(57)【要約】【課題】表面に酸化皮膜を有する複数の電極箔を冷間圧接によって接合する際に、簡素な工程で行うことができ、かつその接合状態が不十分となることを防止できる電解コンデンサの製造方法を提供すること。【解決手段】化成処理により酸化皮膜が形成された陽極箔１の端子部１ａに金属板８を固定配置する固定工程と、金属板８が固定された少なくとも一枚の陽極箔１を介在させた複数枚の陽極箔１を積層する積層工程と、積層された陽極箔１の端子部１ａを、その積層方向に冷間圧接して互いに接合する接合工程と、を含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化皮膜を形成した電極箔の一部を接合部として重ね合わせて冷間圧接法にて接合したコンデンサ素子を備える電解コンデンサの製造方法であって、
前記電極箔の接合部に金属板を固定配置する固定工程と、前記接合部に金属板が固定された少なくとも一枚の電極箔を介在させた複数枚の電極箔を積層する積層工程と、前記積層された電極箔の接合部を、その積層方向に冷間圧接して互いに接合する接合工程と、を含むことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記電極箔の各接合部には、前記金属板が固定配置され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】
前記固定工程の前に、少なくとも一枚のシート体を切断して前記接合部を有する電極箔を複数枚形成する切断工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または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、冷間圧接法を用いて複数の電極箔の一部を接合部として重ね合わせて接合して形成された積層体としてのコンデンサ素子を備える電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層された電極箔と金属板を冷間圧接法によって接合する方法があり、この方法では、電極箔を重ね合わせた積層体と金属板とを一体化するために、積層体の積層方向の片面若しくは両面に金属板を重ねるようにし、これらを冷間圧接金型によって上下に挟み込む冷間圧接法によって接合するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−５２７６６号公報（第２頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンデンサとしての特徴となる働きを担う主な部分は陽極、陰極、絶縁体で構成されており、特にアルミ電解コンデンサにおいては、拡面処理であるエッチング処理を施した陽極箔に化成処理により酸化皮膜を形成している。しかしながら、このような電極箔と金属板を、特許文献１に記載の冷間圧接法により接合すると、酸化皮膜層は絶縁体であり、また酸化皮膜層は拡面化した電極箔の表面を覆うように形成されているため、電極箔同士を接合しにくいばかりか、冷間圧接金型を用いて電極箔の積層方向に圧接した際に、この拡面化した電極箔表面に酸化皮膜を有する電極箔は延伸作用がないため切断される。この傾向は、中高圧用の直流によりエッチング処理を施した電極箔で顕著である。また、延伸作用を有する金属板は圧接方向に延びるが、その延伸作用の限度を超えると金属板も切断されてしまう。そのため積層された電極箔が厚いと、一部の電極箔は金属板と接合できなくなるばかりか、電極箔同士の接合状態も不十分となってしまう虞がある。そこで、陽極箔における接合部分に酸化皮膜が無い状態とするために、前述した化成処理により生成された酸化皮膜を除去した後に接合作業を行う方法や、陽極箔の接合部分にマスキング等を行った後に前述した化成処理を行う方法が採られる場合があるが、何れの方法も工程が煩雑となるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、拡面化した電極箔の表面に酸化皮膜を有する電極箔の一部を接合部として冷間圧接によって接合する際に、簡素な工程で行うことができ、かつその接合状態が不十分となることを防止できる電解コンデンサ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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の電解コンデンサの製造方法は、
