JP2008177201A - 電解コンデンサ - Google Patents

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Junji Yamane
淳二 山根
Makoto Yakushiji
真 薬師寺
Hiroshi Kurimoto
浩 栗本
Kohei Harazono
講平 原薗
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Abstract

【課題】小型化を実現しながらも漏れ電流を低減することを目的とする。
【解決手段】この目的を達成するために、本発明は、陽極体1と、この陽極体1に接続された陽極リード2と、前記陽極体1の表面に設けた誘電体皮膜3と、この誘電体皮膜3を設けた陽極体1とセパレータ4を介して対向配置した陰極体5と、この陰極体5に接続された陰極リード6からなるコンデンサ素子7と、このコンデンサ素子7とともにケース8に収容される駆動用電解液と、前記ケース8の開口部を封止するとともに前記陽極リード2および前記陰極リード6を挿通する封口体9とを有し、前記陽極体1および前記陰極体5は、弁金属線を巻回してなる構成とした。
【選択図】図2

Description

本発明は、駆動用電解液を用いた電解コンデンサに関する。
近年、電子機器の高性能化、小型化により、コンデンサにおいても高耐圧で小型のものが要望されている。
図9は、従来の電解コンデンサの切り欠き斜視図である。図9において、陽極箔21としてエッチングされたアルミニウム箔の表面に誘電体皮膜を設けたものを用い、陰極箔22としてエッチングされたアルミニウム箔を用い、陽極箔21には陽極リード27、陰極箔22には陰極リード28をそれぞれ設けるとともに陽極箔21と陰極箔22の間にはセパレータ23を介在させ巻回してコンデンサ素子24を形成している。このコンデンサ素子24に駆動用電解液を含浸させてケース29に収容し、前記陽極リード27、陰極リード28を挿通するとともに前記ケース29の開口部を封止する封口体30を備えて電解コンデンサが構成されている。
電解コンデンサとして高耐圧化を考えた場合、使用する電極としては安価な汎用材料であるアルミニウム箔が好ましく、小型化を同時に実現する場合、電極としてのアルミニウム箔の幅を細くする必要がある。
この電極は、一般的には、誘電体皮膜を形成した広幅のエッチング箔(以下、化成箔と記す)をスリッターにて所望の幅にカットしているために端面からアルミニウム素地が露出している。したがって、エージング処理によりその端面に誘電体皮膜を形成している。
なお、本出願の発明に関連する先行技術文献情報としては特許文献1が知られている。
特開平06−275476号公報
小型化のため電極の幅を細くするにしたがい、電極の見かけ面積に対する端面の面積の割合が大きくなり、エージングにより形成された端面の誘電体皮膜の悪影響が顕著なものとなってくる。すなわち、通常、エージングにより形成される誘電体皮膜は、スリッター前に形成されている化成箔の誘電体皮膜と比較して膜質が緻密なものではないため、小型化するにしたがい電解コンデンサとしての漏れ電流が大きくなってしまうという問題があった。
そこで本発明は、小型化を実現しながらも漏れ電流を低減することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明は、陽極体と、この陽極体に接続された陽極リードと、前記陽極体の表面に設けた誘電体皮膜と、この誘電体皮膜を設けた陽極体とセパレータを介して対向配置した陰極体と、この陰極体に接続された陰極リードからなるコンデンサ素子と、このコンデンサ素子とともにケースに収容される駆動用電解液と、前記ケースの開口部を封止するとともに前記陽極リードおよび前記陰極リードを挿通する封口体とを有し、前記陽極体および前記陰極体は、弁金属線を巻回してなる構成としたものである。
本発明によれば、スリッターによる電極端面における金属素地の露出がないので、従来のように露出した金属素子にエージングにて誘電体皮膜を形成する必要はなく、この誘電体皮膜に起因する漏れ電流の増加を抑制することができるという作用効果を有する。
また、従来のエージング工程も省略することができるので、工程の簡略化、生産性の向上に寄与することもできる。
以下、本発明の電解コンデンサについて一実施の形態および図面を用いて説明する。
図1は一実施の形態における電解コンデンサの斜視図、図2は同断面図である。
図1、図2において、陽極体1としてエッチングされたアルミニウム線を用い、その表面に誘電体皮膜3を形成したものを渦巻き形状に巻回している。この陽極体1は、あらかじめエッチングしたアルミニウム線を巻回してもよいし、巻回した後エッチングを行ってもよい。
また、誘電体皮膜3の形成も同様に、エッチングされたアルミニウム線の表面に誘電体皮膜3を形成した後巻回してもよいし、アルミニウム線を巻回した後エッチングを行い、その後誘電体皮膜3を形成してもよい。
一方、陰極体5もエッチングされたアルミニウム線を渦巻き形状に巻回している。この陽極体1は、あらかじめエッチングしたアルミニウム線を巻回してもよいし、巻回した後エッチングを行ってもよい。
そして、陽極体1と陰極体5とをセパレータ4を介在させて交互に積層する。このときの積層数は適宜設定することができる。
それぞれの陽極体1には陽極リード2を接続し、それぞれの陰極体5には陰極リード6を接続する。このとき、一旦、すべての陽極体1を一体に接続した後陽極リード2に接続してもよい。接続方法としては、抵抗溶接、レーザー溶接等が挙げられる。
以上の構成によりコンデンサ素子7が構成されている。
このコンデンサ素子7に駆動用電解液を含浸させ、アルミケース8に収容する。
そして、前記陽極リード2および陰極リード6を挿通させた封口体9によりアルミケース8の開口部を封止している。
なお、上記、陽極体1(陰極体5)としては図3に示すように単に渦巻き形状に巻回したものを用いてもよいが、図4に示すように巻回した後、少なくとも隣接する弁金属線との間に連結部を設けてもよい。
図4は陽極体の斜視図であり、隣接する弁金属線との間に連結部15を設けたものである。この場合、特に、高周波領域での容量低下を抑制することができる。すなわち、連結部15を設けることで電流の流路を複数にすることができ、これにより高周波領域でのコンデンサとしての電子の出し入れをより容易にすることができる。その結果、高周波領域での容量低下を抑制することができる。
連結部15を設ける方法としては、隣接する弁金属線間を抵抗溶接、レーザー溶接等にて接続してもよいし、新たな弁金属線を設けて、この新たな弁金属線を介して隣接する弁金属線間を接続してもよい。
特に、高周波領域での容量低下を抑制するという観点からすると渦巻き形状の中心部から放射状にこの連結部を複数箇所設けることが望ましい。また、陽極体が単にコイル形状の場合はその外周面に連結部15を複数箇所設ければよい。
この連結部15を設ける工程は、エッチング処理後に行うことが望ましい。エッチング処理によって連結部15が溶解して陽極体1からはずれる可能性があるためである。
また、陽極体の形状として図5に示すように、導出部が二つになるように渦巻き形状11を形成すれば、すなわち、二つ折りにした弁金属線の折った部分が渦巻きの中心部になるように巻回すると導出部13が二つになり、それぞれの導出部13を陽極リードに接続すると3端子コンデンサを作製することができる。
併せて、陰極体5においても同様にすると、二つの陽極リードと二つの陰極リードを有する4端子コンデンサを作製することができる。
図6は陽極体、陰極体として図5に示した渦巻き形状11のものを用いた4端子コンデンサの斜視図、図7はA−A線での断面図、図8はB−B線での断面図である。
このように、陽極体、陰極体ともに引き出し経路を複数有する構造のコンデンサは、ESR、ESLの低減に特に効果を有するものであり、併せて高伝導率の駆動用電解液を用いることでさらにその効果は向上する。
なお、上述した一実施の形態においては、陽極体、陰極体を複数個積層したものを用いたが、これに限定されるものではなく、陽極体、陰極体を一組でも用いることができる。
また、電解コンデンサとしてラジアルタイプのもので説明したが、ケースの封口体側から絶縁板(図示せず)をケースに当接させ、その絶縁板の底面に沿って陽極、陰極リードをそれぞれ折り曲げ加工した構成の表面実装タイプにおいても同様の作用効果を有するものである。
本発明は、陽極体として弁金属線を巻回したものを用いるという特徴を有し、特に、小型、かつ、低い漏れ電流特性が要求される各種電子機器に有用である。
本発明の一実施の形態における電解コンデンサの斜視図 同断面図 本発明の一実施の形態における陽極体の斜視図 同斜視図 同斜視図 本発明の一実施の形態における電解コンデンサの斜視図 A−Aでの同断面図 B−B線での同断面図 従来の電解コンデンサの切り欠き斜視図
符号の説明
1 陽極体
2 陽極リード
3 誘電体皮膜
4 セパレータ
5 陰極体
6 陰極リード
7 コンデンサ素子
8 アルミケース
9 封口体
11 渦巻き形状
13 導出部
15 連結部

