JP5179310B2 - 固体電解コンデンサの絶縁層形成装置及び固体電解コンデンサの絶縁層形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、固体電解コンデンサに関するものであり、より詳細には、非接点飛散方式によって絶縁層が設けられた固体電解コンデンサの絶縁層形成装置及び固体電解コンデンサの絶縁層形成方法に関するものである。

一般に、固体電解コンデンサは、電気を蓄積する機能を有し、それに加えて直流電流を遮断し、交流電流を通過させるという目的にも使われる電子部品であり、その代表として、タンタルコンデンサは一般産業機器用はもちろん、定格電圧の使用範囲の小さい応用回路にも使われ、特に周波数特性が問題になる回路や携帯通信機器の雑音減少のために多く使われるようになってきている。

図１に示すように、このような固体電解コンデンサは、コンデンサの容量及び特性を決定する誘電体粉末素材からなるコンデンサ素子１１と、コンデンサ素子１１に挿入突設された陽極ワイヤ１２と、コンデンサ素子１１の表面に陰極層（図示せず）を設けるための化学的工程にて発生する化学物質が陽極ワイヤ１２によってコンデンサ素子１１に乗り上げることを防止すべく、陽極ワイヤ１２の外周面を取り囲むように設けられた固状のプラスチック絶縁剤１３とを備える。

そして、図に示されていないが、陽極ワイヤ１２には陽極リードフレームが溶接によって電気的に接続され、該陽極リードフレームの下部には陽極電極が設けられる。また、コンデンサ素子１１の表面に設けられた陰極層の下部には、前記陽極電極に対応する陰極電極が導電性物質を介して設けられ、上記の各構成要素を保護すべく、モールディング部がコンデンサ素子１１を取り囲むように設けられる。

しかしながら、前述のように固状のプラスチック絶縁剤１３を備える場合、該プラスチック絶縁剤１３が厚さ略０．１３ｍｍを有するため、陽極ワイヤ１２と陽極リードフレームとを溶接させる際に、現在の製造技術上、固状のプラスチック絶縁剤１３が溶接干渉を引き起こし、短絡やショット不良、または溶接により接合性を低下させる等の不都合があった。

勿論、該陽極ワイヤ１２の突設長さをより長くする場合、絶縁剤１３による溶接干渉をある程度防止することができるが、そのような場合には、陽極ワイヤ１２の突設長さが長くなった分だけ、固体電解コンデンサのサイズが増大し、その増大分だけコンデンサ素子のサイズは小さくなり、静電容量が低下するという不都合があった。

一方、図２のように、コンデンサ素子２１の一側に挿入突設された陽極ワイヤ２２に、液状絶縁剤吐出器２４を接触した状態で液状の絶縁剤２３を塗布してコーティングすることによって、陽極ワイヤ２２を取り囲むような絶縁層を設けることができる。

しかし、このような場合も、図３のように、液状絶縁剤吐出器２４が陽極ワイヤ２２に接点された状態で液状絶縁剤２３を塗布コーティングするため、陽極ワイヤ２２に設けられる絶縁層の形状が不均一で、厚さが厚くなり、絶縁層の形成後、陽極ワイヤ１２と陽極リードフレームとの溶接の際に溶接干渉を引き起こし、短絡やショット不良、または溶接による接合性を低下させる等の不都合があった。

このような場合であっても、陽極ワイヤ１２の突設長さをより長くして溶接干渉をある程度防止することができるが、前述のように、陽極ワイヤ１２の突設長さが長くなった分だけ、固体電解コンデンサのサイズが増大し、その増大分だけコンデンサ素子のサイズが小さくなり、静電容量が低下するという不都合があった。

従って、本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、本発明は、非接点飛散方式によって絶縁層を設けることによって、薄膜の均一な絶縁層の形成を可能とし、工程単純化による作業性向上及び製造費用の節減、さらに小型化及び静電容量の極大化を可能とし、陽極ワイヤと陽極リードフレームとの溶接時に絶縁層の溶接干渉を防止することができ、溶接性を向上させ短絡及びショート不良を防止することができる、固体電解コンデンサの絶縁層形成装置及び固体電解コンデンサの絶縁層形成方法を提供することを目的の一つとする。

