(57)【要約】【課題】本発明は、低背化を可能とする表面実装用端子付き二次電池を提供することを目的とする。【解決手段】正、負極の電極に円形状の外装缶を用い、一方の電極の外装缶の外径が、他方の電極の外装缶の外径より大きい電気化学素子であって、前記外径の小さい外装缶には回路基板と半田付け接続されるリード端子が溶接され、前記外径の大きい外装缶は回路基板側に配されるとともに、この外径の大きい外装缶の底部は、その外径よりも小さい径の第1底面部と、前記第1底面部の周囲に位置し、リフロー法により回路基板に半田付けされるドーナツ状の第２底面部と、これら第１および第２の底面部を一体に連結する立ち上がり部を有することを特徴とする表面実装用端子付き電気化学素子を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正、負極の電極に円形状の外装缶を用い、一方の電極の外装缶の外径が、他方の電極の外装缶の外径より大きい電気化学素子であって、前記外径の小さい外装缶には回路基板と半田付け接続されるリード端子が溶接され、前記外径の大きい外装缶は回路基板側に配されるとともに、この外径の大きい外装缶の底部は、その外径よりも小さい径の第１底面部と、前記第１底面部の周囲に位置し、リフロー法により回路基板に半田付けされるドーナツ状の第２底面部と、これら第１および第２の底面部を一体に連結する立ち上がり部を有することを特徴とする表面実装用端子付き電気化学素子。
【請求項２】
前記リフロー法により回路基板に半田付けされるドーナツ状の第２底面部には、スズ、スズ合金又はニッケルの層が設けられたことを特徴とする請求項1記載の表面実装用端子付き電気化学素子。
【請求項３】
電気化学素子が電池またはキャパシタであることを特徴とする請求項１または２に記載の表面実装用端子付き電気化学素子。
【請求項４】
正、負極の電極に円形状の外装缶を用い、一方の電極の外装缶の外径が、他方の電極の外装缶の外径より大きい電気化学素子の回路基板への実装方法であって、前記外径の小さい外装缶には回路基板と半田付け接続されるリード端子が溶接されるとともに、前記外径の大きい外装缶は回路基板側に配され、この外径の大きい外装缶の底部は、その外径よりも小さい径の第１底面部と、前記第１底面部の周囲に位置し、リフロー法により回路基板に半田付けされるドーナツ状の第２底面部と、これら第１および第２の底面部を一体に連結する立ち上がり部を有しており、前記回路基板にあらかじめ形成された貫通孔もしくは凹部に、前記電気化学素子の第１底面部と立ち上がり部を装填し、リフロー法によって前記リード端子と回路基板、およびドーナツ状に形成された第２底面部と回路基板を半田付けすることを特徴とする表面実装用端子付き電気化学素子の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用電子機器等に用いられるコイン型やボタン型形状をした電池やキャパシタ等の表面実装用端子付き電気化学素子の端子形状と回路基板への実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯用電子機器のバックアップ電源として、小型のコイン型やボタン型形状をした電気化学素子が広く用いられている。これらの電気化学素子は、通常、素子の両極面にリード端子が溶接されており、これらの端子がリフロー法による表面実装により、携帯用電子機器の回路基板に半田付けされる。電気化学素子としては電池とキャパシタがある。
【０００３】
近年、携帯用電子機器の小型化、薄型化が進む中で、部品や回路基板などの小型化や低背化が要求されている。表面実装用の電気化学素子についても様々な提案がなされている。たとえば特許文献１では、端子形状を工夫することで実装面積の減少化が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２では、低背化を目的として、従来は外装缶表面に沿って溶接されていた２つのリード端子のうち、外径の大きい外装缶に溶接されていたリード端子の溶接位置を側面に変更することで、リード端子の厚み分を減らす提案がなされている。
【０００５】
さらに、特許文献３では電気化学セル本体のどちらか一方の電極を直接回路基板に半田付けすることによって、実装面積を削減する提案がなされている。
【特許文献１】特開２００３−９２１０２号公報
【特許文献２】特開２００４−１６５５３７号公報
【特許文献３】特開２００４−３２７２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２または３に記載の発明では、リード端子の厚みの減少分のみが低背化に寄与しており、これ以上の低背化は難しいという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、従来の課題を解決し、さらなる低背化を可能とする新たな端子付き電気化学素子とその回路基板への実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、正、負極の電極に円形状の外装缶を用い、一方の電極の外装缶の外径が、他方の電極の外装缶の外径より大きい電気化学素子であって、前記外径の小さい外装缶には回路基板と半田付け接続されるリード端子が溶接され、前記外径の大きい外装缶は回路基板側に配されるとともに、この外径の大きい外装缶の底部は、その外径よりも小さい径の第１底面部と、前記第１底面部の周囲に位置し、リフロー法により回路基板に半田付けされるドーナツ状の第２底面部と、これら第１および第２の底面部を一体に連結する立ち上がり部を有することを特徴とする表面実装用端子付き電気化学素子を提供するものである。
