JP4032613B2

JP4032613B2 - Manufacturing method and manufacturing apparatus for solid electrolytic capacitor

Info

Publication number: JP4032613B2
Application number: JP2000196089A
Authority: JP
Inventors: 一生只信; 尊央杉本; 利明溝川; 功 ▲吉▼田; 忠司河村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: JP2002015957A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用される固体電解コンデンサの製造方法及び製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル機器の発展により高周波領域においてもインピーダンスが低くて高周波特性に優れたコンデンサが強く要望されている。このような市場の要望に応えて、電解質として二酸化マンガンやポリピロール、ポリチオフェン等の固体電解質を用いたものが開発されて商品化されてきている。
【０００３】
図５はこの種の固体電解コンデンサの構成を示した一部切り欠き斜視図であり、同図において、１３はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１３は弁作用金属であるアルミニウム箔５をエッチングすることにより表面を粗面化した後、これを化成処理することによりその表面に誘電体酸化皮膜６を形成して所望の形状に打ち抜き成形されている。
【０００４】
そして、絶縁性レジスト１０により陽極部１１と陰極部１２に分離された後、この陰極部１２に二酸化マンガン層７と、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電性高分子の固体電解質層８を形成した後、この固体電解質層８上にカーボン層、銀ペーストの導電体層からなる陰極層９を設けることによってコンデンサ素子１３が形成されている。
【０００５】
そして、このように構成されたコンデンサ素子１３を単独で、或いは複数枚積層し、コンデンサ素子１３の陽極部１１と陰極部１２に陽極端子１４Ａと陰極端子１４Ｂを夫々接続した後、上記陽極端子１４Ａと陰極端子１４Ｂの一部が夫々外部に露呈するようにして絶縁性の外装樹脂１５によりコンデンサ素子１３を被覆して固体電解コンデンサが構成されている。
【０００６】
このように構成された固体電解コンデンサは、固体電解質層８の固有抵抗が著しく低いという特徴を有するため、固体電解コンデンサの等価直列抵抗（以下、ＥＳＲという）特性の低減化を図ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記構成の固体電解コンデンサでは、カーボン層と導電体層としての銀ペーストを用いて陰極層９を形成する際に、銀ペーストの粘度が高く、浸漬や塗布等の工法では膜厚に斑が生じたり、導電体層の未形成部が生じたりするため、薄くて均一な導電体層を形成するのが極めて困難なものであった。
【０００８】
また、このような問題を解決するために、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、弾性を有したヘラ状の掻き取り板１６Ａ，１６Ｂを一対で対向して設け、この間を銀ペースト１７ａが塗布されたフープ状の陽極体１７を通過させることにより陽極体１７の固定電解質層上に塗布された銀ペースト１７ａを掻き取り板１６ａ，１６ｂの先端部分で強制的に掻き取るようにしているが、掻き取り板１６ａ，１６ｂの弾性により銀ペースト１７ａの厚みを調整する方法であるために銀ペースト１７ａの厚みを均一に薄くすることが困難であると共に、掻き取った銀ペースト１７ａが掻き取り部に堆積するために頻繁に除去しなければならず、また同図（ｂ）に示すように十分に掻き取れない銀ペースト１７ａが陽極体１７の下部に付着したまま通過したりするので品質と生産性の面で大きな課題を有したものであった。
【０００９】
従って、このような不均一な厚みの銀ペースト１７ａからなる陰極層９を有する固体電解コンデンサは、陰極端子１４Ｂや陰極層９間の接触抵抗が増加することによりＥＳＲ特性が悪い製品が多く発生し、製品の歩留まりを悪化させるという課題を有したものであった。
【００１０】
また、導電体層を薄くすることが困難なことから陰極層９の厚みが厚くなり易く、このためコンデンサ素子１３の体積が増加して体積当たりの容量が減少するという課題を有したものであった。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題を解決し、陰極層内の導電体層を薄く均一に形成することにより、ＥＳＲ特性及び体積当たりの容量が優れた固体電解コンデンサの製造方法及び製造装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、特に、陽極体の固体電解質層上にカーボンペーストを塗布して乾燥した後、このカーボンペースト上に銀ペーストを塗布し、続いてこの塗布された銀ペーストに、所定の間隔で連続して設けたフープ状の陽極体の搬送方向と交差する方向に対し搬送方向の上流側へ５〜１５度傾斜した角度でエアーを吹き付け、このエアーの流れ方向の終端となる陽極体の端部に余剰の銀ペーストを堆積させ、さらにこの余剰の銀ペーストにエアーを吹き付け飛散させることにより、銀ペーストの膜厚を所望の厚さに調整した後、これを乾燥することにより陰極層を形成するようにした固体電解コンデンサの製造方法というものであり、この方法により、薄くて均一な導電体層を形成することができるようになり、ＥＳＲ特性及び体積当たりの容量が優れた固体電解コンデンサを得ることができるという作用効果が得られる。
