JP2008042079A - Electrolytic capacitor, and fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解コンデンサ及びその製造方法に係り、特に、レーザ照射によって、電極箔と引き出し端子の接続部分を加熱溶融して接続部を形成する場合に、欠落箇所のない、大径の接続部を形成することができるように改良を施した電解コンデンサ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electrolytic capacitor and a method of manufacturing the same, and in particular, when a connection portion is formed by heating and melting a connection portion of an electrode foil and a lead terminal by laser irradiation, a large-diameter connection portion without a missing portion. The present invention relates to an electrolytic capacitor which has been improved so as to be formed, and a method for manufacturing the same.
従来、電解コンデンサを製造する際、例えば巻回型コンデンサの場合は、アルミニウムからなる芯金の表面にエッチング層と酸化皮膜層を有する電極箔に、引き出し端子をステッチ、コールドウェルド、超音波溶接などにより接続し、電極箔の間にセパレータを介して巻回又は積層してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子を駆動用電解液に含浸するとともに、外装ケースに収納して電解コンデンサを形成している。 Conventionally, when manufacturing an electrolytic capacitor, for example, in the case of a winding capacitor, an electrode foil having an etching layer and an oxide film layer on the surface of a cored bar made of aluminum, a lead terminal is stitched, cold welded, ultrasonic welding, etc. To form a capacitor element by winding or laminating between electrode foils via a separator, impregnating the capacitor element with a driving electrolyte solution, and storing the capacitor element in an outer case to form an electrolytic capacitor. Yes.
このような電極箔のうち、低圧箔は、芯金が厚く、エッチング層上には薄い酸化皮膜層が形成されているのに対し、高圧箔では、芯金が薄く、エッチング層上に厚い酸化皮膜が形成されている。 Among such electrode foils, the low pressure foil has a thick cored bar and a thin oxide film layer formed on the etching layer, whereas the high pressure foil has a thin cored bar and a thick oxidized layer on the etched layer. A film is formed.
このような電極箔と引き出し端子の接続においては、引き出し端子が、電極箔の表面にあるエッチング層や酸化皮膜層を超えて、電極箔の芯金部分と直接に接続されることが必要であるため、特に、酸化皮膜の厚い高圧箔では、電極箔と引き出し端子の接続状態の信頼性が劣っていた。 In such connection between the electrode foil and the lead terminal, it is necessary that the lead terminal is directly connected to the core metal portion of the electrode foil beyond the etching layer or oxide film layer on the surface of the electrode foil. Therefore, in particular, in the high-pressure foil having a thick oxide film, the reliability of the connection state between the electrode foil and the lead terminal is inferior.
このような問題点を解決するため、従来から種々の提案がなされている。例えば、電極箔の引き出し端子接続部の酸化皮膜を、予め、プレスや研磨などによって機械的に除去したり、あるいはアークなどによって電気的に除去し、その除去部分に引き出し端子を加締め接続したものがある(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve such problems, various proposals have been conventionally made. For example, the oxide film on the lead terminal connection part of the electrode foil is mechanically removed beforehand by pressing or polishing, or electrically removed by arc or the like, and the lead terminal is crimped and connected to the removed part (For example, refer to Patent Document 1).
また、電極箔の引き出し端子接続部の酸化皮膜層及びエッチング層を、粗面性のある回転ローラにより電極箔を挟み込み、回転させたり、電極箔に超音波振動装置を接触させて粉砕するなどして予め除去し、その除去部分に引き出し端子を加締め接続したものがある(例えば、特許文献2参照)。さらに、切削、研削、破壊、折り曲げ、ヒートショック等の方法や、酸化皮膜形成処理時にマスキングを施すことによって、予め接続部に酸化皮膜を形成しないようにしたものがある(例えば、特許文献3参照)。 In addition, the oxide film layer and the etching layer of the electrode foil lead-out terminal connection portion are rotated by sandwiching the electrode foil with a rough roller, or pulverized by contacting the electrode foil with an ultrasonic vibration device. In some cases, the lead-out terminal is crimped and connected to the removed portion (see, for example, Patent Document 2). Further, there is a method in which an oxide film is not formed on a connection portion in advance by performing a method such as cutting, grinding, breaking, folding, heat shock, or masking at the time of forming an oxide film (see, for example, Patent Document 3). ).
