JPH07272987A - 固体電解コンデンサの製造方法およびこれを用いた陽極端子の切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 リードフレーム上に確実に位置決めされた状
態でチップ片を溶接し得、コンデンサの大容量化を実現
を可能とする固体電解コンデンサの製造方法を提供す
る。 【構成】 チップ片２とチップ片２より突出した陽極端
子とを有するコンデンサ素子の複数個を連接し、陽極端
子を挟持した状態で切り刃６を下降動させて陽極端子を
切断して切り刃の刃面が陽極端子と離間する位置で切り
刃６の下降動を停止させた後に、切り刃の刃面が陽極端
子の切断面にならうように切り刃を上昇動させることに
より、各コンデンサ素子を分離する分離工程と、分離工
程において分離したコンデンサ素子のチップ片を保持し
て搬送し、陽極端子の先端部をリードフレーム１１上に
当接させる搬送工程と、搬送工程において搬送されたコ
ンデンサ素子を、陽極端子とリードフレーム１１との当
接箇所を固着することにより、リードフレーム１１に接
続する接続工程とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体電解コンデンサ
（以下、単に「コンデンサ」という）の製造装置および
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のコンデンサは、次のよう
に製造される。まず、タンタル、ニオブ等の弁作用金属
の粒子を、図１に示すように、タンタル、ニオブ等の金
属製の陽極棒１が突出した状態で多孔質のチップ片２に
成形・焼成し、このチップ片２の複数個を、その陽極棒
１がステンレス等の金属からなる横バー３の長手方向に
適宜ピッチの間隔で溶接等で固着することにより装着
し、この状態のチップ片２の表面に、五酸化タンタル等
の誘電体、二酸化マンガン等の固体電解質層および銀等
の金属製の導体層が順次形成される。

【０００３】次いで、上記のように形成されたコンデン
サ素子としての複数のチップ片２を、打ち抜きプレス機
等で陽極棒１を切断することにより横バー３から個別に
分離した後に、吸着パッド２１によりチップ片２の上面
を吸着保持させてリードフレーム２２に延設した一方の
リード端子２２ａ上に位置決めした状態で搬送する。
尚、上記吸着パッド２１における吸着面は、チップ片２
の上面を確実に吸着保持するために、チップ片２の上面
への追従が可能となっている。さらに、図１０に示すよ
うに、チップ片２を吸着パッド２１で吸着保持した状態
で陽極棒１とリード端子２２ａとを二本の電極棒２３で
挟み込むように押圧させ、電極棒２３間を通電させるこ
とにより、陽極棒１をリード端子２２ａに溶接する。そ
して、チップ片２と他方のリード端子２２ｂとを金等の
金属線を介して接続し、この状態でエポキシ樹脂等によ
りチップ片２およびリード端子２２ａ、ｂを覆うように
樹脂モールド部２４を成形した後に、上記リードフレー
ム２２にプレス成形機等により打ち抜き加工および曲げ
加工を施することによりリードフレーム２２から個別の
コンデンサに分離される。

