JP3663952B2 - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導電性高分子を固体電解質とした固体電解コンデンサの製造方法およびその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の電源回路の高周波化に伴い、そこに用いられる電解コンデンサについても高周波特性の優れたものが要求されている。これに対して、高周波領域での低インピーダンスを実現するために、電解重合により得られる高電導度の導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサが提案されている。
【０００３】
この導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサでは、絶縁体である陽極化成皮膜（誘電体）上に導電性高分子膜を形成する方法として、陽極化成皮膜上に金属酸化物（例えば二酸化マンガン）や化学酸化重合により導電性高分子膜（例えばピロールを過硫酸アンモニウムで化学酸化した導電性高分子膜）を導電層として形成し、この導電層に給電して電解重合を行う方法が提案されている。
【０００４】
しかし、同時に複数個のコンデンサ素子に電解重合によって高分子膜を形成しようとする場合には、図９に示すように、ピロールなどのモノマーと支持電解質を少なくとも含む電解液（以下、重合液と記す）６中で、個々の弁作用金属の陽極体８ごとに給電用の電極（以下、重合電極と記す）９を接触させ、この重合電極９を正極とし、陰極１０との間に電圧を印加して電解重合を行う構成が必要である。
【０００５】
さらに、重合電極９の接触は、通常弁作用金属の陽極体８の陽極化成膜上の導電層に直接接触して行っているものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の固体電解コンデンサの製造方法では、コンデンサ素子１個１個に重合電極９を用意し、それを個々の弁作用金属陽極体８ごとに接触させるという煩雑な工程が必要であり、効率よく量産することが困難であるという課題を有していた。
【０００７】
また、重合電極９を弁作用金属の陽極体８の陽極化成皮膜上の導電層に接触させる際に陽極化成皮膜を傷つけて欠陥部ができ、このできた欠陥部と陰極となる導電性高分子膜が接触する恐れがあるため、製品の漏れ電流が大きく、耐圧が低いなどの欠点があり、高信頼性の固体電解コンデンサを実現するためのコンデンサ素子を得ることが困難であるという課題も併せ持ったものであった。
【０００８】
さらに、このコンデンサ素子を用いて固体電解コンデンサを組み立てる際にも、コンデンサ素子に形成された陽極と陰極（図示せず）にそれぞれ独立した端子部材（図示せず）を接合して外装樹脂（図示せず）で被覆しなければならず、組み立て精度や工数面からも課題の多いものであった。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決するもので、特性、信頼性に優れ、かつ量産化に適した固体電解コンデンサの製造方法およびその製造装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、（ａ）弁作用金属からなる連続した帯状の陽極箔の長手方向に所定の間隔で連続して穴をあけ、続いてこの穴を表裏面から塞ぐように絶縁性テープをそれぞれ貼り付けることにより幅方向の端部側を陰極引き出し部、中央部側を陽極引き出し部として分離した後、上記陰極引き出し部となる端部に所定の間隔でスリットを設けて複数の突起部を連続して形成する工程と、（ｂ）上記スリット形成により生じた切断面に誘電体となる陽極化成皮膜を形成する化成工程と、（ｃ）上記陰極引き出し部の陽極化成皮膜上に導電物を島状または層状に均一に付着させる導電物形成工程と、（ｄ）上記絶縁テープ上に導電性テープを貼り付ける導電性テープ貼り付け工程と、（ｅ）この導電性テープを重合開始点として電解重合により上記導電物層を介して陰極引き出し部に導電性高分子膜を形成する重合工程と、（ｆ）上記導電性テープを引き剥がす導電性テープ引き剥がし工程と、（ｇ）上記導電性テープを剥離した帯状の陽極箔を個片に切断してコンデンサ素子を作製した後金属リードフレームを用いて個々の製品にする工程とを備え、上記連続した帯状の陽極箔を（ｂ）化成工程−（ｃ）導電物形成工程−（ｄ）導電性テープ貼り付け工程−（ｅ）重合工程−（ｆ）導電性テープ引き剥がし工程まで連続して処理をするようにした製造方法としたものである。
【００１１】
