JP2001189245A

JP2001189245A - コンデンサ素子接着装置及びコンデンサ素子接着方法

Info

Publication number: JP2001189245A
Application number: JP37556299A
Authority: JP
Inventors: Keiji Takamura; 啓司高村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-10
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP3389907B2

Abstract

(57)【要約】【課題】実装信頼性及び接着信頼性が優れたコンデン
サ素子接着装置及びコンデンサ素子接着方法を提供す
る。【解決手段】排気装置７が設けられた真空チャンバ６
ｂには凹部３０が形成され、凹部３０の底部の貫通孔３
２には軸２６が挿通されている。軸２６の一端部にはヒ
ータステージ５が設けられており、他端部にはヒータス
テージ５を上下方向に移動させる上下駆動部１２が設け
られている。真空チャンバ６ａには導電性熱硬化型接着
剤１１が貯留されたタンク２３が設けられている。タン
ク２３の下面にはニードル４と、陰極端子２ｂとコンデ
ンサ素子３との間隙を一時的に広くするアーム１５とが
設けられている。凹部３０には陰極端子２ｂと電極１４
が接続されたコンデンサ素子３とが適当な間隙を設けて
配置される。真空チャンバ６を真空にした状態でニード
ル４から間隙に導電性熱硬化型接着剤１１を注入するこ
とにより、コンデンサ素子３と陰極端子２ｂとを接着す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サ等に使用されるコンデンサ素子と陰極端子とを接着す
るコンデンサ素子接着装置及びコンデンサ素子接着方法
に関し、特に、導電性熱硬化型接着剤等を使用して接着
した場合の実装信頼性及び接着信頼性が優れたコンデン
サ素子接着装置及びコンデンサ素子接着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平４−２１６６０８号公報に
記載されている固体電解コンデンサにおいては、陰極端
子とコンデンサ素子とが導電性熱硬化型接着剤により固
定されている。図５は従来のコンデンサ素子接着装置を
示す模式図である。

【０００３】従来、固体電解コンデンサにおいては、前
工程でコンデンサ素子１００に設けられた電極１０１に
リードフレーム１０２を接続する。次に、図５に示すよ
うに、このコンデンサ素子１００と陰極端子１０３とを
適当な間隙を設けて配置し、圧力弁１０６を調節してタ
ンク１０７に貯留された導電性熱硬化型接着剤１０４を
ニードル１０５からコンデンサ素子１００と陰極端子１
０３との間隙に注入し、加熱処理し、コンデンサ素子１
００と陰極端子１０３とを接着する。この接着は大気中
で行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の固体電
解コンデンサは、大気中で接着されているため、これを
実装するときに、コンデンサ素子１００と接着剤１０４
との間又は接着剤１０４と陰極端子１０３との間に空気
が閉じ込められるか、又は、接着剤１０４内に気泡が残
留する。このため、接着剤１０４を注入したときに、閉
じ込められた空気又は気泡が、後工程で加熱処理した場
合に、膨張し、この空気又は気泡のふくれにより、接着
界面又は接着剤１０４にクラック又ははがれが発生する
という問題点がある。このため、コンデンサ素子１００
の接着信頼性が低く、このコンデンサ素子１００を固体
電解コンデンサに使用した場合に実装信頼性が低い。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、実装信頼性及び接着信頼性が優れたコンデ
ンサ素子接着装置及びコンデンサ素子接着方法を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るコンデンサ
素子接着装置は、一方の電極にリードフレームが接続さ
れたコンデンサ素子及び前記コンデンサ素子の素子本体
に整合する位置に間隙を設けて配置された陰極端子が挿
入される真空チャンバと、前記真空チャンバ内を排気す
る排気装置と、前記真空チャンバの上部に設けられ前記
コンデンサ素子と前記陰極端子との前記間隙に導電性熱
硬化型接着剤を注入する注入手段と、前記真空チャンバ
の下部に設けられ前記導電性熱硬化型接着剤を硬化させ
る加熱手段とを有することを特徴とする。