【０００４】上記打ち抜きプレス機による陽極棒１の切
断は、例えば次のように行われる。まず、横バー３に接
続された陽極棒１を、超硬合金等からなる支持台２５上
に載置し、この陽極棒１の上方から超硬合金等からなる
ストリッパ２６を、これに接続した空圧式シリンダ等に
より下動させ、支持台２５に対して陽極棒１を押さえ込
む。次いで、図１１にその要部断面図を示すような、刃
先２７ａが断面視鋭角状の超硬合金等からなる切り刃２
７を、ストリッパ２６に沿って下動させ、上記押さえ込
まれた陽極棒１の周面に対して刃先２７ａを押圧してせ
ん断応力を付加させることにより切り込みを入れ、さら
に、切り刃２７を下動させて陽極棒１を切断した後に、
切り刃２７の下動を停止させる。このとき、切り刃２７
の刃面２７ｂは、陽極棒１の切断面に対向する位置にあ
る。そして、切り刃２７を上昇させて元の位置に帰還さ
せる。このような動作を繰り返し行い、各コンデンサ素
子は、横バー３から順次個別に分離される。尚、陽極棒
１の切断に際しては、支持台２５のエッヂ部２５ａが、
切り刃２７の刃先２７ａに対する対向刃の役割を果たし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のような方法において陽極棒１を切断する際には、ス
トリッパ２６と切り刃２７の刃面２７ｂとのクリアラン
スにおいて、陽極棒１のせん断変形にともなう曲げ変形
により、陽極棒１の切断面（特に切断面における下方
側）に切り刃２７の切断方向のバリが生成するので、図
１０に示したように、陽極棒１が、これに生成したバリ
とリード端子２２ａとが当接した状態で、リード端子２
２ａ上に載置されることとなるため、二本の電極棒２３
で陽極棒１およびリード端子２２ａを挟み込んで溶接す
る際に、陽極棒１とリード端子２２ａとの当接面積が一
定しない等、溶接条件が変化することにより未溶接等の
溶接不良発生を招きやすいという問題があった。

【０００６】また、図１２に示すように、リード端子２
２ａに対して陽極棒１が傾斜した状態（図中の実線）で
溶接されやすく、チップ片２とリード端子２２ｂとを金
属ワイヤで接続する際に、金属ワイヤのチップ片２への
ボンディング条件が変化してしまうため、金属ワイヤの
溶接不良を招きやすい外、リード端子２２ａ上のチップ
片２の位置ずれを見込んでチップ片２を確実に覆うため
に、樹脂モールド部２４を大型化させることが必要とな
り、これに従ってチップ片２の密度は小さくなるため、
近年ますます電子部品の小型化が要求されている中で、
コンデンサの容量を大きくすることは非常に困難である
といった問題があった。

【０００７】これを解決すべく、図１３（ａ）に示すよ
うに、刃先と刃先とを当接させることにより陽極端子を
切断して、陽極端子の切断面に生じるバリの形状を、図
１３（ｂ）に示すようにするという考えが提案されてい
るが、この場合、刃先と刃先とが接触した際に、これら
の刃先に摩耗や欠けが生じるので、切り刃の交換を頻繁
に行うことが必要となり、実用化には不適当であった。

【０００８】さらに、図１４に示すように、切り刃を陽
極端子に向けて下方から上方に切断するという方法が提
案されているが、この場合、切り刃の駆動部品をコンデ
ンサ素子の載置位置より下方に配置せねばならず、部品
の修理や交換等を行う際に保全性が非常に悪くなる。本
発明は、以上のような状況下で考え出されたもので、リ
ードフレーム上に確実に位置決めされた状態でチップ片
を溶接し得、コンデンサの大容量化を実現を可能とする
固体電解コンデンサの製造方法を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、チップ片と該チップ片より突出した陽極
端子とを有するコンデンサ素子の複数個を連接し、前記
陽極端子を挟持した状態で切り刃を下降動させて前記陽
極端子を切断して前記切り刃の刃面が前記陽極端子と離
間する位置で前記切り刃の下降動を停止させた後に、該
切り刃の刃面が前記陽極端子の切断面にならうように前
記切り刃を上昇動させることにより、各コンデンサ素子
を分離する分離工程と、該分離工程において分離した前
記コンデンサ素子のチップ片を保持して搬送し、前記陽
極端子の先端部をリードフレーム上に当接させる搬送工
程と、該搬送工程において搬送された前記コンデンサ素
子を、前記陽極端子と前記リードフレームとの当接箇所
を固着することにより、該リードフレームに接続する接
続工程とを有する固体電解コンデンサの製造方法を提供
するものである。

【００１０】本発明は、上記の固体電解コンデンサの製
造方法における分離工程に用いる前記陽極端子の切断装
置であって、前記陽極端子を挟持する挟持部材と、前記
挟持部材により挟持された前記陽極端子に対して前記切
り刃を上下動させる切り刃駆動部とを備え、前記切り刃
が、前記切り刃駆動部により下動して前記陽極端子を切
断する切断部と、前記陽極端子を切断した後に前記切断
部と離間する逃げ部とを有することを特徴とする固体電
解コンデンサの製造装置を提供するものである。

