(57)【要約】 【課題】  製品背高を変化させることなく半田リフロー条件のような高温環境下に耐えうる表面実装対応の端子付電気化学デバイスを提供する。【解決手段】  絶縁性ガスケット６を介して円筒形金属ケース２と金属蓋３により外装され、円筒形金属ケース２および金属蓋３にそれぞれリード端子４を取り付けた端子付電気化学デバイスにおいて、円筒形金属ケース２の電極面及び金属蓋３の電極面に凸部２ａ、３ａが設けられており、リード端子４、５は、円筒形金属ケース２及び金属蓋３に溶接される溶接部を有する端子本体部４ａ、５ａと、実装基板の半田付け面に対してほぼ平行となるように加工された半田付け部４ｃ、５ｃとを含み、リード端子の端子本体部４ａ、５ａに、円筒形金属ケース２及び金属蓋３に設けた凸部２ａ、３ａが収まる貫通孔、または切欠きを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性ガスケットを介して円筒形金属ケースと金属蓋により外装され、前記円筒形金属ケースおよび前記金属蓋にそれぞれリード端子を取り付けた端子付電気化学デバイスにおいて、前記円筒形金属ケースの電極面及び前記金属蓋の電極面に凸部が設けられており、前記リード端子は、前記円筒形金属ケース及び前記金属蓋に溶接される溶接部を有する端子本体部と、実装基板の半田付け面に対してほぼ平行となるように加工された半田付け部とを含み、前記リード端子の端子本体部に、前記円筒形金属ケース及び前記金属蓋に設けた凸部が収まる貫通孔、または、切欠きを有することを特徴とする端子付電気化学デバイス。
【請求項２】
前記円筒形金属ケースの電極面及び前記金属蓋の電極面の凸部の高さが、前記リード端子の厚さ以下であることを特徴とする請求項１記載の端子付電気化学デバイス。
【請求項３】
前記円筒形金属ケースの電極面または前記金属蓋の電極面に凸部が複数箇所設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の端子付電気化学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子付電気化学デバイスに関し、特にコイン型あるいはボタン型の二次電池、電気二重層コンデンサ等にリード端子を取り付けた端子付電気化学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・軽量化に伴いコイン型の電気二重層コンデンサや二次電池を小型化・軽量化する要求が増大している。従来、携帯機器の補助電源としてクロックおよびメモリー機能バックアップ用として用いられるコイン型、ボタン型の一次電池、二次電池および電気二重層コンデンサは電流を取り出すためのリード端子を取り付けて用いるのが一般的である。
【０００３】
図８は従来の端子付コイン型電気二重層コンデンサの断面図である。図９は従来の端子付コイン型電気二重層コンデンサを説明する図であり、図９（ａ）は平面図であり、図９（ｂ）は正面図である。図８及び図９に示すように、従来の端子付コイン型電気二重層コンデンサは、部品本体の上下面に位置する円筒形金属ケース２の電極面（底面）と金属蓋３の電極面（上面）にリード端子４、５が取り付けられている。さらに、表面実装に適用するためには、各リード端子の自由端側の脚部４ｂ、５ｂを各電極面とほぼ直交する同一方向に折り曲げ、さらにその各先端の半田付け部４ｃ、５ｃを実装するプリント基板面と平行となるように直角に折り曲げられている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６５５３７号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００３／０３０２８１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半田リフロー条件のような高温環境下では、絶縁性ガスケット６を介して、円筒形金属ケース２及び金属蓋３により密閉封止されたコイン型電気二重層コンデンサ、或いはコイン型電池の内部圧力は、熱膨張により上昇する。従来用いられているコイン型電気二重層コンデンサ、或いはコイン型電池の構造では、半田リフロー条件のような高温環境下では上昇した内部圧力に耐えられず、円筒形金属ケース２の電極面（底面）及び金属蓋３の電極面(上面)の中央部が膨れて変形し、常温に戻った際、内部圧力の減少に伴い、コイン型電気二重層コンデンサの場合、コンデンサセル１は収縮するが、円筒形金属ケース２の電極面（底面）及び金属蓋３の電極面（上面）は、変形した状態のまま保持される。このためコンデンサセル１と円筒形金属ケース２の電極面（底面）及び金属蓋３の電極面（上面）との接触がルーズになり、コンデンサセル１と円筒形金属ケース２及び金属蓋３間の接触抵抗が増大する不具合が発生していた。
【０００６】
