JP2011014590A - Method for manufacturing solid electrolytic capacitor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, the method achieving both a lower cost in a cleaning process and a reduced environmental load.SOLUTION: A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor includes the steps of: preparing an anode body (S10); forming a dielectric film on a surface of the anode body (S20); obtaining a capacitive element by forming a solid electrolyte layer comprising a conductive polymer on a surface of the dielectric film (S30); and cleaning the capacitive element using a cleaning solution containing a saccharide (S40).

Description

本発明は固体電解コンデンサの製造方法に関し、より特定的には、製造プロセスに含まれる洗浄工程の低コスト化と環境負荷の低減との両立を達成することが可能な固体電解コンデンサの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, and more particularly to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor capable of achieving both reduction in cost of a cleaning process included in the manufacturing process and reduction in environmental load. Is.

固体電解コンデンサは、弁作用金属(valve metal)からなる陽極体の表面に、たとえば電解酸化処理にて誘電体酸化皮膜を形成し、さらに当該誘電体酸化皮膜上に、電解液、二酸化マンガン、導電性高分子化合物などの導電性物質を密着させて陰極層を形成することにより製造される。ここで、弁作用金属とは、電解酸化処理により極めて緻密で高い耐久性を有する誘電体酸化皮膜を形成する金属であり、たとえばアルミニウム、タンタル、チタン、ニオブなどが該当する。また、導電性高分子化合物としては、たとえばポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性高分子や、TCNQ(7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン)錯塩などを採用することができる。この種の電解コンデンサによれば、誘電体酸化皮膜が非常に薄いため、他の紙コンデンサやフィルムコンデンサなどに比べて、小型で大容量のコンデンサを得ることができる。   In the solid electrolytic capacitor, a dielectric oxide film is formed, for example, by electrolytic oxidation treatment on the surface of an anode body made of valve metal, and an electrolytic solution, manganese dioxide, conductive material is further formed on the dielectric oxide film. It is manufactured by forming a cathode layer by adhering a conductive substance such as a conductive polymer compound. Here, the valve metal is a metal that forms a very dense and highly durable dielectric oxide film by electrolytic oxidation treatment, and includes, for example, aluminum, tantalum, titanium, niobium, and the like. Further, as the conductive polymer compound, for example, a conductive polymer such as polythiophene, polypyrrole, polyaniline, TCNQ (7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane) complex salt, or the like can be employed. According to this type of electrolytic capacitor, since the dielectric oxide film is very thin, a capacitor having a small size and a large capacity can be obtained as compared with other paper capacitors and film capacitors.

上記固体電解コンデンサの製造プロセスにおいて陰極層として固体電解質層を形成する場合、たとえばポリチオフェン、特に3,4−エチレンジオキシチオフェンを用いることにより、ポリピロールなどを用いる場合に比べて高い誘電率による低ESR(Equivalent Series Resistance;等価直列抵抗)化や、遅い重合反応による材料の高収率化を達成することができる。この場合、酸化剤としては過硫酸アンモニウム塩や第二鉄塩、ドーパントとして有機スルホン酸塩を用いることが有効で、特にパラトルエンスルホン酸第二鉄塩に代表される有機スルホン酸第二鉄塩が有効である。   When a solid electrolyte layer is formed as a cathode layer in the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor, for example, by using polythiophene, particularly 3,4-ethylenedioxythiophene, low ESR due to a high dielectric constant compared to the case of using polypyrrole or the like. (Equivalent Series Resistance) and high yield of materials by slow polymerization reaction can be achieved. In this case, it is effective to use ammonium persulfate or ferric salt as the oxidizing agent, and organic sulfonate as the dopant, and particularly organic ferric acid ferric salt represented by paratoluenesulfonic acid ferric salt. It is valid.

そして、このような重合反応による固体電解質層の形成においては、生成した固体電解質層上に不純物(たとえば残留ドーパント成分である鉄塩、過剰な有機スルホン酸、未反応のモノマー、ポリマーとモノマーとの中間体であるオリゴマーなど)が残存する。そのため、得られたコンデンサの信頼性、特に高温貯蔵に対する耐性が低下するという問題が生じる。また、このような問題は、有機スルホン酸第二鉄塩を用いた場合に特有の問題ではなく、他の方法によって固体電解質層を形成する場合についても同様に生じる。そのため、固体電解コンデンサの製造プロセスにおいて固体電解質層を形成する工程の後には、上記不純物等を除去し、固体電解コンデンサの信頼性を確保するための洗浄工程が実施されることが好ましい。   In the formation of the solid electrolyte layer by such a polymerization reaction, impurities (for example, iron salt which is a residual dopant component, excess organic sulfonic acid, unreacted monomer, polymer and monomer are formed on the generated solid electrolyte layer. Intermediate oligomers, etc.) remain. For this reason, there arises a problem that the reliability of the obtained capacitor, in particular, resistance to high temperature storage is lowered. Moreover, such a problem is not a problem peculiar to the case where the organic sulfonic acid ferric salt is used, and similarly occurs when the solid electrolyte layer is formed by other methods. Therefore, after the step of forming the solid electrolyte layer in the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor, it is preferable to perform a cleaning step for removing the impurities and ensuring the reliability of the solid electrolytic capacitor.