しかしながら、上記のような特許文献1〜特許文献3に示された従来の技術には次のような問題点があった。
すなわち、酸化皮膜層をプレスや研磨などによって機械的に除去する方法や、酸化皮膜層及びエッチング層を回転ローラや超音波振動などによって機械的に除去する方法では、電極箔に除去治具を直接的に接触させて酸化皮膜層やエッチング層を除去しているため、接触時の機械的ストレスが、電極箔自体、例えば電極箔の芯金部分や除去部分近傍の酸化皮膜層及びエッチング層に加わることによって、損傷や歪み等が起こり、また前記除去治具の一部が電極箔に転写するなどにより、電極箔の信頼性を悪化させるという問題点があった。
However, the conventional techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above have the following problems.
That is, in the method of mechanically removing the oxide film layer by pressing or polishing, or the method of mechanically removing the oxide film layer and the etching layer by a rotating roller or ultrasonic vibration, a removal jig is directly attached to the electrode foil. Since the oxide film layer and the etching layer are removed by contact with each other, mechanical stress at the time of contact is applied to the electrode foil itself, for example, the core metal part of the electrode foil and the oxide film layer and the etching layer in the vicinity of the removal part. As a result, damage, distortion, and the like occur, and a part of the removal jig is transferred to the electrode foil, thereby deteriorating the reliability of the electrode foil.
また、酸化皮膜層及びエッチング層を機械的に除去した際に、除去部分にバリ等が発生し、バリを除去する工程を追加する必要が生じ、製造工程が煩雑化するといった問題点もあった。さらに、酸化皮膜層をアークによって電気的に除去する際、アークの投入エネルギーの調節やアーク放電位置の調節などのアーク放電現象の制御が困難であるため、例えば、小型品等のように電極箔の箔幅が狭く、除去範囲が限られているなど、特定箇所のみの除去には適していなかった。また、予め酸化皮膜を形成しないようにするには、マスキングなどを施す必要があり、工程が煩雑なものとなっていた。 In addition, when the oxide film layer and the etching layer are mechanically removed, burrs or the like are generated in the removed portion, and it is necessary to add a process for removing the burrs, which causes a problem that the manufacturing process becomes complicated. . Furthermore, when the oxide film layer is electrically removed by an arc, it is difficult to control arc discharge phenomena such as adjustment of arc input energy and arc discharge position. The foil width was narrow and the removal range was limited. Further, in order not to form the oxide film in advance, it is necessary to perform masking or the like, and the process is complicated.
そこで、上記のような問題点を解決すべく、本出願人は、特許文献4に示すような発明を完成させた。すなわち、図4に示すように、陽極箔10としてアルミニウムなどの弁作用金属からなる金属箔16にエッチング処理を施し、その後化成処理を施すことにより、エッチング層と該層上に形成された酸化皮膜層18を設け(図4(A))、陰極箔6にはエッチング処理を施し、必要に応じて酸化皮膜層を設ける。
Therefore, in order to solve the above problems, the present applicant has completed the invention as shown in Patent Document 4. That is, as shown in FIG. 4, an etching process is performed on a
そして、図4(B)に示すように、電極箔6,10の上部にレーザ源24を配置し、電極箔6,10とレーザ源24の間にレンズ22を配置する。そして、電極箔6,10の表面に形成された酸化皮膜層18の所定の部位、すなわち、引き出し端子を接続する部位(以下、接続部という)に、レンズ22を通過して集束されたレーザ光20を照射して、電極箔の所定箇所を加熱する。
Then, as shown in FIG. 4B, the
この加熱により、電極箔を構成するアルミニウム芯金とエッチング層と該エッチング層上に形成された酸化皮膜層とを溶融させて接続部30を形成する。その後、この接続部30に引き出し端子をコールドウェルド等により接続する。接続後、陽極箔10と陰極箔6の間にセパレータを介して巻回し、巻終わり端を巻止めテープにて固定し、コンデンサ素子を形成する。その後、コンデンサ素子を駆動用電解液に含浸させ、アルミニウムなどからなる有底筒状の金属ケースに収納し、封口部材にて封止して、電解コンデンサを得る。
By this heating, the aluminum cored bar constituting the electrode foil, the etching layer, and the oxide film layer formed on the etching layer are melted to form the
