(57)【要約】【課題】外装に用いる熱硬化樹脂の強度およびエージング効果を維持しつつ、熱によるコンデンサ素子へのダメージを抑制するとともに、固体電解コンデンサの製造時間を短縮する。【解決手段】エージング工程が硬化促進工程を兼ねることを特徴とする。即ち、エージング用電圧印荷装置のマイナス極を導電フレーム２に、エージング用電圧印荷装置のプラス極をコンデンサ素子５１に接続されている導電端子２１にそれぞれ接続し、高温雰囲気下で、電圧印荷する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁金属からなる陽極体と、該誘電体酸化皮膜上に形成された導電性高分子からなる陰極層とを備えたコンデンサ素子を、熱硬化性樹脂により外装をする外装工程と、
前記外装の硬化を促進するために前記外装をされた前記コンデンサ素子の加熱をする硬化促進工程と、
漏れ電流を減少させるために前記コンデンサ素子に加熱および電圧印荷をするエージング工程と、を含む固体電解コンデンサの製造方法において、
前記エージング工程が前記硬化促進工程を兼ねることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記エージング工程において、
前記電圧印荷を前記加熱に先行させて開始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製造方法。
【請求項３】
前記エージング工程において、
前記加熱の終了を前記電圧印荷の終了に先行させて行うことを特徴とする請求項１または２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解コンデンサの製造方法に係り、詳しくはコストダウンに適した固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサ素子部分を樹脂で外装したコンデンサの製造方法としては、上下に分割された金型の間に導電フレームに電気的に接続されたコンデンサ素子を挟みこみ、金型とコンデンサ素子との間に樹脂を導入することによりコンデンサ素子部分を樹脂モールドする方法が広く用いられている（例えば、特許文献１）。このとき、モールドする樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合には、熱硬化樹脂の硬化を促進する熱硬化促進工程が必要となる。また、固体電解コンデンサを製造する場合には、漏れ電流を抑制するためのエージング工程が必要となる。以下、図１２〜図１６を用いて一般的な製造方法を説明する。
【０００３】
図１２（ａ），（ｂ）に示すように、下方金型１０１には、コンデンサ素子を配設する素子穴１１１およびコンデンサ素子をモールドするための樹脂を保持する樹脂ポット１１３、および樹脂ポット１１３と素子穴１１１とを連絡する凹溝である樹脂導入路１１４が設けられている。ここで、素子穴１１１は、内部に配設されるコンデンサ素子より大きな矩形の非貫通穴である。図１３に示すように、この下方金型１０１上に、導電フレーム１０２とタブレット状の熱溶解性の樹脂１０３を設置する。なお、下方金型１０１には、樹脂１０３を上方金型１０６に押し当てるためのプランジャ１０１Ｐが設けられている。導電フレーム１０２にはコンデンサ素子１５１が電気的に接続されている。
【０００４】
次に、鉛直方向において下方から、加熱された上方金型１０６へ下方金型１０１を押し付ける。上方金型１０６には、図１４に示すように、コンデンサ素子が配設される素子穴１６１、樹脂ポット１６３が設けられている。ここで、素子穴１６１は、内部に配設されるコンデンサ素子より大きな矩形の非貫通穴である。係る上方金型１０６が下方金型１０１にかぶせられた後、プランジャ１０１Ｐが上方金型１０６に向って所定の位置まで押し込まれることにより、樹脂１０３が加圧・溶融される。溶融された樹脂１０３は樹脂導入路１１４を介して素子穴１１１および素子穴１６１内に導入されるとともに、コンデンサ素子が樹脂モールドされる。
【０００５】
樹脂１０３として熱硬化性樹脂を使用した場合は、上記加熱により、コンデンサ素子１５１が樹脂モールドされた状態で硬化される。樹脂１０３が硬化することによって、コンデンサ素子は樹脂１０３により外装される。続いて、外装されたコンデンサ素子および導電フレーム１０２が金型から取り出される。更に、導電フレーム１０２から硬化した樹脂１０３のうち、樹脂ポット１６３内に残留して硬化した不要樹脂や、樹脂導入路１１４内に残留して硬化した不要樹脂を取り外す。
【０００６】
次に、不要樹脂が取り除かれた導電フレーム１０２は、１７０℃で数時間加熱する硬化促進工程により処理される。係る処理により、熱硬化樹脂の硬化が促進され、コンデンサとしての必要な強度が得られる。
【０００７】
