CN103403824A

CN103403824A - 电解电容器

Info

Publication number: CN103403824A
Application number: CN2012800101317A
Authority: CN
Inventors: 芦野宏次; 斋木丈章
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp; Sika Hamatite Co Ltd
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: EP2682967B1; EP2682967A4; EP2682967A1; JP2012182326A; WO2012117820A1; CN103403824B

Abstract

本发明提供一种电解电容器，其抑制了在连接于电容器元件的铝线上形成有以锡为主体的金属镀敷的电容器用引线端子中的晶须的产生及生长。其具备包含连接于阳极箔及阴极箔的铝线(4)、在铝线(4)的端部形成了的连接部(5)、接合于连接部(5)的引出线(6)的引出引线端子(3)，在引出引线端子(3)的连接部(5)，形成填充含有鳞片状填充材料的液状固化性树脂、使其固化了的树脂层(7)。由此，在使用了未使用铅的引出引线端子的铝电解电容器中，抑制引出引线端子中的晶须的产生及生长。

Description

电解电容器

技术领域

本发明涉及具有在铝线上形成了以锡为主体的金属镀层的引出导线的电解电容器。

背景技术

电解电容器由电容器元件、驱动用电解液或固体电解质、外装壳体构成。该电容器元件是将由钽、铝等的阀作用金属构成的阳极箔和阴极箔卷绕而成。驱动用电解液或固体电解质保持于电容器元件。外装壳体收纳电容器元件、驱动用电解液或固体电解质。这种电解电容器的阳极箔，经由引出引线端子而连接于阳极电极。另一方面，阴极箔经由引出引线端子而连接于阴极电极。这些引出引线端子，通过缝合、超声波焊接等的方法而连接于阳极箔或阴极箔。

该引出引线端子，由与阳极箔及阴极箔连接的铝线、在铝线的端部形成了的连接部、接合于连接部的引出线这样的3部分构成。在引出线上形成铅镀敷层。该引出线的端部，与在铝线的端部形成了的接合部通过电弧焊接而接合。但是，引出线中使用的铅，为不仅对人体有害而且对自然环境带来不良影响的物质。因此，近年来，从环境保护的观点出发，正在进行完全不使用铅的电子零件的开发。

作为完全不使用铅的电容器，如专利文献1中所示，作为引出线使用实施了由锡100％构成的锡镀敷的铜包覆钢线。该锡镀敷，是将铜包覆钢线插入在引出线的圆棒部的一端设置了的凹部而通过电弧焊接来接合。在该铝电解电容器中，在引出线和圆棒部的接合部形成有通过对铜、锡镀敷及铝进行加热而生成的铜、锡和铝的熔合层。

但是，在专利文献1中，有时从在引出引线端子的圆棒部和镀杜甫引出线的连接部生成了的熔合层产生晶须。该晶须为锡的纤维状晶体，直径相对于1μm有时达到1mm以上的长度以上。由于该晶须的产生，在最坏情况下一对引出引线端子间有可能发生短路。另外，有可能落在基板上而使其它的电子零件间及基板图案间短路。

作为抑制该晶须产生或生长的技术，一直以来提案了多种方案。在专利文献2中，用碱性的清洗液清洗电容器的导线。除去了该清洗液后，通过进行加热处理来防止晶须的产生。在专利文献3中，在将CP线通过焊接而连接于铝制的圆棒的焊接部设置防水皮膜，通过该防水皮膜来抑制晶须的生长。在专利文献4中，形成真空状态而填充惰性气体，进行高温加热处理。由此，使电容器导线的焊接部的内部应力缓和，防止在焊接部分产生晶须。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2000-124073号公报

专利文献2：特开2007-67146号公报

专利文献3：特开2007-335714号公报

专利文献4：特开2008-130782号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献2、4中，不能完全防止晶须的产生，效果不充分。另外，在专利文献3中，有可能进行生长的晶须刺破树脂、晶须在树脂外部出现，效果不充分。

