WO2008029694A1

WO2008029694A1 - Condenser lead wire, its manufacturing method, and condenser using them

Info

Publication number: WO2008029694A1
Application number: PCT/JP2007/066833
Authority: WO
Inventors: Junji Yamane; Hiroshi Kurimoto; Kohei Harazono; Doyuu Hachisu; Takanao Saito; Hiroyuki Saikawa
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2009-03-07
Also published as: CN101512692A; JP2008091846A; CN101512692B; EP2061048A4; TW200820283A; JP4811246B2; US8184429B2; EP2061048A1; US20090323254A1

Description

明細書

コンデンサ用リード線及びその製造方法、並びにそれらを用いたコンデンサ

技術分野

[0001] 本発明は、コンデンサに用いるリード線及びその製造方法、並びにこのリード線を用いたコンデンサに関するもので、特にリード線を揷通する貫通孔を備えた封口体を有するコンデンサに関する。背景技術

[0002] 図 11は、従来の電解コンデンサの断面図である。従来の電解コンデンサのリード線 151は、図 11に示すように、アルミ線丸棒 152と、銅下地錫めつき鉄線（CP線)からなる外部端子 154とを接合したものである。コンデンサ素子 156は、リード線 151をァノレミニゥム等の弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔に夫々接合し、この陽極箔と陰極箔にセパレータを介在させて巻回したものである。

[0003] 外装ケース 160は、有底円筒状のアルミニウムからなり、この外装ケース 160に、コンデンサ素子 156、駆動用電解液や導電性高分子からなる固体電解質等の電解質 (図示せず）が収納される。

[0004] 外装ケース 160の開放端は、一対のリード線 151が揷通する貫通孔 162を備えたゴム弾性封口体 161を用いて封止され、電解コンデンサとしたものである。

[0005] このような電解コンデンサに用いる従来のリード線の製造方法としては、アルミ線丸棒 152と外部端子 154の端部をアーク溶接により接合したものがある。またアルミ線丸棒 152の端面に穴加工し、この穴内に外部端子 154を揷入後、ガスパーナで加熱しアルミ線丸棒 152と外部端子 154を接合したものもある。

[0006] なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献 1、特許文献 2、特許文献 3が知られている。

[0007] このような従来のアルミ線丸棒 152と外部端子 154の CP線をアーク溶接により直接接合する方法は、アルミ線丸棒 152の径が小さくなり外部端子 154との線径の相違力 S小さくなると、溶接条件の制御が難しぐアルミ線丸棒 152、外部端子 154が過剰に溶融し易くなり、接合部にノリや突起が生じる。

[0008] このようなリード線のバリや突起により、リード線を封口体の貫通孔に揷入する時に貫通孔に擦り傷が生じ、これがリード線と封口体の隙間となって駆動用電解液が漏れやすくなり電解コンデンサの信頼性が低下するという課題があった。

特許文献 1 :特開平 6— 310385号公報

特許文献 2 :特開平 6— 349687号公報

特許文献 3：特開 2002— 198259号公報

発明の開示

[0009] 本発明は、接合部のノリや突起の発生を抑制することによりコンデンサの信頼性を向上させるもので、本発明は、アルミ線丸棒の端部に断面凹形の金属キャップが嵌合された構成としたものである。

[0010] また、本発明のリード線の製造方法は、断面凹形の金属キャップをアルミ線丸棒の端部に嵌め込む嵌込み工程と、前記金属キャップの開口部と反対側の端部の外面と外部端子とを溶接する溶接工程と、を含む構成としたものである。

[0011] 本発明のリード線、及びリード線の製造方法によれば、外部端子は、直接金属キヤップと溶接することによって、外部端子と接合する金属の選択が容易にできる。このため、金属キャップと外部端子を接合する溶接条件が制御しやすい金属にすることができ、外部端子と金属キャップとの接合強度を保ちながら金属キャップの表面にバリ等の不良形状の発生を抑制することができる。

[0012] さらに、アルミ線丸棒は、金属キャップに嵌め込まれることによって、金属キャップとアルミ線丸棒の端部との接合面は金属キャップに被覆されるため、この接合面の接合状態による、アルミ線丸棒と外部端子との接合部の外観形状への悪影響を低減でき、バリ等の不良形状の発生を抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は本発明の一実施形態のリード線を用いた電解コンデンサの構成を示す断面図である。

[図 2]図 2は本発明の一実施形態のリード線が接合されたコンデンサ素子の展開斜視図である。園 3A]図 3Aは本発明の一実施形態のリード線の接合方法を示す工程斜視図である園 3B]図 3Bは本発明の一実施形態のリード線の接合方法を示す工程斜視図である園 3C]図 3Cは本発明の一実施形態のリード線の接合方法を示す工程斜視図である園 3D]図 3Dは本発明の一実施形態のリード線の接合方法を示す工程斜視図である園 4]図 4は本発明の一実施形態の電解コンデンサの構成を示す断面図である。園 5]図 5は本発明の一実施形態の電解コンデンサの下面斜視図である。

[図 6]図 6は本発明の一実施形態のコンデンサ素子の展開斜視図である。

[図 7]図 7は本発明の一実施形態の電解コンデンサの構成を示す断面図である。園 8A]図 8Aは本発明の他の一実施形態のリード線の接合方法を示す工程斜視図である。

園 8B]図 8Bは本発明の他の一実施形態のリード線の接合方法を示す工程斜視図である。

[図 9]図 9は本発明の一実施形態のフィルムコンデンサの構成を示す断面図である。園 10]図 10は本発明の一実施形態のフィルムコンデンサのコンデンサ素子の展開斜視図である。