【０００７】本発明においては、真空チャンバ内にコン
デンサ素子と陰極端子とを間隙を設けて挿入し、この真
空チャンバ内を排気して真空にし、この状態でコンデン
サ素子の素子本体と陰極端子との間隙に導電性熱硬化型
接着剤を注入手段により注入するので、導電性熱硬化型
接着剤とコンデンサ素子との間又は陰極端子との間に空
気が閉じ込められることがなく、導電性熱硬化型接着剤
の内部に存在する気泡も除去される。このため、加熱手
段により導電性熱硬化型接着剤を硬化させた場合に、閉
じ込められた空気又は気泡が膨張し、ふくれが生じるこ
とがないので、接着界面又は接着剤にクラック又ははが
れが生じることがない。従って、コンデンサ素子の接着
信頼性及び実装信頼性を向上させることができる。

【０００８】本発明においては、前記注入手段は、前記
真空チャンバ内の圧力と大気圧との差圧を制御する圧力
弁を有することが好ましい。これにより、導電性熱硬化
型接着剤を間隙に注入する場合に、注入圧力及び流量を
制御する制御機器が不要になるので、装置を簡素化する
ことができる。

【０００９】また、前記注入手段は、前記コンデンサ素
子と前記陰極端子との前記間隔を広げるアームを有する
ことが好ましい。これにより、導電性熱硬化型接着剤を
間隙に確実に注入することができる。

【００１０】更に、前記加熱手段は、前記陰極端子を前
記コンデンサ素子側に押圧する押圧手段を有することが
好ましい。これにより、コンデンサ素子と陰極端子とが
より確実に接着される。

【００１１】本発明に係るコンデンサ素子接着方法は、
真空チャンバ内に一方の電極にリードフレームが接続さ
れたコンデンサ素子及び陰極端子を前記コンデンサ素子
の素子本体に整合する位置に間隙を設けて配置する工程
と、前記真空チャンバ内を排気にする工程と、前記コン
デンサ素子と前記陰極端子との前記間隙に導電性熱硬化
型接着剤を注入する工程と、前記導電性熱硬化型接着剤
を硬化させる工程とを有することを特徴とする。

【００１２】本発明においては、真空チャンバ内にコン
デンサ素子と陰極端子とを間隔をあけて配置し、真空雰
囲気中でコンデンサ素子と陰極端子との間に導電性熱硬
化型接着剤を注入手段により注入することにより、真空
チャンバ内に空気が残留していない状態で、導電性熱硬
化型接着剤を注入することができる。このため、導電性
熱硬化型接着剤とコンデンサ素子との間又は陰極端子と
の間に空気が閉じ込められることがなく、導電性熱硬化
型接着剤の内部に存在する気泡も除去される。このた
め、加熱手段により導電性熱硬化型接着剤を硬化させた
場合に、閉じ込められた空気又は気泡が膨張し、ふくれ
が生じることがないので、接着界面又は接着剤にクラッ
ク又ははがれが生じることがない。従って、コンデンサ
素子の接着信頼性及び実装信頼性を向上させることがで
きる。

【００１３】本発明においては、前記導電性熱硬化型接
着剤を注入する工程は、前記真空チャンバ内の圧力と大
気圧との差圧により前記導電性熱硬化型接着剤を前記間
隙に注入することが好ましい。これにより、導電性熱硬
化型接着剤を間隙に注入する場合に、注入圧力及び流量
を制御する制御機器が不要になるので、装置を簡素化す
ることができる。

【００１４】更に、本発明においては、前記導電性熱硬
化型接着剤を硬化させる工程は、前記陰極端子及び前記
導電性熱硬化型接着剤を加熱しながら前記陰極端子を前
記コンデンサ素子に押圧することが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係るコン
デンサ素子接着装置及びコンデンサ素子接着方法につい
て添付の図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明
の実施例に係るコンデンサ素子接着装置を示す模式的断
面図である。

