(57)【要約】【課題】陽極箔又は陰極箔と外部引き出し用リード線の接合強度ならびに接続信頼性に優れた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】外部引き出し用リード線２０が接合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駆動用電解液とともに収納した有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開放端を封止した封口体からなるアルミ電解コンデンサにおいて、上記陽極箔／陰極箔２７に接合される外部引き出し用リード線２０が、一端に外部接続線２３が接合されたアルミ線丸棒部２１の他端側を偏平に加工した平面部２２と、その平面部２２に複数の凸部２５を設けた構成からなり、上記平面部２２に設けた凸部２５に陽極箔／陰極箔２７を貫通させて、その凸部２５の頂上部分を押し潰して接合するようにした構成のものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部引き出し用リード線が接合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に駆動用電解液を含浸して収納した有底筒状の金属ケースと、上記一対の外部引き出し用リード線が挿通する貫通孔を備えて上記金属ケースの開放端を封止した封口体からなるアルミ電解コンデンサにおいて、上記陽極箔及び陰極箔に接合される外部引き出し用リード線が、一端に外部接続線が接合されたアルミ線丸棒部の他端側を偏平に加工した平面部と、その平面部に複数の凸部を設けた構成からなり、上記平面部に設けた凸部に陽極箔または陰極箔を貫通させて、その凸部の頂上部分を押し潰して接合するようにしたアルミ電解コンデンサ。
【請求項２】
陽極箔及び陰極箔に、予め外部引き出し用リード線の凸部を貫通する穴を設けたものである請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ。
【請求項３】
外部引き出し用リード線のアルミ線丸棒部と外部接続線との接合を断面凹径の金属キャップを用いたものである請求項１または２に記載の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使用される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４はこの種のアルミ電解コンデンサの構成を示した断面図、図５は同アルミ電解コンデンサを構成するコンデンサ素子の展開斜視図であり、図４、図５において１０はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１０は陽極箔１２と陰極箔１３をその間にセパレータ１４を介在させて巻回することにより構成されており、さらに上記陽極箔１２と陰極箔１３には夫々外部引き出し用リード線１５が接合され、この一対の外部引き出し用リード線１５を構成する銅下地錫引鉄線１５ｃ（以下、ＣＰ線と称す）がコンデンサ素子１０から引き出された構成となっているものである。
【０００３】
１６は上記コンデンサ素子１０が図示しない駆動用電解液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、１７は上記コンデンサ素子１０から引き出された一対の外部引き出し用リード線１５のＣＰ線１５ｃが挿通する貫通孔を備えて上記金属ケース１６の開放端を封止した封口体である。
【０００４】
また、上記外部引き出し用リード線１５は、図６にその詳細を示すように、アルミ線丸棒部１５ａの一端に図示しない穴開け加工をし、この穴内にＣＰ線１５ｃを挿入して溶接等により接合すると共に、上記アルミ線丸棒部１５ａの他端側を偏平に加工して平面部１５ｂを設け、この平面部１５ｂを陽極箔１２（あるいは陰極箔１３）に接合するようにしたものであり、この外部引き出し用リード線１５の平面部１５ｂと陽極箔１２の接合１５ｄは、超音波溶接や針カシメ、または冷間圧接等の手段により行われているものであった。
【０００５】
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２０００−１２３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のアルミ電解コンデンサにおいて、陽極箔１２および／または陰極箔１３と外部引き出し用リード線１５との接合は超音波溶接や針カシメまたは冷間圧接等の手段により行われているが、超音波溶接接合の場合には、金属間接合をしているので抵抗値が低く、さらに信頼性試験で抵抗値が劣化しないという長所を有する反面、陽極箔１２の表面に形成された誘電体酸化皮膜層（図示せず）が悪影響を及ぼして十分な接合強度が得られず、溶接時に発生するスパークが飛散して異物付着を生じたりするという問題があった。
