JP2003289023A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザーを用いた陽極コム端子とコンデンサ
素子の溶接では陽極コム端子の蓄熱性が劣るために良好
な溶接が困難で、ＥＳＲ特性や信頼性を低下させるとい
う課題を解決し、レーザー溶接を確実に行ってＥＳＲ特
性や信頼性に優れた固体電解コンデンサを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 陽極コム端子３の材料に銅または銅合金
を用い、かつ、この陽極コム端子３に設けた接続部３ｂ
を折り曲げて包み込まれたコンデンサ素子積層体２の陽
極部１ａと接続部３ｂの端面に同時にレーザービームを
照射して溶接接続した構成により、陽極コム端子３の熱
量の蓄熱性が高くなって安定した溶接作業を行うことが
でき、しかもコンデンサ素子１の破損を抑えてＥＳＲ特
性や信頼性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器に使用
される固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来のこの種の固体電解コンデン
サの構成を示した斜視図であり、図８において２１はコ
ンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子２１は弁作用
金属であるアルミニウム箔からなる陽極体を陽極部２１
ａと陰極部２１ｂに分離し、この陰極部２１ｂの表面に
誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層（いずれも図
示せず）を順次積層することにより構成されているもの
である。

【０００３】また、このように構成されたコンデンサ素
子２１の陰極部２１ｂを陰極引き出しを兼ねる陰極コム
端子２３上に複数枚積層して図示しない導電性接着剤等
を介して接続すると共に、この複数枚のコンデンサ素子
２１の陽極部２１ａを陽極引き出しを兼ねる陽極コム端
子２２の平面部２２ａ上に積層し、かつこの平面部２２
ａの両端に設けられた接続部２２ｂを折り曲げることに
より複数枚のコンデンサ素子２１の陽極部２１ａを夫々
密着させた状態で包み込み、この包み込んだ状態で陽極
コム端子２２の接続部２２ｂ上からレーザービームを照
射し、その照射した部分にレーザーの熱量を貯め、複数
枚のコンデンサ素子２１の陽極部２１ａと陽極コム端子
２２の接続部２２ｂとを溶接により接続した後、上記陽
極コム端子２２と陰極コム端子２３の一部が外表面に露
呈する状態で図示しない絶縁性の外装樹脂で複数枚のコ
ンデンサ素子２１を被覆することにより固体電解コンデ
ンサが構成されているものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のレーザーを用いた陽極コム端子２２の接続部２２ｂと
陽極部２１ａの溶接では、陽極コム端子２２の材料とし
て鉄系より比較的熱伝導率が高くて溶接性が良いとされ
る銅または銅合金等を用いて溶接しようとした場合、レ
ーザーの熱量に対して銅または銅合金からなる陽極コム
端子２２の蓄熱性が劣るために良好な溶接を行うことが
困難であり、これを改善するためにレーザー熱量を高め
て陽極コム端子２２の溶融点以上に上昇させるレーザー
熱量を照射すると陽極コム端子２２が過大に溶融した
り、あるいはコンデンサ素子２１の陽極部２１ａが破損
したりするなどの不具合が発生し、レーザー溶接が適用
できる陽極コム端子２２の材料が制限されるという課題
を有していた。

【０００５】また、上記課題を解決する目的で、積層さ
れた複数枚のコンデンサ素子２１の陽極部２１ａに直接
レーザーを照射して貫通させた後に陽極コム端子２２と
溶接するようにした場合、コンデンサ素子２１の破損が
極めて大きくなって安定的にした溶接を行うことが非常
に困難であり、このように不安定な状態の溶接作業では
固体電解コンデンサのＥＳＲ（等価直列抵抗）特性が悪
化するだけでなく、固体電解コンデンサの信頼性を低下
させる原因になるという大きな課題を有したものであっ
た。

