(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極体及び陽極体を備え、電解質を保持したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子に接続されたアルミニウム線とを外装部材で封止し、前記アルミニウム線の一部を外装部材から外部に導出させる電解コンデンサの製造方法において、
前記アルミニウム線の一部を多角形状の粒子を吹き付けることにより粗面化する工程と、
前記粗面化したアルミニウム線の一部を断面略矩形に成形する工程と、
前記断面略矩形に成形したアルミニウム線の一部を導出部の表面に対して平行に折り曲げる工程と、
前記アルミニウム線の粗面化された表面にめっき層を形成する工程と、
を有することを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記多角形状の粒子は、セラミックスを破砕したものであることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記多角形状の粒子は、平均粒子径が２００〜４００μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の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、電解コンデンサの製造方法に関し、特に電解コンデンサを外部基板に半田付けにより接続するためのアルミニウム線を改良した、電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、例えば、以下の工程により製造される。
（１）タンタル、アルミニウム等の弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成する。
（２）コンデンサ素子に駆動用電解液または固体電解質を保持させて、外装ケース内に収容し、封口体で密封する。あるいは、コンデンサ素子を樹脂被覆して密封する。
【０００３】
このような電解コンデンサにおいて、陽極箔と陰極箔の各電極にはリード端子が接続されている。リード端子は、例えば、アルミニウム線と、このアルミニウム線に溶接された銅被覆鋼線（ＣＰ線）とから構成される（特許文献１参照）。アルミニウム線は各電極箔に接続され、ＣＰ線は外部の基板等に接続されて、電解コンデンサと外部基板等とを接続する。ＣＰ線には鉛めっき又は錫めっきが施されており、フロー又はリフロー方式の半田付けによって基板に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１１６７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、等価直列抵抗（ＥＳＲ）の低いコンデンサが求められているが、ＣＰ線とアルミニウム線を溶接したリード端子は、溶接部に抵抗が生じやすい。また、異なる部材で構成されていることからも抵抗が高くなる傾向がある。
【０００６】
そのため、アルミニウム線を直接基板に接続して、低ＥＳＲを実現することが求められていた。しかしながら、アルミニウム線は半田濡れ性が良くないため、基板への半田付けでの接続が困難であった。
【０００７】
そこで、アルミニウム線に半田付け可能なめっき層を形成して、半田濡れ性を改善することが試みられていた。しかしながら、この方法においても半田付け不良が発生し、基板とアルミニウム線との接続強度が不十分な場合があった。
【０００８】
図９は、基板とアルミニウム線との半田付けにおいて、（ａ）半田濡れ性が良好な状態と（ｂ）不良の状態とを示している。（ａ）の半田濡れ性が良好な状態では、基板と接する底面のみならず、側面から上面にかけても半田が付着している。これに対して（ｂ）の半田濡れ性不良の状態では、基板と接触する底面しか半田が付着していない。
【０００９】