【００１６】本実施例においては、上下に分割され上下
方向に相対的に移動可能な真空チャンバ６ａ、６ｂを有
している。真空チャンバ６ｂの中心部には凹部３０が形
成されており、この凹部３０の底部には貫通孔３２が形
成されている。この貫通孔３２には軸２６が上下方向に
移動可能に挿通されている。この軸２６の凹部３０側の
一端部には導電性熱硬化型接着剤１１を熱硬化させるた
めに加熱するヒータステージ５が設けられており、軸２
６の他端部にはヒータステージ５を上下方向に移動さ
せ、陰極端子２ｂに押圧させるための上下駆動部１２が
設けられている。これにより、ヒータステージ５を上方
に設けられる陰極端子２ｂに接触させて陰極端子２ｂを
加熱することができる。

【００１７】軸２６の外周面に沿ってＯリング２１が設
けられており、このＯリング２１は貫通孔３２の内周面
に接触している。真空チャンバ６ｂから延出している軸
２６を覆うようにジャバラ１３が真空チャンバ６ｂの下
面から上下駆動部１２まで設けられており、これによ
り、真空チャンバ６内の気密が保たれる。また、真空チ
ャンバ６ｂには、凹部３０の内面から水平方向に延びる
ように排気孔３３が形成されており、この排気孔３３に
配管２５が接続されている。この配管２５には排気装置
７が接続されており、これにより、真空チャンバ６内の
気体が排気され、真空チャンバ６内は真空にされる。

【００１８】また、この配管２５は途中で分岐されてお
り、真空雰囲気を破壊するリーク機構１８と、真空チャ
ンバ６内の真空度を測定し目標真空度への到達を確認す
る真空センサ１９とが設けられている。

【００１９】上述の如く構成された真空チャンバ６ｂの
凹部３０には電極１４が接続されたコンデンサ素子３が
配置されている。このコンデンサ素子３においては、一
端側に電気的導通を行う電極１４が前工程により予めリ
ードフレーム１の陽極端子２ａに、例えば電気溶接によ
り接続されている。また、コンデンサ素子３の他端側に
は、例えば銀ペースト等の通電性を有する被覆材により
覆われた素子部１６（コンデンサ素子本体）が形成され
ている。この素子部１６に整合する位置に適当な間隔を
設けて陰極端子２ｂが配置されている。そして、陰極端
子２ｂ及びリードフレーム１は真空チャンバ６ｂの上面
に載置されている。

【００２０】真空チャンバ６ａは真空チャンバ６ｂの上
方に設けられ、真空チャンバ６ｂと接する部分にリーク
を防止するシール材８が設けられている。これにより、
真空チャンバ６内の気密は保持される。また、陰極端子
２ｂ及びリードフレーム１は真空チャンバ６ａ、６ｂに
より挟持されている。更に、真空チャンバ６ａはその下
面にコンデンサ素子３の上面と整合する位置に素子受け
部２０が形成されている。

【００２１】また、真空チャンバ６ａには、陰極端子２
ｂに整合する位置に開口部３１が形成されている。この
開口部３１の上方には導電性熱硬化型接着剤１１が貯留
されたタンク２３が配置されている。

【００２２】このタンク２３の下面には、コンデンサ素
子３と陰極端子２ｂとの間に接着剤１１を注入するニー
ドル４と、陰極端子２ｂをヒータステージ５側に押圧
し、陰極端子２ｂとコンデンサ素子３との間隙を一時的
に広くするアーム１５とが設けられている。タンク２３
にはニードル４及びアーム１５を上下方向に移動させる
上下駆動部９が設けられている。また、タンク２３には
真空チャンバ６内部の圧力と大気圧との差圧を制御する
圧力弁２２がホース２４を介して設けられている。この
圧力弁２２を制御することにより、ニードル４から間隙
に注入される接着剤１１の噴出を制御することができる
と共に、その量を調整することができる。

【００２３】そして、真空チャンバ６ａの開口部３１を
覆うようにしてジャバラ１０が設けられている。これに
より、真空チャンバ６内の気密が保持される。

【００２４】更に、真空チャンバ６ａには送り機構１７
が設けられている。通常、１枚のリードフレーム１には
コンデンサ素子３の電極１４方向と垂直方向、且つリー
ドフレーム１と同一平面内に複数個のコンデンサ素子が
並んでおり、この送り機構１７はこのリードフレーム１
内の他のコンデンサ素子を切替送りする機能及びニード
ル４とリードフレーム１との位置決めを行う機能を有す
る。

