(57)【要約】【構成】湿式電解表面実装コンデンサーであって、このコンデンサーは内部領域を構成する本体を有するとともに、この本体の壁部に貫通形成した充填ポートを有する。本体の内部に容量性素子を位置決めし、本体から分離する。容量性素子に電気連絡する表面実装陽極終端部を本体から分離する。表面実装陰極終端部は、本体と電気連絡する。本体の内部領域に電解質を収め、充填ポートから本体の内部領域に導入する。充填ポートに隣接して充填ポートプラグを位置決めする。充填ポートカバーが充填ポートプラグを充填ポートに押し付け、充填ポートをシールする。充填ポートカバーについては、所定位置に溶接することができる。本発明は、コンデンサーの形成方法にも関する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部領域を形成する本体であって、この本体の壁部に形成した充填ポートを有し、そして陰極端部およびこれに対向する陽極端部を有する本体、
前記充填ポートに隣接して位置決めした締め付け充填ポートプラグ、
前記充填ポートプラグに隣接して位置決めされ、前記充填ポートプラグを前記充填ポートに締め付け、前記充填ポートをシールする充填ポートカバー、
前記本体の内部に位置決めされ、かつ前記本体から分離した容量性素子、
前記容量性素子と電気連絡し、前記本体から分離した表面実装陽極終端部、
前記本体と電気連絡する表面実装陰極終端部、および
前記本体の前記内部領域に収めた液体電解質を有することを特徴とする湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項２】
さらに、前記本体の前記陰極端部に隣接した前記本体の前記内部領域内に位置決めした絶縁性挿入体を有し、この絶縁性挿入体を前記容量性素子に係合するように形成するとともに、前記本体から前記容量性素子を分離するように構成した請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項３】
さらに、前記容量性素子が前記容量性素子の表面から前記本体の前記陽極端部に向かって延在し、かつ前記本体から外部にアクセスできる陽極ワイヤを有する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項４】
前記陽極端部が開放し、そしてさらにこの開放陽極端部を塞ぐように位置決めされた前記本体の前記陽極端部に隣接してカバーを有する請求項３に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項５】
前記カバーが、ガラス/金属シール（ＧＴＭＳ）カバーを有する請求項４に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項６】
前記ＧＴＭＳカバーが外側導電性部分、非導電性中心挿入体部分、およびこの中心部分を軸方向に貫通延在する陽極管を有し、前記陽極ワイヤをこの陽極管内に位置決めした請求項５に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項７】
さらに、前記陽極終端部と前記カバーとの間に位置決めした分離性シムを有し、この陽極終端部および分離性シムに貫通形成したチャネル内に前記陽極管が延在する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項８】
前記本体が全体として矩形形状を有する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項９】
前記充填ポートプラグが、合成ゴムおよび/またはフルオロポリマーエラストマーを有する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１０】
前記表面実装陽極終端部および前記表面実装陰極終端部それぞれが、前記コンデンサー本体の底部側にその一部を有する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１１】
さらに、前記本体の少なくとも一部を覆う絶縁性ラップを有する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１２】
前記陽極端部または前記陰極端部以外の前記本体の一部に前記充填ポートを位置決めした請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１３】
前記表面実装陽極終端部または前記表面実装陰極終端部の任意の部分とは異なる前記本体側に前記充填ポートを位置決めした請求項１２に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１４】
前記本体をタンタルで構成した請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１５】
内部領域を構成し、開放陽極端部およびこれに対向する閉じた陰極端部を有する本体を形成する工程、
前記本体の壁部に充填ポートを貫通形成する工程、
前記本体の前記内部領域内に容量性素子を設けるとともに、この容量性素子を前記本体から分離する工程、
前記陽極端部にカバーを被せる工程、
前記充填ポートから前記本体の前記内部領域内に電解質を導入する工程、
前記充填ポートに隣接して充填ポートプラグを位置決めする工程、
