CN102683029A - 电子部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子部件及其制造方法，该电子部件包括电化学元件、电解质和包装体。电化学元件包含具有第一端部和第二端部的多个引出端子、阳极体和阴极体、隔膜、以及绝缘材料。阳极体和阴极体上分别连接有多个引出端子各自的第一端部。隔膜夹在阳极体和阴极体之间。绝缘材料设置于隔膜、阳极体和阴极体中的至少任意一个上。电化学元件具有阳极体、隔膜、阴极体依次层叠而形成的第一端面，多个引出端子的第二端部从第一端面被引出。电解质浸渍在电化学元件中。包装体收容电化学元件和电解质。绝缘材料至少在与多个引出端子的第一端部相应的位置覆盖绝缘材料，且绝缘材料的一端比第一端面突出。

Description

电子部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种使用于各种电器中的电子部件及其制造方法，尤其涉及包含电化学元件的电容器及电池等的电子部件，在该电化学元件上卷绕有连接着引出端子的电极箔。
背景技术
最近以来，伴随着电子设备的数字化，电子设备的电源的输入输出电路，例如平滑电路、控制电路中所使用的电子部件，正谋求小型、大容量、以及等值串联电阻(下文中略称为ESR)的减低。
下面参照图8、图9，对作为现有的电子部件中的一例的电解电容器进行说明。图8是现有的电解电容器的电容器元件的展开立体图。图9是现有的电解电容器的剖视图。
如图9所示，电解电容器包括作为电化学元件的电容器电源3、作为电解质的电解液(图中未示出)、收容有电容器元件3以及电解液的包装体11。引出端子1、2的一方的端部1a、2a分别与电容器元件3相连接，且引出端子1、2的另一方的端部1b、2b被引出到包装体11的外部。电容器元件3以将引出端子1、2的另一方的端部1b、2b分别向外部导出的形态被收容在包装体11中。
包装体11由包装外壳12及封口体13构成。包装外壳12由金属制成，并收纳含浸了电解液的电容器元件3。封口体13具有分别由引出端子1、2贯穿的通孔13a、13b。封口体13被配置在包装外壳12的开口部，收缩包装外壳12的外周面而形成缩径加工部12a，由此将包装外壳12的开口部封上。另外，封口体13使用的是橡胶垫圈。
另外，如图8所示，电容器元件3是隔着绝缘性的隔膜6卷绕阳极箔4和阴极箔5而形成。阳极箔4是，通过刻蚀处理使得由铝等阀金属制成的箔的表面粗糙化，继而在其表面化学转化处理作为电介质的阳极氧化膜而形成的。阴极箔5是由铝等阀金属制成。端部1a、2a分别在连接部1d、2d与阳极箔4和阴极箔5相连接。端部1b、2b从卷绕阳极箔4、阴极箔5以及隔膜6而形成的电容器元件3的端面引出。
在隔膜6上分别粘贴有绝缘材料7、8，以便覆盖与端部1a、2a相对应的位置上的隔膜6。另外，也有绝缘材料7、8被直接粘贴固定在阳极箔4和阴极箔5上以直接覆盖与阳极箔4和阴极箔5相连接的端部1a、2a的情况。
一般，电解电容器以减小ESR为目的，将介于阳极箔4与阴极箔5之间的隔膜6薄型化、低密度化。在这样的情况下，恐怕会增大端部1a、2a形成时所产生的毛刺、以及与端部1a、2a相连接的连接部1d、2d的毛刺刺破隔膜6而产生短路的可能性。针对于此，在上述现有的电解电容器中，在成为短路发生的主要原因的与端部1a、2a相对应位置的隔膜6上贴合有绝缘材料7、8。由此，能够在实现低ESR的同时，提高耐短路性，从而能够实现高可靠性。
另外，作为与本专利申请的发明相关联的现有技术文献，已知有例如日本专利公开特开2006-286959号公报，日本专利公开特开平6-45202号公报。
为了防止从通过卷绕而成的电容器元件3的端面引出的引出接线端1的另一方的端部1b与阴极箔5相接触、引出接线端2的另一方的端部2b与阳极箔4相接触、以及金属制成的包装外壳12与阳极箔4相接触，绝缘性的隔膜6的端部是从电容器元件3的端面最突出的部分。因此，无法从外部视觉辨认绝缘材料7、8。因此，在电容器元件3制作完成后，无法判断绝缘材料7、8是否正常装配，以及无法判断是否装配在所定位置。即，在电容器元件3制作完成后的时候，会有绝缘材料7、8未正常装载到电容器元件3内，或者即使正常装载但配置异常的不合格品产生的危险。如果这样的电容器元件3的不合格品未被排除而外流的话，使用这样的电容器元件3的电解电容器恐怕无法确保稳定的耐短路性。
发明内容
本发明的电子部件包括电化学元件、电解质、和包装体。电化学元件包括具有第一端部和第二端部的多个引出端子、阳极体和阴极体、隔膜和绝缘材料。在阳极体和阴极体上分别连接有多个引出端子各自的第一端部。隔膜夹在阳极体和阴极体之间。绝缘材料被设置在隔膜、阳极体和阴极体中的至少任意一个上。电化学元件具有阳极体、隔膜、阴极体依次层叠而形成的第一端面，多个引出端子的第二端部从第一端面被引出。电解质含浸到电化学元件中。包装体收纳有电化学元件和电解质。绝缘材料至少在与多个引出端子的第一端部相对应的位置覆盖隔膜，且绝缘材料的一端比第一端面突出。
这样，根据本发明，绝缘材料被配置在电化学元件的内部的情况，能够通过从电化学元件的外部的视觉观察来进行确认。因此，即使在制作成电化学元件之后，也能够对是否安装有绝缘材料进行判断。其结果，本发明的电子部件可以在电化学元件形成之后通过从外部的视觉辨认正确地排除没有正常安装绝缘材料的电化学元件。结果，能够提供低ESR值、且可稳定地确保极其优异的耐短路性的电子部件。
附图说明
图1是本发明的实施形态1中的作为电子部件一例的电解电容器的电容器元件的展开立体图。
图2是本发明的实施形态1中的电解电容器的剖面图。
图3A～图3E是本发明的实施形态1中的电解电容器的制造工序图。
