JP2828317B2 - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生産効率が高く、コストダウンが可能で、
しかも特性の優れた固体電解コンデンサの製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来、固体電解コンデンサを製造する場合には、先ず
板状の弁金属エッチング箔を打抜き等の手段により、不
要部分を除去し、複数の長方形部分が並列に、かつ一端
が連結された櫛形状、或は複数の長方形部分が長さ方向
に串ダンゴ状に連結され、さらに、複数の串ダンゴ状部
分の一端が接続されて並列している固体電解コンデンサ
用素子（以下、コンデンサ用素子という。）が用いられ
る。これらコンデンサ用素子の長方形部分に、順次誘電
体酸化皮膜層、半導体層、導電体層を積層形成した後、
上記櫛形状のものは、長方形部分を切断分離し、串ダン
ゴ状のものは、これを切断分離して、折曲げて長方形部
分を重ね合わせることが出来るようにした固体電解コン
デンサ素子（以下、コンデンサ素子という。）を用いて
固体電解コンデンサを作製している（例えば特公昭57−
10564号公報，特開昭59−61116号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これらコンデンサ用素子は、弁金属エ
ッチング箔を打抜いて作製されるので被打抜き箔の厚み
が薄いと、打抜き金型と被打抜き箔とが付着し、操作が
困難となるため、ある程度の厚みを有する弁金属エッチ
ング箔を使用しなければならない。

この際、厚みが厚いと体積が大きくなり、これを用い
てつくられた固体電解コンデンサ（以下、コンデンサと
いう。）の半導体層の奥行きが長くなり、抵抗が増大し
て、高周波性能が悪くなる。この傾向は、上記長方形部
分の面積が小さい場合、或は長方形部分の間の距離が小
さくなる場合には、さらに顕著となる。

コンデンサ用素子を作製するには、上記打抜き以外
に、フォトエッチングによって所定形状の弁金属エッチ
ング箔を形成する方法も考えられるが、コストが高くな
るばかりでなく、上記弁金属エッチング箔の表面状態
は、通常の金属のように平滑でなく、フォトエッチング
した部分とマスクとの界面は不均一となるのでこの方法
は使用できない。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、効率よ
く安価に生産され、しかも性能の優れたコンデンサの製
造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明に係るコンデンサ
の製造方法は、長尺テープ状弁金属エッチング箔を、金
属板または金属線の長さ方向に対して直角に先端を接続
した後、所定の長さに切断し、並列に配置してコンデン
サ用素子を作製し、次いでこれら並列に配置されたそれ
ぞれの弁金属エッチング箔の表面に誘電体酸化皮膜層、
その上面所定の位置に半導体層、さらにその上面に導電
体層を順次積層形成した後、上記金属板或は金属線から
取外すか、或は半導体層が形成されていない部所で切断
して分離し、これらをコンデンサ素子として用いる。

或は、長尺テープ状弁金属エッチング箔として、表面
に誘電体酸化皮膜層が形成されている長尺テープ状弁金
属エッチング箔を用いてもよい。

また、長尺テープ状弁金属エッチング箔を並列に位置
させ、同時に複数本ずつの先端を上記金属板、或は金属
線に接続することもできる。

〔作 用〕

本発明の方法は上記の構成となっているので、弁金属
エッチング箔の厚みが薄くとも、金属板、或は金属線に
よって一端が連結された櫛形状のコンデンサ用素子が効
率よく、安価に得られる。

〔実施例〕

本発明において使用される長尺テープ状の弁金属エッ
チング箔としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、
チタン、或はこれらを基質とする合金等弁作用を有する
金属のエッチング箔がいずれも使用できる。弁金属箔の
エッチング方法としては、電気化学的にエッチングする
など公知の方法が用いられる。

上記長尺テープ状の弁金属エッチング箔は、表面に予
め誘電体酸化皮膜層が形成されていてもよい。

また、上記テープ状弁金属エッチング箔を並列に接続
する金属板、或は金属線は、弁金属エッチング箔を接続
できる機能と強度を有し、また弁金属エッチング箔を接
続しても、たわまなければ特に制限なく、例えばステン
レス鋼、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル等の板、或は
線があげられる。その長さは、テープ状弁金属エッチン
グ箔の幅と接続する個数と、間隔によって決まる。金属
板、金属線の厚み或は直径は接続される弁金属エッチン
グ箔の個数によっても変わるが、板においては通常厚み
が0.1mm以上、数mm以下のものが用いられ、線において
は径が1mm以上、数mm以下のものが用いられる。

