JP2006108184A

JP2006108184A - Electrolytic capacitor

Info

Publication number: JP2006108184A
Application number: JP2004289298A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Sugiyama; 孝之杉山
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolytic capacitor which improves the connection structure of an external terminal and an internal terminal of a capacitor element which can be soldered, and attains a miniaturization and is excellent in sealability. <P>SOLUTION: In the electrolytic capacitor in which the external terminal which provides insulating resin layers in both sides is connected to the electrode foil of the internal terminal derived from the capacitor element or the capacitor element, this capacitor element is covered by a laminate film and the insulating resin layer is press bonded to the laminate film and sealed; the external terminal is the connecting member of a solderable metal and aluminum. The connector of both is arranged in the insulating resin layer, and the outer insulating resin layer is press bonded to the laminate film. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電解コンデンサに関し、特にラミネートフィルムによる外装を施した電解コンデンサに関する。 The present invention relates to an electrolytic capacitor, and more particularly to an electrolytic capacitor provided with a laminate film.

従来の電解コンデンサは、金属フィルムとこの両面にラミネートした合成樹脂フィルムとからなる複合フィルムでコンデンサ素子を覆うとともに、複合フィルムの周縁部を熱圧着して密封し、かつコンデンサ素子より導出した引き出しリードを複合フィルム（以下ラミネートフィルムと称す）の熱圧着部で挟持して外部に取り出したものが提案されている（特許文献１）。ここでは、電解コンデンサの内部に異種金属があると、駆動用電解液の付着などにより電気化学的反応が生じ、電極が劣化したり、この劣化時にガスが発生するなどの問題が生じるため、電解コンデンサの内部には電極箔と同じ材料としてアルミニウムからなる引き出しリードを配置しなければならない。そこで、引き出しリードの一部を導出させてラミネートフィルムにて熱圧着により密封し、前記内部端子の突出部にはんだ付け可能な金属（外部端子）を接続し、この接続部を前記ラミネートフィルムの外端部で熱圧着し、前記接続部を密封し、はんだ付け可能な金属を電解コンデンサの内部から遮断した構造が開示されている。 Conventional electrolytic capacitors cover a capacitor element with a composite film composed of a metal film and a synthetic resin film laminated on both sides of the capacitor, and the peripheral edge of the composite film is sealed by thermocompression bonding, and a lead lead derived from the capacitor element Has been proposed which is sandwiched between thermocompression bonding parts of composite films (hereinafter referred to as laminate films) and taken out (Patent Document 1). Here, if there is a dissimilar metal inside the electrolytic capacitor, an electrochemical reaction will occur due to adhesion of the driving electrolyte, etc., causing problems such as electrode deterioration and gas generation during this deterioration. A lead lead made of aluminum as the same material as the electrode foil must be arranged inside the capacitor. Therefore, a part of the lead is led out and sealed by thermocompression bonding with a laminate film, and a solderable metal (external terminal) is connected to the protruding portion of the internal terminal. There is disclosed a structure in which thermocompression bonding is performed at an end portion, the connection portion is sealed, and a solderable metal is cut off from the inside of the electrolytic capacitor.

