JPS5845806B2 - Manufacturing method of electrolytic capacitor - Google Patents

Manufacturing method of electrolytic capacitor

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JPS5845806B2
JPS5845806B2 JP7669276A JP7669276A JPS5845806B2 JP S5845806 B2 JPS5845806 B2 JP S5845806B2 JP 7669276 A JP7669276 A JP 7669276A JP 7669276 A JP7669276 A JP 7669276A JP S5845806 B2 JPS5845806 B2 JP S5845806B2
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anode
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capacitor
electrolytic capacitor
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/042Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解コンデンサの製造方法に関し、特に陽極体
より外部に突出した半田付けが不可能な弁金属からなる
陽極リードの表面を、半田付は可能な合金半田で被覆す
る方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing an electrolytic capacitor, and in particular to a method of coating the surface of an anode lead made of valve metal, which cannot be soldered, protruding from an anode body with alloy solder, which can be soldered. It's about how to do it.

以下、タンタル固体電解コンデンサに用いる場合を例に
とって説明する。
Hereinafter, the case where it is used in a tantalum solid electrolytic capacitor will be explained as an example.

従来より、一般的なタンタル固体電解コンデンサは、タ
ンタル金属の粉末にタンタル金属よりなる陽極内部リー
ドを埋設するとともに、その粉末を焼結して多孔質の焼
結体を構成し、その焼結体の表面に陽極酸化により誘電
体酸化皮膜を形成して陽極体を構成し、さらにその上に
順次電解質である二酸化マンガン層、導電層であるコロ
イダルグラファイト層および銀ペーストを積層してコン
デンサ素子を構成し、また前記陽極内部リードには半田
付は可能なニッケル線等の陽極外部リードを溶接により
接続し、最後にこれを陰極リードを有する金属ケース内
に収納するとともに、この金層ケースと前記導電層とを
半田により電気的に接続して金属ケースとコンデンサ素
子との間の空間に樹脂を充填することにより製作してい
た。
Conventionally, general tantalum solid electrolytic capacitors have an anode internal lead made of tantalum metal buried in tantalum metal powder, and the powder is sintered to form a porous sintered body. A dielectric oxide film is formed on the surface by anodizing to form an anode body, and a manganese dioxide layer as an electrolyte, a colloidal graphite layer as a conductive layer, and a silver paste are layered on top of this in order to form a capacitor element. Furthermore, an anode outer lead such as a nickel wire that can be soldered is connected to the anode inner lead by welding, and finally this is housed in a metal case having a cathode lead, and this gold layer case and the conductive lead are connected to each other by welding. The capacitor element was manufactured by electrically connecting the layers with solder and filling the space between the metal case and the capacitor element with resin.

第1図にその構造を示す。Figure 1 shows its structure.

第1図において、1は焼結体、2は陽極内部リード、3
は誘電体酸化皮膜、4は二酸化マンガン層、5はコロイ
ダルグラファイト層、6は銀ペースト層、Tは金属ケー
ス、8は陰極リード、9は陽極外部リード、10は半田
、11は樹脂、12は溶接部を示している。
In Fig. 1, 1 is a sintered body, 2 is an anode internal lead, and 3 is a sintered body.
is a dielectric oxide film, 4 is a manganese dioxide layer, 5 is a colloidal graphite layer, 6 is a silver paste layer, T is a metal case, 8 is a cathode lead, 9 is an anode external lead, 10 is solder, 11 is resin, 12 is Shows welds.

タンタル固体電解コンデンサの大きな特徴は、誘電体酸
化皮膜の誘電率が大きいこと、多孔質の焼結体が容易に
得られることから、単位容積当り、の静電容量が大きい
ことであり、このようなことから小型の回路に多く使用
されている。
The major features of tantalum solid electrolytic capacitors are that the dielectric oxide film has a high dielectric constant, and porous sintered bodies can be easily obtained, resulting in a high capacitance per unit volume. For this reason, it is often used in small circuits.

現在、小形のものとしては、直径lOφX3.0mm程
度のものまで生産され、更に小形化が要求されている。
Currently, small-sized devices with a diameter of about 1OφX3.0 mm are being produced, and further miniaturization is required.

しかし、小形になればなるほど、陽極内部リードと陽極
外部リードとの溶接が、非常に難しく、精度が要求され
るようになり、生産性を低下させる原因となる恐れがあ
り、また溶接工程でのストレスにより漏れ電流が増えた
りするというコンデンサの特性の劣化を招いていた。
However, as the size becomes smaller, welding between the anode inner lead and the anode outer lead becomes extremely difficult and requires precision, which may cause a decrease in productivity and also cause problems in the welding process. The stress caused deterioration of the capacitor's characteristics, such as an increase in leakage current.