その後、図１５に示すように、導電フレーム１０２から、正極側の導電端子１２１が切り離なされる。より具体的には、コンデンサ素子１５１の正極に電気的に接続されている導電端子１２１が導電フレーム１０２から切り離される。この状態で、図１６に示すように、電圧印荷装置のマイナス極が導電フレーム１０２に、電圧印荷装置のプラス極がコンデンサ素子１５１に接続されている導電端子１２１に接続される。この状態で、導電フレーム１０２を１５０℃雰囲気下におき、２時間以上電圧印荷する。係るエージング工程により漏れ電流が減少する一方、既に短絡が発生しているコンデンサ素子については、大電流が流れるため、欠陥品として抽出することが容易となる。
【０００８】
かかる工程の後、コンデンサ素子１５１の負極に電気的に接続されている導電端子１２２を導電フレーム１０２から切り離す。次に、導電端子１２１および導電端子１２２を上方に折り曲げることにより、コンデンサ素子１５１を有するガルウイング型のコンデンサが製造される。
【特許文献１】特開２００６−１０８１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記製造方法においては、硬化促進工程およびエージング工程において加熱が行われる。しかし、加熱によるコンデンサ素子への悪影響が懸念されており、特に、誘電体酸化皮膜がダメージを受けると考えられている。そのため、加熱によるダメージを最小限にすることが課題となっていた。
【００１０】
また、硬化促進工程およびエージング工程はいずれも時間を要する工程であり、工程短縮することが望まれていた。しかし、熱硬化樹脂を十分に硬化させるための時間およびエージング効果を上げるための時間を単純に短縮することは困難であった。
【００１１】
本発明はかかる実情に鑑みて成されたもので、外装に用いる熱硬化樹脂の強度およびエージング効果を維持しつつ、熱によるコンデンサ素子へのダメージを抑制するとともに、コンデンサの製造時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁金属からなる陽極体と、該誘電体酸化皮膜上に形成された導電性高分子からなる陰極層とを備えたコンデンサ素子を、熱硬化性樹脂により外装をする外装工程と、前記外装の硬化を促進するために前記外装をされた前記コンデンサ素子の加熱をする硬化促進工程と、漏れ電流を減少させるために前記コンデンサ素子に加熱および電圧印荷をするエージング工程と、を含む固体電解コンデンサの製造方法である。また、前記エージング工程が前記硬化促進工程を兼ねることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によると、エージング工程が硬化促進工程を兼ねるため、時間が係る加熱工程を１工程減らすことが可能となり、作業時間が短縮される。従ってコストダウンをはかることが可能となる。また、加熱回数を減らすことができるので、上記従来に比して誘電体酸化皮膜の劣化による漏れ電流の増加を抑制することができる。また、エージング工程が前記硬化促進工程を兼ねるため加熱時には漏れ電流を抑制する作用を有する電圧印荷が同時に行われることとなる。従って、エージング工程および硬化促進工程の２回の加熱工程を別個に有していた従来に比して、加熱による漏れ電流の増加を一層抑制することができる。
【００１４】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、前記エージング工程において、前記電圧印荷を前記加熱に先行させて開始することが好ましい。
上記構成によると、漏れ電流抑制作用のある電圧印荷を加熱に先行させて開始するため、加熱による漏れ電流の増加を未然に抑制することが可能となる。
【００１５】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、前記エージング工程において、前記加熱の終了を前記電圧印荷の終了に先行させて行うことを特徴とすることが好ましい。
上記構成によると、漏れ電流を増加させる加熱の終了を漏れ電流抑制作用のある電圧印荷の終了に先行させて行うため、電圧印荷終了後に加熱または残留熱により漏れ電流が増加することを抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、外装に用いる熱硬化樹脂の強度およびエージング効果を維持しつつ、熱によるコンデンサ素子へのダメージを抑制するとともに、コンデンサの製造時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を図１〜図１２を用いて説明する。この製造方法は、上下に分割された金型の間に導電フレームに電気的に接続されたコンデンサ素子を挟みこみ、金型とコンデンサ素子との間に樹脂を導入することによりコンデンサ素子部分を樹脂モールドする、コンデンサ素子部分を樹脂で外装した固体電解コンデンサの製造方法を改良したものである。
