(57)【要約】【課題】本発明は、小型化した積層型アルミ電解コンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】それぞれの一端部が反対方向に突出するように陽極箔１１と陰極箔１２とをセパレータ１３を介して積層した積層体と、前記陽極箔１１の一端部に接続されたリード部材１５と、前記陽極箔１１の一端部と反対方向の陰極箔１２の一端部に接続されたリード部材１５とを備えたコンデンサ素子１４と、このコンデンサ素子１４に含浸する駆動用電解液と、この駆動用電解液を含浸したコンデンサ素子１４を収容する金属ケース１７と、前記リード部材１５を貫通させて前記金属ケース１７の開口部を封止する封口ゴム１６を備え、前記リード部材１５は、それぞれ扁平部を有しこの扁平部にて陽極箔１１の一端部および陰極箔１２の一端部にそれぞれ接続されるとともに前記金属ケース１７内にてＬ字部を有することを特徴とするものである。【選択図】図１
2008028074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの一端部が反対方向に突出するように陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して積層した積層体と、前記陽極箔の一端部に接続されたリード部材と、前記陽極箔の一端部と反対方向の、陰極箔の一端部に接続されたリード部材とを備えたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子に含浸する駆動用電解液と、この駆動用電解液を含浸したコンデンサ素子を収容する金属ケースと、前記リード部材を貫通させて前記金属ケースの開口部を封止する封口ゴムを備え、前記リード部材は、それぞれ扁平部を有しこの扁平部にて陽極箔の一端部および陰極箔の一端部にそれぞれ接続されるとともに前記金属ケース内にてＬ字部を有することを特徴とする積層型アルミ電解コンデンサ。
【請求項２】
Ｌ字部は、扁平部に設けてなる請求項１に記載の積層型アルミ電解コンデンサ。
【請求項３】
陽極箔および陰極箔の一端部にそれぞれ貫通孔を設け、この貫通孔にリード部材の扁平部をそれぞれ貫通させて溶接によりそれぞれ接続した請求項１記載の積層型アルミ電解コンデンサ。
【請求項４】
リード部材のＬ字部を封口ゴムの表面に押し当て固定するようにした請求項１に記載の積層型アルミ電解コンデンサ。
【請求項５】
金属ケースの開口部と接するように中空状の角形絶縁座板を配置し、封口ゴムから貫通させた一対のリード部材を、前記角形絶縁座板の少なくとも底面から外周面にかけて設けた一対の外部端子にそれぞれ接続した請求項１に記載の積層型アルミ電解コンデンサ。
【請求項６】
リード部材の先端部に鉄製のキャップを嵌合させた請求項５に記載の積層型アルミ電解コンデンサ。
【請求項７】
陽極箔と陰極箔をセパレータを介して順次積層して前記陽極箔と陰極箔それぞれの一端部を反対方向に突出するようにしたコンデンサ素子を形成する工程と、扁平部を有するとともにその扁平部をＬ字に折り曲げた陽極及び陰極のリード部材を封口ゴムに貫通させて固定する工程と、前記扁平部を前記コンデンサ素子の突出させた前記端部とそれぞれ接続する工程と、前記リード部材を接続した前記コンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させる工程と、このコンデンサ素子を有底筒状の金属ケースに挿入し、その金属ケースの開口部を前記封口ゴムで封止する工程を備えた積層型アルミ電解コンデンサの製造方法。
【請求項８】
金属ケースの開口部と接するように中空状の角形絶縁座板を配置し、封口ゴムから貫通させたリード部材を、前記角形絶縁座板の少なくとも底面から外周面にかけて設けた外部端子に接続する工程をさらに備えた請求項７に記載の積層型アルミ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】
本発明は各種電子機器に利用されるアルミ電解コンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアルミ電解コンデンサは、弁作用金属箔をエッチングにより粗面化した後、陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成した陽極箔と、この陽極箔の対極である陰極箔とをセパレータを介在させて巻回することによりコンデンサ素子を構成し、そしてこのコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させるとともに、このコンデンサ素子をアルミニウム材よりなる有底円筒状の金属ケース内に収容し、その後、この金属ケースの一端開口部に、内部の駆動用電解液が蒸発しないように封口部材を装着することにより構成している。
【０００３】
一般にＩＣ化により小型化される傾向にある各種電子機器においては、この種のアルミ電解コンデンサの占める体積は大きいため小型のものが要求されている。そこで、電極箔を薄く形成して巻回密度を向上させるとともに、効率的にエッチング処理を行って電極箔の表面積の拡大を図る等して、コンデンサ素子を小型化することが行われている。
【０００４】