酸化皮膜を形成した電極箔の一部を接合部として重ね合わせて冷間圧接法にて接合したコンデンサ素子を備える電解コンデンサの製造方法であって、
前記電極箔の接合部に金属板を固定配置する固定工程と、前記接合部に金属板が固定された少なくとも一枚の電極箔を介在させた複数枚の電極箔を積層する積層工程と、前記積層された電極箔の接合部を、その積層方向に冷間圧接して互いに接合する接合工程と、を含むことを特徴としている。
この特徴によれば、電極箔の接合部を積層方向に冷間圧接した際に、積層された接合部の間に介在された金属板が圧接方向に延びるようになり、接合部が冷間圧接により切断されても、該接合部の間に介在された金属板が互いの電極箔の接合部子部を接合するようになり、十分な接合状態を得ることができる。また、酸化皮膜を除去する工程等の冷間圧接以外の工程を設ける必要がなく、接合工程の簡素化を図ることができる。
【０００７】
本発明の電解コンデンサの製造方法は、
前記電極箔の各接合部には、前記金属板が固定配置されることを特徴としている。
この特徴によれば、複数枚の電極箔の各接合部に金属板が配置されるようになり、冷間圧接された接合部は必ず金属板と接合されるようになり、その接合状態をより向上させることができる。
【０００８】
本発明の電解コンデンサの製造方法は、
前記固定工程の前に、少なくとも一枚のシート体を切断して前記接合部を有する電極箔を複数枚形成する切断工程をさらに含むことを特徴としている。
この特徴によれば、少なくとも一枚のシート体から一度に複数枚の電極箔を形成でき、電極箔の箔の大量生産が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】シート体を示す平面図である。
【図２】化成工程を示す概念図である。
【図３】固定工程を示す概念図である。
【図４】固定工程の変形例を示す概念図である。
【図５】陽極箔と陰極箔を示す平面図である。
【図６】積層された陽極箔の端子部を冷間圧接する状態を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、冷間圧接金型を示す正面図であり、（ｂ）は、冷間圧接金型を示す底面図である。
【図８】冷間圧接金型により冷間圧接される陽極箔の端子部を示す平面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ断面に対応した陽極箔の端子部を示す画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る電解コンデンサの製造方法を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００１１】
実施例に係る電解コンデンサにつき、図１から図９を参照して説明する。本実施例のコンデンサとして、電解コンデンサを例示して説明する。この電解コンデンサは、アルミニウムで形成された複数の陽極箔１、陰極箔２及び該箔間にセパレータ１７を挟んで積層した本実施例におけるコンデンサ素子３を、駆動用電解液とともに有底筒状の外装ケースに収納し、この外装ケースに形成された開口を封口体で密封するとともに、コンデンサ素子３から導いたタブ４，５を封口体に貫通させて外部に導出させるものである（図５及び図６参照）。
【００１２】
図１に示すように、陽極箔１を製造する際には、エッチング処理及び化成処理により表面にエッチング層及び酸化皮膜層７を形成したアルミニウムからなる１枚のシート体１１を用意する。そして、先ず第一打抜工程にて金型を用いてシート体１１を打ち抜くことで、複数枚の矩形の陽極箔１を形成する。この第一打抜工程にて各陽極箔１には、接合部として一辺から突出した端子部１ａが形成される。尚、本実施例では、第一打抜工程が切断工程を構成している。
【００１３】
第一打抜工程にて打ち抜かれたシート体１１には、複数枚の陽極箔１とともに、その周囲にリードフレーム１２が形成される。互いの陽極箔１同士、及び陽極箔１とリードフレーム１２とは、互いにランナー部１３により接続されている。
【００１４】
図２に示すように、次に化成工程にて化成処理によりシート体１１の前記第一打抜工程にて打抜かれた電極箔の切断面等に酸化皮膜を形成する。この化成工程では、容器体１４の内部に満たされた化成液１５にシート体１１を浸す。この容器体１４とシート体１１とは、それぞれ電源部１６に接続されている。
【００１５】