【００１３】
また、特に、エアーを吹き付けることにより銀ペーストの膜厚を所望の厚さに調整する際、エアーの流れ方向の終端となる陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストをエアーを吹き付けることにより飛散させるようにした方法により、余剰の銀ペーストを無くしてコンデンサ素子の体積を小さくすることができるという作用効果が得られる。
【００１４】
また、特に、エアーを吹き付けることにより飛散される陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストをエアーで吸引するようにした方法により、余剰の銀ペーストを確実に無くしてコンデンサ素子の体積を小さくすることができるという作用効果が得られる。
【００１５】
また、特に、銀ペーストの膜厚を所望の厚さに調整するために吹き付けるエアーの圧力を０．０５〜０．１５ＭＰａとし、この圧力調整によって銀ペーストの膜厚を調整するようにした方法により、薄くて均一な導電体層を形成することができるという作用効果が得られる。
【００１６】
また、請求項１に記載の発明において、特に、銀ペーストとして、２５℃で５０ｒｐｍの動粘度が５．０〜７．０Ｐａ・ｓであるものを用いる方法により、より一層薄くて均一な導電体層を形成することができるという作用効果が得られる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、特に、フープ状の陽極体を供給する供給部と、上記陽極体の表面に誘電体酸化皮膜層を形成する化成部と、上記誘電体酸化皮膜層上に固体電解質層を形成する重合部と、上記固体電解質層上にカーボンと銀ペイントからなる陰極層を形成する陰極形成部を有した固体電解コンデンサの製造装置において、上記陰極形成部が陽極体の固体電解質層上にカーボンペーストを塗布してこれを乾燥するカーボン層形成部と、このカーボン層上に銀ペーストを塗布する銀ペースト塗布部と、この銀ペーストの膜厚を所望の厚さに調整するために塗布された銀ペーストに陽極体の搬送方向と交差する方向に対し搬送方向の上流側へ５〜１５度傾斜した角度でエアーを吹き付け、このエアーの流れ方向の終端となる陽極体の端部に余剰の銀ペーストを堆積する第１のノズル部と、上記第１のノズル部の下流に設け、堆積した余剰の銀ペーストを飛散させるためのエアーを吹き付ける第２のノズル部と、上記銀ペーストを乾燥する乾燥部により構成された固体電解コンデンサの製造装置というものであり、この構成により、薄くて均一な導電体層を安定して形成することができるようになり、ＥＳＲ特性及び体積当たりの容量が優れた固体電解コンデンサを得ることができるという作用効果が得られる。
【００１８】
また、特に、第１のノズル部を介して吹き付けられるエアーにより陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストを飛散させるためのエアーを吹き付ける第２のノズル部を上記第１のノズル部の下流に設けた構成により、陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストを確実に飛散させて体積当たりの容量が優れた固体電解コンデンサを得ることができるという作用効果が得られる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、特に、第１のノズル部ならびに第２のノズル部を陽極体の表裏面に夫々一対で設けたというものであり、この構成により、請求項２に記載の発明により得られる作用効果をより一層効率良く得ることができるという作用効果が得られる。
【００２０】
また、特に、第１のノズル部と陽極体との距離を１．５〜３．０mmとした構成により、請求項２に記載の発明により得られる作用効果をより一層効率良く得ることができるという作用効果が得られる。
【００２１】
また、特に、第２のノズル部と陽極体との距離を３．０〜５．０mmとした構成により、請求項２に記載の発明により得られる陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストを確実に飛散させるという作用効果をより一層効率良く得ることができるという作用効果が得られる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、特に、第２のノズル部を介して吹き付けられるエアーにより飛散される陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストをエアーで吸引するための吸引部を設けたものであり、この構成により、余剰の銀ペーストを強制的に吸引して請求項２に記載の発明により得られる陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストを確実に飛散させるという作用効果をより一層効率良く得ることができるという作用効果が得られる。
【００２３】
また、請求項１に記載の発明の製造方法により得られた固体電解コンデンサの陰極層を構成する銀ペーストの乾燥後の同一面における厚さが１０〜２５μｍである構成により、薄くて均一な導電体層を有し、ＥＳＲ特性及び体積当たりの容量が優れた固体電解コンデンサを提供することができるという作用効果が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２５】
