JP2007250920A

JP2007250920A - 固体電解コンデンサの製造方法

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Publication number: JP2007250920A
Application number: JP2006073766A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Hirata; 平田　　義和
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: JP4703444B2

Abstract

【課題】フランジ状のバリを形成させることなく、また、陽極体に形成された誘電体酸化被膜に大きな漏れ電流を発生させることなく、陽極引出線と陰極板の間に通電して電解重合を行う固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【解決手段】本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、金属粉末の焼結体であって、棒状の金属部材が貫通している陽極体と、金属部材の第１突出部分とに誘電体酸化被膜を形成する工程と、第１突出部分に形成された誘電体酸化被膜の少なくとも一部を取り除いて、金属部材を露出させる工程と、陽極体と第１突出部分に導電性高分子で構成されたプレコート層を、化学重合で形成する工程と、金属部材の第１突出部分が重合槽内に配置された陰極板に向くように、モノマーを含有する電解重合液に陽極体を浸漬する工程と、金属部材の第２突出部分を利用して金属部材と陰極板の間に通電し、電解重合によって導電性高分子層を形成する工程とを含む。
【選択図】図８

Description

本発明は、導電性高分子で構成された固体電解質層を具える固体電解コンデンサの製造方法に関しており、より詳細には、焼結体を用いた陽極体に電解重合を用いて導電性高分子層を形成する方法に関する。

ポリピロール等で構成された導電性高分子層を固体電解質層として用いた固体電解コンデンサの製造において、導電性高分子層は、一般的に電解重合を用いて陽極体の誘電体酸化被膜上に形成される。陽極体に形成された誘電体酸化被膜は電気伝導性を有していないことから、導電性高分子で構成されたプレコート層が、化学重合を用いて誘電体酸化被膜上に予め形成される。そして、陽極たる外部電極をプレコート層に接触させた後、電解重合液が入った重合槽内にある陰極板と外部電極との間に通電することによって、プレコート層上に電解重合による導電性高分子層が形成される。

電解重合がこのように行われる場合、電解重合液に含浸した複数の陽極体の各々に対して棒状の外部電極を接触させることから、配置される陽極体の間隔を十分に確保する必要があるが、その結果として、重合槽内で一度に処理できる陽極体の数が少なく限られてしまっていた。また、多数の細い外部電極の各々を対応する陽極体に接触させる機構が必要なことから、固体電解コンデンサの生産設備は著しく複雑になっていた。さらに、外部電極が接触していた領域において導電性高分子層の膜厚が薄くなる問題や、外部電極の接触圧又は接触状態に応じて各陽極体に流れる電流値に差が生じることで、陽極体に形成される導線性高分子層の膜質に差が生じ易いという問題があり、その結果として、製造された固体電解コンデンサにおいて、電気的特性のばらつきが生じ易くなっていた。

このような事情を踏まえて、陽極体に植設された陽極引出線(陽極リード部材)の表面上にもプレコート層を形成し、陽極引出線と陰極板の間に通電して電解重合を行う方法が提案されている。固体電解コンデンサの製造工程では、通常、陽極引出線を接合することで、キャリアバーと呼ばれる導電性金属製の部材に複数の陽極体が装着される。この方法を採用すると、キャリアバーと陰極板の間に電圧を印加することで電解重合が行えることから、一般的な固体電解コンデンサの製造方法よりも容易に電解重合が行える。

