(57)【要約】【課題】電極箔の有効面積を確保しつつ、積層方向にかかる圧力に対する強度を高くすることができる積層型電解コンデンサを提供する。【解決手段】積層型電解コンデンサ１は、陽極箔４と陰極箔５とがセパレータ６を介して交互に積層されてなる電極積層体２と、陽極リード１４及び陰極リード１５とを備えている。陽極箔４の一縁部には、陽極リード１４が接合されるリード接続部９が設けられ、陽極箔４の反対側の縁部には切欠部１０が設けられている。陰極箔５の一縁部には、陰極リード１５が接合されるリード接続部１１が設けられ、陰極箔５の反対側の縁部には切欠部１２が設けられている。電極積層体２は、陽極箔４のリード接続部９と陰極箔５の切欠部１２とが対応し、陽極箔４の切欠部１０と陰極箔５のリード接続部１１とが対応するように、陽極箔４と陰極箔５とがセパレータ６を介して交互に積層されている。【選択図】図２
2011009375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して交互に積層されてなる電極積層体と、前記陽極箔に接続された陽極リードと、前記陰極箔に接続された陰極リードとを備えた積層型電解コンデンサであって、
前記陽極箔は、前記陽極リードが接続固定される第１リード接続部と、前記第１リード接続部とは異なる側に設けられた第１切欠部とを有し、
前記陰極箔は、前記第１切欠部に対応する位置に設けられ、前記陰極リードが接続固定される第２リード接続部と、前記第１リード接続部に対応する位置に設けられた第２切欠部とを有し、
前記第１切欠部は、前記陽極箔の角部を避けるように形成され、
前記第２切欠部は、前記陰極箔の角部を避けるように形成されていることを特徴とする積層型電解コンデンサ。
【請求項２】
前記陽極箔及び前記陰極箔は略矩形形状をなしており、
前記第１切欠部は、前記陽極箔の一縁部の中心位置に形成され、
前記第２切欠部は、前記陰極箔における前記陽極箔の前記一縁部と異なる縁部に対応する縁部の中心位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載の積層型電解コンデンサ。
【請求項３】
前記陽極箔及び前記陰極箔は略矩形形状をなしており、
前記第１切欠部は、前記陽極箔の一縁部に形成され、
前記第２切欠部は、前記陰極箔における前記陽極箔の前記一縁部と対向した縁部に対応する縁部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の積層型電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して交互に積層されてなる構造を有する積層型電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、積層型電解コンデンサの小型化が進められているなかで、電極箔の有効面積が小さくなって容量が低下しないように、電極箔へのリードの取り付け構造の最適化が要求されている。その対策として、例えば特許文献１に記載されているように、１つの角部に切欠部を設けた陽極箔と２つの角部に切欠部を設けたセパレータと１つの角部に切欠部を設けた陰極箔とを、陽極箔の切欠部と陰極箔の切欠部とが対応しないように順次積層した状態で、陽極箔の切欠部に対応する陰極箔の露出部に陰極リードを接続し、陰極箔の切欠部に対応する陽極箔の露出部に陽極リードを接続したものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２３４８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、陽極箔、陰極箔及びセパレータの角部に切欠部が設けられているので、コンデンサの積層方向（厚み方向）にかかる圧力に対する強度が弱くならざるを得ない。このため、電極箔のリード接続部への負担が大きくなり、場合によってはリードの接続不良が発生する可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、電極箔の有効面積を確保しつつ、積層方向にかかる圧力に対する強度を高くすることができる積層型電解コンデンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して交互に積層されてなる電極積層体と、陽極箔に接続された陽極リードと、陰極箔に接続された陰極リードとを備えた積層型電解コンデンサであって、陽極箔は、陽極リードが接続固定される第１リード接続部と、第１リード接続部とは異なる側に設けられた第１切欠部とを有し、陰極箔は、第１切欠部に対応する位置に設けられ、陰極リードが接続固定される第２リード接続部と、第１リード接続部に対応する位置に設けられた第２切欠部とを有し、第１切欠部は、陽極箔の角部を避けるように形成され、第２切欠部は、陰極箔の角部を避けるように形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