【００１１】

【作用および効果】本発明の固体電解コンデンサの製造
方法によれば、分離工程において各コンデンサ素子の陽
極端子は、例えば本発明の切断装置を用いれば次のよう
に切断される。すなわち、陽極端子を挟持部材で挟持し
た状態で切り刃を、切り刃駆動部により下降動させ、陽
極端子に対してせん断応力を付加することにより切り刃
の切断方向に生じるせん断変形を生じさせつつ切り込
み、陽極端子の切断下端部において切り刃により切り込
まれた切断片を陽極端子から引きちぎるように分断す
る。このとき陽極端子の切断下端部においては、上記せ
ん断応力に対する反力、つまり陽極端子のせん断強さに
より切断片を分断させない方向に力がはたらき、せん断
変形（陽極端子と切断片との境界部分が伸びきった状態
に変形）を生じてしまい、ついには切断片を分断した際
に、切断片との境界部分で切り刃の切断方向（切断片が
分断される方向）にバリが生成する。さらに、切り刃を
その刃面が前記陽極端子と離間する位置まで下降動させ
るが、このとき上記生成したバリは、同じく切り刃の刃
面と離間するので、切り刃の逃げ部によりせん断応力を
取り去ったときにもとの形に戻ろうとする、いわゆるス
プリングバックにより、その生成方向を若干陽極端子の
長さ方向に変える。その後、切り刃を、その刃面が陽極
端子の切断面にならうように上昇動させるので、上記バ
リは、切り刃の刃面に当接してその生成方向を、切り刃
の上昇方向に矯正的に変えられる。このように、陽極端
子の切断面に生じるバリの生成方向を、切り刃の上昇方
向に変えているので、各コンデンサ素子を分離した後
に、搬送工程においてチップ片を保持して搬送し、陽極
端子の先端部をリードフレーム上に当接させる際に、例
えばコンデンサ素子のチップ片の上面を保持して、これ
を反転したり所望の角度に回転したりすることなくリー
ドフレーム上に移動させても、リードフレーム上の陽極
端子の載置状態は、上記バリがリードフレームに接触す
ることが無く常に安定している。従って、接続工程にお
いて、陽極端子と前記リードフレームとの当接箇所を、
例えばアーク溶接により固着する際に、陽極端子とリー
ドフレームとの接触面積等の溶接条件は略一定となり、
確実に安定した接続状態が得られる。また、陽極端子の
上面をリードフレーム面に対して平行な状態で溶接させ
やすく、例えばチップ片とリードフレームとを金属ワイ
ヤで接続する場合にでも、金属ワイヤのチップ片へのボ
ンディング条件は略一定となり、金属ワイヤの溶接不良
を防止する外、チップ片を覆う樹脂モールド部の大きさ
を最小限にできるため、コンデンサをより小型化し得
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１乃至図９を
参照しつつ説明するが、本発明は、これに限定するもの
でない。まず、固体電解コンデンサにおける素子部分の
製造は、図１に示したものと同様に行われる。すなわ
ち、まず、このコンデンサ素子は、タンタル、ニオブ等
の弁作用金属の粒子を、タンタル、ニオブ等の金属製の
陽極棒１（陽極端子）が突出した状態で多孔質のチップ
片２に成形・焼成し、このチップ片２の複数個を、その
陽極棒１がステンレス鋼からなる長尺状の横バー３の長
手方向に適宜ピッチの間隔で溶接等で固着することによ
り装着し、この状態のチップ片２の表面に、五酸化タン
タル層、二酸化マンガン層および銀層を順次形成して作
製されるのである。

