JP3438060B2 - コンデンサ用電極箔及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ用電極箔及
びその製造方法に係り、特にコンデンサ用電極箔にリー
ド線のタブ平坦部を固着する方法において、従来のぐさ
り針によるタブ付けに加えて、前後に動く超高速パンチ
と該パンチに相応する平板ダイスを用いて該タブと電極
箔を重ね合わせた状態で、衝撃殴打することにより、電
極用アルミニウム箔の表面に形成された、タブ平坦部と
電極用アルミニウム箔との界面における化成処理皮膜を
衝撃破壊し、タブ平坦部と電極用アルミニウム箔との金
属組織的結合を達成することにより導電性を増大させる
ことで機械的強度と電気的性質の両面からの要求を十分
に満足させることができるコンデンサ用電極箔及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサは、特に回路素子として用い
られるもので、現在急激に進歩しつつあるＩＣ（集積回
路），ＬＳＩ（大規模集積回路）に相応して生産量が増
え、かつ小型化が進んでいる。コンデンサは用途に応じ
てこれに適合する耐電圧とコンデンサ容量を具備してい
る。

【０００３】例えば、アルミニウム電解コンデンサで
は、電極用アルミニウム箔表面を陽極酸化し（化成処理
皮膜を形成）電極用アルミニウム箔にリード線をタブ付
けし、陽極酸化皮膜と陰極とを電気的に結合する。そし
て生成した酸化皮膜誘電体の間に隔離紙を配置し、電解
液を真空含浸させて蓄電器とする。

【０００４】電気的結合をさせるリード線の態様として
は、アルミニウム線の端部から適当な長さの範囲を押圧
平坦化し、リード線タブとする。アルミニウム線はＣＰ
線と溶接されてリード線となる。

【０００５】従来、図５に示すように、コンデンサ電極
用アルミニウム箔４にリード線１のタブ２を固着する
際、リード線１のタブ平坦部２ａと電極用アルミニウム
箔４を重ね合わせた状態で、ぐさり針（図示せず）によ
り貫通孔２ｃを穿孔し、タブ平坦部２ａの返り片２ｅを
プレス装置により更に加圧し、かしめかえり部２ｆを形
成することにより電極用アルミニウム箔４とタブ平坦部
２ａとの機械的固着強度を確保していた。

【０００６】この状態においては、電極用アルミニウム
箔４の表面及び裏面には、化成処理皮膜４ａが形成され
ているので、電極用アルミニウム箔４とタブ平坦部２ａ
との接触界面の導電性が確保できない。これを補うため
に電極用アルミニウム箔４とタブ平坦部２ａを重ね合わ
せてぐさりによるかしめを行った後、超音波発生装置に
接続したハンマ（図示せず）及び該ハンマと相応して配
設したアンビル（図示せず）の間に電極用アルミニウム
箔４とタブ平坦部２ａを重ね合わせた状態で挟み込み、
電極用アルミニウム箔４とタブ平坦部２ａの界面を超音
波振動を用いた摩擦発熱により、化成処理皮膜４ａを破
壊し、更には電極用アルミニウム箔４とタブ平坦部２ａ
との固着を進行させることにより導電性を確保する方法
を採用していた。

【０００７】しかしそれでも従来のぐさりによるタブ付
け箇所の電気抵抗は、１ミリオームという大きな値を示
しており、コンデンサの電気的特性をより向上させる上
でタブ付け箇所の電気抵抗値は大きな障害となってい
た。

【０００８】また上記従来例において、電極用アルミニ
ウム箔４とタブ平坦部２ａとを重ね合わせた状態でハン
マを通じて超音波振動を伝達すると、該ハンマとアルミ
ニウム箔４の界面においても摩擦発熱が発生し、その結
果として、ハンマを多数回使用し続けるとハンマ或いは
アンビルの表面にアルミニウム箔がこびりつき、いわゆ
る雪下駄現象を起こし、超音波伝達能力の低下と前記ハ
ンマ或いはアンビルの寸法精度の低下を来していた。

