JP7535719B2 - 電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態に係る電解コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子と電気的に接続されたリード部材と、コンデンサ素子をリード部材の封止部とともに封止する外装部材と、を備える。リード部材の封止部は、第1部分と第2部分とを有する。外装部材は、側部および底部を有する樹脂ケース(以下、単に、ケースとも称する。)と、樹脂充填部と、を備える。ケースは、コンデンサ素子および上記の封止部の第1部分を収容している。樹脂充填部は、コンデンサ素子および上記の封止部の第1部分を覆っており、かつ、コンデンサ素子とケースとの隙間を埋めるように配されている。樹脂充填部は、リード部材の封止部の第1部分を封止しており、ケースの側部は、リード部材の封止部の第2部分を封止している。
リード部材は、外装部材で覆われる封止部と、外装部材からの露出部と、を有する。封止部は、ケース内に収容されるとともに樹脂充填部で覆われる第1部分と、ケース側部に埋設される第2部分と、を有する。
ケース側部は厚みが大きい厚肉部を有し、第2部分は厚肉部に埋設されていることが好ましい。厚肉部は、ケース側部の外面側で厚みが大きくなっていてもよい。厚肉部は、ケース側部の内面側で厚みが大きくなっていることが好ましい。この場合、リード部材の内側面配置部を厚肉部に埋設し易く、電解コンデンサの小型化に有利である。厚肉部は、ケース側部の内面側かつ底部側で厚みが大きくなっていることがより好ましい。
樹脂充填部は、熱硬化性樹脂組成物(例えばエポキシ樹脂組成物)の硬化物を含んでもよい。コンデンサ素子の水分との接触抑制の観点から、コンデンサ素子の表面の少なくとも一部が、防湿材で覆われていることが好ましい。防湿材には、例えば、シリコーン樹脂、フッ素系コート材などが用いられる。
(陽極体)
陽極体は、例えば、弁作用金属を含む多孔質焼結体と、多孔質焼結体から植立させた陽極ワイヤーと、を備える。陽極ワイヤーは、多孔質焼結体に埋設される第1部分と、多孔質焼結体から露出する第2部分と、を有する。陽極ワイヤーの第2部分は、導出部としてリード部材との接続に利用される。陽極ワイヤーは、弁作用金属を含んでいてもよい。
誘電体層は、例えば、陽極体に化成処理を施し、陽極体の表面を陽極酸化することにより形成される。誘電体層は、弁作用金属の酸化物を含み得る。例えば、弁作用金属としてタンタルを用いる場合、誘電体層はTa2O5を含む。また、弁作用金属としてアルミニウムを用いる場合、誘電体層はAl2O3を含む。なお、誘電体層は、これに限定されず、誘電体として機能するものであればよい。
固体電解質層は、例えば、マンガン化合物や導電性高分子を含む。導電性高分子として、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、それらの誘導体等を用いることができる。導電性高分子を含む固体電解質層は、例えば、原料モノマーを誘電体層上で化学重合および/または電解重合することにより、形成することができる。あるいは、導電性高分子が溶解した溶液、または、導電性高分子が分散した分散液を誘電体層に塗布することにより、形成することができる。
陰極層は、例えば、カーボン層と金属ペースト層とを備える。カーボン層は、黒鉛等の導電性炭素材料を含む。カーボン層は、導電性を有していればよく、例えば、黒鉛等の導電性炭素材料を用いて形成される。金属ペースト層は、例えば、銀粒子等の金属粒子とバインダ樹脂とを含む組成物を用いて形成される。陰極層は、これに限定されず、集電機能を有するものであればよい。
また、側部431aは、連結部510cが貫通する穴部435を有する。連結部510cは、側部431aに埋設される第2部分に更に含まれる。
また、側部431bは、連結部610cが貫通する穴部439を有する。連結部610cは、側部431bに埋設される第2部分に更に含まれる。
本発明の実施形態に係る電解コンデンサの製造方法は、側部と底部とを有する樹脂ケースと、第1部分と第2部分とを有し、第1部分が樹脂ケースに収容され、第2部分が側部に封止されているリード部材と、を得る第1工程を含む。第2部分はケース側部に埋設され、それによりリード部材と樹脂ケースとが一体化している。
