(57)【要約】【課題】機械的強度とはんだ付け性がともに向上し、外観形状の自由度の大きいアルミニウム電解コンデンサを提供すること。【解決手段】（１）柔軟性の収納ケース、この収納ケース内に密封して収納されたアルミニウム電解コンデンサ素子、及びこのコンデンサ素子から収納ケースの外部に引出された外部端子を有するコンデンサ本体、（２）コンデンサ本体を収容した外装ケース２０、（３）外装ケース２０の少なくとも一方の口を封口する封口材３０、及び（４）封口材３０を貫通し、コンデンサ本体の外部端子に接合されたリード端子４０、を含むアルミニウム電解コンデンサ１とする。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）柔軟性の収納ケース、この収納ケース内に密封して収納されたアルミニウム電解コンデンサ素子、及びこのコンデンサ素子から収納ケースの外部に引出された外部端子を有するコンデンサ本体、
（２）コンデンサ本体を収容した外装ケース、
（３）外装ケースの少なくとも一方の口を封口する封口材、及び
（４）封口材を貫通し、コンデンサ本体の外部端子に接合されたリード端子、を含むことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項２】
前記コンデンサ素子が、アルミニウムの陽極箔及び陰極箔と、該陽極箔と陰極箔との間に介在し、電解液を含浸したセパレータとから構成された積層体である、請求項１記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項３】
前記コンデンサ素子の積層体が巻回されている、請求項２記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項４】
前記柔軟性の収納ケースが金属層と樹脂層を積層した複合材から作製されている、請求項１から３までのいずれか一つに記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項５】
前記金属層の材料がアルミニウム、銅、ニッケル、チタン、又はそれらの合金である、請求項４記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項６】
前記樹脂層の材料がナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド又はポリイミドである、請求項４又は５記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項７】
前記複合材の前記コンデンサ素子と接する側に接着層が位置する、請求項４から６までのいずれか一つに記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項８】
前記接着層の材料がポリプロピレン、ポリエチレン、これらの酸変性物、又はアイオノマーである、請求項７記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項９】
前記外装ケースが筒状であり、その一方の口は前記封口材で封口され、他方の端部は閉じられているかあるいは開放している、請求項１から８までのいずれか一つに記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項１０】
前記外装ケースの材料が金属又は樹脂のシートである、請求項９記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項１１】
前記金属がアルミニウム又はアルミニウムの合金である、請求項１０記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項１２】
前記樹脂がナイロン又はポリエチレンテレフタレートである、請求項１０記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項１３】
前記樹脂のシートに熱可塑性樹脂フィルムが貼り合わされている、請求項１２記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項１４】
前記熱可塑性樹脂フィルムがポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂又は酸変性ポリオレフィン系樹脂のフィルムである、請求項１３記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項１５】
前記封口材の材料がゴム、複合ゴム又は樹脂である、請求項１から１４までのいずれか一つに記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項１６】
前記樹脂が熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である、請求項１５記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項１７】
前記封口材の材料がポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、エンジニアリングプラスチック、ガラスフィラー入りポリエチレンテレフタレート、ガラスフィラー入りポリブチレンテレフタレート、ガラスフィラー入りナイロン、又はガラスフィラー入りポリフェニレンサルファイドである、請求項１から１４までのいずれか一つに記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【請求項１８】
