JP2006253412A - Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサに関し、特に複数のコンデンサ素子を積層し電気的に並列接続して固体電解コンデンサを製造する固体電解コンデンサの製造方法、及び当該製造方法により製造される固体電解コンデンサに関する。 The present invention relates to a solid electrolytic capacitor manufacturing method and a solid electrolytic capacitor, and more particularly, a solid electrolytic capacitor manufacturing method for stacking a plurality of capacitor elements and electrically connecting them in parallel to manufacture a solid electrolytic capacitor, and the manufacturing method. The present invention relates to a solid electrolytic capacitor.
固体電解コンデンサとしては、高い静電容量を確保するために複数のコンデンサ素子が積層され電気的に並列接続されている構成が従来より知られている。例えば、特開平10−144573号公報(特許文献1参照)にはこの構成の固体電解コンデンサ及びその製造方法が記載されている。固体電解コンデンサの製造方法では、固体電解コンデンサを構成する複数の板状のコンデンサ素子は、金型により打ち抜かれて所定の形状とされた後に積層され、固体電解コンデンサが構成される。
しかし、前述の従来の固体電解コンデンサの製造方法では、予め金型により打抜いて所定の形状とした板状のコンデンサ素子を積層するため、積層方向におけるコンデンサ素子の端面を高い精度で揃えることは困難であった。 However, in the above-described conventional method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, since plate-shaped capacitor elements that have been punched out in advance with a predetermined shape are stacked, it is not possible to align the end faces of the capacitor elements in the stacking direction with high accuracy. It was difficult.
前述の従来の固体電解コンデンサの製造方法とは異なる製造方法としては、例えば、複数の板状のコンデンサ素子を積層した後に、積層されたコンデンサ素子の積層方向上方からレーザー照射を行い、複数の板状のコンデンサ素子を同時に切断して外形を規定する方法が考えられる。このような方法により固体電解コンデンサの外形を規定すると、レーザー照射により複数の板状のコンデンサ素子を同時に切断できるため、切断された各コンデンサ素子の端面たる切断面を揃えることができる。 As a manufacturing method different from the above-described conventional solid electrolytic capacitor manufacturing method, for example, after laminating a plurality of plate-like capacitor elements, laser irradiation is performed from above in the laminating direction of the laminated capacitor elements, thereby A method is conceivable in which the external shape is defined by simultaneously cutting the capacitor elements. When the outer shape of the solid electrolytic capacitor is defined by such a method, a plurality of plate-like capacitor elements can be simultaneously cut by laser irradiation, so that the cut surfaces that are the end faces of the cut capacitor elements can be aligned.
しかし、実際にコンデンサ素子の積層方向上方からのレーザー照射により複数の板状のコンデンサ素子を同時に切断しようとしても、積層方向上層のものは切断できても、下層のものまで同時に切断することはできない。これは、YAGレーザーを用いた場合であっても、YAGよりも強力なYVO4レーザーを用いた場合であっても同様である。 However, even when trying to cut a plurality of plate-like capacitor elements at the same time by laser irradiation from the upper side in the stacking direction of the capacitor elements, even if the upper layer can be cut, the lower layer cannot be cut simultaneously. . This is the same whether a YAG laser is used or a YVO 4 laser that is stronger than YAG is used.
ここで、上層のコンデンサ素子が切断され下層のコンデンサ素子が切断されていない状態で、切断された上層のコンデンサ素子の不要部分を除去し、次に、下層のコンデンサ素子に対してレーザー照射して下層のコンデンサ素子を切断し不要部分を除去して、一枚ずつ切断除去してゆくことが考えられる。しかし、このようにすると不要部分を除去する手間が余計にかかり、固体電解コンデンサの製造工程が複雑になる。また、不要部分を除去する際に、固体電解コンデンサの陽極部となる部分が変形してしまう恐れがある。 Here, in a state where the upper capacitor element is cut and the lower capacitor element is not cut, an unnecessary portion of the cut upper capacitor element is removed, and then the lower capacitor element is irradiated with laser. It is conceivable that the capacitor elements in the lower layer are cut to remove unnecessary portions and cut and removed one by one. However, this makes it unnecessary to remove unnecessary portions and complicates the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor. Moreover, when removing an unnecessary part, there exists a possibility that the part used as the anode part of a solid electrolytic capacitor may deform | transform.
そこで、本発明は、積層された複数のコンデンサ素子を最下層に至るまで切断して、積層方向におけるコンデンサ素子の端面を高い精度で揃えることができる固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a solid electrolytic capacitor manufacturing method and a solid electrolytic capacitor capable of cutting a plurality of stacked capacitor elements down to the lowest layer and aligning the end faces of the capacitor elements in the stacking direction with high accuracy. The purpose is to do.
上記目的を達成するために、本発明はコンデンサ素子製造工程と、積層工程と、レーザー切断工程と、接続工程とを有する固体電解コンデンサの製造方法を提供している。コンデンサ素子製造工程では、表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部の該表面の所定の領域に、固体電解質層を有する陰極部を層状に形成する工程を有する。積層工程では、該コンデンサ素子製造工程を複数回行うことにより製造された複数の該コンデンサ素子を、該陽極部の端部同士が互いに隣接するように積層配置するとともに該陰極部同士を互いに積層配置する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor having a capacitor element manufacturing process, a laminating process, a laser cutting process, and a connecting process. The capacitor element manufacturing step includes a step of forming a cathode portion having a solid electrolyte layer in a predetermined region on the surface of an anode portion made of a valve metal having an oxide film layer formed on the surface. In the laminating process, a plurality of the capacitor elements manufactured by performing the capacitor element manufacturing process a plurality of times are arranged so that the ends of the anode parts are adjacent to each other, and the cathode parts are arranged in a stacked manner. To do.
レーザー切断工程では、該コンデンサ素子において該陰極部が層状に形成された部分から該陰極部が形成されていない該陽極部の部分が突出する方向を突出方向とし、該コンデンサ素子が積層される方向を積層方向とし、該突出方向及び該積層方向に垂直の方向を幅方向としたときに、全ての該コンデンサ素子の該陽極部の端部において該幅方向の一端から他端へわたり該積層方向上方からレーザー照射することによりスリットを形成して、該スリットよりも該突出方向に位置する該陽極部の端縁部を切落とす。また、該レーザー切断工程では、該積層方向において最下層に配置された該コンデンサ素子以外の該コンデンサ素子の該スリットの幅が、該積層方向において最下層に配置された該コンデンサ素子の該スリットの幅よりも広くなるように、該複数のコンデンサ素子にそれぞれ該レーザーのビームスポット径よりも広い幅の該スリットを形成する。接続工程では、積層した該複数のコンデンサ素子を互いに電気的に並列接続する。 In the laser cutting step, a direction in which the portion of the anode portion in which the cathode portion is not formed protrudes from a portion in which the cathode portion is formed in a layered manner in the capacitor element, and a direction in which the capacitor elements are stacked Is the stacking direction, and the direction perpendicular to the stacking direction and the direction perpendicular to the stacking direction is the width direction, and the stacking direction extends from one end of the width direction to the other end of all the capacitor elements. A slit is formed by laser irradiation from above, and the edge of the anode portion located in the protruding direction is cut off from the slit. Further, in the laser cutting step, the width of the slit of the capacitor element other than the capacitor element arranged in the lowermost layer in the stacking direction is equal to the width of the slit of the capacitor element arranged in the lowermost layer in the stacking direction. The slits each having a width wider than the beam spot diameter of the laser are formed in the plurality of capacitor elements so as to be wider than the width. In the connecting step, the plurality of stacked capacitor elements are electrically connected in parallel to each other.
