JP2006041447A - Manufacturing method of electrolytic capacitor, and electrolytic capacitor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method without a problem of voids or particles occurring in welding an anode, and an electrolytic capacitor having a rigid anode joint structure. <P>SOLUTION: The manufacturing method includes a step of forming an anode 14 and a cathode 13 on part of a valve metal base 2 having an enlarged surface layer and a dielectric layer formed on the surface of valve metal to make an electrolytic capacitor element 1, and a step of providing an open part (aperture 5) on the anode 14 of the element 1. The open part of the anode 14 may be welded to an anode land electrode 6, or the open part may be filled with a conductive material 19 and the material 19 is molten to weld the open part of the anode 14 to the anode land electrode 6. Thus, the electrolytic capacitor can be manufactured without causing the problem of the void or particle generation in welding. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電解コンデンサの製造方法及び電解コンデンサに関する。   The present invention relates to an electrolytic capacitor manufacturing method and an electrolytic capacitor.

電解コンデンサを作製するために、まず基本構成要素である電解コンデンサ素子を形成する。このために、酸化皮膜を形成する能力を有するアルミニウム、チタン、タンタル等の金属、いわゆる弁金属を用意する。弁金属の箔を用いる場合、表面がエッチングによって多孔質化され、表面積が拡大された、いわゆる拡面化層を有する金属箔が用いられる。次に、この弁金属部を陽極酸化することにより、弁金属の表面に酸化皮膜を形成する。その後、実質的に陰極として機能する有機化合物等からなる電解質層を酸化皮膜上に形成し、グラファイトや銀等からなる導電体層を電解質層上に形成する。このようにして、電解コンデンサ素子が得られる（例えば、特許文献１参照）。   In order to produce an electrolytic capacitor, first, an electrolytic capacitor element, which is a basic component, is formed. For this purpose, a metal such as aluminum, titanium or tantalum having the ability to form an oxide film, a so-called valve metal is prepared. In the case of using a valve metal foil, a metal foil having a so-called enlarged layer whose surface is made porous by etching and whose surface area is enlarged is used. Next, an anodized film is formed on the surface of the valve metal by anodizing the valve metal portion. Thereafter, an electrolyte layer made of an organic compound or the like that substantially functions as a cathode is formed on the oxide film, and a conductor layer made of graphite, silver, or the like is formed on the electrolyte layer. In this way, an electrolytic capacitor element is obtained (see, for example, Patent Document 1).

この電解コンデンサ素子を陽極ランド電極及び陰極ランド電極を有する基板上に搭載すると、基板型の電解コンデンサが得られる。電解コンデンサ素子を基板上に搭載する際には、電解コンデンサ素子の陽極部及び陰極部を、それぞれ基板の陽極ランド電極及び陰極ランド電極に接続する。また、複数の電解コンデンサ素子を基板上に重ねて搭載すると、多段積層型の電解コンデンサが得られる。   When this electrolytic capacitor element is mounted on a substrate having an anode land electrode and a cathode land electrode, a substrate type electrolytic capacitor is obtained. When the electrolytic capacitor element is mounted on the substrate, the anode portion and the cathode portion of the electrolytic capacitor element are connected to the anode land electrode and the cathode land electrode of the substrate, respectively. Further, when a plurality of electrolytic capacitor elements are mounted on the substrate, a multi-layer stacked type electrolytic capacitor can be obtained.

ここで、電解コンデンサ素子の陽極部を基板の陽極ランド電極と電気的に強固に接続するためには、陽極部を溶接する場合が多い。この溶接は微小領域の溶接が必要であるため、これまで抵抗化熱による点溶接がおこなわれており、金属板のレーザスポット溶接技術（例えば、特許文献２参照）の応用が検討されている。   Here, in order to electrically and firmly connect the anode part of the electrolytic capacitor element to the anode land electrode of the substrate, the anode part is often welded. Since this welding requires welding in a minute region, spot welding by resistance heat has been performed so far, and application of a laser spot welding technique for a metal plate (for example, see Patent Document 2) has been studied.

こうした技術においては、拡面化箔の溶接個所から生じる飛散物及び電極間のボイド形成が問題となっている。従来の問題点を図２により説明する。   In such technology, the formation of voids between the scattered matter and the electrodes generated from the welded portion of the surface-enlarging foil is a problem. Conventional problems will be described with reference to FIG.

電解コンデンサ１００は、基板１１（被接続体）及び基板１１上に積層された複数の電解コンデンサ素子１を備える。電解コンデンサ素子１の各々は、弁金属基体２（例えば、アルミニウム、チタニウム等）の両面に陰極層３が形成されている。複数の電解コンデンサ素子１は、導電性接着剤層１０を介して基板１１上に積層されている。基板１１上には陽極ランド部電極６及び陰極ランド部電極７が設けられており、基板１１を貫通するスルーホール（ビアホール）８を介して、それぞれ陽極外部電極９、陰極外部電極１２に接続されている。基板１１及び電解コンデンサ素子１は、樹脂モールド（図示せず）で被覆固定されている。   The electrolytic capacitor 100 includes a substrate 11 (connected body) and a plurality of electrolytic capacitor elements 1 stacked on the substrate 11. Each of the electrolytic capacitor elements 1 has a cathode layer 3 formed on both surfaces of a valve metal base 2 (for example, aluminum, titanium, etc.). The plurality of electrolytic capacitor elements 1 are stacked on the substrate 11 via the conductive adhesive layer 10. An anode land electrode 6 and a cathode land electrode 7 are provided on the substrate 11, and are connected to an anode external electrode 9 and a cathode external electrode 12 through through holes (via holes) 8 penetrating the substrate 11. ing. The substrate 11 and the electrolytic capacitor element 1 are covered and fixed with a resin mold (not shown).

電解コンデンサ素子１は、陰極層３が形成された陰極部１３と、弁金属基体２が露出した陽極部１４とに分かれている。すなわち、陰極部１３と陽極部１４とは、絶縁材４を境に分割され、相互の短絡が防止されている。   The electrolytic capacitor element 1 is divided into a cathode portion 13 on which the cathode layer 3 is formed and an anode portion 14 on which the valve metal substrate 2 is exposed. That is, the cathode portion 13 and the anode portion 14 are divided with the insulating material 4 as a boundary, and mutual short circuit is prevented.

電解コンデンサ素子１の構造を、図３により更に詳細に説明する。一般に、弁金属基体２の表面には拡面化層１５が形成されている。この拡面化層１５は、図３の一部拡大図に示すように弁金属基体の表面に多数の細孔を設けた多孔質化層であり、これにより弁金属基体２の実効的な表面積が拡大される。拡面化層１５の表面には、弁金属基体２の酸化物からなる誘電体層（図示せず）が形成されている。また、拡面化層１５の表面は、陰極部１３においては細孔内部に陰極層３の材料（例えば、有機電解コンデンサの場合は導電性有機材料）が含浸した状態であり、陽極部１４においては拡面化層１５が誘電体層と共に露出した状態となっている。   The structure of the electrolytic capacitor element 1 will be described in more detail with reference to FIG. In general, a surface enlargement layer 15 is formed on the surface of the valve metal substrate 2. As shown in the partially enlarged view of FIG. 3, the surface widening layer 15 is a porous layer in which a large number of pores are provided on the surface of the valve metal base body, whereby an effective surface area of the valve metal base body 2 is obtained. Is enlarged. A dielectric layer (not shown) made of an oxide of the valve metal substrate 2 is formed on the surface of the surface widening layer 15. Further, the surface of the surface enlargement layer 15 is in a state in which the material of the cathode layer 3 (for example, a conductive organic material in the case of an organic electrolytic capacitor) is impregnated inside the pores in the cathode portion 13. Is a state in which the surface-enlarging layer 15 is exposed together with the dielectric layer.

図２に示すような積層構造を構成した場合、陽極部１４は陽極ランド部電極６の方向に湾曲され、積層されて陽極ランド部電極６に接続される。上述のように、接続には抵抗化熱溶接、レーザ溶接などのスポット溶接がおこなわれている。微細領域において、機械的強度が高く電気伝導性が確保された接続部を効率よく形成するためである。   When the laminated structure as shown in FIG. 2 is configured, the anode part 14 is curved in the direction of the anode land part electrode 6, laminated and connected to the anode land part electrode 6. As described above, spot welding such as resistance thermal welding and laser welding is performed for the connection. This is because, in a fine region, a connection portion having high mechanical strength and electrical conductivity is efficiently formed.

