JP2004104013A - 電解コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】電解コンデンサの高周波特性を改善する。
【解決手段】陽極箔および陰極箔に丸棒部を有する電極引出リードをそれぞれ接続するとともにセパレータを介して巻回してコンデンサ素子とし、該コンデンサ素子に電解質を含浸後または電解質とともに有底のケースに挿入し、該ケースの開口部を封口部材で封止する電解コンデンサにおいて、上記ケースの直径に対する電極引出リードの丸棒部の直径の比が、0.25〜0.45であり、さらに、陽極箔に接続した電極引出リードの丸棒部と陰極箔に接続した電極引出リードの丸棒部との間隔が、0.1〜3.0mmであることを特徴としている。
【選択図】 なし
【解決手段】陽極箔および陰極箔に丸棒部を有する電極引出リードをそれぞれ接続するとともにセパレータを介して巻回してコンデンサ素子とし、該コンデンサ素子に電解質を含浸後または電解質とともに有底のケースに挿入し、該ケースの開口部を封口部材で封止する電解コンデンサにおいて、上記ケースの直径に対する電極引出リードの丸棒部の直径の比が、0.25〜0.45であり、さらに、陽極箔に接続した電極引出リードの丸棒部と陰極箔に接続した電極引出リードの丸棒部との間隔が、0.1〜3.0mmであることを特徴としている。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサに関するものであり、特に電解コンデンサの高周波特性の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電解コンデンサは図1および図2に示すように、エッチング処理および酸化皮膜形成処理した陽極箔2と陰極箔3とをセパレータ4を介して巻回したコンデンサ素子1に電解液を含浸して金属ケースに収納し、封口部材により開口部を封止して構成されていた。近年パソコン等の高性能化に伴い、電解コンデンサにおいても高周波における低インピーダンス化が要求されており、陽極箔および陰極箔の両端に、それぞれ接続端子を接続し、4端子形とする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開昭50−110064号公報(第2−3頁、図1−3)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
4端子形とすることで、低インピーダンス化が図れるが、2端子形より、組立精度が必要となるので生産性が低下し、電解コンデンサを取り付ける基板も専用設計しなくてはいけないという問題があった。さらに、スイッチング電源やマイクロプロセッサの作動周波数の高周波化が進み、インピーダンスだけでなく等価直列インダクタンス(ESL)の低減が求められ、4端子形では市場の要求に応えることができず、生産性や基板設計を変更することなく、インピーダンス、ESLの低減が可能な電解コンデンサが求められていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するもので、電極箔と接続する偏平部とリード線を溶接し偏平部につながる丸棒部からなる電極引出リードを、陽極箔および陰極箔にそれぞれ接続するとともにセパレータを介して巻回してコンデンサ素子とし、該コンデンサ素子に電解質を含浸後または電解質とともに有底のケースに挿入し、該ケースの開口部を封口部材で封止する電解コンデンサにおいて、上記ケースの直径に対する電極引出リードの丸棒部の直径の比が、0.25〜0.45であることを特徴とする電解コンデンサである。
【0006】
また、陽極箔に接続した電極引出リードの丸棒部と陰極箔に接続した電極引出リードの丸棒部との間隔が、0.1〜3.0mmであることを特徴とする電解コンデンサである。
【0007】
【発明の実施の形態】
電極引出リードは、図3のように、電極箔と接続する偏平部7と、リード線5を溶接し偏平部7につながる丸棒部6からなる。コンデンサ用ケース8の直径に対する電極引出リードの丸棒部6の直径の比が、0.25〜0.45の範囲である電極引出リードを、陽極箔2および陰極箔3それぞれに接続するとともにセパレータ4を介して巻回してコンデンサ素子1とする。該コンデンサ素子1に電解質として駆動用電解液および/または導電性高分子を含侵後または電解質とともに有底のコンデンサ用ケース8に挿入し、該ケース8の開口部を電極引出リードに挿通した封口ゴムやエポキシ樹脂等の封口部材9で封止して電解コンデンサとする。偏平部7および丸棒部6は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、リード線5は、鉄、鉄合金、銅または銅合金を芯材とし、ニッケル、錫、銀、金等のめっきを施している。
【0008】
【実施例】
