JP2869665B2 - アルミ電解コンデンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アルミニウム板からなる有底円筒状の容器
本体の両面に特定の合成樹脂層を設けた外装容器を用い
てなるアルミ電解コンデンサに係り、特に電子機器の薄
型化要請に鑑み、コンデンサ本体の下部を直接プリント
配線基板の表面に接触させるようにしたタイプに好適に
使用できる耐熱性及び絶縁性に優れた着色外装のチュー
ブレスタイプのアルミ電解コンデンサに関する。

（従来の技術およびその課題） アルミ電解コンデンサは、陽極箔及び陰極箔にそれぞ
れ引出しリード端子を接続した後、電解紙を介して巻回
してコンデンサ素子を形成する。

次にこのコンデンサ素子に電解液を含浸させ、有底円
筒状容器に収納した後、容器の開口端部を封口体によっ
て封止することにより構成しているものである。

上記の容器は、通常、アルミニウム板を絞り加工した
有底円筒状の容器であって、容器の外面を、コンデンサ
素子の識別等のために各種着色剤により着色され、さら
に記号等が印刷された収縮チューブで被覆したものが使
用されている。

近年、プリント配線基板の表面に実装される電子部品
の小型化が図られ、アルミ電解コンデンサでも同様に小
型化の傾向にあり、さらに、コンデンサ本体の下部を直
接プリント配線基板の表面に接触させることにより、プ
リント配線基板とコンデンサ間の間隔を小さく（低背
化）し、無駄な空間を無くして高密度に実装することが
検討されている。

上記電解コンデンサの一例として低背化された小型の
アルミ電解コンデンサの使用状態を第４図の断面図に示
した。コンデンサ外装容器の外周を、従来から使用され
ている例えばポリ塩化ビニル樹脂等からなる着色された
収縮チューブ４で被覆して使用する場合、プリント配線
基板７にハンダ付け８を行なうと、プリント配線基板７
に収縮チューブ４が直接接触しているため、ハンダの温
度が高すぎる場合などにハンダの温度に影響され易く、
例えば、被覆した収縮チューブ４がプリント配線基板７
に接触する部分６で、プリント配線基板７からの熱伝導
により再収縮したり、破れたりしてアルミケース１が露
出し、かつこのアルミケース１がプリント配線基板７に
直接接触して絶縁性が低下するという問題があった。ま
た同様に容器内面が金属のために素子との絶縁性が悪い
という問題があった。

また上記収縮チューブ４を用いずに、アルミニウム板
の片面又は両面を合成樹脂層で被覆した積層板を用い絞
り加工により片面又は両面に樹脂層を有する容器を得る
ことが検討されているが、上記収縮チューブ４と同様に
耐熱性や絶縁性に劣るという問題があり、上記プリント
配線基板７と直接接触するタイプの小型アルミ電解コン
デンサは実用化されていなかった。

（課題を解決するための手段） 本発明は両面に特定の合成樹脂層を有する積層板を絞
り加工した外装容器を用いたアルミ電解コンデンサであ
って、外装容器の内面にカルボン酸変性ポリオレフィン
樹脂層を設けるとともに、容器外面に、着色剤を含有し
た層と着色剤を含有しない層からなる特定の複合ポリア
ミド樹脂層を設けることにより、上記問題点を解消でき
ることを見出したものである。

以下本発明を図面により説明する。

第１図は本発明アルミ電解コンデンサの使用状態を示
す断面図、第２図は第１図のII部の拡大断面図である。
第１、第２図に示すように外装容器に使用するアルミニ
ウム板１としては、JISH0001による1000番系のもので、
アルミニウム成分が99重量％以上のものが好適に使用で
き、厚みは0.2〜0.4mm程度のものが好適に使用できる。

本発明アルミ電解コンデンサ用の外装容器は、上記ア
ルミニウム板１の片面にカルボン酸変性ポリオレフィン
樹脂層２を設けるとともに、反対面に特定の層構成から
なる複合ポリアミド樹脂層３を設けた積層板を絞り加工
して得られる。カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂層２
は容器内面に配され、コンデンサ素子５と容器内面との
絶縁性を改良できる。

上記カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂は、アクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸等の不飽和
カルボン酸や無水マレイン酸、無水イタコン酸等のカル
ボン酸誘導体をグラフト共重合したポリオレフィン樹脂
であって、このポリオレフィン樹脂としてはポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メ
チル−１−ペンテン等が好適に使用できる。カルボン酸
変性ポリオレフィンの厚み範囲は10〜100μｍ、好まし
くは10〜50μｍの範囲が絞り加工性の点等から好まし
い。

