WO2012117820A1 - 電解コンデンサ - Google Patents
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- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/06—Mounting in containers
Definitions
- the present invention relates to an electrolytic capacitor having an extraction lead wire in which a metal plating mainly composed of tin is formed on an aluminum wire.
- the electrolytic capacitor includes a capacitor element, a driving electrolyte or solid electrolyte, and an outer case.
- This capacitor element is formed by winding an anode foil and a cathode foil made of a valve metal such as tantalum or aluminum.
- the driving electrolyte or the solid electrolyte is held in the capacitor element.
- the outer case houses a capacitor element and a driving electrolyte or a solid electrolyte.
- the anode foil of such an electrolytic capacitor is connected to the anode electrode through a lead lead terminal.
- the cathode foil is connected to the cathode electrode via a lead lead terminal.
- This lead terminal comprises three parts: an aluminum wire connected to the anode foil and the cathode foil, a connection part formed at the end of the aluminum wire, and a lead wire joined to the connection part.
- a lead plating layer is formed on the lead wire.
- the end portion of the lead wire is joined to the joint portion formed at the end portion of the aluminum wire by arc welding.
- lead used for lead wires is not only harmful to the human body, but also has a negative effect on the natural environment. Therefore, in recent years, development of electronic components that do not use lead at all has been promoted from the viewpoint of environmental protection.
- a copper-coated steel wire plated with tin consisting of 100% tin is used as a lead wire.
- tin plating a copper-coated steel wire is inserted into a recess provided at one end of a round bar portion of a lead wire and joined by arc welding.
- aluminum electrolytic capacitor a fusion layer of copper, tin, and aluminum produced by heating copper, tin plating, and aluminum is formed at the joint between the lead wire and the round bar.
- whiskers may be generated from the fusion layer generated at the connection portion between the round bar portion of the lead lead terminal and the tin-plated lead wire.
- This whisker is a fibrous fiber of tin, and the diameter may reach a length of 1 mm or more with respect to 1 ⁇ m.
- the occurrence of the whisker may cause a short circuit between the pair of lead terminals in the worst case.
- it may fall on a board
- Patent Document 2 the lead wire of the capacitor is cleaned with an alkaline cleaning solution. After this cleaning solution is removed, the generation of whiskers is prevented by heat treatment.
- Patent Document 3 a waterproof coating is provided at a welded portion where a CP wire is connected to an aluminum round bar by welding, and the growth of whiskers is suppressed by this waterproof coating.
- Patent Document 4 a high-temperature heat treatment is performed by filling the inert gas in a vacuum state. As a result, the internal applied force of the welded portion of the capacitor lead wire is relaxed, and whisker is prevented from occurring in the welded portion.
- An object of the present invention is to provide a capacitor in which generation and growth of whiskers are suppressed in an extraction lead terminal in an aluminum electrolytic capacitor using an extraction lead terminal that does not use lead.
- the electrolytic capacitor of the present invention is an electrolysis provided with an extraction lead terminal comprising an aluminum wire connected to the anode foil and the cathode foil, a connection portion formed at the end of the aluminum wire, and a lead wire joined to the connection portion. It is a capacitor.
- a liquid curable resin containing a scale-like filler is applied or filled to form a cured resin layer.
- the capacitor of the present invention may also include the following forms.
- the average aspect ratio of the scaly filler is 70 or more.
- the liquid curable resin contains 1 wt% or more and 50 wt% or less of the scaly filler.
- the liquid curable resin is addition curable silicone, condensation curable silicone, addition curable modified silicone, or condensation curable modified silicone.
- Scale-like filler is natural mica such as phlogopite, muscovite, sericite, synthetic mica such as fluorine phlogopite, potassium tetrasilicon mica, sodium tetrasilicon mica, sodium teniolite, lithium teniolite, montmorillonite, etc. Natural smectite, sodium hectorite, lithium hectorite, saponite and other synthetic smectites. (5) The scaly filler is subjected to a hydrophobic treatment.
- the present invention as described above, it is possible to suppress the occurrence of whiskers by applying or filling the resin to the connecting portion of the lead wire. Moreover, even if whisker is generated and grown in the resin, it is possible to suppress the whisker from growing and appearing in the resin surface direction by the scaly filler in the liquid curable resin.
- FIG. 1 shows a cross-sectional view of the electrolytic capacitor in this embodiment.
- Reference numeral 1 in FIG. 1 indicates a capacitor element in which an anode foil and a cathode foil are wound through a separator.
- the capacitor element 1 is configured by being housed in an outer case 2 together with a driving electrolyte or a solid electrolyte.
- Electrodes are provided on the anode foil and the cathode foil of the capacitor element 1 (not shown). The electrodes of the anode foil and the cathode foil are connected to a lead lead terminal 3 for connection to the outside.
- the lead lead terminal 3 is composed of three parts: an aluminum wire 4, a connecting portion 5, and a lead wire 6.
- the aluminum wire 4 is connected to the anode foil and the cathode foil.
- a connecting portion 5 is integrally formed at the end of the aluminum wire 4.
- the connecting portion 5 is connected to a lead wire 6 formed with metal plating mainly composed of tin.
- Various methods can be used as a method of connecting the connecting portion 5 and the lead wire 6. For example, you may connect by inserting in the lead wire 6 in the recessed part formed in the connection part 5, and arc welding.
- the surface of the connecting portion 5 is coated with a resin layer 7.
- This resin layer 7 is obtained by applying and curing a liquid curable resin containing 1 wt% or more of a scaly filler.
- the lead lead terminal 3 coated on the connecting portion 5 is inserted into the through hole 8 of the sealing body 9.
- a liquid curable resin is filled and cured to form the resin layer 7.
