JP2008198837A - アルミニウム電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウム電解コンデンサの引き出しリードタブ箔が、コンデンサの長時間の使用によって、電解液の変質やコンデンサ部材から流失する塩素等のハロゲンにさらされるために、腐食断線となってしまう事があり、この腐食断線を防止するために、リードタブ表面に樹脂をコーティングする場合があるが、コーティングした場合に発生しやすい樹脂のピンホールと、箔角部や側面のコーティング被覆が難しいことから、腐食防食には限界が生じていた。
【解決手段】アルミニウムの箔を、電極と、この電極と外部端子との接続用の引き出しリードタブとに使用し、この引き出しリードタブに、粘着性または接着性の樹脂シートを張り合わせることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルミニウム電解コンデンサに関するものである。特に、アルミニウム電解コンデンサの引き出しリードタブに関するものである。

従来、アルミニウム電解コンデンサは、アルミニウムの箔を陽極と陰極の電極とし、セパレータを介して積層または捲回してコンデンサ素子として、電解液とともに封口板付きケースに収納していた。このコンデンサ素子から電極を引き出すために陽極と陰極に、アルミニウムの箔からなる引き出しリードタブの片端を接続し、また、引き出しリードタブもう一方の片端には、封口板に設けた外部端子と接続していた。
引き出しリードタブは、コンデンサ素子と封口板との間の空間部分にあるため、長時間の使用によって、電解液の変質やコンデンサ部材から流失する塩素等のハロゲンにさらされるために、腐食断線となってしまう事がある。

この腐食断線を防止するために、従来、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂などの熱可塑性樹脂をリードタブ表面にコーティングする方法（特許文献１）、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等をリードタブ表面にコーティングする方法（特許文献２）や、リードタブ表面にメラミン樹脂をコーティング後硬化させる方法（特許文献３）が開示されている。また、この腐食断線を防止する記載はないが、特許文献４には、絶縁のためにリードタブを樹脂で被覆させる方法が開示されている。
特開平３−２６１１２５号公報 実開平７−２７１４３号公報 特開２００６−１２０８０８号公報 実開昭５５−１０３９５１号公報

解決しようとする問題点は、引き出しリードタブ箔が、コンデンサの長時間の使用によって、電解液の変質やコンデンサ部材から流失する塩素等のハロゲンにさらされるために、腐食断線となってしまう事があり、この腐食断線を防止するために、リードタブ表面に樹脂をコーティングする場合があるが、コーティングした場合に発生しやすい樹脂のピンホールと、箔角部や側面のコーティング被覆が難しいことから、腐食防食には限界が生じていた。

本発明は、アルミニウムの箔を、電極と、この電極と外部端子との接続用の引き出しリードタブとに使用し、この引き出しリードタブに、粘着性または接着性の樹脂シートを張り合わせることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサを提供することである。
また、アルミニウムの箔を、電極と、この電極と外部端子との接続用の引き出しリードタブとに使用し、この引き出しリードタブの両面に、粘着性または接着性の樹脂シートを張り合わせるとともに、前記樹脂シートで前記引き出しリードタブの側面をふさぐことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサを提供することである。

本発明の引き出しリードタブは、樹脂コーティングよりピンポールの発生しにくい樹脂シートが張り合わされているので、コンデンサの長時間の使用によって、電解液の変質やコンデンサ部材から流失する塩素等のハロゲンにさらされても、腐食断線を抑制または防止するという利点がある。
また、引き出しリードタブ箔の両面に、粘着性または接着性の樹脂シートを張り合わせるとともにこの樹脂シートで前記引き出しリードタブ箔の側面をふさぐことにより、樹脂をコーティングした場合に発生しやすい箔角部や側面のコーティング膜厚が厚くできない問題は生じないので、耐食性を高めるという利点がある。

