JP7404848B2 - 電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Description
電解コンデンサは陽極側及び陰極側に電極体を有し、またこれら電極体の間には電解質が介在している。電解質は、電解液、導電性ポリマーなどの固体電解質層、ゲル電解質、又は固体電解質層とゲル電解質に対して電解液を併用したものが用いられている。この電解コンデンサは、誘電体酸化皮膜層が形成された電極を陽極側に備え、電気二重層容量を有する分極性電極を陰極側に備える。図1に示すように、分極性電極となる陰極側の電極体1は、アルミニウム箔2にカーボン層3が積層されて成る。
カーボン層3は、加工硬化したアルミニウム箔2に積層される。例えば、このアルミニウム箔2は、JIS規格H0001で規定される調質記号の基本記号がHである硬質材が用いられる。Hで始まる調質記号で表されるアルミニウム箔2は、ステップS01の積層工程中のプレスによっても、シワが生じない。
加工硬化したアルミニウム箔2にカーボン層3を形成してプレスした後、加圧を伴う接続工程のために、まずは電極体1を焼鈍工程に移す。この焼鈍工程は、加工硬化したアルミニウム箔2を軟化させる。この焼鈍工程では、250℃以上500℃以下の温度環境下に電極体1を晒す。好ましくは、焼鈍工程では、250℃以上350℃以下の温度環境下に電極体1を晒す。
図4及び図5に示すように、焼鈍工程でアルミニウム箔2を軟化させた後、引出端子4と電極体1との接続工程に移る。引出端子4と電極体1との接続工程では、ステッチ接続又は冷間圧接といった加圧を伴う接続方法が用いられる。両接続方法は、共に、平板部41を電極体1に重ねて加圧することにより、電極体1と接続される。
ここで、図7に示すように、ステッチ接続においては、バリ42を中心として放射状に拡がる圧延力によって、アルミニウム箔2の縁は帯長手方向に流動変形する。そのため、アルミニウム箔2が焼鈍工程を経ていないと、乏しい延伸性により、アルミニウム箔2には、耳割れ状のクラック5が生じる。即ち、アルミニウム箔2の外縁から箔中央に向けて延びるクラック5が発生する。このクラック5がステッチ接続の箇所まで延びると、電極体1と引出端子4との十分な接続状態を確保できず、接続強度が低下する。
この電解コンデンサでは、接続工程においてアルミニウム箔2にクラック5を生じさせ難い。従って、ステッチ接続又は冷間圧接を含む接続工程中の加圧力を調整し、図9及び図10に示すような電極体1と引出端子4との接続構造を作出してもよい。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
次の通り、実施例1の試料を作製した。試料は、ステッチ接続された引出端子4及び電極体1であり、カーボン層3を備える電極体1を陰極側に備える電解コンデンサを想定している。
(表1)
実施例2の試料を作製した。実施例2の試料は、加工硬化されたアルミニウム箔2を用いて積層工程を行い、焼鈍工程を経て接続工程に進む点、積層工程及び接続工程にプレス加工が含まれる点において、実施例1と共通する。実施例2の試料は、実施例1と比べてステッチ接続の種類のみが異なっている。実施例2の試料は、「穴あけ(貫通孔>バリ)ステッチ接続」により接続工程が実行された。
(表2)
実施例4の試料を作製した。実施例4の試料は、加工硬化されたアルミニウム箔2を用いて積層工程を行い、焼鈍工程を経て接続工程に進む点、積層工程及び接続工程にプレス加工が含まれる点において、実施例1と共通する。実施例4の試料は、実施例1と比べて冷間圧接の手法を用いて接続工程が実行されている点が異なっている。即ち、実施例4では、電極体1と引出端子4の平板部41とを押圧体で積層方向に加圧し、電極体1と引出端子4を密着させた。尚、タブ形状を有し、全体がアルミニウム製の平板部41により成る引出端子4を電極体1に接続した。
1a 投影領域
1b 周囲領域
11 貫通孔
2 アルミニウム箔
22 芯部
23 酸化皮膜層
24 金属素地
25 拡面層
3 カーボン層
4 引出端子
4a アルミニウム線
4b 金属線
41 平板部
42 バリ
43 丸棒部
44 傾斜部
5 クラック
100 プレスローラ
200 ステッチ針
300 押圧部材
Claims (12)
- 引出端子、当該引出端子が接続された電極体、及び当該電極体の間に介在する電解質を備える電解コンデンサの製造方法であって、
炭素材が含有するカーボン層をアルミニウム箔上に形成してプレスする積層工程と、
前記アルミニウム箔及び前記カーボン層により成り、前記積層工程を経た前記電極体を焼き鈍しする焼鈍工程と、
加圧工程を含み、前記焼鈍工程を経た前記電極体と前記引出端子を接続する接続工程と、
を有すること、
を特徴とする電解コンデンサの製造方法。 - 前記積層工程では、加工硬化してある前記アルミニウム箔に前記カーボン層を形成すること、
を特徴とする請求項1記載の電解コンデンサの製造方法。 - 前記焼鈍工程では、前記アルミニウム箔を貫通割れが生じるまで押圧したとき、前記アルミニウム箔に貫通割れが生じたときの窪みの深さに対する押圧力の比が6.5以上15N/mm以下となるまで、前記電極体を焼き鈍しすること、
を特徴とする請求項1又は2記載の電解コンデンサの製造方法。 - 前記焼鈍工程では、前記電極体を250℃以上で熱処理すること、
を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の電解コンデンサの製造方法。 - 前記アルミニウム箔は拡面領域を有し、
前記積層工程では、前記プレスにより前記拡面領域に前記カーボン層に含有された炭素材を入り込ませること、
を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の電解コンデンサの製造方法。 - 前記積層工程では、前記加圧工程により前記引出端子と前記電極体の少なくとも一部を金属結合させること、
を特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の電解コンデンサの製造方法。 - 前記電極体は、前記アルミニウム箔の表面に酸化皮膜を有し、当該酸化皮膜が未形成の金属素地を残し、
前記積層工程では、前記カーボン層を前記酸化皮膜上に形成し、
前記接続工程では、前記加圧工程により前記酸化皮膜に割れ目を形成し、当該割れ目を通じて前記引出端子と前記金属素地とを接触させること、
を特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の電解コンデンサの製造方法。 - 前記接続工程では、前記加圧工程により、前記引出端子と接触する前記酸化皮膜を押し潰すこと、
を特徴とする請求項7記載の電解コンデンサの製造方法。 - 前記電極体は、前記アルミニウム箔の表面に拡面層を形成し、前記拡面層の表層に前記酸化皮膜を形成し、
前記接続工程では、前記加圧工程により、前記割れ目を通じて、前記拡面層のうちの前記酸化皮膜が未形成の領域と前記引出端子とを接触させること、
を特徴とする7又は8記載の電解コンデンサの製造方法。 - 前記接続工程では、前記加圧工程により、前記カーボン層を前記割れ目に押し込み、前記割れ目内の前記カーボン層を介して、前記引出端子と前記金属素地とを接触させること、
を特徴とする7乃至9の何れかに記載の電解コンデンサの製造方法。 - 前記接続工程では、前記電極体と前記引出端子とをステッチ接続すること、
を特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の電解コンデンサの製造方法。 - 前記接続工程では、前記電極体と前記引出端子とを冷間圧接すること、
を特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の電解コンデンサの製造方法。
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