この溶接により、弁金属基体２の材料と陽極ランド部電極６の材料とが溶融した溶融部１６が形成される。このとき、溶融部１６の内部とその近傍にはボイド１７が形成されることが多い。ボイド１７が存在することにより、陽極の接続部分における接続不良及び抵抗増大が生じる傾向にある。また、溶接の際に溶融した弁金属基体２の材料の一部は、比較的高温の溶融物として飛翔してしまう。こうした溶融物は、陰極部１３等に付着した場合にはその部分の高分子を熱により破壊してしまう場合がある。また、図２に示すように絶縁材４の部分に付着した場合（パーティクル１８）には、陰極部１３と陽極部１４との間のショートの原因となる場合がある。   By this welding, a molten portion 16 is formed by melting the material of the valve metal base 2 and the material of the anode land electrode 6. At this time, voids 17 are often formed in the melted portion 16 and in the vicinity thereof. The presence of the void 17 tends to cause poor connection and increased resistance at the anode connection. Further, a part of the material of the valve metal base 2 melted at the time of welding flies as a relatively high temperature melt. When such a melt adheres to the cathode portion 13 or the like, the polymer at that portion may be destroyed by heat. Moreover, as shown in FIG. 2, when adhering to the portion of the insulating material 4 (particle 18), it may cause a short circuit between the cathode portion 13 and the anode portion.

この問題の解決手段として、陽極部を含む溶接部分に貫通孔を設けて、貫通孔部分を抵抗化熱溶接する技術（例えば、特許文献３）が提案されている。
特許第３４２４２６９号公報 特開平６−４５７５２ 特開２００４−８７８９３号公報 As a means for solving this problem, a technique (for example, Patent Document 3) in which a through hole is provided in a welded portion including an anode portion and the through hole portion is subjected to resistance thermal welding has been proposed.
Japanese Patent No. 3424269 JP-A-6-45752 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-87893

上記問題の原因は、明確ではないが、表面が平滑な、いわゆるプレーン金属同士のレーザ溶接においてはこうした問題の報告が比較的少ないことから、拡面化層１５の孔の部分に含まれた気体が、レーザ溶接時の急激な過熱によって爆発的に体積を増加させ、そのエネルギー衝撃波による溶融した弁金属の飛翔や、その残留気体による空隙の形成を生ずるものと推測される。   The cause of the above problem is not clear, but since there are relatively few reports of such a problem in so-called plain metal-to-plane laser welding, the gas contained in the hole portion of the surface expansion layer 15 is relatively small. However, it is presumed that the volume is explosively increased due to rapid overheating during laser welding, resulting in the flight of molten valve metal due to the energy shock wave and the formation of voids due to the residual gas.

この時、体積膨張しようとする気体が、拡面化層１５の細孔中で一旦圧縮されるため、いわゆるモンロー効果に類似の現象が起こって、体積膨張時のエネルギー衝撃波が高められるものとも推測される。したがって、溶接個所に空隙が存在すれば、いかなる溶接方法を用いたとしてもこの問題が生じると考えられる。この意味では、特許文献３に開示の技術によっても、こうした問題が生じる可能性は否定できない。   At this time, since the gas to be volume-expanded is once compressed in the pores of the surface-enlarging layer 15, it is assumed that a phenomenon similar to the so-called Monroe effect occurs and the energy shock wave at the time of volume expansion is enhanced. Is done. Therefore, it is considered that this problem will occur if any welding method is used if there is a gap at the weld. In this sense, the possibility of such a problem cannot be denied even by the technique disclosed in Patent Document 3.

本発明は、陽極部の溶接時にボイドやパーティクル発生の問題が生じない製造方法と、強固な陽極部接合構造を有する電解コンデンサを提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a manufacturing method that does not cause a problem of generation of voids and particles during welding of an anode part, and an electrolytic capacitor having a strong anode part bonding structure.

上述の課題を解決するため、本発明の電解コンデンサは、表面に拡面化層および誘電体層が形成された弁金属基体を用意し、その一部を陽極部として除いた上で、表面に陰極部を形成する工程によって電解コンデンサ素体を作製し、電解コンデンサ素体の陽極部の一部を除去し開放部を設け、その開放部近傍と被接続体の端子とを接続することにより製造される。   In order to solve the above-mentioned problems, the electrolytic capacitor of the present invention is prepared by providing a valve metal base having a surface-enlarging layer and a dielectric layer formed on the surface, and removing a part of the base as an anode part. Produced by producing an electrolytic capacitor body by the process of forming the cathode part, removing a part of the anode part of the electrolytic capacitor body, providing an open part, and connecting the vicinity of the open part and the terminal of the connected body Is done.

弁金属には、上述したアルミニウム、チタン、タンタルなどの金属を適宜選択して用いることができる。一般的に電解コンデンサの弁金属は拡面化層を有するものを用いた場合、電極面積の拡大により高い容量が得られるため好ましい。本発明における弁金属は、拡面化層を有するものを用いた場合において、拡面化層に保持された気体の膨張を回避できるため効果的である。加えて、平滑な表面を有する弁金属を用いた場合においても有効である。例えば、上述した複数個の電解コンデンサ素子を積層させた電解コンデンサにおいて、複数の平滑面を有する陽極部を積層させて接続する場合、各陽極部間の隙間に保持された気体の膨張を抑制することができる。   As the valve metal, the aforementioned metals such as aluminum, titanium, and tantalum can be appropriately selected and used. In general, it is preferable to use a valve metal having a surface-enlarging layer for an electrolytic capacitor because a high capacity can be obtained by expanding the electrode area. The valve metal in the present invention is effective because it can avoid the expansion of the gas held in the surface widening layer when the one having the surface widening layer is used. In addition, it is effective even when a valve metal having a smooth surface is used. For example, in an electrolytic capacitor in which a plurality of electrolytic capacitor elements described above are stacked, when connecting anode portions having a plurality of smooth surfaces, the expansion of the gas held in the gaps between the anode portions is suppressed. be able to.

本発明の電解コンデンサの開放部は、陽極部に設けた貫通孔であってもよいし、陽極部の一部を除去した切り欠き形状であってもよい。この開放部近傍と被接続体の端子とを溶接した場合、開放部の端面には拡面化層の凹部に保持された気体（例えば、大気）がほぼ存在しないため、溶接時に急激な気体の膨張を抑制することができる。   The open part of the electrolytic capacitor of the present invention may be a through-hole provided in the anode part, or may have a notch shape in which a part of the anode part is removed. When the vicinity of the open part and the terminal of the connected body are welded, there is almost no gas (for example, the atmosphere) held in the concave portion of the widened layer on the end face of the open part. Expansion can be suppressed.

本発明は、単数の電解コンデンサ素子の陽極部と被接続体の端子とを接続する場合にも有効であるが、複数の電解コンデンサ素子の陽極部と被接続体の端子とを接続する場合において特に効果的である。電解コンデンサは複数の電解コンデンサ素子を積層して用いる場合が多く、その場合複数の陽極部を積層した状態で接続端子と溶接する必要がある。積層された陽極部の拡面化層には、その積層枚数に応じた量の気体が保持されており、気体の量とともに溶接時の膨張の影響は顕著になる。本発明の実施により、溶接時の気体の膨張は陽極部の積層枚数によらず回避することができる。   The present invention is also effective when connecting the anode part of a single electrolytic capacitor element and a terminal of a connected body, but in connecting the anode part of a plurality of electrolytic capacitor elements and the terminal of a connected body. It is particularly effective. Electrolytic capacitors are often used by laminating a plurality of electrolytic capacitor elements. In that case, it is necessary to weld the connection terminals with a plurality of anode portions laminated. An amount of gas corresponding to the number of laminated layers is held in the layered surface layer of the laminated anode portion, and the influence of expansion during welding becomes significant with the amount of gas. By carrying out the present invention, gas expansion during welding can be avoided regardless of the number of stacked anode portions.

開放部を貫通孔とする場合の形成方法は、必要な直径の貫通孔を必要な個数形成することができる方法であれば適宜選択して用いることができる。ここで「必要な直径」とは貫通孔内部あるいはその近傍において溶接を行うのに必要な直径をいい、後述のように導電部材を載置する場合にはそのために必要な直径をいう。標準的な大きさの電解コンデンサの場合、例えば、０．０５〜０．５ｍｍの大きさであることが好ましい。また、「必要な個数」とは積層した陽極部が固定後に再剥離しないように保持可能とするため必要な個数をいい、素子に必要な強度と陽極部の大きさとから一義的に導かれる数である。これは製品ごとに適宜選択されることが好ましいが、例えば、陽極部の大きさが１．５ｍｍ×３．５ｍｍであった場合、３個の貫通孔を設けることができる。   The formation method in the case where the open portion is a through hole can be appropriately selected and used as long as it is a method capable of forming a required number of through holes having a required diameter. Here, the “necessary diameter” refers to a diameter necessary for welding in or near the through hole, and refers to a diameter necessary for mounting a conductive member as described later. In the case of a standard size electrolytic capacitor, for example, a size of 0.05 to 0.5 mm is preferable. The “necessary number” means the number necessary to hold the laminated anode part so that it does not peel again after being fixed, and is a number that is uniquely derived from the strength required for the element and the size of the anode part. It is. This is preferably selected appropriately for each product. For example, when the size of the anode portion is 1.5 mm × 3.5 mm, three through holes can be provided.