このように本発明の積層型電解コンデンサにおいては、陽極箔における陰極箔の第２リード接続部に対応する位置に第１切欠部を設け、陰極箔における陽極箔の第１リード接続部に対応する位置に第２切欠部を設けることにより、陽極箔の第１リード接続部側及び第１切欠部側の領域と陰極箔の第２リード接続部側及び第２切欠部側の領域とを有効活用して、陽極箔及び陰極箔の有効面積を十分確保することができる。また、第１切欠部は陽極箔の角部を避けるように形成され、第２切欠部は陰極箔の角部を避けるように形成されているので、陽極箔及び陰極箔は積層方向にかかる圧力を第１切欠部及び第２切欠部に対して３方向から受けることになる。これにより、積層方向にかかる圧力に対する強度を高くすることができる。
【０００８】
好ましくは、陽極箔及び陰極箔は略矩形形状をなしており、第１切欠部は、陽極箔の一縁部の中心位置に形成され、第２切欠部は、陰極箔における陽極箔の一縁部と異なる縁部に対応する縁部の中心位置に形成されている。この場合には、電極積層体による陽極リード及び陰極リードの保持強度のばらつきを低減することができる。
【０００９】
また、好ましくは、陽極箔及び陰極箔は略矩形形状をなしており、第１切欠部は、陽極箔の一縁部に形成され、第２切欠部は、陰極箔における陽極箔の一縁部と対向した縁部に対応する縁部に形成されている。この場合には、積層方向にかかる圧力に対する強度を一層高くすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極箔の有効面積を確保しつつ、積層方向にかかる圧力に対する強度を高くすることができる。これにより、所望のコンデンサ容量を確保することができると共に、電極箔のリード接続部への負担を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係わる積層型電解コンデンサの一実施形態の外観を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示した電極積層体及びリードを示す概略斜視図である。
【図３】図２に示した電極積層体及びリードを示す分解斜視図である。
【図４】図２に示した陽極箔の断面構成を示す図である。
【図５】図２に示した陽極箔、陰極箔及びセパレータの積層構造を示す概略斜視図である。
【図６】図２に示した陽極箔、陰極箔及びセパレータの積層構造をリードと共に示す分解斜視図である。
【図７】図１に示した積層型電解コンデンサの製造工程を示す図である。
【図８】図２に示した陽極箔及び陰極箔とケースとの配置関係、比較例としての陽極箔及び陰極箔とケースとの配置関係を示す図である。
【図９】他の比較例としての陽極箔、陰極箔及びセパレータの積層構造を示す概略斜視図である。
【図１０】図２に示した切欠部の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係わる積層型電解コンデンサの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係わる積層型電解コンデンサの一実施形態の外観を示す概略斜視図であり、図２は、図１に示した積層型電解コンデンサの主要部分を示す概略斜視図である。各図において、本実施形態の積層型電解コンデンサ１は、電極積層体２と、この電極積層体２を電解液（図示せず）と共に収容するケース３とを備えている。
【００１４】
電極積層体２は、図２及び図３に示すように、電極箔である陽極箔４及び陰極箔５とセパレータ６とを複数ずつ有している。電極積層体２は、陽極箔４と陰極箔５とがセパレータ６を介して交互に積層されることにより構成される。
【００１５】
陽極箔４は、箔状の弁作用金属からなる。ここでは、陽極箔４としてアルミニウム箔（例えば、厚み５０〜１５０μｍ）を用いている。陽極箔４は、図４に示すように、エッチング処理により形成されたエッチング層７と、このエッチング層７上に形成された酸化皮膜層８とを有している。陰極箔５は、金属プレーン箔にエッチング層が形成された金属エッチング箔からなる。ここでは、陰極箔５としてアルミニウムエッチング箔（例えば、厚み１０〜１００μｍ）を用いている。
【００１６】