図１は本発明による固体電解コンデンサの製造装置を示す要部斜視図、図２と図３は同装置の要部側面断面図と要部側面図であり、同図において、１は図中の矢印方向に定速で搬送されるフープ状の陽極体であり、この陽極体１は図示しない供給部から供給されるフープ状のアルミニウム箔をエッチングすることにより表面を粗面化した後、これを化成部（図示せず）で化成処理することにより表面に誘電体酸化皮膜を形成して所望の形状に打ち抜き加工されている。そして、絶縁性レジストにより陽極部と陰極部に分離した後、この陰極部に二酸化マンガン層と重合部（図示せず）により導電性高分子の固体電解質層を形成し、さらに、この固体電解質層上にカーボン層形成部（図示せず）によりカーボン層を形成した後、このカーボン層上に銀ペースト塗布部（図示せず）により銀ペーストを塗布した状態のものである。
【００２６】
２は第１のノズル部、３は第２のノズル部であり、この第１のノズル部２と第２のノズル部３は上記フープ状の陽極体１を上下から挟み込むように夫々一対で対称に配設されている。４はフィルターであり、図示しない吸引用の動力源により、主に上記第１のノズル部２と第２のノズル部３の先端近傍を吸引するように作動するものである。
【００２７】
図２は上記図１に示した固体電解コンデンサの製造装置の第１のノズル部２を詳細に示した要部側面断面図であり、同図に示すように、フープ状の陽極体１に塗布された銀ペースト１ａにエアーを吹き付けることにより、銀ペースト１ａの厚みを薄く、かつ均一に調整するようにしているものである。
【００２８】
図３は上記図１に示した固体電解コンデンサの製造装置の第２のノズル部３を詳細に示した要部側面図であり、同図に示すように上記図２で説明したフープ状の陽極体１に塗布された銀ペースト１ａにエアーを吹き付けて銀ペースト１ａの厚みを調整した後、陽極体１の端部に堆積した銀ペースト１ａをエアーで吹き飛ばすようにしたものである。さらに、上記第１のノズル部２と第２のノズル部３の先端部近傍はフィルター４により吸引されているので、上記銀ペースト１ａの厚みの調整や堆積部の飛散に対してより効果的な作用をもたらすことができるものである。
【００２９】
なお、上記陽極体１に形成する二酸化マンガン層は、硫酸マンガン水溶液を含浸させて自然乾燥させた後、３００℃で熱分解処理を行うことにより形成することができるものである。
【００３０】
また、上記二酸化マンガン層の代わりに、導電性高分子等の導電性材料からなるプレコート層を形成して用いることもできるものである。
【００３１】
また、上記導電性高分子の固体電解質層は、複素環式モノマー（例えばピロール、チオフェン）を含む重合液中で外部電極から給電を行い、電解重合により形成するものであり、これにより、比較的短時間で特性の良い固体電解コンデンサを安定して得ることができるものである。
【００３２】
以下、具体的な実施の形態について説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
まず、エッチング処理により表面積を１２５倍に拡大（粗面化）したアルミニウム箔に絶縁性のレジストテープを貼り付けることにより陽極部と陰極部に分離し、有効面積が３．２mm×３．９mmになるようにした素子部を４mm間隔で連続して設けたフープ状の陽極体を、液温が７０℃、濃度が０．３ｗｔ％のリン酸二水素アンモニウム水溶液に浸漬して１２Ｖの直流電圧を２０分間印加することにより上記素子部の表面に陽極酸化皮膜を形成した。
【００３４】
次に、この陽極体を液温が２５℃、濃度が２０ｗｔ％の硝酸マンガン水溶液に３秒間浸漬して引き上げた後、表面に付着した過剰の硝酸マンガン水溶液をエアーにより吹き飛ばした。続いて、この陽極体を１分以内に２５０℃以上に上昇させ、３００℃で５分間熱分解することにより陽極体の表面に二酸化マンガン層を形成した。
【００３５】
次に、この陽極体を液温が７０℃、濃度が０．３ｗｔ％のリン酸二水素アルミニウム水溶液に浸漬して１０Ｖの直流電圧を１０分間印加して再化成を行った。続いて、陽極体に形成された二酸化マンガン層上に電解重合法によりポリピロール膜からなる導電性高分子の固体電解質層を形成した。
【００３６】
次に、この固体電解質層上に５ｗｔ％のカーボン粒子とアンモニアを添加してｐＨ１０からなる水溶液を含浸させ、１５０℃で乾燥してカーボン層を形成した。続いて、このカーボン層上に２５℃での５０ｒｐｍの動粘度を６．０Ｐａ・ｓに調整した銀ペーストを塗布し、このフープ状の陽極体を１ｍ／分の速度で搬送して上記図１〜図３に示した製造装置を用いて塗布された銀ペーストを所望の厚さに調整し、これを加熱乾燥することにより陰極導電体層を形成してコンデンサ素子を作製した。
【００３７】
なお、この時の同装置を用いた銀ペーストの厚さの調整は、第１のノズル部のエアー吹き出し口をフープ状の陽極体から２mm離れた位置に上下に配置するようにし、かつエアーの吹き出し方向を図４に示すようにフープ状の陽極体の搬送方向と交差する方向に対して１０度（θ）傾け、圧力を０．１ＭＰａとした。
【００３８】
また、第２のノズル部のエアー吹き出し口をフープ状の陽極体から３．５mm離れた位置に上下に配置するようにし、圧力を０．１ＭＰａとして余剰の銀ペーストを吹き飛ばすと共に、吹き飛ばされた銀ペーストをフィルターで回収した。
【００３９】
このようにして薄く均一に塗布された銀ペーストを加熱乾燥してコンデンサ素子を作製した後、このコンデンサ素子の陽極体と陰極導電体層に陽極端子と陰極端子を接続し、これを絶縁性の外装樹脂でモールドすることにより上記図５で示した構成の固体電解コンデンサを作製した（Ｄサイズ：７．３mm×４．３mm×２．８mm）。
【００４０】
