JP7576742B2 - Electrolytic capacitor and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、電解コンデンサおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same.
電解コンデンサは、等価直列抵抗(ESR)が小さく、周波数特性が優れているため、様々な電子機器に搭載されている。電解コンデンサは、通常、陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子と、陽極部と電気的に接続する陽極端子(陽極リード端子)と、陰極部と電気的に接続する陰極端子(陰極リード端子)とを備える。コンデンサ素子は、通常、外装樹脂により封止されている。 Electrolytic capacitors are used in a variety of electronic devices because they have a small equivalent series resistance (ESR) and excellent frequency characteristics. Electrolytic capacitors usually have a capacitor element with an anode part and a cathode part, an anode terminal (anode lead terminal) that is electrically connected to the anode part, and a cathode terminal (cathode lead terminal) that is electrically connected to the cathode part. The capacitor element is usually sealed with an exterior resin.
特許文献1は、リードフレームの一方または両面にコンデンサ素子を積層し、得られた積層体を樹脂封止してなるコンデンサチップにおいて、積層体上部から封止樹脂上面までの距離および積層体下部から封止樹脂下面までの距離を一定の範囲内とすることを提案している。
外装樹脂によるコンデンサ素子の封止は、通常、トランスファーモールド工法などの射出成型により行われる。その場合、金型には、金型内に樹脂を注入するための注入口(「ゲート」とも呼ばれる)が設けられる。成型後の外装体には、注入口に起因する突起部分が形成される。この部分は製造工程で切断され、除去されるが、外装体の外表面には、ゲート切断による痕が残る。 Capacitor elements are usually sealed with exterior resin by injection molding, such as the transfer molding method. In this case, the mold is provided with an injection port (also called a "gate") for injecting resin into the mold. After molding, a protruding part is formed on the exterior body due to the injection port. This part is cut and removed during the manufacturing process, but marks caused by cutting the gate remain on the outer surface of the exterior body.
コンデンサ素子のゲート近傍の部分は、液状の樹脂と衝突し、応力を受ける部分であるので、誘電体被膜や固体電解質層が破損し易い。結果、漏れ電流の増大などの電解コンデンサの信頼性の低下を招くことがある。 The area of the capacitor element near the gate collides with the liquid resin and is subjected to stress, making the dielectric coating and solid electrolyte layer susceptible to damage. This can result in a decrease in the reliability of the electrolytic capacitor, such as an increase in leakage current.
本発明の一局面は、陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子と、前記陽極部と電気的に接続する陽極端子と、前記陰極部と電気的に接続する陰極端子と、前記陽極端子の一部、および、前記陰極端子の一部を露出させた状態で、前記コンデンサ素子を覆う外装体と、を備え、コンデンサ素子は、第1主面と、前記第1主面と一辺を共有する第2主面と、前記第1主面と一辺を共有し、且つ前記第2主面と反対側に位置する第3主面と、を有し、前記陰極端子は、前記コンデンサ素子が搭載される、前記第1主面と対向する搭載部と、前記搭載部から屈曲して、前記第1主面に交差する方向に延在する側壁部と、を有し、前記外装体は、樹脂注入痕を有し、前記樹脂注入痕は、前記側壁部と対向する位置にある、電解コンデンサに関する。 One aspect of the present invention relates to an electrolytic capacitor comprising a capacitor element having an anode portion and a cathode portion, an anode terminal electrically connected to the anode portion, a cathode terminal electrically connected to the cathode portion, and an exterior body covering the capacitor element with a portion of the anode terminal and a portion of the cathode terminal exposed, the capacitor element having a first main surface, a second main surface sharing one side with the first main surface, and a third main surface sharing one side with the first main surface and located on the opposite side to the second main surface, the cathode terminal having a mounting portion facing the first main surface on which the capacitor element is mounted, and a sidewall portion bending from the mounting portion and extending in a direction intersecting the first main surface, the exterior body having a resin injection mark, the resin injection mark being located opposite the sidewall portion.
本発明の他の一局面は、陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子を準備する工程と、陽極端子および陰極端子を準備する工程と、前記コンデンサ素子の前記陽極部を前記陽極端子と接続し、前記コンデンサ素子の前記陰極部を前記陰極端子と接続する工程と、前記陽極端子の一部、および、前記陰極端子の一部が露出するように、射出成型により前記コンデンサ素子を外装体で封止する工程と、を有し、前記陰極端子は、前記コンデンサ素子が搭載される搭載部と、前記搭載部から屈曲して、前記搭載部の主面に交差する方向に延在する側壁部と、を有し、前記外装体で封止する工程において、外装樹脂を金型に流し入れるゲートを、前記コンデンサ素子の前記側壁部と対向させる、電解コンデンサの製造方法に関する。 Another aspect of the present invention relates to a method for manufacturing an electrolytic capacitor, comprising the steps of: preparing a capacitor element having an anode portion and a cathode portion; preparing an anode terminal and a cathode terminal; connecting the anode portion of the capacitor element to the anode terminal and the cathode portion of the capacitor element to the cathode terminal; and sealing the capacitor element with an exterior body by injection molding so that a part of the anode terminal and a part of the cathode terminal are exposed, the cathode terminal having a mounting portion on which the capacitor element is mounted and a sidewall portion that is bent from the mounting portion and extends in a direction intersecting a main surface of the mounting portion, and in the step of sealing with the exterior body, a gate for pouring exterior resin into a mold is made to face the sidewall portion of the capacitor element.
本発明によれば、漏れ電流の増加が抑制され、電解コンデンサの信頼性が向上する。 The present invention suppresses an increase in leakage current and improves the reliability of electrolytic capacitors.
本実施形態に係る電解コンデンサは、陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子と、陽極部と電気的に接続する陽極端子と、陰極部と電気的に接続する陰極端子と、外装体と、を備える。外装体は、陽極端子および陰極端子の一部を露出させた状態で、コンデンサ素子を覆っている。コンデンサ素子は、第1主面と、第1主面と一辺を共有する第2主面と、第1主面と一辺を共有し、且つ第2主面と反対側に位置する第3主面と、を有している。陰極端子は、コンデンサ素子が搭載される、第1主面と対向する搭載部と、搭載部から屈曲して、搭載部の主面に交差する方向に延在する側壁部と、を有する。外装体は、樹脂注入痕を有する。 The electrolytic capacitor according to this embodiment includes a capacitor element having an anode portion and a cathode portion, an anode terminal electrically connected to the anode portion, a cathode terminal electrically connected to the cathode portion, and an exterior body. The exterior body covers the capacitor element with the anode terminal and a portion of the cathode terminal exposed. The capacitor element has a first main surface, a second main surface sharing one side with the first main surface, and a third main surface sharing one side with the first main surface and located on the opposite side to the second main surface. The cathode terminal has a mounting portion facing the first main surface on which the capacitor element is mounted, and a sidewall portion bent from the mounting portion and extending in a direction intersecting the main surface of the mounting portion. The exterior body has resin injection marks.
陰極部は、例えば、略直方体の形状を有する陽極部(陽極体)を、誘電体層を介して覆うように形成される。この場合、陽極部と同様、陰極部も略直方体の外表面を有するように形成され得る。コンデンサ素子の第1主面~第3主面は、この略直方体の陰極部の外表面であり得る。この場合、陰極部の外表面は、第1主面~第3主面に交差し、前記第2主面および第3主面と連結する第4主面、第1主面と反対側の第5主面を有し得る。これらの第1主面~第5主面、および、第4主面と反対側の第6主面が、コンデンサ素子の主面を構成し得る。これらの主面のコンデンサ素子の形状から観念される概念的な面であり、平坦である必要はない。これらの主面は必ずしも平面である必要はなく、曲面形状を有していたり、若干の凹凸を有していたり、および/または、複数の屈曲した平面により形成されていたりしてもよい。また、隣接する主面同士がなす角は、それぞれ、直角であってもよく、鋭角または鈍角でもよい。つまり、ある主面が他の主面に対して傾斜していてもよい。 The cathode part is formed, for example, so as to cover the anode part (anode body) having a shape of a substantially rectangular parallelepiped via a dielectric layer. In this case, like the anode part, the cathode part can also be formed to have an outer surface of a substantially rectangular parallelepiped. The first to third main surfaces of the capacitor element can be the outer surface of this substantially rectangular parallelepiped cathode part. In this case, the outer surface of the cathode part can have a fourth main surface that intersects with the first to third main surfaces and connects with the second and third main surfaces, and a fifth main surface opposite the first main surface. These first to fifth main surfaces and the sixth main surface opposite the fourth main surface can constitute the main surfaces of the capacitor element. These main surfaces are conceptual surfaces conceived from the shape of the capacitor element, and do not need to be flat. These main surfaces do not necessarily need to be flat, and may have a curved shape, have some unevenness, and/or be formed by multiple bent planes. Additionally, the angles between adjacent main surfaces may be right angles, acute angles, or obtuse angles. In other words, one main surface may be inclined with respect to the other main surface.