この製造方法により、容易に複数個を連続して化成から電解重合までできるために作業が容易になり、量産性が大幅に向上し、さらに、陰極引き出し部に触れることなく隣接させて貼られた導電性テープを重合開始点として導電物層を介して電圧を印加して電解重合を行うため、陽極箔を傷つける恐れがなく、欠陥部と陰極となる導電性高分子膜が接触することがなくなり、その結果、漏れ電流が小さく、高耐圧で、信頼性に優れた固体電解コンデンサ用の素子を得ることができる。
【００１２】
また、このコンデンサ素子を端子が形成された帯状の金属リードフレームに複数枚積層して外装樹脂で被覆するまでの組み立て工程を帯状の金属リードフレームを用いて連続して行うことができるため、組み立て精度に優れた信頼性の高い個体電解コンデンサを効率良く生産することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、（ａ）弁作用金属からなる連続した帯状の陽極箔の長手方向に所定の間隔で連続して穴をあけ、続いてこの穴を表裏面から塞ぐように絶縁性テープをそれぞれ貼り付けることにより幅方向の端部側を陰極引き出し部、中央部側を陽極引き出し部として分離した後、上記陰極引き出し部となる端部に所定の間隔でスリットを設けて複数の突起部を連続して形成する工程と、（ｂ）上記スリット形成により生じた切断面に誘電体となる陽極化成皮膜を形成する化成工程と、（ｃ）上記陰極引き出し部の陽極化成皮膜上に導電物を島状または層状に均一に付着させる導電物形成工程と、（ｄ）上記絶縁テープ上に導電性テープを貼り付ける導電性テープ貼り付け工程と、（ｅ）この導電性テープを重合開始点として電解重合により上記導電物層を介して陰極引き出し部に導電性高分子膜を形成する重合工程と、（ｆ）上記導電性テープを引き剥がす導電性テープ引き剥がし工程と、（ｇ）上記導電性テープを剥離した帯状の陽極箔を個片に切断してコンデンサ素子を作製した後金属リードフレームを用いて個々の製品にする工程とを備え、上記連続した帯状の陽極箔を（ｂ）化成工程−（ｃ）導電物形成工程−（ｄ）導電性テープ貼り付け工程−（ｅ）重合工程−（ｆ）導電性テープ引き剥がし工程まで連続して処理をするようにした製造方法というものであり、重合工程の前後に導電性テープの貼り付け工程及び引き剥がし工程を備えることにより、容易に連続して化成から電解重合まで帯状の陽極箔を流すことができるので、作業が容易で量産性を大幅に向上させることができると共に、陽極箔を傷つける恐れがないことから漏れ電流が小さく、高耐圧で、信頼性に優れた固体電解コンデンサを得ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、導電性テープを共通の陽極とし、各々独立した電源と接続された複数個の陰極を用いて導電性高分子膜を電解重合するようにしたものであり、請求項１に記載の発明による作用に加え、電解重合時の電位が各陰極引き出し部に均一に加わるため、均一な導電性高分子膜を形成することができるという作用を有する。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、導電性テープの基材がステンレス、ニッケルなどの陽極酸化性のない金属からなり、粘着材が被着体から容易に剥離可能であるものを用いたものであり、請求項１に記載の発明による作用と同様の作用を有する。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、導電性高分子膜がピロール、チオフェン、フランのいずれか、またはそれらの誘導体の少なくとも一つを繰り返し単位として有するものであるとしたものであり、請求項１に記載の発明による作用と同様の作用を有する。
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明による固体電解コンデンサの素子を製造する製造装置の概念図を示すものであるが、装置の構成や処理方法はこれのみに限定されるものではない。以降、製造方法の一連の説明は図１に従って各工程を説明するものとする。
【００２１】
図２は弁作用金属からなる陽極箔１に、長手方向に所定の間隔で連続して穴１ａをあけた状態を示したものであり、本実施の形態では上記穴１ａを幅方向に２列配置した構成としている。また、陽極箔１としては、表面を電気化学的に粗面化し、化成電圧３５Ｖで陽極化成皮膜を形成したアルミニウム箔（厚さ１００μｍ）を用いた。
【００２２】
図３は上記図２の陽極箔１の穴１ａを表裏面から塞ぐように絶縁性テープ２を貼り付けた状態のもので、この絶縁性テープ２を貼り付けることにより、後述する陽極引き出し部３と陰極引き出し部４に分離するようにしたものである。
【００２３】
