JP4832053B2 - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、下面に陽極端子又は陰極端子が露出した固体電解コンデンサの製造方法に関する。

従来から、図９に示すような構造の固体電解コンデンサ（１）が知られている。この固体電解コンデンサ（１）は、下面に陽極端子（１０）及び陰極端子（１２）が取り付けられたコンデンサ素子（２）を具え、該コンデンサ素子（２）は合成樹脂製のハウジング（８）にて覆われる。コンデンサ素子（２）は、弁金属の焼結体である陽極体（３）の周面に、誘電体酸化皮膜（５）、陰極層（６）、陰極引出層（７）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（５）が形成される金属を指し、タンタル、ニオブ、アルミニウム、チタン等が該当する。

前記陽極体（３）の高さ方向の中央部からは、タンタル製の陽極リード（４）が突出している。該陽極リード（４）と陽極端子（１０）は高さが異なるため、陽極リード（４）と陽極端子（１０）の間に円柱状の枕部材（９）を介して電気的に接続している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２４４１７７号公報

ところが、特許文献１のように枕部材（９）を陽極端子（４）上に取り付けたものは、枕部材（９）が直径及び長さが１ｍｍ以下と小さく取り付け工程が煩雑となると共に、取り付けに高い精度が要求される。

煩雑且つ高精度が必要な工程を避けるために、板状の金属板をエッチング等により凸部を形成するということも考えられる。しかしながら、量産において凸部の高さ及びエッチングにより削る部分のバラツキが大きく、前記陽極リードの取り付けが困難となり、外観不良及び性能のバラツキ等が発生するという問題がある。

そこで本発明は上記問題に鑑み、陽極端子又は陰極端子にバラツキが少なく容易に凸部等の加工が可能な固体電解コンデンサの製造方法を提供する。

本願に係る発明は、陽極部材と誘電体部材と陰極部材を有するコンデンサ素子を作製する工程と、金属板から形成される陽極端子と陰極端子に前記コンデンサ素子を載置し、前記陽極部材と前記陽極端子の凸部を接続し、陰極部材と陰極端子を接続する工程と、前記コンデンサ素子の外周をハウジングにて被覆する工程とを備える固体電解コンデンサの製造方法において、前記ハウジングにて被覆する工程において、前記陽極端子及び陰極端子の少なくとも一部を固体電解コンデンサの下面から露出させ、且つ、前記陽極端子の凸部は、大径部と小径部を有するロールを用いた圧延加工を金属板に施すことにより、該金属板の通過方向に沿って形成され、陽極端子と陰極端子の配列方向が前記通過方向と略直交するようにコンデンサ素子を前記陽極端子と陰極端子に載置し、前記ハウジングにて被覆する工程前に、陰極端子の前記固体電解コンデンサの下面側に大径部と小径部を有するロールを用いた圧延加工を金属板に施すことにより、該金属板の通過方向に沿って凹部を形成する工程と、前記ハウジングにて被覆する工程において、凹部にハウジングを構成する合成樹脂を充填することにより、固体電解コンデンサの下面における陰極端子の露出部分を複数に分離する工程を含み、前記凸部と前記凹部を一度の圧延加工で形成することを特徴とする。

本発明を用いることにより、コンデンサ素子の陽極部材を接続する陽極端子の凸部を高精度且つ容易に作成することができ、生産性の向上に繋がる。

また、陰極端子のコンデンサ素子の下面における露出部を容易に分離することが可能になる。

本発明により製造された固体電解コンデンサ（１）は、図７に示すように下面に基礎部（１０ａ）及び凸部（１０ｂ）からなる陽極端子（１０）及び陰極端子（１２）が取り付けられたコンデンサ素子（２）を具え、該コンデンサ素子（２）は合成樹脂製のハウジング（８）にて覆われる。コンデンサ素子（２）は、弁金属の焼結体である陽極体（３）の周面に、誘電体酸化皮膜（５）、陰極層（６）、陰極引出層（７）を順次形成されている。

前記陰極層（６）としては、例えば二酸化マンガン等の導電性無機材料、或いはＴＣＮＱ錯塩、導電性ポリマー等の導電性有機材料からなる固体電解質が用いられる。陰極引出層（７）としては、例えばカーボン層、銀層を順次形成したものや、金属メッキ層等が使用可能である。