【０００７】
また、針カシメによる接合の場合には十分な接合強度が得られるという長所を有する反面、接触抵抗値がやや高く、また陽極箔１２および／または陰極箔１３と外部引き出し用リード線１５に穴明け加工を施した後圧接するため、陽極箔１２または陰極箔１３に亀裂が生じやすくなり、小型品用には適用できないという問題があった。
【０００８】
また、冷間圧接接合の場合には、上記超音波溶接接合と同様に金属間結合をしているので抵抗値が低く、さらに信頼性試験で抵抗値が劣化しないという長所を有する反面、上記超音波溶接接合や針カシメ接合と比較して接合強度が劣るという問題があり、このように夫々一長一短があるために全てを満足した接合手段がなく、その製品毎に見合った接合手段を選択して対応しているというのが実態であった。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決し、陽極箔または陰極箔と外部引き出し用リード線との接合強度ならびに接続信頼性が優れた高信頼性の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】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、外部引き出し用リード線が接合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に駆動用電解液を含浸して収納した有底筒状の金属ケースと、上記一対の外部引き出し用リード線が挿通する貫通孔を備えて上記金属ケースの開放端を封止した封口体からなるアルミ電解コンデンサにおいて、上記陽極箔及び陰極箔に接合される外部引き出し用リード線が、一端に外部接続線が接合されたアルミ線丸棒部の他端側を偏平に加工した平面部と、その平面部に複数の凸部を設けた構成からなり、上記平面部に設けた凸部に陽極箔または陰極箔を貫通させて、その凸部の頂上部分を押し潰して接合するようにした構成のものである。
【発明の効果】
【００１１】
これにより、陽極箔または陰極箔と外部引き出し用リード線との接合が、リード線の平面部に設けた凸部に陽極箔／陰極箔を貫通させ、その凸部の頂上部分を押し潰すことにより、外部引き出し用リード線と陽極箔／陰極箔の接合強度が高く、また接触抵抗値の低い接合ができるようになり、従来針カシメ接合では困難であった小型品用に対しても陽極箔／陰極箔に亀裂が生じることなく対応可能な十分な接合強度と優れた接続信頼性を有するアルミ電解コンデンサを実現することができるという作用効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（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及び２に記載の発明について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の実施の形態１によるアルミ電解コンデンサの構成は、上記［背景技術］で説明した図４のアルミ電解コンデンサのものと同じである。
【００１４】
すなわち、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コンデンサ素子１０を形成し、このコンデンサ素子１０の陽極箔と陰極箔には夫々外部引き出し用リード線１５が接合され、この一対の外部引き出し用リード線１５を構成するＣＰ線１５ｃがコンデンサ素子１０から引き出されている。
【００１５】
このコンデンサ素子１０を駆動用電解液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１６に挿入し、上記コンデンサ素子１０から引き出された一対の外部引き出し用リード線１５のＣＰ線１５ｃが挿通する貫通孔を備えた封口体１７で上記金属ケース１６の開放端を封止した構成のものである。
【００１６】
なお、上記ＣＰ線１５ｃは銅下地錫引鉄線を用いたが、これに限定されるものではなく、銅線の表面にＳｎ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ等をメッキしたものを外部接続線として用いることもできる。
【００１７】
本発明は上記外部引き出し用リード線１５と陽極箔／陰極箔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。
【００１８】
図１（ａ）は本発明の実施の形態１で用いた外部引き出し用リード線の側面図であり、同図１（ｂ）は外部引き出し用リード線に陽極箔／陰極箔が接続された平面図である。
【００１９】