本发明是为了解决上述课题而作出的。其目的在于，提供使用了不使用铅的引出引线端子的铝电解电容器，其中，在引出引线端子中抑制了晶须的产生及生长。

用于解决课题的手段

本发明人，为了解决上述课题，选定了对引出引线端子进行涂覆的材料，结果直至完成本发明。

即，本发明的电解电容器是具备引出引线端子的电解电容器，所述引出引线端子包含连接于阳极箔及阴极箔的铝线、在铝线的端部形成了的连接部、和接合于连接部的引出线。在上述引出引线端子的连接部的表面形成有涂布或者填充含有鳞片状填充材料的液状固化性树脂、使其固化了的树脂层。

另外，本发明的电容器也可以包含如以下的形态。

(1)鳞片状填充材料的平均长径比为70以上。

(2)在液状固化性树脂中含有1wt％以上且50wt％以下的鳞片状填充材料。

(3)液状固化性树脂为加成固化型有机硅、缩合固化型有机硅、加成固化型改性有机硅、缩合固化型改性有机硅。

(4)鳞片状填充材料为金云母、白云母、绢云母等的天然云母、氟金云母、四硅钾云母、四硅钠云母、钠带云母、锂带云母等的合成云母、蒙脱石等的天然蒙皂石、钠水辉石、锂水辉石、皂石等的合成蒙皂石。

(5)鳞片状填充材料被疏水处理了。

发明的效果

根据如以上的本发明，通过在引出线的连接部涂布或填充树脂，可抑制晶须的产生。另外，例如，即使在树脂内晶须产生、生长，也能够通过液状固化性树脂内的鳞片状填充材料来抑制晶须向树脂表面方向生长、露出。

附图说明

图1是表示本发明的实施例中的电解电容器的剖面图和其放大图。

图2是表示本发明的实施例中的电解电容器的变形例的剖面图和其放大图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明涉及的电解电容器的实施例进行说明。需要说明的是，与背景技术、课题中已经说明的内容共同的前提事项适当省略。

[1-1.电解电容器的构成]

图1是表示本实施方式中的电解电容器的剖面图。图1的符号1表示经由隔膜而卷绕了阳极箔和阴极箔的电容器元件。电容器元件1，与驱动用电解质或固体电解质一同收纳在外装壳体2内而构成。在电容器元件1的阳极箔及阴极箔中设有电极(未图示)。该阳极箔及阴极箔的电极，连接于用于与外部连接的引出引线端子3。

引出引线端子3，由铝线4、连接部5及引出线6的3部分构成。该铝线4，连接于阳极箔和阴极箔。在该铝线4的端部，一体地形成有连接部5。在连接部5，连接形成有以锡为主体的金属镀敷的引出线6。作为连接部5和引出线6的连接方法，可利用各种方法。例如，也可以通过在形成于连接部5的凹部插入引出线6而进行电弧焊接来连接。

连接部5的表面^，通过树脂层7而被涂敷。该树脂层7，为涂布含有1wt％以上鳞片状填充材料的液状固化性树脂、使其固化了的树脂层。如图1中所示，将在连接部5涂敷了的引出引线端子3插入封口体9的贯通孔8。在引出线6和贯通孔8之间的间隙填充液状固化性树脂、使其固化而形成树脂层7。

该树脂层7，是在贯通孔8和引出线6的间隙填充液状固化性树脂的树脂层。因此，如图2中所示，不仅在插入引出线6的贯通孔8，而且还可以在封口体9的引出线6导出侧一面露出地填充液状固化性树脂。另外，也可以在封口体9上设置带状的凹部以将贯通孔8彼此连结、向其中流入液状固化性树脂。即，也可以在包含贯通孔8的封口体9表面的一部分或整面填充。

[1-2.液状固化性树脂的种类]

