(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面上に配置された一対の略平板状突起部を備え、当該一対の突起部の間に嵌入されかつその突起部の根元に載置された固体電解コンデンサ素子の陽極リード線と加熱溶融接合され、
前記一対の突起部の一方が陽極リード線が載置される高さより高く形成され、
その高く形成された突起部の、その高く形成された領域の容積が、
陽極リード線の突起部根元に載置され陽極端子板端面と接触する位置のほぼ上側外周を被うに要する容積よりも大きく、
その高く形成された突起部の幅を、
前記載置された陽極リード線の高さの位置から当該陽極端子板先端方向で、かつ陽極リード線との接触端面と反対側の端面方向に向かって漸増させてなるチップ型コンデンサに用いられることを特徴とする陽極端子板。
【請求項２】
突出した陽極リード線を有する固体電解コンデンサ素子と、同一平面上に配置された一対の略平板状突起部を備えた陽極端子板とを有し、前記陽極リード線が前記一対の突起部の間の陽極端子板端面上に載置され、陽極リード線と陽極端子板とをレーザー光で溶接するチップ型コンデンサの製造方法において、
前記陽極端子板は前記一対の略平板状突起部の一方を陽極リード線が載置された高さより高く形成すると共にその高く形成された突起部の幅を、前記載置された陽極リード線の高さの位置から当該陽極端子板先端方向で、かつ陽極リード線との接触端面と反対側の端面方向に向かって、漸増させてなり、
前記レーザー光を陽極リード線高さよりも高い突起部先端の陽極リード線上方端面に照射し、当該突起部を加熱して溶解させ、
当該溶融物を陽極リード線上面に被せて冷却して凝固させて当該陽極リード線と突起部とを加熱溶融接合することを特徴とするチップ型コンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記突起部の加熱溶融時に陽極リード線が前記陽極端子板の融点より高い温度であることを特徴とする請求項２に記載のチップ型コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記突起部へ照射するレーザー光を共用して陽極リード線にも照射し、当該陽極リード線を加熱することを特徴とする請求項３に記載のチップ型コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記突起部の加熱溶融時に前記突起部先端の溶融物との接触界面に傾斜面が形成され、当該溶融物がその傾斜面に沿って前記陽極リード線上面に流れることを特徴とする請求項２〜４のうちいずれか一に記載のチップ型コンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記陽極端子板端面上への陽極リード線載置時に陽極リード線外周面が突起部端面に線または面接触していることを特徴とする請求項２〜５のうちいずれか一に記載のチップ型コンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記面接触が、陽極リード線の一対の突起部の間への嵌入によるものであることを特徴とする請求項６に記載のチップ型コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極端子板およびチップ型コンデンサの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
チップ型固体電解コンデンサ（以下、チップ型コンデンサと称する）は、陽極−誘電体−陰極の構成のコンデンサ素子を中核とするチップ形状となっている。そのコンデンサ素子は、弁作用を有する金属（弁作用金属）を陽極とし、その表層に酸化皮膜を形成して誘電体層とし、その上に固体電解質層、導電層を形成して陰極とする構造である。
ここで、弁作用金属とは、陽極酸化によって厚みの制御可能な酸化皮膜を形成させることのできる金属であり、Ｎｂ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒなどを指すが、現実的にはＡｌ、Ｔａ、Ｎｂが主に使用されている。
このうち、Ａｌについてはエッチング箔を陽極として使用されることが多く、ＴａとＮｂは粉末焼結され多孔質体を形成し、それを陽極として使用している。
多孔質焼結体タイプのチップ型コンデンサはそれらのコンデンサの中でも特に小型大容量化が可能であるため、携帯電話、情報端末機器などの小型化のニーズにマッチした部品として強い需要がある。
【０００３】
近年では、さらに小型化するためにチップ型コンデンサの下面（実装基板に対向する面）のみに電極（陽極、陰極）が露出形成されたチップ型コンデンサの構造が多く採用されてきている。
具体的な構造としては、それまで採用されてきた側面から電極を引きだし下面に折り曲げる構造と異なり、内部に搭載されるコンデンサ素子が陽極端子板及び陰極端子板を橋渡しするように設置されている（フェースダウン構造）。
このような構造を採用することにより、チップ型コンデンサの更なる小型化を実現し、周囲に実装される他の電子部品との短絡可能性も軽減するため、結果として実装密度を高くすることができるようになった。
【０００４】
（チップ型コンデンサの構成）
このような従来のフェースダウン構造のチップ型コンデンサについて図面を用いて以下に説明する。図９は、チップ型コンデンサ９の従来の構成を示す断面図である。ここでは弁作用金属としてＴａを用いた例を示す。また図１０は従来の陽極端子板上へ陽極リード線を載置した状態でレーザー溶接を開始したときの正面構成図である。
