JP4688583B2 - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、リードフレームを具えた固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。
従来から、固体電解コンデンサ(１)として、図５に示す構成が知られている(例えば、特許文献１参照)。これは、細いワイヤ状の陽極リード(20)を突出したコンデンサ素子(２)を具え、該陽極リード(20)に陽極側リードフレーム(３)が抵抗溶接等により、コンデンサ素子(２)の周面に陰極側リードフレーム(30)が導電性接着剤(６)により、夫々取り付けられる。コンデンサ素子(２)及び両リードフレーム(３)(30)の一部は合成樹脂製のハウジング(５)にて覆われ、ハウジング(５)の外側に突出したリードフレーム(３)(30)はハウジング(５)の周面に沿って下向きに曲げられる。
コンデンサ素子(２)は図６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)を順次形成し、陽極リード(20)は、陽極体(24)の中心部から突出している。
両リードフレーム(３)(30)は、図７に示すように、先ず延びた状態で陽極リード(20)及びコンデンサ素子(２)に取り付けられ、ハウジング(５)にて被覆された後に、下向きに折曲される。このときに、該曲げ加工時の曲げ応力が、陽極リード(20)の基端部(図７のＢ)に加わる。該基端部はハウジング(５)に覆われているが、ハウジング(５)は合成樹脂製であるから柔らかく、ハウジング(５)が該陽極リード(20)の基端部に加わる力を緩和する効果は弱い。
従って、曲げ応力が陽極リード(20)の基端部に加わると、基端部近傍の誘電体酸化被膜(21)が損傷し、コンデンサ(１)の漏れ電流が大きくなる虞れがある。
更に、斯種固体電解コンデンサ(１)は、高周波回路に用いられることが多く、回路全体のインピーダンスを下げるべく、固体電解コンデンサ(１)にもＥＳＲ(等価直列抵抗)を下げることが求められている。このＥＳＲを下げる方策として、陽極リード(20)の径を太くして、陽極リード(20)の全体抵抗を小さくすることが考えられる。
しかし、図７に示す構成にて、陽極リード(20)の直径をそのまま太くしても、図８に示すように、陽極リード(20)の直径が大きくなった分だけ、コンデンサ素子(２)が傾いた状態で、両リードフレーム(３)(30)に取り付けられる。これでは、リードフレーム(３)(30)と陽極リード(20)及びコンデンサ素子(２)の周面との接触面積が小さくなるから、却ってＥＳＲを増大させる。また、この状態でハウジング(５)にてコンデンサ素子(２)を被覆すると、該コンデンサ素子(２)に過度の負荷が掛かって、漏れ電流の増大をも招来する。
この点に鑑みて、図９に示す構成が提案されている(例えば、特許文献２参照)。これは、ハウジング(５)内の陽極側リードフレーム(３)上に、内向きに一段下がった段部(４)を設け、該段部(４)は第１水平部(40)と、該第１水平部(40)よりも内側に位置し第１水平部(40)よりも下側に位置する第２水平部(41)とを連ねて構成される。陽極リード(20)は第２水平部(41)の下面に溶接される。陽極側リードフレーム(３)の曲げ応力は、一部が該段部(４)に受けられるから、陽極リード(20)の基端部に加わる曲げ応力は緩和される。これにより、コンデンサ(１)の漏れ電流が大きくなる虞れを防いでいる。
また、陽極リード(20)の径に合わせて、第２水平部(41)の高さを変えれば、太い陽極リード(20)を用いても、コンデンサ素子(２)を正しく取り付けることができる。
特開平１０−６４７６１号公報 特許３１５７７２２号公報
陽極リード(20)は第１水平部(40)から折り曲げられた第２水平部(41)の下面に溶接されているから、図５に示す構成に比して、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)との接触面積が小さくなる。特に、図１０に拡大して示すように、段部(４)の折曲箇所には、矢印Ｃで示すように、円弧面が形成され、該円弧面上には陽極リード(20)を溶接できないから、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)との接触面積が更に小さくなる。これにより、ＥＳＲの増大を招来する。また、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)との溶接強度も低下する。
本発明の目的は、段部を形成した陽極側リードフレームを具えつつ、ＥＳＲを下げることができる固体電解コンデンサを提供することにある。
陽極側リードフレーム(３)の段部(４)はハウジング(５)の側部内側に位置する第１水平部(40)と、該第１水平部(40)よりもハウジング(５)の内側に位置し且つ陽極リード(20)の周面を受ける第２水平部(41)と、第１水平部(40)と第２水平部(41)とを繋ぐ連結部(42)を具え、
連結部(42)には、端縁が第２水平部(41)に掛かり、且つ陽極リード(20)の先端部が嵌まる透孔(43)が開設されている.