上記誘電体酸化皮膜層（以下、酸化皮膜層或は化成膜
という。）は、弁金属自体の酸化皮膜層であっても、或
は弁金属エッチング箔上に設けられた、他の誘電体の酸
化物層であってもよいが、特に弁金属自体の酸化物から
なる層であることが望ましい。

いずれの場合にも酸化物層を設ける方法としては、従
来公知の方法を用いることが出来る。

例えば、アルミニウム箔を用いる場合、アルミニウム
箔の表面を電気化学的にエッチングし、さらにほう酸、
およびほう酸アンモニウムの水溶液中で電気化学的に処
理すればアルミニウム箔上にアルミナ誘電体からなる酸
化物層が形成される。

また、使用される半導体層の組成および作製方法には
特に制限ないが、コンデンサの性能を高めるには、本発
明者が先に提出したように二酸化鉛、または二酸化鉛と
硫酸鉛を主成分として、従来公知の化学析出法、電気化
学的析出法（特開昭63−51321号公報）を用いるのが望
ましい。

半導体層の表面に形成される導電体層は、例えば導電
ペーストの固化、メッキ、金属蒸着、耐熱性の導電樹脂
フィルムの積層等公知の方法によって形成される。

次に、上記弁金属エッチング箔、金属板等を用いてコ
ンデンサ用素子、さらにコンデンサ素子の作製方法を金
属板を用いる場合を代表例として説明する。

第１図ないし第２図は、本発明の方法を実施する装置
の一例を示すもので、図中符号１は長尺テープ状弁金属
エッチング箔（以下、箔という）２が巻回された供給ロ
ールである。

上記箔２は、供給ロール１からガイドロール３によっ
て引出され、ガイドレールを通って送出される。端部が
金属板５に到達すると、接合機６が降下し、箔２を金属
板５に、電気的、或は機械的に接合する。上記接合方法
としては、例えばかしめ付け、半田付け、導電ペースト
による接合、超音波溶接、スポット溶接、電子ビーム溶
接などがあげられる。続いて、カッター等によりＡ−Ａ
部分で箔２を切断する。

次いで金属板５を矢印７方向に所定寸法移動させ上記
操作を繰返す。このようにして、金属板５の一方の側
に、所定の間隔で、長方形の箔２′の一端が接続された
櫛形状のコンデンサ用素子が作製される。

なお、上記説明では、長方形の箔２′を１枚ずつ接続
したが、供給ロール１を複数並べて、箔２を送り出し、
同時に複数枚の長方形の箔２′を金属板に接続して生産
効率を高めることもできる。

また、金属板５に箔２を接合した後、切断して長方形
の箔２′としたが、先に切断して長方形の箔２′とした
後、これを金属板５に接合してもよいし、切断と接合を
同時に行ってもよい。切断した後接合する場合には、切
断された長方形の箔２′を金属板５の所定の位置に置く
ために、例えば真空系で長方形の箔２′を吸着する方法
を利用してもよい。例えば真空ラインの先に接続され
た、移動自在なパイプを長方形の箔２′にあてて箔を吸
着し、さらにスイッチ等でパイプの真空ラインを遮断す
ることによって箔をパイプから脱離させる方法等があげ
られる。

上記コンデンサ用素子の寸法は、供給ロールに巻回す
る箔２の幅および切断線Ａ−Ａの位置を選ぶことによっ
て自由に調整することができ、また金属板上に接合する
箔間隙は金属板の送り幅によって任意に選ぶことができ
る。

次に、本発明の方法で作製したコンデンサ用素子から
コンデンサを作製する方法について説明する。

表面に誘電体酸化皮膜を有する長方形の弁金属エッチ
ング箔が複数枚接続されたコンデンサ用素子の所定部分
に半導体層を形成するが、並列している複数枚の長方形
の弁金属エッチング箔上に同時に半導体層が形成され
る。この場合、半導体層を形成する位置は、電気ショー
トを防ぐために、金属板に接続しないようにあらかじめ
位置合わせをしておくことが肝要である。半導体層の種
類として、従来公知のものが採用できるが、特に本発明
者等が特開昭63−51621号公報で提案して二酸化鉛、た
まは二酸化鉛と硫酸鉛を主成分とした半導体層が、作製
したコンデンサの高周波特性が良好なため好ましい。

半導体層まで形成したコンデンサ用素子を従来公知の
カーボンペーストおよび／または銀ペースト浴に浸漬
し、引き上げることにより、半導体層上に導電体層が形
成される。ついで各々の弁金属エッチング箔を金属板か
ら取りはずすか、あるいは半導体層が形成されていない
部所で弁金属エッチング箔を切断して、個々のコンデン
サ素子とする。さらに、半導体層が形成されていない弁
金属エッチング箔部分と、導電体層が形成されている部
分に各々リード線を取付ける。最後に、例えば樹脂モー
ルド、樹脂ケース、金属製の外装ケース、樹脂のディッ
ピング、ラミネートフィルムによる外装などにより各種
用途の汎用コンデンサ製品とすることができる。

