KR101045715B1

KR101045715B1 - 고체 전해 콘덴서 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101045715B1
Application number: KR1020077025864A
Authority: KR
Inventors: 에이조 후지이; 하야토시 이하라; 유스케 다카하시; 다케시 가사하라; 가츠미 히라마츠
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2011-06-30
Also published as: CN102122575B; CN101322204A; CN102122575A; US20100271756A1; KR20090017959A; JP4836738B2; CN101322204B; EP2071599A1; WO2008041397A1; US8072735B2; EP2071599A4; TW200818225A; JP2008091784A; TWI344660B

Abstract

과제

양극 리드와 양극 리드 프레임과의 접속에 개재하는 받침 부재의 양극 리드 프레임에의 접합에 있어서, 받침 부재가 양극 리드 프레임과의 밀착성이 뛰어나며, 또한 리드 프레임에의 위치 결정이 고정밀도인 고체 전해 콘덴서의 제조 방법을 제공한다.

해결 수단

사다리 모양의 프레임을 받침 부재로서 이용하며, 양극 리드의 꺼냄 방향에 대해 수직 방향에 있어서 양극 리드 프레임의 폭보다 폭넓은 받침부를 절단하여 형성하고, 척한 채로 받침부를 위치 결정하여 양극 리드 프레임에 접합한다.

양극 리드, 양극 리드 프레임, 받침 부재, 받침부,

Description

고체 전해 콘덴서 및 그 제조 방법{SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 고체 전해 콘덴서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 5는 종래의 고체 전해 콘덴서(1)의 단면도이다. 이 고체 전해 콘덴서(1)는, 하면에 양극 리드 프레임(71) 및 음극 리드 프레임(72)이 장착된 콘덴서 소자(6)를 구비하며, 상기 콘덴서 소자(6)는 합성수지(8)로 피복된다. 콘덴서 소자(6)는 밸브 금속의 소결체(22)의 주위면에, 유전체 산화 피막(3), 음극층(4), 음극 인출층(5)을 순차적으로 형성하게 된다. 여기서 밸브 금속이란, 전해 산화 처리에 의해 매우 치밀하며 내구성을 갖는 유전체 산화 피막(3)이 형성되는 금속을 가리키며, 구체적으로는 탄탈, 니오브, 알루미늄, 티탄 등을 말한다.

상기 소결체(22)의 높이 방향의 중앙부로부터는 밸브 금속에서 생긴 양극 리드(21)가 돌출해 있다. 상기 양극 리드(21)의 하단면과 양극 리드 프레임(71)의 상면은 높이가 다르기 때문에, 양극 리드(21)와 양극 리드 프레임(71) 사이에 원주상(圓柱狀)의 받침부(9)를 통하여 전기적으로 접속하고 있다.

상기 받침부(9)의 형성 방법으로서는, 고체 전해 콘덴서의 양극 리드에 탄 탈 와이어를 각각 리드 프레임에 장착하는 방법(특허문헌 1)이나, 도 4에 나타내는 바와 같이, 복수의 콘덴서 소자(6)를 캐리어 바에 장착한 채로, 긴 니켈 와이어(10)를 개개의 양극 리드(71)에 박히게 하여 저항 용접으로 접속하고, 그 후 긴 니켈 와이어(10)를 적당한 크기에 절단하는 방법(특허문헌 2)이 알려져 있다.

특허문헌 1: 일본국 특개 2001-6977호 공보

특허문헌 2: 일본국 특개 2005-244177호 공보

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 상술의 방법에서는 받침부가 원주형의 와이어이며, 리드 프레임과 받침부와의 접촉 면적이 작아지기 때문에 양극 리드 프레임에 접속하는 접속 강도가 약하다. 또한, 양극 리드의 꺼냄 방향에 대해 수직 방향에 있어서의 받침부의 폭은 양극 리드 프레임의 폭 보다 작다. 받침부 형성시의 절단에 의해 받침부의 하면에 버(burr)가 생기기 때문에, 리드 프레임 폭보다 받침부의 폭이 작으면, 도 3(b)과 같이, 받침부(9)와 양극 리드 프레임(71)과의 사이에 틈이 생겨 밀착성에 떨어지기 때문에 접속 강도가 떨어지거나 접속할 수 없다고 하는 문제가 있다.

