(57)【要約】【課題】引出し端子と電極箔との接続による電極箔の脆弱化を抑制し、接続の信頼性を高める。【解決手段】端子リード（引出し端子２）に形成された偏平部（８）に電極箔（４）の縁部（１２）が重ねられ、該電極箔の縁部（１２）に跨がって冷間圧接部（１４−１）を備え、該冷間圧接部により前記端子リードと前記電極箔とが接続され、前記端子リードの前記偏平部に形成された凹部（１６−１）に前記電極箔の縁部が重ねられて前記冷間圧接部（１４−１）が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極箔に引出し端子が冷間圧接法により接続されたコンデンサであって、
引出し端子に形成された偏平部に電極箔の縁部が重ねられ、該電極箔の縁部の一部に冷間圧接部を備え、該冷間圧接部により前記引出し端子と前記電極箔の縁部の一部とが接続されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記引出し端子の前記偏平部に形成された凹部に前記電極箔の前記縁部が重ねられて前記凹部の一部に前記冷間圧接部を備えることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
引出し端子に形成された偏平部に凹部を形成する工程と、
前記凹部の一部に電極箔の縁部を重ねる工程と、
圧接金型により前記電極箔を前記凹部内に圧接し、冷間圧接によって前記電極箔と前記引出し端子とを圧接接続する接続工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記圧接金型の成形面角度が前記凹部の壁面の傾斜角度より小さいことを特徴とする請求項３に記載のコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンデンサ素子の引出し端子と電極箔の接続に関し、たとえば、接続に冷間圧接（コールドウェルド）法を用いたコンデンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサ、電気二重層コンデンサなどのコンデンサのコンデンサ素子では、陽極箔および陰極箔の電極箔の間にセパレータを重ねて巻回した後、電解液を含浸させ、または、電極箔とセパレータを交互に積層した後、電解液を含浸させている。陽極側の電極箔にはエッチング処理を経た箔に化成処理を施し、誘電体皮膜が形成されている。陰極側の電極箔にはたとえば、エッチング処理を施し、必要に応じて化成処理を施して誘電体皮膜を形成している。いずれの電極箔にも引出し端子が接続され、この引出し端子と電極箔との接続にはたとえば、冷間圧接が用いられる。冷間圧接は、重ね合わせた部材間を非加熱状態で圧接する方法である。
【０００３】
冷間圧接法による接続では電極箔と引出し端子の接続部に押圧する金型に台形状の押圧面を持つ金型を使用することが知られている（たとえば、特許文献１、特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２３５４５３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７３６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電子機器の小型化、軽量化、電子部品の高集積化などに応じるため、小型化や低背化されたコンデンサが提供されている。このようなコンデンサでは、電極箔や引出し端子が縮小化され、これらの接続も細密化している。また、高容量化が求められており、容量を向上させるため、電極箔の表面積を拡大することが求められている。そのため、高密度な拡面化処理が施されて電極箔の機械的強度が低下している。引出し端子と電極箔との接続部では、その近傍で箔割れを生じ、これによる接続強度の低下が見られる。接続強度が低下すると、引出し端子が耐え得る張力の許容限度が低くなる。このため、接続強度が低下している引出し端子に許容限度を越える張力が作用すると、電極箔から引出し端子が剥離するなどの不都合を生じる場合があった。
