WO2008041397A1 - Condensateur électrolytique solide et son procédé de fabrication - Google Patents
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Classifications
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Definitions
- the present invention relates to a solid electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional solid electrolytic capacitor (1).
- the solid electrolytic capacitor (1) includes a capacitor element (6) having an anode lead frame (71) and a cathode lead frame (72) attached to the lower surface, and the capacitor element (6) is covered with a synthetic resin (8). Is done.
- a dielectric oxide film (3), a cathode layer (4), and a cathode lead layer (5) are sequentially formed on the peripheral surface of the sintered body (22) of the valve metal.
- the valve metal refers to a metal on which a very dense and durable dielectric oxide film (3) is formed by electrolytic oxidation treatment, and specifically refers to tantalum, niobium, aluminum, titanium, and the like.
- An anode lead (21) made of a valve metal protrudes from the center in the height direction of the sintered body (22). Since the lower end surface of the anode lead (21) and the upper surface of the anode lead frame (71) are different in height, a cylindrical pillow portion (9) is interposed between the anode lead (21) and the anode lead frame (71). And are connected electrically.
- the pillow portion (9) can be formed by attaching a tantalum wire to the lead frame of each anode lead of a solid electrolytic capacitor (Patent Document 1), or, as shown in FIG. 6) is attached to the carrier bar, and the long nickel wire (10) is bitten into each anode lead (71) and connected by resistance welding, and then the long nickel wire (10) is cut to an appropriate size.
- Patent Document 2 A method (Patent Document 2) is known.
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-6977
- Patent Document 2 JP 2005-244177 A
- the pillow portion is a cylindrical wire, and the contact area between the lead frame and the pillow portion is small, so the connection strength to connect to the anode lead frame is weak. Furthermore, the width of the pillow portion in the direction perpendicular to the lead-out direction of the anode lead is smaller than the width of the anode lead frame. Since the burr is formed on the lower surface of the pillow part by cutting when the pillow part is formed, if the width of the pillow part is smaller than the lead frame width, the pillow part (9) and the anode lead frame (71 ), And there is a problem that the connection strength is poor or the connection cannot be made.
- An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a solid electrolytic capacitor having improved positional accuracy between the anode lead frame and the pillow part and adhesion between the pillow part and the anode lead frame and a method for manufacturing the same. .
- the present invention provides a capacitor element in which a dielectric oxide film, a cathode layer made of a solid electrolyte, and a cathode lead layer are sequentially formed on a peripheral surface of an anode body from which an anode lead is drawn, and a pillow on the anode lead.
- An anode lead frame connected through a portion and a cathode lead frame connected to the cathode lead layer, the capacitor element is covered with an exterior resin, and a part of the anode lead frame and the cathode lead frame is exposed.
- the width of the pillow portion in the direction perpendicular to the lead-out direction of the anode lead is wider than the width of the lead frame, and the pillow portion is in the outer casing and is not exposed. It is a feature.
- a dielectric oxide film, a cathode layer made of a solid electrolyte, and a cathode lead layer are sequentially formed on the peripheral surface of the anode body from which the anode lead is drawn, and a pillow part is formed. Connecting the pillow part to the anode lead frame, connecting the anode lead to the pillow part, connecting the cathode lead frame to the cathode lead layer, and connecting the capacitor element to the anode And the step of forming the pillow portion in a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor comprising a step of exposing a part of the cathode lead frame and coating with an outer coating and a step of dividing the frame into a capacitor.
- the cross section of the frame formed in the above is cut and used as a pillow part.
- Yokobe It is characterized by chucking the minute simultaneously with cutting.
- the step of connecting the pillow part and the anode lead frame is characterized in that the pillow part is pressed against the anode lead frame while being chucked and welded.
- the method for connecting the anode lead frame and the pillow portion is laser welding.
- the chuck is simultaneously cut while cutting the pillow portion according to the shape of the ladder-like frame. Can be performed, and handling becomes easy and productivity is improved.
- the burr on the lower surface of the pillow portion generated when the pillow portion is cut is outside the surface of the anode lead frame. It is located at the position where the adhesion between the anode lead frame and the pillow part can be secured, the connection strength is improved, and the ESR characteristics are improved.
- the position of the pillow part and the lead frame can be adjusted by connecting the anode part to the anode lead frame while the pillow part is chucked at the same time as the individual pillow parts are cut. It can be ensured, the problem of laser welding alignment can be solved, and the joining accuracy and strength are improved.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a solid electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention.
- This solid electrolytic capacitor includes a capacitor element (6) and a pillow portion (9) between the capacitor element (6) and the anode lead frame (71).
- the anode lead frame (71), the cathode lead frame ( 72) Covered with exterior grease (8) with the bottom surface exposed.
