JP2000030976A - 有極性アルミニウム電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性な薬品を駆動用電解液に用いても、電解
液の漏出の発生しない有極性アルミニウム電解コンデン
サを実現すること。 【解決手段】 陽極箔と陰極箔の間に電解紙を介して巻
回したコンデンサ素子２と、このコンデンサ素子２の陽
極箔及び陰極箔から引き出された陽極リード端子３及び
陰極リード端子４のアルミニウム製の各丸棒部３１、４
１が各端子挿通孔５１、５２にそれぞれ嵌められたゴム
封口体５と、４級アンモニウム塩もしくはイミダゾリニ
ウム塩を含む駆動用電解液を含浸したコンデンサ素子２
をゴム封口体５とともに封止するアルミニウム製のケー
ス６とを有する有極性アルミニウム電解コンデンサにお
いて、丸棒部４１がＡｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、
Ａｌ−Ｚｎ合金からなる陰極リード端子４を用いる。

Description

【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
ンデンサに関するものである。さらに詳しくは、アルミ
ニウム電解コンデンサからの駆動用電解液の漏出防止技
術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１および図２はそれぞれ、アルミニウ
ム電解コンデンサの構成要素を示す説明図、およびアル
ミニウム電解コンデンサの断面図である。小型アルミニ
ウム電解コンデンサは、一般に、図１および図２に示す
ように、陽極箔と陰極箔の間に電解紙を介して巻回した
コンデンサ素子２と、このコンデンサ素子２の陽極箔及
び陰極箔から引き出された陽極リード端子３及び陰極リ
ード端子４のアルミニウム製の各丸棒部３１、４１が各
端子挿通孔５１、５２にそれぞれ嵌められたゴム封口体
５と、駆動用電解液を含浸したコンデンサ素子２をゴム
封口体５とともに封止するアルミニウム製のケース６と
から構成されている。

【０００３】アルミニウム電解コンデンサにおいても近
年、デジタル回路等の発達に対応するため、低損失、低
インピーダンス特性が要求されている。これらの要求に
対応するための重要な技術は、主として、コンデンサ素
子に含浸される駆動用電解液の低比抵抗化である。この
要求を満たす駆動用電解液としては、γ−ブチロラクト
ン単独溶媒、あるいはγ−ブチロラクトンを主溶媒とし
それにエチレングリコールなどを配合した混合溶媒中
に、ｏ−フタル酸やマレイン酸の４級アンモニウム塩な
どを溶質として溶解した駆動用電解液が用いられてい
る。

【０００４】このような有機溶剤を用いた駆動用電解液
は、高温雰囲気中でゴム封口体を透過しての消失が激し
く、このような消失はコンデンサ特性の著しい劣化を招
来させる。そこで、このような駆動用電解液を用いる際
には、ゴム封口体としてガス透過性の低いブチルゴムを
使用するなど、気密面で各種の設計的配慮がなされてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
駆動用電解液を用いたアルミニウム電解コンデンサで
は、従来のアルミニウム電解コンデンサではみられない
新たな不具合が指摘されている。すなわち、アルミニウ
ム電解コンデンサを負荷状態で長期間の使用、あるいは
無負荷状態で長期間の放置を行ったときに、ゴム封口体
の陰極側の端子挿通孔部から駆動用電解液が漏出し、漏
出した駆動用電解液によって回路基板上で配線パターン
がショートを発生するという不具合である。

【０００６】そこで、本発明の課題は、前記のような活
性な薬品を駆動用電解液に用いても、電解液の漏出の発
生しない有極性アルミニウム電解コンデンサを実現する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ゴム封口体の
陰極側の端子挿通孔部から駆動用電解液が漏出するのを
防止するために行った各種検討から得られた新たな知見
に基づくものであり、ゴム封口体の陰極側の端子挿通部
に接するリード端子のアルミニウム製の丸棒部と、該端
子に接続されている陰極箔の電極電位差に着目したもの
である。すなわち、従来の有極性アルミニウム電解コン
デンサにおいて、陰極箔はこれに接続するリード端子の
アルミニウム製の丸棒部より電極電位が卑であるため、
陰極箔とアルミニウム製の丸棒部とによって局部電池が
形成される。このため、従来の有極性アルミニウム電解
コンデンサにおいて、陰極側のリード端子の丸棒部での
電極反応により、該丸棒部付近の駆動用電解液でアルカ
リ化が進行してしまう。その結果、陰極側のリード端子
の丸棒部付近で駆動用電解液に接するゴム封口体にアル
カリ劣化、すなわち、端子挿通孔の内面のゴム弾性の低
下が進行し、この部分からの駆動用電解液の漏出が起こ
るのである。

