JP2007201122A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体電解コンデンサ1の陽極側リードフレーム3の一部は折曲されて、陽極リード20に向けた突起部4を形成している。突起部4は、陽極リード20よりも上方に位置し陽極リード20と略平行な第1水平部41と、陽極リード20に接する第2水平部40と、第1水平部41の内端部と第2水平部40の外端部を繋ぐ傾斜部42と、該第2水平部40の内側端部から上向き折曲され傾斜部42と略対称な補助折曲部43を具えている。第2水平部40上であって陽極リード20との接触面46は平坦に形成され、第2水平部40上であって該接触面46と反対側の面47は丸みを帯びて湾曲形に形成されている。
【選択図】図2
Description
固体電解コンデンサ(1)を形成する際には、図9に示すように、リードフレーム(3)(30)を取り付けたコンデンサ素子(2)を、離型可能な上下金型(9)(90)内の空間(91)に配備する。空間(91)に樹脂を射出成形した後に離型して、コンデンサ素子(2)を覆うハウジング(5)を形成する。ハウジング(5)の側面下端部は型抜きの為にテーパ面(5a)(図8参照)が形成される。その後、リードフレーム(3)(30)をハウジング(5)の周面に沿って下向きに曲げる。
コンデンサ素子(2)は図10に示すように、タンタル等の弁金属の焼結体から形成される陽極体(24)の表面に、誘電体酸化被膜(21)、導電性高分子から形成される固体電解質層(22)、カーボン及び銀ペースト層(23)を陽極体(24)を覆って順次形成している。陽極リード(20)は弁金属製であって、陽極体(24)の中心部から突出している。
陽極リード(20)は長さにバラ付きがあるから、陽極リード(20)の先端(21)と、陽極リード(20)の延長面とハウジング(5)との交点Xが接近するものがある。
垂直部(35)の上端が段部(7)の段差分だけ第2水平部(40)よりも上側に位置することにより、交点Xと垂直部(35)は、該段差に対応したテーパ面(5a)の水平距離分だけ離れて余裕を設けている。これにより、陽極側リードフレーム(3)をハウジング(5)に沿って折曲して垂直部(35)を形成する際に、陽極リード(20)の先端と垂直部(35)が接して、陽極リード(20)の先端が傷付く虞れを防いでいる。
従って、図12に示すように、コンデンサ素子(2)の陽極リード(20)が陽極側リードフレーム(3)の第2水平部(40)に対し、斜めに取り付けられ、コンデンサ素子(2)の陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(3)の接触面積にバラ付きが生じることがある。
また、図13に示すように、第2水平部(40)に陽極リード(20)を溶接すると、傾いて溶接されたコンデンサ素子(2)が陰極側リードフレーム(30)を押し上げ、該陰極側リードフレーム(30)がハウジング(5)からはみ出し、外観不良を生じることがある。この結果、コンデンサ素子(2)の接合強度がバラ付き、信頼性に不安があった。
また、コンデンサ素子(2)の周面を陰極側リードフレーム(30)に取り付けたときに、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(3)の位置関係がズレていると、以下の問題がある。陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(3)とが平行でないから、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(3)の実質的な接触面積が狭くなる。これにより、接合強度が弱く、且つESRが増加する等の問題がある。
更に、陽極側リードフレーム(3)の量産時に金型にて第2水平部(40)を大量に形成すると、金型の摩耗等により、第2水平部(40)が丸みを帯び、陽極リード(20)との接触面積が小さくなる虞れがある。
また、斯種コンデンサは、更なる小型化、大容量化も求められている。
本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、陽極リードと陽極側リードフレームの接合強度の向上、ESRの減少等の信頼性の高い固体電解コンデンサを提供することにある。また、陽極側リードフレームをつぶすようにプレス加工して、陽極側リードフレームを初期の長さよりも長く形成し、更なる小型化、大容量化した固体電解コンデンサを提供することも目的とする。
突起部(4)は、陽極リード(20)よりも上方に位置し陽極リード(20)と略平行な第1水平部(41)と、陽極リード(20)に接する第2水平部(40)と、両水平部を繋ぐ連結部と、該第2水平部(40)の内側端部から上向き折曲され連結部と略対称な補助折曲部(43)を具え、
第2水平部(40)が陽極リード(20)に接する外側表面は、平坦な接触面(46)に形成され、該接触面(46)と反対側である内側の面は丸みを帯びて湾曲形に形成されている。
第2水平部(40)上であって陽極リード(20)との接触面は、該面をプレス加工によって平坦につぶして形成されている。