一方、表面実装部品には、小型化、低背化が求められており、材料部品厚を厚くして強度アップをはかることは、製品背高が高くなるため、許容されない。本発明の課題は、製品背高を変化させることなく半田リフロー条件のような高温環境下に耐えうる表面実装対応のコイン型電気二重層コンデンサ、および、コイン型電池などの端子付電気化学デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記従来の欠点を解決するためになされたもので、コイン型の端子付電気化学デバイスにおいて、外装体となる円筒形金属ケースと金属蓋および端子の構造を工夫することにより高温環境下に耐えうることを見出したものである。
【０００８】
本発明の電気化学デバイスは、絶縁性ガスケットを介して円筒形金属ケースと金属蓋により外装され、前記円筒形金属ケースおよび前記金属蓋にそれぞれリード端子を取り付けた端子付電気化学デバイスにおいて、前記円筒形金属ケースの電極面及び前記金属蓋の電極面に凸部が設けられており、前記リード端子は、前記円筒形金属ケース及び前記金属蓋に溶接される溶接部を有する端子本体部と、実装基板の半田付け面に対してほぼ平行となるように加工された半田付け部とを含み、前記リード端子の端子本体部に、前記円筒形金属ケース及び前記金属蓋に設けた凸部が収まる貫通孔、または、切欠きを有することを特徴とする。また、前記円筒形金属ケース及び前記金属蓋に設けられた凸部の高さは、溶接されるリード端子の部品厚み以下であることが好ましい。また、リード端子の位置決め精度アップのためには、前記円筒形金属ケースまたは前記金属蓋に２箇所以上凸部を設けてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、円筒形金属ケースの電極面及び金属蓋の電極面に、好ましくはリード端子の板厚以下の凸部を設け、また、リード端子に円筒形金属ケース及び金属蓋に設けた凸部が収まる貫通孔又は切欠きを設けるように構成することにより、製品背高を変化させることなくリード端子の位置決め方法の簡易化が可能となり、且つ、電極面の外装強度向上が可能となり、半田リフロー条件のような高温環境下に耐えうる表面実装対応のコイン型の端子付電気化学デバイスを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
以下に説明する実施の形態は、本発明を電気二重層コンデンサに適用したものである。しかし、本発明は、電気二重層コンデンサに限定されるものではなく、コイン型（ボタン型）の外装構造を有する電気化学デバイスに適用可能である。
【００１２】
図１は、本発明の第一の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサの基本構造を示す断面図である。また、図２は、図１に示す端子付コイン型電気二重層コンデンサの製品外観を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。図３は、図１に示す端子付コイン型電気二重層コンデンサに用いたリード端子を示す図であり、図３（ａ）は金属蓋に接続されるリード端子の平面図、図３（ｂ）は金属蓋に接続されるリード端子の正面図、図３（ｃ）は円筒型金属ケースに接続されるリード端子の平面図、図３（ｄ）は円筒型金属ケースに接続されるリード端子の正面図である。
【００１３】
図１、図２に示すように、本発明の第一の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサは、円筒形金属ケース２、および、金属蓋３にそれぞれ取り付けられるリード端子４、５を有し絶縁性ガスケット６を介して円筒形金属ケース２と金属蓋３で外装される構造となっている。円筒形金属ケース２、および、金属蓋３には、それぞれ中央部に、リード端子４、５の板厚以下の円状の凸部２ａ、３ａを有する。円筒形金属ケース２に取り付けられるリード端子４は、円筒形金属ケース２の電極面（底面）に溶接される溶接部を有する所定幅の端子本体部４ａを備えている。図３に示すように、端子本体部４ａには、円筒形金属ケース２に設けられた凸部２ａと同径の貫通孔４ｄを所定部位に備えており、端子本体部４ａには、実装基板の半田付け面に対してほぼ並行となるように折り曲げられた半田付け部４ｃが脚部４ｂを介して連設されている。
【００１４】
また、金属蓋３に取り付けられるリード端子５は、金属蓋３の電極面（上面）に溶接される溶接部を有する所定幅の端子本体部５ａを備えている。図３に示すように、端子本体部５ａには、金属蓋３に設けられた凸部３ａと同径の貫通孔５ｄを所定部位に備えており、さらに、端子本体部５ａは、所定部位から実装基板面側に向けてほぼ直角に曲げられた脚部５ｂを介して、実装基板の半田付け面に対してほぼ平行となるように折り曲げられた半田付け部５ｃが連設されている。
【００１５】
脚部５ｂは、リード端子５が金属蓋３に取り付けられた状態において、円筒形金属ケース２に取り付けられたリード端子４の半田付け部４ｃと同一面の位置からＬ字状に折り曲げられており、円筒形金属ケース２に取り付けられたリード端子４の半田付け部４ｃと金属蓋３に取り付けられたリード端子５の半田付け部５ｃは同一平面上に位置している。
【００１６】