レーザー切断工程では、該積層方向において最下層に配置された該コンデンサ素子以外の該コンデンサ素子の該スリットの幅が、該積層方向において最下層に配置された該コンデンサ素子の該スリットの幅よりも広くなるように、該複数のコンデンサ素子にそれぞれ該レーザーのビームスポット径よりも広い幅の該スリットを形成するようにしたため、積層された複数のコンデンサ素子の陽極部の端部をレーザー照射により切落とすことができる。このため、レーザー照射により陽極部の端縁部が切落とされて生じた陽極部の各切断面を、複数のコンデンサ素子の積層方向において面一とすることができる。このため、この切断面において導電性の材料からなる板状の接続部材をすべての陽極部の端部に跨って固定して陽極部を電気的に接続する場合には、接続部材と陽極部の端部との電気的接続を確実にすることができる。また、製造される固体電解コンデンサの寸法精度を向上させることができ、歩留まりをよくすることができる。 In the laser cutting step, the width of the slit of the capacitor element other than the capacitor element arranged in the lowermost layer in the stacking direction is larger than the width of the slit of the capacitor element arranged in the lowermost layer in the stacking direction. Since the slits having a width wider than the beam spot diameter of the laser are formed in each of the plurality of capacitor elements so as to widen, the end portions of the anode portions of the plurality of stacked capacitor elements are cut by laser irradiation. Can be dropped. For this reason, each cut surface of the anode part produced by cutting off the edge part of the anode part by laser irradiation can be flush with each other in the stacking direction of the plurality of capacitor elements. For this reason, when the plate-shaped connecting member made of a conductive material is fixed across the end portions of all the anode portions and the anode portions are electrically connected to each other at the cut surface, The electrical connection with the end can be ensured. Moreover, the dimensional accuracy of the manufactured solid electrolytic capacitor can be improved, and the yield can be improved.
また、積層されたコンデンサ素子の陽極部をレーザー照射により一枚切断した後に、当該切断した陽極部の部分を除去するという工程を繰返し行わずに済み、このようにして切断した陽極部の不要部分を除去する際に、固体電解コンデンサの陽極部となる部分が変形することを防止することができ、且つ製造工程を簡単にすることができる。 In addition, it is not necessary to repeat the process of removing the anode part of the laminated capacitor element by laser irradiation and then removing the part of the cut anode part. Can be prevented from being deformed, and the manufacturing process can be simplified.
ここで、該レーザー切断工程では、該積層方向において下層に配置された該コンデンサ素子には、該積層方向において上層に配置された該コンデンサ素子よりも幅の狭い該スリットを形成することが好ましい。 Here, in the laser cutting step, it is preferable that the capacitor element arranged in the lower layer in the stacking direction is formed with the narrower slit than the capacitor element arranged in the upper layer in the stacking direction.
積層方向において下層に配置されたコンデンサ素子には、積層方向において上層に配置されたコンデンサ素子よりも幅の狭いスリットを形成するようにしたため、下層のコンデンサ素子の陽極部の端部に所望の幅のスリットを形成することができる。 The capacitor element arranged in the lower layer in the stacking direction is formed with a narrower slit than the capacitor element arranged in the upper layer in the stacking direction, so that a desired width is formed at the end of the anode part of the capacitor element in the lower layer. Slits can be formed.
また、該接続工程は、該複数のコンデンサ素子の該陽極部の端縁部を切落とすことにより生じた該陽極部の切断面に、該複数のコンデンサ素子の各該陽極部の端部を互いに電気的に接続するための導電性の材料からなる接続部材をすべての該陽極部の端部に跨って固定する接続部材固定工程を有することが好ましい。 Further, the connecting step includes connecting the end portions of the anode portions of the plurality of capacitor elements to the cut surface of the anode portions generated by cutting off the edge portions of the anode portions of the plurality of capacitor elements. It is preferable to have a connecting member fixing step of fixing a connecting member made of a conductive material for electrical connection across the end portions of all the anode portions.
複数のコンデンサ素子の各陽極部の端部を互いに電気的に接続するための導電性の材料からなる接続部材をすべての陽極部の端部に跨って固定する接続部材固定工程を行うようにしたため、コンデンサ素子の陽極部の端部どうしを接続部材を介して電気的に接続することができる。 Because the connection member fixing step of fixing the connection member made of a conductive material for electrically connecting the end portions of the anode portions of the plurality of capacitor elements across the end portions of all the anode portions is performed. The end portions of the anode portion of the capacitor element can be electrically connected to each other through the connection member.
また、該レーザー切断工程では、レーザースキャンによるレーザー照射により該スリットを形成することが好ましい。 In the laser cutting step, the slit is preferably formed by laser irradiation by laser scanning.
また、該レーザー切断工程の該レーザースキャンでは、最下層に配置された該コンデンサ素子以外の該コンデンサ素子には、形成される該スリットの長手方向の一端から他端へと移動しながらレーザー照射する第1長手方向スキャン工程と、形成される該スリットの長手方向の他端においてレーザーの照射位置を該スリットの幅方向へ移動させる幅方向スキャン位置移動工程と、形成される該スリットの長手方向の他端から一端へと移動しながらレーザー照射する第2長手方向スキャン工程とを少なくとも行い、該スリットの幅は該幅方向スキャン位置移動工程による移動量の総和及びビームスポット径により規定され、最下層に配置された該コンデンサ素子には少なくとも該第1長手方向スキャン工程を行うことが好ましい。 Further, in the laser scanning of the laser cutting step, laser irradiation is performed on the capacitor elements other than the capacitor element arranged in the lowermost layer while moving from one end to the other end in the longitudinal direction of the slit to be formed. A first longitudinal scanning step, a widthwise scanning position moving step of moving the laser irradiation position in the widthwise direction of the slit at the other longitudinal end of the slit to be formed, and a longitudinal direction of the slit to be formed At least a second longitudinal scanning step in which laser irradiation is performed while moving from the other end to the other end, and the width of the slit is defined by the total amount of movement and the beam spot diameter in the width direction scanning position moving step, It is preferable that at least the first longitudinal scanning step is performed on the capacitor element arranged in the capacitor element.
また、該レーザー切断工程のレーザースキャンでは、最下層に配置された該コンデンサ素子以外の該コンデンサ素子には、形成される該スリットの幅方向の一端から他端へと移動しながらレーザー照射する第1幅方向スキャン工程と、形成される該スリットの幅方向の他端においてレーザーの照射位置を該スリットの長手方向へ移動させる長手方向スキャン位置移動工程と、形成される該スリットの幅方向の他端から一端へと移動しながらレーザー照射する第2幅方向スキャン工程とを少なくとも行い、該スリットの長手方向の長さは該長手方向スキャン位置移動工程による移動量の総和により規定され、最下層に配置された該コンデンサ素子には、形成される該スリットの長手方向の一端から他端へと移動しながらレーザー照射する長手方向スキャン工程を少なくとも行うことが好ましい。 In the laser scanning of the laser cutting step, the capacitor elements other than the capacitor element arranged in the lowermost layer are irradiated with laser while moving from one end to the other end in the width direction of the slit to be formed. One width direction scanning step, a longitudinal scanning position moving step of moving the laser irradiation position in the longitudinal direction of the slit at the other end in the width direction of the slit to be formed, and other width direction of the slit to be formed At least a second width direction scanning step in which laser irradiation is performed while moving from one end to the other end, and the length in the longitudinal direction of the slit is defined by the total amount of movement in the longitudinal direction scan position moving step, The arranged capacitor element has a longitudinal direction in which laser irradiation is performed while moving from one end to the other end in the longitudinal direction of the slit to be formed. It is preferable that at least performing scanning process.
また、該レーザー切断工程のレーザースキャンでは、上層の該コンデンサ素子において該スリットが形成される領域内の所定範囲内でスキャンしながらレーザー照射する上層照射工程と、下層の該コンデンサ素子の該積層方向における該所定範囲内相当位置において該所定範囲よりも狭い範囲でスキャンしながらレーザー照射する下層照射工程とを行う積層方向複数層レーザー照射工程を繰返し行うことが好ましい。 Further, in the laser scanning of the laser cutting step, the upper layer irradiation step of performing laser irradiation while scanning within a predetermined range in the region where the slit is formed in the upper capacitor element, and the stacking direction of the lower capacitor element It is preferable to repeatedly perform a multi-layer laser irradiation step in the stacking direction in which a lower layer irradiation step of performing laser irradiation while scanning in a range narrower than the predetermined range at a position corresponding to the predetermined range in FIG.
