(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用を有する金属の表面に誘電体酸化皮膜を形成した後、この誘電体酸化皮膜表面の一部に陰極層を形成することにより、陰極層を備えた本体部と、誘電体酸化皮膜が露出している陽極取出部とからなるコンデンサ素子を作製する第１ステップと、
上記陽極取出部における、本体部と陽極取出部の境界部に略平行で、且つ、本体部と接していない側の端部の誘電体酸化皮膜を除去する第２ステップと、
複数のコンデンサ素子を積層状態で、抵抗溶接によって、隣接するコンデンサ素子における陽極取出部同士を溶接固定すると同時に、最下位置にあるコンデンサ素子の陽極取出部の下面に陽極端子を溶接固定する第３ステップと、
を有し、
上記第３ステップにおいて、上記陽極端子が、上記コンデンサ素子の陽極取出部に溶接固定される箇所から、各コンデンサ素子の陽極取出部の誘電体皮膜が除去された端部の下方を越えて、各コンデンサ素子の本体部と反対側に伸びる態様で溶接固定される積層型固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
上記第２ステップにおいて、上記端部の誘電体酸化皮膜を除去することに加えて、陽極取出部の端部から溶接固定する部分まで誘電体酸化皮膜を除去する請求項１記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
上記第２ステップにおいて、上記陽極取出部の上面及び下面のうち何れか一方の面の誘電体酸化皮膜を除去する請求項１又は２記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
上記第２ステップにおいて、上記陽極取出部の上下両面の誘電体酸化皮膜を除去する請求項１〜３のいずれかに記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
上記第２ステップにおいて、上記陽極取出部の誘電体酸化皮膜をレーザー法にて除去する請求項１〜４のいずれかに記載の積層型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、積層型固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層型固体電解コンデンサは、以下の製造方法で作製されていた。即ち、図９に示すように、弁作用を有する金属１（例えば、アルミニウム）の表面に誘電体酸化皮膜２を形成し、この誘電体酸化皮膜２の表面のうち陽極取出部７を除き固体電解質層３とカーボン層４と銀ペイント層５とを順次形成してコンデンサ素子６を作製する。次いで、複数のコンデンサ素子６を積層状態で、陽極端子へ抵抗溶接することにより接続し、陰極端子へは導電接着剤により接続し、最後に外装樹脂を用いて被覆して積層型固体電解コンデンサを作製していた。【０００３】
なお、上記の各コンデンサ素子６を陽極端子に接続する抵抗溶接は、コンデンサ素子６の陽極取出部７と陽極端子を抵抗溶接にて接続し、その接続されたコンデンサ素子６の陽極取出部７に新たに積層させるコンデンサ素子６の陽極取出部７を溶接することを繰り返すことで積層している（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
ここで、抵抗溶接は、被溶接材を電極で加圧し、この加圧によって形成された通電路に短時間に大電流を流して抵抗発熱させ、被溶接材間を溶融接合させる方法である。このため、金属１がアルミニウムのように低抵抗、かつ高放熱性の材料では溶接の安定化は容易ではない。加えて、金属１の表面はエッチング加工されており、さらに熱的に安定である酸化皮膜２が形成されているため、溶接条件の設定が非常に困難であった。そこで、図７及び図８に示すように、陽極取出部７の溶接部分のみの酸化皮膜２をレーザー照射や機械的研磨等によって除去し、陽極取出部７に除去部分Ａが存在する方法が一般に行われている。