【０００６】本発明はこのような従来の課題を解決し、
レーザー溶接でコンデンサ素子の陽極部と陽極コム端子
を確実に接続し、ＥＳＲ特性や信頼性に優れた固体電解
コンデンサおよびその製造方法を提供することを目的と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１に記載の発明は、特に、コンデンサ
素子を複数枚積層したコンデンサ素子積層体と、このコ
ンデンサ素子積層体の陽極部と陰極部が夫々接続された
陽極コム端子、陰極コム端子と、上記コンデンサ素子積
層体を被覆した絶縁性の外装樹脂からなる固体電解コン
デンサにおいて、上記陽極コム端子の材料に銅または銅
合金を用い、かつ、この陽極コム端子に設けた接続部を
折り曲げることにより包み込まれたコンデンサ素子積層
体の陽極部と接続部の端面とがレーザービームを照射し
て溶接接続された構成のものであり、これにより、陽極
コム端子の端面とコンデンサ素子の陽極部を同時に照射
することにより熱量の蓄熱性が高くなって安定した溶接
作業を行うことができるようになり、しかもコンデンサ
素子の破損を抑えることができるという作用効果を有す
る。

【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、特に、
レーザービームを照射して溶接接続された溶接部が重複
しない２箇所以上である構成にしたものである。

【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、特に、
レーザービームを照射して溶接接続される陽極コム端子
の接続部の端面に代えて、接続部の陽極部と接する面に
レーザービーム径より小さい径の孔加工を施すことによ
り孔の内部に端面を形成し、この孔にレーザービームを
照射して溶接接続されたものである構成にしたものであ
る。

【００１０】本発明の請求項４に記載の発明は、特に、
コンデンサ素子の陽極部を陽極コム端子上に、同陰極部
を陰極コム端子上に搭載するようにして複数枚のコンデ
ンサ素子を積層すると共に、上記陽極コム端子に設けら
れた接続部を折り曲げることにより複数のコンデンサ素
子の陽極部を一体に包み込み、この陽極部と陽極コム端
子の接続部の端面とをレーザービームを照射することに
より溶接接続するようにした固体電解コンデンサの製造
方法というものであり、この方法により、レーザー溶接
でコンデンサ素子の陽極部と陽極コム端子を確実に接続
し、ＥＳＲ特性や信頼性に優れた固体電解コンデンサを
安定して製造することができるという作用効果を有す
る。

【００１１】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
４に記載の発明において、レーザービームを照射して溶
接接続する陽極コム端子の接続部の端面に代えて、接続
部の陽極部と接する面にレーザービーム径より小さい径
の孔加工を施すことにより孔の内部に端面を形成し、こ
の孔にレーザービームを照射して溶接接続するようにし
た製造方法というものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、実施の形
態１を用いて、本発明の特に請求項１，４に記載の発明
について説明する。

【００１３】図１は本発明の実施の形態１による固体電
解コンデンサの構成を示した斜視図、図２は同断面図で
あり、図１において１はコンデンサ素子を示し、このコ
ンデンサ素子１は弁作用金属であるアルミニウム箔から
なる陽極体を陽極部１ａと陰極部１ｂに分離し、この陰
極部１ｂの表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰
極層（いずれも図示せず）を順次積層形成することによ
り構成されているものである。

【００１４】２は上記コンデンサ素子１を複数枚積層し
たコンデンサ素子積層体、３はこのコンデンサ素子積層
体２の陽極部１ａが搭載される陽極コム端子、３ａはこ
の陽極コム端子３の平面部、３ｂはこの平面部３ａの両
端を曲げ起すことにより形成された接続部、４はコンデ
ンサ素子積層体２の陰極部１ｂが搭載される陰極コム端
子、４ａはこの陰極コム端子４の平面部、４ｂはこの平
面部４ａの両端を曲げ起すことにより形成された接続部
である。

【００１５】このように構成された陽極コム端子３の平
面部３ａ上にコンデンサ素子１の陽極部１ａを、陰極コ
ム端子４の平面部４ａ上にコンデンサ素子１の陰極部１
ｂを配設するようにして複数枚積層した後に、複数枚積
層されたコンデンサ素子１の陽極部１ａを接続部３ｂを
９０°折り曲げて密着させるようにして包み込み、この
折り曲げた接続部３ｂの対向する各端面とコンデンサ素
子積層体２の陰極部１ｂとに同時にレーザービームを照
射して溶接部６で溶接することにより接続するようにし
たものである。

【００１６】５はこのようにして構成されたコンデンサ
素子積層体２の陽極コム端子３と陰極コム端子４の一部
が夫々外表面に露呈する状態でコンデンサ素子積層体２
を被覆した絶縁性の外装樹脂であり、これにより本実施
の形態１の固体電解コンデンサが構成されているもので
あり、上記外装樹脂５から表出した陽極コム端子３と陰
極コム端子４の一部を外装樹脂５に沿って折り曲げる
（図示せず）ことにより、面実装型の固体電解コンデン
サが構成されるものである。