レーザースキャンによるレーザー照射によりスリットを形成するようにしたため、スリットの形成を極めて容易に行うことができる。 Since the slit is formed by laser irradiation by laser scanning, the slit can be formed very easily.
また、本発明は、表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部と、該表面の所定の領域に固体電解質層を有して層状に形成された陰極部とにより構成される略板状のコンデンサ素子を複数備え、該複数のコンデンサ素子は、各該陽極部の端部同士が互いに対向するように積層配置されるとともに該陰極部同士が互いに積層配置されて、互いに電気的に並列接続される固体電解コンデンサを提供している。 The present invention also includes an anode part made of a valve metal having an oxide film layer formed on the surface, and a cathode part formed in a layered manner having a solid electrolyte layer in a predetermined region of the surface. A plurality of plate-like capacitor elements are provided, and the plurality of capacitor elements are stacked so that the end portions of the anode portions face each other, and the cathode portions are stacked on each other to electrically connect each other. A solid electrolytic capacitor connected in parallel is provided.
該コンデンサ素子において該陰極部が層状に形成された部分から該陰極部が形成されていない該陽極部の部分が突出する方向を突出方向とし、該コンデンサ素子が積層される方向を積層方向とし、該突出方向及び該積層方向に垂直の方向を幅方向としたときに、全ての該コンデンサ素子の該陽極部の端部は、該陽極部の端部において該幅方向の一端から他端へわたり該積層方向上方からレーザー照射されることによりスリットが形成されて該スリットよりも該突出方向に位置する該陽極部の端縁部が切落とされて生じた該陽極部の切断面を有し、各該切断面は、該複数のコンデンサ素子の積層方向において面一である。 In the capacitor element, the direction in which the portion of the anode part where the cathode part is not formed from the part in which the cathode part is formed in a layer form is defined as a projecting direction, and the direction in which the capacitor element is laminated is defined as a laminating direction. When the width direction is the direction perpendicular to the protruding direction and the stacking direction, the end portions of the anode portions of all the capacitor elements extend from one end to the other end in the width direction at the end portions of the anode portions. A slit is formed by laser irradiation from above the stacking direction, and has a cut surface of the anode part generated by cutting off the edge part of the anode part located in the projecting direction from the slit, Each cut surface is flush with the stacking direction of the plurality of capacitor elements.
各切断面は、複数のコンデンサ素子の積層方向において面一であるため、例えば切断面において、導電性の材料からなる板状の接続部材をすべての陽極部の端部に跨って固定して陽極部を電気的に接続する場合には、接続部材と陽極部の端部との電気的接続を確実にすることができる。 Since each cut surface is flush with the stacking direction of a plurality of capacitor elements, for example, a plate-like connection member made of a conductive material is fixed across the end portions of all anode portions on the cut surface. When the parts are electrically connected, the electrical connection between the connection member and the end of the anode part can be ensured.
以上により、積層された複数のコンデンサ素子を最下層に至るまで切断して、積層方向におけるコンデンサ素子の端面を高い精度で揃えることができる固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサを提供することができる。 As described above, it is possible to provide a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor and a solid electrolytic capacitor capable of cutting a plurality of stacked capacitor elements up to the lowest layer and aligning the end faces of the capacitor elements in the stacking direction with high accuracy. it can.
本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサについて図1乃至図6に基づき説明する。図1に示されるように固体電解コンデンサ1は、積層された4つのコンデンサ素子10〜40と、プリント基板50と、接続部材60と、4つのコンデンサ素子10〜40を覆うようにしてモールドする図示せぬモールド部とを備えている。
A method of manufacturing a solid electrolytic capacitor and a solid electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the solid electrolytic capacitor 1 is molded so as to cover the four
4つのコンデンサ素子10〜40は、それぞれ同一形状且つ同一の構成であり、図1に示されるように陽極部11〜41と、陰極部12〜42とを備えている。なお、図2を参照して説明する以下の説明では、4つのコンデンサ素子10〜40の構成は同一であることから、コンデンサ素子10のみについて図示し、他のコンデンサ素子20〜40については説明を省略する。
The four
陽極部11は略長方形状をした板状をなしており、図1及び図2に示される左右方向に長辺が指向し、図1に示される左側の端部11Bには、図6に示されるように外方へ略長方形状に突出する凸部11Cが設けられている。
The
ここで、コンデンサ素子10において陰極部12の形成されていない陽極部11の部分が後述の陰極部12の形成された部分から突出する方向、即ち、図1の左方向を突出方向とし、コンデンサ素子10〜40が積層される方向を積層方向とし、突出方向及び積層方向に垂直の方向、即ち、図1の紙面の表と裏とを結ぶ方向を幅方向とする。
Here, in the
このときに、後述のように、当該陽極部11の端部11Bにおいて当該幅方向の一端から他端へわたり積層方向上方からレーザー照射されることにより、スリット10a〜40a(図3等)が形成される。このスリット10a〜40aよりも当該突出方向に位置する陽極部11の端縁部13〜43(図3等)が切落とされて生じた陽極部11の切断面が、凸部11Cの設けられた端部11Bの輪郭を規定する。この切断面は、後述のようにコンデンサ素子10〜40の積層方向上方からレーザー照射されることにより生じるため、コンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41の切断面たる図1に示される左側の端部11B〜41Bの輪郭は、積層方向において面一となっている。
At this time, as will be described later, slits 10a to 40a (FIG. 3 and the like) are formed by laser irradiation from the upper side in the stacking direction from one end to the other end in the width direction at the