また、上記カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂層２の
反対側のアルミニウム板１の外面には複合ポリアミド樹
脂層３を設ける必要があるが、この複合ポリアミド樹脂
層３で使用するポリアミド樹脂としては融点が240℃以
上のものを使用する必要があり、融点は示差走査熱量計
（DSC）により測定した吸熱ピークの温度値とする。融
点が240℃未満のポリアミド樹脂ではハンダ付け時の耐
熱性に劣るという問題がある。具体的な樹脂としては、
66−ナイロン、メタキシレンジアミンとアジピン酸から
なる芳香族ポリアミド樹脂、46−ナイロン等が挙げられ
る。この場合、複合ポリアミド樹脂層３の全層を同一組
成の樹脂で構成してもよく、あるいは異なる組成のもの
で構成してもよい。

また上記複合ポリアミド樹脂層３は、着色剤を含有し
た着色ポリアミド樹脂層（以下「着色層」という）32の
両側に着色剤を含有しない透明ポリアミド樹脂層（以下
「透明層」という）31を設けた三層の積層体を使用する
必要がある。

このような構成とすることにより、着色層32に各種着
色剤を用いて要求される色調を付与することができ、ま
たアルミニウム板１側が透明層31であるため、アルミニ
ウム板１側への接着性が阻害されることがない。この透
明層を設けずに着色層を直接アルミニウム板側に設ける
と着色剤が層間の接着性を阻害し層間剥離が起こりやす
いという問題がある。

ここで第２図に示すように着色層32の外側に設けた透
明層31は着色層32を保護するためであり、上記アルミニ
ウム板１側の透明層31と同一内容のものが使用できる。
また着色層32の両側に設ける上記透明層31のそれぞれの
厚みはほぼ同一とするのが好ましい。さらに着色層32に
使用する着色剤としては、アゾ系、フタロシアニン系、
アンスラキノン系等の有機顔料、有機染料及び各種無機
顔料等が好適に使用できる。

なお、要求に応じて、透明層及び着色層のいずれか一
方、または両方に酸化防止剤、紫外線吸収剤等を適宜添
加することができる。

上記複合ポリアミド樹脂層３の厚み構成は、透明層31
の厚みと着色層32との厚み比率が、（透明層31＋透明層
31/着色層32）≧１を満足させる必要がある。厚み比率
が１未満のものでは耐熱性、絶縁性に劣るという問題が
ある。

また絞り加工後の容器にコンデンサ素子を挿入しカー
リング封口した後のプリント配線基板７と接触する部分
６の厚みは15μｍ以上が好ましく、15μｍ未満では、耐
熱性、絶縁性に劣り易いという傾向がある。アルミニウ
ム板１の両面に上記カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂
層２及び複合ポリアミド樹脂層３を積層する方法として
は、あらかじめ押出し法により製膜したカルボン酸変性
ポリオレフィンフイルムと、同様に製膜した複合ポリア
ミド樹脂フイルムをそれぞれの樹脂の溶融温度以上の温
度で溶融して積層する方法や、アルミニウム板上へそれ
ぞれ押出し積層する方法によればよい。

上述したアルミニウム板の表面にはクロメート処理等
による化成処理層を設けて、さらに層間の接着性を改良
することができる。

上記構成の積層板は、通常の絞り加工機により複合ポ
リアミド樹脂層が外面になるように絞り加工することで
外装容器が得られる。ここで得られた外装容器を更に樹
脂の融点以上で加熱すると層間の接着性や絶縁性が向上
できる。つぎに容器内に電解液を含浸させたコンデンサ
素子を収納した後、開口端部を封口体によって封止する
ことにより本発明のアルミ電解コンデンサが得られる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

（実 施 例） 実施例 アルミニウム板（A1100P−H18厚み0.3mm）の表面をリ
ン酸、無水クロム酸及びフッ化物を含む処理液を用い
て、40〜50℃の処理温度でクロメート処理して、クロメ
ート皮膜量が10mg/m²である表面処理アルミニウム板が
得られた。当該処理表面の片面に、無水マレイン酸変性
ポリプロピレンフイルム（厚みが20μｍ）を溶融ラミネ
ート法で被覆するとともに、アルミニウム板の反対面
に、全層が66ナイロン（融点261℃）からなる３層の複
合ポリアミド樹脂フイルム（透明層／着色層／透明層＝
10μm/20μm/10μｍ）を溶融ラミネートし積層板を得
た。