具体的な貫通孔の形成方法は、例えば、硬度の高い針等の押し込みにより行うことができる。また、必要な直径の細いドリル刃（いわゆる「ピンバイス」）により開孔してもよい。   A specific method for forming the through-hole can be performed, for example, by pushing in a needle having high hardness. Further, the hole may be opened with a thin drill blade having a necessary diameter (so-called “pin vice”).

開放部を切り欠き形状とする場合の形成方法は、くさび状平面構造を有する微小な切削器具によって、一方が開放されたくさび状の切り込みを設けてもよい。   As a forming method in the case where the open portion has a notch shape, a wedge-shaped cut having one opened may be provided by a minute cutting tool having a wedge-shaped planar structure.

陽極部に開放部を設ける工程は、陽極部と接続端子との溶接を行う前であれば、電解コンデンサ製造工程のどの時点で行ってもよい。例えば、単数もしくは複数の陽極部を溶接のために接続端子上に保持した際に、貫通孔もしくは切り欠き形状を形成してもよい。また、弁金属を弁金属基体の形状に切断加工する際に、貫通孔もしくは切り欠き形状を形成してもよい。電解コンデンサ素体は、生産効率を向上させるために比較的大型の弁金属基体に複数個の陰極部及び陽極部を形成し、これらを切出して用いる場合が多い。その場合、電解コンデンサ素子を製造時のフレームから切断分離して単体の電解コンデンサ素子とする際に、切断器具に陽極部の貫通孔あるいは切り欠き形状を設け、切断の際に同時に貫通孔もしくは切り欠き形状を形成することができる。上記以外の方法であっても、少なくとも陽極部と接続端子との溶接を行う時点で陽極部に開放部が設けられているならば、開放部形成の工程の順序に制限は無い。   The step of providing the open portion in the anode portion may be performed at any point in the electrolytic capacitor manufacturing process as long as the anode portion and the connection terminal are not welded. For example, a through hole or a notch shape may be formed when one or more anode parts are held on a connection terminal for welding. Further, when the valve metal is cut into the shape of the valve metal base, a through hole or a cutout shape may be formed. In many cases, an electrolytic capacitor element body is formed by forming a plurality of cathode portions and anode portions on a relatively large valve metal substrate and cutting them out in order to improve production efficiency. In this case, when the electrolytic capacitor element is cut and separated from the manufacturing frame to form a single electrolytic capacitor element, the cutting tool is provided with a through-hole or notch shape in the anode portion, and the through-hole or cut-out is simultaneously performed at the time of cutting. A notch shape can be formed. Even if it is a method other than the above, there is no restriction on the order of the steps of forming the open part as long as the open part is provided in the anode part at least when the anode part and the connection terminal are welded.

本発明の電解コンデンサの製造方法には、上述した開放部の形成と並んで、被接続体の端子（陽極ランド部電極）に対しても貫通孔又は非貫通孔を設ける開口工程が含まれることが望ましい。これにより、陽極ランド部電極にも導電材料が保持されるため、陽極ランド部の溶接を強固におこなうことができる。   The manufacturing method of the electrolytic capacitor of the present invention includes an opening step of providing a through hole or a non-through hole for the terminal (anode land electrode) of the body to be connected, along with the formation of the open portion described above. Is desirable. Thereby, since the conductive material is also held in the anode land portion electrode, the anode land portion can be firmly welded.

本発明の電解コンデンサの製造方法における接続工程は、陽極部の開放部又は開放部近傍部分及び被接続体の端子に設けた貫通孔又は非貫通孔に導電部材を挿入する工程を含むことが好ましい。このとき、導電部材は、陽極部に設けた開放部の内部（切り欠き形状の場合はくぼみ部分）などの、開放部の近傍に載置するのが好ましい。導電部材を陽極部の開放部の近傍に載置して、導電部材を溶解させて陽極部と陽極ランド部電極とを溶接することによって、ボイドやパーティクルの問題を生ずることなく、陽極部と陽極ランド部電極とを強固に接続することができる。導電部材の溶融の際には、拡面化層に保持された気体の爆発的な膨張が生じないためである。ここで、開放部の近傍とは、導電材料が流動性を得た状態において、開放部の内部に導電部材が流れ込みやすい位置であることが好ましい。例えば、貫通孔の場合はその内部を含み、あるいは開口部の上端近傍などであってもよい。また、切り欠き形状の場合は切り欠きのくぼみ部分やその上面近傍であってもよい。   The connecting step in the method for producing an electrolytic capacitor of the present invention preferably includes a step of inserting a conductive member into an open portion of the anode portion or a portion near the open portion and a through hole or a non-through hole provided in a terminal of the connected body. . At this time, the conductive member is preferably placed in the vicinity of the open part, such as the inside of the open part provided in the anode part (in the case of a cutout shape, a recessed part). By placing the conductive member in the vicinity of the open part of the anode part, and melting the conductive member and welding the anode part and the anode land part electrode, the anode part and the anode can be produced without causing problems of voids and particles. The land electrode can be firmly connected. This is because, when the conductive member is melted, explosive expansion of the gas held in the surface expansion layer does not occur. Here, the vicinity of the open portion is preferably a position where the conductive member easily flows into the open portion in a state where the conductive material has fluidity. For example, in the case of a through hole, the inside may be included, or the vicinity of the upper end of the opening may be used. Further, in the case of the notch shape, it may be a notch indented part or the vicinity of the upper surface thereof.

導電部材の形状は、上述のごとき開放部の近傍に載置された場合に、比較的安定した仮固定が可能な形状であれば特に制限は無い。例えば、針状、線状、くさび状、球状など、各種の形状の導電部材を選択して用いることができる。   The shape of the conductive member is not particularly limited as long as it is a shape capable of relatively stable temporary fixing when placed in the vicinity of the opening as described above. For example, conductive members having various shapes such as a needle shape, a linear shape, a wedge shape, and a spherical shape can be selected and used.

このとき、導電部材を載置する方法には特に制限は無い。導電部材が線状の場合、半導体製造工程で用いられる細線接続用の加工装置（いわゆる「ワイヤボンダ−」）を用いて、開放部に導電部材を半自動的に載置できるため好ましい。また、くさび状、ボール状の場合、開放部のくぼみ部分に落とし込むことで容易に載置することができる。導電部材の載置においては、導電ペーストを用いて仮固定をおこなってもよい。   At this time, the method for placing the conductive member is not particularly limited. In the case where the conductive member is linear, it is preferable because the conductive member can be semi-automatically mounted on the open portion by using a thin wire connecting processing device (so-called “wire bonder”) used in the semiconductor manufacturing process. Moreover, in the case of a wedge shape or a ball shape, it can be easily placed by dropping it into the recessed portion of the open portion. In placing the conductive member, temporary fixing may be performed using a conductive paste.

導電部材の材料には、アルミニウム、ニッケル、ステンレス材料など、高い導電性を有し、比較的強度の高い材料を選択して用いることができる。また、上記材料に、他の上記材料を、あるいは上記材料以外の材料を加えた合金、複合材料として用いてもよい。こうした材料を用いることにより、高い強度と良好な電気伝導性を同時に得ることができる。   As the material of the conductive member, a material having high conductivity and relatively high strength such as aluminum, nickel, and stainless steel can be selected and used. Further, the above material may be used as an alloy or a composite material obtained by adding another material described above, or a material other than the above material. By using such a material, high strength and good electrical conductivity can be obtained simultaneously.

