(57)【要約】【課題】絞り加工後の封口体の変形を抑制することにより製品寿命を向上させたチップ型アルミ電解コンデンサを提供することを目的とするものである。【解決手段】陽極リードを接続した陽極箔と陰極リードを接続した陰極箔をセパレータとともに巻回したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子に含浸させた駆動用電解液と、前記コンデンサ素子を内蔵する有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を密閉する封口体とを有し、この封口体の側面に環状凹部を設け、前記金属ケースの外側から絞り加工した突起部が前記環状凹部の形状に沿うようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極リードを接続した陽極箔と陰極リードを接続した陰極箔をセパレータとともに巻回したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子に含浸させた駆動用電解液と、前記コンデンサ素子を内蔵する有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を密閉する封口体とを有し、この封口体の側面に環状凹部を設け、前記金属ケースの外側から絞り加工した突起部が前記環状凹部の形状に沿うようにしたチップ型アルミ電解コンデンサ。
【請求項２】
封口体の側面に設けた環状凹部がＲ形状とした請求項１に記載のチップ型アルミ電解コンデンサ。
【請求項３】
駆動用電解液に代わり導電性高分子を電解質に用いた請求項１または請求項２に記載のチップ型アルミ電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器に利用されるチップ型アルミ電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は電解コンデンサの中でも高密度実装が可能なチップ型アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図である。同図において、一対のリード部材２１を有し、駆動用電解液（図示せず）が含浸されたコンデンサ素子２２と、封口体２３と、外装金属ケース２４と、絶縁板２５とを有し、前記コンデンサ素子２２から引き出されている１対のリード部材２１を封口体２３に貫通させるとともに、コンデンサ素子２２を金属ケース２４内に収納し、そして、金属ケース２４の開口部を封口体２３と一緒に絞り加工部２６で絞り、かつカール部２７でカールして封止し、さらに前記一対のリード部材２１を絶縁板２５に貫通させ、かつこの一対のリード部材２１の先端部を折曲して絶縁板２５の外表面に設けた収納用凹部２８に収納するようにしたものである。
【０００３】
前記駆動用電解液は、エチレングリコールやγ−ブチロラクトンなどの有機溶媒と、硼酸もしくは硼酸アンモニウムなどを溶質としたものが用いられている。また、溶質としてアゼライン酸、ブチルオクタン二酸、５，６−デカンジカルボン酸、１，７−オクタンジカルボン酸等を用いたものは、駆動用電解液中の水分を低減できるため、１００℃以上の環境下においても水分の内圧上昇による電解コンデンサの開弁を抑制することができるとされている。
【０００４】
また、前記封口体２３は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレンの共重合体ゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエンの三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、イソブチレン−イソプレンの共重合体ゴム（ＩＩＲ）等が用いられ、前記駆動用電解液の組成により選択されるが、前記封口体２３は金属ケース２４の開口部をカーリングして封止することから、封口体２３の弾性特性が重要となっている。
【０００５】
このようなチップ型アルミ電解コンデンサをプリント基板に実装することにより、絶縁板２５により安定に精度良く実装することができるとされている。
【０００６】
また、前記チップ型アルミ電解コンデンサは、金属ケース２４の径がφ３〜２０ｍｍまでの種類があり、これに沿って絶縁板２５の大きさも金属ケースの大きさに合わせている。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平１１−１８６１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記従来のチップ型アルミ電解コンデンサにおいて、封口体２３は円柱状の形状を有しており、その側面を金属ケース２４の外側から絞り加工すると図４に示すように封口体２３が変形してコンデンサ素子２２に不用意なストレスが加わり、また、亀裂が発生したりして、アルミ電解コンデンサの製品寿命が短くなるという問題を有していた。特に封口体２３の外径が１０ｍｍ以下ほど顕著に現れる。
【０００９】
