JPH0770436B2 - 電解コンデンサの外装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電解コンデンサにかかり、特に、コンデン
サ素子を外装樹脂で被覆したチップ型電解コンデンサの
外装方法に関する。

〔従来の技術〕

通常電解コンデンサは、電極箔を巻回して形成したコン
デンサ素子に電解質を含浸し、その後有底筒状のアルミ
ニウム等からなる外装ケースに収納して外装している。
また電解質としては、エチレングリコールにアジピン酸
もしくはアンモニウム塩を溶解した液状の電解質、ある
いはテトラシアノキノジメタンを主成分とするゲル状の
電解質等がある。これらの電解質は、電解質自体の吸湿
性、含有成分の飛散性等の性質を有している。したがっ
て、完成した電解コンデンサの電気的特性を一定に保持
するには、コンデンサ素子を外気と遮断する高度な気密
性が要求される。

〔解決しようとする問題点〕 このような電解コンデンサをチップ化する場合、通常の
電解コンデンサと同様にコンデンサ内部の気密性を保持
することが必要である。特に、外装樹脂自体の気密性、
外装樹脂とリードとの密着性等が重要な要素となるほ
か、半田リフロー処理における半田付け温度に対する耐
熱性、電解質に対する化学的安定性等を考慮する必要が
ある。

そこで従来、チップ型の電解コンデンサの外装方法とし
て、特開昭58−67019号公報に記載され、第２図に示し
た、電極箔を巻回して形成してコンデンサ素子１を、外
表面の一部に突起部10を有し、かつこの突起部10の中央
に透孔９が穿孔された内装用の箱体６に収納し、この箱
体６の外表面にトランスファー成形により熱硬化性樹脂
層７を形成し、その後、前記透孔９から電解質を注入す
ることが考えられた。この外装方法は、電解質を含浸し
たコンデンサ素子１に直接熱硬化性合成樹脂を被覆した
場合、成形加工における樹脂の成形熱により電解質が沸
騰、蒸発してしまい、安定した特性を示す電解コンデン
サを実現することが困難であり、これを是正することが
要旨であった。

この外装方法によれば、電解質は、外装樹脂層７が形成
された後に、コンデンサ素子１に含浸されるので、外装
樹脂層７の成形熱による電解質の変質は妨げるが、コン
デンサ素子１自体の熱劣化は防止することは困難であ
る。

また透孔９から注入できる電解質は、低密度の液状電解
質に限定され、ゲル状電解質を用いた電解コンデンサに
応用することは困難であった。

また透孔９は、電解質注入後閉塞栓８によって閉塞する
が、この閉塞柱８と外装樹脂層７と間に微小な隙間が生
じることがあり、気密性等の信頼性に乏しく、また製造
工程が煩雑であった。

この発明は、上記の点に鑑み、コンデンサ素子の気密性
を保持しつつ、外装樹脂層の成形熱による熱劣化、電解
質の変化を抑制する電解コンデンサの外装方法の提供を
目的としている。

〔問題点を解決する手段〕

この発明は、電極箔を巻回もしくは積層するとともに、
テトラシアノキノジメタンを主成分とする電解質を含浸
したコンデンサ素子の外表面に、ポリプロピレンからな
る外装樹脂層を射出成形する工程と、その外表面に、高
融点の外装樹脂層を射出成形する工程とからなることを
特徴としている。

また、高融点の外装樹脂層は、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリオキシベンゾエート、ポリスルホン、ポリア
リレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポ
リフェニレンサルファイドから選択された高融点の熱可
塑性合成樹脂を射出成形により形成することを特徴とし
ている。

〔実施例〕

次いで、この発明による電解コンデンサの外装方法を図
面に従い説明する。

コンデンサ素子１は、第３図に示すように、電極箔を巻
回して形成される。リード４は、予め電極箔に電気的に
接続するとともに、コンデンサ素子１の一方端もしくは
両方端から導出する。このコンデンサ素子１に、テトラ
シアノキノジメタンを主成分とするゲル状の電解質を含
浸する。含浸工程は、前記テトラシアノキノジメタンを
主成分とするゲル状の電解質を融点温度付近まで加熱し
て行う。