特開昭５８−１７８５１７号公報JP 58-178517 A

しかしながら、コンデンサ素子をラミネートフィルムにて封止した後、引き出しリードと外部端子を接続する際に、この接続予定部を封止するラミネートフィルムの外端部を、前記接続予定部から離間させて、例えば、コンデンサ素子側に前記外端部を折り返すなどの作業が必要となる。特に、電解コンデンサの小形化、薄型化が望まれている現状では、ラミネートフィルムの熱圧着寸法を小さくすることで、電解コンデンサの長さ寸法を小さくしているため、概ね３ｍｍ程度であり、前記ラミネートフィルムの外端部を折り返すことによる、熱圧着部を剥がす方向への機械的ストレスを与えることは望ましくない。
また、引き出しリードと外部端子の接続方法として、熱を伴う溶接方法、例えば、アーク溶接や、レーザ溶接を行う場合には、ラミネートフィルムが熱により変形しないように引き出し端子と外部端子との接続部を、前記ラミネートフィルムより離間させなければならず、この分電解コンデンサの長さ寸法が大きくなり、小形化が図れない。 However, after sealing the capacitor element with the laminate film, when connecting the lead lead and the external terminal, the outer end portion of the laminate film for sealing the connection planned portion is separated from the connection planned portion, For example, an operation such as folding the outer end portion toward the capacitor element side is required. In particular, in the current situation where it is desired to reduce the size and thickness of the electrolytic capacitor, the length of the electrolytic capacitor is reduced by reducing the thermocompression dimension of the laminate film, so that the length is approximately 3 mm. It is not desirable to give mechanical stress in the direction of peeling off the thermocompression bonding part by folding the outer end part of the laminate film.
In addition, as a method for connecting the lead lead and the external terminal, when performing a welding method with heat, for example, arc welding or laser welding, the connection portion between the lead terminal and the external terminal so that the laminate film is not deformed by heat. Must be separated from the laminate film, and the length of the electrolytic capacitor is increased accordingly, and the size cannot be reduced.

そこで、本発明は、はんだ付け可能な外部端子とコンデンサ素子の内部端子との接続構造を改善して小形化を図るとともに、密封性の優れた電解コンデンサを提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the connection structure between the solderable external terminal and the internal terminal of the capacitor element, to reduce the size, and to provide an electrolytic capacitor with excellent sealing performance.

そこで、上記の課題を解決した本発明の電解コンデンサは、絶縁樹脂層を両面に設けた外部端子と、コンデンサ素子より導出された内部端子又はコンデンサ素子の電極箔とを接続するとともに、このコンデンサ素子をラミネートフィルムで覆い、前記絶縁樹脂層とをラミネートフィルムとを圧着して封止した電解コンデンサにおいて、前記外部端子は、はんだ付け可能な金属とアルミニウムとの接続部材であって、前記絶縁樹脂層内に両者の接続部が配置され、外絶縁樹脂層とラミネートフィルムとが圧着されたことを特徴としている。 Therefore, the electrolytic capacitor of the present invention that has solved the above problems connects an external terminal provided with insulating resin layers on both sides and an internal terminal derived from the capacitor element or an electrode foil of the capacitor element. In the electrolytic capacitor in which the insulating resin layer and the laminate film are pressure-bonded and sealed, and the external terminal is a connecting member of a solderable metal and aluminum, and the insulating resin layer The connection part of both is arrange | positioned in the inside, and the outer insulation resin layer and the laminate film were crimped | bonded.

本発明によれば、はんだ付け可能な金属とアルミニウムを予め接続した外部端子を用いているため、コンデンサ素子より導出された内部端子やコンデンサ素子の電極箔と接続しやすく、また外部端子を構成する、はんだ付け可能な金属とアルミニウムの接続部が絶縁樹脂層により覆われ、且つこの絶縁樹脂層とラミネートフィルムとを熱圧着するのみで電解コンデンサの密封がなされ、従来のように、コンデンサ素子を密封するラミネートフィルムの熱圧着工程、内部端子とはんだ付け可能な外部端子との接続部を密封するラミネートフィルムの外端部の熱圧着工程など複数の工程が不要となり、工程が簡略化されると共に、外部端子とラミネートフィルムは、前記接着性を有する別体の絶縁樹脂層により熱圧着されており、電解コンデンサの強固な密封が実現できる。 According to the present invention, since an external terminal in which a solderable metal and aluminum are connected in advance is used, the internal terminal derived from the capacitor element and the electrode foil of the capacitor element can be easily connected, and the external terminal is configured. The solderable metal-aluminum connection is covered with an insulating resin layer, and the electrolytic capacitor is sealed simply by thermocompression bonding the insulating resin layer and the laminate film. Multiple processes such as the thermocompression process of the laminate film, the thermocompression process of the outer end of the laminate film that seals the connection between the internal terminal and the solderable external terminal are unnecessary, and the process is simplified. The external terminal and the laminate film are thermocompression-bonded by the separate insulating resin layer having adhesiveness, and an electrolytic capacitor Strong sealing can be realized.