Claims (4)

  1. 陽極体と、この陽極体に接続された陽極リードと、前記陽極体の表面に設けた誘電体皮膜と、この誘電体皮膜を設けた陽極体とセパレータを介して対向配置した陰極体と、この陰極体に接続された陰極リードからなるコンデンサ素子と、このコンデンサ素子とともにケースに収容される駆動用電解液と、前記ケースの開口部を封止するとともに前記陽極リードおよび前記陰極リードを挿通する封口体とを有し、前記陽極体および前記陰極体は、弁金属線を巻回してなる電解コンデンサ。
  2. 表面に誘電体皮膜を設けた陽極体と、陰極体とをセパレータを介して交互に対向配置してなる積層体と、この積層体の陽極体と電気的に接続された陽極リードと、前記積層体の陰極体と電気的に接続された陰極リードからなるコンデンサ素子と、このコンデンサ素子とともにケースに収容される駆動用電解液と、前記ケースの開口部を封止するとともに前記陽極リードおよび前記陰極リードを挿通する封口体とを有し、前記陽極体および前記陰極体は、弁金属線を巻回してなる電解コンデンサ。
  3. 陽極体は、渦巻き形状である請求項1〜2のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
  4. 渦巻き形状の陽極体は、少なくとも隣接する弁金属線との間に連結部を設けてなる請求項3記載の電解コンデンサ。
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