本发明的液状固化性树脂没有特别限定，可列举有机硅树脂、改性有机硅树脂、混合有机硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、密胺树脂、脲树脂、氟树脂、氨基甲酸酯树脂、氨基甲酸酯丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂等。特别是有机硅树脂中，加成固化型有机硅、缩合固化型有机硅、加成固化型改性有机硅、缩合固化型改性有机硅、混合有机硅树脂，从耐热性、耐候性的观点考虑，优选。

在该液状固化性树脂中，也可以根据需要在不损害本发明的目的范围内含有其它的任意成分。作为任意的成分，有以下(1)～(6)的各种成分。

(1)干式二氧化硅、湿式二氧化硅、热解硅石、结晶二氧化硅、氧化钛、氧化铝、碳酸钙、炭黑等的无机填充材料

(2)将(1)的填充材料通过有机卤化硅烷、有机烷氧基硅烷、有机硅氮烷等的有机硅化合物处理了的填充材料

(3)有机硅树脂、环氧树脂、氟树脂等的有机树脂微粉末

(4)银、铜等的导电性金属粉末

(5)甲苯、二甲苯等的稀释剂

(6)其它、染料、颜料等

另外，也可以对液状固化性树脂实施可判别涂布或填充了液状固化性树脂的部位的范围的处理。例如，进行使其含有色素的处理而改善可视性。或者混入与构成引出引线端子的元素不同的元素。可以根据该元素确认而涂布或填充液状固化性树脂。通过这样，在制造工序中，检查是否适当地涂布或者填充有液状固化性树脂变得容易。

[1-3.鳞片状填充材料的种类]

本发明的鳞片状填充材料，为用于抑制晶须生长的原料。作为鳞片状填充材料没有特别限定，可列举金云母、白云母、绢云母等的天然云母、氟金云母、四硅钾云母、四硅钠云母、钠带云母、锂带云母等的合成云母、蒙脱石等的天然蒙皂石、钠水辉石、锂水辉石、皂石等的合成蒙皂石、膨润土、滑石、膨胀石墨、硅酸铝、硅酸镁、勃姆石、粘土、硅藻土、炭黑、二氧化硅、硫酸钡、碳酸钙、碳酸镁、金属氧化物、石墨、氢氧化铝等。特别地，由于廉价的白云母等天然云母类、合成云母类，其长径比调整比较容易，因此优选。这些鳞片状填充材料，与添加重量相比具有大的平面部。因此，通过向树脂添加少量的鳞片状填充材料，在晶须的生长时平面部冲撞的概率升高，能够抑制晶须生长。相反，在不具有大的平面部的球状及针状的填充材料中，即使晶须冲撞，填充材料也会被推开，或者晶须避开填充材料而生长，不能有效地抑制晶须的生长。

作为鳞片状填充材料的形状，希望平均长径比为70以上。若平均长径比为70以上，则晶须的生长抑制效果高，能够有效防止晶须从树脂表面露出。另外，平均粒径没有特别限定，丹优选1000μm以下，更优选200μm以下。若鳞片状填充材料的平均粒径比1000μm大，则液状固化性树脂的涂布、成型性显著降低。

另外，鳞片状填充材料，相对于液状固化性树脂以1wt％以上且50wt％以下的范围添加。这是因为：若填充材料的添加量低于1wt％则不能充分发挥效果，若比50wt％多则树脂的涂布变得困难、或成型性显著降低。

这些鳞片状填充材料，也可以用硅烷偶合剂或季铵盐、聚醚等的表面处理剂进行疏水处理。通过进行疏水处理，具有填充材料的表面能降低、易于与液状固化性树脂混杂、降低树脂组合物的粘度的效果。

另外，鳞片状填充材料，只要可向液状固化性树脂分散，则可使用粉体、溶液分散型、造粒品等的任意的形态。作为鳞片状填充材料，即使为任意的形态都可以使用，因此可添加各种类型的鳞片状填充材料。

[2.作用效果]