上記のような特許文献4の発明によれば、引き出し端子の接続部となる電極箔16の一部を、レーザ光を照射することによって局部的に加熱し、その部分のアルミニウム芯金とエッチング層と該エッチング層上に形成された酸化皮膜層とを溶融させることにより、新たな接続部30を形成することができ、また、この接続部30は、表面に酸化皮膜層がなく平坦状であると共に所定の厚さを維持することができるため、接続部としての強度が増し、引き出し端子との良好な接続が可能となる。
According to the invention of Patent Document 4 as described above, a part of the
しかしながら、引き出し端子との接続を確実なものとするために接続部の径を大きくしようとすると、図5に示すように、接続部となる溶融部40を維持しようとする張力“f”より、レーザ照射による反力等の応力“g”の方が大きくなり、その結果、接続部の一部が破れて、欠落箇所が発生することにより、引き出し端子との接続が不十分なものになるといった問題が生じていた。そのため、接続部の面積を十分に確保しつつ、欠落箇所のない、大径の接続部を形成することができる電解コンデンサ及びその製造方法の開発が切望されていた。
However, when trying to increase the diameter of the connecting portion in order to ensure the connection with the lead terminal, as shown in FIG. 5, from the tension “f” for maintaining the
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、レーザ照射によって引き出し端子と接続可能な新たな接続部を形成する場合に、接続部の面積を十分に確保しつつ、欠落箇所のない、良好な接続部を形成することができる電解コンデンサ及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and its purpose is to form a connection portion when forming a new connection portion that can be connected to a lead terminal by laser irradiation. It is an object of the present invention to provide an electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same that can form a good connection portion without a missing portion while ensuring a sufficient area.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、表面に酸化皮膜層及びエッチング層を備えた電極箔に引き出し端子を接続し、この電極箔を、セパレータを介して巻回又は積層する電解コンデンサにおいて、前記電極箔の前記引き出し端子接続部位に所定のレーザ光を照射することにより、その照射部位を加熱溶融させて形成される前記引き出し端子の接続部の形状を、短径と長径を有する非真円形状としたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a lead terminal is connected to an electrode foil having an oxide film layer and an etching layer on the surface, and this electrode foil is wound or laminated via a separator. In the electrolytic capacitor, the shape of the connection portion of the lead terminal formed by irradiating a predetermined laser beam to the lead terminal connection portion of the electrode foil to heat and melt the irradiation portion is reduced to a short diameter and a long diameter. It is characterized by having a non-round shape.
上記のような構成を有する請求項1に記載の発明によれば、所定のレーザ光を照射することにより形成される接続部の形状を短径と長径を有する非真円形状とすることにより、溶融部の保持力を大幅に向上させることができるので、接続部の面積を十分に確保しつつ、欠落箇所のない、良好な接続部を形成することができる。 According to the invention of claim 1 having the above-described configuration, by forming the shape of the connection portion formed by irradiating a predetermined laser beam into a non-circular shape having a minor axis and a major axis, Since the holding power of the melting part can be greatly improved, it is possible to form a good connection part with no missing part while ensuring a sufficient area of the connection part.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電解コンデンサにおいて、前記非真円形状の接続部の短径と長径の比率が、1:1.2以上であることを特徴とする。
上記のような構成を有する請求項2に記載の発明によれば、接続部の形状を短径と長径を有する非真円形状とすると共に、その短径の長さと長径の長さの比を1:1.2以上とすることにより、溶融部の保持力を大幅に向上させることができるので、接続部の面積を十分に確保しつつ、欠落箇所のない、良好な接続部を形成することができる。なお、前記接続部の短径と長径の長さの比率は、1:1.2〜1:2が最適である。
According to a second aspect of the present invention, in the electrolytic capacitor according to the first aspect, a ratio of the minor axis to the major axis of the non-circular connection portion is 1: 1.2 or more.
