JP2012124384A - 固体電解コンデンサ素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陽極リード線を有する陽極体の前記陽極リード線を、陽極リード線の外径より小さい内径の挿入孔を有するワッシャーに、陽極体から0.3mm以下の距離まで挿入し、誘電体酸化皮膜、半導体層及び電極層を順次積層してなる固体電解コンデンサ素子の製造方法において、前記陽極リード線を鉛直方向に挿入可能な孔を平面部に有する冶具の平面部の孔とワッシャーの挿入孔とを重ねて、ワッシャー側から陽極リード線を挿入した後、挿入冶具を外す固体電解コンデンサ素子の製造方法、及びその方法で作製した素子を樹脂封口してなる固体電解コンデンサ。
【選択図】図2
Description
陽極リード線とフレームとの接続には、通常、抵抗溶接やレーザー溶接が用いられているが、リード線部位をより短くしてフレームに溶接しようとすると、溶接部が前述したワッシャーの変形部に干渉することになり、不良品となるコンデンサ素子が増加する。すなわち、溶液の這い上がりを抑えるワッシャーの変形が大きくなると、コンデンサの小型化が難しくなる。
また、固体電解コンデンサ素子の封止時の溶融樹脂による陽極体上面への応力を緩和することにより、性能と信頼性が良好な固体電解コンデンサを提供することにある。
1.陽極リード線を有する陽極体の前記陽極リード線を、陽極リード線の外径よりも小さい内径の陽極リード線挿入孔を有する絶縁材料からなるワッシャーに、陽極体から0.3mm以下の距離まで挿入し、誘電体酸化皮膜、半導体層及び電極層を順次積層してなる固体電解コンデンサ素子の製造方法において、前記陽極リード線を鉛直方向に挿入可能な孔を平面部に有する冶具を用い、前記冶具の平面部の孔とワッシャーの挿入孔とを重ねて、ワッシャー側から陽極リード線を挿入した後冶具を外すことを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。
2.平面部の孔の径が、陽極リード線の外径より0.03mm以下大きい冶具を使用する前項1に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
3.冶具を外した後、下記式(1)
y(%)=(a/t)×100 (1)
(式中、tはワッシャーの厚みを表し、aはワッシャーの挿入孔の周りに生ずる変形部分を除く上側(陽極体と反対側)の面から、ワッシャー変形部分の陽極体から最も離れた上側の部分までの鉛直方向の距離を表す。)
で定義されるワッシャーの変形率(y)が0〜20%である前項1または2に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
4.陽極リード線の材質が、タンタル、アルミニウム、ニオブ、チタン、またはこれら弁作用金属を主成分とする合金である前項1〜3のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
5.陽極体が、タンタル、ニオブ、チタン及びアルミニウムから選ばれる少なくとも1種を主成分とする金属あるいは合金、酸化ニオブ、またはこれら金属、合金及び酸化ニオブから選ばれる少なくとも2種以上の混合物である前項1〜4のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
6.半導体層が有機半導体層を含む層である前項1〜5のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
7.有機半導体層が、ドーパントをドープした導電性高分子を主成分とした半導体層である前項6に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
8.導電性高分子が、ポリアニリン、ポリオキシフェニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリメチルピロール、及びこれらの置換誘導体から選択される前項7に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
9.前項1から8のいずれかに記載の方法で得られる固体電解コンデンサ素子を外装樹脂で封口してなる固体電解コンデンサ。
10.前項9に記載の固体電解コンデンサを使用した電子回路。
11.前項9に記載の固体電解コンデンサを使用した電子機器。
図2(A)は、本発明の方法で使用するワッシャー挿入補助具としての冶具の一例の上面図であり、(B)はワッシャーの上面図であり、(C)は冶具を用いてワッシャーを陽極線リードに挿入した状態の陽極体の側面図であり、図3は図2で冶具を外した状態の陽極体の側面図である(図2及び図3では各部の大きさは説明の便宜のために誇張して示してある。)。
y(%)=(a/t)×100 (1)
(式中、tはワッシャーの厚みを表し、aはワッシャーの挿入孔の周りに生ずる変形部分を除く上側(陽極体と反対側)の面から、ワッシャー変形部分の陽極体から最も離れた上側の部分までの鉛直方向の距離(変形距離)を表す。)
で定義される。
なお、本発明において主成分とは、50質量%以上含まれる成分である。
10万CV/gのタンタル粉を成形、焼結して、大きさ1.0±0.05×1.5±0.05×4.5±0.01mm(1.0×1.5mm面の中央に垂直に0.40mmφのタンタル線が内部に3.5mm、外部に10mm植設されている。なお、タンタル線の先端は後述するワッシャーの孔に挿入しやすいように斜めに切断されている。)の焼結体を複数個作製し陽極体とした。別途用意した厚さ0.20±0.02mm、外径0.90mmφ、内径0.36mmの円形の孔の開いているテトラフルオロエチレン製の円形のワッシャーを、厚さ0.50mm、外径0.90mmφ、内径0.41mmφの円形の孔の開いている円形のステンレス板上に、孔の中心をそろえて置き、これにテトラフルオロエチレン製のワッシャー側からリード線を一部挿入し、一旦固定した。ついでステンレス板側よりリード線を引き、陽極体の陽極リード線の植設面からワッシャーを0.2mm離して固定すると同時に、ステンレス板を抜き取った。ワッシャーの変形量(ずり上がり部の高さ)は、0〜10μmで、変形率は0〜6%の範囲であった。その後、定法に従って、燐酸化成による誘電体層、3,4−エチレンジオキシチオフェンモノマーを電解重合した半導体層、カーボンペースト及び銀ペースト塗布による導電体層を陽極体に順次形成し固体電解コンデンサ素子を複数個作製した。なお、コンデンサ素子の半導体層と導電体層の厚さは、合計120±35μmであり、リード線植設面には、導電体層は設けていない。