图4A～图4B是本发明的实施形态1中的电解电容器的制造工序图。
图5是本发明的实施形态2中的作为电子部件中的一例的电解电容器的电容器元件的展开立体图。
图6是本发明的实施形态2中的电解电容器的剖面图。
图7A～图7C是本发明的实施形态2的电解电容器的制造工序中的将绝缘材料装至隔膜上的安装工序以及电容器元件制作完成后判断绝缘材料的安装是否良好的判断工序的图。
图8是作为现有的电子部件的一例的电解电容器的电容器元件的展开立体图。
图9是现有的电解电容器的剖面图。
符号的说明
21，22引出端子
21a，22a端部(第一端部)
21b，22b端部(第二端部)
21c，22c金属线
21d，22d连接部
23，43电容器元件
23a，43a端面(第一端面)
24阳极箔(阳极体)
25阴极箔(阴极体)
26隔膜
27，28，29，30，47，48绝缘材料
27a，28a，29a，30a，47a，48a超出部
27b，28b，29b，30b，47b，48b突出部
31包装体
32包装外壳
32a缩径加工部
33封口体
33a，33b通孔
34a，34b光源
35图像识别照相机
36绝缘胶带。
具体实施方式
实施形态1
图1是本发明的实施形态1中的作为电子部件的一例的电解电容器的电容器元件的展开立体图。图2是本发明的实施形态1中的电解电容器的剖面图。图3A～图3E以及图4A～图4B是本发明的实施形态1中的电解电容器的制造工序图。
如图2所示，电解电容器具有作为电化学元件的电容器元件23与作为电解质的电解液(图中为示出)以及包装体31。电容器元件23和电解液被包容在包装体31中。
另外，包装体31具有包装外壳32和封口体33。包装外壳32是为有底桶状，其中装有含浸了电解液的电容器元件23。封口体33具有由引出端子21、22各自的另一方的端部(第二端部)21b、22b贯穿其中的通孔33a、33b。封口体33被配置为覆盖包装外壳32的开口部，缩小包装外壳32的外周面而形成缩径加工部32a，通过此结构将包装外壳32的开口部封上。
如图1所示，电容器元件23具有作为阳极体的阳极箔24，作为阴极的阴极箔25，隔膜26，绝缘材料27、28、29、30，和引出端子21、22。阳极箔24，由铝等阀金属制成的箔而形成，通过刻蚀处理使得箔表面变得粗糙，进而通过化学转化处理在该表面上形成电介体氧化皮膜(图中未示出)。阴极箔25是由铝等阀金属制成。绝缘材料27、28、29、30被固定在隔膜26的规定位置上。阳极箔24和阴极箔25之间夹着隔膜26地层叠在一起并被卷绕。引出端子21、22各自另一方的端部(第一端部)21a、22a分别通过连接部21d、22d与阳极箔24和阴极箔25相连接。端部21b、22b是从由阳极箔24、阴极箔25以及隔膜26卷绕形成的端面23a引出的。
另外，电容器元件23也可以是这样的结构，即在夹着隔膜26层叠阳极箔24和阴极箔25之后不再卷绕而是夹着隔膜26层叠平面状的阳极箔24与阴极箔25的结构。
另外，电化学元件表示发挥电功能的主动、被动元件全体。举个例子，电容器的情况下为电容器元件，电池的情况下为电池元件，半导体的情况下为半导体元件。特别是电容器元件，除本实施形态中所说明的电解电容器之外，还包括有双电层电容器、电化学电容器等。
更进一步，作为阳极体、阴极体，如本实施形态那样在电解电容器的情况下采用阳极箔和阴极箔，但在其他种类的电化学元件的情况下，也可使用分别与其相适合的形状、材质的阳极体和阴极体。
又，绝缘材料27、28、29、30被配置为覆盖与引出端子21、22的端部21a、22a相对应的位置的隔膜26。并且，绝缘材料27、28的一端比向外部引出引出端子21、22的端部21b、22b一侧的电容器元件23的端面23a更加突出，更具体地说，绝缘材料27、28的一端与构成端面23a的阳极箔24、阴极箔25以及隔膜26中的任意一个端部相比，向着远离端面的方向突出。
另外，隔膜26上的与引出端子21、22的端部21a、22a对应的位置，如下述说明所示。首先，考虑的是夹着隔膜26层叠阳极箔24和阴极箔25并卷绕了的状态，即电容器元件23被形成了的状态。此时，具有阴极箔24、阴极箔25分别与引出端子21、22的端部21a、22a相重叠的部分。隔膜26上的与引出端子21、22的端部21a、22a对应的位置，就是该部分中的在引出端子21、22的端部21a、22a侧与引出端子21、22的端部21a、22a接触的隔膜26的部位。或者是，在阳极箔24、阴极箔25分别与引出端子21、22的端部21a、22a的相重叠的部分中，在阳极箔24、阴极箔25侧与通过连接部21d、22d的形成而产生的凹凸部分相接触的隔膜26的部位。
在本实施形态的电解电容器中，设有4片绝缘材料27、28、29和30，以便覆盖隔膜26的规定部位的外表面的正面侧或背面侧。绝缘材料27覆盖了包含隔膜26上与引出端子21的端部21a相接触的部位的范围。绝缘材料28覆盖了包含隔膜26上与引出端子22的端部22a相接触的部位的范围。绝缘材料29覆盖了包含隔膜26上在阳极箔24侧与因连接部21d的形成而产生的凸起部分相接触的部位的范围。绝缘材料30覆盖了包含隔膜26上在阴极箔25侧与因连接部22d的形成而产生的凹凸部分相接触的部位的范围。而且，绝缘材料可以不全部覆盖这四处，上述四处中的任意1处以上被绝缘材料覆盖即可。
另外，作为隔膜26的材质，除了可以使用纤维素、牛皮纸、马尼拉纸、细茎针茅草、剑麻、大麻、红麻、棉花等之外，还可以使用铜氨纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、尼龙、芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、人造纤维等合成纤维类的材料、含有玻璃质的材料，或是以上这些材料的混合抄纸。
