(57)【要約】【課題】カーボン層の上に銀ペーストを薄く均一に塗布することのできる固体電解コンデンサの製造方法を提供する。【解決手段】  弁作用金属からなる陽極体20に化成被膜21、固体電解質層22、カーボン層23を形成することによりコンデンサ素子11を作成し、該コンデンサ素子11を銀ペースト31に浸漬させ引き上げることによりカーボン層23の外周に銀ペースト層30を形成し、該銀ペースト層30にリードフレーム40を電気的に接続する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法において、銀ペースト層30の形成は、コンデンサ素子11を銀ペースト31に対して、上下方向及び横方向に相対的に振動させつつ、コンデンサ素子11を銀ペースト31に浸漬させ引き上げることにより行なう。【選択図】  図３
2005109317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる陽極体(20)に化成被膜(21)、固体電解質層(22)、カーボン層(23)を形成することによりコンデンサ素子(11)を作成し、該コンデンサ素子(11)を銀ペースト(31)に浸漬させ引き上げることによりカーボン層(23)の外周に銀ペースト層(30)を形成し、該銀ペースト層(30)にリードフレーム(40)を電気的に接続する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法において、
銀ペースト層(30)の形成は、コンデンサ素子(11)を銀ペースト(31)に対して、上下方向及び横方向に相対的に振動させつつ、コンデンサ素子(11)を銀ペースト(31)に浸漬させ引き上げることにより行なう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】
横方向の振幅は、コンデンサ素子(11)の幅の０.０１〜０.５倍である請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
コンデンサ素子(11)の上下方向の振動数は、３０〜１００Ｈｚであり、横方向の振動数は、５０〜３００Ｈｚである請求項１又は請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
弁作用金属からなる陽極体(20)に化成被膜(21)、固体電解質層(22)、カーボン層(23)を形成することによりコンデンサ素子(11)を作成し、該コンデンサ素子(11)を銀ペースト(31)に浸漬させ引き上げることによりカーボン層(23)の外周に銀ペースト層(30)を形成し、該銀ペースト層(30)にリードフレーム(40)を電気的に接続する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法において、
銀ペースト層(30)の形成は、コンデンサ素子(11)を銀ペースト(31)に浸漬して行なわれ、
銀ペースト(31)からコンデンサ素子(11)を引き上げた後、コンデンサ素子(11)を回転させ、コンデンサ素子(11)に余分に付着した銀ペースト(31)を遠心力により振り落とす工程を有す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５】
弁作用金属からなる陽極体(20)に化成被膜(21)、固体電解質層(22)、カーボン層(23)を形成することによりコンデンサ素子(11)を作成し、カーボン層(23)の外周に銀ペースト(31)を塗布して銀ペースト層(30)を形成し、該銀ペースト層(30)にリードフレーム(40)を電気的に接続する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法において、
