(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極リード(20)を突出させたコンデンサ素子(2)と、該陽極リード(20)に接続された陽極側リードフレーム(3)と、コンデンサ素子(2)の周面に取り付けられた陰極側リードフレーム(30)とを具え、陽極側リードフレーム(3)の一部及び陰極側リードフレーム(30)の一部とコンデンサ素子(2)とがハウジング(5)に覆われた固体電解コンデンサに於いて、
陽極側リードフレーム(3)はハウジング(5)内にて陽極リード(20)に向けて突出した突起部(4)を形成し、
突起部(4)は、陽極リード(20)よりも上方に位置し陽極リード(20)と平行な第１水平部(41)と、陽極リード(20)に接する第２水平部(40)と、両水平部(41)(40)を繋ぐ連結部(42)と、前記第２水平部(40)の内側端部から上向きに傾斜して折曲した補助折曲部(43)を具え、
陽極リード(20)に接する第２水平部(40)上の接触面(46)は平坦に形成され、第２水平部(40)上であって該接触面(46)と反対側の面は湾曲形に形成されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
陽極リード(20)を突出させたコンデンサ素子(2)と、該陽極リード(20)に接続された陽極側リードフレーム(3)と、コンデンサ素子(2)の周面に取り付けられた陰極側リードフレーム(30)とを具え、陽極側リードフレーム(3)の一部及び陰極側リードフレーム(30)の一部とコンデンサ素子(2)とがハウジング(5)に覆われた固体電解コンデンサに於いて、
陽極側リードフレーム(3)は、折り曲げによってハウジング(5)内にて陽極リード(20)に向けて突出した突起部(4)を形成し、
突起部(4)は、陽極リード(20)よりも上方に位置し陽極リード(20)と平行な第１水平部(41)と、陽極リード(20)に接する第２水平部(40)と、両水平部(41)(40)を繋ぐ連結部(42)と、該第２水平部(40)の内側端部から上向きに傾斜して折曲された補助折曲部(43)とを具えていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項３】
第２水平部(40)は、陽極リード(20)との接触面(46)が平坦に形成されると共に、接触面(46)と反対側の面は湾曲形に形成されている、請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
第１水平部(41)及びコンデンサ素子(2)の周面に接する陰極側リードフレーム(30)は、陽極リード(20)から同一高さにある、請求項１乃至３のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載した固体電解コンデンサの製造方法であって、
陽極側リードフレーム(3)の一部を曲げ加工して、突起部(4)を形成する工程と、
該突起部(4)の第２水平部(40)を更にプレス加工して陽極リード(20)との接触面(46)を押圧して平坦に形成するとともに、第２水平部(40)上であって該接触面(46)と反対側の面を湾曲形に形成する工程とを有する、固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームを具えた固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図８に示す構成の固体電解コンデンサ(１)が知られている(特許文献１参照)。これは、細いワイヤ状の陽極リード(20)を突出したコンデンサ素子(２)を具え、該陽極リード(20)には陽極側リードフレーム(３)が抵抗溶接により取り付けられ、コンデンサ素子(
２)の周面には、陰極側リードフレーム(30)が導電性接着剤(26)により取り付けられる。
コンデンサ素子(２)及び両リードフレーム(３)(30)の基端部は合成樹脂製のハウジング(
５)にて覆われ、ハウジング(５)の外側に突出したリードフレーム(３)(30)はハウジング(５)の周面に沿って下向きに曲げ、更に底面に沿って水平に曲げられる。
コンデンサ素子(２)は図９に示すように、タンタル等の弁金属の焼結体から形成される陽極体(24)の表面に、誘電体酸化被膜(21)、導電性高分子から形成される固体電解質層(22)、カーボン及び銀ペースト層(23)が陽極体(24)を覆って順次形成されている。陽極リード(20)は弁金属製であって、陽極体(24)の中心部から突出している。
【０００３】