第1主面が下になるようにコンデンサ素子を陰極端子の搭載部の主面(搭載面)に載置した状態で、コンデンサ素子が外装体で封止される。このとき、第1主面と交差する4つの主面のいずれかに沿うように、陰極端子の一部が搭載部から屈曲して、側壁部が形成され得る。 The capacitor element is placed on the main surface (mounting surface) of the mounting portion of the cathode terminal with the first main surface facing down, and the capacitor element is sealed in an exterior body. At this time, a part of the cathode terminal can be bent from the mounting portion to follow one of the four main surfaces that intersect with the first main surface, forming a sidewall portion.
また、電解コンデンサは、粗面化された箔を陽極部に用いたコンデンサ素子を複数積層させたものであってもよい。その場合、コンデンサ素子の積層体が、陰極端子の搭載面に載置され、積層体が外装体で封止される。搭載面は、コンデンサ素子の箔の主面に平行であり、積層体の積層方向に垂直な方向を法線方向とする側面を構成するコンデンサ素子の陰極部の外表面に沿うように、陰極端子の一部が搭載部から屈曲して、側壁部が形成され得る。コンデンサ素子の積層体の箔の一方の主面の側の陰極部の外表面が第1主面であり、他方の主面の側の陰極部の外表面が第5主面であり得る。第2~第4主面は、陰極部で覆われた、コンデンサ素子の積層体の積層方向に垂直な方向を法線方向とする面であり得る。 The electrolytic capacitor may also be a laminate of multiple capacitor elements using a roughened foil as the anode. In this case, the laminate of the capacitor elements is placed on the mounting surface of the cathode terminal, and the laminate is sealed with an exterior body. The mounting surface is parallel to the main surface of the foil of the capacitor element, and a part of the cathode terminal may be bent from the mounting portion to form a side wall portion so as to follow the outer surface of the cathode part of the capacitor element that constitutes the side surface having a normal direction perpendicular to the stacking direction of the laminate. The outer surface of the cathode part on one main surface side of the foil of the capacitor element laminate may be the first main surface, and the outer surface of the cathode part on the other main surface side may be the fifth main surface. The second to fourth main surfaces may be surfaces covered with the cathode part and having a normal direction perpendicular to the stacking direction of the capacitor element laminate.
コンデンサ素子は、その第1主面が陰極端子の搭載部の主面(搭載面)に重なるように載置され、陽極端子の一部および陰極端子の一部を露出させた状態で、外装樹脂により封止されている。 The capacitor element is placed so that its first principal surface overlaps the principal surface (mounting surface) of the mounting portion of the cathode terminal, and is sealed with an exterior resin with part of the anode terminal and part of the cathode terminal exposed.
外装体の表面には、射出成型により外装樹脂を注入した際の痕(以降において「樹脂注入痕」と称する)が残されている。樹脂注入痕は、凸状または凹状の湾曲面として、外装体の表面に現れる。 Traces left on the surface of the exterior body when the exterior resin was injected by injection molding (hereafter referred to as "resin injection marks"). The resin injection marks appear on the surface of the exterior body as convex or concave curved surfaces.
本実施形態の電解コンデンサでは、樹脂注入痕は、陰極端子の側壁部と対向する位置にある。この場合、電解コンデンサの射出成型の際には、液状の外装樹脂は側壁部に当たるように注入口から注入され、コンデンサ素子に直接衝突することがない。このため、射出成型時に誘電体被膜が損傷することが抑制され、漏れ電流の増大が抑制される。結果、電解コンデンサの信頼性が向上する。 In the electrolytic capacitor of this embodiment, the resin injection mark is located opposite the side wall of the cathode terminal. In this case, when the electrolytic capacitor is injection molded, the liquid exterior resin is injected from the injection port so that it hits the side wall, and does not collide directly with the capacitor element. This prevents damage to the dielectric coating during injection molding, and prevents an increase in leakage current. As a result, the reliability of the electrolytic capacitor is improved.
側壁部は複数有していてもよい。樹脂注入痕は複数有していてもよい。複数の樹脂注入痕を有する場合、複数の樹脂注入痕の少なくとも1つが、側壁部のいずれか1つと対向する位置にあればよい。しかしながら、複数の樹脂注入痕を有する場合、複数の樹脂注入痕のそれぞれが、側壁部のいずれか一つと対向する位置にあることが好ましい。 There may be a plurality of side wall portions. There may be a plurality of resin injection marks. When there are a plurality of resin injection marks, it is sufficient that at least one of the plurality of resin injection marks is located opposite one of the side wall portions. However, when there are a plurality of resin injection marks, it is preferable that each of the plurality of resin injection marks is located opposite one of the side wall portions.
樹脂注入痕と側壁部とが対向するとは、外装体の外表面を側壁部が形成する平面に投影したとき、樹脂注入痕の投影部分が側壁部と重複部分を有することをいう。樹脂注入痕の投影面積の50%以上が側壁部と重なってもよい。樹脂注入痕の投影面積の80%以上または90%以上が側壁部と重なることが好ましい。 "The resin injection mark and the side wall portion face each other" means that when the outer surface of the exterior body is projected onto the plane formed by the side wall portion, the projected portion of the resin injection mark has an overlapping portion with the side wall portion. 50% or more of the projected area of the resin injection mark may overlap with the side wall portion. It is preferable that 80% or more or 90% or more of the projected area of the resin injection mark overlap with the side wall portion.
陰極端子の搭載部に、コンデンサ素子の第1主面が陰極端子の搭載部の主面(搭載面)に重なるようにして、コンデンサ素子が搭載される。搭載部は、陰極端子の平板状の部分である。搭載部から、陰極端子が屈曲しながら延びて、側壁部および外部電極との接続部を構成する。側壁部は、第1主面に交差する第2主面、第3主面、第4主面、および/または、第6主面に沿って延在するように形成される。側壁部(複数の場合、その少なくとも1つ)は、第2主面に沿って延在するように形成される。第2主面および第3主面は、コンデンサ素子を第1主面に垂直な方向から見たとき、長方形の長辺に対応する面であってもよく、長方形の短辺に対応する面であってもよい。 The capacitor element is mounted on the mounting portion of the cathode terminal such that the first main surface of the capacitor element overlaps the main surface (mounting surface) of the mounting portion of the cathode terminal. The mounting portion is a flat plate-shaped portion of the cathode terminal. The cathode terminal extends from the mounting portion while bending to form a side wall portion and a connection portion with the external electrode. The side wall portion is formed to extend along the second main surface, the third main surface, the fourth main surface, and/or the sixth main surface that intersects with the first main surface. The side wall portion (at least one of the side wall portions, if there are multiple side walls) is formed to extend along the second main surface. The second main surface and the third main surface may be surfaces that correspond to the long sides of a rectangle when the capacitor element is viewed from a direction perpendicular to the first main surface, or may be surfaces that correspond to the short sides of a rectangle.
複数の側壁部を有する場合、側壁部の少なくとも1つが第2主面に沿って延在するとともに、側壁部の他の少なくとも1つが第3主面に沿って延在していてもよい。その場合、第2主面に沿って延在する少なくとも1つの側壁部が、第3主面に沿って延在する側壁部の少なくとも1つと、コンデンサ素子を挟んで対向してもよい。 When there are multiple sidewalls, at least one of the sidewalls may extend along the second main surface, and at least one other of the sidewalls may extend along the third main surface. In this case, at least one of the sidewalls extending along the second main surface may face at least one of the sidewalls extending along the third main surface, with the capacitor element in between.