樹脂ケースは、射出成形、インサート成形、圧縮成形等の成形技術を用いて形成することができる。第1工程では、インサート成形によりケースを第2部分と一体成形し、第2部分をケースで封止することが好ましい。インサート成形により、第2部分が埋設された側部と、底部と、を有するケースを、容易に作製することができる。
第2工程では、コンデンサ素子をケース内に収容する前に、予め、リード部材のコンデンサ素子との接続箇所に導電性接着剤または半田を塗布しておくことが好ましい。この場合、第2工程で、ケース内へのコンデンサ素子の収容と、コンデンサ素子とリード部材との接続とを、同時に行うことができる。
樹脂充填部は、射出成形等の成形技術を用いて形成することができる。第3工程では、リード部材が接続されたコンデンサ素子が収容された樹脂ケース内に熱硬化性樹脂組成物を充填し、加熱し、硬化させて、樹脂充填部を形成してもよい。熱硬化性樹脂組成物としては、上記で例示するものを用いることができる。熱硬化性樹脂には、例えば、エポキシ樹脂が用いられる。また、第3工程では、樹脂ケース内に熱可塑性樹脂(組成物)を充填して、樹脂充填部を形成してもよい。
第1工程では、図14に示す樹脂ケースの集合体を得てもよい。図14は、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサの製造方法の第1工程で得られるリード部材と一体化した樹脂ケースの変形例として樹脂ケースの集合体を模式的に示す平面図である。
200,300:リード部材、210,310:内側面配置部、211:胴部、212a,212b:脚部、220,320:端面配置部、220S,320S:実装面、230:陽極接続部、231:接着層、240,340:リード部材のケース側部の端面側から導出される部分、311:幅広部、312a,312b:幅広部の幅方向の両端部、313:幅広部の幅方向の中央部、330:内底面配置部、331:接着層、
500,600,500a,600a:リード部材、510,610:側面配置部、510a,610a:内側面配置部、510b,610b:外側面配置部、510c,610c:連結部、511:胴部、512a,512b:脚部、520,620:端面配置部、520S,620S:実装面、530:陽極接続部、531:接着層、540,640:リード部材のケース側部の外面側から導出される部分、540a,640a:リード部材のケース側部の端面側から導出される部分、611:幅広部、612a,612b:幅広部の幅方向の両端部、613:幅広部の幅方向の中央部、630:内底面配置部、631:接着層、
700:樹脂ケースの集合体、710:樹脂ケース、720a,720b:リード接続体、721a,721b:第1領域、722a,722b:第2領域
Claims (16)
- コンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子と電気的に接続されたリード部材と、
前記コンデンサ素子を前記リード部材の封止部とともに封止する外装部材と、
を備え、
前記封止部は、第1部分と第2部分とを有し、
前記外装部材は、
前記コンデンサ素子および前記第1部分を収容し、側部と底部とを有する樹脂ケースと、
前記コンデンサ素子および前記第1部分を覆い、かつ、前記コンデンサ素子と前記樹脂ケースとの隙間を埋めるように配された樹脂充填部と、
を備え、
前記樹脂充填部は、前記第1部分を封止しており、
前記側部は、前記第2部分を封止しており、
前記側部は、当該側部の内面側かつ底部側の一部のみにおいて、厚みが大きい厚肉部を有し、
前記第2部分は、前記厚肉部に埋設されている、電解コンデンサ。 - 前記コンデンサ素子は、導出部を有する陽極体と、前記陽極体の少なくとも一部を覆う誘電体層と、誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、前記固体電解質層の少なくとも一部を覆う陰極層と、を備え、
前記リード部材は、前記導出部と電気的に接続される陽極側のリード部材と、前記陰極層と電気的に接続される陰極側のリード部材と、を含む、請求項1に記載の電解コンデンサ。 - 陽極側の前記リード部材は、
前記側部の側面に沿って配される側面配置部と、
前記側面配置部に連設され、かつ、前記側部の端面の上に配されるとともに、前記外装部材から露出する端面配置部と、
前記側面配置部と、前記導出部と、を接続する陽極接続部と、