【００２５】また、送り機構１７は、１枚のリードフレ
ーム１内の隣接するコンデンサ素子（図示せず）の接着
動作を行うため、リードフレーム１の送り動作を行うと
きに、真空チャンバ６ａを上昇させて待避させるために
上下方向に移動させる移動機構を有している。

【００２６】本実施例においては、真空チャンバ６内に
空気が残留していない状態で、コンデンサ素子３と陰極
端子２ｂとの間隙に導電性熱硬化型接着剤１１をニード
ル４から注入することにより、導電性熱硬化型接着剤１
１とコンデンサ素子３との間又は陰極端子２ｂとの間に
空気が閉じ込められることが防止され、また、接着剤１
１の内部に存在している気泡も除去されるのでより純度
が高い接着剤１１で接着することができる。このため、
接着界面及び接着剤１１内に空気又は気泡が残留するこ
とがなく、ヒータステージ５により接着剤１１を硬化さ
せた場合に、接着界面又は接着剤１１にクラック又はは
がれが生じない。これにより、コンデンサ素子３の接着
信頼性を向上させることができる。従って、陰極端子２
ｂを曲げても接着界面に剥離等が生じないので、例えば
固体電解コンデンサに成形した場合に実装信頼性が向上
する。

【００２７】次に、本実施例のコンデンサ素子接続方法
について、図２乃至図４を参照して詳細に説明する。図
２（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例に係るコンデンサ
素子接着方法を工程順を示す模式的断面図、図３（ａ）
及び（ｂ）はその次の工程を示す模式的断面図、図４
（ａ）及び（ｂ）はその次の工程を示す模式的断面図で
ある。

【００２８】先ず、図２（ａ）に示すように、送り機構
１７により真空チャンバ６ａが上昇し待避している状態
において、送り機構１７によりヒータステージ５の上方
に予め、電気溶接等によりコンデンサ素子３の電極１４
に陽極端子２ａが接続されたリードフレーム１を供給
し、位置決めをする。そして、コンデンサ素子３の素子
部１６に整合する位置に適当な間隙を設けて陰極端子２
ｂを配置する。

【００２９】このとき、ヒータステージ５はすでに導電
性熱硬化型接着剤１１が硬化可能な温度、例えば１５０
℃前後に加熱されているが、上下駆動部１２によりヒー
タステージ５は凹部３０の底部に位置している。このた
め、コンデンサ素子３及び陰極端子２ｂはまだ常温に近
い温度である。また、電極１４と陽極端子２ａとは陰極
端子２ｂを接着する前に接続されているので、陰極端子
２ｂを接続するときに生じる振動又は衝撃等によるコン
デンサ素子３への悪影響を防止することができる。

【００３０】次に、図２（ｂ）に示すように、リードフ
レーム１及び陰極端子２ｂを真空チャンバ６ｂ内に供給
した後、シール材８と真空チャンバ６ｂとが接触するま
で送り機構１７により真空チャンバ６ａを下降させる。
このとき、コンデンサ素子３、リードフレーム１及びニ
ードル４は真空チャンバ６ａと真空チャンバ６ｂとによ
り完全に密閉された空間内にある。

【００３１】次に、図３（ａ）に示すように、ニードル
４及びアーム１５を上下駆動部９により下降させる。こ
のニードル４及びアーム１５を下降させる量は、アーム
１５の先端が陰極端子２ｂを下方に押し込み、素子部１
６と陰極端子２ｂとの間に導電性熱硬化型接着剤１１が
接着するに十分な量を注入できるくらいのギャップが開
き、かつ陰極端子２ｂがアーム１５の押し込みにより塑
性変形が発生しない程度であることが好ましい。この場
合に、下降させる量としては、シール材８の下端面か
ら、例えば１ｍｍ位である。この場合に、ニードル４の
先端の位置はコンデンサ素子３に全く触れず、かつ陰極
端子２ｂの接着剤１１の注入位置の直上でなければなら
ない。