（実施の形態２）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の圧力を０．０５ＭＰａ、第２のノズル部の圧力を０．０５ＭＰａに調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４１】
（実施の形態３）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の圧力を０．１０ＭＰａ、第２のノズル部の圧力を０．０５ＭＰａに調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４２】
（実施の形態４）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の圧力を０．１０ＭＰａ、第２のノズル部の圧力を０．１５ＭＰａに調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４３】
（実施の形態５）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の圧力を０．１５ＭＰａ、第２のノズル部の圧力を０．１０ＭＰａに調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４４】
（実施の形態６）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の圧力を０．１５ＭＰａ、第２のノズル部の圧力を０．１５ＭＰａに調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４５】
（実施の形態７）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の吹き付け角度（θ）を５度に調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４６】
（実施の形態８）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の吹き付け角度（θ）を１５度に調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４７】
（実施の形態９）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の吹き付け角度（θ）を２０度に調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４８】
（比較例１）
上記実施の形態１において、第１のノズル部と第２のノズル部の圧力を０にして銀ペーストを塗布し、陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４９】
（比較例２）
従来例で図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明したように、陽極体に塗布された銀ペーストをヘラ状の掻き取り板で掻き取って厚みを調整し、陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００５０】
このようにして作製した実施の形態１〜９と比較例１，２のコンデンサ素子の陰極部の厚みを測定した結果と、各コンデンサ素子を夫々４枚積層して固体電解コンデンサを作製してコンデンサの初期特性（容量、ＥＳＲ）を測定した結果を（表１）に示す。なお、測定は温度２５〜３０℃で行い、静電容量は１２０Ｈｚ、ＥＳＲは１００ｋＨｚで測定し、ｎ＝３０個の平均値を示した。
【００５１】
【表１】

【００５２】
この（表１）から明らかなように、本発明の実施の形態による固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の陰極部の厚みも薄く、かつ均一に形成されており、このため、このコンデンサ素子を複数枚積層して作製された固体電解コンデンサは各素子間の接触抵抗が低減し、比較例に比べてＥＳＲ特性が優れていることがわかる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、コンデンサ素子の陰極導電体層を形成する銀ペーストを塗布した後、この塗布された銀ペーストにエアーを吹き付けて厚みを調整することにより、薄くて均一な陰極導電体層を形成することができるため、接触抵抗を低減させ、薄くて体積効率の良い固体電解コンデンサを安定して得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造装置を示す要部斜視図
【図２】同製造装置の第１のノズル部を示す要部側面断面図
【図３】同製造装置の第２のノズル部を示す要部側面図
【図４】同製造装置の第１のノズル部を示す平面図
【図５】固体電解コンデンサの構成を示す一部切り欠き斜視図
【図６】（ａ）、（ｂ）従来の固体電解コンデンサの製造装置の構成を示す要部斜視図
【符号の説明】
１フープ状の陽極体
１ａ銀ペースト
２第１のノズル部
３第２のノズル部
４フィルター
５アルミニウム箔
６誘電体酸化皮膜
７二酸化マンガン層
８固体電解質層
９陰極層
１０絶縁性レジスト
１１陽極部
１２陰極部
１３コンデンサ素子
１４Ａ陽極端子
１４Ｂ陰極素子
１５外装樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manufacturing method and equipment of the solid electrolytic capacitor used in various electronic devices.