另外，作为绝缘材料27、28、29、30的材质，挑选具有绝缘性、不影响电解电容器特性的材料。此外，绝缘材料27、28、29、30优选利用与隔膜26相同的材质。因此，在利用电解液作为电解质时，绝缘材料27、28、29、30具有与隔膜26相同的电解液透过性。因此，难以阻碍电解液接触阳极箔24、阴极箔25。所以，可以将设置绝缘材料27、28、29、30引起的静电电容漏电率的下降、ESR的增加抑制到最小程度。
虽然，绝缘材料27、28、29、30的形状可以根据引出端子21、22的端部21a、22a的形状、连接部21d、22d的形状适当地选择，但从安装至隔膜26的安装作业性、配置确认的容易性这一点考虑，优选采用方形。
另外，绝缘材料27、28、29、30通过粘着材料或者压焊等被固定在包含隔膜26的规定部位的范围内。在利用粘着材料的情况下，其材质选择的是不影响电解电容器的特性的材料。具体来说，例举有苯酚类，环氧类，氰基丙烯酸酯类，聚酰亚胺类，丙烯酸类，硅酮类，橡胶类或者热熔类等。
另外，绝缘材料27、28、29、30除了固定在隔膜26的外表面之外，也可直接固定在阳极箔24、阴极箔25上，以至少覆盖与引出端子21、22的端部21a、22a相对应的位置处的隔膜26。
此外，引出端子21、22一般利用与阳极箔24、阴极箔25所用的电极材料同样的含铝等的金属制的基材。
另外，引出端子21、22的端部21a、22a分别与阳极箔24、阴极箔25相连接，在夹着隔膜26卷绕阳极箔24和阴极箔25的同时被卷入。因而最好能做成大致扁平状的形状。又，引出端子21、22的端部21b、22b贯穿设置在封口体33上的通孔33a、33b而被导出至外部。因而，从确保与通孔33a、33b的密合性的角度出发，端部21b、22b最好是圆柱形的形状。另外，在引出端子21、22的端部21b、22b上接合金属线21c、22c以形成与电路基板相连接时的外部端子，由此可以容易地进行形状加工、镀焊等。
另外，连接部21d、22d是这样形成的：使引出端子21、22各自的端部21a、22a分别与阳极箔24、阴极箔25叠合，利用刺铆(針カシメ)连接法、超声波连接法、冷压焊法等方法连接而形成。在这些连接部21d、22d，阳极箔24与引出端子21的端部21a之间、阴极箔25与引出端子22的端部22a之间变为局部具有金属间结合的状态。
另外，电解液是液体电解质，使溶质溶解在溶剂中而构成。作为溶剂，利用的是以乙二醇、γ-丁内酯、环丁砜等为代表的有机溶剂，作为溶质，则是用含有己二酸、马来酸等酸成分以及胺等碱成分的盐。另外，可以在电解液中适当地加入添加剂，以达到气体吸收、耐电压的稳定化、pH值调整、防止氧化等目的。
此外，电解质可以使用固体电解质，也可以并用固体电解质和液体电解质。作为固体电解质的适当的具体例子，例举有聚噻吩、其衍生体等导电性聚合物等。另外，在该导电性聚合物中放入掺杂剂，承担体现导电性的作用。作为代表性的掺杂剂，利用的是对甲苯磺酸、聚苯乙烯磺酸等酸。而且，在构成电容器元件23的阳极箔24与阴极箔25之间，可以形成由聚噻吩或其衍生体等导电性聚合物构成的固体电解质层(图中未示出)。另外，为方便起见，将这种状态定义为浸渍(含浸)。
此外，封口体33除了可使用EPT、IIR等橡胶材料外，还可以使用环氧树脂等树脂材料。
接下来，利用图1～图4B对如上述那样构成的实施形态1中的作为电子部件的一个例子的电解电容器的制造方法进行说明。
图3A～图3E，图4A～图4B是本实施形态1的电解电容器的制造工序图。图3A是将引出端子21的端部21a连接至阳极箔24的工序的重要部位放大图。将阳极箔24切断为一定的宽度和长度，使引出端子21的端部21a与阳极箔24叠合，通过刺铆连接法连接，从而形成连接部21d。在阳极箔24与引出端子21的端部21a重叠的部分上，在引出端子21的端部21a侧，通过刺铆连接法，在连接部21d的中心形成通孔。另一方面，在阳极箔24侧，如图3B所示，通过刺铆连接法，引出端子21的端部21a从连接部21d的中心的通孔呈放射状地部分地翻卷，形成凸部分。另外，作为引出端子21的连接方法，除了利用刺铆连接法之外，也可以利用超声波连接法、冷压焊法等方法。
另外，阴极箔25与阳极箔24相同，切断为一定的宽度和长度，连接引出端子的端部22a。
另外，阳极箔24的表面，在图中未示出，其表面积通过刻蚀、金属粒子的蒸镀等方法而被适当地扩大，进而在该表面形成由氧化皮膜构成的电介体层。该电介体层除了通过阳极氧化作为电极材料的铝等阀金属形成氧化皮膜而得到之外，还可以通过蒸镀或涂敷等方法在电极材料上形成电介体层。
此外，阳极箔25的表面，在图中未示出，为了改善其与电解液及固体电解质层的接触状态，也可根据需要，实施刻蚀、氧化皮膜形成、金属粒子蒸镀、碳等导电粒子附着等表面处理。
进行将引出端子21、22分别与阳极箔24、阴极箔25相连接的工序，另一方面，在介于阳极箔24和阴极箔25之间的隔膜26的一部分上安装绝缘材料27、28、29、30。该安装工序的说明，为方便起见将在后文中阐述。
接下来，隔着部分安装了绝缘材料27、28、29、30的隔膜26层叠阳极箔24和阴极箔25并进行卷绕，制作成电容器元件23。图3E是卷绕后电容器元件23的剖面图。夹着隔膜26地层叠阳极箔24和阴极箔25，并将它们卷在卷芯上，卷绕成卷筒状而做成大致圆筒形。那时，导出引出端子21、22的端部21b、22b。最后，利用绝缘胶带36捆住外周侧面，从而制作电容器元件23。绝缘材料27、28、29、30被设置为设有突出部27b、28b、29b、30b，该突出部27b、28b、29b、30b从通过卷绕而形成的端面中的、将引出端子21、22的端部21b、22b向外导出一侧的端面23a突出。突出部27b、28b、29b、30b被设置为比构成端面23a的阳极箔24、阴极箔25以及隔膜26中的任意一个的端部更突出。