そして、上記洗浄工程において用いられる洗浄液としては、たとえばキレート剤を含む洗浄液の使用が有効であることが知られている(たとえば、特許文献1および2参照)。これにより、固体電解質層の表面に固着している不純物である金属イオン等をキレート剤が取り込んで洗い流すため、高い洗浄効果が得られる。   And as a cleaning liquid used in the said washing | cleaning process, it is known that use of the cleaning liquid containing a chelating agent is effective, for example (for example, refer patent document 1 and 2). Thereby, since a chelating agent takes in and wash | cleans the metal ion etc. which are the impurities adhering to the surface of a solid electrolyte layer, a high cleaning effect is acquired.

特開2006−104314号公報JP 2006-104314 A 特開2009−10163号公報JP 2009-10163 A

しかしながら、上記特許文献1および2に記載のようにキレート剤を含む洗浄液を使用した場合、環境負荷の軽減のため、十分な廃液処理が必要となる。また、キレート剤を含む洗浄液は、比較的高価である。そして、近年の低価格化の要求を考慮すると、廃液処理を簡略化するとともに安価な洗浄液を採用することによる、洗浄工程の低コスト化が求められる。   However, when a cleaning liquid containing a chelating agent is used as described in Patent Documents 1 and 2, sufficient waste liquid treatment is required to reduce the environmental burden. Moreover, the cleaning liquid containing a chelating agent is relatively expensive. Considering the recent demand for lower prices, it is required to reduce the cost of the cleaning process by simplifying the waste liquid treatment and adopting an inexpensive cleaning liquid.

そこで、本発明の目的は、洗浄工程の低コスト化と環境負荷の低減との両立を実現することが可能な固体電解コンデンサの製造方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor capable of realizing both reduction in cost of a cleaning process and reduction in environmental load.

本発明に従った固体電解コンデンサの製造方法は、陽極体を準備する工程と、陽極体の表面に誘電体皮膜を形成する工程と、誘電体皮膜の表面に、導電性高分子からなる固体電解質層を形成することによりコンデンサ素子を得る工程と、コンデンサ素子を、糖を含有する洗浄液を用いて洗浄する工程とを備えている。   A method for producing a solid electrolytic capacitor according to the present invention includes a step of preparing an anode body, a step of forming a dielectric film on the surface of the anode body, and a solid electrolyte made of a conductive polymer on the surface of the dielectric film. The method includes a step of obtaining a capacitor element by forming a layer and a step of cleaning the capacitor element with a cleaning liquid containing sugar.

本発明者は、洗浄工程の低コスト化と環境負荷の低減との両立を実現する方策について、検討を行なった。その結果、糖を含む洗浄液を採用することにより、溶質である糖が、固体電解質層の表面に固着している不純物である金属イオン等を取り込んで洗い流すため、溶質にキレート剤を採用する上記従来の洗浄液と同様に、高い洗浄効果を得られることを見出した。さらに、糖を含む洗浄液を採用することにより、キレート剤を含む洗浄液の場合のようにコストの高い廃液処理を実施する必要がなくなるとともに、環境負荷も低減することができる。また、糖を含む洗浄液は、キレート剤を含む洗浄液に比べて安価である。このように、本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、洗浄工程において糖を含む洗浄液を採用することにより、洗浄工程の低コスト化と環境負荷の低減との両立を実現することができる。なお、本願において「糖」には、糖アルコール(たとえばキシリトールなど)を含むものとする。   The present inventor has studied a policy for realizing both reduction in cost of the cleaning process and reduction in environmental load. As a result, by adopting a cleaning liquid containing sugar, the sugar as a solute takes in metal ions, which are impurities adhering to the surface of the solid electrolyte layer, and is washed away. It was found that a high cleaning effect can be obtained in the same manner as in the cleaning liquid. Furthermore, by adopting a cleaning liquid containing sugar, it is not necessary to carry out costly waste liquid treatment as in the case of a cleaning liquid containing a chelating agent, and the environmental burden can be reduced. In addition, a cleaning liquid containing sugar is less expensive than a cleaning liquid containing a chelating agent. As described above, according to the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor of the present invention, it is possible to realize both reduction in cost of the cleaning process and reduction of environmental load by employing the cleaning liquid containing sugar in the cleaning process. . In the present application, “sugar” includes sugar alcohol (eg, xylitol).

