JP4793938B2 - 積層型コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム、タンタル等の弁作用金属からなる陽極体上に誘電体酸化皮膜を形成し、その所定領域の表面上に、固体電解質層、陰極層が形成されたコンデンサ素子を複数個積層した積層型コンデンサの製造方法に関する。

図６は従来のコンデンサ素子の正面図であり、図６（ａ）は矩形状の陽極導体片が陽極部の端部に接続された場合を示し、図６（ｂ）は矩形状の陽極導体片が陽極部の端部の内側に接続された場合を示す。図７は従来のコンデンサ素子の製造工程を示す正面図であり、図７（ａ）はコンデンサ素子をリードフレームに接続した状態を示し、図７（ｂ）はリードフレームを切断した状態を示す。図８は従来の積層型コンデンサの製造工程を示す正面図である。なお、図中各部を明瞭に示すためハッチングを用いた。この従来技術による積層型コンデンサを製造するためのコンデンサ素子は、図６に示すように、箔状の弁作用金属の陽極体の表面に誘電体酸化皮膜を形成し、絶縁樹脂５により区切られた所定領域の中央部に二酸化マンガンや導電性機能性高分子を形成し、さらにグラファイトペースト、銀ペーストからなる陰極層３を形成し、陽極体の端部の陽極部２に矩形状の陽極導体片１を接続し製造していた。

このように製造したコンデンサ素子４を複数個積層して積層型コンデンサを製造する技術が特許文献１および特許文献２に記載されている。なお、特許文献１および特許文献２においては２端子型の積層型コンデンサについて記載されているが、両端に陽極部、中央に陰極部を配した３端子型の積層型コンデンサについても陽極導体片については、同様に取り扱うことができる。図７に示すように、コンデンサ素子４への陽極導体片の取り付けは、コンデンサ素子４の陽極部２をリードフレーム６に接続し（図７（ａ）参照）、リードフレーム６を切断する（図７（ｂ）参照）ことによって行なっている。

また、コンデンサ素子４を複数個積層する際には図８に示すように、複数個のコンデンサ素子を重ねた後、４方向から位置修正治具７を用いて外形により位置あわせを行なう。陽極導体片を直接陽極部に接続し、リードフレームを陽極部に接続した後リードフレームを切断するなどして、図６（ｂ）に示すように矩形状の陽極導体片が陽極部の端部の内側に接続された場合には、位置修正治具７が直接、陽極部２の例えばアルミニウムなどの強度の弱い箔に当接するため、箔が位置修正治具７により変形し、それぞれのコンデンサ素子の位置が充分に修正されないという問題点があった。

また、積層後、陽極部をレーザ等の方法で接続する場合、陽極部の端面位置が不揃いになるため、接続不良になる可能性がある。一方、接続を確実にしようとすると、レーザの照射部を陰極側へずらしたり、レーザの出力を上げたりしなければならず、コンデンサ素子の特性を劣化させるという問題点があった。

さらに、陰極層３については、位置修正治具７が当接するため、陰極層３内部に応力が加わり、コンデンサ素子４が劣化する恐れがあった。あるいは、劣化させないために位置修正治具７の荷重を抑えると、コンデンサ素子の位置が充分に修正されないという問題点があった。なお図８の楕円で囲まれた部分は位置修正治具７が箔または陰極層３に当接して力の加わっている部分を示す。

特開平０５−２０５９８４号公報 特開２００３−３３２１７７号公報

本発明の技術的課題は、重ね合わせの位置精度が優れ、コンデンサ素子に劣化を生じず、陽極部の変形の少ない生産性のよい積層型コンデンサの製造方法を提供することにある。

本発明は、弁作用金属からなる矩形板状の陽極体上に誘電体酸化皮膜、固体電解質層および陰極層が順次形成され、前記陽極体の両端部の陽極部に前記陰極層の幅より幅広の陽極導体片を設けた複数個のコンデンサ素子が重ねられ、前記陽極部と陽極導体片が接合された積層型コンデンサの製造方法であり、前記陽極導体片における前記複数のコンデンサ素子の積層方向に平行な面のうち、前記陽極導体片が前記陽極部と接合された面以外の面に治具を押し当て、前記複数のコンデンサ素子を整列する工程を含むことを特徴とする。

前記陰極層の幅より外へ出る位置、形状に前記陽極部と陽極導体片が抵抗溶接により接合されるとよい。

本発明によれば、陽極部に陰極層の幅より幅広の陽極導体片を接合することにより、コンデンサ素子を重ね合わせ、複数のコンデンサ素子を揃える位置修正を行なう際に、高精度が容易に得られる。また、複数のコンデンサ素子を重ねて、コンデンサ素子の陽極部をレーザ溶接により接合する場合には、陽極導体片と陽極部が溶融され優れた接合状態が得られるなど、生産性にすぐれた高信頼性の積層型コンデンサの製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態による積層型コンデンサに使用するコンデンサ素子を示す正面図である。板状、または箔状のアルミニウム、タンタル等の弁作用金属の表面を拡面化した陽極体上に誘電体酸化皮膜を形成する。次に中央部と端部に分けるように絶縁樹脂５を形成し、絶縁樹脂５により区切られた中央部の表面上に二酸化マンガン或いは導電性機能性高分子からなる固体電解質層を形成し、さらにグラファイトペースト、銀ペーストからなる陰極層３を形成しコンデンサ素子４とする。次に、陽極体の両端部の陽極部２に４２合金、銅合金、アルミニウム等からなる陰極層の幅より幅広の陽極導体片１を幅方向で両側とも陰極層の幅より外側に位置するように接続する。