- the capacitor element (6) is a negative electrode made of a dielectric oxide film (3) and a solid electrolyte on the peripheral surface of a sintered body (22) made of a valve working metal from which an anode lead (21) is drawn.
- the electrode layer (4) and the cathode lead layer (5) made of silver paste or carbon are sequentially formed.
- the valve metal is an extremely dense and durable dielectric material by electrolytic oxidation treatment.
- Specific examples of solid electrolytes include conductive polymers such as manganese dioxide and TCNQ (7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane) complex salts, polypyrrole, polythiophene, and polyaline. I mean.
- the pillow portion (9) is formed by cutting the crosspiece portion of the ladder-like frame (11) as shown in FIG. As shown in Fig. 2 (a), in the cutting die punch (12 1) (122), the ladder-shaped frame (11) is sandwiched from above and below, and the lower die (122) is lifted as shown in Fig. 2 (b). Cut the ladder frame (11).
- the pillow portion (9) is formed, and at the same time, it is chucked by the vertically movable chuck (13).
- the width of the mold forming the pillow part (9) is formed wider than the width of the anode lead frame (71).
- the initial position of the chuck (13) may be separated from or in contact with the ladder-shaped frame (11) force.
- the cutting die punches (121) and (122) may be formed by lowering the upper die (121) to form the pillow portion (9). In this way, the ladder-like frame is used to cut out only the portion that becomes the pillow portion, so that handling becomes easy and productivity is improved.
- a burr (91) is formed on the lower surface of the pillow part.
- the cut pillow part (9) is positioned and placed on the upper surface of the anode lead frame (71) while being chucked, and laser irradiation is performed. Then, the pillow part (9) and the anode lead frame (71) were connected.
- the welding method may be resistance welding other than laser, but laser welding is preferable because welding with a chuck becomes mechanically easy.
- the capacitor element (6) is connected to the anode lead frame (71) to which the pillow part (9) is joined and the cathode lead frame (72). Laser-welding is preferable as a method of connecting the pillow part (9) and the capacitor element (6). Thereafter, the anode lead frame (71) and the cathode lead frame (7
- the lower surface of 2) is exposed and coated with the outer casing (8) to thereby produce the solid electrolytic capacitor of the present invention.
- a sensor is formed.
- the pillow portions are connected to the anode lead frame one by one, so that the positioning of the pillow portions is prepared and the positional accuracy is improved.
- the burr on the lower surface of the pillow part is outside the lead frame, a solid electrolytic capacitor with improved bonding strength and reliability between the pillow part and the anode lead frame can be produced.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a solid electrolytic capacitor of the present invention.