図3の形状の電極引出リードを用い、定格6.3V/3300μF、サイズφ10×25mmL、ケース直径に対する丸棒部直径の比を表1とした図2のアルミニウム電解コンデンサを各10個作製した。なお、電極引出リードの位置は、ケース直径の1/4および3/4の位置に電極引出リードのリード線が位置するようにした。また、電極引出リードは偏平部と丸棒部がアルミニウム、リード線は芯材を銅、表面に錫めっきを施したものを用い、電解質には主溶媒に水、副溶媒にエチレングリコール、主溶質にアジピン酸としたものを用いた。
【0009】
表1の電解コンデンサの100kHzインピーダンス、4MHzESLを測定後、105℃定格印加2000時間の高温負荷試験にてショート発生率を調査し、表1の結果を得た。
【0010】
【表1】
【0011】
上記表1から明らかなように、本発明によるケース直径に対する丸棒部直径の比を0.25〜0.45とした実施例1〜5は、0.20とした従来例よりインピーダンス、ESL共に著しく優れた効果が得られ、丸棒部直径の比が大きくなるにつれてインピーダンス、ESLが改善されている。しかし、0.46とした比較例1では、ケース開口部のカーリング部と電極引出リード間の封口部材厚みが薄くなるため、高温負荷試験のストレスとカーリングによる応力により封口部材が劣化して亀裂が生じショートが発生しやすくなり問題である。
従って、ケースの直径に対する電極引出リードの丸棒部の直径の比は、0.25〜0.45の範囲が好ましく、インピーダンス、ESLの改善を図りながら、信頼性試験でも良い結果が得られる。
【0012】
次に、図3の電極引出リードを用い、定格6.3V/3300μF、サイズφ10×25mmL、ケース直径に対する丸棒部直径の比を0.25(丸棒部直径2.5mm)とし、丸棒部間隔を表2としたアルミニウム電解コンデンサを各10個作製した。
【0013】
表2の電解コンデンサの100kHzインピーダンス、4MHzESLを測定後、105℃定格印加2000時間高温負荷試験にてショート発生率を調査し、表2の結果を得た。
【0014】
【表2】
【0015】
上記表2から明らかなように、本発明による丸棒部直径2.5mm(丸棒部直径/ケース直径=0.25)、丸棒部間隔を0.1〜3.0mmとした実施例1、6〜10は、丸棒部直径2.0mm(丸棒部直径/ケース直径=0.20)、丸棒部間隔3.0mmとした従来例よりインピーダンス、ESL共に著しく優れた効果が得られ、丸棒部間隔が狭くなるにつれてインピーダンス、ESLは改善されている。しかし、丸棒部間隔を3.5mmとした比較例3は、従来例と比較してインピーダンス、ESLの改善効果が少なく、0.05mmとした比較例2では、丸棒部間隔が狭すぎて電極引出リード間の封口部材厚みが薄くなるため、高温負荷試験のストレスにより封口部材が劣化して亀裂が生じショートが発生しやすくなり問題である。
従って、陽極箔に接続した電極引出リードの丸棒部と陰極箔に接続した電極引出リードの丸棒部との間隔は、0.1〜3.0mmの範囲が好ましく、インピーダンス、ESLの改善を図りながら、信頼性試験でも良い結果が得られる。
【0016】
次に、図3〜5の丸棒部が円柱,樽形,鼓形の電極引出リードを用い、定格6.3V/3300μF、サイズφ10×25mmL、ケース直径に対する丸棒部直径の比を0.25(丸棒部直径2.5mm。図4,5は最も太い箇所の直径)とし、丸棒部間隔を表3としたアルミニウム電解コンデンサ素子を各10個作製した。
【0017】
表3の電解コンデンサの100kHzインピーダンス、4MHzESLを測定後、105℃定格印加2000時間の高温負荷試験にてショート発生率を調査し、表3の結果を得た。
【0018】
【表3】
【0019】
上記表3から明らかなように、実施例1、11〜14のアルミ電解コンデンサは、インピーダンス、ESL共に従来例に比べ著しく優れた効果が得られる。
丸棒部形状は、円柱、樽形、鼓形いずれでもインピーダンス、ESLの改善が見られるが、樽形、鼓形で丸棒部間隔を狭めると高温負荷試験で僅かにショート不良が発生するので、丸棒部の形状は円柱が最も優れている。
【0020】
実施例では、電解質に水を主溶媒とした駆動用電解液を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、エチレングリコールやγ−ブチロラクトンを主溶媒とする公知の電解液を用いても同等の効果があり、また、電解質にポリピロールやポリエチレンジオキシエチレン等の固体電解質を用いても同等の効果があることは言うまでもない。
【0021】
さらに、電極引出リードの材質は、公知の材料を必要により適宜選択組み合わせればよい。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によるケースの直径に対する電極引出リードの丸棒部の直径の比を0.25〜0.45とする電解コンデンサは、信頼性を低下させることなく高周波でのインピーダンスとESL特性を改善することができる。また、4端子形とすることなく低インピーダンス、低ESL化が図れるので、基板は4端子を接続するための専用設計が不要となり、端子数を減らすことができるので配線の高密度化も可能となる。