前記充填ポートプラグ全体に渡り前記本体の外面に前記充填ポートカバーを被せ、前記充填ポートプラグを前記充填ポートに押し付けて、前記充填ポートをシールする工程、
前記容量性素子と電気連絡し、かつ前記本体から分離されたコンデンサーの外面に表面実装陽極終端部を形成する工程、および
前記本体と電気連絡する前記コンデンサーの外面に表面実装陰極終端部を形成する工程を有することを特徴とする湿式電解表面実装コンデンサーの製造方法。
【請求項１６】
前記カバーが外側導電性部分、非導電性中心挿入体部分、およびこの中心部分を軸方向に貫通延在する陽極管を有するＧＴＭＳカバーを有し、そしてさらに前記本体の前記陽極端部に隣接して前記カバーを溶接して、前記本体を塞ぐ工程を有する請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記容量性素子がさらにこの表面から延在する陽極ワイヤを有し、そして前記陽極管を介して、かつ前記表面実装陽極終端部と電気連絡する前記陽極ワイヤを位置決めする工程を有する請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
さらに、前記陽極管の少なくとも一部に前記陽極ワイヤの少なくとも一部を溶接する工程を有する請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
さらに、前記陽極終端部の少なくとも一部に前記陽極管の少なくとも一部を溶接する工程を有する請求項１８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０１５年１１月１６日を出願日とする米国特許出願第１４/９４２，０１１号の優先権を主張する出願であり、この米国特許出願明細書の全体を援用する出願である。
【技術分野】
【０００２】
本発明は電子素子、より具体的にはコンデンサーおよびコンデンサーの製造に関する。
【背景技術】
【０００３】
湿式コンデンサーは、体積効率があり、電気パラメーターが安定し、信頼性が高く、しかも有効寿命が長いため、回路設計に使用されている。このようなコンデンサーは、一般に、他の型式のコンデンサーよりも単位体積当たりのキャパシタンスが大きいため、高電流かつ高電力の低周波電気回路において有用なコンデンサーである。一つの型式の湿式コンデンサーは、陽極、陰極および液体電解質を有する湿式電解コンデンサーである。湿式電解コンデンサーは、高キャパシタンスと低漏れ電流を併せ持つすぐれたコンデンサーになる傾向がある。湿式電解コンデンサーは、衛星設備、航空宇宙設備、機上設備、軍事支援設備、石油探査、電源供給設備などの各種型式の電気設備にとって基本的な素子である。
【０００４】
公知の湿式電解コンデンサーの一般的な特徴は、全体として円筒形であり、スルーホール実装（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｈｏｌｅ  ｍｏｕｎｔｉｎｇ（ＴＨＭ））に好適な軸方向リード線をもつ終端部を有する点にある。一般的に、タンタル電解コンデンサーは全体として円筒形で、ＴＨＭに好適な、軸方向リード線をもつ終端部を有することが知られている。図１Ａおよび図１Ｂは、このような軸方向ＴＨＭ設計の例示的なコンデンサー１００を示す横断面図である。コンデンサー１００はタンタル（Ｔａ）製の、全体として円筒形のカン状の本体１０５を有する。コンデンサー１００の電解質１１０は、陽極１２０および陰極１３０に電気的に接触する状態で設ける。図示のコンデンサー１００は一端にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製のブシュ１４０を有し、ブシュ１４０の溝１４５に位置するゴム製Ｏリング１５０によってこのブシュを取り囲む。コンデンサー１００の端部は、圧着（１５２）し、タンタル本体１０５を溝１４５に押し付ける。即ち、図１Ａおよび図１Ｂの公知軸方向コンデンサーはダブルシール構成で、一次シールとしてのゴムガスケットで裏打ちされた圧着式ＰＴＦＥプラグ、および二次シールとしてのレーザー溶接カバーからなる。図示から理解できるように、公知のコンデンサーはコンデンサー本体即ち“カン”の内部領域内にＰＴＦＥブシュを設けているため、制限された体積からさらにスペースが取られ、このスペースが容量性素子を設けるために使用できなくなる。
【０００５】
このＴＨＭ組立技術が、結果的に表面実装装置（ＳＭＤ）になる表面実装技術（ＳＭＴ）が、コストおよび効率から見た各種の理由によりＴＨＭ大部分の代替技術になる１９８０年代後半までコンデンサーの標準的な技術であった。例えば、ＴＨＭの場合、高コストに加えて時間のかかる印刷回路版（ＰＣＢ）に穴をあける穴あけ加工が必要になる。ＳＭＴの場合、構成成分組立速度は一般にＴＨＭよりも速い。一般にＰＣＢの片側にのみ注意を向ければよい表面実装とは正反対に、ＴＨＭでは基板の両側に半田付けする必要があるからである。ＴＨＭ組立技術の場合、一般にウェーブソルダリング、選択的半田付けまたは手作業により半田付けを使用するが、これは表面実装に使用するリフローオーブンよりも信頼性がかなり低く、再現性もかなり低い。さらに、ＳＭＴ構成成分は一般にＴＨＭ構成成分よりも小さい。リード線が小さく、あるいはリード線が全く不要になるからである。
【０００６】
