JP2872740B2 - 積層型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〕 本発明は高周波特性及び漏れ電流特性が良好な積層型
固体電解コンデンサの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

電子部品の軽薄短小化に伴い、固体電解コンデンサに
於いても単位体積あたりの容量を増大させることが望ま
れている。その一つの方法として、使用する陽極基体を
積層一体化し容量を増す方法が知られており、種々な提
案がなされている。

例えば、（ａ）長い所定幅の陽極基体に等間隔にくび
れを設け、更にくびれ部で折りたたんで積層一体化した
後、誘電体酸化皮膜層、半導体層、及び導電体層を形成
する方法（特公昭57−10564号公報）、又、陽極基体を
積層一体化したものに陽極リードを接続し、誘電体酸化
皮膜層、半導体層、及び導電体層を順次形成する方法
（特開昭61−30020号公報）、（ｂ）一方の長手縁に所
定の間隔を於いて矩形状の突起部が形成されている長い
陽極基体の上記突起部に、誘電体酸化皮膜層、半導体
層、及び導電体層を形成した後、複数枚の陽極基体の突
起部を積層一体化し、これら積層一体化した突起部同志
の間で切断する方法（特開昭63−239917号公報）、
（ｃ）誘電体酸化皮膜層、半導体層、及び導電体層を順
次形成した陽極基体を複数枚積層した後、封口する方法
（西ドイツ公告明細書1205193）等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記（ａ）の方法は、半導体層及び導
電体層が形成される陽極基体は、単層が積層された状態
となっているので、各単層の各々に充分、半導体層及び
導電体層を形成することが困難なため、作製したコンデ
ンサ素子の高周波特性が悪くなる。（ｂ）の方法は、矩
形状の突起部を有する陽極基体は打ち抜きによって作製
するが、この際、陽極基体の厚みが薄いと陽極基体とこ
れを打ち抜く打ち抜き金型とが付着するので、ある程度
の厚みを有する陽極基体を使用しなければならない。こ
の場合、厚みの分だけ素子が大きくなるばかりでなく、
作製したコンデンサの高周波特性も悪くなる。この傾向
は、矩形部の面積が小さくなれば更に顕著となる。上記
金型による打ち抜き以外に、フォトエッチングによる陽
極基体の形成も考えられるが、一般に陽極基体の表面状
態は、通常の金属のように平滑でないため、フォトエッ
チングした界面が不均一で使用できない。（ｃ）の方法
は高周波特性及び漏れ電流特性が共に良好であるが、１
枚毎のコンデンサ素子に半導体層及び導電体層を形成
し、これを積層一体化するため、積層数が多くなる程生
産性は悪くなり、（ａ），（ｂ）の方法に較べて、生産
性は積層分の一まで低下する。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、高周波
特性及び漏れ電流特性が共に優れ、しかも生産性良く固
体電解コンデンサを作製することが出来る積層型固体電
解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、本発明に係る積層型固体
電解コンデンサの製造方法は、弁作用を有する箔状又は
ペレット状の少なくとも２枚の陽極基体を一方向に配置
し、これら陽極基体を導電性を有する連結体によって連
結し、前記陽極基体の表面の一部分に前記連結体が接続
されている部位と接続されていない部位に区分する鉢巻
き状の絶縁層を形成し、前記連結体が接続されていない
部位の陽極基体の表面に、順次、固体電解コンデンサ素
子とするための誘電体酸化皮膜層、半導体層及び導電体
層を形成し、前記陽極基体間で前記連結体を折り曲げて
これら陽極基体を積層一体化し、前記連結体が接続され
ている部位の陽極基体を前記連結体が接続されている方
向に沿って前記絶縁層と前記連結体間で切断し、前記固
体電解コンデンサ素子の導電体層と絶縁層で区分された
他端の陽極基体とにそれぞれ引出しリードを取付けるこ
とにある。又、予め陽極基体の表面に誘電体酸化皮膜層
を形成しておき、前述の方法で絶縁層迄形成した後、連
結体が接続されていない部位の表面に半導体層及び導電
体層を形成する方法でもある。