さらに、陽極箔に接続した電極引出リードの丸棒部と陰極箔に接続した電極引出リードの丸棒部との間隔は、0.1〜3.0mmとすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】電解コンデンサ素子の概要図である。
【図2】電解コンデンサの断面図である。
【図3】丸棒部を円柱形とした電極引出リードの斜視図である。
【図4】丸棒部を樽形とした電極引出リードの斜視図である。
【図5】丸棒部を鼓形とした電極引出リードの斜視図である。
【符号の説明】
1 コンデンサ素子
2 陽極箔
3 陰極箔
4 セパレータ
5 リード線
6 丸棒部
7 偏平部
8 アルミケース
9 封口部材
10 丸棒部間隔
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサに関するものであり、特に電解コンデンサの高周波特性の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電解コンデンサは図1および図2に示すように、エッチング処理および酸化皮膜形成処理した陽極箔2と陰極箔3とをセパレータ4を介して巻回したコンデンサ素子1に電解液を含浸して金属ケースに収納し、封口部材により開口部を封止して構成されていた。近年パソコン等の高性能化に伴い、電解コンデンサにおいても高周波における低インピーダンス化が要求されており、陽極箔および陰極箔の両端に、それぞれ接続端子を接続し、4端子形とする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開昭50−110064号公報(第2−3頁、図1−3)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
4端子形とすることで、低インピーダンス化が図れるが、2端子形より、組立精度が必要となるので生産性が低下し、電解コンデンサを取り付ける基板も専用設計しなくてはいけないという問題があった。さらに、スイッチング電源やマイクロプロセッサの作動周波数の高周波化が進み、インピーダンスだけでなく等価直列インダクタンス(ESL)の低減が求められ、4端子形では市場の要求に応えることができず、生産性や基板設計を変更することなく、インピーダンス、ESLの低減が可能な電解コンデンサが求められていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するもので、電極箔と接続する偏平部とリード線を溶接し偏平部につながる丸棒部からなる電極引出リードを、陽極箔および陰極箔にそれぞれ接続するとともにセパレータを介して巻回してコンデンサ素子とし、該コンデンサ素子に電解質を含浸後または電解質とともに有底のケースに挿入し、該ケースの開口部を封口部材で封止する電解コンデンサにおいて、上記ケースの直径に対する電極引出リードの丸棒部の直径の比が、0.25〜0.45であることを特徴とする電解コンデンサである。
【0006】
また、陽極箔に接続した電極引出リードの丸棒部と陰極箔に接続した電極引出リードの丸棒部との間隔が、0.1〜3.0mmであることを特徴とする電解コンデンサである。
【0007】
【発明の実施の形態】
電極引出リードは、図3のように、電極箔と接続する偏平部7と、リード線5を溶接し偏平部7につながる丸棒部6からなる。コンデンサ用ケース8の直径に対する電極引出リードの丸棒部6の直径の比が、0.25〜0.45の範囲である電極引出リードを、陽極箔2および陰極箔3それぞれに接続するとともにセパレータ4を介して巻回してコンデンサ素子1とする。該コンデンサ素子1に電解質として駆動用電解液および/または導電性高分子を含侵後または電解質とともに有底のコンデンサ用ケース8に挿入し、該ケース8の開口部を電極引出リードに挿通した封口ゴムやエポキシ樹脂等の封口部材9で封止して電解コンデンサとする。偏平部7および丸棒部6は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、リード線5は、鉄、鉄合金、銅または銅合金を芯材とし、ニッケル、錫、銀、金等のめっきを施している。
【0008】
【実施例】
図3の形状の電極引出リードを用い、定格6.3V/3300μF、サイズφ10×25mmL、ケース直径に対する丸棒部直径の比を表1とした図2のアルミニウム電解コンデンサを各10個作製した。なお、電極引出リードの位置は、ケース直径の1/4および3/4の位置に電極引出リードのリード線が位置するようにした。また、電極引出リードは偏平部と丸棒部がアルミニウム、リード線は芯材を銅、表面に錫めっきを施したものを用い、電解質には主溶媒に水、副溶媒にエチレングリコール、主溶質にアジピン酸としたものを用いた。