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Description
明 細 書
固体電解コンデンサ及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は固体電解コンデンサ及びその製造方法に関するものである。
背景技術
[0002] 図 5は従来の固体電解コンデンサ（1)の断面図である。この固体電解コンデンサ（1 )は、下面に陽極リードフレーム（71)及び陰極リードフレーム（72)が取り付けられた コンデンサ素子 (6)を具え、該コンデンサ素子 (6)は合成樹脂 (8)で被覆される。コ ンデンサ素子 (6)は、弁金属の焼結体 (22)の周面に、誘電体酸ィ匕皮膜 (3)、陰極 層（4)、陰極引出層（5)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 (3)が形成される金属を指し、具体的 にはタンタル、ニオブ、アルミニウム、チタン等のことをいう。
[0003] 前記焼結体（22)の高さ方向の中央部からは、弁金属でできた陽極リード（21)が突 出して 、る。該陽極リード（21)の下端面と陽極リードフレーム（71)の上面は高さが 異なるため、陽極リード（21)と陽極リードフレーム（71)の間に円柱状の枕部（9)を介 して電気的に接続している。
[0004] 前記枕部（9)の形成方法としては、固体電解コンデンサの陽極リードにタンタルワイ ャを各々リードフレームに取り付ける方法 (特許文献 1)や、図 4に示すように、複数の コンデンサ素子（6)をキャリアバーに取り付けたまま、長 ヽニッケルワイヤ（ 10)を個々 の陽極リード（71)に食い込ませて抵抗溶接で接続し、その後長いニッケルワイヤ（1 0)を適当な大きさに切断する方法 (特許文献 2)が知られている。
特許文献 1 :特開 2001— 6977号公報
特許文献 2：特開 2005 - 244177号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、上述の方法では、枕部が円柱形のワイヤであり、リードフレームと枕 部との接触面積が小さくなるため、陽極リードフレームへ接続する接続強度が弱い。
さらに、陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向における枕部の幅は、陽極リー ドフレームの幅より小さい。枕部形成時の切断により枕部の下面にバリができるため、 リードフレーム幅より枕部の幅が小さいと、図 3 (b)のように、枕部（9)と陽極リードフレ ーム（71)との間に隙間ができ、密着性に劣るため、接続強度が劣るか、接続できな いという問題がある。
[0006] 図 4のように、同時に複数個のコンデンサ素子に枕部を形成するため、個々の位置 調整ができず、陽極リードフレームに対する位置精度が不正確となり、レーザー溶接 の位置合わせ等に問題がある。
本発明は上記の課題を解決し、陽極リードフレームと枕部との位置精度、枕部と陽極 リードフレームとの接着性を高めた固体電解コンデンサとその製造方法を提供するこ とを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明は、陽極リードが引き出された陽極体の周面に、誘電体酸化皮膜、固体電 解質からなる陰極層、陰極引出層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極リード に枕部を介して接続された陽極リードフレームと、前記陰極引出層に接続された陰極 リードフレームを具え、前記コンデンサ素子が外装樹脂で被覆され、前記陽極リード フレーム及び陰極リードフレームの一部が露出している固体電解コンデンサにおい て、前記陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向における前記枕部の幅はリード フレームの幅より広ぐ且つ前記枕部は外装榭脂内にあり露出していないことを特徴 としている。
[0008] また、陽極リードが引き出された陽極体の周面に、誘電体酸化皮膜、固体電解質か らなる陰極層、陰極引出層を順次形成しコンデンサ素子を作製する工程と、枕部を 形成する工程と、陽極リードフレームに前記枕部を接続する工程と、前記枕部に前記 陽極リードを接続する工程と、前記陰極引出層に陰極リードフレームを接続する工程 と、前記コンデンサ素子を前記陽極及び陰極リードフレームの一部を露出させ、外装 榭脂で被覆する工程と、フレームを分断してコンデンサとする工程を有する固体電解 コンデンサの製造方法において、前記枕部を形成する工程は、はしご状に形成され たフレームの横木部分を切断して枕部として用いることを特徴とする。さらに、横木部
分を切断と同時にチャックすることを特徴とする。
[0009] より好ましくは、 前記枕部と前記陽極リードフレームを接続する工程は、前記枕部を チャックしたまま陽極リードフレームに押し付け、溶接することを特徴とする。
[0010] より好ましくは、前記陽極リードフレームと前記枕部の接続方法が、レーザー溶接で あることを特徴とする。
発明の効果
[0011] 本発明によれば、枕部材がはしご状に形成されたフレームで供給され、枕部のみを 切り出せばよいため、はしご状フレームの型に合わせて枕部を切断するのと同時に チャックを行うことができ、取り扱いが容易となり、生産性が向上する。
[0012] さらに、陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向における枕部の幅はリードフレ ームの幅より大きいので、枕部の切断時に生じる枕部下面のバリが陽極リードフレー ムの表面より外側に位置し、陽極リードフレームと枕部との密着性が確保でき、接続 強度が向上し、 ESR特性が向上する。
[0013] また、枕部を個々に切断と略同時に枕部をチャックしたまま陽極リードフレームに接 続することにより、位置調整が可能となり、枕部とリードフレームとの位置精度がより正 確に確保でき、レーザー溶接の位置合わせの問題が解決でき、接合精度、接合強 度も向上する。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、本発明の実施の形態について説明する。