【００１８】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、下方金型１には、コンデンサ素子を配設する素子穴１１と、樹脂を保持するための樹脂ポット１３とが設けられている。また、樹脂ポット１３の下部には樹脂ポット１３内に配設される樹脂を上方金型６に押し当てるためのプランジャ１Ｐが設けられている。更に、樹脂ポット１３と前記素子穴１１とを連絡する樹脂導入路１４が設けられており、樹脂ポット１３内の樹脂を前記素子穴に導入するために用いられる。
【００１９】
ここで、素子穴１１は、内部に配設されるコンデンサ素子より大きな矩形の非貫通穴である。また、樹脂ポット１３は円形の非貫通穴である。更に、樹脂導入路１４は樹脂ポット１３から延設された凹溝であって、分岐を経て素子穴１１の近傍において溝の深さが減少して樹脂導入口１４ａが形成されている。
【００２０】
また、下方金型１が備える複数の樹脂ポット１３には、樹脂導入路１４がそれぞれ同数（４つ）ずつ接続されているため、樹脂ポット１３に保持される樹脂に同一圧力をかけた場合に、樹脂導入路１４にかかる圧力を均一化できる。
【００２１】
係る下方金型１上に、図２（ａ），（ｂ）に示すように、導電フレーム２とタブレット状の熱溶解性の樹脂３を設置する。ここで、導電フレーム２にはコンデンサ素子が電気的に接続されている。より具体的には、導電フレーム２中に形成されている導電端子２１にコンデンサ素子５１の正極が接続されるとともに導電端子２２にコンデンサ素子５１の負極が接続される。なお、コンデンサ素子は、表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁金属からなる陽極体と、該誘電体酸化皮膜上に形成された導電性高分子からなる陰極層とを備えている。この陽極体に植立された陽極リード部材が誘電フレームに溶接等により取り付けられている。係る導電フレームを、コンデンサ素子５１が素子穴１１内に配設されるように設置する。また、樹脂３は樹脂ポット１３上に設置される。
【００２２】
更に図３（ａ），（ｂ）に示すように、鉛直方向において下方から、加熱された上方金型６へ下方金型１を押し付ける。上方金型６には、コンデンサ素子５１が配設される素子穴６１が設けられている。素子穴６１は、内部にそれぞれ配設されるコンデンサ素子５１より大きな矩形の非貫通穴である。
【００２３】
係る上方金型６が下方金型１にかぶせられた後、プランジャ１Ｐが上方金型６に向って所定の位置まで押し込まれることにより、樹脂３が加圧・溶融される。溶融された樹脂３は樹脂導入路１４を介して素子穴１１および素子穴６１内に導入されるとともに、コンデンサ素子５１が樹脂モールドされる。
【００２４】
樹脂３は熱硬化性樹脂であるため、上記加熱により、コンデンサ素子５１が樹脂モールドされた状態で硬化される。樹脂３が硬化することによって、コンデンサ素子５１は樹脂３により外装される。係る外装工程に続いて、外装されたコンデンサ素子５１および導電フレーム２が金型から取り出される。取り出されたコンデンサ素子５１および導電フレーム２には、図４に示すように、硬化した樹脂３のうち、樹脂ポット１３内に残留して硬化した不要樹脂や、樹脂導入路１４内に残留して硬化した不要樹脂が付着している。
【００２５】
次に上述の不要樹脂を突き落とし法により取り除く。具体的には図５および図６中に矢印ｆ１〜ｆ２で示した位置に対して上方から下方に圧力がかけられることにより不要樹脂が取り除かれる。より具体的には、ｆ１およびｆ２に圧をかけることにより樹脂ポット１３内に残留して硬化した不要樹脂および樹脂導入路１４内に残留して硬化した不要樹脂が下方に取り除かれる。係る突き落とし法はピン等を用いることにより、１工程で行うことができる。
【００２６】
図７および図８に示すように、不要樹脂が取り除かれた導電フレーム２には、樹脂３により外装されたコンデンサ素子５１が電気的に接続されている。次に、図９に示すように、正極側の導電端子を導電フレーム２から切り離す。より具体的には、コンデンサ素子５１の正極に電気的に接続されている導電端子２１を導電フレーム２から切り離す。
【００２７】
本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法においては、以下の工程において、エージング工程が硬化促進工程を兼ねることを特徴とする。即ち、図１０に示すように、エージング用電圧印荷装置のマイナス極を導電フレーム２に、エージング用電圧印荷装置のプラス極をコンデンサ素子５１に接続されている導電端子２１にそれぞれ接続し、高温雰囲気下で、電圧印荷する。
【００２８】