これは、金属ケース２４を絞り加工したときに封口体２３に加わる圧力が一点に集中し、その応力が封口体２３の平面部側に逃げるようになるので、その部分が変形したり、その変形部分に亀裂が発生すると考えられる。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決し、絞り加工後の封口体の変形を抑制することにより製品寿命を向上させたチップ型アルミ電解コンデンサを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、陽極リードを接続した陽極箔と陰極リードを接続した陰極箔をセパレータとともに巻回したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子に含浸させた駆動用電解液と、前記コンデンサ素子を内蔵する有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を密閉する封口体とを有し、この封口体の側面に環状凹部を設け、前記金属ケースの外側から絞り加工した突起部が前記環状凹部の形状に沿うようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のチップ型アルミ電解コンデンサは、封口体の側面に環状凹部を設け、金属ケースの外側から絞り加工した突起部が前記環状凹部の形状に沿うようにすることにより、封口体の環状凹部全体に圧力が均一に加わるので、封口体の変形を抑制することができ、これによりコンデンサ素子へのストレスを低減することができる。加えて、封口体と金属ケースとの接触面積を増加させることができることから電解液の漏洩も低減することができるので、製品寿命を向上させることができるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態によるチップ型アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図であり、図２は封口体の斜視図である。図１において、１１はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１１は、表面を粗面化した後に化成処理により誘電体酸化皮膜が形成されたアルミニウム箔を陽極箔とし、この陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介在させて巻回することにより構成されている。また、１２と１３は前記コンデンサ素子１１の陽極箔及び陰極箔から夫々引き出された陽極リードと陰極リード、１４は前記陽極リード１２と陰極リード１３が貫通する貫通孔１６が設けられ、金属ケース１７の開口部を封止する弾性を有した封口体である。前記コンデンサ素子１１を図示しない駆動用電解液とともに金属ケース１７内に挿入し、封口体１４の貫通孔１６に陽極リード１２及び陰極リード１３を貫通させて金属ケース１７の開口部に挿入した後、金属ケース１７の開口部を内側に折り曲げて封口体１４を押圧し、更に、金属ケース１７の外側を絞り加工することにより封口体１４の側面部を封止する。この絞り加工は、前記封口体１４の側面部が環状凹部１５の形状を有しているので、金属ケース１７の外側から絞り加工を施して前記環状凹部１５に沿うように絞り加工部１８を形成するようにしている。
【００１５】
最後に前記陽極リード１２及び陰極リード１３を絶縁座板１９に貫通させ、かつこの両リード１２，１３の先端部を折曲して絶縁座板１９の外表面に配設するように構成されている。
【００１６】
なお、前記封口体１４は、ブチルゴムに架橋剤、架橋助剤、補強材または充填剤、劣化防止剤等を添加して混練し、その後真空中で成形加工し、さらに真空中で二次架橋させるアニール処理して封口体１４を得ることができる。
【００１７】
また、封口体１４の形状は、直径４〜１０ｍｍで厚みが２〜６ｍｍの円柱状の弾性体を有するもので、その側面部に曲率半径が直径の約１／２以上のＲ状の環状凹部を形成するものである。
【００１８】
前記駆動用電解液としては、エチレングリコール、γ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、スルホラン、水の１種以上から選ばれる溶液を用い、これに有機酸または無機酸、もしくは有機酸または無機酸のアンモニウム塩または第１級〜第４級アンモニウム塩またはイミダゾリウム塩およびイミダゾリニウム塩及びこれらの誘導体のいずれか１種以上から選ばれる電解質塩を含むものを用いることができる。
【００１９】
前記有機酸または無機酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、マレイン酸、シトラコン酸、フタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、安息香酸、ブチルオクタニン酸、蟻酸、デカンジカルボン酸などの有機酸、ホウ酸、リン酸などの無機酸が挙げられ、また、これらの第１級〜第４級アンモニウム塩を用いることができる。
【００２０】
また前記イミダゾリウム塩及びイミダゾリニウム塩及びこれらの誘導体としては、炭素数１〜１１のアルキル基またはアリールアルキル基で４級化されたイミダゾリン化合物、イミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式ピリミジン化合物が挙げられ、具体的には、電導度が高く、低損失のアルミ電解コンデンサを提供することができる１−メチル−１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７、１−メチル−１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］ノネン−５、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−エチル−イミダゾリニウム、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−ヘプチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−（−３’ヘプチル）イミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−ドデシルイミダゾリニウム、１，２，３−トリメチル−１，４，５，６−テトラヒドロピリミジウム、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１，３−ジメチルベンゾイミダゾリウムが好ましい。