陽極箔４及び陰極箔５は、略矩形形状を呈している。図３及び図５に示すように、陽極箔４の対向する２つの縁部の一方の中央位置にはリード接続部９が設けられ、陽極箔４の対向する２つの縁部の他方の中央位置には矩形形状の切欠部１０が設けられている。陰極箔５の対向する２つの縁部の一方の中央位置にはリード接続部１１が設けられ、陰極箔５の対向する２つの縁部の他方の中央位置には矩形形状の切欠部１２が設けられている。切欠部１０，１２の寸法は等しくなっている。
【００１７】
セパレータ６は、絶縁紙や繊維不織布等からなる。セパレータ６は、陽極箔４と陰極箔５とを電気的に絶縁すると共に、電解液（不図示）を含浸して保持する機能を有している。セパレータ６は、略矩形形状を呈している。図３及び図５に示すように、セパレータ６の対向する２つの縁部の中央位置には、矩形状の切欠部１３が設けられている。切欠部１３の寸法は、切欠部１０，１２の寸法と等しくなっている。
【００１８】
電極積層体２は、図５及び図６に示すように、陽極箔４のリード接続部９と陰極箔５の切欠部１２とが対応し、陽極箔４の切欠部１０と陰極箔５のリード接続部１１とが対応し、セパレータ６の各切欠部１３が切欠部１０，１１に対応するように、陽極箔４と陰極箔５とがセパレータ６を介して交互に積層される。これにより、電極積層体２の一側では、各陽極箔４の表面（リード接続部９）が露出し、電極積層体２の他端側では、各陰極箔５の表面（リード接続部１１）が露出するようになる。
【００１９】
ケース３は、可撓性を有するフィルム（例えば、複合包装フィルム）からなる。ケース３は、例えば矩形形状を呈したフィルムを重ね合わせ、重ね合わせたフィルムの縁部同士をヒートシール（熱融着）して作製することができる。ケース３の内部（フィルムのヒートシールされていない部分領域により形成される空間）には、上記の電極積層体２及び電解液（図示せず）が収容される。
【００２０】
また、積層型電解コンデンサ１は、図１〜図３に示すように、各陽極箔４に接続される陽極リード１４と、各陰極箔５に接続される陰極リード１５とを更に備えている。これらのリード１４，１５は、金属プレーン箔からなる。ここでは、リード１４，１５としてアルミニウム箔を用いている。
【００２１】
陽極リード１４は、各陽極箔４のリード接続部９に接続固定されるように折り曲げられたつづら折り形状を呈している。このとき、陰極箔５に切欠部１２が設けられ、セパレータ６に切欠部１３が設けられていることで、陽極リード１４を折り畳むスペースが確保されている。陽極リード１４は、各陽極箔４のリード接続部９に当接した状態で、例えばかしめやＣｏｌｄ  Ｗｅｌｄあるいはレーザ溶接によりリード接続部９に接合されている。これにより、陽極リード１４と陽極箔４とが電気的かつ物理的に接続されることとなる。
【００２２】
陰極リード１５は、各陰極箔５のリード接続部１１に接続固定されるように折り曲げられたつづら折り形状を呈している。このとき、陽極箔４に切欠部１０が設けられ、セパレータ６に切欠部１３が設けられていることで、陰極リード１５を折り畳むスペースが確保されている。陰極リード１５は、各陰極箔５のリード接続部１１に当接した状態で、例えばかしめやＣｏｌｄ  Ｗｅｌｄあるいはレーザ溶接によりリード接続部１１に接合されている。これにより、陰極リード１５と陰極箔５とが電気的かつ物理的に接続されることとなる。
【００２３】
次に、上記の積層型電解コンデンサ１を製造する方法について説明する。まず図７に示すように、陽極箔４となる陽極箔母材１６を準備する。陽極箔母材１６は、大判のアルミニウム箔からなる。陽極箔母材１６の両面には、予めエッチング及び陽極酸化処理（化成処理）によりエッチング層及び酸化皮膜層が形成されている。続いて、陽極箔母材１６を型で打ち抜くことにより、複数の陽極箔４を形成する。
【００２４】
また、陰極箔５となる陰極箔母材（図示せず）を準備する。陰極箔母材は、大判のアルミニウムエッチング箔からなる。そして、陽極箔４の形成と同様に、陰極箔母材を型で打ち抜くことにより、複数の陰極箔５を形成する。
【００２５】
次いで、セパレータ６を準備する。続いて、陽極箔４及び陰極箔５を、図３及び図５に示すように、セパレータ６を介して交互に積層する。これにより、電極積層体２が得られることとなる。
【００２６】
次いで、各陽極箔４のリード接続部９と陽極リード１４とをかしめやＣｏｌｄ  ＷｅｌｄあるいはＹＡＧレーザ溶接により接続し、各陰極箔５のリード接続部１１と陰極リード１５とをかしめやＣｏｌｄ  ＷｅｌｄあるいはＹＡＧレーザ溶接により接続する。具体的には、陽極リード１４を陽極箔４のリード接続部９に当接させ、陽極リード１４側からかしめによる固定を行うことにより、陽極リード１４とリード接続部９とを接合する。また、陰極リード１５を陰極箔５のリード接続部１１に当接させ、陰極リード１５側からかしめによる固定を行うことにより、陰極リード１５とリード接続部１１とを接合する。これにより、各陽極箔４は陽極リード１４に並列接続され、各陰極箔５は陰極リード１５に並列接続される。