- This resin layer 7 fills the gap between the through hole 8 and the lead wire 6 with a liquid curable resin. Therefore, as shown in FIG. 2, the liquid curable resin may be filled so as to protrude not only through the through-hole 8 into which the lead wire 6 is inserted, but also on the lead wire 6 leading side of the sealing body 9.
- a band-shaped recess may be provided in the sealing body 9 so as to connect the through holes 8 to each other, and a liquid curable resin may be poured therein. That is, part or the entire surface of the sealing body 9 including the through hole 8 may be filled.
- the liquid curable resin of the present invention is not particularly limited. Silicone resin, modified silicone resin, hybrid silicone resin, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, fluorine resin, urethane resin, urethane acrylic resin, acrylic resin, polyester Examples thereof include resins and polyimide resins.
- silicone resins addition curable silicones, condensation curable silicones, addition curable modified silicones, condensation curable modified silicones, and hybrid silicone resins are preferred from the viewpoint of heat resistance and weather resistance.
- liquid curable resin you may contain other arbitrary components in the range which does not impair the objective of this invention as needed.
- the optional components include the following (1) to (6).
- Inorganic fillers such as dry silica, wet silica, calcined silica, crystalline silica, titanium oxide, alumina, calcium carbonate, carbon black, etc.
- the fillers in (1) are organohalosilanes, organoalkoxysilanes, organo Fillers treated with organosilicon compounds such as silazane (3)
- Organic resin fine powders such as silicone resins, epoxy resins and fluororesins (4)
- Conductive metal powders such as silver and copper (5)
- Diluents such as toluene and xylene (6)
- the liquid curable resin may be subjected to a treatment capable of discriminating the range of the site where the liquid curable resin is applied or filled.
- a treatment capable of discriminating the range of the site where the liquid curable resin is applied or filled For example, the process of containing a pigment is performed to improve visibility.
- an element different from the elements constituting the lead lead terminal is mixed. By this element confirmation, a liquid curable resin can be applied or filled. By doing so, it becomes easy to inspect whether or not the liquid curable resin is appropriately applied or filled in the manufacturing process.
- the scaly filler of the present invention is a raw material for suppressing whisker growth.
- the scale-like filler is not particularly limited, natural mica such as phlogopite, muscovite, sericite, synthetic mica such as fluorine phlogopite, potassium tetrasilicon mica, sodium tetrasilicon mica, sodium teniolite, lithium teniolite, Natural smectite such as montmorillonite, synthetic smectite such as sodium hectorite, lithium hectorite, saponite, bentonite, talc, expanded graphite, aluminum silicate, magnesium silicate, boehmite, clay, diatomaceous earth, carbon black, silica, barium sulfate, calcium carbonate, Examples thereof include magnesium carbonate, metal oxide, graphite, and aluminum hydroxide.
- inexpensive natural mica such as muscovite and synthetic mica are preferable because the aspect ratio can be easily adjusted.
- These scaly fillers have a large flat portion compared to the added weight. Therefore, by adding a small amount of flaky filler to the resin, the probability that the flat portion collides during whisker growth increases, and whisker growth can be suppressed. Conversely, with spherical or needle-shaped fillers that do not have a large planar portion, the whisker grows away from the filler even if the whisker collides, or the whisker grows away from the filler. It cannot be effectively suppressed.
- the average aspect ratio is 70 or more.
- the whisker growth suppression effect is high, and the whisker can be effectively prevented from being exposed from the resin surface.
- an average particle diameter is not specifically limited, 1000 micrometers or less are preferable, More preferably, it is 200 micrometers or less.
- the average particle diameter of the scale-like filler is larger than 1000 ⁇ m, the application and moldability of the liquid curable resin are remarkably lowered.
- a scale-like filler is added in 1 wt% or more and 50 wt% or less with respect to liquid curable resin. This is because if the added amount of the filler is less than 1 wt%, the effect cannot be exhibited sufficiently, and if it exceeds 50 wt%, it becomes difficult to apply the resin or the moldability is remarkably lowered.
- These scaly fillers may be hydrophobized with a surface treatment agent such as a silane coupling agent, a quaternary ammonium salt, or a polyether.
- a surface treatment agent such as a silane coupling agent, a quaternary ammonium salt, or a polyether.
- the surface energy of the filler is lowered, and it becomes easy to mix with the liquid curable resin, and has an effect of lowering the viscosity of the resin composition.
- any form such as a powder, a solution dispersion type, and a granulated product can be used. Since any form can be used as a scaly filler, various types of scaly fillers can be added.
- a scale-like filler is added to the liquid curable resin of the resin layer 7 of the present embodiment having the above-described configuration. Therefore, even if whiskers are generated in the connection portion 5 and grow on the resin layer 7 side, further growth of whiskers can be prevented by the tip hitting the scaly filler inside the resin layer 7.
- Example 1 In Example 1, addition curable silicone is used as the liquid curable resin. This addition-curable silicone is prepared by uniformly mixing the following components (1) to (5).
- (2) Hydrophobic surface with hexamethyldisilazane 11.4 parts by weight of fumed silica having a treated specific surface area of 200 m 2 / g, 5.71 parts by weight of acryloxypropyltrimethoxysilane
- Trimethylsiloxy blocked methyl at both ends having a viscosity of 1.9 mPa ⁇ s Hydrogen siloxane (content of silicon atom-bonded hydrogen atoms 0.72 wt%) 2.59 parts by weight (The molar ratio of silicon atom-bonded hydrogen atoms to alkenyl groups of the organo
- Example 2 addition curable silicone is used as the liquid curable resin, as in Example 1.