を備え、
前記側面配置部は、少なくとも前記底部側において、前記側部の内面に沿って配される内側面配置部を備え、
前記内側面配置部は、胴部と、前記底部に向かって延びる一対の脚部と、を有し、
前記陽極接続部は、前記胴部における一対の前記脚部の間から前記導出部に向かって配置され、
前記脚部は、前記厚肉部に埋設され、
前記第1部分は、前記胴部および前記陽極接続部を含み、
前記第2部分は、前記脚部を含む、請求項2に記載の電解コンデンサ。 - 前記陰極側のリード部材は、
前記側部の側面に沿って配される側面配置部と、
前記側面配置部に連設され、かつ、前記側部の端面の上に配されるとともに、前記外装部材から露出する端面配置部と、
前記側面配置部と、前記陰極層と、を接続する陰極接続部と、
を備え、
前記側面配置部は、少なくとも前記底部側において、前記側部の内面に沿って配される内側面配置部を備え、
前記内側面配置部は、幅広部を有し、
前記幅広部は、前記厚肉部に埋設される両端部と、前記厚肉部に埋設されない中央部と、を有し、
前記第1部分は、前記幅広部の中央部および前記陰極接続部を含み、
前記第2部分は、前記幅広部の両端部を含む、請求項2または3に記載の電解コンデンサ。 - 前記リード部材は、板金加工により得られた、請求項1~4のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記陽極体は、弁作用金属を含む多孔質体と、前記多孔質体から植立させた陽極ワイヤーと、を備え、
前記陽極ワイヤーは、前記多孔質体に埋設される埋設部と、前記多孔質体から露出する前記導出部と、を有する、請求項2に記載の電解コンデンサ。 - 前記樹脂ケースは、ポリアミド樹脂を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記樹脂充填部は、エポキシ樹脂組成物の硬化物を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記コンデンサ素子の表面の少なくとも一部が、防湿材で覆われている、請求項1~8のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 側部と底部とを有する樹脂ケースと、第1部分と第2部分とを有し、前記第1部分が前記樹脂ケースに収容され、前記第2部分が前記側部に封止されていることにより前記樹脂ケースと一体化されたリード部材と、を得る第1工程と、
コンデンサ素子を、前記リード部材と一体化された前記樹脂ケース内に収容し、前記リード部材と電気的に接続する第2工程と、
前記コンデンサ素子および前記第1部分を覆い、かつ、前記コンデンサ素子と前記樹脂ケースとの隙間を埋めるように樹脂充填部を形成し、前記樹脂充填部で前記第1部分を封止する第3工程と、
を含み、
前記側部は、当該側部の内面側かつ底部側の一部のみにおいて、厚みが大きい厚肉部を有し、
前記第2部分は、前記厚肉部に埋設されている、電解コンデンサの製造方法。 - 前記第1工程では、インサート成形により前記樹脂ケースで前記第2部分を封止する、請求項10に記載の電解コンデンサの製造方法。
- 前記第2工程では、前記コンデンサ素子を前記樹脂ケース内に収容する前に、前記リード部材の前記コンデンサ素子との接続箇所に導電性接着剤または半田を塗布する、請求項10または11に記載の電解コンデンサの製造方法。
- 更に、前記第3工程の前に、前記樹脂ケース内の前記コンデンサ素子に防湿材を吹き付ける工程を含む、請求項10~12のいずれか1項に記載の電解コンデンサの製造方法。
- 前記第3工程では、熱硬化性樹脂組成物を、前記コンデンサ素子が収容された前記樹脂ケース内に充填し、加熱し、硬化させて、前記樹脂充填部を形成する、請求項10~13のいずれか1項に記載の電解コンデンサの製造方法。
- 更に、板金加工により前記リード部材を得る工程を含む、請求項10~14のいずれか1項に記載の電解コンデンサの製造方法。
- 前記第1工程では、前記側部の外面または端面の側から外部に導出される部分aを有する前記リード部材を得、
更に、前記部分aを、当該部分aが前記外面または前記端面の上に倒れ込むように折り曲げる工程を含む、請求項10~15のいずれか1項に記載の電解コンデンサの製造方法。
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