在具有如上述的构成的本实施方式的树脂层7的液状固化性树脂中，添加有鳞片状填充材料。因此，即使在连接部5产生晶须、在树脂层7侧生长，前端与树脂层7内部的鳞片状填充材料碰撞，由此可防止其进一步的晶须的生长。

实施例

接着，基于如以下构成了的实施例及比较例，对本发明进一步详细地进行说明。

[1.实施例1～4]

(实施例1)

在本实施例1中，作为液状固化性树脂，使用加成固化型有机硅。该加成固化型有机硅，通过将以下的(1)～(5)的成分均匀混合来调制。

(1)粘度为600mPa·s的分子链两末端二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端二甲基聚硅烷氧(乙烯基的含量＝0.38重量％)100重量份

(2)通过六甲基二硅氮烷而对表面疏水化处理了的比表面积为200m²／g的气相二氧化硅11.4重量份、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5.71重量份

(3)粘度为1.9mPa·s的两末端三甲基甲硅烷氧基封端甲基氢化硅氧烷(硅原子结合氢原子的含有量＝0.72重量％)2.59重量份(硅原子结合氢原子相对于上述有机聚硅氧烷及丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的烯基的摩尔比为1.00。)

(4)铂浓度为0.5重量％的铂和二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物2.29重量份

(5)ャマグチマィカ社制白云母B-82(平均粒径180μm、长径比分布5～388、平均长径比100)36.6重量份

将如上述调制了的加成固化型有机硅在引出引线端子3的连接部5上涂布，形成了树脂层7。之后，使用该引线端子3而制作了10个电解电容器。

(实施例2)

在本实施例2中，作为液状固化性树脂，与实施例1同样地使用加成固化型有机硅。实施例2的加成固化型有机硅，是通过将实施例1的(1)～(4)和以下的(5)的成分均匀混合而调制的。

(5)ャマグチマィカ社制白云母YM-21S(平均粒径23μm、长径比分布6～454、平均长径比70)36.6重量份

(实施例3)

在本实施例3中，作为液状固化性树脂，使用加成固化型聚异丁烯-有机硅混合组合物。该加成固化型聚异丁烯-有机硅混合组合物是通过将以下的(1)～(5)的成分均匀混合而调制的。

(1)在两末端具有乙烯基的聚异丁烯(カネカ社制、エピオンEP200A、粘度：50，000mPa·s)100份

(2)氢硅烷基交联剂(カネカ社制、CR-300)20重量份、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷2.0重量份

(3)铂浓度为0.5重量％的铂和二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物2.0重量份

(4)ャマグチマィカ社制白云母B-82(平均粒径180μm、长径比分布5～388、平均长径比100)37.2重量份

将如上述调制了的加成固化型聚异丁烯-有机硅混合组合物在引出引线端子3的连接部5上涂布，形成了树脂层7。之后，使用该引线端子3而制作了10个电解电容器。

(实施例4)

在本实施例4中，作为液状固化性树脂，与实施例3同样地使用加成固化型聚异丁烯-有机硅混合组合物。实施例4的加成固化型聚异丁烯-有机硅混合组合物是通过将实施例3的(1)～(3)和以下的(4)的成分均匀混合而调制的。

(4)ャマグチマィカ社制白云母YM-21S(平均粒径23μm、长径比分布6～454、平均长径比70)37.2重量份

[2.比较例1～3]

(比较例1)

在比较例1中，作为液状固化性树脂，使用加成固化型有机硅。该加成固化型有机硅，不添加实施例1、2的(5)的成分，除此之外，与实施例1、2同样地制作。即，通过将实施例1、2的(1)～(4)的成分均匀混合而调制加成固化型有机硅。将该加成固化型有机硅在引出引线端子3的连接部5上涂布，形成了树脂层7。之后，使用该引线端子3而制作了10个电解电容器。

(比较例2)