体積効率を改善する一つの方法は、陽極材料にタンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）や酸化ニオブ（ＮｂＯ）などの高性能材料を使用する方法である。この一般的な固形コアまたはペレット表面実装コンデンサーは公知である。実例は、本明細書に援用するＵＳＰ６，３８０，５７７、同６，２３８，４４４および同７，１６１，７９７に見ることができる。これら特許公報の実施例には、固形内部コア（陽極本体、スラグまたはペレットと呼ばれることもある）が主にＴａであることが示されている。通常、タンタル製の陽極本体は焼結する。ワイヤについては、共通して２つの方法のうち一つを使用して陽極本体に形成する。一つは埋設法（ａ）で、（タンタル製でもある）ワイヤにプレス時にタンタル粉末を被覆する方法である。もう一つは溶接法（ｂ）で、ペレットをプレスし、焼結した後に、ワイヤをＴａ製スラグに溶接する方法である。他方の端部をスラグの外に引き出す。コンデンサー誘電体材料を陽極材料の陽極酸化によって形成し、陽極本体の表面上に酸化物層を設層する（例えばＴａのＴａ２Ｏ５への酸化）。陽極本体がＮｂの場合、酸化によってＮｂがＮｂ２Ｏ５になり、そしてＮｂＯの場合、酸化によりＮｂＯがＮｂ２Ｏ５になる。コンデンサー陰極については、共通して、誘電体層に固形電解質層（例えばＭｎＯ２）および導電性ポリマーを被覆することによって形成してから、グラファイトおよび銀を被覆して、導電性を改善し、かつ機械的強度を改善する。陽極終端部および陰極終端部については、それぞれＴａワイヤの自由端部およびＴａペレットの外側電解質表面被覆に接続できる。次に、これら構成成分のすべてをケース（例えばプラスチックを構成成分周囲に成形することによって）内に封入し、陽極終端部および陰極終端部の外面のみを、例えば表面実装できるようにケースの外部に暴露した状態に置く。
【０００７】
以上から理解できるように、このような公知コンデンサーの場合、タンタルケースまたは“カン”、あるいは“湿式”（液体）電解質を利用しない。即ち、液体電解質を予め形成したタンタルケースまたはカンに導入するさいに体積効率の問題を考慮していない。また、液体電解質の導入時にこのようなケースを効果的にシールする方法も考慮していない。
【０００８】
このように、タンタルケースを備えた改良湿式電解コンデンサー、特に表面実装に好適な上に、体積効率の高い改良湿式電解コンデンサーが依然として求められている。さらに、コンデンサー本体内部の、あるいはコンデンサー本体上の貴重なスペースを取らずにコンデンサー本体の内部に電解質を導入する改良構成を備えたコンデンサーも求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＵＳＰ６，３８０，５７７
【特許文献２】ＵＳＰ６，２３８，４４４
【特許文献３】ＵＳＰ７，１６１，７９７
【特許文献４】ＵＳＰ９，０７０，５１２
【発明の概要】
【００１０】
本発明の一つの態様は、コンデンサー本体の壁部に貫通形成した充填ポートを有するケースを備えた湿式電解表面実装コンデンサーに関する。この充填ポートからコンデンサー本体の内部に液体電解質を導入する。また、この充填ポートは押し付け可能な充填ポートプラグおよび充填ポートカバーによってシールする。
【００１１】
本発明のもう一つの態様は、内部領域を構成する本体を有し、この本体の壁部に充填ポートを貫通形成した湿式電解表面実装コンデンサーに関する。本体は陰極端部およびこれに対向する陽極端部を有し、好ましくはタンタル製である。本体の内部に容量性素子を位置決めし、本体から分離する。容量性素子と電気連絡する表面実装陽極終端部を設け、本体から分離する。本体と電気連絡する表面実装陰極終端部を設ける。本体の内部領域に電解質を収め、充填ポートから本体の内部領域に導入する。充填ポートに隣接して充填ポートプラグを設ける。充填ポートカバーを本体に位置決めし、充填ポートプラグを充填ポートに押し付け、充填ポートをシールする。充填ポートカバーは本体に溶接することができる。
【００１２】
本発明は、陰極の形成方法にも関する。本発明の湿式電解表面実装コンデンサーの製造方法は、好ましくは、内部領域を構成し、開放陽極端部およびこれに対向する閉じた陰極端部を有する本体を形成する工程、
前記本体の壁部に充填ポートを貫通形成する工程、
前記本体の前記内部領域内に容量性素子を設けるとともに、この容量性素子を前記本体から分離する工程、
前記陽極端部にカバーを被せる工程、
前記充填ポートから前記本体の前記内部領域内に電解質を導入する工程、
前記充填ポートに隣接して充填ポートプラグを位置決めする工程、
前記充填ポートプラグ全体に渡り前記本体の外面に前記充填ポートカバーを被せ、前記充填ポートプラグを前記充填ポートに押し付けて、前記充填ポートをシールする工程、
前記容量性素子と電気連絡し、かつ前記本体から分離されたコンデンサーの外面に表面実装陽極終端部を形成する工程、および
前記本体と電気連絡する前記コンデンサーの外面に表面実装陰極終端部を形成する工程を有していればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
以下例示を示す添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
【図１Ａ−１Ｂ】公知コンデンサーを示す横断面図であり、図１Ｂには圧着端部（ｃｒｉｍｐｅｄ  ｅｎｄ）を示す。