更に、固体電解コンデンサ(1)の製造方法は、陽極側リードフレーム(3)を曲げ加工又は深絞り加工して、先端に第2水平部(40)を有する突起部(4)を形成する工程と、該突起部(4)の第2水平部(40)を更にプレス加工して陽極リード(20)との接触面(46)を平坦につぶすように形成するとともに、該接触面(46)と反対側の面を丸みを帯びた湾曲形に形成する工程とを有する。
また、陽極リード(20)と第2水平部(40)とを溶接するとき、溶接電極の押し付け荷重を、突起部(4)の両側で支えるため、溶接時に陽極リード(20)と第2水平部(40)の平行度が狂うのを防止している。
従って、コンデンサ素子(2)は陽極側リードフレーム(3)に正しく取り付けられて、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(3)の実質的な接触面積が大きくなる。これにより、従来のようなコンデンサ素子(2)の不正確な取り付けによる接合強度の弱さ、ESRの増大等の問題を解消することができる。
2.また、第2水平部(40)上の陽極リード(20)との接触面(46)は平坦に形成されているから、接触面(46)と第2水平部(40)の接触面積が大きくなる。この点でも陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(3)との接合強度を高め、ESRを小さくすることができる。更に、第2水平部(40)の接触面(46)とは反対側の面(47)、即ち裏面は丸みを帯びて、補強されているから、第2水平部(40)上の陽極リード(20)との接触面(46)を平坦にプレス加工して形成する際の割れ等を防止することができる。
3.また、第2水平部(40)上の陽極リード(20)との接触面(46)は、金型で突起部(4)が薄くなるようにつぶしながらプレス加工するので、第1水平部(41)から傾斜部(42)、第2水平部(40)を経て補助折曲部(43)に至るまでの距離は、接触面(46)をつぶすようなプレス加工をしない場合に比して長くなっている。即ち、突起部(4)が薄くなるようにつぶしながら接触面(46)を形成するから、その分の肉がはみ出て、傾斜部(42)及び補助折曲部(43)が延び、突起部(4)の全体長さが長くなる。
これにより、陽極側リードフレーム(3)の初期の長さを変えることなく、第1水平部(41)と第2水平部(40)との間の上下距離Hを長く設けることができ、コンデンサ素子(2)の周面高さ又は外径が大きな場合にも対応できる。コンデンサ素子(2)の周面の大型化に対応できるから、固体電解コンデンサ(1)を大容量化することができる。
更に陽極体(24)及び陽極リード(20)を構成する弁金属には、タンタルの他に、例えばニオブ、チタン、アルミニウムが挙げられる。
第2水平部(40)上であって陽極リード(20)との接触面(46)は、後記の如く、追加のプレス加工によって、平坦に形成されている。第2水平部(40)上であって該接触面(46)と反対側の面(47)は丸みRを帯びて湾曲形に形成されている。
また、陽極リード(20)を第2水平部(40)に溶接するとき、溶接電極の押し付け荷重を、突起部(4)の両側で支えるため、溶接時に陽極リード(20)と第2水平部(40)の平行度が狂うのを防止している。
従って、コンデンサ素子(2)は陽極側リードフレーム(3)に正しく取り付けられて、従来のようなコンデンサ素子(2)の不正確な取り付けによる接合強度の弱さ、ESRの増大等の問題を解消することができる。
第2水平部(40)上の陽極リード(20)との接触面(46)は平坦に形成されているから、陽極リード(20)と接触面(46)は密に接する。この点で、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(3)との接合強度を高めることができる。
特に、突起部(4)は金属板の陽極側リードフレーム(3)を折曲して形成されているから、第1水平部(41)と第2水平部(40)の上下間隔(図2のH)が大きいときは、接触面(46)が丸みを帯びやすくなる。これは、陽極側リードフレーム(3)と陽極リード(20)の接合強度の低下、ESRの増大を招来する。
接触面(46)を平坦につぶすように追加のプレス加工を施すことにより、接触面(46)と第2水平部(40)の接触面積が大きくなる。従って、第1水平部(41)と第2水平部(40)の上下間隔が大きくとも、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(3)との接合強度を高め、ESRを小さくすることができる。
更に、第2水平部(40)上であって該接触面(46)と反対側の面(47)、即ち裏面は丸みRを帯びて、補強されているから、第2水平部(40)上の陽極リード(20)との接触面(46)を平坦に形成する際の割れ等を防止することができる。
斯種固体電解コンデンサは、大容量化に対応してコンデンサ素子(2)を大径化したい場合がある。この場合は、コンデンサ素子(2)の周面と補助折曲部(43)との接触を避けるべく、第1水平部(41)と第2水平部(40)の上下間隔Hを大きく形成する必要がある。以下に、その内容を記載する。
図3(a)、図3(b)は、本例に於ける突起部(4)の効果を示す説明図であり、図2とは上下を逆にしている。図3Aは、突起部(4)が薄くなるようにつぶしながら、接触面(46)を形成した後、接触面(46)を平坦につぶすプレス加工を施した突起部(4)を、図3(b)は接触面(46)を平坦につぶすプレス加工を施していない突起部(4)を夫々示す。従って、図3(b)では接触面(46)は稍丸みを帯びている。