銀ペースト層(30)は、銀ペースト(31)を塗布した薄膜状の伸縮性材料(80)に、コンデンサ素子(11)を押しつけることにより形成するようにしたことを特徴とする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、カーボン層の上に銀ペーストを薄く均一に塗布することのできる固体電解コンデンサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体電解コンデンサ(10)は、図１に示すように、弁作用金属からなる陽極体(20)に、化成被膜(21)、固体電解質層(22)、カーボン層(23)を順に積層してなるコンデンサ素子(11)の表面に、銀ペースト層(30)を形成し、図２に示すように、リードフレーム(40)(42)を接着し、樹脂(50)で被覆し、エージング処理を行なって作成される。
銀ペースト層(30)は、銀、バインダ及びバインダを溶かす溶媒(揮発性成分)からなる銀ペーストに、コンデンサ素子(11)を浸漬することにより形成される。
銀ペーストに、コンデンサ素子(11)を上下に振動させつつ浸漬、引き上げを行ない、コンデンサ素子(11)の表面に銀ペースト層(30)を形成することにより、銀ペースト層(30)をコンデンサ素子に能率的に薄く塗布する技術がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２１２８４号公報(全文)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
銀ペーストに、コンデンサ素子を上下に振動させつつ浸漬し引き上げて、銀ペースト層を形成した場合、コンデンサ素子の底面に銀ペーストが多く残留し、銀ペースト層が肉厚に形成されてしまうことがある。この場合、底面の余分に付着した銀ペーストをワイパー等でふき取る工程を追加する必要がある。また、上下振動のみで銀ペースト層を形成しようとした場合、銀ペーストに気泡が発生し、気泡が形成された銀ペースト層内に残留することがある。
また、固体電解コンデンサは、小型化が要求されるから、銀ペースト層(30)もできるだけ薄く且つ均一に被覆することが要求される。銀ペースト層を薄く形成するには、銀ペーストの粘度を低くすればよい。しかしながら、銀ペーストの粘度を低くすると、図１中丸印Ａで示すコンデンサ素子(11)の上端部に銀ペーストが付着しない箇所が生ずることがあった。
これらは、固体電解コンデンサのＥＳＲ(等価直列抵抗)等の特性の品質低下を招く原因となる。
本発明の目的は、銀ペーストをコンデンサ素子の表面に、塗り漏れなく薄く、均一に塗布できる固体電解コンデンサ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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属からなる陽極体に化成被膜、固体電解質層、カーボン層を形成することによりコンデンサ素子を作成し、該コンデンサ素子を銀ペーストに浸漬させ引き上げることによりカーボン層の外周に銀ペースト層を形成し、該銀ペースト層にリードフレームを電気的に接続する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法において、
銀ペースト層の形成は、コンデンサ素子を銀ペーストに対して、上下方向及び横方向に相対的に振動させつつ、コンデンサ素子を銀ペーストに浸漬させ引き上げることにより行なう。
【０００６】
本発明の請求項４に記載の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属からなる陽極体に化成被膜、固体電解質層、カーボン層を形成することによりコンデンサ素子を作成し、該コンデンサ素子を銀ペーストに浸漬させ引き上げることによりカーボン層の外周に銀ペースト層を形成し、該銀ペースト層にリードフレームを電気的に接続する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法において、
銀ペースト層の形成は、コンデンサ素子を銀ペーストに浸漬して行なわれ、
銀ペーストからコンデンサ素子を引き上げた後、コンデンサ素子を回転させ、コンデンサ素子に余分に付着した銀ペーストを遠心力により振り落とす工程を有する。
【０００７】
本発明の請求項５に記載の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属からなる陽極体に化成被膜、固体電解質層、カーボン層を形成することによりコンデンサ素子を作成し、カーボン層の外周に銀ペーストを塗布して銀ペースト層を形成し、該銀ペースト層にリードフレームを電気的に接続する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法において、