[図 11]図 11は従来の電解コンデンサの構成を示す断面図である。

符号の説明

1 , 21 , 61 リード、線

2, 22, 62 アルミ線丸棒

3, 23, 63 金属キャップ

3a, 23a 端部

3b, 23b 開口部

4, 24, 24a, 64 外部端子

発明を実施するための最良の形態 [0015] (実施の形態 1)

まず、本発明のリード線の製造方法につ!/、て説明する。

[0016] 図 3A、図 3B、図 3C、図 3Dは、本発明のリード線の接合方法を示す工程斜視図であり、断面凹形の金属キャップを用いて、金属キャップをアルミ線丸棒の端部に嵌め込む嵌込み工程、金属キャップの開口部と反対側の端部の外面と外部端子とを溶接する溶接工程を順次示して!/、る。

[0017] 図 3Aは初期状態を示し、金属キャップ 3は、金属板をプレス加工することによって、開口部 3bと、その反対側のドーム状の端部 3aとを備え、開口部 3bと端部 3aとを結ぶ軸方向の断面が凹形としたものである。

[0018] 外部端子 4は、鉄、ニッケル、または銅の単体、鉄合金、ニッケル合金、または銅合金などからなる金属基材の線または板である。また、外部端子 4は、めっき層が形成されていてもよぐめっき層として、例えば回路基板との接続のために錫（Sn)単体、あるいは Snに Ag、 Bi、 In、 Pbなどが添加された錫合金からなる錫系めつきを用いること力 Sでさる。

[0019] 次に図 3Bに示すように、アルミ線丸棒 2の端部は、金属キャップ 3の内周に係合するようにプレス加工、またはガラ掛け研磨等によりトリミングする。その後、図 3Cに示すように、金属キャップ 3をアルミ線丸棒 2の端部に嵌め込む。

[0020] 図 3Dにおいて、溶接用の電極（図示せず）を外部端子 4とアルミ線丸棒 2に夫々接続し、アーク溶接、抵抗溶接等の電気溶接を用いて、外部端子 4と金属キャップ 3との接合を行い、アルミ線丸棒 2は金属キャップ 3内面と接合され、外部端子 4は外面端部 3aと接合され、リード線 1となる。

[0021] また、金属キャップ 3については、金属キャップ 3と外部端子 4とを抵抗溶接によって接合する場合、金属キャップ 3と外部端子 4との電気抵抗の相違が小さレ、ことが好ましい。例えば外部端子 4が鉄系基材の場合は、金属キャップ 3は鉄、ニッケル、鉄ニッケル合金系基材を選択し、外部端子 4が銅系基材の場合は、金属キャップ 3は銅、銅合金基材を選択することが望ましレ、。これによつて外部端子 4と金属キャップ 3との接合強度を保ちながら、バリ等の形状不良発生を抑制する効果を高めることができる。

[0022] また、金属キャップ 3と外部端子 4とを抵抗溶接により接合する際に、金属キャップ 3 とアルミ線丸棒 2の端部との接合部に溶融が生じても、金属キャップ 3に被覆されるため、金属キャップ 3と外部端子 4との接合部において溶融のバリ等の不良形状の発生がない。

[0023] また、金属キャップ 3の端部 3aの外面は、平坦状であってもよぐこれによつて外部端子 4との接合状態を安定にすることができる。

[0024] なお、図 3Aから図 3Dでは、金属キャップ 3の外形径は、アルミ線丸棒 2の直径より大きいものである力アルミ線丸棒 2の直径と同一あるいは小さくてもよい。例えば、ァノレミ線丸棒 2の先端をトリミングして細くし、アルミ線丸棒 2の径より小さい外径の金属キャップを嵌合してもよいし、また、アルミ線丸棒 2の、金属キャップとの接合部のみ径を細くしてもよい。

[0025] リード線 1の製造方法は、溶接工程は、嵌込み工程より前に行われてもよい。

[0026] (実施の形態 2)

本発明の実施の形態 2は、実施の形態 1におけるリード線の製造工程に新たなェ程を追加した以外は、実施の形態 1と同様であるため、同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

[0027] 実施の形態 2におけるリード線の製造方法は、金属キャップ 3をアルミ線丸棒 2の端部に嵌め込む嵌込み工程の後、金属キャップ 3とアルミ線丸棒 2とを加熱処理により接合する接合工程を含む製造方法である。

[0028] 金属キャップ 3の端部 3aと外部端子 4とを溶接する溶接工程は、接合工程の前または後で行うことができる。

[0029] 接合工程は、金属キャップ 3を、ガスパーナにより金属キャップ 3の外面から加熱処理する。加熱処理は、抵抗加熱、レーザ、電磁誘導による方法を用いてもよい。

[0030] この加熱処理により、アルミ線丸棒 2と金属キャップ 3間に合金拡散層が形成され、接合強度が向上する。加熱処理によって接合するため、金属キャップ 3の厚みを調整することによって、金属キャップ 3が過剰に溶融することで発生する形状不良を防止しながら接合強度を向上することができる。

[0031] また、金属キャップ 3が、アルミ線丸棒 2の端部を被覆する範囲を調整することによつて、アルミ線丸棒 2と金属キャップ 3との接合部で溶融した金属を金属キャップ 3に収納することが容易にでき、金属キャップ 3と外部端子 4との接合部においてバリ等の突起状の形状不良の発生を防止できる。