- the addition-curable silicone of Example 2 was prepared by uniformly mixing (1) to (4) of Example 1 and the following component (5). (5) 36.6 parts by weight of muscovite YM-21S (average particle size 23 ⁇ m, aspect ratio distribution 6 to 454, average aspect ratio 70) manufactured by Yamaguchi Mica Co., Ltd.
- the resin layer 7 was formed by applying to the connecting portion 5. Thereafter, ten electrolytic capacitors were produced using the lead terminals 3.
- Example 3 an addition-curable polyisobutylene-silicone hybrid composition is used as the liquid curable resin.
- This addition-curable polyisobutylene-silicone hybrid composition is prepared by uniformly mixing the following components (1) to (5).
- Example 4 an addition-curable polyisobutylene-silicone hybrid composition is used as the liquid curable resin in the same manner as in Example 3.
- the addition-curable polyisobutylene-silicone hybrid composition of Example 4 was prepared by uniformly mixing the components (1) to (3) of Example 3 and the following component (4).
- the product was applied to the connection portion 5 of the lead terminal 3 to form a resin layer 7. Thereafter, ten electrolytic capacitors were produced using the lead terminals 3.
- Comparative Examples 1 to 3 (Comparative Example 1)
- addition curable silicone is used as the liquid curable resin.
- This addition-curable silicone was produced in the same manner as in Examples 1 and 2 except that the component (5) in Examples 1 and 2 was not added. That is, addition-curable silicones were prepared by uniformly mixing the components (1) to (4) of Examples 1 and 2. This addition-curable silicone was applied to the connecting portion 5 of the lead terminal 3 to form a resin layer 7. Thereafter, ten electrolytic capacitors were produced using the lead terminals 3.
- Comparative Example 2 In Comparative Example 2, an addition-curable polyisobutylene-silicone hybrid composition is used as the liquid curable resin.
- This addition-curable polyisobutylene-silicone hybrid composition was prepared in the same manner as in Examples 3 and 4 except that (4) of Example 3 and Example 4 was not added. That is, an addition-curable polyisobutylene-silicone hybrid composition was prepared by uniformly mixing the components (1) to (3) of Example 3 and Example 4. This addition-curable polyisobutylene-silicone hybrid composition was applied to the connecting portion 5 of the lead terminal 3 to form a resin layer 7. Thereafter, ten electrolytic capacitors were produced using the lead terminals 3.
- Comparative Example 3 In Comparative Example 3, ten electrolytic capacitors were produced without applying the liquid curable resin to the lead terminals 3. That is, this is a comparative example in which the resin layer 7 for coating the liquid curable resin was not formed.
- Table 1 shows the number of whiskers exposed on the resin surface of 10 capacitors after 4000 hours and 5000 hours for each of the capacitors of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 configured by the above method. Represents. Comparative Example 3 shows the number of whiskers generated at the connection portion.
- Table 1 shows the surface state after 5000 hours.
- ⁇ indicates that whiskers are not observed near the resin surface.