従来のチップ型コンデンサ９は、陽極端子板９１と陰極端子板９３の両方にコンデンサ素子９４を接続させ、これら陽極端子板９１、陰極端子板９３およびコンデンサ素子９４を封止樹脂９５によって封止してなる。
【０００５】
前記コンデンサ素子９４は、Ｔａワイヤーからなり陽極となる略円柱形状の陽極リード線９４ａと、Ｔａ粉末の焼結体であり、その表層に誘電体層を形成させた略直方体形状の素子本体９４ｂとからなり、陽極リード線９４ａは素子本体９４ｂに埋設され、その一端を突出させている。
【０００６】
陽極端子板９１は、４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金（いわゆる４２ニッケル）にハンダめっきを施した平板をプレス加工した成形品であり、底板部９１４とその底板部９１４から９０°の角度で折り曲げられ屹立した接続部９１３とからなる。成形時に接続部９１３の先端には図１０に示すように凹部溝９１３Ｅが設けられており、その溝９１３Ｅの深さは陽極リード線９４ａの高さとほぼ同じであり、その溝９１３Ｅの幅は陽極リード線９４ａの幅と同じか少し大きめとしてある。前記陽極端子板９１と前記コンデンサ素子９４の陽極側との電気的接続は、その溝９１３Ｅの陽極端子板端面上に陽極リード線９４ａを載置した上で接続部９１３と陽極リード線９４ａとを接合することによって行われる。
【０００７】
陰極端子板９３は、４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金（いわゆる４２ニッケル）にハンダめっきを施した平板をプレス加工した成形品であり、底板部９３１とその底板部９３１よりも上側でこれと平行して延在する載置板部９３２とからなる。その載置板部９３２の上面に、コンデンサ素子９４の外周面である陰極（層）が導電性接着剤９６を介して電気的に接続されている。
【０００８】
（チップ型コンデンサの製造方法）
チップ型コンデンサの製造工程を図９、１０の構成を参照しながら説明する。
（ステップＳ９１）コンデンサ素子９４の作成
（ｉ）調合したＴａ粉末に陽極リード線９４ａを挿入し、直方体形状にプレスした後、真空焼結によりＴａ多孔質体を形成する。
（ｉｉ）Ｔａ多孔質体表面に陽極酸化法により誘電体となるＴａ酸化皮膜を形成する。
（ｉｉｉ）Ｔａ多孔質体の酸化皮膜上に、固体電解質層、グラファイト層、Ａｇペースト層を順次形成する。
【０００９】
（ステップＳ９２）陰極端子板９３および陽極端子板９１の作成
ハンダめっきが施された４２ニッケル合金の帯板（リードフレーム）を連続的にプレス加工し、陰極端子板９３および陽極端子板９１を作成する。プレス加工ではつぎの２つの加工が施される。
（ｉ）打ち抜き加工；
リードフレーム幅方向に同一コンデンサに搭載される一対の陰極端子板９３、陽極端子板９１が並び、リードフレーム長手方向に陰極端子板９３、陽極端子板９１の複数の対が並ぶ配置で、陰極端子板９３および陽極端子板９１の外形が連続的に打ち抜きにより形成される（順送プレス）。このとき、陽極端子板９１の底板部９１４と接続部９１３と、および陰極端子板９３の底板部９３１と載置板部９３２とは同一平面上にあり、それぞれの底板部９１４，９３１の一部がリードフレームとつながっている。
ここで、陰極端子板９３の外形は、底板部９３１と載置板部９３２とが連なった単純な矩形が基本的な形状である。
陽極端子板９１の外形は、矩形の底板部９１４とその底板部９１４の幅より幅狭の接続部９１３とが連なった凸形状を呈している。接続部９１３の幅は陽極リード線９４ａを介したコンデンサ素子９４の支持に必要な強度を確保するための幅を広くする要求とコンデンサ９の軽量化のための幅を狭くする要求とを満たす範囲で決まる。接続部９１３の先端には陽極リード線９４ａをはめ込む凹部溝９１３Ｅが設けられており、その幅が後からはめ込まれる陽極リード線９４ａの幅よりわずかに大きい等幅か、溝９１３Ｅの底に行くほど狭くなる台形状の溝となっている。なお、溝９１３Ｅの深さは陽極リード線９４ａの高さとほぼ同じである。
（ｉｉ）曲げ加工；
陰極端子板９３では、底板部９３１と載置板部９３２とにより階段状になるように折り曲げ加工が施される。
陽極端子板９１では、底板部９１４を基準として接続部９１３が９０°の角度で折り曲げられる。
【００１０】
（ステップＳ９３）コンデンサ素子９４への陰極端子板９３接合
陰極端子板９３の載置板部９３２の上面に導電性接着剤９６を塗布し、その上にコンデンサ素子９４を載置し、その外周面である陰極（層）、導電性接着剤９６を介して陰極端子板９３とコンデンサ素子９４の陰極側とを電気的に接続する。
【００１１】
（ステップＳ９４）コンデンサ素子９４への陽極端子板９１接合
陽極リード線９４ａを前記凹部溝９１３Ｅに載置し、接続部９１３と溶接する。その様子を図１０に示す。
陽極リード線９４ａが陽極端子板９１の接続部９１３の凹部溝９１３Ｅに挿入された状態で凹部溝９１３Ｅの両外側の凸部９１１、９１２それぞれにレーザー照射装置９７、９８からレーザー光Ｌ９７、Ｌ９８が照射される。これにより、当該凸部９１１、９１２が１４００〜１５００℃に加熱され溶解し、その溶融物が凹部溝９１３Ｅ内に流れ込む。流れ込んだ溶融物が陽極リード線９４ａ下半分で、かつ接続部９１３端面と接触している位置でその外面を包み込み、凝固することによって陽極リード線９４ａと陽極端子板９１とが接合される。
【００１２】