しかし、この巻回型コンデンサ素子の場合は、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介在させて巻回する方式であるため、リアクタンス成分が発生して高周波におけるインピーダンスが高くなって周波数特性が悪くなるという問題点を有している。
【０００５】
一方、電子機器の筐体内の実装効率を向上させるために電解コンデンサを扁平型にする試みがなされている。しかしながら、この場合、円筒形の巻回型コンデンサ素子を圧縮成形により扁平に加工するものであるため、電極箔の積層間隔が不均一になる等、一般に円筒形のものより電気的特性が低下するものである。
【０００６】
そこで、このような問題点を解消するために、図５に示すような平板型の積層型電解コンデンサが提案されている。同図において、長方形状に成形され、かつ外方に突出する突出部３１ａを有する陽極箔３１と、同じく長方形状に成形され、かつ外方に突出する突出部３２ａを有する陰極箔３２を、両者陽極箔３１、陰極箔３２間に介在させたセパレータ３３とともに、それぞれの突出部３１ａ，３２ａが対応しないように（直下に位置しないように）交互に重ね合わせて積層し、固定テープ３４で固定することによりコンデンサ素子３５を構成し、そして積層状態の陽極箔３１の突出部３１ａおよび陰極箔３２の突出部３２ａに陽極リード部材３６および陰極リード部材３７を溶着により接続したものである。
【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、特許文献２が知られている。
【特許文献１】特開平５−２３４８２７号公報
【特許文献２】特開２００５−１２１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５に示す積層型電解コンデンサは、陽極リード部材３６と陰極リード部材３７をコンデンサ素子３５から導出する場合、長方形状に成形された陽極箔３１と陰極箔３２にそれぞれ外方に突出する突出部３１ａ，３２ａを形成し、これらの突出部３１ａ，３２ａに陽極リード部材３６と陰極リード部材３７を接続するようにしているため、コンデンサ素子３５全体の大きさとしては、突出部３１ａ，３２ａの突出寸法分だけ大きくなり、これにより、電解コンデンサを小型化することが難しいものであった。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するもので、小型化することができる積層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】
【００１０】
前記課題を解決するために本発明は、それぞれの一端部が反対方向に突出するように陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して積層した積層体と、前記陽極箔の一端部に接続されたリード部材と、前記陽極箔の一端部と反対方向の陰極箔の一端部に接続されたリード部材とを備えたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子に含浸する駆動用電解液と、この駆動用電解液を含浸したコンデンサ素子を収容する金属ケースと、前記リード部材を貫通させて前記金属ケースの開口部を封止する封口ゴムを備え、前記リード部材は、それぞれ扁平部を有しこの扁平部にて陽極箔の一端部および陰極箔の一端部にそれぞれ接続されるとともに前記金属ケース内にてＬ字部を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記金属ケースの開口部と接するように中空状の角形絶縁座板を配置し、封口ゴムから貫通させた一対のリード部材を、前記角形絶縁座板の少なくとも底面から外周面にかけて設けた一対の外部端子にそれぞれ接続した面実装用の積層型アルミ電解コンデンサとするものである。
【００１２】
また本発明の製造方法は、陽極箔と陰極箔をセパレータを介して順次積層して前記陽極箔と陰極箔それぞれの一端部を反対方向に突出するようにしたコンデンサ素子を形成する工程と、扁平部を有するとともにその扁平部をＬ字に折り曲げた陽極及び陰極のリード部材を、封口ゴムに貫通させて固定する工程と、前記扁平部を前記コンデンサ素子の突出させた前記端部とそれぞれ接続する工程と、前記リード部材を接続した前記コンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させる工程と、このコンデンサ素子を有底筒状の金属ケースに挿入し、その金属ケースの開口部を前記封口ゴムで封止する工程を備えた積層型アルミ電解コンデンサの製造方法とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成による積層型アルミ電解コンデンサにおいて、リード部材の扁平部をコンデンサ素子の突出させた一端部とそれぞれ接続することにより、小型化をすることができる。また、金属ケース内に容易に収納することができ、さらには、積層体を作製後リード部材をＬ字に折り曲げてコンデンサ素子に接続することで、従来のようにリード部材を電極箔に接続した後巻回することによって発生するコンデンサ素子とリード部材の接続部分の応力が加わらないことから、前記接続部分が弱くなることによって発生するＥＳＲ悪化を抑制することができ、低ＥＳＲ特性を有した積層型アルミ電解コンデンサを得ることができる。
【００１４】