図１（ａ）において、アルミ線丸棒部２１の一端に外部接続線２３を熱溶着やアーク溶接等により接合部２４が形成されて接合されている。アルミ線丸棒部２１の他端は偏平に加工した平面部２２と、その平面部２２に複数の円柱状の凸部２５が一体に形成されて外部引き出し用リード線２０が構成されている。なお、このアルミ線丸棒部２１の平面部２２に設けた凸部２５は、アルミ線丸棒部２１を偏平に加工するときの金型により、一体に形成することができる。
【００２０】
そして、この外部引き出し用リード線２０の平面部２２に、図１（ｂ）に示すように凸部２５を貫通させた陽極箔／陰極箔２７を配置し、その凸部２５の頂上部分を加圧して押し潰し、凸部押し潰し部２６を形成することによりアルミ線丸棒部２１の平面部２２と陽極箔／陰極箔２７を接合する。
【００２１】
このとき、陽極箔／陰極箔２７に凸部２５を貫通させる穴を予め設けておくと、陽極箔／陰極箔２７の亀裂発生を防止することができる。
【００２２】
上記陽極箔／陰極箔２７の穴は、凸部２５の外周の少なくとも一ヶ所と接触するような穴の大きさにする。
【００２３】
これは、陽極箔／陰極箔２７の厚み方向の中心部にアルミニウムからなる金属が存在しているので、穴を開けることによりアルミニウムの金属が露出して、凸部２５と接触することにより低い接触抵抗を得ることができる。
【００２４】
なお、上記凸部２５の外径はアルミ電解コンデンサの大きさによりそれぞれ異なるが０．５〜１．５ｍｍの範囲であり、陽極箔／陰極箔２７の穴径はそれよりも０．１〜１．０ｍｍ程度大きくする。
【００２５】
このような構成にすることにより、陽極箔／陰極箔２７と外部引き出し用リード線２０との接合が、アルミ線丸棒部２１の平面部２２に設けた凸部２５に陽極箔／陰極箔２７を貫通させ、その凸部２５の頂上部分を押し潰すことにより、外部引き出し用リード線２０と陽極箔／陰極箔２７の接合強度が高く、また接触抵抗値の低い接合ができるようになり、従来針カシメ接合では困難であった小型品用に対しても陽極箔／陰極箔２７に亀裂が生じることなく対応可能な十分な接合強度と優れた接続信頼性を有するアルミ電解コンデンサを実現することができるという作用効果を有する。
【００２６】
なお、凸部２５は少なくとも２個形成してあれば接続強度を維持することができ、平面部２２の大きさにより２個以上形成しても良い。
【００２７】
また、上記凸部２５の形状は円柱状のほか、楕円、角形、略十字形等の柱状の形状を有するものでも、円柱状と同様に亀裂の発生が少なく、接合強度が強くて接触抵抗の小さいものが得られる。
【００２８】
また、円柱状の先端部に十字等のくさびを設けることにより、凸部２５の先端を押し潰したときに、陽極箔／陰極箔をより強固に固定することができ、接合強度を高めることができる。
【００２９】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について説明する。
【００３０】
本実施の形態２は上記実施の形態１で説明したアルミ電解コンデンサの陽極箔／陰極箔の外部引き出し用リード線において、外部引き出し用リード線のアルミ線丸棒部と外部接続線との接合を断面凹径の金属キャップを用いた構成としたものであり、図２に本発明の実施の形態２によるアルミ電解コンデンサの外部引き出し用リード線に陽極箔／陰極箔が接続された要部側面図を示す。なお、外部引き出し用リード線と陽極箔／陰極箔との接続は上記実施の形態１と同様であるのでここでは省略する。
【００３１】
図２において、外部引き出し用リード線３０は、アルミ線丸棒部３１の一端に断面凹径の金属キャップ３３が嵌め込まれており、その金属キャップ３３の外部に外部接続線３２が接続された構成からなるものである。
【００３２】
上記外部引き出し用リード線３０のアルミ線丸棒部３１と外部接続線３２との接合方法を図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す。
【００３３】
図３（ａ）はアルミ線丸棒部３１と外部接続線３２を接続する前の初期状態を示し、金属キャップ３３は、金属板をプレス加工することによって、開口部３３ｂと、開口部３３ｂに対向するドーム状の端部３３ａとを備え、開口部３３ｂと端部３３ａとを結ぶ軸方向に沿った断面が凹形としたものである。
【００３４】
外部接続線３２は、鉄、ニッケル、銅の単体、鉄合金、ニッケル合金、銅合金などからなる金属基材の線である。また、外部接続線３２は、めっき層が形成されてもよく、めっき層として、例えば回路基板との接続のために錫単体、あるいは錫に銀、ビスマス、インジウム、鉛などが添加された錫合金からなる錫系めっきを用いることができる。
【００３５】
次に図３（ｂ）に示すように、アルミ線丸棒部３１の端部は、金属キャップ３３の内周に係合するようにプレス加工、またはガラ掛け研磨等によりトリミングした後、図３（ｃ）に示すように、金属キャップ３３をアルミ線丸棒部３１の端部に嵌め込む。
【００３６】