特開平１１−１２１２８０号公報特開２００５−４５２３５号公報

しかしながら、陽極引出線と陰極板の間に通電して電解重合が行われる場合、陽極引出線の周囲に導電性高分子で構成されたフランジ状のバリが形成される問題がある。バリは、電解重合工程の間、電解重合液の液面に沿って成長する。また、電解重合がこのように行われる場合、誘電体酸化被膜を通る漏れ電流の影響が顕著になると、キャリアバーに装着された複数の陽極体の全てに対して、導電性高分子層が同様に又は均一に形成されない事態も起こり得る。陽極引出線とプレコート層の接触領域が、陽極体の上方にて電解重合液の液面近くに配置される一方で、陽極体の下部は、電解重合槽の底に配置された陰極板の近くに配置される。このような状態で、キャリアバーと陰極板の間に電圧が印加されると、陽極体の下部に形成された誘電体酸化被膜を通るような漏れ電流が生じ易い。従って、ある１つの陽極体における誘電体酸化被膜の欠損や欠陥が顕著であると、大きな漏れ電流が発生することに起因してその陽極体に対して集中的に電流が流れてしまい、キャリアバーに複数の陽極体が装着されているものの、漏れ電流が顕著な陽極体においてのみ電解重合が著しく進行してしまう。

本発明は、上記の問題を解決するものであって、フランジ状のバリを形成させることなく、また、誘電体酸化被膜を通って陽極体内を流れる大きな漏れ電流を発生させることなく、陽極引出線と陰極板の間に通電して電解重合を行う固体電解コンデンサの製造方法に関する。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、金属粉末の焼結体であって、棒状の金属部材が貫通している陽極体と、前記金属部材の第１突出部分とに誘電体酸化被膜を形成する工程と、前記第１突出部分に形成された誘電体酸化被膜の少なくとも一部を取り除いて、前記金属部材を露出させる工程と、前記陽極体と前記第１突出部分に導電性高分子で構成されたプレコート層を、化学重合で形成する工程と、前記金属部材の第１突出部分が槽内に配置された陰極板に向くように、モノマーを含有する電解重合液に前記陽極体を浸漬する工程と、前記金属部材の第２突出部分を利用して前記金属部材と陰極板の間に通電し、電解重合によって前記プレコート層上に導電性高分子層を形成する工程とを含む。

また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、前記第２突出部分の先端部を導電性金属製の装着部材に接合する工程を含んでおり、前記装着部材と前記陰極板の間に電圧を印加することで前記電解重合が行われる。

また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、前記導電性高分子層が形成された後、前記誘電体酸化被膜が取り除かれた領域が除去されるように前記第１突出部分の一部を切除する工程を含う。前記第１突出部分の一部を切除する工程は、前記導電性高分子層上に陰極引出層が形成された後に行われてよい。また、前記第１突出部分の一部を切除した後に、前記第１突出部分の残部の端面を絶縁性材料で被覆する工程を行ってもよい。

また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法では、前記陽極体及び前記第１突出部分に酸化剤を付着させた後に、前記第１突出部分の一部をモノマー溶液に浸漬した状態を維持することによって、又は、前記陽極体及び前記第１突出部分にモノマーを付着させた後に、前記第１突出部分の一部を酸化剤溶液に浸漬した状態を維持することによって前記化学重合が行われる。

また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法では、前記金属部材を露出させる工程は、前記第１突出部分の一部を切除することで、又は前記第１突出部分にレーザを照射することで行われる。

本発明の固体電解コンデンサは、金属粉末の焼結体である陽極体に誘電体酸化被膜及び導電性高分子層が形成された固体電解コンデンサであって、前記陽極体を貫通するように棒状の金属部材が前記陽極体に埋設されており、前記金属部材の一方の突出部分には、少なくともその端面を除いて誘電体酸化被膜及び導電性高分子層が形成されており、前記端面は絶縁性材料で被覆されており、前記金属部材の他方の突出部分には、端子用の金属部材が接合されていることを特徴とする。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、棒状の金属部材と接しているプレコート層領域が、電解重合液の液面付近に配置されることはないので、電解重合工程において、液面に沿ったフランジ状のバリが金属部材に形成されることはない。また、本発明のの固体電解コンデンサの製造方法では、金属部材と接しているプレコート層領域が、プレコート層におけるその他の領域と比較して、陰極板に最も近くなるように配置される。このために、金属部材と陰極板の間に通電すると、誘電体酸化被膜の欠損や欠陥の程度に拘わらずに、金属部材と陰極板の間に流れる電流の相当部分は、金属部材からこの接触領域を通るように流れるので、陽極体内を流れる漏れ電流の影響を小さくできる。従って、キャリアバーに複数の陽極体を装着して電解重合工程を行う場合において、どの陽極体でもほぼ同様に電解重合が行われて、形成される導電性高分子層のばらつきは小さくなる。