銀ペースト層は、銀ペーストを塗布した薄膜状の伸縮性材料に、コンデンサ素子を押しつけることにより形成するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法によれば、コンデンサ素子を銀ペーストに対して上下方向及び横方向に相対的に振動させることにより、コンデンサ素子の表面付近の銀ペーストの実質的な粘度を低下できる。従って、銀ペーストの粘度が高くてもコンデンサ素子に薄く塗布できる。
コンデンサ素子を銀ペーストに対して上下だけでなく横方向にも振動させることにより、コンデンサ素子を銀ペーストに浸漬させたときに、コンデンサ素子の上端近傍まで均一に銀ペーストを付着させることができ、塗り漏れを防止することができる。また、コンデンサ素子を銀ペーストから引き上げる際に、コンデンサ素子と銀ペーストとの相対的な横方向の振動と、銀ペーストの表面張力によって、コンデンサ素子の底面に余分な銀ペーストが付着、残留することはない。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の固体電解コンデンサの製造方法によれば、コンデンサ素子を銀ペーストに浸漬させて引き上げた後、コンデンサ素子を回転させることにより、コンデンサ素子に付着した余分な銀ペーストが遠心力により振り飛ばされる。これにより、銀ペースト層は薄く且つ均一に形成することができる。
【００１０】
本発明の請求項５に記載の固体電解コンデンサの製造方法によれば、銀ペーストの塗布された伸縮性材料にコンデンサ素子を押しつけることにより、伸縮性材料が伸びて、コンデンサ素子の外周を覆う。これにより、伸縮性材料に塗布された銀ペーストがコンデンサ素子の表面に薄く付着し、銀ペースト層が形成される。
形成された銀ペースト層は、厚さが均一で、非常に薄いものとなる。
【００１１】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、何れの場合も、気泡が残留することなくコンデンサ素子に銀ペースト層を塗り漏れなく均一に、且つ、厚さを従来(８０〜１５０μｍ)の約半分以下(約５０μｍ以下)に形成することができる。
【００１２】
その結果、ＥＲＳ特性等を改善して品質の向上を図ることができ、固体電解コンデンサの小型化の要求にも応じることができる。
さらに、後工程におけるリードフレームの接着時の接続不良やズレを防止できると共に、コンデンサ素子の樹脂被覆時の傾斜等を防止できる。
これら効果により、歩留りの向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
実施形態１は、コンデンサ素子(11)を銀ペースト(31)に浸漬する際に、上下及び横方向に振動を加えることにより、銀ペースト層(30)を均一且つ薄く形成する実施例に関するものである。
【００１４】
固体電解コンデンサ(10)は、図１に示すように、Ｔａ、Ａｌ、Ｎｂ等の弁金属によって形成され、リードワイヤ(41)の接続された陽極体(20)の表面に、電解酸化処理にて誘電体化成被膜(21)を形成し、該誘電体化成被膜(21)上に、ＭｎＯ2の無機固体電解質或いは導電性ポリマー等の有機固体電解質からなる固体電解質層(22)を形成し、該固体電解質層(22)上にカーボン層(23)を被覆してなるコンデンサ素子(11)を有する。
【００１５】
陽極である弁金属にはＴａ焼結体を例示でき、が使用され、陰極である固体電解質層(22)には導電性ポリマーであるポリピロールを例示できる。
【００１６】
図３は、コンデンサ素子(11)に銀ペースト層(30)を形成する装置を示している。銀ペースト(31)は、上面が開口した容器(69)に入れられており、コンデンサ素子(11)は、以下に詳述する素子振動装置(60)に取り付けられ、銀ペースト(31)に浸漬される。
銀ペースト(31)は、銀、バインダ及びバインダを溶かす溶媒(不揮発性成分)から構成することができる。バインダは、エポキシ樹脂等の樹脂成分を例示できる。