研究の結果、このような半田濡れ性不良が生じる原因は、めっき層とアルミニウム線とが十分に密着していないため、めっき層が半田付け時に脱落してしまうためであることが判明した。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものである。その目的は、めっき層とアルミニウム線を十分に密着させることにより、基板との接続時に半田濡れ性が良い電解コンデンサの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、陰極体及び陽極体を備え、電解質を保持したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子に接続されたアルミニウム線とを外装部材で封止し、前記アルミニウム線の一部を外装部材から外部に導出させる電解コンデンサの製造方法において、以下の工程を含むことを特徴とする。
（１）前記アルミニウム線の一部を多角形状の粒子を吹き付けることにより粗面化処理する工程。
（２）前記粗面化したアルミニウム線の一部を断面略矩形に成形する工程。
（３）前記断面略矩形に成形したアルミニウム線の一部を導出部の表面に対して平行に折り曲げる工程。
（４）前記アルミニウム線の粗面化された表面にめっき層を形成する工程。
【発明の効果】
【００１３】
以上のような本発明によれば、アルミニウム線を多角形状の粒子を吹き付けることにより粗面化処理し、粗面化された表面にめっき層を形成することによって、粗面化処理で形成された凹凸にめっきが入り込み、アルミニウム線とめっき層の密着性が向上する。これによって、アルミニウム線と基板等とを半田付けで接続したときに、めっき層の脱落が防止される。結果として、半田濡れ性が良く、基板等との接続強度が良好な電解コンデンサを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る電解コンデンサの製造工程を示すフローチャートである。
【図２】（ａ）は電解コンデンサの構成を示す模式図であり、（ｂ）はアルミニウム線の断面を示す模式図である。
【図３】粗面化処理後のアルミニウム線の表面の状態を示す模式図である。
【図４】潰し加工後のアルミニウム線の断面の状態を示す模式図である。
【図５】折り曲げ加工後の電解コンデンサを示す模式図である。
【図６】めっき層形成後のアルミニウム線の構成を模式的に示す図である。
【図７】電解コンデンサを基板に半田付けする方法を示す模式図である。
【図８】ブラスト処理の有無・ブラスト剤の種類によるアルミニウム線の断面の状態を観察する試験結果を示す図である。
【図９】アルミニウム線と基板の半田付けされた部分の断面写真であり、（ａ）は半田付け性良好の状態を示し、（ｂ）は半田付け性不良の状態を示す。
【図１０】他の実施形態に係る電解コンデンサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る電解コンデンサの製造方法の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１のフローチャートに示すように、電解コンデンサは下記工程を経て製造される。
・ステップＳ０１：コンデンサ素子・アルミニウム線を外装部材に収容する。
・ステップＳ０２：アルミニウム線の粗面化処理を行う。
・ステップＳ０３：アルミニウム線の潰し加工を行う。
・ステップＳ０４：アルミニウム線の折り曲げ加工を行う。
・ステップＳ０５：アルミニウム線の粗面化処理された表面上にめっき層を形成する。
【００１７】
以下、各工程について説明する。
（ステップＳ０１：コンデンサ素子・アルミニウム線を外装部材に収容する）
この工程は、本実施形態の前提となる部分であり、図２（ａ）に示すように電解コンデンサを構成する。
【００１８】
陽極箔と陰極箔とをセパレータを介在させて重ね、これらを巻回してコンデンサ素子１を形成する。陽極箔および陰極箔は、タンタル、アルミニウム等の弁作用金属から選択する。セパレータは、クラフト紙、マニラ紙、パルプ等の天然繊維を主体とするセパレータや、合繊繊維を混抄したものや、合繊繊維を主体としたもの等の中から選択する。
【００１９】
陽極箔および陰極箔の電極には、それぞれアルミニウム線２を接続している。アルミニウム線２は、コンデンサ素子と外部基板を接続するものであり、図２（ｂ）に示すように、このときアルミニウム線の断面は略円形である。
【００２０】