陽極部11は弁作用金属であるアルミニウムにより構成されており、図2に示されるように、その表面には、表面積を増やすためにエッチングが施されることにより粗面化(拡面化)されてポーラス状になっている。このポーラス状の表面全体は化成処理(陽極酸化)によって絶縁性の酸化膜層(誘電体層)11Aが形成されている。陽極部11の寸法は、長手方向の長さが10mm、幅が5mm程度であり、厚さ、即ち、図2に示される上下方向の幅は100μm程度である。
The
陽極部11の表面の所定の領域、即ち、図2に示される陽極部11の右側の端部から左側の端部11Bに向って陽極部11の左右方向の長さの略2/3の位置に至るまでの領域全体には、導電性のポリマーにより構成される固体電解質層12Aが形成されている。固体電解質層12Aは酸化膜層11Aの上に積層して設けられており、酸化膜層11Aに対向する固体電解質層12Aの部分は、エッチングにより陽極部11の表面に形成されたポーラスの中に入り込んでいる。固体電解質層12A上には、グラファイトペースト層12Bと、銀ペースト層12Cとがこの順で積層されており、固体電解質層12A、グラファイトペースト層12B、及び銀ペースト層12Cは陰極部12を構成する。グラファイトペースト層12B及び銀ペースト層12Cは、固体電解質層12Aが形成されている陽極部11及び酸化膜層(誘電体層)11Aの領域を覆うようにして固体電解質層12A上に形成されている。
A predetermined region on the surface of the
陽極部11の図2に示される左側の端部11Bであって陰極部12が設けられていない領域と陰極部12との境界位置には、絶縁性を有するエポキシ系樹脂等からなるレジスト13が設けられている。レジスト13は、固体電解質層12Aを陽極部11上に形成するために陽極部11となる化成箔を溶液に浸漬させているときに、ポーラス状になっている陽極部11の表面において毛細管現象により溶液が所定の領域よりも図2の左側の方へ上がってくることを防止し、固体電解質層12Aが形成されていない陽極部11の図2に示される左側の端部11Bを確保するために設けられている。
A resist 13 made of an insulating epoxy resin or the like is provided at the boundary between the
4つのコンデンサ素子10〜40は、図1に示されるように、陰極部12〜42同士が互いに積層配置されている。陰極部12〜42は、板状の陽極部11〜41上に形成されているため、陽極部11〜41の厚さ方向に対して略垂直な上面10A〜40Aと下面10B〜40Bとを有している。図1に示されるように、積層される4つのコンデンサ素子10〜40の第1層をなす第1コンデンサ素子10の上面10Aと第2コンデンサ素子20の下面20Bとが導電性接着剤71によって接着され、第2コンデンサ素子20の上面20Aと第3コンデンサ素子30の下面30Bとが導電性接着剤71によって接着され、第3コンデンサ素子30の上面30Aと第4コンデンサ素子40の下面40Bとが導電性接着剤71によって接着されている。従って、4つのコンデンサ素子10〜40の陰極部12〜42は電気的に接続されており、後述のように4つのコンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41の図1に示される左側の端部11B〜41B同士が電気的に接続されることと相まって、4つのコンデンサ素子10〜40は電気的に並列接続されている。
As shown in FIG. 1, the four
4つのコンデンサ素子10〜40の陰極部12〜42が設けられていない陽極部11〜41の端部11B〜41Bの部分は、陰極部12〜42が設けられている部分と比較して銀ペースト層12C等が形成されていないことから薄くなっている。このため、図1に示されるように、コンデンサ素子10〜40の積層方向において、陽極部11〜41の図の左側の端部11B〜41B同士が互いに所定の間隔で離間して隣接して積層配置されている。
The portions of the
積層された4つのコンデンサ素子10〜40は、陽極部11〜41と略同一形状をしたプリント基板50上に載置されている。プリント基板50は、例えば、エポキシ樹脂製のプリント基板50である。4つのコンデンサ素子10〜40は、プリント基板50に対して形状が一致して重なるようにプリント基板50上に載置されている。プリント基板50は、積層された4つのコンデンサ素子10〜40のうちの第1コンデンサ素子10の陰極部12及び陽極部11の下面11Bに対向している。
The four
プリント基板50の表面50A及び裏面50Bには、第1の導電パターン51A、51Bと第2の導電パターン52A、52Bとがそれぞれ設けられている。表面50Aの第1導電パターン51A、第2の導電パターン52Aは、それぞれ裏面50Bの第1の導電パターン51B、第2の導電パターン52Bと、スルーホール50a、50bを介して電気的に接続されている。第1の導電パターン51Aは、第1コンデンサ素子10の陽極部11の図1に示される左側の端部11Bに対向する位置に配置されており、第2の導電パターン52Aは、第1コンデンサ素子10の陰極部12に対向する位置に配置されている。
First
プリント基板50の裏面の第1の導電パターン51B、第2の導電パターン52Bは、それぞれ図示せぬ電子回路等に実装されるいわゆるユーザ端子であり、プリント基板50の表面の第1の導電パターン51A、第2の導電パターン52Aと同様の金属材料により構成されている。陽極部11の図1に示される左側の端部11Bは、プリント基板50の表面の第1の導電パターン51Aに電気的に後述の接続部材60を介して接続されている。また、陰極部12が導電性接着剤71によって第2の導電パターン52Aに電気的に接続されている。
The first
4つのコンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41の図1に示される左側の端部11B〜41Bの位置には、接続部材60が設けられている。接続部材60は、図6に示されるように、それぞれ略長方形状の板状をなす接続部本体61と底部62とを有しており、底部62の一の短辺の全体は、接続部本体61の一の長辺の長手方向の略中央の位置に一体に接続されている。接続部本体61と底部62とは略垂直の角度をなして接続されて略L字状をなしている。従って、接続部本体61は、積層されたコンデンサ素子10〜40の積層方向に底部62から延出している。
接続部本体61は、図1に示されるように、陽極部11〜41の各端部にそれぞれ跨って当接して固定されており、すべての陽極部11〜41の図1に示される左側の端部11B〜41Bの凸部11C〜41Cに当接した状態で、コンデンサ素子10〜40の積層方向に交差する方向であって、且つ陽極部11〜41の端部の凸部11C〜41Cが当接している側とは反対の側である接続部材60の外側から、即ち、図1の左側から右側へ向けてレーザーの照射を受けることにより、陽極部11〜41の各端部11B〜41Bにそれぞれ電気的に接続される。接続部材60はNiにより構成されている。
As shown in FIG. 1, the connecting portion
凸部11C〜41Cの設けられたコンデンサ素子10〜40の端部11B〜41Bの輪郭形状は、前述のように、コンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41がコンデンサ素子10〜40の積層方向上方からレーザー照射されることにより生じた切断面であり、積層方向において面一となっているため、端部11B〜41Bに接続部本体61が均一に当接し、陽極部11〜41の各端部11B〜41Bと接続部材60との電気的接続を確実にすることができる。
As described above, the contour shapes of the
接続部材60の底部62は、第1コンデンサ素子10の陽極部11の図1に示される左側の端部11Bと、プリント基板50の第1の導電パターン51Aとの間に配置されており、プリント基板50の第1の導電パターン51Aに当接している。底部62は、コンデンサ素子10〜40の積層方向、即ち、図1において上から下に向う方向へレーザーの照射を受けることによりプリント基板50の第1の導電パターン51Aに電気的に接続される。
The bottom 62 of the
前述のように、陽極部11〜41の図1に示される左側の端部11B〜41Bには凸部11C〜41Cが設けられているため、図6に示されるように、あたかも長方形状の一の短辺を挟む2つの角部を、それぞれ切欠いて取除いたような形状をなしている。これに対して、図6に示されるように底部62は長方形状をしている。底部62は、コンデンサ素子10〜40の積層方向において、陽極部11〜41の図1に示される左側の端部11B〜41Bの凸部11C〜41Cと重なるように配置されるのであるが、底部62の長手方向の幅、即ち、図6における左右方向の長さは、陽極部11〜41の延出方向に対する幅方向における凸部11C〜41Cの幅、即ち図6における凸部11C〜41Cの左右方向の長さよりも大きいため、底部62は、結果的にコンデンサ素子10〜40の積層方向においていずれのコンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41とも重ならない非重畳部62Aを有する。
As described above, the
固体電解コンデンサの製造方法では、先ず、コンデンサ素子製造工程を行う。実際に行われるコンデンサ素子製造工程では、複数のコンデンサ素子が同時に製造されるが、ここでは、説明の便宜上1つのコンデンサ素子10が製造される工程を一回のコンデンサ素子製造工程とする。先ず、表面に酸化膜層11Aが形成され陽極部11となるアルミニウム板、即ち、化成箔を打抜いて一端を陽極部11の形状とする。このとき、後述のように陰極層が形成される化成箔の部分は、複数同時に製造される他のコンデンサ素子の陰極部が形成される化成箔の他端の部分と、製品にならない余分な化成箔の部分を介して接続された状態となっている。後述の接続工程を行う直前に行うレーザー切断工程において、この余分な化成箔の部分は切断され除去される。
In the method of manufacturing a solid electrolytic capacitor, first, a capacitor element manufacturing process is performed. In the actual capacitor element manufacturing process, a plurality of capacitor elements are manufactured at the same time. Here, for convenience of explanation, the process of manufacturing one