銀ペースト(31)の粘度は、３〜３００ポイズとすることが望ましい。銀ペースト(31)の粘度は、溶媒との比率を変えることにより適宜調整できる。
【００１７】
素子振動装置(60)は、図３に示すように、コンデンサ素子(11)のリードワイヤ(41)を挟むクリップ部(61)と、保持されたコンデンサ素子(11)を上下に振動させる縦加振器(62)、保持されたコンデンサ素子(11)を横方向(水平方向)に振動させる横加振器(65)、及び、コンデンサ素子(11)を上下に昇降させて、銀ペースト(31)に浸漬させる昇降ユニット(67)とを具える。
クリップ部(61)は、コンデンサ素子(11)のリードワイヤ(41)を挟むバネ式のものを例示することができる。また、ネジ等によりリードワイヤ(41)を取り付けてもよいし、エアーで吸着してもよい。
縦加振器(62)は、クリップ部(61)を横方向から挟んで保持する一対のリンク(63)と、該リンク(63)の上端に連繋される偏心回転板(64)とを具え、偏心回転板(64)は、モータ(図示せず)により回転可能とした構成を例示できる。モータを駆動すると、偏心回転板(64)が回転し、リンク(63)と共にクリップ部(61)が上下動する。なお、縦加振器(62)は、電磁式のものを用いてもよい。
横加振器(65)として、超音波発生機(66)を例示できる。超音波発生機(66)は、クリップ部(61)の側面から下向きに突設され、超音波をクリップ部(61)に把持されたリードワイヤ(41)に当てて、リードワイヤ(41)を振動させ、コンデンサ素子(11)を横方向に振動させることができる。なお、横加振器(65)は、モータ駆動式のものや電磁式のものを用いてもよいし、図４に示すように、これら横加振器(65)によりクリップ部(61)に直接横振動を加えてもよい。
昇降ユニット(67)は、ピストン駆動式のものを例示できる。ピストン(68)は、下端が縦加振器(62)に接続されており、ピストン(68)を伸縮することにより、縦加振器(62)より下側の部分が全体的に上下に昇降し、クリップ部(61)に保持されたコンデンサ素子(11)を銀ペースト(31)に浸漬し引き上げることができる。
【００１８】
銀ペースト(31)に浸漬させる際のコンデンサ素子(11)の振動は、上下方向の振幅をコンデンサ素子(11)の上下方向の長さの０.０５〜０.５倍とすることが望ましい。また、横方向の振幅は、コンデンサ素子(11)の横方向(振動方向)の幅の０.０１〜０.５倍とすることが望ましい。例えば、上下方向の振幅は、０.１〜１.０ｍｍ、横方向の振幅は０.０５〜０.５ｍｍとすることができる。
また、振動数は、上下方向を３０〜１００Ｈｚ、横方向を５０〜３００Ｈｚとすることが望ましい。
【００１９】
上記構成の素子振動装置(60)において、コンデンサ素子(11)のリードワイヤ(41)をクリップ部(61)に挟み、縦加振器(62)及び横加振器(65)を作動させると、コンデンサ素子(11)は、上下方向及び横方向に振動し、この状態で、昇降ユニット(67)を作動し、容器(69)内の銀ペースト(31)に浸漬させ、コンデンサ素子(11)の底面及び側面が銀ペースト(31)に浸かるまで、昇降ユニット(67)によりコンデンサ素子(11)を降下させる。
コンデンサ素子(11)は、上下及び横方向に振動したまま、銀ペースト(31)に浸漬させられるから、コンデンサ素子(11)の表面付近では、銀ペースト(31)の実効的な粘度が低下する。
コンデンサ素子(11)が側面上部まで銀ペースト(31)に浸かったときに、上下だけでなく横方向にコンデンサ素子(11)を振動させているので、コンデンサ素子(11)の側面上部(図１中丸印Ａの部分)に塗り漏れなく銀ペースト(31)が付着する。
【００２０】
コンデンサ素子(11)が側面上部まで銀ペースト(31)に浸かった後、昇降ユニット(67)によりコンデンサ素子(11)を上昇させる。コンデンサ素子(11)は、この上昇の際にも上下及び横方向の振動をしているから、余分に付着した銀ペースト(31)は素子から流れ落ちる。
【００２１】
コンデンサ素子(11)の底面が銀ペースト(31)から離れる際に、コンデンサ素子(11)の横方向の振動と、銀ペースト(31)の表面張力により、コンデンサ素子(11)の底面に付着している余分な銀ペースト(31)は落とされ、コンデンサ素子(11)の表面に均一かつ薄く銀ペースト(31)が塗布される。