在制作电容器元件23的工序之前，预先将绝缘材料27、28、29、30安装在隔膜26的规定位置。图3C～图3D是将绝缘材料27、29安装至与阳极箔24接触的隔膜26上的工序的重要部位放大图。如图3C所示，在制作电容器元件23之前，绝缘材料27以具有超出部27a的形态被安装在隔膜26的外表面上，该超出部27a是绝缘材料27的一端从隔膜26的端部超出规定尺寸而形成的。另外，隔膜26的外表面可以是隔膜26的表面侧、背面侧中的任意一个。隔膜26的端部是在后续工序中制作电容器元件23时，引出引出端子21的端部21b的一侧的隔膜26的端部。另外，绝缘材料27被配置为，在后续工序中制作电容器元件23时，至少覆盖预测与引出端子21的端部21a相对应的隔膜26的部位。绝缘材料27是否正常配置，可以通过传感器等来进行位置检测。
另外，如图3D所示，在制作电容器元件23工序之前，绝缘材料29以具有超出部29a的形态被安装在隔膜26的外表面上，超出部29a是该绝缘材料29的一端从隔膜26的端部超出规定尺寸而形成的。绝缘材料29被配置为，在后续工序中制作电容器元件23时，至少覆盖上述隔膜26的预计与引出端子21的端部21a相对应的部位。
与绝缘材料27、29相同，绝缘材料28、30以分别具有超出部28a、30a的形态被分别安装在隔膜26的外表面上，超出部28a、30a是绝缘材料28、30的一端从隔膜26的端部超出规定尺寸而形成的。绝缘材料28、30是在后续工序中制作电容器元件23时，至少覆盖隔膜26的预测与引出端子22的端部22b相对应的部位。另外，绝缘材料27、28、29、30用粘着材料粘贴，或通过压接的方式固定在隔膜26上。
另外，在后面制作电容器元件23的工序中，可能会由于阳极箔24和阴极箔25与隔膜26一同卷绕时的卷绕偏移而产生组装误差。因而，为了确保卷绕后的突出部27b、28b、29b、30b的突出尺寸，超出部27a、28a、29a、30a的尺寸要考虑卷绕偏移所造成的组装误差来决定。
另外，绝缘材料27、28、29、30可以粘贴并固定在阳极箔24、阴极箔25上，以直接覆盖与阳极箔24、阴极箔25相连接的引出端子21、22的端部21a、22a。
接着，针对所制作的电容器23，判断是否安装有绝缘材料27、28、29、30，以及是否正常配置。
首先，判断是否安装有绝缘材料27、28、29、30。该判断是利用视觉观察从电容器元件23的端面23a突出的绝缘材料27、28、29、30的突出部27b、28b、29b、30b的有无。即在能够确认突出部27b、28b、29b、30b从电容器元件23的端面23a突出时，判断为安装有绝缘材料27、28、29、30。另一方面，在无法确认突出部27b、28b、29b、30b从电容器元件23的端面23a突出时，判断为没有安装绝缘材料27、28、29、30。
其次，当判断为安装有绝缘材料27、28、29、30时，判断绝缘材料27、28、29、30是否正常配置。
在这里，关于绝缘材料27、28、29、30配置的判断，判断为未正常配置的情况尤其是绝缘材料27、28、29、30在电容器元件23的卷绕轴方向上偏移的情况，也就是绝缘材料27、28、29、30在其长度方向上(长度方向)偏移的情况。在这里，绝缘材料27、28、29、30的配置的偏移，分为长度方向上偏移的情形和宽度方向上偏移的情形。宽度方向上的偏移是由于卷绕偏移引起的组装偏差造成的，但通过卷绕机的引导部，该偏移受到一定程度的控制，因此被控制在大约0.1mm左右的范围，因此影响度比较小。另一方面，长度方向上的偏移是由于将引出端子21、22的一方的端部21a、22a分别连接至阳极箔24、阴极箔25时的连接位置的偏差、阳极箔24和阴极箔25以及隔膜26的各材料的卷绕起始位置的偏差引起的，因此影响度较大。
该绝缘材料27、28、29、30的长度方向上的偏移的判断是通过视觉判断突出部27b、29b与从端面23a引出的引出端子21的端部21b的位置关系，以及突出部28b、30b与从端面23a引出的引出端子22的端部22b之间的位置关系来进行的。即，根据绝缘材料27的一端从端面23a突出的长度和引出端子21、22的端部21b、22b的长度，判断绝缘材料27、29是否至少覆盖隔膜26的与引出端子21、22的端部21a、22a相对应的部位。具体来说，根据突出部27b、29b突出的长度判断绝缘材料27、29的长度方向的位置，判断与规定位置相比是否向长度方向突出。由此，可以判断绝缘材料27、29是否至少在其长度方向上覆盖引出端子21的端部21a与阳极箔24重叠的部分。在此，关于端部21a与阳极箔24重叠的部分，可以通过视觉辨认引出端子21的端部21b的位置和端部21b的突出长度来进行判断，也可根据事先存储在处理器等控制部(图中未示出)中的引出端子21的连接位置数据进行判断。结果是，在绝缘材料27与规定位置相比向长度方向突出的情况下，判断为没有长度方向的偏移的合格品，在不突出的情况下，则判断为具有长度方向的偏移的不合格品。同样地，判断突出部28b、30b。
另外，被判断为不合格品的电容器元件23将被排除，从而使其无法流出到之后的组装工序中。
另外，在高速且连续地大量生产本实施的形态中所涉及的电解电容器的情况下，绝缘材料27、28、29、30的突出部27b、28b、29b、30b最好利用图像识别照相机来进行视觉辨认。