この工程は硬化促進工程とエージング工程とを兼ねるため、両工程の必要条件を満たしたものである。例えば、温度および加熱時間については、熱硬化樹脂の硬化促進が可能な条件が必要であり、通常１７０℃、２時間程度である。また、印荷電流については、漏れ電流の抑制効果を発揮する条件が必要であり、例えば、定格以上の電圧を印荷し電流を流す。このとき、過剰な電流が流れないように、例えば、１．２ｍＡの定電流ダイオードを直列に配置する。
【００２９】
また、加熱によるダメージを抑制するために、コンデンサ素子５１への電圧印荷を加熱に先行させて開始する。これによって、加熱による漏れ電流の増加を未然に抑制することが可能となる。
【００３０】
また、エージング工程終了時の残留熱によるダメージを抑制するために、加熱の終了をコンデンサ素子５１への電圧印荷の終了に先行させて行う。加熱を終了させてもコンデンサ素子５１温度はすぐには下がらない。この間においても、コンデンサ素子５１の誘電体酸化皮膜はダメージを受け続け、漏れ電流の増加の要因となる。そこで、加熱の終了をコンデンサ素子５１への電圧印荷の終了に先行させることによって、残留熱を原因とする漏れ電流の増加を抑制する。
【００３１】
エージング工程による漏れ電流の抑制効果については、不明点もあるが、以下のような原理であると考えられている。コンデンサ素子５１の誘電体酸化皮膜には微細な欠陥があると考えられている。この欠陥に導電性高分子が入ることにより、微細な短絡が生じ、電圧をかけると漏れ電流が発生する。上記エージング工程により、導電性高分子により形成された微細な短絡部分に漏れ電流が流れるため、短絡部分の導電性高分子に高負荷がかかり、短絡構造が破壊されるため、絶縁化が図られる。このようにしてエージング工程により、漏れ電流の抑制が可能となる。
【００３２】
一方、漏れ電流が大きすぎ、上記漏れ電流の抑制効果が期待できないコンデンサ素子５１に対しては、エージング工程は、欠陥があることを判別するスクリーニング効果を有する。即ち、コンデンサ素子５１の誘電体酸化皮膜には上記抑制効果が働かない程度の欠陥があり、この欠陥に導電性高分子が入ることにより、短絡が生じていた場合にも、電圧をかけると漏れ電流が発生する。この場合短絡部分が大規模であるため、漏れ電流も大きく、なり、誘電体酸化皮膜そのものや、コンデンサ素子５１を破壊する。そのため、漏れ電流は一層増加し、容易に、欠陥のあるコンデンサ素子を発見することが可能となる。このようにしてエージング工程により、漏れ電流の抑制不可能なコンデンサ素子を発見するスクリーニングが可能となる。
【００３３】
かかる硬化促進工程を兼ねたエージング工程が終了した後、コンデンサ素子５１の負極に電気的に接続されている導電端子２２を導電フレーム２から切り離す。その後、図１１に示すように、導電端子２１および導電端子２２を上方に折り曲げられることにより、コンデンサ素子５１を有するガルウイング型のコンデンサが製造される。
【００３４】
上記実施形態のレンズ装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、エージング工程が前記硬化促進工程を兼ねるため、時間が掛かる加熱工程を１工程減らすことが可能となり、作業時間が短縮される。従ってコストダウンがはかれる。また、加熱回数を減らすことができるので、上記従来に比して誘電体酸化皮膜の劣化による漏れ電流の増加を抑制することができる。また、エージング工程が前記硬化促進工程を兼ねるため加熱時には漏れ電流を抑制する作用を有する電圧印荷が同時に行われることとなる。従って、加熱のみの工程を有していた従来に比して、加熱による漏れ電流の増加を一層抑制することができる。
【００３５】
（２）上記実施形態では、漏れ電流抑制作用のある電圧印荷を加熱に先行させて開始するめ、加熱による漏れ電流の増加を未然に抑制することが可能となる。
（３）上記実施形態では、漏れ電流を増加させる加熱の終了を漏れ電流抑制作用のある電圧印荷の終了に先行させて行うため、電圧印荷終了後に加熱または残留熱により漏れ電流が増加することを抑制することが可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、エージング工程において、漏れ電流を増加させる加熱の終了を漏れ電流抑制作用のある電圧印荷の終了に先行させて行っているが、他の構成であってもよい。エージング工程後の残留加熱による漏れ電流の増加が特に見られないのであれば、例えば、加熱の終了と同時に電圧印荷も終了することにより処理時間を短縮することができる。
【００３７】
・上記実施形態では、エージング工程において、漏れ電流抑制作用のある電圧印荷を加熱に先行させて開始しているが、他の構成であってもよい。加熱開始時の熱による影響が特に問題とならないのであれば、加熱の開始と同時に電圧印荷も開始することにより処理時間を短縮することができる。
【００３８】