コンデンサ素子(11)を銀ペースト(31)から引き上げた後、縦加振器(62)及び横加振器(65)を止めて、コンデンサ素子(11)をクリップ部(61)から取り外し、塗布された銀ペースト(31)を乾燥、硬化させることにより、コンデンサ素子(11)のカーボン層(23)の表面に銀ペースト層(30)が形成される。
【００２２】
形成される銀ペースト層(30)の厚さは、５０μｍ以下にすることができるので、固体電解コンデンサ(10)の小型化の要求にも応えることができる。
【００２３】
銀ペースト層(30)を形成したコンデンサ素子(11)には、公知の要領にて、リードワイヤ(41)と銀ペースト層(30)に、リードフレーム(40)(42)を取り付け、外周を樹脂(50)の射出成形により被覆し、リードフレーム(40)(42)の露出部分を折り曲げ、エージング処理を行なうことにより固体電解コンデンサ(10)が作製される。
【００２４】
作製された固体電解コンデンサ(10)は、ＥＳＲ特性の不良及び外観不良による歩留まりの悪さを著しく改善できた。又、銀ペースト(31)を浸漬法によってコンデンサ素子(11)に塗布できるため、生産性に優れている。
【００２５】
なお、上記説明では、コンデンサ素子(11)を上下及び横方向に振動させているが、コンデンサ素子(11)と銀ペースト(31)を相対的に上下及び横方向に振動させればよく、例えば、銀ペースト(31)の入った容器(69)を上下及び横方向に振動させてもよい。また、コンデンサ素子(11)を上下に振動させ、銀ペースト(31)を横方向に振動させたり、コンデンサ素子(11)を横方向に振動させ、銀ペースト(31)を上下に振動させてもよい。
【００２６】
＜実施形態２＞
実施形態２は、コンデンサ素子(11)に塗布された銀ペースト(31)を乾燥させる際に、余分な銀ペースト(31)を振り落として、銀ペースト層(30)を均一且つ薄く形成する実施例に関するものである。銀ペースト層(30)の形成手順以外は、実施形態１と同様である。
【００２７】
銀ペースト層(30)は、コンデンサ素子(11)を容器(69)に入った銀ペースト(31)に浸漬することにより形成される。コンデンサ素子(11)は、銀ペースト(31)への浸漬の際に、実施形態１のように上下及び横方向に振動させつつ行ってもよいし、一方だけに振動させ、又は、振動させることなく浸漬させてもよい。
【００２８】
銀ペースト(31)から引き上げられたコンデンサ素子(11)は、銀ペースト(31)が乾燥するまでに、図５に示すような回転装置(70)に取り付けて、余分に付着した銀ペースト(31)を振り飛ばす。
図５の回転装置(70)は、モータ(71)に接続された回転軸(72)に所定間隔離して円盤(73)(73)を配置し、該円盤(73)(73)間に、複数の杆体(74)(74)を取り付け可能としたものである。杆体(73)には、コンデンサ素子(11)のリードワイヤ(41)が連結されている。
図５の回転装置(70)を用いる場合、複数のコンデンサ素子(11)を杆体(74)に予め取り付けておき、銀ペースト(31)に対して杆体(74)を近づけていくことにより、一度に複数のコンデンサ素子(11)を銀ペースト(31)に浸漬させることができる利点がある。
【００２９】
コンデンサ素子(11)に銀ペースト(31)を付着させた後、モータ(71)を駆動することにより、銀ペースト(31)は、余分に付着した分が回転による遠心力により振り飛ばされつつ乾燥し、銀ペースト層(30)が形成される。
なお、コンデンサ素子(11)の底面に余分な銀ペースト(31)が残留する場合には、ワイパー等でふき取りすればよい。
【００３０】
銀ペースト(31)の粘度が約２００ポイズの場合、回転装置(70)の条件としては、回転軸(72)からコンデンサ素子(11)までの距離を２０〜５０ｃｍ、回転数を３００〜５００ｒｐｍとすることが望ましい。また、回転時間は、３０〜６０秒とすることが望ましい。
【００３１】
形成された銀ペースト層(30)は、余分な銀ペースト(31)が振り落とされているから、均一で薄い膜となる。