然而，此时，在绝缘材料27、28、29、30的材质选定能够适用于隔膜26的材质的情况下，由于绝缘材料27、28、29、30的颜色与隔膜26的颜色相同或者为同色系或者因干扰光而产生种种影子，因此图像识别照相机的判断精度下降。因此，为了提高判断精度，优选为一边利用光照射突出部27b、28b、29b、30b，一边利用图像识别照相机进行视觉辨以。
图4A是一边对电容器元件23照射光一边利用图像识别照相机判断绝缘材料27、28、29、30的安装状态的工序的侧视图。图4B是相同工序的俯视图。
首先，固定电容器元件23，以电容器元件23为中心，相互相对地配置光源34a、34b。而且，从光源34a、34b与引出端子21、22的端部21b、22b被引出侧的电容器元件23的端面23a基本平行地照射直进性的光。使来自光源34a、34b的光照射在绝缘材料27、28、29、30的突出部27b、28b、29b、30b与引出端子21、22的端部21b、22b上，以使得光散射开来。
由此，可以使得光散射了的突出部27b、28b、29b、30b以及引出端子21、22的端部21b、22b与这些部分之外的部分即构成端面23a端面的隔膜26、阳极箔24、阴极箔25的端部之间的对比度差增大。由此，可以达到能够通过图像识别照相机35判断上述的配置的偏移的级别的对比度差。
另外，图像识别照相机35能够判断的级别的对比度差是相对地决定的，可以根据视觉辨认的对象物体所包含的颜色的类似状态以及图像识别照相机35的性能，调整照射光的颜色、强度。
另外，光的照射优选为，照射使得从上方观察电容器元件23的端面23a时不产生影子，并使得对比更加明了。具体而言，可以环状地配置多个光源以包围电容器元件23的侧面的周围。例如，在高速且连续地大量生产电容器元件23的情况下，需要利用传输带运送电容器元件23。因此，如果从夹住传输带的处于大致相对关系的两个方向分别配置光源，以对电容器元件23照射直进性的光的话，生产效率得到提高，因而较为理想。
另外，突出部27b、28b、29b、30b的突出长度为0.1mm以上的话，能够通过视觉辨认来进行判断。但是，考虑从光源34a、34b发出的直进性的光的照射角度的误差、电容器元件23的固定状态的误差等的话，突出长度优选为0.5mm以上。由此，仅仅对绝缘材料的突出部27b、28b、29b、30b以及引出端子21、22的端部21b、22b可靠地照射光线，就能够高精度地进行判断。另一方面，虽然突出部27b、28b、29b、30b的突出长度的上限尺寸没有受视觉辨认的容易程度和对比度等条件的限制，但是受到电解电容器23的全长尺寸的规格等的制约。也就是，突出部27b、28b、29b、30b的尺寸太大会造成组装不良。因此，确保稳定的判别精度、且不对电解电容器的组装条件造成影响的突出部27b、28b、29b、30b的设定尺寸，考虑到误差的话，优选为0.5mm以上，0.7mm以下的范围。
另外，作为照射直进性的光的光源34a、34b，可以利用发光二极管。关于光的颜色，只要容易在照射的对象物上发生散射即可，白色的发光二极管价格便宜，且好用。
接下来，利用图像识别照相机35对光散射了的突出部27b、29b与引出端子21的端部21b的位置关系、以及突出部28b、30b与引出端子22的端部22b的位置关系进行视觉辨认，判断合格品与不合格品。图像识别照相机35设置在电容器元件23的端面23a的上方，且被配置为能视觉辨别端面23a的整个面。
接下来，转移到被判断为合格品的电容器元件23的组装工序。
如图2所示，使得从电容器元件23引出的引出端子21、22分别从端部21b、22b贯穿设在封口体33中的通孔33a、33b，将封口体33安装于电容器元件23。
另外，在安装封口体33的前后阶段，将电容器元件23浸渍到化成液中，在引出端子21、22之间施加电压，由此也可对阳极箔24的表面的氧化皮膜进行修复化成。
在这之后，在电容器元件23的阳极箔24与阴极箔25之间形成电解质层。在以电解液为代表的液体电解质的情况下，通过将电容器元件23与电解液一同收纳在包装外壳32中而形成电解质层。
另外，封口体33至电容器元件23的安装，可以在电解质层的形成的前后阶段的任一阶段进行。
另外，关于电解液，是在包装外壳32内预先倒入一定量的电解液，在将电容器元件23收纳于包装外壳32中时使电容器元件23含浸其中。或者将电容器元件23浸渍到储存有电解液的浸渍槽中(根据情况调整真空度)，将电容器元件23捞上来之后，将其收纳于包装外壳32之内。
另外，未被电容器元件23含浸完的剩余电解液也可以被装在包装外壳32内。
在固体电解质的情况下，例如，利用作为导电性高分子的聚3，4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)。在此情况下，在将电容器元件23含浸于分散了聚3，4-乙撑二氧噻吩的分散体溶液中之后，捞上来，使其干燥，由此形成电解质层。另外，也可以将电容器元件23含浸于3，4-乙撑二氧噻吩等的单体溶液、包含对甲苯磺酸铁盐的氧化剂溶液，以及乙醇等为溶剂的溶液中，在电容器元件23内部进行化学聚合反应，形成PEDOT。
接着，从外周侧面扎紧包装外壳32形成缩径加工部32a，以此来封住包装外壳32的开口部。
另外，只要在判断了电容器元件23合格与否之后，电容器元件23的突出部27b、28b、29b、30b也可以在将电容器元件23与封口体33嵌合的时候，或者将该电容器元件23插入包装外壳32中，封住包装外壳32的开口部的时候产生崩塌。
另外，作为包装体31，利用的是由环氧树脂等构成的绝缘性的包装树脂，利用包装体31覆盖电容器元件23，且使引出端子21、22的端部21b、22b导出到包装体31的外部。