- X indicates a state where no whisker appears outside the resin, but a whisker exists in the vicinity of the resin surface, or a whisker exists in the connection portion.
- whisker does not appear from the resin surface not only after 4000 hours but also after 5000 hours, in the lead lead terminals of Examples 1 to 4 to which the resin added with scale-like filler was applied.
- Examples 1 to 4 are in a state where no whisker is seen near the resin surface.
- Comparative Examples 1 and 2 a resin to which no scaly filler is added is applied, but it can be seen that whiskers appear from the resin surface of one lead terminal when 4000 hours have elapsed. Thereafter, when 5000 hours elapses, the number of capacitors in which whiskers are exposed from the surface of the resin is two.
- whiskers are generated on the surface of the connection part after 500 hours. Thereafter, after 4000 hours, it can be seen that whisker is generated in the connection portion in 7 out of 10 capacitors. After that, when 5000 hours have passed, the number of capacitors in which whiskers are exposed from the surface of the resin is eight.
Landscapes
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Abstract
コンデンサ素子に接続されるアルミニウム線に錫を主体とした金属めっきを形成したコンデンサ用リード端子におけるウィスカの発生及び成長を抑制した電解コンデンサを提供する。陽極箔及び陰極箔に接続するアルミニウム線４と、アルミニウム線４の端部に形成された接続部５と、接続部５に接合する引き出し線６とからなる引き出しリード端子３を備え、引き出しリード端子３の接続部５に、鱗片状充填材を含有した液状硬化樹脂を充填し、硬化させた樹脂層７を形成する。これにより、鉛を使用しない引き出しリード端子を用いたアルミ電解コンデンサにおいて、引き出しリード端子におけるウィスカの発生及び成長を抑制する。
Description
本発明は、アルミニウム線に錫を主体とした金属めっきを形成した引き出しリード線を有する電解コンデンサに関する。
電解コンデンサは、コンデンサ素子と、駆動用電解液または固体電解質と、外装ケースとから構成される。このコンデンサ素子は、タンタル、アルミニウム等の弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔とを巻回してなる。駆動用電解液または固体電解質は、コンデンサ素子に保持される。外装ケースは、コンデンサ素子と、駆動用電解液または固体電解質を収納する。このような電解コンデンサの陽極箔は、引き出しリード端子を介して陽極電極に接続される。一方、陰極箔は引き出しリード端子を介して陰極電極に接続される。これらの引き出しリード端子は、ステッチ、超音波溶接等の手段により陽極箔または陰極箔に接続される。
この引き出しリード端子は、陽極箔及び陰極箔と接続するアルミニウム線と、アルミニウム線の端部に形成された接続部と、接続部に接合する引き出し線という、３つの部分から構成される。引き出し線には鉛メッキ層が形成される。この引き出し線の端部は、アルミニウム線の端部に形成された接合部と、アーク溶接により接合している。しかしながら、引き出し線に用いる鉛は、人体に有害であるばかりか自然環境に悪影響を与える物質である。そのため、近年、環境保護の観点から、鉛を一切使用しない電子部品の開発が進められている。
鉛を一切使用しないコンデンサとしては、特許文献１に示すように、引き出し線として、錫１００％からなる錫めっきを施した銅被覆鋼線を使用する。この錫メッキは、銅被覆鋼線を、引き出し線の丸棒部の一端に設けた凹部に挿入してアーク溶接により接合している。このアルミ電解コンデンサでは、引き出し線と丸棒部との接合部に、銅と錫めっきとアルミニウムとが加熱されることで生成される銅と錫とアルミニウムの融合層が形成される。
しかしながら、特許文献１では、引き出しリード端子の丸棒部と錫めっき引き出し線との接続部に生成された融合層からウィスカが発生することがある。このウィスカは錫の繊維状結晶であり、直径が１μｍに対して１ｍｍ以上の長さ以上に達することがある。このウィスカの発生によって、最悪の場合には一対の引き出しリード端子間が短絡する虞れがある。また、基板上に落下して他の電子部品間及び基板パターン間を短絡させる虞れがある。
このウィスカの発生または成長を抑制する技術としては、従来より種々のものが提案されている。特許文献２では、コンデンサのリード線をアルカリ性の洗浄液で洗浄している。この洗浄液を除去した後、加熱処理することによりウィスカの発生を防止する。特許文献３では、アルミニウム製の丸棒にＣＰ線を溶接によって接続する溶接部に防水皮膜を設け、この防水皮膜によりウィスカの成長を抑制する。特許文献４では、真空状態にして不活性化ガスを充填し、高温加熱処理を行う。これによって、コンデンサリード線の溶接部の内部応用力を緩和させ、ウィスカが溶接部分に発生することを防止する。
しかしながら、特許文献２，４では、ウィスカの発生を完全に防止することはできず効果は不十分であった。また、特許文献３では、成長するウィスカが樹脂を突き破り、樹脂外部へウィスカが現れる可能性があり効果は不十分であった。
本発明は上述した課題を解決するためになされたものである。その目的は、鉛を使用しない引き出しリード端子を用いたアルミ電解コンデンサにおいて、引き出しリード端子において、ウィスカの発生及び成長を抑制したコンデンサを提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決するべく、引き出しリード端子をコーティングする材料を選定した結果、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明の電解コンデンサは、陽極箔及び陰極箔に接続するアルミニウム線と、アルミニウム線の端部に形成された接続部と、接続部に接合した引き出し線とからなる引き出しリード端子を備える電解コンデンサである。前記引き出しリード端子の接続部の表面には、鱗片状充填材を含有した液状硬化性樹脂を塗布または充填し、硬化させた樹脂層を形成している。