【特許文献１】特開平１１−１３５３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の溶接部分のみ酸化皮膜を除去する方法では、図７及び図８に示すコンデンサ素子を積み重ねて陽極取出部７を抵抗溶接する際に、火花や溶接バリが陽極取出部７の端部２１に発生するという問題が生じた。この火花や溶接バリの発生は、電極加圧時の金属１の変形及や溶接時の金属１の表面と内部の通電路が複雑に変化することに起因してスパークプラグのような状態が形成され、火花が発生したものと考えられる。そして、このような火花や溶接バリが発生すると、生産歩留の低下を招くと共に、溶接強度や製品信頼性が損なわれるという問題が生じる。【０００６】
本発明は、上記の実情を鑑みて考え出されたものであり、その目的は、抵抗溶接時に発生する火花や溶接バリを抑制して、生産歩留を向上すると共に、溶接強度や製品信頼性を向上した積層型固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１記載の発明は、積層型固体電解コンデンサの製造方法であって、弁作用を有する金属の表面に誘電体酸化皮膜を形成した後、この誘電体酸化皮膜表面の一部に陰極層を形成することにより、陰極層を備えた本体部と、誘電体酸化皮膜が露出している陽極取出部とからなるコンデンサ素子を作製する第１ステップと、上記陽極取出部における、本体部と陽極取出部の境界部に略平行で、且つ、本体部と接していない側の端部の誘電体酸化皮膜を除去する第２ステップと、複数のコンデンサ素子を積層状態で、抵抗溶接によって、隣接するコンデンサ素子における陽極取出部同士を溶接固定すると同時に、最下位置にあるコンデンサ素子の陽極取出部の下面に陽極端子を溶接固定する第３ステップと、を有し、上記第３ステップにおいて、上記陽極端子は、上記コンデンサ素子の陽極取出部に溶接固定される箇所から、各コンデンサ素子の陽極取出部の誘電体皮膜が除去された端部の下方を越えて、各コンデンサ素子の本体部と反対側に伸びる態様で溶接固定されることを特徴とする。
【００２１】
上記の如く、コンデンサ素子を積層溶接に先立って、第２ステップにおいてコンデンサ素子の陽極取出部には、本体部と陽極取出部の境界部に略平行で、且つ、本体部と接していない側の端部に誘電体酸化皮膜を除去することにより、抵抗溶接の際に電流が端部に逃げることができるので、火花や溶接バリの発生が抑制される。この結果、生産歩留が向上すると共に、溶接強度や製品信頼性の向上した積層型固体電解コンデンサを作製することができる。【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法であって、上記第２ステップにおいて、上記端部の誘電体酸化皮膜を除去することに加えて、陽極取出部の端部から溶接固定する部分まで誘電体酸化皮膜を除去することを特徴とする。
【００２３】
上記構成により、抵抗溶接時における通電領域が拡大するので、火花や溶接バリの発生が抑制された積層型固体電解コンデンサを作製することができる。【００２８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の積層型固体電解コンデンサであって、上記第２ステップにおいて、上記陽極取出部の上面及び下面のうち何れか一方の面の誘電体酸化皮膜を除去することを特徴とする。
【００３０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の積層型固体電解コンデンサであって、上記第２ステップにおいて、上記陽極取出部の上下両面の誘電体酸化皮膜を除去することを特徴とする。
【００３２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の積層型固体電解コンデンサであって、上記第２ステップにおいて、上記陽極取出部の誘電体酸化皮膜をレーザー法にて除去することを特徴とする。
【００３３】
このように誘電体酸化皮膜をレーザー法にて除去すれば、確実且つ迅速に誘電体酸化皮膜を除去できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、上記陽極取出部には、本体部と陽極取出部の境界部に略平行で、且つ、本体部と接していない側の端部に、誘電体酸化皮膜が除去されている部分が存在することにより、抵抗溶接の際に電流が端部に逃げることができるので、火花や溶接バリの発生を抑制できる。この結果、生産歩留が向上すると共に、溶接強度や製品信頼性が向上した積層型固体電解コンデンサが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、この発明に係る積層型固体電解コンデンサを、図１及び図２に基づいて詳述する。なお、この発明における積層型固体電解コンデンサは、以下の実施例に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。【００３６】