【０００６】
冷間圧接法は優れた接続方法であるが、加圧の際に電極箔に伸びによる脆弱化や損傷が生じるという課題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、冷間圧接法による接続に関し、引出し端子と電極箔との接続による電極箔の脆弱化を抑制し、接続の信頼性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサは、電極箔に引出し端子が冷間圧接法により接続されたコンデンサであって、引出し端子に形成された偏平部に電極箔の縁部が重ねられ、該電極箔の縁部の一部に冷間圧接部を備え、該冷間圧接部により前記引出し端子と前記電極箔の縁部の一部とが接続されている。
【０００９】
上記コンデンサにおいて、前記引出し端子の前記偏平部に形成された凹部に前記電極箔の前記縁部が重ねられて前記凹部の一部に前記冷間圧接部を備えてもよい。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの製造方法は、引出し端子に形成された偏平部に凹部を形成する工程と、前記凹部の一部に電極箔の縁部を重ねる工程と、圧接金型により前記電極箔を前記凹部内に圧接し、冷間圧接によって前記電極箔と前記引出し端子とを圧接接続する接続工程とを含んでいる。
【００１１】
上記コンデンサの製造方法において、前記圧接金型の成形面角度が前記凹部の壁面の傾斜角度より小さく設定されてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００１３】
(1) 電極箔の縁部に冷間圧接部が配置されているので、電極箔の縁部を引出し端子との接続に利用でき、接続による電極箔の脆弱化を防止できる。
【００１４】
(2) 狭小化された電極箔にあっても、電極箔の縁部を引出し端子との接続に利用するので、電極箔の幅方向に複数箇所を圧接接続に利用でき、引出し端子との接続強度が強化され、接続の信頼性が高められる。
【００１５】
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る引出し端子と電極箔の接続部を示す図である。
【図２】引出し端子の成形工程および電極箔の配置工程を示す図である。
【図３】圧接金型による電極箔および引出し端子の圧接接続を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜電極箔および引出し端子の接続＞
【００１８】
図１のＡおよびＢは、電極箔および引出し端子の圧接接続部を示している。この電極箔および引出し端子の圧接接続部は本発明のコンデンサおよびその製造方法の一例である。
【００１９】
引出し端子２には電極箔４が重ねられて冷間圧接法の圧接接続により接続されている。引出し端子２は、電極箔４を用いるコンデンサ素子たとえば、素子端面から引き出される端子リードの一例である。
【００２０】
この引出し端子２には柱状の支持部６が設けられ、この支持部６の前端側に内部リードとして偏平部８が設けられている。支持部６の後端側には外部リード１０が形成されている。偏平部８は、電極箔４との接続のために形成されており、支持部６をたとえば、加圧成形して形成される。通常、内部リード側の支持部６および偏平部８は電極箔４と同様の電極金属たとえば、アルミニウムで形成される。外部リード１０は支持部６に溶接などにより接続され、たとえば、半田付け可能な金属ワイヤで構成される。
【００２１】
電極箔４は、アルミニウムなどの電極金属で形成される陽極側ではアルミニウム箔にエッチングによる拡面化処理を経て化成処理を施し、表面に誘電体酸化皮膜が形成されている。陰極側ではアルミニウム箔にエッチングによる拡面化処理が施されており、必要に応じて化成処理によって誘電体酸化皮膜が形成されたものが使用される。
【００２２】
