JP2001148326A - タンタル固体電解コンデンサの製造方法および製造装置 - Google Patents
タンタル固体電解コンデンサの製造方法および製造装置Info
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Abstract
コンデンサの生産性と特性の向上が図れるタンタル固体
電解コンデンサの製造方法および製造装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 コム端子の陰極端子部4bに熱硬化型の
導電性接着剤5を塗布し、この接着剤5上にコンデンサ
素子1の陰極層を載置すると共にコンデンサ素子1から
表出した陽極導出線2をコム端子の陽極端子部4a上に
載置して溶接することにより接合し、続いてコンデンサ
素子1を上方から加圧した状態で接着剤5を加熱硬化さ
せて接合する製造方法とすることにより、導電性接着剤
層が薄くなり抵抗成分が良化すると共に残留空気孔が無
くなり、コンデンサの電気特性が良化する。
Description
されるチップ形のタンタル固体電解コンデンサの製造方
法および製造装置に関するものである。
及び面実装技術の進展からチップ部品化が急増してお
り、固体電解コンデンサにおいても小形大容量化が進展
する中でチップ部品化が進むと共に、より一層の小型化
と高特性化が要求されている。
ンデンサについて図面を用いて説明する。
コンデンサの構成を示した断面図であり、図10
(A),(B)は、従来の製造方法で製造したタンタル
固体電解コンデンサの組立後の要部断面図と要部拡大断
面図である。図9、図10(A),(B)において、2
0はコンデンサ素子で、このコンデンサ素子20は弁作
用金属であるタンタル金属粉末を成形焼結して多孔質体
とし、且つこの多孔質体よりタンタル線からなる陽極導
出線21を導出し、この陽極導出線21の一部と上記多
孔質体の全面に陽極酸化により誘電体酸化皮膜層22を
形成し、その表面に二酸化マンガンなどの電解質層2
3、さらに陰極層24が形成されて構成されている。な
お、上記陰極層24は浸漬法によりカーボン層、銀塗料
層を順次積層形成したものであり、また25は陽極導出
線21に装着したテフロン製の絶縁板で、この絶縁板2
5は上記電解質層23の形成時に陽極導出線21に電解
質が這い上がって付着するのを防止するためのものであ
る。26は陽極端子で、上記陽極導出線21に溶接によ
り接続され、後述する外装樹脂28の成形後に折り曲げ
られている。27は陰極端子で、この陰極端子27は上
記コンデンサ素子20の陰極層24にエポキシ樹脂から
なる熱硬化型の導電性接着剤29を用い、熱風循環式乾
燥器により硬化させて電気的に接続し、外装樹脂28の
モールド成形後に折り曲げられている。28はコンデン
サ素子20を全体的にモールド成形により被覆する外装
樹脂である。
うに構成された従来のタンタル固体電解コンデンサで
は、陰極端子27とコンデンサ素子20の陰極層24の
接続に使用されている導電性接着剤29は、硬化方法と
して熱風循環式乾燥器を用いてバッジ処理により180
±5℃の雰囲気で90分間放置することによって硬化を
行っているものであり、これにより熱風循環式乾燥器に
入れてから180±5℃に達するまでの製品の昇温時間
および90分間の硬化時間ならびに室温に取り出してか
らの除冷時間の時間を含めると組立から接着剤硬化まで
に約6時間という多大な時間を要するという課題を有し
ていた。また、この製造方法における手順としては、ま
ず、陰極端子27上に導電性接着剤29を吐出し、その
上にコンデンサ素子20を置き、陽極導出線21を陽極
端子26に接続することによりコンデンサ素子20を仮
固定してから熱風循環式乾燥器を用いて硬化しているも
のである。従って、導電性接着剤29の上にコンデンサ
素子20を置いているだけであり、導電性接着剤29の
厚みが100μmから500μm程度になり、見掛け上
の導電性接着剤自身の抵抗分が大きくなってしまうと共