前記リード端子の材料が鉄、銅、錫、鉛、銀、金、亜鉛、ビスマス、タングステン、ニッケル、チタン及びクロムから選択される少なくとも１つ以上の金属を含む線材である、請求項１から１７までのいずれか一つに記載のアルミニウム電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，アルミニウム電解コンデンサに関する。更に詳しく述べると、本発明は、機械的強度や回路基板等への装着の際のはんだ付け性を向上させたアルミニウム電解コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアルミニウム電解コンデンサは、一般的には二つの電極箔（陽極箔と陰極箔）間にセパレータを介在させて巻回してなるコンデンサ素子を円筒形の金属ケースに収納し、外部引出し端子を備えた端子板で金属ケース開口部を塞ぐことにより構成されている。
【０００３】
近年、電子機器の小型化、薄型化が進められる中で、従来の円筒型アルミニウム電解コンデンサは他の電子部品に比べて非常に大きく、基板上でかなりのスペースを取ってしまう。また、円筒型のほかに扁平型もあるが、大きさに製造上の制約があり、製品の薄型、コンパクト化の大きな妨げとなっていた。そこで電子機器の部品収容スペースに合わせた従来とは異なる形状の製品要求がある。これに対応するため、特開昭５５−１４３０２４号公報、特開昭５８−１７８５１７号公報に記載されたような複合フィルムによる密封構造の電解コンデンサが提案された。このような複合フィルムを用いた密封構造を持つ電解コンデンサはコンデンサ素子の形状に合わせた外観形状とすることができるため、従来の円筒形状に限らず、角形、シート形、楕円形などの自由な形状の電解コンデンサの利用を可能にし、電解コンデンサを使用する機器の小型化、薄型化の実現に極めて効果的である。
【０００４】
特開昭５５−１４３０２４号公報に記載された電解コンデンサは、金属−樹脂複合ラミネートフィルムの外装内に密封して収納されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子から引出した引出しリードとから構成されている。特開昭５８−１７８５１７号公報には、アルミニウム製の引出しリードにはんだ付け可能な外部リードを溶着した、複合ラミネートフィルムの外装を用いた電解コンデンサが記載されている。
【０００５】
一方、特開昭５６−１３５９２３号公報には、絶縁ケースと、その中に密封された積層構造のコンデンサ素子とにより構成された、チップ形電解コンデンサが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５５−１４３０２４号公報
【特許文献２】
特開昭５８−１７８５１７号公報
【特許文献３】
特開昭５６−１３５９２３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複合フィルムの外装は金属ケースと比べると強度が弱く、取り扱いが難しい。複合フィルムの外装は、例えば引出しリードが当たったり、複合フィルム内の素子に異常が起こり、膨張した場合に破れて、中の電解液が漏れ出てしまう恐れがある。また、複合フィルムの外装を用いたコンデンサがアルミニウム電解コンデンサである場合、コンデンサ素子から引出したリードがはんだ付けに適さないアルミニウムであるため、プリント基板などへの実装が困難である。リードにはんだ付け可能な端子を接合した場合でも、外部からの力により接合部において破断などを生じるという問題があった。
【０００８】
本発明は、機械的強度が向上し、且つはんだ付け性も向上した、新たなアルミニウム電解コンデンサの提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のアルミニウム電解コンデンサは、
（１）柔軟性の収納ケース、この収納ケース内に密封して収納されたアルミニウム電解コンデンサ素子、及びこのコンデンサ素子から収納ケースの外部に引出された外部端子を有するコンデンサ本体、
（２）コンデンサ本体を収容した外装ケース、
（３）外装ケースの少なくとも一方の口を封口する封口材、及び
（４）封口材を貫通し、コンデンサ本体の外部端子に接合されたリード端子、を含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、各種のアルミニウム電解コンデンサに適用することができる。好適なアルミニウム電解コンデンサの一例を列挙すると、下記のものに限定されるわけではないが、１００Ｖまでの低圧用アルミニウム電解コンデンサ、１００Ｖ以上の中高圧用アルミニウム電解コンデンサ、ストロボフラッシュ用アルミニウム電解コンデンサなどがある。
本発明のアルミニウム電解コンデンサで使用するコンデンサ本体は、柔軟性の収納ケースと、収納ケース内に密封して収納されたアルミニウム電解コンデンサ素子と、コンデンサ素子から収納ケースの外部に引出された外部端子を有する。
【００１１】
収納ケースは、コンデンサ素子を包み込むことによりコンデンサ素子を密封して収納するのが容易な柔軟性の材料で作製される。好ましくは、収納ケースは積層した金属層と樹脂層で構成された複合材（ラミネート材）から作製される。この複合材における基本的な層構成は、金属層の両側に樹脂層が位置する積層構造である。
【００１２】
複合材における金属層の材料としては、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、又はこれらの合金が好ましい。最も好ましいのは、入手が一番容易であることから、アルミニウムあるいはアルミニウムの合金である。金属層の厚さは５〜３００μｍが好ましく、最も好ましいのは５〜２００μｍである。金属層が厚くなると複合材の加工、収納ケースの密封がしづらくなり、薄すぎると密封が不十分になり液漏れなどの原因になりかねない。