【０００９】従って、連続多量生産作業においては、し
ばしば装置を停止させ、ハンマ或いはアンビルを装置か
ら外してこびりついたアルミニウム箔を掃除しなければ
ならなかったので、タブ付け機械の稼働率を低下させる
という欠点があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の欠点を除くためになされたものであって、その
目的とするところは、電極用アルミニウム箔とタブ平坦
部とを所定の位置に重ね合わせタブ付け用ぐさり針によ
って該タブ平坦部側から少なくとも１個の貫通孔を穿孔
し、該タブ平坦部及び該電極用アルミニウム箔の返り片
をプレス装置により加圧してタブを電極用アルミニウム
箔にかしめる工程と、電極用アルミニウム箔を超高速前
後運動を行うパンチと該パンチに相応して配設された平
板ダイスの間に配置し、該パンチを用いてタブ平坦部側
から衝撃殴打することにより少なくとも１個の凹部を形
成してタブ平坦部を電極用アルミニウム箔に冷間圧着す
ることにより、リード線のタブ平坦とアルミニウム電極
箔との機械的固着強度を従来のタブ付けにより保持しつ
つ、上記冷間圧着によるタブ付け箇所の導電性を向上さ
せ、コンデンサの電気的特性を大幅に向上させることで
ある。

【００１１】また他の目的は、電極用アルミニウム箔と
タブ平坦部とを所定位置に重ね合わせてタブ付け用ぐさ
り針によって該タブ平坦部側から１個の貫通孔を穿孔
し、該タブ及び該アルミニウム箔の返り片をプレス装置
により加圧して、タブ平坦部をアルミニウム箔にかし
め、タブ付けされたアルミニウム箔を超高速前後運動を
行うパンチと該パンチに相応して配設された平板ダイス
の間に配置し、該パンチを用いて平坦部側から衝撃殴打
することにより２個の凹部を成形してタブ平坦部をアル
ミニウム箔に冷間圧着してタブ付けすることにより、１
個の従来と同様のぐさり針によるタブ付けによりリード
線のタブ平坦部とアルミニウム電極箔との機械的固着強
度を十分に保ちながら、２個の凹部においては化成処理
被膜を広い範囲で破壊して導電面積を増大させることに
よりタブ付け箇所における導電性を大幅に（従来の２倍
位）向上させることである。

【００１２】更に他の目的は、所定の蓄電容量を有する
蓄電器に蓄えられた電荷を、電気信号により瞬時に放出
することで該蓄電器の可動部に取り付けられたパンチを
電磁気的に超高速作動させ、前記パンチを用いて前記タ
ブ平坦部側から衝撃殴打して前記タブ平坦部を前記電極
用アルミニウム箔に冷間圧着することにより、簡単な装
置によりタブ付け作業を高速度で行うことを可能とし、
またアルミニウム箔の化成処理被膜の破壊を増大させて
タブ付け箇所における導電性を向上させ、しかもタブ付
け箇所の実用上十分な固着強度を得ることができるよう
にすることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

【００１４】

【００１５】要するに本発明に係るコンデンサ用電極箔
の製造方法（請求項１）は、電極用アルミニウム箔と前
記リード線のタブ平坦部を所定位置に重ね合わせてタブ
付け用ぐさり針により該タブ平坦部側から１個の貫通孔
を穿孔する工程と、該タブ及び該アルミニウム箔の返り
片をプレス装置により加圧して、前記タブ平坦部をアル
ミニウム箔にかしめる工程と、前記アルミニウム箔を、
超高速前後運動を行うパンチと該パンチに相応して配設
された平板ダイスの間に配置し、該パンチを用いて前記
平坦部側から衝撃殴打することにより２個の凹部を形成
して前記タブ平坦部を前記アルミニウム箔に冷間圧着す
る工程を有することを特徴とするものである。

【００１６】また本発明に係るコンデンサ用電極箔の製
造方法（請求項２）は、所定の蓄電容量を有する蓄電器
に蓄えられた電荷を、電気信号により瞬時に放出するこ
とで該蓄電器の可動部に取り付けられたパンチを電磁気
的に超高速作動させ、前記パンチを前後に超高速で運動
させることにより前記パンチを用いて前記タブ平坦部側
から衝撃殴打して前記タブ平坦部を前記電極用アルミニ
ウム箔に冷間圧着する工程を有することを特徴とするも
のである。