陽極体（３）としては、焼結体の他、板状、箔状のものが使用可能である。図７においては、陽極体（３）の高さ方向の中央部から、陽極部材となるタンタル製の陽極リード（４）が突出しているが、例えば、アルミニウム等の金属板又は金属箔を陽極体として用いる場合には、陰極層が形成されていない部分が陽極部材として機能する。また、陰極層（６）及び陰極引出層（７）が陰極部材として、誘電体酸化皮膜が誘電体部材（５）として各々機能する。

コンデンサ素子（２）の下面に配置される陽極端子（１０）の凸部（１０ｂ）には前記コンデンサ素子（２）の陽極リード（４）が載置され抵抗溶接、レーザ溶接等により陽極端子（１０）に陽極リード（４）が接続されている。

前記陽極端子（１０）及び陰極端子（１２）に用いる基材としては、従来から用いている材料（鉄−ニッケル合金、銅合金等）を用いることができるが、加工性及び導電率等の観点から銅又は銅を主成分とする合金を用いることが好ましい。
陰極端子（１２）上には、コンデンサ素子（２）が載置され銀ペースト等の導電性接着剤により陰極端子（１２）と陰極部材の一部である陰極引出層（７）が接続される。

以下に本発明における固体電解コンデンサの製造方法の一例を図を示して説明する。

（実施例）
先ず、図１に示すように銅合金からなる金属板（２０）を、下側ローラ（３１）及び大径部（３２ａ）と小径部（３２ｂ）を有する上側ローラ（３２）を具える圧延機器（３０）に通過させることにより圧延加工を施し、図２に示すように金属板（２０）に陽極リード（４）と取り付けられる凸部（１０ｂ）と、陽極リード（４）と接触しない基礎部（１０ａ）を形成する。尚、凸部（１０ｂ）と基礎部（１０ａ）の高さの比は、２：１になるように形成した。

その後、図３に示すように凸部（１０ｂ）の延びる方向と並行に金属板（２０）を陽極端子側と陰極端子側に分離すると共に、それぞれのコンデンサ素子（２）に対応するように、前記凸部（１０ｂ）の延びる方向と略直交する方向に陽極端子（１０）及び陰極端子（１２）を分離するように打ち抜き加工を施す。更に、陰極端子（１２）の陽極端子側前方には、陰極端子（１２）の下面よりも高い位置に該陽極端子側に突出した前方突出部（１２ａ）と、陰極端子の両側面には、陰極端子の下面よりも高い位置に、陰極端子の側方へ向かって突出する側方突出部（１２ｂ）を形成する。

ついで、図４に示すようにタンタル焼結体からなる陽極体の表面に誘電体酸化皮膜、陰極層としてポリピロールからなる固体電解質層、陰極引出層としてカーボン層、及び銀層を順次形成したコンデンサ素子（２）を対応する陽極端子（１０）及び陰極端子（１２）にそれぞれ載置する。この時、陰極端子（１２）上に銀接着剤からなる導電性接着剤を塗布し、その上からコンデンサ素子（２）を載置して陰極引出層（７）と陰極端子（１２）を接続すると共に、陽極体（３）の一端面の高さ方向の中央部から突出した陽極リード（４）を陽極端子（１０）の凸部（１０ｂ）に載置して抵抗溶接により接続する。

その後、各コンデンサ素子（２）を金型内に収めた上で合成樹脂を射出成形し、コンデンサ素子（２）の外周をハウジング（８）にて覆い、図５に示すように固体電解コンデンサ（１）の外形を形成する。ハウジング（８）形成後、陽極端子（１０）及び陰極端子（１２）の下面は固体電解コンデンサ（１）から露出した状態であり、また陽極端子（１０）と陰極端子（１２）の配列方向における固体電解コンデンサ（１）の側面下部から、陽極端子（１０）及び陰極端子（１２）の一部が突出している。

そして、連結された陽極端子（１０）及び陰極端子（１２）を各々切断し、図６に示すように固体電解コンデンサ（１）を完成させた。

本発明を用いることにより、従来品のように枕部材を陽極端子に取り付けるという高い精度が要求される工程が必要ない。

また、本発明においては、圧延機器における上側ローラ及び下側ローラ間に金属板を通過させることにより、前記上側ローラと下側ローラの間の幅に前記金属板を正確に加工することが可能である。つまり、前記ローラの大径部及び小径部の直径及び下側ローラと上側ローラの間隔を調整することにより、バラツキなく容易に陽極端子に凸部を形成することが可能である。