【0009】
表1の電解コンデンサの100kHzインピーダンス、4MHzESLを測定後、105℃定格印加2000時間の高温負荷試験にてショート発生率を調査し、表1の結果を得た。
【0010】
【表1】
【0011】
上記表1から明らかなように、本発明によるケース直径に対する丸棒部直径の比を0.25〜0.45とした実施例1〜5は、0.20とした従来例よりインピーダンス、ESL共に著しく優れた効果が得られ、丸棒部直径の比が大きくなるにつれてインピーダンス、ESLが改善されている。しかし、0.46とした比較例1では、ケース開口部のカーリング部と電極引出リード間の封口部材厚みが薄くなるため、高温負荷試験のストレスとカーリングによる応力により封口部材が劣化して亀裂が生じショートが発生しやすくなり問題である。
従って、ケースの直径に対する電極引出リードの丸棒部の直径の比は、0.25〜0.45の範囲が好ましく、インピーダンス、ESLの改善を図りながら、信頼性試験でも良い結果が得られる。
【0012】
次に、図3の電極引出リードを用い、定格6.3V/3300μF、サイズφ10×25mmL、ケース直径に対する丸棒部直径の比を0.25(丸棒部直径2.5mm)とし、丸棒部間隔を表2としたアルミニウム電解コンデンサを各10個作製した。
【0013】
表2の電解コンデンサの100kHzインピーダンス、4MHzESLを測定後、105℃定格印加2000時間高温負荷試験にてショート発生率を調査し、表2の結果を得た。
【0014】
【表2】
【0015】
上記表2から明らかなように、本発明による丸棒部直径2.5mm(丸棒部直径/ケース直径=0.25)、丸棒部間隔を0.1〜3.0mmとした実施例1、6〜10は、丸棒部直径2.0mm(丸棒部直径/ケース直径=0.20)、丸棒部間隔3.0mmとした従来例よりインピーダンス、ESL共に著しく優れた効果が得られ、丸棒部間隔が狭くなるにつれてインピーダンス、ESLは改善されている。しかし、丸棒部間隔を3.5mmとした比較例3は、従来例と比較してインピーダンス、ESLの改善効果が少なく、0.05mmとした比較例2では、丸棒部間隔が狭すぎて電極引出リード間の封口部材厚みが薄くなるため、高温負荷試験のストレスにより封口部材が劣化して亀裂が生じショートが発生しやすくなり問題である。
従って、陽極箔に接続した電極引出リードの丸棒部と陰極箔に接続した電極引出リードの丸棒部との間隔は、0.1〜3.0mmの範囲が好ましく、インピーダンス、ESLの改善を図りながら、信頼性試験でも良い結果が得られる。
【0016】
次に、図3〜5の丸棒部が円柱,樽形,鼓形の電極引出リードを用い、定格6.3V/3300μF、サイズφ10×25mmL、ケース直径に対する丸棒部直径の比を0.25(丸棒部直径2.5mm。図4,5は最も太い箇所の直径)とし、丸棒部間隔を表3としたアルミニウム電解コンデンサ素子を各10個作製した。
【0017】
表3の電解コンデンサの100kHzインピーダンス、4MHzESLを測定後、105℃定格印加2000時間の高温負荷試験にてショート発生率を調査し、表3の結果を得た。
【0018】
【表3】
【0019】
上記表3から明らかなように、実施例1、11〜14のアルミ電解コンデンサは、インピーダンス、ESL共に従来例に比べ著しく優れた効果が得られる。
丸棒部形状は、円柱、樽形、鼓形いずれでもインピーダンス、ESLの改善が見られるが、樽形、鼓形で丸棒部間隔を狭めると高温負荷試験で僅かにショート不良が発生するので、丸棒部の形状は円柱が最も優れている。
【0020】
実施例では、電解質に水を主溶媒とした駆動用電解液を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、エチレングリコールやγ−ブチロラクトンを主溶媒とする公知の電解液を用いても同等の効果があり、また、電解質にポリピロールやポリエチレンジオキシエチレン等の固体電解質を用いても同等の効果があることは言うまでもない。
【0021】
さらに、電極引出リードの材質は、公知の材料を必要により適宜選択組み合わせればよい。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によるケースの直径に対する電極引出リードの丸棒部の直径の比を0.25〜0.45とする電解コンデンサは、信頼性を低下させることなく高周波でのインピーダンスとESL特性を改善することができる。また、4端子形とすることなく低インピーダンス、低ESL化が図れるので、基板は4端子を接続するための専用設計が不要となり、端子数を減らすことができるので配線の高密度化も可能となる。