[0032] また、金属キャップ 3は、アルミニウムより融点の高い金属の基材から構成されることが好ましぐこの金属キャップ 3は、合金拡散層が加熱処理によってアルミ線丸棒 2に比較し過剰に溶融されて形状不良となることを防ぐ効果を奏するものである。

[0033] また、アルミニウムより融点の高!/、金属としては、銅、ニッケル、または鉄の金属単体、銅、ニッケル、または鉄を含有する合金等から構成されることが好ましい。これらの金属はアルミニウムの融点以下で液相状態の合金を生成することができるため、加熱処理によってアルミ線丸棒 2と金属キャップ 3間に合金拡散層が形成され易ぐ更に接合強度を向上する効果を奏するものである。またこれらの金属は、合金拡散層を形成され易くするために、金属キャップ 3の内側に設けられることが好ましぐ金属キヤップ 3の基材、またはめつき層を設けたものとしてもよ!/、。

[0034] 以上のリード線の製造方法によって、アルミ線丸棒 2と外部端子 4との接合強度を確保しながら、アルミ線丸棒 2と外部端子 4との接合部の形状不良の発生を抑制でき、接合状態を安定にすることができるとレ、う効果を奏するものである。

[0035] (実施の形態 3)

次に、本発明のリード線を用いた電解コンデンサの構成について説明する。

[0036] 図 1は、本発明のリード線を用いた電解コンデンサの構成を示した断面図、図 2は、リード線 1が接合されたコンデンサ素子の展開斜視図である。

[0037] 本発明の電解コンデンサは、一対のリード線 1を陽極箔、陰極箔にそれぞれ接続したコンデンサ素子 6と、コンデンサ素子 6を収納した有底筒状の外装ケース 10と、リード線 1を揷通する貫通孔 12を備えるとともに前記外装ケース 10の開放端を封止する封口体 11とからなるものである。

[0038] 図 2において、リード線 1は、実施の形態 1または実施の形態 2の製造方法により、形成されたもので、アルミ線丸棒 2が金属キャップ 3に嵌め込まれ、外部端子 4が金属キャップ 3の端部の外面と接合されている。さらにアルミ線丸棒 2の他方の端側には扁平に加工された平面部 5が設けられて!/、る。 [0039] リード線 1の平面部 5は、アルミニウム等の弁作用金属からなる陽極箔 7、陰極箔 8と超音波溶接あるいは圧接によって夫々接合される。さらに陽極箔 7と陰極箔 8とを、セパレータ 9を介在させて巻回し、一対のリード線 1が導出したコンデンサ素子 6とした。

[0040] 図 1において、外装ケース 10は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属から構成され、外装ケース 10には、コンデンサ素子 6と、駆動用電解液、導電性高分子からなる固体電解質等の電解質（図示せず）とが収納されてレ、る。

[0041] 外装ケース 10の開放端は、弾性体からなる封口体 11により封止され、封口体 11の貫通孔 12には、リード線 1が揷通され、金属キャップ 3は貫通孔 12内面に当接し、外部端子 4は、貫通孔 12より突出し封口体 11より露呈している。

[0042] なお、貫通孔 12は、貫通孔 12の径をアルミ線丸棒 2の径と同じ、又は少し小さくすることによって、密閉されている。

[0043] 本発明のリード線 1は、外部端子 4が先でアルミ線丸棒 2が後の順に、封口体 11の貫通孔 12に揷入する。この挿入の際に、本発明では、アルミ線丸棒 2と外部端子 4との接合部に形状不良がないために、貫通孔 12に擦り傷が生じに《なり、リード線 1と貫通孔 12の隙間の発生を抑制することができる。これによつて、駆動用電解液の漏れ等が発生しにくくなり、電解コンデンサの信頼性を向上することができる。

[0044] また金属キャップ 3の形状は、図 1、図 3に示すように、金属キャップ 3の端部 3a側から開口部 3b側へ向力、う方向に沿って、外径が拡大する曲面を金属キャップの外周全体または一部に有することが好ましい。例えばドーム状、円錐状、円錐台形状等であつて、金属キャップ 3は、リード線 1が貫通孔 12に揷入される際に、少なくとも貫通孔 1 2内面と接触する部分が曲面を有するものであればよぐ端部 3aの外面の先端は、平坦状であってもよい。

[0045] このような曲面を有することによって、リード線 1を封口体 11の貫通孔 12に揷入する際にリード線 1に作用する負荷を低減することができる。これによつて、リード線 1が変形し、または一対のリード線 1の揷入が相互にずれて、コンデンサ素子 6の陽極箔 7、陰極箔 8が変形することを防止でき、電解コンデンサの漏れ電流特性が向上するという効果を奏するものである。

[0046] また、リード泉 1は、図 1に示すように、金属キャップ 3の開口部 3bが、封口体 11の貫通孔 12に揷入される部分のアルミ線丸棒 2の線径より大きくなるように段差部 13を設けたものでもよぐ図 1に示すように、段差部 13は、金属キャップの材料厚みによつて構成されている。また、この段差部 13は、金属キャップ 3の開口部 3b側の外径をァノレミ線丸棒 2の径より大きくして前記開口部 3b側の金属キャップ 3端面に設けることもでき、例えば、階段状に複数の段差を有する形状（図示せず）にしてもよい。

[0047] 段差部 13を設けることによって、金属キャップ 3とアルミ線丸棒 2との間の段差部 13 が貫通孔 12に強固に係合することができ、リード線 1が外装ケース 10の内側方向にずれてコンデンサ素子 6の陽極箔 7、陰極箔 8が変形することを防止でき、電解コンデンサの漏れ電流特性が向上するという効果を奏するものである。