（積層型固体電解コンデンサの構成）
図１は本発明に係る積層型固体電解コンデンサの縦断面図、図２は外装樹脂を取り除いた状態での平面図である。積層型固体電解コンデンサ１０は、複数枚積層されたコンデンサ素子６を備え、積層状態の最下位置にあるコンデンサ素子６下面に、陽極端子１２及び陰極端子１３を取り付けて構成され、コンデンサ素子６、陽極端子１２及び陰極端子１３は、陽極端子１２及び陰極端子１３の下面を残して合成樹脂１４にて覆われる。コンデン-コンデンサ素子６は、弁作用を有する金属１の表面に誘電体酸化皮膜２が形成され、こ
の誘電体酸化皮膜２の表面の一部に形成された固体電解質層（例えば、ポリチオフェン系の導電性ポリマー）３とカーボン層４と銀ペイント層５とからなる陰極層を備える本体部８と、誘電体酸化皮膜２が露出している陽極取出部７とを備えおり、このコンデンサ素子６を複数枚積層状態で、隣接するコンデンサ素子６における陽極取出部７同士を溶接固定し、隣接するコンデンサ素子６における本体部８同士を導電性接着剤１７で接着固定して積層型固体電解コンデンサ１０が形成されている。【００３７】
ここで、積層型固体電解コンデンサ１０に用いられるコンデンサ素子６は、図２に示すように、陽極取出部７の溶接固定部分２０から端部２１まで、誘電体酸化皮膜２が除去されている除去部分Ａが存在している。この除去部分Ａの存在により、抵抗溶接時に発生する火花や溶接バリが抑制された積層型固体コンデンサ１０が構成されている。なお、金属１としてはアルミニウムに限定されず、タンタル、ニオブ等であってもよく、固体電解質層３としてはポリチオフェン系の導電性ポリマーに限定されず、ポリピロール系、ポリアニリン系、ポリフラン系等の導電性ポリマーや二酸化マンガンであってもよい。【００３８】
（積層型固体電解コンデンサの製造方法）
先ず、コンデンサ素子６の製造方法を示すが、該方法は従来と同じである。先ず金属１を所定濃度のリン酸等の水溶液中で所定電圧にて化成処理し、金屑酸化物からなる誘電体酸化皮膜２を形成させた。なお、誘電体酸化皮膜２の膜厚は約０．０５μｍである。次に、３，４−エチレンジオキシチオフェン、Ｐ−トルエンスルホン酸第二鉄、１−ブタノールからなる混合液に前記コンデンサ素子６を所定の位置まで浸漬させ、誘電体酸化皮膜２上に導電性高分子ポリマーである３，４−エチレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層３を化学酸化重合にて形成した。固体電解質層形成終了後の素子を、水溶液や有機溶媒にカーボン粉末を拡散させた溶液中に浸漬させ、所定の温度と時間にて乾燥させるという工程を数回繰り返し、カーボン層４を形成させた。さらに、銀ペイント層５の形成を行ってコンデンサ素子６を作製する。【００３９】
次いで、複数のコンデンサ素子６の積層溶接に先立って、誘電体酸化皮膜２の除去を行う。具体的には、レーザー照射により、陽極取出部７の溶接固定部分２０から端部２１まで、誘電体酸化皮膜２を除去した。このレーザー照射のレーザーパワーは３〜５ＫＷで行なった。【００４０】
次いで、誘電体酸化皮膜２の除去部分Ａが存在するコンデンサ素子６を抵抗溶接法で陽
極端子１２へ接続し、コンデンサ素子６の本体部８を陰極端子１３に導電性接着剤１７で接着させ、複数枚のコンデンサ素子６を積み重ねることで積層化(本例では、４枚とした)し、最後に外装樹脂１４にて封止して完成させた。【００４１】
ここで、上記製造方法によれば、抵抗溶接時に、誘電体酸化皮膜２の除去部分Ａが溶接固定部分２０から端部２１まで存在することにより、火花や溶接バリの発生が抑制される。この結果、生産歩留が向上すると共に、溶接強度や製品信頼性が向上した積層型固体コンデンサ１０が得られることになる。【００４２】
（その他の事項）
（１）上記製造方法では、レーザー照射により誘電体酸化皮膜２を除去したが、刃等の機械的手段により誘電体酸化皮膜２を除去するようにしてもよい。【００４３】
