JP4911590B2 - 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、固体電解コンデンサ(１)として、図３に示すような構造が知られている。(特許文献１参照)この図に示した固体電解コンデンサは、図４に詳細を示すように弁金属（タンタル、ニオブ、アルミニウム等）からなる陽極体(31)の一端面から植立された陽極体(31)と同一の弁金属から成る細いワイヤ状の陽極リード(2)を有し、該陽極体(31)の周面に誘電体酸化被膜(32)、二酸化マンガン等の導電性無機材料、或いはTCNQ錯塩、導電性ポリマー等の導電性有機材料から成る固体電解質層(33)、導電性カーボン、銀等からなる陰極引出層(34)を順次形成してコンデンサ素子(3)を構成し、該コンデンサ素子(3)の周面に導電性接着剤(5)により陰極リードフレーム(42)が接続され、陽極リード(2)の先端部(22)に抵抗溶接等により陽極リードフレーム(41)を夫々接続し、その後外装樹脂(6)でコンデンサ素子(3)、陽極リード(2)、陽極リードフレーム(41)及び陰極リードフレーム(42)の一部をハウジングし、該ハウジングの外側に突出したリードフレーム(41)(42)を、外装樹脂(6)の周面に沿って下向きに曲げることで得られる。
また前記陽極リード(2)は、引出部(21)と先端部(22)からなり、陽極リードフレーム(41)に溶接する際、先端部(22)は押し潰され平板状になっている。
特２００３−１６３１３６号公報
上記従来例による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、固体電解コンデンサ(1)の 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(2)の径を太くして、陽極リード全体の電気抵抗を小さくすることが考えられる。
しかしながら、ハウジングの中央から陽極、陰極リードフレームが引き出される場合、陽極リード(2)の径を太くすると、図５に示すようにコンデンサ素子(3)が両リードフレーム(41)(42)に取り付けられる際、コンデンサ素子(3)が傾いた状態で取り付けられる。コンデンサ素子(3)が傾いた状態で両リードフレーム(41)(42)に取り付けられると、リードフレーム(41)(42)と陽極リード(2)及びコンデンサ素子(3)の周面との接触面積が小さくなり、却ってESRを増大させてしまう。また、素子(3)がリードフレーム(41)(42)に対して傾いたままハウジングされると、該コンデンサ素子(3)にかかる負荷が大きくなり、漏れ電流が増大してしまう。
本願発明の目的は、上記問題を解決し、リードフレームに接続される際のコンデンサ素子の傾きをなくし、陽極リードと陽極リードフレームとの好適な接続手段を提供することにある。
前述の問題を解決するため、本発明は陽極リードが植立された弁作用金属からなる陽極体の表面に、誘電体酸化被膜、固体電解質層、カーボン及び銀ペースト層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極リードに接続してなる陽極リードフレームと、前記陰極引出層に接続してなる陰極リードフレームと、前記コンデンサ素子の回りを陽極リードフレームと陰極リードフレームの一部を残して直方体状に被覆してなる外装樹脂とからなり、該外装樹脂の高さ方向の中央からそれぞれ陽極リードフレームと陰極リードフレームが引き出された固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極リードは、焼結体に繋がる引出部と先端部からなり、該先端部が陽極リードフレームに接合される平坦な接合面を有し、且つ該接合面が、前記陽極リードフレームの垂直方向に関して、前記引出部の中心面より上方にあることを特徴とする。
そして、本発明の固体電解コンデンサは、陽極リードフレームと陽極リード先端部が接合する際に起きるコンデンサ素子と陽極リードフレーム間での傾きをなくすため、陽極リード先端部が接合面と、該接合面に略平行な平坦面を有し、先端部の端面から焼結体への平坦面の幅寸法は、前記接合面の幅寸法より大きいことを特徴とする。
前記陽極リードは、焼結体に繋がる引出部と先端部からなり、該先端部が陽極リードフレームに接合される平坦な接合面を有し、且つ該接合面が、前記陽極リードフレームの垂直方向に関して、前記引出部の中心面より上方にあることを特徴とする。
そして、本発明の固体電解コンデンサは、陽極リードフレームと陽極リード先端部が接合する際に起きるコンデンサ素子と陽極リードフレーム間での傾きをなくすため、陽極リード先端部が接合面と、該接合面に略平行な平坦面を有し、先端部の端面から焼結体への平坦面の幅寸法は、前記接合面の幅寸法より大きいことを特徴とする。
