JPS5895811A - チツプ状アルミ電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウムよりなる電極箔間にセパレータを
介在させて巻回することによりコンデンサ素子を構成し
、そのコンデンサ素子に駆動用電解液（以後、ペースト
という）を含浸させてケース内に封入したチップ状アル
ミ電解コンデンサに関するものである。

従来、チップ部品は産業用を主としたハイブリッド１Ｃ
への組込み用として使用されていたが、近年小形薄形の
ラジオ受信機付録音機、テレビジョン受像機用電子チュ
ーナ、音響機器、さらには携帯用ビデオテープレコーダ
やビデオカメラなどの例に見られるように民生用機器に
おいて、需要を大幅に伸ばしており、今後も大幅に需要
が伸びるものと推定されている。この急激な需要の伸び
の原因はチップ部品が小形薄形化に適しており、リード
線が不要な形態のだめに信頼性も高まるとともに、数百
側〜数千個のチップ部品が同時にマウントできる実装装
置が開発されて飛躍的に生産性があがっていることが大
きな要因である。

このような現状において、チップ部品には現在抵抗、ヒ
ユーズ抵抗、磁器コンデンサ、タンタルコンデンサ、マ
イカコンデンサ、コイル、クロスコンダクタ−、ダイオ
ード等があるが、コンデンサの中でもフィルムコンデン
サとアルミ電解コンデンサだけが開発されていない状態
である。これはフィルムコンデンサではフィルムが熱に
耐えられないことや電極引出し線の溶接にメタリコンが
使用されているために熱に耐えられないことによる。ま
た、アルミ電解コンデンサにおいては、駆動用電解液を
含有しているために、ハンダ浸漬時の熱によるペースト
の変質やペーストの沸騰による内圧上昇により封口部が
損傷するため、チップ部品として他の部品と同様に実装
できない、すなわちアルミ電解コンデンサｈチ、プ部品
として使用できないという弱点を有しているからである
。

このようなことから、チップ部品が必要な場合には、ア
ルミ電解コンデンサの範囲ではチップ状メンタル固体電
解コンデンサが使用されている。

このようにチップ状コンデンサとしては、小容量範囲で
は磁器コンデンサが使用され、それにつづく容量範囲よ
シ大容量範囲までには、タンクル大容量範囲が必要な場
合はタンタル固体電解コンデンサを数個並列で使用して
いる。

一方、アルミ電解コンデンサが一般に使われている大容
量範囲で、チップ状タンタル電解コンデンサを使用した
場合、メンタル金属はアルミニウム金属に比較し、金属
の地球に存在する量が極めて少なく、クラーク数からみ
れば、アルミニウムは７．６６で０．Ｓｌに続いて３位
に対し、タンタルは２１×１σ４で６６位と量の上でも
４万分の１と少なく、高価な金属であり、またタンタル
は安定な金属であるがため、アルミニウムのように簡単
にエツチング、化成ができなく、また化成皮膜も完全な
ものが生成しにくいため、大容量のタンタルコンデンサ
になる程電極として大面積が必要となり、コンデンサと
して高価で、しかも大面積になるにしだがって、電極の
皮膜の損傷部が多くなるだめ、製造の収率が悪くなると
いう工業上大きな課題があった。

このような背景のもと、アルミ電解コンデンサのチップ
化検討を行った。チップ化の大きな問題はアルミ電解コ
ンデンサがペーストを含有しているため、ハンダ浸漬時
に高温になることによりコンデンサが損傷し作動しなく
なることである。まだ、このハンダ浸漬の時間と温度は
、２６０℃のハンダ中に１０秒浸漬し、コンデンサが損
傷も受けずに正常に作動しなければならない。

この最大の課題である耐熱対策として、■　コンデンサ
素子（ペースト含有）が熱に耐える。

■　熱がコンデンサ素子に伝わらないように外装を行う
。

０２通シが考えられる。

■のコンデンサ素子が熱に耐えるようにするにはペース
トの材料面から変更しなければならず、このペーストは
一般に溶媒が高温に耐えられなく沸騰したり溶質が分解
重合等の変質があり、この材料面を変えることはペース
トの性質が大幅に変わり、基礎材料開発から困難な課題
を有している。

