JP2008091784A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】陽極リードと陽極リードフレームとの接続に介在する枕部材の陽極リードフレームへの接合において、枕部材が陽極リードフレームとの密着性に優れ、且つリードフレームへの位置決めが高精度である固体電解コンデンサの製造方法を提供する。
【解決手段】はしご状のフレームを枕部材として用い、陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向において陽極リードフレームの幅より幅広い枕部を切断して形成し、チャックしたまま枕部を位置決めして陽極リードフレームに接合する。
【選択図】図１

Description

本発明は固体電解コンデンサ及びその製造方法に関するものである。

図５は従来の固体電解コンデンサ（１）の断面図である。この固体電解コンデンサ（１）は、下面に陽極リードフレーム（７１）及び陰極リードフレーム（７２）が取り付けられたコンデンサ素子（６）を具え、該コンデンサ素子（６）は合成樹脂（８）で被覆される。コンデンサ素子（６）は、弁金属の焼結体（２２）の周面に、誘電体酸化皮膜（３）、陰極層（４）、陰極引出層（５）を順次形成される。ここで弁金属とは、電解酸化処理により極めて緻密で耐久性を有する誘電体酸化皮膜（３）が形成される金属を指し、具体的にはタンタル、ニオブ、アルミニウム、チタン等のことをいう。

前記焼結体（２２）の高さ方向の中央部からは、弁金属でできた陽極リード（２１）が突出している。該陽極リード（２１）の下端面と陽極リードフレーム（７１）の上面は高さが異なるため、陽極リード（２１）と陽極リードフレーム（７１）の間に円柱状の枕部（９）を介して電気的に接続している。

前記枕部（９）の形成方法としては、固体電解コンデンサの陽極リードにタンタルワイヤを各々リードフレームに取り付ける方法（特許文献１）や、図４に示すように、複数のコンデンサ素子（６）をキャリアバーに取り付けたまま、長いニッケルワイヤ（１０）を個々の陽極リード（７１）に食い込ませて抵抗溶接で接続し、その後長いニッケルワイヤ（１０）を適当な大きさに切断する方法（特許文献２）が知られている。
特開２００１−６９７７号公報 特開２００５−２４４１７７号公報

しかしながら、上述の方法では、枕部が円柱形のワイヤであり、リードフレームと枕部との接触面積が小さくなるため、陽極リードフレームへ接続する接続強度が弱い。さらに、陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向における枕部の幅は、陽極リードフレームの幅より小さい。枕部形成時の切断により枕部の下面にバリができるため、リードフレーム幅より枕部の幅が小さいと、図３（b）のように、枕部（９）と陽極リードフレーム（７１）との間に隙間ができ、密着性に劣るため、接続強度が劣るか、接続できないという問題がある。

図４のように、同時に複数個のコンデンサ素子に枕部を形成するため、個々の位置調整ができず、陽極リードフレームに対する位置精度が不正確となり、レーザー溶接の位置合わせ等に問題がある。
本発明は上記の課題を解決し、陽極リードフレームと枕部との位置精度、枕部と陽極リードフレームとの接着性を高めた固体電解コンデンサとその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、陽極リードが引き出された陽極体の周面に、誘電体酸化皮膜、固体電解質からなる陰極層、陰極引出層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極リードに枕部を介して接続された陽極リードフレームと、前記陰極引出層に接続された陰極リードフレームを具え、前記コンデンサ素子が外装樹脂で被覆され、前記陽極リードフレーム及び陰極リードフレームの一部が露出している固体電解コンデンサにおいて、前記陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向における前記枕部の幅はリードフレームの幅より広く、且つ前記枕部は外装樹脂内にあり露出していないことを特徴としている。