【００１３】次に、上記コンデンサ素子は、次に示すよ
うな成形プレス機により陽極棒１を切断して横バー３か
ら分離する。図２および図３は、各コンデンサ素子にお
ける陽極棒１の切断装置を示す要部斜視図および要部断
面図である。この切断装置は、コンデンサ素子における
陽極棒１の周面を支持する超硬合金からなる直方体状の
支持台４（挟持部材）と、支持台４に対して上下動して
支持台４上の陽極棒１を押さえ込み挟持する超硬合金か
らなる直方体状のストリッパ５（挟持部材）と、支持台
４に対してストリッパ５に沿って上下動する超硬合金か
らなる切り刃６とからなる。

【００１４】上記切り刃６は、直方体にその側面中央部
に凹部（逃げ部）を設けた断面視コの字状の形態を有し
ており、その下方部には、断面視鋭角状の刃先６ａ（切
断部）を有し、刃先６ａから刃面６ｂ（切断部）にかけ
てストリッパ５に沿って摺動するように配置されてい
る。また、切り刃６の上面６ｃには、切り刃６を上下動
させる空圧式のシリンダ７（切り刃駆動部）を接続し、
上面６ｃに穿設した貫通孔に対して摺動自在に、上部に
つば部８ａを有する鉄からなる円柱状の２本のピン８を
挿入させ、これらのピン８の下端部を、ストリッパ５の
上面５ａに穿設した溝穴に挿入してその側面よりボルト
（図示せず）等を螺着させて押圧固定することにより、
ストリッパ５と連動するようになっている。さらに、ス
トリッパ５の上面５ａと、切り刃６の凹部における上面
６ｄとの間には、圧縮バネ９をそれぞれのピン８に挿入
しているので、切り刃６は、ストリッパ５が停止した後
においても、さらにストリッパ５に沿って下動すること
ができる。尚、切り刃６は、その凹部における下面６ｅ
が支持台４の上面４ａより下方に位置するまで、刃面６
ｂが支持台４の側面４ｂに沿うように下動することがで
き、ストリッパ５および支持台４の側面４ｂと、切り刃
６の刃面６ｂとのそれぞれのクリアランスは、略一定に
配置されている。

【００１５】以上のような構成を有する切断装置を用い
て、次のように陽極棒１を切断している。まず、横バー
３に接続された各コンデンサ素子のうち最外端のコンデ
ンサ素子を、陽極棒１の周面が支持台４の上面４ａに当
接するように支持台４に載置した後に、シリンダ７を作
動させてストリッパ５を下降動させ、陽極棒１をストリ
ッパ５と支持台４の上面４ａとで挟持するように押さえ
込み、次いで、この挟持された状態の陽極棒１に向かっ
て、ストリッパ５と連動する切り刃６をさらに下降動さ
せ、刃先６ａが陽極棒１の周面を押圧することにより、
陽極棒１に対してせん断応力を付加させて切り刃６の切
断方向に生じるせん断変形を生じさせつつ切り込みを入
れる（図４（ａ）参照）。

【００１６】さらに、切り刃６を下降動させることによ
り陽極棒１への切り込みを深更させ、陽極棒１の切断下
端部において切り刃６により切り込まれた切断片１ａを
陽極棒１から引きちぎるように分断する。このとき陽極
棒１の切断下端部においては、上記せん断応力に対する
反力、つまり陽極棒１のせん断強さにより切断片１ａを
分断させない方向に力がはたらき、せん断変形（陽極棒
１と切断片１ａとの境界部分が伸びきった状態に変形）
を生じてしまい、ついには切断片１ａを分断した際に、
切断片１ａとの境界部分で切り刃６の切断方向（切断片
１ａが分断される方向）にバリが生成する（図４（ｂ）
参照）。

