JPS6031247Y2 - チップ状固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は一端または両端が開口した筒状の金属ケースを
陰極側に用い、金属ケースを陽極側に用いたフェースボ
ンディングタイプのチップ状固体電解コンデンサに関す
るもので、詳しくは金属ケースの陰極端子部となる一端
部を残して開口端部から外側面の所定の部分に亘って絶
縁材による皮膜を形成し、その絶縁材による皮膜が形成
されていない金属ケースの金属面露出部分を陰極端子と
し、従来の製品より外形寸法精度、陰極端子強度、半田
耐熱性等を向上させることを目的とするものである。

近年、電子機器製品の小形化に伴ない回路基板の面積を
有効に利用するために、回路部品のチップ化が進み、こ
れによって高密度の回路基板が使用されている。

このような回路基板に装着される部品の端子間は絶縁さ
れていることが要求され、チップ状固体電解コンデンサ
においても強く要求されている。

従来、フェースボンディングタイプのチップ状固体電解
コンデンサとしては、第１図〜第７図に示すような構造
のものがある。

第１図に示すチップ状固体電解コンデンサは、コンデン
サ素子１の突出導入線２に陽極端子３を接続し、かつ最
外殻の半田層に陰極端子４を接続したものをトランスフ
ァーモールド成形により樹脂５で被覆したものである。

ところが、このような構造の場合、寸法形状が大きく、
また価格的にも高くなってしまうという欠点を有してい
る。

また、第２図、第３図および第４図に示すチップ状固体
電解コンデンサは、コンデンサ素素１より引出した突出
導入線２のコンデンサ素子１から少なくとも１．５Ｍ以
上離れた部分に、コンデンサ素子１より高さの高い円柱
形状の陽極端子６を接続したり、板形状の陽極端子７を
接続したり、■字形状の陽極端子８を接続し、コンデン
サ素子１の最外殻の半田層を陰極端子としたものである
。

ところが、このような構造の場合、回路基板への取付け
は一面においてでしか遠戚されず、また長さも長く寸法
精度も悪くなるとともに、回路基板へ取付ける際にまず
初めに素子を接着剤により仮固定してから陽極端子、陰
極端子を接続するという方法をとることができなく、し
かもパーツフィーダー等による自動供給は端子同志が絡
み付くということから不可能であった。

また、第５図に示すチップ状固体電解コンデンサは、コ
ンデンサ素子１の突出導入線２側の端部にその突出導入
線２に接続した金属キャップ９を被せて陽極端子とし、
さらに反対側の端部に最外殻の半田層に接続した金属キ
ャップ１０を被せて陽極端子としたものである。

しかしながら、このような構造の場合は、微小のコンデ
ンサ素子１に金属キャップ９，１０を被せる際の精度が
高くなければならず、量産性が乏しく価格が高くなると
いう欠点を有している。

さらに、第６図ａ、 ｂおよび第７図に示すように、突
出導入線２が嵌り込む切込み溝１１ａ、１２ａを設けた
金属端子板１１．１２を用いたものがあったが、第６図
ａ、 ｂに示すものは、金属端子板１１と突出導入線２
との接続を金属端子板１１のコンデンサ素子１側に折曲
した折曲片１１ｂにいて行なっており、このため必然的
に金属端子板１１とコンデンサ素子１との間の間隔が広
くなり、また金属ケース１３内にコンデンサ素子１を収
納し樹脂１４により封口を行なっていたため、寸法が大
きくなるとともに、パーツフィーダー等による自動供給
は金属端子板１１同志が絡み付くことから不可能であっ
た。

また、第７図に示す構造の場合には、第６図ａ、 ｂに
示すものの欠点をある程度解決することができるものの
、金属端子板１２を突出導入線２に溶接により接続する
場合におけるコンデンサ素子１へのストレスを少なくす
るために金属端子板１２とコンデンサ素子１との間に間
隔を充分にとる必要があり、結局上記に示すものと同様
、寸法が大きくなるとともに、パーツフィーダー等によ
る自動供給は不可能であった。

このように上記従来のチップ状固体電解コンデンサは、
いずれのものも寸法、価格、パーツフィーダー等による
自動供給を満足するものがなかった。

また、従来、コンデンサ素子の突出導入線に陽極端子と
なる金属部材を溶接により接続する場合は、第７図に示
すように長尺の金属部材を用い、その金属部材にコンデ
ンサ素子の突出導入線を溶接により接続した後で金属部
材を切断した個々に分離するというような方法により行
なってちり、完成品を個々に分離するためには少なくと
も２回の切断が必要であり、生産性の良い方法であると
は言えなかった。