陽極リード(20)は、先端部が透孔(43)に嵌まった状態で、第２水平部(41)に取り付けられている。透孔(43)の端縁は第２水平部(41)に掛かっているから、図３(a)に示すように、陽極リード(20)は第２水平部(41)の先端から、透孔(43)の端縁までの長さ分だけ、第２水平部(41)に取り付けられる。即ち、図１０に示すように、陽極リード(20)を取り付けることができない円弧面Ｃを形成した構成に比して、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)との接続箇所の長さ及び面積を大きくできる。これにより、ＥＳＲを下げることができる。
以下、本発明の一実施例を図を用いて、詳述する。本例の固体電解コンデンサ(１)に用いられるコンデンサ素子(２)は図６に示す従来と同じものである。ここで、コンデンサ素子(２)の固体電解質層(22)を形成する材料には、ポリピロールが用いられるが、これに代えて、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフラン等の導電性高分子、ＴＣＮＱ(７、７、８、８−テトラシアノキノジメタン)錯塩等が挙げられる。また、リードフレーム(３)(30)を形成する材料には、銅を含む合金、鉄とニッケルとの合金等が挙げられる。
更に陽極体(24)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。
図１は、本例の固体電解コンデンサ(１)の正面断面図、図２は図１をＡ方向から見た下面図、図３(a)は、図１の段部(４)の拡大図、図３(b)は、図３(a)を上下反転した図である。コンデンサ素子(２)からは、細いワイヤ状の陽極リード(20)が突出しており、該陽極リード(20)に陽極側リードフレーム(３)が抵抗溶接等により、コンデンサ素子(２)の周面に陰極側リードフレーム(30)が導電性接着剤(６)により、夫々取り付けられる。コンデンサ素子(２)及び両リードフレーム(３)(30)の一部は合成樹脂製のハウジング(５)にて覆われ、ハウジング(５)の外側に突出したリードフレーム(３)(30)はハウジング(５)の周面に沿って下向きに曲げられる。
陽極側リードフレーム(３)上に、内向きに一段上がった段部(４)を設けており、第２水平部(41)は、素子(２)の周面が陰極側リードフレーム(30)に接した状態で、陽極リード(20)と略平行である。即ち、コンデンサ素子(２)は両リードフレーム(３)(30)に跨って水平に置かれている。
段部(４)は図３(a)に示すように、ハウジング(５)の側部内に位置する第１水平部(40)と、該第１水平部(40)よりもハウジング(５)の内側に位置し且つ第１水平部(40)よりも上側に位置する第２水平部(41)と、第１水平部(40)と第２水平部(41)とを繋ぎ且つ陽極リード(20)の先端に対向した連結部(42)を具えている。第２水平部(41)が陽極リード(20)に抵抗溶接されて、陽極リード(20)の周面を受ける。
連結部(42)は、第２水平部(41)に対して傾いており、陽極リード(20)の先端部が嵌まる透孔(43)を開設している。透孔(43)の右側端縁は第２水平部(41)に掛かっている、即ち、第２水平部(41)の左端に位置する。
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、図３(b)に示すように、陽極側リードフレーム(３)を上下反転した状態で、コンデンサ素子(２)を陽極側リードフレーム(３)の上方に配備する。次にコンデンサ素子(２)を下降させて、陽極リード(20)を第２水平部(41)に載せる。このとき、陽極リード(20)の左端部は、透孔(43)を通って、第２水平部(41)に載置される。陽極リード(20)と第２水平部(41)を抵抗溶接して、図３(b)に示す状態から上下反転すると、図３(a)に示す構成が得られる。
この後、コンデンサ素子(２)及びリードフレーム(３)(30)の一部をハウジング(５)にて被覆し、リードフレーム(３)(30)をハウジング(５)の周面に沿って折曲すれば、図１に示す固体電解コンデンサ(１)が得られる。
透孔(43)の端縁は第２水平部(41)に掛かっているから、陽極リード(20)は第２水平部(41)の先端から、透孔(43)の端縁までの長さ分だけ、第２水平部(41)に取り付けられる。即ち、図１０に示すように、陽極リード(20)を取り付けることができない円弧面Ｃを形成した構成に比して、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)との接続箇所の長さ及び面積を大きくできる。これにより、ＥＳＲを下げることができる。