図４は上記図３の絶縁性テープ２を貼り付けた陽極箔１の幅方向の端部に所定の間隔でスリットを設けることにより、個々に独立した陰極引出し部４（本実施の形態では３mm×４mmのサイズとした）を形成した状態を示したものであり、図中点線で示すように、最終的に個片化される陽極引き出し部３と陰極引き出し部４とを絶縁性テープ２により分離したものである。
【００２４】
また、図５はこのようにしてスリットを設けることにより個々に独立して形成された陰極引き出し部４の要部拡大図であり、この図５から明らかなように、陽極箔１に形成された穴１ａを塞ぐように貼り付けられた絶縁性テープ２は穴１ａを完全に塞いだ状態となっているため、後述する素子の製造工程において、硝酸マンガン水溶液や重合液が陽極引き出し部３側へ這い上がるのを防止することができるものである。
【００２５】
次に、上記図４に示した陽極箔１の切断面に陽極酸化皮膜を形成するために化成処理（図１の化成工程１１）を行い、続いて硝酸マンガン水溶液を陰極引き出し部４に塗布した後に、３００℃５分間の熱分解により導電物層として二酸化マンガン層を形成した（図１の導電物層形成工程１２）。
【００２６】
続いて、以上のようにして準備された陽極箔１に図６に示すように導電性テープ５を貼り付けた（図１の導電性テープ貼り付け工程１３）。
【００２７】
さらに、以上のようにして準備された導電性テープ５を貼り付けた陽極箔１を、重合液６（ピロール０．２モル／リットル、アルキルナフタレンスルホネート０．１モル／リットル水溶液）中に順次浸漬した。電解重合は重合電極である導電性テープ５を共通の正極、液面に配置した４つのステンレス板を４つの独立した陰極７として、それぞれの間に電圧を印加して行った。陰極引き出し部４の表面で、重合は導電性テープ５から開始し、槽に入ってから出るまでの約３０分で陰極引き出し部４全体に導電性高分子膜が形成された（図１の重合工程１４）。
【００２８】
さらに、最終的には重合液６から取り出された後に、貼り付けてある導電性テープ５を引き剥がした（図１の導電性テープ引き剥がし工程１５）。
【００２９】
以上のように、化成から重合までの一連の処理を図１に示すように連続して行った。この際、一連の処理は搬送を行うローラーが陰極引き出し部４と接触しないようにして行った。
【００３０】
さらに、導電性高分子膜を形成した後、導電性高分子膜の所定の部分にカーボン塗料層および銀塗料層を形成し、素子となる部分を個別に切断して１個のコンデンサ素子とし、陰極リード、陽極リードを取り出し、エポキシ樹脂で外装して固体電解コンデンサを完成させた。
【００３１】
このようにして作製した本発明による固体電解コンデンサ用の素子の静電容量、損失角の正接、漏れ電流（１０Ｖ印加、２分値）、耐圧（０．２Ｖ／１秒電圧上昇時の製品破壊電圧）の初期特性を（表１）に示す。
【００３２】
（実施の形態２）
陰極引き出し部４の寸法を２mm×２mmとし、電解重合の際に、重合電極である導電性テープ５を正極、単一のステンレス板を陰極として、その間に電圧を印加して行った（約１０分で陰極引き出し部４全体に導電性高分子膜が形成された）以外は上記実施の形態１と全く同様にして完成させた固体電解コンデンサ用の素子の特性を（表１）に示す。
【００３３】
（比較例１）
陽極酸化皮膜上にピロールの化学酸化重合導電性高分子膜を形成した後、図６に示すように、個々の素子に重合電極を接触させて、化学酸化重合導電性高分子膜上に電解重合を行って完成させた固体電解コンデンサ用の素子の特性を（表１）に示す。なお、化学酸化重合の酸化剤としては過硫酸アンモニウムを用いた。
【００３４】
【表１】
【００３５】
以上のように本実施の形態による固体電解コンデンサ用の素子は、漏れ電流が小さく、耐圧が高いという特徴を有しており、さらに、コンデンサ素子となる突起部を連続した帯の両側に複数個持つ陽極箔１と、導電性テープ５の重合開始電極を用いた方法により、比較例に較べて連続して複数個の素子を電解重合するという作業を容易に行うことができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では陽極箔１としてアルミニウムを用いたが、タンタル、チタンなどでも適用できる。また、形状および寸法もこれに限定されるものではない。また、導電物層として二酸化マンガンを用いた例を示したが、これに限定されるものではない。また、導電性高分子膜の電解重合の材料としてピロールを用いた例を示したが、チオフェン、フランおよびそれらの誘導体でも同様に実施でき、支持電解質としてはアルキルナフタレンスルホネートについての例を示したが、これに限定されるものではない。また、工程の数、順序はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態３）