以下、本発明を図を用いて説明する。図１は、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固体電解コンデンサの断面図である。固体電解コンデンサは、陽極体、絶縁層及び陰極層等を有するコンデンサ素子(1)を具えている。コンデンサ素子(1)の陽極体(3)には、タンタル、アルミニウム又はニオブ等の弁作用金属の粉末を成形・焼結して作製された多孔質の焼結体が用いられている。陽極体(3)は直方体のブロック状に形成されており、陽極体(3)の中心部を通って貫通するように、棒状の陽極引出線(5)が埋設されている。陽極引出線(5)の両端部は陽極体(3)から突出しており、一方の突出部分(51)の長さは、他方の突出部分(53)の長さよりもかなり短くされる。陽極引出線(5)には、タンタルワイヤなどの弁作用金属製の金属線が使用される。

図１の下側の円で囲まれた領域は、陽極体(3)の一部断面を模式的に示す拡大図であって、多孔質である陽極体(3)の表面には、陽極酸化によって誘電体酸化被膜(7)が形成されている。誘電体酸化被膜(7)上には、ポリピロール等の導電性高分子で構成される固体電解質層(9)が形成される。固体電解質層(9)は、電解重合を行うために化学重合により形成されるプレコート層(11)と、電解重合により形成される導電性高分子層(13)とからなる。固体電解質層(9)上には、カーボン層(15)及び銀ペースト層(17)からなる陰極引出層(19)が形成される。陽極引出線(5)には、導電性金属製(例えばステンレス製)の陽極端子部材(21)が接合される。また、陰極引出層(19)には、同じく導電性金属製の陰極端子部材(23)が接合される。外装樹脂(25)は、コンデンサ素子(1)を覆うように直方体状にモールド成形されており、陽極端子部材(21)及び陰極端子部材(23)は、相反する向きに延びて、外装樹脂(25)の外部に引き出されている。陽極端子部材(21)及び陰極端子部材(23)は、外装樹脂(25)の外面に沿って屈曲されており、陽極端子部材(21)及び陰極端子部材(23)の先端部は、外装樹脂(25)の下面に配置されて、陽極端子及び陰極端子として夫々機能する。外装樹脂(25)には、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂が用いられる。

図１の上側の円で囲まれた領域は、突出部分(51)の端部断面を模式的に示す拡大図である。突出部分(51)には、その端面を除いて、誘電体酸化被膜(7)及び固体電解質層(9)が形成されている。また、突出部分(51)の端面を覆うように樹脂層(27)が形成されている。陰極引出層(19)は、固体電解質層(9)に加えて樹脂層(27)を覆うように形成されている。樹脂層(27)には、外装樹脂(25)と同様にエポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂が用いられる。なお、他方の突出部分(53)において、少なくともその先端側の領域には、誘電体酸化被膜(7)、固体電解質層(9)及び陰極引出層(19)は形成されておらず、陽極端子部材(21)は、陽極引出線(5)に電気的に接続されている。

次に、本発明の固体電解コンデンサの製造方法について説明する。まず、図２に示すように陽極引出線(5)が埋設された複数個の陽極体(3)が準備される。図２の上側の円で囲まれた領域は、陽極体(3)の一部断面を拡大した図であり、図２の下側の円で囲まれた領域は、陽極引出線(5)の突出部分(51)の一部断面を拡大した図である(図２と類似した以下に示す図においても同様である)。複数の陽極体(3)は、図３に示すように、陽極引出線(5)の突出部分(53)をキャリアバー(71)に接合することで、水平に配置されたキャリアバー(71)の下側に一列に配置される。キャリアバー(71)は、アルミニウム等の導電性金属製の棒材であって、陽極引出線(5)の突出部分(53)の先端部は、例えばキャリアバー(71)に抵抗溶接される。なお、突出部分(51)の端面は、同一平面上に配置されるのが好ましい。