【００２７】
次いで、リード１４，１５が組み付けられた電極積層体２をケース３に収容する。ケース３は、上述したフィルムの縁部（シール部）のうち、電極積層体２を挿入するための開口部以外の部分を、例えばシール機を用いて所定の加熱条件で所望のシール幅だけヒートシールすることにより得られる。そして、リード１４，１５が組み付けられた電極積層体２をケース３に収容した後、ケース３内に電解液を注入する。このとき、電極積層体２に電解液を含浸させておいてもよい。続いて、減圧シール機を用いて、ケース３の開口部をシールする。
【００２８】
次いで、エージング処理を行う。ここでは、陽極リード１４を直流電源の陽極に接続すると共に陰極リード１５を直流電源の陰極に接続して、陽極箔４と陰極箔５との間に直流電圧を印加する。これにより、陽極箔４の酸化皮膜層８における破損した部分の修復と、陽極箔４の打ち抜きによる切断面に対する酸化皮膜層の形成が行われることとなる。以上により、図１に示す積層型電解コンデンサ１が得られる。
【００２９】
ところで、電極積層体２は、上述したようにケース３に収容されることになる。このとき、図８（ａ）に示すように、陽極箔４に設けられた突出部５１に陽極リード１４を接続し、陰極箔５に設けられた突出部５２に陰極リード１５を接続するような構造では、突出部５１，５２があることで陽極箔４及び陰極箔５の有効面積が小さくなり、その結果としてコンデンサ容量が小さくなってしまう。
【００３０】
これに対し本実施形態では、陽極箔４の一縁部に切欠部１０を形成し、陰極箔５の一縁部に切欠部１２を形成し、セパレータ６の両側縁部に切欠部１３を形成し、切欠部１０，１２が互いに反対側に位置するように陽極箔４と陰極箔５とをセパレータ６を介して交互に積層した状態で、陽極箔４における切欠部１０の反対側の縁部（リード接続部９）に陽極リード１４を接続し、陰極箔５における切欠部１２の反対側の縁部（リード接続部１１）に陰極リード１５を接続した構造とする。このため、図８（ｂ）に示すように、同じサイズのケース３を使用する場合に、陽極箔４及び陰極箔５の有効面積を大きくし、ケース３に対して陽極箔４及び陰極箔５をスペース的に有効活用することができる。これにより、図８（ａ）に示すものに比べて、コンデンサ容量を増大させることができる。
【００３１】
また、図９に示すように、陽極箔４及び陰極箔５の一角部に切欠部５３が形成され、セパレータ６の両側角部に切欠部５４が形成された構造では、電極積層体２の積層方向（厚み方向）からの圧力が加わると、その圧力を切欠部５３，５４に対して２方向からしか支えることができない。このため、電極積層体２の積層方向からの圧力に対する強度が弱くなるため、陽極箔４及び陰極箔５のリード接続部にかかる負担が大きくなり、リード１４，１５の接続不良が生じることがある。
【００３２】
これに対し本実施形態では、陽極箔４の角部を避けるように陽極箔４に切欠部１０を形成し、陰極箔５の角部を避けるように陰極箔５に切欠部１２を形成し、セパレータ６の角部を避けるようにセパレータ６に切欠部１３を形成するようにしたので、電極積層体２の積層方向に加わる圧力を切欠部１０，１２，１３に対して３方向から支えることになる。これにより、図９に示す構造に比べ、電極積層体２の積層方向からの圧力に対する強度が高くなるため、陽極箔４のリード接続部９及び陰極箔５のリード接続部１１にかかる負担が軽減されるようになり、リード１４，１５の接続不良の発生を抑制することができる。その結果、製造時の歩留まりを向上させると共に、使用時の電極積層体２の損傷等を防ぐことが可能となる。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、陽極箔４、陰極箔５及びセパレータ６に矩形状の切欠部１０，１２，１３をそれぞれ形成するようにしたが、これらの切欠部１０，１２，１３の形状としては、特に矩形状に限られず、例えば図１０に示すような略半円形状であっても良い。切欠部１０，１２，１３の形状を略半円形状とすることで、電極積層体２の積層方向からの圧力に対する強度が一層強くなる。
【００３４】
また、上記実施形態では、陽極箔４及び陰極箔５の一縁部の中央位置に切欠部１０，１２を形成したが、これらの切欠部１０，１２は、陽極箔４及び陰極箔５の角部を避けるように形成されていれば良い。
【００３５】