在比较例2中，作为液状固化性树脂，使用加成固化型聚异丁烯-有机硅混合组合物。该加成固化型聚异丁烯-有机硅混合组合物，不添加实施例3及实施例4的(4)，除此之外，与实施例3、4同样地制作。即，通过将实施例3及实施例4的(1)～(3)的成分均匀混合而调制加成固化型聚异丁烯-有机硅混合组合物。将该加成固化型聚异丁烯-有机硅混合组合物在引出引线端子3的连接部5涂布，形成了树脂层7。之后，使用该引线端子3而制作了10个电解电容器。

(比较例3)

在比较例3中，不在引出引线端子3上涂布液状固化性树脂地制作了10个电解电容器。即，为未形成涂敷液状固化性树脂的树脂层7的比较例。

[3.比较结果]

表1表示出对于通过上述的方法构成了的实施例1～4及比较例1、2的各电容器、经过4000小时及5000小时后10个电容器中晶须在树脂表面露出了的个数。对于比较例3，表示在连接部的晶须产生的个数。

另外，在表1中，表示出经过5000小时后的表面状态。表中○为在树脂表面附近未看到晶须的状态。表中×为没有在树脂外部露出的晶须，但在树脂表面附近存在晶须的状态、或者在连接部存在晶须的状态。

[表1]

判明：在涂布有添加了鳞片状填充材料的树脂的实施例1～4的引出引线端子中，不仅经过4000小时后，即使在经过5000小时后，晶须也不从树脂表面露出。另外，如表中的○及×所示，实施例1～4为在树脂表面附近未看到晶须的状态。

另一方面，判明：在比较例1、2中，虽然涂布未添加鳞片状填充材料的树脂，但在经过了4000小时的时刻，晶须从1个引线端子的树脂表面露出。之后，在经过了5000小时的时刻，晶须从树脂的表面露出了的电容器的数量为2个。

另外，虽然表中未记载，但在连接部5未涂布树脂的比较例3的引出引线端子中，在经过500小时的时刻，在连接部表面产生晶须。之后在经过4000小时后，10个中的7个电容器中，在连接部产生晶须。之后，在经过5000小时的时刻，晶须从树脂的表面露出了的电容器的数为8个。

由以上可知，若对具有树脂层的比较例1、2和未设置树脂层的比较例3进行比较，则通过在连接部涂布树脂，可抑制晶须的产生。

另外，如对实施例1～4和比较例1、2进行比较所判明的那样，通过涂布含有鳞片状填充材料的液状固化树脂、形成树脂层，即使在树脂内产生晶须、晶须生长，通过鳞片状填充材料晶须也而向树脂表面方向生长而露出。

符号的说明

1：电容器元件

2：外装壳体

3：引出引线端子

4：铝线

5：连接部

6：引出线

7：树脂层

8：贯通孔

9：封口体

Claims

1.一种电解电容器，其为具备引出引线端子的电解电容器，所述引出引线端子包含连接于阳极箔及阴极箔的铝线、在铝线的端部形成了的连接部、和接合于连接部的引出线，其特征在于，

在所述引出引线端子的连接部的表面，形成有涂布或者填充含有鳞片状填充材料的液状固化树脂、使其固化了的树脂层。

2.如权利要求1所述的电解电容器，其特征在于，所述鳞片状填充材料的平均长径比为70以上。

3.如权利要求1或权利要求2所述的电解电容器，其特征在于，所述液状固化性树脂含有1wt％以上且50wt％以下的所述鳞片状填充材料。

4.如权利要求1所述的电解电容器，其特征在于，所述液状固化性树脂为加成固化型有机硅、缩合固化型有机硅、加成固化型改性有机硅、缩合固化型改性有机硅。

5.如权利要求1所述的电解电容器，其特征在于，所述鳞片状填充材料为金云母、白云母、绢云母等的天然云母；氟金云母、四硅钾云母、四硅钠云母、钠带云母、锂带云母等的合成云母；蒙脱石等的天然蒙皂石；钠水辉石、锂水辉石、皂石等的合成蒙皂石。

6.如权利要求1所述的电解电容器，其特征在于，所述鳞片状填充材料被疏水处理了。