そのため、エッチング等に陽極端子に凸部を形成する方法に比べ、凸部及び基礎部の高さのバラツキが小さく生産性に優れている。

更に、鍛造加工により陽極端子に凸部を形成する方法に比べ、端子が破損する等の物理的問題がなく生産性に優れている。具体的には、圧延加工の場合、金属原子をスライドされて伸ばすため物理的密度が大きく変化しないが、鍛造加工の場合、原子を押し込むため、物理的負荷が大きく破損しやすい。このような端子の破損は、基材の厚みの半分以下に鍛造加工を施す場合に発生しやすくなる。そのため、本発明においては、基礎部の高さが凸部の高さの１／２以下になる場合に特に有効になる。

また、その他の実施例として図８に示すように下面において複数の陰極露出部（１２ｄ）を有する固体電解コンデンサ（１）において、陰極端子（１２）にハウジング（８）を構成する合成樹脂が入り込む凹部（１２ｃ）を形成にも有効である。また、圧延機器を加工することにより、陽極端子（１０）における凸部（１０ｂ）及び陰極端子（１２ａ）における凹部（１２ｃ）を一度の圧延加工で形成することにより更なる生産性の向上が可能である。

また、実施例において陰極端子に形成された前方突出部（１２ａ）及び側方突出部（１２ｂ）は、前記陰極端子が外部からの応力によりハウジングから抜け出るのを防止すると共に、ハウジングと陰極端子の界面から水分等の浸入する場合、コンデンサ素子までの経路を延長し、固体電解コンデンサの電気特性を維持するという効果がある。

上記実施例の説明は、発明を説明するものであって、特許請求の範囲に記載の発明を特定し、或いは範囲を減縮して解すべきでなく、本発明の各部構成は実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

実施例における固体電解コンデンサの製造工程における斜視図である。 実施例における固体電解コンデンサの製造工程における斜視図である。 実施例における固体電解コンデンサの製造工程における斜視図である。 実施例における固体電解コンデンサの製造工程における斜視図である。 実施例における固体電解コンデンサの製造工程における斜視図である。 実施例における固体電解コンデンサの製造工程における斜視図である。 固体電解コンデンサの縦断面図である。 その他の実施例により作成された固体電解コンデンサの（Ａ）断面図及び（Ｂ）底面図である。 従来の固体電解コンデンサの縦断面図である。

符号の説明

１ 固体電解コンデンサ
２ コンデンサ素子
３ 陽極体
４ 陽極リード
５ 誘電体酸化皮膜
６ 陰極層
７ 陰極引出層
８ ハウジング
９ 枕部材
１０ 陽極端子
１０ａ 基礎部
１０ｂ 凸部
１２ 陰極端子
１２ａ 前方突出部
１２ｂ 側方突出部
１２ｃ 凹部
１２ｄ 陰極露出部
２０ 金属板
３０ 圧延基材
３１ 下側ローラ
３２ 上側ローラ
３２ａ 大径部
３２ｂ 小径部

Claims (4)

1. 陽極部材と誘電体部材と陰極部材を有するコンデンサ素子を作製する工程と、
   金属板から形成される陽極端子と陰極端子に前記コンデンサ素子を載置し、前記陽極部材と前記陽極端子の凸部を接続し、陰極部材と陰極端子を接続する工程と、
   前記コンデンサ素子の外周をハウジングにて被覆する工程とを備える固体電解コンデンサの製造方法において、
   前記ハウジングにて被覆する工程において、前記陽極端子及び陰極端子の少なくとも一部を固体電解コンデンサの下面から露出させ、且つ、
   前記陽極端子の凸部は、大径部と小径部を有するロールを用いた圧延加工を金属板に施すことにより、該金属板の通過方向に沿って形成され、陽極端子と陰極端子の配列方向が前記通過方向と略直交するようにコンデンサ素子を前記陽極端子と陰極端子に載置し、
   前記ハウジングにて被覆する工程前に、陰極端子の前記固体電解コンデンサの下面側に大径部と小径部を有するロールを用いた圧延加工を金属板に施すことにより、該金属板の通過方向に沿って凹部を形成する工程と、
   前記ハウジングにて被覆する工程において、凹部にハウジングを構成する合成樹脂を充填することにより、固体電解コンデンサの下面における陰極端子の露出部分を複数に分離する工程を含み、
   前記凸部と前記凹部を一度の圧延加工で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。
2. 一枚の金属板から前記陽極端子及び陰極端子を形成することを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
3. 前記金属板は、銅又は銅を主成分とする合金からなることを特徴とする請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
4. 前記陽極端子は、凸部及び圧延加工が施された基礎部を有しており、前記基礎部の高さが凸部の高さの１／２よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
   

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