複数の側壁部を有する場合、側壁部の少なくとも1つが第2主面に沿って延在するとともに、側壁部の他の少なくとも1つが第4主面(および/または、第6主面)に沿って延在していてもよい。その場合、第2主面に沿って延在する側壁部の少なくとも1つと、第4主面に沿って延在する側壁部の少なくとも1つとが、第2主面と第4主面とを連結する角部において、近接または連続していてもよい。すなわち、コンデンサ素子の角部を囲むように側壁部が形成されていてもよい。角部を囲む側壁部は、搭載部から屈曲して第2主面に沿って延びる側壁部と、搭載部から屈曲して第4主面に沿って延びる側壁部とが、近接することにより形成されてもよいし、搭載部から屈曲して第2主面(または、第4主面)に沿って延びる側壁部が、角部の位置においてさらに第4主面(または、第2主面)に沿う方向に屈曲することにより形成されてもよい。 When there are multiple sidewalls, at least one of the sidewalls may extend along the second main surface, and at least one of the other sidewalls may extend along the fourth main surface (and/or the sixth main surface). In that case, at least one of the sidewalls extending along the second main surface and at least one of the sidewalls extending along the fourth main surface may be adjacent to or continuous with each other at a corner connecting the second main surface and the fourth main surface. That is, the sidewalls may be formed to surround a corner of the capacitor element. The sidewalls surrounding the corner may be formed by a sidewall that bends from the mounting portion and extends along the second main surface and a sidewall that bends from the mounting portion and extends along the fourth main surface being adjacent to each other, or by a sidewall that bends from the mounting portion and extends along the second main surface (or the fourth main surface) being further bent at the position of the corner in a direction along the fourth main surface (or the second main surface).
側壁部は、樹脂注入時にコンデンサ素子に加わる応力を低減するほか、コンデンサ素子を陰極端子の搭載面に載置する際の位置決めを容易にする効果を奏し得る。載置時において、側壁部がコンデンサ素子の主面と接触するように位置決めすることが好ましい。側壁部とコンデンサ素子の主面との接触は、導電性樹脂を介した接触であってもよい。 The side wall portion reduces the stress applied to the capacitor element when the resin is injected, and also facilitates positioning when the capacitor element is placed on the mounting surface of the cathode terminal. When placed, it is preferable to position the side wall portion so that it comes into contact with the main surface of the capacitor element. The contact between the side wall portion and the main surface of the capacitor element may be via conductive resin.
第2主面に沿って延在する側壁部の第1主面に平行な方向の延在長さは、コンデンサ素子の第1主面と第2主面との交線に平行な方向の寸法(または、第4主面と第6主面との間の距離)、および、第2主面と第3主面間との間の距離(または、コンデンサ素子の第1主面と第4主面との交線に平行な方向の寸法)のうち長い方の長さの5%~90%であってもよい。すなわち、延在長さは、コンデンサ素子を第1主面に垂直な方向から見たときのコンデンサ素子の長辺の寸法の5%~90%であってもよい。延在長さが長辺寸法の5%以上であると、樹脂注入時にコンデンサ素子に加わる応力が側壁部により低減され易く、誘電体被膜および固体電解質層の損傷の抑制効果が得られる。よって、漏れ電流の増大が抑制され、電解コンデンサの信頼性の向上効果を得ることができる。また、延在長さを90%以下とすることで、側壁部が金型内で樹脂の回り込みを妨げることが抑制され、樹脂封止を確実に行うことができる。なお、第2主面以外の他の主面(第3主面、第4主面、および第6主面)に沿って延在する側壁部の第1主面に平行な方向の延在長さについても同様であり、長辺寸法の5%~90%であってもよい。 The extension length of the sidewall portion extending along the second main surface in a direction parallel to the first main surface may be 5% to 90% of the longer of the dimension in the direction parallel to the intersection line between the first and second main surfaces of the capacitor element (or the distance between the fourth and sixth main surfaces) and the distance between the second and third main surfaces (or the dimension in the direction parallel to the intersection line between the first and fourth main surfaces of the capacitor element). That is, the extension length may be 5% to 90% of the dimension of the long side of the capacitor element when the capacitor element is viewed in a direction perpendicular to the first main surface. If the extension length is 5% or more of the long side dimension, the sidewall portion is likely to reduce the stress applied to the capacitor element during resin injection, and the effect of suppressing damage to the dielectric coating and the solid electrolyte layer can be obtained. Therefore, the increase in leakage current is suppressed, and the effect of improving the reliability of the electrolytic capacitor can be obtained. In addition, by making the extension length 90% or less, the sidewall portion is suppressed from hindering the resin from wrapping around inside the mold, and resin sealing can be performed reliably. The same applies to the extension length of the sidewall portion extending along the other principal surfaces (third, fourth, and sixth principal surfaces) other than the second principal surface in a direction parallel to the first principal surface, and may be 5% to 90% of the long side dimension.
電解コンデンサにおいて、2つのコンデンサ素子またはコンデンサ素子の積層体が、陰極端子の搭載部の両面に1つずつ搭載されてもよい。この場合、側壁部の少なくとも1つが一方のコンデンサ素子に向かって搭載部の主面に交差する方向に延在し、側壁部の他の少なくとも1つが他方のコンデンサ素子に向かって、搭載部の主面に交差する方向に延在してもよい。すなわち、2つの側壁部が、互いに反対方向を搭載部の主面に交差する方向に延在してもよい。 In an electrolytic capacitor, two capacitor elements or a laminate of capacitor elements may be mounted, one on each side of the mounting portion of the cathode terminal. In this case, at least one of the side walls may extend toward one of the capacitor elements in a direction intersecting with the main surface of the mounting portion, and at least one other of the side walls may extend toward the other capacitor element in a direction intersecting with the main surface of the mounting portion. That is, the two side walls may extend in opposite directions to each other in a direction intersecting with the main surface of the mounting portion.
以下、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサについて、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、陽極部が粗面化された弁作用金属の箔である場合を例示するが、これに限定されるものではない。 The following describes an electrolytic capacitor according to one embodiment of the present invention with reference to the drawings. In this embodiment, the anode part is a roughened valve metal foil, but the present invention is not limited to this.
