TWI396214B - 電解電容器 - Google Patents

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Description

電解電容器
本發明係有關捲繞式電解電容器。
近年來，要求電子電路的小型化及高頻對應化，而電容亦必須因應上述要求而低阻抗化。特別是在電腦的CPU(Central Processing Unit；中央處理器)驅動用電路及開關電源電路等的電路設計上，係要求具有高頻雜訊及漣波電流(ripple current)的吸收性且能夠低ESR(等效串聯電阻)化的電容器。
而做為能夠低ESR化的電容器，捲繞式電解電容器係受到注目，而做為高容量電解電容器，已知有專利文獻1記載的電解電容器。該電解電容器係由在陽極箔與陰極箔之間插入分隔紙並予以捲繞而成之構造來形成。
專利文獻1：日本特開2003－142345號公報
然而，習知電解電容器係為了將電解電容器的尺寸維持不變地實現大容量化及低ESR化，必須將收納於鋁殼的電容器元件製造成較大，但電容器元件的高度變高時，與密封用橡膠襯墊(packing)之間的間隔會變小，而有密封用橡膠襯墊接觸到電容器元件的問題。
因此，本發明乃為解決前述問題而研創者，其目的在於提供一種能夠防止將電容器元件密封於殼內的密封構件接觸到電容器元件之電解電容器。
依據本發明，電解電容器係具備電容器元件、第1及第2引線凸片端子。電容器元件係令分隔紙介置於陽極構件與陰極構件之間並予以捲繞而成。第1引線凸片端子係連接於陽極構件。第2引線凸片端子係連接於陰極構件。並且，第1及第2引線凸片端子係各自含有連接部、插入部、與擴徑部。連接部係連接於陽極構件或陰極構件。插入部係插入將電容器元件密封於殼內的密封構件內。擴徑部係設於連接部與插入部之間，並具有比插入有插入部的密封構件的孔還大的直徑。
擴徑部較佳為於引線凸片端子的長度方向具有大致一定的直徑。
又，擴徑部之直徑較佳為從連接部往插入部逐漸變小。
電解電容器較佳為復具備電解質。電解質係由聚噻吩(Polythiophene)系的導電性高分子、聚吡咯(Polypyrrole)系的導電性高分子、聚苯胺(polyaniline)系的導電性高分子、及TCNQ(7,7,8,8－四氰基對醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane))的錯鹽中任一者所形成。
在本發明的電解電容器中，引線凸片端子係具有將密封構件與電容器元件的間隔保持在預定值以上的保持構件。因此，密封構件係距電容器元件隔著預定值的間隔而配置。
因此，依據本發明，能夠防止密封構件接觸到電容器元件。
此外，在本發明的電解電容器中，由於引線凸片端子係具備具有比插入有插入部的密封構件的孔之直徑還大的直徑之擴徑部，所以密封構件無法超過擴徑部往電容器元件側移動。
因此，依據本發明，能夠防止密封構件接觸到電容器元件。
針對本發明的實施形態一邊參照圖式一邊做詳細說明。此外，圖式中相同或相當之部分係標註相同符號且不重覆其說明。
[實施形態1]
第1圖係顯示本發明實施形態1的電解電容器的構成之斜視圖。此外，第2圖係顯示本發明實施形態1的電解電容器的構成之剖視圖。參照第1圖及第2圖，本發明實施形態1的電解電容器係具備陽極化成箔1、陰極箔2、分隔紙3、捲固膠帶4、引線凸片(lead tab)端子6及7、陽極引線8、陰極引線9、殼11、密封用橡膠襯墊(packing)12、與座板13。
再者，電解電容器10係例如含有固體電解質的電解電容器。
陽極化成箔1係由表面經過化成處理的鋁箔所形成，因此，陽極化成箔1之表面係被凹凸化且於凹凸表面具有氧化被膜。陰極箔2係由鋁箔所形成。
陽極化成箔1及陰極箔2係令分隔紙3介置於兩者之間而予以疊合，並將疊合後的陽極化成箔1、陰極箔2及分隔紙3予以捲繞。接著將捲繞後的陽極化成箔1、陰極箔2及分隔紙3的端部並以捲固膠帶4加以固定。如此而形成大略圓柱狀的電容器元件5。
引線凸片端子6係連接於陽極化成箔1，引線凸片端子7係連接於陰極箔2。陽極引線8係連接於引線凸片端子6，陰極引線9係連接於引線凸片端子7。
殼11係由鋁所形成，且收納電容器元件5、引線凸片端子6及7、陽極引線8及陰極引線9。密封用橡膠襯墊12係將電容器元件5及引線凸片端子6、7密封於殼11內。座板13係固定陽極引線8及陰極引線9。此外，陽極引線8及陰極引線9係在電容器元件5被收納於殼11內時沿著座板13彎折。