以下、本発明の第３の実施の形態について図７、図８を用いて説明する。図７は上記実施の形態１，２で作製した固体電解コンデンサ用の素子を用いて製品組み立てを行うための帯状の金属リードフレーム１６を示すものであり、この金属リードフレーム１６には複数枚のコンデンサ素子を積層して搭載するための素子搭載部１７が定間隔で複数設けられ、かつこの素子搭載部１７にはコンデンサ素子の陽極を接続するための陽極端子１８と陰極を接続するための陰極端子１９がそれぞれの素子搭載部１７に各々一対で設けられている。このように構成された金属リードフレーム１６の素子搭載部１７に複数枚のコンデンサ素子を積層して搭載した後、コンデンサ素子の陽極と陰極をそれぞれ陽極端子１８と陰極端子１９に電気的に接続し、この複数枚のコンデンサ素子全体を一体で覆うように外装樹脂でモールド成型することにより組み立てを行うものである。図８は上記モールド成型後の状態を示したものであり、同図において２０は外装樹脂により一体にモールド成型されて完成した固体電解コンデンサを示す。
【００３８】
このようにして組み立てを行った固体電解コンデンサ２０は、その後必要に応じていくつかの工程を経た後、最終的に個片に分断することにより金属リードフレーム１６から分離されて個々の製品となるものである。
【００３９】
【発明の効果】
上記実施の形態から明らかなように、本発明によれば、弁作用金属からなる連続した帯の両側にコンデンサ素子となる突起部を複数個持ち、絶縁性テープによって素子を陽極引き出し部と陰極引き出し部になる突起部に分離する構造を有する陽極箔に、導電性テープを用いて連続した帯のまま連続して導電性高分子膜を電解重合する（この際、必要に応じて、複数の独立した陰極を用いる）という製造方法により、容易に複数個を連続して化成から電解重合までできるために作業が容易になり、量産性が大幅に向上する。
【００４０】
さらに、陰極引き出し部に触れることなく隣接させて貼られた導電性テープを重合開始点として、導電物層を介して電圧を印加して電解重合を行うため、陽極箔を傷つける恐れがなく、欠陥部と陰極となる導電性高分子膜が接触することがなくなり、その結果、漏れ電流が小さく、高耐圧で信頼性に優れた固体電解コンデンサ用の素子を得ることができる。
【００４１】
また、このコンデンサ素子を複数枚積層して樹脂モールドするまでの組み立て工程を端子が形状されたフープ状の金属リードフレームを用いて連続して行うことができるため、組み立て精度に優れた信頼性の高い個体電解コンデンサを効率良く生産することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による固体電解コンデンサ用の素子の製造方法を示す製造装置の概念図
【図２】同陽極箔に穴をあけた状態を示す平面図
【図３】同絶縁性テープを貼り付けた状態を示す平面図
【図４】同切断面の化成などの処理を施す前の陽極箔を示す平面図
【図５】同個々に独立して形成した陰極引き出し部を示す要部斜視図
【図６】同導電性テープを貼り付けた陽極箔を示す平面図
【図７】同固体電解コンデンサの組み立て工程に用いる金属リードフレームの部分平面図
【図８】同金属リードフレーム上で外装樹脂によりモールド成型された固体電解コンデンサを示す部分平面図
【図９】比較例による電解重合槽の構成を示す模式図
【符号の説明】
１ 陽極箔
２ 絶縁性テープ
３ 陽極引き出し部
４ 陰極引き出し部
５ 導電性テープ
６ 重合液
７ ４つの独立した陰極
１１ 化成工程
１２ 導電物層形成工程
１３ 導電性テープ貼り付け工程
１４ 重合工程
１５ 導電性テープ引き剥がし工程
１６ 金属リードフレーム
１７ 素子搭載部
１８ 陽極端子
１９ 陰極端子
２０ 固体電解コンデンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は導電性高分子を固体電解質とした固体電解コンデンサの製造方法およびその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の電源回路の高周波化に伴い、そこに用いられる電解コンデンサについても高周波特性の優れたものが要求されている。これに対して、高周波領域での低インピーダンスを実現するために、電解重合により得られる高電導度の導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサが提案されている。
【０００３】
この導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサでは、絶縁体である陽極化成皮膜（誘電体）上に導電性高分子膜を形成する方法として、陽極化成皮膜上に金属酸化物（例えば二酸化マンガン）や化学酸化重合により導電性高分子膜（例えばピロールを過硫酸アンモニウムで化学酸化した導電性高分子膜）を導電層として形成し、この導電層に給電して電解重合を行う方法が提案されている。