さらに、陽極箔に接続した電極引出リードの丸棒部と陰極箔に接続した電極引出リードの丸棒部との間隔は、0.1〜3.0mmとすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】電解コンデンサ素子の概要図である。
【図2】電解コンデンサの断面図である。
【図3】丸棒部を円柱形とした電極引出リードの斜視図である。
【図4】丸棒部を樽形とした電極引出リードの斜視図である。
【図5】丸棒部を鼓形とした電極引出リードの斜視図である。
【符号の説明】
1 コンデンサ素子
2 陽極箔
3 陰極箔
4 セパレータ
5 リード線
6 丸棒部
7 偏平部
8 アルミケース
9 封口部材
10 丸棒部間隔
Claims (2)
- 電極箔と接続する偏平部とリード線を溶接し偏平部につながる丸棒部からなる電極引出リードを、陽極箔および陰極箔にそれぞれ接続するとともにセパレータを介して巻回してコンデンサ素子とし、該コンデンサ素子に電解質を含浸後または電解質とともに有底のケースに挿入し、該ケースの開口部を封口部材で封止する電解コンデンサにおいて、上記ケースの直径に対する電極引出リードの丸棒部の直径の比が、0.25〜0.45であることを特徴とする電解コンデンサ。
- 陽極箔に接続した電極引出リードの丸棒部と陰極箔に接続した電極引出リードの丸棒部との間隔が、0.1〜3.0mmであることを特徴とする請求項1記載の電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002267030A JP2004104013A (ja) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | 電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002267030A JP2004104013A (ja) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | 電解コンデンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004104013A true JP2004104013A (ja) | 2004-04-02 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002267030A Pending JP2004104013A (ja) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | 電解コンデンサ |
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JP (1) | JP2004104013A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010199388A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Hitachi Aic Inc | ネジ端子付きコンデンサ |
JPWO2015147286A1 (ja) * | 2014-03-27 | 2017-04-13 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサ用リード端子 |
CN111758141A (zh) * | 2018-02-28 | 2020-10-09 | 松下知识产权经营株式会社 | 电解电容器模块 |
-
2002
- 2002-09-12 JP JP2002267030A patent/JP2004104013A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010199388A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Hitachi Aic Inc | ネジ端子付きコンデンサ |
JPWO2015147286A1 (ja) * | 2014-03-27 | 2017-04-13 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサ用リード端子 |
CN111758141A (zh) * | 2018-02-28 | 2020-10-09 | 松下知识产权经营株式会社 | 电解电容器模块 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20050314 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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