に、図10(B)に示すようにコンデンサ素子20と導
電性接着剤29及び陰極端子27との界面に空気を巻き
込んでしまって気泡部30が発生し、結果的に接続抵抗
が大きくなりコンデンサとしての電気特性(tanδ/
1KHzあるいはESR/100KHz)を劣化してし
まう問題を有していた。
9を陰極端子27上に塗布しているだけであるために、
コンデンサ素子20との接着面積が小さいことから接合
強度が低く、信頼性面でも不安定な要素を抱えていると
いう課題を有したものであった。
で、生産性ならびに電気特性(tanδ/1KHzある
いはESR/100KHz)においても優れた製品を安
定して得ることができるタンタル固体電解コンデンサの
製造方法および製造装置を提供することを目的とするも
のである。
に本発明は、陽極端子部ならびに陰極端子部が形成され
た金属製のコム端子の上記陰極端子部に熱硬化型の導電
性接着剤を塗布し、続いて上記導電性接着剤上にコンデ
ンサ素子の陰極層を載置すると共にコンデンサ素子から
表出した陽極導出線を上記コム端子の陽極端子部上に載
置して溶接することにより接合し、続いて上記コンデン
サ素子を上方から加圧した状態で上記導電性接着剤を加
熱硬化させて接合した後、上記コンデンサ素子を外装樹
脂で被覆する製造方法としたものである。
優れたチップ形のタンタル固体電解コンデンサを得るこ
とができる。
は、陽極端子ならびに陰極端子が形成された金属製のコ
ム端子の上記陰極端子部に熱硬化型の導電性接着剤を塗
布し、続いて上記導電性接着剤上にコンデンサ素子の陰
極層を載置すると共にコンデンサ素子から表出した陽極
導出線を上記コム端子の陽極端子部上に載置して溶接す
ることにより接合し、続いて上記コンデンサ素子を上方
から加圧してコンデンサ素子の側面まで導電性接着剤を
回り込ませた状態で導電性接着剤を加熱硬化させて接合
した後、上記コンデンサ素子を外装樹脂で被覆するよう
にしたタンタル固体電解コンデンサの製造方法であり、
この製造方法により、コンデンサ素子を加圧することで
導電性接着剤がコンデンサ素子の側面まで回り込み、か
つ導電性接着剤層が薄くなり、導電性接着剤自身の厚み
方向の抵抗成分が大幅に減少して良化すると共に、コン
デンサ素子の陰極層の表面と陰極端子の表面との密着性
が良くなるために従来の製造方法で発生していた気泡部
が無くなり、コンデンサの電気特性(tanδ/1KH
zあるいはESR/100KHz)が良化する。また、
短時間で硬化する接着剤を使用することにより、従来の
熱風循環式乾燥器によるバッジ処理ではなく製造装置上
で連続的に硬化させることにより、生産性を向上させる
ことができるという作用を有する。
の発明において、コンデンサ素子を加圧する圧力を2〜
9.5kg/cm2としたものであり、この製造方法に
より最適な押圧力を加えることで陰極端子に塗布した導
電性接着剤がコンデンサ素子の側面にまで回り込み、か
つ導電性接着剤層の厚みを均一に薄くすることができる
ので、接着面積を増して強度を向上させると共に、気泡
部の発生が無くなって電気特性を向上させることができ
るという作用を有する。
の発明において、熱硬化型の導電性接着剤としてエポキ
シ系の接着剤を用い、上記導電性接着剤の加圧後の厚み
を100μm以下にした製造方法というものであり、こ
の製造方法により、極めて短時間で硬化させることがで
きるために生産性の向上が図れ、かつ気泡部のない信頼
性に優れた製品が得られるという作用を有する。
子の陽極端子部にコンデンサ素子の陽極導出線を当接さ
せ、このコム端子の陰極端子部に熱硬化型の導電性接着
剤を塗布してコンデンサ素子の陰極層を当接させたもの
を配置する加熱用のヒーターを設けた下型と、反復動作
により上記下型の上面に配置されたコンデンサ素子に下
面が接離してコンデンサ素子を導電性接着剤の均一な厚
みと側面への回り込みで陰極端子部に接着結合するよう
に設けられた上型からなるタンタル固体電解コンデンサ
の製造装置というものであり、この構成により、製造装
置上で容易に、かつ品質面でも安定した生産が行えると
いう作用を有する。