さらに、導電部材の材料には、弁金属よりも比較的融点の低い材料を用いることが好ましい。導電部材として弁金属よりも低融点の材料を用いた場合、溶融が導電部材に集中して拡面化層の気体の膨張をより低減させることができる傾向がある。例えば、弁金属としてアルミニウムを使用し、導電部材としてもアルミニウムを使用する場合、導電部材には融点の低いアルミニウムを用いることができる。こうした材料としては、例えば、シリコンを適量添加した低融点アルミニウムが知られている。これにより、溶接時の溶融を導電部材に集中させることができるため、拡面化層の空隙における気体の急激な膨張を抑えることができる。   Furthermore, it is preferable to use a material having a relatively lower melting point than the valve metal as the material of the conductive member. When a material having a melting point lower than that of the valve metal is used as the conductive member, melting tends to concentrate on the conductive member and gas expansion in the surface-enlarging layer tends to be further reduced. For example, when aluminum is used as the valve metal and aluminum is also used as the conductive member, aluminum having a low melting point can be used as the conductive member. As such a material, for example, low melting point aluminum to which an appropriate amount of silicon is added is known. Thereby, since the fusion | melting at the time of welding can be concentrated on an electrically-conductive member, the rapid expansion of the gas in the space | gap of a surface expansion layer can be suppressed.

上記材料以外の材料としては、銀、カーボンなどの導電ペーストを用いることができる。導電ペースト等を用いた場合は、必要な溶接個所への重点が容易となる。また、これらを上記材料の補助として用いると、集積した陽極部と陽極ランド部電極との仮固定を容易におこなうことができる。導電ペーストの種類によっては溶接時にガス発生の可能性が有る物もあるが、溶接作業前に適宜乾燥の工程を加えることによりガス発生を極力低下させることができる。   As a material other than the above materials, a conductive paste such as silver or carbon can be used. When a conductive paste or the like is used, emphasis on the necessary welded part becomes easy. Moreover, when these are used as an auxiliary to the above-mentioned materials, it is possible to easily perform temporary fixing between the accumulated anode part and anode land part electrode. Depending on the type of conductive paste, there is a thing that may generate gas during welding, but gas generation can be reduced as much as possible by adding a drying step as appropriate before the welding operation.

本発明の接続工程は、陽極部の導電部材及びその周辺をレーザ溶接する工程を含む。このとき使用されるレーザは、貫通孔部分に埋め込まれた導電部材を溶融させる熱エネルギーを与え得るものであれば特に制限は無い。例えば、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ）を溶接に用いることが好ましい。これにより、微小な領域の強固な溶接を短時間におこなうことができる。   The connecting step of the present invention includes a step of laser welding the conductive member of the anode part and its periphery. The laser used at this time is not particularly limited as long as it can provide thermal energy for melting the conductive member embedded in the through hole portion. For example, it is preferable to use a YAG laser (wavelength: 1064 nm) for welding. Thereby, firm welding of a minute area can be performed in a short time.

溶融した金属により、各電解コンデンサ素子の陽極部同士の接合又は陽極部と陽極ランド部電極の接合を強固に行うことができる。レーザは、埋め込まれた金属の部分に照射され、加熱するため、拡面化層のような気体を含む層は急激に加熱されない。そのため、拡面化部分の気体に起因する飛散物の発生や、陽極界面のボイドの形成を抑制できる。   The molten metal can firmly bond the anode portions of each electrolytic capacitor element or the anode portion and the anode land portion electrode. Since the laser irradiates and heats the embedded metal portion, a layer containing a gas such as a surface-enlarging layer is not rapidly heated. Therefore, it is possible to suppress the generation of scattered matters due to the gas in the surface-enlarging portion and the formation of voids at the anode interface.

上記本発明の製造方法により得られる本発明の電解コンデンサは、陽極部を有すると共に弁金属の表面に拡面化層および誘電体層が形成されてなる１つ以上の弁金属基体、陽極部を除いて弁金属基体の周囲に形成された陰極部、陽極部が接続される端子を有する被接続体、並びに陽極部の一部を除去した開放部と被接続体の前記端子との接続構造が設けられている電解コンデンサである。   The electrolytic capacitor of the present invention obtained by the production method of the present invention has at least one valve metal substrate having an anode part and having a surface expansion layer and a dielectric layer formed on the surface of the valve metal, and the anode part. Except for the cathode part formed around the valve metal base, the connected body having a terminal to which the anode part is connected, and the connection structure between the open part from which a part of the anode part is removed and the terminal of the connected body An electrolytic capacitor is provided.

さらに、上記本発明の製造方法により得られる本発明の電解コンデンサは、陽極部を有すると共に弁金属の表面に拡面化層および誘電体層が形成されてなる１つ以上の弁金属基体、陽極部を除いて弁金属基体の周囲に形成された陰極部、陽極部が接続される端子を有する被接続体、並びに陽極部及び被接続体の前記端子を接続する導電部材を備え、該導電部材は、陽極部の厚さ方向全ての部分を貫通して設けられている電解コンデンサである。   Furthermore, the electrolytic capacitor of the present invention obtained by the production method of the present invention has one or more valve metal substrates having an anode part and having a surface-enlarging layer and a dielectric layer formed on the surface of the valve metal. A cathode part formed around the valve metal base excluding the part, a connected body having a terminal to which the anode part is connected, and a conductive member for connecting the anode part and the terminal of the connected body, the conductive member Is an electrolytic capacitor provided so as to pass through all the thickness direction portions of the anode portion.

本発明の電解コンデンサは、陽極部と陰極部とを電気的に絶縁する絶縁部材を更に備えていてもよい。これにより、陽極部と陰極部との短絡を確実に防止することができる。   The electrolytic capacitor of the present invention may further include an insulating member that electrically insulates the anode portion and the cathode portion. Thereby, the short circuit with an anode part and a cathode part can be prevented reliably.

また、本発明の電解コンデンサ素子は、全体を電気絶縁性材料で被覆した構造とすることができる。これにより、電解コンデンサの構成材料の劣化を防止することができる。   Moreover, the electrolytic capacitor element of the present invention can have a structure in which the whole is covered with an electrically insulating material. Thereby, deterioration of the constituent material of the electrolytic capacitor can be prevented.

以上、本発明によれば、陽極部の溶接時におけるボイドの形成やパーティクルの発生を抑え、安定した特性を有する電解コンデンサ及びこれらの製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electrolytic capacitor having stable characteristics and a method of manufacturing the same, by suppressing formation of voids and generation of particles during welding of the anode part.

以下、図面とともに本発明の実施形態に係る電解コンデンサの製造方法及びこれにより得られる電解コンデンサについて説明する。なお、図面の説明においては、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。   Hereinafter, the manufacturing method of the electrolytic capacitor concerning the embodiment of the present invention and the electrolytic capacitor obtained by this are explained with a drawing. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and duplicate descriptions are omitted.

はじめに、図１及び図３を参照して、本実施形態に係る製造方法で得られる電解コンデンサについて説明する。   First, with reference to FIG.1 and FIG.3, the electrolytic capacitor obtained with the manufacturing method which concerns on this embodiment is demonstrated.

＜電解コンデンサ＞
図１は、本実施形態に係る電解コンデンサ１００の構造を模式的に示す概略断面図である。 <Electrolytic capacitor>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing the structure of the electrolytic capacitor 100 according to the present embodiment.

本実施形態の電解コンデンサ１００は、複数の電解コンデンサ素子１を有する。電解コンデンサ素子１は、陽極部１４と陰極部１３とに分割されるアルミニウム基体２（弁金属基体）からなる。すなわち、本実施形態の電解コンデンサ１００は、二端子型の固体電解コンデンサ素子である電解コンデンサ素子１の集合により構成されている。   The electrolytic capacitor 100 of the present embodiment has a plurality of electrolytic capacitor elements 1. The electrolytic capacitor element 1 includes an aluminum substrate 2 (valve metal substrate) divided into an anode portion 14 and a cathode portion 13. That is, the electrolytic capacitor 100 of this embodiment is configured by a set of electrolytic capacitor elements 1 that are two-terminal solid electrolytic capacitor elements.