このように構成されたコンデンサ素子１とアルミニウム線２を、電解質として駆動用電解質または固体電解質と共に外装ケース３内に収容する。外装ケース３は、一例として有底形状の金属円筒を用いる。コンデンサ素子１とアルミニウム線２は、外装ケース３の開口部から内部に収容される。収容後、開口部は、封口体４によって封止される。
【００２１】
封口体４は弾性ゴム等で構成され、貫通孔５，５を備えている。貫通孔５を介して、アルミニウム線２の一部が外装ケース３の外部へ導出される。すなわち、封口体４はコンデンサ素子１を外装ケース３内部に封止する封止部であると同時に、アルミニウム線２を外部へ導出する導出部である。外部へ導出されたアルミニウム線２の一部は、封口体４の表面に対して直交する方向に延在する。これによって、コンデンサ素子１は外装ケース３内部に密封されると同時に、アルミニウム線２を介して外部と接続可能な状態となる。
【００２２】
（ステップＳ０２：粗面化処理）
外部へ導出されたアルミニウム線２の表面に対して、粗面化処理を行う。粗面化処理は、例えばブラスト処理により行う。ブラスト処理とは、ブラスト剤の微粒子を圧縮空気によって対象表面に吹き付けて、対象表面を粗くし、微細な凹凸をつける処理である。
【００２３】
ブラスト剤としては、多角形状の粒子を持つものを使用する。ガラスビーズのような球状の粒子を吹き付けた場合、アルミニウム線２の表面に形成される凹凸の溝が浅くなり、後述する潰し加工によって凹凸が消えてしまう可能性がある。多角形状の粒子を有するブラスト剤を使用すれば、潰し加工後も凹凸の溝が十分な深さを保ち、後述するめっき工程においてめっきが凹凸に入りこみやすくなる。
【００２４】
多角形状の粒子を有するブラスト剤としては、例えば破砕セラミックスを使用することができる。これはセラミックスを破砕して微粒子としたものである。平均粒子径が２００〜４００μｍのものが好ましい。この範囲を下回ると、粒子が衝突する力が弱くなり、十分な凹凸が形成されない。この範囲を上回ると、凹凸が大きくなりすぎてめっきの密着力が却って弱くなる。吹き付け距離は、吹き付け圧力との関係や、アルミニウム線の材質・硬度に応じて適宜選択することができる。
【００２５】
この粗面化処理を行うことにより、アルミニウム線２の表面は、図３に示すように微細な凹凸が形成された状態となる。
【００２６】
（ステップＳ０３：潰し加工）
粗面化処理を行ったアルミニウム線２に対して、直方体となるように潰し加工を施す。潰し加工後は、図４に示すように、断面が略矩形となる。潰し加工には一般的なプレス機等を用いる。アルミニウム線２の断面を略矩形になると、断面が円形である加工前の状態よりも、基板表面への接触面積が大きくなる。そのため、半田付け作業が容易となり、さらに半田濡れ性も向上することができる。
【００２７】
この潰し加工は、上述の粗面化処理の後に行うことが好ましい。その理由としては、ブラスト処理によって、アルミニウム線２には凹凸が形成され、厚さが不均一となる。ここで潰し加工を行うことによって、厚さを一定にすることができるため、半田濡れ性もより良好となる。ただし、この潰し加工によっては、アルミニウム線２が完全に平坦化されるものでは無く、先の粗面化処理によって形成された凹凸は、潰し加工の後でも、形成された状態となっている。
【００２８】
また、ブラスト処理において、ブラスト剤をアルミニウム線２に吹き付けた際の衝撃でアルミニウム線２の表面にバリが生じ、後述するめっき層の形成を阻害することがある。そこで、ブラスト処理後に潰し加工を行うことによって、バリを潰すことができるため、めっき層の形成状態が良好となる。
【００２９】
更には、潰し加工を行うと、アルミニウム線２が加工硬化を起こす。潰し加工後に粗面化処理を施しても、アルミニウム線２の表面が硬化しているため、凹凸の形成が不十分となる場合がある。しかしながら、本実施形態のように、粗面化処理後に潰し加工を施すことで、アルミニウム線２に十分な程度の凹凸を形成することができる。これによって、後述するめっき層形成において、この凹凸にめっき層が入り込み、めっき層とアルミニウム線２が十分に密着する。
【００３０】
（ステップＳ０４：折り曲げ加工）  
続いて、図５に示すように、アルミニウム線２を、封口体５の表面に近い位置で直角に折り曲げる。折り曲げ加工には一般的なプレス機等を用いる。アルミニウム線の、折り曲げによって封口体５の表面と平行になった部分が、基板と接続する接続部２１となる。接続部２１の形成によりアルミニウム線と基板との接続面積を広く確保でき、半田付け作業が容易となり、半田濡れ性も向上することができる。
