(57)【要約】【課題】金属ケース内の圧力が上がった場合においても、電解液が漏れることなく、実用上でも信頼性の高い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】外部引き出しリード線２９が接続された陽極箔２１と陰極箔２２をその間にセパレータ２３を介在させて巻回することにより構成されたコンデンサ素子２０と、このコンデンサ素子２０を内蔵する有底筒状の金属ケース２４と、この金属ケース２４の開口部を絞り加工することにより金属ケース２４の開口部の封口を行う封口部材２５を備え、上記外部引出しリード線２９は、錫メッキ２８ａが形成された外部端子線２８をアルミ線２６の丸棒部２６ａの中央に開けた穴２７に挿入し、そのアルミ線２６と外部端子線２８を錫−アルミニウムの合金層２８ｂを形成して接合したアルミ電解コンデンサとするものである。【選択図】図１
2008311615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部引き出しリード線が接続された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たコンデンサ素子と、この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絞り加工することにより金属ケースの開口部の封口を行う封口部材とを備え、上記外部引出しリード線は、表面に錫メッキを形成した外部端子線と、この外部端子線の一部が挿入された片側偏平にしたアルミ線からなり、上記外部端子線のアルミ線に挿入された部分が錫−アルミニウムの合金層を形成してアルミ線に接合されたものであるアルミ電解コンデンサ。
【請求項２】
外部引き出しリード線が接続された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たコンデンサ素子を有底筒状の金属ケース内に収納し、この金属ケースの開口部に封口部材を配設して金属ケースの開口部を絞り加工することにより封止を行うアルミ電解コンデンサの製造方法において、上記外部引き出しリード線が、アルミ線の一方の端面中央部に穴を設け、その穴に錫メッキを形成した外部端子線を押し込んだ後、アルミ線の丸棒部に抵抗溶接用電極を左右対称に配置して抵抗加熱し、アルミ線に発生した熱によりアルミ線の穴と挿入された外部端子線の部分に錫−アルミニウムの合金層を形成して接合するようにしたアルミ電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
アルミ線の加熱を、抵抗加熱の代わりにレーザー照射してアルミ線の丸棒部を加熱するようにした請求項２に記載の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およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のアルミ電解コンデンサに使用される外部引出しリード線は、図４（ａ）（ｂ）に示すような方法により製造していた。すなわち、図４（ａ）に示すように、アルミ線１と銅下地錫引鉄線（以下、ＣＰ線と呼ぶ。）２に電圧を印加し、かつアルミ線１の丸棒部１ａとＣＰ線２とを接触させることにより両者１ａ，２の間に火花３を発生させ、さらに図４（ｂ）に示すようにアルミ線１の溶融部分にＣＰ線２を押し込んで、アルミ線１とＣＰ線２の接合を行うことにより、外部引出しリード線４を製造していた。そしてこのような製造方法により製造された外部引出しリード線４には、図４（ｂ）に示すようにアルミ線１の丸棒部１ａとＣＰ線２の接合部付近に溶接による肉盛り部５が形成されるものである。
【０００３】
図５は図４（ｂ）に示した外部引出しリード線４を使用したアルミ電解コンデンサを示したもので、この図５において、６はコンデンサ素子で、このコンデンサ素子６は陽極箔７と陰極箔８をその間にセパレータ９を介在させて巻回することにより構成されている。１０は前記コンデンサ素子６を内蔵する有底円筒状のアルミニウムよりなる金属ケースで、この金属ケース１０の開口部には封口部材１１が配設され、そしてこの封口部材１１は前記金属ケース１０の開口部を径小となるように絞り加工することにより金属ケース１０の開口部の封口を行っている。また図４（ｂ）に示した外部引出しリード線４は図５に示すように、それぞれのアルミ線１における偏平部１ｂを陽極箔７と陰極箔８にそれぞれ接続し、そしてアルミ線１の丸棒部１ａが封口部材１１を貫通するようにしてＣＰ線２を外部に引出している。この場合、前述したアルミ線１の丸棒部１ａとＣＰ線２の接合部付近に形成される肉盛り部５は、その構造上、上記金属ケース１０の開口部の絞り加工による径小部１０ａより金属ケース１０の開口端側に位置しているものである。
【０００４】