図３に示すように、アルミニウム基体２は、両面に粗面化（拡面化）された拡面化層１５と、拡面化層１５の表面に形成された酸化皮膜（誘電体層、図示せず）とを有しており、実質的に陽極として機能する。陽極部１４は、アルミニウム基体２のうち陰極部１３及び絶縁材４（後述）から突出した部分である。拡面化層１５の厚さは３０〜４０μｍ程度であり、一般的な構造は、約５０ｎｍ程度の細孔を多数有する軽石状構造である。図３の一部拡大図ではその構造を凹凸として模式的に示している。拡面化層１５において、アルミニウム基体２の材料が最表面まで連続している部分（図３の一部拡大図では凹凸の凸部として模式化）におけるアルミニウム基体２の全体の厚さは１００〜１２０μｍ程度である。また、拡面化層１５の最低部（図３の一部拡大図では凹凸の凹部として模式化）におけるアルミニウム基体２の全体の厚さは３０μm程度である。酸化皮膜は、絶縁性酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等から成り、酸化皮膜の厚さは、数ｎｍ〜数十ｎｍ程度である。   As shown in FIG. 3, the aluminum substrate 2 includes a surface-enlarging layer 15 roughened (enlarged) on both surfaces, and an oxide film (dielectric layer, figure) formed on the surface of the surface-enlarging layer 15. (Not shown) and substantially function as an anode. The anode portion 14 is a portion of the aluminum base 2 that protrudes from the cathode portion 13 and the insulating material 4 (described later). The surface-enlarging layer 15 has a thickness of about 30 to 40 μm, and a general structure is a pumice-like structure having many pores of about 50 nm. In the partially enlarged view of FIG. 3, the structure is schematically shown as unevenness. In the surface-enlarging layer 15, the entire thickness of the aluminum substrate 2 in a portion where the material of the aluminum substrate 2 is continuous to the outermost surface (schematically shown as a concavo-convex convex portion in the partially enlarged view of FIG. 3) is 100˜ It is about 120 μm. Further, the total thickness of the aluminum substrate 2 in the lowest portion of the surface-enlarging layer 15 (schematically shown as a concave-convex recess in the partially enlarged view of FIG. 3) is about 30 μm. The oxide film is made of insulating aluminum oxide (Al2O3) or the like, and the thickness of the oxide film is about several nm to several tens of nm.

陰極部１３は、陽極部１４を除いてアルミニウム基体２の周囲に形成された電解質層３（陰極層）を備える。電解質層３は、例えば、導電性高分子化合物（例えば、ポリピロール等）を含む固体電解質から成り、実質的に陰極として機能する。電解質層３の周囲には、更に導電体層を備えてもよい。導電体層は、グラファイトペースト層と、銀ペースト層１１との積層構造とすることが好ましい。   The cathode portion 13 includes an electrolyte layer 3 (cathode layer) formed around the aluminum substrate 2 except for the anode portion 14. The electrolyte layer 3 is made of, for example, a solid electrolyte containing a conductive polymer compound (for example, polypyrrole) and substantially functions as a cathode. A conductor layer may be further provided around the electrolyte layer 3. The conductor layer preferably has a laminated structure of a graphite paste layer and a silver paste layer 11.

また、陰極部１３と陽極部１４との境界部分には、エポキシ樹脂又は撥水性の感光性樹脂等から成る絶縁材４が形成されていると好ましい。これにより、陰極部１３と陽極部１４との間の電気的な絶縁を維持し易くなる。   Further, it is preferable that an insulating material 4 made of an epoxy resin or a water-repellent photosensitive resin is formed at a boundary portion between the cathode portion 13 and the anode portion 14. Thereby, it becomes easy to maintain the electrical insulation between the cathode part 13 and the anode part 14.

電解コンデンサ１００は、基板１１（被接続体）及び基板１１上に積層された複数の電解コンデンサ素子１を備える。すなわち、電解コンデンサ１００は、多段積層型の固体電解コンデンサである。複数の電解コンデンサ素子１は、導電性接着剤層１０を介して基板１１上に積層されている。基板１１及び電解コンデンサ素子１は、樹脂モールド（図示せず）で全体を被覆する形態で固定されている。   The electrolytic capacitor 100 includes a substrate 11 (connected body) and a plurality of electrolytic capacitor elements 1 stacked on the substrate 11. That is, the electrolytic capacitor 100 is a multi-stage stacked solid electrolytic capacitor. The plurality of electrolytic capacitor elements 1 are stacked on the substrate 11 via the conductive adhesive layer 10. The board | substrate 11 and the electrolytic capacitor element 1 are being fixed in the form which coat | covers the whole with the resin mold (not shown).

基板１１は、例えばエポキシ樹脂製のプリント基板である。基板１１は、その上面に銅製の陽極ランド部電極６（端子）及び陰極ランド部電極７を有する。陰極ランド部電極７は、導電ペースト製としてもよい。これにより、基板１１上への載置を容易にすることができる。また、基板２０の下面には、銅製の陽極外部電極９及び陰極外部電極１２が設けられている。これらの陽極ランド部電極６、陽極外部電極９及び陰極ランド部電極７、陰極外部電極１２は、例えば印刷によって形成される。陽極ランド部電極６と陽極外部電極９とは、スルーホール（又はビアホール）８ａによって電気的に接続されている。同様に、陰極ランド部電極７と陰極外部電極１２とは、スルーホール（又はビアホール）８ｂによって電気的に接続されている。   The board | substrate 11 is a printed circuit board made from an epoxy resin, for example. The substrate 11 has a copper anode land portion electrode 6 (terminal) and a cathode land portion electrode 7 on its upper surface. The cathode land electrode 7 may be made of a conductive paste. Thereby, the mounting on the board | substrate 11 can be made easy. A copper anode external electrode 9 and a cathode external electrode 12 are provided on the lower surface of the substrate 20. These anode land electrode 6, anode external electrode 9, cathode land electrode 7, and cathode external electrode 12 are formed by printing, for example. The anode land electrode 6 and the anode external electrode 9 are electrically connected by a through hole (or via hole) 8a. Similarly, the cathode land portion electrode 7 and the cathode external electrode 12 are electrically connected by a through hole (or via hole) 8b.

電解コンデンサ１００では、全ての陽極部１４及び陽極ランド部電極６が接続されている。このとき、電解コンデンサ素子１のアルミニウム基体２の内、陽極部１４の範囲の部分は、陽極ランド部電極６の方向に湾曲加工される。陽極部１４及び陽極ランド部電極６には、少なくとも陽極部１４の全てを貫通し、好ましくは陽極ランド部電極６の少なくとも一部に達する貫通孔が設けられている。陽極ランド部電極６の一部に貫通孔を設けることにより、導電部材１９の保持が容易になると共に、溶接個所の面積を増大させて強固な溶接を行うことができる。この貫通孔の内部に載置された導電部材１９、陽極部１４及び陽極ランド部電極６が溶接部２０を介して溶接されている。   In the electrolytic capacitor 100, all the anode portions 14 and the anode land portion electrodes 6 are connected. At this time, a portion in the range of the anode portion 14 in the aluminum base 2 of the electrolytic capacitor element 1 is curved in the direction of the anode land portion electrode 6. The anode part 14 and the anode land part electrode 6 are provided with through holes that penetrate at least the whole anode part 14 and preferably reach at least a part of the anode land part electrode 6. Providing a through hole in a part of the anode land electrode 6 makes it easy to hold the conductive member 19 and increases the area of the welded portion to perform strong welding. The conductive member 19, the anode portion 14, and the anode land portion electrode 6 placed inside the through hole are welded via a welded portion 20.

導電部材１９は、導電性が高く、溶接後に比較的高い機械的強度を有する材料であれば特に制限はない。例えば、アルミニウム、ニッケル、ステンレスなどの金属材料を選択して用いることができる。導電部材１９は、弁金属基体２と同一の材料であってもよいが、より融点の低い材料であれば、溶接時の溶解は、導電部材１９及びそれに近接した部分のみで生じる。したがって、エネルギーを過剰に弁金属基体２に伝播させること無く強固な溶接をおこなうことができるので、ボイド及びパーティクルの発生を低減させることができる。例えば、弁金属基体２がアルミニウム合金であった場合には、シリコンを適量添加して融点を低下させたアルミニウムを用いることができる。弁金属基体２がステンレスの場合には、鉄を用いることができる。また、上記材料を相互に、又は上記材料とそれら以外の材料を加えた合金、複合材料を用いてもよい。   The conductive member 19 is not particularly limited as long as it is a material having high conductivity and relatively high mechanical strength after welding. For example, a metal material such as aluminum, nickel, and stainless steel can be selected and used. The conductive member 19 may be made of the same material as that of the valve metal base 2. However, if the material has a lower melting point, melting at the time of welding occurs only in the conductive member 19 and a portion adjacent thereto. Therefore, since strong welding can be performed without excessively propagating energy to the valve metal substrate 2, generation of voids and particles can be reduced. For example, when the valve metal base 2 is an aluminum alloy, aluminum whose melting point is lowered by adding an appropriate amount of silicon can be used. When the valve metal base 2 is stainless steel, iron can be used. Moreover, you may use the said material mutually, or the alloy and composite material which added the said material and materials other than those.

導電部材１９には、銀、カーボンなどの導電ペーストを用いてもよい。これらを導電部材１９として用いると、陽極部１４と陽極ランド部電極６との仮固定が容易になるため好ましい。導電ペーストを、それ独自で導電部材１９として用いてもよい。   The conductive member 19 may be made of a conductive paste such as silver or carbon. These are preferably used as the conductive member 19 because the temporary fixing between the anode portion 14 and the anode land portion electrode 6 is facilitated. The conductive paste may be used as the conductive member 19 by itself.