【００１７】

【作用】電極用アルミニウム箔とタブ平坦部を重ね合わ
せて固着する際、ぐさり針によってタブ平坦部側から貫
通孔を穿孔してその返り片をプレス装置によりかしめて
電極用アルミニウム箔とタブ平坦部を密着させ機械的固
着強度を確保すると共に、超高速前後運動を行うパンチ
と該パンチに相応して配設された平板ダイスを用いてパ
ンチにより電極箔を平板ダイスに押し付け衝撃殴打する
ことでタブ平坦部に凹部を形成し、アルミニウム箔表面
の化成処理皮膜、特にタブ平坦部と電極用アルミニウム
箔との界面にある化成処理皮膜を衝撃破壊するため、リ
ード線のタブ平坦部と電極用アルミニウム箔との金属組
織的結合を達成することができ、タブ付け箇所の電気抵
抗を従来の１／２の０．５ミリオームまで低下させて該
タブ付け箇所の導電性を大幅に向上させることができ
る。

【００１８】

【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明
する。まずぐさり針（図示せず）を使用してのタブ付け
方法を図５により説明すると、リード線１のタブ２のタ
ブ平坦部２ａと電極用アルミニウム箔４とを重ね合わせ
て、ぐさり針により貫通孔２ｃを穿孔し、その返り片２
ｅをプレス装置を用いてかしめることにより、電極用ア
ルミニウム箔４とリード線のタブ平坦部２ａとを密着さ
せ機械的固着強度を確保する。

【００１９】その後、図３に示す衝撃殴打装置５（例え
ば蓄電器）の超高速パンチ６を用いて、リード線１のタ
ブ平坦部２ａ側から衝撃殴打することによりタブ平坦部
２ａに凹部２ｂを形成し、導電性を確保する。図３にお
いて、衝撃殴打装置５は、超高速パンチ６によりリード
線１のタブ平坦部２ａと電極用アルミニウム箔４が重な
った状態で凹部２ｂを形成するように構成されており、
装置内の駆動部とロッド７に連結された超高速パンチ６
と、該超高速パンチ６に相応して配設された平板ダイス
８とを備えている。

【００２０】図示の実施例においては、パンチ６に装着
された２個の凸部６ａを用いてリード線１のタブ平坦部
２ａ側から衝撃殴打することにより２個の凹部２ｂを形
成する。連続作業においては、パンチ６が矢印Ａ方向に
超高速で前進し、凹部２ｂの形成が終了した後、直ちに
パンチ６が後退し、後続のリード線のタブ平坦部２ａと
電極用アルミニウム箔４と重ね合わせパンチ６に装着し
た凸部６ａとダイス８との間の適当な位置に平行搬送配
置し、再びリード線のタブ平坦部２ａ側から超高速度で
パンチ６を前進させ衝撃殴打することで凹部２ｂを形成
する。以後同一の作業が繰り返される。

【００２１】このとき凹部２ａを形成するためのパンチ
６の形状として、矩形の投影形状を形成する場合は、図
３に示す角柱状の凸部６ａを用意する。パンチの投影面
積は極めて小さくとも凹部を形成することが可能でタブ
平坦部２ａの大きさにこだわることがない。従って、上
記方法はコンデンサの小型化には適した製造方法であ
る。また形成される凹部２ｂの個数は電極用アルミニウ
ム箔４の幅とリード線のタブ平坦部２ａの大きさとを勘
案しつつ自在に決定される。

【００２２】ここで、衝撃殴打による導電性を確保する
ための金属組織的結合の状態を詳細に説明すると、図５
においては、電極用アルミニウム箔４には、電気絶縁性
を持つ化成処理皮膜４ａがアルミニウム箔４ｃを挟む状
態で形成されている。ぐさり針により貫通孔２ｃを穿孔
し返り片２ｅをプレス装置（図示せず）を用いて押圧
し、かしめかえり部２ｆによりリード線のタブ平坦部２
ａをアルミニウム箔４に密着させた状態で固着する。

【００２３】このとき、電極用アルミニウム箔４とリー
ド線のタブ平坦部２ａのすべての接触面にわたって化成
処理皮膜４ａが介在し導電性を阻害している。勿論、単
にリード線１のタブ平坦部２ａを電極用アルミニウム箔
４に載置しただけでは導電性を得ることはできない。

【００２４】しかしリード線１のタブ平坦部２ａと電極
用アルミニウム箔４とを重ね合わせて図３に示す衝撃殴
打装置５を用いて超高速パンチ６により電極用アルミニ
ウム箔４側から衝撃殴打し、凹部２ｂを形成すると、化
成処理被膜４ａを広い範囲で破壊することができるた
め、タブ平坦部と電極用アルミニウム箔４とは金属組織
的結合をすることになり、この結果これらの間の電気抵
抗を従来の１／２（０．５ミリオーム）に低減させるこ
とができ、導電性を大幅に増大させることができるので
ある。