次に、スクリーン印刷法を用いて、陽極部11の所定の位置であって陰極部12と陽極部11との境界となる位置にレジスト13を形成する。次に、前述のように化成箔を打抜いたときに、打抜いた断面には酸化膜層11Aが形成されていない部分が生ずるが、この部分に酸化膜層11Aを生成するために再度酸化させる再化成を行う。
Next, using a screen printing method, a resist 13 is formed at a predetermined position of the
次に、レジスト13を境とする所定の領域、即ち図1に示される陽極部11のレジスト13よりも右側の部分に相当する化成箔の部分を、固体電解質層12Aを形成するための反応溶液中に浸漬し、化学酸化重合を行うことにより、固体電解質層12A、即ち、導電性ポリマー層を形成する。陽極部11の表面はエッチングによりポーラス状になっているので、直接銀ペースト層12Cを形成することができないため、銀ペースト層12Cを形成する準備のために固体電解質層12Aを形成するのである。
Next, a reaction solution for forming a
次に、導電性高分子層の上にグラファイトペースト層12Bと、銀ペースト層12Cとをこの順で積層して形成する。グラファイトペースト層12B、銀ペースト層12Cの形成は、ディップ法やスクリーン印刷法やスプレー塗布法等が用いられる。以上がコンデンサ素子製造工程である。このコンデンサ素子製造工程を4回行うことによって、4つのコンデンサ素子10〜40を製造する。
Next, a
次に、積層工程を行う。積層工程では、4つのコンデンサ素子10〜40を、陽極部11〜41の図1に示される左側の端部11B〜41B同士が互いに隣接するように積層配置するとともに、陰極部12〜42同士を互いに積層配置する。陰極部12〜42間には、導電性接着剤71が塗布され、陰極部12〜42同士が導電性接着剤71によって互いに電気的に接続される。導電性接着剤71としては、例えば、銀−エポキシ系接着剤が用いられる。
Next, a lamination process is performed. In the laminating step, the four
次に、積層された状態の4つのコンデンサ素子10〜40を、製品とならない余分な化成箔の部分から切断することにより陽極部11〜41の端部11B〜41Bを所望の輪郭形状とし、略長方形状をしたコンデンサ素子10〜40の形状とするレーザー切断工程を行う。レーザー切断工程では、全てのコンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41の端部11B〜41Bにおいて、前述の幅方向の一端41F等(図3)から他端11G〜41Gへ、又は他端11G〜41Gから一端41F等へと積層方向上方からレーザー照射することにより、図3に示されるようなスリット10a〜40aを形成して、スリット10a〜40aよりも前述の突出方向に位置する陽極部11〜41の端縁部、即ち、図3に示される左側の部分13〜43を切落とす。
Next, the four
レーザー照射はレーザースキャンすることにより行う。レーザー切断工程で用いたレーザーはYAGレーザーであり、波長は1064nmであり、F100mm〜F300mmのfθレンズ、エキスパンダX8を用いる。レーザーのスポット径は約φ60μmであり、アパーチャ径はφ2mmである。 Laser irradiation is performed by laser scanning. The laser used in the laser cutting process is a YAG laser, the wavelength is 1064 nm, and an fθ lens of F100 mm to F300 mm and an expander X8 are used. The spot diameter of the laser is about φ60 μm, and the aperture diameter is φ2 mm.
また、出力は@5kHz〜@15kHzで5W〜10Wであり、スキャン速度は50mm/sec〜100mm/secである。照射するコンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41の端部11B〜41Bの表面とレーザービーム出射部との間の距離(WD)はそれぞれ100mm〜200mmであり、陽極部11〜41の端部11B〜41Bの表面に焦点を合わせてレーザー照射する。
The output is 5 W to 10 W at @ 5 kHz to @ 15 kHz, and the scan speed is 50 mm / sec to 100 mm / sec. The distances (WD) between the surfaces of the
レーザースキャンについては、具体的には、先ず形成されるスリット10a〜40aの位置を境としてコンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41の端部11B〜41Bの図3の示される左側の部分13〜43及び右側の部分14〜44を図示せぬ治具により保持し、積層された4層のコンデンサ素子10〜40の最上層40について、形成されるスリット40aの長手方向の一端から他端へと向かう方向、即ち、図4の紙面の裏から表へと向かう方向へ移動しながらレーザー照射する第1長手方向スキャン工程を行なう。コンデンサ素子40の陽極部41の端部41Bにおいてレーザースキャンをする位置は、図4に示されるように、コンデンサ素子40の陽極部41の端部41B輪郭を規定する位置Aである。位置Aで示される幅はレーザーのビームスポット径に一致する。
Regarding the laser scanning, specifically, the
次に、形成されるスリット40aの長手方向の他端の位置、即ち、図4のコンデンサ素子40の紙面の最も表側寄りの位置において、レーザーの照射位置をスリット40aの幅方向、即ち、図4の左方向へ移動させる幅方向スキャン位置移動工程を行なう。移動させる距離は10μmである。
Next, at the position of the other end in the longitudinal direction of the
次に、スリット40aの長手方向の他端から一端へと向かう方向、即ち、図4の紙面の表から裏へと向かう方向へ移動しながらレーザー照射する第2長手方向スキャン工程を行う。このときのコンデンサ素子40の陽極部41の端部41Bにおいてレーザースキャンをする位置は、図4に示される位置Bである。位置Bで示される幅も、位置Aと同じくレーザーのビームスポット径に一致する。後述の位置C〜位置Eについても同様である。
Next, a second longitudinal scanning step is performed in which laser irradiation is performed while moving the
次に、スリット40aの長手方向の一端の位置、即ち、図4のコンデンサ素子40の紙面の最も裏側寄りの位置において幅方向スキャン位置移動工程を行い、コンデンサ素子40の陽極部41の端部41Bの位置Cにおいて第1長手方向スキャン工程を行う。そして、スリット40aの長手方向の他端の位置、即ち、図4のコンデンサ素子40の紙面の最も表側寄りの位置において幅方向スキャン位置移動工程を行い、コンデンサ素子40の陽極部41の端部41Bの位置Dにおいて第2長手方向スキャン工程を行う。更に続けて、スリット40aの長手方向の他端の位置、即ち、図4のコンデンサ素子40の紙面の最も裏側寄りの位置において幅方向スキャン位置移動工程を行い、コンデンサ素子40の陽極部41の端部41Bの位置Eにおいて第1長手方向スキャン工程を行い、コンデンサ素子40に対するレーザースキャンが終了する。
Next, a width direction scan position moving step is performed at the position of one end of the
レーザースキャンにより形成されるスリット40aの幅は、幅方向スキャン位置移動工程による移動量の総和及びビームスポット径により規定される。即ち、一回の幅方向スキャン位置移動工程による移動距離は、前述のように10μmであり、ビームスポット径は60μmであり、幅方向スキャン位置移動工程を4回行うため、コンデンサ素子40の陽極部41の端部41Bにおけるスリット40aの幅は100μmである。
The width of the
次に、コンデンサ素子30に対するレーザースキャンを行う。先ず、コンデンサ素子30の陽極部31の端部31Bの位置A(図4)において第1長手方向スキャン工程を行い、形成されるスリット30aの長手方向の他端の位置、即ち、図4のコンデンサ素子30の紙面の最も表側寄りの位置において幅方向スキャン位置移動工程を行い、コンデンサ素子30の陽極部31の端部31Bの位置Bにおいて第2長手方向スキャン工程を行う。
Next, laser scanning is performed on the
続けて、形成されるスリット30aの長手方向の一端の位置、即ち、図4の陽極部31の端部31Bの紙面の最も裏側寄りの位置において幅方向スキャン位置移動工程を行い、陽極部31の端部31Bの位置Cにおいて第1長手方向スキャン工程を行う。次に、形成されるスリット30aの長手方向の他端の位置、即ち、図4のコンデンサ素子30の紙面の最も表側寄りの位置において幅方向スキャン位置移動工程を行い、コンデンサ素子30の陽極部31の端部31Bの位置Dにおいて第2長手方向スキャン工程を行い、コンデンサ素子30に対するレーザースキャンが終了する。
Subsequently, the width direction scan position moving step is performed at the position of one end in the longitudinal direction of the