図８に示すように、陽極側リードフレーム(３)は、ハウジング(５)内にて段部(７)を形成し、該段部(７)は陽極リード(20)より上方に位置し陽極リード(20)と略平行な第１水平部(41)と、該陽極リード(20)に接する第２水平部(40)を具える。陽極側リードフレーム(３)は第１水平部(41)の端部からハウジング(５)の外側に沿って屈曲され、垂直部(35)を形成する。
陽極リード(20)は長さにバラ付きがあるから、陽極リード(20)の先端(20a)と、陽極リード(20)の延長面とハウジング(５)との交点Ｘが接近するものがある。
垂直部(35)の上端が段部(７)の段差分だけ第２水平部(40)よりも上側に位置することにより、交点Ｘと垂直部(35)は、該段差に対応したテーパ面(５a)の水平距離分だけ離れて余裕を設けている。これにより、陽極側リードフレーム(３)をハウジング(５)に沿って折曲して垂直部(35)を形成する際に、陽極リード(20)の先端と垂直部(35)が接して、陽極リード(20)の先端が傷付く虞れを防いでいる。
【０００４】
【特許文献１】特許３１５７７２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
段部(７)は、金属製の陽極側リードフレーム(３)が折曲されて形成されているから、スプリングバックを生じることがある。ここでスプリングバックとは、金属を折曲した後に、図１０に誇張して描いた角度Ｙ、Ｚで示す如く、曲げ角度が広がるように、変形することを指す。
従って、図１１に示すように、コンデンサ素子(２)の陽極リード(20)が陽極側リードフレーム(３)の第２水平部(40)に対し、斜めに取り付けられ、コンデンサ素子(２)の陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)の接触面積にバラ付きが生じることがある。
また、図１２に示すように、第２水平部(40)に陽極リード(20)を溶接すると、傾いて溶接されたコンデンサ素子(２)が陰極側リードフレーム(30)を押し上げ、該陰極側リードフレーム(30)がハウジング(５)からはみ出し、外観不良を生じることがある。この結果、コンデンサ素子(２)の接合強度がバラ付き、信頼性に不安があった。
また、コンデンサ素子(２)の周面を陰極側リードフレーム(30)に取り付けたときに、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)の位置関係がズレていると、以下の問題がある。陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)とが平行でないから、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)の実質的な接触面積が狭くなる。これにより、接合強度が弱く、且つＥＳＲが増加する等の問題がある。
また、斯種コンデンサは、更なる小型化、大容量化も求められている。
本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、陽極リードと陽極側リードフレームの接合強度の向上、ＥＳＲの減少等の信頼性の高い固体電解コンデンサを提供することにある。また、陽極側リードフレームをつぶすようにプレス加工して、陽極側リードフレームを初期の長さよりも長く形成し、更なる小型化、大容量化した固体電解コンデンサを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
固体電解コンデンサ(１)は、陽極リード(20)を突出させたコンデンサ素子(２)と、該陽極リード(20)に接続された陽極側リードフレーム(３)と、コンデンサ素子(２)の周面に取り付けられた陰極側リードフレーム(30)とを具え、陽極側リードフレーム(３)の一部及び陰極側リードフレーム(30)の一部とコンデンサ素子(２)はハウジング(５)に覆われ、陽極側リードフレーム(３)はハウジング(５)内でＶ字状に折曲されて、陽極リード(20)に向けた突起部(４)を形成している。
突起部(４)は、陽極リード(20)よりも上方に位置し陽極リード(20)と平行な第１水平部(41)と、陽極リード(20)に接する第２水平部(40)と、両水平部を繋ぐ連結部(42)と、該第２水平部(40)の内側端部から上向き折曲され連結部(42)と略対称に傾斜した補助折曲部(43)を具えている。
第２水平部(40)上であって陽極リード(20)との接触面は、該面をプレス加工によって平坦につぶして形成されている。
更に、固体電解コンデンサ(１)の製造方法は、陽極側リードフレーム(３)を曲げ加工又は深絞り加工して、先端に第２水平部(40)を有する突起部(４)を形成する工程と、該突起部(４)の第２水平部(40)を更にプレス加工して陽極リード(20)との接触面(46)を平坦につぶすように形成するとともに、該接触面(46)と反対側の面を丸みを帯びた湾曲形に形成する工程とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