以下に図面に基づき本発明の実施例を説明する。
本発明の電解コンデンサ１は、コンデンサ素子６と、コンデンサ素子６より導出された内部端子２と、アルミニウムとはんだ付け可能な金属５との接続部材であり、一部に絶縁樹脂層７を備えた外部端子３と、前記コンデンサ素子６を収納する外装体９より構成される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The electrolytic capacitor 1 of the present invention is a connecting member of a capacitor element 6, an internal terminal 2 derived from the capacitor element 6, and a metal 5 that can be soldered to aluminum, and includes an insulating resin layer 7 in part. An external terminal 3 and an exterior body 9 that houses the capacitor element 6 are included.

図２に示すように、コンデンサ素子６は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタンなどの弁作用金属から構成される。エッチング処理されて表面を粗面化し、化成処理により前記エッチング層上に酸化皮膜層が形成された陽極箔と、この陽極箔に対向させ、表面を粗面化した陰極箔とを間に電気絶縁性のセパレータを介在させて、積層、又は巻回して構成される。 As shown in FIG. 2, the capacitor element 6 is made of a valve metal such as aluminum, tantalum, niobium, or titanium. Electrical insulation is provided between the anode foil that has been etched to roughen the surface, and an oxide film layer formed on the etched layer by chemical conversion, and the cathode foil that has been roughened on the surface facing this anode foil. It is configured by laminating or winding with a conductive separator.

前記コンデンサ素子６は、その各々の電極箔より、電極引き出し用の内部端子２が導出されている。この内部端子２は、アルミニウムなどからなる板状又は箔状体であり、電極箔となる陽極箔、陰極箔の一枚毎に、超音波溶接、コールドウェルド、ステッチ、レーザなどにより接続されている。また内部端子２は、前述の様に電極箔と別個に設けるものの他、アルミニウム箔から電極箔を打ち抜き形成する際に、一部を突出させて打ち抜き、この突出部を内部端子２とする（電極箔と内部端子２が一体）こともできる。なお、内部端子２は、電極箔１枚毎に接続しても良いが、陽極箔を２枚設け、この間に前記内部端子２を挟んで前記２枚の陽極箔と内部端子２を接続しても良い。通常陽極箔はアルミニウム芯金とその両面にエッチング層及び酸化皮膜層が形成されており、陽極箔と内部端子２とを接続する際には、内部端子２が陽極箔のエッチング層及び酸化皮膜層を越えてアルミニウム芯金と接続されることで良好な接続が可能となる。従って、陽極箔２枚と、１の内部端子２を接続するには、陽極箔の間に内部端子２を挟み、２枚の内部端子２と電極箔のアルミニウム芯金とが近接させて接続することが望ましい。 The capacitor element 6 has an internal terminal 2 for drawing out an electrode from each electrode foil. The internal terminal 2 is a plate-like or foil-like body made of aluminum or the like, and is connected by ultrasonic welding, cold weld, stitch, laser, or the like for each of the anode foil and cathode foil serving as electrode foils. . Further, the internal terminal 2 is provided separately from the electrode foil as described above, and when the electrode foil is punched and formed from the aluminum foil, a part of the internal terminal 2 is punched and this protrusion is used as the internal terminal 2 (electrode) The foil and the internal terminal 2 can be integrated). The internal terminal 2 may be connected to each electrode foil, but two anode foils are provided, and the two anode foils and the internal terminal 2 are connected with the internal terminal 2 interposed therebetween. Also good. Usually, the anode foil has an aluminum core and an etching layer and an oxide film layer formed on both sides thereof. When the anode foil and the internal terminal 2 are connected, the internal terminal 2 is the etching layer and the oxide film layer of the anode foil. A good connection is possible by connecting to the aluminum cored bar beyond the range. Therefore, in order to connect two anode foils and one internal terminal 2, the internal terminal 2 is sandwiched between the anode foils, and the two internal terminals 2 and the aluminum cored bar of the electrode foil are connected in close proximity. It is desirable.