上記固体電解コンデンサの製造方法においては、上記糖は、その構造中にグルコースを含むものであってもよい。   In the method for producing a solid electrolytic capacitor, the sugar may contain glucose in its structure.

また、上記固体電解コンデンサの製造方法においては、上記糖は、グルコース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロースおよびデンプンからなる群から選択される少なくとも1種以上の糖を含んでいてもよい。   In the method for producing a solid electrolytic capacitor, the sugar may include at least one sugar selected from the group consisting of glucose, sucrose, lactose, maltose, trehalose, and starch.

また、上記固体電解コンデンサの製造方法においては、洗浄液の溶媒は、水、有機溶媒、または水と有機溶媒との混合物のいずれかとすることができる。   In the method for producing a solid electrolytic capacitor, the solvent of the cleaning liquid can be any of water, an organic solvent, or a mixture of water and an organic solvent.

また、上記固体電解コンデンサの製造方法においては、洗浄液における上記糖の濃度は0.01質量%以上20質量%以下であることが好ましい。   In the method for producing a solid electrolytic capacitor, the sugar concentration in the cleaning liquid is preferably 0.01% by mass or more and 20% by mass or less.

また、上記固体電解コンデンサの製造方法においては、コンデンサ素子を得る工程では、固体電解質層は化学重合によって形成されてもよい。   In the method for producing a solid electrolytic capacitor, in the step of obtaining a capacitor element, the solid electrolyte layer may be formed by chemical polymerization.

以上の説明から明らかなように、本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、洗浄工程の低コスト化と環境負荷の低減との両立を実現することが可能な固体電解コンデンサの製造方法を提供することができる。   As is clear from the above description, according to the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor of the present invention, there is provided a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor capable of realizing both reduction in cost of the cleaning process and reduction of environmental load. Can be provided.

固体電解コンデンサの製造方法の概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing method of a solid electrolytic capacitor. 固体電解コンデンサに含まれるコンデンサ素子の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the capacitor | condenser element contained in a solid electrolytic capacitor. 固体電解コンデンサ構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows a solid electrolytic capacitor structure.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

図1を参照して、本発明の一実施の形態における固体電解コンデンサの製造方法においては、まず工程(S10)として陽極体準備工程が実施される。この工程(S10)では、図2を参照して、まず弁作用金属の粉末である原料粉末が準備され、陽極リード15の長手方向の一端側が原料粉末に埋め込まれた状態で、当該原料粉末が所望の陽極体11の形状に成形される。そして、成形された上記原料粉末が焼結されることにより、陽極リード15の一端側が埋め込まれた陽極体11が得られる。ここで、陽極リード15と陽極体11とは同一の弁作用金属からなることが好ましい。   Referring to FIG. 1, in the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in one embodiment of the present invention, an anode body preparation step is first performed as a step (S10). In this step (S10), referring to FIG. 2, first, a raw material powder that is a powder of a valve action metal is prepared, and in a state where one end side in the longitudinal direction of the anode lead 15 is embedded in the raw material powder, The anode body 11 is formed into a desired shape. And the anode body 11 in which one end side of the anode lead 15 is embedded is obtained by sintering the molded raw material powder. Here, the anode lead 15 and the anode body 11 are preferably made of the same valve metal.

次に、図1に示すように、工程(S20)として誘電体皮膜形成工程が実施される。この工程(S20)では、図2を参照して、工程(S10)において作製された陽極体11が、たとえば硝酸やリン酸などの酸溶液中に浸漬され、電解化成が実施されることにより、陽極体11の表層部に誘電体皮膜12が形成される。   Next, as shown in FIG. 1, a dielectric film forming step is performed as a step (S20). In this step (S20), referring to FIG. 2, anode body 11 produced in step (S10) is immersed in an acid solution such as nitric acid or phosphoric acid, and electrolytic formation is performed. A dielectric film 12 is formed on the surface layer of the anode body 11.