・上記実施形態では、１７０℃、２時間程度の加熱を行っているが、係る条件は一例に過ぎず、他の構成であってもよい。要は、熱硬化樹脂の硬化促進ができればよいのであるから、使用する熱硬化樹脂の種類・特性に対応した、さまざまな条件をとり得る。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、固体電解コンデンサの製造方法に係る発明であるため、産業上広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、（ａ）は下方金型の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ断面図である。
【図２】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、（ａ）は下方金型上に導電プレートおよび樹脂が配設された状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図３】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、（ａ）は上方金型を押し付けた状態を示す一部破断平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図４】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、樹脂硬化後に取り出された導電フレームの平面図である。
【図５】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、導電フレームより不要樹脂を取り外す方法を説明するための一部拡大斜視図である。
【図６】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、導電フレームより不要樹脂を取り外す方法を説明するための一部断面図である。
【図７】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、不要樹脂が取り外された導電フレームを示す平面図である。
【図８】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、不要樹脂が取り外された導電フレームを示す断面図である。
【図９】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、正極側の導電端子が導電フレームから切り離された状態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、導電フレーム上のコンデンサがエージングされている状態を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一実施形態を説明する図面であり、製造されたコンデンサの正面図である。
【図１２】従来の固体電解コンデンサの製造方法を説明する図面であり、（ａ）は下方金型の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ断面図である。
【図１３】従来の固体電解コンデンサの製造方法を説明する図面であり、（ａ）は下方金型上に導電プレートおよび樹脂が配設された状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図１４】従来の固体電解コンデンサの製造方法を説明する図面であり、（ａ）は上方金型の平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図１５】従来の固体電解コンデンサの製造方法を説明する図面であり、正極側の導電端子が導電フレームから切り離された状態を示す断面図である。
【図１６】従来の固体電解コンデンサの製造方法を説明する図面であり、導電フレーム上のコンデンサがエージングされている状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…下方金型、１Ｐ…プランジャ、２…導電フレーム、３…樹脂、６…上方金型、１１…素子穴、１２…素子穴、１３…樹脂ポット、１４…樹脂導入路、１４ａ…樹脂導入口、２１…導電端子、２２…導電端子、５１…コンデンサ素子、１０１…下方金型、１０１Ｐ…プランジャ、１０２…導電フレーム、１０３…樹脂、１０６…上方金型、１１１…素子穴、１１３…樹脂ポット、１１４…樹脂導入路、１２１…導電端子、１２２…導電端子、１５１…コンデンサ素子、１６１…素子穴、１６３…樹脂ポット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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