JPH09223644A - 固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子の構造及びその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子の構造及びその製造方法Info
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- JPH09223644A JPH09223644A JP8029145A JP2914596A JPH09223644A JP H09223644 A JPH09223644 A JP H09223644A JP 8029145 A JP8029145 A JP 8029145A JP 2914596 A JP2914596 A JP 2914596A JP H09223644 A JPH09223644 A JP H09223644A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/008—Terminals
- H01G9/012—Terminals specially adapted for solid capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属粉末を多孔質に焼結したチップ片２と、
このチップ片２内に一端部を埋設した陽極ワイヤ３とを
有する固体電解コンデンサ用コンデンサ素子１におい
て、前記陽極ワイヤ３が、前記チップ片２に対する付け
根部から曲がり変形することを、製造コストのアップ及
びチップ片２の有効体積の減少を伴うことなく、低減す
る。 【手段】 前記陽極ワイヤ３のうち前記チップ片２に対
する付け根部分とチップ片２との間に、レーザ光線によ
る溶接部１４を設ける。
このチップ片２内に一端部を埋設した陽極ワイヤ３とを
有する固体電解コンデンサ用コンデンサ素子１におい
て、前記陽極ワイヤ３が、前記チップ片２に対する付け
根部から曲がり変形することを、製造コストのアップ及
びチップ片２の有効体積の減少を伴うことなく、低減す
る。 【手段】 前記陽極ワイヤ３のうち前記チップ片２に対
する付け根部分とチップ片２との間に、レーザ光線によ
る溶接部１４を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タンタル固体電解コン
デンサ又はアルミ固体電解コンデンサ等の固体電解コン
デンサに使用するコンデンサ素子の構造及びその製造方
法に関するものである。
デンサ又はアルミ固体電解コンデンサ等の固体電解コン
デンサに使用するコンデンサ素子の構造及びその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の固体電解コンデンサに使用する
コンデンサ素子は、図４及び図５に示すように構成され
ている。すなわち、このコンデンサ素子１は、タンタル
等の金属粉末を、多孔質のチップ片２に、当該チップ片
２内にタンタル等の金属製の陽極ワイヤ３の一端部を埋
設するようにして固め成形したのち、高い温度で焼結し
たものに構成されている。
コンデンサ素子は、図４及び図５に示すように構成され
ている。すなわち、このコンデンサ素子１は、タンタル
等の金属粉末を、多孔質のチップ片２に、当該チップ片
２内にタンタル等の金属製の陽極ワイヤ３の一端部を埋
設するようにして固め成形したのち、高い温度で焼結し
たものに構成されている。
【０００３】なお、このコンデンサ素子１におけるチッ
プ片２には、これをりん酸水溶液等の化成液に浸漬した
状態で、当該チップ片２から突出する陽極ワイヤ３と化
成液との間に直流電流を印加すると言う陽極酸化を行う
ことにより、図６に示すように、当該チップ片２におけ
る各金属粉末の表面及び陽極ワイヤ３の付け根部に、五
酸化タンタル等の誘電体膜４を形成し、次いで、前記チ
ップ片２を、硝酸マンガン水溶液に浸漬したのち引き揚
げて焼成することを複数回にわたって繰り返すことによ
り、図７に示すように、二酸化マンガン等の固体電解質
膜５を形成し、更に、この固体電解質膜５の表面に、グ
ラファイト膜を下地として銀又はニッケル等の金属膜を
形成することにより、図８に示すように、前記チップ片
２のうち前記陽極ワイヤ３が突出する一端面を除く全表
面に対して、固体電解質膜５、グラファイト膜及び金属
膜による陰極膜６を形成する。
プ片２には、これをりん酸水溶液等の化成液に浸漬した
状態で、当該チップ片２から突出する陽極ワイヤ３と化
成液との間に直流電流を印加すると言う陽極酸化を行う
ことにより、図６に示すように、当該チップ片２におけ
る各金属粉末の表面及び陽極ワイヤ３の付け根部に、五
酸化タンタル等の誘電体膜４を形成し、次いで、前記チ
ップ片２を、硝酸マンガン水溶液に浸漬したのち引き揚
