JPS6182419A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特に二層の合成
樹脂で外装を施して形成される電解コンデンサに関する
。

近来、電子機器の小型化に伴い、電解コンデンサの小型
化、チップ化の要請が高まっている。

〔従来の技術〕

一般に電解コンデンサは、電極箔を巻回して形成したコ
ンデンサ素子に、電解質が含浸され、アルミニウム等か
らなる外装ケースに収納されている。また、電解質とし
て代表的なものには、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、電解質自体の高
い吸湿性、含有成分の飛散性等の性質を有しているので
、静電容量等の電気的特性を一定に維持するうえで、外
気に対する気密性を保持しなければならない。

したがって、外装樹脂でコンデンサ素子を被覆し、電解
コンデンサのチップ化を実現する場合、外装樹脂自体の
気密性、機械的強度、外装樹脂とリードとの密着性等を
勘案する必要があるほか、外装樹脂の半田リフロー処理
に対する耐熱性を考慮しなければならない。

従来、電解コンデンサのチップ化を実現したものとして
は、コンデンサ素子に熱可塑性合成樹脂からなる内装用
の箱体を被せ、この箱体の外表面に外装樹脂を被覆した
ものがあった。一般に、熱硬化性合成樹脂は熱可塑性合
成樹脂に比較して金属との密着性が高い。そこで、前記
外装樹脂には、エポキシ、フェノール等の熱硬化性合成
樹脂が用いられ、その成形手段はトランスファー成形が
採られていた。

〔解決しようとしている問題点〕

しかしながら、エポキシ等の熱硬化性合成樹脂を外装樹
脂に用いた場合、コンデンサ素子に電解質を含浸させた
状態でトランスファー成形を施すと、外装樹脂の成形温
度により電解質が沸騰、蒸発してしまい、製品化が困難
であった。

そこで、特開昭５８−６７０１８号公報に記載され、ま
た第２図に示すように、内装用の箱体１０の一部に透孔
１３を設けるとともに、この透孔１３を塞がないように
外装樹脂１１を被覆する構造が考えられた。

すなわち、コンデンサ素子１を内装用の箱体１０に収納
し、外装樹脂１１を被覆させた状態で、透孔１３から電
解質を含浸する。次いで、この透孔１３に熱可塑性合成
樹脂からなる閉塞栓１２を配置し、超音波溶接等の手段
により閉塞栓１２を押圧して透孔１３を閉塞する。

しかし、この構造によると、合成樹脂からなる内装用の
箱体１０の内部にコンデンサ素子１が収納された状態で
電解質が含浸されるので、コンデンサ素子１がこの透孔
１３を塞ぎ、あるいは、狭めてしまい、電解液が充分含
浸されない場合があり、所望の静電容量を得ることが困
難であるとともに、損失が増大する傾向があった。また
、外装樹脂１１を被覆する際の成形温度により、コンデ
ンサ素子１が熱劣化する場合もあった。更に、微細な透
孔１３を閉塞する工程は煩雑であり、製造工程における
歩留りが悪（、透孔１３を閉塞しても、透孔１３と閉塞
栓１２との間に微小な隙間が生じることがあった。その
ため、電解質の含有成分が外部に飛散し、あるいは外部
の不純物が混入して寿命特性に悪影響を及ぼすことがあ
り、防湿性、密閉性に対する信頼性が乏しい等の欠点が
あった。

この発明は、上記の欠点を解決するもので、電解質を含
浸したコンデンサ素子に、高融点の熱可塑性樹脂を射出
成形により被覆することにより、気密性に優れ、寿命特
性を向上させた電解コンデンサ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、電解質が含浸されたコンデンサ素子が、上
下２つの熱可塑性合成樹脂からなる箱体片を接合した内
装用の箱体に収納密閉されているとともに、この箱体の
外表面に、熱可塑性合成樹脂層が射出成形により形成さ
れていることを特徴とし、また、前記箱体の外表面に形
成される熱可塑性合成樹脂層は、望ましくはポリエチレ
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のいずれかであ
ることを特徴としている。

