(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンデンサ素子用材料を所定の間隔を隔てて支持部材に取り付けるための装置であって、支持部材の動きを所定の方向に制限するための案内手段、案内手段によって許容される方向に支持部材を付勢する付勢手段、付勢された支持部材に当接または係合してその動きを停止させる停止手段、前記付勢方向に沿って停止手段を所定量だけ移動させる駆動手段、支持部材の動きが停止手段により停止されているときにコンデンサ素子用材料を支持部材に取り付ける取り付け手段を含むことを特徴とするコンデンサ素子用材料取り付け装置。
【請求項２】
付勢手段が、所定の抑止力を受けたときに空転が可能な回転式の駆動部と前記駆動部によるトルクを前記支持部材に伝播するトルク伝播手段とを含む請求項１に記載のコンデンサ素子用材料取り付け装置。
【請求項３】
前記付勢方向に沿って停止手段を所定量だけ移動させる駆動手段がボールネジを含む請求項１または２に記載のコンデンサ素子用材料取り付け装置。
【請求項４】
コンデンサ素子用材料が、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウムまたはこれらを含む合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコンデンサ素子用材料取り付け装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のコンデンサ素子用材料取り付け装置を使用するコンデンサ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ素子用材料の取り付け装置およびコンデンサ素子の製造方法、より詳しくは、複数のコンデンサ素子用材料を支持部材に取り付けて一括処理するコンデンサ素子製造装置において、支持部材に複数のコンデンサ素子用材料を取り付けるための取り付け装置およびこの装置を使用するコンデンサ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性重合体を用いる固体電解コンデンサは、図１に断面図として示すように、陽極基体１上に誘電体酸化皮膜２を形成し、誘電体酸化皮膜２上で導電性重合体を形成して固体電解質層４とし、必要に応じてさらに導電ペースト等を付着させてなる基本構造（固体電解コンデンサ素子）を有する。陽極部（固体電解質を有しない陽極基体部分）と陰極部（導電性重合体を含む導電体層）との間にはマスキング３が設けられて陰陽両極部を絶縁する。
【０００３】
ここで、コンデンサ素子の製造方法としては、幅広の金属箔を用い、その側辺を櫛歯状に打ち抜き、多数の突起部分として形成する方法が知られている。これらの突起部分は、固体電解コンデンサを製造するのに必要な処理を受けた後、金属箔本体から切り離されてコンデンサ素子とされる（例えば、特開平５−１６６６８１号公報；特許文献１）。しかし、この方法では、十分な加工精度を得るのが困難であり、生産性も低い。
【０００４】
これに対して、帯状の金属箔を原材料として用い、これを所望の長さに応じて切り取って複数の箔片を支持部材に取り付け一括して処理する装置が知られている（特開２００２−２０３７５６号公報；特許文献２）。この製造装置は、帯状の金属箔から矩形状の金属箔を連続的に切り出すので、コンデンサ素子を生産性よく製造できる利点を有している。
【０００５】
特許文献２の装置においては、大量の箔片を支持部材に取り付ける必要がある。また、箔片の取り付けの際に位置ずれがあると、各箔片について処理が不均一になるおそれがある。また、積層型コンデンサの製造においては、箔片は加工後に支持部材から取り外され順次積層されるが、箔片取り付け時の位置ずれは積層時の箔片の位置ずれをもたらす場合がある。このため、大量の箔片を効率的かつ正確に支持部材に取り付ける技術がもとめられていた。
【特許文献１】特開平５−１６６６８１号公報
【特許文献２】特開２００２−２０３７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題の解決を意図したものであり、複数のコンデンサ素子用材料を支持部材に取り付けて一括処理するコンデンサ素子製造装置において、支持部材に複数のコンデンサ素子用材料を効率的かつ正確に取り付けるための取り付け装置およびこの装置を使用するコンデンサ素子の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、以下の構成を有するコンデンサ素子用材料の取り付け装置を提供する。