【００１７】そして、切り刃６をその刃面６ｂが陽極棒
１と離間する位置（切り刃６の凹部における下面６ｅが
支持台４の上面より下方に位置）まで下降動させるが、
このとき上記生成したバリは、同じく切り刃６の刃面６
ｂと離間するので、せん断応力を取り去ったときにもと
の形に戻ろうとする、いわゆるスプリングバックによ
り、その生成方向を若干陽極棒１の長さ方向に変える。
その後、切り刃６を、その刃面６ｂが陽極棒１の切断面
にならうように上昇動させるので、上記バリは、まず切
り刃６の刃面６ｂにおけるエッジ部６ｆに当接して切り
刃６の上昇方向に押圧され、その生成方向を該上昇方向
に矯正的に変えられる（図４（ｃ）参照・分離工程）。

【００１８】以上のようにして分離された各コンデンサ
素子を、図５に示すように、そのチップ片２の上面を吸
着パッド１０により吸着保持させて、銅からなるリード
フレーム１１に延設した対向する一対のリード端子１１
ａおよび１１ｂのうち一方のリード端子１１ａ上に陽極
棒１の先端部における周面がリード端子１１ａに当接す
るように位置決めした状態で移動させる。このとき、陽
極棒１の切断面に生じるバリの生成方向は、切り刃６の
上昇方向に変えているので、例えばチップ片２の上面を
保持して、これを反転したり所望の角度に回転したりす
ることなくリード端子１１ａ上に移動させても、リード
端子１１ａ上の陽極棒１の載置状態は、上記バリがリー
ド端子１１ａに接触することが無く常に安定している。

【００１９】尚、上記吸着パッド１０における吸着面
は、チップ片２の上面を確実に吸着保持するために、チ
ップ片２の上面への追従が可能となっている。また、吸
着パッド１０は、モータ駆動により回転するカムを用い
たリンク機構等により作動する（図示せず）（移動工
程）。さらに、図６に示すように、チップ片２を吸着パ
ッド１０で吸着保持した状態で陽極棒１とリード端子１
１ａとを二本の電極棒１２で上下方向から挟み込むよう
に押圧させ、電極棒１２間を通電させることにより、陽
極棒１をリード端子１１ａに溶接することにより固着し
て接続する。この際に、上記説明したように、リード端
子１１ａ上の陽極棒１の載置状態は、上記バリがリード
端子１１ａに接触することが無く常に安定しているの
で、陽極棒１とリード端子１１ａとの接触面積等の溶接
条件は略一定となり、確実に安定した接続状態が得られ
る。

【００２０】また、陽極棒１の上面をリード端子１１ａ
面に対して平行な状態で溶接させやすく、図７に示すよ
うに、チップ片２とリード端子１１ｂとを部分的にシリ
コーン樹脂１３を塗布した金属ワイヤ１４で接続する場
合にでも、金属ワイヤ１４のチップ片２へのボンディン
グ条件は略一定となり、金属ワイヤ１４の溶接不良を防
止でき、さらに、チップ片２を覆う樹脂モールド部１５
の大きさを最小限にできるため、コンデンサをより小型
化し得る（接続工程）。

【００２１】このようにして上記樹脂モールド部１５を
成形した後に、上記リードフレーム１１にプレス成形機
等により打ち抜き加工および曲げ加工を施することによ
りリードフレーム１１から個別のコンデンサ部品に分離
される。本実施例においては、切り刃６を直方体にその
側面中央部に凹部を設けた断面視コの字状の形態として
いるが、これに限定するものでなく、切り刃６が下降動
した後に上昇動した際に、切り刃６の切断面のバリの生
成方向を上昇方向に変えるためにバリと接触するエッヂ
部６ｆ等を有する陽極棒１に対する逃げ部が形成されて
いればよく、側面中央部に図８に示すような貫通穴６ｇ
を穿設してもよく、また、貫通していない溝を形成して
もよい。尚、この貫通穴６ｇや溝の形状は、これを限定
するものでない。