得られた各積層板を用いランス順送り絞り機により７
段の絞り加工を行ない、4mmφ×5mm高の円筒容器を作成
した。コンデンサ素子を収納しカーリング封口後のプリ
ント配線基板との接触部分での複合ポリアミド樹脂層の
厚みを測定したところ16μｍであり、透明層と着色層の
厚み比率は上記と同一であった。つぎに上記容器内にコ
ンデンサ素子を収納したコンデンサを使用して絶縁性及
び耐熱性を評価した。

絶縁性の評価は、第３図に示すような試験法により容
器の解放端側のカーリング封口端面部６の絶縁破壊電圧
及び絶縁抵抗を測定した。なお、この絶縁破壊電圧試験
に当っては容器の天面部側の積層樹脂９をあらかじめ剥
離させたアルミニウム板10の上に500g荷重の上部電極11
を載せて測定した。また、絶縁抵抗試験に当っては、上
記試験法により直流電圧500Vを印加し、１分間充分後の
絶縁抵抗を測定した。測定機14としては、絶縁破壊電圧
試験には菊水電子工業（株）製の耐圧試験機TOS8750形
を用い、絶縁抵抗試験には東亜電波工業（株）製の極超
絶縁計SM−10Eを用いた。電極板の材質は上下部電極11,
12ともにステンレス鋼とした。

また、耐熱性の評価は、上記容器内にコンデンサ素子
13を収納したコンデンサを厚み0.8mmのガラスエポキシ
樹脂製のプリント配線基板に直付け（容器解放端側のカ
ーリング封口端面部６がプリント配線基板表面に接触す
る）し、半田温度260℃で１分間の半田ディップを行な
い、耐熱試験の絶縁性の評価を上記内容にて行なった。
上記の測定結果を表１に示す。

比較例 積層板に使用する複合ポリアミド樹脂フイルムの層構
成が、透明層／着色層／透明層＝３μm/20μm/3μｍで
ある以外は実施例と同一内容で容器（基板接触部分での
複合ポリアミド樹脂層の厚みは10μｍ）を作成し実施例
と同一の評価を行なった。その測定結果を表２に示す。

上記表１、表２から明らかなように実施例及び比較例
によると、透明層の厚みと着色層の厚み比率が１以上で
の優位性が確認でき、上述した問題点を解決することが
できる。

（発明の効果） 上述したように、本発明のアルミ電解コンデンサによ
れば、ハンダ時の高温にさらされても外装容器外面の樹
脂が劣化したりすることなく、絶縁性が保たれるもの
で、コンデンサ下部がプリント配線基板と直接接触する
アルミ電解コンデンサにおいて実用的効果の大なるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアルミ電解コンデンサの使用状態を示
す断面図、第２図は第１図のII部の拡大断面図、第３図
は同アルミ電解コンデンサの試験方法を示す構成図、第
４図は従来のアルミ電解コンデンサの使用状態を示す断
面図である。 １……アルミニウム板 ２……カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂層 ３……複合ポリアミド樹脂層 31……透明ポリアミド樹脂層 32……着色ポリアミド樹脂層

フロントページの続き (72)発明者 吉賀 法夫 滋賀県長浜市三ツ矢町５番８号 三菱樹 脂株式会社長浜工場内 (72)発明者 若山 芳男 滋賀県長浜市三ツ矢町５番８号 三菱樹 脂株式会社長浜工場内 (56)参考文献 特開 平４−3411（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−3410（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01G 9/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム板（１）の片面に、カルボン
   酸変性ポリオレフィン樹脂層（２）を積層するととも
   に、反対面に融点が240℃以上のポリアミド樹脂からな
   る複合ポリアミド樹脂層（３）を積層した積層板を複合
   ポリアミド樹脂層（３）が外面になるように絞り加工し
   た外装容器にコンデンサ素子を収納し、容器開口部にお
   ける複合ポリアミド樹脂層（３）のカーリング封口した
   部分をプリント配線基板と接触させて実装するアルミ電
   解コンデンサであって、上記複合ポリアミド樹脂層
   （３）は、着色剤を含有した着色ポリアミド樹脂層（3
   2）の両面に着色剤を含有しない透明ポリアミド樹脂層
   （31）を設けてなり、上記透明ポリアミド樹脂層（31）
   の合計厚みと、着色ポリアミド樹脂層（32）との厚み比
   率が、 ［透明ポリアミド樹脂層（31）＋透明ポリアミド樹脂層
   （31）／着色ポリアミド樹脂層（32）］≧１ であることを特徴とするアルミ電解コンデンサ。