内部端子２は、それぞれ極性ごとに集束されて、外部端子３と接続される。
この外部端子３は、図１に示すように、板状、箔状、棒状のものがあり、アルミニウム材４とはんだ付け可能な金属５との接続部材であり、はんだ付け可能な金属５としては、鉄を主成分とし、例えば軟鉄線からなり銅被覆されたものがあげられる。その直径は０．３〜１．５ｍｍである。また、アルミニウムに銅被覆したものもある。
アルミニウム材４は、アルミニウムやアルミニウム合金からなる。実施例では、アルミニウム板４に銅被覆した鉄板を超音波溶接にて接続している。他の接続方法としては、レーザ溶接、アーク溶接、ステッチ、コールドウェルドなどが挙げられる。この外部端子３は、アルミニウム材４が電解コンデンサ１の内部側と接続され、はんだ付け可能な金属材５が基板の印刷パターンにはんだ付けなどにより接続される。前記外部端子３の他の例としては、アルミニウム材４を偏平部と丸棒部から形成し、はんだ付け可能な金属５としては、鉄を主成分として銅にてめっきした棒状体とし、アルミニウム材４の丸棒部にアーク溶接により、前記棒状体を溶接し、前記アルミニウム材４の偏平部を電極箔と接続したものがあげられる。
The internal terminals 2 are each focused for each polarity and connected to the external terminal 3.
As shown in FIG. 1, the external terminal 3 has a plate shape, a foil shape, and a rod shape, and is a connecting member between an aluminum material 4 and a solderable metal 5. The main component is iron, for example, a soft iron wire coated with copper. Its diameter is 0.3-1.5 mm. There are also aluminum coated with copper.
The aluminum material 4 is made of aluminum or an aluminum alloy. In the embodiment, the copper plate-coated iron plate is connected to the aluminum plate 4 by ultrasonic welding. Other connection methods include laser welding, arc welding, stitching, cold weld, and the like. In this external terminal 3, an aluminum material 4 is connected to the inner side of the electrolytic capacitor 1, and a solderable metal material 5 is connected to a printed pattern of the substrate by soldering or the like. As another example of the external terminal 3, an aluminum material 4 is formed of a flat portion and a round bar portion, and the solderable metal 5 is a rod-shaped body plated with copper containing iron as a main component, and an aluminum material. The round rod part 4 is welded by arc welding to the rod-like body, and the flat part of the aluminum material 4 is connected to the electrode foil.

前記外部端子３を構成するアルミニウム材４と、はんだ付け可能な金属材５との接続部８を覆って、絶縁樹脂層７が形成されている。この絶縁樹脂層７は、アルミニウムとラミネートフィルムとの双方に熱接着性を示すものであり、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、結晶性エンジニアリングプラスチック、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルニトリルなどが挙げられる。絶縁樹脂層７の形成方法としては、２枚の絶縁樹脂フィルムを外部端子３の両面に配置し、絶縁フィルムを接着して形成したり、絶縁樹脂を樹脂モールドしたりして外部端子３に絶縁樹脂層７を設けている。なお、前記絶縁樹脂層７は、陽極用外部端子３及び陰極用外部端子３に跨いで一体としているが、陽極用外部端子３及び陰極用外部端子３に個別に絶縁樹脂層７を設けても良い。 An insulating resin layer 7 is formed so as to cover the connecting portion 8 between the aluminum material 4 constituting the external terminal 3 and the solderable metal material 5. This insulating resin layer 7 exhibits thermal adhesion to both aluminum and a laminate film, and is composed of polypropylene, polyimide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, liquid crystal polymer, crystalline engineering plastic, fluororesin, polyolefin Resins, polyether ether ketone, polyether nitrile and the like can be mentioned. As a method for forming the insulating resin layer 7, two insulating resin films are arranged on both surfaces of the external terminal 3, and the insulating film is adhered and formed, or the insulating resin is resin-molded to insulate the external terminal 3. A resin layer 7 is provided. The insulating resin layer 7 is integrated over the anode external terminal 3 and the cathode external terminal 3, but the insulating resin layer 7 may be provided separately for the anode external terminal 3 and the cathode external terminal 3. good.