次に、図1を参照して、工程(S30)として固体電解質層形成工程が実施される。この工程(S30)においては、化学酸化重合法や、電解酸化重合法により、図2に示すように誘電体皮膜12上に導電性高分子からなる固体電解質層13が形成される。これにより、コンデンサ素子が完成する。化学酸化重合法にて固体電解質層13を形成する場合、少なくともモノマーと酸化剤とドーパントとを含む化学重合液に、誘電体皮膜12が形成された陽極体11を浸漬する方法、上記化学重合液を誘電体皮膜12が形成された陽極体11に塗布する方法、モノマー溶液および酸化剤溶液の各々に誘電体皮膜12が形成された陽極体11を浸漬する方法、モノマー溶液および酸化剤溶液の各々を誘電体皮膜12が形成された陽極体11に塗布する方法、などを採用することができる。   Next, with reference to FIG. 1, a solid electrolyte layer formation process is implemented as process (S30). In this step (S30), the solid electrolyte layer 13 made of a conductive polymer is formed on the dielectric film 12 as shown in FIG. 2 by chemical oxidative polymerization or electrolytic oxidative polymerization. Thereby, the capacitor element is completed. When the solid electrolyte layer 13 is formed by the chemical oxidative polymerization method, a method of immersing the anode body 11 on which the dielectric film 12 is formed in a chemical polymerization solution containing at least a monomer, an oxidant, and a dopant, the chemical polymerization solution Is applied to the anode body 11 on which the dielectric film 12 is formed, each of the monomer solution and the oxidant solution is immersed in the anode body 11 on which the dielectric film 12 is formed, each of the monomer solution and the oxidant solution. The method of apply | coating to the anode body 11 in which the dielectric film 12 was formed, etc. can be employ | adopted.

また、電解酸化重合法にて固体電解質層13を形成する場合、たとえば少なくともモノマーとドーパントとを含む電解重合液中に誘電体皮膜12が形成された陽極体11を浸漬し、当該陽極体11を陽極として電解酸化する方法を採用することができる。   When the solid electrolyte layer 13 is formed by electrolytic oxidation polymerization, for example, the anode body 11 on which the dielectric film 12 is formed is immersed in an electrolytic polymerization solution containing at least a monomer and a dopant, and the anode body 11 is An electrolytic oxidation method can be employed as the anode.

なお、上記化学酸化重合法においては、必ずしも酸化剤とドーパントとを別の材料とする必要はなく、酸化剤とドーパントとを兼ねる材料を用いることもできる。また、上記化学酸化重合液や電解酸化重合液には、上記材料のほかに、界面活性剤などの添加剤を添加してもよい。さらに、上記化学酸化重合の後に熱を加える熱化学重合を実施してもよい。   In the chemical oxidative polymerization method, it is not always necessary to use different materials for the oxidant and the dopant, and a material that also serves as the oxidant and the dopant can be used. In addition to the above materials, an additive such as a surfactant may be added to the chemical oxidation polymerization solution or the electrolytic oxidation polymerization solution. Furthermore, you may implement the thermochemical polymerization which adds heat after the said chemical oxidation polymerization.

次に、図1を参照して、工程(S40)として洗浄工程が実施される。この工程(S40)では、上記工程(S10)〜(S30)により作製された図2のコンデンサ素子が洗浄液を用いて洗浄される。そして、本実施の形態における工程(S40)では、糖を含有する洗浄液を用いて洗浄が実施される。   Next, referring to FIG. 1, a cleaning step is performed as a step (S40). In this step (S40), the capacitor element of FIG. 2 produced by the above steps (S10) to (S30) is cleaned using a cleaning liquid. And in the process (S40) in this Embodiment, washing | cleaning is implemented using the washing | cleaning liquid containing sugar.

次に、工程(S50)として陰極引出層形成工程が実施される。この工程(S50)では、図3を参照して、工程(S30)において形成された固体電解質層13上に、たとえば導電性カーボン層14Aおよび銀ペースト層14Bが順次形成されることにより、陰極引出層14が作製される。   Next, a cathode lead layer forming step is performed as a step (S50). In this step (S50), referring to FIG. 3, for example, conductive carbon layer 14A and silver paste layer 14B are sequentially formed on solid electrolyte layer 13 formed in step (S30), thereby leading to cathode extraction. Layer 14 is created.

次に、図1を参照して、工程(S60)として端子接続工程が実施される。この工程(S60)では、図3を参照して、たとえば銅または銅合金からなる陽極端子18が陽極リード15に接続されるとともに、銅または銅合金からなる陰極端子17が陰極引出層14に接続される。陰極引出層14と陰極端子17とは、たとえば図3に示すように導電性接着剤16により接続することができる。また、陽極端子18と陽極リード15とは、たとえば抵抗溶接により接続することができる。なお、陰極引出層14と陰極端子17とを抵抗溶接により接続してもよいし、陽極端子18と陽極リード15とを導電性接着剤16により接続してもよい。   Next, with reference to FIG. 1, a terminal connection process is implemented as process (S60). In this step (S60), referring to FIG. 3, for example, anode terminal 18 made of copper or copper alloy is connected to anode lead 15, and cathode terminal 17 made of copper or copper alloy is connected to cathode lead layer 14. Is done. The cathode lead layer 14 and the cathode terminal 17 can be connected by a conductive adhesive 16, for example, as shown in FIG. The anode terminal 18 and the anode lead 15 can be connected by, for example, resistance welding. The cathode lead layer 14 and the cathode terminal 17 may be connected by resistance welding, or the anode terminal 18 and the anode lead 15 may be connected by the conductive adhesive 16.