第3圖係從第2圖所示的A方向觀看的電解電容器10的俯視圖。參照第3圖，座板13係具有大略長方形的平面形狀，並具有缺口部13A、13B。並且，陽極引線8及陰極引線9係分別往座板13的面內方向彎折而嵌合至座板13的缺口部13A、13B。
並且，彎折的陽極引線8及陰極引線9係做為電解電容器10的端子來使用。
第4圖係第1圖所示的引線凸片端子6的俯視圖。參照第4圖，引線凸片端子6係含有轂部61、肋部62與長條部63。轂部61係連結於肋部62，肋部62係連結於長條部63。
轂部61係由插入部611與擴徑部612所構成。插611係例如具有1.0mm或1.2mm的直徑r。擴徑部612係具有直徑R。直徑R係比插入部611的直徑r大了0.4mm至0.6mm。因此，擴徑部612係具有突出於插入部611的兩側達0.2mm至0.3mm的平面構造。此外，擴徑部612係於引線凸片端子6的長度方向DR1具有0.2mm以上的長度。
並且，插入部611係連結於陽極引線8，擴徑部612係連結於肋部62。因此，擴徑部612係配置於插入部611與長條部63之間。
此外，第1圖所示的引線凸片端子7亦由與第4圖所示的引線凸片端子6相同的構造所構成。
第5圖係第2圖所示的密封用橡膠襯墊12的剖視圖。參照第5圖，密封用橡膠襯墊12係具有孔121、122。孔121、122係用來插入引線凸片端子6、7的轂部61的插入部611之孔，且具有與插入部611的直徑r相同的直徑。
第6圖係顯示將引線凸片端子6、7插入密封用橡膠襯墊12後的狀態之剖視圖。參照第6圖，陽極引線8係連接至引線凸片端子6，而連接有陽極引線8的引線凸片端子6係插入至密封用橡膠襯墊12的孔121中。此時，由於引線凸片端子6係具備具有與孔121的直徑r相同直徑的插入部611、及具有比孔121的直徑r還大的直徑R的擴徑部612，所以在引線凸片端子6之中，只有插入部611插入至密封用橡膠襯墊12的孔121中。
此外，陰極引線9係連接至引線凸片端子7，而連接有陰極引線9的引線凸片端子7係插入至密封用橡膠襯墊12的孔122中。此時，由於引線凸片端子7係具備具有與孔122的直徑r相同直徑的插入部611、及具有比孔122的直徑r還大的直徑R的擴徑部612，所以在引線凸片端子7之中，只有插入部611插入至密封用橡膠襯墊12的孔122中。
因此，密封用橡膠襯墊12係被固定在擴徑部612的位置，不會有超過擴徑部612往長條部63(配置有電容器元件5的位置)靠近之情事。因此，藉由設置擴徑部612即能夠將密封用橡膠襯墊12與電容器元件5(位於引線凸片端子6、7的長條部63)的間隔保持在預定值以上。亦即，能夠防止密封用橡膠襯墊12接觸到電容器元件5。
第7圖係用來說明捲繞陽極化成箔1、陰極箔2及分隔紙3的方法之圖。以下說明第1圖及第2圖所示的電解電容器10的製作方法。當電解電容器10的製作開始時，在鋁箔的表面施以蝕刻處理，進行化成處理，並裁斷成預定的尺寸(長度L及寬度W)來製作1張陽極化成箔1。此外，裁斷1張具有預定的尺寸(長度L及寬度W)的鋁箔來製作1張陰極箔2。
接著，以如第7圖所示的態樣配置陽極化成箔1、陰極箔2及2張分隔紙3a、3b，以支點FLC為中心令陽極化成箔1、陰極箔2及分隔紙3a、3b朝逆時鐘方向(或順時鐘方向)旋轉，而繞陽極化成箔1、陰極箔2及分隔紙3a、3b，並以捲固膠帶固定陽極化成箔1、陰極箔2及分隔紙3a、3b的端部。如此來製作電容器元件5。
接著，進行電容器元件5的切口化成，將電容器元件5浸漬於藉由聚合作用成為導電性高分子的3,4－乙烯二氧噻吩(ethylenedioxythiophene)與做為氧化劑溶液的p－甲苯磺酸(toluenesulfonic acid)鐵乙醇溶液的混合溶液。藉由浸漬於該混合溶液而形成做為電解質的導電性高分子層。
接著，將引線凸片端子6、7分別插入孔121、122而將密封用橡膠襯墊12插入電容器元件5。此時，由於引線凸片端子6、7係具有擴徑部612，所以密封用橡膠襯墊12係以接觸擴徑部612之方式插入電容器元件5。
接著，將插入有密封用橡膠襯墊12的電容器元件5收納於殼11，並進行殼11的開口部的縮徑與捲曲以將電容器元件5密封。