[0002]
[Prior art]
In recent years, due to the development of digital equipment, there is a strong demand for capacitors having low impedance and excellent high frequency characteristics even in the high frequency region. In response to such market demands, electrolytes using solid electrolytes such as manganese dioxide, polypyrrole, and polythiophene have been developed and commercialized.
[0003]
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing the structure of this type of solid electrolytic capacitor. In FIG. 5, reference numeral 13 denotes a capacitor element. This capacitor element 13 etches the aluminum foil 5 which is a valve metal. After the surface is roughened by this, the dielectric oxide film 6 is formed on the surface by chemical conversion treatment, and is punched into a desired shape.
[0004]
After being separated into an anode portion 11 and a cathode portion 12 by an insulating resist 10, a manganese dioxide layer 7 and a solid electrolyte layer 8 of a conductive polymer such as polypyrrole, polythiophene, and polyaniline are formed on the cathode portion 12. Thereafter, a capacitor layer 13 is formed by providing a cathode layer 9 made of a carbon layer and a conductive layer of silver paste on the solid electrolyte layer 8.
[0005]
Then, the capacitor element 13 configured as described above is singly or laminated, and the anode terminal 14A and the cathode terminal 14B are connected to the anode part 11 and the cathode part 12 of the capacitor element 13, respectively. A solid electrolytic capacitor is formed by covering the capacitor element 13 with an insulating exterior resin 15 such that a part of the cathode terminal 14B is exposed to the outside.
[0006]
The solid electrolytic capacitor configured as described above has a characteristic that the specific resistance of the solid electrolyte layer 8 is remarkably low. Therefore, the equivalent series resistance (hereinafter referred to as ESR) characteristic of the solid electrolytic capacitor can be reduced.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the solid electrolytic capacitor having the above structure, when the cathode layer 9 is formed using the carbon layer and the silver paste as the conductor layer, the viscosity of the silver paste is high, and the film thickness is uneven in the method of immersion or coating. It is difficult to form a thin and uniform conductor layer because it may occur or an unformed portion of the conductor layer may occur.
[0008]
In order to solve such a problem, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), a pair of elastic spatula scraping plates 16A and 16B are provided to face each other, and the space between them is silver. By passing the hoop-shaped anode body 17 coated with the paste 17a, the silver paste 17a applied on the fixed electrolyte layer of the anode body 17 is forcibly scraped off at the tip portions of the scraping plates 16a and 16b. However, since the thickness of the silver paste 17a is adjusted by the elasticity of the scraping plates 16a and 16b, it is difficult to uniformly reduce the thickness of the silver paste 17a. The silver paste 17a, which must be removed frequently in order to deposit on the scraped portion and is not sufficiently scraped as shown in FIG. It was those having a major challenge in terms of quality and productivity since benefit.
[0009]
Therefore, in the solid electrolytic capacitor having the cathode layer 9 made of the silver paste 17a having the non-uniform thickness, many products having poor ESR characteristics are generated due to an increase in contact resistance between the cathode terminal 14B and the cathode layer 9. , Which had the problem of deteriorating product yield.
[0010]
Further, since it is difficult to reduce the thickness of the conductor layer, the thickness of the cathode layer 9 is likely to be increased. For this reason, the volume of the capacitor element 13 increases and the capacity per volume decreases. It was.