本発明に係る積層型固体電解コンデンサの製造方法に
於いて使用される弁作用を有する陽極基体としては、ア
ルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン及びこれらを基
質とする合金等弁作用を有する金属であればよく、形態
としては、これら金属の箔或はペレット状の焼結体が用
いられる。

弁作用金属箔を陽極基体として、本発明の方法によっ
て積層型固体電解コンデンサを製造する場合を図面に基
づいて説明する。第１図及び第２図は３枚の金属箔を配
置した平面図である。第１図に於いて、複数枚の金属箔
の陽極基体１を方向を揃えて並列に配置し、導電性を有
する連結体として金属線２によって連結する。或は第２
図に示すように金属線２の代わりに狭幅の金属箔３によ
って接続してもよい。これら金属線、或は金属箔は、１
本或は１枚でもよいが、陽極基体を挟持するように２本
或は２枚とすることも出来る。これら金属線２、或は金
属箔３の接続方法としてはかしめ付けや溶接等が用いら
れる。又、金属箔３を用いた場合には、金属箔３にリー
ド線４を取付けてもよい。

上記金属線２の材質としては錫メッキ銅線、ニッケル
線、タンタル線等、金属箔３としては、ニッケル箔、４
−２アロイ箔等公知のものが用いられるが、金属箔３は
表面を半田等でメッキしておいてもよい。そして陽極基
体に接続した金属線２や金属箔３は化成時の陽極及び支
持具として、又半導体層形成時の支持具となる。

陽極基体１に金属線２或は金属箔３を接続した後、陽
極基体１の表面上の所定の部分に絶縁層を形成する。第
３図は第１図に示した陽極基体１に絶縁層５を形成した
状態を示す平面図である。第３図に於いて、陽極基体１
の表面上を一周するように帯状の絶縁層５が鉢巻状に形
成され、連結体である金属線２或は金属箔３が接続した
陽極基体部（１）６と接続していない陽極基体部（２）
７に区分される。絶縁層５の幅は、出来る限り小さいこ
とが望ましいが、一般には作製する固体電解コンデンサ
素子の容量と素子の大きさを考慮して決定される。即
ち、区分された陽極基体部（２）７に形成される半導体
層及び導電体層（図示せず）が、絶縁層５を越えて、他
方の陽極基体部（１）６に接触しないだけの幅があれば
よく、幅を狭くすることによって作製する固体電解コン
デンサ素子の大きさを小さくすることが出来る。

絶縁層５を形成するための材料として、陽極基体を腐
食させない絶縁材料から種類を問わず利用出来る。たと
えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、アク
リル樹脂等の樹脂類、セラミック、ガラスレジン等の無
機材料等公知のものが挙げられる。

次に、区分された陽極基体部（２）７の表面に誘電体
酸化皮膜層を形成する。誘電体酸化皮膜層は陽極基体の
表面に形成された陽極基体自身の酸化物層であってもよ
く、或は陽極基体の表面上に設けられた他の誘電体酸化
物からなる層であってもよいが、特に陽極基体自身の酸
化物からなる層であることが好ましい。上記いずれの場
合に於いても、誘電体酸化皮膜層を形成する方法として
は、電解液を用いた陽極化成法など公知の方法を用いる
ことが出来る。

次に、上記誘電体酸化皮膜層の表面に半導体層を形成
する。この半導体層は、従来公知の半導体層がいずれも
使用出来るが、例えば二酸化鉛又は二酸化鉛と硫酸鉛か
らなる半導体層（特開昭62−256423号公報、特開昭63−
54621号公報）を使用すると、作製した固体電解コンデ
ンサの高周波性能が良好となる。また酸化剤と有機酸を
用いて気相重合によってポリアニリン、ポリピロール等
導電性高分子化合物の半導体層（特開昭62−47109号公
報）を使用しても、或は酸化第２タリウムの半導体層
（特開昭62−98715号公報）を使用してもよい。