[0048] (実施の形態 4)

次に、本発明の他のリード線を用いた電解コンデンサについて説明する。図 4は、本発明の実施の形態 4の電解コンデンサの構成を示した断面図、図 5は、同下面斜視図、図 6は、同コンデンサ素子の展開斜視図、図 8A、図 8Bは、本発明の他のリード線の接合方法を示す工程斜視図である。

[0049] 本発明のリード線も、実施の形態 1から 3と同様に、アルミ線丸棒の端部に断面凹形の金属キャップが嵌合されてレ、る。

[0050] まず、本発明のリード線 21の製造方法について、図 8A、図 8Bを用いて説明する。

[0051] 図 8Aにおいて、金属キャップ 23は、金属板をプレス加工することによって、一方の端部に開口部 23bと、他方の端部に平坦状に閉じた端部 23aとを備えた円筒形状とし、開口部 23bと端部 23aとを結ぶ軸方向に沿った断面を凹形としたものである。

[0052] 次に、図 8Bに示すように、金属キャップ 23をアルミ線丸棒 22の端部に嵌め込んで、リード泉 21とした。

[0053] また、アルミ線丸棒 22の端部は、金属キャップ 23の内周に係合するようにプレス加ェ、またはガラ掛け研磨等によりトリミングした後、金属キャップ 23を嵌合させてもよい

[0054] さらに、アルミ線丸棒 22と金属キャップ 23との嵌合部を加熱処理することにより、ァノレミ線丸棒 22と金属キャップ 23とを接合してもよい。

[0055] この加熱処理は、金属キャップ 23を、ガスパーナにより金属キャップ 23の外面から加熱することにより行うことができ、加熱処理により、アルミ線丸棒 22と金属キャップ 2 3間に合金拡散層が形成され、接合強度が向上するという効果を奏するものである。また加熱処理は、抵抗加熱、レーザ、電磁誘導による方法を用いてもよい。

[0056] また、金属キャップ 23は、アルミ線丸棒 22の端部を被覆する範囲を適当に長くすることによって、アルミ線丸棒 22と金属キャップ 23との接合部で溶融した金属を金属キヤップ 23に収納することが容易にでき、ノリ等の突起状の形状不良の発生を抑制できる。

[0057] また、金属キャップ 23は、金属キャップ 23の厚みを調整することで、金属キャップ 2 3の外面を過剰に溶融することなく接合部を溶融することができ、バリ等の突起状の形状不良の発生を防止できる。

[0058] また、金属キャップ 23の加熱処理される円柱側面、または端部 23aの厚みは、接合部を均一に溶融させるために、均一であることが好ましい。

[0059] また、金属キャップ 23は、アルミニウムより融点の高い金属の基材から構成されることが好ましぐこの金属キャップ 23は、合金拡散層が前記加熱処理によってアルミ線丸棒 22の端部に比較し過剰に溶融されて形状不良となることを防ぐ効果を奏するものである。

[0060] アルミニウムより融点の高!/、金属としては、銅、ニッケル、ある!/、は鉄の金属単体、銅、ニッケル、あるいは鉄を含有する合金等から構成されることが好ましい。これらの金属はアルミニウムの融点以下で液相状態の合金を生成することができるため、加熱処理によってアルミ線丸棒 22と金属キャップ 23間に合金拡散層が形成され易ぐ更に接合強度を向上させる効果を奏するものである。またこれらの金属は、合金拡散層を形成され易くするために、金属キャップ 23の内側に設けられることが好ましぐ金属キャップ 23の基材、またはめつき層として設けたものとしてもよい。

[0061] 次に、本発明のリード線 21を用いた実施の形態 4の電解コンデンサについて説明する。

[0062] 図 6において、リード線 21には、金属キャップ 23を嵌め込んだアルミ線丸棒 22の端部に対し他方の端側には扁平に加工された平面部 25を設けている。

[0063] リード線 21の平面部 25は、アルミニウム等の弁作用金属からなる陽極箔 27、陰極箔 28と超音波溶接あるいは圧接によって夫々接合される。さらに陽極箔 27と陰極箔 28とを、セパレータ 29を介在させて巻回し、一対のリード線 21が導出したコンデンサ素子 36としたものである。

[0064] 図 4に示すように、外装ケース 30は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属から構成され、外装ケース 30には、コンデンサ素子 36と、駆動用電解液、または導電性高分子からなる固体電解質等の電解質（図示せず）とが収納されている。

[0065] 外装ケース 30の開放端は、封口体 31により封止され、封口体 31の貫通孔 32には、リード線 21が揷通され、金属キャップ 23は、外装ケース 30の開放端側の貫通孔 32 内面に当接しかつ貫通孔 32より突出して封口体 31より露呈して!/、る。

[0066] 貫通孔 32は、貫通孔 32の径をアルミ線丸棒 22の径と同じ、又は少し小さくすることによって、密閉されている。

[0067] 外装ケース 30の開放端には、当接した絶縁体 34を備え、この絶縁体 34の平坦状の底面 37に沿って配置された一対の平板状の外部端子 24が、絶縁体 34に備えた貫通孔 26を通過して、露呈した金属キャップ 23の端部の外面に接合されている。

[0068] 図 5に示すように、絶縁体 34の底面 37に設けた溝 37aに沿って収納された外部端子 24は、絶縁体 34の貫通孔 26に揷通する方向に屈曲し、さらに絶縁体 34の底面 3 7と平行に屈曲して、金属キャップ 23の端部 23aに接合されている。