According to the invention described in claim 2 having the above-described configuration, the shape of the connecting portion is a non-circular shape having a minor axis and a major axis, and the ratio of the minor axis length to the major axis length is determined. By setting the ratio to 1: 1.2 or more, the holding power of the melted portion can be greatly improved, so that a good connecting portion without a missing portion is formed while sufficiently securing the area of the connecting portion. Can do. The ratio of the minor axis to major axis length of the connecting part is optimally from 1: 1.2 to 1: 2.
請求項3に記載の発明は、表面に酸化皮膜層及びエッチング層を備えた電極箔に引き出し端子を接続し、この電極箔を、セパレータを介して巻回又は積層する電解コンデンサの製造方法において、前記電極箔の前記引き出し端子接続部位の上面に、短径と長径を有する非真円形状の開口部を有する遮蔽板を該電極箔に密着するように配設し、アルミニウム芯金とエッチング層と該エッチング層上に形成された酸化皮膜層とからなる電極箔の前記引き出し端子接続部位に、前記遮断板に形成された非真円形状の開口部を介して所定のレーザ光を照射することにより、その照射部位を加熱して溶融させて接続部を形成し、この接続部に前記引き出し端子を接続することを特徴とするものである。 The invention according to claim 3 is an electrolytic capacitor manufacturing method in which a lead terminal is connected to an electrode foil having an oxide film layer and an etching layer on the surface, and the electrode foil is wound or laminated via a separator. A shielding plate having a non-circular opening having a minor axis and a major axis is disposed on the upper surface of the lead terminal connecting portion of the electrode foil so as to be in close contact with the electrode foil, and an aluminum core bar and an etching layer are provided. By irradiating a predetermined laser beam to the lead terminal connecting portion of the electrode foil formed of the oxide film layer formed on the etching layer through a non-circular opening formed in the blocking plate The irradiated portion is heated and melted to form a connection portion, and the lead terminal is connected to the connection portion.
上記のような構成を有する請求項3に記載の発明によれば、短径と長径を有する非真円形状の開口部を有する遮蔽板によって電極箔の加工対象部位の周囲が被覆されるので、マスク効果を得ることができ、加工対象部位のみに高エネルギーのレーザ光を照射することができる。また、開口部の形状を短径と長径を有する非真円形状とすることにより、溶融部の保持力を大幅に向上させることができるので、接続部の面積を十分に確保しつつ、欠落箇所のない、良好な接続部を形成することができる。 According to the invention of claim 3 having the above-described configuration, the periphery of the processing target portion of the electrode foil is covered with the shielding plate having the non-circular opening having the minor axis and the major axis. A mask effect can be obtained, and high-energy laser light can be irradiated only to the processing target portion. In addition, by making the shape of the opening a non-circular shape having a minor axis and a major axis, it is possible to greatly improve the holding power of the melted part, so that the area of the connecting part is sufficiently secured while the missing part It is possible to form a good connection portion without any defects.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の電解コンデンサの製造方法において、前記非真円形状の開口部の短径と長径の比率が、1:1.2以上であることを特徴とする。
上記のような構成を有する請求項4に記載の発明によれば、開口部の形状を短径と長径を有する非真円形状とすると共に、その短径の長さと長径の長さの比を1:1.2以上とすることにより、溶融部の保持力を大幅に向上させることができるので、接続部の面積を十分に確保しつつ、欠落箇所のない、良好な接続部を形成することができる。なお、前記接続部の短径と長径の長さの比率は、1:1.2〜1:2が最適である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an electrolytic capacitor according to the third aspect, the ratio of the minor axis to the major axis of the non-circular opening is 1: 1.2 or more. And
According to the invention of claim 4 having the above-described configuration, the shape of the opening is a non-circular shape having a minor axis and a major axis, and the ratio of the minor axis length to the major axis length is By setting the ratio to 1: 1.2 or more, the holding power of the melted portion can be greatly improved, so that a good connecting portion without missing portions can be formed while sufficiently securing the area of the connecting portion. Can do. The ratio of the minor axis to major axis length of the connecting part is optimally from 1: 1.2 to 1: 2.