【００３２】更に、図３（ｂ）に示すように、排気装置
７により真空チャンバ６（密閉空間）内の気体を排気
し、真空センサ１９により真空度が所望の真空度に到達
したことを確認する。この場合、真空度としては、例え
ば１０³Ｐａ乃至１０⁴Ｐａである。真空チャンバ６ａと
真空チャンバ６ｂとの接触部はシール材８により、ニー
ドル４が移動する真空チャンバ６ａの空間はジャバラ１
０により、ヒータステージ５が上下駆動部１２により移
動する真空チャンバ６ｂの空間はＯリング２１及びジャ
バラ１３により夫々シールされており、排気時に真空チ
ャンバ６がリークする心配がない。

【００３３】ニードル４内の接着剤１１は大気圧との差
圧により間隙へ注入が開始されるが、圧力弁２２により
大気側からは常に一定の圧力が付加するように制御され
ている。付加条件としては、圧力は、例えば３×１０³
Ｐａであり、注入時間は、例えば１００乃至１５０ミリ
秒程度であることが適当である。間隙に接着剤１１の注
入を開始するときには、このときの真空チャンバ６内の
真空度から注入条件圧力に達するように圧力弁２２を調
節して正圧力を付加する。また、間隙への接着剤１１の
注入を中止する場合には、圧力弁２２を調整して負圧力
を付加する。これにより、コンデンサ素子３と陰極端子
２ｂとの間隙に接着剤１１が適量注入される。なお、こ
のときも排気装置７による真空チャンバ６内の排気は継
続して行われる。

【００３４】次に、図４（ａ）に示すように、上下駆動
部９によりニードル４及びア−ム１５を上昇させて陰極
端子２ｂから待避させる。そして、陰極端子２ｂが弾性
力により配置された状態に戻り、注入された接着剤１１
がコンデンサ素子３の素子部１６と接触する。次に、上
下駆動部１２によりヒータステージ５を陰極端子２ｂに
接触するまで上昇させる。そして、上下駆動部１２の加
圧部により、ヒータステージ５が陰極端子２ｂを押圧
し、接着剤１１及び素子部１６を素子受け部２０に押し
つけて接着剤１１を加熱し加圧する。

【００３５】なお、押圧条件としては、ヒータステージ
５を１５０℃の温度に加熱し、加圧力を、例えば約０．
３９乃至０．４９Ｎとすることが適している。また、加
圧時間は、例えば３００秒乃至３６０秒程度である。こ
れにより、接着剤１１が硬化し、コンデンサ素子３と陰
極端子２ｂとが接続される。これにより、陽極端子２ａ
と陰極端子２ｂとはコンデンサ素子３を介して電気的に
導通されると共に、接着によりコンデンサ素子３の補強
も行われる。

【００３６】次に、図４（ｂ）に示すように、ヒータス
テージ５を上下駆動部１２により凹部３０の底部まで下
降させ、リーク機構１８により真空チャンバ６内をリー
クし、常圧復帰を行う。次に、送り機構１７により真空
チャンバ６ａを上昇させる。次に、コンデンサ素子３が
接着されたリードフレーム１を送り機構１７により隣接
するコンデンサ素子に送り、本コンデンサ素子３の接着
は終了する。