１．複数のコンデンサ素子用材料を所定の間隔を隔てて支持部材に取り付けるための装置であって、支持部材の動きを所定の方向に制限するための案内手段、案内手段によって許容される方向に支持部材を付勢する付勢手段、付勢された支持部材に当接または係合してその動きを停止させる停止手段、前記付勢方向に沿って停止手段を所定量だけ移動させる駆動手段、支持部材の動きが停止手段により停止されているときにコンデンサ素子用材料を支持部材に取り付ける取り付け手段を含むことを特徴とするコンデンサ素子用材料取り付け装置。
２．付勢手段が、所定の抑止力を受けたときに空転が可能な回転式の駆動部と前記駆動部によるトルクを前記支持部材に伝播するトルク伝播手段とを含む前記１に記載のコンデンサ素子用材料取り付け装置。
３．前記付勢方向に沿って停止手段を所定量だけ移動させる駆動手段がボールネジを含む前記１または２に記載のコンデンサ素子用材料取り付け装置。
４．コンデンサ素子用材料が、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウムまたはこれらを含む合金である前記１〜３のいずれかに記載のコンデンサ素子用材料取り付け装置。
５．前記１〜４のいずれかに記載のコンデンサ素子用材料取り付け装置を使用するコンデンサ素子の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のコンデンサ素子用材料の取り付け装置によれば、大量のコンデンサ素子用材料を支持部材に効率的かつ正確に取り付けることができるので、コンデンサの生産性及び品質の向上をもたらす。特に、積層型コンデンサの製造において、積層時に微細な位置決めを行なわなくても位置ずれの問題が発生しないため、積層型コンデンサの歩留まりや品質が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１にその一態様を示すように、本発明のコンデンサ素子用材料取り付け装置は、複数のコンデンサ素子用材料を所定の間隔を隔てて支持部材に取り付けるための装置であって、支持部材の動きを所定の方向に制限するための案内手段、案内手段によって許容される方向に支持部材を付勢する付勢手段、付勢された支持部材に当接または係合してその動きを停止させる停止手段、前記案内方向に沿って停止手段を所定量ずつ移動させる駆動手段、支持部材の動きが停止手段により停止されているときにコンデンサ素子用材料を支持部材に取り付ける取り付け手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
上記装置の動作を述べれば以下の通りである。
コンデンサ素子用材料取り付け機構は、全体としては、複数の支持部材（原板）を保持するカセット、カセットから支持部材を所定枚数ずつコンデンサ素子用材料取り付け装置に送る送出装置、コンデンサ素子用材料取り付け装置（本発明）、コンデンサ素子用材料が取り付けられた支持部材を受け入れて保持する受け入れ装置を含む。
【００１１】
図２に示すように、送出装置から送出された剛性支持部材８は案内手段１１に案内され所定方向（図中、矢印方向）に付勢された状態で取り付け装置１０に送られてくる。しかし、図２（ａ）に示すように、支持面１２上には停止手段２１が位置しており、この停止手段２１の停止面２２により支持部材８の動きは抑えられ、所定の位置で停止する。この状態で、支持部材８にコンデンサ素子用材料（７０ａ）が取り付けられる（図２（ａ）〜（ｂ））。
【００１２】
次いで、図２（ｃ）に示すように、停止手段２１は駆動手段３１により所定距離ｄだけ前記案内方向に沿って移動する。この間も支持部材８は付勢手段により付勢されているので支持部材８は停止手段２１の動きに追随して付勢方向に移動する。停止手段２１は、予め決められた距離を移動すると停止し、その結果、支持部材８の動きも停止する。この状態で、支持部材８にコンデンサ素子用材料（７０ｂ）が取り付けられる。支持部材８は通常剛性なので、コンデンサ素子用材料（７０ａ）とコンデンサ素子用材料（７０ｂ）の取り付け位置間の距離もｄとなる。
【００１３】
以下、同様にして、支持部材は案内手段上を移動し、各停止点でコンデンサ素子用材料の取り付けが行なわれ、結果として、ｎ個のコンデンサ素子用材料（７０ａ〜７０ｎ）が取り付けられる。
この時点で停止手段２１は支持面１２上から除かれる。支持部材は駆動手段により付勢されているので、停止手段が除かれると付勢方向に速やかに移動し、取り付け域から除かれる。従って、本発明の装置によれば、高速かつ精確に支持部材上にコンデンサ素子用材料を取り付けることができる。
【００１４】
以下、本発明を構成する各部分について説明する。
案内手段１１は、支持部材が所定方向（通常、付勢方向と一致する。）にのみ移動するように支持部材を案内する手段である。通常、案内手段は、概ね水平な支持面と支持面上に配設され支持部材を側方から挟持する構造部材からなる。支持面は、例えば、板または密に配置された複数の円柱状部材もしくはローラー等で構成される。支持部材を挟持する構造部材は、図２に示すように前記支持面に対し垂直に設けられた複数のローラーでもよいし、ローラーの代わりに円柱状部材または板を柵状または壁状に設けたものでもよい。なお、図では便宜上、６個のローラーのみ描いているが、前記支持面１２上において支持部材８の動きを案内するために有用な任意の数のローラーを必要な位置に設置すればよい。