此外，可以设置绝缘端子板(图中未示出)，使其与包装32的开口部接触。分别与从封住包装外壳32的开口部的封口体33的外表面导出的引出端子21、22的端部21b、22b连接的金属线21c、22c分别贯穿于设置在该绝缘端子板上的一对通孔(图中未示出)。而且，将金属线21c、22c向相互相反的方向以约直角的角度弯折，并收纳在被设置在绝缘端子板的外表面上的槽部(图中未示出)中。如此配置，也可做成面安装型的电解电容器。
另外，在封住包装外壳32的开口部后，或者安装了绝缘端子板后，也可以适当地在引出端子21、22之间施加电压，从而进行阳极箔24的再化成。
如上所述，根据实施形态1的电子部件及其制造方法，绝缘材料27、28、29、30的一端，比向外部引出引出端子21、22的端部21b、22b一侧的电化学元件23的端面23a突出。如此，虽然绝缘材料27、28、29、30设置在电化学元件23的内部，但是可以从电化学元件23的外部对其进行视觉辨认。因此，即使在暂且做成了电化学元件23之后，也可对是否安装有绝缘材料27、28、29、30以及安装状态是否良好进行判断。结果是，能够在电化学元件23形成后，通过从外部的视觉辨认可靠地排除绝缘材料27、28、29、30没有安装、或者未安装在规定位置的电化学元件23的不合格品。因此，能够稳定地提供低ESR且具有极优的耐短路性的电子部件。
另外，特别是从ESR特性、静电电容特性出发，绝缘材料27、28、29、30的材质选择可适用于隔膜26的材质，其结果，绝缘材料27、28、29、30的颜色与隔膜26的颜色相同或者为同色系，或者由于干扰光而产生种种影子等，因此图像识别照相机的判断精度会有所下降。在这样的情况下，仅仅对端部21b、22b及绝缘材料27、28、29、30的突出部27b、28b、29b、30b照射光，就可以扩大这些部位与端面23a的其他部分的对比度差，从而可以提高判断精度。其结果，还能够提供低ESR、大容量、且稳定地确保了极其优异的耐短路性的高信赖的电子部件。另外，因为能够高速且连续地进行大量生产，所以可实现合理化生产。
(实施形态2)
图5是本发明的实施形态2的作为电子部件的一例的电解电容器的电容器元件的展开立体图。图6是本发明的实施形态2的电解电容器的剖面图。图7A～图7C是本发明的实施形态2的电解电容器的制造工序中的将绝缘材料安装至隔膜的安装工序以及电容器元件制作完成后判断绝缘材料是否安装及配置是否良好的判断工序的图。
另外，对于与实施形态1中作为电子部件的一例的电解电容器及其制造方法相同的构成标注相同符号，省略其说明，以下仅说明不同部分。
首先，采用图5～图7C对实施形态2中作为电子部件的一例的电解电容器的构成进行说明。
在图5中，与图1中所示的实施形态1的电解电容器的不同点有以下几点。首先，设置在隔膜26的所定部位上的绝缘材料47覆盖了包含在引出端子21的端部21a侧与引出端子21的端部21a接触的隔膜26的部位的范围(实施形态1中绝缘材料27所覆盖的部位)。与此同时，绝缘材料47覆盖了包含在阴极箔25侧与因连接部22d的形成而产生的凸部分接触的隔膜26的部位(实施形态1中绝缘材料30所覆盖的部位)的范围。同样的，设置在隔膜26的规定部位上的绝缘材料48覆盖了包含在引出端子22的端部22a侧上与引出端子22的端部22a接触的隔膜26的部位(实施形态1中绝缘材料28所覆盖的部位)的范围。与此同时，绝缘材料48覆盖了包含在阳极箔24侧与因接触部21d的形成而产生的凸部分接触的隔膜26的部位(绝缘材料29所覆盖的部位)的范围。即，将实施形态1的电容器元件23中所用的4个绝缘材料27、28、29、30之中的绝缘材料27和绝缘材料30形成为一体而做成绝缘材料47，更进一步，将绝缘材料28和绝缘材料29形成为一体而做成绝缘材料48。而且，夹着设有绝缘材料47、48的隔膜26层叠阳极箔24和阴极箔25并进行卷绕，构成图6所示的电容器元件43。
接着，关于如以上那样构成的实施形态2中作为电子部件的一例的电解电容器的制造方法，参照图7A～图7C，进行说明。
与图3A～图3E、图4A～图4B中所示的实施形态1不同的点有以下几点。首先，如图7A所示，绝缘材料47以具有超出部47a的形态安装在隔膜26的外表面上，该超出部47a从隔膜26的端部超出规定尺寸。另外，绝缘材料47被配置为至少分别覆盖以下两个部位，即在以之后的工序制作了电容器元件43时，预测在引出端子21的端部21a侧与引出端子21的端部21a对应的隔膜26的部位，以及预测在阴极箔25侧与因连接部22d的形成而产生的凸部分对应的隔膜26的部位。同样地，绝缘材料48以具有超出部48a的形态安装在隔膜26的外表面上，该超出部48a从隔膜26的端部超出规定尺寸。另外，绝缘材料48被配置为至少分别覆盖以下两个部位，即在以之后的工序制作了电容元件43时，预测在引出端子22的端部22a侧与引出端子的端部22a对应的隔膜26的部位，以及预测在阳极箔24侧与因连接部21d的形成而产生的凸部分对应的隔膜26的部位。
如上所述，根据实施形态2的作为电子部件一例的电解电容器及其制造方法，可以减少安装于隔膜26上的绝缘材料的数量。因此，可以缩短绝缘材料安装至隔膜26的安装工序中的生产节拍。因此，可以提供低ESR、大容量、稳定地确保了出色的耐短路性的电子部件。另外，可实现高速且连续的大规模生产，故可提高电子部件的生产效率。
以下，对具体的实施例1～8、比较例1进行说明。
(实施例1)
作为本发明的实施形态的电解电容器的实施例1，制作出了额定电压为450V、静电电容为47μF的卷绕形电容器元件型的电解电容器(直径Φ10mm，长50mm)。