上記例では、透孔(43)は連結部(42)に開設されているとしたが、図４に示すように、透孔(43)は連結部(42)と第１水平部(40)に跨ってもよい。即ち、図３(a)に示す透孔(43)には陽極リード(20)の先端部の径方向の一部が嵌まっているが(即ち、第１水平部(40)の第２水平部(41)から遠方側の表面を延長した面が、陽極リード(20)を横切ること)、図４に示すように、透孔(43)は陽極リード(20)の径全体が嵌まる大きさでもよい。また、図４に一点鎖線で示すように、陽極リード(20)は先端部が、第１水平部(40)に掛かってもよい。
図３(a)にあっては、図４に示すよりも、連結部(42)の長さが短い。従って、連結部(42)と第２水平部(41)を合わせた長さが図３(a)と図４とで、略等しい場合は、図３(a)に示す構成の方が、図４に示すよりも第２水平部(41)の長さが長い。即ち、図３(a)に示す構成の方が、陽極リード(20)と第２水平部(41)との接続箇所の長さ及び面積を大きくでき、更にＥＳＲを下げることができる。
出願人は、連結部(42)と第２水平部(41)の成す角度θ(図３(b)参照)を１００度以上の鈍角とする角度と想定しているが、この角度に限定されない。また、陽極リード(20)の径を０.４ｍｍ以上とすることを想定しているが、この径寸法に限定されない。
また、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、下降させるとした。しかし、これに代えて、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、上昇させて取り付けてもよい。
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
固体電解コンデンサの正面断面図である。 図１をＡ方向から見た下面図である。 (a)は、図１の段部の拡大図、(b)は、(a)を上下反転した図である。 別の段部の拡大図である。 従来の固体電解コンデンサの断面図である。 コンデンサ素子の断面図である。 従来の固体電解コンデンサを製造する工程を示す断面図である。 コンデンサ素子が傾いて取り付けられる状態を示す図である。 別の従来の固体電解コンデンサの断面図である。 図９の固体電解コンデンサの段部の拡大図である。
符号の説明
(１) 固体電解コンデンサ
(２) コンデンサ素子
(３) 陽極側リードフレーム
(４) 段部
(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１水平部
(41) 第２水平部
(42) 連結部
(43) 透孔

Claims (4)

  1. 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)はハウジング(５)の側部内側に位置する第１水平部(40)と、該第１水平部(40)よりもハウジング(５)の内側に位置し且つ陽極リード(20)の周面を受ける第２水平部(41)と、第１水平部(40)と第２水平部(41)とを繋ぐ連結部(42)を具え、
    連結部(42)には、端縁が第２水平部(41)に掛かり、且つ陽極リード(20)の先端部が嵌まる透孔(43)が開設されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
  2. 第１水平部(40)の第２水平部(41)から遠方側の表面を延長した面が、陽極リード(20)を横切る、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
  3. 素子(２)の周面が取り付けられる陰極側リードフレーム(30)を具え、第２水平部(41)は、素子(２)の周面が陰極側リードフレーム(30)に接した状態で、陽極リード(20)と略平行な向きにある、請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ。
  4. 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)はハウジング(５)の側部内側に位置する第１水平部(40)と、該第１水平部(40)よりもハウジング(５)の内側に位置し且つ陽極リード(20)の周面を受ける第２水平部(41)と、第１水平部(40)と第２水平部(41)とを繋ぐ連結部(42)を具え、連結部(42)には、端縁が第２水平部(41)に掛かり、且つ陽極リード(20)の先端部が嵌まる透孔(43)が開設された固体電解コンデンサの製造方法であって、
    素子(２)の陽極リード(20)を、第２水平部(41)の上方又は下方に対向させる工程と、
    陽極リード(20)を、上方又は下方に移動させ、透孔(43)を通して、第２水平部(41)に取り付ける工程と、
    素子(２)及びリードフレーム(３)(30)をハウジング(５)にて被覆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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