【００１３】
樹脂層の材料としては、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミドなどが好ましい。最も好ましい樹脂材料は、入手の容易性から、ナイロンあるいはＰＥＴである。樹脂層の厚さは５〜１００μｍが好ましく、最も好ましいのは５〜５０μｍである。樹脂層が厚くなると複合材の加工、収納ケースの密封がしづらくなり、薄すぎると密封が不十分になり液漏れなどの原因になりかねない。
【００１４】
複合材のコンデンサ素子と接する側（収納ケースにおける内側となる側）には、接着層が位置することもできる。接着層は、複合材の樹脂層−金属層−樹脂層の基本積層構造においてコンデンサ素子と接する側の樹脂層であってもよく、あるいはコンデンサ素子と接する側の樹脂層の上に別個に設けた層であってもよい。この接着層は、収納ケース内にコンデンサ素子を密封するのに有効な樹脂により形成される。接着層樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、これらの酸変性物、アイオノマー等を用いることができる。接着層の厚さは１０〜２００μｍが好ましく、２０〜１００μｍが最も好ましい。
【００１５】
複合材の厚さは２０〜６００μｍが好ましく、３０〜５００μｍが最も好ましい。樹脂層が厚くなると複合材の加工、収納ケースの密封がしづらくなり、薄すぎると密封が不十分になり液漏れなどの原因となりかねない。
【００１６】
アルミニウム電解コンデンサ素子は、積層構造を有するコンデンサ素子又は巻回構造のコンデンサ素子として製作される。具体的には、高純度アルミニウム箔をエッチングして表面積を増加させ、その表面を陽極酸化して誘電体化した陽極箔と、この陽極箔に対向し、表面をエッチングされたアルミニウム陰極箔と、陽極箔及び陰極箔の問に介在し、電解液を含浸したセパレータ（隔離紙）とから構成した積層体が、積層構造のコンデンサ素子であり、そのような積層体を巻回したものが巻回構造のコンデンサ素子である。積層構造のコンデンサ素子においては、上記の積層体を複数含む構成の態様も可能である。このようなコンデンサ素子自体は広く知られたものであり、ここで更に詳しく説明するまでもない。
【００１７】
アルミニウム電解コンデンサ素子には、陽極箔及び陰極箔を外部回路にそれぞれ接続するための外部端子が取り付けられる。外部端子は、それに接続されるリード端子の取り付けを容易にし、収納ケースからの引き出し部の封止を容易にし、且つ外装ケース内に収められたコンデンサ本体の動きを吸収することができるように、フィルム又は箔状のストリップとして作製されるのが好ましい。また、外部端子はアルミニウムの電極箔に取り付けるため、アルミニウム又はアルミニウム合金から作製するのが好ましい。
【００１８】
コンデンサ本体を収容する外装ケースとしては、コンデンサ本体の形状に応じて、任意の断面形状の筒状のケースを用いることができる。筒状ケースの一方の口は封口材で封口され、そしてもう一方の口は、閉じることもでき（この場合の外装ケースは有底ケースとなる）、あるいは開放することもできる（この場合の外装ケースは底のあいたケースとなる）。
【００１９】
外装ケースの材料としては、金属又は樹脂のシートを挙げることができる。金属は、アルミニウム又はアルミニウムの合金が好ましく、このほかの金属材料を使用することも可能である。樹脂は、ナイロン又はＰＥＴが好ましく、やはりこのほかの樹脂を用いることも可能である。
【００２０】
外装ケースは、任意の方法で作製することができる。例えば樹脂製の外装ケースの場合は、樹脂シートから形成した「コ」の字型の部材二つを向き合わせ、重なる２辺を接合して作製することができる。接合を容易にするため、ケース材料の樹脂シートに熱可塑性樹脂フィルムを貼り合わせてもよい。熱可塑性樹脂としてはポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、酸変性ポリオレフィン系樹脂が使用可能である。樹脂シートの厚さは５０〜５００μｍが好ましく、最も好ましいのは１００〜３００μｍである。厚くなりすぎると加工しづらく、簿すぎると強度が弱く、外部からのストレスに耐えることができない。貼り合わせのために熱可塑性樹脂を使用する場合、その厚さは１０〜３００μｍが好ましく、最も好ましいのは３０〜１００μｍである。厚すぎるとケースの加工の妨げとなり、薄すぎると樹脂シートを十分に接着することができない。
【００２１】
外装ケースの少なくとも一端を封口する封口材は、ゴム、複合ゴム、樹脂等の材料から作製することができる。好適なゴム材料は、樹脂加硫ブチルゴム、過酸化物加硫ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）、スチレンブタジエンゴム、又はブチルゴムとＥＰＴのブレンドゴムなどである。複合ゴム材料の代表的なものは、前述のゴム材料の一つにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、べ一ク材、グラスファイバーシート、ポリプロピレンなどの材料を貼着したものである。樹脂材料としては、熱硬化性樹脂も熱可塑性樹脂も使用でき、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー、エンジニアリングプラスチックなどが使用可能であり、あるいは、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ナイロン又はＰＰＳにガラスフィラーなどの充填材を添加し耐熱性を向上させた材料も有効である。