この状態で電源部１６のスイッチを入れて電流を流すと、シート体１１における陽極箔１の切断面に酸化皮膜が形成され、また前記第一打抜工程の際に劣化した陽極箔の表面の酸化皮膜が修復される（図９参照）。本実施例では、陽極箔１が有する酸化皮膜がコンデンサの構成要素である絶縁体となっている。このように、第一打抜工程にて、リードフレーム１２と接続される小面積のランナー部１３のみを残して切断し、このシート体１１を化成液１５に浸して化成処理を行うことで、陽極箔１の略全面に酸化皮膜を形成することができ、後述するコンデンサ素子の形成後での化成処理工程時間を短縮できるとともに、シート体１１に各陽極箔が連接された状態であるためその取り扱いも容易である。
【００１６】
図３に示すように、次に固定工程にて本実施例における金属板としてのアルミ板８が陽極箔１の端子部１ａに固定配置される。この固定工程では、１つの端子部１ａに対して、この端子部１ａとほぼ同じ大きさに形成された１枚のアルミ板８が配置される。そして、所定の固定手段によりアルミ板８と陽極箔１の端子部１ａとが接合される。
【００１７】
尚、アルミ板８を陽極箔１の端子部１ａに固定する固定手段は、冷間圧接、レーザー溶接、超音波溶接、抵抗溶接、プレス加工、接着剤等の金属部材同士を接合するなんらかの固定手段であればよい。
【００１８】
図４は、固定工程の変形例を示している。変形例の固定工程では、縦列に並んだ複数枚の端子部１ａに対して、１枚の帯状のアルミ帯８’が配置される。このアルミ帯８’はシート体１１の縦方向の長さとほぼ同じ長さになっている。そして、所定の固定手段によりアルミ帯８’と複数枚の陽極箔１の端子部１ａとが接合される。このようにして固定されたアルミ帯８’は、後工程の第二打抜工程にてそれぞれの端子部１ａ毎に切断されて、１つの陽極箔１の端子部１ａに１つのアルミ板８が固定配置されるようになる。
【００１９】
図３または図４に示す固定工程が終了した後、第二打抜工程として、シート体１１のランナー部１３が切断され、複数枚の陽極箔１が製造される。尚、陽極箔１におけるランナー部１３が切断された部位は、酸化皮膜が無い状態になるが、この程度の小さな部位は、コンデンサ素子３を、電解液とともに外装ケースに収納した後に、化成処理を行い酸化皮膜を形成する。
【００２０】
更に尚、特に図示はしないが、陰極箔２を製造する際も陽極箔１と同様に、打抜工程にて１枚のシート体を打ち抜いて陰極箔２を形成する。そして、シート体のランナー部を切断することで、複数枚の陰極箔２が製造される。なお化成工程も陽極箔１の際と同様に行うとよい。
【００２１】
図５に示すように、陽極箔１及び陰極箔２は平面視で略矩形状を成し、これら陽極箔１及び陰極箔２には、それぞれの一辺から突出された端子部１ａ，２ａが形成されている。そして、陽極箔１の端子部１ａには、前述した固定工程にて接合されたアルミ板８が固定配置されている。
【００２２】
図６に示すように、次に積層工程にて陽極箔１、陰極箔２及びセパレータ１７を積層してコンデンサ素子を形成する。なお図示しないが、コンデンサ素子の外周をテープ基材にて巻き止め、コンデンサ素子の形状固定を行なうとよい。陽極箔１、陰極箔２及びセパレータ１７が積層されると、陽極箔１の端子部１ａ同士、及び陰極箔２の端子部２ａ同士がそれぞれ積層される。積層された陽極箔１の各端子部１ａには、アルミ板８が固定されているため、陽極箔１の端子部１ａとアルミ板８とが交互に積層される。
【００２３】
尚、積層された陽極箔１の端子部１ａの最上面には、アルミ板８が配置されるようになっている。更に尚、積層された陽極箔１及び陰極箔２の各端子部１ａ，２ａの最下面には、タブ４，５が配置されるようになっている。
【００２４】
次に接合工程にて陽極箔１及び陰極箔２の各端子部１ａ，２ａを、その積層方向に冷間圧接して互いに接合し、コンデンサ素子３を形成する。尚、図６において積層方向は上下方向となっている。更に尚、陽極箔１及び陰極箔２の各端子部１ａ，２ａは、それぞれ同様の冷間圧接金型９を用いて冷間圧接される。
【００２５】
ここで、接合工程にて用いる冷間圧接金型９（ＣＷチップ）の形状を説明する。図７（ａ）に示すように、冷間圧接金型９は正面視で略台形状を成し、底面９ａにゆくに従って幅狭になる形状となっており、左右側面にテーパ面９ｂが形成されている。また、図７（ｂ）に示すように、底面視で左右方向の長い長方形状を成し、前後に平坦面９ｃが形成されている。
【００２６】
接合工程では、積層された陽極箔１及び陰極箔２を台座（図示略）上に載置し、上方から陽極箔１及び陰極箔２の各端子部１ａ，２ａを冷間圧接金型９を用いて圧接する。すると陽極箔１及び陰極箔２の各端子部１ａ，２ａは、台座（図示略）と冷間圧接金型９との間に挟まれて冷間圧接される。この接合工程にて、陽極箔１の端子部１ａとアルミ板８とタブ４が接合され、かつ陰極箔２の端子部２ａとタブ５が接合される。