本発明に述べる外部端子は、コンデンサケースの封口板にあって、封口板を貫通する端子で、引き出しリードタブと外部回路を電気的につなぐものである。外部端子は一般にほぼ円柱形に形成されており、この外側面の中程に鍔が形成され、この鍔の部分が封口板に埋設される。また、一般には、外部端子の外側の端面には、ネジ穴が形成されたネジ端子となっている。外部端子の他端には、引き出しリードタブを接続固定するための、リベット止め部や超音波溶接法により接続部を設ける。外部端子の径よりも細くした円柱部分を設け、引き出しリードタブの端部に穴をあけてその円柱部分に差し込み、次に平ワッシャを差し込み、機械的にかしめるリベット止めが一般的である。
また、絶縁板とゴム板を張り合わせたタイプの封口板の場合、外部端子はリベットとそれに取り付けた金属板端子からなり、他端には、引き出しリードタブを接続固定するため、上記と同様に、引き出しリードタブの端部に穴をあけてその円柱部分に差し込み、次に平ワッシャを差し込み、機械的にかしめるリベット止めが一般的である。

本発明に述べる引き出しリードタブは、５０μｍから５００μｍ程度の厚さのアルミニウム箔を、短冊状に切り出したもので、エッチングなどの粗面化加工の施されていないプレンの箔が用いられている。陽極側の引き出しリードについては、陽極酸化が施されたものも使用される。これらの端子の下端部は、陽極箔あるいは陰極箔と電気的に接続する。陽極箔あるいは陰極箔との電気的な接続は、陽極箔および陰極箔の表面に陽極引き出しリードおよび陰極引き出しリードタブを重ねた状態での加締めあるいは溶接などによってなされている。

本発明に述べる樹脂シートは、２μｍから１００μｍ程度、好ましくは１０μｍから５０μｍ程度の薄い厚さの平らな樹脂成形体で、熱融着性があればそのまま、融着性がなければ、粘着性、接着性または熱融着性の材料を片面に塗布したものである。また、単なるシート状のものほか、チューブ状のものも使用できる。製造方法としては、たとえば、ペレットと呼ばれる樹脂粒子を溶融押し出し、ドラム上で冷却固化しシート化する。その後延伸する場合もある。樹脂を溶剤に溶かして薄膜化しその後溶剤を飛ばすコーティング方法による製膜とは異なり、ピンホールがきわめて少ないかまたは実質上皆無のものである。樹脂シートの厚さが２μｍ以下であると、現状の製造設備、樹脂の種類によってはシートにピンホールが発生する場合があり好ましくはない。樹脂シートをコンデンサ素子中で使用した場合、樹脂シートの厚さが１００μｍ以上あると、コンデンサ素子の小型化の妨げとなり好ましくない。
樹脂シートの樹脂材としては、耐熱性、耐電解液性（たとえば耐アルコール性）のほか、水分、油分、ハロゲン等の透過性の少ない材質が選ばれる。具体的には、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などから選択できる。
粘着性の材料としては、アクリル系、シリコーン系、ポリイソブチレン、プチルゴム、クロロプレンゴムなどから選択できる。
接着性の材料としては、熱可塑性の上記樹脂材や可塑性ウレタン樹脂などから選択できる。
熱融着性の材料としては、熱融着性を有している熱可塑性樹脂で、その融点が１３０℃〜３３０℃程度のものが使用できる。熱融着性を有しているものであるならば特に規定はないが、本発明に用いられる熱可塑性樹脂を具体的に挙げるならば、ポリアミド樹脂（ナイロン６・６やナイロン６など）、フッ素ポリマー（パーフルオロアルケンやパーフルオロビニルエーテルなど）、ポリエステル（ＰＥＴやＰＢＴ、ポリカーボネートなど）、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルホン、芳香属ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、芳香属ポリエステル等が挙げられる。また、上記で述べた熱可塑性樹脂層にエポキシ樹脂やアリル基を持った樹脂などの架橋性樹脂を配合させることは接着性などを上げる意味において有用である。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの全体の断面図を示している。
本発明に係るアルミニウム電解コンデンサは、通常のアルミニウム電解コンデンサと同様に、電極箔を適当な幅に裁断された後、引き出しリードタブ１を接続し、紙などのセパレータと共に捲回または積層されたコンデンサ素子２を、上面が開口したアルミニウム等の金属材からなり外観的に円筒状や楕円筒状に形成されているケース３内に収容し、封口板４で封口したものである。引き出しリードタブ１の先端は、封口板４に設けた外部端子５と接続されている。ケース３には絶縁性チューブを被覆する場合もある。
封口板４は、ケース上面の開口部を封口するもので、ポリプロピレン・ポリフェニリンサルファイド・フェノール等の絶縁樹脂からなり、３〜５０ｍｍ程度の厚さがある。ケースの近傍の内周面に設けた突起に載せられ、封口板の最外周には、段面が三角形状の突起が設けられ、ゴム等の弾性材からなる弾性体が配置される場合もある。そしてこの弾性体にカーリングによるケースの屈曲した先端をくい込ませて密閉性を向上している。
封口板の作成方法としては、インサート樹脂モールド等で行い、予め端子を成形金型にセットし、形締め、金型を加熱、絶縁材料からなるモールド樹脂材を溶融させ一定の圧力で流し込むことで一体的に成形を行っている。また、封口板には、ケース内部の圧力が上昇した場合、それを逃がす圧力弁等を設ける場合も多い。
樹脂シート６は、少なくとも陽極側の引き出しリードタブ１に張り合わされていて、以下詳しく説明する。