その接合された状態を図１１に示す。陽極リード線９４ａ下面側外周と接続部９１３との間に拡散層９２が形成され、両者の電気的な接続と構造的な強度が確保されている。
特開２００１−２６７１８０号公報では、この方法が開示されており、コンデンサとしての体積効率を高くし小型化を可能にすると共に陽極リード線と陽極端子板との接続の信頼性を向上させ、作業性向上が可能であるとしている。
【００１３】
また、発明者らは特願２０００−３５６０２０号において、上記レーザー溶接時に陽極リード線長手方向と直行する方向であり、かつ陽極端子板接続部のそれぞれの突起部の端面直上からレーザー光を照射する方法を開示している。レーザー光が直接あるいは反射してコンデンサ素子に当たることによりその性能が劣化することを防止するためである。
【００１４】
（ステップＳ９５）外装パッケージ
陰極端子板９３および陽極端子板９１との接合が完了したコンデンサ素子９４が樹脂９５により封止された後に陰極端子板９３の底板部９３１、陽極端子板９１の底板部９１４のリードフレームとつながっている部分を切断してチップ型コンデンサ９が完成する。
このようにして製造されるチップ型コンデンサ９の陽極側の接続のうち、陽極リード線９４ａと陽極端子板９１の接続部９１３との接合は上記レーザー溶接による両者の接合強度だけで保たれている。周辺の外装樹脂９５はその接合強度にほとんど寄与していない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような構造のコンデンサにおける陽極リード線と陽極端子板（接続部）との接合に関して、陽極端子板の厚みに相当する狭い領域での接合ながら大きな接合強度を得ることができる。しかし、上記方法の接合では接合強度に寄与する拡散層の厚み、陽極リード線外周上の長さや連続性が不安定でばらつくことが多く、そのため、接合強度が不充分なものが高い確率で発生していた。
接合強度が不充分であると、当該コンデンサを基板へ実装するときの熱影響により陽極リード線と陽極端子板の接続部との間に充填された樹脂が膨張し、その陽極リード線と陽極端子板の接続部とを引き離す方向にそれぞれを押す力が働き、両者の接合が外れてしまうことによりコンデンサとして機能しなくなる所謂オープン不良が発生した。
また、この不良の存否はその接合部の外観から判定することは困難であり、電子機器の信頼性にも影響を及ぼしていた。
【００１６】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、陽極リード線と陽極端子板との接合強度およびその信頼性の向上が可能な陽極端子板およびチップ型コンデンサの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、陽極リード線−陽極端子板間の拡散層形成状態と接合強度との間には相関があり、特開２００１−２６７１８０号公報で開示されているような陽極端子板の接続部に陽極リード線をはめ込む溝を設ける形状では拡散層の形成が不安定であることを確認した。
そこで発明者らはその拡散層の形成状態が陽極端子板の接続部の溝を構成する突起部の形状やその突起部と陽極リード線との配置関係や溶接条件と相関があることに着目し、拡散層の増大および安定形成について鋭意検討した結果、本発明をなすに至った。
【００１８】
すなわち本発明の陽極端子板は、同一平面上に配置された一対の略平板状突起部を備え、当該一対の突起部の間に嵌入されかつその突起部の根元に載置された固体電解コンデンサ素子の陽極リード線と加熱溶融接合され、前記一対の突起部の一方が陽極リード線が載置される高さより高く形成され、その高く形成された突起部の、その高く形成された領域の容積が陽極リード線の突起部根元に載置され陽極端子板端面と接触する位置のほぼ上側外周を被うに要する容積よりも大きく、その高く形成された突起部の幅を、前記載置された陽極リード線の高さの位置から当該陽極端子板先端方向で、かつ陽極リード線との接触端面と反対側の端面方向に向かって突起部の幅を漸増させたチップ型コンデンサに用いられることを特徴とする。
【００１９】
これにより、陽極リード線は下面だけではなく上面も突起部溶融物にカバーされ、陽極リード線の陽極端子板端面に載置され接触する位置のほぼ全周に陽極端子板の接続部と陽極リード線との間で拡散層が安定して形成される。したがって、従来のものよりも陽極リード線と陽極端子板との接合強度が増大し、チップ型コンデンサの信頼性の向上につながる。
陽極リード線上面被覆に関与する突起部、すなわち陽極リード線が載置された高さより高く形成された突起部の陽極リード線と接触する側の端面は、自由落下する突起部溶融物を効率的に陽極リード線に被せるために重力加速度方向に直線状に形成されていることが望ましい。
【００２０】
この様に突起部の幅を漸増させたことにより、突起部の高さをできるだけ抑えつつ、陽極リード線上面を被うための容積を確保することができる。これはリードフレームの幅を抑えることにつながる。
なお、突起部の高さは、レーザー溶接の場合、突起部溶融開始から終了までのレーザー光の照射高さ、すなわち焦点距離の変動がほぼなくなるまでに抑えられることが望ましい。すなわち、最初の照射位置での入熱により陽極リード線上面を被うために必要な容積部分がすべて溶融できればよい。これにより、レーザー光の焦点修正することなく効率的な溶接が可能となる。ここで必要な容積とは、接合強度を確保するために陽極端子板端面と接触する陽極リード線上面すべてを突起部溶融物が一定の厚みで被覆して凝固することに必要な容積のことをいう。
