JP2010177367A - Electrolytic capacitor - Google Patents
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Description
本発明は電解コンデンサに関し、特に、陽極箔および陰極箔等を巻回した電解コンデンサに関するものである。 The present invention relates to an electrolytic capacitor, and more particularly to an electrolytic capacitor in which an anode foil and a cathode foil are wound.
電解コンデンサの一形態に、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介在させて巻き取ることにより形成された電解コンデンサがある。陽極箔は誘電体酸化被膜を形成したアルミニウム箔が適用され、陰極箔はアルミニウム箔が適用される。 One form of electrolytic capacitor is an electrolytic capacitor formed by winding an anode foil and a cathode foil with a separator interposed therebetween. An aluminum foil with a dielectric oxide film is applied as the anode foil, and an aluminum foil is applied as the cathode foil.
ここで、従来の電解コンデンサの陽極箔および陰極箔等の巻き取り方について説明する。図6に示すように、それぞれ所定の長さを有する帯状の陽極箔103、陰極箔104および2つのセパレータ紙105,106が用意され、これらが、陽極箔103と陰極箔104との間に一方のセパレータ紙106が挟み込まれるとともに、一方のセパレータ紙106と他方のセパレータ紙105との間に陽極箔103が挟みこまれる態様で配置される。陽極箔103および陰極箔104には、完成した電解コンデンサにおいて陽極端子および陰極端子となる陽極リード線108と陰極リード線109がそれぞれ接続されている。
Here, how to wind up the anode foil and cathode foil of the conventional electrolytic capacitor will be described. As shown in FIG. 6, a strip-
次に、配置された陽極箔103、陰極箔104およびセパレータ紙105,106の一端側を巻芯131a,131bに挟み込み、その状態で巻芯131a,131bを所定の方向に回転させることにより、一端側から陽極箔103および陰極箔104等が巻き取られる。
Next, one end of each of the disposed
こうして、図7に示すように、コンデンサ素子102が形成される。次に、そのコンデンサ素子102に対して、陽極箔等の切断面等に化成処理等の所定の処理が施された後、コンデンサ素子102は所定の大きさのアルミニウムケース120に収納されて、図8に示すように、電解コンデンサ1として完成する。なお、この種の電解コンデンサを開示した文献として、特許文献1がある。
Thus, the
しかしながら、従来の電解コンデンサでは、次のような問題点があった。近年、パーソナルコンピュータをはじめとする情報通信系のシステムでは、動作周波数が高周波の領域に達する傾向がある。電解コンデンサを含めすべてのコンデンサには、等価直列インダクタンス(ESL:Equivalent Series Inductance)と称されるインダクタンス成分がある。このESLは周波数が高くなるにしたがって大きくなり、コンデンサはコンデンサとしての機能を発揮できなくなる。このため、高周波領域で使用される電解コンデンサには、より低いESLが求められることになる。また、コンデンサには、等価直列抵抗(ESR:Equivalent Series Resistance)と称される抵抗成分があり、より低いESRが求められる。 However, the conventional electrolytic capacitor has the following problems. In recent years, in information communication systems such as personal computers, the operating frequency tends to reach a high frequency range. All capacitors including electrolytic capacitors have an inductance component called Equivalent Series Inductance (ESL). This ESL increases as the frequency increases, and the capacitor cannot function as a capacitor. For this reason, lower ESL is calculated | required for the electrolytic capacitor used in a high frequency area | region. Further, the capacitor has a resistance component called Equivalent Series Resistance (ESR), and a lower ESR is required.
電解コンデンサにおけるESLは、電流が電解コンデンサ内を流れる最短距離のインダクタンス成分に相当し、主として、陽極リード線と陰極リード線との間隔(ピッチP)によって決定される(図8参照)。このピッチは、陽(陰)極箔の巻き取り始め側の端部から陽(陰)極リード線のかしめ位置(接続位置)までの距離(カッタ距離)に依存する。また、ESRの値を最も低くするために、通常、陽(陰)極リード線は陽(陰)極箔に対して長手方向の中央に接続される。 The ESL in the electrolytic capacitor corresponds to an inductance component of the shortest distance in which current flows in the electrolytic capacitor, and is determined mainly by the interval (pitch P) between the anode lead wire and the cathode lead wire (see FIG. 8). This pitch depends on the distance (cutter distance) from the end of the positive (negative) foil to the crimping position (connection position) of the positive (negative) lead wire. In order to minimize the ESR value, the positive (negative) lead wire is usually connected to the center in the longitudinal direction with respect to the positive (negative) electrode foil.
ところが、ピッチを短くしようとして、カッタ距離を短くしようすると、ESRの値が高くなってしまったり、さらには、静電容量が低下してしまうという不具合がある。また、電解コンデンサの外観は、陽極箔および陰極箔等を巻き取る際に使用される巻芯131a,131bの形状との関係で円柱状となる。このため、設計上からもピッチを短くすることは困難であった。
However, when the pitch is shortened and the cutter distance is shortened, there is a problem that the value of ESR becomes high or the capacitance decreases. Further, the external appearance of the electrolytic capacitor becomes a columnar shape in relation to the shape of the
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ESRを上昇させることなくESLに優れた電解コンデンサを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an electrolytic capacitor excellent in ESL without increasing ESR.