【００２５】図４において、リード線１のタブ平坦部２
ａと電極用アルミニウム箔４とを重ね合わせて超高速パ
ンチ６を矢印Ａ方向に駆動させることにより凹部２ｂを
形成すると、リード線１のタブ平坦部２ａは塑性変形を
起こし、凹部２ｂの電極用アルミニウム箔４側の底面、
即ち、電極用アルミニウム箔４とリード線のタブ平坦部
２ａとを重ね合わせた凹部２ｂの底界面２ｄが電極用ア
ルミニウム箔４の化成処理皮膜４ａを押圧する。

【００２６】このとき、化成処理皮膜４ａは本来の長さ
よりもその総延長が長くなっている。化成処理皮膜４ａ
は酸化皮膜であり十分な塑性変形能力を持たず、従っ
て、押圧変形の進行に相当して増大した凹部２ｂの底界
面２ｄは、変形に追随して面積を増大させることができ
ずこの結果化成処理被膜４ａに亀裂が生じる。

【００２７】亀裂により生じた新界面は化成処理皮膜４
ａが存在しないばかりでなく、その他の夾雑物が無く清
浄で、金属組織的に活性となる。そして化成処理被膜４
ａの新亀裂を通じてタブ平坦部２ａが電極用アルミニウ
ム箔４に衝突しその接触において金属組織的な結合を達
成する。以上で電極用アルミニウム箔４にリード線のタ
ブ平坦部２ａを固着する全工程が完了する。多量生産に
おいては、上記作業が自動的かつ連続的に繰り返され
る。

【００２８】また衝撃殴打装置５の具体的な実施例とし
ては、所定の蓄電容量を有する蓄電器を用いることかで
き、該蓄電器に蓄えられた電荷を、電気信号により瞬時
に放出することで該蓄電器の可動部に取り付けられた超
高速パンチ６を電磁気的に超高速作動させてタブ平坦部
２ａ側から衝撃殴打してタブ平坦部２ａを電極用アルミ
ニウム箔４に冷間圧着することができる。

【００２９】本発明は、上記のように構成されており、
以下その作用について説明する。電極用アルミニウム箔
４にリード線のタブ平坦部２ａを取り付けるに際して、
リード線のタブ平坦部２ａと電極用アルミニウム箔４と
を重ね合わせてぐさり針により貫通孔２ｃを穿孔してそ
の返り片２ｅをプレス装置によりかしめた結果、機械的
強度を確保してタブ付けすることができる。

【００３０】またリード線のタブ平坦部２ａ側から超高
速パンチ６で矢印Ａ方向に衝撃殴打し、凹部２ｂを形成
することでタブ平坦部２ａと電極用アルミニウム箔４と
の金属組織的に完全な結合を達成し導電性をも確保する
ことができる。

【００３１】一例として、幅２ｍｍの電極用アルミニウ
ム箔４にタブ付けを行った試験の結果、タブ付け箇所の
電気抵抗が、ぐさりによるタブ付けでは１ミリオームで
あるのに対して衝撃殴打によるタブ付けでは０．５ミリ
オームであった。これは衝撃殴打によるタブ付けにより
タブ付け箇所の電気抵抗を従来の１／２に減少させるこ
とができることを意味し、画期的なことである。

【００３２】なお、電極用アルミニウム箔４へのリード
線のタブ平坦部２ａのタブ付け作業手順は、ぐさりにタ
ブ付け作業の後に衝撃殴打によるタブ付けを行ってもよ
く、反対に衝撃殴打によるタブ付けの後にぐさりによる
タブ付け作業を行ってもよい。またぐさりによる穿孔及
び衝撃殴打による凹部２ｂの形成個数は図示の実施例に
限定されるものではない。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、上記のように電極用アルミニ
ウム箔とタブ平坦部とを所定の位置に重ね合わせタブ付
け用ぐさり針によって該タブ平坦部側から少なくとも１
個の貫通孔を穿孔し、該タブ平坦部及び該電極用アルミ
ニウム箔の返り片をプレス装置により加圧してタブを電
極用アルミニウム箔にかしめる工程と、電極用アルミニ
ウム箔を超高速前後運動を行うパンチと該パンチに相応
して配設された平板ダイスの間に配置し、該パンチを用
いてタブ平坦部側から衝撃殴打することにより少なくと
も１個の凹部を成形してタブ平坦部を電極用アルミニウ
ム箔に冷間圧着するようにしたので、リード線のタブ平
坦とアルミニウム電極箔との機械的固着強度を従来のタ
ブ付けにより保持しつつ、上記冷間圧着によるタブ付け
箇所の導電性を向上させ、コンデンサの電気的特性を大
幅に向上させることができる効果がある。