次に、図1を参照して、工程(S70)として被覆工程が実施される。この工程(S70)では、図3を参照して、陽極端子18および陰極端子17の一部が外部に露出するように、上記コンデンサ素子が外装樹脂19により被覆される。その後、陽極端子18および陰極端子17のうち外装樹脂19から露出している部分が外装樹脂19に沿って折り曲げられる。以上のプロセスにより、固体電解コンデンサ1が完成する。   Next, with reference to FIG. 1, a coating process is implemented as process (S70). In this step (S70), referring to FIG. 3, the capacitor element is covered with exterior resin 19 so that part of anode terminal 18 and cathode terminal 17 is exposed to the outside. Thereafter, portions of the anode terminal 18 and the cathode terminal 17 exposed from the exterior resin 19 are bent along the exterior resin 19. The solid electrolytic capacitor 1 is completed by the above process.

本実施の形態における固体電解コンデンサの製造方法では、工程(S40)において、糖を含む洗浄液が用いられる。これにより、溶質である糖が、固体電解質層13の表面に固着している金属イオン等を取り込んで洗い流すため、高い洗浄効果を得られるばかりでなく、洗浄剤のコストも低減されている。また、糖を含む洗浄液が採用されることにより、キレート剤を含む洗浄液の場合のようにコストの高い廃液処理の実施の必要がなく、かつ環境負荷も低減されている。以上のように、本実施の形態における固体電解コンデンサの製造方法は、洗浄工程において糖を含む洗浄液を採用することにより、洗浄工程の低コスト化と環境負荷の低減とを両立した固体電解コンデンサの製造方法となっている。また、上記高い洗浄効果により、不純物の存在によって引き起こされる信頼性の低下、特に高温貯蔵における漏れ電流ショートの発生を有効に抑制することができる。   In the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in the present embodiment, a cleaning liquid containing sugar is used in the step (S40). As a result, the saccharide, which is a solute, takes in and removes metal ions and the like fixed to the surface of the solid electrolyte layer 13, so that not only a high cleaning effect is obtained, but also the cost of the cleaning agent is reduced. In addition, the adoption of a cleaning liquid containing sugar eliminates the need for costly waste liquid treatment as in the case of a cleaning liquid containing a chelating agent, and reduces the environmental burden. As described above, the manufacturing method of the solid electrolytic capacitor according to the present embodiment employs a cleaning liquid containing sugar in the cleaning process, thereby reducing the cost of the cleaning process and reducing the environmental burden. It is a manufacturing method. In addition, due to the high cleaning effect, it is possible to effectively suppress the decrease in reliability caused by the presence of impurities, particularly the occurrence of a leakage current short circuit during high temperature storage.

ここで、上記本実施の形態における固体電解コンデンサの製造方法においては、上記糖は、その構造中にグルコースを含むものであってもよい。   Here, in the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in the present embodiment, the sugar may contain glucose in its structure.

また、上記本実施の形態における固体電解コンデンサの製造方法においては、上記糖として、グルコース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロースおよびデンプンのいずれか、あるいはこれらの組合せを採用することが好ましい。これにより、高い洗浄効果をより確実に確保することができる。特に、デンプンを採用することにより、高い洗浄効果が得られる。洗浄液の溶媒としては、水、有機溶媒、または水と有機溶媒との混合物のいずれかを採用することができる。   In the method for producing a solid electrolytic capacitor in the present embodiment, it is preferable to employ glucose, sucrose, lactose, maltose, trehalose, starch, or a combination thereof as the sugar. Thereby, a high cleaning effect can be ensured more reliably. In particular, by adopting starch, a high cleaning effect can be obtained. As the solvent for the cleaning liquid, water, an organic solvent, or a mixture of water and an organic solvent can be employed.