さらに、上記実施形態では、陽極リード１４及び陰極リード１５を電極積層体２に対して互いに反対側に延びるように陽極箔４及び陰極箔５にそれぞれ接続する構造としたが、陽極リード１４及び陰極リード１５を電極積層体２に対して互いに垂直な方向に延びるように陽極箔４及び陰極箔５にそれぞれ接続する構造とすることも可能である。この場合には、陽極箔４のリード接続部９及び切欠部１０が陽極箔４の互いに隣り合う縁部に設けられ、陰極箔５のリード接続部１１及び切欠部１２が陰極箔５の互いに隣り合う縁部に設けられることとなる。
【００３６】
また、上記実施形態では、セパレータ６の両側縁部に切欠部１３を形成するようにしたが、セパレータ６における陽極箔４のリード接続部１０に対応する側には切欠部１３を形成せずに、リード接続部１０をセパレータ６で覆うようにしても良い。陽極リード１４を陽極箔４の表面に接続する場合には、陽極箔４の表面の酸化皮膜層８が破壊されてしまうため、エージング処理により電解液を利用して修復する必要があるが、リード接続部１０をセパレータ６で覆うことにより、セパレータ６に含浸した電解液がリード接続部１０に十分供給されるようになる。同様に、セパレータ６における陰極箔５のリード接続部１１に対応する側についても切欠部１２を形成せずに、リード接続部１１をセパレータ６で覆うようにしても良い。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
まず、エッチング層及び酸化皮膜層が形成された陽極箔母材を、サイズが１７ｍｍ×３２ｍｍとなるように打ち抜き、一縁部の中央位置に切欠部が形成された陽極箔を得た。また、陰極箔母材を、同様にサイズが１７ｍｍ×３２ｍｍとなるように打ち抜き、一縁部の中央位置に切欠部が形成された陰極箔を得た。さらに、両側縁部の中央位置に切欠部が形成されたセパレータを準備した。その後、陽極箔の切欠部と陰極箔の切欠部とが互いに反対側に位置するように、セパレータを介して陽極箔及び陰極箔を交互に積層し、電極積層体を得た。ここでは、陽極箔を５層とし、陰極箔を６層とし、セパレータを１２層とした。
【００３９】
また、アルミニウム箔からなる陽極リードを準備し、陽極リードを各陽極箔の表面に当接させ、陽極リード側からかしめによる固定を行うことにより、陽極リードと各陽極箔とを接合した。また、アルミニウム箔からなる陰極リードを準備し、陰極リードを各陰極箔の表面に当接させ、陰極リード側からかしめによる固定を行うことにより、陰極リードと各陰極箔とを接合した。
【００４０】
また、ケースとなる２枚のアルミニウムラミネート箔を準備し、アルミニウムラミネート箔の間に電極積層体を配置した後、アルミニウムラミネート箔の３辺をヒートシールにより封口した。その後、電解液を注液し、アルミニウムラミネート箔の残りの１辺をヒートシールにより封口した。そして、エージング処理を行い、積層型電解コンデンサを作製した。
【００４１】
（比較例１）
陽極箔及び陰極箔として一角部に切欠部が形成されたものを使用し、セパレータとして両側角部に切欠部が形成されたものを使用した以外は、実施例１と同様にして、積層型電解コンデンサを作製した。
【００４２】
（積層型電解コンデンサの特性評価試験）
実施例１及び比較例１の積層型電解コンデンサをそれぞれ１００個ずつ作製し、各１００個の積層型電解コンデンサについて、エージング処理を行い、コンデンサ特性を確認し、歩留まり（容量）を評価した。歩留まりとしては、厚み方向の圧力に対する弱さを示すオープン不良（接続したリードが外れること）を評価した。このとき、歩留まり（容量）が９０％以上のものをＯＫとした。その結果を表１に示す。
【表１】
2011009375.tif 000003
【００４３】
実施例１では、比較例１に比して歩留まりが向上した。実施例１では、陽極箔及び陰極箔の一縁部の中央位置に切欠部を設けることにより、厚み方向の圧力に対する強度が高くなり、オープン不良が低減されたものと推測される。
【符号の説明】
【００４４】
１…積層型電解コンデンサ、２…電極積層体、４…陽極箔、５…陰極箔、６…セパレータ、９…リード接続部（第１リード接続部）、１０…切欠部（第１切欠部）、１１…リード接続部（第２リード接続部）、１２…切欠部（第２切欠部）、１４…陽極リード、１５…陰極リード。
【図１】
2011009375.tif 000004
【図２】
2011009375.tif 000005
【図３】
2011009375.tif 000006
【図４】
2011009375.tif 000007
【図５】
2011009375.tif 000008
【図６】
2011009375.tif 000009
【図７】
2011009375.tif 000010
【図８】
2011009375.tif 000011
【図９】
2011009375.tif 000012
【図１０】
2011009375.tif 000013