【００３７】本実施例においては、真空チャンバ６内を
排気装置７により排気することにより、真空チャンバ６
内部に残留していた空気が除去されるので、接着剤１１
と陰極端子２ｂとの間又は接着剤１１とコンデンサ素子
３との間に空気が閉じ込められることがない。また、接
着剤１１内に予め残留する気泡が除去されるので、より
純度が高い接着剤１１により接着することができる。即
ち、加熱した場合、空気又は気泡が膨張することがな
い。このため、接着界面又は接着剤１１にクラック又は
はがれが発生しない。これにより、コンデンサ素子３の
接着信頼性を向上させることができる。従って、陰極端
子２ｂを曲げても接着界面に剥離等が生じないので、例
えば固体電解コンデンサに成形した場合に実装信頼性が
向上する。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、真
空チャンバ内にコンデンサ素子と陰極端子とを間隙を設
けて挿入し、この真空チャンバ内を排気して真空にし、
この状態でコンデンサ素子の素子本体と陰極端子との間
隙に導電性熱硬化型接着剤を注入手段により注入するの
で、導電性熱硬化型接着剤とコンデンサ素子との間又は
陰極端子との間に空気が閉じ込められることがなく、導
電性熱硬化型接着剤の内部に存在する気泡も除去され
る。このため、加熱手段により導電性熱硬化型接着剤を
硬化させた場合に、閉じ込められた空気又は気泡が膨張
し、ふくれが生じることがないので、接着界面又は接着
剤にクラック又ははがれが生じることがない。従って、
コンデンサ素子の接着信頼性及び実装信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るコンデンサ素子接着装置
を示す模式的断面図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例に係るコン
デンサ素子接着方法を工程順を示す模式的断面図であ
る。

【図３】（ａ）及び（ｂ）はその次の工程を示す模式的
断面図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）はその次の工程を示す模式的
断面図である。

【図５】従来のコンデンサ素子接着装置を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１、１０２；リードフレーム２ａ；陽極端子２ｂ、１０３；陰極端子３、１００；コンデンサ素子４、１０５；ニードル５；ヒータステージ６、６ａ、６ｂ；真空チャンバ７；排気装置８；シール材９、１２；上下機構部１０、１３；ジャバラ１１、１０４；導電性熱硬化型接着剤１４、１０１；電極１５；アーム１６；素子部１７；送り機構１８；リーク機構１９；真空センサ２０；素子受け部２１；Ｏリング２２、１０６；圧力弁２３、１０７；タンク２４；ホース２５；配管２６；軸３０；凹部３１；開口部３２；貫通孔３３；排気孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の電極にリードフレームが接続され
たコンデンサ素子及び前記コンデンサ素子の素子本体に
整合する位置に間隙を設けて配置された陰極端子が挿入
される真空チャンバと、前記真空チャンバ内を排気する
排気装置と、前記真空チャンバの上部に設けられ前記コ
ンデンサ素子と前記陰極端子との前記間隙に導電性熱硬
化型接着剤を注入する注入手段と、前記真空チャンバの
下部に設けられ前記導電性熱硬化型接着剤を硬化させる
加熱手段とを有することを特徴とするコンデンサ素子接
着装置。
【請求項２】前記注入手段は、前記真空チャンバ内の
圧力と大気圧との差圧を制御する圧力弁を有することを
特徴とする請求項１に記載のコンデンサ素子接着装置。
【請求項３】前記注入手段は、前記コンデンサ素子と
前記陰極端子との前記間隔を広げるアームを有すること
を特徴とする請求項１又は２に記載のコンデンサ素子接
着装置。
【請求項４】前記加熱手段は、前記陰極端子を前記コ
ンデンサ素子側に押圧する押圧手段を有することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンデン
サ素子接着装置。
【請求項５】真空チャンバ内に一方の電極にリードフ
レームが接続されたコンデンサ素子及び陰極端子を前記
コンデンサ素子の素子本体に整合する位置に間隙を設け
て配置する工程と、前記真空チャンバ内を排気にする工
程と、前記コンデンサ素子と前記陰極端子との前記間隙
に導電性熱硬化型接着剤を注入する工程と、前記導電性
熱硬化型接着剤を硬化させる工程とを有することを特徴
とするコンデンサ素子接着方法。
【請求項６】前記導電性熱硬化型接着剤を注入する工
程は、前記真空チャンバ内の圧力と大気圧との差圧によ
り前記導電性熱硬化型接着剤を前記間隙に注入するもの
であることを特徴とする請求項５に記載のコンデンサ素
子接着装置。
【請求項７】前記導電性熱硬化型接着剤を硬化させる
工程は、前記陰極端子及び前記導電性熱硬化型接着剤を
加熱しながら前記陰極端子を前記コンデンサ素子に押圧
するものであることを特徴とする請求項５又は６に記載
のコンデンサ素子接着方法。