【００１５】
付勢手段は、前記案内手段で画定される空間内において支持部材を駆動する手段であるが、本発明では、支持部材の動きが停止手段によって抑止されたときにその抑止力を上回ることなく停止手段の動きに追随して支持部材を移動させる手段である。付勢手段としては上記の機能を果たす手段であれば、どのようなもの（例えば、バネ）でも用い得るが、本発明では、所定の抑止力を受けたときに空転が可能な回転式の駆動手段を用いることが好ましい。このような駆動手段は、モーター等の駆動源、駆動源と連結して一定のトルクを出力するトルク制御機能を備えたクラッチ、クラッチから得た定トルクを前記支持部材に伝えるローラー等の接触部材である。トルク制御クラッチとしては、例えば、電磁的連結で速度制御に慣用されているヒステリシスクラッチが利用できる。
【００１６】
図１では付勢手段は具体的に示していないが、前述の案内手段がローラー１１である場合は、これに上記の定トルクを伝播してもよいし、図中上方から定トルクで駆動されたローラーを接触させてもよい。また、前記支持面１２上に定トルクで駆動されたローラー等を設けてもよい。
【００１７】
あるいは、支持部材の後端面（図中では右端）に接触してこれを左方向に押し出すような適当な接触部材（例えば、矩形状、Ｔ字状、Ｙ字状、Ｕ字状等で先端が支持部材の後端面と接触するもの）を支持面上に設け、これに前記定トルクを伝播してもよい。但し、この場合、接触部材は次に処理すべき支持部材８の進入を妨害しないように、１の支持部材を受け入れ装置へ送り出した後は支持面１２から除き、次の支持部材の後端面側に位置させる。あるいはまた、支持部材を支持面上に複数送出しておき、そのうちのいずれかに前記定トルクを伝播し、先頭の支持部材に間接的に付勢力が及ぶように構成してもよい。
【００１８】
停止手段２１は支持部材８に付与された付勢力に抗して支持部材８を停止させるとともに、後述する駆動手段３１によって所定量ずつ停止面を移動させ得るものである。停止面２２は図１に示すように平坦面でもよいが、好ましくは支持部材８の形状に合わせてこれを受け入れる外形を有する。停止手段２１は、支持部材端面位置を確認し、停止手段の基準位置と支持部材端面位置との距離を調節する機構を有してもよい。このような支持部材端面位置の確認には、例えば、種々のフォトセンサーなどが利用できる。
【００１９】
前記案内方向に沿って停止手段を所定量ずつ移動させる駆動手段３１は、様々に構成できる。例えば、ステッピングモーターから得た駆動力をローラーに伝え、ローラーを停止手段に接触させることによりその移動を行なうことができる。また、停止手段にラックギアを設け、ステッピングモーターから得た駆動力をギアを介して伝える構成でもよい。もっとも、本発明では停止手段は支持部材から絶えず付勢力を受けている。このため、ローラーを停止手段に接触させて駆動する方式を採った場合、ローラー表面が磨耗したり、ローラーと停止手段間に油等の汚染物質が侵入した場合には、停止手段２１が付勢力に負けて位置ずれを起こす可能性がある。ギアを介して駆動力を伝える方式ではこのような問題は生じにくいが、微細な位置調整を行なうためにはラックギアのピッチを小さくしなければならず、管理が問題がありコストの上昇を招くことがある。
【００２０】
このため、本発明の好ましい態様では、ボールネジ３１を用いる。この構成では、ステッピングモーター（図示していない）の回転を所望の平行移動距離に応じて設定することで精確な位置決めを行なう。また、移動距離を任意に調整できるため、支持部材上へのコンデンサ素子用材料の取り付け位置を必要に応じて随意に設定できる。具体的には、ステッピングモーターのパルス数を変更することによりコンデンサ素子用材料の取り付け位置を任意に設定できる。
停止手段を案内手段から除くためには、停止手段を案内面に対して上方に持ち上げるか案内面から側方に移動させる。駆動手段が停止手段と係合している場合は、これらを一体として移動させてもよい。
【００２１】
上記の特徴を含む限りにおいて、本発明は支持部材にどのようなコンデンサ素子用材料を取り付けるものも含む。また、コンデンサ素子用材料を支持部材に取り付ける取り付け手段は、取り付けるべき素子用材料の形状・形態によるが、例えば、コンデンサ素子用材料が金属箔の場合は、図２に示すように、フープ状とした原箔６０を支持部材の近傍に保持し、図示していない切断装置と接合装置によって所定長さの金属箔を支持部材に取り付ける。切断装置は既知であり、例えば、本出願人が特開２００２−２０３７５６で提案した装置を用いることができる。また、金属箔の支持部材への取り付けは、例えば、熔接、ハンダ付け、接着等の手法が採用可能である。但し、切断装置と接合装置はこれ以外の構成を採るものでもよい。