本発明の電解コンデンサは、図２に示す従来技術のごときボイド１７、あるいは溶接の際に生ずるパーティクル１８が存在しないため、電解コンデンサの設計値に近い特性を得ることができる。   Since the electrolytic capacitor of the present invention does not include the void 17 as in the prior art shown in FIG. 2 or the particles 18 generated during welding, characteristics close to the design value of the electrolytic capacitor can be obtained.

＜電解コンデンサの製造方法＞
（アルミニウム基体の準備工程）
まず、母体となる箔状のアルミニウム板の表面をエッチングすることにより、表面に拡面化層１５を形成する。その後、拡面化層１５の表面に酸化皮膜を形成することにより、アルミニウム基体２を得る。酸化皮膜は、化成処理（陽極酸化）によって形成される。具体的には、拡面化層１５を形成したアルミニウム箔をステンレスビーカに収容された化成溶液中に浸漬し、電圧を印加する。化成溶液としては、例えば濃度３％のアジピン酸アンモニウム水溶液等が好ましい。化成処理時の電圧は、所望する酸化皮膜の膜厚に応じて適宜決定することができ、１０ｎｍ〜３０ｎｍの膜厚を有する酸化皮膜を形成する場合には、通常数ボルト〜２０ボルト程度である。なお、酸化皮膜は自然酸化皮膜を含むとしてもよい。 <Method for manufacturing electrolytic capacitor>
(Preparation process of aluminum substrate)
First, the surface-enlarging layer 15 is formed on the surface by etching the surface of the foil-like aluminum plate that is the base. Then, an aluminum base 2 is obtained by forming an oxide film on the surface of the surface widening layer 15. The oxide film is formed by chemical conversion treatment (anodic oxidation). Specifically, the aluminum foil on which the surface expansion layer 15 is formed is immersed in a chemical conversion solution contained in a stainless beaker, and a voltage is applied. As the chemical conversion solution, for example, an aqueous solution of ammonium adipate having a concentration of 3% is preferable. The voltage during the chemical conversion treatment can be appropriately determined according to the desired film thickness of the oxide film, and is usually about several volts to 20 volts when an oxide film having a film thickness of 10 nm to 30 nm is formed. . The oxide film may include a natural oxide film.

（絶縁部材形成工程）
次に、陽極部１４となるアルミニウム基体２の一部と、陰極部１３が形成されるアルミニウム基体２の一部との間に、絶縁部材４を形成する。絶縁部材４は、スクリーン印刷法等によって形成される。この絶縁部材４は、後述する陰極部形成工程で電解質層２を形成する際に、重合液が毛細管現象によってアルミニウム基体２の陽極部１４に浸透してしまうことを抑制する。また、絶縁部材４に代えて、アルミニウム基体２の拡面化層を破壊して絶縁溝部を形成してもよい。さらに、この絶縁溝部にシリコン製等の絶縁性樹脂を充填してもよい。 (Insulating member forming process)
Next, the insulating member 4 is formed between a part of the aluminum base 2 to be the anode part 14 and a part of the aluminum base 2 on which the cathode part 13 is formed. The insulating member 4 is formed by a screen printing method or the like. The insulating member 4 prevents the polymerization solution from penetrating into the anode portion 14 of the aluminum substrate 2 due to a capillary phenomenon when the electrolyte layer 2 is formed in the cathode portion forming step described later. Further, instead of the insulating member 4, the surface expansion layer of the aluminum base 2 may be broken to form the insulating groove. Further, this insulating groove may be filled with an insulating resin such as silicon.

（陰極部形成工程）
次に、アルミニウム基体２の陽極部１４を除いて、アルミニウム基体４の周囲に電解質層３を形成する。具体的には、アルミニウム基体２の陽極部１４を除いて、ビーカに収容された重合液にアルミニウム基体２を浸漬させ、化学酸化重合又は電解酸化重合を行う。なお、電解質層３を形成した後に、上述の化成処理と同様の方法で皮膜修復処理（エージング）を行ってもよい。得られた電解質層３の周囲には、グラファイトペースト層又は銀ペースト層、あるいはそれらの積層体からなる導電体層を形成してもよい。導電体層は、スクリーン印刷法、浸漬法（ディップ法）、スプレー塗布法等を適宜用いて形成することができる。 (Cathode formation process)
Next, the electrolyte layer 3 is formed around the aluminum substrate 4 except for the anode portion 14 of the aluminum substrate 2. Specifically, the aluminum substrate 2 is immersed in a polymerization solution accommodated in a beaker except for the anode portion 14 of the aluminum substrate 2, and chemical oxidation polymerization or electrolytic oxidation polymerization is performed. In addition, after forming the electrolyte layer 3, you may perform a film | membrane repair process (aging) by the method similar to the above-mentioned chemical conversion treatment. A conductor layer made of a graphite paste layer, a silver paste layer, or a laminate thereof may be formed around the obtained electrolyte layer 3. The conductor layer can be formed using a screen printing method, a dipping method (dip method), a spray coating method, or the like as appropriate.

以上の工程により電解コンデンサ素子１が得られる。なお、電解コンデンサ素子１を得る工程は上記のものに限定されない。例えば、陽極部１４における誘電体層を除去し、アルミニウムを露出させてもよい。アルミニウムを露出させることにより、陽極部分における電気抵抗をより低減させることができる。   The electrolytic capacitor element 1 is obtained through the above steps. In addition, the process of obtaining the electrolytic capacitor element 1 is not limited to the above. For example, the dielectric layer in the anode part 14 may be removed to expose aluminum. By exposing aluminum, the electrical resistance in the anode portion can be further reduced.

（接続工程）
次に、上記工程を経て得られた電解コンデンサ素子１を基板１１上の陰極ランド部電極７上に載置する。このとき、電解コンデンサ素子１の陰極ランド部電極７を導電性接着剤で形成することにより、電解コンデンサ素子１と基板１１とを電気的に接続することができる。また、陰極ランド部電極７を銅などのパターンとして形成し、電解コンデンサ素子１と陰極ランド部電極７との間に導電性接着剤層を介することによって接着し、電気的に接続してもよい。その後、電解コンデンサ素子１上に導電性接着剤層１０を介して別の電解コンデンサ素子１を載置する。このようにして、複数の電解コンデンサ素子１が導電性接着剤層１０を介して基板１１上に積層される。 (Connection process)
Next, the electrolytic capacitor element 1 obtained through the above steps is placed on the cathode land electrode 7 on the substrate 11. At this time, by forming the cathode land portion electrode 7 of the electrolytic capacitor element 1 with a conductive adhesive, the electrolytic capacitor element 1 and the substrate 11 can be electrically connected. Further, the cathode land portion electrode 7 may be formed as a pattern of copper or the like, and may be adhered and electrically connected by passing a conductive adhesive layer between the electrolytic capacitor element 1 and the cathode land portion electrode 7. . Thereafter, another electrolytic capacitor element 1 is placed on the electrolytic capacitor element 1 via the conductive adhesive layer 10. In this way, the plurality of electrolytic capacitor elements 1 are laminated on the substrate 11 via the conductive adhesive layer 10.

次に、電解コンデンサ素子１における陽極部１４を基板１１の陽極ランド部電極６の方向に湾曲させて接触させる。このとき、導電ペースト等をもちいて陽極部１４と陽極ランド部電極６とを仮固定してもよい。   Next, the anode part 14 in the electrolytic capacitor element 1 is bent and brought into contact with the anode land part electrode 6 of the substrate 11. At this time, the anode portion 14 and the anode land portion electrode 6 may be temporarily fixed using a conductive paste or the like.

次に、陽極部１４及び陽極ランド部電極６に、導電部材１９を載置するための開口部５（貫通孔）を形成する。貫通孔の形成方法は素子の大きさ等により適宜選択することができる。例えば、図４に示すようにダイス２１（針状）を陽極部１４の上部から基板１１の方向に打ち込んで、開口部５を形成してもよい。陽極部１４の面積がダイス２１と比較して十分に大きい場合は、複数の開口部５を設けることができる。後述するように、陽極部１４及び陽極ランド部電極６は、導電部材１９を中心に溶接され、電気的に接続される。したがって、開口部５を複数個設けることは電解コンデンサの特性をより向上させることが可能となるため好ましい。   Next, an opening 5 (through hole) for mounting the conductive member 19 is formed in the anode portion 14 and the anode land portion electrode 6. The method for forming the through hole can be appropriately selected depending on the size of the element. For example, as shown in FIG. 4, a die 21 (needle shape) may be driven from the upper part of the anode part 14 toward the substrate 11 to form the opening 5. When the area of the anode part 14 is sufficiently larger than that of the die 21, a plurality of openings 5 can be provided. As will be described later, the anode portion 14 and the anode land portion electrode 6 are welded and electrically connected around a conductive member 19. Therefore, it is preferable to provide a plurality of openings 5 because the characteristics of the electrolytic capacitor can be further improved.