の発明において、上型が下型に対して上下方向に昇降す
るようにした構成のものであり、製造装置を簡単に構成
でき、しかも信頼性に優れたものを提供することができ
るという作用を有する。
の発明において、上型が支点を介して円弧状に揺動する
ようにした構成のものであり、請求項5に記載の発明に
よる作用と同様の作用を有する。
の発明において、下型の上面に撥水性を有する耐熱性テ
ープを貼り付けた構成としたものであり、この構成によ
り、加圧によって陰極端子から導電性接着剤がはみ出し
ても下型の表面に付着して接着されてしまうことを防止
し、生産性の低下を防ぐことができるという作用を有す
る。
の発明において、上型の下面に耐熱性を有するゴム弾性
体を配設した構成としたものであり、この構成により、
コンデンサ素子に対して加圧力が直接加わらないように
して押さえつけることができるという作用を有する。
の発明において、上型に加熱用のヒーターを設けた構成
としたものであり、下型のヒーターだけでは上型から放
熱してしまうことを防ぎ、接着剤の硬化に要する温度へ
の昇温時間が速くなるという作用を有する。
載の発明において、少なくとも下型の側面部に断熱板を
装着した構成としたものであり、この構成により、熱源
からの放熱を防止することにより下型・上型の温度を安
定させることができるという作用を有する。
載の発明において、上型が下型を押さえつける押圧力を
調整するための押圧力調整機構を設けた構成としたもの
であり、この構成により、適度な加圧以上によりコンデ
ンサ素子を破壊しないような最適な押圧力にして安定し
た作用を行うことができるという作用を有する。
用いて説明する。
施の形態によるタンタル固体電解コンデンサの製造装置
を示した正面図、図2は同製造装置により作製されたタ
ンタル固体電解コンデンサの断面図、図3(A),
(B)は同タンタル固体電解コンデンサの要部断面図と
要部拡大断面図である。
タル金属の粉末を成形焼結した多孔質体の表面に誘電体
酸化皮膜層、二酸化マンガンからなる固体電解質層、陰
極層を形成して構成したコンデンサ素子であり、2はこ
のコンデンサ素子1に埋設された陽極導出線、3はテフ
ロン製の絶縁板、4は陽極端子部4aと陰極端子部4b
が設けられた金属製のコム端子、5はこのコム端子4の
陰極端子部4b上に塗布された熱硬化型の導電性接着剤
であり、本実施の形態では、エポキシ系の樹脂に導電性
フィラーを60〜75%含有し、硬化促進剤の添加量を
多くした日立化成工業(株)製の「EN−4089K
3」を使用した。
の下面に設けられたシリコンゴム、13は下型11の上
面に設けられたテフロンシート、14は上型10と下型
11に夫々設けられた加熱用のヒータ、15と16は押
圧力調整機構である。なお、上記シリコンゴム12はJ
ISK6249によるゴム硬度で5〜15の硬度を有す
る耐熱性のシリコンゴムを用い、また、このシリコンゴ
ムを用いてコンデンサ素子1に対する加圧力として最適
な50g/個〜25g/個を得るためにシリコンゴム1
2の変位量を0.8mm〜1.0mmになるように押圧
力調整機構15,16で調整し、シリコンゴム12の変
位量が1.0mm以上にならないように調整と制御を行
うようにしている。
アーやオイル、またはバネ等を用いて構成することによ
り、所望の押圧力を得ることができるものである。
いてタンタル固体電解コンデンサを製造する製造方法に
ついて説明すると、まず、陽極端子部4aならびに陰極
端子部4bが形成された金属製のコム端子4のめっき表
面(図示せず)の上記陰極端子部4bに熱硬化型の導電
性接着剤5を塗布し、続いて上記導電性接着剤5上にコ
ンデンサ素子1の陰極層(図示せず)を載置すると共
に、コンデンサ素子1から表出した陽極導出線2を上記
コム端子4の陽極端子部4a上に載置して溶接すること
により接合し、続いて上記コンデンサ素子1を上型10
を介して上方から加圧した状態で上記導電性接着剤5を
加熱硬化(180±5℃、30秒〜60秒間)させて接
合する。この時、下型11の陰極端子部4bに接する面