首先，如图5所示，将由铝制成的阳极箔24、由铝制成的阴极箔25、以及隔膜26切断为一定的宽度和长度。另外，隔膜26的宽度设定为比阳极箔24和阴极箔25的宽度宽。
另外，阳极箔24的表面，通过刻蚀法扩大表面积，还利用阳极氧化法形成由氧化铝皮膜形成的电介体层。又，阴极箔25的表面也通过刻蚀法扩大了表面积。
另外，隔膜26利用的是牛皮纸系和棉系的双层纸。
而且，接下来，准备铝制的引出端子21、22，通过刺铆连接法使引出端子21、22的端部21a、22a分别与阳极箔24和阴极箔25连接，形成连接部21d、22d。
另一方面，将绝缘材料47以具有超出部47a的形态安装在隔膜26的外表面上，该超出部47a比隔膜26的端部超出规定尺寸。超出部47a的长度方向的规定尺寸预先设定为，在以后面的工序制作电容器元件时，从电容器元件43的端面43a突出的绝缘材料47的突出部47a的尺寸为0.1mm。进一步地，将绝缘材料47配置为，至少覆盖以下两个部位，即预测在引出端子21的端部21a侧与引出端子21的端部21a相对应的隔膜26的部位，以及预测在阴极箔25侧与因连接部22d的形成而产生的凸部分相对应的隔膜26的部位。
同样，绝缘材料48以具有超出部48a的形态安装在隔膜26的外表面上，该超出部48a从隔膜26的端部超出规定尺寸。超出部48a的长度方向上的规定尺寸预先设定为，在以后面的工序制作电容器元件43时，从电容器元件43的端面43a突出的绝缘材料48的突出部48b的尺寸为0.1mm。进一步地，绝缘材料48配置为至少覆盖以下两个部位，即预测在引出端子22的端部22a侧与引出端子22的端部22a相对应的隔膜26的部位，以及预测在阳极箔24侧与因连接部21d的形成而生成的凸部分相对应的隔膜26的部位。
另外，绝缘材料47、48的形状为方形，在绝缘材料47、48的一面涂有粘着材料。而且，将绝缘材料47、48粘贴在隔膜26上进行固定。
另外，绝缘材料47、48的材质采用的是牛皮纸系的双层纸，粘着材料的材质采用的是溶解于电解液中的、不影响电解电容器特性的丙烯系粘着材料。
之后，隔着设有绝缘材料47、48的隔膜26层叠阳极箔24和阴极箔25，以将引出端子21、22的端部21b、22b导出的形态将阳极箔24、隔膜26、和阴极箔25卷绕成卷筒状，从而做成大致圆筒形。而且，用绝缘胶带36捆住其外周侧面进行固定，从而制成电容器元件43。
接下来，对于所制成的电容器元件43，对绝缘材料47、48是否安装及配置是否良好进行判断。该判断是这样进行的，即仅对绝缘材料47、48的突出部47b、48b和引出端子21、22的端部21b、22b照射直进性的光，利用设置在端面43a的上方的图像识别照相机35视觉辨认端面43a的状态来进行判断。具体而言，固定电容器元件43，以电容器元件43为中心，相互相对地配置光源34a、34b。而且，从光源34a、34b与端面43a几乎平行地照射直进性的光，光照射在绝缘材料47、48的突出部47b、48b和引出端子21、22的端部21b、22b后散射开来。
另外，作为直进性的光的光源34a、34b，采用的是2.9W的白色的发光二极管。
而且，引起光散乱了的突出部47b与引出端子21的端部21b的位置关系，突出部47b与引出端子22的端部22b的位置关系，突出部48b与引出端子21的端部21b的位置关系，突出部48b与引出端子22的端部22b的位置关系都采用图像识别照相机35来进行视觉辨以。
首先，对于绝缘材料47、48是否安装进行判断。该判断是通过视觉确认从电容器元件43的端面43a突出的绝缘材料47、48的突出部47b、48b的有无。即在能够确认突出部47b、48b从电容元件43的端面43a突出的情况下，判断为安装有绝缘材料47、48。相反，在未能确认突出部47b、48b从电容器元件43的端面43a突出的情况下，判断为绝缘材料47、48未被安装。
进一步地，对于已判断为安装有绝缘材料47、48的电容器元件，判断绝缘材料47、48是否被正常配置。长度方向上偏移的判断是，通过视觉辨认突出部47b与从端面43a引出的引出端子21的端部21b的位置关系，以及突出部48b与从端面43a引出的引出端子22的端部22b之间的位置关系来进行。视觉辨认端部21b、22b与突出部47b、48b的位置，在突出部47b、48b相比规定位置向长度方向突出的情况下，则判断为无长度方向上的偏移的合格品，在未突出的情况下，则判断为有偏移的不合格品。将被判断为不合格品的电容器元件43排除。
另外，突出部47b、48b与周边的对比度差不明显的电容器元件43被当作为不合格品而被排除。
接下来，利用真空浸渍法使以乙二醇为主体的电解液浸渍到被判断为合格品的电容器元件43中之后，将这些电容器元件43插入铝制的包装外壳32内。
在这之后，使从电容器元件43引出的引出端子21、22的端部21b、22b分别贯穿设置在由橡胶垫圈构成的封口体33上的一对通孔33a、33b，并将封口体33安装于电容器元件43，且将封口体33配置在包装外壳32的开口部。
接下来，扎紧包装外壳32的开口部附近的外周侧面而形成缩径加工部32a，使作为橡胶弹性体的封口体33上产生压缩应力，从而封住包装外壳32的开口部。
在这之后，在被导出的引出端子21、22的端部21b、22b之间施加电压，进行阳极箔24的再化成，从而制作成实施例1的电解电容器。
对于该实施例1的构成，实施例2～8改变了从电容器元件43的端面43a突出的绝缘材料47、48的突出部47b、48b的尺寸。以下对此进行详细说明。
(实施例2)
实施例2将实施例1中的突出部的尺寸调整到0.2mm。除此之外和实施例1相同。
(实施例3)