本発明の好適な実施態様によれば、陽極の極性を有するコンデンサ素子と、一側が前記コンデンサ素子の内部に挿設され、他側が前記コンデンサ素子の外部に突設される陽極ワイヤとを含む固体電解コンデンサの絶縁層形成装置において、前記陽極ワイヤの上部に離設され、前記陽極ワイヤの突設された終端側に設けられ、該終端側に液状絶縁剤を噴射することによって、大面積を有する部位に凝集する毛細管現象のような凝集現象によって前記コンデンサ素子の一面とこれに隣接した陽極ワイヤの露出部位とに液状絶縁剤を非接点飛散方式によって塗布して絶縁層を設ける液状絶縁剤吐出器と、前記液状絶縁剤吐出器と対向し、前記陽極ワイヤの下部に離設される液状絶縁剤貯蔵容器と、を含むことを特徴とする固体電解コンデンサの絶縁層形成装置が提供される。

好ましくは、前記液状絶縁剤貯蔵容器が、上部が開かれた筺体の形態として設けられ、前記液状絶縁剤吐出器から噴射されて前記陽極ワイヤの下部に滴下する液状絶縁剤を収容する。

また、好ましくは、前記液状絶縁剤貯蔵容器と前記液状絶縁剤吐出器との間に連設され、前記液状絶縁剤貯蔵容器に収容された液状絶縁剤を前記液状絶縁剤吐出器へ再供給する液状絶縁剤循環流路をさらに含む。

更に、好ましくは、前記液状絶縁剤循環流路上に設けられ、前記液状絶縁剤貯蔵容器から前記液状絶縁剤吐出器へ再供給される液状絶縁剤の流れを調節する液状絶縁剤調節器をさらに含む。

更にまた、好ましくは、前記液状絶縁剤吐出器と連設され、前記液状絶縁剤吐出器へ液状絶縁剤を供給する液状絶縁剤供給器をさらに含む。

本発明の他の好適な実施態様によれば、固体電解コンデンサの陽極ワイヤの突設された終端が、液状絶縁剤吐出器の吐出口に位置するように固体電解コンデンサを設けるローディングステップと、前記液状絶縁剤吐出器から噴射される液状絶縁剤が飛散し、大面積を有する部位に凝集する毛細管現象のような凝集現象によって前記固体電解コンデンサのコンデンサ素子の一面とこれに隣接した陽極ワイヤの露出部位とに塗布されることによって絶縁層を設ける絶縁層形成ステップと、を含むことを特徴とする固体電解コンデンサの絶縁層形成方法が提供される。

好ましくは、前記絶縁層形成ステップの後に、前記絶縁層をレーザ加工によりトリミングする絶縁層トリミングステップをさらに含む。
また、好ましくは、前記絶縁層形成ステップの後に、液状絶縁剤貯蔵容器に収容された液状絶縁剤を前記液状絶縁剤吐出器へ再供給する絶縁剤再供給ステップをさらに含む。

更に、好ましくは、前記ローディングステップの後に、前記液状絶縁剤吐出器へ液状絶縁剤を供給する絶縁剤供給ステップをさらに含む。

前述のように、本発明によれば、非接点飛散方式によって絶縁層を設けることによって、薄膜の均一な絶縁層の形成を可能とし、工程単純化による作業性向上及び製造費用の節減が可能で、小型化及び静電容量を極大化することができ、陽極ワイヤと陽極リードフレームとの溶接時に絶縁層の溶接干渉を防止することができ、溶接性を向上させ短絡やショート不良を防止することができるという効果が奏する。

本発明のさらに他の目的、本発明によって得られる利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態から一層明らかになるであろう。

図４は、本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサを概略的に示した図であり、図５は、本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの絶縁層形成装置を概略的に示した図であり、図６は、図５の絶縁層形成装置により絶縁層が設けられた固体電解コンデンサの一部を概略的に示した図であり、図７は、本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの絶縁層形成方法を順に示した工程図である。

＜固体電解コンデンサの一実施の形態＞
まず、添付図面を参照して、本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサについてより詳細に説明する。図４に示すように、本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサは大きく、陽極の極性を有するコンデンサ素子１１０と、一側がコンデンサ素子１１０の内部に挿設され、他側がコンデンサ素子１１０の外部に突設される陽極ワイヤ１２０と、コンデンサ素子１１０の一面とこれに隣接した陽極ワイヤ１２０の露出部位に塗設され、液状絶縁剤が非接点飛散方式にて塗設される絶縁層１３０とを含んで構成される。

そして、前記固体電解コンデンサは、陽極ワイヤ１２０の突設された終端下部に溶接によって電気的に接続される陽極リードフレーム１４０と、該陽極リードフレーム１４０の下部に設けられる陽極電極１５０と、コンデンサ素子１１０の表面に設けられた陰極層（図示せず）の下部に電気的に接続される伝導性物質１６０と、該伝導性物質１６０の下部に設けられる陰極電極１７０と、これらの各構成要素を保護するべく、前記コンデンサ素子１１０を取り囲んで設けられるモールディング部１８０とを、さらに含んで構成できる。