また、本発明の固体電解コンデンサの製法方法は、陽極リードが植立された陽極体と、該陽極リードの先端部に設けた平坦な接合面に接続された陽極リードフレームと、を備えた固体電解コンデンサの製造方法である。陽極リードとなる部材を前記陽極体に植立する工程と、前記部材の、前記先端部に相当する部分において前記部材の延在方向と垂直な方向における一方端部に第１の圧力を加えると共に、前記一方端部と対向する他方端部に第１の圧力より大きい第２の圧力を加えることにより、前記他方端部側から押し潰して形成されると共に前記垂直な方向における中心よりも一方端部側に位置する前記接合面を形成する工程と、互いに平行な状態で前記接合面と前記陽極リードフレームとを接続する工程と、を備えることを特徴とする。
接合面を形成する工程では、一方端部側から押し潰すことにより一方端部側に位置する平坦面をさらに形成し、延在方向において平坦面の幅寸法を接合面の幅寸法より大きくすることができる。
上記発明の構成によれば、径の大きな陽極リードを用いたとき、陽極リードと陽極リードフレームが平行に接続されるので、陽極リードフレームとコンデンサ素子との傾きがなくなり、陽極リードフレームと陽極リード及びコンデンサ素子と陰極リードフレームとの接触面積が小さくなることによるESRの増大がなくなる。また、コンデンサ素子と陰極リードフレーム間の傾きがない状態でハウジングされるので、コンデンサ素子にかかる負荷も軽減され、漏れ電流の増大を防ぐことができる。
以下に、本発明の好ましい実施例を、図を用いて詳述する。
固体電解コンデンサは、図４に示すように陽極リード(2)が植立された焼結体の表面に、誘電体酸化被膜、陰極層、陰極引出層を順次形成し、コンデンサ素子(3)を形成した。ここで焼結体はタンタルを用いたが、ニオブ、チタン、アルミニウム等の弁作用金属を使用しても良く、さらに、陽極リード(2)は、焼結体と同一の弁作用金属から構成した。
また、陰極層として、ポリピロールを用い、陰極引出層はカーボン及び銀ペーストを用いた。
陰極層としては、ポリピロールだけでなく、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やTCNQ(7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン)錯塩等を使用しても良い。
次に図１に示すように、陽極リードを陽極リードフレームと接合しやすい形に成形する。その際、陽極リード先端部と、冶具との接触点にかかる圧力を、下部(221)と上部(222)で比較して下部(221)が大きい状態で先端部(22)の上下を押し潰し、陽極リード先端部(22)の陽極リードフレーム(41)との接合面を、陽極リード引出部(21)の陽極リードフレーム(41)垂直方向中心より上側に形成する。
その後、前記陽極リード先端部の接合面を陽極リードフレーム(41)と抵抗溶接等で、コンデンサ素子(3)の陰極引出層と陰極リードフレーム(42)を導電性接着剤(5)を用いて夫々接続し、前記陽極リードフレーム(41)と陰極リードフレーム(42)の一部を残し、コンデンサ素子を直方体状に外装樹脂(6)でハウジングする。ここで、両極リードフレーム(41)(42)は、銅を含む合金や鉄とニッケルとの合金等からなる。
外装樹脂(6)の高さ方向の中央から引き出し、両極リードフレーム(41)(42)をハウジングの周面に沿って下向きに曲げ、固体電解コンデンサを得た。
上記固体電解コンデンサの製造過程において、前記陽極リード先端部(22)を押し潰す際、図６(a)のような形状をした冶具を用いる。該冶具は、陽極リード先端部(22)の形状に沿った上部(71a)と、略直方体の下部(72a)とからなる。前記冶具を用いて先端部(22)を押し潰すと、陽極リード先端部(22)と冶具上部(71a)との接触面積が先端部(22)と冶具下部(72a)とが接触する部分より大きくなり、先端部(22)の下方にかかる圧力が上方にかかる圧力に比べ大きくなるため、図６(b)のようにして押し潰すと、図１(a)に示すように接合面は前記引出部(21)の陽極リードフレーム(41)の垂直方向中心より上に形成される。また冶具の形状から、陽極リード先端部(22)端面から見ると図１(b)のように、陽極リード先端部(22)の上部は曲面で接合面が平坦な形状となる。