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２００６−３３９１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来のアルミ電解コンデンサにおける外部引出しリード線４は、アルミ線１の丸棒部１ａとＣＰ線２の接合部付近に形成される肉盛り部５が金属ケース１０の開口部の絞り加工による径小部１０ａより金属ケース１０の開口端側に位置しているため、金属ケース１０内の圧力が上がった場合、電解液が漏れるという問題点を有していた。すなわち、アルミ電解コンデンサの電子機器への設置時に半田付けする際、この半田付け時の温度により金属ケース１０内に存在する電解液が気化して金属ケース１０内の圧力が上がった場合、図６に示すように、金属ケース１０の開口部に配設されている封口部材１１は内部圧力により湾曲することになる。この湾曲によって封口部材１１におけるアルミ線１の丸棒部１ａが貫通している穴１１ａは金属ケース１０の開口端側が大きく広がる。このとき、アルミ線１の丸棒部１ａとＣＰ線２の接合部付近に形成される肉盛り部５は金属ケース１０の開口部の絞り加工による径小部１０ａより開口端側に位置しているため、アルミ線１の丸棒部１ａと封口部材１１の穴１１ａとの接触部分は少なくなるもので、この少なくなった接触部分より金属ケース１０内で気化された電解液が漏れるという問題点を有していた。そしてこの電解液の漏れはアルミ電解コンデンサの寿命に大きく影響するものである。
【０００６】
また、アルミ線１の丸棒部１ａとＣＰ線２の接合部付近に形成される肉盛り部５は、それらに用いられている材料であるアルミニウム、錫、銅、鉄等が溶融し合って接合されているため、表面の錫がウィスカ発生の原因となって、実用上で大きな問題になっている。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、金属ケース内の圧力が上がった場合においても、電解液が漏れることなく、実用上でも信頼性の高い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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明のアルミ電解コンデンサは、外部引き出しリード線が接続された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たコンデンサ素子と、この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絞り加工することにより金属ケースの開口部の封口を行う封口部材とを備え、上記外部引出しリード線は、表面に錫メッキを形成した外部端子線と、この外部端子線の一部が挿入された片側偏平にしたアルミ線からなり、上記外部端子線のアルミ線に挿入された部分が錫−アルミニウムの合金層を形成してアルミ線に接合されたアルミ電解コンデンサとするものである。
【０００９】
また、外部引き出しリード線が接続された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たコンデンサ素子を有底筒状の金属ケース内に収納し、この金属ケースの開口部に封口部材を配設して金属ケースの開口部を絞り加工することにより封止を行うアルミ電解コンデンサの製造方法において、上記外部引き出しリード線が、アルミ線の一方の端面中央部に穴を設け、その穴に錫メッキを形成した外部端子線を押し込んだ後、アルミ線の丸棒部に抵抗溶接用電極を左右対称に配置して抵抗加熱し、アルミ線に発生した熱によりアルミ線の穴と挿入された外部端子線の部分に錫−アルミニウムの合金層を形成して接合するようにした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】
【００１０】
上記したアルミ電解コンデンサによれば、表面に錫メッキを形成した外部端子線をアルミ線の端面中央部に開けた穴に挿入され、アルミ線の穴と挿入された外部端子線に錫−アルミニウムの合金層を形成することにより、アルミ線の丸棒部と外部端子線の接合部が盛り上がることなく、電解液が漏れるという問題を解決することができる。
【００１１】
また、アルミ線の内部に錫−アルミニウムの合金層を形成するため、アルミ線と外部端子線の溶接部分がほとんど露出しないので、ウィスカの発生を抑制することができるとともに、接合強度が強くて信頼性の高いアルミ電解コンデンサを得ることができる。
【００１２】