【０００４】
しかし、同時に複数個のコンデンサ素子に電解重合によって高分子膜を形成しようとする場合には、図９に示すように、ピロールなどのモノマーと支持電解質を少なくとも含む電解液（以下、重合液と記す）６中で、個々の弁作用金属の陽極体８ごとに給電用の電極（以下、重合電極と記す）９を接触させ、この重合電極９を正極とし、陰極１０との間に電圧を印加して電解重合を行う構成が必要である。
【０００５】
さらに、重合電極９の接触は、通常弁作用金属の陽極体８の陽極化成膜上の導電層に直接接触して行っているものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の固体電解コンデンサの製造方法では、コンデンサ素子１個１個に重合電極９を用意し、それを個々の弁作用金属陽極体８ごとに接触させるという煩雑な工程が必要であり、効率よく量産することが困難であるという課題を有していた。
【０００７】
また、重合電極９を弁作用金属の陽極体８の陽極化成皮膜上の導電層に接触させる際に陽極化成皮膜を傷つけて欠陥部ができ、このできた欠陥部と陰極となる導電性高分子膜が接触する恐れがあるため、製品の漏れ電流が大きく、耐圧が低いなどの欠点があり、高信頼性の固体電解コンデンサを実現するためのコンデンサ素子を得ることが困難であるという課題も併せ持ったものであった。
【０００８】
さらに、このコンデンサ素子を用いて固体電解コンデンサを組み立てる際にも、コンデンサ素子に形成された陽極と陰極（図示せず）にそれぞれ独立した端子部材（図示せず）を接合して外装樹脂（図示せず）で被覆しなければならず、組み立て精度や工数面からも課題の多いものであった。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決するもので、特性、信頼性に優れ、かつ量産化に適した固体電解コンデンサの製造方法およびその製造装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、（ａ）弁作用金属からなる連続した帯状の陽極箔の長手方向に所定の間隔で連続して穴をあけ、続いてこの穴を表裏面から塞ぐように絶縁性テープをそれぞれ貼り付けることにより幅方向の端部側を陰極引き出し部、中央部側を陽極引き出し部として分離した後、上記陰極引き出し部となる端部に所定の間隔でスリットを設けて複数の突起部を連続して形成する工程と、（ｂ）上記スリット形成により生じた切断面に誘電体となる陽極化成皮膜を形成する化成工程と、（ｃ）上記陰極引き出し部の陽極化成皮膜上に導電物を島状または層状に均一に付着させる導電物形成工程と、（ｄ）上記絶縁テープ上に導電性テープを貼り付ける導電性テープ貼り付け工程と、（ｅ）この導電性テープを重合開始点として電解重合により上記導電物層を介して陰極引き出し部に導電性高分子膜を形成する重合工程と、（ｆ）上記導電性テープを引き剥がす導電性テープ引き剥がし工程と、（ｇ）上記導電性テープを剥離した帯状の陽極箔を個片に切断してコンデンサ素子を作製した後金属リードフレームを用いて個々の製品にする工程とを備え、上記連続した帯状の陽極箔を（ｂ）化成工程−（ｃ）導電物形成工程−（ｄ）導電性テープ貼り付け工程−（ｅ）重合工程−（ｆ）導電性テープ引き剥がし工程まで連続して処理をするようにした製造方法としたものである。
【００１１】
この製造方法により、容易に複数個を連続して化成から電解重合までできるために作業が容易になり、量産性が大幅に向上し、さらに、陰極引き出し部に触れることなく隣接させて貼られた導電性テープを重合開始点として導電物層を介して電圧を印加して電解重合を行うため、陽極箔を傷つける恐れがなく、欠陥部と陰極となる導電性高分子膜が接触することがなくなり、その結果、漏れ電流が小さく、高耐圧で、信頼性に優れた固体電解コンデンサ用の素子を得ることができる。
【００１２】
また、このコンデンサ素子を端子が形成された帯状の金属リードフレームに複数枚積層して外装樹脂で被覆するまでの組み立て工程を帯状の金属リードフレームを用いて連続して行うことができるため、組み立て精度に優れた信頼性の高い個体電解コンデンサを効率良く生産することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、（ａ）弁作用金属からなる連続した帯状の陽極箔の長手方向に所定の間隔で連続して穴をあけ、続いてこの穴を表裏面から塞ぐように絶縁性テープをそれぞれ貼り付けることにより幅方向の端部側を陰極引き出し部、中央部側を陽極引き出し部として分離した後、上記陰極引き出し部となる端部に所定の間隔でスリットを設けて複数の突起部を連