【００３４】また電極用アルミニウム箔とタブ平坦部と
を所定位置に重ね合わせてタブ付け用ぐさり針によって
該タブ平坦部側から１個の貫通孔を穿孔し、該タブ及び
該アルミニウム箔の返り片をプレス装置により加圧し
て、タブ平坦部をアルミニウム箔にかしめ、タブ付けさ
れたアルミニウム箔を超高速前後運動を行うパンチと該
パンチに相応して配設された平板ダイスとの間に配置
し、該パンチを用いて平坦部側から衝撃殴打することに
より２個の凹部を成形してタブ平坦部をアルミニウム箔
に冷間圧着してタブ付けするようにしたので、１個の従
来と同様のぐさり針によるタブ付けによりリード線のタ
ブ平坦部とアルミニウム電極箔との機械的固着強度を十
分に保ちながら、２個の凹部においては化成処理被膜を
広い範囲で破壊して導電面積を増大させることができる
ため、タブ付け箇所における導電性を大幅に（従来の２
倍位）向上させることができる効果がある。

【００３５】更には、所定の蓄電容量を有する蓄電器に
蓄えられた電荷を、電気信号により瞬時に放出すること
で該蓄電器の可動部に取り付けられたパンチを電磁気的
に超高速作動させ、前記パンチを用いて前記タブ平坦部
側から衝撃殴打して前記タブ平坦部を前記電極用アルミ
ニウム箔に冷間圧着するようにしたので、簡単な装置に
よりタブ付け作業を高速度で行うことが可能となり、ま
たアルミニウム箔の化成処理被膜の破壊を増大させてタ
ブ付け箇所における導電性を向上させ、しかもタブ付け
箇所の実用上十分な固着強度を得ることができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】電極用アルミニウム箔とリード線のタブ付け状
態を示す平面図である。

【図２】図１と同様の状態を示す斜視図である。

【図３】衝撃殴打装置でリード線のタブ平坦部と電極用
アルミニウム箔を重ね合わせて凹部を形成する状態を示
す斜視図である。

【図４】リード線のタブ平坦部と電極用アルミニウム箔
とを重ね合わせて形成した凹部の縦断面図である。

【図５】リード線のタブ平坦部と電極用アルミニウム箔
を重ね合わせてぐさりによりタブ付けしたタブ付け箇所
の縦断面図である。

【符号の説明】

１ リード線 ２ タブ ２ａ タブ平坦部 ２ｂ 凹部 ２ｃ 貫通孔 ２ｅ 返り片 ４ 電極用アルミニウム箔 ４ａ 化成処理皮膜 ５ 衝撃殴打装置 ６ 超高速パンチ ８ 平板ダイス

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極用アルミニウム箔と前記リード線の
   タブ平坦部を所定位置に重ね合わせてタブ付け用ぐさり
   針により該タブ平坦部側から１個の貫通孔を穿孔する工
   程と、該タブ及び該アルミニウム箔の返り片をプレス装
   置により加圧して、前記タブ平坦部をアルミニウム箔に
   かしめる工程と、前記アルミニウム箔を、超高速前後運
   動を行うパンチと該パンチに相応して配設された平板ダ
   イスの間に配置し、該パンチを用いて前記平坦部側から
   衝撃殴打することにより２個の凹部を形成して前記タブ
   平坦部を前記アルミニウム箔に冷間圧着する工程を有す
   ることを特徴とするコンデンサ用電極箔の製造方法。
2. 【請求項２】 所定の蓄電容量を有する蓄電器に蓄えら
   れた電荷を、電気信号により瞬時に放出することで該蓄
   電器の可動部に取り付けられたパンチを電磁気的に超高
   速作動させ、前記パンチを前後に超高速で運動させるこ
   とにより前記パンチを用いて前記タブ平坦部側から衝撃
   殴打して前記タブ平坦部を前記電極用アルミニウム箔に
   冷間圧着する工程を有することを特徴とするコンデンサ
   用電極箔の製造方法。