实施例3将实施例1中的突出部的尺寸调整到0.3mm。除此之外和实施例1相同。
(实施例4)
实施例4将实施例1中的突出部的尺寸调整到0.4mm。除此之外和实施例1相同。
(实施例5)
实施例5将实施例1中的突出部的尺寸调整到0.5mm。除此之外和实施例1相同。
(实施例6)
实施例6将实施例1中的突出部的尺寸调整到0.6mm。除此之外和实施例1相同。
(实施例7)
实施例7将实施例1中的突出部的尺寸调整到0.7mm。除此之外和实施例1相同。
(实施例8)
实施例8将实施例1中的突出部的尺寸调整到0.8mm。除此之外和实施例1相同。
另外，制作用于比较上述实施例1～8的电解电容器。
(比较例1)
比较例1做成实施例1～8中的突出部的尺寸为0mm，即没有突出部的构成，除此之外和实施例1相同。
这些实施例1～8的电解电容器的合格品样品各制作100个。另外，比较例1的电解电容器的样品也制作100个。实施例1～8的制作过程中的判断电容器元件合格与否的结果，和针对实施例1～8以及比较例1的完成了的电解电容器进行过电压试验的结果在(表1)中示出。
另外，过电压试验是在常温条件下对电解电容器的样品施加675V电压、1A电流。判定样品合格与否，是在施加了过电压后，调查是否发生了由于引出端子的端部21b与阴极箔25的接触，或者引出端子的端部22b和阳极箔24的接触所导致的短路，将发生了短路的电解电容器判定为不合格品。
【表1】
Figure BDA0000136549600000181
从(表1)可知，比较例1的电解电容器在制作了电容器元件43之后，无法确认绝缘材料47、48是否被恰当地安装、配置。因此，即便有不合格的电容器元件43，也无法防止其流出到后续的组装工序。
另一方面，关于实施例1～8的电解电容器，在电容器元件43的状态下，具有绝缘材料47、48比端面43a突出的突出部47b、48b。由此，能够通过视觉辨认绝缘材料47、48是否安装以及配置是否合格。因此，即使在电容器元件43制作完成之后，也可准确地排除不合格品。其结果是，在对完成后的电解电容器施加了过电压的情况下，可以可靠地确保引出端子21、22的端部21a、22a周围的绝缘性，从而得到耐短路性的高可靠性的电解电容器。
另外，实施例1～3中，虽然具有突出部47b、48b，但由于突出的尺寸很小，因此易受到直进性的光的照射角度的误差等的影响，因此也有对比度差不明显的情况。在这种情况下，虽然没有使不合格的电容器元件43流出到后续工序中，但即使是合格品却被判断为不合格品对待的几率上升了。为了稳定判断精度，如实施例4～8中所示的那样，突出部的尺寸在0.4mm以上较为理想。
本发明的电子部件作为适用于要求长期的高可靠性的数字AV机器、汽车电气设备的电源输入输出的平滑电路、控制电路等的电子部件是十分有用的。

Claims (7)

1.一种电子部件，其特征在于，包括：
具有第一端部和第二端部的多个引出端子；
分别与所述多个引出端子各自的所述第一端部连接的阳极体和阴极体；
夹在所述阳极体和所述阴极体之间的隔膜；
设置在所述隔膜、所述阳极体和所述阴极体中的至少一个上的绝缘材料；
电化学元件，所述电化学元件具有所述阳极体、所述隔膜、所述阴极体依次层叠而形成的第一端面，所述多个引出端子的第二端部从所述第一端面被引出；
浸渍到所述电化学元件中的电解质；和
收纳所述电化学元件和所述电解质的包装体，
所述绝缘材料至少在与所述多个引出端子的所述第一端部相对应的位置覆盖所述隔膜，且所述绝缘材料的一端比所述第一端面突出。
2.如权利要求1所述的电子部件，其特征在于：
所述绝缘材料的所述一端比构成所述第一端面的所述阳极体、所述阴极体以及所述隔膜中的任意一个的端部突出0.1mm以上。
3.一种电子部件的制造方法，其特征在于，包括以下工序：
将多个引出端子各自的第一端部分别与阳极体和阴极体相连接的工序；
以使所述多个引出端子的第二端部向外部导出的形态层叠夹着隔膜的所述阳极体和所述阴极体，使得设置在所述隔膜、所述阳极体和所述阴极体中的至少任意一个上的绝缘材料的一端比向外部引出所述多个引出端子的所述第二端部一侧的第一端面突出，从而制作电化学元件的工序，其中，所述绝缘材料被固定在所述隔膜、所述阳极体和所述阴极体中的至少任意一个上，并使得在制作成所述电化学元件时至少在与所述多个引出端子相对应的位置覆盖所述隔膜；和
与所述第一端面相平行地照射直进性的光，使光照射在所述多个引出端子的第二端部和所述绝缘材料的所述一端而发生散射，在该状态下，从所述第一端面的上方通过视觉辨认所述绝缘材料的所述一端与所述多个引出端子的所述第二端部的位置关系，由此判断所述绝缘材料是否固定在所述隔膜、所述阳极体和所述阴极体中的至少任意一个上，根据判断的结果来排除所述电化学元件的工序。
4.如权利要求3所述的电子部件的制造方法，其特征在于：
利用图像识别照相机对所述绝缘材料的所述一端与上述多个引出端子的所述第二端部的位置关系进行视觉辨认。
5.如权利要求3所述的电子部件的制造方法，其特征在于：
根据所述绝缘材料的所述一端从所述第一端面突出的长度、和所述多个引出端子的所述第二端部的长度，判断所述绝缘材料是否至少覆盖了与所述多个引出端子的所述第一端部相对应的所述隔膜的部位。
6.如权利要求3所述的电子部件的制造方法，其特征在于：
从两个以上的方向照射所述直进性的光，至少其中的两个方向为大致相对关系。
7.如权利要求3所述的电子部件的制造方法，其特征在于：
所述发射直进性的光的光源利用的是发光二极管。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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