更に半導体層上に導電体層を形成するが、形成される
導電体層は銀ペースト等従来公知の導電ペーストを用い
て形成される。

又、上記説明では、陽極基体１に金属線２或は金属箔
３を接続した後、絶縁層５を形成し、更に誘電体酸化皮
膜層、半導体層、及び導電体層を形成したが、第２の方
法は予め表面に誘電体酸化皮膜層を形成した弁作用金属
箔の陽極基体１を第１図又は第２図に示すように配置し
て、連結体を接続し、第３図に示すような絶縁層５を誘
電体酸化皮膜層上に形成し、更に陽極基体部（２）７に
半導体層及び導電体層を順次形成する。なお、予め誘電
体酸化皮膜層が設けられている陽極基体に金属線等をか
しめ付け或は熔接によって接続すると酸化皮膜層が破
れ、金属線等は陽極基体に電気的に接続される。

以上のようにして陽極基体１には所定の部分に絶縁
層、陽極基体部（２）７には誘電体酸化皮膜層、半導体
層及び導電体層が形成されているが、第４図に示すよう
に連結体である金属線２のＡ−Ａで折り曲げられ、第５
図に示すように積層一体化される。積層一体化した後導
電ペーストによって複数枚の陽極基体の導電体層上に更
に導電体層を形成してもよい。

積層一体化した後第６図に示すように、前記絶縁層５
によって区分された陽極基体部（１）６をＢ−Ｂで陽極
基体を切断する。この時切断するＢ−Ｂの位置は絶縁層
５より離れた所に設定する。そして陽極基体部（２）７
が固体電解コンデンサ素子８となる。

続いてこの固体電解コンデンサ素子８に、第７図に示
すように固体電解コンデンサ素子８の導電体層部９と、
絶縁層５によって区分された固体電解コンデンサ素子８
の他端の陽極基体部（１）６の切断残部6aとに各々引出
しリード10,11を取付ける。導電体層部９に取付けられ
る引出しリード10は、例えば導電ペースト、半田等によ
って、又、陽極基体部（１）６の切断残部6aに取付けら
れる引出しリード11は、例えば熔接等によって接続され
る。

このように引出しリードが接続した固体電解コンデン
サ素子は、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
による外装等が取付けられ、各種用途の汎用コンデンサ
が製造される。

なお、陽極基体の形状は、いずれの図も矩形とした
が、これに制限されるものではなく、同じ形状であれ
ば、円形その他任意の形状とすることが出来る。又、陽
極基体は金属箔について説明したが、Ta焼結体等のペレ
ット状のものでも同様に適用出来る。

〔実 施 例〕

次に、実施例及び比較例を示して本発明を説明する。

実施例 １ 表面に誘導体酸化皮膜層を有する50μF/cm²（22V化
成）のアルミニウムエッチング箔３×5mmを３枚、第１
図のように0.6mmの間隔をあけ方向を揃えて並列に配置
し、一本の錫メッキ銅線に熔接によって連結した。次い
で第３図のように幅1mmでエッチング箔を１周するよう
にアクリル樹脂で絶縁層を形成した。絶縁層で区切ら
れ、錫メッキ銅線が接続していない部分３×3mmを酢酸
鉛三水和物2.4モル／水溶液と過硫酸アンモニウム4.0
モル／水溶液の混合液に錫メッキ銅線を支持してぶら
下げて浸漬し、80℃で30分反応させ二酸化鉛と硫酸鉛か
らなる半導体層を形成した。そして錫メッキ銅線から液
中に入らないようにして陽極側とし、リン酸アンモニウ
ム水溶液中で再化成した。更に銀ペースト浴に浸漬して
導電体層を形成した後、エッチング箔間の0.6mmの間隔
の所で錫メッキ銅線を折り曲げ３枚のエッチング箔を一
体化した。これを再度銀ペースト浴に錫メッキ銅線を支
持して浸漬し乾燥した後、絶縁層で区切られ錫メッキ銅
線が接続している部分３×2mmのうち、絶縁層の境界か
ら0.5mmの部分で切断し、固体電解コンデンサ素子を作
製した。

一方、別に用意した３×10×0.1mmの２枚のNi−Fe合
金からなる引出しリードに、作製した固体電解コンデン
サ素子の導電体層部と、陽極基体部をのせ、各々銀ペー
ストと熔接で接続した。その後エポキシ樹脂でトランス
ファー成型し、チップ状の固体電解コンデンサを作製し
た。