コンデンサ素子40では、位置Aから位置Eまでがスリット40aの幅になっているため、図5に示されるように、位置Aから位置Dまでがスリット30aの幅になっているコンデンサ素子30と比較して広くなっている。コンデンサ素子30の陽極部31の端部31Bにおけるスリット30aの幅は90μmである。このため、コンデンサ素子30に対してレーザー照射を行い、所望の幅のスリット30aを形成することができる。
In the
次に、コンデンサ素子20に対するレーザースキャンを行う。先ず、図4に示される陽極部21の端部21Bの位置Aにおいて第1長手方向スキャン工程を行い、形成されるスリット20aの長手方向の他端の位置、即ち、図4のコンデンサ素子20の紙面の最も表側寄りの位置において幅方向スキャン位置移動工程を行い、コンデンサ素子20の陽極部21の端部21Bの位置Bにおいて第2長手方向スキャン工程を行う。
Next, laser scanning is performed on the
続けて、形成されるスリット20aの長手方向の一端の位置、即ち、図4の陽極部21の端部21Bの紙面の最も裏側寄りの位置において幅方向スキャン位置移動工程を行い、陽極部21の端部21Bの位置Cにおいて第1長手方向スキャン工程を行い、コンデンサ素子20に対するレーザースキャンが終了する。
Subsequently, a width direction scan position moving step is performed at the position of one end in the longitudinal direction of the
コンデンサ素子30では、位置Aから位置Dまでがスリット30aの幅になっているため、図5に示されるように、位置Aから位置Cまでがスリット20aの幅になっているコンデンサ素子20と比較して広くなっている。コンデンサ素子20の陽極部21の端部21Bにおけるスリットの幅は80μmである。このため、コンデンサ素子20に対してレーザー照射を行い、所望の幅のスリット20aを形成することができる。
In the
次に、コンデンサ素子10に対するレーザースキャンを行う。具体的には、図4に示される陽極部11の端部11Bの位置Aにおいて第1長手方向スキャン工程を行い、形成されるスリット10aの長手方向の他端の位置、即ち、図4のコンデンサ素子10の紙面の最も表側寄りの位置において幅方向スキャン位置移動工程を行い、コンデンサ素子10の陽極部11の端部11Bの位置Bにおいて第2長手方向スキャン工程を行い、コンデンサ素子10に対するレーザースキャンが終了する。
Next, laser scanning is performed on the
コンデンサ素子20では、位置Aから位置Cまでがスリット20aの幅になっているため、図5に示されるように、位置Aから位置Bまでがスリット10aの幅になっているコンデンサ素子10と比較してスリットの幅が広くなっている。コンデンサ素子10の陽極部11の端部11Bにおけるスリットの幅は70μmである。このため、コンデンサ素子10に対してレーザー照射を行うことにより、スリット10aを形成することができる。以上がレーザー切断工程である。
In the
レーザー切断工程では、コンデンサ素子10以外のコンデンサ素子20〜40の陽極部21〜41の端部21B〜41Bに、コンデンサ素子10に形成されるスリット10aよりも広い幅のスリット20a〜40aを形成するようにしたため、レーザー光の到達強度を弱めずにコンデンサ素子10の陽極部11の端部11Bに照射することができると考えられ、コンデンサ素子10の陽極部11の端部11Bにスリット10aを形成することができる。
In the laser cutting step, slits 20 a to 40 a having a width wider than the
このため、レーザー照射によって、積層された複数のコンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41の端縁部である図3の左側の部分13〜43をレーザー照射により切落とすことができる。この結果、レーザー照射により陽極部11〜41の端縁部13〜43が切落とされて生じた陽極部11〜41の各切断面を、前述のようにコンデンサ素子10〜40の積層方向において面一とすることができる。このため、製造される固体電解コンデンサ1の寸法精度を向上させることができ、歩留まりをよくすることができる。
Therefore, by laser irradiation, the
また、積層されたコンデンサ素子の陽極部の端縁部をレーザー照射により一枚切断した後に、当該切断した陽極部の部分を除去するという工程を繰返し行わずに済み、このように切断した陽極部の不要部分を除去する際に、固体電解コンデンサの陽極部となる部分が変形することを防止することができ、且つ製造工程を簡単にすることができる。 Further, after cutting the edge part of the anode part of the laminated capacitor element by laser irradiation, it is not necessary to repeat the process of removing the part of the cut anode part. When the unnecessary portion is removed, it is possible to prevent the portion that becomes the anode portion of the solid electrolytic capacitor from being deformed, and the manufacturing process can be simplified.
次に、接続工程を行う。接続工程では、図6に示されるように、4つの積層されたコンデンサ素子10〜40とは別体として用意された接続部材60を、積層した複数のコンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41の図1に示される左側の端部11B〜41Bに、電気的に接続することにより、4つのコンデンサ素子10〜40を互いに電気的に並列接続する接続部材固定工程を行う。具体的には、先ず、積層された4つのコンデンサ素子10〜40の第1層をなす第1コンデンサ素子10の陽極部11の図1に示される左側の端部11Bの凸部11Cと平行に底部62を対向配置させた状態で、接続部材60の接続部本体61をすべての陽極部11〜41の当該端部11B〜41Bの凸部11C〜41Cに跨って当接させる。このことにより、コンデンサ素子10〜40の積層方向においていずれのコンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41とも重ならない非重畳部62Aを底部62に規定する。
Next, a connection process is performed. In the connecting step, as shown in FIG. 6, the connecting
なお、図6において二点鎖線で示される矢印は、単に積層された4つのコンデンサ素子10〜40と、接続部材60と、プリント基板50との位置関係を示しているだけであって、必ずしもこの方向に移動させることによりこれら3つを接続するという意味ではない。
In addition, the arrow shown with a dashed-two dotted line in FIG. 6 only shows the positional relationship of the four capacitor | condenser elements 10-40 laminated | stacked, the
次に、陽極部11〜41の端部11B〜41Bに当接する接続部本体61の側に対する反対の側、即ち、図1に示される左側から、コンデンサ素子10〜40の積層方向に交差する方向、具体的には、積層方向に垂直の方向に向けて接続部本体61に対してレーザーを照射する。レーザーはYAGレーザースポット溶接が用いられ、レーザーの照射は、接続部本体61の長手方向の一端から他端へ向って波を描くようにして照射する。このことにより接続部本体61を陽極部11〜41の各端部11B〜41Bに電気的に接続する。以上が接続部材固定工程である。
Next, the direction crossing the stacking direction of the
次に、プリント基板接続工程を行う。プリント基板接続工程では、図6に示されるように、4つの積層されたコンデンサ素子10〜40、接続部材60とは別体として用意されたプリント基板50上に、当該4つの積層されたコンデンサ素子10〜40及び接続部材60を載置し電気的に接続する。具体的には、先ず、導電性接着剤71を塗布した陰極部12〜42をプリント基板50の第2の導電パターン52A上に当接させ、また、接続部材60の底部62を第1の導電パターン51A上に当接させ、非重畳部62Aに対してコンデンサ素子10〜40の積層方向から、即ち、図1又は図2に示される上方向から、図6の破線で示される円の位置にレーザーを照射する。このことにより、接続部材60の底部62をプリント基板50の第1の導電パターン51Aに電気的に接続すると共に、陰極部12〜42を第2の導電パターン52Aに電気的に接続する。
Next, a printed circuit board connection process is performed. In the printed circuit board connecting step, as shown in FIG. 6, the four
その後、固体電解コンデンサ1を保護するためにモールドを行い、切断を行い、更に、損傷している部分を修復するためのエージングを行い、特性検査、外観検査を経て固体電解コンデンサの製造方法の全工程を終了する。 Thereafter, molding is performed to protect the solid electrolytic capacitor 1, cutting is performed, aging is performed to repair a damaged portion, and the entire method of manufacturing the solid electrolytic capacitor is performed through characteristic inspection and appearance inspection. The process ends.