また、陽極リードが引き出された陽極体の周面に、誘電体酸化皮膜、固体電解質からなる陰極層、陰極引出層を順次形成しコンデンサ素子を作製する工程と、枕部を形成する工程と、陽極リードフレームに前記枕部を接続する工程と、前記枕部に前記陽極リードを接続する工程と、前記陰極引出層に陰極リードフレームを接続する工程と、前記コンデンサ素子を前記陽極及び陰極リードフレームの一部を露出させ、外装樹脂で被覆する工程と、フレームを分断してコンデンサとする工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、前記枕部を形成する工程は、はしご状に形成されたフレームの横木部分を切断して枕部として用いることを特徴とする。さらに、横木部分を切断と同時にチャックすることを特徴とする。

より好ましくは、 前記枕部と前記陽極リードフレームを接続する工程は、前記枕部をチャックしたまま陽極リードフレームに押し付け、溶接することを特徴とする。

より好ましくは、前記陽極リードフレームと前記枕部の接続方法が、レーザー溶接であることを特徴とする。

本発明によれば、枕部材がはしご状に形成されたフレームで供給され、枕部のみを切り出せばよいため、はしご状フレームの型に合わせて枕部を切断するのと同時にチャックを行うことができ、取り扱いが容易となり、生産性が向上する。

さらに、陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向における枕部の幅はリードフレームの幅より大きいので、枕部の切断時に生じる枕部下面のバリが陽極リードフレームの表面より外側に位置し、陽極リードフレームと枕部との密着性が確保でき、接続強度が向上し、ESR特性が向上する。

また、枕部を個々に切断と略同時に枕部をチャックしたまま陽極リードフレームに接続することにより、位置調整が可能となり、枕部とリードフレームとの位置精度がより正確に確保でき、レーザー溶接の位置合わせの問題が解決でき、接合精度、接合強度も向上する。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの断面図である。この固体電解コンデンサは、コンデンサ素子（６）と、前記コンデンサ素子（６）と陽極リードフレーム（７１）の間に枕部（９）が具えられ、陽極リードフレーム（７１）、陰極リードフレーム（７２）の下面が露出した状態で外装樹脂（８）により被覆されている。
製造工程としては、前記コンデンサ素子（６）は陽極リード（２１）が引き出された弁作用金属から成る焼結体（２２）の周面に誘電体酸化皮膜（３）、固体電解質からなる陰極層（４）、銀ペーストやカーボンからなる陰極引出層（５）を順次形成する工程で作製する。

ここで、弁作用金属とは、電解酸化処理により極めて緻密で耐久性を有する誘電体酸化皮膜（３）が形成される金属を指し、タンタル、ニオブ、アルミニウム、チタン等が挙げられる。また、固体電解質とは、具体的には、二酸化マンガンやTCNQ(7,7,8,8―テトラシアノキノジメタン)錯塩、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電性高分子等のことをいう。

次に枕部を形成する工程としては、枕部（９）は、図６に示すようにはしご状のフレーム（１１）の横木部分を切断して形成する。図２（a）に示すように、切断金型パンチ（１２１）（１２２）ではしご状フレーム（１１）を上下からはさみ、下型（１２２）を上昇させて図２（b）のようにはしご状フレーム（１１）を切断する。

また、枕部（９）を形成すると同時に上下稼動式チャック（１３）でチャックする。ここで、枕部（９）を形成する金型の幅は、陽極リードフレーム（７１）の幅より広く形成されている。また、チャック（１３）の初期位置ははしご状フレーム（１１）から離れていてもよいし、接触していてもよい。また、前記切断金型パンチ（１２１）（１２２）は、上型（１２１）が下降して枕部（９）を形成する方法でもよい。このように、はしご状フレームを使用し枕部となる部分のみを切り出すため、取り扱いが容易となり、生産性が向上する。
また、上記枕部（９）を形成する工程では、切断金型パンチの上型（１２１）と下型（１２２）に微小な隙間があるので、枕部下面にバリ（９１）ができる。
次に枕部（９）を陽極リードフレーム（７１）に接続する工程としては、切断した枕部（９）をチャックしたまま陽極リードフレーム（７１）上面に位置決めして載置し、レーザー照射して枕部（９）と陽極リードフレーム（７１）を接続した。
ここで枕部（９）は、図３（b）のように前記枕部下面のバリ（９１）が陽極リードフレーム（７１）の上面に乗らないように、図３（a）のように枕部（９）下面のバリ（９１）を、陽極リードフレーム（７１）の外側になるように載置する。接合方法はレーザー以外の抵抗溶接などでもよいが、チャックをしたままの溶接が機構的に容易になるため、レーザー溶接がより好ましい。