図1は、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサ100を模式的に示す断面図であり、コンデンサ素子と陽極端子および陰極端子の状態を模式的に示している。図2は、図1における陰極端子を抜き出して示す斜視図である。図3は、電解コンデンサに用いられるコンデンサ素子10の断面模式図である。
Figure 1 is a cross-sectional view of an electrolytic capacitor 100 according to one embodiment of the present invention, showing the state of a capacitor element, an anode terminal, and a cathode terminal. Figure 2 is a perspective view showing the cathode terminal in Figure 1. Figure 3 is a cross-sectional view of a
電解コンデンサ100は、コンデンサ素子10と、外装体11と、陽極端子13と、陰極端子14と、を備える。外装体11は、陽極端子13および陰極端子14の一部を露出させた状態で、コンデンサ素子10を覆っている。
The electrolytic capacitor 100 includes a
コンデンサ素子10は、陽極部である陽極体3と、陰極部6とを備え、陽極部が陽極端子13と電気的に接続され、陰極部が陰極端子14と電気的に接続されている。陽極体3は、例えば箔(陽極箔)である。陽極体3は、表面に多孔質部5を有し、多孔質部5の少なくとも一部の表面に誘電体層(図示しない)が形成されている。陰極部6は、誘電体層の少なくとも一部を覆っている。
The
コンデンサ素子10は、一方の端部1aにおいて陰極部6で覆われることなく、陽極体3が露出している一方で、他方の端部2aは陰極部6で覆われている。以下において、陽極体3の陰極部で覆われていない部分を第1部分1と称し、陽極体3の陰極部で覆われた部分を第2部分2と称する。第1部分1の端部が第1端部1aであり、第2部分2の端部が第2端部2aである。誘電体層は、少なくとも第2部分2に形成された多孔質部5の表面に形成される。なお、陽極体3の第1部分1は、陽極引出部とも呼ばれる。陽極体3の第2部分2は、陰極形成部とも呼ばれる。第1部分1は、陽極端子13と電気的に接続される。
The
第2部分2は、芯部4と、粗面化(エッチングなど)などにより芯部4の表面に形成された多孔質部(多孔体)5とを有する。一方、第1部分1では、表面に多孔質部5を有していてもよく、有していなくてもよい。誘電体層は、多孔質部5の表面に沿って形成されている。誘電体層の少なくとも一部は、多孔質部5の孔の内壁面を覆い、その内壁面に沿って形成されている。
The
陰極部6は、誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層7と、固体電解質層7の少なくとも一部を覆う陰極引出層とを備える。誘電体層の表面は、陽極体3の表面の形状に応じた凹凸形状が形成されている。固体電解質層7は、このような誘電体層の凹凸を埋めるように形成され得る。陰極引出層は、例えば、固体電解質層7の少なくとも一部を覆うカーボン層8と、カーボン層8を覆う銀ペースト層9とを備える。
The
なお、陽極体3上に誘電体層(多孔質部5)を介して固体電解質層7が形成されている陽極体3の部分が第2部分2であり、陽極体3上に誘電体層(多孔質部5)を介して固体電解質層7が形成されていない陽極体3の部分が第1部分1である。
The portion of the
複数のコンデンサ素子10を陰極部6同士が重なるように積層し、陽極体3の第1部分1のそれぞれを陽極端子13と電気的に接続して、電解コンデンサを得てもよい。コンデンサ素子またはその積層体の外径は略直方体であり、コンデンサ素子またはその積層体の外表面(陰極部6の外表面)は、第1主面S1と、第1主面S1と一辺を共有する第2主面S2と、第1主面S1と一辺を共有し、且つ第2主面S2と反対側に位置する第3主面S3(不図示)と、第1主面~第3主面に交差する第4主面S4と、第1主面と反対側の第5主面S5と、を有する。第4主面S4と反対側の第6主面S6において、陽極体3の第1部分1が突出する。
An electrolytic capacitor may be obtained by stacking a plurality of
コンデンサ素子10を第1主面S1に垂直な方向から見たとき、陰極部6の外形は長辺L1および短辺L2を有する長方形である(L1>L2)。図1の例では、コンデンサ素子の第1主面S1と第2主面S2との交線に平行な方向の寸法(あるいは、第4主面S4と第6主面S6との間の距離と言い換えてもよい)が長辺L1と等しく、第2主面S2と第3主面S3との間の距離(あるいは、コンデンサ素子の第1主面S1と第4主面S4との交線に平行な方向の寸法と言い換えてもよい)が短辺L2と等しい。
When the
陽極端子13は、陰極部6の第1主面S1に沿う方向に延びて、陽極体3の第1部分1と接触している。陽極端子13の外装体11からの露出部分は、陰極端子14の第2陰極端子部14bと反対側において、第6主面S6に略平行な方向(第4主面S4に略平行な方向)に屈曲して延びた後、第5主面S5に沿う方向に屈曲して延びて、外装体11に沿って延びている。
The
通常、陽極端子13および陰極端子14(第2陰極端子部14b)の露出部が設けられる、第5主面S5の側の外装体の外表面が、電解コンデンサの底面である。陽極端子13および第2陰極端子部14bは、それぞれ外部電極と電気的に接続され、電解コンデンサが電気的に接続される。
Typically, the outer surface of the exterior body on the fifth principal surface S5 side, on which the exposed portions of the
陽極体3は、弁作用金属の焼結体であってもよい。その場合、陽極部は、弁作用金属の焼結体である陽極体3と、陽極体3の一面から延出して陽極端子13と電気的に接続する陽極ワイヤと、を有する。陽極体3は、例えば、金属粒子を焼結して得られる多孔質焼結体である。金属粒子として、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)などの弁作用金属の粒子が用いられる。2種以上の金属粒子を混合して用いてもよい。金属粒子は、2種以上の金属からなる合金であってもよい。例えば、弁作用金属と、ケイ素、バナジウム、ホウ素等とを含む合金を用いることができる。また、弁作用金属と窒素等の典型元素とを含む化合物を用いてもよい。この場合、陽極体3の表面には、誘電体層が形成され、誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層7が形成される。陽極体3の外形は、通常、略長方体であり、これに対応して、陰極部6で覆われたコンデンサ素子の外形も略直方体となる。この場合、第1主面S1~第6主面S6は、略直方体の外形を有する陰極部6の外表面であり、第6主面S6において、陽極ワイヤが陽極体3から突出する。
The
陰極端子14は、第1陰極端子部(搭載部)14aと、第2陰極端子部(リード部)14bと、第3陰極端子部(側壁部)14cと、を有する。
The
第1陰極端子部14aは、陰極部6の第1主面S1と対向している。第1陰極端子部14aは、第1陰極端子部14aと第1主面S1との間に介在する導電性接着材を介して、陰極部6と電気的に接続される。第1陰極端子部14aは、第2陰極端子部14bおよび第3陰極端子部14cと連続している。
The
第2陰極端子部14bは、第1陰極端子部14aから屈曲しながら第1陰極端子部14aの外方に向かって延びている。第2陰極端子部14bの一部は外装体11から露出しており、露出部分は外装体の外表面に沿って延びて、外部電極との接続部分を形成している。すなわち、第2陰極端子部14bは、コンデンサ素子10を外部電極と電気的に接続するために第1陰極端子部14aから引き出される。
The
第2陰極端子部14bは、第1陰極端子部14aの主面に交差する方向に屈曲した後、外装体11内で、再び第1陰極端子部14aの主面に平行な方向に屈曲している。第2陰極端子14bの外装体11からの露出部分は、第4主面S4に沿う方向に屈曲して延びた後、第5主面S5に沿う方向に屈曲して延びて、外装体11に沿って延びている。
The
第3陰極端子部14cも、第2陰極端子14bと同様、第1陰極端子部14aから屈曲して第1陰極端子部14aの外方に向かって延びている。第3陰極端子部14cは、第1陰極端子部14aの主面(搭載面)に交差する方向に延在している。図1の例では、第3陰極端子部14cは、第1主面S1に交差する第2主面S2に沿って延在している。ただし、第3陰極端子部14cの表面は、外装体11から露出することなく、外装体11(または、コンデンサ素子10)で塞がれている。第3陰極端子部14cは、射出成型の際に外装体11となる液状の樹脂を注入するときに、コンデンサ素子10に加わる応力を低減する役割を有する。
The
図1において、射出成型における樹脂の注入口の位置がゲートGとして破線で示されている。第2主面S2に垂直な方向から見たとき、ゲートGは、第3陰極端子部14cと重なっている。この場合、射出成型の際にゲートGから注入される液状の樹脂は、第3陰極端子部14cに先ず衝突し、コンデンサ素子10に直接衝突することが抑制される。結果、射出成型の際にコンデンサ素子に加わる応力が低減され、誘電体被膜および固体電解質層の損傷が抑制される。結果、漏れ電流の増大が抑制され、電解コンデンサの信頼性が向上する。
In FIG. 1, the position of the resin injection port for injection molding is indicated by a dashed line as gate G. When viewed from a direction perpendicular to second main surface S2, gate G overlaps with third
ゲートGに対応して、射出成型後の外装体の外表面には樹脂注入痕が現れる。樹脂注入痕は、凸状または凹状に湾曲した外表面を有する外装体の部分である。よって、樹脂注入痕は、第3陰極端子部14cと対向する位置にある。第3陰極端子部14cに垂直な方向(ここでは、第2主面S2に垂直な方向)から見たとき、第3陰極端子部14cと樹脂注入痕とが重なる。第3陰極端子部14cに垂直な方向から見たとき、樹脂注入痕の第3陰極端子部14cとの重なり部分は、第3陰極端子部14cに垂直な方向から見た樹脂注入痕の投影面積の50%以上であってもよく、80%以上または90%以上が好ましい。第3陰極端子部14cに垂直な方向から見たとき、樹脂注入痕の全部が、第3陰極端子部14cの輪郭よりも内側にあることが最も好ましい。
Corresponding to the gate G, a resin injection mark appears on the outer surface of the exterior body after injection molding. The resin injection mark is a part of the exterior body having a convex or concave curved outer surface. Therefore, the resin injection mark is located opposite the
射出成型の際にコンデンサ素子に加わる応力が低減される効果を得るとともに、金型内で樹脂が回り込み易くする観点から、第3陰極端子部14cの第1陰極端子部14aに平行な方向の延在長さXは、第1主面S1に垂直な方向から見たコンデンサ素子10の長辺寸法L1の5%~90%であってもよく、20%~80%であってもよい。
From the viewpoint of obtaining the effect of reducing the stress applied to the capacitor element during injection molding and making it easier for the resin to flow around inside the mold, the extension length X of
射出成型の際、複数のゲートGから樹脂を注入してもよい。その場合、ゲートGのそれぞれに対応して、複数の第3陰極端子部14cが配置され得る。第3陰極端子部14cの数は、ゲートGの数以上であってもよい。第3陰極端子部14cの数は、樹脂注入痕の数以上であってもよい。第3陰極端子部14cの数がゲートGの数以上(樹脂注入痕の数以上)であると、射出成型で用いる金型の自由度を高め易い。第3陰極端子部14cの上記延在長さXが長い場合、1つの第3陰極端子部14cを、複数のゲートGと対向させることも可能である。複数の第3陰極端子部14cは、外装体の同じ主面に沿って延在するように配置されてもよいし、異なる主面に沿って延在するように配置されてもよい。複数の第3陰極端子部14cのうち2つが、外装体の互いに対向する主面に沿って延在するように1つずつ配置されてもよい。
During injection molding, resin may be injected from multiple gates G. In that case, multiple
図2の例では、2つの第3陰極端子部14cが、コンデンサ素子の互いに対向する第2主面S2および第3主面S3に沿ってそれぞれが延在するように、配置される。2つの第3陰極端子部14cは、一方の第3陰極端子部14cの主面に垂直な方向(例えば、第2主面S2に垂直な方向)から見たとき、対向しないように配置される。しかしながら、金型におけるゲートGの配置を考慮して、2つの第3陰極端子部14cを、第3陰極端子部14cに垂直な方向から見て互いに対向するように配置してもよい。
In the example of FIG. 2, the two
第3陰極端子部14cは、コンデンサ素子10の側面(第2主面S2~第4主面S4)と接触してもよく、接触していなくてもよい。第3陰極端子部14cは、コンデンサ素子10の側面と、導電性樹脂を介して接触していることが好ましい。
The third
図4~図6に、本実施形態の電解コンデンサで用いられる陰極端子の他の例を示す。
図4Aは、図2と同様、2つの第3陰極端子部14cを、コンデンサ素子の互いに対向する第2主面S2および第3主面S3に沿ってそれぞれが延在するように配置する場合の例である。しかしながら、図2と異なり、2つの第3陰極端子部14cは、第3陰極端子部14cに垂直な方向から見て互いに対向している。
4 to 6 show other examples of the cathode terminal used in the electrolytic capacitor of this embodiment.