すなわち、本発明の電解コンデンサは、陽極箔及び陰極箔に接続するアルミニウム線と、アルミニウム線の端部に形成された接続部と、接続部に接合した引き出し線とからなる引き出しリード端子を備える電解コンデンサである。前記引き出しリード端子の接続部の表面には、鱗片状充填材を含有した液状硬化性樹脂を塗布または充填し、硬化させた樹脂層を形成している。
また、本発明のコンデンサは、以下のような形態も含んでも良い。
（１）鱗片状充填材の平均アスペクト比が７０以上である。
（２）液状硬化性樹脂に鱗片状充填材を１ｗｔ％以上且つ５０ｗｔ％以下含有する。
（３）液状硬化性樹脂が、付加硬化型シリコーン、縮合硬化型シリコーン、付加硬化型変性シリコーン、縮合硬化型変性シリコーンである。
（４）鱗片状充填材が、金雲母、白雲母、セリサイト等の天然マイカ、フッ素金雲母、カリウム四ケイ素雲母、ナトリウム四ケイ素雲母、ナトリウムテニオライト、リチウムテニオライト等の合成マイカ、モンモリロナイト等の天然スメクタイト、ナトリウムヘクトライト、リチウムヘクトライト、サポナイト等の合成スメクタイトである。
（５）鱗片状充填材が疎水処理されている。
（１）鱗片状充填材の平均アスペクト比が７０以上である。
（２）液状硬化性樹脂に鱗片状充填材を１ｗｔ％以上且つ５０ｗｔ％以下含有する。
（３）液状硬化性樹脂が、付加硬化型シリコーン、縮合硬化型シリコーン、付加硬化型変性シリコーン、縮合硬化型変性シリコーンである。
（４）鱗片状充填材が、金雲母、白雲母、セリサイト等の天然マイカ、フッ素金雲母、カリウム四ケイ素雲母、ナトリウム四ケイ素雲母、ナトリウムテニオライト、リチウムテニオライト等の合成マイカ、モンモリロナイト等の天然スメクタイト、ナトリウムヘクトライト、リチウムヘクトライト、サポナイト等の合成スメクタイトである。
（５）鱗片状充填材が疎水処理されている。
以上のような本発明によれば、引き出し線の接続部に樹脂を塗布または充填することで、ウィスカの発生を抑制することが可能となる。また、たとえ、樹脂内でウィスカが発生し成長したとしても、液状硬化性樹脂内の鱗片状充填材によって、樹脂表面方向へウィスカが成長し表出することを抑制することができる。
以下、本発明に係る電解コンデンサの実施例を図面を参照して説明する。なお、背景技術や課題で既に説明した内容と共通の前提事項は適宜省略する。
［１－１．電解コンデンサの構成］
図１は、本実施形態における電解コンデンサの断面図を示したものである。図１の符号１は、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子を示している。コンデンサ素子１は、駆動用電解質または固体電解質と共に外装ケース２内に収納して構成される。コンデンサ素子１の陽極箔及び陰極箔には電極が設けられる（図示せず）。この陽極箔及び陰極箔の電極は、外部と接続するための引き出しリード端子３と接続される。
図１は、本実施形態における電解コンデンサの断面図を示したものである。図１の符号１は、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子を示している。コンデンサ素子１は、駆動用電解質または固体電解質と共に外装ケース２内に収納して構成される。コンデンサ素子１の陽極箔及び陰極箔には電極が設けられる（図示せず）。この陽極箔及び陰極箔の電極は、外部と接続するための引き出しリード端子３と接続される。
引き出しリード端子３は、アルミニウム線４、接続部５及び引き出し線６の３つの部分より構成される。このアルミニウム線４は、陽極箔と陰極箔とに接続する。このアルミニウム線４の端部には、接続部５が一体形成される。接続部５には、錫を主体とした金属めっきを形成した引き出し線６が接続される。接続部５と引き出し線６との接続方法としては、種々の方法が利用できる。例えば、接続部５に形成された凹部に引き出し線６に挿入してアーク溶接することにより接続しても良い。
接続部５の表面は、樹脂層７によりコーティングされている。この樹脂層７は、鱗片状充填材を１ｗｔ％以上含有する液状硬化性樹脂を塗布し硬化させたものである。図１に示すように、接続部５にコーティングした引き出しリード端子３を、封口体９の貫通孔８に挿入する。引き出し線６と貫通孔８との隙間には、液状硬化性樹脂を充填し硬化させて樹脂層７を形成する。
この樹脂層７は、貫通孔８と引き出し線６の隙間に液状硬化性樹脂を充填するものである。そのため、図２に示すように、引き出し線６が挿入される貫通孔８のみでなく、封口体９の引き出し線６導出側一面にはみ出るように液状硬化性樹脂を充填しても良い。また、封口体９に貫通孔８同士を繋ぐように帯状の凹部を設け、そこに液状硬化性樹脂を流し込んでも良い。すなわち、貫通孔８を含む封口体９表面の一部または全面に充填してもよい。
この樹脂層７は、貫通孔８と引き出し線６の隙間に液状硬化性樹脂を充填するものである。そのため、図２に示すように、引き出し線６が挿入される貫通孔８のみでなく、封口体９の引き出し線６導出側一面にはみ出るように液状硬化性樹脂を充填しても良い。また、封口体９に貫通孔８同士を繋ぐように帯状の凹部を設け、そこに液状硬化性樹脂を流し込んでも良い。すなわち、貫通孔８を含む封口体９表面の一部または全面に充填してもよい。
［１－２．液状硬化性樹脂の種類］
本発明の液状硬化性樹脂は特に限定されず、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ハイブリッドシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンアクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。特にシリコーン樹脂の中でも付加硬化型シリコーン、縮合硬化型シリコーン、付加硬化型変性シリコーン、縮合硬化型変性シリコーンや、ハイブリッドシリコーン樹脂が耐熱性、耐候性の点から好ましい。
本発明の液状硬化性樹脂は特に限定されず、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ハイブリッドシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンアクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。特にシリコーン樹脂の中でも付加硬化型シリコーン、縮合硬化型シリコーン、付加硬化型変性シリコーン、縮合硬化型変性シリコーンや、ハイブリッドシリコーン樹脂が耐熱性、耐候性の点から好ましい。
本液状硬化性樹脂には、必要に応じて他の任意成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。任意の成分としては、以下（１）～（６）の様なものがある。
（１）乾式シリカ、湿式シリカ、焼成シリカ、結晶性シリカ、酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウム、カーボンブラック等の無機充填材
（２）（１）の充填材をオルガノハロシラン、オルガノアルコキシシラン、オルガノシラザン等の有機ケイ素化合物により処理した充填材
（３）シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の有機樹脂微粉末
（４）銀、銅等の導電性金属粉末
（５）トルエン、キシレン等の希釈剤
（６）その他、染料、顔料など
（１）乾式シリカ、湿式シリカ、焼成シリカ、結晶性シリカ、酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウム、カーボンブラック等の無機充填材