（２）誘電体酸化皮膜２の除去部分Ａを、図３に示すように、陽極取出部７の両側部周辺まで広げるようにしてもよく、図４に示すように陽極取出部７における陽極取出部７と本体部８の境界部周辺まで広げるようにしてもよい。このようにすれば、抵抗溶接時における通電面積が拡大するので、溶接時に発生する火花や溶接バリを抑制することができる。加えて、コンデンサ素子６を積層する際に位置ずれがあっても、溶接固定部分２０が除去部分Ａの範囲内に存在させることができるので、溶接時に発生する火花や溶接バリを抑制することができる。【００４４】
（３）溶接固定部分２０の誘電体酸化皮膜２は除去せず、陽極取出部７の端部２１のみ誘電体酸化皮膜２を除去するようにしてもよい。このようにしても、溶接時に発生する火花や溶接バリを抑制することが可能である。【００４５】
（４）誘電体酸化皮膜の除去部分は、陽極取出部７の上面に限らず、下面であってもよく、上下両面であってもよい。
【実施例】
【００４６】
（実施例）
実施例の積層型固体電解コンデンサとしては、上記発明を実施するための最良の形態で説明した積層型固体電解コンデンサと同様にして作製したものを用いた（図５、図６参照）。【００４７】
このようにして作製した積層型固体電解コンデンサを、以下、本発明コンデンサＸと称する。【００４８】
（比較例）
比較例の積層型固体電解コンデンサとしては、誘電体酸化皮膜２を溶接固定部分２０のみ除去したことの他は、本発明コンデンサＸと同様にして作製したものを用いた（図７、図８参照）。【００４９】
このようにして作製した積層型固体電解コンデンサを、以下、比較コンデンサＹと称する。
（実験）
本発明コンデンサＸと比較コンデンサＹをそれぞれ１５０個作製し、それぞれについて溶接の良否状態を調べたので、その結果を表１に示す。【００５０】
【表１】
0004660544.tif 000002
【００５１】
表１において、溶接不良とは、コンデンサ素子の離脱・破れ・溶接バリの発生数を指しており、試験個数１５０に対する不良数を表す。【００５２】
（実験結果の検討）
表１より明らかなように、比較コンデンサＹの溶接不良率は５．３％であるのに対して、本発明コンデンサＸの溶接不良率は０％であることが認められる。このような結果が得られたのは、以下の理由による。即ち、比較コンデンサＹでは、誘電体酸化皮膜２の除去部分Ａが溶接固定部分２０に限られていたのに対して、本発明コンデンサＸでは、誘電体酸化皮膜２の除去部分Ａが溶接固定部分２０から端部２１まで存在していたので、抵抗溶接時に電流が端部２１に逃げることができること及び通電領域が拡大することにより、火花や溶接バリの発生が抑制されたものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、積層型固体電解コンデンサに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る積層型固体電解コンデンサの縦断面図。
【図２】本発明に係る積層型固体電解コンデンサ外装において外装樹脂を取り除いた状態での平面図。
【図３】誘電体酸化皮膜除去部分の他の変形例を示す図。
【図４】誘電体酸化皮膜除去部分のさらに他の変形例を示す図。
【図５】本発明コンデンサＸにおける誘電体酸化皮膜の除去状態を示す平面図。
【図６】本発明コンデンサＸにおける誘電体酸化皮膜の除去状態を示す縦断面図。
【図７】比較コンデンサＹにおける誘電体酸化皮膜の除去状態を示す平面図。
【図８】比較コンデンサＹにおける誘電体酸化皮膜の除去状態を示す縦断面図。
【図９】従来例のコンデンサ素子の断面図。
【符号の説明】
【００５５】
１：金属
２：誘電体酸化皮膜
３：固体電解質層
４：カーボン層
５：銀ペイント層
６：コンデンサ素子
７：陽極取出部
８：本体部
１０：積層型固体電解コンデンサ
２０：溶接固定部
２１：陽極取出部の端部
Ａ：除去部分
【図１】
0004660544.tif 000003
【図２】
0004660544.tif 000004
【図３】
0004660544.tif 000005
【図４】
0004660544.tif 000006
【図５】
0004660544.tif 000007
【図６】
0004660544.tif 000008
【図７】
0004660544.tif 000009
【図８】
0004660544.tif 000010
【図９】
0004660544.tif 000011