接著，進行電容器元件5的老化(ageing)處理，於捲曲面插入塑膠製的座板13。將陽極引線8及陰極引線9做為電極端子而進行衝壓加工，沿著座板13彎折，藉此形成電極。藉由以上方式，完成電解電容器10。
如此，電解電容器10係將密封用橡膠襯墊12插入到具有比密封用橡膠襯墊12的孔121、122的直徑r還大之直徑R的擴徑部612之位置為止而製作，由於擴徑部612係設置在比電容器元件5還靠近密封用橡膠襯墊12側。所以能夠防止密封用橡膠襯墊12接觸到電容器元件5。
[實施形態2]
第8圖係顯示實施形態2的電解電容器的構成之斜視圖。參照第8圖，實施形態2的電解電容器10A係將第1圖所示的電解電容器10的引線凸片端子6、7分別替換成引線凸片端子6A、7A者，其他皆與電解電容器10相同。
引線凸片端子6A係連接於電容器元件5的陽極化成箔1及陽極引線8，引線凸片端子7A係連接於電容器元件5的陰極箔2及陰極引線9。
第9圖係第8圖所示的引線凸片端子6A的俯視圖。參照第9圖，引線凸片端子6A係將第4圖所示的引線凸片端子6的轂部61替換成轂部61A者，其他皆與引線凸片端子6相同。
轂部61A之一端係連結於肋部62，另一端係連接於陽極引線8。並且，轂部61A係由插入部611A與擴徑部612A構成。插入部611A之一端611A1係連結於擴徑部612A，擴徑部612A係連結於插入部611A及肋部62。因此，擴徑部612A係配置於插入部611A與長條部63之間。
插入部611A係於其一端611A1具有直徑r，而其直徑係從其一端611A1往另一端611A2逐漸變小。此外，擴徑部612A之直徑係從其一端612A1往另一端612A2逐漸變小，於另一端612A2具有直徑r，並且，擴徑部612A係於引線凸片端子6A的長度方向DR1具有厚度L。如此，擴徑部612A之直徑係從長條部63往插入部611A逐漸變小。
因此，轂部61A係具有直徑於引線凸片端子6A的長度方向DR1逐漸變小之構造。
此外，第8圖所示的引線凸片端子7A係由與第9圖所示的引線凸片端子6A相同的構造所構成。
第10圖係顯示將第8圖所示的引線凸片端子6A、7A插入密封用橡膠襯墊12後的狀態之剖視圖。參照第10圖，陽極引線8係連接於引線凸片端子6A，而連接有陽極引線8的引線凸片端子6A係插入至密封用橡膠襯墊12的孔121中。此時，由於引線凸片端子6A係具備具有孔121之直徑r以下的直徑的插入部611A、及具有比孔121的直徑r還大之直徑的擴徑部612A，所以在引線凸片端子6A之中，只有插入部611A插入密封用橡膠襯墊12的孔121。
此外，陰極引線9係連接於引線凸片端子7A，而連接有陰極引線9的引線凸片端子7A係插入至密封用橡膠襯墊12的孔122中。此時，由於引線凸片端子7A係具備具有孔122之直徑r以下之直徑的插入部611A、及具有比孔122的直徑r還大之直徑的擴徑部612A，所以在引線凸片端子7A之中，只有插入部611A插入密封用橡膠襯墊12的孔122。
因此，密封用橡膠襯墊12係被固定在擴徑部612A的位置，不會有超過擴徑部612A而往長條部63(配置有電容器元件5的位置)靠近之情事。因此，藉由設置擴徑部612A即能夠將密封用橡膠襯墊12與電容器元件5(位於引線凸片端子6A、7A的長條部63)的間隔保持在預定值以上。亦即，能夠防止密封用橡膠襯墊12接觸到電容器元件5。
此外，第8圖所示的電解電容器10A係與第1圖所示的電解電容器以相同方法製作。
依據實施形態2，電解電容器10係將密封用橡膠襯墊12插入到具有比密封用橡膠襯墊12的孔121、122的直徑r還大之直徑R的擴徑部612A之位置為止而製作，由於擴徑部612A係設置在比電容器元件5還靠近密封用橡膠襯墊12側。所以能夠防止密封用橡膠襯墊12接觸到電容器元件5。
其他係與實施形態1相同。
第1表係顯示本發明的電解電容器的密封用橡膠襯墊12與電容器元件5的接觸發生數。
其中，為了做比較，第1表亦顯示有習知電解電容器之密封用橡膠襯墊與電容器元件的接觸發生數。
在接觸發生數的實驗中係製作4V－560 μ F的電解電容器及4V－330 μ F的電解電容器。4V－560 μ F的電解電容器係具有8mm的直徑及9mm的長度，4V－330 μ F的電解電容器係具有6.3mm的直徑及6mm的長度。
從第1表的結果可知，本發明的電解電容器能夠完全地防止密封用橡膠襯墊12與電容器元件5的接觸。