Fig. 4A shows an example in which two
図4Bは、2つの第3陰極端子部14cを、コンデンサ素子の第2主面S2に沿って延在するように配置する場合の例である。2つの第3陰極端子部14cは、第1陰極端子部14aの主面(搭載面)に交差する方向を、互いに反対方向に延在している。
Figure 4B shows an example in which the two
図4Cおよび図4Dでは、4つの第3陰極端子部14cが、コンデンサ素子の互いに対向する第2主面S2および第3主面S3に沿って延在するように配置される。なお、第3主面S3に沿って延在するように配置される1つの第3陰極端子部14cは、第1陰極端子部14aで隠される位置にあり、表示されていない。第2主面S2または第3主面S3に沿って延在するように配置される2つの第3陰極端子部14cは、第1陰極端子部14aの主面(搭載面)に交差する方向を、互いに反対方向に延在している。図4Cでは、第3陰極端子部14cに垂直な方向から見たとき、4つの第3陰極端子部14cが互いに対向しないように配置される。一方、図4Dでは、第3陰極端子部14cに垂直な方向から見たとき、第2主面S2に沿って延在する第3陰極端子部14cが、第3主面S3に沿って延在する第3陰極端子部14cと対向するように配置される。
In Figures 4C and 4D, four
図5Aおよび図5Bは、6つの第3陰極端子部14cを、コンデンサ素子の互いに対向する第2主面S2および第3主面S3に沿って延在するように配置する場合の例である。第3陰極端子部14cのそれぞれは、第1陰極端子部14aの主面(搭載面)に交差する方向に延在している。ただし、第2主面S2または第3主面S3に沿って配置される3つの第3陰極端子部14cのうち、1つの第3陰極端子部14cは、残りの2つの第3陰極端子部14cと反対方向を延在している。図5Aでは、第3陰極端子部14cに垂直な方向から見たとき、6つの第3陰極端子部14cが互いに対向しないように配置されている。一方、図5Bでは、第3陰極端子部14cに垂直な方向から見たとき、第2主面S2に沿って延在する第3陰極端子部14cが、第3主面S3に沿って延在する第3陰極端子部14cと対向するように配置される。
5A and 5B are examples of the case where six
図6Aは、2つの第3陰極端子部14cを、第4主面S4に沿って延在するように配置する場合の例である。第2陰極端子部14bの両側において、2つの第3陰極端子部14cが、第1陰極端子部14aの主面(搭載面)に交差する方向を、互いに反対方向に延在している。
Figure 6A shows an example in which two
図6Bおよび図6Cでは、第2主面S2に沿って延在するように配置される1つの第3陰極端子部14cと、第4主面S4に沿って延在するように配置される1つの第3陰極端子部14cにより、コンデンサ素子の角部を囲むように側壁を形成している。この場合、コンデンサ素子の位置決めを精度よく行うことができるほか、射出成型に際して樹脂がコンデンサ素子の斜め方向から注入される場合においても、樹脂がコンデンサ素子と直接衝突することが抑制され、コンデンサ素子に加わる応力が低減される。結果、誘電体被膜および固体電解質層の損傷が抑制され、電解コンデンサの信頼性が向上する。
6B and 6C, one
角部を囲む側壁は、図6Bに示すように、第2主面S2に沿って延在するように配置される1つの第3陰極端子部14cと、第4主面S4に沿って延在するように配置される1つの第3陰極端子部14cと、を接触させることにより形成してもよいし、図6Cに示すように、第1陰極端子部14aから屈曲して第2主面S2(または、第4主面S4)に沿って延在するように配置される第3陰極端子部14cを、角部の位置でさらに第4主面S4(または、第2主面S2)に沿う方向に屈曲させることにより形成してもよい。
The sidewall surrounding the corner may be formed by contacting one
図7~図9は、本実施形態における電解コンデンサの構造の他の例を示す模式的な断面図である。各図において、第3陰極端子部(側壁部)14cの位置が示されている。また、射出成型における樹脂の注入口の位置がゲートGとして示されている。 Figures 7 to 9 are schematic cross-sectional views showing other examples of the structure of the electrolytic capacitor in this embodiment. In each figure, the position of the third cathode terminal portion (side wall portion) 14c is shown. Also, the position of the resin injection port for injection molding is shown as gate G.