【００１７】また、本実施の形態１の固体電解コンデン
サを作製する製造方法としては、図１に示すように陽極
コム端子３と陰極コム端子４が所定の間隔で連続して設
けられたフープ材を用い、上記陽極コム端子３の平面部
３ａ上にコンデンサ素子１の陽極部１ａを配設すると共
に、陰極コム端子４の平面部４ａ上にコンデンサ素子１
の陰極部１ｂを配設し、この側面を導通性銀ペースト
（図示せず）を介して接続部４ｂに接合すると共に、図
３（ａ）〜（ｃ）に示すように、陽極コム端子３の接続
部３ｂを仮曲げ押え治具７により曲げ加工を開始し、続
いて本曲げ押え治具８により接続部３ｂをコンデンサ素
子１の陽極部１ａに密着させた状態で包み込むように曲
げ加工し、この包み込んだ接続部３ｂの各端面と陽極部
１ａに同時にレーザービームを照射して溶接部６で溶接
することにより接続するようにしたものである。

【００１８】このように構成された本実施の形態１によ
るレーザービーム照射溶接で陽極コム端子３を接続した
固体電解コンデンサのＥＳＲ特性と、従来技術によりレ
ーザービーム照射溶接で陽極コム端子を接続した固体電
解コンデンサのＥＳＲ特性を比較して良否判定を行った
結果を（表１）に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】（表１）から明らかなように、本実施の形
態１による固体電解コンデンサは、陽極コム端子３の材
料に鉄系より比較的熱伝導率の高い銅または銅合金を用
いた場合でも、陽極コム端子３に設けた接続部３ｂの端
面とコンデンサ素子１の陽極部１ａを同時に照射するこ
とにより熱量の蓄熱性が高くなって安定した溶接作業を
行うことができるようになり、しかもコンデンサ素子１
の破損を抑えることができることからＥＳＲ特性に優れ
た固体電解コンデンサを得ることができるということが
よく分かるものである。

【００２１】（実施の形態２）以下、実施の形態２を用
いて、本発明の特に請求項２に記載の発明について説明
する。

【００２２】本実施の形態は上記実施の形態１における
レーザー照射位置ならびに陽極コム端子の形状が異なる
ようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１
と同様であるために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。

【００２３】図４は本発明の実施の形態２による固体電
解コンデンサの構成を示した斜視図、図５（ａ）〜
（ｃ）は同陽極コム端子の接続部の曲げ加工工程を示し
た製造工程図であり、図図において、９はコンデンサ素
子１の陽極部１ａが搭載される陽極コム端子、９ａはこ
の陽極コム端子９の平面部、９ｂはこの平面部９ａの両
端を曲げ起すことにより形成された接続部、１０はコン
デンサ素子１の陰極部１ｂが搭載される陰極コム端子、
１０ａはこの陰極コム端子１０の平面部、１０ｂはこの
平面部１０ａの両端を曲げ起すことにより形成された接
続部である。

【００２４】このように構成された陽極コム端子９の平
面部９ａ上にコンデンサ素子１の陽極部１ａを、陰極コ
ム端子１０の平面部１０ａ上にコンデンサ素子１の陰極
部１ｂを配設するようにして複数枚積層した後に、複数
枚積層されたコンデンサ素子１の陽極部１ａを接続部９
ｂを９０°折り曲げて密着させるようにして包み込み、
この折り曲げた接続部９ｂの夫々の端面とコンデンサ素
子積層体２の陰極部１ｂとの２箇所で、かつ重複しない
位置にレーザービームを照射して溶接部１１で溶接する
ことにより接続するようにしたものである。

【００２５】また、本実施の形態２の固体電解コンデン
サを作製する製造方法としては、図５（ａ）〜（ｃ）に
示すように、陽極コム端子９の接続部９ｂを仮曲げ押え
治具１２により曲げ加工を開始し、続いてレーザービー
ムを照射して溶接する溶接部が重複しない間隔を持たせ
るために中央部にストッパー１４を設けた本曲げ押え治
具１３により接続部９ｂをコンデンサ素子１の陽極部１
ａに密着させた状態で包み込むように曲げ加工し、上記
ストッパー１４により所定の間隔を設けて対向した各接
続部９ｂの端面とコンデンサ素子１の陽極部１ａが夫々
重複しないようにしてレーザービームを照射して溶接部
１１で溶接することにより接続するようにしたものであ
る。