にはテフロンシート13を貼り付けた構成としているた
めに、導電性接着剤5のはみ出しによる陰極端子部5b
と下型11との接着を防止することができる。
率を上げる目的で、図示しないが上型10と下型11の
所定位置(側面部)に断熱板を設けるようにすることに
より放熱が抑制でき、作業効率を向上させることができ
るものである。
タル固体電解コンデンサの断面図、図3(A),(B)
は同要部断面図と要部拡大断面図であり、同図におい
て、1はコンデンサ素子、2は陽極導出線、3は絶縁
板、4aは陽極端子部、4bは陰極端子部、5は導電性
接着剤、6は誘電体酸化皮膜層、7は二酸化マンガンな
どの固体電解質層、8は陰極層、9は外装樹脂である。
タンタル固体電解コンデンサは、コンデンサ素子1を陰
極端子部4bに加圧しながら導電性接着剤5の硬化を行
うことにより導電性接着剤5の厚みtが80μmと均一
に薄くなると共にコンデンサ素子1の側面にまで導電性
接着剤5が回り込んで接着面積が大きくなり、また、加
圧することにより発生する気泡が追い出された結果、接
合部には図10を用いて説明した従来の方法で製造した
タンタル固体電解コンデンサに発生する気泡部はなく、
コンデンサ素子1と陰極端子部4bとの品質的な接続も
向上する。
る洩れ電流特性の変化を、図5は同陰極端子部との接合
強度の変化を各々測定した特性図であり、図4から明ら
かなように、コンデンサ素子を加圧する圧力を2〜9.
5kg/cm2に設定することによって洩れ電流を少な
く、かつ安定させることができることがわかる。
導電性接着剤5のコンデンサ素子1の側面への回り込み
や気泡部の発生防止が十分に行えず、洩れ電流特性の若
干大きなものが発生することから好ましくない。
ると、コンデンサ素子1に加圧によるストレスが残留
し、洩れ電流特性を悪化させることから好ましくない。
サ素子1を加圧する圧力が9.5kg/cm2以下では
コンデンサ素子1と陰極端子部4bの接合強度は安定し
ているが、9.5kg/cm2を超えるとコンデンサ素
子1に形成された陰極層8が部分的に破壊して接合強度
を著しく低下させるために好ましくないことがわかる。
ル固体電解コンデンサと従来品の等価直列抵抗(ESR
/100kHz測定)を比較した特性図であり、サンプ
ルは10v100μFで、7343サイズ(EIAJコ
ード)を各200個測定したものである。この結果から
明らかなように、従来品のESRは200個の平均値で
120mΩであるのに対し、本発明品は200個の平均
値で70mΩに改善されている。
タル固体電解コンデンサは硬化促進剤の添加量を多くし
た導電性接着剤を用いることにより極めて短時間で硬化
させることができ、従来の組立機に接続して稼働できる
ことにより、例えば7343サイズ(EIAJコード)
を10万個生産するのに、従来の製造方法ではバッジ処
理で導電性接着剤を硬化するために約6時間を要してい
たものが、本発明では滞留することなく連続した生産を
行うことが可能になり、生産性の向上を図ることができ
るものである。
施の形態によるタンタル固体電解コンデンサの製造装置
を示した正面図であり、本実施の形態2は上記第1の実
施の形態で上型が下型に対して上下動するように構成し
たのに対し、上型が下型に対して支点を介して円弧状に
揺動するように構成したものであり、これ以外の構成は
実施の形態1と同じであるために同一部品には同一符号
を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分につい
てのみ以下に説明する。
陽極導出線、3は絶縁板、4aは陽極端子部、4bは陰
極端子部、5は導電性接着剤である。17は上型、18
は下型であり、上記上型17は支点部19を介して円弧
状に揺動するように構成されている。14は上型17と
下型18に夫々設けられた加熱用のヒータ、12は上型
17の下面に設けられたシリコンゴム、13は下型18
の上面に設けられたテフロンシート、20と21は押圧
力調整機構である。
ル固体電解コンデンサの製造装置の斜視図であり、陽極