【００２１】
溶融対象の突起部の幅に関しては、少なくとも溶融して陽極リード線上面を被うことに関与する高さ位置からその幅が漸増開始することが望ましく、その位置は載置された陽極リード線の高さの位置である。なお、当該幅漸増開始の位置は載置された陽極リード線の高さの位置より下側、すなわち接続部側であってもよい。
また、突起高さに対する幅の漸増の割合は一定でなくてもよく、溶融対象の突起部先端端面上で陽極リード線側の位置への入熱により、その熱が伝達され突起部の全てが溶融される範囲内であればよい。これにより突起部の最大幅も決定される。
【００２２】
加熱溶融接合には、レーザー、電子ビーム、アーク放電などを用いるとよい。
また、陽極リード線上面の被覆に関与する突起部の陽極リード線高さよりも高い領域の容積は陽極リード線の陽極端子板端面に載置され接触する位置において陽極リード線の上半分の面を１００％カバーするために必要な量であることが望ましい。
陽極リード線が載置された高さより高く形成された突起部の陽極リード線と接触する側の端面は、流れ落ちる、あるいは自由落下する突起部溶融物を効率的に陽極リード線に被せるために重力加速度方向に直線状に形成されていることが望ましい。
【００２３】
さらに本発明のチップ型コンデンサの製造方法は、突出した陽極リード線を有する固体電解コンデンサ素子と、同一平面上に配置された一対の略平板状突起部を備えた陽極端子板とを有し、前記陽極リード線が前記一対の突起部の間の陽極端子板端面上に載置され、陽極リード線と陽極端子板とをレーザー光で溶接するチップ型コンデンサの製造方法において、前記陽極端子板は前記一対の略平板状突起部の一方を陽極リード線が載置された高さより高く形成すると共にその高く形成された突起部の幅を、前記載置された陽極リード線の高さの位置から当該陽極端子板先端方向で、かつ陽極リード線との接触端面と反対側の端面方向に向かって、漸増させてなり、前記レーザー光を陽極リード線高さよりも高い突起部先端の陽極リード線上方端面に照射し、当該突起部を加熱して溶解させ、当該溶融物を陽極リード線上面に被せて冷却して凝固させて当該陽極リード線と突起部とを加熱溶融接合することを特徴とする。
【００２４】
この方法により、陽極リード線の上面は突起部溶融物のカバーにより、下面は陽極端子板端面との接触により陽極リード線−陽極端子板間の拡散層が形成されるため、当該拡散層を従来のものより確実に、かつ陽極リード線の陽極端子板端面に載置され接触する位置においてその全周に形成することができる。
上記レーザー光を照射するときは、陽極リード線高さよりも高い突起部先端と陽極リード線との位置関係をそれぞれ重力加速度方向で上、下となる関係とするとよい。これによりレーザー光で突起部を溶解するだけで、その溶融物は重力の作用により落下し、陽極リード線上面をカバーすることができる。
【００２５】
前記突起部の加熱溶融時に陽極リード線が前記陽極端子板の融点より高い温度である様にしても良い。
これにより、陽極リード線は高温となり、突起部が加熱溶融した液体金属との濡れ性が向上する。これにより、当該溶融金属に対して陽極リード線へ引き寄せる力が働き、少ない溶融金属で陽極リード線上面を効率的にカバーできるようになり、陽極リード線−陽極端子板間の拡散層の増大に寄与する。
上記突起部の加熱溶融時の陽極リード線は濡れ性を改善するために高温であるほどよいが、一方コンデンサの電気的接続を確保するためには固体状態である必要がある。そのため、その時の陽極リード線の温度は陽極端子板の融点より高く、陽極リード線の融点より低い温度で規定される。すなわち、Ｔａ製陽極リード線の場合は１４００〜３０００℃の範囲内であり、Ｎｂ製陽極リード線の場合は１４００〜２５００℃の範囲内である。
【００２６】
前記突起部へ照射するレーザー光を共用して陽極リード線にも照射し、当該陽極リード線を加熱する様にすることもできる。
【００２７】
この方法により、陽極端子板の突起部溶解のための加熱と濡れ性を改善するための陽極リード線の加熱とを１つのレーザー照射装置でまかなうことができ、レーザーエネルギーの利用効率もよくなる。
レーザー光を共用する方法として、突起部先端の陽極リード線上方端面上と陽極リード線上の２点間を交互にスキャニングして照射してもよいし、突起部先端の陽極リード線上方端面上への照射で焦点をぼかすことによって陽極リード線上にも当るようにしてもよい。
また、陽極リード線長手方向と直交する方向で、かつ陽極端子板接続部の突起部の端面直上からのレーザー光を遮蔽せず陽極リード線に照射し、流れ落ちる、あるいは自由落下する突起部溶融物を効率的に陽極リード線に被せるために、陽極リード線が載置された高さより高く形成された突起部の陽極リード線と接触する側の端面は重力加速度方向に直線状に形成されていることが望ましい。
【００２８】
前記突起部の加熱溶融時に前記突起部先端の溶融物との接触界面に傾斜面が形成され、当該溶融物がその傾斜面に沿って前記陽極リード線上面に流れる様にしても良い。
【００２９】
この方法により、上記傾斜面が溶融物が陽極リード線へ向かう滑り台となり、効率的に陽極リード線上面を溶融物でカバーできるようになる。
【００３０】
前記陽極端子板端面上への陽極リード線載置時に陽極リード線外周面が突起部端面に線または面接触している様にすることもできる。
【００３１】
陽極リード線のレーザーによる加熱あるいは突起物溶融物からの受熱により線または面接触部分で陽極リード線と陽極端子板との間の拡散反応が進み、安定した拡散層が形成される。
