト層5bは、例えば、金属粒子(例えば、銀)と樹脂とを含む。なお、陰極層5の構成は、この構成に限定されない。陰極層5の構成は、集電機能を有する構成であればよい。陰極層5は、例えば、固体電解質層4上へカーボン層5a、金属ペースト層5bを順次塗布することにより形成される。
 [陰極端子]
 陰極端子14は、陰極部7と電気的に接続している。陰極端子14は、導電性を有する材料(導体)から構成されていれば、特に限定されない。その形状も特に限定されず、例えば、平板状である。陰極端子14の厚みは、例えば、25~100μmである。陰極端子14は、陰極部7と導電性接着剤(図示なし)を介して電気的に接続していてもよい。
 [外装体]
 外装体12は、陽極端子13と陰極端子14とを電気的に絶縁するために設けられており、絶縁性の材料から構成されている。外装体12は、例えば、熱硬化性樹脂の硬化物を含む。熱硬化性樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、不飽和ポリエステル等が挙げられる。
 外装体12は、例えば、上記熱硬化性樹脂と、陽極端子13および陰極端子14が接続されたコンデンサ素子10とを、金型に収容し、トランスファー成型法または圧縮成型法等により形成される。このとき、陽極端子13と陰極端子14とが、それぞれ外装体12から露出した露出面を有するように、コンデンサ素子10は外装体12により被覆される。外装体12の外形は、例えば、直方体である。陽極端子13の露出面および陰極端子14の露出面は、直方体である外装体12の同じ面に形成される。
 [陽極端子]
 本実施の形態における陽極端子13は、接続部材の機能を有する。陽極端子13は、例えば、ストリップ状の導体(ストリップ部材)を屈曲させることにより形成される。
 陽極端子13は、第1主面S1とその反対側の第2主面S2とを有する。陽極端子13は、外装体12から第1主面S1を露出させる中央部13Aと、中央部13Aの一端から、第二部分2bと非平行な方向に延在した第1延出部13Bと、中央部13Aの他端から、第二部分2bと非平行な方向に延在した第2延出部13Cと、を有する。上記非平行な方向とは、例えば、垂直方向である。第1延出部13Bは、中央部13A側とは反対側の端部(第1端部)を有する。第1端部は、第1先端P1を含む。第2延出部13Cは、中央部13A側とは反対側の端部(第2端部)を有する。第2端部は、第2先端P2を含む。第1延出部13Bおよび第2延出部13Cは、それぞれ第1主面S1が外側を向くように屈曲している。さらに、第1先端P1および第2先端P2は、中央部13Aにおける第2主面S2へ向くように屈曲している。この場合、中央部13Aは、おおよそ平板状である。なお、第1先端P1および第2先端P2は、それぞれ第1延出部13Bおよび第2延出部13Cにおける第2主面S2へ向くように屈曲していても良い。そして、第1端部および第2端部は、それぞれ第1主面S1において、陽極リード2の第二部分2bと接続している。
 図3および図4(a)、(b)を参照しながら、陽極端子13をさらに詳細に説明する。図3は、陽極端子の一例を示す斜視図であり、図4は、屈曲される前の陽極端子(ストリップ部材13P)の一例を示す上面図および斜視図である。
 陽極端子13は、第1端部における第1主面S1および第2端部における第1主面S1が、互いに向かい合って形成された谷部Vを有する。言い換えれば、谷部Vは、第1端部における第1主面S1と第2端部における第1主面S1とを繋いで形成される空間である。谷部Vにおいて、第二部分2bは陽極端子13と溶接され、電気的に接続される。
 ここで、第1延出部13Bにおける第1主面S1と中央部13Aにおける第2主面S2との、中央部13Aの法線方向における距離T13が最大であって、第1先端P1に最も近い点を、第1主面上に取る。この点を通り、中央部13Aの法線方向に伸びる直線および第二部分2bの延出方向に伸びる直線を含む平面を、境界面(図示せず)とする。第1延出部13Bにおいて、この境界面により区切られた2つの領域のうち、第1先端P1を含む領域が、第1端部である。