【０００９】
前記リフロー法により回路基板に半田付けされるドーナツ状の第２底面部には、十分な半田付け強度を確保するためにスズ、スズ合金又はニッケルの層が設けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明の電気化学素子としては電池であってもキャパシタであってもよい。
【００１１】
また、本発明は、正、負極の電極に円形状の外装缶を用い、一方の電極の外装缶の外径が、他方の電極の外装缶の外径より大きい電気化学素子の回路基板への実装方法であって、前記外径の小さい外装缶には回路基板と半田付け接続されるリード端子が溶接されるとともに、前記外径の大きい外装缶は回路基板側に配され、この外径の大きい外装缶の底部は、その外径よりも小さい径の第１底面部と、前記第１底面部の周囲に位置し、リフロー法により回路基板に半田付けされるドーナツ状の第２底面部と、これら第１および第２の底面部を一体に連結する立ち上がり部を有しており、前記回路基板にあらかじめ形成された貫通孔もしくは凹部に、前記電気化学素子の第１底面部と立ち上がり部を装填し、リフロー法によって前記リード端子と回路基板、およびドーナツ状に形成された第２底面部と回路基板を半田付けすることを特徴とする表面実装用端子付き電気化学素子の実装方法を提供するものである。
【００１２】
上記のような端子付き電気化学素子の構成および実装方法によれば、電気化学素子本体は回路基板にあらかじめ形成された貫通孔もしくは凹部に装填されるため、基板表面からの電気化学素子の実装高さは、端子の厚みと電気化学素子の厚みを単純にプラスした従来の実装高さよりも低くなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、電気化学素子本体の一部が、回路基板にあらかじめ形成された貫通孔もしくは凹部に装填されるため、低背化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１５】
本発明は、正、負極の電極に円形状の外装缶を用い、一方の電極の外装缶の外径が、他方の電極の外装缶の外径より大きい電気化学素子であって、前記外径の小さい外装缶には回路基板と半田付け接続されるリード端子が溶接され、前記外径の大きい外装缶は回路基板側に配されるとともに、この外径の大きい外装缶の底部は、その外径よりも小さい径の第１底面部と、前記第１底面部の周囲に位置し、リフロー法により回路基板に半田付けされるドーナツ状の第２底面部と、これら第１および第２の底面部を一体に連結する立ち上がり部を有することを特徴とする表面実装用端子付き電気化学素子を提供するものである。
【００１６】
また、本発明は、正、負極の電極に円形状の外装缶を用い、一方の電極の外装缶の外径が、他方の電極の外装缶の外径より大きい電気化学素子の回路基板への実装方法であって、前記外径の小さい外装缶には回路基板と半田付け接続されるリード端子が溶接されるとともに、前記外径の大きい外装缶は回路基板側に配され、この外径の大きい外装缶の底部は、その外径よりも小さい径の第１底面部と、前記第１底面部の周囲に位置し、リフロー法により回路基板に半田付けされるドーナツ状の第２底面部と、これら第１および第２の底面部を一体に連結する立ち上がり部を有しており、前記回路基板にあらかじめ形成された貫通孔もしくは凹部に、前記電気化学素子の第１底面部と立ち上がり部を装填し、リフロー法によって前記リード端子と回路基板、およびドーナツ状に形成された第２底面部と回路基板を半田付けすることを特徴とする表面実装用端子付き電気化学素子の実装方法を提供するものである。
【００１７】
本発明では、前記外径の大きい外装缶の底部に段差を設け、第１底面部とドーナツ状の第２底面部を設ける加工を施し、回路基板側には外径の大きい外装缶の第１底面部より大
きく、第２底面部よりも小さい径の貫通孔もしくは凹部加工を施すことにより、限界となっていた実装部品の低背化を可能とするものである。
【００１８】
ドーナツ状の第２底面部を回路基板との半田付け部分として使用することで、従来、基板表面と同一平面に存在していた第１底面部が基板表面より下方に存在することで、基板表面からの高さを低くすることができる。
【００１９】
この構成によれば、従来外径の大きい外装缶に溶接していたリード端子を必要とせず、部品点数の削減と、溶接工程でリード端子１個分の工程の削減等が可能となり、生産性の向上およびコストダウンにつなげることができる。
【００２０】
また、第１底面部と第２底面部を結ぶ立ち上がり部の高さによって、実装高さを制御することができる。