この実施の形態では、引出し端子２の偏平部８に電極箔４の一方の縁部１２を偏平部８に重ねて配置されている。偏平部８の長さをＷ１、電極箔４の幅をＷ２とすると、Ｗ１≧Ｗ２に設定されている。電極箔４の幅Ｗ２は、コンデンサおよびコンデンサ素子の低背化の要請により、狭く形成されている。偏平部８の先端部は、電極箔４の幅Ｗ２の内側に配置されている。つまり、偏平部８の先端部が電極箔４の幅Ｗ２内に重ねられている。
【００２３】
引出し端子２と電極箔４は第１および第２の冷間圧接部１４−１、１４−２により圧接接続されている。冷間圧接部１４−１は、電極箔４の縁部１２に重なっており、電極箔４の縁部に跨がる部位に設定されている。この実施の形態では、図１のＢに示すように、円形の冷間圧接部１４−１の直径Ｗ３に対し、電極箔４の縁部１２が冷間圧接部１４−１の半径Ｗ３／２の範囲に設定されている。つまり、電極箔４から外れた半径Ｗ３／２の範囲は、引出し端子２の凹部１６−１のみで形成されている。図１のＢにおいて、Ｏは凹部１６−１の中心線である。
【００２４】
これに対し、冷間圧接部１４−２は、電極箔４のＷ２の内側で電極箔４と偏平部８とが重なる部位に設定されている。つまり、冷間圧接部１４−１の直径Ｗ３の範囲で引出し端子２と電極箔４との圧接接続が行われている。
【００２５】
冷間圧接部１４−１では、冷間圧接部１４−１の半径Ｗ３／２の範囲で冷間圧接部１４−１の中心方向に向かって電極箔４の地金部１８および表裏面のエッチングのみまたはエッチングおよび化成の処理部２０が圧接されている。これにより、電極箔４の縁部１２側で引出し端子２との圧接接続が行われている。
【００２６】
一方、冷間圧接部１４−２では、冷間圧接部１４−１と異なり、冷間圧接部１４−２の全周から冷間圧接部１４−２の中心方向に向かって電極箔４の地金部１８および表裏面のエッチングのみまたはエッチングおよび化成の処理部２０が圧接されている。これにより、電極箔４の中間で引出し端子２との圧接接続が行われている。
【００２７】
このように、電極箔４の縁部１２に冷間圧接部１４−１が配置されているので、電極箔４の縁部１２が引出し端子２の接続に利用され、接続による電極箔４の脆弱化を防止できる。
【００２８】
狭小化されているたとえば、電極箔４にあっても、電極箔４の縁部１２を引出し端子２との接続に利用するので、電極箔４の幅Ｗ２方向に複数箇所を圧接接続に利用でき、引出し端子２との接続性が高められる。
【００２９】
＜コンデンサの製造方法＞
【００３０】
コンデンサの製造方法では、電極箔４に引出し端子２を圧接接続した後、この引出し端子２を備える電極箔４を用いてコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子を外装ケースに封入し、コンデンサを形成する。このコンデンサの製造方法には、電極箔４の形成工程、引出し端子２の成形工程、引出し端子２と電極箔４との配置工程および圧接接続工程などが含まれる。
【００３１】
(1) 電極箔４の形成工程
【００３２】
電極箔４の形成は、地金であるアルミニウム箔にエッチングによる拡面化処理を施し、その表面に化成処理を施す。陰極側の電極箔４にはエッチング処理を施したアルミニウム箔を使用すればよい。陽極側の電極箔４にはエッチング処理の後、化成処理を施したアルミニウム箔を使用すればよい。場合によっては、陽極側と同様に化成処理を施したアルミニウム箔を陰極側の電極箔４に用いる。
【００３３】
(2) 引出し端子２の凹部１６の形成工程
【００３４】
図２のＡは、引出し端子２の凹部１６の成形工程を示している。
【００３５】
引出し端子２には既述の偏平部８が形成されている。この引出し端子２は、図２のＡに示すように、拘束治具２２のキャビティ２４内に設置して位置決めされる。拘束治具２２は、引出し端子２の偏平部８を載置する平坦な底部２６を備えている。この底部２６をコ字状の拘束壁部２８で包囲し、偏平部８の金属流動を抑制するキャビティ２４が形成されている。
【００３６】
このように拘束治具２２に配置された偏平部８には、成形金型３０によって断面円錐台状の凹部１６−１、１６−２が形成される。各凹部１６−１、１６−２は、平坦な底部３２と傾斜角度θ１の傾斜面３４とを備えている。
【００３７】