【００２７】
尚、図８に示すように、陽極箔１の端子部１ａにおいて冷間圧接金型９に圧接される部位は、端子部１ａに固定されたアルミ板８の端部側の部位となっている。前述した冷間圧接金型９により、端子部１ａ及びアルミ板８は冷間圧接金型９の前後の平坦面９ｃにより切断されるとともに、冷間圧接金型９の左右のテーパ面９ｂにより最上部から最下部にゆくに従い押し潰されるようになる（図９参照）。
【００２８】
図９に示すように、酸化皮膜が形成されているため、陽極箔１の端子部１ａは、冷間圧接金型９のテーパ面９ｂにより引き千切られる場合があるが、酸化皮膜７が形成されていないアルミ板８は、その延伸作用により引き千切られずに延びるようになっており、全ての端子部１ａがアルミ板８を介して電気的に接合できるようになっている。ここで、アルミ板８の厚みは、陽極箔１の片面に形成されたエッチング層及び酸化皮膜層７（３０〜４０μ程度）の厚さよりも厚いと好ましい。端子部１ａ同士を冷間圧接にて接合する際に、アルミ板８がエッチング層及び酸化皮膜層７の厚さより厚いため、冷間圧接金型により、アルミ板が該エッチング層及び酸化皮膜層７を貫通して陽極箔の芯金部６に到達しやくなり、接続の信頼性が向上する。なおこのアルミ板８は、表面には極薄い自然酸化皮膜は形成されていてもよい。
【００２９】
以上、本実施例では、化成処理により酸化皮膜が形成された陽極箔１の端子部１ａにアルミ板８を固定配置する固定工程と、アルミ板８が固定された少なくとも一枚の陽極箔１を介在させた複数枚の陽極箔１を積層する積層工程と、積層された陽極箔１の端子部１ａを、その積層方向に冷間圧接して互いに接合する接合工程と、を含むことで、陽極箔１を積層方向に冷間圧接した際に、積層された陽極箔１の端子部１ａの間に介在されたアルミ板８が圧接方向に延びるようになり、端子部１ａが冷間圧接により切断されても、陽極箔１の端子部１ａの間に介在されたアルミ板８が互いの陽極箔１の端子部１ａを接合するようになり、十分な接合状態を得ることができる。また、酸化皮膜を除去する工程等の冷間圧接以外の工程を設ける必要がなく、接合工程の簡素化を図ることができる。
【００３０】
また、複数枚の陽極箔１の各端子部１ａには、アルミ板８が固定配置されることで、複数枚の陽極箔１の各端子部１ａにアルミ板８が配置されるようになり、冷間圧接された陽極箔１は必ずアルミ板８と接合されるようになり、その接合状態をより向上させることができる。
【００３１】
また、固定工程の前に、少なくとも一枚のシート体１１を打ち抜いて端子部１ａを有する陽極箔１を複数枚形成する打抜工程をさらに含むことで、少なくとも一枚のシート体１１から一度に複数枚の陽極箔１を形成でき、陽極箔１の大量生産が容易に行える。
【００３２】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００３３】
例えば、前記実施例では、１枚のシート体１１を打ち抜くことで、複数枚の陽極箔１を同時に製造しているが、複数枚のシート体１１を積層して打ち抜くことで、複数枚の陽極箔１を同時に大量に製造することもできる。
【符号の説明】
【００３４】
１                陽極箔（電極箔）
１ａ              端子部（接合部）
２                陰極箔
２ａ              端子部
３                コンデンサ素子
４，５            タブ
６                芯金部
７                エッチング層及び酸化皮膜
８                アルミ板（金属板）
８’              アルミ帯（金属板）
９                冷間圧接金型
９ａ              底面
９ｂ              テーパ面
９ｃ              平坦面
１１              シート体
１２              リードフレーム
１３              ランナー部
１４              容器体
１５              化成液
１６              電源部
１７              セパレータ
【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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