次に、キャリアバー(71)に装着された陽極体(3)に陽極酸化が施されて、陽極体(3)と陽極引出線(5)の一部に、誘電体酸化被膜(7)が形成される。図４は、誘電体酸化被膜(7)が形成された後の陽極体(3)を示している。陽極酸化工程は、例えば、リン酸水溶液中に陽極体(3)全体を浸漬して、槽の底に配置された電極とキャリアバー(71)の間に所定の電圧を印加して行われる。陽極酸化工程では、陽極引出線(5)の突出部分(51)にも、誘電体酸化被膜(7)が形成される。

陽極酸化工程の後、陽極引出線(5)の突出部分(51)に形成された誘電体酸化被膜(7)の一部を取り除いて、陽極引出線(5)の金属表面を露出させる工程が行われる。図５は、誘電体酸化被膜(7)の一部が突出部分(51)から除去された後の陽極体(3)を示しており、陽極引出線(5)の金属表面は、突出部分(51)の残部の端面において露出している。なお、誘電体酸化被膜(7)の除去工程は、陽極引出線(5)の突出部分(51)の一部にレーザー光線を照射することで行われてもよい。この場合、誘電体酸化被膜(7)の除去は、突出部分(51)の端面上の誘電体酸化被膜(7)も削除されるように行われるのが好ましい。

その後、誘電体酸化被膜(7)上に、導電性高分子で構成されたプレコート層(11)が形成される。まず、キャリアバー(71)に装着された陽極体(3)を酸化剤溶液に浸漬した後に、陽極体(3)を室温で乾燥させることで、陽極体(3)に酸化剤が付着される。そして、図６に示すように、陽極体(3)から突出した陽極引出線(5)の突出部分(51)の先端部を、重合槽(73)内のモノマー溶液に浸けて、その状態を所定の時間維持する工程が行われる。モノマー溶液は、突出部分(51)を這い上がって陽極体(3)に導入される。陽極引出線(5)が陽極体(3)を貫通していることから、陽極体(3)内において陽極引出線(5)の周辺には、陽極引出線(5)の外面に沿った(つまり、弁作用金属粒子の外面と陽極引出線(5)の外面とで規定される)多数の細孔が存在している。モノマー溶液は、毛細管現象によって陽極引出線(5)に沿って進み易くなっており、陽極体(3)の中心部から陽極体(3)の外側へと行き渡る。このようにモノマー溶液が陽極体(3)に導入されることによって、陽極体(3)の中心部を重点的に化学重合が行われて、導電性高分子層が誘電体酸化被膜(7)上に形成される。

図６の円内の領域は、陽極引出線(5)の突出部分(51)付近の拡大図である。この拡大図に示すように、モノマー溶液の液面(75)に対する陽極体(3)の位置は、突出部分(51)を這い上がるモノマー溶液が上方に向かって先細りになるように調整されるのが好ましい。陽極引出線(5)の突出部分(51)の一部をモノマー溶液中に浸けた状態は、モノマー溶液が陽極体(3)の上面を超えて陽極引出線(5)を若干這い上がるまて維持されるのが好ましく、その後、キャリアバー(71)を上昇させて、陽極引出線(5)の突出部分(51)の先端部をモノマー溶液から引き出す工程が行われる。このようにして化学重合がなされた後、陽極体(3)が水で洗浄されて、余分な酸化剤とモノマーとが除去される。なお、酸化剤の付着から陽極体(3)の洗浄に至る工程を複数回繰り返して、プレコート層(11)を段階的に作製するのが好ましい。