実施例１の製造工程の中で、前記陽極リード先端部(22)を押し潰す際、図７(a)のような形状の冶具を用いる以外は、実施例１と同様な方法で固体電解コンデンサを作製した。該冶具は共に略直方体の上部(71b)下部(72b)からなり、且つ下部(72b)の陽極リード先端部(22)の端面から焼結体方向への幅寸法Yが、上部(71b)の幅寸法Xより小さくなっていることを特徴とする。前記冶具を用いて陽極リード先端部(22)を押し潰すと、陽極リード先端部(22)上方にかかる圧力より、下方にかかる圧力の方が大きいので、図７(b)のようにして押し潰すと、図２(a)に示すように、接合面は陽極リード引出層(21)のリードフレーム(41)(42)垂直方向中心より上方に形成される。また、冶具の形状から、陽極リード先端部(22)は平坦な接合面と、該先端部に略平行な平坦面を有し、リードフレーム(41)(42)垂直方向から見ると図１(b)、前記先端部(22)の端面方向から見ると図２(b)に示される形状となる。
上記実施例１、２の構成にすることで、陽極リードと陽極リードフレームが平行に接続されるので、コンデンサ素子と陰極リードフレームの傾きが改善され略平行になり、コンデンサ素子にかかる負荷が緩和される。さらに、陽極リードと陽極リードフレームとの傾きも改善され、接触面積の増大により、ESRを小さくできる。
また、上記実施例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、或いは範囲を減縮する様に解すべきでない。
(1) 固体電解コンデンサ
(2) 陽極リード
(21)陽極リード引出部
(22) 陽極リード先端部
・ コンデンサ素子
(31) 陽極体
(32)誘電体酸化被膜
(33)固体電解質層
(34)カーボン層及び銀ペースト層
(41) 陽極リードフレーム
(42) 陰極リードフレーム
(5) 導電性接着剤
(6) 外装樹脂
(71a) 陽極リード先端部を押し潰すときに用いる冶具
(72ｂ) 陽極リード先端部を押し潰すときに用いる冶具
(2) 陽極リード
(21)陽極リード引出部
(22) 陽極リード先端部
・ コンデンサ素子
(31) 陽極体
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(41) 陽極リードフレーム
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(5) 導電性接着剤
(6) 外装樹脂
(71a) 陽極リード先端部を押し潰すときに用いる冶具
(72ｂ) 陽極リード先端部を押し潰すときに用いる冶具
Claims (3)
- 陽極リードが植立された弁作用金属からなる焼結体の表面に、誘電体被膜、陰極層、陰極引出層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極リードに接続してなる陽極リードフレームと、前記陰極引出層に接続してなる陰極リードフレームと、前記コンデンサ素子の回りを陽極リードフレームと陰極リードフレームの一部を残して直方体状に被覆してなる外装樹脂とからなり、前記外装樹脂の高さ方向の中央からそれぞれ陽極リードフレームと陰極リードフレームが引き出された固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極リードは、焼結体に繋がる引出部と先端部とからなり、該先端部は、陽極リードフレームの上面に接合される平坦な接合面を有し、且つ該接合面が、前記陽極リードフレームの垂直方向に関して、前記引出部の中心面より上にあり、
前記先端部は、前記接合面と、該接合面に略平行な平坦面を有し、先端部の端面から焼結体方向への平坦面の幅寸法は、前記接合面の幅寸法より大きいことを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 陽極リードが植立された陽極体と、該陽極リードの先端部に設けた平坦な接合面に接続された陽極リードフレームと、を備えた固体電解コンデンサの製造方法であって、
陽極リードとなる部材を前記陽極体に植立する工程と、
前記部材の、前記先端部に相当する部分において前記部材の延在方向と垂直な方向における一方端部に第１の圧力を加えると共に、前記一方端部と対向する他方端部に第１の圧力より大きい第２の圧力を加えることにより、前記他方端部側から押し潰して形成されると共に前記垂直な方向における中心よりも一方端部側に位置する前記接合面を形成する工程と、
互いに平行な状態で前記接合面と前記陽極リードフレームとを接続する工程と、
を備えることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 請求項２記載の固体電解コンデンサの製造方法において、
前記接合面を形成する工程では、前記一方端部側から押し潰すことにより前記一方端部側に位置する平坦面をさらに形成し、前記延在方向において前記平坦面の幅寸法は前記接合面の幅寸法より大きいことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
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