図４は、本発明の第二の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサの基本構造を示す断面図である。また、図５は、図４に示す端子付コイン型電気二重層コンデンサの製品外観を示す図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は正面図である。    
【００１７】
図４、図５に示すように、本発明の第二の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサは、円筒形金属ケース２及び金属蓋３の強度を向上させるために、円筒形金属ケース２及び金属蓋３の中央に同心円状（円環状）に凸部２ａ、３ａを設け中心部に凹部２ｂ、３ｂを設けるよう構成されている。リード端子４、５の取り付け、構造については第一の実施の形態と同様とすることができる。
【００１８】
図６は、本発明の第三の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサの製品外観を示す図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図である。図７は、図６に示す端子付コイン型電気二重層コンデンサに用いた金属蓋に接続されるリード端子を示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は正面図である。
【００１９】
図６、図７に示すように、本発明の第三の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサは、円筒形金属ケース２及び金属蓋３に少なくとも２箇所以上の凸部２ａ、３ａを設け、それらの形状に応じた貫通孔あるいは切り欠き５ａをリード端子４、５に設けることにより、リード端子４、５の円筒形金属ケース２及び金属蓋３への接続時の位置決め方法を簡易化するよう構成されている。なお、本発明の第一、第二、第三の実施の形態において円筒形金属ケース２及び金属蓋３に同様の形状の凸部を設けているが必ずしも同様の形状の凸部でなくともよく、また、凸部の箇所も同数としなくともよい。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
本発明の実施例１について、図１、図２、図３を参照して説明する。実施例１の端子付コイン型電気二重層コンデンサは、絶縁性ガスケットを介して中心部に直径５．０ｍｍ、高さ０．２ｍｍの凸部２ａを設けた円筒形金属ケース２と中心部に直径５．０ｍｍ、高さ ０．２ｍｍの凸部３ａを設けた金属蓋３により外装された直径１２．５ｍｍ 厚さ２．５ｍｍ（凸部を含まない厚さ）の１２２５サイズのコイン型電気二重層コンデンサ本体に、板厚０．２ｍｍのＳＵＳ（ステンレス鋼）材を用いたリード端子４、５をレーザー溶接で溶接し取り付けた。円筒形金属ケース側のリード端子４は幅８．５ｍｍで中央部に直径５．０ｍｍの貫通孔４ｄを設け円筒形金属ケースの凸部２ａに嵌合し、溶接した。金属蓋側のリード端子５は幅７．５ｍｍで中央部に直径５．０ｍｍの貫通孔５ｄを設け金属蓋の凸部３ａに嵌合し、溶接した。それぞれのリード端子４、５の半田付け部４ｃ、５ｃには錫メッキを施しリード端子４、５の折り曲げ加工により同一平面上に配置した。
【００２１】
（実施例２）
本発明の実施例２について図４、図５を参照して説明する。実施例２の端子付コイン型電気二重層コンデンサは、絶縁性ガスケットを介して中心部に外径５．０ｍｍ、内径３．０ｍｍ、高さ０．２ｍｍの同心円状の凸部２ａを設けた円筒形金属ケース２と中心部に外径５．０ｍｍ、内径３．０ｍｍ、高さ０．２ｍｍの凸部３ａを設けた金属蓋３により外装された直径１２．５ｍｍ 厚さ２．５ｍｍ（凸部を含まない厚さ）の１２２５サイズのコイン型電気二重層コンデンサ本体に、板厚０．２ｍｍのＳＵＳ材を用いたリード端子４、５をレーザー溶接で実施例１と同様に溶接し取り付けた。
【００２２】
（実施例３）
本発明の実施例３について図６、図７を参照して説明する。実施例３の端子付コイン型電気二重層コンデンサは、絶縁性ガスケットを介して中心部から縦方向に１．８ｍｍ、横方向に１．５ｍｍの位置を中心とする４箇所の、直径１．８ｍｍ、 高さ０．２ｍｍの凸部２ａを設けた円筒形金属ケース２と中心部から縦方向に１．８ｍｍ、横方向に１．５ｍｍの位置を中心とする４箇所の直径１．８ｍｍ、 高さ０．２ｍｍの凸部３ａを設けた金属蓋３により外装された直径１２．５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍ（凸部を含まない厚さ）の１２２５サイズのコイン型電気二重層コンデンサ本体に、板厚０．２ｍｍのＳＵＳ材を用いたリード端子４、５をレーザー溶接で溶接し取り付けた。円筒形金属ケース側のリード端子４は幅８．５ｍｍで横方向に片側２箇所ずつ合わせて４箇所円筒形金属ケースの凸部を納める切欠き４ｄを設け円筒形金属ケースの凸部２ａに嵌合し、溶接した。金属蓋側のリード端子５は幅７．５ｍｍで横方向に片側２箇所ずつ合わせて４箇所金属蓋の凸部を納める切欠き５ｄを設け金属蓋の凸部３ａに嵌合し、溶接した。それぞれのリード端子４、５の半田付け部４ｃ、５ｃには錫メッキを施しリード端子４、５の折り曲げ加工により同一平面上に配置した。