げて焼成することを複数回にわたって繰り返すことによ
り、図７に示すように、二酸化マンガン等の固体電解質
膜５を形成し、更に、この固体電解質膜５の表面に、グ
ラファイト膜を下地として銀又はニッケル等の金属膜を
形成することにより、図８に示すように、前記チップ片
２のうち前記陽極ワイヤ３が突出する一端面を除く全表
面に対して、固体電解質膜５、グラファイト膜及び金属
膜による陰極膜６を形成する。
【０００４】また、このコンデンサ素子１は、図９に示
すように、左右一対のリード端子７，８の間に、当該コ
ンデンサ素子１における陽極ワイヤ３を一方のリード端
子７に対して溶接等にて固着しチップ片２における陰極
膜６に他方のリード端子８を接続するように配設し、こ
れらの全体を合成樹脂製のモールド部９にてパッケージ
することによって、固体電解コンデンサに構成される。
すように、左右一対のリード端子７，８の間に、当該コ
ンデンサ素子１における陽極ワイヤ３を一方のリード端
子７に対して溶接等にて固着しチップ片２における陰極
膜６に他方のリード端子８を接続するように配設し、こ
れらの全体を合成樹脂製のモールド部９にてパッケージ
することによって、固体電解コンデンサに構成される。
【０００５】そして、このコンデンサ素子１は、前記し
たように、そのチップ片２における一端面から突出する
陽極ワイヤ３の一端部を、前記チップ片２に対して埋設
した構成であるために、前記陽極ワイヤ３におけるチッ
プ片２の一端面に対する付け根部には、応力が集中する
ことにより、前記陽極ワイヤがチップ片に対する付け根
部から曲がり変形し易く、この曲がり変形により、図９
に示すような固体電解コンデンサに組み立てることがで
きない事態を招来することになり、しかも、この曲がり
変形が、前記チップ片２に対して誘電体膜４を形成した
あとに発生すると、当該陽極ワイヤの当該付け根部に形
成される誘電体膜４にクラックが入ってその絶縁性が破
壊されることになるから、不良品の発生が高いのであっ
た。
たように、そのチップ片２における一端面から突出する
陽極ワイヤ３の一端部を、前記チップ片２に対して埋設
した構成であるために、前記陽極ワイヤ３におけるチッ
プ片２の一端面に対する付け根部には、応力が集中する
ことにより、前記陽極ワイヤがチップ片に対する付け根
部から曲がり変形し易く、この曲がり変形により、図９
に示すような固体電解コンデンサに組み立てることがで
きない事態を招来することになり、しかも、この曲がり
変形が、前記チップ片２に対して誘電体膜４を形成した
あとに発生すると、当該陽極ワイヤの当該付け根部に形
成される誘電体膜４にクラックが入ってその絶縁性が破
壊されることになるから、不良品の発生が高いのであっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、従来のコンデ
ンサ素子１においては、前記陽極ワイヤ３における線径
Ｄを或る程度まで太くするか、或いは、図５に二点鎖線
で示すように、前記陽極ワイヤ３の付け根部に合成樹脂
１０を塗布することにより、前記陽極ワイヤ３の付け根
部からの曲がり変形を防止するようにしている。
ンサ素子１においては、前記陽極ワイヤ３における線径
Ｄを或る程度まで太くするか、或いは、図５に二点鎖線
で示すように、前記陽極ワイヤ３の付け根部に合成樹脂
１０を塗布することにより、前記陽極ワイヤ３の付け根
部からの曲がり変形を防止するようにしている。
【０００７】しかし、 ．前者のように、一端部をチップ片に埋設する陽極ワ
イヤの線径Ｄを太くする方法は、陽極ワイヤ３の一端部
をチップ片２に対して埋設することによって発生するチ
ップ片２の有効体積の減少率は大きくなり、これが、固
体電解コンデンサにおける小型・大容量化の妨げになる
ばかりか、太い線径Ｄの陽極ワイヤ３を使用することの
ために、材料費が嵩み、コンデンサ素子の製造コストの
大幅なアップを招来する。 ．後者のように、陽極ワイヤの付け根部を合成樹脂の
塗布にて強化する方法は、合成樹脂を塗布すること、及
び、この合成樹脂を乾燥・硬化することの二つの工程を
必要とすることに加えて、これら両工程に長い時間を必
要とするから、これまたコンデンサ素子の製造コストの
大幅なアップを招来する。 ．いずれの方法においても、陽極ワイヤをチップ片に
おける金属粉末に対して、電気的に導通するように、焼
結にて接合するものであることにより、その電気的な接
合を確実ならしめるためには、高い温度で焼結するよう
にしなければならず、前記金属粉末を微細化することが
できないから、金属粉末の微細化により固体電解コンデ
ンサの小型・大容量化を図ることに大きな妨げになって
いる。と言う問題があった。
イヤの線径Ｄを太くする方法は、陽極ワイヤ３の一端部
をチップ片２に対して埋設することによって発生するチ
ップ片２の有効体積の減少率は大きくなり、これが、固
体電解コンデンサにおける小型・大容量化の妨げになる