銀ペースト層(30)が形成された後は、杆体(74)からコンデンサ素子(11)を取り外せばよい。
【００３２】
上記により銀ペースト層(30)の厚さは、５０μｍ以下にすることができるので、固体電解コンデンサ(10)の小型化の要求にも応えることができる。
【００３３】
上記要領で作製された銀ペースト層(30)を有する固体電解コンデンサ(10)は、ＥＳＲ特性の不良及び外観不良による歩留まりの悪さを著しく改善できた。又、銀ペースト(31)の乾燥も、素早く行なうことができるため、生産性にも優れている。
【００３４】
＜実施形態３＞
実施形態３は、伸縮性材料(80)の伸縮性を利用して、銀ペースト層(30)を均一且つ薄く形成する実施例に関するものである。銀ペースト層(30)の形成手順以外は、実施形態１と同様である。
【００３５】
銀ペースト層(30)は、コンデンサ素子(11)を、銀ペースト(31)の塗布された伸縮性材料(80)に押しつけることにより形成される。伸縮性材料(80)として、合成ゴム、合成ラテックスを例示でき、伸びが６００％以上、望ましくは９００％以上のものを用いることが望ましい。また、伸縮性材料(80)の厚さは、１ｍｍ以下が望ましい。
【００３６】
図６は、実施形態３の銀ペースト層形成工程を示す説明図である。図６(ａ)に示すように、伸縮性材料(80)の表面には、予め銀ペースト(31)を塗布しておく。
伸縮性材料(80)にコンデンサ素子(11)を押しつけると、コンデンサ素子(11)の側面と伸縮性材料(80)との間に隙間ができてしまうので、望ましくは、図６(ａ)に示すように、コンデンサ素子(11)と伸縮性材料(80)の厚さに応じた大きさの凹み(82)を有する治具(81)を用い、コンデンサ素子(11)を伸縮性材料(80)に押しつけたときに、図６(ｂ)に示すように、凹み(82)にコンデンサ素子(11)及び伸縮性材料(80)が嵌まって、コンデンサ素子(11)の側面と伸縮性材料(80)との間に隙間ができないようにすることが望ましい。
【００３７】
伸縮性材料(80)にコンデンサ素子(11)を押しつけることにより、伸縮性材料(80)の表面に塗布されていた銀ペースト(31)が、コンデンサ素子(11)に付着する。付着する銀ペースト(31)は、浸漬の場合に比べて非常に薄くでき、形成される銀ペースト層(30)の厚さは、５０μｍ以下にすることができる。従って、固体電解コンデンサ(10)の小型化の要求にも応えることができる。
【００３８】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、固体電解コンデンサ(10)の銀ペースト層(30)を薄く且つ均一に形成することができ、ＥＳＲ特性の向上及び外観不良を減少させることにより歩留りを改善できると共に、リードフレーム(42)と銀ペースト層(30)の密着性が向上し、品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】コンデンサ素子の一部断面図である。
【図２】固体電解コンデンサの断面図である。
【図３】コンデンサ素子を把持し振動させる装置の側面図である。
【図４】コンデンサ素子を把持し振動させる装置の異なる実施例を示す側面図である。
【図５】コンデンサ素子を回転させる装置の斜視図である。
【図６】伸縮性材料を用いてコンデンサ素子に銀ペーストを塗布する工程の説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
(10)  固体電解コンデンサ
(11)  コンデンサ素子
(23)  カーボン層
(30)  銀ペースト層
(31)  銀ペースト
(41)  リードワイヤ
(60)  素子振動装置
(61)  クリップ部
(62)  縦加振器
(65)  横加振器
(67)  昇降ユニット
(70)  回転装置
(80)  伸縮性材料
【図１】
2005109317.tif 000003
【図２】
2005109317.tif 000004
【図３】
2005109317.tif 000005
【図４】
2005109317.tif 000006
【図５】
2005109317.tif 000007
【図６】
2005109317.tif 000008