本発明による固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサの製造方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、接続部材は、本実施の形態による接続部材60の形状に限定されない。また、接続部材が固定されるコンデンサ素子の陽極部の端部の位置は、本実施の形態による位置に限られない。
The solid electrolytic capacitor and the method for manufacturing the solid electrolytic capacitor according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope described in the claims. For example, the connecting member is not limited to the shape of the connecting
例えば、図7に示されるように、接続部材90の接続部本体91を、陽極部11〜41の端部11B〜41Bの凸部11C〜41Cの突出端縁11D〜41Dではなく、凸部11C〜41Cの側面11E〜41Eに溶接するようにしてもよい。本実施の形態では、コンデンサ素子1の図1に示される左側の端部には接続部材60の接続部本体61が存在しているが、接続部本体を凸部11C〜41Cの側面11E〜41Eに溶接することにより、コンデンサ素子の図1に示される左側の端部相当位置に接続部本体61を配置させずに済み、図1に示される左右方向に相当する方向において接続部本体91の厚み分だけコンデンサ素子の長さを短くすることができる。
For example, as shown in FIG. 7, the connecting portion
また、本実施の形態では、スリットの幅は上層の方が下層よりも広くなっていたが、最下層以外においては上層のスリットの幅と下層のスリットの幅とが同一であってもよい。この場合であっても最下層以外のスリットの幅は、いずれも最下層のスリットの幅よりも広くする必要がある。このようにすることにより、最下層のコンデンサ素子の陽極部の端部において、確実にスリットを形成することができる。 In the present embodiment, the slit width is wider in the upper layer than in the lower layer, but the width of the upper slit and the width of the lower slit may be the same except for the lowermost layer. Even in this case, the width of the slits other than the lowermost layer needs to be wider than the width of the lowermost slit. By doing in this way, a slit can be reliably formed in the edge part of the anode part of the capacitor element of the lowest layer.
また、レーザーとしてはYAGレーザーが用いられたが、これに限定されない。例えば、YVO4レーザーを用いてもよい。一例を挙げれば、波長は1064nmであり、F100mm〜F300mmのfθレンズを用いる。レーザーのスポット径は約φ60μmである。出力は@50kHz〜@80kHzで5W〜20Wであり、スキャン速度は50mm/sec〜100mm/secである。照射するコンデンサ素子10〜40の陽極部11〜41の端部11B〜41Bの表面とレーザービーム出射部との間の距離(WD)は50mm〜150mmであり、陽極部11〜41の端部11B〜41Bの表面に焦点を合わせてレーザー照射する。
Moreover, although YAG laser was used as a laser, it is not limited to this. For example, a YVO 4 laser may be used. As an example, the wavelength is 1064 nm, and an fθ lens of F100 mm to F300 mm is used. The spot diameter of the laser is about φ60 μm. The output is from 5 W to 20 W at @ 50 kHz to @ 80 kHz, and the scan speed is from 50 mm / sec to 100 mm / sec. The distance (WD) between the surfaces of the
また、本実施の形態のレーザー切断工程におけるレーザースキャンでは、第1長手方向スキャン工程と、幅方向スキャン位置移動工程と、第2長手方向スキャン工程とが行なわれたが、これに限定されず、所望の幅のスリットが形成されればどのようなレーザースキャンを行ってもよい。 Further, in the laser scanning in the laser cutting step of the present embodiment, the first longitudinal scanning step, the width direction scanning position moving step, and the second longitudinal scanning step were performed, but not limited thereto, Any laser scan may be performed as long as a slit having a desired width is formed.
例えば、最下層に配置されたコンデンサ素子以外のコンデンサ素子には、形成されるスリットの幅方向の一端から他端へと移動しながらレーザー照射する第1幅方向スキャン工程と、形成されるスリットの幅方向の他端においてレーザーの照射位置をスリットの長手方向へ移動させる長手方向スキャン位置移動工程と、形成されるスリットの幅方向の他端から一端へと移動しながらレーザー照射する第2幅方向スキャン工程とを少なくとも行うようにし、最下層に配置されたコンデンサ素子には、形成されるスリットの長手方向の一端から他端へと移動しながらレーザー照射する長手方向スキャン工程を少なくとも行うようにしてもよい。この場合には、スリットの長手方向の長さは長手方向スキャン位置移動工程による移動量の総和により規定される。 For example, a capacitor element other than the capacitor element arranged in the lowermost layer includes a first width direction scanning step in which laser irradiation is performed while moving from one end to the other end in the width direction of the formed slit, and the slit formed A longitudinal scan position moving step of moving the laser irradiation position in the longitudinal direction of the slit at the other end in the width direction, and a second width direction in which laser irradiation is performed while moving from the other end of the slit in the width direction to the one end At least a scanning step, and at least a longitudinal scanning step of irradiating a laser while moving from one end to the other end of the slit to be formed on the capacitor element arranged in the lowermost layer. Also good. In this case, the length of the slit in the longitudinal direction is defined by the total amount of movement in the longitudinal scan position moving step.
また、別のレーザースキャンの方法としては、例えば、上層のコンデンサ素子においてスリットが形成される領域内の所定範囲内でスキャンしながらレーザー照射する上層照射工程と、下層のコンデンサ素子の積層方向における所定範囲内相当位置において所定範囲よりも狭い範囲でスキャンしながらレーザー照射する下層照射工程とを行う積層方向複数層レーザー照射工程を繰返し行うことにより、所望の幅のスリットを形成するようにしてもよい。 Further, as another laser scanning method, for example, an upper layer irradiation step of performing laser irradiation while scanning within a predetermined range in a region where a slit is formed in the upper layer capacitor element, and a predetermined direction in the stacking direction of the lower layer capacitor element A slit having a desired width may be formed by repeatedly performing a multi-layer laser irradiation step in a stacking direction in which a lower layer irradiation step of performing laser irradiation while scanning in a range narrower than a predetermined range at a position corresponding to the range is performed. .
また、スリット10a〜40aを形成するためにレーザースキャンによるレーザー照射を行ったが、これに代えてレーザーを固定し、コンデンサ素子をレーザーに対して相対的にスキャンさせることによりスリットを形成してもよい。
Moreover, although laser irradiation by laser scanning was performed to form the
また、レーザー照射は連続照射であってもパルス照射であってもよい。 The laser irradiation may be continuous irradiation or pulse irradiation.
また、最上層のコンデンサ素子40の陽極部41の端部41Bにおけるスリットの幅は100μmであったが、これに限定されない、例えば、300μm程度であってもよい。これに伴い、最下層及び最上層以外のコンデンサ素子の陽極部の端部に形成されるスリットの幅を広くしてもよい。
In addition, the width of the slit at the
また、陽極部11〜41は接続部材60によって電気的に接続されたが、陽極部11〜41が電気的に接続できるのであれば、接続部材60を用いなくてもよい。例えば、陽極部の端部どうしをカシメにより電気的に接続してもよい。また、陽極部の端部間を所定の間隔に保持するためのスペーサを、陽極部の端部間に配置させてもよい。
Moreover, although the anode parts 11-41 were electrically connected by the
また、接続部材のレーザー照射を受ける表面は粗面化されていてもよい。粗面化されていることにより、レーザー光の反射を低減することができる。このため、接続部材におけるレーザー光の吸収を増加させることができる。 Moreover, the surface which receives the laser irradiation of a connection member may be roughened. By being roughened, the reflection of laser light can be reduced. For this reason, absorption of the laser beam in a connection member can be increased.
また、接続部材60は、底部62と接続部本体61とを備えていたが、接続部本体のみを有する構成であってもよい。また、固体電解コンデンサの寸法は、本実施の形態による値に限定されない。また、積層されたコンデンサ素子10〜40はプリント基板50上に配置されたが、これに限定されない。例えば、プリント基板に代えてリードフレーム上に載置されるようにしてもよい。
Moreover, although the
また、陽極部11〜41を構成する弁作用金属はアルミニウムにより構成されたが、これに限定されない。例えばタンタルやニオブ等であってもよい。また、接続部材60はNiにより構成されていたが、これに限定されない。例えば、SUS、鉄、アルミニウム、銅、リン青銅、Mo、Cr、FeNi合金等の導電性の金属であればよく、また、例えば、日立電線株式会社により製造されている商品名「日立ハイクラッド」のような、異種金属を金属学的に接合させたいわゆるクラッド材等を用いてもよい。また、コンデンサ素子10〜40は4つ設けられていたが、個数は4つに限定されない。
Moreover, although the valve action metal which comprises the anode parts 11-41 was comprised with aluminum, it is not limited to this. For example, tantalum or niobium may be used. Moreover, although the
また、接続部本体61と底部62とは一体に接続されていたが、これに限定されず、予め別体として用意された接続部本体と底部とを溶接等により接続して構成してもよい。
Moreover, although the connection part
また、レーザーの照射は、接続部本体61の長手方向の一端から他端へ向って波を描くようにして照射したが、これに限定されない。例えば、接続部本体61の幅方向の一端から他端へ向って波を描くようにして照射してもよく、また、陽極部11〜41の端部11B〜41Bの凸部11C〜41Cに当接する接続部本体61の位置にのみにスポットで間欠的にレーザーを照射してもよい。
Further, the laser irradiation is performed so as to draw a wave from one end to the other end in the longitudinal direction of the connection portion
本発明の固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサの製造方法は、多数のコンデンサ素子が積層されて構成される固体電解コンデンサ及び当該固体電解コンデンサの製造方法の分野において有用である。 The solid electrolytic capacitor and the method for manufacturing the solid electrolytic capacitor of the present invention are useful in the fields of a solid electrolytic capacitor configured by laminating a large number of capacitor elements and a method for manufacturing the solid electrolytic capacitor.