さらに、上記本実施の形態における固体電解コンデンサの製造方法においては、工程(S40)において用いられる洗浄液の糖の濃度は0.01質量%以上20質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。糖の濃度が0.01質量%未満では洗浄液中の糖の割合が不足し、十分な洗浄効果が得られないおそれがある。一方、糖の濃度が20質量%を超えると、糖が溶媒に対して十分溶解しなくなり、洗浄の際に不純物として固体電解質層13に付着して残存するおそれがある。そのため、糖の濃度は0.01質量%以上20質量%以下であることが好ましい。   Furthermore, in the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in the present embodiment, the sugar concentration of the cleaning liquid used in the step (S40) is preferably 0.01% by mass or more and 20% by mass or less, and 0.1% by mass. It is more preferable that it is 10% by mass or more. If the sugar concentration is less than 0.01% by mass, the ratio of sugar in the cleaning liquid is insufficient, and a sufficient cleaning effect may not be obtained. On the other hand, when the sugar concentration exceeds 20% by mass, the sugar is not sufficiently dissolved in the solvent and may remain attached to the solid electrolyte layer 13 as an impurity during cleaning. Therefore, the sugar concentration is preferably 0.01% by mass or more and 20% by mass or less.

また、工程(S40)において用いられる洗浄液の温度は10℃以上80℃以下であることが好ましい。洗浄液の温度が10℃未満では、糖の溶媒に対する溶解が不十分となり、洗浄の際に不純物として固体電解質層13に付着して残存するおそれがある。また、溶媒の種類によっては溶媒が凝固し、洗浄液として機能しなくなるおそれがある。一方、洗浄液の温度が80℃を超えると、溶媒の種類によっては溶媒が蒸発し、洗浄液の濃度が必要以上に高くなるおそれがある。   Moreover, it is preferable that the temperature of the washing | cleaning liquid used in a process (S40) is 10 degreeC or more and 80 degrees C or less. When the temperature of the cleaning liquid is less than 10 ° C., the sugar is not sufficiently dissolved in the solvent, and may adhere to the solid electrolyte layer 13 as an impurity during cleaning. In addition, depending on the type of solvent, the solvent may solidify and may not function as a cleaning liquid. On the other hand, when the temperature of the cleaning liquid exceeds 80 ° C., the solvent evaporates depending on the type of the solvent, and the concentration of the cleaning liquid may become higher than necessary.

また、上記本実施の形態における固体電解コンデンサの製造方法においては、工程(S30)において、固体電解質層13が化学重合によって形成されてもよい。化学重合によって固体電解質層13が形成された場合、固体電解質層13上に残存する不純物による固体電解コンデンサ1の信頼性低下が特に問題となる。そのため、化学重合によって固体電解質層13を形成する場合、高い洗浄効果を確保しつつ、洗浄工程の低コスト化と環境負荷の低減との両立した本実施の形態における固体電解コンデンサの製造方法の採用が好適である。   In the method for manufacturing the solid electrolytic capacitor in the present embodiment, the solid electrolyte layer 13 may be formed by chemical polymerization in the step (S30). When the solid electrolyte layer 13 is formed by chemical polymerization, a decrease in the reliability of the solid electrolytic capacitor 1 due to impurities remaining on the solid electrolyte layer 13 becomes a particular problem. Therefore, when the solid electrolyte layer 13 is formed by chemical polymerization, the solid electrolytic capacitor manufacturing method according to the present embodiment that achieves both a reduction in the cost of the cleaning process and a reduction in environmental burden while ensuring a high cleaning effect is employed. Is preferred.

以下、実施例1について説明する。洗浄工程において使用される洗浄液が、固体電解コンデンサの信頼性に及ぼす影響を調査する実験を行なった。実験の手順は以下の通りである。   Example 1 will be described below. An experiment was conducted to investigate the effect of the cleaning liquid used in the cleaning process on the reliability of the solid electrolytic capacitor. The experimental procedure is as follows.

まず、タンタル粉末を原料粉末として準備し、上記実施の形態の工程(S10)〜(S20)と同様に、陽極体を準備した後、その表層部に誘電体皮膜を形成した。次に、当該陽極体を、3,4−エチレンジオキシチオフェン、パラトルエンスルホン酸鉄(III)および1−ブタノールよりなる混合液に浸漬した後に乾燥させる化学酸化重合を数回繰り返すことにより、ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形成した。次に、20℃に調整した1質量%デンプン水溶液に、上記固体電解質層が形成されたコンデンサ素子を10分間浸漬した。その後、上記実施の形態における工程(S50)〜(S70)と同様の工程を実施することにより、固体電解コンデンサを完成させた(実施例1)。   First, tantalum powder was prepared as a raw material powder, and an anode body was prepared in the same manner as in steps (S10) to (S20) of the above embodiment, and then a dielectric film was formed on the surface layer portion. Next, the chemical oxidation polymerization in which the anode body is dipped in a liquid mixture composed of 3,4-ethylenedioxythiophene, iron (III) paratoluenesulfonate and 1-butanol and then dried is repeated several times. A solid electrolyte layer made of 3,4-ethylenedioxythiophene was formed. Next, the capacitor element on which the solid electrolyte layer was formed was immersed in a 1% by mass starch aqueous solution adjusted to 20 ° C. for 10 minutes. Then, the solid electrolytic capacitor was completed by implementing the process similar to process (S50)-(S70) in the said embodiment (Example 1).