図７に、プレコート層(11)が形成された状態の陽極体(3)を示す。プレコート層(11)は、突出部分(51)にも形成される。突出部分(51)の金属表面が露出した領域の上にも、プレコート層(11)が形成されて、この領域にて、陽極引出線(5)とプレコート層(11)は電気的に接続される。陽極体(3)にプレコート層(11)が形成された後、電解重合を用いてプレコート層(11)上に導電性高分子層(13)が形成される。これによって、固体電解質層(9)が完成する。電解重合工程は、図８に示すように、ピロール等のモノマーを含有する電解重合液に陽極体(3)を完全に浸漬した状態で、キャリアバー(71)と、電解重合液が入った重合槽(77)の底面上に配置された陰極板(79)との間に電圧を印加して行われる。陽極引出線(5)の突出部分(53)とキャリアバー(71)は電気的に接続されており、陽極引出線(5)は導電性のプレコート層(11)と電気的に接続されていることから、陽極引出線(5)と陰極板(79)の間に電流が流れる。なお、陽極引出線(5)の突出部分(51)が下になるように陽極体(3)が配置されるので、突出部分(51)は陰極板(79)に向けられる。

図９に、導電性高分子層(13)が形成されて固体電解質層(9)が完成した状態の陽極体(3)を示す。導電性高分子層(13)は、突出部分(51)にあるプレコート層(11)上にも形成される。固体電解質層(9)が完成した後、洗浄及び乾燥が行われる。その後、陽極引出線(5)の突出部分(51)とプレコート層(11)とが接触した領域が除去されるように、突出部分(51)を切断する工程が行われる。図１０に、突出部分(51)の一部が切除された後の陽極体(3)を示す。

突出部分(51)の切断により、突出部分(51)の残部の端面には、陽極引出線(5)を構成する金属が露出する。カーボン層(15)及び銀ペースト層(17)からなる陰極引出層(19)が形成されることで、この端面にて、陽極引出線(5)及び陽極体(3)が、陰極引出層(19)を介して固体電解質層(9)と電気的に接続される事態を避ける必要があることから、突出部分(51)の一部が切除された後、少なくとも突出部分(51)の残部の端面を被覆するように絶縁性の樹脂層(27)が形成される。図１１に、突出部分(51)の残部の端面に樹脂層(27)が形成された後の陽極体(3)を示す。

樹脂層(27)が形成された後、陽極体(3)と突出部分(51)にカーボン層(15)及び銀ペースト層(17)が形成されて、コンデンサ素子(1)が完成する。完成したコンデンサ素子(1)は、陽極引出線(5)の突出部分(53)を切断することで、キャリアバー(71)から分離される。そして、帯状の陽極端子部材(21)が、陽極引出線(5)に抵抗溶接され、同じく帯状の陰極端子部材(23)が、例えば導電性接着剤を用いて陰極引出層(19)に接合される。その後、コンデンサ素子(1)を被覆するように直方体状の外装樹脂(25)がモールド成形される。外装樹脂(25)が作製された後、陽極端子部材(21)及び陰極端子部材(23)が屈曲されて、図１に示す固体電解コンデンサが完成する。

上述した固体電解コンデンサの製造方法とは異なり、電解重合によって固体電解質層(9)を完成させ、さらに、カーボン層(15)及び銀ペースト層(17)を形成した後に突出部分(51)の切断を行ってもよい。図１２に、突出部分(51)の切断が行われた後の陽極体(3)を示す。突出部分(51)の切断が行われた後、上述したように、コンデンサ素子(1)がキャリアバー(71)から分離されて、固体電解コンデンサが作製される。図１３に、作製された固体電解コンデンサの断面図を示す。図１の上側の円で囲まれた領域は、突出部分(51)の端部断面を模式的に示す拡大図である。突出部分(51)には、その端面を除いて、誘電体酸化被膜(7)、固体電解質層(9)及び陰極引出層(19)が形成される。図１に示す固体電解コンデンサとは異なり、突出部分(51)の端面に樹脂層(27)は形成されない。