陽極端子板の一対の突起部間にはさまれる陽極端子板端面には陽極リード線の下半分の断面外周形状に対応した凹部溝が形成されることが望ましい。これにより上記線または面接触する領域が増えることになり望ましい。
なお、陽極リード線の断面形状は通常、円形や矩形である。
【００３２】
前記面接触が、陽極リード線の一対の突起部の間への嵌入によるものである様にすることもできる。
【００３３】
この方法により、突起部根元の端面それぞれが陽極リード線をお互いに反対側の突起部端面に押し付けることになり、一対の突起部間における陽極リード線の下半分の断面外周形状に対応した陽極端子板端面形状（凹部溝）と相俟って、効率的に陽極リード線下側外周面と一対の突起部根元の端面およびその間の陽極端子板端面とを線または面接触させることが可能である。したがって、その部分で陽極リード線と陽極端子板との間の拡散反応が進み、安定した拡散層が形成される。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明は、陽極端子板作成時の接続部先端に形成される突起部の形状と、その突起部と陽極リード線との配置関係と、その突起部と陽極リード線との溶接方法とに特徴を有する。
以下に、本発明に係る陽極端子板の一実施の形態における、陽極端子板作成時の突起部の形状と、その突起部と陽極リード線との配置関係と、その突起部と陽極リード線との溶接方法について図面を参照して説明する。
【００３５】
（陽極端子板突起部の形状）
本発明の陽極端子板に関して、図１に正面図を、図２に右側面図を示す。ただし、リードフレームとの接続は図中では省略している。
図１、２において、陽極端子板１１は、４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金（いわゆる４２ニッケル）にハンダめっきを施した板厚ｔの平板をプレス加工した成形品であり、接続部１１３、底板部１１４の形状は従来の陽極端子板と同様である。すなわち、底板部１１４とその底板部１１４から９０°の角度で折り曲げられ屹立した接続部１１３とからなり、接続部１１３の先端には一対の略平板状突起部１１１、１１２が備えられている。本発明では、それらの突起部１１１、１１２の形状が従来のものと異なっている。
【００３６】
本発明の陽極端子板の突起部の形状に関する特徴について図３とともに以下に説明する。
なお、接続部１１３とは、凹部溝１１３Ｅにおいて載置した陽極リード線の高さ位置（図３における位置Ｌｖ１４ａ）から下の領域を指し、突起部１１１、１１２はその高さ位置から上の領域を指す。陽極リード線の高さ位置とは、陽極リード線１４ａを接続部１１３端面上に載置した状態での陽極リード線１４ａ最上部の位置のことであり、図３において凹部溝１１３Ｅの最下部（凹形状としての底の部分）の位置から陽極リード線１４ａの高さ分だけ上方に上がった位置のことである。
【００３７】
（ｉ）突起部高さＨ１、Ｈ２：
陽極リード線の上面被覆に関わる突起部１１１の形状を図３（ａ）に示す。
突起部１１１は、その突起部自身を溶融させて陽極リード線の上面を覆い被せるためのものであり、陽極リード線が載置された状態の陽極リード線の高さ位置Ｌｖ１４ａから高さＨ１だけ突起して形成される。突起部高さＨ１は自身の溶融に関わるレーザー光の焦点距離および当該突起部１１１の容積に関係しており、突起部１１１の溶融開始から終了までの間でレーザー光の照射高さ、すなわち焦点距離を変更することなく、一定の溶融の効率を維持できる範囲である。後述の突起部幅Ｗ１、Ｗ２、板厚ｔおよび陽極リード線の上面被覆の安全率αと上面被覆に要する容積Ｖとの関係を示す次式（１）を考慮に入れて決定される。
（Ｗ１＋Ｗ２）ｘＨ１ｘｔｘ１／２＝αｘＶ      …  （１）
なお、一対の略平板状突起部のうち一方を突起部高さＨ１だけ突起させればよい。１つの突起部１１１だけを陽極リード線の上面被覆に関わらせる場合の相手の突起部１１２の形状を図３（ｂ）に示す。突起部高さＨ２は陽極リード線が載置された状態の陽極リード線の高さ位置Ｌｖ１４ａからわずかでも高ければよい。これにより、突起部溶融物の陽極リード線上面からの流れ落ちをせき止める効果が得られる。
また、２つの突起部ともに陽極リード線の上面被覆に関わらせる場合（図示せず）、突起部高さＨ１は１つだけの場合の突起部高さの１／２以上であればよい。
【００３８】
（ｉｉ）突起部幅Ｗ２：
陽極リード線の上面被覆に関わる突起部１１１（図３（ａ））において、陽極リード線が載置された状態の陽極リード線の中心Ｃの高さ位置Ｐ１の幅Ｗ１から当該陽極端子板先端方向で、かつ陽極リード線との接触端面と反対側の端面方向に向かってその幅を漸増させて突起部先端端面１１１ｃの幅Ｗ２とする。
突起部幅Ｗ２は自身の溶融に関わるレーザー溶接入熱の伝達範囲および当該突起部１１１の容積に関係しており、レーザー溶接の熱が伝達され突起部１１１全てが溶融される範囲で突起部高さＨ１、板厚ｔおよび陽極リード線の上面被覆の安全率と上面被覆に要する容積との関係から求められる。
【００３９】
（ｉｉｉ）突起部１１１、１１２間の接続部端面形状：
一対の突起部１１１、１１２の間にはさまれる接続部１１３端面には陽極リード線下半分の断面外周形状に対応した凹部溝１１３Ｅを形成する。図３（ｃ）では陽極リード線の断面形状が円形である場合を示している。これにより、陽極リード線載置時に陽極リード線外周面が当該接続部凹部溝１１３Ｅの端面に線または面接触することになり、溶接時の拡散接合に寄与することになる。