（２）（１）の充填材をオルガノハロシラン、オルガノアルコキシシラン、オルガノシラザン等の有機ケイ素化合物により処理した充填材
（３）シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の有機樹脂微粉末
（４）銀、銅等の導電性金属粉末
（５）トルエン、キシレン等の希釈剤
（６）その他、染料、顔料など
また、液状硬化性樹脂に、液状硬化性樹脂を塗布又は充填した部位の範囲を判別できる処理を施してもよい。例えば、色素を含有させる処理を行い視認性を向上させる。または、引き出しリード端子を構成する元素と異なる元素を混入する。この元素確認によって液状硬化性樹脂を塗布又は充填できる。このようにすることによって、製造工程において、液状硬化性樹脂が適切に塗布又は充填されているかを検査することが容易となる。
［１－３．鱗片状充填材の種類］
本発明の鱗片状充填材はウィスカ成長抑制のための原料である。鱗片状充填材としては特に限定されず、金雲母、白雲母、セリサイト等の天然マイカ、フッ素金雲母、カリウム四ケイ素雲母、ナトリウム四ケイ素雲母、ナトリウムテニオライト、リチウムテニオライト等の合成マイカ、モンモリロナイト等の天然スメクタイト、ナトリウムヘクトライト、リチウムヘクトライト、サポナイト等の合成スメクタイト、ベントナイト、タルク、膨張黒鉛、アルミニウムシリケート、マグネシウムシリケート、ベーマイト、クレー、珪藻土、カーボンブラック、シリカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、金属酸化物、グラファイト、水酸化アルミニウム等が挙げられる。特に、安価な白雲母などの天然マイカ類、合成マイカ類は、アスペクト比の調整が容易であるため好ましい。これらの鱗片状充填材は、添加重量に比して大きな平面部を有している。そのため、少量の鱗片状充填材を樹脂へ添加することで、ウィスカの成長時に平面部が衝突する確率が高くなり、ウィスカ成長を抑制することができる。逆に、大きな平面部を有していない球状や針状の充填材では、ウィスカが衝突しても充填材が退けられたり、ウィスカが充填材を避けて成長してしまうため、ウィスカの成長を効果的に抑制することができない。
本発明の鱗片状充填材はウィスカ成長抑制のための原料である。鱗片状充填材としては特に限定されず、金雲母、白雲母、セリサイト等の天然マイカ、フッ素金雲母、カリウム四ケイ素雲母、ナトリウム四ケイ素雲母、ナトリウムテニオライト、リチウムテニオライト等の合成マイカ、モンモリロナイト等の天然スメクタイト、ナトリウムヘクトライト、リチウムヘクトライト、サポナイト等の合成スメクタイト、ベントナイト、タルク、膨張黒鉛、アルミニウムシリケート、マグネシウムシリケート、ベーマイト、クレー、珪藻土、カーボンブラック、シリカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、金属酸化物、グラファイト、水酸化アルミニウム等が挙げられる。特に、安価な白雲母などの天然マイカ類、合成マイカ類は、アスペクト比の調整が容易であるため好ましい。これらの鱗片状充填材は、添加重量に比して大きな平面部を有している。そのため、少量の鱗片状充填材を樹脂へ添加することで、ウィスカの成長時に平面部が衝突する確率が高くなり、ウィスカ成長を抑制することができる。逆に、大きな平面部を有していない球状や針状の充填材では、ウィスカが衝突しても充填材が退けられたり、ウィスカが充填材を避けて成長してしまうため、ウィスカの成長を効果的に抑制することができない。
鱗片状充填材の形状としては、平均アスペクト比が７０以上であることが望ましい。平均アスペクト比が７０以上であると、ウィスカの成長抑制効果が高く、ウィスカの樹脂表面からの表出を効果的に防止できる。また、平均粒子径は特に限定されないが、１０００μｍ以下が好ましく、より好ましくは２００μｍ以下である。鱗片状充填材の平均粒子径が１０００μｍより大きいと、液状硬化性樹脂の塗布、成型性が著しく低下する。
また、鱗片状充填材は、液状硬化性樹脂に対し１ｗｔ％以上且つ５０ｗｔ％以下の範囲で添加される。充填材の添加量が１ｗｔ％未満であると十分に効果を発揮することができず、５０ｗｔ％より多いと樹脂の塗布が困難になったり、成型性が著しく低下するからである。
また、鱗片状充填材は、液状硬化性樹脂に対し１ｗｔ％以上且つ５０ｗｔ％以下の範囲で添加される。充填材の添加量が１ｗｔ％未満であると十分に効果を発揮することができず、５０ｗｔ％より多いと樹脂の塗布が困難になったり、成型性が著しく低下するからである。
これらの鱗片状充填材は、シランカップリング剤や４級アンモニウム塩、ポリエーテル等の表面処理剤で疎水化処理しても良い。疎水化処理をすることにより、充填材の表面エネルギーが下がり、液状硬化性樹脂と混ざりやすくなり、樹脂組成物の粘度を下げる効果がある。
また、鱗片状充填材は、液状硬化性樹脂への分散が可能であれば、紛体、溶液分散タイプ、造粒品等のいずれの形態も使用可能である。鱗片状充填材として、いずれの形態でも使用することができるので、様々なタイプの鱗片状充填材を添加することができる。
また、鱗片状充填材は、液状硬化性樹脂への分散が可能であれば、紛体、溶液分散タイプ、造粒品等のいずれの形態も使用可能である。鱗片状充填材として、いずれの形態でも使用することができるので、様々なタイプの鱗片状充填材を添加することができる。
［２．作用効果］
上記のような構成を有する本実施形態の樹脂層７の液状硬化性樹脂には、鱗片状充填材が添加されている。そのため、接続部５においてウィスカが発生し、樹脂層７側に成長したとしても、樹脂層７内部の鱗片状充填材に先端が当たることにより、それ以上のウィスカの成長を防止することができる。
上記のような構成を有する本実施形態の樹脂層７の液状硬化性樹脂には、鱗片状充填材が添加されている。そのため、接続部５においてウィスカが発生し、樹脂層７側に成長したとしても、樹脂層７内部の鱗片状充填材に先端が当たることにより、それ以上のウィスカの成長を防止することができる。
続いて、以下のように構成した実施例及び比較例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。
［１．実施例１～４］
（実施例１）
本実施例１では、液状硬化性樹脂として、付加硬化型シリコーンを使用する。この付加硬化型シリコーンは、以下の（１）～（５）の成分を均一に混合することにより調製したものである。
（１）粘度が６００ｍＰａ・ｓである分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ビニル基の含有量＝０.３８重量％）１００重量部
（２）ヘキサメチルジシラザンにより表面を疎水化処理された比表面積が２００ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ１１．４重量部、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン５．７１重量部
（３）粘度が１．９ｍＰａ・ｓである両末端トリメチルシロキシ封鎖メチルハイドロジェンシロキサン（ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０．７２重量％）２．５９重量部（上記オルガノポリシロキサンおよびアクリロキシプロピルトリメトキシシランのアルケニル基に対するケイ素原子結合水素原子のモル比は１．００である。）
（４）白金濃度が０．５重量％である白金とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体２．２９重量部