１．陽極側リードフレーム(３)の突起部(４)は、第１水平部(41)、連結部(具体的には図２の傾斜部(42))、第２水平部(40)、補助折曲部(43)が折曲して形成されている。陽極側リードフレーム(３)の突起部(４)を形成する際には、突起部(４)の両端を押さえて、対称的にプレスする両持構造で加工するため、突起部(４)の両側に加わる曲げ荷重は対称になって釣り合う。これにより陽極側リードフレーム(３)のスプリングバックによる変位は対称的に起こり、突起部(４)の水平は保たれる。
また、陽極リード(20)と第２水平部(40)とを溶接するとき、溶接電極の押し付け荷重を、突起部(４)の両側で支えるため、溶接時に陽極リード(20)と第２水平部(40)の平行度が狂うのを防止している。
従って、コンデンサ素子(２)は陽極側リードフレーム(３)に正しく取り付けられて、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)の実質的な接触面積が大きくなる。これにより、従来のようなコンデンサ素子(２)の不正確な取り付けによる接合強度の弱さ、ＥＳＲの増大等の問題を解消することができる。
２．また、第２水平部(40)上の陽極リード(20)との接触面(46)は平坦に形成されているから、接触面(46)と第２水平部(40)の接触面積が大きくなる。この点でも陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)との接合強度を高め、ＥＳＲを小さくすることができる。更に、第２水平部(40)の接触面(46)とは反対側の面(47)、即ち裏面は丸みを帯びて、補強されているから、第２水平部(40)上の陽極リード(20)との接触面(46)を平坦にプレス加工して形成する際の割れ等を防止することができる。
３．また、第２水平部(40)上の陽極リード(20)との接触面(46)は、金型で突起部(４)が薄くなるようにつぶしながらプレス加工するので、第１水平部(41)から傾斜部(42)、第２水平部(40)を経て補助折曲部(43)に至るまでの距離は、接触面(46)をつぶすようなプレス加工をしない場合に比して長くなっている。即ち、突起部(４)が薄くなるようにつぶしながら接触面(46)を形成するから、その分の肉がはみ出て、傾斜部(42)及び補助折曲部(43)が延び、突起部(４)の全体長さが長くなる。
これにより、陽極側リードフレーム(３)の初期の長さを変えることなく、第１水平部(41)と第２水平部(40)との間の上下距離Ｈを長く設けることができ、コンデンサ素子(２)の周面高さ又は外径が大きな場合にも対応できる。コンデンサ素子(２)の周面の大型化に対応できるから、固体電解コンデンサ(１)を大容量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施例を、図を用いて詳述する。本例の固体電解コンデンサ(１)に用いられるコンデンサ素子(２)は、図９に示す従来と同じものである。ここで、コンデンサ素子(２)の固体電解質層(22)を形成する材料には、ポリピロールが用いられるが、これに代えて、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフラン等の導電性高分子、ＴＣＮＱ(７、７、８、８−テトラシアノキノジメタン)錯塩等が挙げられる。また、リードフレーム(３)(30)を形成する材料には、銅を含む合金、鉄とニッケルとの合金等が挙げられる。
更に陽極体(24)及び陽極リード(20)を構成する弁金属には、タンタルの他に、例えばニオブ、チタン、アルミニウムが挙げられる。
【０００９】
図１は、本例の固体電解コンデンサ(１)の正面断面図である。コンデンサ素子(２)からは、細いワイヤ状の陽極リード(20)が突出しており、該陽極リード(20)に陽極側リードフレーム(３)が抵抗溶接により取り付けられ、コンデンサ素子(２)の周面に陰極側リードフレーム(30)が導電性接着剤(26)により取り付けられる。コンデンサ素子(２)及び陽極側リードフレーム(３)の一部、及び陰極側リードフレーム(30)の一部は合成樹脂製のハウジング(５)にて覆われ、両リードフレーム(３)(30)のハウジング(５)の外側に突出した一部は、ハウジング(５)の周面に沿って下向きに曲げ、更に底面に沿って水平に曲げられる。
【００１０】