なお、前記レーザ光としてパルスYAGレーザ光を用いることが好適である。パルスYAGレーザは、1照射あたりの発光のピーク値が比較的低く、発光幅が長いため、電極箔にレーザ照射される際に、照射側の反対側まで十分な加熱がなされ、その結果、電極箔のアルミニウム芯金、エッチング層及び酸化皮膜層が溶融し、良好な接続部が形成される。 Note that it is preferable to use a pulsed YAG laser beam as the laser beam. Since the pulse YAG laser has a relatively low light emission peak value per irradiation and a long light emission width, when the electrode foil is irradiated with the laser, sufficient heating is performed up to the opposite side of the irradiation side. The aluminum core metal, the etching layer, and the oxide film layer of the foil are melted and a good connection portion is formed.
本発明によれば、レーザ照射によって引き出し端子と接続可能な新たな接続部を形成する場合に、接続部の面積を十分に確保しつつ、欠落箇所のない、良好な接続部を形成することができる電解コンデンサ及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, when forming a new connection portion that can be connected to the lead-out terminal by laser irradiation, it is possible to form a good connection portion without a missing portion while ensuring a sufficient area of the connection portion. An electrolytic capacitor that can be used and a method for manufacturing the same can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)構成
本実施形態においては、図1に示すように、電極箔6,10の加工対象部位の上面に、楕円形、長円形あるいは長方形等の非真円形状の開口部51を有する遮蔽板50が電極箔6,10に密着するように配設されている。なお、この遮蔽板50に形成された開口部51は、楕円形、長円形の場合は、その短径と長径の比率が、1:1.2〜1:2となるように形成され、また長方形の場合は、その短辺と長辺の比率が、1:1.2〜1:2となるように形成されている。また、遮蔽板の代わりに、同様の開口部を形成した冷却板を用いても良い。
(1) Configuration In this embodiment, as shown in FIG. 1, a shield having a non-circular opening 51 such as an ellipse, an oval, or a rectangle on the upper surface of a processing target portion of the electrode foils 6 and 10. The
上述したように、開口部51を楕円形、長円形あるいは長方形等の非真円形状とし、また、その短径と長径の比率(開口部が長方形の場合は、短辺と長辺の比率)が、1:1.2〜1:2となるようした理由は、以下の通りである。 As described above, the opening 51 has a non-circular shape such as an ellipse, an ellipse, or a rectangle, and the ratio of the short diameter to the long diameter (or the ratio of the short side to the long side when the opening is rectangular). However, the reason why the ratio is 1: 1.2 to 1: 2 is as follows.
すなわち、図4に示すような従来の製造方法を用いた場合には、図2(A)に示すような略円形状の接続部30が形成される。なお、この略円形状の接続部30の内、実際に引き出し端子の接続部位となるのは、図中30aで示す四角形部分である。
That is, when a conventional manufacturing method as shown in FIG. 4 is used, a substantially circular connecting
ここで、図3のA曲線に示すように、加工対象部位を溶融させるために照射されるレーザ光のエネルギーのピーク値を“F1”と仮定し、略円形状の接続部30の半径を“R1”とした場合に、接続部30の外周部分(接続部30の基端部)で下方向に働くモーメントを“F1・R1”と表すこととする。また、略円形状の接続部30の半径“R1”は、この接続部30に欠落箇所を発生させずに、接続部を維持できる最大径であるとする。
Here, as shown by an A curve in FIG. 3, it is assumed that the peak value of the energy of the laser beam irradiated to melt the processing target portion is “F1”, and the radius of the substantially
なお、図2(A)の断面図において、点線の円で囲んだ接続部30の外周部分(接続部30の基端部)は、欠落箇所が生じやすい部分であり、本発明者等は、この部分に働くモーメント“F1・R1”に着目し、このモーメント“F1・R1”を小さくすることにより、欠落箇所の発生を防止することができると共に、接続部を大きくすることができると考え、本発明を完成させるに至ったものである。
In addition, in the cross-sectional view of FIG. 2A, the outer peripheral portion of the
すなわち、接続部30の外周部分に欠落箇所が生じやすい理由は、レーザを照射して接続部を形成する課程において、形成途上にある接続部においてレーザ照射による反力等の応力が大きくなると、接続部を維持する基端部で、アルミニウムが部分的に薄弱となるためであると考えられる。
In other words, the reason why the missing portion is likely to occur in the outer peripheral portion of the