一方、比較のため、上記実施例1と同様の製造工程において、洗浄液として純水を用いたもの(比較例1)、洗浄液として1−ブタノールを用いたもの(比較例2)、洗浄液としてエタノールを用いたもの(比較例3)および洗浄液としてシランカップリング剤のブタノール溶液を用いたもの(比較例4)も作製した。実施例および比較例の固体電解コンデンサは、それぞれ100個ずつ作製した。   On the other hand, for comparison, in the same manufacturing process as in Example 1 above, pure water was used as the cleaning liquid (Comparative Example 1), 1-butanol was used as the cleaning liquid (Comparative Example 2), and ethanol was used as the cleaning liquid. The one used (Comparative Example 3) and the one using a butanol solution of a silane coupling agent as a cleaning liquid (Comparative Example 4) were also prepared. 100 solid electrolytic capacitors of Examples and Comparative Examples were each produced.

そして、作製された実施例および比較例の固体電解コンデンサを、吸湿(温度60℃、湿度60%の条件下で40時間保持)、およびリフロー(ピーク250℃に10秒間保持、225℃以上に75秒間保持、200℃以上に100秒間保持、150〜180℃に100〜120秒間保持)処理を行ない、信頼性125℃1000時間高温貯蔵試験を実施した。そして、各固体電解コンデンサについて、試験前の特性と試験後の特性とを比較し、漏れ電流ショートの発生個数を調査した。試験結果を表1に示す。   Then, the solid electrolytic capacitors of Examples and Comparative Examples thus fabricated were absorbed by moisture (held at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 60% for 40 hours), and reflowed (held at a peak of 250 ° C. for 10 seconds, 225 ° C. over 75 ° C.). (Second holding, holding at 200 ° C. or more for 100 seconds, holding at 150 to 180 ° C. for 100 to 120 seconds), and a high temperature storage test at a reliability of 125 ° C. for 1000 hours was performed. And about each solid electrolytic capacitor, the characteristic before a test was compared with the characteristic after a test, and the generation | occurrence | production number of leakage current short was investigated. The test results are shown in Table 1.

Figure 2011014590
Figure 2011014590

表1に示すように、比較例の固体電解コンデンサでは、それぞれ3〜12個の固体電解コンデンサに漏れ電流ショートの発生が確認されたのに対し、実施例1の固体電解コンデンサには、漏れ電流ショートは発生しなかった。この結果より、洗浄液として糖(デンプン)を含む洗浄液を採用した本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、高い洗浄効果が得られる結果、信頼性の高い固体電解コンデンサを製造可能であることが確認される。   As shown in Table 1, in the solid electrolytic capacitor of the comparative example, the occurrence of a leakage current short was confirmed in each of 3 to 12 solid electrolytic capacitors, whereas in the solid electrolytic capacitor of Example 1, the leakage current was No short circuit occurred. From this result, according to the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor of the present invention that employs a cleaning solution containing sugar (starch) as the cleaning solution, a high cleaning effect can be obtained, and as a result, a highly reliable solid electrolytic capacitor can be manufactured. Is confirmed.

次に、実施例2について説明する。洗浄液における糖の濃度が、洗浄効果に及ぼす影響を調査する実験を行なった。実験の手順は以下の通りである。   Next, Example 2 will be described. An experiment was conducted to investigate the effect of sugar concentration in the cleaning solution on the cleaning effect. The experimental procedure is as follows.

まず、上記実施例1の場合と同様の手順において、洗浄工程で使用する洗浄液の溶質(糖)としてスクロース、トレハロースおよびデンプンを採用し、糖の濃度を0.01〜20質量%の範囲で変化させ、各条件において固体電解コンデンサを100個ずつ作製した。そして、得られた固体電解コンデンサについて、実施例1の場合と同様の方法で漏れ電流ショートの発生個数を調査した。試験結果を表2に示す。   First, in the same procedure as in Example 1, sucrose, trehalose and starch are employed as the solute (sugar) of the washing liquid used in the washing step, and the sugar concentration is changed in the range of 0.01 to 20% by mass. 100 solid electrolytic capacitors were produced under each condition. For the obtained solid electrolytic capacitor, the number of leakage current short-circuits was investigated by the same method as in Example 1. The test results are shown in Table 2.