도 4와 같이, 동시에 복수개의 콘덴서 소자에 받침부를 형성하기 때문에, 개개의 위치 조정이 불가능하며, 양극 리드 프레임에 대한 위치 정밀도가 부정확하게 되어 레이저 용접의 위치 맞춤 등에 문제가 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하여, 양극 리드 프레임과 받침부와의 위치 정밀도, 받침부와 양극 리드 프레임과의 접착성을 높인 고체 전해 콘덴서와 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은 양극 리드가 꺼내진 양극체의 주위면에 유전체 산화 피막, 고체 전해질로 이루어진 음극층, 음극 인출층을 차례차례 형성한 콘덴서 소자와, 상기 양극 리드에 받침부를 통하여 접속된 양극 리드 프레임과, 상기 음극 인출층에 접속된 음극 리드 프레임을 구비하며, 상기 콘덴서 소자가 외장 수지로 피복되고, 상기 양극 리드 프레임 및 음극 리드 프레임의 일부가 노출해 있는 고체 전해 콘덴서에 있어서, 상기 양극 리드의 꺼냄 방향에 대해 수직 방향에 있어서의 상기 받침부의 폭은 리드 프레임의 폭보다 넓으며, 또한 상기 받침부는 외장 수지 내에 있어 노출해 있지 않은 것을 특징으로 하고 있다.

또, 양극 리드가 꺼내진 양극체의 주위면에, 유전체 산화 피막, 고체 전해질로 이루어진 음극층, 음극 인출층을 차례차례 형성하여 콘덴서 소자를 제작하는 공정과, 받침부를 형성하는 공정과, 양극 리드 프레임에 상기 받침부를 접속하는 공정과, 상기 받침부에 상기 양극 리드을 접속하는 공정과, 상기 음극 인출층에 음극 리드 프레임을 접속하는 공정과, 상기 콘덴서 소자를 상기 양극 및 음극 리드 프레임의 일부를 노출시키고 외장 수지로 피복 하는 공정과, 프레임을 분단(分斷)하여 콘덴서로 하는 공정을 갖는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법에 있어서, 상기 받침부를 형성하는 공정은, 사다리 모양으로 형성된 프레임의 가로대 부분을 절단하여 받침부로서 사용하는 것을 특징으로 한다. 또한, 가로대 부분을 절단과 동시에 척(chuck)하는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 받침부와 상기 양극 리드 프레임을 접속하는 공정은, 상기 받침부를 척한 채로 양극 리드 프레임에 내리 눌러 용접하는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 양극 리드 프레임과 상기 받침부의 접속 방법이 레이저 용접인 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 받침 부재가 사다리 모양으로 형성된 프레임으로 공급되어 받침부만을 잘라내면 되기 때문에, 사다리 모양 프레임의 형태에 맞추어 받침부를 절단하는 것과 동시에 척을 행할 수 있어 취급이 용이해져서 생산성이 향상된다.

또한, 양극 리드의 꺼냄 방향에 대해 수직 방향에 있어서의 받침부의 폭은 리드 프레임의 폭보다 크기 때문에, 받침부의 절단시에 생기는 받침부 하면의 버가 양극 리드 프레임 표면보다 외측에 위치하여, 양극 리드 프레임과 받침부와의 밀착성을 확보할 수 있어 접속 강도가 향상되며, ESR 특성이 향상된다.

또, 받침부를 개개로 절단과 거의 동시에 받침부를 척한 채로 양극 리드 프레임에 접속하는 것에 의해 위치 조정이 가능해져서, 받침부와 리드 프레임과의 위치 정밀도를 보다 정확하게 확보할 수 있어, 레이저 용접의 위치 맞춤의 문제를 해결할 수 있어 접합 정밀도, 접합 강도도 향상된다.