[0069] また、外部端子 24は、鉄、ニッケル、銅の単体、鉄合金、ニッケル合金、または銅合金などからなるアルミニウムとは異なる金属基材からなる板または線である。また、外部端子 24は、めっき層が形成されてもよぐめっき層として、例えば回路基板との接続のために錫（Sn)単体、あるいは Snに Ag、 Bi、 In、 Pbなどが添加された錫合金からなる錫系めつきを用いることができる。

[0070] また、絶縁体 34は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂、またはフエノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性材料からなるものである。

[0071] 絶縁体 34の貫通孔 26は、図 5に示すように、一対の外部端子 24を一つの貫通孔 2 6に揷通したものである力、夫々の外部端子 24を揷通する複数の貫通孔を設けてもよい。 [0072] 次に、実施の形態 4の電解コンデンサの製造方法について説明する。

[0073] まず、コンデンサ素子 36に接続したリード線 21を、金属キャップ 23が先でからアルミ線丸棒 22が後の順に封口体 31の貫通孔 32に揷入し、金属キャップ 23を封口体 3 1から露呈させる。その後、外装ケース 30にコンデンサ素子 36と駆動用電解液を収納させ、外装ケース 30と封口体 31をカシメ加工することにより外装ケース 30の開放端を密閉する。

[0074] 次に、外装ケース 30の開放端に絶縁体 34を当接し、外部端子 24を金属キャップ 2 3の露呈部の頂部に接続させながら絶縁体 34の底面 37に配置する。

[0075] さらに、絶縁体 34の底面 37に対し垂直方向又は斜め方向からレーザ光を、貫通孔 26を通じて外部端子 24の接合部 38に照射し、外部端子 24と金属キャップ 23をレーザ溶接により接合する。

[0076] 以上のように、外部端子 24が金属キャップ 23を介してアルミ線丸棒 22と接続することにより、金属キャップ 23と外部端子 24との溶接が容易な金属材料とすることができる。例えば、レーザ溶接により、外部端子 24と金属キャップ 23とを接合する場合、金属キャップ 23を構成する材料の融点、または熱伝導率等の点を考慮して選択することにより、接合部 38が過剰に溶融して接合面積が小さくなる等の形状不良の発生を防止し、リード線 21との接合強度を安定にすることができ、耐振動性に優れた電解コンデンサとすることができる。

[0077] また、金属キャップ 23がアルミ線丸棒 22の端部を被覆する範囲を調整できることや、金属キャップ 23の融点等の材料物性を考慮して選択することによって、外部端子 2 4をリード線 21に溶接する際に、アルミ線丸棒 22と金属キャップ 23との接合部で溶融した金属を金属キャップ 23に収納することが容易にでき、ノリ等の突起状の形状不良の発生を防止できる。これによつて、溶接時にリード線 21がずれることを防止し、絶縁体 34の底面 37に沿う一対の外部端子 24を同一面に配置することができ、実装性に優れた電解コンデンサとすることができる。

[0078] また金属キャップ 23の形状は、金属キャップ 23の端部 23a側から開口部 23b側へ向力、う方向に沿って、外径が拡大する曲面を金属キャップ 23の外周全体または一部に有することが好ましぐ金属キャップ 23は、リード線 21が貫通孔 32に揷入される際に、少なくとも貫通孔 32内面と接触する部分が曲面を有するものであればよい。

[0079] 曲面は、図 8Aに示すように、金属キャップ 23の円柱側面から端部 23aに連結する角部を R加工等により曲面を設けたものでもよぐまたは、金属キャップ 23を、例えばドーム状、円錐状、円錐台形状とすることによって設けられたものでもよい。

[0080] このような曲面を有することによって、リード線 21を封口体 31の貫通孔 32に揷入する際にリード線 21に作用する力学的負荷を低減することができる。これによつて、リード線 21が変形し、または一対のリード線 21の揷入が相互にずれて、コンデンサ素子 36の陽極箔 27、陰極箔 28が変形することを防止でき、電解コンデンサの漏れ電流特性が向上するという効果を奏するものである。

[0081] また、リード線 21は、図 4に示すように、金属キャップ 23の開口部 23bが、封口体 3 1の貫通孔 32に揷入される部分のアルミ線丸棒 22の線径より大きくなるように段差部 33を設けたものでもよぐ段差部 33は、金属キャップ 23の材料厚みによって構成するこ力 Sできる。また、この段差部 33は、金属キャップ 23の開口部 23b側の外径をアルミ線丸棒 22の径より大きくして前記開口部 23b側の金属キャップ 23端面に設けることもでき、その段差部は、例えば、階段状に複数の段差を有する形状（図示せず）にしてもよい。

[0082] 段差部 33を設けることによって、金属キャップ 23が貫通孔 32に強固に係合でき、リード線 21と外部端子 24との接合部 38が封口体 31により強く連結される。これによつて、この接合部 38の変形が低減され、更に耐振動性に優れた電解コンデンサとすること力 Sでさる。

[0083] (実施の形態 5)

実施の形態 5は、実施の形態 4における外部端子と金属キャップとの接合が異なるものであり、これ以外は、実施の形態 4と同様であるため、同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

[0084] 図 7は、本発明の実施の形態 5の電解コンデンサの構成を示す断面図である。図 7 に示すように、リード線 21に接合する外部端子 24aの先端部は、絶縁体 34の底面 3 7に対し斜め又は垂直に屈曲したもので、露呈した金属キャップ 23の側面又は曲面の接合部 38aで接合されたものである。