本考案はこのような従来の問題点に鑑み戊されたもので
あり、以下本考案の内容について第８図〜第２０図の図
面を用いて説明する。

まず、本考案によるチップ状固体電解コンデンサにおい
ては、次の３つにより構成されている。

その一つは、コンデンサ素子であり、このコンデンサ素
子は従来の構造のものと同じで、タンタンのような弁作
用金属粉末を角柱形状、円柱形状に全型し焼結した焼結
体の表面に陽極酸化により酸化タンタル皮膜のような誘
電体性酸化皮膜を形成して陽極体とし、この陽極体上二
酸化マンガンのような半導体層、カーボンのような陰極
層、銀ペイント層、半田層よりなる陰極導電層を順次積
層形成して構成したものであり、前記陽極体には同一弁
作用金属材料よりなる突出導入線が埋設されている。

他の一つは、このコンデンサ素子の突出導入線の溶接に
より電気的かつ機械的に接続される半田付は可能な金属
フレームから構成した陽極端子であり、この陽極端子は
、コンデンサ素子端面とほぼ同じ太さで少なくとも一部
がコンデンサ素子の陰極導電層に接続された陰極端子と
ほぼ同一平面上に位置しかつコンデンサ素子の突出導入
線が嵌り込む切込み溝を有する形状である。

さらに他の一つは、少なくとも一端に開口部を有する半
田付は可能な金属材料よりなる金属ケースであり、この
金属ケースには陰極端子部となる一端部を残して開口端
部から外側面の所定の部分に亘って絶縁材による絶縁皮
膜が形成されてる。

以下、本考案によるチップ状固体電解コンデンサの具体
的実施例について図面とともに説明する。

第８図〜第１１図に本考案の一実施例によるチップ状固
体電解コンデンサを示しており、図において１は従来と
同じ構造の角柱状、円柱状のコンデンサ素子で、このコ
ンデンサ素子１はタンタル、アルミニウム等で弁作用金
属粉末を成型焼結した焼結体表面に陽極酸化により酸化
タンタル皮膜のような誘電体性酸化皮膜を形成し、次い
でこの皮膜上に二酸化マンガンのような固体電解質層、
カーボンのような陰極層、銀ペイント、半田のような陰
極導電層を順次積層形成することにより構成されており
、前記焼結体には同一弁作用金属材料よりなる陽極引出
線２が埋設されている。

１５は一端に開口部を有する有底角筒状の半田付は可能
な金属材料よりなる金属ケースで、この金属ケース１５
には、開口端部を貫通する抜は孔１５ａが設けられ、陰
極端子部となる一端部を残して開口端部から外側面の所
定の部分に亘って絶縁材による絶縁皮膜１５ｂが形成さ
れている。

また、この金属ケース１５内に前記コンデンサ素子１が
収納されるとともに、その金属ケース１５の内壁内にコ
ンデンサ素子１の最外殻の半田層または銀ペイント等の
導電層が半田または導電性接着剤等の導電材１６により
電気的かつ機械的に接続されており、前記コンデンサ素
子１の陽極引出線２は前記金属ケース１５の開口部より
金属ケース１５に接触しないようにして突出している。

なお、金属ケース１５の抜は孔１５ａは導電材１６によ
り埋められている。

１７はこの金属ケース１５の開口部より突出した陽極引
出線２に溶接により電気的かつ機械的に接続した半田付
は可能な金属フレームからなる陽極端子で、この陽極端
子１７は前記陽極引出線２の金属ケース１５より突出し
た部分に接続され、この陽極端子１７の底面と、前記金
属ケース１５の陰極端子部となる絶縁皮膜１５ａｂの施
こされていない金属面の露出した部分とはほぼ同一平面
上に位置している。

また、この陽極端子１７には、前記コンデンサ素子１の
陽極引出線２が嵌り込む切込み溝１７ａが設けられてい
る。

ところで、このような陽極端子１７を得る手段としては
、第１２図に示すように、櫛形状の金属フレームの複数
個の分離片１７′の先端部にこの先端部がＨ字形状とな
るように切込みを設け、その切込み分離片１７′の先端
部を他の部分に対してほぼ直角に折曲し、さらにその折
曲した部分の上下両端部を外側に向ってコ字形状となる
ように折曲することにより得ることができる。