【００２６】このように構成された本実施の形態２によ
る固体電解コンデンサは、レーザービームを照射して溶
接する溶接部１１を重複しない２箇所に設けたことによ
り、上記実施の形態１による固体電解コンデンサの特性
改善を更に高めることができるものである。

【００２７】（実施の形態３）以下、実施の形態３を用
いて、本発明の特に請求項３，５に記載の発明について
説明する。

【００２８】本実施の形態は上記実施の形態１における
レーザー照射位置ならびに陽極コム端子の形状が異なる
ようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１
と同様であるために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。

【００２９】図６は本発明の実施の形態３による固体電
解コンデンサの構成を示した斜視図であり、図６におい
て、１５はコンデンサ素子１の陽極部１ａが搭載される
陽極コム端子、１５ａはこの陽極コム端子１５の平面
部、１５ｂはこの平面部１５ａの両端を曲げ起すことに
より形成された接続部であり、この接続部１５ｂにはレ
ーザービーム径より小さい孔１７が夫々設けられてい
る。１６はコンデンサ素子１の陰極部１ｂが搭載される
陰極コム端子、１６ａはこの陰極コム端子１６の平面
部、１６ｂはこの平面部１６ａの両端を曲げ起すことに
より形成された接続部である。

【００３０】このように構成された本実施の形態３によ
る固体電解コンデンサは、陽極コム端子１５の平面部１
５ａ上にコンデンサ素子１の陽極部１ａを、陰極コム端
子１６の平面部１６ａ上にコンデンサ素子１の陰極部１
ｂを配設するようにして複数枚積層した後に、複数枚積
層されたコンデンサ素子１の陽極部１ａを接続部１５ｂ
を９０°折り曲げて密着させるようにして包み込み、こ
の折り曲げた接続部１５ｂに設けられた孔１７にレーザ
ービームを照射して溶接することにより接続するように
したものである。

【００３１】このように構成された本実施の形態３によ
る固体電解コンデンサは、上記実施の形態１による固体
電解コンデンサの特性改善を更に高めることができるも
のである。

【００３２】（実施の形態４）以下、実施の形態４につ
いて説明する。

【００３３】本実施の形態は上記実施の形態３における
陽極コム端子の形状が異なるようにしたものであり、こ
れ以外の構成は実施の形態３と同様であるために同一部
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。

【００３４】図７は本発明の実施の形態４による固体電
解コンデンサの構成を示した斜視図であり、図７におい
て、１８はコンデンサ素子１の陽極部１ａが搭載される
陽極コム端子、１８ａはこの陽極コム端子１８の平面
部、１８ｂはこの平面部１８ａの両端を曲げ起すことに
より形成された接続部、１９はコンデンサ素子１の陰極
部１ｂが搭載される陰極コム端子、１９ａは陰極コム端
子１９の平面部、１９ｂはこの平面部１９ａの両端を曲
げ起すことにより形成された接続部である。

【００３５】このように構成された本実施の形態４によ
る固体電解コンデンサは、陽極コム端子１８の平面部１
８ａ上にコンデンサ素子１の陽極部１ａを、陰極コム端
子１９の平面部１９ａ上にコンデンサ素子１の陰極部１
ｂを配設するようにして複数枚積層した後に、複数枚積
層されたコンデンサ素子１の陽極部１ａを接続部１８ｂ
を９０°折り曲げて密着させるようにして包み込んだ後
に、折り曲げられた接続部１８ｂに孔２０を開け、この
孔２０にレーザービームを照射して溶接することにより
接続するようにしたものである。

【００３６】このように構成された本実施の形態４によ
る固体電解コンデンサは、上記実施の形態１による固体
電解コンデンサの特性改善を更に高めることができるも
のである。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明による固体電解コン
デンサおよびその製造方法は、銅または銅合金からなる
高熱伝導性・高導電性の陽極コム端子とコンデンサ素子
とに同時にレーザービームを照射することにより安定し
た溶接を行うことを可能にしたことにより、ＥＳＲ特性
に優れた固体電解コンデンサを安定して生産することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による固体電解コンデン
サの構成を示した斜視図