ここで、コンデンサ素子１１０の一面とこれに隣接した陽極ワイヤ１２０の露出部位とに設けられた絶縁層１３０は、液状絶縁剤が非接点飛散方式によって塗設され、また、前記液状絶縁剤は飛散性及び塗布性が最適になるように絶縁剤原液と純水とが４０：６０の比率で混合されることが望ましい。

そして、絶縁層１３０は液状絶縁剤が非接点飛散方式によって塗設されるため、コンデンサ素子１１０の一面から薄肉の薄膜形態に設けられることができ、望ましくは０．０３〜０．０５ｍｍの厚さで設けられる。一方、絶縁層１３０は非接点飛散方式によって設けられるため、液状絶縁剤の飛散時、陽極ワイヤ１２０において絶縁層が不要な部位に塗布される液状絶縁剤を除去するために、レーザ加工の方法でトリミングを行ってもよい。

＜固体電解コンデンサの絶縁層形成装置の一実施の形態＞
次に、添付図面を参照して、本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの絶縁層形成装置についてより詳細に説明する。図５に示すように、本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの絶縁層形成装置は大きく、固体電解コンデンサのコンデンサ素子１１０に挿入され突設された陽極ワイヤ１２０の上部に離設される液状絶縁剤吐出器２００と、該液状絶縁剤吐出器２００と対向し、陽極ワイヤ１２０の下部に離設される液状絶縁剤貯蔵容器２１０とを含んで構成される。

ここで、液状絶縁剤吐出器２００は、陽極ワイヤ１２０の上部に離設され、陽極ワイヤ１２０の突設された終端側に設けられ、その終端側に液状絶縁剤２２０を噴射することによって、コンデンサ素子１１０の一面とこれに隣接した陽極ワイヤ１２０の露出部位とに液状絶縁剤２２０を非接点飛散方式によって塗布し、絶縁層１３０を設けることが望ましい。

そして、液状絶縁剤貯蔵容器２１０は、上部が開かれた筺体の形態で設けられ、液状絶縁剤吐出器２００から噴射されて陽極ワイヤ１２０の下部に滴下する液状絶縁剤２２０を収容することができる。

即ち、陽極ワイヤ１２０と非接点方式で設けられた液状絶縁剤吐出器２００から陽極ワイヤ１２０の突設された終端側へ噴射された液状絶縁剤２２０の一部は、大面積を有する部位に凝集する毛細管現象のような凝集現象によって、コンデンサ素子１１０の一面及びこれに隣接した陽極ワイヤ１２０の外周面一部とに塗布されて絶縁層１３０を設けるようになり、飛散しない陽極ワイヤ１２０の下部に滴下する残りの液状絶縁剤２２０は、液状絶縁剤貯蔵容器２１０に収容、貯蔵される。

要するに、本発明によれば、非接点飛散方式で絶縁層１３０を設けることによって、図６のように、薄膜の均一な絶縁層の形成が可能で、工程を単純化したことによる作業性の向上及び製造費用の節減を図ると共に、小型化及び静電容量の極大化を可能とし、陽極ワイヤ１２０と陽極リードフレームとの溶接時に絶縁層１３０の溶接干渉を防止することができ、溶接性を向上させ短絡やショート不良の防止を図ることができる。

一方、前記固体電解コンデンサの絶縁層形成装置は、液状絶縁剤貯蔵容器２１０と液状絶縁剤吐出器２００とを連結し、液状絶縁剤貯蔵容器２１０に収容された液状絶縁剤２２０を前記液状絶縁剤吐出器２００へ再供給する液状絶縁剤循環流路２３０をさらに備えることができる。詳しくは、液状絶縁剤循環流路２３０を介して液状絶縁剤貯蔵容器２１０に収容された液状絶縁剤２２０を再び希釈し、液状絶縁剤吐出器２００へ再供給することによって、飛散され絶縁層１３０を設けて残った液状絶縁剤２２０を再活用することができる。

ここで、液状絶縁剤循環流路２３０上には液状絶縁剤調節器２４０が設けられ、液状絶縁剤貯蔵容器２１０から液状絶縁剤吐出器２００へ再供給される液状絶縁剤２２０の流れを調節することができる。詳しくは、液状絶縁剤調節器２４０によって、液状絶縁剤貯蔵容器２１０から液状絶縁剤吐出器２００へ液状絶縁剤２２０を再供給するかまたは遮断することができる。