ばかりか、太い線径Ｄの陽極ワイヤ３を使用することの
ために、材料費が嵩み、コンデンサ素子の製造コストの
大幅なアップを招来する。 ．後者のように、陽極ワイヤの付け根部を合成樹脂の
塗布にて強化する方法は、合成樹脂を塗布すること、及
び、この合成樹脂を乾燥・硬化することの二つの工程を
必要とすることに加えて、これら両工程に長い時間を必
要とするから、これまたコンデンサ素子の製造コストの
大幅なアップを招来する。 ．いずれの方法においても、陽極ワイヤをチップ片に
おける金属粉末に対して、電気的に導通するように、焼
結にて接合するものであることにより、その電気的な接
合を確実ならしめるためには、高い温度で焼結するよう
にしなければならず、前記金属粉末を微細化することが
できないから、金属粉末の微細化により固体電解コンデ
ンサの小型・大容量化を図ることに大きな妨げになって
いる。と言う問題があった。
【０００８】本発明は、これらの問題を解消したコンデ
ンサ素子の構造と、その製造方法とを提供することを技
術的課題とするものである。
ンサ素子の構造と、その製造方法とを提供することを技
術的課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明におけるコンデンサ素子の構造は、「金属
粉末を多孔質に焼結したチップ片と、このチップ片内に
一端部を埋設した陽極ワイヤとを有する固体電解コンデ
ンサ用コンデンサ素子において、前記陽極ワイヤのうち
前記チップ片に対する付け根部分とチップ片との間に、
レーザ光線による溶接部を設ける。」と言う構成にし
た。
るため本発明におけるコンデンサ素子の構造は、「金属
粉末を多孔質に焼結したチップ片と、このチップ片内に
一端部を埋設した陽極ワイヤとを有する固体電解コンデ
ンサ用コンデンサ素子において、前記陽極ワイヤのうち
前記チップ片に対する付け根部分とチップ片との間に、
レーザ光線による溶接部を設ける。」と言う構成にし
た。
【００１０】また、本発明におけるコンデンサ素子の製
造方法は、「金属粉末を、多孔質のチップ片に、当該チ
ップ片の内部に陽極ワイヤの一端部を埋設するように固
め焼結したのち、前記陽極ワイヤのうち前記チップ片に
対する付け根部分とチップ片との間に、レーザ光線の照
射による溶接を施すことを特徴とする。」ものである。
造方法は、「金属粉末を、多孔質のチップ片に、当該チ
ップ片の内部に陽極ワイヤの一端部を埋設するように固
め焼結したのち、前記陽極ワイヤのうち前記チップ片に
対する付け根部分とチップ片との間に、レーザ光線の照
射による溶接を施すことを特徴とする。」ものである。
【００１１】
【発明の作用・効果】このように、一端部をチップ片内
に埋設した陽極ワイヤのうちチップ片に対する付け根部
分とチップ片との間に、レーザ光線の照射による溶接を
施すことにより、陽極ワイヤにおける付け根部の一部
と、チップ片における一部の金属粉末とが互いに溶融・
凝固して、一体的に接合されることになるから、前記陽
極ワイヤにおける付け根部を、陽極ワイヤの線径を太く
したり、当該付け根部に合成樹脂を塗布したりすること
なく、確実に強化することができると共に、陽極ワイヤ
と、チップ片における金属粉末とを電気的に確実に接合
できるのである。
に埋設した陽極ワイヤのうちチップ片に対する付け根部
分とチップ片との間に、レーザ光線の照射による溶接を
施すことにより、陽極ワイヤにおける付け根部の一部
と、チップ片における一部の金属粉末とが互いに溶融・
凝固して、一体的に接合されることになるから、前記陽
極ワイヤにおける付け根部を、陽極ワイヤの線径を太く
したり、当該付け根部に合成樹脂を塗布したりすること
なく、確実に強化することができると共に、陽極ワイヤ
と、チップ片における金属粉末とを電気的に確実に接合
できるのである。
【００１２】そして、前記したレーザ光線の照射による
溶接は、極く短い時間で行うことができるのである。従
って、本発明によると、陽極ワイヤの曲がり変形に起因
する不良品の発生率を、製造コストの大幅なアップ及び
チップ片における有効体積の減少率の増大を招来するこ
となく、大幅に低減できるのであり、しかも、陽極ワイ
ヤをチップ片における金属粉末に対して前記の溶接にて
確実に電気的に接合することができて、従来のように、
チップ片を高い温度で焼結することを必要としないか
ら、金属粉末の微細化による小型・大容量化を達成でき
る効果を有する。
溶接は、極く短い時間で行うことができるのである。従
って、本発明によると、陽極ワイヤの曲がり変形に起因
する不良品の発生率を、製造コストの大幅なアップ及び
チップ片における有効体積の減少率の増大を招来するこ
となく、大幅に低減できるのであり、しかも、陽極ワイ
ヤをチップ片における金属粉末に対して前記の溶接にて
確実に電気的に接合することができて、従来のように、