【０００８】このような知見に基づいて、本発明は、こ
の局部電池の極性を逆転させることにより、駆動用電解
液の漏出を防ぐことに特徴を有する。すなわち、本発明
では、陽極箔と陰極箔の間に電解紙を介して巻回したコ
ンデンサ素子と、該コンデンサ素子の前記陽極箔及び前
記陰極箔から引き出された陽極リード端子及び陰極リー
ド端子のアルミニウム製の各丸棒部が各端子挿通孔にそ
れぞれ嵌められたゴム封口体と、４級アンモニウム塩も
しくはイミダゾリニウム塩を含む駆動用電解液を含浸し
た前記コンデンサ素子を前記ゴム封口体とともに封止す
るケースとを有する有極性アルミニウム電解コンデンサ
において、前記陰極リード端子側の前記丸棒部は、アル
ミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金、アルミニウム−マグ
ネシウム（Ａｌ−Ｍｇ）合金、アルミニウム−亜鉛（Ａ
ｌ−Ｚｎ）合金などのアルミニウム合金で形成されてい
ることを特徴とする。

【０００９】本願明細書でいうアルミニウム合金とは、
陰極箔として使用されるアルミニウム箔よりは駆動用電
解液中で電位的に卑な合金のことをいう。本発明におい
て、陰極リード端子側の丸棒部は、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａ
ｌ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金などのアルミニウム合金
で形成されているので、陰極箔は陰極のリード端子のア
ルミニム製の丸棒部より電極電位が貴になる。従って、
陰極側のリード端子の丸棒部と陰極箔とによって局部電
池が形成されても、丸棒部の表面では、丸棒部周辺にお
ける駆動用電解液においてアルカリ化が進行するような
電極反応が起こらない。それ故、陰極側のリード端子の
丸棒部付近で駆動用電解液に接するゴム封口体にアルカ
リ劣化、すなわち、端子挿通孔の内面のゴム弾性の低下
が発生しないので、この部分からの駆動用電解液の漏出
を防止することができる。

【００１０】ここで、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｍｇ合
金、Ａｌ−Ｚｎ合金などのアルミニウム合金で陰極リー
ド端子の丸棒部を形成すると陰極箔よりも電極電位が卑
になる理由は、合金自身の電極電位が影響しているとい
うよりはむしろ、このような合金を用いた丸棒部の表面
には気中で酸化アルミニウム（自然酸化膜）が生成され
にいるのに対して、陰極箔の表面はその製造過程などで
表面が酸化されて電位的に安定化しているからと考えら
れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
ここで用いるアルミニウム電解コンデンサの構造は、図
１および図２を参照して説明したとおりなので、その説
明を省略する。 ［実施例１］まず、γ−ブチロラクトンを主成分とする
溶媒に、テトラエチルアンモニウムのフタル酸塩を主溶
質として１５重量％配合して駆動用電解液を調製した。
次に、この駆動用電解液を用い、定格電圧１６Ｖ、静電
容量３３０μＦ、ケースサイズ１０ｍｍ、長さ１２．５
ｍｍのアルミニウム電解コンデンサを作製する。ここで
用いた陰極箔は、純度が９９％のアルミニウム箔に塩酸
水溶液中で交流エッチングを施したものである。

【００１２】実施例では、図１および図２を参照して説
明した陰極リード端子側の丸棒部として、Ａｌ₉₀−Ｃｕ
₁₀合金、Ａｌ₉₀−Ｍｇ₁₀合金、Ａｌ₉₀−Ｚｎ₁₀合金から
なる棒材から形成したものを用いる。これに対して、従
来例では、通常の純度９９％のアルミニウム製の棒材か
ら丸棒部を形成した陰極リード端子を用いる。本発明で
は、陽極リード端子側の丸棒部に材質について制約がな
いので、通常の純度９９．９％のアルミニウム製の棒材
から形成したものを用いる。なお、陰極側および陽極側
を問わず、電極箔とリード端子との接続は、丸棒部と一
体に形成されたタブでの加締めにより行うので、リード
端子の丸棒部とタブとは材質が同一である。