【００２３】
（比較例）
比較例について図８、図９を参照して説明する。比較例の端子付コイン型電気二重層コンデンサは、絶縁性ガスケットを介して円筒形金属ケース２と金属蓋３により外装された直径１２．５ｍｍ 厚さ２．５ｍｍの１２２５サイズのコイン型電気二重層コンデンサ本体に、板厚０．２ｍｍのＳＵＳ材を用いたリード端子４、５をレーザー溶接で取り付けた。円筒形金属ケース側のリード端子４は幅８．５ｍｍで円筒形金属ケースの底面に溶接した。金属蓋側のリード端子５は幅７．５ｍｍで金属蓋の上面に溶接した。それぞれのリード端子４、５の半田付け部４ｃ、５ｃには錫メッキを施しリード端子４、５の折り曲げ加工により同一平面上に配置した。
【００２４】
実施例１〜実施例３、比較例により得られた端子付コイン型電気二重層コンデンサそれぞれ１００個を半田リフロー炉（１５０±１０℃で１２０秒間予備加熱後、２４０±５℃で３０±１秒間加熱）に通し、製品背高（厚さ）と電気特性を測定した。その特性平均値（特性不良を除いたものの平均値）を表１に示す。また、半田リフロー炉通過後の電気特性不良発生数は、実施例１、実施例２、及び実施例３では、特性不良なし。比較例では、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が高い特性不良が４個発生した。      
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１に示したように、実施例１、実施例２、及び実施例３は、比較例に比べ製品背高の膨れが小さく、また、電気電気特性不良が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサの基本構造を示す断面図。
【図２】本発明の第一の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサの製品外観を示す図、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図。
【図３】本発明の第一の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサに用いたリード端子を示す図、図３（ａ）は金属蓋に接続されるリード端子の平面図、図３（ｂ）は金属蓋に接続されるリード端子の正面図、図３（ｃ）は円筒型金属ケースに接続されるリード端子の平面図、図３（ｄ）は円筒型金属ケースに接続されるリード端子の正面図。
【図４】本発明の第二の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサの基本構造を示す断面図。
【図５】本発明の第二の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサの製品外観を示す図、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は正面図。
【図６】本発明の第三の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサの製品外観を示す図、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図。
【図７】本発明の第三の実施の形態による端子付コイン型電気二重層コンデンサに用いた金属蓋に接続されるリード端子を示す図、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は正面図。
【図８】従来の端子付コイン型電気二重層コンデンサの断面図。
【図９】従来の端子付コイン型電気二重層コンデンサを説明する図、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は正面図。
【符号の説明】
【００２８】
１    コンデンサセル
２    円筒形金属ケース
２ａ    凸部（円筒形金属ケース）
２ｂ    凹部（円筒形金属ケース）
３    金属蓋
３ａ    凸部（金属蓋）
３ｂ    凹部（金属蓋）
４    リード端子（円筒形金属ケース側）
４ａ    端子本体部
４ｂ    脚部
４ｃ    半田付け部
４ｄ    貫通孔、切欠き
５    リード端子（金属蓋側）
５ａ    端子本体部
５ｂ    脚部     
５ｃ    半田付け部
５ｄ    貫通孔、切欠き
６    絶縁性ガスケット
【図１】
2007335615.tif 000004
【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】
2007335615.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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