本発明はそのような従来の問題点を解決rるために開発
されたものであり、以下本発明について説明する。
The present invention was developed to solve such conventional problems, and the present invention will be explained below.

本発明の電解コンデンサの製造方法は、タンタル、ニオ
ブ、チタン、タングステン、ハフニウム。
The method for manufacturing an electrolytic capacitor of the present invention uses tantalum, niobium, titanium, tungsten, and hafnium.

ジルコニウム等の弁金属からなる陽極リード表面に、錫
と鉛とを主成分とし、かつ0.05〜30重量%の亜鉛
および0.1〜15重量%の少なくとも1種の稀土類金
属を含有した一般の半田付けが可能な合金半田、例えば
旭硝子社製のサンソルザ(商品名)を350〜500℃
の温度で10KN(z〜30KHzの超音波振動を与え
ながら溶着させ、前記陽極リード表面を前記合金半田で
被覆するものである。
The anode lead surface made of a valve metal such as zirconium has tin and lead as main components, and contains 0.05 to 30% by weight of zinc and 0.1 to 15% by weight of at least one rare earth metal. Alloy solder that can be soldered in general, such as Sansolza (trade name) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., at 350 to 500℃.
The anode lead surface is coated with the alloy solder by welding while applying ultrasonic vibration of 10 KN (z to 30 KHz) at a temperature of .

その条件について更に詳しく述べる。The conditions will be explained in more detail.

錫と鉛とを主成分とし、かつ0.05〜30重量%の亜
鉛および0.1〜15重量%の少なくとも1種の稀土類
金属を含有した合金半田をタンタル。
Tantalum is an alloy solder whose main components are tin and lead, and which also contains 0.05 to 30% by weight of zinc and 0.1 to 15% by weight of at least one rare earth metal.

ニオブ、チタン、タングステン、ハフニウム、ジルコニ
ウム等の弁金属表面に溶着させる場合、合金半田の温度
は高ければ高いほど、また合金半田に与える超音波振動
の周波数も高ければ高いほど好ましく、さらにはその時
間が長ければ長いほど好ましい。
When welding to the surface of a valve metal such as niobium, titanium, tungsten, hafnium, or zirconium, the higher the temperature of the alloy solder, the higher the frequency of the ultrasonic vibration applied to the alloy solder, the better. The longer the value, the better.

しかしながら、高温変および高周波の超音波振動を長時
間コンデンサの陽極リードに与えると、コンデンサの特
性がその影響を受けて悪化するということから、コンデ
ンサにとっては好ましくない。
However, if high temperature and high frequency ultrasonic vibrations are applied to the anode lead of a capacitor for a long period of time, the characteristics of the capacitor will be affected and deteriorate, which is not desirable for the capacitor.

ところで、前記合金半田は、タンタル、ニオブ。By the way, the alloy solder is tantalum or niobium.

チタン、ジルコニウム、タングステン、ハフニウム等の
弁金属からなる陽極リード表面に、250℃以上の温度
で5脂以上の超音波振動を与えながら半田付けすると、
5秒くらいで溶着させることができるが、しかしこのよ
うにして合金半田で表面を被覆した陽極リードをプリン
ト基板等に一般的な共晶半田を用いて振動を与えないで
半田付けすると、陽極リード表面に溶着させた合金半田
が容易に剥れてしまい実用できない。
When soldered to the surface of an anode lead made of valve metal such as titanium, zirconium, tungsten, or hafnium while applying ultrasonic vibrations of 5 fat or more at a temperature of 250°C or higher,
It can be welded in about 5 seconds, but if you solder the anode lead whose surface is coated with alloy solder to a printed circuit board using general eutectic solder without applying vibration, the anode lead will be welded in about 5 seconds. The alloy solder welded to the surface easily peels off, making it impractical.

これを再半田浸漬といい、合金半田が陽極リード表面に
溶着したかどうかの判定に用いることができる。
This is called re-soldering immersion, and can be used to determine whether the alloy solder is welded to the anode lead surface.

この再半田浸漬を行なっても、陽極、リード表面に形成
した合金半田が剥れない条件は、実験した結果より温度
が350℃以上、超音波振動の周波数は10KHz以上
であった。
According to the experimental results, the conditions under which the alloy solder formed on the anode and lead surfaces did not peel off even after this re-soldering immersion were performed were that the temperature was 350° C. or higher and the frequency of ultrasonic vibration was 10 KHz or higher.

また、温度が350℃以上、超音波振動の周波数が1.
0KHz以上で、コンデンサの特性に悪影響を与えない
温度および超音波振動の周波数の範囲は、実験した結果
、温度は350〜500℃、超音波振動の周波数は10
〜30KHzであった。
In addition, the temperature is 350°C or higher and the frequency of ultrasonic vibration is 1.
As a result of experiments, the range of temperature and frequency of ultrasonic vibration that does not adversely affect the characteristics of the capacitor is 0 KHz or higher, the temperature is 350 to 500 °C, and the frequency of ultrasonic vibration is 10.
~30KHz.