【００４０】
（ｉｖ）突起部間隔Ｗ３：
図３（ｃ）において、一対の突起部１１１、１１２の根元で両者の対向する端面間の距離Ｗ３を後からはめ込まれる陽極リード線の幅とほぼ同じとしている。詳しくは、幅Ｗ３寸法を陽極リード線の幅と同じとして公差をプラス公差とすることにより、陽極リード線を突起部１１１、１１２の間に挿入してその間の凹部溝１１３Ｅの端面に載置する。突起部１１１、１１２それぞれの根元の端面が陽極リード線をお互いに反対側の突起部１１２、１１１端面に押し付けることになり、上記（ｉｉｉ）で示した陽極リード線下半分の断面外周形状に対応した凹部溝１１３Ｅ形状の効果と相俟って、効率的に陽極リード線下側外周面と突起部１１１、１１２の端面およびその間の凹部溝１１３Ｅの端面とを線または面接触させることができるようになる。
上記プラス公差は陽極リード線の幅公差も考慮して設定される。
【００４１】
（突起部１１１、１１２と陽極リード線１４ａとの配置関係）
レーザー溶接時の陽極リード線１４ａ上面被覆に関与する突起部１１１と陽極リード線１４ａとの位置関係を図４、５に示す。突起部１１１と陽極リード線１４ａとをそれぞれ重力加速度方向で上、下に配置し、両者を隣接させ、突起部１１１の先端の端面１１１ｃの幅方向と陽極リード線１４ａの長手方向とが直交する位置関係とする。
これにより、突起部１１１がレーザー溶接により溶融した場合、その溶融物１１１Ｌは重力により自由落下し、陽極リード線１４ａの上面に被るようになる。なお、溶融物１１１Ｌが溶け落ちる方向はレーザー溶接方法によりコントロールする。
また、陽極リード線１４ａ上面被覆に関与する突起部１１１の陽極リード線１４ａと接触する側の端面１１１ａは、レーザー溶接時の自由落下する突起部溶融物１１１Ｌを効率的に陽極リード線１４ａ上面に被せるために重力加速度方向に直線状に形成する。
【００４２】
（溶接方法）
本発明に係るチップ型コンデンサの製造方法は、手順や各ステップの内容は従来の製造方法と基本的に同じであるが、コンデンサ素子への陽極端子板接合方法が従来と異なる。
図４、図５を用いコンデンサ素子へ本発明の陽極端子板を接合する際のレーザー溶接方法を説明する。図４は本発明の陽極端子板上へ陽極リード線を載置した状態でレーザー溶接開始したときの正面構成図であり、図５はその右側面構成図である。
また、レーザー溶接条件には、（ａ）照射位置、（ｂ）焦点距離、（ｃ）パワー（投入エネルギー）、（ｄ）パルス、（ｅ）照射時間があるが、本発明ではこのうち（ａ）照射位置、（ｂ）焦点距離がとくに重要であり、この観点から説明する。
【００４３】
（ａ）照射位置
（ｉ）突起部１１１への照射
図４において、レーザー照射装置１８よりレーザー光Ｌ１８を陽極リード線上面被覆に関与する突起部１１１の先端端面１１１ｃ上の陽極リード線１４ａ側の位置Ｐ２に照射する。詳しくは、端面１１１ｃの陽極リード線１４ａ側の最端からわずかに入ったところであり、端面１１１ｃの幅Ｗ２の５％程度入った位置が陽極リード線１４ａの上面を効率的に被覆する上で望ましい。例えば、Ｗ２＝０．３ｍｍの場合、０．０１５ｍｍだけ入ることになる。また、図５において、端面１１１ｃの厚み方向においてはその中央位置に照射する。
これにより、当該位置Ｐ２の突起部１１１は加熱されて溶融する。図４は、その溶融直後の状態で、照射位置Ｐ２を中心とする等距離の領域が液相の溶融物１１１Ｌとなっており、固相である突起部１１１との界面Ｉは突起部１１１の先端から陽極リード線１４ａへ向かう一定の傾斜をもった斜面となっている。そのため、当該溶融物１１１Ｌは陽極リード線１４ａへ流れ落ちていき、その上面に被って冷却凝固する。突起部１１１へのレーザー光Ｌ１８の照射は同じ照射位置で継続して行なわれるため、図４の状態から溶融領域はさらに広がり、ついでその溶融物１１１Ｌは陽極リード線１４ａへ流れ落ちる。この「溶融−流れ落ち」が連続して進行し、最終的に突起部１１１のすべてが溶融し、陽極リード線１４ａへ流れ落ち、その上面を被覆する。
【００４４】
（ｉｉ）陽極リード線１４ａへの照射
レーザー照射装置１８からのレーザー光Ｌ１８を陽極リード線１４ａにも照射し、加熱する。これにより、陽極リード線１４ａは高温となり、表面が活性化され溶融物１１１Ｌとの濡れ性が向上し、溶融物１１１Ｌに対して陽極リード線１４ａへ引き寄せる力が働き、陽極リード線１４ａ上面を効率的にカバーできるようになる。
この加熱に当って、陽極リード線１４ａは濡れ性を改善するためには高温であるほどよいが、一方コンデンサの電気的接続を確保するためには固体状態である必要があるため、その時の陽極リード線１４ａの温度は突起部１１１を構成する材料の融点より高く、陽極リード線１４ａの融点より低い温度で規定される。すなわち、Ｔａ製陽極リード線の場合は１４００〜３０００℃の範囲内であり、Ｎｂ製陽極リード線の場合は１４００〜２５００℃の範囲内である。
レーザー光Ｌ１８を突起部１１１への照射と共用する方法として、突起部１１１上の照射位置Ｐ２と陽極リード線上の２点間を交互にスキャニングして照射する。または、突起部１１１上の照射位置Ｐ２への照射で焦点をぼかすことによって陽極リード線１４ａ上にも当るようにしてもよい。この方法により、突起部１１１溶融のための加熱と濡れ性を改善するための陽極リード線１４ａの加熱とを１つのレーザー照射装置１８でまかなうことができ、レーザーエネルギーの利用効率もよくなる。