また、金属ケースの開口部と接するように中空状の角形絶縁座板を配置し、封口ゴムから貫通させた一対のリード部材を、前記角形絶縁座板の少なくとも底面から外周面にかけて設けた一対の外部端子にそれぞれ接続することにより、リード部材に応力を加えることなく絶縁座板を取り付けることができ、さらに、プリント基板への半田付け時の接合強度が金属ケース側に折り曲げた外部端子により強度に接続することができる。
【００１５】
また、本発明の製造方法とすることにより、封口ゴムに固定されたリード部材をコンデンサ素子の電極部に接続するので、その後の工程においても電極部の接続箇所に応力がかかることがないので、コンデンサ特性の問題を起こすことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にもとづいて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の積層型アルミ電解コンデンサの構成を示した断面図、図２はリード部材の斜視図である。図１において、１１は長方形状に成形された陽極箔で、この陽極箔１１は弁作用金属であるアルミニウム箔をエッチングにより粗面化した後、陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成したものである。１２は陽極箔１１と対極するアルミニウム箔よりなる陰極箔で、この陰極箔１２は陽極箔１１と同じ大きさの長方形状に成形されている。１３は陽極箔１１と陰極箔１２の間に介在して陽極箔１１と陰極箔１２が直接接触するのを防止する絶縁体の役目を果たすセパレータで、このセパレータ１３は陽極箔１１と陰極箔１２が重なり合う部分の大きさの長方形状に成形されている。
【００１８】
そして陽極箔１１の一方の端部に電極部１１ａを設け、その対向する陰極箔１２には、前記電極部１１ａを設けた陽極箔１１の端面と対向する端面に電極部１２ａを設け、さらに前記陽極箔１１と陰極箔１２の間にセパレータ１３を介して積層することによりコンデンサ素子１４を形成する。なお、コンデンサ素子１４は、アルミ電解コンデンサの組み立ての作業性を考慮して、コンデンサ素子１４の中心部を固定テープで固定しても良い。
【００１９】
１５はリード部材で、図２に示すように丸棒部１５ｂの一部を扁平にし、その一部をＬ字に折り曲げて固定リブ１５ａを形成し、前記丸棒部１５ｂを封口ゴム１６に貫通させて固定リブ１５ａを封口ゴム１６の内面に当接させることでリード部材１５を封口ゴム１６に固定するようにしている。
【００２０】
この封口ゴム１６は、ブチルゴムに架橋剤、架橋助剤、補強剤または充填剤、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たものである。
【００２１】
前記ブチルゴムは、不飽和度１．２〜２．５ｍｏｌ％のポリマーをアルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂で架橋したブチルゴムを主成分とするものであり、不飽和度１．２〜２．５ｍｏｌ％のポリマーをアルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂で架橋することにより、架橋反応を速めて架橋性を高めることができる。これにより、補強剤をブチルゴムの等量以上含有してもブチルゴムとして無数の網目構造を保持しつつ、硬度を国際ゴム硬さ（ＩＲＨＤ）によるマイクロウォーレス硬さを８０Ｈｗ以上、かつ半田リフロー温度における弾性率を４Ｎ／ｍｍ2以上にすることができるので、その結果、リード部材１５の一部をＬ字に折り曲げた固定リブ１５ａを封口ゴム１６に固定しても、封口ゴム１６の硬度によりリード部材１５全体を固定することができる。
【００２２】
また、前記封口ゴム１６にフェノール類及びその誘導体のいずれか１つ以上を含有することにより、半田リフロー温度による熱劣化の影響を抑制することができるので、引っ張り強度、硬さ等の機械的性質を向上させることができる。
【００２３】
なお、前記フェノール類とは、フェノールのｏ，ｍ，ｐ位にアルキル基、水酸基、スルフヒドリル基を有するもので、およびその誘導体は上記フェノール類が炭素または硫黄またはアルキル基等により２量化、３量化したもので、例えば、２，６−Ｄｉ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，５−Ｄｉ−ｔｅｒｔ−アミルヒドロキノン、２，５−Ｄｉ−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン、４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール等である。
【００２４】
また、ブチルゴムの特性を損なわない程度にブタジエンゴム（ＢＲ）、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）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）を併用しても構わない。
【００２５】
そして封口ゴム１６に固定されたリード部材１５の扁平部に前記コンデンサ素子１４の電極部１１ａ，１２ａを積層方向すなわち垂直方向に接続する。
【００２６】