図２は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの引き出しリードタブ部分を示している。図２（ａ）は平面図を示している。図２（ｂ）は断面を示している。
樹脂シート６は、引き出しリードタブ１とアルミニウム箔の電極７との接続部分８と、外部電極用の接続貫通穴９との中間に両面から張り合わされていて、引き出しリードタブ１の幅よりも幅の広いものを示している。

図３は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの別例の引き出しリードタブ部分を示している。図３（ａ）は平面図を示している。図３（ｂ）は断面を示している。
樹脂シート６は、アルミニウム箔の電極７側では、引き出しリードタブ１とアルミニウム箔の電極７との接続部分８と、外部電極用の接続貫通穴９との中間に張り合わされていて、アルミニウム箔の電極７と反対側では、外部電極用の接続貫通穴９部分以外全面に張り合わされている。

図４は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの別例の引き出しリードタブ部分を示している。
樹脂シート６は、引き出しリードタブ１とアルミニウム箔の電極７との接続部分８と外部電極用の接続貫通穴９部分以外、両面に張り合わされている。また、接続貫通穴９側の引き出しリードタブ１の端面部分も、樹脂シートでふさいでいる。

図５は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの引き出しリードタブ部分で樹脂シートのある部分の横断面を示している。粘着性、接着性または熱融着性の材料を片面に塗布したものを例に示している。
図５（ａ）は、樹脂シート６が、引き出しリードタブ１の幅よりも幅の広いものを示している。引き出しリードタブ１である箔表面から、樹脂シート６二枚により、引き出しリードタブ１を挟み込んでいる場合を示している。
図５（ｂ）は、樹脂シート６一枚により、樹脂シート６を一方の端面で折り返して引き出しリードタブ１を挟み込んでいる場合を示している。
図５（ｃ）は、樹脂シート６一枚により、樹脂シート６を両方の端面で折り返し、重ねあわせて引き出しリードタブ１を挟み込んでいる場合を示している。
図５（ｄ）は、熱融着性の材料を片面に塗布したチューブ状のものを例に、それを両面から熱プレスした後の状態を示している。
図５（ｅ）は、樹脂シート６が、引き出しリードタブと同じ幅の場合を示している。

本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの全体を示している。 本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの引き出しリードタブ部分を示している。 本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの別例の引き出しリードタブ部分を示している。 本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの別例の引き出しリードタブ部分を示している。 本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの引き出しリードタブ部分の横断面を示している。

符号の説明

１…引き出しリードタブ、２…コンデンサ素子、３…ケース、４…封口板、５…外部端子、６…樹脂シート、７…電極、８…接続部分、９…外部電極用の接続貫通穴。

Claims (2)

1. アルミニウム箔を、電極と、この電極と外部端子との接続用の引き出しリードタブとに使用し、この引き出しリードタブに、粘着性または接着性の樹脂シートを張り合わせることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。
2. アルミニウム箔を、電極と、この電極と外部端子との接続用の引き出しリードタブとに使用し、この引き出しリードタブの両面に、粘着性または接着性の樹脂シートを張り合わせるとともに、前記樹脂シートで前記引き出しリードタブの側面をふさぐことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。

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