次に、図６に示すように導電部材１９を開口部５に載置する。導電部材１９の載置個所は開口部５の内部であることが好ましい。陽極部１４の大きさに制限がある場合には開口部５の端部に載置することができる。   Next, the conductive member 19 is placed in the opening 5 as shown in FIG. The mounting position of the conductive member 19 is preferably inside the opening 5. When the size of the anode portion 14 is limited, the anode portion 14 can be placed at the end of the opening 5.

導電部材１９の材料には特に制限は無い。アルミニウム、ニッケル、ステンレスなど、高い導電性を有し、比較的強度の高い材料を選択して用いることができる。また、上記材料に、他の上記材料を、あるいは上記材料以外の材料を加えた合金、複合材料として用いてもよい。上記材料以外の材料としては、銀、カーボンなどの導電ペーストを用いてもよい。   There are no particular restrictions on the material of the conductive member 19. A material having high conductivity and relatively high strength, such as aluminum, nickel, and stainless steel, can be selected and used. Further, the above material may be used as an alloy or a composite material obtained by adding another material described above, or a material other than the above material. As a material other than the above materials, a conductive paste such as silver or carbon may be used.

次に、図６に示すように、載置された導電部材１９に対してレーザ溶接機によりレーザ光２３を照射し、導電部材１９及びその周辺を溶融させ、溶接する。レーザ光２３は連続光として一定時間照射してもよく、パルス光として間歇的に照射してもよい。パルス光として照射した場合、各パルス波の出力に先端値が生じ、溶接効率が向上する傾向にある。また、レーザ光の波長、出力、照射時間等は、導電部材１９の材質、大きさによって適宜設定することができる。例えば、導電部材１９を直径０．５ｍｍ、長さ０．９ｍｍのアルミニウム材とした場合、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ）を用いることができる。ＹＡＧレーザのＰＷ（パルス波）を用いて溶接する場合には出力を１〜１０Ｊ、パルス時間を１〜１００ｍｓｅｃとするのが好ましい。ＹＡＧレーザの出力が１Ｊに満たない場合、導電部材１９の溶融が困難となる傾向にある。ＹＡＧレーザの出力が１０Ｊを越えた場合、レーザによる溶融が陽極部１４においても生じてボイドやパーティクルが生じやすくなる傾向にある。パルス時間が１ｍｓｅｃに満たない場合又は１００ｍｓｅｃを越えた場合は、いずれも導電部材１９の溶融が困難となる傾向にある。   Next, as shown in FIG. 6, the conductive member 19 placed is irradiated with a laser beam 23 by a laser welding machine, and the conductive member 19 and its periphery are melted and welded. The laser beam 23 may be irradiated for a certain period of time as continuous light or intermittently as pulsed light. When irradiated as pulsed light, a tip value is generated in the output of each pulse wave, and the welding efficiency tends to be improved. Further, the wavelength, output, irradiation time, and the like of the laser light can be appropriately set depending on the material and size of the conductive member 19. For example, when the conductive member 19 is an aluminum material having a diameter of 0.5 mm and a length of 0.9 mm, a YAG laser (wavelength: 1064 nm) can be used. In the case of welding using PW (pulse wave) of YAG laser, it is preferable that the output is 1 to 10 J and the pulse time is 1 to 100 msec. When the output of the YAG laser is less than 1 J, the conductive member 19 tends to be difficult to melt. When the output of the YAG laser exceeds 10 J, melting by the laser also occurs in the anode part 14 and tends to generate voids and particles. If the pulse time is less than 1 msec or exceeds 100 msec, the conductive member 19 tends to be difficult to melt in any case.

以上、本実施形態の工程を経ることで電解コンデンサ１００が得られる。陽極部１４近傍の断面を観察したところ、図１に模式的に示すように、導電部材１９の溶融と、導電部材１９と陽極部１４及び陽極ランド部電極６との間に溶接部２０が形成されていることがわかった。また、溶接部２０には従来の電解コンデンサにおいて生じていたごときボイド１７やパーティクル１８は全く観察されなかった。本発明の実施により、陽極の接合状態が良好な電解コンデンサを得ることができる。   As described above, the electrolytic capacitor 100 is obtained through the steps of the present embodiment. When the cross section in the vicinity of the anode portion 14 was observed, as shown schematically in FIG. 1, the welded portion 20 was formed between the melting of the conductive member 19 and the conductive member 19, the anode portion 14, and the anode land portion electrode 6. I found out. Further, no voids 17 or particles 18 were observed in the welded portion 20 as occurred in a conventional electrolytic capacitor. By carrying out the present invention, it is possible to obtain an electrolytic capacitor having a good anode bonding state.

＜陽極部に切り欠き形状を有する電解コンデンサ＞
上記実施形態では、開口部５の形状を貫通孔として説明した。しかし、開口部５は必ずしも図４に示すような円形の貫通孔である必要は無く、矩形、楕円形などの他の平面形状を有する切り欠き形状とすることができる。 <Electrolytic capacitor with notch shape in the anode>
In the said embodiment, the shape of the opening part 5 was demonstrated as a through-hole. However, the opening 5 does not necessarily have to be a circular through hole as shown in FIG. 4, and may have a cutout shape having another planar shape such as a rectangle or an ellipse.

具体的な実施の形態を図５に示す。図５では、開口部５の周囲が陽極部１４、即ちアルミニウム基体で囲われておらず、その一方向が開放されている形態を示す。この実施の形態は、図５に示すように略楔形のダイス２２を用いて、陽極部１４に切り欠きを形成することにより、上記実施形態の貫通孔を形成した場合と同様の効果として実現できる。通常、本発明のような電解コンデンサは多数のアルミニウム基体２をつないだ状態からなるシートに対して、電解質層２の形成等の処理を行い、これを切断して電解コンデンサ素体１を得る場合が多い。その場合、電解コンデンサ素体１を切断する段階で、切断器具の刃部に対しダイス２２と類似の刃部形状を設け、開口部５を予め形成しておくことができる。適当な位置決め手段を用いて電解コンデンサ素体１の位置を調節し、開口部５が陽極ランド部電極６の直上に来るよう積層し、本実施形態と同様の効果を得ることができる。切断前の電解コンデンサ素体１を複数枚予め積層しておき、ダイス２２と類似の刃部を有する切断器具を用いて切断してもよい。   A specific embodiment is shown in FIG. FIG. 5 shows a configuration in which the periphery of the opening 5 is not surrounded by the anode portion 14, that is, the aluminum base, and one direction thereof is open. This embodiment can be realized as an effect similar to the case where the through hole of the above embodiment is formed by forming a notch in the anode portion 14 using a substantially wedge-shaped die 22 as shown in FIG. . Usually, in the electrolytic capacitor as in the present invention, when a sheet formed by connecting a large number of aluminum substrates 2 is subjected to treatment such as formation of the electrolyte layer 2 and then cut to obtain the electrolytic capacitor element body 1. There are many. In that case, at the stage of cutting the electrolytic capacitor body 1, a blade shape similar to the die 22 can be provided on the blade portion of the cutting tool, and the opening 5 can be formed in advance. The position of the electrolytic capacitor element body 1 is adjusted using an appropriate positioning means, and the openings 5 are laminated so that they are directly above the anode land electrode 6, and the same effects as in this embodiment can be obtained. A plurality of electrolytic capacitor bodies 1 before cutting may be laminated in advance, and cut using a cutting tool having a blade portion similar to the die 22.

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to said each embodiment.

上記実施形態では陽極部１４の中心部分に略楔状の切り欠きを形成する方法（図５）を併せて説明したが、陽極部１４の一部分を切り落とし、溶接部際１９を載置して溶接する形態としてもよい。例えば、陽極部１４の端部（陰極部１３とは逆の方向の端部をいう）の２つの角の１つ又は両方を適宜切り落とし、そこに溶接部材を載置して溶接した場合にも本発明の実施形態とほぼ同じ効果を得る事ができる。   In the above embodiment, the method of forming the substantially wedge-shaped notch in the central portion of the anode portion 14 (FIG. 5) has been described. However, a part of the anode portion 14 is cut off and the welded portion 19 is placed and welded. It is good also as a form. For example, even when one or both of the two corners of the end portion of the anode portion 14 (referring to an end portion in the direction opposite to the cathode portion 13) are appropriately cut off and a welding member is placed there and welded The substantially same effect as the embodiment of the present invention can be obtained.