【００２１】
前記電気化学素子の、回路基板に半田付けされるドーナツ状の第２底面部には、十分な半田付け強度を確保するためにスズ、スズ合金又はニッケルの層が設けられていることが好ましい。
【００２２】
第１底面部と第２底面部を結ぶ立ち上がり部の外部表面、および第１底面部にもスズ、スズ合金又はニッケルの層が設けられていてもよい。
【００２３】
また、ニッケルメッキ層を下地としてその上層部分にスズまたはスズ合金の層が設けられていることが好ましい。
【００２４】
電気化学素子としては電池およびキャパシタどちらについても適用可能である。
【００２５】
以上の構成にすることにより、実装部品として低背化が可能な表面実装用端子付き電気化学素子を提供することができる。
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施例について説明する。
【００２７】
（実施例１）
直径４．８ｍｍ、厚さ１．４ｍｍのサイズの電池において、外径の大きい外装缶の形状を変更することで電池を作製した。外装缶およびリード端子はステンレス製である。
【００２８】
図１に示す発明電池１は、外径の大きい外装缶について、外径よりも小さい径の第1底面部を有するとともに、前記底面から上方向に向けて形成された立ち上がり部と前記立ち上がり部から更にドーナツ状に形成された第２底面部を有している。第１底面部の径が３．６ｍｍ、立ち上がり部の高さが０．２ｍｍ、ドーナツ状の第２底面部の幅が０．６ｍｍである。第１ 、２底面部にはニッケルメッキが施されており、第２底面部にはそのニッケルメッキ表面にスズメッキ層が形成されている。
【００２９】
外径の小さい外装缶には厚み０．１ｍｍのリード端子が溶接されており、端部は第２底面部と同一平面に折り曲げられている。リード端子を含む電池の厚さは１．５ｍｍである。
【００３０】
（比較例１）
図３に示す比較電池１の作製を行った。電池のサイズは実施例１と同じである。外径の大きい外装缶は底面部を一つのみ有し、その底面部にフラットな厚み０．１ｍｍのリード
端子が溶接されており、外径の小さい外装缶に溶接されたリード端子（厚み０．１ｍｍ）は端部が前記リード端子と同一平面になるように折り曲げられている。リード端子を含む電池の厚さは１．６ｍｍである。
【００３１】
（比較例２）
図５に示す比較電池２の作製を行った。電池のサイズは実施例１と同じである。外径の大きい外装缶のリード端子（厚み０．１ｍｍ）はその側面に溶接されており、そのリード端子の端部は底面部と同一平面であり、もう一方のリード端子（厚み０．１ｍｍ）は比較電池１と同様の構成となっている。リード端子を含む電池の厚さは１．５ｍｍである。
【００３２】
発明電池１及び比較電池１、２を回路基板に実装して、実装後の基板表面からの高さの確認をした。図２、図４、図６はそれぞれ発明電池１及び比較電池１、２の実装状態を示す側面図である。発明電池１を実装する基板には発明電池１の第１底面部が入る３．７ｍｍの穴が開けられている。
【００３３】
表１は各電池についてリード端子を含む電池の厚さと実装後の基板表面からの高さをまとめたものである。
【００３４】
【表１】
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実装後の基板表面からの高さは、比較電池１、２ではリード端子を含む電池の厚さ同じになるのに対して、発明電池１では基板表面からの高さは１．３ｍｍとなり、リード端子を含む電池の厚さに比べて０．２ｍｍ低くなる。これは図２に示すように第１底面部と立ち上がり部が基板内に収まり、低背化が実現できたためである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によると、電気化学素子本体の一部が、回路基板にあらかじめ形成された貫通孔もしくは凹部に装填されるため、低背化が可能となり、携帯用電子機器の薄型化に対応することが可能となって、その工業的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例における表面実装用端子付き電気化学素子の側面図
【図２】本発明の実施例における表面実装用端子付き電気化学素子の実装状態を示す側面図
【図３】比較例１に示す表面実装用端子付き電気化学素子の側面図
【図４】比較例１に示す表面実装用端子付き電気化学素子の実装状態を示す側面図
【図５】比較例２に示す表面実装用端子付き電気化学素子の側面図
【図６】比較例２に示す表面実装用端子付き電気化学素子の実装状態を示す側面図
【符号の説明】
【００３７】
１Ａ  外径の大きい外装缶
１Ｂ  外径の小さい外装缶
１Ｃ  リード端子
１Ｄ  回路基板
２Ａ  外径の大きい外装缶
２Ｂ  外径の小さい外装缶
２Ｃ  リード端子
２Ｄ  回路基板
３Ａ  外径の大きい外装缶
３Ｂ  外径の小さい外装缶
３Ｃ  リード端子
４Ｄ  回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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