 第2端部は、同様に、第2延出部13Cにおける第1主面S1と中央部13Aにおける第2主面S2との、中央部13Aの法線方向における距離T13が最大であって、第2先端P2に最も近い点を通り、中央部13Aの法線方向に伸びる直線および第二部分2bの延出方向に伸びる直線を含む平面である境界面と、第2先端P2により区画された領域である。このとき、距離T13の最大値は、第二部分2bと中央部13Aにおける第2主面S2との最短距離T2(図2(b)参照)より大きいことが好ましい。これにより、第二部分2bは、第1端部および第2端部によって、下方から支持されるため、確実に固定され得る。
 最短距離T2は、コンデンサ素子10の大きさ等に応じて様々である。陽極端子13は、第二部分2bに負荷を与えずに溶接できる位置にあるのが望ましい。第1延出部13Bおよび第2延出部13Cは、それぞれ一方向にのみ屈曲されている。すなわち、第1延出部13Bおよび第2延出部13Cは、各先端が、中央部13Aあるいは各延出部13Bおよび13Cにおける第2主面S2に向く方向にのみ、屈曲されている。この屈曲方法により、陽極端子13は、シンプルなリング(開環している場合を含む)を形成している。そのため、第1延出部13Bおよび第2延出部13Cのそれぞれの屈曲の程度を変える、あるいは、第1延出部および第2延出部の長手方向の長さを変えることにより、最大の距離T13をとる第1主面S1上における点の位置を容易に調整することができる。よって、陽極リードの第二部分に負荷を与えずに、第二部分と溶接することのできる陽極端子を、容易に得ることができる。その結果、接続信頼性が向上する。
 第1端部および第2端部における第1主面S1は、それぞれ、平面を形成していても良いし、凸部を形成するように反っていても良い。いずれの場合であっても、第二部分2bと谷部Vとは、線状に接触する。なかでも、第二部分2bと陽極端子13との接触部分をより小さくし易い点で、第1端部および第2端部における第1主面S1は、凸になっていることが好ましい。これにより、陽極端子13の材質として熱伝導率の高い金属(例えば、銅など)や陽極リード2を構成する材料より融点の高い金属を使用しても、谷部と陽極リードとを、溶接により確実に接続することができる。谷部Vと陽極リード2とは、例えば、陽極リード2にレーザー光を照射することにより、溶接することができる。
 第1延出部と第2延出部とは、谷部Vにおいて、当接あるいは接合していても良い。この場合、谷部Vと陽極リードとを溶接する際、第1延出部13Bと第2延出部13Cとが溶接され得る。これにより、陽極端子の屈曲形状が固定されるため、谷部と陽極リードとの接続信頼性がさらに向上する。さらに、第1端部の先端および第2端部の先端は、それぞれ、中心部13Aあるいは各延出部13Bおよび13Cにおける第2主面2Sに当接していても良い。
 陽極端子13は、第1延出部13Bおよび第2延出部13Cと、中央部13Aとの境界近傍で、陽極端子を屈曲させる第1屈曲部B1と、第1屈曲部と第1端部および第2端部の先端との間で、陽極端子を屈曲させる第2屈曲部B2と、を有していることが好ましい。第1屈曲部B1から第2屈曲部B2までの距離を変えることにより、容易に距離T13の調整が可能なためである。
 距離T13は、第1屈曲部B1の内側の屈曲角度θを変えることでも調整できる。なかでも、第1屈曲部の屈曲角度θは、60度以上であることが好ましい。第1屈曲部B1は、ほぼ平坦状の中央部から各延出部を屈曲させるため、屈曲角度θが60度より小さくなると、導体の屈曲部分にかかる負荷が大きくなり易いためである。屈曲角度θは、80度以上であることがより好ましく、90度以上であることが特に好ましい。また、屈曲角度θは120度以下であることが好ましい。本実施の形態によれば、屈曲角度θが60度以上であっても、第1屈曲部B1から第2屈曲部B2までの距離、さらには、第2屈曲部B2の内側の屈曲角度αを変えることにより、距離T13を容易に調整することができる。なお、屈曲角度θは、第1屈曲部の第1主面S1側と第2屈曲部の第1主面S1側とを結ぶ平面と、中央部13Aとが成す内角である(図5A~5E参照)。
 屈曲角度αは特に限定されないが、負荷が小さい点で、60度以上、120度以下であることが好ましい。屈曲角度αは、第1屈曲部B1の第1主面S1側と第2屈曲部の第1主面S1側とを結ぶ平面と、直線A1(あるいはA2)を通り、第1端部(あるいは第2端部)に接する平面と、が成す内角である。