[0085] これによつて、金属キャップ 23の封口体 31からの突出高さにばらつきが生じても、外部端子 24aと金属キャップ 23との接合を確実に行!/、ながら、絶縁体 34の底面 37 に沿う一対の外部端子 24aを同一面に配置することができ、耐振動性及び実装性に優れた電解コンデンサとすることができる。

[0086] (実施の形態 6)

実施の形態 6は、本発明のリード線を用いたフィルムコンデンサである。図 9は、本発明のリード線を用いたフィルムコンデンサの構成を示した断面図、図 10は、同コンデンサ素子の展開斜視図である。

[0087] 図 9に示すように、リード泉 61は、断面凹形の金属キャップを介して外部端子 64とアルミ線丸棒 62を接続したものである。

[0088] アルミ線丸棒 62と金属キャップ 63とでリード線 61が構成され、外部端子 64と共にリード線が構成される。それらの製造方法は、図 3に示す実施の形態 1のリード線 1の構成、すなわち、アルミ線丸棒 2、金属キャップ 3、外部端子 4と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

[0089] さらに、実施の形態 2と同様に、金属キャップ 63を、ガスパーナ、抵抗加熱、レーザ、電磁誘導により加熱処理することにより、アルミ線丸棒 62と金属キャップ 63との嵌合部を接合してもよぐこの加熱処理により、アルミ線丸棒 62と金属キャップ 63間に合金拡散層が形成され、接合強度が向上するという効果を奏するものである。

[0090] また、金属キャップ 63は、実施の形態 2と同様に、アルミニウムより融点の高い金属の基材から構成されることが好ましぐこの金属キャップ 63は、合金拡散層が前記加熱処理によってアルミ線丸棒 62の端部に比較し過剰に溶融されて形状不良となることを防ぐ効果を奏するものである。

[0091] 次に、実施の形態 6のフィルムコンデンサについて説明する。図 10に示すように、コンデンサ素子 66は、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、またはポリフエ二レンサルファイド等の!/、ずれ力、からなる誘電体フィルムの表面に、非蒸着部分であるマージン部分 66a、 66bと、アルミニウムなどの金属を蒸着した蒸着電極 66c、 66dと、を形成した一対の金属化フィルムからなるものである。 [0092] 一方の金属化フィルムの蒸着電極 66c、 66dには、異常電流が流れた際には蒸着した部分が飛散することによって電気的に切断されるという自己保安機能を有したヒユーズ 66e、 66fを備えている。

[0093] 蒸着電極 66c、 66dが誘電体フィルムを介し、かつ一方の金属化フィルムのマージン部分 66aは、他方の金属化フィルムのマージン部分 66bと対向配置されて、一対の金属化フィルムとなっている。これを柱状形状に巻回し、コンデンサ素子 66としたものである。

[0094] また、一対の金属化フィルムを積層し、積層体のコンデンサ素子とすることもできる

〇

[0095] 図 9に示すように、コンデンサ素子 66の巻回体の両端面には、アルミニウム、錫、銅などの金属を溶融して吹き付ける溶射によって形成した一対の集電極 68を設けてい

[0096] 一対のアルミ線丸棒 62は屈曲して、コンデンサ素子 66の両端面の集電極 68にスポット溶接により接合している。一対のアルミ線丸棒 62の金属キャップ 63側は、コンデンサ素子 66の一方の端面側に対に導出されている。

[0097] 外装ケース 70は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属で構成され、外装ケース 70には、コンデンサ素子 66の外表面と外装ケースの内表面との間に隙間を設けて、コンデンサ素子 66の両端面を外装ケース 70の開放端と底端に配置して収納されている。

[0098] 外装ケース 70の開放端は、弾性体からなる封口体 71により封止され、封口体 71の貫通孔 72には、リード線 61が揷通され、金属キャップ 63は、開放端側の貫通孔 72 内面に当接し、封口体 71より露出している。

[0099] 外装ケース 70の貫通孔 72の内面には、金属キャップ 63の材料厚みを用いて、ァノレミ線丸棒 62の線径より大きくなるように金属キャップ 63の開口部 3bに設けた段差部 73が係合している。

[0100] なお、貫通孔 72は、貫通孔 72の径をアルミ線丸棒 62の径と同じ、又は少し小さくすることによって、密閉される。

[0101] さらに、外装ケース 70の開放端には、開放端に当接した絶縁体 65を備え、この絶縁体 65の平坦状の底面 77に沿って配置された一対の外部端子 64が、絶縁体 65に備えた貫通孔 76を揷通するように屈曲させ、露呈した金属キャップ 63の端部 3aの外面に接合されている。

[0102] また、外部端子 64は、鉄、ニッケル、あるいは銅の単体、鉄合金、ニッケル合金、あるいは銅合金などからなる金属基材の線または板であり、回路基板との接続するためのめつき層が形成されてもよい。

[0103] また、絶縁体 65は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂、またはフエノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性材料からなるものである。

[0104] 実施の形態 6のフィルムコンデンサの製造方法は、コンデンサ素子 66に形成した集電極 68にリード線 61および外部端子 64を取り付ける。次に、外部端子 64が先でァルミ線丸棒 62が後の順に封口体 71の貫通孔 72に揷入して、金属キャップ 63を封口体 71から露出させた後、外装ケース 70にコンデンサ素子 66を収納させ、外装ケース 70と封口体 71をカシメ加工することにより外装ケース 70の開放端を密閉する。