続して形成する工程と、（ｂ）上記スリット形成により生じた切断面に誘電体となる陽極化成皮膜を形成する化成工程と、（ｃ）上記陰極引き出し部の陽極化成皮膜上に導電物を島状または層状に均一に付着させる導電物形成工程と、（ｄ）上記絶縁テープ上に導電性テープを貼り付ける導電性テープ貼り付け工程と、（ｅ）この導電性テープを重合開始点として電解重合により上記導電物層を介して陰極引き出し部に導電性高分子膜を形成する重合工程と、（ｆ）上記導電性テープを引き剥がす導電性テープ引き剥がし工程と、（ｇ）上記導電性テープを剥離した帯状の陽極箔を個片に切断してコンデンサ素子を作製した後金属リードフレームを用いて個々の製品にする工程とを備え、上記連続した帯状の陽極箔を（ｂ）化成工程−（ｃ）導電物形成工程−（ｄ）導電性テープ貼り付け工程−（ｅ）重合工程−（ｆ）導電性テープ引き剥がし工程まで連続して処理をするようにした製造方法というものであり、重合工程の前後に導電性テープの貼り付け工程及び引き剥がし工程を備えることにより、容易に連続して化成から電解重合まで帯状の陽極箔を流すことができるので、作業が容易で量産性を大幅に向上させることができると共に、陽極箔を傷つける恐れがないことから漏れ電流が小さく、高耐圧で、信頼性に優れた固体電解コンデンサを得ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、導電性テープを共通の陽極とし、各々独立した電源と接続された複数個の陰極を用いて導電性高分子膜を電解重合するようにしたものであり、請求項１に記載の発明による作用に加え、電解重合時の電位が各陰極引き出し部に均一に加わるため、均一な導電性高分子膜を形成することができるという作用を有する。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、導電性テープの基材がステンレス、ニッケルなどの陽極酸化性のない金属からなり、粘着材が被着体から容易に剥離可能であるものを用いたものであり、請求項１に記載の発明による作用と同様の作用を有する。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、導電性高分子膜がピロール、チオフェン、フランのいずれか、またはそれらの誘導体の少なくとも一つを繰り返し単位として有するものであるとしたものであり、請求項１に記載の発明による作用と同様の作用を有する。
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明による固体電解コンデンサの素子を製造する製造装置の概念図を示すものであるが、装置の構成や処理方法はこれのみに限定されるものではない。以降、製造方法の一連の説明は図１に従って各工程を説明するものとする。
【００２１】
図２は弁作用金属からなる陽極箔１に、長手方向に所定の間隔で連続して穴１ａをあけた状態を示したものであり、本実施の形態では上記穴１ａを幅方向に２列配置した構成としている。また、陽極箔１としては、表面を電気化学的に粗面化し、化成電圧３５Ｖで陽極化成皮膜を形成したアルミニウム箔（厚さ１００μｍ）を用いた。
【００２２】
図３は上記図２の陽極箔１の穴１ａを表裏面から塞ぐように絶縁性テープ２を貼り付けた状態のもので、この絶縁性テープ２を貼り付けることにより、後述する陽極引き出し部３と陰極引き出し部４に分離するようにしたものである。
【００２３】
図４は上記図３の絶縁性テープ２を貼り付けた陽極箔１の幅方向の端部に所定の間隔でスリットを設けることにより、個々に独立した陰極引出し部４（本実施の形態では３mm×４mmのサイズとした）を形成した状態を示したものであり、図中点線で示すように、最終的に個片化される陽極引き出し部３と陰極引き出し部４とを絶縁性テープ２により分離したものである。
【００２４】
また、図５はこのようにしてスリットを設けることにより個々に独立して形成された陰極引き出し部４の要部拡大図であり、この図５から明らかなように、陽極箔１に形成された穴１ａを塞ぐように貼り付けられた絶縁性テープ２は穴１ａを完全に塞いだ状態となっているため、後述する素子の製造工程において、硝酸マンガン水溶液や重合液が陽極引き出し部３側へ這い上がるのを防止することができるものである。
【００２５】
次に、上記図４に示した陽極箔１の切断面に陽極酸化皮膜を形成するために化成処理（図１の化成工程１１）を行い、続いて硝酸マンガン水溶液を陰極引き出し部４に塗布した後に、３００℃５分間の熱分解により導電物層として二酸化マンガン層を形成した（図１の導電物層形成工程１２）。
【００２６】
続いて、以上のようにして準備された陽極箔１に図６に示すように導電性テープ５を貼り付けた（図１の導電性テープ貼り付け工程１３）。