なお、１８はコンデンサ素子１の陽極引出線２の根元部
分に形成した樹脂層で、この樹脂層１８によってコンデ
ンサ素子１の陽極引出線２に陽極端子１７を溶接する場
合のストレスによる特性の劣化を防ぐことができる。

１９は陽極端子１７とコンデンサ素子１および金属ケー
ス１５との間隙に充填た耐熱性樹脂である。

上記構成から明らかなように、本考案では、外装に金属
ケース１５を用いており、第２図〜第４図い明す従来の
チップ状固体電解コンデンサの欠点として揚げた外形寸
法精度の悪さを解消することができる。

これは、チップ状固体電解コンデンサの寸法精度が下地
の寸法のばらつきの累計によるものであったのに対し、
本考案においては、金属ケース１５の寸法精度が完成品
の外形寸法精度にほぼ等しいものとなり、寸法精度がは
るかに向上するためである。

また、チップ状固体電解コンデンサを回路基板に装着す
る場合、回路基板表面と接する面が平滑であるというこ
とがフェースボンディングタイプのコンデンサにとって
重要な条件となるが、本考案においては、第５図に示す
金属キャップを用いたものとは違い、金属ケース１５内
にコンデンサ素子１全体を収納しており、コンデンサ素
子１下地の凹凸が完成品とした時の外表面の平滑性に影
響を与えず、表面の平滑性が優れた製品を得ることがで
き、回路基板に装着する際の平滑性を満足させることが
できるとともに、パーツフィーダー等で自動供給する時
のフィーダー内でのつまり、ひっかかり等が起こりにく
くなり、パーツフィーダーによる自動供給、自動整列が
可能となる。

さらに、本考案においては、金属ケース１５の外側面の
絶縁皮膜１５ｂを形成していない金属面の露出した端部
を陰極端子とするというように、陰極端子部の一部を残
して金属ケース１５を絶縁しているので、回路基板に装
着後の端子強度は曲げストレスなどがかかった場合でも
金属ケース１５内のコンデンサ素子１にはストレスがか
からず、従来のように銀ペイント層と二酸化マンガン層
との剥離が発生しないため、曲げ強度の効果は飛躍的に
向上する。

ところで、本考案における金属ケース１５外側面への絶
縁皮膜１５ｂの形成は、あらかじめ金属ケース１５に絶
縁材コーティングしておいても、また組立途中、組立後
に絶縁材をコーティングしてもかまわない。

また、絶縁材の材質は、耐熱性のものであればよく、エ
ポキシ樹脂、シリコン樹脂、フッソ樹脂、ポリアミド、
ポリイミド樹脂等が考えられる。

塗膜の厚さについても、０．０１２Ｆｌ＋７１以上あれ
ばよい。

さらに、金属ケース１５の肉厚は、機械的な強度な点か
ら０．０５〜０．１５ｍｍ位が良い。

また、コンデンサ素子１の陽極引出線２の根本部分を補
強する樹脂層１８により溶接時のストレスがコンデンサ
素子に加わりにくくなり、これによって陽極端子１７を
コンデンサ素子１の端面にできる限り近づけて溶接する
ことができるとともに、コンデンサ素子１と陽極端子１
７との間に充填した耐熱性樹脂１９が垂れることがなく
、外形形状をすっきりとした小形で寸法精度の高い方形
状とすることができ、パーツフィーダー等による自動整
列、自動供給が可能となる。

また、このような本考案により得られるチップ状固体電
解コンデンサによれば、外側は表面が平滑な耐熱性樹脂
１９により被覆され、かつ陽極端子１７と陰極端子とな
る金属ケース１５とは上下面とも同一平面上に位置して
いるため、各種プリント基板上に載置して加熱すること
により半田付けすることも、また予め直接プリント基板
上にコンデンサをのり付けしてから、半田浴中に挿入し
て半田付けすることも可能となる。