なお、レーザー照射装置１８は突起部１１１の直上に配置されることから、陽極リード線１４ａへのレーザー光Ｌ１８を遮蔽せずに照射するために、突起部１１１の陽極リード線１４ａとの接触端面１１１ａを重力加速度方向に直線状に形成する。
【００４５】
（ｂ）焦点距離
突起部１１１の端面１１１Ｃ上に、レーザー光が１点に集中しない程度に焦点が合わせられる。突起部１１１をレーザー光照射位置で溶融させつつ（突起部１１１がハンダめっきを施した４２ニッケルの場合、１４００〜１５００℃）、その溶融物１１１Ｌの突沸を防止するためである。
レーザー光の焦点距離を設定すると、突起部１１１の溶融開始から終了までの間で変更することはない。前述の通り、突起部１１１の形状の効果により一定の効率で突起部１１１を溶融させることができる。
【００４６】
以上のレーザー溶接終了時の陽極リード線１４ａと接続部１１３との接合状態を図６に示す。レーザー溶接前の突起部１１１は溶融し、陽極リード線１４ａの上面を被覆して、かつレーザー溶接前の突起部１１２とつながって凝固し、接続部１１３との一体物として接続部上部１１５となる。
また、溶融物１１１Ｌのもつ潜熱や陽極リード線１４ａの加熱によって、陽極リード線１４ａと接続部上部１１５、接続部１１３との間で拡散反応が進み、陽極リード線１４ａの全周を連続して一定の厚みで被う拡散層１２が形成されている。これにより、陽極リード線１４ａと接続部上部１１５、接続部１１３との間で実用上十分な接合強度を得ることができる。この拡散層１２は、陽極リード線１４ａの材料がＴａで、接続部上部１１５および接続部１１３の材料がハンダめっきを施した４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金板の場合、Ｔａ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｎを主成分とする層となっている。
【００４７】
上記レーザー溶接後、従来と同様の製造工程を経て、チップ型コンデンサが完成する。その断面構成図を図７に示す。従来のコンデンサの構成と同じく陽極端子板１１と陰極端子板１３それぞれにコンデンサ素子１４の陽極、陰極を接続させ、これら陽極端子板１１、陰極端子板１３およびコンデンサ素子１４を封止樹脂１５によって封止された構成である。上述の通り陽極リード線１４ａの陽極端子板１１の接続部１１３と接続する位置においてその全周が接続部上部１１５、接続部１１３との間で拡散層を形成して接合され、その接合強度が改善されていることが従来のものと異なっている。
【００４８】
（実施例）
以上の構成からなるチップ型コンデンサの半製品を以下の条件でレーザー溶接工程まで行って製造し、被覆成功率と被覆率を測定した上で陽極リード線と陽極端子板（接続部）との接合強度を測定した。
Ａ．実施例１
１．供試材
（１）コンデンサ素子および陽極リード線原材料：Ｔａ
（２）陽極端子板、陰極端子板：４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金板（ハンダめっき処理済）
２．寸法、形状
（１）最終製品寸法：１．６ｍｍＬｘ０．８５ｍｍＷｘ０．８ｍｍＨ
（２）コンデンサ素子：
（ａ）形状：図４、５に準ずる。
（ｂ）寸法：
（ｉ）陽極リード線１４ａの直径：０．１５ｍｍ
（３）陽極端子板：
（ａ）形状：図１〜３に準ずる。
（ｂ）寸法：突起部寸法（図３参照）
（ｉ）突起部１１１の根元の幅Ｗ１      ：０．１ｍｍ
（ｉｉ）突起部１１１高さＨ１            ：０．２４ｍｍ
（ｉｉｉ）突起部１１１先端での幅Ｗ２      ：０．３ｍｍ
（ｉｖ）突起部１１１、１１２間の距離Ｗ３：０．１５ｍｍ（＋０．０１ｍｍ公差）
（ｖ）板厚ｔ                          ：０．０８ｍｍ
３．レーザー溶接
（１）照射位置：突起部１１１と陽極リード線１４ａの２箇所へ照射
（ａ）突起部１１１の先端端面１１１ｃ上の照射位置Ｐ２：（図４参照）
（ｉ）端面１１１ｃの陽極リード線１４ａ側の最端から０．０１５ｍｍ入った位置
（ｉｉ）端面１１１ｃの板厚方向の中央位置
（ｂ）陽極リード線１４ａへの照射
（２）照射方法
照射位置Ｐ２の焦点をぼかして陽極リード線１４ａへも照射
（３）加熱温度
（ａ）突起部１１１加熱温度：１５００℃目標
（ｂ）陽極リード線１４ａ加熱温度：１８００℃目標
４．評価個数（ｎ数）：３３個
【００４９】
Ｂ．実施例２
実施例１における製造条件のうち、レーザー溶接時の陽極リード線１４ａへのレーザー光照射を省略し、それ以外は同一条件で評価サンプルを製造した。
【００５０】
Ｃ．比較例
実施例１における製造条件のうち、陽極端子板の形状、寸法とレーザー溶接をつぎの条件とし、レーザー溶接時の陽極リード線１４ａへのレーザー光照射を省略し、それ以外は同一条件で評価サンプルを製造した。
１．陽極端子板：
（ａ）形状：図１０の陽極端子板形状に準ずる。
（ｂ）寸法：突起部寸法（図１０参照）
（ｉ）凸部９１１、９１２先端の幅      ：０．１ｍｍ
（ｉｉ）突起部９１１、９１２間の距離    ：０．１５ｍｍ（＋０．０１ｍｍ公差）
（ｉｉｉ）板厚ｔ                          ：０．０８ｍｍ
２．レーザー溶接
（１）照射位置：突起部９１１、９１２の２箇所へ照射
（ａ）突起部９１１、９１２の照射位置
（ｉ）それぞれの先端端面の陽極リード線９４側の最端から０．０１５ｍｍ入った位置
（ｉｉ）それぞれの先端端面の板厚方向の中央位置
【００５１】
Ｄ．測定方法
（１）被覆成功率評価