[0105] 次に、封口体 71より突出した外部端子 64の先端を平坦状に加工した後、外部端子 64の先端を絶縁体 65の貫通孔 76に揷通させながら、外装ケース 70の開放端に絶縁体 65を当接する。さらに外部端子 64の先端を折り曲げて、絶縁体 65の底面 77 に沿って配置する。

[0106] 以上のように、金属キャップ 63を介して、アルミ線丸棒 62と外部端子 64を接合することにより、アルミ線丸棒 62と外部端子 64との接合強度を安定にすることができ、耐振動性に優れたフィルムコンデンサとすることができる。

[0107] また、外装ケース 70の開放端の密閉時に、外装ケース 70内を常圧より低い圧力にしてもよぐこれによつてコンデンサの実装時のリフローなどの高温の熱が伝わり難くなりコンデンサ素子 66が過剰に加熱され静電容量が減少することを防止でき、信頼性に優れたフィルムコンデンサとすることができる。

[0108] また、リード線 61を封口体 71に揷入の際に、アルミ線丸棒 62と外部端子 64との接合部に形状不良がないために、貫通孔 72に擦り傷を生じることがなぐリード線 61と貫通孔 72の隙間の発生を防止することができるため、低圧にした外装ケース 70内の圧力の変化を低減でき、信頼性に優れたフィルムコンデンサとする効果を奏するものである。

[0109] 以下、具体的に実施した結果のデータについて説明する。

[0110] (実施例 A)

図 1を用いて説明すると、アルミ線丸棒 2は、直径 φ 1. 3mm、純度 99· 99%のァルミ二ゥム線を用いた。

[0111] 金属キャップ 3は、鉄の板状基材をプレス加工することにより、最大外径 φ 1. 6mm 、内径 φ 1. 30mm,長さ 0. 8〜； 1. Ommの寸法で、開口部 3b側は、円柱形状とし、金属キャップ 3の端部 3a側は、外周が半径 0. 4〜； 1. Omm程度の曲面を有したドーム形状の頂点に直径 Φ 0. 3〜； 1. Omm程度の円形平坦部を設けたものである。また金属キャップ 3の表面には、厚み 2〜10〃mのニッケルめっき層が形成されている。

[0112] まずアルミ線丸棒 2の端部をトリミングし、金属キャップ 3を嵌め込んだ後、ガスバーナを用いて、金属キャップ 3の外周全体を加熱し、金属キャップ 3をアルミニウムの融点付近まで昇温させ、アルミ線丸棒 2に金属キャップ 3を接合させた。

[0113] 次に冷却させた後、直径 φ 0. 6mmの銅下地錫めつき鉄線の外部端子 4を金属キヤップ 3の端部 3aに押し当て、抵抗溶接を用いて接合し、金属キャップ 3の厚みを用い、アルミ線丸棒 2の外周の外方に立ち上がる高さ約 0. 15mmの段差部 13を設けたリード線 1を作製した。

[0114] (比較例 A)

比較例 Aは、アルミ線丸棒と外部端子は、実施例 Aと同じものを用いて、アルミ線丸棒と外部端子とをアーク溶接を用いて、従来技術のように直接接合し、リード線を作製したものである。

[0115] 実施例 Aと比較例 Aのリード線について、夫々 1000本の試料を抜き取り、アルミ線丸棒と外部端子との接合部の外観不良と、リード線の引張り強度不良を調査した比較データを表 1に示す。

[0116] [表 1] 外観検査引張り強度試験

試料

サンプル数外観サンプル数引張り強度

(本）不良数 (本） (本）不良数 (本）実施例 A 1000 0 1000 0 比較例 A 1000 16 1000 4

[0117] 比較例 Aには不良が幾らか発生している力実施例 Aの不良数は皆無である。この表 1から明らかなように、実施例 Aは、比較例 Aと比較すると、リード線のアルミ線丸棒と外部端子との接合強度を確保しながら接合部に形状不良の発生を防止できる。

[0118] (実施例 B)

実施例 Aのリード線 1を用いて、電解コンデンサを作製した。

[0119] 図 1、図 2を用いて説明すると、まず、アルミニウム箔にエッチング処理を施し、ホウ酸アンモユウム水溶液中で化成処理をして酸化皮膜を形成して陽極箔 7とし、一方、アルミニウム箔にエッチング処理をして陰極箔 8とした。

[0120] 次に実施例 Aのリード線 1のアルミ線丸棒 2の端部を扁平に加工して設けた平面部

5を、陽極箔 7、陰極箔 8に圧接して接合し、さらにマニラ紙からなるセパレータ 9を介在させて陽極箔 7と陰極箔 8を巻回して、コンデンサ素子 6を形成した。

[0121] 次に、ブチルゴムを主成分とした封口体 11に設けた貫通孔 12に、コンデンサ素子

6から対になって導出したリード線 1を揷通して、金属キャップ 3の端部 3aを貫通孔 12 より突出させないように金属キャップ 3の開口部 3bを貫通孔 12に納めた。

[0122] コンデンサ素子 6に駆動用電解液を含浸した後、アルミニウムからなる有底筒状の外装ケース 10に収納し、外装ケース 10の開放部に封口体 11を装着し、金属ケース 10と封口体 11を一体に絞り加工することによって、外装ケース 10の開放部を密閉し、一対の外部端子 4が突出した 6. 3V1500 Fの電解コンデンサを作製した。

[0123] (比較例 B)

比較例 Bは、実施例 Bに用いた実施例 Aのリード線の代わりに比較例 Aの従来技術のリード線を用い、これ以外は実施例 Bと同様にして、 6. SVI SOC^ Fの電解コンデンサを作製した。