カーボン層(15)及び銀ペースト層(17)を形成した後に突出部分(51)の切断を行うことで、突出部分(51)の端部において、固体電解質層(9)、カーボン層(15)や銀ペースト層(17)の剥がれが生じる恐れがある場合には、突出部分(51)の切断を行った後に、少なくとも突出部分(51)の残部の端面を被覆するように絶縁性の樹脂層(27)を形成してもよい。図１４に、突出部分(51)の残部の端面に樹脂層(27)が形成された後の陽極体(3)を示す。その後、上述したように、コンデンサ素子(1)がキャリアバー(71)から分離されて、固体電解コンデンサが作製される。図１５に、作製された固体電解コンデンサの断面図を示す。

以下、本発明の固体電解コンデンサの製造方法を用いて固体電解コンデンサを作製して、従来方法を用いて作製した固体電解コンデンサと比較した結果について説明する。

[実施例１] 陽極体には、外径０.４ｍｍのタンタルワイヤが貫通した、厚さ１.５ｍｍ、幅３.２ｍｍ、長さ４.３ｍｍの直方体状のタンタル焼結体を用いた。タンタルワイヤの短い方の突出部分の長さは３ｍｍにされた。陽極酸化は、リン酸水溶液中にて陽極体に１０Ｖの電圧を印加して行われた。タンタルワイヤの短い方の突出部分の先端側１ｍｍを切除した後、プレコート層の作製を行った。酸化剤にはｐ−トルエンスルホン酸鉄(III)を使用し、２０ｗｔ％ｐ−トルエンスルホン酸鉄(III)エタノール溶液に浸漬した後、陽極体を室温で１０分間乾燥した。そして、ピロールを３０ｗｔ％の割合で含むエタノール溶液に陽極引出線の突出部分の先端部を浸漬して、その状態を４０分間維持することで、陽極体の誘電体酸化被膜上にポリピロール層を形成し、その後、陽極体の洗浄及び乾燥を行った。酸化剤の付着から陽極体の乾燥に至る工程は２度繰り返されて、陽極体にプレコート層が作製された。

電解重合は、図８に示すように、ピロールを含有する電解重合液(ピロール(０.３ｍｏｌ/ｌ)とｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム(０.１ｍｏｌ/ｌ)とを含む水溶液)中に陽極体を浸漬して、キャリアバーと陰極板に電圧を印加して行われた。陽極体１個当たり０.３０ｍＡの定電流が４時間流された。なお、陽極体の間隔は１０ｍｍ程度にされた。ポリピロールで構成された固体電解質層が完成した後、タンタルワイヤの短い方の突出部分の先端側１.５ｍｍを切除し(その結果、残部の長さは０.５ｍｍとなる)、その後、エポキシ系の絶縁性樹脂で突出部分の残部端面を被覆した。そして、カーボン層及び銀ペースト層を形成してコンデンサ素子を完成させた。コンデンサ素子をキャリアバーから切り離した後、陽極端子部材と陰極端子部材の接合とモールド成形を行って、図１に示す固体電解コンデンサを完成させた。

[実施例２] 陽極体には、外径０.２４ｍｍのタンタルワイヤが貫通した厚さ０.９ｍｍ、幅２.４ｍｍ、長さ１.８ｍｍのタンタル焼結体を用いた。タンタルワイヤの短い方の突出部分の長さは２ｍｍにされた。実施例１と同様にして陽極酸化が行われた後、レーザ光線を照射することによって、この突出部分の先端側１ｍｍの領域から誘電体酸化被膜を除去した。その後、実施例１と同様に化学重合が行われた。電解重合も実施例１と同様に行われたが、陽極体１個当たりの電流は０.１５ｍＡにされ、通電時間は３時間にされた。固体電解質層が完成した後、タンタルワイヤの短い方の突出部分の先端側１.７ｍｍを切除して(その結果残部の長さは０.３ｍｍとなる)、エポキシ系の絶縁性樹脂で突出部分の残部の端面を被覆した。その他の事項は、実施例１と同様である。