（５）ヤマグチマイカ社製白雲母Ｂ－８２（平均粒子径１８０μｍ、アスペクト比分布５～３８８、平均アスペクト比１００）３６．６重量部
上記のように調製した付加硬化型シリコーンを引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
（実施例１）
本実施例１では、液状硬化性樹脂として、付加硬化型シリコーンを使用する。この付加硬化型シリコーンは、以下の（１）～（５）の成分を均一に混合することにより調製したものである。
（１）粘度が６００ｍＰａ・ｓである分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ビニル基の含有量＝０.３８重量％）１００重量部
（２）ヘキサメチルジシラザンにより表面を疎水化処理された比表面積が２００ｍ2／ｇであるヒュームドシリカ１１．４重量部、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン５．７１重量部
（３）粘度が１．９ｍＰａ・ｓである両末端トリメチルシロキシ封鎖メチルハイドロジェンシロキサン（ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０．７２重量％）２．５９重量部（上記オルガノポリシロキサンおよびアクリロキシプロピルトリメトキシシランのアルケニル基に対するケイ素原子結合水素原子のモル比は１．００である。）
（４）白金濃度が０．５重量％である白金とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体２．２９重量部
（５）ヤマグチマイカ社製白雲母Ｂ－８２（平均粒子径１８０μｍ、アスペクト比分布５～３８８、平均アスペクト比１００）３６．６重量部
上記のように調製した付加硬化型シリコーンを引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
（実施例２）
本実施例２では、液状硬化性樹脂として、実施例１と同様に付加硬化型シリコーンを使用する。実施例２の付加硬化型シリコーンは、実施例１の（１）～（４）と以下の（５）の成分とを均一に混合することにより調製したものである。
（５）ヤマグチマイカ社製白雲母ＹＭ－２１Ｓ（平均粒子径２３μｍ、アスペクト比分布６～４５４、平均アスペクト比７０）３６．６重量部
上記のように調製した付加硬化型シリコーンを引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
本実施例２では、液状硬化性樹脂として、実施例１と同様に付加硬化型シリコーンを使用する。実施例２の付加硬化型シリコーンは、実施例１の（１）～（４）と以下の（５）の成分とを均一に混合することにより調製したものである。
（５）ヤマグチマイカ社製白雲母ＹＭ－２１Ｓ（平均粒子径２３μｍ、アスペクト比分布６～４５４、平均アスペクト比７０）３６．６重量部
上記のように調製した付加硬化型シリコーンを引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
（実施例３）
本実施例３では、液状硬化性樹脂として、付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を使用する。この付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物は、以下の（１）～（５）の成分を均一に混合することにより調製したものである。
（１）両末端にビニル基を有するポリイソブチレン（カネカ社製、エピオンＥＰ２００Ａ、粘度：５０，０００ｍＰａ・ｓ）１００部
（２）ヒドロシリル架橋剤（カネカ社製、ＣＲ－３００）２０重量部、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン２．０重量部
（３）白金濃度が０．５重量％である白金とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体２．０重量部
（４）ヤマグチマイカ社製白雲母Ｂ－８２（平均粒子径１８０μｍ、アスペクト比分布５～３８８、平均アスペクト比１００）３７．２重量部
上記のように調製した付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
本実施例３では、液状硬化性樹脂として、付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を使用する。この付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物は、以下の（１）～（５）の成分を均一に混合することにより調製したものである。
（１）両末端にビニル基を有するポリイソブチレン（カネカ社製、エピオンＥＰ２００Ａ、粘度：５０，０００ｍＰａ・ｓ）１００部
（２）ヒドロシリル架橋剤（カネカ社製、ＣＲ－３００）２０重量部、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン２．０重量部
（３）白金濃度が０．５重量％である白金とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体２．０重量部
（４）ヤマグチマイカ社製白雲母Ｂ－８２（平均粒子径１８０μｍ、アスペクト比分布５～３８８、平均アスペクト比１００）３７．２重量部
上記のように調製した付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
（実施例４）
本実施例４では、液状硬化性樹脂として、実施例３と同様に付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を使用する。実施例４の付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物は、実施例３の（１）～（３）と以下の（４）の成分とを均一に混合することにより調製したものである。
（４）ヤマグチマイカ社製白雲母ＹＭ－２１Ｓ（平均粒子径２３μｍ、アスペクト比分布６～４５４、平均アスペクト比７０）３７．２重量部
上記のように調製した付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
本実施例４では、液状硬化性樹脂として、実施例３と同様に付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を使用する。実施例４の付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物は、実施例３の（１）～（３）と以下の（４）の成分とを均一に混合することにより調製したものである。
（４）ヤマグチマイカ社製白雲母ＹＭ－２１Ｓ（平均粒子径２３μｍ、アスペクト比分布６～４５４、平均アスペクト比７０）３７．２重量部
上記のように調製した付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
［２．比較例１～３］
（比較例１）
比較例１では、液状硬化性樹脂として、付加硬化型シリコーンを使用する。この付加硬化型シリコーンは、実施例１，２の（５）の成分を添加しない点以外は実施例１，２と同様に作製したものである。すなわち、実施例１，２の（１）～（４）の成分を均一に混合することにより付加硬化型シリコーンを調製した。この付加硬化型シリコーンを引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