図３（ｄ）において、接続するときの溶接用の電極を外部接続線３２とアルミ線丸棒部３１に夫々接続し、アーク溶接、抵抗溶接等の電気溶接を用いて、外部接続線３２と金属キャップ３３との接合を行い、アルミ線丸棒部３１は金属キャップ３３の内面と接合され、外部接続線３２は金属キャップ３３の外面端部３３ａと接合され、外部引き出し用リード線３０とした。
【００３７】
なお、金属キャップ３３は、金属キャップ３３と外部接続線３２とを抵抗溶接によって接合する場合、金属キャップ３３と外部接続線３２との電気抵抗の相違が小さいことが好ましく、例えば外部接続線３２が鉄系基材の場合は、金属キャップ３３は鉄、ニッケル、鉄ニッケル合金系基材を選択し、外部接続線３２が銅系基材の場合は、金属キャップ３３は銅、銅合金基材を選択することが望ましく、これによって外部接続線３２と金属キャップ３３との接合強度を保ちながら、バリ等の形状不良発生を抑制する効果を高めることができる。
【００３８】
また、金属キャップ３３と外部接続線３２とが抵抗溶接等により接合する際に、金属キャップ３３とアルミ線丸棒部３１の端部との接合部に溶融が生じても、金属キャップ３３に被覆されるため、金属キャップ３３と外部接続線３２との接合部において溶融のバリ等の不良形状の発生がないものとすることができる。
【００３９】
また、金属キャップ３３の端部３３ａの外面は、平坦状であってもよく、これによって外部接続線３２との接合状態を安定にすることができる。
【００４０】
なお、図３では、金属キャップ３３の外径は、アルミ線丸棒部３１の直径より大きいものであるが、アルミ線丸棒部３１の直径と同一あるいは小さくてもよい。例えば、アルミ線丸棒部３１の先端をトリミングして細くし、アルミ線丸棒部３１の径より小さい外径の金属キャップ３３を嵌合してもよいし、また、アルミ線丸棒部３１の金属キャップとの接合部のみ径を細くしてもよい。
【００４１】
また、アルミ線丸棒部３１の他端の平面部は、外部接続線３２を接続した後に加工してもよいし、外部接続線３２の接続する前に加工しても構わない。
【００４２】
このような構成により、外部引き出し用リード線３０は、アルミ線丸棒部３１と外部接続線３２を金属キャップ３３により接続するので、外部接続線３２の表面に形成した錫めっき層とアルミニウムの溶融金属が存在しなくなるので、錫とアルミニウムとが溶融して発生するいわゆるウィスカーの発生がなくなり、信頼性の高いアルミ電解コンデンサを提供することができる。
【００４３】
なお、本発明は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したコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させたアルミ電解コンデンサについて記述したが、その他に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たもの、駆動用電解液と固体電解質の両方用いたアルミ電解コンデンサにも適用できる。
【００４４】
さらに、集電体の表面に分極性電極を形成し、その集電体に外部引き出し用リード線を接続した電気二重層コンデンサについても、接触抵抗の低い、接続強度の高いものが得られるという効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように本発明によるアルミ電解コンデンサは、陽極箔または陰極箔と外部引き出し用リード線との接合が、リード線の平面部に設けた凸部に陽極箔／陰極箔を貫通させ、その凸部の頂上部分を押し潰すことにより、外部引き出し用リード線と陽極箔／陰極箔の接合強度が高く、また接触抵抗値の低い接合ができるようになり、従来針カシメ接合では困難であった小型品用に対しても陽極箔／陰極箔に亀裂が生じることなく対応可能な十分な接合強度と優れた接続信頼性を有するアルミ電解コンデンサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１による外部引き出し用リード線の側面図、（ｂ）同外部引き出し用リード線に陽極箔／陰極箔を接続した要部平面図
【図２】本発明の実施の形態２による外部引き出し用リード線に陽極箔／陰極箔が接続された要部側面図
【図３】同外部引き出し用リード線の製造工程の一部を表す概念図
【図４】従来のアルミ電解コンデンサの構成を示した断面図
【図５】同アルミ電解コンデンサを構成するコンデンサ素子の展開斜視図
【図６】同アルミ電解コンデンサの外部引き出し用リード線が接合された陽極箔の要部平面図
【符号の説明】
【００４７】
２０  外部引き出し用リード線
２１  アルミ線丸棒部
２２  平面部
２３  外部接続線
２４  接合部
２５  凸部
２６  凸部の押し潰し部
２７  陽極箔／陰極箔
【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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