そこで、本発明者等は、以下のように接続部の形状を変えて、欠落箇所の発生の有無について検討した。すなわち、図2(B)に示すように、短辺の長さが“2×R2”の非真円形状の開口部51を有する遮蔽板50を介して、図3のA曲線のエネルギー分布を有するレーザ光を照射した。この場合、長方形状の接続部31の外周部分(接続部31の長辺の基端部)で下方向に働くモーメントは“F1・R2”と表すことができるが、R1>R2なので、F1・R1>F1・R2となるため、接続部31は欠落箇所を生ずるおそれはない。
Therefore, the present inventors examined the presence or absence of missing portions by changing the shape of the connecting portion as follows. That is, as shown in FIG. 2B, the energy distribution of the A curve in FIG. 3 is obtained through a shielding
さらに、本発明者等は、短辺の長さは“2×R2”としたまま、照射されるレーザ光のエネルギーを大きくして、長辺の長さをできるだけ長くすることにより、より大径の接続部を形成することを検討した。その結果、下方向に働くモーメントの最大値である“F1・R1”と等しい“F2・R2”が得られる、エネルギーのピーク値が“F2”のレーザ光(図3のB曲線)を照射しても、欠落箇所の生じない、大径の略長方形状の接続部32が得られることが分かった。なお、この場合の遮蔽板50に形成された開口部51の短辺と長辺の比率は、最大で1:2であった。
Furthermore, the present inventors have increased the energy of the irradiated laser light while keeping the length of the short side at “2 × R2”, and increasing the length of the long side as much as possible to increase the diameter of the laser beam. We considered the formation of the connection part. As a result, “F2 · R2” equal to “F1 · R1”, which is the maximum value of the moment acting downward, is obtained, and the laser beam with the energy peak value “F2” (B curve in FIG. 3) is irradiated. However, it has been found that a large-diameter, generally rectangular connecting
(2)作用
上記のような構成を有する本実施形態においては、以下のようにして接続部が形成される。すなわち、図1に示すように、電極箔6,10の表面に形成された酸化皮膜層18の所定の部位、すなわち、引き出し端子12,14を接続する部位に、レンズ22を通過して集束されたレーザ光20を、遮蔽板50に形成された非真円形状の開口部51を介して照射することにより、電極箔の所定箇所を加熱する。
(2) Operation In the present embodiment having the above-described configuration, the connection portion is formed as follows. That is, as shown in FIG. 1, the light is focused through a
この加熱により、電極箔を構成するアルミニウム芯金とエッチング層と該エッチング層上に形成された酸化皮膜層とを溶融させて、楕円形、長円形あるいは長方形等の非真円形状の接続部31、32を形成する。その後、この接続部31、32に引き出し端子をコールドウェルドやステッチ等により接続する。接続後、陽極箔10と陰極箔6の間にセパレータを介して巻回し、巻終わり端を巻止めテープにて固定し、コンデンサ素子を形成する。その後、コンデンサ素子を駆動用電解液に含浸させ、アルミニウムなどからなる有底筒状の金属ケースに収納し、封口部材にて封止して、電解コンデンサを得る。
By this heating, the aluminum core bar constituting the electrode foil, the etching layer, and the oxide film layer formed on the etching layer are melted to form a
なお、照射するレーザ光としては、例えば、パルス幅5msec、波長1064nm、出力4.3JのパルスYAGレーザを用いることができる。なお、パルス幅は0.5〜20msec、出力は1〜10Jが好ましい。パルスYAGレーザは、1照射あたりの発光のピーク値が比較的低く、発光幅が長いため、電極箔にレーザ照射される際に、照射側の反対側まで十分な加熱がなされ、電極箔のアルミニウム芯金、エッチング層及び酸化皮膜層が溶融し、良好な接続部が形成される。また、照射するレーザ光は、電極箔の所定部位を加熱溶融できるものであれば、その種類は特に限定されず、また、照射回数も特に限定されない。 As a laser beam to be irradiated, for example, a pulse YAG laser having a pulse width of 5 msec, a wavelength of 1064 nm, and an output of 4.3 J can be used. The pulse width is preferably 0.5 to 20 msec and the output is preferably 1 to 10 J. Since the pulse YAG laser has a relatively low emission peak value per irradiation and a long emission width, when the electrode foil is irradiated with the laser, sufficient heating is performed to the opposite side of the irradiation side, and the aluminum of the electrode foil The metal core, the etching layer, and the oxide film layer are melted to form a good connection portion. Further, the type of laser light to be irradiated is not particularly limited as long as it can heat and melt a predetermined portion of the electrode foil, and the number of times of irradiation is not particularly limited.