比較例 １ 実施例１と同様なアルミニウムエッチング箔から、第
８図に示すように、くびれ部12（0.8×0.6mm）を有し、
くびれ部12によって分けられた３×3mmの小片13が３個
接続した長い１枚の陽極基体14を切り出した。この場合
のリード線４は錫メッキ銅線でくびれ部12の末端に熔接
で接続した。続いて特公昭57−10564号公報に記載され
ているようにくびれ部12で折りたたみ３個の小片13が重
なるように積層した。次に実施例１と同様にして誘電体
酸化皮膜層、半導体層を順次形成した後、引出しリード
を取り出しエポキシ封口して固体電解コンデンサを作製
した。この場合、半導体層を形成した後、銀ペースト浴
に浸漬したが積層素子の間隙には、導電体層が進入して
いなかった。

比較例 ２ 実施例１と同様なアルミニウムエッチング箔から３×
5mmを３枚切り出し積層して１本の錫メッキ銅線をエッ
チング箔の端に熔接して一体化した。３枚のエッチング
箔は互いにしっかり密着していた。続いて、錫メッキ銅
線が熔接していない側から３×3mmの所に実施例１と同
様にして、誘電体酸化皮膜層、半導体層を順次形成し
た。この場合も半導体層を形成した後、銀ペースト浴に
浸漬したが、積層素子の間隙には導電体層が進入してい
なかった。更に引出しリードを取付けて、エポキシ樹脂
で封口して積層型固体電解コンデンサを作製した。

上記した実施例１、比較例1,2の固体電解コンデン
サ、それぞれ20個ずつについて、容量、高周波特性（ES
R）、及び漏れ電流特性（LC）を測定し、それぞれ20個
の平均値を求めた。結果を第１表に示す。

である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の方法によってつくられた
積層型固体電解コンデンサは、個々の陽極基体に半導体
層、導電体層等が形成されるので高周波特性及び漏れ電
流特性が良好である。更に、最初から一体化すべき陽極
基体を作製しておくので、生産性が向上し、工業的利用
価値が極めて高い製造法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は弁作用金属箔よりなる陽極基体を金属線によっ
て連結した状態を示す平面図、第２図は金属線の代わり
に金属箔を用いた第１図に相当する平面図、第３図は第
１図の陽極基体に絶縁層を形成した状態を示す平面図、
第４図は金属線の折り曲げ位置を示した平面図、第５図
は第４図で積重ねて一体化素子とした状態を示す斜視
図、第６図は第５図の積層化したものを切断する位置を
示した平面図、第７図は引出しリードを取り出した状態
を示す平面図、第８図は従来の陽極基体の一例を示す平
面図である。 1,14……陽極基体、２……金属線 ３……金属箔、４……リード線 ５……絶縁層 ６……陽極基体部（１） 6a……陽極基体部（１）の切断残部 ７……陽極基体部（２） ８……固体電解コンデンサ素子 ９……導電体層部 10,11……引出しリード、12……くびれ部 13……小片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−252415（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−112720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−263713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−244610（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−132614（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01G 9/04 H01G 9/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁作用を有する箔状又はペレット状の少な
   くとも２枚の陽極基体を一方向に配置し、これら陽極基
   体を導電性を有する連結体によって連結し、前記陽極基
   体の表面の一部分に前記連結体が接続されている部位と
   接続されていない部位に区分する鉢巻き状の絶縁層を形
   成し、前記連結体が接続されていない部位の陽極基体の
   表面に、順次、固体電解コンデンサ素子とするための誘
   電体酸化皮膜層、半導体層及び導電体層を形成し、前記
   陽極基体間で前記連結体を折り曲げてこれら陽極基体を
   積層一体化し、前記連結体が接続されている部位の陽極
   基体を前記連結体が接続されている方向に沿って前記絶
   縁層と前記連結体間で切断し、前記固体電解コンデンサ
   素子の導電体層と絶縁層で区分された他端の陽極基体と
   にそれぞれ引出しリードを取付けることを特徴とする積
   層型固体電解コンデンサの製造方法。
2. 【請求項２】弁作用を有する箔状又はペレット状の少な
   くとも２枚の陽極基体の表面に予め誘電体酸化皮膜層が
   形成されており、絶縁層の形成後、半導体層及び導電体
   層を形成する請求項１記載の固体電解コンデンサの製造
   方法。