さらに、アルミ線の端面中央部に開けた穴に錫メッキが形成された外部端子線を押し込んだ状態でアルミ線の丸棒部に抵抗溶接用電極を左右対称に配置して抵抗加熱することにより、アルミ線を均一に加熱することができるので、アルミ線の穴と外部端子線の外周面に錫−アルミニウムの合金層を均一に形成され、接合部の肉盛り部もなく、ウィスカの発生も抑制される効果を得ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜２に記載の発明について詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態１におけるアルミ電解コンデンサの断面図である。同図１において、陽極箔２１と陰極箔２２をその間にセパレータ２３を介在させて巻回することによりコンデンサ素子２０を形成し、このコンデンサ素子２０の陽極箔２１と陰極箔２２には夫々外部引き出し用リード線２９が接続され、この一対の外部引き出し用リード線２９を構成する外部端子線２８がコンデンサ素子２０から引き出されている。
【００１５】
このコンデンサ素子２０を駆動用電解液（図示しない）と共に収納された有底円筒状のアルミニウム製の金属ケース２４に挿入し、上記コンデンサ素子２０から引き出された一対の外部引き出し用リード線２９の外部端子線２８が挿通する貫通孔を備えた封口部材２５で上記金属ケース２４の開放端を封止し、その封口部材２５の金属ケース２４側から絞り加工２４ａを施すとともに、金属ケース２４の開放端をカール加工した構成のものである。
【００１６】
本発明は上記外部引き出し用リード線２９において、それを構成するアルミ線２６と外部端子線２８の接続に特徴を有するものであり、その構成について図面を用いて以下に説明する。
【００１７】
図２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明の実施の形態１における外部引出しリード線２９の製造方法を順に示したものである。まず、図２（ａ）に示すように、アルミ線２６の丸棒部２６ａの端面に孔加工を施すために孔加工軸３０を準備し、そして図２（ｂ）に示すように、アルミ線２６の丸棒部２６ａの端面に孔加工軸３０を押し込むことにより図２（ｃ）に示すような穴２７を形成する。
【００１８】
その後、図２（ｄ）に示すようにアルミ線２６の丸棒部２６ａに形成された穴２７に沿うようにして外部端子線（銅下地錫引鉄線）２８を押し込み、アルミ線２６の丸棒部２６ａの左右に抵抗溶接用電極３１を配置し、抵抗溶接機より電気を通電してアルミ線２６の丸棒部２６ａを加熱することにより、要部拡大図に示すようにアルミ線２６の穴２７の内部で外部端子線（銅下地錫引鉄線）２８の錫が溶けてアルミニウムと合金層を形成するとともに、アルミ線２６と外部端子線（銅下地錫引鉄線）２８が接続される。
【００１９】
このようにしてアルミ線２６の丸棒部２６ａと外部端子線（銅下地錫引鉄線）２８を接続することにより、外部引出しリード線２９が構成されている。
【００２０】
ここで、上記外部引き出しリード線に使用される錫の融点は２３２℃で、アルミニウムの融点が６６０℃、銅の融点が１０８３℃、鉄の融点が１５３９℃である。
【００２１】
上記抵抗溶接は、アルミ線２６の丸棒部２６ａの左右対称に抵抗溶接用電極３１を配置することにより、アルミ線２６の丸棒部２６ａだけを均一に加熱することができるので、アルミ線２６の丸棒部２６ａの温度をアルミニウムの融点に近い温度までにすることにより、錫がアルミニウムと拡散し、錫−アルミニウムの合金層だけを形成することができる。
【００２２】
また、上記アルミ線２６は丸棒部２６ａ以外に偏平加工部２６ｂを有しており、陽極箔２１または陰極箔２２と針かしめ、超音波溶接、冷間圧接等により接続する。
【００２３】
なお、アルミ線２６の偏平加工部２６ｂは外部端子線（銅下地錫引鉄線）２８を接続してから形成する、或いは外部端子線（銅下地錫引鉄線）２８を接続する前に形成してもよい。
【００２４】
このアルミ線２６の偏平加工部２６ｂは、アルミ線２６の丸棒部２６ａの所定部分をプレス加工により偏平にし、さらに、偏平した外周部を切断することにより形成することができる。
【００２５】
また、外部端子線２８は、銅下地錫引鉄線の他にニッケル下地錫引銅線も使用することができる。
【００２６】
このように構成された外部引出しリード線２９を用いたアルミ電解コンデンサは、アルミ線２６の丸棒部２６ａと外部端子線２８の接合部が盛り上がることなく、電解液が漏れるという問題を解決することができる。また、アルミ線２６の丸棒内部２６ａに錫−アルミニウムの合金層を形成するため、ウィスカの発生を抑制することができるとともに、接合強度が強くて信頼性の高いアルミ電解コンデンサを得ることができる。
【００２７】
また、アルミ線２６の丸棒部２６ａの中央にあけた穴２７に錫メッキが形成された外部端子線２８を押し込んだ状態でアルミ線２６の丸棒部２６ａの左右対称に抵抗溶接用電極３１を配置して抵抗加熱することにより、アルミ線２６の丸棒部２６ａに発生した熱により錫−アルミニウムの合金層を形成させて外部端子線２８をアルミ線２６に接合することができ、錫−アルミニウムの合金層が外部端子線２８の外周面に均一に形成され、接合部の肉盛り部もなく、ウィスカの発生も抑制される効果を得ることができる。