【００２１】
また、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電性高分子を電解重合または化学重合によりコンデンサ素子に導電性高分子層を形成させ、前記駆動用電解液とともに用いることにより、低ＥＳＲで、半田リフロー温度に対しても安定したアルミ電解コンデンサを得ることができる。
【００２２】
また、前記駆動用電解液を用いず、導電性高分子層だけのコンデンサ素子を用いたものはさらに低ＥＳＲ化を図ることができる。
【００２３】
以下、具体的な実施例について説明する。
【００２４】
（実施例１）
陽極リードを接続した陽極箔と陰極リードを接続した陰極箔との間にマニラ繊維のセパレータを介在させて巻回することにより構成したコンデンサ素子に、駆動用電解液としてγ−ブチロラクトンを溶媒とし、モノ（トリエチルアミン）−フタル酸塩、ｐ−ニトロ安息香酸、モノブチル燐酸エステルとから構成したものを含浸させた。
【００２５】
そして、このコンデンサ素子を封口体とともに有底円筒状のアルミ製の金属ケース内に封入した後、金属ケースの開口部をカーリング処理により封止し、さらに陽極リード及び陰極リードを絶縁座板に貫通させ、かつこの両リードの先端部を折曲して絶縁座板の外表面に配設することにより、定格電圧３５Ｖ、静電容量２２０μＦのチップ型アルミ電解コンデンサ（サイズ：直径１０ｍｍ×高さ１０ｍｍ）を作製した。
【００２６】
なお、前記封口体の形状は直径１０ｍｍ、厚み４ｍｍで、その側面部に曲率半径５、１０、１５、２０ｍｍの環状凹部を形成したものを夫々用い、金属ケースの絞り加工は前記封口体の側面部に形成された環状凹部に金属ケースの絞り加工部が沿うように絞り加工した。
【００２７】
（実施例２）
前記実施例１において、定格電圧３５Ｖ、静電容量４．７μＦのチップ型アルミ電解コンデンサ（サイズ：直径４ｍｍ×高さ５．８ｍｍ）にするようにした以外は前記実施例１と同様にしてチップ型アルミ電解コンデンサを作製した。
【００２８】
なお、前記封口体の形状は直径４ｍｍ、厚み２ｍｍで、その側面部に曲率半径２ｍｍの環状凹部を形成したものを用い、金属ケースの絞り加工は前記封口体の側面部に形成された環状凹部に金属ケースの絞り加工部が沿うように絞り加工した。
【００２９】
（実施例３）
前記実施例１において、駆動用電解液の代わりに、コンデンサ素子を複素環式モノマーであるエチレンジオキシチオフェン１部と酸化剤であるｐ−トルエンスルホン酸第二鉄３１．０重量％を含有するｎ−ブタノール溶液６部の酸化剤溶液を含む重合性混合溶液に浸漬して引き上げた後、８５℃で６０分間放置することにより導電性高分子であるポリエチレンジオキシチオフェンの固体電解質層を電極箔間に形成した以外は前記実施例１と同様にしてチップ型アルミ電解コンデンサを作製した。
【００３０】
（比較例１）
前記実施例１において、封口体の形状が直径１０ｍｍ、厚み４ｍｍ（環状凹部が無い）ものを用いた以外は前記実施例１と同様にしてチップ型アルミ電解コンデンサを作製した。
【００３１】
（比較例２）
前記実施例２において、封口体の形状が直径４ｍｍ、厚み２ｍｍ（環状凹部が無い）ものを用いた以外は前記実施例２と同様にしてチップ型アルミ電解コンデンサを作製した。
【００３２】
以上の前記実施例１〜３及び比較例１、２のチップ型アルミ電解コンデンサについて、サンプルを各２０個作製し、その寿命試験を行った。その結果を（表１）に示す。なお、寿命試験は試験温度１０５℃中でリップル負荷試験を行った。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
（表１）から明らかなように、本実施例１〜３のチップ型アルミ電解コンデンサは、封口体の側面部に環状凹部を形成し、金属ケースの外側から絞り加工するときに前記環状凹部に沿うように絞り加工部を形成することにより、寿命試験に優れたチップ型アルミ電解コンデンサを得ることができる。
【００３５】
また、駆動用電解液の代わりに導電性高分子の固体電解質を用いることにより、さらに優れたコンデンサ特性及び寿命特性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によるアルミ電解コンデンサは、簡単な構成で寿命の信頼性を向上させ、しかもコンデンサ素子へストレスを与えることなく製造できるという特徴を有し、信頼性が要求されるチップ型アルミ電解コンデンサとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態におけるチップ型アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図
【図２】同封口体の斜視図
【図３】従来のチップ型アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図
【図４】同寿命試験後のチップ型アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図
【符号の説明】
【００３８】
１１  コンデンサ素子
１２  陽極リード
１３  陰極リード
１４  封口体
１５  封口体の環状凹部
１６  貫通孔
１７  金属ケース
１８  金属ケースの絞り加工部
１９  絶縁座板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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