図２は、陽極側リードフレーム(３)の先端部の拡大図である。陽極側リードフレーム(３)の基端部は、プレス加工によって下向きに突出した突起部(４)を形成している。突起部(４)は、陽極リード(20)よりも上方に位置し陽極リード(20)と略平行な第１水平部(41)と、陽極リード(20)に接する第２水平部(40)と、両水平部(40)(41)を繋ぐ連結部である第１傾斜部(42)と、該第２水平部(40)の内側端部から上向き折曲され第１傾斜部(42)と略対称に傾いた補助折曲部(43)を具えている。補助折曲部(43)は、第２水平部(40)の内側端部から斜め上向きに延びた第２傾斜部(44)と、該第２傾斜部(44)の上端部から内向きに延びた第３水平部(45)を具える。第１、第３水平部(41)(45)は、ハウジング(５)内にてコンデンサ素子(２)の周面に接した陰極側リードフレーム(30)と略同一高さにある。
第２水平部(40)上であって陽極リード(20)との接触面(46)は、後記の如く、追加のプレス加工によって、平坦に形成されている。第２水平部(40)上であって該接触面(46)と反対側の面(47)は丸みＲを帯びて湾曲形に形成されている。
【００１１】
突起部(４)は、第１傾斜部(42)及び第２傾斜部(44)の対称的な両持構造で加工されるため、突起部(４)の両側に加わる曲げ荷重は対称的になって釣り合う。これにより陽極側リードフレーム(３)のスプリングバックは打ち消し合い、陽極側リードフレーム(３)の変位又は傾きは抑えられる。
また、陽極リード(20)を第２水平部(40)に溶接するとき、溶接電極の押し付け荷重を、突起部(４)の両側で支えるため、溶接時に陽極リード(20)と第２水平部(40)の平行度が狂うのを防止している。
従って、コンデンサ素子(２)は陽極側リードフレーム(３)に正しく取り付けられて、従来のようなコンデンサ素子(２)の不正確な取り付けによる接合強度の弱さ、ＥＳＲの増大等の問題を解消することができる。
第２水平部(40)上の陽極リード(20)との接触面(46)は平坦に形成されているから、陽極リード(20)と接触面(46)は密に接する。この点で、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)との接合強度を高めることができる。
特に、突起部(４)は金属板の陽極側リードフレーム(３)を折曲して形成されているから、第１水平部(41)と第２水平部(40)の上下間隔(図２のＨ)が大きいときは、接触面(46)が丸みを帯びやすくなる。これは、陽極側リードフレーム(３)と陽極リード(20)の接合強度の低下、ＥＳＲの増大を招来する。
接触面(46)を平坦につぶすように追加のプレス加工を施すことにより、接触面(46)と第２水平部(40)の接触面積が大きくなる。従って、第１水平部(41)と第２水平部(40)の上下間隔が大きくとも、陽極リード(20)と陽極側リードフレーム(３)との接合強度を高め、ＥＳＲを小さくすることができる。
更に、第２水平部(40)上であって該接触面(46)と反対側の面(47)、即ち裏面は丸みＲを帯びて、補強されているから、第２水平部(40)上の陽極リード(20)との接触面(46)を平坦に形成する際の割れ等を防止することができる。
【００１２】
両水平部(41)(40)の上下間隔Ｈを大きく形成する場合
斯種固体電解コンデンサは、大容量化に対応してコンデンサ素子(２)を大径化したい場合がある。この場合は、コンデンサ素子(２)の周面と補助折曲部(43)との接触を避けるべく、第１水平部(41)と第２水平部(40)の上下間隔Ｈを大きく形成する必要がある。以下に、その内容を記載する。
図３(a)、図３(b)は、本例に於ける突起部(４)の効果を示す説明図であり、図２とは上下を逆にしている。図３Ａは、突起部(４)が薄くなるようにつぶしながら、接触面(46)を形成した後、接触面(46)を平坦につぶすプレス加工を施した突起部(４)を、図３(b)は接触面(46)を平坦につぶすプレス加工を施していない突起部(４)を夫々示す。従って、図３(b)では接触面(46)は稍丸みを帯びている。
図３(a)のプレス加工は、突起部(４)が薄くなるようにつぶしながら、接触面(46)を形成するから、その分の肉がはみ出て、傾斜部(42)及び補助折曲部(43)が延び、突起部(４)の全体の長さが長くなる。
これにより、陽極側リードフレーム(３)の初期の切出し長さを変えることなく、第１水平部(41)から第２水平部(40)までの上下距離Ｈを長く設けることができ、コンデンサ素子(２)の周面高さ又は外径が大きな場合にも対応できる。コンデンサ素子(２)の周面の大型化に対応できるから、固体電解コンデンサ(１)を大容量化することができる。
【００１３】