【００２８】
（実施の形態２）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について詳細に説明する。
【００２９】
上記実施の形態１において、外部引き出し用リード線２９のアルミ線２６と外部端子線２８の接続をレーザー照射により接続した以外は上記実施の形態１と同様にしてアルミ電解コンデンサを得るようにしたものである。
【００３０】
すなわち、アルミ線２６の丸棒部２６ａの端面に孔加工を施し、その形成された穴２７に沿うようにして外部端子線（銅下地錫引鉄線）２８を押し込み、図３に示すように、アルミ線２６の丸棒部２６ａにレーザー発振器３２を配置し、レーザー照射よりアルミ線２６の丸棒部２６ａを加熱することにより、アルミ線２６の穴２７の内部で外部端子線（銅下地錫引鉄線）２８の錫が溶けてアルミニウムと合金層を形成するとともに、アルミ線２６と外部端子線（銅下地錫引鉄線）２８が接続される。
【００３１】
ここで、錫−アルミニウムの合金層を外部端子線２８の外周面に均一に形成しなければならないため、アルミ線２６の丸棒部２６ａの上下または左右からレーザー照射するようにするのが好ましい。
【００３２】
また、上記レーザー照射の強度は、アルミ線２６の丸棒部２６ａの温度をアルミニウムの融点以下の温度で管理するようにする。レーザー照射が強すぎると、アルミ線２６の丸棒部２６ａが溶けて外部引き出し用リード線２９の品質を損ねたり、錫−アルミニウムの合金層が均一に形成されなくなり、接合強度が弱くなる。
【００３３】
上記アルミ線２６の温度管理は赤外線センサーなどで行い、その情報をレーザー装置にフィードバックして、レーザー照射のエネルギー強度を調整するようにする。
【００３４】
このように構成された外部引出しリード線２９を用いたアルミ電解コンデンサは、上記実施の形態１と同様に、アルミ線２６の丸棒部２６ａと外部端子線２８の接合部が盛り上がることなく、電解液が漏れるという問題を解決することができる。また、アルミ線２６の丸棒内部２６ａに錫−アルミニウムの合金層を形成するため、ウィスカの発生を抑制することができるとともに、接合強度が強くて信頼性の高いアルミ電解コンデンサを得ることができる。
【００３５】
上記各実施の形態では駆動用電解液を用いたアルミ電解コンデンサについて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、駆動用電解液の代わりに、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリアニリンなどの導電性高分子を用いたアルミ固体電解コンデンサにおいてもウィスカの発生を抑制する効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように本発明のアルミ電解コンデンサは、錫メッキが形成された外部端子線をアルミ線の丸棒中央部に開けた穴に挿入し、そのアルミ線と外部端子線の間に錫−アルミニウムの合金層を形成して接合することにより、アルミ線の丸棒部と外部端子線の接合部が盛り上がることなく、電解液が漏れるという問題を解決することができる。また、アルミ線の丸棒内部に錫−アルミニウムの合金層を形成するため、ウィスカの発生を抑制することができるとともに、接合強度が強くて信頼性の高いアルミ電解コンデンサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアルミ電解コンデンサの全体構成を示す断面図
【図２】同外部引出しリード線の製造方法を示す工程図
【図３】本発明の実施の形態２における外部引出しリード線とアルミ線の接続方法を示す断面図
【図４】従来のアルミ電解コンデンサ用外部引出しリード線の製造方法を示す工程図
【図５】同アルミ電解コンデンサの全体構成を示す断面図
【図６】同アルミ電解コンデンサにおいて金属ケース内の圧力が上がった状態の全体構成を示す断面図
【符号の説明】
【００３８】
２０  コンデンサ素子
２１  陽極箔
２２  陰極箔
２３  セパレータ
２４  金属ケース
２４ａ  金属ケースの絞り加工部
２５  封口部材
２６  アルミ線
２６ａ  アルミ線の丸棒部
２６ｂ  アルミ線の偏平加工部
２８  外部端子線
２９  外部引き出しリード線
【図１】
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【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】
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