【図２Ａ】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーの陽極端部から見た等測投影図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーの陰極端部から見た等測投影図である。
【図３Ａ】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーを示す左側面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーを示す右側面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーを示す上面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーを示す底面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーの陽極端部から見た正面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーの陰極端部から見た背面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーの陽極端部から見た正面図であり、図８の横断線を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーの陽極端部から見た正面図であり、図９の横断線を示す図である。
【図７】コンデンサーの上部から見た、図３Ａの線７−７にそって取ったコンデンサーの横断面図である。
【図８】コンデンサーの上部から見た、図６Ａの線８−８にそって取った本発明の一実施態様を示す横断面図である。
【図９】コンデンサーの上部から見た、図６Ｂの線９−９にそって取った本発明の一実施態様を示す横断面図である。
【図１０】本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサーの展開図である。
【図１１】本発明の一実施態様のコンデンサーのケースを製造する方法を示す流れ図である。
【図１２】本発明の一実施態様のコンデンサーの製造時に陽極を形成する方法を示す流れ図である。
【図１３】本発明の一実施態様に従ってコンデンサーを組み立てる方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の説明においていくつかの用語を使用するが、いずれも制限を意図するものではない。“右”、“左”、“上部”および“底部/下部”は参照先の添付図面における方向を示す。また、特許請求の範囲および対応する明細書の記載部分で使用する参照部分の単数表現は、特に断らない限り、複数表現を含むものとする。さらに、参照部材だけでなく、これら部材の誘導部材や同等な部材を包摂するものである。“Ａ、Ｂ、またはＣ”などの二つ以上の部材の前に付けた“少なくとも一つ”の表現は、個々の部材Ａ、ＢまたはＣだけでなく、これらの任意の組み合わせを意味する。
【００１５】
図２〜図１０に、本発明の一実施態様に従って構成したコンデンサー２００を示す。このコンデンサー２００はコンデンサー本体２０２を有する。コンデンサー本体２０２は、実質的にタンタルケースまたは“カン”として形成され、このカンは少なくとも一つの開放端部を有し、内部領域２０３を形成する。この本体２０２は開放陽極端部２０６、およびこれに対向し、かつ閉じた陰極端部２０８を有する。添付図面に例示したコンデンサー２００の向きまたは方向において、本体２０２はさらに左側２１０、右側２１２、上部２１４および底部２１６を有する。本体２０２の形状は変更可能であるが、本発明の一実施態様では図示のように、本体２０２の側壁、上壁および底壁は全体として矩形形状に形成してもよく、角部２０４の縁部は円形形状または面取り形状に構成してもよい。さらに、コンデンサー２００は全体を矩形形状に構成してもよい。この形状で本体２０２を構成すると、同じ長さ、同じ幅および同じ高さの円筒形コンデンサーの体積効率を改善するのに役立つ。
【００１６】
図７〜図９に示すように、タンタル製本体２０２の少なくとも一部の内面２０９は陰極層２１１を有し、例えば焼結タンタルで構成することができる。陰極層２１１については、ＵＳＰ９，０７０，５１２に記載されているように、電気泳動蒸着タンタル（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ  ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ  ｔａｎｔａｌｕｍ）で構成することも可能である。なお、このＵＳＰについては本明細書に全体を援用するものとする。
【００１７】
図２Ａ、図２Ｂ、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、本体２０２の左側壁、右側壁、上壁および底壁の周囲に絶縁性の外側ラップ２１５を巻き付け、本体２０２を被覆することができる。絶縁性ラップ２１５については、ポリイミド系材料から形成することが好ましい。
【００１８】
図７および図８に示すように、本体２０２の一方の側、図示の実施例では本体２０２の右側２１２は壁２１９を有し、好ましくは漏斗形の充填ポート２１８、即ち液体電解質を本体２０２に導入できる開口を構成する。この充填ポート２１８については、本体２０２の構成時に本体２０２に漏斗形開口をパンチ加工することによって形成することができる。以下に詳しく説明するように、この充填ポート２１８は、本体２０２の内部領域２０３内に電解質を導入するために使用することになる。あるいは、充填ポート２１８は本体２０２に沿って別な位置に設けてもよく、これは本発明の範囲内にある。