〔実施例〕

以下この発明を、図面にしたがい説明する。

コンデンサ素子は、第３図に示したように、電極箔２と
電解紙３とを巻回して形成され、電解質が含浸されてい
る。

コンデンサ素子１は、熱可塑性合成樹脂で予め−成形加
工された内装用の箱体４に簡易に収納される。すなわち
、箱体４は上下の箱体片４ａ、４ｂからなり、この箱体
片４ａｓ　４ｂの開口端面には断面三角状の突起７が全
周にわたって設けられているとともに、上下２つの箱体
片４ａ、４ｂを接合すると、内部にコンデンサ素子１を
収納する空間８が形成される。コンデンサ素子１は、該
収納空間８のほぼ中央部に置かれ、コンデンサ素子１の
端面から導出されたリード５は、箱体片４ａ、　４ｂの
開口端面の対向する突起７の間より外方に突出するよう
に導出される。このような状態で、箱体片４ａ、４ｂは
、周縁部を上下方向より加圧されつつ加熱溶着もしくは
超音波溶接等の手段によって接合される。

コンデンサ素子１が収納された箱体４の外表面には、第
１図に示すように、外装樹脂層９が射出成形により形成
される。この外装樹脂層９には、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等の熱可塑性合成樹脂が望
ましい、これらの熱可塑性合成樹脂は、いずれも高融点
の熱可塑性樹脂であり、耐熱性を有しているとともに、
その熱変形温度は、いずれも半田リフロー処理における
半田付温度よりも高く、かつ引張強さ、曲げ弾性率等の
機械的強度に優れている。またリード等の金属および前
記熱可塑性合成樹脂からなる内装用の箱体との密着性に
優れている。

この外装樹脂層９は、射出成形により前記箱体４の外表
面に被覆される。射出成形は、通常の方法により行われ
る。すなわち、コンデンサ素子が収納された箱体を金型
に設置する。この金型には、加熱溶融された樹脂が射出
ノズルから高圧で押し込まれて、箱体の外表面の全体に
被覆される。金型は、予め射出される樹脂の融点温度よ
りも低い温度に設定されており、射出された樹脂は注入
後数秒で固化し、第１図に示した、外装樹脂層９を形成
する。

コンデンサ素子１の端面から導出されているとともに、
内装用の箱体４の側面から突出しているリード５は、外
部接続用の接続端子６と電気的に接続されている。接続
端子６は外装樹脂層９の側面から外部に突出し、外装樹
脂層９の側面および底面に沿って折曲されている。

〔作　用〕

以上のような構成からなる電解コンデンサは、第１図に
示したように、接続端子６が、外装樹脂層９の側面およ
び底面に沿って折曲されて、フェイスポンディング基板
のプリント配線に臨み、半田リフロー等の手段により、
電気的に接続されることとなる。

また、コンデンサ素子１は、上下２つの箱体片４ａ、４
ｂを接合した内装用の箱体４に収納されるので、該箱体
４の接合部には、微細な隙間が生じることがある。しか
し、この箱体４の外表面に射出成形により形成される熱
可塑性合成樹脂からなる外装樹脂層９が、箱体片４ａ、
４ｂの接合部分を覆い、接合部の微細な隙間を閉塞する
。また、外装樹脂層９は箱体４の外表面に一体的に被覆
されるので、継目がない。したがって、完成した電解コ
ンデンサの密閉性が確実になる。

なお、この実施例においては、液状の電解質を用いた電
解コンデンサの外装構造について説明したが、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用い
た電解コンデンサにも応用することができる。特に、電
解質がゲル状あるいは固体状で、従来の含浸用の透孔か
ら注入することが困難である場合、またテトラシアノキ
ノジメタンの吸湿、含有成分の飛散等を防止するために
高い密閉性が要求される場合等に有効である。