 なお、図示例では、陽極端子は略M字型に屈曲されており、各延出部は、曲面を形成するように延在しているが、これに限定されるものではない。陽極端子は、例えば、図5A~5Eに示されるような形状であっても良い。図5Aでは、陽極端子13aの中央部13Aの厚みが、第1延出部13Bおよび第2延出部13Cよりも大きくなっている。この場合、中央部と各延出部との境界で段差が生じ得るが、屈曲する陽極端子の外側の面が、中央部および各延出部における第1主面であり、内側の面が第2主面である。
 図5Bでは、陽極端子13bは第1屈曲部および第2屈曲部を有しておらず、各延出部は楕円形あるいは円形を描くように屈曲されている。この場合、中央部13Aの長手方向の長さL1に対する、中央部13Aの長手方向において、各延出部の最も凸となる部分の第2主面間の距離L2の比:L2/L1が、1以上となるように、各延出部を屈曲させることが、負荷が小さい点で好ましい。
 図5Cは、陽極端子13cの各端部の第1主面が平面であるパターンである。図5Dは、陽極端子13dの屈曲角度θが60度であるパターンである。図5Eは、陽極端子13eが、中央部13Aに向かって狭まった上方の谷部と、中央部13Aに向かって広がった下方の谷部(いずれも図示せず)とを有するパターンである。この場合、第二部分2bは、上方の谷部で陽極端子13eに接合されても良いし、下方の谷部で陽極端子13eに接合されても良い。
 陽極端子の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するもの(導体)であれば、特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。具体的には、鉄とニッケルとの合金(42アロイ等)、銅等が例示できる。陽極端子の材料(屈曲させる前のストリップ状の導体)の厚みは、特に限定されないが、低背化および屈曲性の観点から、25~200μmが好ましく、25~100μmがより好ましい。ストリップ状の導体の幅(短手方向の長さ)は特に限定されず、第二部分2bを接合するための面積が確保できれば良く、陽極リードの第二部分2bを位置決めするのに十分な幅であれば良い。
 陽極端子13が第1屈曲部B1および第2屈曲部B2を有する場合、陽極端子13は、以下の方法により製造できる。例えば、長手方向に沿って、中央部と、中央部の両側に配置される2つの延出部とを有する陽極端子13は、各2箇所の第1屈曲予定部および第2屈曲予定部を有するストリップ部材を、第1主面S1が外側になるように、各第2屈曲予定部で好ましくは60度以上に屈曲させて第2屈曲部B2を形成する第1工程と、第2屈曲部が形成されたストリップ部材を、第1主面S1が外側になるように、各第1屈曲予定部で好ましくは60度以上に屈曲させて、第1屈曲部B1および中央部13Aを形成する第2工程と、第2屈曲部からストリップ部材の各先端までの領域の少なくとも一部に治具(第3治具A)を接触させた後、治具を押し下げて、各先端が第2主面S2を向くように屈曲させる第3工程と、を有する方法により製造することができる。
 第1工程では、例えば、ストリップ部材の第2屈曲部B2間の長さと同程度の幅(または太さ)をもった柱状の凸部を有する第1治具Aを、ストリップ部材の第2主面S2側から押し当てるとともに、第1治具Aよりもストリップ部材の厚みの2倍分程度大きな幅をもった凹部を有する第1治具Bを、ストリップ部材の第1主面S1側であって、第1治具Aに対応する位置から押し当てることにより、第2屈曲部B2を形成する。
 第2工程では、例えば、ストリップ部材の第1屈曲部B1間の長さと同程度の凸部を有する第2治具Aを、ストリップ部材の第2主面S2側から押し当てるとともに、第2治具A(あるいは、ストリップ部材の中央部13Aの長手方向における長さ)よりも大きい幅の凹部を有する第2治具Bを、ストリップ部材の第1主面S1側であって、第2治具Aに対応する位置から押し当てることにより、第1屈曲部B1を形成する。なお、第1屈曲部における屈曲角度θは、第2治具Bの凹部の幅を変えることによって調整し得る。