一方、図に示していないが、前記固体電解コンデンサの絶縁層形成装置は、液状絶縁剤吐出器２００と連設され、液状絶縁剤吐出器２００へ液状絶縁剤２２０を供給する液状絶縁剤供給器をさらに含むことができる。詳しくは、液状絶縁剤吐出器２００内の液状絶縁剤２２０が設定値以下で滴下する場合、液状絶縁剤吐出器２００で作業者が直接観察して液状絶縁剤２２０を追加して供給してもよいが、前記液状絶縁剤供給器を設け、液状絶縁剤吐出器２００内に収められた液状絶縁剤２２０の収容量に応じて自動に液状絶縁剤吐出器２００へ液状絶縁剤２２０を供給してもよい。

＜固体電解コンデンサの絶縁層形成方法の一実施の形態＞
次に、添付図面を参照して、本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの絶縁層形成方法をより詳細に説明する。図７に示すように、本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの絶縁層形成方法は大きく、陽極ワイヤ１２０（図５参照）が液状絶縁剤吐出器２００（図５参照）と液状絶縁剤貯蔵容器２１０（図５参照）との間に介在するように固体電解コンデンサを設けるローディングステップと、液状絶縁剤吐出器２００から前記液状絶縁剤貯蔵容器２１０の方に液状絶縁剤２２０（図５参照）を噴射し、前記固体電解コンデンサのコンデンサ素子１１０（図５参照）の一面とこれに隣接した陽極ワイヤ１２０の露出部位とに非接点飛散方式で絶縁層１３０（図５参照）を設ける絶縁層形成ステップと、を含んで構成される。

ここで、前記ローディングステップは、前記固体電解コンデンサの陽極ワイヤ１２０の突設された終端が、液状絶縁剤吐出器２００の吐出口に位置するようにするステップによってなされることができる。

そして、前記絶縁層形成ステップは、液状絶縁剤吐出器２１０から噴射される液状絶縁剤２２０が飛散し、前記固体電解コンデンサのコンデンサ素子１１０の一面とこれに隣接した陽極ワイヤ１２０の露出部位とに塗布されることによって、絶縁層１３０を設けるステップによってなされる。詳しくは、液状絶縁剤吐出器２００が陽極ワイヤ１２０と非接点で離間した状態で、陽極ワイヤ１２０の突設された終端側に液状絶縁剤２２０を噴射することによって、液状絶縁剤吐出器２００を通じて噴射される液状絶縁剤２２０がコンデンサ素子１１０と陽極ワイヤ１２０とが非接点の状態で飛散し、コンデンサ素子１１０の一面及びこれに隣接した陽極ワイヤ１２０の外周面一部とに塗布されることによって、絶縁層１３０が常に薄膜形態で一様に設けられる。

一方、前記固体電解コンデンサの絶縁層形成方法は、前記絶縁層形成ステップの後に行われ、絶縁層１３０をレーザ加工によりトリミングする絶縁層トリミングステップをさらに含むことができる。詳しくは、絶縁層１３０は、液状絶縁剤２２０が非接点飛散方式によって塗設されるため、液状絶縁剤２２０の飛散時に陽極ワイヤ１２０における絶縁層１３０の不要な部位に塗布された液状絶縁剤を除去するために、レーザ加工方法で不要な液状絶縁剤を取り除いてトリミングすることができる。

一方、前記固体電解コンデンサの絶縁層形成方法は、前記絶縁層形成ステップの後に行われ、液状絶縁剤貯蔵容器２１０に収容された液状絶縁剤２２０を液状絶縁剤吐出器２００へ再供給する絶縁剤再供給ステップをさらに含むことができる。詳しくは、液状絶縁層循環流路２３０（図５参照）及び液状絶縁剤調節器２４０（図５参照）において、液状絶縁剤貯蔵容器２１０に収容された液状絶縁剤２２０を再希釈して液状絶縁剤吐出器２００へ再供給することによって、飛散され絶縁層１３０を設けて、残った液状絶縁剤２２０を再活用することができる。

そして、前記固体電解コンデンサの絶縁層形成方法においては、固体電解コンデンサの絶縁層形成が前記ローディングステップの後に行われ、液状絶縁剤２２０が液状絶縁剤吐出器２００へ供給される絶縁剤供給ステップをさらに含むことができる。詳しくは、液状絶縁剤吐出器２００内の液状絶縁剤２２０が設定値以下で滴下する場合、液状絶縁剤吐出器２００を作業者が直接観察して液状絶縁剤２２０を追加で供給するか、または液状絶縁剤供給器を設けて液状絶縁剤吐出器２００内に収容された液状絶縁剤２２０の収容量に応じて自動的に液状絶縁剤２２０を液状絶縁剤吐出器２００へ供給することができる。