【００２７】
さらに、以上のようにして準備された導電性テープ５を貼り付けた陽極箔１を、重合液６（ピロール０．２モル／リットル、アルキルナフタレンスルホネート０．１モル／リットル水溶液）中に順次浸漬した。電解重合は重合電極である導電性テープ５を共通の正極、液面に配置した４つのステンレス板を４つの独立した陰極７として、それぞれの間に電圧を印加して行った。陰極引き出し部４の表面で、重合は導電性テープ５から開始し、槽に入ってから出るまでの約３０分で陰極引き出し部４全体に導電性高分子膜が形成された（図１の重合工程１４）。
【００２８】
さらに、最終的には重合液６から取り出された後に、貼り付けてある導電性テープ５を引き剥がした（図１の導電性テープ引き剥がし工程１５）。
【００２９】
以上のように、化成から重合までの一連の処理を図１に示すように連続して行った。この際、一連の処理は搬送を行うローラーが陰極引き出し部４と接触しないようにして行った。
【００３０】
さらに、導電性高分子膜を形成した後、導電性高分子膜の所定の部分にカーボン塗料層および銀塗料層を形成し、素子となる部分を個別に切断して１個のコンデンサ素子とし、陰極リード、陽極リードを取り出し、エポキシ樹脂で外装して固体電解コンデンサを完成させた。
【００３１】
このようにして作製した本発明による固体電解コンデンサ用の素子の静電容量、損失角の正接、漏れ電流（１０Ｖ印加、２分値）、耐圧（０．２Ｖ／１秒電圧上昇時の製品破壊電圧）の初期特性を（表１）に示す。
【００３２】
（実施の形態２）
陰極引き出し部４の寸法を２mm×２mmとし、電解重合の際に、重合電極である導電性テープ５を正極、単一のステンレス板を陰極として、その間に電圧を印加して行った（約１０分で陰極引き出し部４全体に導電性高分子膜が形成された）以外は上記実施の形態１と全く同様にして完成させた固体電解コンデンサ用の素子の特性を（表１）に示す。
【００３３】
（比較例１）
陽極酸化皮膜上にピロールの化学酸化重合導電性高分子膜を形成した後、図６に示すように、個々の素子に重合電極を接触させて、化学酸化重合導電性高分子膜上に電解重合を行って完成させた固体電解コンデンサ用の素子の特性を（表１）に示す。なお、化学酸化重合の酸化剤としては過硫酸アンモニウムを用いた。
【００３４】
【表１】
以上のように本実施の形態による固体電解コンデンサ用の素子は、漏れ電流が小さく、耐圧が高いという特徴を有しており、さらに、コンデンサ素子となる突起部を連続した帯の両側に複数個持つ陽極箔１と、導電性テープ５の重合開始電極を用いた方法により、比較例に較べて連続して複数個の素子を電解重合するという作業を容易に行うことができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では陽極箔１としてアルミニウムを用いたが、タンタル、チタンなどでも適用できる。また、形状および寸法もこれに限定されるものではない。また、導電物層として二酸化マンガンを用いた例を示したが、これに限定されるものではない。また、導電性高分子膜の電解重合の材料としてピロールを用いた例を示したが、チオフェン、フランおよびそれらの誘導体でも同様に実施でき、支持電解質としてはアルキルナフタレンスルホネートについての例を示したが、これに限定されるものではない。また、工程の数、順序はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態３）
以下、本発明の第３の実施の形態について図７、図８を用いて説明する。図７は上記実施の形態１，２で作製した固体電解コンデンサ用の素子を用いて製品組み立てを行うための帯状の金属リードフレーム１６を示すものであり、この金属リードフレーム１６には複数枚のコンデンサ素子を積層して搭載するための素子搭載部１７が定間隔で複数設けられ、かつこの素子搭載部１７にはコンデンサ素子の陽極を接続するための陽極端子１８と陰極を接続するための陰極端子１９がそれぞれの素子搭載部１７に各々一対で設けられている。このように構成された金属リードフレーム１６の素子搭載部１７に複数枚のコンデンサ素子を積層して搭載した後、コンデンサ素子の陽極と陰極をそれぞれ陽極端子１８と陰極端子１９に電気的に接続し、この複数枚のコンデンサ素子全体を一体で覆うように外装樹脂でモールド成型することにより組み立てを行うものである。図８は上記モールド成型後の状態を示したものであり、同図において２０は外装樹脂により一体にモールド成型されて完成した固体電解コンデンサを示す。
【００３８】
このようにして組み立てを行った固体電解コンデンサ２０は、その後必要に応じていくつかの工程を経た後、最終的に個片に分断することにより金属リードフレーム１６から分離されて個々の製品となるものである。