一方、■の熱をコンデンサ素子に伝わらないようにする
ために、熱伝導性の低い材質での被覆や構造にすること
を種々検討した。

この検討の結果、本発明においては従来のアルミ電解コ
ンデンサに耐熱チューブを外装被覆し、さらにチューブ
の開口部より電極リード線を引出すとともに、゛樹脂を
充填硬化させ、さらに王冠状の金属キャップを冠せ、そ
の金属キャップにＩＪ−ド線を接続することにより構成
したもので、２６０℃のハンダ槽中に１０秒浸漬しても
耐えられる耐熱構造で、かつフェイスボンディング可能
なり一ドレス構造となる。以下、本発明の実施例につい
て、図面とともに説明する。

まず、従来のアルミ電解コンデンサがハンダ浸漬時の熱
に耐え得るかどうかの試験を行った。

２６０℃の溶融ハンダ中へ定格１６Ｗ、Ｖ、１０μＦで
寸法４ｕψ×７ＭＬのリード線同一方向型の製品を６秒
および１０秒浸漬し、外観を判定した。試験数は各２０
個づつで行った。この結果を表１に示す。

表１ この表１に示すように、現行のアルミ電解コンデンサで
は、ノ・ンダ浸漬に耐えることができないことが判る。

次に、前述した本発明の構造において、ノ・ンダの熱を
内部のコンデンサ素子に伝えなくするだめの耐熱性を有
し、しかも熱伝導性の低い材質の検討を行った。この結
果を表２に示す。

（以下余白） 表２ この表２から判るように、耐熱外装材としてはエポキシ
樹脂、シリコン樹脂、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化
エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂、ポリイミド
樹脂等が適しており、これらの樹脂による外装を検討し
た。

第１図、第２図、第３図で示すように耐熱外装チューブ
として使用する場合、耐熱性、断熱性の他に作業性の良
い可撓性を有し、コンデンサが挿入し易いものでなけれ
ばならない。このような耐熱外装チューブにはシリコン
樹脂、四フッ化エチレン樹脂および四フッ化エチレンー
六フッ化プロピレン共重合樹脂が耐熱性、断熱性および
可撓性を有し最適である。

また、第２図、第３図に示すように、外装チューブの両
端開口部に注入し封口する樹脂としては耐熱性を有し硬
化作業性の良い材質である必要があり、これに適するも
のとしては、エポキシ樹脂がある。このエポキシ樹脂の
種類には熱硬化型と紫外線硬化型等があり、作業性もす
ぐれている。

一方、ポリイミド樹脂は硬化時に３００〜６００℃程度
の高温にしなければならず、適していない。丑だ、シリ
コン樹脂は溶剤等が浸入し易く、封口部から内部に侵入
し腐食等の害を生じさせるので適していない。

第１図〜第３図に本発明の実施例によるチップ状アルミ
電解コンデンサを示しており、第１図は本発明の実施例
によるチップ状アルミ電解コンデンサの外観斜視図、第
２図および第３図はそれぞれリード線両方向型、リード
線同一方向型の従来のアルミ電解コンデンサを用いた場
合の本発明の実施例によるチップ状アルミ電解コンデン
サの内部構造を示す断面図であり、それぞれペーストを
含有したコンデンサ素子１をアルミニウムのケース２と
弾性封口体３で封着した従来のアルミ電解コンデンサを
使用し、その外周部を耐熱外装チューブ４により被覆し
、その両端開口部にエポキシ樹脂６を充填硬化させると
ともに、外部リード線６．７を両端開口部よシ外部に引
出し、さらに両端部に王冠状金属キャップ８，９を冠せ
外部リード線６，７とそれぞれ接続することにより構成
したものである。特に、第３図に示すリード線同一方向
型のコンデンサを使用した場合、外部リード線７を逆方
向へ引出す必要があるが、耐熱外装チューブ４は可撓性
があり、自由に被覆できる・また、王冠状金属キャップ
８，９はハンダ付可能な金属か、または表面に〜・ンダ
付可能な処理を行ったものである。

次に、具体的な実施例を説明する。

耐熱外装チューブとして、四フッ化エチレンー六フッ化
ポリプロピレン共重合体樹脂製の肉厚Ｑ、５ｇのものを
使用し、形状として第３図のようにエポキシ樹脂を充填
硬化させて構成し、そして内部のアルミ電解コンデンサ
として外径４Ｗｔ！Ｌφの製品を使用した。この時、チ
ップ状アルミ電解コンデンサの外形寸法は、直径６．６
８で長さ１ＱＭの円柱形である。