すなわち、温度が500℃以上、超音波振動の周波数が
30KHz以上になると、コンデンサの特性の劣化をま
ねくのである。
That is, when the temperature exceeds 500° C. and the frequency of ultrasonic vibration exceeds 30 KHz, the characteristics of the capacitor deteriorate.

また、温度350〜500℃、超音波振動の周波数10
〜30KHzの条件で弁金属からなる陽極リード表面を
合金半田で被覆した場合、それに要した時間は約5秒程
度であった。
In addition, the temperature is 350-500℃, the frequency of ultrasonic vibration is 10
When the surface of the anode lead made of valve metal was coated with alloy solder under the condition of ~30 KHz, the time required was about 5 seconds.

以下、本発明の一実施例を第2図〜第4図の図面を用い
て説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described using the drawings of FIGS. 2 to 4.

まずは、第2図に基づいてコンデンサの内部構造から説
明する。
First, the internal structure of the capacitor will be explained based on FIG.

第2図において、21はタンタル金属粉末の焼結体で、
この焼結体21にはタンタル金属からなる陽極リード2
2が埋設され、またこの焼結体21の表面には誘電体酸
化皮膜23が形成され、陽極体24を構成している。
In FIG. 2, 21 is a sintered body of tantalum metal powder,
This sintered body 21 has an anode lead 2 made of tantalum metal.
2 is buried therein, and a dielectric oxide film 23 is formed on the surface of this sintered body 21 to constitute an anode body 24.

また、この陽極体24の表面には二酸化マンガン層等の
電解質層25、カーボン層等の陰極層26、銀ペイント
等の導電層27が順次積層されコンデンサ素子28を構
成している。
Further, on the surface of this anode body 24, an electrolyte layer 25 such as a manganese dioxide layer, a cathode layer 26 such as a carbon layer, and a conductive layer 27 such as silver paint are sequentially laminated to constitute a capacitor element 28.

29はそのコンデンサ素子28を収納保持する金属ケー
スで、この金属ケース29は一端のみ開口した筒状をし
ており、しかもそのケース29の一端面には半田付は可
能な陰極リード30が固着されている。
Reference numeral 29 denotes a metal case that houses and holds the capacitor element 28. This metal case 29 has a cylindrical shape with only one end open, and a cathode lead 30 that can be soldered is fixed to one end surface of the case 29. ing.

なお、この金属ケース29は、前記コンデンサ素子28
を収納するとともに、コンデンサ素子28の導電層27
と半田31により電気的に接続される。
Note that this metal case 29 is
The conductive layer 27 of the capacitor element 28
and are electrically connected by solder 31.

なお、前記陰極層26゜導電層27.金属ケース29と
で陰極が構成されている。
Note that the cathode layer 26.degree. conductive layer 27. The metal case 29 constitutes a cathode.

32は前記金属ケース29内にコンデンサ素子28を収
納することにより形成される空間に充填した樹脂である
Reference numeral 32 denotes a resin filled in the space formed by accommodating the capacitor element 28 in the metal case 29.

なお、ここで33は前記陽極リード22の外部に突出し
た表面に被覆したサンソルザの合金半田層で、この合金
半田層33は誘電体酸化皮膜23の上から形成されてい
る。
Note that here, 33 is a Sansolza alloy solder layer coated on the surface of the anode lead 22 that protrudes to the outside, and this alloy solder layer 33 is formed on the dielectric oxide film 23 .

次に、その陽極リード22の表面を合金半田層33で被
覆する具体的な例について説明する。
Next, a specific example of coating the surface of the anode lead 22 with the alloy solder layer 33 will be described.

まず、陽極リード22表面をトリクレン等の有機溶剤で
超音波洗浄を行なう。
First, the surface of the anode lead 22 is ultrasonically cleaned using an organic solvent such as trichloride.

これは、陽極IJ −122表面に付着している汚物等
を取り除き、この汚物による接着力の低下を除くためで
ある。
This is to remove dirt and the like adhering to the surface of the anode IJ-122 and to prevent a decrease in adhesive strength due to this dirt.

第3図および第4図に示すように、コンデンサ1個が入
り、陽極リード22が貫通突出する貫通孔34aを備え
た保持孔34を複数個有し、かつ放熱効果を有する熱伝
導性の良好な銅等の固定具35でコンデンサを保持する
As shown in FIGS. 3 and 4, it has a plurality of holding holes 34 each having a through hole 34a into which one capacitor is inserted and through which the anode lead 22 protrudes, and has good thermal conductivity with a heat dissipation effect. The capacitor is held with a fixture 35 made of copper or the like.