【００１９】
図７〜図１０に示すように、コンデンサー２００の陰極端部２０８に隣接する絶縁性挿入体２２０を内部領域２０３内に挿入する。この絶縁性挿入体２２０は全体として矩形の壁部２２８を有し、この壁部は中心開口２２２を有し、そして好ましくは壁部２２８の各角部（隅部、ｃｏｒｎｅｒ）２２６に陽極端部２０６に向かって延在するフランジ２２４を有する。絶縁性挿入体２２０については、タンタルスラグまたはペレットなどの容量性素子２３０を受け取り、把持かつ保持するとともに、容量性素子２３０を電気的かつ物理的に本体から分離するように構成する。絶縁性挿入体２２０は、コンデンサーを形成するさいに使用できる任意の許容可能な絶縁性材料から形成することができ、好ましくはＰＴＦＥ、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）や当業者には公知な同様な特性をもつ他の材料などの耐酸材料からなる。絶縁性挿入体２２０については、非導電性なものが好ましい。
【００２０】
図７〜図１０に示すように、容量性素子２３０は内部領域２０３内に設けるとともに、絶縁性挿入体２２０のフランジ２２４によって構成される領域内に位置決めされ、かつ保持され、そして摩擦嵌めなどによってフランジ２２４によって把持されるように位置決めし、かつ保持されるようにその形状およびサイズを決定する。（当技術分野では“陽極体”、“スラグ”または“ペレット”と呼ばれることもある）容量性素子２３０については、タンタルスラグまたは固形ペレット陽極体として形成するのが好ましく、あるいは当業者ならば理解できるように、ＮｂやＮｂＯなどの他の材料から形成してもよい。
【００２１】
図７〜図１０に示すように、陽極ワイヤ２３２を設け、これを容量性素子２３０の正面２３１から陽極端部２０６の方向に延在させる。この陽極ワイヤ２３２はコンデンサー２００の陽極の一部を有し、容量性素子２３０と電気的に連絡する。陽極ワイヤ２３２については、以下にさらに詳しく説明するように、容量性素子２３０と陽極終端部２５４との間を電気連絡するワイヤとして形成すればよい。この陽極ワイヤ２３２については、容量性素子に埋設してもよく、溶接してもよく、あるいはその他の手段で接続、接合または接着してもよい。
【００２２】
上述したように、容量性素子は固形ペレット陽極体２３０を有し、陽極体にワイヤを埋設または溶接する。陽極体の酸化によって誘電体層が形成し、この誘電体層上に電解質層が形成する。
【００２３】
陽極端部２０６からコンデンサー２００を考えて、コンデンサー２００の本体２０２の壁部内において陽極端部２０６に隣接してガラス/金属シール（ＧＴＭＳ）カバー２３４を位置決めし、溶接を所定部位に行って、もともとは開放していた陽極端部２０６を効果的にシールする。このカバー２３４は、タンタルから形成した導電性の金属外側部分２３７を有し、そしてガラスから形成され、かつ陽極管２４２を有する非導電性の中心挿入体部分２３６を有する。図７〜図１０に示すように、外側部分２３７は全体として環状の壁部２３８を有し、これは本体２０２の内部領域２０３内に延在し、開口２４４を形成する。環状壁部２３８は、全体として平坦かつ円形の内向き面２４０で終端する。中心挿入体部分２３６は、全体としてベル形で、開口２４４内に位置し、チャネル２４６を有する。このチャネル２４６については、挿入体部分の中心部分に貫通形成する。陽極管２４２は、チャネル２４６内に位置し、軸方向にチャネルを貫通して延在する。この陽極管２４２には中空チャネル２４３が貫通している。なお、陽極管２４２についてはタンタルから形成するのが好ましい。
【００２４】
ＧＴＭＳカバー２３４は、タンタルケース２０２の陽極端部開口に設け、一方陽極ワイヤ２３２は陽極管２４２内に挿入する。陽極管２４２については、ガラスビーズによってタンタル外側部分２３７から電気的に分離し、ＧＴＭＳ（ガラス/金属シール）構造体に挿入される挿入体部分２３６を形成する。製造時、ＧＴＭＳカバー２３４をケース２０２に溶接し、ＧＴＭＳ中心挿入体部分２３６内の陽極管２４２に陽極ワイヤ２３２を溶接し、コンデンサーの陽極を形成する。このように、ＧＴＭＳカバー２３４は実質的に溶着して単独のカバー２３４ユニット、即ちタンタル（金属）外側部分２３７、ガラス（非導電性）中心挿入体部分２３６およびタンタル陽極管２４２からなるユニットを形成するいくつかの構成部分を有する。
【００２５】
例えば図２Ａ、図３Ａ、図３Ｂ、図５Ａ、図６Ａ、図６Ｂおよび図１０に示すように、分離性シム（ｉｓｏｌａｔｉｖｅ  ｓｈｉｍ）２４９は第１壁部分２４８、およびこの第１壁部分２４８に対して全体的に垂直に湾曲した第２壁部分２５０を有する。第１壁部分２４８は、カバー２３４の開口２４４に位置を合わせた開口２５２を有する。第１壁部分２４８は添付図面の向きにおいて直立し、かつカバー２３２に隣接して位置する。第２壁部分２５０は、添付図面の向きにおいて水平に、かつ本体２０２の底部２１６にそって位置し、陽極端部２０６から底部２１６の長さにそって陰極端部に向かって延在する。分離性シム２４９は実質的にＬ字形である。第２壁部分２５０の端部と本体２０２の陰極端部２０８との間に空隙２１７を設けることができる。分離性シム２４９については、ＰＴＦＥからなる材料から形成することが好ましい。なお、分離性シム２４９については、約２６０℃以下のリフロー温度に耐えることができる任意の非導電性の可撓性材から構成してもよい。分離性シム２４９の第１の目的は、それ自体コンデンサーの陰極の一部であるタンタル本体２０２から陽極終端部を分離することにある。