【００２２】
なお、コンデンサ素子用材料は特に限定されないが、固体電解コンデンサの製造方法に適用する場合は、一般に、弁作用を有する金属である。本発明に使用できる弁作用を有する金属は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、珪素などの金属単体、またはこれらの合金である。小片は単体や合金の金属板（リボン、箔等を含む。）、多孔質焼結体、エッチング等で表面処理された板、線等が使用できるが、好ましくは平板状、箔状のものである。多孔質の形態の例としては、圧延箔のエッチング物、微粉焼結体などの多孔質成形体の形態が挙げられる。
【００２３】
コンデンサ素子用材料の厚さは、使用目的によって異なるが、厚みが約４０〜３００μｍの箔（特に化成箔）が使用される。薄型の固体電解コンデンサとするためには、例えばアルミニウム箔（特に化成箔）では、８０〜２５０μｍのものを使用し、固体電解コンデンサを設けた素子の最大高さを２５０μｍ以下となるようにすることが好ましい。
【００２４】
本発明は、上記の装置を使用するコンデンサ素子の製造方法を含む。すなわち、本発明の装置を用いて複数のコンデンサ素子用材料を支持部材に取り付けた後、コンデンサ素子を製造するための種々の処理を一括して行なう方法を含む。
このような処理としては、典型的には、誘電体皮膜形成のための化成処理、導電体層の形成、導電体層と電極との接続のための導体層の付与などが挙げられる。コンデンサ素子の製造方法は、例えば、以下の通りである。
【００２５】
はじめに、コンデンサ素子材料を支持部材に取り付けた状態で電解液に浸漬して通電することにより誘電体酸化皮膜を形成および／または修復し、誘電体皮膜上の所定の位置に導電体層形成のために必要な処理、例えば、導電体層が導電性重合体である場合はそのモノマーへの浸漬およびモノマーの重合に必要な処理（酸化剤の付着および／または通電）を行なう。さらに、必要に応じて導電ペーストへの浸漬および／またはその塗布を行なう。その他の処理、例えば、上記導電体層と陽極基体（通常は、コンデンサ素子用材料自体）間の絶縁を確実に行なうためのマスキング層の形成等を行なってもよい。
【００２６】
これらの処理を行なって図１に一例を示すコンデンサ素子構造を形成した後、コンデンサ素子用材料を支持部材から取り外して個々の独立したコンデンサ素子とする。通常はコンデンサ素子用材料を支持部材の縁部に沿って切断し、陰陽両極の基板（例えば、リードフレーム）上に熔接やハンダ付け等により固定してさらに樹脂で封止してコンデンサチップとする。
【００２７】
本発明の取り付け装置では、取り付け時の精度が非常に高い。例えば、取り付け誤差を±０．１５ｍｍ程度まで高めることができる。このため、コンデンサ素子を支持部材から取り外してリードフレーム等に取り付ける場合も、特別な位置決め手段を用いることなく高い精度での取り付けが可能になる。
【００２８】
また、積層型コンデンサの製造にも有用である。すなわち、コンデンサ素子を積層して積層型コンデンサを製造する場合、各素子の横方向（積層方向とは垂直な方向）への位置ずれがあると電気特性や形状、封止に悪影響を及ぼすことがあるが、本発明の装置を用いたコンデンサ素子の製造方法を用いれば、特別な位置決め手段を用いることなく高い精度での積層が可能になる。
【００２９】
以上の通り、本願発明の取り付け装置は高い精度で、複数のコンデンサ素子材料を支持部材に取り付けることが可能であるため、電気特性に優れたコンデンサの製造方法として有用である。なお、上記の製造方法の説明では、導電性高分子（固体電解質）層を用いる固体電解コンデンサを例として説明したが、本願発明の装置は固体電解コンデンサに限らず、各種のコンデンサ素子、特に積層タイプの各種コンデンサに用いるコンデンサ素子の製造ラインに採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】固体電解コンデンサ素子の基本構造を示す断面図である。
【図２】本発明によるコンデンサ素子用材料取り付け用装置の概略を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  陽極部領域
２  陰極部領域
３  マスキング材料
４  多孔質層
１０  コンデンサ素子用材料取り付け用装置
１１  案内手段
１２  支持面
２１  停止手段
２２  停止面
３１  駆動手段（ボールネジ）
６０  原箔
７０ａ〜７０ｎ  コンデンサ素子用材料
【図１】
0004553139.tif 000002
【図２】
0004553139.tif 000003