JP2008028074A - Laminated aluminum electrolytic capacitor and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an aluminum electrolytic capacitor used in various electronic devices and a method for manufacturing the same.
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。 Conventional aluminum electrolytic capacitors have a valve-acting metal foil roughened by etching, and then an anode foil in which a dielectric oxide film is formed by anodic oxidation and a cathode foil that is a counter electrode of the anode foil, with a separator interposed therebetween. A capacitor element is formed by winding, and the capacitor element is impregnated with a driving electrolyte, and the capacitor element is housed in a bottomed cylindrical metal case made of an aluminum material. A sealing member is attached to one end opening of the inner surface so that the internal driving electrolyte does not evaporate.
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。 In general, various types of electronic devices that tend to be miniaturized by ICs are required to be small because the volume occupied by this type of aluminum electrolytic capacitor is large. Therefore, the capacitor element is miniaturized by thinly forming the electrode foil to improve the winding density and increasing the surface area of the electrode foil by efficiently performing an etching process.
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。 However, in the case of this winding type capacitor element, since the anode foil and the cathode foil are wound with a separator interposed, a reactance component is generated, the impedance at high frequency is increased, and the frequency characteristic is deteriorated. Has the problem.
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。 On the other hand, attempts have been made to make the electrolytic capacitor flat to improve the mounting efficiency in the housing of the electronic device. However, in this case, since the cylindrical wound capacitor element is processed flat by compression molding, the electrical characteristics are generally lower than those of the cylindrical one, such as non-uniform stacking intervals of electrode foils. Is.
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。
Accordingly, in order to solve such problems, a flat plate type multilayer electrolytic capacitor as shown in FIG. 5 has been proposed. In the figure, an
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。
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。
However, in the multilayer electrolytic capacitor shown in FIG. 5, when the
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。 The present invention solves such problems, and an object of the present invention is to provide a multilayer aluminum electrolytic capacitor that can be miniaturized.
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。 In order to solve the above problems, the present invention is connected to a laminated body in which an anode foil and a cathode foil are laminated via a separator so that each one end protrudes in the opposite direction, and to one end of the anode foil. A capacitor element comprising a lead member and a lead member connected to one end of the cathode foil opposite to the one end of the anode foil, a driving electrolyte impregnating the capacitor element, and the driving electrolyte And a sealing rubber that seals the opening of the metal case through the lead member, and each of the lead members has a flat portion. It is connected to one end part of the anode foil and one end part of the cathode foil, and has an L-shaped part in the metal case.
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。 Also, a pair of hollow rectangular insulating seat plates arranged so as to be in contact with the opening of the metal case, and a pair of lead members penetrating from the sealing rubber are provided from at least the bottom surface to the outer peripheral surface of the rectangular insulating seat plate. The surface mount multilayer aluminum electrolytic capacitor is connected to each external terminal.
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。 The manufacturing method of the present invention includes a step of forming a capacitor element in which an anode foil and a cathode foil are sequentially laminated via a separator so that one end of each of the anode foil and the cathode foil protrudes in the opposite direction; A step of fixing the anode and cathode lead members having a flat portion bent into an L-shape through a sealing rubber, and connecting the flat portion to the protruding end of the capacitor element, respectively. A step of impregnating the capacitor element connected to the lead member with a driving electrolyte; and inserting the capacitor element into a bottomed cylindrical metal case, and sealing the opening of the metal case with the sealing rubber. A method for manufacturing a multilayer aluminum electrolytic capacitor including a step of stopping is provided.
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。 In the multilayer aluminum electrolytic capacitor according to the configuration of the present invention, it is possible to reduce the size by connecting the flat portion of the lead member to the projecting one end portion of the capacitor element. Moreover, it can be easily accommodated in a metal case. Furthermore, after producing a laminate, the lead member is bent into an L shape and connected to the capacitor element, so that the lead member is connected to the electrode foil as in the past. Since the stress at the connecting portion between the capacitor element and the lead member generated by the subsequent winding is not applied, the ESR deterioration caused by the weakening of the connecting portion can be suppressed, and the multilayer having low ESR characteristics Type aluminum electrolytic capacitors can be obtained.