この場合、コンデンサの下側にプリント基板の導電箔が
存在してもよく、高密度回路用として適している。

さらに、金属部骨分に鉄、ニッケル等の強磁性金属を使
用すれば、極性の判別、コンデンサ素子の磁力によるチ
ャッキングが可能である。

ここで、コンデンサ素子１を金属ケース１５に収納して
いるため、プリント基板に直接取付ける場合、加熱によ
り金属ケース１５内の半田が熱膨張をきたし、金属ケー
ス１５内の圧力が増加する。

この点について考慮したのが、金属ケース１５の閉口端
部にある抜は孔１５ａであり、この窓１５ａによって金
属ケース１５内の圧力増加を抑制することができる。

なお、これらの例以外に第１３図、第１４図に示すよう
に小孔による抜は孔１５ｃを設けたり、またその小孔に
よる抜は孔１５ｃを外側面にも設けたりしてもよい。

また、陽極端子１７の形状についても、上記実施例のも
の以外に第１５図〜第２０図に示すような形状のものが
考えられる。

第１５図に示すものは、櫛形状の金属フレームの複数個
の分離片において、第１２図に示すようにその分離片１
７′の中間部にこの両側面から先端端面に達しない程度
に先端端面に向って延びるＬ字形状の切込みを設け、そ
の切込みにより分離片１７′の先端部を他の部分に対し
てほぼ直角に折曲して陽極引出線２が嵌め込まれる切込
み溝１７ａを設け、そしてその折曲した部分の上下両端
部を内側に向って折曲することにより構成されている。

また、第１６図に示すものは、金属フレームを用いて同
じように切込みを設け、分離片１７′の先端部を折曲し
たのみで第１５図に示すようにその折曲した部分の上下
端部を折曲していないものである。

この実施例の場合には、陽極端子１７としての接続面積
が少なくなり、若干接続強度の点で第１５図に示すもの
より劣るが、上記のような効果は同様に得ることができ
る。

また、第１７図の実施例では、第１２図に示すように切
込みを設けた金属フレームの分離片１７′の先端部を、
その切込みにより分離片１７の本体部分と結合される唯
一の短片がコンデンサ素子１側に３６０°折曲されて切
込み１１７ａを通るように折曲し、はぼコ字形状の陽極
端子１７としたものであり、コンデンサ素子１の陽極引
出線２は、その陽極端子１７の切込み溝１７ａを通る短
片上にて溶接により接続される。

この実施例の場合には、コンデンサ素子１の陽極引出線
２側の端部と陽極端子１７との間に耐熱性樹脂１９を充
填した場合に、その耐熱性樹脂１９の保持が短片の折返
し部により良好に行なわれることとなり、また陽極端子
１７との接着性も良好となるばかりが、陽極端子１７の
機械的強度も向上する。

第１８図に示す実施例では、分離片の先端部にこの先端
端面より切込んだ切込み溝１７ａを設け、そして分離片
先端部の所定の位置でほぼ直角に折曲するとともに、切
込み溝１７ａ両側の片の先端部を外側に向ってほぼ直角
に折曲して陽極端子１７としたものであり、陽極端子１
７の成形加工が容易であるという利点を有している。

また、第１９図に示す実施例では、陽極端子１７の形状
は、上記第１５図に示す実施例の場合と同じとし、上記
第１２図に示す実施例の場合とは反対側の面をコンデン
サ素子１の樹脂層１８に接するように配設して切込み溝
１７ａにおいて陽極引出線２と溶接により接続したもの
である。

この実施例においては、第１９図に示すように陽極端子
１７の切曲部端面が全て外側に向いており、従って平板
状の分離片から陽極端子１７を形成する場合でも、第１
８図に示すような方法を採用したり、さらには切込み溝
１７ａの両側片の一方が本体部分と連結されるように切
込みを設けたりすする種々の成形加工の方法が可能とな
る。

さらに、第２０図に示す実施例では、第１９図の実施例
を改良したものであり、切込みＷ！＃１７ ａの両側の
片を少し長めにして前部において下に折曲した陽極端子
１７を用いるものである。

この実施例の場合にも、陽極端子１７の成形を種々の方
法で行なうことができるという利点を有している。

なお、第１９図、第２０図に示す実施例の場合には、平
板状の金属フレームにこの先端部が３片に分離されるよ
うに切込みを設け、そしてその切込みで折曲することに
よっても成形することができる。

このように陽極端子１７は陽極引出線２が嵌り込んだ溶
接により接合される切込み溝１７ａを有する板形状であ
るため、櫛形状の金属フレームを加工して種々の形状に
簡単にかつ生産性よく形成することができる。