図３(c)に示すように、補助折曲部(43)は打ち抜きダレを残して第３水平部(45)を設けなくともよい。この場合、第３水平部(45)の水平長さ分だけ、突起部(４)をコンデンサ素子(２)に寄せることができ、これによっても固体電解コンデンサ(１)のハウジング(５)を小型化することができる。
【００１４】
陽極側リードフレームの製造方法
以下に陽極側リードフレーム(３)の製造方法を示す。
図４に示すように、リードフレーム(３)(30)の材料となる金属板(８)を打ち抜き加工する。リードフレーム(３)(30)は金属板(８)を切り出して形成され、互いに離間した陽極構成片(80)と、陰極構成片(81)を設ける。陰極構成片(81)上のコンデンサ素子(２)が載置される箇所には図４、図５の凹面(31)が形成され、コンデンサの全体高さが高くなることを抑えている。即ち、
次に、図５に示すように、陽極構成片(80)の先端部を曲げ加工して、突起部(４)を形成する。この場合、深絞り加工にて突起部(４)を形成することもできるが、突起部(４)を高く形成するには、曲げ加工の方が有利と考えられる。勿論、深絞り加工にて突起部(４)を形成してもよい。
【００１５】
次に、図６の断面図に示すように、頂面に丸みを持つ受け型(６)を突起部(４)の内側に置き、該突起部(４)の上から平坦な押さえ面を持つパンチ(60)にて更にプレス加工し、第２水平部(40)の上面、即ち接触面(46)は水平に形成し、第２水平部(40)の裏面(47)は丸みのある面に形成する。
次に、図７に示す如く、突起部(４)の第２水平部(40)の接触面(46)上にコンデンサ素子(２)の陽極リード(20)を置き、コンデンサ素子(２)の周面を凹面(31)に置く。陽極リード(20)を接触面(46)に抵抗溶接し、コンデンサ素子(２)の周面を導電性接着剤にて凹面(31)に取り付ける。この後は、従来と同様に、コンデンサ素子(２)をハウジング(５)にて被覆し、陽極構成片(80)及び陰極構成片(80)を切断してリードフレーム(３)(30)とし、該リードフレーム(３)(30)をハウジング(５)に沿って折曲して、固体電解コンデンサ(１)を得る。図７ではコンデンサ素子(２)は長方形であるが、円筒状でもよい。
上記では、コンデンサ素子(２)を陽極側リードフレーム(３)に取り付ける際には、コンデンサ素子(２)を陽極側リードフレーム(３)の上方に配備して、コンデンサ素子(２)を下降させるとした。しかし、これに代えて、陽極側リードフレーム(３)を上下反転して、突起部(４)を下向き突出させ、コンデンサ素子(２)を陽極側リードフレーム(３)の下方に配備して上昇させ、取り付けてもよい。
【００１６】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】固体電解コンデンサの正面断面図である。
【図２】陽極側リードフレームの先端部の拡大図である。
【図３】(a)、(b)は、本例に於ける突起部の効果を示す説明図であり、(c)は別の突起部を示す図である。
【図４】リードフレームを形成する金属板の平面図である。
【図５】リードフレームを形成する工程を示す斜視図である。
【図６】リードフレームを形成する工程を示す断面図である。
【図７】固体電解コンデンサを形成する工程を示す斜視図である。
【図８】従来の固体電解コンデンサの正面断面図である。
【図９】従来のコンデンサ素子の断面図である。
【図１０】従来のリードフレームを示す正面図である。
【図１１】従来のコンデンサ素子が傾いて取り付けられる状態を示す図である。
【図１２】従来のコンデンサ素子が傾いて取り付けられる状態を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
(１)  固体電解コンデンサ
(２)  コンデンサ素子
(３)  陽極側リードフレーム
(４)  突起部
(５)  ハウジング
(20)  陽極リード
(30)  陰極側リードフレーム
(40)  第２水平部
(41)  第１水平部
(43)  補助折曲部
【図１】
0004585459.tif 000002
【図２】
0004585459.tif 000003
【図３】
0004585459.tif 000004
【図４】
0004585459.tif 000005
【図５】
0004585459.tif 000006
【図６】
0004585459.tif 000007
【図７】
0004585459.tif 000008
【図８】
0004585459.tif 000009
【図９】
0004585459.tif 000010
【図１０】
0004585459.tif 000011
【図１１】
0004585459.tif 000012
【図１２】
0004585459.tif 000013