次に、電解質が含浸されたコンデンサ素子１の外表面
に、第１の外装樹脂層２を被覆する。この第１の外装樹
脂層２は、ポリプロピレンを射出成形により形成する。
なお、第１の外装樹脂層２とリード４との密着性が悪い
場合には、OH基またはCOOH基をグラフト重合したポリプ
ロピレンを使用してもよい。

射出成形は、第３図に示すように、コンデンサ素子１を
金型11a,11bのほぼ中央に収納して行う。金型11a,11b
は、一部に加熱溶融された合成樹脂が注入される注入孔
12を有しているとともに、予め注入される樹脂の溶融温
度よりも低く設定されている。更に、リード４の先端部
は、外装樹脂層２が被覆されないよう、金型11の接合部
に設けられた溝部13に嵌置、金型11の枠外に配置して射
出成形を行う。

コンデンサ素子１を収納する金型11は、予め射出される
樹脂の溶融温度よりも低く設定されるので、射出された
樹脂は、金型11に注入された後、短時間で固化しコンデ
ンサ素子１の外表面に第１の外装樹脂層２を形成するこ
とになる。

次いで、コンデンサ素子１の一方端もしくは両方端から
導出され、第１の外装樹脂層２を貫通したリード４を半
田付け可能な金属、例えば、銅線もしくは銅板に錫メッ
キした接続端子５に電気的に接続する。接続は、超音波
溶接、冷間圧着等いずれの方法でもよい。また接続端子
５は、端部が連続した、いわゆるリードフレームであっ
てもよい。この場合連続した工程が可能となる。

次に、第１の外装樹脂層２の外表面および、接続端子５
の一部に、第２の外装樹脂層３を形成する。第２の外装
樹脂層３は、第１の外装樹脂層２と同様に射出成形によ
り成形する。射出される樹脂はポリフェニレンサルファ
イド等の高融点の熱可塑性合成樹脂が望ましい。また、
第２の外装樹脂層３を射出成形により形成する場合は、
第１の外装樹脂層２の形成と同様に、金型の温度を予め
ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性合成樹脂の溶
融温度よりも低く設定して行う。したがって、金型に注
入された前記熱可塑性合成樹脂は、短時間のうちに固化
し、第１図に示すような第２の外装樹脂層３を形成す
る。

更に、第２の外装樹脂層３の側面から突出した接続端子
５を第２の外装樹脂層３の側面に沿って折曲し、コンデ
ンサ本体の底面部に臨ませる。

〔作 用〕

上記のような外装方法の結果完成する電解コンデンサ
は、第１図に示すように、コンデンサ素子１の外表面に
第１の低融点の樹脂であるポリプロピレンからなる外装
樹脂層２が一体的に被覆され、かつこの第１の外装樹脂
層２の外表面に第２の高融点の外装樹脂層３が形成され
ることになる。また、第２の外装樹脂層３の外側面から
突出した接続端子５は、先端部分が、プリント基板に臨
み、半田リフローにより、プリント配線に接続されるこ
とになる。

第１の外装樹脂層２を形成するポリプロピレンは、耐熱
性の低いテトラシアノキノジメタンを主成分とする電解
質を含浸したコンデンサ素子に直接被覆されることにな
るが、これらの樹脂は、他の熱可塑性合成樹脂に比較し
て、低温で溶融する性質を有している。したがって低温
域における射出成形が可能であり、射出成形によって樹
脂が短時間で固化することと相俟って、コンデンサ素子
１および電解質に対して与える熱的ストレスを最小限に
抑制することができる。

更に、この第１の外装樹脂層２は、第２の外装樹脂層３
を成形する際の成形熱の伝達を抑制し、コンデンサ素子
１および電解質の熱劣化を最小限に止める。

また、第２の外装樹脂層３を形成するポリエチレンテレ
フタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリオキシベンゾエート、ポリスルホン、
ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性合成樹脂
は、高融点の合成樹脂であり、半田リフローに対する耐
熱性を有しているとともに、高温度中においても、長期
にわたって安定した気密性を保持することができる。