【００３９】
【発明の効果】
上記実施の形態から明らかなように、本発明によれば、弁作用金属からなる連続した帯の両側にコンデンサ素子となる突起部を複数個持ち、絶縁性テープによって素子を陽極引き出し部と陰極引き出し部になる突起部に分離する構造を有する陽極箔に、導電性テープを用いて連続した帯のまま連続して導電性高分子膜を電解重合する（この際、必要に応じて、複数の独立した陰極を用いる）という製造方法により、容易に複数個を連続して化成から電解重合までできるために作業が容易になり、量産性が大幅に向上する。
【００４０】
さらに、陰極引き出し部に触れることなく隣接させて貼られた導電性テープを重合開始点として、導電物層を介して電圧を印加して電解重合を行うため、陽極箔を傷つける恐れがなく、欠陥部と陰極となる導電性高分子膜が接触することがなくなり、その結果、漏れ電流が小さく、高耐圧で信頼性に優れた固体電解コンデンサ用の素子を得ることができる。
【００４１】
また、このコンデンサ素子を複数枚積層して樹脂モールドするまでの組み立て工程を端子が形状されたフープ状の金属リードフレームを用いて連続して行うことができるため、組み立て精度に優れた信頼性の高い個体電解コンデンサを効率良く生産することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による固体電解コンデンサ用の素子の製造方法を示す製造装置の概念図
【図２】同陽極箔に穴をあけた状態を示す平面図
【図３】同絶縁性テープを貼り付けた状態を示す平面図
【図４】同切断面の化成などの処理を施す前の陽極箔を示す平面図
【図５】同個々に独立して形成した陰極引き出し部を示す要部斜視図
【図６】同導電性テープを貼り付けた陽極箔を示す平面図
【図７】同固体電解コンデンサの組み立て工程に用いる金属リードフレームの部分平面図
【図８】同金属リードフレーム上で外装樹脂によりモールド成型された固体電解コンデンサを示す部分平面図
【図９】比較例による電解重合槽の構成を示す模式図
【符号の説明】
１ 陽極箔
２ 絶縁性テープ
３ 陽極引き出し部
４ 陰極引き出し部
５ 導電性テープ
６ 重合液
７ ４つの独立した陰極
１１ 化成工程
１２ 導電物層形成工程
１３ 導電性テープ貼り付け工程
１４ 重合工程
１５ 導電性テープ引き剥がし工程
１６ 金属リードフレーム
１７ 素子搭載部
１８ 陽極端子
１９ 陰極端子
２０ 固体電解コンデンサ
Claims (4)
- （ａ）弁作用金属からなる連続した帯状の陽極箔の長手方向に所定の間隔で連続して穴をあけ、続いてこの穴を表裏面から塞ぐように絶縁性テープをそれぞれ貼り付けることにより幅方向の端部側を陰極引き出し部、中央部側を陽極引き出し部として分離した後、上記陰極引き出し部となる端部に所定の間隔でスリットを設けて複数の突起部を連続して形成する工程と、（ｂ）上記スリット形成により生じた切断面に誘電体となる陽極化成皮膜を形成する化成工程と、（ｃ）上記陰極引き出し部の陽極化成皮膜上に導電物を島状または層状に均一に付着させる導電物形成工程と、（ｄ）上記絶縁テープ上に導電性テープを貼り付ける導電性テープ貼り付け工程と、（ｅ）この導電性テープを重合開始点として電解重合により上記導電物層を介して陰極引き出し部に導電性高分子膜を形成する重合工程と、（ｆ）上記導電性テープを引き剥がす導電性テープ引き剥がし工程と、（ｇ）上記導電性テープを剥離した帯状の陽極箔を個片に切断してコンデンサ素子を作製した後金属リードフレームを用いて個々の製品にする工程とを備え、
上記連続した帯状の陽極箔を（ｂ）化成工程−（ｃ）導電物形成工程−（ｄ）導電性テープ貼り付け工程−（ｅ）重合工程−（ｆ）導電性テープ引き剥がし工程まで連続して処理をするようにした固体電解コンデンサの製造方法。 - 導電性テープを共通の陽極とし、各々独立した電源と接続された複数個の陰極を用いて導電性高分子膜を電解重合するようにした請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 導電性テープの基材がステンレス、ニッケルなどの陽極酸化性のない金属からなり、粘着材が被着体から容易に剥離可能であるものを用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 導電性高分子膜がピロール、チオフェン、フランのいずれか、またはそれらの誘導体の少なくとも一つを繰り返し単位として有するものである請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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