【００３１】
なお、上述のステップＳ０３の潰し加工と、ステップＳ０４の折り曲げ加工とは、同一のプレス機を用いて同時に行うことも可能である。
【００３２】
この折り曲げ加工も、上述の粗面化処理の後に行うことが好ましい。折り曲げ加工後は、アルミニウム線２と外装ケース３との間隔が非常に近くなるため、アルミニウム線２に均一にブラスト処理を行うことは難しくなる。また、ブラスト処理時に封口体５や外装ケース３に影響を与える可能性があるためである。
【００３３】
（ステップＳ０５：めっき層形成）
アルミニウム線２の接続部２１に対して、電気めっきによりめっき層を形成する。例えば、ニッケルめっきや錫めっきを使用することができる。
【００３４】
図６に示すように、めっき層形成後の接続部２１は、粗面化処理で形成された凹凸の溝の中に、めっきが入り込んだ状態となっている。そのため、アルミニウム線とめっき層に高い密着性が得られていることがわかる。
【００３５】
本実施形態において、電解コンデンサは以上の工程で製造される。ここで、このように製造した電解コンデンサを基板等に半田付けで実装する方法の一例を、図７を用いて説明する。
【００３６】
実装時には、外装ケース３を上方、アルミニウム線２を下方に向け、アルミニウム線２の接続部２１を基板表面に向ける。このとき、アルミニウム線２の接続部２１のうち、封口体５の表面と向かい合う面を上面２１ａとし、上面と対向する面が底面２１ｂとする。
【００３７】
基板上のコンデンサ設置箇所には、予めペーストはんだが塗布されている。このペースト上に底面２１ｂを載置し、加熱する。加熱によって、はんだとアルミニウム線２のめっきとが溶融し、これが冷えて固まることで、電解コンデンサは基板上に固定される。
【００３８】
このとき、アルミニウム線２とめっきとの密着が不十分な場合には、図９（ｂ）で示すような半田濡れ性不良の状態が生じる。本実施形態の方法で製造された電解コンデンサは、上述したように、粗面化処理によってアルミニウム線２とめっき層とを十分に密着させている。したがって、図９（ａ）に示すように、アルミニウム線２の底面２１ｂのみならず、側面から上面２１ａにかけてもはんだが付着した、半田濡れ性良好な状態を得ることができる。
【実施例】
【００３９】
続いて、実施例に基いて、本発明をさらに詳細に説明する。
【００４０】
（１）実施例と比較例の構成
（実施例１）
陽極箔と陰極箔にアルミニウム線を接続し、両電極箔をセパレータを介して巻回し、両電極箔間に固体電解質層を生成したコンデンサ素子を形成した。このコンデンサ素子を電解液と共に有底筒状の外装ケースに挿入し、開口端部に封口ゴムを装着して、加締め加工によって封止した。アルミニウム線の一部は、封口ゴムの貫通孔から外部へ導出した。
【００４１】
次に、外部へ導出されたアルミニウム線の一部にブラスト処理を行って表面を粗面化した。ブラスト処理には、日本研削砥粒株式会社のサクランダムＦ８０を使用し、吹き付け圧力は０．２Ｍｐａ、吹き付け距離は３０ｍｍとした。ブラスト剤として、粒子が多角形状であり、平均粒子径が２００〜４００μｍの破砕セラミックスを使用した。
【００４２】
粗面化処理後、プレス機によってアルミニウム線の潰し加工及び折り曲げ加工を行った。最後に電気めっきでアルミニウム線に錫めっき層を形成して電解コンデンサを作製した。
【００４３】
（実施例２）
ブラスト処理における吹き付け距離を５０ｍｍとしたほかは、実施例１と同様に電解コンデンサを作製した。
【００４４】
（比較例１）
ブラスト処理を行わなかったほかは、実施例１と同様に電解コンデンサを作製した。
【００４５】
（比較例２）
ブラスト処理におけるブラスト剤として、粒子が球状であり、粒子径が５０〜８０μｍのガラスビーズを使用したほかは、実施例１と同様に電解コンデンサを作製した。
【００４６】
（比較例３）
ブラスト処理におけるブラスト剤として、粒子が球状であり、粒子径が５０〜８０μｍのガラスビーズを使用したほかは、実施例２と同様に電解コンデンサを作製した。
【００４７】
（２）実施例と比較例の比較