도 1은 본 발명의 고체 전해 콘덴서의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 받침부 제조 방법이다.

도 3에서, (a)는 본 발명의 받침부와 리드 프레임의 접합도, (b)는 종래의 받침부와 리드 프레임의 접합도이다.

도 4는 종래의 받침부 형성 방법이다.

도 5는 종래의 고체 전해 콘덴서의 단면도이다.

도 6은 본 발명에 이용하는 사다리 모양 프레임이다.

<부호의 설명>

1 종래의 고체 전해 콘덴서 2 양극체

21 소결체 22 양극 리드

3 유전체 산화 피막 4 음극층

5 음극 인출층 6 콘덴서 소자

71 양극 리드 프레임 72 음극 리드 프레임

8 외장 수지 9 받침부

91 버 10 니켈 와이어

11 사다리 모양 프레임 121 절단 금형 펀치 상형

122 절단 금형 펀치 하형 13 상하 가동식 척

발명을 실시하기 위한 바람직한 형태

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 의한 고체 전해 콘덴서의 단면도이다. 이 고체 전해 콘덴서는 콘덴서 소자(6)와, 상기 콘덴서 소자(6)와 양극 리드 프레 임(71) 사이에 받침부(9)가 구비되고, 양극 리드 프레임(71), 음극 리드 프레임(72)의 하면이 노출한 상태에서 외장 수지(8)에 의해 피복되어 있다.

제조 공정으로서는, 상기 콘덴서 소자(6)는 양극 리드(21)가 꺼내진 밸브 작용 금속으로 이루어진 소결체(22)의 주위면에 유전체 산화 피막(3), 고체전해질로 이루어진 음극층(4), 은 페이스트나 카본으로 이루어진 음극 인출층(5)을 차례차례 형성하는 공정으로 제작한다.

여기서, 밸브 작용 금속이란, 전해 산화 처리에 의해 매우 치밀하며 내구성을 갖는 유전체 산화 피막(3)이 형성되는 금속을 가리키며, 탄탈, 니오브, 알루미늄, 티탄 등을 들 수 있다. 또, 고체 전해질이란, 구체적으로는 이산화망간이나 TCNQ(7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄) 착염, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린 등의 도전성 고분자 등을 말한다.

다음에 받침부를 형성하는 공정으로서는, 받침부(9)는 도 6에 나타내는 바와 같이 사다리 모양의 프레임(11)의 가로대 부분을 절단하여 형성한다. 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 절단 금형 펀치(121)(122)로 사다리 모양 프레임(11)을 상하로부터 끼워, 하형(下型)(122)을 상승시켜 도 2(b)와 같이 사다리 모양 프레임(11)을 절단한다.

또, 받침부(9)를 형성하는 동시에 상하 가동식 척(13)으로 척한다. 여기서, 받침부(9)를 형성하는 금형의 폭은 양극 리드 프레임(71)의 폭보다 넓게 형성되어 있다. 또, 척(13)의 초기 위치는 사다리 모양 프레임(11)으로부터 떨어져 있어도 되고, 접촉해 있어도 된다. 또, 상기 절단 금형 펀치(121)(122)는 상형(上型 )(121)이 하강하여 받침부(9)를 형성하는 방법이어도 된다. 이와 같이, 사다리 모양 프레임을 사용하여 받침부가 되는 부분만을 잘라내기 때문에 취급이 용이해져서 생산성이 향상된다.

또, 상기 받침부(9)를 형성하는 공정에서는, 절단 금형 펀치의 상형(121)과 하형(122)에 미소한 틈이 있기 때문에 받침부 하면에 버(91)가 생긴다.

다음에, 받침부(9)를 양극 리드 프레임(71)에 접속하는 공정으로서는, 절단 한 받침부(9)를 척한 채로 양극 리드 프레임(71) 상면에 위치 결정하여 얹어 놓고, 레이저 조사하여 받침부(9)와 양극 리드 프레임(71)을 접속하였다.