【００２６】
陽極終端部２５４は第１壁部分２５６、およびこの第１壁部分２５６に対して全体的に垂直に湾曲した第２壁部分２５８を有する。第１壁部分２５６は添付図面の向きにおいて直立し、開口２４４および開口２５２に位置を合わせた開口２６０を有する。第１壁部分２５６については、図２Ａ、図５Ａ、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、その上部角部に隣接して内向き角度を付けることができる。陽極終端部２５４は実質的にＬ字形である。開口２６０の周囲に凸状円形リップ２６２を設ける。第１壁部分２５６は分離性シム２４９に隣接して位置する。第２壁部分２５８は添付図面の向きにおいて水平に位置し、かつ第２壁部分２５０の底部にそって位置する。
【００２７】
図６および図７に示すように、開口２４４、開口２５２および開口２６０がチャネル２６４を形成し、このチャネルにＧＴＭＳ陽極管２４２が貫通延在する。陽極管２４２はチャネル２６４を介して本体２０２の内部領域２０３内に延在する。陽極管２４２の長さについては、陽極端部２０６に臨む容量性素子２３０の正面２３１に届かず、陽極管２４２の内端２７０と容量性素子２３０の表面２３１との間に空隙または間隙２６８を残す長さが好ましい。陽極ワイヤ２３２は陽極管２４２に貫通延在する。陽極ワイヤ２３２の外端２７２は、陽極管２４２の外端２７４に溶接する。溶接プロセス時に発生する溶湯が、陽極管２４２の端部に丸い端部２７６またはビーズを形成することがある。
【００２８】
陰極終端部２８０は、第１壁部分２８２、およびこの第１壁部分２８２に対して全体的に垂直に湾曲した第２壁部分２８４を有する。第１壁部分２８２は添付図面の向きにおいて直立し、本体２０２の陰極端部２０８に隣接する。この陰極終端部２８０は実質的にＬ字形である。第２壁部分２８４は、添付図面の向きにおいて水平に位置し、そして本体２０２の底部２１６にそって位置し、かつ陰極端部２０８に隣接する。
【００２９】
液体電解質３００については、充填ポート２１８からコンデンサー２００の内部領域２０３に導入する。充填ポートプラグ３０２を使用して、充填ポート２１８を閉じるが、このプラグは本体２０２の外面にそって充填ポート２１８に隣接する。充填ポートプラグ３０２については、合成ゴムなどのゴム、および／またはフルオロポリマーエラストマー（ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）やプラスチックなどの圧縮性材料（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）から構成するのが好ましい。充填ポートプラグ３０２は押し付け可能であり、漏斗形充填ポート２１８内にぴったり嵌る長円形、球形または漏斗形プラグであればよい。タンタルで構成するのが好ましい充填ポートカバー３０４が充填ポートプラグ３０２に被さり、充填ポートプラグ３０２を充填ポート２１８に押し込み、充填ポート２１８、従ってコンデンサーの本体を効果的にシールする。充填ポートカバー３０４については、本体２０２に溶接するのが好ましい。電解質３００が、容量性素子２３０と陰極層２１１および本体２０２との間の内部領域２０３の空隙を充填し、これらの間を電気連絡する。
【００３０】
図１１〜図１３に流れ図として概略を示すように、本発明はコンデンサーの製造方法を提供するものでもある。
【００３１】
図１１に示すように、本体２０２即ち“カン”をまず形成し、陰極を形成する。一端に開口を有するタンタルコンデンサー本体２０２を形成する[５００]。このタンタルコンデンサー本体２０２の内面２０９に高容量陰極層２１１を設層する[５０２]。本体２０２の壁部に漏斗形充填ポート２１８を形成する[５０４]。
【００３２】
図１２に示すように、コンデンサーの陽極も形成する。最初に、タンタルペレットをプレスし、容量性素子２３０を形成する[５０６]。次に、タンタルペレットを焼結する[５０８]。容量性素子２３０にタンタル製陽極ワイヤ２３２を接続する[５１０]。ＧＴＭＳ陽極管２３２に陽極ワイヤを溶接する[５１２]。陽極酸化法によって容量性素子２３０に誘電体層を形成し[５１４]、陽極材料の陽極酸化によって陽極の表面に酸化物層を形成する。次に、分離性挿入体２２０に容量性素子２３０を挿入する[５１６]。
【００３３】
組み立てたコンデンサーを図１３に示す。陰極端部２０８に隣接する本体２０２の内部領域２０３内に挿入性挿入体（ｉｎｓｕｌａｔｉｖｅ  ｉｎｓｅｒｔ）２２０および容量性素子２３０を設ける[５１８]。本体２０２の開放陽極端部２０６上にＧＴＭＳカバー２３４を被せ、所定位置に溶接する[５２０]。漏斗形充填ポート２１８を介して内部領域２０３に導入される液体電解質３００を本体２０２に充填する[５２２]。充填ポートプラグ３０２を充填ポート２１８に被せる[５２４]。充填ポートカバー３０４をプラグ３０２および充填ポート２１８に被せ、プラグ３０２を充填ポート２１８に圧入し、本体に対して所定位置に充填ポートカバー３０４を溶接する[５２６]。
【００３４】
絶縁性ラップ２１５を設け、本体２０２を被覆する[５２８]。
【００３５】