次ぎに、この発明の外装方法により完成した電解コンデ
ンサと、第２図に示した従来の外装方法による電解コン
デンサとの寿命特性の比較を行う。試料は、実施例およ
び従来例のいずれも定格電圧16V、定格静電容量10μＦ
で、各々10個用意した。また電解質は、テトラシアノキ
ノジメタンを主成分とするゲル状の電解質を使用し、こ
の電解質を溶融温度付近まで加熱してコンデンサ素子に
含浸する。

従来例１ ・内装用箱体：ポリフェニレンサルファイド ・外装樹脂：エポキシ ・外装成形：トランスファー成形 従来例２ ・内装用箱体：ポリブチレンテレフタレート ・外装樹脂：フェノール ・外装成形：トランスファー成形 実施例１ ・第１外装樹脂：ポリプロピレン ・第２外装樹脂：ポリエーテルエーテルケトン ・成形：射出成形 上記の各試料を、85℃の温度下で電圧無負荷状態および
定格電圧16Vを印加した状態で放置して、各々寿命試験
を行い、その容量損失率の平均値を測定した。その結果
を以下に示す。

上記の表からも明らかなように、実施例１は、電圧負
荷、無負荷いずれの場合も安定した特性を示し寿命特性
に優れていることが理解される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明は、電極箔を巻回もしくは積層
するとともに、テトラシアノキノジメタンを主成分とす
る電解質を含浸したコンデンサ素子の外表面に、ポリプ
ロピレンからなる外装樹脂層を射出成形する工程と、そ
の外表面に、高融点の外装樹脂層を射出成形する工程と
からなることを特徴としているので、外装樹脂層がコン
デンサ素子に被覆される際の成形時間が短く、コンデン
サ素子、特に熱により変性し易いテトラシアノキノジメ
タンを主成分とする電解質に与える熱的ストレスを最小
限に抑制することができる。したがって、コンデンサ素
子および電解質の電気的特性が、熱劣化しにくくなり、
長期にわたり安定した特性を示す電解コンデンサを実現
することが可能となる。

また、従来のように、電解質をコンデンサ素子に含浸す
るための透孔を設ける必要がないので、コンデンサ内部
の気密性が良好になり、寿命特性を向上させることがで
きるほか、製造工程を大幅に簡略化することができる。

また、前記第１の外装樹脂層は、化学的安定性に優れた
合成樹脂である低融点のポリプロピレンを射出成形して
形成するので、例えば電解質にラクトン系化合物が含有
されている場合でも、含有成分の飛散を抑制することが
でき、かつ腐食等を減少させることができる。

また、前記第２の外装樹脂層は、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリオキシベンゾエート、ポリスルホン、ポリ
アリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、
ポリフェニレンサルファイドから選択された高融点の熱
可塑性合成樹脂を射出成形により形成することを特徴と
しているので、半田リフローにおける耐熱性に優れてい
る。

以上のようにこの発明の電解コンデンサの外装方法は、
コンデンサ素子に、射出成形による二層構造の外装樹脂
層を成形して、寿命特性に優れた電解コンデンサを実現
する有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明により完成した電解コンデンサの構
造を示す断面図、第２図は従来の電解コンデンサの外装
構造を示す断面図、第３図は、この発明の実施例を製造
工程を説明する工程説明図である。なお、共通する部
分、部品については共通の符合を附している。 １……コンデンサ素子、２……第１の外装樹脂層、 ３……第２の外装樹脂層、４……リード、 ５……接続端子、６……箱体、７……外装樹脂層、 ８……閉塞柱、９……透孔、10……突起部、 11……金型、12……注入孔、13……溝部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｇ 9/08 // Ｂ２９Ｌ 31:34

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極箔を巻回もしくは積層するとともに、
   テトラシアノキノジメタンを主成分とする電解質を含浸
   したコンデンサ素子の外表面に、ポリプロピレンからな
   る外装樹脂層を射出成形する工程と、その外表面に、ポ
   リエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポ
   リエーテルエーテルケトン、ポリオキシベンゾエート、
   ポリスルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポ
   リエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイドから選
   択された高融点の熱可塑性合成樹脂からなる外装樹脂層
   を射出成形する工程とからなることを特徴とする電解コ
   ンデンサの外装方法。