被覆成功率とは、陽極リード線１４ａがレーザー溶接によって接続部１１１と接続部上部１１５とにより正常に被覆された比率をいい、接合部の目視観察により成功、不成功を判定した。
（２）被覆率測定
被覆率とは、評価サンプルの陽極リード線１４ａが接続部端面に載置され接合される位置において、その全周が接続部１１１と接続部上部１１５とにより被覆される面積率をいい、すべてが被覆されている場合を１００％とした。
（３）接合強度測定
接合強度の測定方法を図８に示す。コンデンサ素子１４と陰極端子板１３との間、およびコンデンサ素子１４と陽極端子板１１との間をそれぞれ固定具５２、５３で固定した状態で、陽極リード線１４ａにワイヤー５１１を掛けて測定器５１に接続し、測定器５１を上方へ引っ張ることで接合強度を測定した。
ここで、被覆に成功した評価サンプルを接合強度測定に供し、接合強度とは陽極リード線１４ａと陽極端子板１１の接続部１１３および接続部上部１１５との間の接合強度であり、接続部１１３および接続部上部１１５が破壊されるまでの最大荷重を接合強度とした。
【００５２】
Ｅ．評価結果
以上の試験を行った結果を以下に示す。
（実施例１）
被覆成功率  ：１００％
被覆率      ：  ９５％
平均接合強度：２５０ｇｆ
（実施例２）
被覆成功率  ：  ８０％
被覆率      ：  ９５％
平均接合強度：２５０ｇｆ
（比較例）
被覆成功率  ：  ８０％
被覆率      ：  ６５％
平均接合強度：１８７ｇｆ
従来の技術で製造した比較例と比べて、実施例１、２ともに被覆率と接合強度は改善された。また、実施例１ではレーザー溶接による被覆、接合にすべて成功した。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、陽極リード線の陽極端子板端面に載置され接触する位置のほぼ全周に陽極端子板の接続部と陽極リード線との間で拡散層が安定して形成されるため、従来のものよりも陽極リード線と陽極端子板との接合強度が増大し、チップ型コンデンサの信頼性の向上につながる陽極端子板およびチップ型コンデンサの製造方法を提供することができる。
【００５４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る陽極端子板作成時の形状を示す正面図である。
【図２】本発明に係る陽極端子板作成時の形状を示す右側面図である。
【図３】本発明に係る陽極端子板作成時の突起部、凹部溝の形状を示す正面図である。
【図４】本発明に係る陽極端子板上へ陽極リード線を載置した状態でレーザー溶接開始したときの正面構成図である。
【図５】本発明に係る陽極端子板上へ陽極リード線を載置した状態でレーザー溶接開始したときの右側面構成図である。
【図６】本発明に係るレーザー溶接終了時の陽極リード線と接続部との接合状態を示す正面構成図である。
【図７】本発明に係る陽極端子板を用いてなるチップ型コンデンサの一実施の形態を示す断面構成図である。
【図８】陽極リード線と陽極端子板の接続部との間の接合強度を測定する方法を示す概略図である。
【図９】従来のチップ型コンデンサの製造方法におけるチップ型コンデンサの形態を示す断面構成図である。
【図１０】従来の陽極端子板上へ陽極リード線を載置した状態でレーザー溶接を開始したときの正面構成図である。
【図１１】従来のチップ型コンデンサの製造方法におけるレーザー溶接終了時の陽極リード線と接続部との接合状態を示す正面構成図である。
【００５５】
【符号の説明】
１１、９１  …  陽極端子板
１２、９２  …  拡散層
１３、９３  …  陰極端子板
１４、９４  …  コンデンサ素子
１４ａ、９４ａ  …  陽極リード線
１４ｂ、９４ｂ  …  素子本体
１５、９５  …  封止樹脂
１６、９６  …  導電性接着剤
１８、９７、９８  …  レーザー照射装置
５１  …  測定器
５２、５３  …  固定具
１１１、１１２  …  突起部
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ  …  突起部１１１の端面
１１１Ｌ  …  溶融物
１１５、１１６  …  接続部上部
１１３、９１３  …  接続部
１１３Ｅ、９１３Ｅ  …  凹部溝
１１４、１３１、９１４、９３１  …  底板部
１３２、９３２  …  載置板部
５１１  …  ワイヤー
９１１、９１２、９１５、９１６  …  凸部
Ｃ  …  陽極リード線１４ａを載置したときの中心位置
Ｈ１、Ｈ２  …  突起部高さ
Ｉ  …  突起部１１１と溶融物１１１Ｌとの界面
Ｌ１８、Ｌ９７、Ｌ９８  …  レーザー光
Ｌｖ１４ａ  …  陽極リード線１４ａを載置したときの高さ位置
Ｐ１  …  陽極リード線１４ａ接触位置
Ｐ２  …  レーザー光照射位置
ｔ  …  陽極端子板の板厚
Ｗ１、Ｗ２  …  突起部１１１の幅
Ｗ３  …  凹部溝１１３Ｅの幅
【図１】
0004477287.tif 000002
【図２】
0004477287.tif 000003
【図３】
0004477287.tif 000004
【図４】
0004477287.tif 000005
【図５】
0004477287.tif 000006
【図６】
0004477287.tif 000007
【図７】
0004477287.tif 000008
【図８】
0004477287.tif 000009
【図９】
0004477287.tif 000010
【図１０】
0004477287.tif 000011
【図１１】
0004477287.tif 000012