分離性シム２４９および陽極管２４２の開口の位置を合わせた状態で、カバー２３４上に分離性シム２４９を被せる[５３０]。分離性シム２４９上に陽極終端部２５４を被せ、陽極終端部の凸状リップ部分２６２を陽極管２４２に溶接する[５３２]。
【００３６】
本体２０２の陰極端部２０８上に陰極終端部２８０を被せ[５３４]、陰極端部２０８に隣接するコンデンサー本体２０２に陰極終端部２８０の第１壁部分２８２を溶接する。
【００３７】
なお、図１１〜図１３に示し、かつ説明してきた工程は例示のみを目的としている。当業者ならば理解できるように、以上の工程は所望の順序で、あるいは好適な順序で変更可能である。製造側の好みに応じて、さらに、これら工程の一つかそれ以上を単独製造工程としてもよく、あるいはこれら工程を省略または軽減することも可能である。
【００３８】
以上説明してきたように、本発明は、特にコンデンサー本体の壁部に充填ポートを形成して、液体電解質をコンデンサー本体の内部領域に導入することによって体積効率を改善した湿式電解表面実装コンデンサーを実現したものである。本発明の単独充填ポート/プラグカバー構成は、コンデンサーの各構成部分のために必要不可欠なスペースを確保するもので、コンデンサーの各種構成部分を位置決めし、これらのサイズを決定し、これらを配置するさいの自由度がより高くなる。さらに、陽極端子および陰極終端部が表面実装終端部を形成するため、例えば印刷回路板にコンデンサーを実装できることになる。
【００３９】
本発明の特徴および要素について、例示的な実施形態において特定の組み合わせで記載したが、各特徴は単独でも適用可能で、実施態様の他の特徴および要素を併用しなくてもよく、あるいは実施態様の他の特徴および要素を併用してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１００、２００：コンデンサー
１０５：本体
１１０：電解質
１２０：陽極
１３０：陰極
１４０：ブシュ
１４５：溝
１５０：Ｏリング
２０２：本体、ケース
２０３：内部領域
２０４：角部
２０６：陽極端部
２０８：陰極端部
２０９：内面
２１０：左側
２１１：陰極層
２１２：右側
２１４：上部
２１５：ラップ
２１６：底部
２１７：空隙
２１８：充填ポート
２１９：壁
２２０：絶縁性挿入体
２２２、２４４、２５２、２６０：開口
２２４：フランジ
２２６：角部
２２８：壁部
２３０：容量性素子、固形ペレット陽極体、コンデンサー
２３１：正面
２３２：陽極ワイヤ、カバー、ＧＴＭＳ陽極管
２３４、３０４：カバー
２３６：挿入体部分
２３７：外側部分
２３８：壁部
２４０：内向き面
２４２：陽極管
２４３、２４６、２６４：チャネル
２４８、２５６、２８２：第１壁部分
２４９：分離性シム
２５０、２５８、２８４：第２壁部分
２５４：陽極終端部
２６２：リップ、リップ部分
２６８：間隙
２７０：内端
２７２、２７４：外端
２７６：端部
２８０：陰極終端部
３００：液体電解質
３０２：プラグ
ａ：埋設法
ｂ：溶接法
【図１Ａ】
2018537868.tif 000003
【図１Ｂ】
2018537868.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月9日(2018.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部領域を形成する本体であって、この本体の壁部に貫通形成した充填ポートを有し、そして陰極端部およびこれに対向する陽極端部を有する本体、
前記充填ポートに隣接して位置決めし、圧入できる充填ポートプラグ、
前記充填ポートプラグに隣接して位置決めされ、前記充填ポートプラグを前記充填ポートに圧入して、前記充填ポートをシールする充填ポートカバー、
前記本体の内部に位置決めされ、かつ前記本体から分離した容量性素子、
前記容量性素子と電気的に接続し、前記本体から分離した表面実装陽極終端部、
前記本体と電気的に接続する表面実装陰極終端部、および
前記本体の前記内部領域に収めた液体電解質を有することを特徴とする湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項２】
さらに、前記本体の前記陰極端部に隣接した前記本体の前記内部領域内に位置決めした絶縁性挿入体を有し、この絶縁性挿入体は前記容量性素子に係合するように形成するとともに、前記本体から前記容量性素子を分離するように構成した請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項３】
さらに、前記容量性素子が前記容量性素子の表面から前記本体の前記陽極端部に向かって延在し、かつ前記本体から外部にアクセスできる陽極ワイヤを有する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項４】
前記陽極端部が開放し、そしてさらにこの開放した陽極端部を塞ぐように位置決めされた前記本体の前記陽極端部に隣接してカバーを有する請求項３に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項５】
前記カバーが、ガラス/金属シール（ＧＴＭＳ）カバーを有する請求項４に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項６】