여기서 받침부(9)는, 도 3(b)과 같이 상기 받침부 하면의 버(91)가 양극 리드 프레임(71)의 상면에 올라타지 않도록, 도 3(a)과 같이 받침부(9) 하면의 버(91)를 양극 리드 프레임(71)의 외측이 되도록 얹어 놓는다. 접합 방법은 레이저 이외의 저항 용접 등이어도 되나, 척을 한 채의 용접이 기계적으로 용이해지기 때문에 레이저 용접이 보다 바람직하다.

다음에 받침부(9)가 접합된 양극 리드 프레임(71)과, 음극 리드 프레임(72)에 콘덴서 소자(6)를 접속한다. 받침부(9)와 콘덴서 소자(6)의 접속 방법은 레이저 용접이 바람직하다. 그 후, 상기 양극 리드 프레임(71)과 음극 리드프레임(72)의 하면을 노출시키고 외장 수지(8)로 피복하는 것에 의해 본 발명의 고체 전해 콘덴서가 형성된다.

이상과 같은 공정에 의해, 받침부를 한 개씩 양극 리드 프레임에 접속해 가기 때문에, 받침부의 위치 결정이 용이해져서 위치 정밀도가 향상된다. 또, 받침 부 하면의 버가 리드 프레임보다 외측에 있기 때문에, 받침부와 양극 리드 프레임의 접합 강도, 확실성이 향상된 고체 전해 콘덴서를 제작할 수 있다.

Claims

양극 리드가 꺼내진 양극체의 주위면에 유전체 산화 피막, 고체 전해질로 이루어진 음극층, 음극 인출층을 차례차례 형성한 콘덴서 소자와, 상기 양극 리드에 받침부를 통하여 접속된 양극 리드 프레임과, 상기 음극 인출층에 접속된 음극 리드 프레임을 구비하며, 상기 콘덴서 소자는 외장 수지로 피복되고, 상기 양극 및 음극 리드 프레임의 일부가 노출해 있는 고체 전해 콘덴서에 있어서,

상기 받침부와 상기 양극 리드 프레임과의 접속면에 대해 평행하고 또한 상기 양극 리드의 꺼냄 방향에 대해 수직한 방향에 있어서의 상기 받침부의 폭은, 상기 방향에 있어서의 상기 양극 리드 프레임의 폭보다 넓으며, 상기 받침부는 상기 방향에 있어서의 단부에 버를 가지고, 또한 상기 받침부는 외장 수지 내에 있어 노출해 있지 않는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
양극 리드가 꺼내진 양극체의 주위면에 유전체 산화 피막, 고체 전해질로 이루어진 음극층, 음극 인출층을 차례차례 형성하여 콘덴서 소자를 제작하는 공정과, 받침부를 형성하는 공정과, 양극 리드 프레임에 상기 받침부를 접속하는 공정과, 상기 받침부에 상기 양극 리드를 접속하는 공정과, 상기 음극 인출층에 음극 리드 프레임을 접속하는 공정과, 상기 콘덴서 소자를 상기 양극 및 음극 리드 프레임의 일부를 노출시킨 상태에서 외장 수지로 피복하는 공정과, 프레임을 분단하여 콘덴서로 하는 공정을 갖는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법에 있어서,

상기 받침부를 형성하는 공정은, 사다리 모양으로 형성된 프레임의 가로대 부분을 절단하여 받침부로서 이용하는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제 조 방법.
청구항 2에 있어서,

상기 받침부를 형성하는 공정에서, 사다리 모양 프레임의 가로대 부분을 절단과 동시에 척(chuck)하는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법.
청구항 2에 있어서,

상기 양극 리드 프레임에 상기 받침부를 접속하는 공정은, 받침부를 척한 채로 양극 리드 프레임에 내려 눌러서 용접하는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법.
청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 양극 리드 프레임과 상기 받침부와의 접속 방법이, 레이저 용접에 의하는 것인 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법.