(3)効果
上述したように、本発明によれば、引き出し端子の接続部となる電極箔の加工対象部位の上面に、短径と長径を有する非真円形状の開口部51を有する遮蔽板50を設置した後、レーザ光を照射することによって、加工対象部位のみを局部的に加熱し、その部分のアルミニウム芯金とエッチング層と該エッチング層上に形成された酸化皮膜層とを溶融させることにより、短径と長径を有する非真円形状の新たな接続部を形成することができる。なお、この接続部は、表面に酸化皮膜層がなく平坦状であると共に所定の厚さを維持することができるため、接続部としての強度が増し、これによって、引き出し端子との良好な接続が可能となる。
(3) Effect As described above, according to the present invention, the shielding plate having the non-circular opening 51 having the minor axis and the major axis on the upper surface of the processing target portion of the electrode foil serving as the connecting portion of the lead terminal. After installing 50, only the part to be processed is locally heated by irradiating a laser beam to melt the aluminum cored bar, the etching layer, and the oxide film layer formed on the etching layer. Thus, a new non-circular connection portion having a minor axis and a major axis can be formed. In addition, since this connection part has an oxide film layer on the surface and is flat and can maintain a predetermined thickness, the strength as the connection part is increased, and thereby a good connection with the lead terminal is achieved. It becomes possible.
特に、本実施形態によれば、接続部の形状を長方形、楕円形、長円形等の非真円形状とすると共に、その短径の長さと長径の長さの比率(接続部が長方形の場合は、短辺と長辺の比率)を1:1.2〜1:2とすることにより、溶融部の保持力を大幅に向上させることができるので、接続部の面積を十分に確保しつつ、欠落箇所のない、良好な接続部を形成することができる。 In particular, according to the present embodiment, the shape of the connecting portion is a non-circular shape such as a rectangle, an ellipse, or an oval, and the ratio of the length of the minor axis to the length of the major axis (when the connecting portion is rectangular) Since the ratio of the short side to the long side) is 1: 1.2 to 1: 2, the holding power of the melted portion can be greatly improved, so that the area of the connecting portion is sufficiently secured. It is possible to form a good connection portion without any missing portion.
(4)他の実施形態
なお、上記の実施形態では巻回型電解コンデンサについて説明したが、陰極箔に陰極用引き出し端子を接続し、陽極箔に陽極用引き出し端子を接続し、電極箔間にセパレータを介在して電極箔を交互に複数重ね合わせた積層型電解コンデンサにも適用することができる。
(4) Other Embodiments Although the winding type electrolytic capacitor has been described in the above embodiment, the cathode lead terminal is connected to the cathode foil, the anode lead terminal is connected to the anode foil, and the electrode foil is interposed between the electrode foils. The present invention can also be applied to a multilayer electrolytic capacitor in which a plurality of electrode foils are alternately stacked with a separator interposed therebetween.
また、本発明において、アルミニウムと酸化皮膜層の加熱溶融に用いられるレーザとしては、パルスYAGレーザの他に、アルミニウムへのレーザ照射に適した波長を備えた半導体レーザを用いることができる。また、エキシマレーザ、CO2レーザ等を用いることもできる。さらに、本発明において用いられる溶接の手段としては、ステッチ、コールドウェルド、超音波溶接、摩擦撹拌溶接、レーザ溶接などがある。 In the present invention, as a laser used for heating and melting aluminum and an oxide film layer, in addition to a pulse YAG laser, a semiconductor laser having a wavelength suitable for laser irradiation to aluminum can be used. An excimer laser, a CO 2 laser, or the like can also be used. Further, the welding means used in the present invention includes stitch, cold weld, ultrasonic welding, friction stir welding, laser welding and the like.