（ａ）潰し加工前、加工後のアルミニウム線断面状態の観察
実施例１，２及び比較例１，２について、潰し加工前及び加工後のアルミニウム線断面の状態をそれぞれ観察した。その観察結果を図８に示す。
【００４８】
ブラスト処理を行わなかった比較例１においては、潰し加工前後に関わらず、凹凸が形成されていない。
【００４９】
ガラスビーズを用いてブラスト処理を行った比較例２においては、潰し加工前は凹凸の形成が認められるものの、潰し加工後はほぼ平面化した状態となっている。
破砕セラミックスを用いてブラスト処理を行った実施例１においては、潰し加工を施した後であっても、粗面化した状態が保たれ、十分な凹凸が形成されている。
このように、実施例１ではめっき層が入り込み、めっき層とアルミニウム線が密着するのに十分な程度に粗面化が行われていることがわかる。
【００５０】
（ｂ）半田濡れ性の評価
実施例１，２及び比較例２，３について、半田濡れ性の評価を行った。評価の方法としては、各実施例及び比較例の電解コンデンサを、２０個ずつ用意する。プリント基板にはんだを塗布し、電解コンデンサのアルミニウム線の接続部を搭載し、加熱を行った。その後、各実施例及び比較例において、アルミニウム線の基板と接していない側面及び上面について、半田濡れ性を評価した。評価の結果を、表１に示す。
【００５１】
【表１】
0005870614.tif 000002
【００５２】
多角形状の粒子を有する破砕セラミックスを使用した実施例１，２は、球状の粒子を持つガラスビーズを使用した比較例２及び３と比べて、アルミニウム線の側面・上面においても半田濡れ性が良好である。この結果により、実施例１及び２においては、潰し加工後も粗面化した状態が保たれているので、めっき層がアルミニウム線と密着して半田付け時の脱落が防止されていることがわかる。
【００５３】
（他の実施形態）
以上のように、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そのような変形例も実施形態と共に発明の範囲や要旨に含まれる。
【００５４】
（１）上述した実施形態では、電解コンデンサとして巻回型のコンデンサ素子を金属円筒の外装ケースに収容し、開口部を封口体によって封止しているが、これに限らず、樹脂モールドタイプのチップ型コンデンサであってもよい。
【００５５】
樹脂モールドタイプのチップ型コンデンサについて、図１０を参照して説明する。なお、上述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５６】
まず、上述した実施形態と同様にコンデンサ素子１を形成する。その後、コンデンサ素子１の周囲に樹脂で外装樹脂層７を形成し、封止する。
【００５７】
外装樹脂層７の形成には、液状樹脂にコンデンサ素子１を浸漬するいわゆる浸漬法や、金型にコンデンサ素子１を配置した後、金型に樹脂を注入してコンデンサ素子１の周囲に外装樹脂層７を成型する成型法などがある。
【００５８】
本実施形態では、上述した実施形態と同様に、アルミニウム線２とめっき層６の密着性が向上し、これによるアルミニウム線と基板との半田付け性が向上する。この効果に加え、封口体を用いない構造であるため、封口体の厚さだけ高さの低いコンデンサを得ることができる。
【００５９】
（２）さらに、上述した実施形態は、積層型の電解コンデンサの製造方法にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  コンデンサ素子
２  アルミニウム線
３  外装ケース
４  封口体
５  貫通孔
６  めっき層
２１  接続部
２１ａ  上面
２１ｂ  底面
【図１】
0005870614.tif 000003
【図２】
0005870614.tif 000004
【図３】
0005870614.tif 000005
【図４】
0005870614.tif 000006
【図５】
0005870614.tif 000007
【図６】
0005870614.tif 000008
【図７】
0005870614.tif 000009
【図１０】
0005870614.tif 000010
【図８】
0005870614.tif 000011
【図９】
0005870614.tif 000012