次に枕部（９）が接合された陽極リードフレーム（７１）と、陰極リードフレーム（７２）にコンデンサ素子（６）を接続する。枕部（９）とコンデンサ素子（６）の接続方法は、レーザー溶接が好ましい。その後、前記陽極リードフレーム（７１）と陰極リードフレーム（７２）の下面を露出させて外装樹脂（８）で被覆することにより本発明の固体電解コンデンサが形成される。

以上のような工程により、枕部を一つずつ陽極リードフレームに接続していくので、枕部の位置決めが用意となり、位置精度が向上する。また、枕部下面のバリが、リードフレームより外側にあるため、枕部と陽極リードフレームの接合強度、確実性が向上した固体電解コンデンサが作製できる。

本発明の固体電解コンデンサの断面図 本発明の枕部製造方法 本発明(a)及び従来(b)の枕部とリードフレームの接合図 従来の枕部形成方法 従来の固体電解コンデンサの断面図 本発明に用いるはしご状フレーム

符号の説明

（１） 従来の固体電解コンデンサ
（２） 陽極体
（２１）焼結体
（２２）陽極リード
（３） 誘電体酸化皮膜
（４） 陰極層
（５） 陰極引出層
（６） コンデンサ素子
（７１）陽極リードフレーム
（７２）陰極リードフレーム
（８） 外装樹脂
（９） 枕部
（９１）バリ
（１０）ニッケルワイヤ
（１１）はしご状フレーム
（１２１）切断金型パンチ上型
（１２２）切断金型パンチ下型
（１３）上下稼動式チャック

Claims (5)

1. 陽極リードが引き出された陽極体の周面に、誘電体酸化皮膜、固体電解質からなる陰極層、陰極引出層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極リードに枕部を介して接続された陽極リードフレームと、前記陰極引出層に接続された陰極リードフレームを具え、前記コンデンサ素子は外装樹脂で被覆され、前記陽極及び陰極リードフレームの一部が露出している固体電解コンデンサにおいて、
   前記陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向における前記枕部の幅は、前記陽極リードフレームの幅より広く、且つ前記枕部は外装樹脂内にあり露出していないことを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 陽極リードが引き出された陽極体の周面に、誘電体酸化皮膜、固体電解質からなる陰極層、陰極引出層を順次形成しコンデンサ素子を作製する工程と、枕部を形成する工程と、陽極リードフレームに前記枕部を接続する工程と、前記枕部に前記陽極リードを接続する工程と、前記陰極引出層に陰極リードフレームを接続する工程と、前記コンデンサ素子を前記陽極及び陰極リードフレームの一部を露出させた状態で外装樹脂で被覆する工程と、フレームを分断してコンデンサとする工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、
   前記枕部を形成する工程は、はしご状に形成されたフレームの横木部分を切断して枕部として用いることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
3. 前記枕部を形成する工程において、はしご状フレームの横木部分を切断と略同時にチャックすることを特徴とする請求項２記載の固体電解コンデンサの製造方法。
4. 前記陽極リードフレームに前記枕部を接続する工程は、枕部をチャックしたまま陽極リードフレームに押し付け、溶接することを特徴とする請求項２記載の固体電解コンデンサの製造方法。
5. 前記陽極リードフレームと前記枕部との接続方法が、レーザー溶接によるものであることを特徴とする請求項２乃至４記載の固体電解コンデンサの製造方法。