本発明に係る電解コンデンサは、陽極箔および陰極箔を巻回した電解コンデンサであって、陽極リード線が接続されて帯状に延在する陽極箔および陰極リード線が接続されて帯状に延在する陰極箔を巻回することによって形成されたコンデンサ素子を備えている。陽極リード線は陽極箔の長手方向中央に接続されている。陰極リード線は陰極箔の長手方向中央に接続されている。コンデンサ素子における、巻回された陽極箔および陰極箔の巻回端面では、第1の方向の長さが、第1の方向と交差する第2の方向の長さよりも短く、陽極リード線および陰極リード線は、第1の方向に平行に配置されている。 The electrolytic capacitor according to the present invention is an electrolytic capacitor in which an anode foil and a cathode foil are wound, and an anode foil and a cathode lead wire connected to an anode lead wire and extending in a strip shape are connected to and extend in a strip shape. A capacitor element formed by winding a cathode foil is provided. The anode lead wire is connected to the center in the longitudinal direction of the anode foil. The cathode lead wire is connected to the center in the longitudinal direction of the cathode foil. In the winding end face of the wound anode foil and cathode foil in the capacitor element, the length in the first direction is shorter than the length in the second direction intersecting the first direction, and the anode lead wire and the cathode The lead wire is disposed in parallel with the first direction.
本発明に係る電解コンデンサによれば、巻回された陽極箔および陰極箔の巻回端面では、第1の方向の長さが、第1の方向と交差する第2の方向の長さよりも短く、陽極リード線および陰極リード線は第1の方向に平行に配置されていることで、ESLの低減を図ることができる。そして、陽極リード線が陽極箔の長手方向中央に接続され、陰極リード線が陰極箔の長手方向中央に接続されていることで、ESRの上昇も抑えられる。 According to the electrolytic capacitor of the present invention, the length of the first direction is shorter than the length of the second direction intersecting the first direction at the winding end surfaces of the wound anode foil and cathode foil. The anode lead wire and the cathode lead wire are arranged in parallel to the first direction, so that ESL can be reduced. And since the anode lead wire is connected to the center in the longitudinal direction of the anode foil and the cathode lead wire is connected to the center in the longitudinal direction of the cathode foil, an increase in ESR is also suppressed.
より具体的には、巻回端面では、第1の方向に短軸を配置するとともに、第2の方向に長軸を配置し、陽極リード線および陰極リード線は短軸上に配置されていることが好ましい。 More specifically, on the winding end surface, the short axis is arranged in the first direction and the long axis is arranged in the second direction, and the anode lead wire and the cathode lead wire are arranged on the short axis. It is preferable.
そのような巻回端面の形状としては、楕円形状あるいはトラック形状が好ましい。 The shape of such a winding end surface is preferably an elliptical shape or a track shape.
本発明の実施の形態に係る電解コンデンサについて説明する。まず、その製造工程について説明する。 An electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention will be described. First, the manufacturing process will be described.
図1に示すように、それぞれ所定の長さを有する帯状の陽極箔3、陰極箔4および2つのセパレータ紙5,6が用意され、これらが、陽極箔3と陰極箔4との間に一方のセパレータ紙6が挟み込まれるとともに、一方のセパレータ紙6と他方のセパレータ紙5との間に陽極箔3が挟み込まれる態様で配置される。
As shown in FIG. 1, a strip-
その陽極箔3の長手方向の中央には、リードタブ端子7を介して陽極リード線8が接続されている。また、陰極箔4の長手方向の中央には、リードタブ端子7を介して陰極リード線9が接続されている。陽極箔3として、誘電体酸化被膜を形成したアルミニウム箔が適用され、陰極箔として、アルミニウム箔が適用される。
An
次に、図2に示すように、配置された陽極箔3、陰極箔4およびセパレータ紙5,6の一端側を巻芯31a,31bに挟み込む。このとき、巻芯31a,31bとして、従来の巻芯よりも扁平な巻芯を適用する。巻芯31a、31bで陽極箔3および陰極箔4等を挟み込んだ状態で、巻芯31a,31bを所定の方向(矢印)に回転させることにより、一端側から陽極箔3および陰極箔4等が巻き取られて、図3に示すように、コンデンサ素子2が形成される。
Next, as shown in FIG. 2, the one end side of the arranged
次に、そのコンデンサ素子2に対して、陽極箔等の切断面等に化成処理等の所定の処理が施される。その後、その処理が施されたコンデンサ素子は、所定の大きさのアルミニウムケース20(図5参照)に収納されて、図4に示すように、電解コンデンサ1として完成する。
Next, the
図4に示すように、扁平な巻芯を適用して形成された電解コンデンサでは、巻回端2aは略楕円形状となる。そして、陽極リード線8と陰極リード線9とは、略楕円形状の巻回端面2aのほぼ短軸41上に配置されて、陽極リード線8と陰極リード線9とのピッチPは、同じ容量の略円形の巻回端面を有する従来の電解コンデンサ(図8参照)のピッチに比べてより短くなる。
As shown in FIG. 4, in the electrolytic capacitor formed by applying a flat winding core, the winding
発明例に係る電解コンデンサについてESL(比)を見積もった。図5に示すように、電解コンデンサ1における陽極リード線8と陰極リード線9のピッチをP、封止ゴムパッキング21の厚さ(封止ゴムパッキングに封止されているリード線の長さ)をLとすると、対比する2つの電解コンデンサのESL比は、経験的に次の式で見積もることができる。