また、陽極端子１７の切込み溝１７ａの深さ、幅、また
は折曲部の折曲げの長さ等を種々変えることで、金属ケ
ース１５の形状に合った大きさ、形状に簡単にすること
ができる。

なお、陽極端子を折曲げ加工により成形する場合は、金
属フレームとして加工しやすい比較的薄い板を用いるの
がよい。

以上のように本考案によれば、寸法精度が高くかつパー
ツフィーダー等による自動供給、自動整列が可能で外部
からの衝撃等に対して強いフェースボンディングタイプ
のチップ状固体電解コンデンサを得ることができる。

また、本考案では、金属ケースの閉口端部に、窓や小孔
により、または金属ケースを金属メツシュケースで構成
することにより、抜は孔を設けており、プリント基板に
直接取付けた場合の金属ケース内の半田の熱膨張による
圧力上昇を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のチップ状固体電解コンデンサを示す断面
図、第２図〜第４図はそれぞれ他の従来のチップ状固体
電解コンデンサを示す正面図、第５図は他の従来のチッ
プ状固体電解コンデンサを示す断面図、第６図ａは他の
従来のチップ状固体電解コンデンサを示す斜視図、第６
図すはそのコンデンサの要部を示す断面図、第７図は他
の従来のチップ状固体電解コンデンサの製造工程の一部
を示す斜視図、第８図は本考案の一実施例によるチップ
状固体電解コンデンサの外観を示す斜視図、第９図は同
コンデンサの内部構造を示す斜視図、第１０図は同コン
デンサを陰極側から見た正面図、第１１図は同コンデン
サわ陽極側から見た正面図、第１２図は同コンデンサの
陽極端子を金属フレームから成形する場合の一例を示す
斜視図、第１３図〜第２０図はそれぞれ本考案の他の実
施例によるチップ状固体電解コンデンサを示す斜視図で
ある。 １・・・・・・コンデンサ素子、２・・・・・・陽極引
出線、１５・・・・・・金属ケース、１５ａ・・・・・
・抜は孔、１５ｂ・・・・・・絶縁皮膜、１５ｃ・・・
・・・小孔による抜は孔、１６・・・・・・導電体、１
７・・・・・・陽極端子、１７ａ・・・・・・切込み溝
、１８・・・・・・樹脂層、１９・・・・・・耐熱性樹
脂。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）一端に開口部を有しかつ陰極端子部となる一端部
   を残して開口端部から外側面の所定の部分に亘って絶縁
   材による絶縁皮膜１５ｂを有する有底筒状で閉口端部に
   抜は孔１５ａまたは１５Ｃを設けた金属ケース１５と、
   この金属ケース１５の壁面に陰極導電層を半田により電
   気的かつ機械的に接続しかつ金属ケース１５の開口部よ
   り陽極引出線２を前記金属ケース１５に接触しいように
   して突出させたコンデンサ素子１と、このコンデンサ素
   子１の陽極引出線２の金属ケース１５の開口部より突出
   した部分に溶接により電気的かつ機械的に接続されかつ
   陰極端子としての前記金属ケース１５とほぼ同一平面上
   に位置しかつ前記陽極引出線２が嵌り込む切欠み１ｌ１
   ７ａを有する板状の半田付は可能な陽極端子１７とで構
   威し、金属ケース１５の開口端部および金属ケース１５
   と陽極端子１７との間に前記絶縁材を充填してなるチッ
   プ状固体電解コンデンサ。
2. （２）コンデンサ素子の陽極引出線の根本部分に樹脂を
   盛って補強してなる実用新案登録請求の範囲第１項に記
   載のチップ状固体電解コンデンサ。
3. （３）金属ケース１５の開口端面に絶縁材による絶縁皮
   膜を介して陽極端子を当接させてなる実用新案登録請求
   の範囲第１項に記載のチップ状固体電解コンデンサ。
4. （４）陽極端子を櫛形状の金属ケースの先端部に切込み
   を設け、その切込みで折り曲げ加工することにより形成
   してなる実用新案登録請求の範囲第１項に記載のチップ
   状固体電解コンデンサ。
5. （５）金属フレームの分離片の先端部にこの先端部が３
   片に分離されるように切込みを設けてなる実用新案登録
   請求の範囲第４項に記載のチップ状固体電解コンデンサ
   。