【図２】同断面図

【図３】（ａ）〜（ｃ）同陽極コム端子の接続部の折り
曲げ加工工程を示した製造工程図

【図４】本発明の実施の形態２による固体電解コンデン
サの構成を示した斜視図

【図５】（ａ）〜（ｃ）同陽極コム端子の接続部の折り
曲げ加工工程を示した製造工程図

【図６】本発明の実施の形態３による固体電解コンデン
サの構成を示した斜視図

【図７】本発明の実施の形態４による固体電解コンデン
サの構成を示した斜視図

【図８】従来の固体電解コンデンサの構成を示した斜視
図

【符号の説明】

１ コンデンサ素子 １ａ 陽極部 １ｂ 陰極部 ２ コンデンサ素子積層体 ３，９，１５，１８ 陽極コム端子 ３ａ，９ａ，１５ａ，１８ａ 平面部 ３ｂ，９ｂ，１５ｂ，１８ｂ 接続部 ４，１０，１６，１９ 陰極コム端子 ４ａ，１０ａ，１６ａ，１９ａ 平面部 ４ｂ，１０ｂ，１６ｂ，１９ｂ 接続部 ５ 外装樹脂 ６，１１ 溶接部 ７，１２ 仮曲げ押え治具 ８，１３ 本曲げ押え治具 １４ ストッパー １７，２０ 孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千々松 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 斉藤 孝尚 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 只信 一生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁作用金属からなる陽極体を陽極部と陰
   極部に分離し、この陰極部の表面に誘電体酸化皮膜層、
   固体電解質層、陰極層を順次積層形成したコンデンサ素
   子を複数枚積層したコンデンサ素子積層体と、このコン
   デンサ素子積層体の陽極部が接続された陽極コム端子
   と、同陰極部が接続された陰極コム端子と、上記陽極コ
   ム端子ならびに陰極コム端子の一部が夫々外表面に露呈
   した状態で上記コンデンサ素子積層体を被覆した絶縁性
   の外装樹脂からなる固体電解コンデンサにおいて、上記
   陽極コム端子の材料に銅または銅合金を用い、かつ、こ
   の陽極コム端子に設けた接続部を折り曲げることにより
   包み込まれたコンデンサ素子積層体の陽極部と接続部の
   端面とがレーザービームを照射して溶接接続されたもの
   である固体電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 レーザービームを照射して溶接接続され
   た溶接部が重複しない２箇所以上である請求項１に記載
   の固体電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 レーザービームを照射して溶接接続され
   る陽極コム端子の接続部の端面に代えて、接続部の陽極
   部と接する面にレーザービーム径より小さい径の孔加工
   を施すことにより孔の内部に端面を形成し、この孔にレ
   ーザービームを照射して溶接接続されたものである請求
   項１に記載の固体電解コンデンサ。
4. 【請求項４】 弁作用金属からなる陽極体を陽極部と陰
   極部に分離し、続いてこの陰極部の表面に誘電体酸化皮
   膜層、固体電解質層、陰極層を順次積層形成することに
   よりコンデンサ素子を作製し、続いてこのコンデンサ素
   子の陽極部を陽極コム端子上に、同陰極部を陰極コム端
   子上に搭載するようにして複数枚のコンデンサ素子を積
   層し、かつ陰極コム端子に導電性接着剤を介してコンデ
   ンサ素子の陰極部を接続すると共に、陽極コム端子に設
   けられた接続部を折り曲げることにより複数のコンデン
   サ素子の陽極部を一体に包み込み、この陽極部と陽極コ
   ム端子の接続部の端面とをレーザービームを照射するこ
   とにより溶接接続した後、上記陽極コム端子ならびに陰
   極コム端子の一部が夫々外表面に露呈する状態で上記複
   数のコンデンサ素子を絶縁性の外装樹脂で被覆するよう
   にした固体電解コンデンサの製造方法。
5. 【請求項５】 レーザービームを照射して溶接接続され
   る陽極コム端子の接続部の端面に代えて、接続部の陽極
   部と接する面にレーザービーム径より小さい径の孔加工
   を施すことにより孔の内部に端面を形成し、この孔にレ
   ーザービームを照射して溶接接続するようにした請求項
   ４に記載の固体電解コンデンサの製造方法。