チップ片を高い温度で焼結することを必要としないか
ら、金属粉末の微細化による小型・大容量化を達成でき
る効果を有する。
【００１３】また、前記したレーザ光線の照射による溶
接を、不活性ガス又は酸化還元ガスの雰囲気の中で行う
ことにより、その溶接に際してチップ片及び陽極ワイヤ
の表面 に酸化皮膜が発生することを防止できる。
接を、不活性ガス又は酸化還元ガスの雰囲気の中で行う
ことにより、その溶接に際してチップ片及び陽極ワイヤ
の表面 に酸化皮膜が発生することを防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を使用して説明する。図１において符号１は、
タンタルの金属粉末を、多孔質のチップ片２に、当該チ
ップ片２内にタンタル製の陽極ワイヤ３の一端部を埋設
するようにして固め成形したのち適宜温度で焼結して成
るコンデンサ素子を示す。
て、図面を使用して説明する。図１において符号１は、
タンタルの金属粉末を、多孔質のチップ片２に、当該チ
ップ片２内にタンタル製の陽極ワイヤ３の一端部を埋設
するようにして固め成形したのち適宜温度で焼結して成
るコンデンサ素子を示す。
【００１５】そして、このコンデンサ素子１のうち陽極
ワイヤ３におけるチップ片２に対する付け根部に対し
て、ノズル１１からアルゴンガス等の不活性ガスを吹き
付ける等することにより、前記付け根部の部分を不活性
ガスの雰囲気にし、この雰囲気の中で、前記付け根部に
対してレーザ光線発射装置１２から発射されるレーザ光
線１３を照射することにより、前記陽極ワイヤのうち前
記チップ片に対する付け根部分とチップ片との間に溶接
を施すのである。
ワイヤ３におけるチップ片２に対する付け根部に対し
て、ノズル１１からアルゴンガス等の不活性ガスを吹き
付ける等することにより、前記付け根部の部分を不活性
ガスの雰囲気にし、この雰囲気の中で、前記付け根部に
対してレーザ光線発射装置１２から発射されるレーザ光
線１３を照射することにより、前記陽極ワイヤのうち前
記チップ片に対する付け根部分とチップ片との間に溶接
を施すのである。
【００１６】この場合、本発明者の実験によると、電圧
３５０〜４６０ボルトで、波長１０６５ｎｍのレーザ光
線を、０．５〜１．０ｍｓｅｃの時間だけ照射すること
により、陽極ワイヤ３における付け根部の一部と、チッ
プ片２における一部の金属粉末とが、図２に示すよう
に、互いに溶融・凝固して、一体的に溶接・接合される
ことになるから（この溶接部を符号１４で示す）、前記
陽極ワイヤ３における付け根部を、当該陽極ワイヤ３の
線径を太くしたり、付け根部に合成樹脂を塗布したりす
ることなく、確実に強化することができ、前記陽極ワイ
ヤ３のチップ片２に対する引っ張り力、及び陽極ワイヤ
３の曲げ力を、前記レーザ光線１３の照射による溶接を
施さない場合に比べて大幅に向上できるのであった。
３５０〜４６０ボルトで、波長１０６５ｎｍのレーザ光
線を、０．５〜１．０ｍｓｅｃの時間だけ照射すること
により、陽極ワイヤ３における付け根部の一部と、チッ
プ片２における一部の金属粉末とが、図２に示すよう
に、互いに溶融・凝固して、一体的に溶接・接合される
ことになるから（この溶接部を符号１４で示す）、前記
陽極ワイヤ３における付け根部を、当該陽極ワイヤ３の
線径を太くしたり、付け根部に合成樹脂を塗布したりす
ることなく、確実に強化することができ、前記陽極ワイ
ヤ３のチップ片２に対する引っ張り力、及び陽極ワイヤ
３の曲げ力を、前記レーザ光線１３の照射による溶接を
施さない場合に比べて大幅に向上できるのであった。
【００１７】しかも、前記レーザ光線１３の照射による
溶接を、アルゴンガス等の不活性ガスの雰囲気の中で行
うことにより、溶接に際してチップ片２及び陽極ワイヤ
３に発生する酸化膜を殆ど皆無にすることができるので
あった。なお、前記したレーザ光線１３の照射による溶
接は、陽極ワイヤ３の円周上における一箇所に対して行
うようにしても良いが、図３に示すように、陽極ワイヤ
３の円周上における左右二箇所に対して行うようにした
り、或いは、陽極ワイヤ３の円周上における三箇所以上
にすることにより、前記陽極ワイヤ３の付け根部をより
強化することができるのである。
溶接を、アルゴンガス等の不活性ガスの雰囲気の中で行
うことにより、溶接に際してチップ片２及び陽極ワイヤ
３に発生する酸化膜を殆ど皆無にすることができるので
あった。なお、前記したレーザ光線１３の照射による溶
接は、陽極ワイヤ３の円周上における一箇所に対して行
うようにしても良いが、図３に示すように、陽極ワイヤ
３の円周上における左右二箇所に対して行うようにした
り、或いは、陽極ワイヤ３の円周上における三箇所以上
にすることにより、前記陽極ワイヤ３の付け根部をより
強化することができるのである。
【００１８】また、前記アルゴンガス等の不活性ガスを
使用することに代えて、不活性ガスに５パーセント程度