図7Aおよび図7Bは、1つのコンデンサ素子を陽極端子および陰極端子に接続し、電解コンデンサを構成した例である。図7Aでは、コンデンサ素子の下面側において、第1陰極端子部(搭載部)14aが陰極部6と電気的に接続されている。図7Bでは、コンデンサ素子の上面側において、第1陰極端子部(搭載部)14aが陰極部6と電気的に接続されている。
Figures 7A and 7B show an example of an electrolytic capacitor in which one capacitor element is connected to an anode terminal and a cathode terminal. In Figure 7A, the first cathode terminal portion (mounting portion) 14a is electrically connected to the
図8A~図8Dは、複数のコンデンサ素子を積層した積層体を用いて電解コンデンサを構成した例である。複数のコンデンサ素子の陽極部(陽極引出部)が束ねられ、陽極部(陽極引出部)のそれぞれが陽極端子13と電気的に接続される。図8Cに示すように、コンデンサ素子を積層した積層体を2つ用いて、電解コンデンサを構成してもよい。2つの積層体は、第1陰極端子部14aの一方の主面およびその反対側の主面にそれぞれ載置される。
Figures 8A to 8D show an example of an electrolytic capacitor constructed using a laminate in which multiple capacitor elements are stacked. The anode parts (anode lead parts) of multiple capacitor elements are bundled together, and each of the anode parts (anode lead parts) is electrically connected to an
図8Dに示すように、複数のコンデンサ素子を積層する際に、隣接するコンデンサ素子間で積層位置をずらしてもよい。図8Dでは、積層体内で、第1陰極端子部14aから遠いコンデンサ素子ほど陽極端子からの距離が遠い。この場合、ワイヤボンディングによる陽極端子13とコンデンサ素子との接続が容易になる。
As shown in FIG. 8D, when stacking multiple capacitor elements, the stacking positions of adjacent capacitor elements may be shifted. In FIG. 8D, the capacitor elements farther from the first
図9Aおよび図9Bは、複数のコンデンサ素子を積層した積層体を用いて電解コンデンサを構成した例であり、複数のコンデンサ素子の陽極部の第1部分1(陽極引出部)のそれぞれの端面が外装体から露出し、端面において、複数の陽極部が陽極電極15と電気的に接続されている。図9Aでは、外装体11の一方の主面において陽極部の第1部分1の端面が露出し、陽極電極15が第1部分1の露出面を含む外装体11の一方の主面を覆うことで、複数の陽極部が陽極電極15と電気的に接続されている。一方、外装体11の他方の主面において陰極部6の端面が露出し、陰極電極16が陰極部6の露出面を含む外装体11の他方の主面を覆うことで、陰極部6が陰極電極16と電気的に接続されている。陰極部6は、第1陰極端子部(搭載部)14aとも電気的に接続される。
9A and 9B are examples of electrolytic capacitors formed using a laminate of multiple capacitor elements, in which the end faces of the first part 1 (anode lead part) of the anode part of the multiple capacitor elements are exposed from the exterior body, and the multiple anode parts are electrically connected to the
図9Bでは、陽極部の第1部分1の向きが反対の2種類のコンデンサ素子(第1および第2のコンデンサ素子)が交互に積層され、電解コンデンサが構成されている。外装体の一方の主面において第1のコンデンサ素子の陽極部の第1部分1(陽極引出部)の端面が露出し、陽極電極15aが第1のコンデンサ素子の陽極部の第1部分1の露出面を含む外装体11の一方の主面を覆うことで、複数の第1のコンデンサ素子の陽極部が陽極電極15aと電気的に接続されている。一方、外装体の他方の主面において第2のコンデンサ素子の陽極部の第1部分1(陽極引出部)の端面が露出し、陽極電極15bが第2のコンデンサ素子の陽極部の第1部分1の露出面を含む外装体11の他方の主面を覆うことで、複数の第2のコンデンサ素子の陽極部が陽極電極15bと電気的に接続されている。第1および第2のコンデンサ素子の陰極部6は、第1陰極端子部(搭載部)14aと電気的に接続される。
In FIG. 9B, two types of capacitor elements (first and second capacitor elements) with the
図7および図8の場合、コンデンサ素子の陽極部と陽極端子13との接続は、抵抗溶接、レーザ溶接、または、ワイヤボンディング等により行うことができる。抵抗溶接を行う場合、陽極端子13および/または陽極部の第1部分1(陽極引出部)に貫通孔が設けられ、貫通孔を介して抵抗溶接を行ってもよい。この場合、貫通孔の周りに電流が集中するとともに、陽極部の表面に形成されていた誘電体酸化皮膜が破壊される。一方で、溶融した金属材料が貫通孔内に留まるため、極めて容易に、かつ確実に抵抗溶接を行うことができる。また、溶接強度や信頼性に優れ、ESRが低減された電解コンデンサが得られる。
7 and 8, the connection between the anode part of the capacitor element and the
以下、本実施形態に係る電解コンデンサの各構成要素について、詳細に説明する。 Below, we will explain in detail each component of the electrolytic capacitor according to this embodiment.
(陽極体3)
陽極体は、弁作用金属、弁作用金属を含む合金、および弁作用金属を含む化合物(金属間化合物など)などを含むことができる。これらの材料は一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。弁作用金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタンなどを用いることができる。陽極体は、弁作用金属、弁作用金属を含む合金、または弁作用金属を含む化合物の箔であってもよく、弁作用金属、弁作用金属を含む合金、または弁作用金属を含む化合物の多孔質焼結体であってもよい。
(Anode body 3)
The anode body may contain a valve metal, an alloy containing a valve metal, a compound containing a valve metal (such as an intermetallic compound), and the like. These materials may be used alone or in combination of two or more. Examples of the valve metal that may be used include aluminum, tantalum, niobium, and titanium. The anode body may be a foil of a valve metal, an alloy containing a valve metal, or a compound containing a valve metal, or may be a porous sintered body of a valve metal, an alloy containing a valve metal, or a compound containing a valve metal.
陽極体に金属箔を用いる場合、通常、表面積を増やすため、陽極箔の少なくとも第2部分の表面には、多孔質部が形成される。第2部分は、芯部と、芯部の表面に形成された多孔質部とを有する。多孔質部は、陽極箔の少なくとも第2部分の表面をエッチングなどにより粗面化することにより形成してもよい。第1部分の表面に所定のマスキング部材を配置した後、エッチング処理などの粗面化処理を行うことも可能である。一方で、陽極箔の表面の全面をエッチング処理などにより粗面化処理することも可能である。前者の場合、第1部分の表面には多孔質部を有さず、第2部分の表面に多孔質部を有する陽極箔が得られる。後者の場合、第2部分の表面に加え、第1部分の表面にも多孔質部が形成される。エッチング処理としては、公知の手法を用いればよく、例えば、電解エッチングが挙げられる。マスキング部材は、特に限定されないが、樹脂などの絶縁体が好ましい。マスキング部材は、固体電解質層の形成前に取り除かれるが、導電性材料を含む導電体であってもよい。 When a metal foil is used for the anode body, a porous portion is usually formed on the surface of at least the second portion of the anode foil in order to increase the surface area. The second portion has a core portion and a porous portion formed on the surface of the core portion. The porous portion may be formed by roughening the surface of at least the second portion of the anode foil by etching or the like. It is also possible to perform a roughening process such as an etching process after placing a predetermined masking member on the surface of the first portion. On the other hand, it is also possible to roughen the entire surface of the anode foil by etching or the like. In the former case, an anode foil is obtained that does not have a porous portion on the surface of the first portion and has a porous portion on the surface of the second portion. In the latter case, a porous portion is formed on the surface of the first portion in addition to the surface of the second portion. As the etching process, a known method may be used, for example, electrolytic etching. The masking member is not particularly limited, but is preferably an insulator such as a resin. The masking member is removed before the formation of the solid electrolyte layer, but may be a conductor containing a conductive material.
陽極箔の表面の全面を粗面化処理する場合、第1部分の表面に多孔質部を有する。このため、多孔質部と外装体の密着性が十分でなく、多孔質部と外装体との接触部分を通じて電解コンデンサ内部に空気(具体的には、酸素および水分)が侵入する場合がある。これを抑制するため、多孔質に形成された第1部分を予め圧縮し、多孔質部の孔をつぶしておいてもよい。これにより、外装体から露出する第1端部より多孔質部を介した電解コンデンサ内部への空気の侵入、および当該空気の侵入による電解コンデンサの信頼性の低下を抑制できる。 When the entire surface of the anode foil is roughened, the surface of the first portion has a porous portion. As a result, the adhesion between the porous portion and the exterior body is insufficient, and air (specifically, oxygen and moisture) may enter the inside of the electrolytic capacitor through the contact area between the porous portion and the exterior body. To prevent this, the first portion formed to be porous may be compressed in advance to crush the holes in the porous portion. This makes it possible to prevent air from entering the electrolytic capacitor through the porous portion from the first end exposed from the exterior body, and to prevent a decrease in the reliability of the electrolytic capacitor due to the air entering the electrolytic capacitor.
(陰極部)
陰極部は、誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、固体電解質層の少なくとも一部を覆う陰極引出層とを備える。
(Cathode)
The cathode section includes a solid electrolyte layer covering at least a portion of the dielectric layer, and a cathode extraction layer covering at least a portion of the solid electrolyte layer.
(固体電解質層7)
固体電解質層は、例えば、導電性高分子を含む。導電性高分子としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリアセン、ポリチオフェンビニレン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルフェノール、ポリピリジン、あるいは、これらの高分子の誘導体などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。また、導電性高分子は、2種以上のモノマーの共重合体でもよい。これらのうちでは、導電性に優れる点で、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールなどが好ましい。なかでも、撥水性に優れる点で、ポリピロールが好ましい。
(Solid electrolyte layer 7)
The solid electrolyte layer includes, for example, a conductive polymer. Examples of the conductive polymer include polypyrrole, polythiophene, polyfuran, polyaniline, polyacetylene, polyphenylene, polyparaphenylenevinylene, polyacene, polythiophenevinylene, polyfluorene, polyvinylcarbazole, polyvinylphenol, polypyridine, or derivatives of these polymers. These may be used alone or in combination. The conductive polymer may also be a copolymer of two or more monomers. Among these, polythiophene, polyaniline, polypyrrole, etc. are preferred in terms of excellent conductivity. Among them, polypyrrole is preferred in terms of excellent water repellency.