ESL (ratio) was estimated about the electrolytic capacitor which concerns on the invention example. As shown in FIG. 5, the pitch of the
ESL比(%)=((L×2+P)/(L0×2+P0))×100
なお、P0とL0は、基準とする電解コンデンサのピッチと封止ゴムの厚さを示す。ここで、実施例に係る電解コンデンサのピッチPを1.75mm、封止ゴムの厚さLを2.37mmとし、従来の電解コンデンサのピッチP0を3.5mm、封止ゴムの厚さL0を2.37mmとすると、ESL比は79%と見積もられる。
ESL ratio (%) = ((L × 2 + P) / (L 0 × 2 + P 0 )) × 100
P 0 and L 0 indicate the pitch of the electrolytic capacitor as a reference and the thickness of the sealing rubber. Here, the pitch P of the electrolytic capacitor according to the example is 1.75 mm, the thickness L of the sealing rubber is 2.37 mm, the pitch P 0 of the conventional electrolytic capacitor is 3.5 mm, and the thickness L of the sealing rubber. If 0 is 2.37 mm, the ESL ratio is estimated to be 79%.
したがって、実施例に係る電解コンデンサでは、巻回端面を略楕円形状とし、陽極リード線8と陰極リード線9とを略楕円形状の巻回端面のほぼ短軸上に配置させることで、ESLを従来の電解コンデンサのESLの約79%にまで低減できることがわかった。
Therefore, in the electrolytic capacitor according to the embodiment, the winding end surface is substantially elliptical, and the
また、陽極リード線8を陽極箔3の長手方向の中央に接続し、また、陰極リード線9を陰極箔4の長手方向の中央に接続していることで、ESRの値が上昇することも抑えられる。
Further, the
なお、上述した実施の形態および実施例では、扁平の巻芯を適用して巻回端面が略楕円形状となる電解コンデンサを例に挙げて説明したが、巻回端面の形状として、第1の方向の長さが、これと交差する第2の方向の長さよりも短く、陽極リード線と陰極リード線とが第1の方向に平行に配置されているような電解コンデンサであれば、上述した方法によって形成された電解コンデンサに限られない。また、巻回端面の形状も楕円形状に限られず、たとえば、フィールドトラックのような形状であってもよい。 In the above-described embodiments and examples, an electrolytic capacitor in which a flat winding core is applied and the winding end surface is substantially elliptical has been described as an example. However, as the shape of the winding end surface, the first If the electrolytic capacitor is such that the length in the direction is shorter than the length in the second direction intersecting with the length and the anode lead wire and the cathode lead wire are arranged in parallel to the first direction, the above-mentioned It is not limited to the electrolytic capacitor formed by the method. Further, the shape of the winding end face is not limited to an elliptical shape, and may be a shape such as a field track, for example.
1 電解コンデンサ、2 コンデンサ素子、2a 巻回端面、3 陽極箔、4 陰極箔、5 セパレータ紙、6 セパレータ紙、7 リードタブ端子、8 陽極リード線、9 陰極リード線、20 アルミニウムケース、21 封止用ゴムパッキング、31a 巻芯、31b 巻芯、41 短軸。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
陽極リード線が接続されて帯状に延在する陽極箔および陰極リード線が接続されて帯状に延在する陰極箔を巻回することによって形成されたコンデンサ素子を備え、
前記陽極リード線は前記陽極箔の長手方向中央に接続され、
前記陰極リード線は前記陰極箔の長手方向中央に接続され、
前記コンデンサ素子における、巻回された陽極箔および陰極箔の巻回端面では、第1の方向の長さが、前記第1の方向と交差する第2の方向の長さよりも短く、
前記陽極リード線および前記陰極リード線は、前記第1の方向に平行に配置された、電解コンデンサ。 An electrolytic capacitor in which an anode foil and a cathode foil are wound,
A capacitor element formed by winding an anode foil connected to the anode lead wire and extending in a strip shape and a cathode foil connected to the cathode lead wire and extending in a strip shape,
The anode lead wire is connected to the longitudinal center of the anode foil;
The cathode lead wire is connected to the longitudinal center of the cathode foil;
In the winding end face of the wound anode foil and cathode foil in the capacitor element, the length in the first direction is shorter than the length in the second direction intersecting the first direction,
The electrolytic capacitor in which the anode lead wire and the cathode lead wire are arranged in parallel to the first direction.
前記陽極リード線および前記陰極リード線は前記短軸上に配置された、請求項1記載の電解コンデンサ。 In the winding end surface, a short axis is arranged in the first direction, and a long axis is arranged in the second direction,
The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the anode lead wire and the cathode lead wire are disposed on the minor axis.
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