この外部端子３は、図２に示すように、集束された内部端子２上に外部端子３のアルミニウム材側が配置され、各種接続方法により、外部端子３と内部端子２が接続される。この接続方法としては、超音波溶接、コールドウェルド、ステッチ、レーザ溶接、アーク溶接、摩擦撹拌溶接などが挙げられる。 As shown in FIG. 2, the external terminal 3 has the aluminum material side of the external terminal 3 disposed on the focused internal terminal 2, and the external terminal 3 and the internal terminal 2 are connected by various connection methods. Examples of this connection method include ultrasonic welding, cold weld, stitching, laser welding, arc welding, friction stir welding, and the like.

外部端子３が接続されたコンデンサ素子６は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、外装体９（ラミネートフィルム）に収納され、外部端子３の絶縁樹脂層７とラミネートフィルムの接着面を合わせて、熱圧着することで絶縁樹脂層７を介して外部端子３とラミネートフィルムとの熱圧着部１０が形成され密封される。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the capacitor element 6 to which the external terminal 3 is connected is housed in an exterior body 9 (laminate film), and the insulating resin layer 7 of the external terminal 3 is bonded to the laminate film. By matching the surfaces and thermocompression bonding, a thermocompression bonding portion 10 between the external terminal 3 and the laminate film is formed and sealed through the insulating resin layer 7.

外装体９は、コンデンサ素子６を覆い、コンデンサ素子６を密封して収納する柔軟性の材料からなり、金属層とこの金属層の両面に形成された絶縁樹脂とからなる複合フィルム（ラミネートフィルム）から構成される。このラミネートフィルムの厚さは、５０〜５００μｍが好ましい。
このラミネートフィルムの金属層は、アルミニウム、同、ニッケル、チタン又はこれらの合金が好ましい。金属層の厚さは、５〜２００μｍが好ましい。
絶縁樹脂は、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミドなどが好ましい。絶縁樹脂層７の厚みは、５〜１００μｍが好ましい。 The exterior body 9 is made of a flexible material that covers the capacitor element 6 and encloses and stores the capacitor element 6, and is a composite film (laminated film) made of a metal layer and an insulating resin formed on both surfaces of the metal layer. Consists of The thickness of this laminate film is preferably 50 to 500 μm.
The metal layer of this laminate film is preferably aluminum, nickel, titanium, or an alloy thereof. The thickness of the metal layer is preferably 5 to 200 μm.
The insulating resin is preferably nylon, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyimide, or the like. The thickness of the insulating resin layer 7 is preferably 5 to 100 μm.

ラミネートフィルムのコンデンサ素子６が接する側には、接着層を設けることができる。この接着層は、前記ラミネートフィルムを構成する絶縁樹脂に接着性を持たせたものを用いてもよく、また別個の接着性樹脂を用いることも出きる。 An adhesive layer can be provided on the side of the laminate film that contacts the capacitor element 6. As the adhesive layer, an insulating resin constituting the laminate film provided with adhesiveness may be used, or a separate adhesive resin may be used.