前記ＧＴＭＳカバーが外側導電性部分、非導電性中心挿入体部分、およびこの中心部分を軸方向に貫通延在する陽極管を有し、前記陽極ワイヤをこの陽極管内に位置決めした請求項５に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項７】
さらに、前記陽極終端部と前記カバーとの間に位置決めした分離性シムを有し、この陽極終端部および分離性シムに貫通形成したチャネル内に前記陽極管が延在する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項８】
前記本体が全体として矩形形状を有する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項９】
前記充填ポートプラグが、合成ゴムおよび/またはフルオロポリマーエラストマーを有する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１０】
前記表面実装陽極終端部の一部および前記表面実装陰極終端部の一部は、このコンデンサーの本体の底部に設ける請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１１】
さらに、前記本体の少なくとも一部を覆う絶縁性ラップを有する請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１２】
前記陽極端部または前記陰極端部以外の前記本体の一部に前記充填ポートを位置決めした請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１３】
前記表面実装陽極終端部または前記表面実装陰極終端部の任意の部分とは異なる前記本体側に前記充填ポートを位置決めした請求項１２に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１４】
前記本体をタンタルで構成した請求項１に記載の湿式電解表面実装コンデンサー。
【請求項１５】
内部領域を構成し、開放した陽極端部およびこれに対向する閉塞した陰極端部を有する本体を形成する工程、
前記本体の壁部に充填ポートを貫通形成する工程、
前記本体の前記内部領域内に容量性素子を設けるとともに、この容量性素子を前記本体から分離する工程、
前記陽極端部にカバーを被せる工程、
前記充填ポートから前記本体の前記内部領域内に電解質を導入する工程、
前記充填ポートに隣接して充填ポートプラグを位置決めする工程、
前記充填ポートをシールするために前記充填ポートに対して前記充填ポートプラグを圧入して、前記充填ポートプラグ全体に亘り前記本体の外面に充填ポートカバーを被せる工程、
前記容量性素子と電気的に接続し、かつ前記本体から分離されたコンデンサーの外面に表面実装陽極終端部を形成する工程、および
前記本体と電気的に接続する前記コンデンサーの外面に表面実装陰極終端部を形成する工程を有することを特徴とする湿式電解表面実装コンデンサーの製造方法。
【請求項１６】
前記開放した陽極端部に被せるカバーが、外側導電性部分、非導電性中心挿入体部分、およびこの中心部分を軸方向に貫通延在する陽極管を有するＧＴＭＳカバーを有し、そしてさらに前記本体の前記陽極端部に隣接したこのカバーを溶接して、前記本体を塞ぐ工程を有する請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記容量性素子がさらにこの表面から延在する陽極ワイヤを有し、そしてさらに前記陽極管を貫通して、かつ前記表面実装陽極終端部と電気的に接続する前記陽極ワイヤを位置決めする工程を有する請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
さらに、前記陽極管の少なくとも一部に前記陽極ワイヤの少なくとも一部を溶接する工程を有する請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
さらに、前記陽極終端部の少なくとも一部に前記陽極管の少なくとも一部を溶接する工程を有する請求項１８に記載の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
陽極端部２０６からコンデンサー２００を考えて、コンデンサー２００の本体２０２の壁部内において陽極端部２０６に隣接してガラス/金属シール（ＧＴＭＳ：ｇｌａｓｓ‐ｔｏ‐ｍｅｔａｌ ｓｅａｌ：ガラス金属封じ）カバー２３４を位置決めし、溶接を所定部位に行って、もともとは開放していた陽極端部２０６を効果的にシールする。このカバー２３４は、タンタルから形成した導電性の金属外側部分２３７を有し、そしてガラスから形成され、かつ陽極管２４２を有する非導電性の中心挿入体部分２３６を有する。図７〜図１０に示すように、外側部分２３７は全体として環状の壁部２３８を有し、これは本体２０２の内部領域２０３内に延在し、開口２４４を形成する。環状壁部２３８は、全体として平坦かつ円形の内向き面２４０で終端する。中心挿入体部分２３６は、全体としてベル形で、開口２４４内に位置し、チャネル２４６を有する。このチャネル２４６については、挿入体部分の中心部分に貫通形成する。陽極管２４２は、チャネル２４６内に位置し、軸方向にチャネルを貫通して延在する。この陽極管２４２には中空チャネル２４３が貫通している。なお、陽極管２４２についてはタンタルから形成するのが好ましい。
【国際調査報告】
2018537868.tif 000022