その後、トランスファー成形によりエポキシ樹脂で外装し、長手方向から樹脂外に出たフレームを所定位置で切断後、外装体に沿って2回折り曲げ、定格電圧2.5V、定格容量680μFの大きさ7.3×4.3×1.8mmのチップ状固体電解コンデンサを作製した。
20万CV/gのタンタル粉を成形・焼結して、大きさ0.43±0.02×0.53±0.02×0.80±0.02mm(0.43×0.53mmの面の中央に垂直に0.15mmφのタンタル線が内部に0.6mm、外部に8mm植設されている。なお、タンタル線の先端は斜めに切断されている。)の焼結体を複数個作製し陽極体とした。別途用意した厚さ0.10±0.01mm、外径0.40mmφ、内径0.13mmの円形の孔が開いているテトラフルオロエチレン製の円形のワッシャーを、長さ10mm、外径3mmφ、内径0.16mmφの円柱状のステンレス製チューブの端面に、孔の中心をそろえて乗せ、リード線を挿入し、植設面まで隙間を空けずに押し込み、その後、ステンレス製チューブを外した。ワッシャーの変形量(ずり上がり部の高さ)は0〜10μmで、変形率は0〜11%の範囲であった。その後、定法に従って、燐酸化成による誘電体層、3,4−エチレンジオキシチオフェンモノマーを電解重合した半導体層、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布した導電体層を陽極体に順次形成し、固体電解コンデンサ素子を複数個作製した。なお、コンデンサ素子の半導体層と導電体層の厚さは合計35±5μmであり、リード線植設面には導電体層は設けていない。
リードフレームの陰極側の幅は0.63mmであり、先端から0.70mmの位置に左右対照に配置した0.1×0.1mmの出っ張りがあり、フレーム幅端から0.03mm離して90度折り曲げた、高さ0.17mm幅、0.1mmのガイド部がある。また、先端から0.70mmまで、コンデンサ素子が載置される裏面がハーフエッチングされていて、フレーム基材の厚さが0.05mmになっている。
陽極体の植設面から0.55mmの位置でリード線を切断し、別途用意した厚さ100μmの銅合金製リードフレームの段差加工面に、1個の素子を方向を揃えて隙間無く、陽極体の0.53×0.80mm面を載置し、陰極部は銀ペーストの固化により、陽極リード線は先端0.5mmφの銅合金溶接棒による抵抗溶接で接続した。溶接位置はフレームの0.8mm隙間の陽極端から0.6mmとした。
その後、トランスファー成形によりエポキシ樹脂で外装し、長手方向から樹脂外に出たフレームを所定位置で切断し、定格電圧6.3V、定格容量10μFの大きさ1.6×0.8×0.8mmのチップ状固体電解コンデンサを作製した。
実施例1及び2で、ステンレス板を用いずに、外縁部を把持してワッシャーにリード線を挿入し、コンデンサを作製したこと以外は、実施例1及び2と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを作製した。比較例1では、挿入されたワッシャーの変形量は55μm以上であり、変形率は25%以上であった。また、比較例2では、挿入されたワッシャーの変形量は50μm程度であり、変形率は約50%であった。
基準値(μA)=定数(μA/V・μF)×定格容量(μF)×定格電圧(V)
定数=0.1μA/V・μF
2 陽極リード線
3 ワッシャー
4 ワッシャーの孔
5 冶具
6 冶具の孔
Claims (11)
- 陽極リード線を有する陽極体の前記陽極リード線を、陽極リード線の外径よりも小さい内径の陽極リード線挿入孔を有する絶縁材料からなるワッシャーに、陽極体から0.3mm以下の距離まで挿入し、誘電体酸化皮膜、半導体層及び電極層を順次積層してなる固体電解コンデンサ素子の製造方法において、前記陽極リード線を鉛直方向に挿入可能な孔を平面部に有する冶具を用い、前記冶具の平面部の孔とワッシャーの挿入孔とを重ねて、ワッシャー側から陽極リード線を挿入した後冶具を外すことを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 平面部の孔の径が、陽極リード線の外径より0.03mm以下大きい冶具を使用する請求項1に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 冶具を外した後、下記式(1)
y(%)=(a/t)×100 (1)
(式中、tはワッシャーの厚みを表し、aはワッシャーの挿入孔の周りに生ずる変形部分を除く上側(陽極体と反対側)の面から、ワッシャー変形部分の陽極体から最も離れた上側の部分までの鉛直方向の距離を表す。)
で定義されるワッシャーの変形率(y)が0〜20%である請求項1または2に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。 - 陽極リード線の材質が、タンタル、アルミニウム、ニオブ、チタン、またはこれら弁作用金属を主成分とする合金である請求項1〜3のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 陽極体が、タンタル、ニオブ、チタン及びアルミニウムから選ばれる少なくとも1種を主成分とする金属あるいは合金、酸化ニオブ、またはこれら金属、合金及び酸化ニオブから選ばれる少なくとも2種以上の混合物である請求項1〜4のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 半導体層が有機半導体層を含む層である請求項1〜5のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 有機半導体層が、ドーパントをドープした導電性高分子を主成分とした半導体層である請求項6に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 導電性高分子が、ポリアニリン、ポリオキシフェニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリメチルピロール、及びこれらの置換誘導体から選択される請求項7に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 請求項1から8のいずれかに記載の方法で得られる固体電解コンデンサ素子を外装樹脂で封口してなる固体電解コンデンサ。
- 請求項9に記載の固体電解コンデンサを使用した電子回路。
- 請求項9に記載の固体電解コンデンサを使用した電子機器。
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