[比較例１] 陽極体には、従来の固体電解コンデンサで使用されているような、タンタルワイヤが一面のみから突出したタンタル焼結体を用いた。タンタル焼結体の大きさは、実施例１と同じである。化学重合は、ピロールを３０ｗｔ％の割合で含むエタノール溶液に陽極体を完全に浸漬した後に、陽極体を取り出して行われた。電解重合は、従来方法のように外部電極をプレコート層に接触して行われた。外部電極にも導電性高分子層が形成されることから、実施例１と比較して電流値が大きく、通電時間は長くされた。具体的には、陽極体１個当たりの電流は０.４５ｍＡにされ、通電時間は５時間にされた。また、陽極体の間隔は２０ｍｍ程度にされた。その他の事項は、実施例１と同様である。

[比較例２] 陽極体には、従来の固体電解コンデンサで使用されているような、タンタルワイヤが一面のみから突出したタンタルワイヤが植設されたタンタル焼結体を用いた。タンタル焼結体の大きさは、実施例２と同じである。陽極体１個当たりの電流を０.３ｍＡにして３時間通電することで電解重合が行われた以外は、比較例１と同様である。

[比較例３] 比較例３は、特開２００５−４５２３５号公報に記載された方法を用いて作製された。陽極体には、比較例２と同じものが用いられた。陽極酸化後に、レーザー光線を用いて、陽極体側における１ｍｍの長さの領域を除いて、タンタルワイヤの突出部分から誘電体酸化被膜を除去した。電解重合はキャリアバーと陰極板に電圧を印加して行われて、陽極体１個当たり０.１５ｍＡの電流が３時間流された。また、電解重合後、タンタルワイヤの突出部分に形成されたバリを除去する工程が行われた。その他の事項は、実施例２と同様である。

これら実施例及び比較例の各々について、１００個の固体電解コンデンサが作製されて、含浸率と、ＥＳＲと、漏れ電流(ＬＣ)による不良率(以下、「ＬＣ不良率」と称する)とが求められた。なお、含浸率とは、誘電体酸化被膜が形成された後の陽極体を電解液(硫酸水溶液)に含浸した場合における容量と、完成されたコンデンサ素子の容量との比である。ＥＳＲの測定周波数は１００ｋＨｚである。また、作製された個々の固体電解コンデンサに２.５Ｖの電圧を印加して、測定された漏れ電流が２００μＡ以上のコンデンサを不良品とし、実施例及び比較例の各々について、１００個のサンプルに対する不良品の割合としてＬＣ不良率を決定した。上記実施例及び比較例について、含浸率及びＥＳＲの平均値とＬＣ不良率とを表１に示す。

実施例１と比較例１を比べると、実施例１における含浸率の増加、ＥＳＲの低下及びＬＣ不良率の改善が理解される(含浸率は、７８％から８２％に増加、ＥＳＲは、２７ｍΩから２３ｍΩに減少、ＬＣ不良率は７％から５％に低下)。また、実施例２と比較例２を比べると、実施例２における含浸率の増加、ＥＳＲの低下及びＬＣ不良率の改善が理解される(含浸率は、８１％から８４％に増加、ＥＳＲは、３７ｍΩから３５ｍΩに減少、ＬＣ不良率は６％から４％に低下)。さらに、実施例２と比較例３を比べると、実施例２における含浸率の増加、ＥＳＲの低下及びＬＣ不良率の改善が理解される(含浸率は、８２％から８４％に増加、ＥＳＲは、４０ｍΩから３５ｍΩに減少、ＬＣ不良率は１０％から４％に低下)。なお、比較例３の固体電解コンデンサのＥＳＲの値は、その他の比較例や実施例の固体電解コンデンサの値よりもばらつきが顕著であった。

上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。また、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