次いで、この発明による外装構造を有するチップ型電解
コンデンサと、従来の外装構造によるチップ型電解コン
デンサとの寿命特性の比較実験を行う。試料は、実施例
、従来例いずれも定格電圧１６Ｖ、定格静電容量１０μ
Ｆ、また電解質は、エチレングリコールにアジピン酸を
添加したものを使用し、各々１０個用意した。

ｌ困史上 ・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　ニドランスファー成形 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　ニドランスファー成形 叉血史上 ・内装用箱体：ポリフェニレンサルファイド・外装樹脂
　：ポリフエニレンサルファイド・外装成形　：射出成
形 寒族皿ｌ ・内装用箱体：ポリブチレンテレフタレート・外装樹脂
　：ポリエーテルエーテルケトン・外装成形　：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、その容量変化率の平均値を測定した。その
結果を以下に示す。

表２〔電圧１６Ｖ　　加゛態〕 上記の表からも明らかなように、実施例１および実施例
２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。

なお、上記実施例および寿命試験においては、電解質と
してエチレングリコールにアジピン酸を添加したものを
使用したが、テトラシアノキノジメタンを主成分とする
ゲル状の電解質を用いた電解コンデンサ、更には量体電
解質を用いた電解コンデンサにも応用することができる
。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明は、電解質が含浸されたコンデン
サ素子が、上下２つの熱可塑性合成樹脂からなる箱体を
接合した内装用の箱体に収納密閉され、この箱体の外表
面に、熱可塑性合成樹脂層が射出成形により形成されて
いるので、従来のチップ型電解コンデンサのように電解
質を含浸するための透孔、およびトランスファー成形に
よる外装樹脂の継目等がな（、電解コンデンサ内部の高
い気密性を実現することができる。したがって、コンデ
ンサ素子に含浸された電解質が外部に飛散することがな
く、また外部の水分が浸透することがなく、電解コンデ
ンサの寿命特性を向上させることが容易になる。

更に、従来のチップ型電解コンデンサにみられた電解質
含浸用の透孔がないので、該透孔を閉塞する工程が省略
でき、歩留りの向上が図れる。

また、前記箱体の外表面に形成される外装樹脂層は、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、ポリオキシヘンゾエート、
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高
融点の熱可塑性合成樹脂からなるので、半田リフロー処
理による温度に耐えることができる。

また、外装樹脂は射出成形により形成される。

射出成形は、成形工程における金型温度が低く、成形時
間も短いので、コンデンサ素子の熱劣化を防止すること
ができ、電解コンデンサの電気的特性が向上するととも
に、電解質が沸騰、薄光して工程不良となることもない
。

更に、外装樹脂は射出成形により形成されるので、内装
用の箱体がどのような形状であっても外装することが容
易である。したがって、従来のチップ型電解コンデンサ
のような巻回型のコンデンサ素子に限らず、積層型のコ
ンデンサ素子を偏平状の内装用箱体に収納し、外装樹脂
層を形成することができ、他の電子部品の形状寸法に適
応した、自由な形状の電解コンデンサを製造することも
できる。

以上説明したように、この発明による電解コンデンサは
、電解コンデンサの気密性を向上させて、寿命特性、信
頼性を高める有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による電解コンデンサの完成状態を
示す断面図、第２図は従来の外装構造を具備したチップ
型電解コンデンサを示す断面図、第３図はこの発明によ
る内装用の箱体の構造を示す断面図である。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。 ｌ・・コンデンサ素子、２・・電極箔、３・・電解紙、
４．ＩＯ・・内装用箱体、５・・リード、６・・接続端
子、７・・突起、８・・素子収納空間、９，１１・・外
装樹脂層、１２・・閉塞栓、１３・・透孔。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電解質が含浸されたコンデンサ素子が、上下２つ
   の熱可塑性合成樹脂からなる箱体片を接合した内装用の
   箱体に収納密閉されているとともに、この箱体の外表面
   に、熱可塑性合成樹脂層が射出成形により形成されてい
   ることを特徴とする電解コンデンサ。
2. （２）前記箱体の外表面に形成される熱可塑性合成樹脂
   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
   ドのいずれかであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の電解コンデンサ。