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。 In addition, a pair of hollow rectangular insulating seat plates arranged so as to contact the opening of the metal case and a pair of lead members penetrating from the sealing rubber are provided from at least the bottom surface to the outer peripheral surface of the rectangular insulating seat plate. By connecting to each external terminal, it is possible to attach the insulating seat plate without applying stress to the lead member. Furthermore, the bonding strength when soldering to the printed circuit board is increased by the external terminal bent to the metal case side. Can be connected.
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。 In addition, since the lead member fixed to the sealing rubber is connected to the electrode portion of the capacitor element by using the manufacturing method of the present invention, stress is not applied to the connection portion of the electrode portion even in the subsequent steps. There is no problem with the capacitor characteristics.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a multilayer aluminum electrolytic capacitor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a lead member. In FIG. 1, 11 is an anode foil formed into a rectangular shape. This
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。
And the electrode part 11a is provided in one end part of the
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。
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。
The sealing
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。
The butyl rubber is mainly composed of butyl rubber obtained by crosslinking a polymer having an unsaturation degree of 1.2 to 2.5 mol% with an alkylphenol formaldehyde resin, and the polymer having an unsaturation degree of 1.2 to 2.5 mol% is an alkylphenol formaldehyde. By crosslinking with a resin, the crosslinking reaction can be accelerated and the crosslinking property can be enhanced. As a result, even if the reinforcing agent is contained in an amount equal to or greater than that of butyl rubber, the microwallless hardness of the international rubber hardness (IRHD) is 80 Hw or more and the elasticity at the solder reflow temperature while maintaining an innumerable network structure as butyl rubber. The rate can be 4 N / mm 2 or more. As a result, even if the fixing rib 15 a obtained by bending a part of the
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。
Moreover, since the sealing
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。 The phenols are those having an alkyl group, a hydroxyl group or a sulfhydryl group at the o, m, and p positions of the phenol, and their derivatives are dimerized and trimerized by the above-described phenols with carbon, sulfur, alkyl groups or the like. For example, 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,5-Di-tert-amylhydroquinone, 2,5-Di-tert-butylhydroquinone, 4-methyl-6-tert -Butylphenol and the like.
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。 Also, butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), ethylene-propylene copolymer rubber (EPM), ethylene-propylene-diene terpolymer rubber (EPDM) to such an extent that the characteristics of butyl rubber are not impaired. Urethane rubber (U), silicone rubber (Q), and chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM) may be used in combination.
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。
The
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。
This connection method can be connected by ultrasonic welding, laser welding, cold welding, or the like. In particular, ultrasonic welding is preferable because the unetched portions of the
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。
Then, the
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。
With the configuration of the first embodiment, the
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。
Further, since the
(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。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a surface-mounting multilayer aluminum electrolytic capacitor according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of a hollow insulating seat plate. In FIG. 3, the multilayer aluminum electrolytic capacitor is the same as that used in the first embodiment. That is, the
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。
4 is arranged so as to contact the opening of the
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。
By adopting the configuration of the second embodiment, it is possible to attach the insulating
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。
The
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。
Further, in the present embodiment, the
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。 The present invention can reduce the size of an aluminum electrolytic capacitor by effectively deriving an anode lead member and a cathode lead member from a capacitor element, and can reduce the size of an aluminum electrolytic capacitor in various electronic devices that are likely to be downsized by using an IC. Can be used as
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
DESCRIPTION OF
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006197906A JP2008028074A (en) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | Laminated aluminum electrolytic capacitor and manufacturing method therefor |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006197906A JP2008028074A (en) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | Laminated aluminum electrolytic capacitor and manufacturing method therefor |
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JP2008028074A true JP2008028074A (en) | 2008-02-07 |
Family
ID=39118416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006197906A Pending JP2008028074A (en) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | Laminated aluminum electrolytic capacitor and manufacturing method therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008028074A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109509640A (en) * | 2018-12-27 | 2019-03-22 | 南通瑞泰电子有限公司 | A kind of aluminium electrolutic capacitor being easily installed |
WO2023120707A1 (en) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Method for producing electrolytic capacitor |
WO2024021210A1 (en) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | 湖南艾华集团股份有限公司 | Jelly roll, and aluminum electrolytic capacitor and packaging method therefor |
-
2006
- 2006-07-20 JP JP2006197906A patent/JP2008028074A/en active Pending
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