端子部と陰極端子部を一体で設けたコム端子4を装置内
に配置し、複数個のコンデンサ素子の接合を同時に行う
様子を模式的に示したものである。
2によるタンタル固体電解コンデンサの製造装置の動作
については、上記第1の実施の形態と略同じであり、作
用効果については全く同様であるために説明を省略す
る。
塗布された導電性接着剤上にコンデンサ素子を載置し、
このコンデンサ素子を加圧した状態で加熱硬化させるよ
うにしたため、導電性接着剤がコンデンサ素子の側面ま
で回り込んで接着面積が大きくなり、接合強度が向上す
るばかりでなく、導電性接着剤層の厚みを均一に、しか
も薄くして内部に気泡部が発生するのを防ぎ、性能面で
も安定した高信頼性のタンタル固体電解コンデンサを得
ることができるものである。また、導電性接着剤に速乾
性のものを用いることにより作業性を向上させることも
可能になり、本装置との組み合わせにより組立工程の簡
素化も実現できるものである。
電解コンデンサの製造装置の構成を示す正面図
解コンデンサの断面図
変化を示す特性図
変化を示す特性図
特性図
電解コンデンサの製造装置の構成を示す正面図
電解コンデンサの断面図
Claims (11)
- 【請求項1】 陽極端子ならびに陰極端子が形成された
金属製のコム端子の上記陰極端子部に熱硬化型の導電性
接着剤を塗布し、続いて上記導電性接着剤上にコンデン
サ素子の陰極層を載置すると共にコンデンサ素子から表
出した陽極導出線を上記コム端子の陽極端子部上に載置
して溶接することにより接合し、続いて上記コンデンサ
素子を上方から加圧してコンデンサ素子の側面まで導電
性接着剤を回り込ませた状態で導電性接着剤を加熱硬化
させて接合した後、上記コンデンサ素子を外装樹脂で被
覆するタンタル固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項2】 コンデンサ素子を加圧する圧力を2〜
9.5kg/cm2とした請求項1に記載のタンタル固
体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項3】 熱硬化型の導電性接着剤としてエポキシ
系の接着剤を用い、上記導電性接着剤の加圧後の厚みを
100μm以下にする請求項1に記載のタンタル固体電
解コンデンサの製造方法。 - 【請求項4】 金属製のコム端子の陽極端子部にコンデ
ンサ素子の陽極導出線を当接させ、このコム端子の陰極
端子部に熱硬化型の導電性接着剤を塗布してコンデンサ
素子の陰極層を当接させたものを配置する加熱用のヒー
ターを設けた下型と、反復動作により上記下型の上面に
配置されたコンデンサ素子に下面が接離してコンデンサ
素子を導電性接着剤の均一な厚みと側面への回り込みで
陰極端子部に接着結合するように設けられた上型からな
るタンタル固体電解コンデンサの製造装置。 - 【請求項5】 上型が下型に対して上下方向に昇降する
ようにした請求項4に記載のタンタル固体電解コンデン
サの製造装置。 - 【請求項6】 上型が支点を介して円弧状に揺動するよ
うにした請求項4に記載のタンタル固体電解コンデンサ
の製造装置。 - 【請求項7】 下型の上面に撥水性を有する耐熱性テー
プを貼り付けた請求項4〜6のいずれか一つに記載のタ
ンタル固体電解コンデンサの製造装置。 - 【請求項8】 上型の下面に耐熱性を有するゴム弾性体
を配設した請求項4〜7のいずれか一つに記載のタンタ
ル固体電解コンデンサの製造装置。 - 【請求項9】 上型に加熱用のヒーターを設けた請求項
4〜8のいずれか一つに記載のタンタル固体電解コンデ
ンサの製造装置。 - 【請求項10】 少なくとも下型の側面部に断熱板を装
着した請求項4〜9のいずれか一つに記載のタンタル固
体電解コンデンサの製造装置。 - 【請求項11】 上型が下型を押さえつける押圧力を調
整するための押圧力調整機構を設けた請求項4〜10の
いずれか一つに記載のタンタル固体電解コンデンサの製
造装置。
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