このチップ状アルミ電解コンデンサを２６０℃のハンダ
中に浸漬した場合の内部のコンデンサ素子の温度を測定
した。この測定では、熱電対をコンデンサ素子内に入れ
、さらに別の熱電対をチップ状アルミ電解コンデンサの
外装体の外側に接触させて固定したものを各チップ状ア
ルミ電解コンデンサごとに２６０℃のノ・ンダ中へ１０
秒浸漬し、時間と温度を測定した。この結果を第４図に
示している。

この第４図から判るように、コンデンサ素子内部は最高
１４０℃までしか温度上昇せず、ペーストを含有したコ
ンデンサ素子も熱の影響を受けずに耐えることができる
。

また、このようにして構成したチップ状アルミ電解コン
デンサにおいて、耐熱外装チューフトシて四フッ化エチ
レン樹脂、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重
合樹脂およびシリコン樹脂を用い、それぞれ第３図の構
成で定格６ｖ、２２μＦの製品を各３０個作製し、この
比較として耐熱外装チューブ被覆を行っていない製品を
３０個作製し、これらを２６０’Ｃのノ・ンダ中に１０
秒浸漬した。その後の外観および特性変化を表３に示す
。

この表３に示すように従来のコンデンサでは・・ンダ浸
債により封口部が突出ノくンクするのに対して、本発明
品では特性変化もほとんどなく、むしろｔａｎδ値にお
いては小さくなり、安定する。

次に、本発明によるチップ状アルミ電解コンデンサの代
表例として、耐熱外装チューブに四フ７化エチレンー六
フッ化プロピレン共重合樹脂を使用したものを２６ｏ℃
のノ・ンダ中に１０秒浸漬した後、１０５℃の高温試験
を行い、従来の製品との比較を行った。但し、従来の製
品は耐熱性がないため、・・ンダ浸漬は行わずに高温試
験を行った。

また、使用のアルミ電解コンデンサのコンデンサ素子は
、ともに同−口、トのもので、定格ｅＶ。

２２μＦ、数量は各２０個である。これらの試験結果を
表４に示す。なお、この表４の特性値（△Ｃａｐ　、　
ｔａｎδ、ＬＣ）において、ΔＣａｐとｊａｎδ値はｅ
　Ｖ　Ｄ、　Ｃ，負荷試験の値であり、ＬＣは１０６℃
無負荷試験のｅ　Ｖ　Ｄ、Ｃ，印加２分値である。

（ニス下塗白ン この表４から判るように本発明品は、１０５℃。

１ｏｏＯ時間後でも特性変化は極めて少ない。

以上のように本発明によるチップ状アルミ電解コンデン
サは可撓性耐熱外装チューブをコンデンサの外装チュー
ブとして用いてコンデンサを被覆し、開口部にエポキシ
樹脂を充填硬化させるとともに、王冠状金属キャップを
冠せて構成したものであり、従来からあるアルミ電解コ
ンデンサをそのまま活用でき、しかも２６０℃の−・ン
ダに１゜秒浸漬しても特性の劣化がなく、他のチップ部
品と同時に実装が可能であるという工業上における効果
が大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるチップ状アルミ電解コン
デンサの外観を示す斜視図、第２図は同コンデンサの内
部構造の一例を示す断面図、第３図は同コンデンサの内
部構造の他の例を示す断面図、第４図は本発明のチップ
状アルミ電解コンデンサの耐熱性の効果を示す特性図で
ある。 １・・・・・・コンデンサ素子、２・・・・・・ケース
、３・・・・・・弾性封口体、４・・・・・・耐熱外装
チューブ、６・・・・・・エポキシ樹脂、６，７・・・
・・・外部リード線、８，９・・・王冠状金属キャップ
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名４３ 第１図 第４図 時開

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動用電解液を含浸させたコンデンサ素子をケー
   ス内に封入してアルミ電解コンデンサを構成し、そのア
   ルミ電解コンデンサを可撓性の耐熱外装チューブにより
   被覆するとともに、その耐熱外装チューブの両端開口部
   に樹脂を充填し、かつその両端部に前記アルミ電解コン
   デンサのコンデンサ素子から引出した外部リード線が接
   続される王冠状金属キャップを配設したチップ状アルミ
   電解コンデンサ。
2. （２）耐熱外装チューブの材質が四フッ化エチレン樹Ｊ
   ＩＬ四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂
   、シリコン樹脂のいずれかである特許請求の範囲第１項
   に記載のチップ状アルミ電解コンデンサ。