図3(a)のプレス加工は、突起部(4)が薄くなるようにつぶしながら、接触面(46)を形成するから、その分の肉がはみ出て、傾斜部(42)及び補助折曲部(43)が延び、突起部(4)の全体の長さが長くなる。
これにより、陽極側リードフレーム(3)の初期の切出し長さを変えることなく、第1水平部(41)から第2水平部(40)までの上下距離Hを長く設けることができ、コンデンサ素子(2)の周面高さ又は外径が大きな場合にも対応できる。コンデンサ素子(2)の周面の大型化に対応できるから、固体電解コンデンサ(1)を大容量化することができる。
以下に陽極側リードフレーム(3)の製造方法を示す。
図4に示すように、リードフレーム(3)(30)の材料となる金属板(8)を打ち抜き加工する。リードフレーム(3)(30)は金属板(8)を切り出して形成され、互いに離間した陽極構成片(80)と、陰極構成片(81)を設ける。陰極構成片(81)上のコンデンサ素子(2)が載置される箇所には図4、図5の凹面(31)が形成され、コンデンサの全体高さが高くなることを抑えている。即ち、
次に、図5に示すように、陽極構成片(80)の先端部を曲げ加工して、突起部(4)を形成する。この場合、深絞り加工にて突起部(4)を形成することもできるが、突起部(4)を高く形成するには、曲げ加工の方が有利と考えられる。勿論、深絞り加工にて突起部(4)を形成してもよい。
次に、図7に示す如く、突起部(4)の第2水平部(40)の接触面(46)上にコンデンサ素子(2)の陽極リード(20)を置き、コンデンサ素子(2)の周面を凹面(31)に置く。陽極リード(20)を接触面(46)に抵抗溶接し、コンデンサ素子(2)の周面を導電性接着剤にて凹面(31)に取り付ける。この後は、従来と同様に、コンデンサ素子(2)をハウジング(5)にて被覆し、陽極構成片(80)及び陰極構成片(80)を切断してリードフレーム(3)(30)とし、該リードフレーム(3)(30)をハウジング(5)に沿って折曲して、固体電解コンデンサ(1)を得る。図7ではコンデンサ素子(2)は長方形であるが、円筒状でもよい。
上記では、コンデンサ素子(2)を陽極側リードフレーム(3)に取り付ける際には、コンデンサ素子(2)を陽極側リードフレーム(3)の上方に配備して、コンデンサ素子(2)を下降させるとした。しかし、これに代えて、陽極側リードフレーム(3)を上下反転して、突起部(4)を下向き突出させ、コンデンサ素子(2)を陽極側リードフレーム(3)の下方に配備して上昇させ、取り付けてもよい。
(2) コンデンサ素子
(3) 陽極側リードフレーム
(4) 突起部
(5) ハウジング
(20) 陽極リード
(30) 陰極側リードフレーム
(40) 第2水平部
(41) 第1水平部
(43) 補助折曲部
Claims (4)
- 陽極リード(20)を突出させたコンデンサ素子(2)と、該陽極リード(20)に接続された陽極側リードフレーム(3)とを具え、陽極側リードフレーム(3)の一部とコンデンサ素子(2)とがハウジング(5)に覆われ、陽極側リードフレーム(3)はハウジング(5)内で折曲されて、陽極リード(20)に向けた段部(4)を形成した固体電解コンデンサに於いて、
段部(4)は、陽極リード(20)に接する第1水平部(40)と、該第1水平部(40)よりも上方であって第1水平部(40)と略平行に位置する第2水平部(41)と、第1水平部(40)の内側端部から上向き折曲された補助折曲部(43)を具え、
第1水平部(40)上であって陽極リード(20)との接触面(46)は平坦に形成され、第1水平部(40)上であって該接触面(46)と反対側の面は丸みを帯びて湾曲形に形成されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 陽極リード(20)との接触面(46)は、プレス加工によって形成されている、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
- コンデンサ素子(2)の周面は、陰極側リードフレーム(30)に取り付けられ、第2水平部(41)とハウジング(5)内に位置する陰極側リードフレーム(30)は略同一面内に位置する請求項1又は2に記載の固体電解コンデンサ。
- 陽極リード(20)を突出した素子(2)と、該陽極リード(20)が取り付けられるべき陽極側リードフレーム(3)と、該素子(2)を覆うハウジング(5)を具え、該陽極側リードフレーム(3)はハウジング(5)内で段部(4)を形成し、
該段部(4)は陽極リード(20)に接する第1水平部(40)と、該第1水平部(40)よりも上方であって第1水平部(40)と略平行に位置する第2水平部(41)と、第1水平部(40)の内側端部から上向き折曲された補助折曲部(43)を具えた固体電解コンデンサの製造方法であって、
陽極側リードフレーム(3)を曲げ加工又は深絞り加工して、段部(4)を形成する工程と、
該段部(4)の第1水平部(40)をプレス加工して陽極リード(20)との接触面(46)を平坦に形成するとともに、第1水平部(40)上であって該接触面(46)と反対側の面を丸みを帯びた湾曲形に形成する工程とを有する固体電解コンデンサの製造方法。
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