(3) 引出し端子２および電極箔４の配置工程
【００３８】
図２のＢは、引出し端子２および電極箔４の配置を示している。
【００３９】
拘束治具２２に位置決めされた引出し端子２の偏平部８の上面には電極箔４が重ねられて位置決めされる。電極箔４の一方の縁部１２は偏平部８の凹部１６−１の中心Ｏ（図１のＢ）の部位に設置される。電極箔４の他方の縁部は、拘束治具２２の拘束壁部２８の上面に配置されている。
【００４０】
図３のＡは、圧接金型の配置を示している。
【００４１】
凹部１６−１の中心Ｏの位置には圧接金型３６−１、凹部１６−２の中心Ｏには圧接金型３６−２が配置されている。凹部１６−２の中心Ｏは、電極箔４の幅Ｗ２方向の中間であり、引出し端子２の偏平部８の先端側に配置されている。
【００４２】
各圧接金型３６−１、３６−２は同形状である。先端部には球形部３８が形成され、この球形部３８と円柱状の基部４０との間に円錐状部４２が形成されている。円錐状部４２の傾斜角度θ２は既述の凹部１６−１、１６−２の傾斜角度θ１より小さい角度（θ２＜θ１）である。
【００４３】
各圧接金型３６−１、３６−２の先端部は、球形部３８に変えて断面台形部としてもよい。台形部とした場合にも、角部を局面化（球面状化）すれば圧接応力を軽減できる利点がある。しかし、球形部３８は台形部のような角部の加工が不要であり、応力集中が生じない点でより好ましい。つまり、球形部３８では、角部が無いので、電極箔４への局所的な応力集中を防止して均等な圧接応力を得ることができる。応力集中による電極箔４のひび割れや箔割れを防止できる。ひいては、接続強度の強化やコンデンサの信頼性を高めることができる。
【００４４】
＜圧接接続工程＞
【００４５】
図３のＢは、引出し端子２と電極箔４の圧接接続工程を示している。
【００４６】
圧接金型３６−１、３６−２を電極箔４の上から引出し端子２の偏平部８の凹部１６−１、１６−２に矢印Ｐ（図３のＢ）に示すように降下させ、引出し端子２と電極箔４とを圧接させる。凹部１６−１側では図３のＢに示すように、凹部１６−１内に電極箔４の縁部１２が圧接状態となり、電極箔４が圧接接続される。拘束治具２２により、引出し端子２がキャビティ２４内に拘束され、圧接応力による変形（金属流動）が抑制される。
【００４７】
冷間圧接による引出し端子と電極箔の接続では、引出し端子の上に電極箔を載せ、この電極箔の上から圧接金型を押圧する。電極箔は圧接金型と引出し端子との間に挟まれた状態となる。圧接金型の押圧により、圧接金型の先端部により電極箔および引出し端子の接合部が生成される。
【００４８】
圧接金型の押圧により、引出し端子は押圧部を中心に引出し端子には幅方向に金属流動を呈し、伸びを生じる。この伸びに追従し、電極箔には放射状方向の伸びを生じる。このように伸びが生じた部分では、電極箔と引出し端子の接続が不完全となるという課題がある。
【００４９】
引出し端子と電極箔の接合部では電極箔と引出し端子とが固定され起点となり、接合部周辺の電極箔は、引出し端子の伸びに追従して、外側に向かって伸びるため、局所的に薄くなる。
【００５０】
つまり、接合部では固定されているため、電極箔が伸びる際、接合部周辺の電極箔全体が均一に伸ばされ、徐々に薄くなるのではなく、接合部周辺の電極箔が急激に薄くなるため、接続部に応力が加わった場合、その応力が急激に薄くなった部分に集中する。そのため、接続強度が低下する。
【００５１】
しかしながら、引出し端子２に予め凹部１６−１、１６−２を形成した後、前記凹部１６−１、１６−２を覆って引出し端子２に電極箔４を重ねた後、電極箔４側から圧接金型３６−１、３６−２を押し付けて接続することで、偏平部８の凹部１６−１および１６−２に成形金型３０の先端圧接部および側面からの応力を凹部により集中させることができる。偏平部８の側面方向（Ｗ方向）の伸びを防止でき、この伸びに追従した電極箔４の伸びの防止とともに、電極箔４の跳ね上がりなどの極端な変形を防止できる。電極箔４の伸びによる薄化を防止でき、脆弱化を抑制できる。
【００５２】