[0124] 実施例 Bと比較例 Bの電解コンデンサについて、夫々 100個の試料を用いピーク温度 240°C以上、 10秒間のリフロー試験、及び 125°Cの高温無負荷試験を 3000時間行った試験結果を夫々表 2、表 3に示す。表 2、表 3の測定特性は、初期を基準とした周波数 120Hzでの静電容量変化率、及び定格電圧 6. 3Vを 1分間印加での漏れ電流値の平均値、最大値、最小値を示している。

[0125] [表 2]

[0126] [表 3]

i¾ i 負荷 1¾¾ 試料特性初期

3000時間平均値 7.0 9.1 れ "IL

最大値 7.6 9.4

(μΑ)

最小値 6.5 8.9 実施例 B

平均値 - -16.8 容量変化率

最大値 - -17.1

(%)

最小値 - -15.9 平均値 9.0 9.9 れ

最大値 10.8 10.7

(μΑ)

最小値 8.5 9.3 比較例 B

平均値 - -26.8 容量変化率

最大値 - -56.4 (%)

最小値 - -24.7

[0127] 実施例 Bは、比較例 Bと比較すると、表 2に示すように、リフロー後の漏れ電流の変化が極めて小さい。また表 3に示すように、高温無負荷試験後の静電容量変化率を小さくすること力できた。したがって、電解コンデンサの信頼性を向上させることができ

[0128] 以上述べたように、アルミ線丸棒の端部に、外部端子と接合するための断面凹形の金属キャップが嵌合されたコンデンサ用リード線を用いると、信頼性の高いコンデンサを得ること力 Sできる。外部端子については、上記の各種の実施の形態で述べたように、断面円形でも断面四角形でも他の形状であっても良い。アルミ線丸棒に関しても、断面が円形である必要は無ぐ断面四角形であっても断面楕円形であっても同様の信頼性向上効果をもたらすことができる。ただし、加工や組み立ての容易さの面や封止性の面からは、断面が円形のものが最も好適である。

産業上の利用可能性

[0129] 本発明によるコンデンサ用リード線及びその製造方法、並びにこのリード線を用いたコンデンサは、アルミ線丸棒の端部に嵌合させた金属キャップを設けたと!/、う特徴を有し、特に、信頼性の要求されるコンデンサに適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] アルミ線丸棒の端部に、断面凹形の金属キャップがその開口部にて嵌合されたコンデンサ用リード線。

[2] 前記金属キャップが、前記金属キャップの開口部と反対側の端部から前記開口部へ向力、う方向に沿って外径が拡大する曲面を有する請求項 1に記載のコンデンサ用リード線。

[3] 前記金属キャップの開口部の外径を前記アルミ線丸棒の径より大きくして前記開口部の金属キャップ端面と前記アルミ丸棒との間に段差部を設けた請求項 1に記載のコンデンサ用リード線。

[4] 前記アルミ線丸棒と前記金属キャップとを加熱処理により接合してなる請求項 1に記載のコンデンサ用リード線。

[5] 前記金属キャップに外部端子が接合された請求項 1に記載のコンデンサ用リード線。

[6] 前記金属キャップが、前記金属キャップの開口部と反対側の端部から前記開口部へ向力、う方向に沿って外径が拡大する曲面を有する請求項 5に記載のコンデンサ用リード線。

[7] 前記金属キャップの開口部側の外径を前記アルミ線丸棒の径より大きくして前記開口部側の金属キャップ端面と前記アルミ丸棒との間に段差部を設けた請求項 5に記載のコンデンサ用リード線。

[8] 前記アルミ線丸棒と前記金属キャップとを加熱処理により接合してなる請求項 5に記載のコンデンサ用リード線。

[9] 請求項 1〜4のいずれ力、 1つに記載のコンデンサ用リード線と、前記リード線のアルミ線丸棒部と接続されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納した有底筒状の外装ケースと、前記リード線を揷通する貫通孔を備えて外装ケースの開放端を封止する封口体と、この封口体の貫通孔から露呈した前記リード線の前記金属キャップと接合した外部端子と、を備えたコンデンサ。

[10] 請求項 5〜8のいずれ力、 1つに記載のコンデンサ用リード線と、このリード線のアルミ線丸棒部と接続されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納した有底筒状の外装ケースと、前記リード線を揷通する貫通孔を備えて外装ケースの開放端を封止する封口体とからなり、この封口体の貫通孔から前記リード線の外部端子を突出させたコンデンサ。

[11] 断面凹形の金属キャップの開口部をアルミ線丸棒の端部に嵌め込む工程と、前記金属キャップとアルミ線丸棒とを加熱処理により接合する接合工程を含むコンデンサ用リード線の製造方法。

[12] 前記金属キャップの前記開口部と反対側の端部の外面と外部端子とを溶接する溶接工程を含む請求項 11に記載のコンデンサ用リード線の製造方法。

[13] 前記金属キャップが、アルミニウムより高融点である金属からなる請求項 11又は請求項 12に記載のコンデンサ用リード線の製造方法。

[14] 前記金属キャップとして前記開口部と反対側の端部側から前記開口部側へ向かう方向に沿って外径が拡大する曲面を有する金属キャップを用いる請求項 11又は請求項 12に記載のコンデンサ用リード線の製造方法。

[15] 前記金属キャップとして前記開口部側の外径をアルミ線丸棒の径より大きくして前記開口部側の金属キャップ端面と前記アルミ丸棒との間に段差部を設けた金属キヤップを用いる請求項 11又は請求項 12に記載のコンデンサ用リード線の製造方法。