また、上記実施形態では二端子型の電解コンデンサ素子を用いた形態について説明したが、複数の陽極部を有する、所謂多端子型の電解コンデンサ素子を用いた電解コンデンサであってもよい。複数の陽極部１４を有する多端子型の電解コンデンサ素子の場合は、接続を要する陽極部同士についてそれぞれに本発明を実施すればよい。被接続体の構成等の各種事情に応じて、複数の陽極部１４のうち選択された部位に対してのみ本発明を実施してもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the form using the two-terminal type electrolytic capacitor element, the electrolytic capacitor using what is called a multi-terminal type electrolytic capacitor element which has several anode parts may be sufficient. In the case of a multi-terminal electrolytic capacitor element having a plurality of anode portions 14, the present invention may be implemented for each of the anode portions that need to be connected. You may implement this invention only about the site | part selected among the some anode parts 14 according to various circumstances, such as a structure of a to-be-connected body.

本発明の実施は、電解コンデンサ素子１が単数の場合も同様の効果が得られる。すなわち、単数の電解コンデンサ素子１の陽極部１４と陽極ランド部電極６とを接続する場合にも、溶接面には拡面化層１５が必ず存在するため、残留気体の体積膨張は生じ得る。本発明の実施により、その影響を回避することができる。   The implementation of the present invention achieves the same effect even when the number of electrolytic capacitor elements 1 is single. That is, even when the anode part 14 and the anode land part electrode 6 of the single electrolytic capacitor element 1 are connected, the expansion layer 15 is necessarily present on the welded surface, so that volume expansion of the residual gas may occur. By implementing the present invention, the influence can be avoided.

本発明の実施の形態では、レーザ溶接を用いた形態を説明したが、導電部材１９の周辺部分のみを溶接し得る方法であれば、同様に用いることができる。例えば、加熱個所の先端を鋭角にして面積を制限した点溶接装置を用いてもよい。   Although the embodiment using laser welding has been described in the embodiment of the present invention, any method that can weld only the peripheral portion of the conductive member 19 can be used similarly. For example, you may use the spot welding apparatus which restricted the area by making the front-end | tip of a heating location an acute angle.

本発明の電解コンデンサを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the electrolytic capacitor of this invention. 従来の電解コンデンサを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the conventional electrolytic capacitor. 電解コンデンサ素子の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of an electrolytic capacitor element. 本発明の開口工程の一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the opening process of this invention. 本発明の開口工程の一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the opening process of this invention. 本発明の溶接工程の一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the welding process of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…電解コンデンサ素子、２…アルミニウム部（弁金属）、３…有機電解質層（陰極層）、４…絶縁材、５…開口部、６…陽極ランド部電極、７…陰極ランド部電極、８ａ、８ｂ…スルーホール（ビアホール）、９…陽極外部電極、１０…導電性接着材層（導電部材）、１１…基板、１２…陰極外部電極、１３…陰極部、１４…陽極部、１５…拡面化層、１６…溶接部、１７…ボイド、１８…パーティクル、１９…導電部材、２０…溶接部、２１…ダイス（針状）、２２…ダイス（刃状）、２３…レーザ光、１００…電解コンデンサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrolytic capacitor element, 2 ... Aluminum part (valve metal), 3 ... Organic electrolyte layer (cathode layer), 4 ... Insulating material, 5 ... Opening part, 6 ... Anode land part electrode, 7 ... Cathode land part electrode, 8a 8b ... through hole (via hole), 9 ... anode external electrode, 10 ... conductive adhesive layer (conductive member), 11 ... substrate, 12 ... cathode external electrode, 13 ... cathode part, 14 ... anode part, 15 ... expanded Surface layer, 16 ... weld, 17 ... void, 18 ... particle, 19 ... conductive member, 20 ... weld, 21 ... die (needle shape), 22 ... die (blade shape), 23 ... laser beam, 100 ... Electrolytic capacitor.

Claims (13)

表面に拡面化層および誘電体層が形成された弁金属基体を準備する工程、
前記弁金属基体の一部に陽極部を、その他の一部に陰極部を形成する工程、
前記陽極部の一部を除去し開放部を設ける工程、並びに、
前記陽極部の前記開放部近傍、及び被接続体の端子を接続する接続工程
を含むことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。 Providing a valve metal substrate having a surface expansion layer and a dielectric layer formed on the surface;
Forming an anode part in a part of the valve metal base and a cathode part in the other part;
Removing a part of the anode part and providing an open part; and
A method of manufacturing an electrolytic capacitor, comprising a connection step of connecting the vicinity of the open portion of the anode portion and a terminal of a connected body. 前記開放部は、貫通孔である請求項１に記載の電解コンデンサの製造方法。 The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the open portion is a through hole. 前記開放部は、切り欠き形状である請求項１に記載の電解コンデンサの製造方法。 The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the open portion has a notch shape. 前記開放部を含む領域に導電部材を載置する工程を含む請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電解コンデンサの製造方法。 The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 1, further comprising a step of placing a conductive member in a region including the open portion. 前記導電部材は、弁金属基体の材料よりも低い融点である請求項４に記載の電解コンデンサの製造方法。 The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 4, wherein the conductive member has a melting point lower than that of the material of the valve metal base. 前記導電部材は、アルミニウム、ニッケル又はステンレスを含む請求項４または５に記載の電解コンデンサの製造方法。 The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 4, wherein the conductive member includes aluminum, nickel, or stainless steel. 前記導電部材は、導電ペーストを含む請求項４または５に記載の電解コンデンサの製造方法。 The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 4, wherein the conductive member includes a conductive paste. 前記被接続体の前記端子に貫通孔又は非貫通孔を設ける開口工程を含む請求項１ないし７のいずれか一項に記載の電解コンデンサの製造方法。 The manufacturing method of the electrolytic capacitor as described in any one of Claim 1 thru | or 7 including the opening process which provides a through-hole or a non-through-hole in the said terminal of the said to-be-connected body. 前記導電部材は、前記開放部及び前記端子の前記貫通孔又は非貫通孔に共通に挿入される請求項４ないし８のいずれか一項に記載の電解コンデンサの製造方法。 The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to any one of claims 4 to 8, wherein the conductive member is inserted into the open portion and the through hole or the non-through hole of the terminal in common. 前記接続工程は、前記開放部を含む部位に対してレーザ溶接をおこなう工程を含む請求項１ないし９のいずれか一項に記載の電解コンデンサの製造方法。 The method of manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the connecting step includes a step of performing laser welding on a portion including the open portion. 前記接続工程は、前記導電部材を含む部位に対してレーザ溶接をおこなう工程を含む請求項４ないし１０のいずれか一項に記載の電解コンデンサの製造方法。 The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 4, wherein the connecting step includes a step of performing laser welding on a portion including the conductive member. 陽極部を有すると共に弁金属の表面に拡面化層および誘電体層が形成されてなる１つ以上の弁金属基体、
前記陽極部を除いて前記弁金属基体の周囲に形成された陰極部、並びに、
前記陽極部が接続される端子を有する被接続体を備え、
前記被接続体は、前記陽極部の一部を除去した開放部において接続されていることを特徴とする電解コンデンサ。 One or more valve metal substrates each having an anode portion and having a surface expansion layer and a dielectric layer formed on the surface of the valve metal;
A cathode part formed around the valve metal substrate excluding the anode part, and
A connected body having a terminal to which the anode portion is connected;
The electrolytic capacitor is characterized in that the connected body is connected in an open portion from which a part of the anode portion is removed. 陽極部を有すると共に弁金属の表面に拡面化層および誘電体層が形成されてなる１つ以上の弁金属基体、
前記陽極部を除いて前記弁金属基体の周囲に形成された陰極部、
前記陽極部が接続される端子を有する被接続体、並びに、
前記陽極部及び前記被接続体の前記端子を接続する導電部材
を備え、
前記導電部材は、前記陽極部の厚さ方向全ての部分を貫通して設けられていることを特徴とする電解コンデンサ。 One or more valve metal substrates having an anode portion and having a surface expansion layer and a dielectric layer formed on the surface of the valve metal;
A cathode part formed around the valve metal substrate excluding the anode part;
A connected body having a terminal to which the anode part is connected, and
A conductive member for connecting the anode part and the terminal of the body to be connected;
The electrolytic capacitor is characterized in that the conductive member is provided so as to penetrate all the portions in the thickness direction of the anode portion.
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