ラミネートフィルムは、コンデンサ素子６の形状に応じて任意の形状を用いることができる。コンデンサ素子６が巻回型であれば、断面円筒状のラミネートフィルムを用い、コンデンサ素子６が積層型であれば、断面四角筒状のラミネートフィルムを用いることができる。コンデンサ素子６はラミネートフィルムに収納され、開口端が熱圧着により密封される。他の例としては、一枚のラミネートフィルムにコンデンサ素子６を載置し、ラミネートフィルムを折り返してコンデンサ素子６を覆い、周囲を熱圧着して密封する。 The laminate film can have any shape depending on the shape of the capacitor element 6. If the capacitor element 6 is a wound type, a laminated film having a cylindrical cross section can be used. If the capacitor element 6 is a laminated type, a laminated film having a rectangular cross section can be used. The capacitor element 6 is housed in a laminate film, and the open end is sealed by thermocompression bonding. As another example, the capacitor element 6 is placed on a single laminate film, the laminate film is folded back to cover the capacitor element 6, and the periphery is sealed by thermocompression bonding.

以上、本発明を図面に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更や追加があっても、本発明に含まれることは言うまでもない。 The present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and modifications and additions within the scope of the present invention are included in the present invention. Needless to say.

例えば、実施例では、外部端子３と電極箔から引き出された内部端子２とを接続したものを示したが、本発明は、これに限らず、外部端子３を直接電極箔に接続しても良い。 For example, in the embodiment, the external terminal 3 and the internal terminal 2 drawn from the electrode foil are connected. However, the present invention is not limited to this, and the external terminal 3 may be directly connected to the electrode foil. good.

また、実施例では、外部端子３の絶縁樹脂層７を、コンデンサ素子６外部側に位置させて、内部端子２と接続したものを示したが、本発明は、これに限らず、外部端子３の絶縁樹脂層７をコンデンサ素子側に位置させて、内部端子２と接続し、その後、接続部付近を起点として折り返して内部端子２より突出した位置に配置し、前記絶縁樹脂層７と外装体９とを熱圧着して密封することもできる。 In the embodiment, the insulating resin layer 7 of the external terminal 3 is positioned outside the capacitor element 6 and connected to the internal terminal 2. However, the present invention is not limited to this, and the external terminal 3 is not limited thereto. The insulating resin layer 7 is positioned on the capacitor element side and connected to the internal terminal 2, and then is folded back from the vicinity of the connecting portion and disposed at a position protruding from the internal terminal 2. 9 can be sealed by thermocompression bonding.

本発明の実施例における外部端子を示す上面図及び断面図である。It is the upper side figure and sectional drawing which show the external terminal in the Example of this invention. 本発明の実施例における外部端子と内部端子との接続状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection state of the external terminal and internal terminal in the Example of this invention. （ａ）及び（ｂ）は、本発明の電解コンデンサを示す斜視図、及び断面図である。(A) And (b) is the perspective view and sectional drawing which show the electrolytic capacitor of this invention.

Explanation of symbols

１電解コンデンサ
２内部端子
３外部端子
４アルミニウム板
５はんだ付け可能な金属
６コンデンサ素子
７絶縁樹脂層
８接続部
９外装体
１０熱圧着部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrolytic capacitor 2 Internal terminal 3 External terminal 4 Aluminum plate 5 Solderable metal 6 Capacitor element 7 Insulating resin layer 8 Connection part 9 Exterior body 10 Thermocompression bonding part

Claims

An external terminal provided with insulating resin layers on both sides and an internal terminal derived from the capacitor element or an electrode foil of the capacitor element are connected, the capacitor element is covered with a laminate film, and the insulating resin layer is laminated with the laminate film. In the electrolytic capacitor sealed by crimping,
The external terminal is a connection member between a solderable metal and aluminum, and an electrolytic capacitor in which both connection portions are arranged in the insulating resin layer and the outer insulating resin layer and a laminate film are pressure-bonded.