の水素ガスを混合した酸化還元ガスを使用しても良いの
である。
使用することに代えて、不活性ガスに５パーセント程度
の水素ガスを混合した酸化還元ガスを使用しても良いの
である。
【図１】本発明による方法を示すコンデンサ素子の縦断
正面図である。
正面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】別の例を示す要部拡大図である。
【図４】従来におけるコンデンサ素子の斜視図である。
【図５】従来におけるコンデンサ素子の縦断正面図であ
る。
る。
【図６】従来のコンデンサ素子におけるチップ片に誘電
体膜を形成した状態の縦断正面図である。
体膜を形成した状態の縦断正面図である。
【図７】従来のコンデンサ素子におけるチップ片に固体
電解質膜を形成した状態の縦断正面図である。
電解質膜を形成した状態の縦断正面図である。
【図８】従来のコンデンサ素子におけるチップ片に陰極
膜を形成した状態の縦断正面図である。
膜を形成した状態の縦断正面図である。
【図９】コンデンサ素子を使用した固体電解コンデンサ
の縦断正面図である。
の縦断正面図である。
１ コンデンサ素子 ２ チップ片 ３ 陽極ワイヤ １０ 不活性ガスの吹き出しノズル １１ レーザ光線発射装置 １３ レーザ光線 １４ 溶接部
Claims (3)
- 【請求項１】金属粉末を多孔質に焼結したチップ片と、
このチップ片内に一端部を埋設した陽極ワイヤとを有す
る固体電解コンデンサ用コンデンサ素子において、前記
陽極ワイヤのうち前記チップ片に対する付け根部分とチ
ップ片との間に、レーザ光線による溶接部を設けたこと
を特徴とする固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素
子の構造。 - 【請求項２】金属粉末を、多孔質のチップ片に、当該チ
ップ片の内部に陽極ワイヤの一端部を埋設するように固
め焼結したのち、前記陽極ワイヤのうち前記チップ片に
対する付け根部分とチップ片との間に、レーザ光線の照
射による溶接を施すことを特徴とする固体電解コンデン
サにおけるコンデンサ素子の製造方法。 - 【請求項３】前記「請求項２」において、溶接を、不活
性ガス又は酸化還元ガスの雰囲気の中で行うことを特徴
とする固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子の製
造方法。
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|---|---|---|---|
| JP02914596A JP3666521B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP02914596A JP3666521B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子の製造方法 |
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|---|---|
| JPH09223644A true JPH09223644A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3666521B2 JP3666521B2 (ja) | 2005-06-29 |
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|---|---|---|---|
| JP02914596A Expired - Fee Related JP3666521B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子の製造方法 |
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| JP (1) | JP3666521B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7324330B2 (en) | 2005-03-17 | 2008-01-29 | Rohm Co., Ltd. | Capacitor element for solid electrolytic capacitor and method of making the same |
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1997
- 1997-02-05 US US08/794,810 patent/US5818687A/en not_active Expired - Fee Related
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