実施例１ 幅3mm、長さ250mのアルミニウム化成箔（40μF/cm²）
を巻回した供給ロールを装置にセットし、これより引出
した箔をガイドロールで引出し、ガイドレールを通して
箔の先端を長さ40mm、幅0.5mmのステンレス製の板上に
突出せしめた。ついでステンレス板上に設けられたスポ
ット溶接機（日本アビオニクス株式会社製）によって電
気的、機械的に接合し、さらにステンレス板の側面から
5mmの所で、ステンレス板の長手方向に平行に箔を切断
した。次いでステンレス板を長手方向に4mm送り再度箔
の引出し、ステンレス板への接続、切断を繰り返した。
このようにして、ステンレス板の側面に、側面から5mm
の長さで幅が3mmの長方形の箔が、間隔1mmで100個並ん
だ櫛形状のコンデンサ用素子を作製した。

次に、作製したコンデンサ用素子を用い、公知の方法
によりコンデンサを作製した。

先ず、コンデンサ用素子の長方形箔側をステンレス板
の側面から0.5mmを残して、りん酸およびりん酸アンモ
ニウム水溶液中に浸漬し、再化成した。つづいて、酢酸
鉛三水和物2.4モル／の水溶液と過硫酸アンモニウム
４モル／の水溶液の混合液に長方形箔の部分を、ステ
ンレス板の側面から2mmを残して浸漬し、40℃で１時間
反応させ二酸化鉛25wt％、硫酸鉛75wt％からなる半導体
層を形成した。さらに、カーボンペースト槽、銀ペース
ト槽に順次浸漬して半導体層上に導電体層上に導電体層
を形成した後、ステンレス板の側面から1.5mmの部分で
全ての箔を切断した。次いで別に用意した２枚の銅板
（幅2mm,長さ5mm,厚さ0.1mm）に、作製した箔の導電体
層部および誘電体層部のみ存在する部分（0.5×3mmの部
分）を各々のせ、前者は銀ペーストで、後者はスポット
熔接で電気的、機械的に接続し、これを樹脂封口してコ
ンデンサを作製した。作製したコンデンサの特性値を測
定して第１表に示した。

但し、（１）は120Hz、（２）は100KHz、（３）は10V
での値である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る電解コンデンサ用
素子の製造方法は、長尺テープ状弁金属エッチング箔を
順次送り出しつつ、金属板または金属線に接続し切断す
ることによって、箔が連続的に接続されるので、従来の
方法に比較して極めて効率がよく、また金型による大型
箔からの打ち抜きによって作製していないので箔間隔を
極めて小さくとれるため、一つの素子中の箔数を多くと
ることができコストダウンができる。

さらに、これを用いて作製した固体電解コンデンサ
は、特性が優れる等の長所を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の方法を実施する装置の一
例を示す図で、第１図は側面図、第２図は第１図のII−
II線矢視図である。 １……供給ロール、 ２……長尺テープ状弁金属エッチング箔（箔）、 ２′……長方形の箔、 ３……ガイドロール、 ４……ガイドレール、 ５……金属板、 ６……接合機、 ７……矢印。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長尺テープ状弁金属エッチング箔を、金属
   板または金属線の長さ方向に対して直角に先端を接続し
   た後、所定の長さに切断し、並列に配置して固体電解コ
   ンデンサ用素子を作製し、次いでこれら並列に配置され
   たそれぞれの弁金属エッチング箔の表面に誘電体酸化皮
   膜層、その上面所定の位置に半導体層、さらにその上面
   に導電体層を順次積層形成した後、上記金属板或は金属
   線から取外すか、或は半導体層が形成されていない部所
   で切断して分離し、これらを固体電解コンデンサ素子と
   して用いることを特徴とする固体電解コンデンサの製造
   方法。
2. 【請求項２】長尺テープ状弁金属エッチング箔が、表面
   に誘電体酸化皮膜層が形成されている長尺テープ弁金属
   エッチング箔であり、並列に配置されたそれぞれの弁金
   属エッチング箔の表面に順次積層されるのが、所定の位
   置に半導体層、その上面に導電体層である請求項（１）
   記載の固体電解コンデンサの製造方法。
3. 【請求項３】長尺テープ状弁金属エッチング箔が、並列
   に配置された複数本の長尺テープ状弁金属エッチング箔
   である請求項（１）または（２）記載の固体電解コンデ
   ンサの製造方法。