【００２２】また、切り刃６の側面形状を、図９に示す
ような凹凸状としてもよい。さらに、本実施例において
は、切り刃６とストリッパ５とを連動させているが、独
立して作動させてもよい。加えて、本実施例において
は、横バー３に接続された各コンデンサ素子における陽
極棒１を、それぞれ一個一個切断しているが、これに限
定するものでなく、横バー３に接続された各コンデンサ
素子における陽極棒１を一度に切断した後に、それぞれ
のコンデンサ素子に対応し吸着ＯＮ・ＯＦＦを独立して
行える吸着パッド１０を用いて、一度に各コンデンサ素
子を吸着保持して順次リード端子上に移動させることも
可能である。

【００２３】さらに、本実施例における分離工程におい
て、切り刃２７を陽極棒１に対して上下動させている
が、切り刃２７を陽極棒１を挟んで上下側に個別に設け
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子を
示す要部斜視図である。

【図２】本発明の固体電解コンデンサの製造方法を実施
するための陽極棒の切断装置を示す要部斜視図である。

【図３】本発明の固体電解コンデンサの製造方法を実施
するための陽極棒の切断装置を示す要部側面図である。

【図４】本発明の固体電解コンデンサの製造方法におけ
る分離工程を説明する説明図である。

【図５】本発明の固体電解コンデンサの製造方法におけ
る移動工程を説明する説明図である。

【図６】本発明の固体電解コンデンサの製造方法におけ
る接続工程を説明する説明図である。

【図７】本発明の固体電解コンデンサの製造方法を用い
て製造されるにおける固体電解コンデンサを示す要部斜
視図である。

【図８】本発明の固体電解コンデンサの製造方法を実施
するための陽極棒の切断装置の変形例を示す要部斜視図
である。

【図９】本発明の固体電解コンデンサの製造方法を実施
するための陽極棒の切断装置の変形例を示す要部側面図
である。

【図１０】従来の固体電解コンデンサの製造方法におけ
る陽極棒の切断方法を説明する説明図である。

【図１１】従来の固体電解コンデンサの製造方法におい
て陽極棒とリード端子とを接続する際のこれらの当接状
態を説明する説明図である。

【図１２】従来の固体電解コンデンサの製造方法におい
て陽極棒とリード端子とを接続する際のこれらの当接状
態を説明する説明図である。

【図１３】従来の固体電解コンデンサの製造方法におい
て陽極棒を切断した際の陽極棒の先端部形状を説明する
説明図である。

【符号の説明】

１ 陽極棒 ２ チップ片 ３ 横バー ４ 支持台 ５ ストリッパ ６ 切り刃 ７ シリンダ ８ ピン ９ 圧縮バネ １０ 吸着パッド １１ リードフレーム １２ 電極棒 １３ シリコーン樹脂 １４ 金属ワイヤ １５ 樹脂モールド部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップ片と該チップ片より突出した陽極
   端子とを有するコンデンサ素子の複数個を連接し、前記
   陽極端子を挟持した状態で切り刃を下降動させて前記陽
   極端子を切断して前記切り刃の刃面が前記陽極端子と離
   間する位置で前記切り刃の下降動を停止させた後に、該
   切り刃の刃面が前記陽極端子の切断面にならうように前
   記切り刃を上昇動させることにより、各コンデンサ素子
   を分離する分離工程と、該分離工程において分離した前
   記コンデンサ素子のチップ片を保持して搬送し、前記陽
   極端子の先端部をリードフレーム上に当接させる搬送工
   程と、該搬送工程において搬送された前記コンデンサ素
   子を、前記陽極端子と前記リードフレームとの当接箇所
   を固着することにより、該リードフレームに接続する接
   続工程とを有する固体電解コンデンサの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の固体電解コンデンサの
   製造方法における分離工程に用いる前記陽極端子の切断
   装置であって、 前記陽極端子を挟持する挟持部材と、前記挟持部材によ
   り挟持された前記陽極端子に対して前記切り刃を上下動
   させる切り刃駆動部とを備え、 前記切り刃が、前記切り刃駆動部により下動して前記陽
   極端子を切断する切断部と、前記陽極端子を切断した後
   に前記切断部と離間する逃げ部とを有することを特徴と
   する固体電解コンデンサの製造装置。