図２は、本発明の実施の形態による積層型コンデンサに使用するコンデンサ素子の製造工程を示す正面図であり、図２（ａ）はコンデンサ素子がリードフレームに接続した状態を示し、図２（ｂ）はリードフレームを切断した状態を示す。陽極部２に陽極導体片１を接続するには、先ず図２（ａ）に示すように、陽極部２に、４２合金、銅合金、アルミニウム等からなるリードフレーム６の先端部を幅方向で両側とも陰極層の幅より外側に位置するように抵抗溶接、超音波溶接、加締めなどの手段により接続する。次に図２（ｂ）に示すように、リードフレーム６を切断し、陽極部２に接続された陽極導体片１を形成する。

図３は、本発明の実施の形態による積層型コンデンサの製造工程を示す正面図であり、図３（ａ）はコンデンサ素子を積層した状態を示し、図３（ｂ）は位置修正した状態を示す。積層型コンデンサの製造に当たっては、陽極部２に陽極導体片１を接続したコンデンサ素子４を複数個重ねて整列する。先ず、図３（ａ）に示すようにコンデンサ素子４を位置修正治具７に所定個数重ねる。次に図３（ｂ）に示すように、それぞれのコンデンサ素子４に４方向から位置修正治具を押し当て、コンデンサ素子４を整列させる。位置修正治具７をコンデンサ素子４の陽極部２に押し当てる際には陽極部２には陽極体の弁作用金属箔より厚く強度を有する陽極導体片１が接続されているため、外側に位置する陽極導体片１に力が加わり、陽極部２の弁作用金属の箔が直接押されて変形することがなく、正確に位置修正が行なわれることとなる。なお図３（ｂ）の円で囲まれた部分は位置修正治具７が陽極導体片１に当接して力の加わっている部分を示す。

図４および図５は、本発明の実施の形態による積層型コンデンサの製造工程を示す斜視図であり、図４は積層後位置修正して整列した後の状態を示し、図５は整列後に複数のコンデンサ素子の陽極部をレーザ溶接により接合した状態を示す。図４に示すように、陽極部２の陽極体である弁作用金属の箔、たとえばアルミニウム箔は、例えば銅合金からなる先端部に陰極層の幅より外へ出る位置、形状に陽極導体片１で直接外側に露出しているため、複数のコンデンサ素子の陽極部を接続するためレーザ溶接する場合には、図５に示すように陽極体のアルミニウム箔が陽極導体片１の銅合金と溶融して溶融面積が大きなレーザ溶融部８を有し、陽極部の接続強度の高い積層型コンデンサが得られる。また、レーザ溶接の際にコンデンサ素子４の外形端面に照射部を設定すればよいので、レーザ溶接の位置合わせが容易になり、安定したコンデンサ素子の特性が得られるという利点もある。

以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、この実施の形態に限られるものではなく、たとえば３端子型の積層型コンデンサのみならず２端子型の積層型コンデンサにも使用できる。また陽極導体片の形状は矩形には限られず、曲線状、多角形状それらの組み合わせ等先端部に陰極層の幅より外へ出る位置、形状を有していれば同様の効果が得られる。

本発明の実施の形態による積層型コンデンサに使用するコンデンサ素子を示す正面図。 本発明の実施の形態による積層型コンデンサに使用するコンデンサ素子の製造工程を示す正面図、図２（ａ）はコンデンサ素子がリードフレームに接続した状態を示す正面図、図２（ｂ）はリードフレームを切断した状態を示す正面図。 本発明の実施の形態による積層型コンデンサの製造工程を示す正面図、図３（ａ）はコンデンサ素子を積層した状態を示す正面図、図３（ｂ）は位置修正した状態を示す正面図。 本発明の実施の形態による積層型コンデンサの製造工程の積層後位置修正して整列した後の状態を示す斜視図。 本発明の実施の形態による積層型コンデンサの製造工程の整列後に複数のコンデンサ素子の陽極部をレーザ溶接により接合した状態を示す斜視図。 従来のコンデンサ素子の正面図、図６（ａ）は矩形状の陽極導体片が陽極部の端部に接続された場合を示す正面図、図６（ｂ）は矩形状の陽極導体片が陽極部の端部の内側に接続された場合を示す正面図。 従来のコンデンサ素子の製造工程を示す正面図、図７（ａ）はコンデンサ素子がリードフレームに接続した状態を示す正面図、図７（ｂ）はリードフレームを切断した状態を示す正面図。 従来の積層型コンデンサの製造工程を示す正面図。

符号の説明

１ 陽極導体片
２ 陽極部
３ 陰極層
４ コンデンサ素子
５ 絶縁樹脂
６ リードフレーム
７ 位置修正治具
８ レーザ溶融部

Claims (1)

1. 弁作用金属からなる矩形板状の陽極体上に誘電体酸化皮膜、固体電解質層および陰極層が順次形成され、前記陽極体の両端部の陽極部に前記陰極層の幅より幅広の陽極導体片を設けた複数個のコンデンサ素子が重ねられ、前記陽極部の先端と陽極導体片が接合された積層型コンデンサの製造方法であって、前記陽極導体片における前記複数のコンデンサ素子の積層方向に平行な面のうち、前記陽極導体片が前記陽極部と接合された面以外の面に治具を押し当て、前記複数のコンデンサ素子を整列する工程を含むことを特徴とする積層型コンデンサの製造方法。

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