【００１３】このような丸棒部を備えるリード端子を用
いて電解コンデンサをそれぞれ５００個作製し、エージ
ング処理を施した後、温度８５℃、湿度８５％の高温高
湿雰囲気中にて定格電圧印加、無負荷放置試験を２００
０時間行い、試験後の各コンデンサ試料について駆動用
電解液の漏出状況を確認した。その結果を表１及び表２
に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】 表１及び表２に示すように、陰極リード端子側の丸棒部
として、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｚｎ
合金を用いたアルミニウム電解コンデンサでは駆動用電
解液の漏出が発生せず、高い信頼性が得られることが判
明した。なお、テトラエチルアンモニウムのフタル酸塩
に代えて、テトラエチルアンモニウムのマレイン酸塩、
テトラメチルアンモニウムのフタル酸塩あるいはマイレ
イン酸塩などといったその他の４級アンモニウム塩を用
いた駆動用電解液で行った評価においても、やはり、陰
極リード端子側の丸棒部として、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ
−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金を用いたアルミニウム電解
コンデンサでは駆動用電解液の漏出が発生しないことが
確認できた。 ［実施例２］次に、γ−ブチロラクトンを主成分とする
溶媒に、イミダゾリニウムのフタル酸塩を主溶質として
１５重量％配合して駆動用電解液を調製した。次に、こ
の駆動用電解液を用い、定格電圧１６Ｖ、静電容量３３
０μＦ、ケースサイズ１０ｍｍ、長さ１２．５ｍｍの電
解コンデンサを作製する。ここで用いた陰極箔は、純度
が９９％のアルミニウム箔に塩酸水溶液中で交流エッチ
ングを施したものである。ここでも、図１および図２を
参照して説明した陰極リード端子側の丸棒部として、実
施例１と同様、Ａｌ₉₀−Ｃｕ₁₀合金、Ａｌ₉₀−Ｍｇ₁₀合
金、Ａｌ₉₀−Ｚｎ₁₀合金からなる棒材から形成したもの
を用い、従来例としては、通常の純度９９％のアルミニ
ウム製の棒材から形成したものを用いる。また、陽極リ
ード端子側の丸棒部には、通常の純度９９．９％のアル
ミニウム製の棒材から形成したものを用いる。

【００１６】このような丸棒部を備えるリード端子を用
いて電解コンデンサをそれぞれ５００個作製し、エージ
ング処理を施した後、温度８５℃、湿度８５％の高温高
湿雰囲気中にて定格電圧印加、無負荷放置試験を７００
０時間行い、試験後の各コンデンサ試料について駆動用
電解液の漏出状況を確認した。その結果を表３及び表４
に示す。

【００１７】

【表３】

【００１８】

【表４】 表３及び表４に示すように、陰極リード端子側の丸棒部
として、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｚｎ
合金を用いたアルミニウム電解コンデンサでは駆動用電
解液の漏出が発生せず、高い信頼性が得られることが判
明した。 ［その他の実施例］なお、上記の評価以外にも、合金組
成を変えて各種丸棒部の検討を行ったが、陰極リードの
丸棒部をアルミニウム合金とすることにより丸棒部を陰
極箔よりも駆動用電解液中での電極電位を卑にしたもの
では、陰極側からの駆動用電解液の漏出を防止できるこ
とが確認できた。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、駆動用電解液に４
級アンモニウム塩もしくはイミダゾリニウム塩を含む駆
動用電解液を用いるにあたって、本発明では、丸棒部が
アルミニウム合金で形成された陰極リード端子を使用す
る。従って、本発明によれば、陰極リード端子の丸棒部
より陰極箔表面の電極電位が駆動用電解液中で貴になる
ので、駆動用電解液の漏出を確実に防止することができ
る。それ故、低損失、低インピーダンス特性を有するア
ルミニウム電解コンデンサの信頼性を向上させることが
できるので、本発明の持つ工業的、実用的価値は大なる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルミニウム電解コンデンサの構成要素を示す
斜視図である。

【図２】アルミニウム電解コンデンサの縦断面図であ
る。

【符号の説明】

２ コンデンサ素子 ３ 陽極リード端子 ４ 陰極リード端子 ５ ゴム封口体 ６ アルミニウム製のケース ３１、４１ アルミニウム製の丸棒部 ５１、５２ ゴム封口体の端子挿通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極箔と陰極箔の間に電解紙を介して巻
   回したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子の前記陽極
   箔及び前記陰極箔から引き出された陽極リード端子及び
   陰極リード端子のアルミニウム製の各丸棒部が各端子挿
   通孔にそれぞれ嵌められたゴム封口体と、４級アンモニ
   ウム塩もしくはイミダゾリニウム塩を含む駆動用電解液
   を含浸した前記コンデンサ素子を前記ゴム封口体ととも
   に封止するケースとを有する有極性アルミニウム電解コ
   ンデンサにおいて、 前記陰極リード端子側の前記丸棒部は、アルミニウム合
   金で形成されていることを特徴とする有極性アルミニウ
   ム電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記アルミニウム合
   金は、アルミニウム−銅合金、アルミニウム−マグネシ
   ウム合金およびアルミニウム−亜鉛合金のうちのいずれ
   かの合金であることを特徴とするアルミニウム電解コン
   デンサ。