（比較例１）
比較例１では、液状硬化性樹脂として、付加硬化型シリコーンを使用する。この付加硬化型シリコーンは、実施例１，２の（５）の成分を添加しない点以外は実施例１，２と同様に作製したものである。すなわち、実施例１，２の（１）～（４）の成分を均一に混合することにより付加硬化型シリコーンを調製した。この付加硬化型シリコーンを引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
（比較例２）
比較例２では、液状硬化性樹脂として、付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を使用する。この付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物は、実施例３及び実施例４の（４）を添加しない点以外は実施例３，４と同様に作製したものである。すなわち、実施例３及び実施例４の（１）～（３）の成分を均一に混合することにより付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を調製した。この付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
比較例２では、液状硬化性樹脂として、付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を使用する。この付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物は、実施例３及び実施例４の（４）を添加しない点以外は実施例３，４と同様に作製したものである。すなわち、実施例３及び実施例４の（１）～（３）の成分を均一に混合することにより付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を調製した。この付加硬化型ポリイソブチレン－シリコーンハイブリッド組成物を引き出しリード端子３の接続部５に塗布し、樹脂層７を形成した。その後、このリード端子３を用いて、１０個の電解コンデンサを作製した。
（比較例３）
比較例３では、液状硬化性樹脂を引き出しリード端子３に塗布せず、１０個の電解コンデンサを作製した。すなわち、液状硬化性樹脂をコーティングする樹脂層７を形成しなかった比較例である。
比較例３では、液状硬化性樹脂を引き出しリード端子３に塗布せず、１０個の電解コンデンサを作製した。すなわち、液状硬化性樹脂をコーティングする樹脂層７を形成しなかった比較例である。
［３．比較結果］
表１は、上記の方法により構成された実施例１～４及び比較例１，２の各コンデンサについて、４０００時間及び５０００時間経過後に１０個のコンデンサのうち、樹脂表面にウィスカが表出した個数を表わしている。比較例３については、接続部でのウィスカの発生した個数を表したものである。
表１は、上記の方法により構成された実施例１～４及び比較例１，２の各コンデンサについて、４０００時間及び５０００時間経過後に１０個のコンデンサのうち、樹脂表面にウィスカが表出した個数を表わしている。比較例３については、接続部でのウィスカの発生した個数を表したものである。
また、表１では、５０００時間経過後の表面状態を表わしている。表中○は、ウィスカが樹脂表面付近に見られない状態である。表中×は、樹脂外部に表出するウィスカはないが、ウィスカが樹脂表面付近に存在する状態、または、ウィスカが接続部に存在する状態である。
鱗片状充填材を添加した樹脂を塗布した実施例１～４の引き出しリード端子では、４０００時間経過後のみならず、５０００時間経過後においても樹脂表面からウィスカが表出しないことが判る。また、表中の○及び×で示すように、実施例１～４は、ウィスカが樹脂表面付近に見られない状態である。
一方、比較例１，２では、鱗片状充填材を添加しない樹脂を塗布しているが、４０００時間経過した時点で、１個のリード端子の樹脂表面からウィスカが表出することが判る。その後、５０００時間経過した時点で、樹脂の表面からウィスカが表出したコンデンサの数は２個となる。
また、表中に記載はないが、接続部５に樹脂を塗布しない比較例３の引き出しリード端子では、５００時間経過時点でウィスカが接続部表面に発生する。その後４０００時間経過後では１０個中７個のコンデンサにおいて、接続部にウィスカが発生することがわかる。その後、５０００時間経過した時点で、樹脂の表面からウィスカが表出したコンデンサの数は８個となる。
以上より、樹脂層を有する比較例１，２と樹脂層を設けない比較例３とを比較すると、接続部に樹脂を塗布することで、ウィスカの発生を抑制することが可能となることがわかる。
また、実施例１～４と比較例１，２とを比較すると判るように、鱗片状充填材を含有した液状硬化樹脂を塗布し、樹脂層を形成することにより、樹脂内でウィスカが発生し、ウィスカが成長したとしても、鱗片状充填材によって、樹脂表面方向へウィスカが成長して表出する。
また、実施例１～４と比較例１，２とを比較すると判るように、鱗片状充填材を含有した液状硬化樹脂を塗布し、樹脂層を形成することにより、樹脂内でウィスカが発生し、ウィスカが成長したとしても、鱗片状充填材によって、樹脂表面方向へウィスカが成長して表出する。
１ … コンデンサ素子
２ … 外装ケース
３ … 引き出しリード端子
４ … アルミニウム線
５ … 接続部
６ … 引き出し線
７ … 樹脂層
８ … 貫通孔
９ … 封口体
２ … 外装ケース
３ … 引き出しリード端子
４ … アルミニウム線
５ … 接続部
６ … 引き出し線
７ … 樹脂層
８ … 貫通孔
９ … 封口体
Claims (6)
- 陽極箔及び陰極箔に接続するアルミニウム線と、アルミニウム線の端部に形成された接続部と、接続部に接合した引き出し線とからなる引き出しリード端子を備える電解コンデンサであって、
前記引き出しリード端子の接続部の表面に、鱗片状充填材を含有した液状硬化樹脂を塗布または充填し、硬化させた樹脂層を形成したことを特徴とする電解コンデンサ。 - 前記鱗片状充填材の平均アスペクト比が７０以上であることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ。
- 前記液状硬化性樹脂が前記鱗片状充填材を１ｗｔ％以上且つ５０ｗｔ％以下含有したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電解コンデンサ。
- 前記液状硬化性樹脂が、付加硬化型シリコーン、縮合硬化型シリコーン、付加硬化型変性シリコーン、縮合硬化型変性シリコーンであることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ。
- 前記鱗片状充填材が、金雲母、白雲母、セリサイト等の天然マイカ、フッ素金雲母、カリウム四ケイ素雲母、ナトリウム四ケイ素雲母、ナトリウムテニオライト、リチウムテニオライト等の合成マイカ、モンモリロナイト等の天然スメクタイト、ナトリウムヘクトライト、リチウムヘクトライト、サポナイト等の合成スメクタイトであることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ。
- 前記鱗片状充填材が疎水処理されていることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ。
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