この接続方法は、超音波溶接、レーザー溶接、冷間圧接溶接などにより接続することができる。特に超音波溶接は、陽極箔１１及び陰極箔１２の未エッチング部分とリード部材１５とが接合するように溶接されるので好ましい。
【００２７】
そして前記コンデンサ素子１４に電解液を含浸させて金属ケース１７に挿入して、その開放端に封口ゴム１６を装着後、カーリング加工して金属ケース１７を封止する。この含浸方法としては、コンデンサ素子１４を減圧化で電解液を含浸させるか、金属ケース１７内に電解液を注入後、コンデンサ素子１４を挿入し、金属ケース１７内を減圧にして含浸させる方法などがある。
【００２８】
本実施の形態１の構成にすることにより、リード部材１５の丸棒部１５ｂが封口ゴム１６を貫通して固定され、リード部材１５の扁平部をＬ字に折り曲げてコンデンサ素子１４の突出させた電極部１１ａ，１２ａと垂直にそれぞれ接続することにより、金属ケース１７内に容易に収容することができ、また、リード部材１５が封口ゴム１６により密閉されるので液漏れなどの問題を引き起こすこともない。
【００２９】
さらには、リード部材１５をＬ字に折り曲げてコンデンサ素子１４に対して垂直方向に接続するので、あらかじめリード部材１５を電極箔に接続して積層又は巻回して組立てる場合に発生する応力がコンデンサ素子１４とリード部材１５の接続部分に加わらないことから、低ＥＳＲ特性を有した積層型アルミ電解コンデンサを得ることができる。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２の面実装用の積層型アルミ電解コンデンサの構成を示した断面図、図４は中空状の絶縁座板の斜視図である。図３において、積層型アルミ電解コンデンサは前記実施の形態１で用いたものと同じである。すなわち、陽極箔１１の一方の端面と、その対向する陰極箔１２の端面とを露出させてそれぞれの電極部１１ａ，１２ａを設けるようにセパレータ１３を介して積層することによりコンデンサ素子１４を形成する。一方、丸棒部１５ｂを封口ゴム１６に貫通させて固定リブ１５ａによりリード部材１５を封口ゴム１６に固定させる。そして封口ゴム１６に固定されたリード部材１５の扁平部に前記コンデンサ素子１４の電極部１１ａ，１２ａを積層方向すなわち垂直方向に接続した後、前記コンデンサ素子１４に電解液を含浸させて金属ケース１７に挿入して、その開放端に封口ゴム１６を装着後、カーリング加工して金属ケース１７を封止することにより積層型アルミ電解コンデンサが構成されている。
【００３１】
この積層型アルミ電解コンデンサの金属ケース１７の開口部と接するように図４に示した環状の角形絶縁座板２１を配置し、封口ゴム１６から露出させたリード部材１５の丸棒部１５ｂの先端２３に、絶縁座板２１の底面を沿わせて金属ケースの外周面側に折り曲げた外部端子２２をレーザー溶接などで接続した構成とするものである。
【００３２】
本実施の形態２の構成にすることにより、リード部材１５に応力を加えることなく絶縁座板２１を取り付けることができ、さらに、プリント基板への半田付け時の接合強度が金属ケースの外周面側に折り曲げた外部端子２２により強度に接続することができる。
【００３３】
なお、リード部材１５はアルミ材を用い、外部端子２２が鉄にＳｎメッキを施したものを用いるとその溶接が難しいので、リード部材１５の先端２３に、鉄製のキャップにＳｎメッキを施したものを嵌合してから外部端子２２をレーザー溶接で接続することにより、より容易に溶接ができ、しかも接続強度を向上させることができる。
【００３４】
また、本実施の形態では丸棒部１５ｂの一部を扁平にし、その一部をＬ字に折り曲げて固定リブ１５ａを形成したリード部材１５を用いたが、丸棒部１５ｂの一部を折り曲げないで鍔付き部を設けたものでも本発明と同様の効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、陽極リード部材と陰極リード部材をコンデンサ素子から効果的に導出させることによりアルミ電解コンデンサを小型化することができ、ＩＣ化により小型化される傾向にある各種電子機器のアルミ電解コンデンサとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１の積層型アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図
【図２】同リード部材の構成を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態２の積層型アルミ電解コンデンサの構成を示す断面図
【図４】同中空状の絶縁座板を示す斜視図
【図５】従来の積層型のコンデンサ素子の構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００３７】
１１  陽極箔
１１ａ  陽極箔の電極部
１２  陰極箔
１２ａ  陰極箔の電極部
１３  セパレータ
１４  コンデンサ素子
１５  リード部材
１５ａ  固定リブ
１５ｂ  丸棒部
１６  封口ゴム
１７  金属ケース
２１  角形絶縁座板
【図１】
2008028074.tif 000003
【図２】
2008028074.tif 000004
【図３】
2008028074.tif 000005
【図４】
2008028074.tif 000006
【図５】
2008028074.tif 000007