上記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、形成される。あるいは、上記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される。固体電解質層は、1層または2層以上の固体電解質層から構成されている。固体電解質層7が2層以上から構成されている場合、各層に用いられる導電性高分子の組成や形成方法(重合方法)等は異なっていてもよい。固体電解質層は、マンガン化合物を含んでもよい。
The solid electrolyte layer containing the conductive polymer is formed, for example, by chemically polymerizing and/or electrolytically polymerizing a raw material monomer on the dielectric layer. Alternatively, the solid electrolyte layer is formed by applying a solution in which the conductive polymer is dissolved or a dispersion liquid in which the conductive polymer is dispersed to the dielectric layer. The solid electrolyte layer is composed of one or more solid electrolyte layers. When the
(陰極引出層)
陰極引出層は、例えば、カーボン層8および銀ペースト層9を備える。カーボン層は、導電性を有していればよく、例えば、黒鉛などの導電性炭素材料を用いて構成することができる。カーボン層は、例えば、カーボンペーストを固体電解質層の表面の少なくとも一部に塗布して形成される。銀ペースト層には、例えば、銀粉末とバインダ樹脂(エポキシ樹脂など)とを含む組成物を用いることができる。銀ペースト層は、例えば、銀ペーストをカーボン層の表面に塗布して形成される。なお、陰極引出層の構成は、これに限られず、集電機能を有する構成であればよい。
(Cathode extraction layer)
The cathode extraction layer includes, for example, a
(陽極端子)
陽極端子13の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。その形状は、例えば、長尺かつ平板状である。陽極端子の厚み(陽極端子の主面間の距離)は、低背化の観点から、25μm以上200μm以下が好ましく、25μm以上100μm以下がより好ましい。
(anode terminal)
The material of the
陽極端子13は、導電性接着材やはんだにより、陽極ワイヤ(または、陽極体3として箔を用いる場合、陽極引出部)に接合されてもよいし、抵抗溶接、レーザ溶接またはワイヤボンディングにより、陽極ワイヤ(または陽極引出部)に接合されてもよい。導電性接着材は、例えば後述する熱硬化性樹脂と炭素粒子や金属粒子との混合物である。
The
(陰極端子)
陰極端子14の第1陰極端子部(搭載部)14aは、陰極部6と電気的に接続している。陰極端子14の材質も、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば、特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。その形状も特に限定されず、例えば、長尺かつ平板状である。陰極端子の厚みは、低背化の観点から、25以上200μm以下が好ましく、25以上100μm以下がより好ましい。第1陰極端子部14aは、例えば、導電性接着材12を介して、陰極部6に接着される。第1陰極端子部14aに加えて、第3陰極端子部(側壁部)14cを、導電性接着材12を介して、陰極部6に接着してもよい。
(cathode terminal)
The first cathode terminal portion (mounting portion) 14a of the
<外装体>
外装体11は、陽極端子13と陰極端子14とを電気的に絶縁するために設けられており、絶縁性の材料から構成されている。外装体11は、例えば、熱硬化性樹脂の硬化物を含む。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、不飽和ポリエステル等が挙げられる。
<Exterior body>
The
≪電解コンデンサの製造方法≫
本実施形態に係る電解コンデンサは、陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子を準備する工程と、陽極端子および陰極端子を準備する工程と、コンデンサ素子の陽極部を陽極端子と接続し、コンデンサ素子の陰極部を陰極端子と接続する工程と、陽極端子の一部、および、陰極端子の一部が露出するように、射出成型によりコンデンサ素子を外装体で封止する工程と、を有する。陰極端子は、コンデンサ素子が搭載される搭載部と、搭載部から屈曲して、搭載部の主面に交差する方向に延在する側壁部と、を有する。外装体で封止する工程では、外装樹脂を金型に流し入れるゲートを、コンデンサ素子の側壁部と対向させる。
<Manufacturing method of electrolytic capacitors>
The electrolytic capacitor according to the present embodiment includes the steps of preparing a capacitor element including an anode portion and a cathode portion, preparing an anode terminal and a cathode terminal, connecting the anode portion of the capacitor element to the anode terminal and the cathode portion of the capacitor element to the cathode terminal, and sealing the capacitor element with an exterior body by injection molding so that a part of the anode terminal and a part of the cathode terminal are exposed. The cathode terminal includes a mounting portion on which the capacitor element is mounted and a sidewall portion that is bent from the mounting portion and extends in a direction intersecting with a main surface of the mounting portion. In the sealing step with the exterior body, a gate through which exterior resin is poured into a mold is opposed to the sidewall portion of the capacitor element.
以下に、図1に示す電解コンデンサ100の製造を例として、本実施形態に係る電解コンデンサの製造方法の一例を説明する。 Below, an example of a method for manufacturing an electrolytic capacitor according to this embodiment will be described using the manufacturing of the electrolytic capacitor 100 shown in FIG. 1 as an example.
(1)準備工程
第1に、陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子10を準備する。
先ず、表面に誘電体層が形成された陽極体を準備する。より具体的には、一方の端部を含む第1部分と一方の端部とは反対側の他方の端部を含む第2部分とを備え、少なくとも第2部分の表面に誘電体層が形成された陽極体が準備される。
(1) Preparation Step First, a
First, an anode body having a dielectric layer formed on a surface thereof is prepared. More specifically, the anode body is prepared to include a first portion including one end and a second portion including the other end opposite to the one end, and the dielectric layer is formed on at least the surface of the second portion.
陽極体の少なくとも第2部分の表面には、多孔質部が形成される。多孔質部を形成する際には、陽極体の表面に凹凸を形成できればよく、例えば、陽極箔の表面をエッチング(例えば、電解エッチング)などにより粗面化することにより行ってもよい。 A porous portion is formed on the surface of at least the second portion of the anode body. When forming the porous portion, it is sufficient to form irregularities on the surface of the anode body, and this may be done, for example, by roughening the surface of the anode foil by etching (e.g., electrolytic etching).
誘電体層は、陽極体を化成処理により形成すればよい。化成処理は、例えば、陽極体を化成液中に浸漬することにより、陽極体の表面に化成液を含浸させ、陽極体をアノードとして、化成液中に浸漬したカソードとの間に電圧を印加することにより行うことができる。陽極体の表面に多孔質部を有する場合、誘電体層は、多孔質部の表面の凹凸形状に沿って形成される。 The dielectric layer may be formed by subjecting the anode body to chemical conversion treatment. Chemical conversion treatment may be performed, for example, by immersing the anode body in a chemical conversion solution to impregnate the surface of the anode body with the chemical conversion solution, and applying a voltage between the anode body as the anode and a cathode immersed in the chemical conversion solution. If the anode body has a porous portion on its surface, the dielectric layer is formed to conform to the uneven shape of the surface of the porous portion.
続いて、固体電解質層7を形成する。本実施形態では、導電性高分子を含む固体電解質層7の形成工程を説明する。
導電性高分子を含む固体電解質層7は、例えば、誘電体層が形成された陽極体3に、モノマーやオリゴマーを含浸させ、その後、化学重合や電解重合によりモノマーやオリゴマーを重合させる方法、あるいは、誘電体層が形成された陽極体3に、導電性高分子の溶液または分散液を含浸し、乾燥させることにより、誘電体層上の少なくとも一部に形成される。
Next, the
最後に、固体電解質層7の表面に、カーボンペーストおよび銀ペーストを順次、塗布することにより、カーボン層8と銀ペースト層9とで構成される陰極引出層を形成する。陰極引出層の構成は、これに限られず、集電機能を有する構成であればよい。
以上の方法により、コンデンサ素子10が準備される。
Finally, a carbon paste and a silver paste are successively applied to the surface of
By the above method, the
第2に、陽極端子13および陰極端子14を準備する。
1枚の導電性の板材を、陽極端子および陰極端子の外形に沿った形状に打ち抜き、屈曲させる。これにより、第1陰極端子部(搭載部)14a、第2陰極端子部(リード部)14b、および第3陰極端子部(側壁部)14cを有する陰極端子14を得る。
Second, the
A sheet of conductive plate material is punched out into a shape that conforms to the outer shapes of the anode terminal and the cathode terminal, and then bent to obtain
(2)リードフレーム接合工程
陰極部6(銀ペースト層9)の所定の位置に導電性接着材を塗布する。
陽極端子13と陰極端子14とを所定の位置に配置して、陽極体3の第1部分が陽極端子13と接触し、陰極部6が第1陰極端子部14aと接触するように、コンデンサ素子10を載置する。このとき、コンデンサ素子10は、第3陰極端子部14cに挟まれる空間に位置決めされ得る。
(2) Lead Frame Bonding Process A conductive adhesive is applied to a predetermined position of the cathode portion 6 (silver paste layer 9).