Figure 2011014590
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表2を参照して、糖の種類について注目すると、デンプンを採用した場合において固体電解コンデンサの信頼性が最も高くなっている。このことから、洗浄工程において採用する洗浄液の溶媒としての糖には、デンプンを採用することが最も好ましいといえる。   When attention is paid to the type of sugar with reference to Table 2, the solid electrolytic capacitor has the highest reliability when starch is employed. From this, it can be said that it is most preferable to employ starch as the sugar as the solvent of the washing liquid employed in the washing step.

また、洗浄液における糖の濃度に注目すると、糖の濃度が0.01質量%の場合に比べて、濃度を0.1質量%とすることにより、固体電解コンデンサの信頼性が向上している。一方、糖の濃度が20質量%の場合に比べて、濃度を10質量%とすることにより、固体電解コンデンサの信頼性が向上している。このことから、糖の濃度が0.01質量%未満となった場合、あるいは20質量%を超えた場合、さらに信頼性が低くなるものと考えられる。したがって、洗浄液に含まれる糖の濃度は0.01質量%以上20質量%以下とすることが好ましいといえる。さらに、より高い洗浄効果を確保するためには、洗浄液に含まれる糖の濃度は0.1質量%以上10質量%以下とすることが好ましい。   Further, focusing on the sugar concentration in the cleaning liquid, the reliability of the solid electrolytic capacitor is improved by setting the concentration to 0.1% by mass compared to the case where the sugar concentration is 0.01% by mass. On the other hand, the reliability of the solid electrolytic capacitor is improved by setting the concentration to 10% by mass compared to the case where the sugar concentration is 20% by mass. From this, it is considered that when the sugar concentration is less than 0.01% by mass or exceeds 20% by mass, the reliability is further lowered. Therefore, it can be said that the concentration of sugar contained in the cleaning liquid is preferably 0.01% by mass or more and 20% by mass or less. Furthermore, in order to ensure a higher cleaning effect, the concentration of sugar contained in the cleaning liquid is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as being restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、製造プロセスに含まれる洗浄工程の低コスト化と環境負荷の低減との両立が求められる固体電解コンデンサに、特に有利に適用され得る。   The method for producing a solid electrolytic capacitor of the present invention can be particularly advantageously applied to a solid electrolytic capacitor that is required to achieve both cost reduction of a cleaning step included in the production process and reduction of environmental load.

1 固体電解コンデンサ、11 陽極体、12 誘電体皮膜、13 固体電解質層、14 陰極引出層、14A 導電性カーボン層、14B 銀ペースト層、15 陽極リード、16 導電性接着剤、17 陰極端子、18 陽極端子、19 外装樹脂。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid electrolytic capacitor, 11 Anode body, 12 Dielectric film | membrane, 13 Solid electrolyte layer, 14 Cathode extraction layer, 14A Conductive carbon layer, 14B Silver paste layer, 15 Anode lead, 16 Conductive adhesive, 17 Cathode terminal, 18 Anode terminal, 19 exterior resin.

Claims (6)

陽極体を準備する工程と、
前記陽極体の表面に誘電体皮膜を形成する工程と、
前記誘電体皮膜の表面に、導電性高分子からなる固体電解質層を形成することによりコンデンサ素子を得る工程と、
前記コンデンサ素子を、糖を含有する洗浄液を用いて洗浄する工程とを備えた、固体電解コンデンサの製造方法。
A step of preparing an anode body;
Forming a dielectric film on the surface of the anode body;
A step of obtaining a capacitor element by forming a solid electrolyte layer made of a conductive polymer on the surface of the dielectric film;
And a step of cleaning the capacitor element with a cleaning liquid containing sugar.
前記糖は、その構造中にグルコースを含むことを特徴とする、請求項1に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the sugar contains glucose in its structure. 前記糖は、グルコース、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロースおよびデンプンからなる群から選択される少なくとも1種以上の糖を含んでいることを特徴とする、請求項1または2に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   3. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the sugar includes at least one sugar selected from the group consisting of glucose, sucrose, lactose, maltose, trehalose, and starch. Production method. 前記洗浄液の溶媒は、水、有機溶媒、または水と有機溶媒との混合物のいずれかであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   The method for producing a solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein a solvent of the cleaning liquid is any one of water, an organic solvent, or a mixture of water and an organic solvent. 前記洗浄液における前記糖の濃度は0.01質量%以上20質量%以下であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   5. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the sugar concentration in the cleaning liquid is 0.01% by mass or more and 20% by mass or less. 前記コンデンサ素子を得る工程では、前記固体電解質層は化学重合によって形成されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein in the step of obtaining the capacitor element, the solid electrolyte layer is formed by chemical polymerization.
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