今回開示された実施の形態は例示にすぎず、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明に記載された範囲ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

従来の固状のプラスチック絶縁剤に絶縁層を設けた固体電解コンデンサを示した概略図である。 従来の液状絶縁剤吐出器に固体電解コンデンサの絶縁層を設けるステップを示した概略図である。 図２のステップによって陽極ワイヤに設けられた絶縁層の形態を示した概略図である。 本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサを概略的に示した構成図である。 本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの絶縁層形成装置を概略的に示した構成図である。 図５の絶縁層形成装置により絶縁層が設けられた固体電解コンデンサの一部を示した概略図である。 本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの絶縁層形成方法を順に示した工程図である。

符号の説明

１１０ コンデンサ素子
１２０ 陽極ワイヤ
１３０ 絶縁層
１４０ 陽極リードフレーム
１５０ 陽極電極
１６０ 伝導性物質
１７０ 陰極電極
１８０ モールディング部
２００ 液状絶縁剤吐出器
２１０ 液状絶縁剤貯蔵容器
２２０ 液状絶縁剤
２３０ 液状絶縁剤循環流路
２４０ 液状絶縁剤調節器

Claims (9)

1. 陽極の極性を有するコンデンサ素子と、一側が前記コンデンサ素子の内部に挿設され、他側が前記コンデンサ素子の外部に突設される陽極ワイヤとを含む固体電解コンデンサの絶縁層形成装置において、
   前記陽極ワイヤの上部に離設され、前記陽極ワイヤの突設された終端側に設けられ、該終端側に液状絶縁剤を噴射することによって、大面積を有する部位に凝集する毛細管現象のような凝集現象によって前記コンデンサ素子の一面とこれに隣接した陽極ワイヤの露出部位とに液状絶縁剤を非接点飛散方式によって塗布して絶縁層を設ける液状絶縁剤吐出器と、
   前記液状絶縁剤吐出器と対向し、前記陽極ワイヤの下部に離設される液状絶縁剤貯蔵容器と、を含むことを特徴とする固体電解コンデンサの絶縁層形成装置。
2. 前記液状絶縁剤貯蔵容器が、
   上部が開かれた筺体の形態として設けられ、前記液状絶縁剤吐出器から噴射されて前記陽極ワイヤの下部に滴下する液状絶縁剤を収容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絶縁層形成装置。
3. 前記液状絶縁剤貯蔵容器と前記液状絶縁剤吐出器との間に連設され、前記液状絶縁剤貯蔵容器に収容された液状絶縁剤を前記液状絶縁剤吐出器へ再供給する液状絶縁剤循環流路をさらに含む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絶縁層形成装置。
4. 前記液状絶縁剤循環流路上に設けられ、前記液状絶縁剤貯蔵容器から前記液状絶縁剤吐出器へ再供給される液状絶縁剤の流れを調節する液状絶縁剤調節器をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の固体電解コンデンサの絶縁層形成装置。
5. 前記液状絶縁剤吐出器と連設され、前記液状絶縁剤吐出器へ液状絶縁剤を供給する液状絶縁剤供給器をさらに含む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絶縁層形成装置。
6. 固体電解コンデンサの陽極ワイヤの突設された終端が、液状絶縁剤吐出器の吐出口に位置するように固体電解コンデンサを設けるローディングステップと、
   前記液状絶縁剤吐出器から噴射される液状絶縁剤が飛散し、大面積を有する部位に凝集する毛細管現象のような凝集現象によって前記固体電解コンデンサのコンデンサ素子の一面とこれに隣接した陽極ワイヤの露出部位とに塗布されることによって絶縁層を設ける絶縁層形成ステップと、を含むことを特徴とする固体電解コンデンサの絶縁層形成方法。
7. 前記絶縁層形成ステップの後に、前記絶縁層をレーザ加工によりトリミングする絶縁層トリミングステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の固体電解コンデンサの絶縁層形成方法。
8. 前記絶縁層形成ステップの後に、液状絶縁剤貯蔵容器に収容された液状絶縁剤を前記液状絶縁剤吐出器へ再供給する絶縁剤再供給ステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の固体電解コンデンサの絶縁層形成方法。
9. 前記ローディングステップの後に、前記液状絶縁剤吐出器へ液状絶縁剤を供給する絶縁剤供給ステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の固体電解コンデンサの絶縁層形成方法。

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