 屈曲角度θは、さらに、後の第3工程において、最終的に調整することもできる。例えば、第3工程において、ストリップ部材の第1屈曲部間の長さに厚みの2倍程度を加えた幅の凹部を有する第3治具Bを、ストリップ部材の第1主面S1側であって、第3治具Aに対応する位置から押し当てることにより、屈曲角度θを90度程度に調整することができる。
 このように、陽極端子13は、ストリップ部材を、一方向に複数回、屈曲させるだけの非常に簡単な方法により作製することができる。この方法によれば、第2工程において、第1屈曲部B1から第2屈曲部B2までの距離を調整する、あるいは、第1屈曲部の屈曲角度θを調整する、さらには、第3工程において、第3治具Aの押し下げ量を変えることにより、距離T13を容易に調整することができる。
 第1屈曲予定部および第2屈曲予定部には、切欠き15(図4参照)やガイドライン(図示せず)を設けておいても良い。これにより、ストリップ状の導体を所定の位置で容易に曲げ加工することができる。ストリップ部材は、板状の導体(導体板)を、所定の形状に打ち抜くことにより得られる。
 本発明に係る固体電解コンデンサは、接続信頼性に優れるため、様々な用途に利用できる。
 1 陽極体
 2 陽極リード
 2a 第一部分
 2b 第二部分
 3 誘電体層
 4 固体電解質層、
 5 陰極層
 5a カーボン層
 5b 金属ペースト層
 6 陽極部
 7 陰極部
 10 コンデンサ素子
 12 外装体
 13、13a~13e 陽極端子
 13P ストリップ部材
 14 陰極端子
 15 切欠き
 20 固体電解コンデンサ

Claims (6)

  1.  陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子と、
     前記陽極部と電気的に接続する陽極端子と、
     前記陰極部と電気的に接続する陰極端子と、
     前記コンデンサ素子を覆い、かつ、前記陽極端子および前記陰極端子の少なくとも一部をそれぞれ露出させる外装体と、を備えており、
     前記陽極部が、陽極体と、前記陽極体から延出し、前記陽極端子と接続する陽極リードと、を有し、
     前記陽極端子が、第1主面およびその反対側の第2主面を備えるとともに、前記外装体から前記第1主面を露出させる中央部と、前記中央部の両側から前記陽極リードの延出方向に対して非平行な方向に延在する第1延出部および第2延出部と、を有し、
     前記第1延出部は、前記中央部側とは反対側の第1端部を有し、
     前記第2延出部は、前記中央部側とは反対側の第2端部を有し、
     前記第1延出部と前記第2延出部とは、前記第1端部の先端および第2端部の先端が前記第2主面を向くように、屈曲され、
     前記陽極リードが、前記第1端部および前記第2端部の前記第1主面において、前記陽極端子と接続している、固体電解コンデンサ。
  2.  前記第1延出部および前記第2延出部の前記第1主面と前記中央部との距離のそれぞれの最大値が、前記陽極リードと前記中央部との最短距離より大きい、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
  3.  前記第1端部の前記第1主面と前記第2端部の前記第1主面とが凸になっている、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
  4.  前記陽極端子が、
     前記第1延出部および前記第2延出部と前記中央部との境界で、前記陽極端子を屈曲させる第1屈曲部と、
     前記第1屈曲部と前記第1端部および前記第2端部の先端との間で、前記陽極端子を屈曲させる第2屈曲部と、を有する、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
  5.  前記第1屈曲部の屈曲角度が、60度以上、120度以下である、請求項4に記載の固体電解コンデンサ。
  6.  前記第1端部の前記第1主面と前記第2端部の前記第1主面とが接触している、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
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