次に、陽極体3の第1部分と陽極端子との接触部を、レーザ溶接や抵抗溶接などにより接合する。このとき、陰極端子14(第1陰極端子部14a)の少なくとも一部を、導電性接着材を介して陰極引出層に接着する。加えて、第3陰極端子部14cの少なくとも一部を、導電性接着材を介して陰極引出層に接着してもよい。接着の際、導電性接着材の一部が第3陰極端子部14cと陰極引出層との間に存在するようにしてもよい。導電性接着材12の塗布量を多くすることで、導電性接着材の一部は第1陰極端子部14aと陰極層5の間の空間から溢れ、溢れた分を第3陰極端子部14cと陰極引出層との間に介在させることができる。
Next, the contact portion between the first portion of the
(3)封止工程
陽極端子13および陰極端子14が接続されたコンデンサ素子10を金型に収容し、例えばトランスファー成型法等により、外装樹脂(外装体11の材料。例えば、未硬化の熱硬化性樹脂およびフィラー)を金型に流し入れ、コンデンサ素子10を封止する。成型の条件は特に限定されず、使用される熱硬化性樹脂の硬化温度等を考慮して、適宜、時間および温度条件を設定すればよい。このとき、液状の外装樹脂は、第3陰極端子部14cと衝突し、コンデンサ素子10と直接衝突しないように、金型に設けられた樹脂注入口(ゲート)が、コンデンサ素子の側壁部と対向した状態で、樹脂注入口から流し入れられる。
(3) Sealing Process The
このとき、陽極端子13の一部および陰極端子14の第2陰極端子部14bの一部を金型から露出させる。これにより、陽極端子13の一部および第2陰極リード部14bの一部が、外装体11から露出する。
At this time, a portion of the
次に、外装体から露出した陽極端子13、および第2陰極端子部14bの一部を、外装体の外表面に沿って屈曲させる。この工程により、第2陰極端子部14bは、第1主面S1に沿う方向から第4主面S4に沿う方向に屈曲され、さらに第4主面に沿う方向から第5主面に沿う方向に屈曲される。
Next, the
以上の方法により、電解コンデンサ100が製造される。 The electrolytic capacitor 100 is manufactured using the above method.
本発明に係る電解コンデンサは、漏れ電流が少なく、信頼性に優れるため、様々な用途に利用できる。 The electrolytic capacitor of the present invention has low leakage current and excellent reliability, making it suitable for a wide range of applications.
100:電解コンデンサ
10:コンデンサ素子
1:第1部分(陽極引出部)
1a:第1端部
2:第2部分(陰極形成部)
2a:第2端部
3:陽極体
4:芯部
5:多孔質部
6:陰極部
7:固体電解質層
8:カーボン層
9:銀ペースト層
11:外装体
13:陽極端子
14:陰極端子
14a:第1陰極端子部(搭載部)
14b:第2陰極端子部(リード部)
14c:第3陰極端子部(側壁部)
15、15a、15b:陽極電極
16:陰極電極
100: electrolytic capacitor 10: capacitor element 1: first part (anode lead portion)
1a: First end portion 2: Second portion (cathode forming portion)
2a: second end portion 3: anode body 4: core portion 5: porous portion 6: cathode portion 7: solid electrolyte layer 8: carbon layer 9: silver paste layer 11: exterior body 13: anode terminal 14:
14b: Second cathode terminal portion (lead portion)
14c: Third cathode terminal part (side wall part)
15, 15a, 15b: Anode electrode 16: Cathode electrode
Claims (10)
前記陽極部と電気的に接続する陽極端子と、
前記陰極部と電気的に接続する陰極端子と、
前記陽極端子の一部、および、前記陰極端子の一部を露出させた状態で、前記コンデンサ素子を覆う外装体と、を備え、
前記コンデンサ素子は、第1主面と、前記第1主面と一辺を共有する第2主面と、前記第1主面と一辺を共有し、且つ前記第2主面と反対側に位置する第3主面と、を有し、
前記陰極端子は、前記コンデンサ素子が搭載される、前記第1主面と対向する搭載部と、前記搭載部から屈曲して、前記第1主面に交差する方向に延在する側壁部と、を有し、
前記外装体は、樹脂注入痕を有し、
前記樹脂注入痕は、前記側壁部と対向する位置にある、電解コンデンサ。 a capacitor element having an anode portion and a cathode portion;
an anode terminal electrically connected to the anode portion;
a cathode terminal electrically connected to the cathode portion;
an exterior body that covers the capacitor element while leaving a portion of the anode terminal and a portion of the cathode terminal exposed,
the capacitor element has a first main surface, a second main surface sharing one side with the first main surface, and a third main surface sharing one side with the first main surface and positioned on the opposite side to the second main surface;
the cathode terminal has a mounting portion facing the first main surface on which the capacitor element is mounted, and a sidewall portion bent from the mounting portion to extend in a direction intersecting the first main surface,
The exterior body has a resin injection mark,
The resin injection mark is located opposite the side wall portion.
前記樹脂注入痕を複数有し、
複数の前記樹脂注入痕のそれぞれが、前記複数の側壁部のいずれか1つと対向する位置にある、請求項1に記載の電解コンデンサ。 The side wall portion includes a plurality of the side walls.
The resin injection marks are multiple,
The electrolytic capacitor according to claim 1 , wherein each of the plurality of resin injection marks is located opposite one of the plurality of side wall portions.
前記側壁部の少なくとも1つが前記第2主面に沿って延在している、請求項1または請求項2に記載の電解コンデンサ。 The side wall portion includes a plurality of the side walls.
3. The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein at least one of the sidewall portions extends along the second main surface.
前記第2主面に沿って延在する側壁部の少なくとも1つと、前記第4主面に沿って延在する側壁部の少なくとも1つとが、前記第2主面と前記第4主面とを連結する角部において、近接または連続している、請求項6に記載の電解コンデンサ。 The side wall portion includes a plurality of the side walls.
7. The electrolytic capacitor of claim 6, wherein at least one of the sidewall portions extending along the second main surface and at least one of the sidewall portions extending along the fourth main surface are adjacent to or continuous with each other at a corner portion connecting the second main surface and the fourth main surface.
陽極端子および陰極端子を準備する工程と、
前記コンデンサ素子の前記陽極部を前記陽極端子と接続し、前記コンデンサ素子の前記陰極部を前記陰極端子と接続する工程と、
前記陽極端子の一部、および、前記陰極端子の一部が露出するように、射出成型により前記コンデンサ素子を外装体で封止する工程と、を有し、
前記陰極端子は、前記コンデンサ素子が搭載される搭載部と、前記搭載部から屈曲して、前記搭載部の主面に交差する方向に延在する側壁部と、を有し、
前記外装体で封止する工程において、外装樹脂を金型に流し入れるゲートを、前記コンデンサ素子の前記側壁部と対向させる、電解コンデンサの製造方法。 Providing a capacitor element having an anode portion and a cathode portion;
providing an anode terminal and a cathode terminal;
connecting the anode portion of the capacitor element to the anode terminal and the cathode portion of the capacitor element to the cathode terminal;
and sealing the capacitor element with an exterior body by injection molding so that a portion of the anode terminal and a portion of the cathode terminal are exposed.
the cathode terminal has a mounting portion on which the capacitor element is mounted, and a sidewall portion bent from the mounting portion and extending in a direction intersecting a main surface of the mounting portion,
In the step of sealing with the exterior body, a gate through which exterior resin is poured into a mold is opposed to the side wall portion of the capacitor element.
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