[0015] 図 1は本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの断面図である。この固体 電解コンデンサは、コンデンサ素子（6)と、前記コンデンサ素子（6)と陽極リードフレ ーム（71)の間に枕部（9)が具えられ、陽極リードフレーム（71)、陰極リードフレーム (72)の下面が露出した状態で外装榭脂 (8)により被覆されて 、る。
製造工程としては、前記コンデンサ素子 (6)は陽極リード (21)が引き出された弁作 用金属から成る焼結体 (22)の周面に誘電体酸化皮膜 (3)、固体電解質からなる陰 極層（4)、銀ペーストやカーボンからなる陰極引出層（5)を順次形成する工程で作 製する。
[0016] ここで、弁作用金属とは、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 (3)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 挙げられる。また、固体電解質とは、具体的には、二酸ィ匕マンガンや TCNQ(7,7,8,8 ーテトラシァノキノジメタン)錯塩、ポリピロール、ポリチォフェン、ポリア-リン等の導電 性高分子等のことをいう。
[0017] 次に枕部を形成する工程としては、枕部（9)は、図 6に示すようにはしご状のフレー ム（11)の横木部分を切断して形成する。図 2 (a)に示すように、切断金型パンチ（12 1) (122)ではしご状フレーム（11)を上下からはさみ、下型（122)を上昇させて図 2 ( b)のようにはしご状フレーム（11)を切断する。
[0018] また、枕部（9)を形成すると同時に上下稼動式チャック（13)でチャックする。ここで 、枕部（9)を形成する金型の幅は、陽極リードフレーム（71)の幅より広く形成されて いる。また、チャック（13)の初期位置ははしご状フレーム（11)力も離れていてもよい し、接触していてもよい。また、前記切断金型パンチ（121) (122)は、上型（121)が 下降して枕部（9)を形成する方法でもよい。このように、はしご状フレームを使用し枕 部となる部分のみを切り出すため、取り扱いが容易となり、生産性が向上する。
また、上記枕部（9)を形成する工程では、切断金型パンチの上型（121)と下型（122 )に微小な隙間があるので、枕部下面にバリ (91)ができる。
次に枕部（9)を陽極リードフレーム（71)に接続する工程としては、切断した枕部（9) をチャックしたまま陽極リードフレーム（71)上面に位置決めして載置し、レーザー照 射して枕部（9)と陽極リードフレーム（71)を接続した。
ここで枕部（9)は、図 3 (b)のように前記枕部下面のバリ (91)が陽極リードフレーム（7
1)の上面に乗らないように、図 3 (a)のように枕部（9)下面のバリ（91)を、陽極リード フレーム（71)の外側になるように載置する。接合方法はレーザー以外の抵抗溶接な どでもよいが、チャックをしたままの溶接が機構的に容易になるため、レーザー溶接 力 り好ましい。
[0019] 次に枕部（9)が接合された陽極リードフレーム（71)と、陰極リードフレーム（72)に コンデンサ素子（6)を接続する。枕部（9)とコンデンサ素子（6)の接続方法は、レー ザ一溶接が好ましい。その後、前記陽極リードフレーム（71)と陰極リードフレーム（7
2)の下面を露出させて外装榭脂 (8)で被覆することにより本発明の固体電解コンデ
ンサが形成される。
[0020] 以上のような工程により、枕部を一つずつ陽極リードフレームに接続していくので、 枕部の位置決めが用意となり、位置精度が向上する。また、枕部下面のバリが、リー ドフレームより外側にあるため、枕部と陽極リードフレームの接合強度、確実性が向上 した固体電解コンデンサが作製できる。
図面の簡単な説明
[0021] [図 1]本発明の固体電解コンデンサの断面図
[図 2]本発明の枕部製造方法
[図 3] (a)本発明の枕部とリードフレームの接合図（b)従来の枕部とリードフレームの 接合図
[図 4]従来の枕部形成方法
[図 5]従来の固体電解コンデンサの断面図
[図 6]本発明に用いるはしご状フレーム
符号の説明
1 従来の固体電解コンデンサ
2 陽極体
21 焼結体
22 陽極リード
3 誘電体酸化皮膜
4 陰極層
5 陰極引出層
6 コンデンサ素子
71 陽極リードフレーム
72 陰極リードフレーム
8 外装樹脂
9 枕部
91 バリ
10 ニッケノレワイヤ
はしご状フレーム 切断金型パンチ上型 切断金型パンチ下型 上下稼動式チャック
Claims
[1] 陽極リードが引き出された陽極体の周面に、誘電体酸化皮膜、固体電解質からなる 陰極層、陰極引出層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極リードに枕部を介し て接続された陽極リードフレームと、前記陰極引出層に接続された陰極リードフレー ムを具え、前記コンデンサ素子は外装樹脂で被覆され、前記陽極及び陰極リードフ レームの一部が露出している固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極リードの引き出し方向に対して垂直方向における前記枕部の幅は、前記陽 極リードフレームの幅より広ぐ且つ前記枕部は外装榭脂内にあり露出していないこと を特徴とする固体電解コンデンサ。
[2] 陽極リードが引き出された陽極体の周面に、誘電体酸化皮膜、固体電解質からなる 陰極層、陰極引出層を順次形成しコンデンサ素子を作製する工程と、枕部を形成す る工程と、陽極リードフレームに前記枕部を接続する工程と、前記枕部に前記陽極リ ードを接続する工程と、前記陰極引出層に陰極リードフレームを接続する工程と、前 記コンデンサ素子を前記陽極及び陰極リードフレームの一部を露出させた状態で外 装榭脂で被覆する工程と、フレームを分断してコンデンサとする工程を有する固体電 解コンデンサの製造方法において、
前記枕部を形成する工程は、はしご状に形成されたフレームの横木部分を切断して 枕部として用いることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
[3] 前記枕部を形成する工程において、はしご状フレームの横木部分を切断と略同時に チャックすることを特徴とする請求項 2記載の固体電解コンデンサの製造方法。
[4] 前記陽極リードフレームに前記枕部を接続する工程は、枕部をチャックしたまま陽極 リードフレームに押し付け、溶接することを特徴とする請求項 2記載の固体電解コン デンサの製造方法。
[5] 前記陽極リードフレームと前記枕部との接続方法が、レーザー溶接によるものである ことを特徴とする請求項 2乃至 4記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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