そして、このコンデンサの陽極リード22を、350〜
500℃の温度でサンソルザを溶融収納している超音波
半田槽36内の溶融したサンソルザに浸漬し、超音波振
動ホーン36aで10〜301GIzの超音波振動を与
えて陽極リード22表面をサンソルザで被覆する。
Then, connect the anode lead 22 of this capacitor to 350~
The anode lead 22 is immersed in molten solder in an ultrasonic solder bath 36 containing melted solder at a temperature of 500° C., and ultrasonic vibrations of 10 to 301 GIz are applied using an ultrasonic vibration horn 36a to coat the surface of the anode lead 22 with solder. do.

時間は約5秒である。なお、この場合、コンデンサを放
熱効果を有する固定具35で保持しているため、コンデ
ンサへの熱による影響を極力少なくすることができる。
The time is approximately 5 seconds. In this case, since the capacitor is held by the fixture 35 which has a heat dissipation effect, the influence of heat on the capacitor can be minimized.

また、図示しないが、この固定具35に冷水が通る冷却
管を設けておけば、さらに放熱効果が有効となる。
Further, although not shown, if the fixture 35 is provided with a cooling pipe through which cold water passes, the heat dissipation effect will be even more effective.

以上のように本発明によれば、コンデンサの特性に悪影
響を与えることなく、弁金属からなる陽極リード表面を
半田付けが可能な合金半田で被覆することができ、従来
のような溶接工程が不要となる他、コンデンサを小形に
することができる等、工業的価値の犬なるものである。
As described above, according to the present invention, the surface of the anode lead made of valve metal can be coated with a solderable alloy solder without adversely affecting the characteristics of the capacitor, and the conventional welding process is unnecessary. In addition to being able to make capacitors smaller, it has great industrial value.

なお、以上の説明ではタンクル固体電解コンデンサにつ
いて説明したが、もちろん他の固体電解コンデンサ、湿
式電解コンデンサの場合も同様な効果を得ることができ
る。
Note that although the above description has been made regarding a tank solid electrolytic capacitor, the same effect can of course be obtained with other solid electrolytic capacitors and wet electrolytic capacitors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のタンタル固体電解コンデンサの内部構造
を示す断面図、第2図は本発明の一実施例による電解コ
ンデンサの製造方法を用いたタンタル固体電解コンデン
サの内部構造を示す断面図、第3図は同方法の具体例を
示した概略構成図、第4図は第3図に示す一部部分の外
観斜視図である。 22・・・・・・陽極リード、24・・・・・・陽極体
、25・・・・・・電解質、26・・・・・・陰極層、
27・・・・・・導電層、29・・・・・・金属ケース
、30・・・・・・陰極リード、33・・・・・・合金
半田層。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of a conventional tantalum solid electrolytic capacitor, and FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a specific example of the method, and FIG. 4 is an external perspective view of a portion shown in FIG. 3. 22... Anode lead, 24... Anode body, 25... Electrolyte, 26... Cathode layer,
27... Conductive layer, 29... Metal case, 30... Cathode lead, 33... Alloy solder layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 弁金属からなる陽極リードを備えた陽極体と、電解
質と陰極リードを備えた陰極とからなり、前記陽極リー
ド表面に、錫と鉛とを主成分とし、かつ0.05〜30
重量%の亜鉛と0.1〜15%の少なくとも1種の稀土
類金属とを含有した合金半田を、350°〜500℃の
温度で10Kllz〜30KIIzの超音波振動を与え
ながら溶着させ、前記陽極リード表面を前記合金半田で
被覆したことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。 2 陽極リード表面を合金半田で被覆する前に有機溶剤
で洗浄したことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の電解コンデンサの製造方法。 3 陽極体、電解質および陰極よりなるコンデンサ素子
を冷却しながら陽極リード表面を合金半田で被覆したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電解コン
デンサの製造方法。
[Scope of Claims] 1. Consists of an anode body having an anode lead made of a valve metal, and a cathode having an electrolyte and a cathode lead, the surface of the anode lead being coated with tin and lead as main components, and 0.05 to 100%. 05-30
An alloy solder containing 0.1% to 15% by weight of at least one rare earth metal is welded to the anode at a temperature of 350° to 500°C while applying ultrasonic vibrations of 10Kllz to 30KIIz. A method for manufacturing an electrolytic capacitor, characterized in that the lead surface is coated with the alloy solder. 2. The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the anode lead surface is cleaned with an organic solvent before being coated with the alloy solder. 3. The method of manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the surface of the anode lead is coated with alloy solder while cooling the capacitor element consisting of the anode body, electrolyte, and cathode.
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