因此，藉由使用具有前述擴徑部612、612A的引線凸片端子6、7及6A、7A來製作電解電容器，即可確實地防止密封用橡膠襯墊12與電容器元件5的接觸。
此外，在前述中，雖然說明做為電解質的導電性高分子係由聚3,4－乙烯二氧噻吩形成，但本發明並非限定於此，做為電解質的導電性高分子亦可由TCNQ(7,7,8,8－四氰基對醌二甲烷)的錯鹽、聚噻吩系的導電性高分子、聚吡咯系的導電性高分子、及聚苯胺系的導電性高分子中任一者來構成。
在本發明中，長條部63係構成「連接部」，引線凸片端子6、6A係構成「第1引線凸片端子」，引線凸片端子7、7A係構成「第2引線凸片端子」。
此外，由於擴徑部612、612A將密封用橡膠襯墊12與電容器元件5的間隔保持在預定值以上，所以構成「保持構件」。
並且，密封用橡膠襯墊12係構成「密封構件」。
應認知本次所揭示的實施形態皆為例示並非限制本發明者。本發明的權利保護範圍並非如前述實施形態的說明，應為申請專利範圍所揭示者，且包含與申請專利範圍均等之意義及範圍內的所有變更。
(產業上之利用可能性)
本發明係適用於能夠防止用以將電容器元件密封於殼內之密封構件接觸於電容器元件的電解電容器。
1．．．陽極化成箔
2．．．陰極箔
3、3a、3b．．．分隔紙
4．．．捲固膠帶
5．．．電容器元件
6、6A、7、7A．．．引線凸片端子(第1引線凸片端子、第2引線凸片端子)
8．．．陽極引線
9．．．陰極引線
10、10A．．．電解電容器
11．．．殼
12．．．密封用橡膠襯墊(密封構件)
13．．．座板
13A、13B．．．缺口部
61、61A．．．轂部
62．．．肋部
63．．．長條部(連接部)
121、122．．．孔
611、611A．．．插入部
612、612A．．．擴徑部(保持構件)
611A1．．．插入部的一端
611A2．．．插入部的另一端
612A1．．．擴徑部的一端
612A2．．．擴徑部的另一端
第1圖係顯示本發明實施形態1的電解電容器的構成之斜視圖。
第2圖係顯示本發明實施形態1的電解電容器的構成之剖視圖。
第3圖係從第2圖的A方向觀看的電解電容器的俯視圖。
第4圖係第1圖所示的引線凸片端子的俯視圖。
第5圖係第2圖所示的密封用橡膠襯墊的剖視圖。
第6圖係顯示將引線凸片端子插入密封用橡膠襯墊後的狀態之剖視圖。
第7圖係用來說明捲繞陽極化成箔、陰極箔及分隔紙的方法之圖。
第8圖係顯示實施形態2的電解電容器的構成之斜視圖。
第9圖係第8圖所示的引線凸片端子的俯視圖。
第10圖係顯示將第8圖所示的引線凸片端子插入密封用橡膠襯墊後的狀態之剖視圖。
6、7．．．引線凸片端子(第1引線凸片端子、第2引線凸片端子)
8．．．陽極引線
9．．．陰極引線
12．．．密封用橡膠襯墊(密封構件)
61．．．轂部
62．．．肋部
63．．．長條部(連接部)
121、122．．．孔
611．．．插入部
612．．．擴徑部(保持構件)

Claims (4)

  1. 一種電解電容器，係具備：電容器元件，係令分隔紙介置於陽極構件與陰極構件之間並予以捲繞而成；第1引線凸片端子，係連接於前述陽極構件；及第2引線凸片端子，係連接於前述陰極構件；且，前述第1及第2引線凸片端子係各自含有：連接部，係連接於前述陽極構件或前述陰極構件；插入部，係插入將前述電容器元件密封於殼內的密封構件內；及擴徑部，係設於前述連接部與前述插入部之間，並具有比插入有前述插入部的前述密封構件的孔還大的直徑。
  2. 如申請專利範圍第1項之電解電容器，其中，前述擴徑部於前述引線凸片端子的長度方向具有大致一定的直徑。
  3. 如申請專利範圍第1項之電解電容器，其中，前述擴徑部之直徑係從前述連接部往前述插入部逐漸變小。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電解電容器，復具備由聚噻吩(Polythiophene)系的導電性高分子、聚吡咯(Polypyrrole)系的導電性高分子、聚苯胺(polyaniline)系的導電性高分子、及TCNQ(7,7,8,8-四氰基對醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane))的錯鹽中任一者所形成的電解質。
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