1 固体電解コンデンサ
10〜40 コンデンサ素子
10a〜40a スリット
11〜41 陽極部
11A 酸化膜層
11B〜41B 端部
12〜42 陰極部
12A 固体電解質層
12B グラファイトペースト層
12C 銀ペースト層
13〜43 端縁部
41F 一端
41G 他端
60、70 接続部材
61、71 接続部本体
62、72 底部
62A 非重畳部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid electrolytic capacitor 10-40
Claims (8)
該コンデンサ素子製造工程を複数回行うことにより製造された複数の該コンデンサ素子を、該陽極部の端部同士が互いに隣接するように積層配置するとともに該陰極部同士を互いに積層配置する積層工程と、
該コンデンサ素子において該陰極部が層状に形成された部分から該陰極部が形成されていない該陽極部の部分が突出する方向を突出方向とし、該コンデンサ素子が積層される方向を積層方向とし、該突出方向及び該積層方向に垂直の方向を幅方向としたときに、全ての該コンデンサ素子の該陽極部の端部において該幅方向の一端から他端へわたり該積層方向上方からレーザー照射することによりスリットを形成して、該スリットよりも該突出方向に位置する該陽極部の端縁部を切落とすレーザー切断工程と、
積層した該複数のコンデンサ素子を互いに電気的に並列接続する接続工程とを有する固体電解コンデンサの製造方法であって、
該レーザー切断工程では、該積層方向において最下層に配置された該コンデンサ素子以外の該コンデンサ素子の該スリットの幅が、該積層方向において最下層に配置された該コンデンサ素子の該スリットの幅よりも広くなるように、該複数のコンデンサ素子にそれぞれ該レーザーのビームスポット径よりも広い幅の該スリットを形成することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 A capacitor element manufacturing step including a step of forming a cathode portion having a solid electrolyte layer in a predetermined region on the surface of an anode portion formed of an oxide film layer on the surface and made of a valve metal;
A plurality of capacitor elements manufactured by performing the capacitor element manufacturing step a plurality of times, and a stacking step of stacking and arranging the cathode portions so that the ends of the anode portions are adjacent to each other; ,
In the capacitor element, the direction in which the portion of the anode part where the cathode part is not formed from the part in which the cathode part is formed in a layer form is defined as the projecting direction, and the direction in which the capacitor element is laminated is defined as the laminating direction. When the width direction is the direction perpendicular to the protruding direction and the stacking direction, laser irradiation is performed from above the stacking direction from one end to the other end of the anode section of all the capacitor elements. A laser cutting step of forming a slit by cutting off the edge portion of the anode portion located in the projecting direction from the slit;
A method of manufacturing a solid electrolytic capacitor having a connecting step of electrically connecting the plurality of stacked capacitor elements in parallel with each other,
In the laser cutting step, the width of the slit of the capacitor element other than the capacitor element arranged in the lowermost layer in the stacking direction is larger than the width of the slit of the capacitor element arranged in the lowermost layer in the stacking direction. And forming a slit having a width wider than the beam spot diameter of the laser in each of the plurality of capacitor elements.
最下層に配置された該コンデンサ素子には少なくとも該第1長手方向スキャン工程を行うことを特徴とする請求項4記載の固体電解コンデンサの製造方法。 In the laser scanning of the laser cutting step, the first and second capacitor elements other than the capacitor element arranged in the lowermost layer are irradiated with laser while moving from one end to the other end in the longitudinal direction of the slit to be formed. Longitudinal scanning step, widthwise scanning position moving step of moving the laser irradiation position in the width direction of the slit at the other end in the longitudinal direction of the slit to be formed, and the other end in the longitudinal direction of the slit to be formed At least a second longitudinal scanning step in which laser irradiation is performed while moving from one end to the other, and the width of the slit is defined by the total amount of movement and the beam spot diameter by the width direction scanning position moving step,
5. The method of manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 4, wherein at least the first longitudinal scanning step is performed on the capacitor element disposed in the lowermost layer.
最下層に配置された該コンデンサ素子には、形成される該スリットの長手方向の一端から他端へと移動しながらレーザー照射する長手方向スキャン工程を少なくとも行うことを特徴とする請求項4記載の固体電解コンデンサの製造方法。 In the laser scanning of the laser cutting step, the first width that is irradiated with the laser while moving from one end to the other end in the width direction of the slit to be formed on the capacitor elements other than the capacitor element arranged at the lowermost layer. From the other end in the width direction of the slit to be formed, a direction scanning step, a longitudinal scan position moving step in which the laser irradiation position is moved in the longitudinal direction of the slit at the other end in the width direction of the slit to be formed At least a second width direction scanning step of laser irradiation while moving to one end, the length in the longitudinal direction of the slit is defined by the total amount of movement in the longitudinal scanning position movement step,
The capacitor element disposed in the lowermost layer is at least subjected to a longitudinal scanning step in which laser irradiation is performed while moving from one end to the other end in the longitudinal direction of the slit to be formed. A method for producing a solid electrolytic capacitor.
該複数のコンデンサ素子は、各該陽極部の端部同士が互いに対向するように積層配置されるとともに該陰極部同士が互いに積層配置されて、互いに電気的に並列接続され、
該コンデンサ素子において該陰極部が層状に形成された部分から該陰極部が形成されていない該陽極部の部分が突出する方向を突出方向とし、該コンデンサ素子が積層される方向を積層方向とし、該突出方向及び該積層方向に垂直の方向を幅方向としたときに、全ての該コンデンサ素子の該陽極部の端部は、該陽極部の端部において該幅方向の一端から他端へわたり該積層方向上方からレーザー照射されることによりスリットが形成されて該スリットよりも該突出方向に位置する該陽極部の端縁部が切落とされて生じた該陽極部の切断面を有し、各該切断面は、該複数のコンデンサ素子の積層方向において面一であることを特徴とする固体電解コンデンサ。 A substantially plate-shaped capacitor element comprising an anode part formed of an oxide film layer on the surface and made of a valve metal, and a cathode part formed in a layered manner with a solid electrolyte layer in a predetermined region of the surface. Multiple
The plurality of capacitor elements are stacked so that the ends of the anode parts face each other, and the cathode parts are stacked together so as to be electrically connected to each other in parallel.
In the capacitor element, the direction in which the portion of the anode part where the cathode part is not formed from the part in which the cathode part is formed in a layer form is defined as the projecting direction, and the direction in which the capacitor element is laminated is defined as the laminating direction. When the width direction is the direction perpendicular to the protruding direction and the stacking direction, the end portions of the anode portions of all the capacitor elements extend from one end to the other end in the width direction at the end portions of the anode portions. A slit is formed by laser irradiation from above the stacking direction, and has a cut surface of the anode part generated by cutting off the edge part of the anode part located in the projecting direction from the slit, Each of the cut surfaces is flush with the stacking direction of the plurality of capacitor elements.
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