また、引出し端子２に予め凹部１６−１、１６−２を形成した後、前記凹部１６−１、１６−２を覆って引出し端子２に電極箔４を重ねた後、電極箔４側から圧接金型３６−１、３６−２を押し付けて接続することで、凹部１６−１、１６−２に電極箔４が入り込んだ後、凹部１６−１、１６−２の側面および底面に対して均等に押圧するため、電極箔４が局所的に押圧されて薄くなることはなく、脆弱部の発生をより防止することができる。
【００５３】
さらに、この実施形態では、拘束治具２２により偏平部８の側面方向への金属流動が抑制されている。このため、引出し端子２の接続部（凹部１６−２）の側面方向には、金属流動がない。そのため、電極箔４が引出し端子２の伸びに追従することがない。これに対し、凹部１６−１側の支持部６の方向には側壁部２８がなく、金属流動を抑制することができないので、引出し端子２の伸びが少なからず生じる。しかしながら、凹部１６−１の支持部６側には電極箔４が配置されていないため、支持部６側に向かって凹部１６−１が伸びても、電極箔４は支持部６側へ追従して伸びるという影響を与えることはない。
【００５４】
＜一実施の形態の特徴事項および効果＞
【００５５】
(a) 電極箔４の一方の縁部１２を引出し端子２との圧接接続に用いている。
【００５６】
(b) 拘束治具２２を用いているので、引出し端子２の圧接接続時の金属流動を抑制でき、電極箔４の追従変形による伸びを防止できる。
【００５７】
(c) 引出し端子２の支持部６側には拘束治具２２による拘束機能はないため、圧接金型３６−１による支持部６側への偏平部８の伸びが生じる。これに対し、電極箔４の縁部１２は凹部１６−１の中心Ｏより支持部６側に延長されていない。つまり、引出し端子２の伸延による追従部分が存在しない。このため、電極箔４の伸長による脆弱部が形成されない。
【００５８】
(d) 電極箔４の縁部１２を圧接接続に利用して引出し端子２との接続を行い、電極箔４の中間部側の圧接接続箇所を少なくしているので、電極箔４の中間部側の脆弱化を抑制でき、引出し端子２と電極箔４との接続強度を向上させることができる。
【００５９】
(e) 電極箔４の縁部１２を引出し端子２に圧接接続したことにより、接続された引出し端子２で電極箔４の縁部１２が強化され、電極箔４の縁部１２の割れを防止できる。
【００６０】
(f) 電極箔４の縁部１２を圧接接続に用いているので、電極箔４の幅が狭い場合にも、また引出し端子２の偏平部８が短い場合にも、電極箔４と引出し端子２との冷間圧接接続が行える。
【００６１】
(g) しかも、電極箔４の縁部１２を圧接接続に用いているので、電極箔４と引出し端子２の接続箇所を増加することができる。
【００６２】
〔他の実施の形態〕
【００６３】
上記実施の形態では、先端部の押圧面を球形部３８とした圧接金型２を用いたが、先端部の押圧面は矩形、円形、楕円形であってもよく、先端押圧面から基部４０に向かって傾斜する傾斜面を持ち、この傾斜面はフラット面、曲面のいずれでもよい。つまり、圧接金型の垂直断面形状は台形状、アーチ状のいずれでもよい。
【００６４】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のコンデンサおよびその製造方法は、電極箔の縁部に跨がって冷間圧接部を配置しているので、電極箔の縁部を引出し端子との接続に利用し、接続の強化とともに接続の信頼性が高められ、コンデンサの品質を高めることができる。
【符号の説明】
【００６６】
２  引出し端子
４  電極箔
６  支持部
８  偏平部
１０  外部リード
１２  縁部
１４−１、１４−２  冷間圧接部
１６−１、１６−２  凹部
１８  地金部
２０  処理部
２２  拘束治具
２４  キャビティ
２６  底部
２８  拘束壁部
３０  成形金型
３２  底部
３４  傾斜面
３６−１、３６−２  圧接金型
３８  球形部
４０  基部
４２  円錐状部
【図１】
2013232460.tif 000003
【図２】
2013232460.tif 000004
【図３】
2013232460.tif 000005