また、本発明において、レーザ源24からのレーザ光20をレンズ22により集束させて所定部位に照射する際に、レンズ22の形状や照射距離を変えることで照射するレーザ光20の面積やレーザエネルギーを容易に変更することができる。
Further, in the present invention, when the
さらに、レーザ光20を照射する際に、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの不活性気体を所定部位に吹き付けると、電極箔の接続部分の表面状態が良好となる。
また、酸化皮膜層の引き出し端子接続部分にカーボン層を設けて、そのカーボン層にレーザ光20を照射すると、酸化皮膜層18及びエッチング層の熱吸収が高められるので、加熱溶融を促進させることができる。あるいは、まずレーザ光20を照射することにより少なくとも酸化皮膜層18を一部溶融した後、その表面にカーボン層を設け、さらにレーザ光20を照射することで加熱溶融の速度を上げることもできる。
Further, when an inert gas such as helium gas or argon gas is blown onto a predetermined portion when the
Further, when a carbon layer is provided at the lead terminal connecting portion of the oxide film layer and the carbon layer is irradiated with the
また、本発明において、電極箔の引き出し端子接続部位を、予め酸化皮膜層の一部を除去し、この状態で加熱溶融させて新たな接続部を形成しても良い。酸化皮膜層の除去方法としては、研削、切削、研磨、レーザ照射、アーク、超音波振動、化学処理等がある。このようにして形成された接続部は、予め酸化皮膜層が除去された状態であるため、形成された接続部中の酸化皮膜層の絶対量を少なくでき、従って抵抗が低く良好な接続部が形成される。 Further, in the present invention, a part of the oxide film layer may be removed in advance from the lead terminal connection portion of the electrode foil, and a new connection portion may be formed by heating and melting in this state. As a method for removing the oxide film layer, there are grinding, cutting, polishing, laser irradiation, arc, ultrasonic vibration, chemical treatment, and the like. Since the connection portion thus formed is in a state in which the oxide film layer has been removed in advance, the absolute amount of the oxide film layer in the formed connection portion can be reduced, and therefore a good connection portion with low resistance can be obtained. It is formed.
6…陰極箔
10…陽極箔
16…金属箔(アルミニウム芯金)
20…レーザ光
22…レンズ
24…レーザ源
30…接続部
31…ボイド
40…溶融部
50…遮蔽板
51…開口部
6 ... Cathode foil 10 ...
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電極箔の前記引き出し端子接続部位に所定のレーザ光を照射することにより、その照射部位を加熱溶融させて形成される前記引き出し端子の接続部の形状を、短径と長径を有する非真円形状としたことを特徴とする電解コンデンサ。 In an electrolytic capacitor in which a lead terminal is connected to an electrode foil having an oxide film layer and an etching layer on the surface, and this electrode foil is wound or laminated via a separator,
A shape of the connecting portion of the lead terminal formed by irradiating the lead terminal connecting portion of the electrode foil with a predetermined laser beam to heat and melt the irradiated portion is a non-circular shape having a short diameter and a long diameter. An electrolytic capacitor characterized by its shape.
前記電極箔の前記引き出し端子接続部位の上面に、短径と長径を有する非真円形状の開口部を有する遮蔽板を該電極箔に密着するように配設し、
アルミニウム芯金とエッチング層と該エッチング層上に形成された酸化皮膜層とからなる電極箔の前記引き出し端子接続部位に、前記遮断板に形成された非真円形状の開口部を介して所定のレーザ光を照射することにより、その照射部位を加熱して溶融させて接続部を形成し、この接続部に前記引き出し端子を接続することを特徴とする電解コンデンサの製造方法。 In the method of manufacturing an electrolytic capacitor in which a lead terminal is connected to an electrode foil having an oxide film layer and an etching layer on the surface, and this electrode foil is wound or laminated via a separator.
A shielding plate having a non-circular opening having a minor axis and a major axis is disposed on the upper surface of the lead terminal connecting portion of the electrode foil so as to be in close contact with the electrode foil,
A predetermined portion of the electrode foil made of an aluminum cored bar, an etching layer, and an oxide film layer formed on the etching layer is connected to the lead terminal connection portion through a non-circular opening formed in the blocking plate. A method of manufacturing an electrolytic capacitor, comprising: irradiating a laser beam to heat and melt the irradiated portion to form a connection portion, and connecting the lead terminal to the connection portion.
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