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固体電解コンデンサの断面図である。本発明の方法で使用されるコンデンサ素子の陽極体の斜視図と、その断面の一部拡大図である。キャリアバーに陽極体が装着された状態を示す側面図である。誘電体酸化被膜が形成された陽極体の斜視図と、その断面の一部拡大図である。陽極引出線の一部が切除された後における陽極体の斜視図と、その断面の一部拡大図である。本発明の製造方法における化学重合工程の模様を模式的に示す側面図である。なお、重合槽と化成液は破断して示されている。化学重合後における陽極体の斜視図と、その断面の一部拡大図である。本発明の製造方法における電解重合工程の模様を模式的に示す側面図である。なお、重合槽と電解液は破断して示されている。電解重合後における陽極体の斜視図と、その断面の一部拡大図である。陽極引出線の一部が切除された後における陽極体の斜視図と、その断面の一部拡大図である。樹脂層が突出部分に形成された後における陽極体の斜視図と、その断面の一部拡大図である。陽極引出線の一部が切除された後における陽極体の斜視図と、その断面の一部拡大図である。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固体電解コンデンサの断面図である。樹脂層が突出部分に形成された後における陽極体の斜視図と、その断面の一部拡大図である。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固体電解コンデンサの断面図である。

符号の説明

(1) コンデンサ素子
(3) 陽極体
(5) 陽極引出線
(7) 誘電体酸化被膜
(9) 固体電解質層
(11) プレコート層
(13) 導電性高分子層
(51) 陽極引出線の突出部分
(53) 陽極引出線の突出部分
(71) キャリアバー
(77) 電解重合槽
(79) 陰極

Claims

金属粉末の焼結体であって、棒状の金属部材が貫通している陽極体と、前記金属部材の第１突出部分とに誘電体酸化被膜を形成する工程と、
前記第１突出部分に形成された誘電体酸化被膜の少なくとも一部を取り除いて、前記金属部材を露出させる工程と、
前記陽極体と前記第１突出部分とに導電性高分子で構成されたプレコート層を、化学重合で形成する工程と、
前記金属部材の第１突出部分が重合槽内に配置された陰極板に向くように、モノマーを含有する電解重合液に前記陽極体を浸漬する工程と、
前記金属部材の第２突出部分を利用して前記金属部材と陰極板の間に通電し、電解重合によって前記プレコート層上に導電性高分子層を形成する工程とを含む固体電解コンデンサの製造方法。
導電性金属製の装着部材に前記第２突出部分を接合する工程を含んでおり、前記装着部材と前記陰極板の間に電圧を印加することで前記電解重合が行われる、請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
前記導電性高分子層が形成された後、前記誘電体酸化被膜が取り除かれた領域が除去されるように前記第１突出部分の一部を切除する工程を含む、請求項１又は請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
前記第１突出部分の一部を切除する工程は、前記導電性高分子層上に陰極引出層が形成された後に行われる、請求項３に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
前記第１突出部分の一部を切除した後に、前記第１突出部分の残部の端面を絶縁性材料で被覆する工程を含む、請求項３又は請求項４に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
前記陽極体及び前記第１突出部分に酸化剤を付着させた後に、前記第１突出部分の一部をモノマー溶液に浸漬した状態を維持することによって、又は、前記陽極体及び前記第１突出部分にモノマーを付着させた後に、前記第１突出部分の一部を酸化剤溶液に浸漬した状態を維持することによって前記化学重合が行われる、請求項１乃至５の何れかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
前記金属部材を露出させる工程は、前記第１突出部分の一部を切除することで、又は前記第１突出部分にレーザを照射することで行われる、請求項１乃至６の何れかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
金属粉末の焼結体である陽極体に誘電体酸化被膜及び導電性高分子層が形成されている固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極体を貫通するように棒状の金属部材が前記陽極体に埋設されており、
前記金属部材の一方の突出部分には、少なくともその端面を除いて誘電体酸化被膜及び導電性高分子層が形成されており、
前記端面は絶縁性材料で被覆されており、
前記金属部材の他方の突出部分には、端子用の金属部材が接合されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。