【００２２】
封口材での外装ケースの一端の封口は、予め成形した封口材を外装ケースの開口部に挿入し、密着することで行うことができる。外装ケースと封口材の密着は、例えば、接着剤での接着、熱融着、超音波溶接、ハーメチックシール、レーザー溶接、圧着により行う。封口材の大きさは外装ケースの開口部より小さくなってもよいが、少なくとも開口部の一部と密着していなければならない。
【００２３】
外装ケース内に収容したコンデンサ本体は、コンデンサ本体から引出された外部端子に接合するとともに封口材を貫通するリード端子を介し、外部回路に接続される。リード端子は、はんだ付けが可能な材料から作製することができる。リード端子の作製に好適な材料としては、鉄、銅、錫、鉛、銀、金、亜鉛、ビスマス、タングステン、ニッケル、チタン及びクロムから選択される少なくとも１つ以上の金属を含む線材を挙げることができる。リード端子は、コンデンサの基板への実装が可能な、例えば線状、シート状などの形状をとることができる。
【００２４】
リード端子とコンデンサ本体の外部端子との接合は、例えば、超音波溶接、レーザー溶接、抵抗溶接などで行うことができる。
【００２５】
封口材を貫通するリード端子は、封口材と一体にし、外部からのストレスの影響を受けにくくすることができる。そうすることにより、コンデンサ素子の外部端子とリード端子との接続部の損傷や破断などを回避することができる。
【００２６】
コンデンサ本体を外装ケース内に収容しただけでは、コンデンサ本体が動きやすく、それにつれて例えばコンデンサ素子の外部端子とリード端子との接合部分にストレスがかかりやすい。このようなストレスをなくすか軽減するために、コンデンサ本体は外装ケースに固定するのが好ましい。この固定は、例えば、接着剤での接着、熱融着、超音波溶接、ハーメチックシール、レーザー溶接、圧着により行うことができる。
【００２７】
本発明のアルミニウム電解コンデンサは、コンデンサ素子から引出された外部端子につながるはんだ付け可能なリード端子を備えているため、プリント基板などへのはんだでの実装が容易になる。また、封口材とそれを貫通するリード端子とを一体にして外部からのストレスの影響を受けにくくすることにより、コンデンサ素子の外部端子とリード端子との接続部の損傷や切断を防ぐことができる。更に、外装ケースによってコンデンサの十分な機械的強度を保つことができ、落下などによる衝撃を受けたときや他のコンデンサのリード線などの鋭利なものが当たったときの液漏れを防ぐこともできる。また、収納ケース内の内部素子の異常による収納ケースの膨張を抑制する効果もある。その上、本発明では柔軟性の収納ケース内に納められるコンデンサ素子を使用できるので、電解コンデンサの最終形状についての自由度が大きく、そのため電解コンデンサを使用する機器の小型化、薄型化などに大きく寄与することができる。
【００２８】
【実施例】
次に、本発明のアルミニウム電解コンデンサの実施例を示すが、本発明は下記のストロボフラッシュ用アルミニウム電解コンデンサに限定されるものではない。
図１に示したように、定格３３０Ｖ１２０μＦの積層構造のコンデンサ素子１２を、ＰＥＴ−アルミニウム−酸変性ＰＰの複合材（総厚１００μｍ）の袋１４に入れ、平たいアルミニウムストリップの外部端子１６を引出した袋の口を融着して袋を密封し、コンデンサ本体１０を作製した。コンデンサ本体１０の外部端子１６に、図２に示す封口材３０と一体にしたリード端子４０の一端４０ａを、超音波溶接で接合した。リード端子４０を接合したコンデンサ本体１０を、図３に示す平たい長方形断面の外装ケース２０内に挿入し、更に外装ケース２０の口の部分で封口材３０を熱融着して、図４に示したような外装ケース付きのアルミニウム電解コンデンサ１を作製した。
【００２９】
外装ケースなしの、コンデンサ本体だけの試料（比較例）、及び材質と厚さが異なった外装ケースを使って作製した試料について、貫通強度試験を行った。貫通強度の測定は、試料を固定し、直径０．８ｍｍのＣＰ線をＪＩＳ  Ｂ  ７７２１に準じる引張り圧縮試験機にセットしこれを試料に押し当てて、コンデンサ本体の袋（コンデンサ素子の収納ケース）を貫通したときの強度を測定する方法で行った。測定結果を、表１に示す。
【００３０】
【表１】
2004158504.tif 000003
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、機械的強度とはんだ付け性がともに向上したアルミニウム電解コンデンサの利用が可能になる。しかもこのアルミニウム電解コンデンサは外観形状の自由度が大きく、そのため電解コンデンサを使用する機器の小型化、薄型化などに大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で使用したコンデンサ本体を説明する斜視図である。
【図２】実施例で使用したリード端子と一体になった封口材を示す斜視図である。
【図３】実施例で使用した外装ケースを示す斜視図である。
【図４】実施例で作製したアルミニウム電解コンデンサを示す斜視図である。
【符号の説明】
１…アルミニウム電解コンデンサ
１０…コンデンサ本体
１２…コンデンサ素子
１４…複合材の袋
１６…外部端子
２０…外装ケース
３０…封口材
４０…リード端子
【図１】
2004158504.tif 000004
【図２】
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【図３】
2004158504.tif 000006
【図４】
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