[0011]
The present invention solves such conventional problems, by forming a conductive layer of the cathode layer thinly and uniformly, the solid electrolytic capacitor capacity per ESR characteristics and volume excellent manufacturing method and manufacturing equipment It is intended to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present invention, in particular, after applying and drying a carbon paste on the solid electrolyte layer of the anode body, applying a silver paste on this carbon paste, Subsequently, air is blown onto the applied silver paste at an angle inclined by 5 to 15 degrees upstream in the transport direction with respect to the direction intersecting the transport direction of the hoop-shaped anode body provided continuously at a predetermined interval. The excess silver paste is deposited on the end of the anode body that is the end of the air flow direction, and air is blown and scattered on the excess silver paste, so that the silver paste has a desired thickness. This is a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in which a cathode layer is formed by drying after adjustment, and a thin and uniform conductor layer can be formed by this method. It becomes so that, the action and effect that it is possible to obtain a solid electrolytic capacitor capacity per ESR characteristics and volume excellent can be obtained.
[0013]
In particular, when adjusting the film thickness of the silver paste to a desired thickness by blowing air, by blowing air the excess silver paste deposited on the end of the anode body that is the end in the air flow direction The effect of scattering the excess silver paste and reducing the volume of the capacitor element can be obtained by the scattered method.
[0014]
In particular, the excess silver paste deposited on the end of the anode body that is scattered by blowing air is sucked with air, so that the excess silver paste is surely eliminated and the volume of the capacitor element is reduced. The effect that it can be obtained is obtained.
[0015]
In particular, the pressure of the air blown to adjust the film thickness of the silver paste to a desired thickness is set to 0.05 to 0.15 MPa, and the film thickness of the silver paste is adjusted by this pressure adjustment. Thus, an effect that a thin and uniform conductor layer can be formed is obtained.
[0016]
Further, in the invention described in claim 1, in particular, as a silver paste, a method of kinematic viscosity of 50rpm is Ru used as a 5.0~7.0Pa · s at 25 ° C., uniformly conductive in more thinly The effect that a body layer can be formed is obtained.
[0017]
In particular, the invention described in claim 2 is a supply unit for supplying a hoop-shaped anode body, a conversion unit for forming a dielectric oxide film layer on the surface of the anode body, and a solid on the dielectric oxide film layer. In a solid electrolytic capacitor manufacturing apparatus having a polymerization portion for forming an electrolyte layer and a cathode forming portion for forming a cathode layer made of carbon and silver paint on the solid electrolyte layer, the cathode forming portion is a solid electrolyte having an anode body. In order to adjust the film thickness of the silver paste to a desired thickness, a carbon layer forming part for applying the carbon paste on the layer and drying it, a silver paste applying part for applying the silver paste on the carbon layer, end of the conveying direction and against the direction crossing blowing air at an oblique angle 5-15 degrees to the upstream side in the transport direction, the anode body that terminates in the air flow direction of the anode body to the applied silver paste Part A first nozzle part for depositing surplus silver paste, a second nozzle part provided downstream of the first nozzle part for blowing air for scattering the surplus silver paste deposited, and the silver paste This is an apparatus for manufacturing a solid electrolytic capacitor constituted by a drying section to be dried. With this configuration, a thin and uniform conductor layer can be stably formed, and ESR characteristics and capacity per volume can be obtained. The effect of being able to obtain a solid electrolytic capacitor excellent in the above can be obtained.
[0018]
In particular, a second nozzle portion for blowing air for scattering excess silver paste deposited on the end of the anode body by air blown through the first nozzle portion is provided downstream of the first nozzle portion. With the configuration provided in the above, an effect is obtained that a surplus silver paste deposited on the end of the anode body can be surely scattered to obtain a solid electrolytic capacitor having an excellent capacity per volume.
[0019]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2 , in particular, in which the first nozzle part and the second nozzle part are provided in pairs on the front and back surfaces of the anode body, respectively. Thus, the operational effect that the operational effect obtained by the invention of claim 2 can be obtained more efficiently can be obtained.
[0020]
In particular, with the configuration in which the distance between the first nozzle part and the anode body is set to 1.5 to 3.0 mm, the effect obtained by the invention according to

claim

2 can be obtained more efficiently. The effect is obtained.
[0021]
In particular, surplus silver paste deposited on the end portion of the anode body obtained by the invention according to

claim

2 with a configuration in which the distance between the second nozzle portion and the anode body is 3.0 to 5.0 mm. The effect of being able to more efficiently obtain the effect of reliably scattering water is obtained.
[0022]
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2 , in particular, the excess silver paste deposited on the end of the anode body scattered by the air sprayed through the second nozzle part is air. A surplus silver paste that is provided at the end of the anode body obtained by forcibly sucking the surplus silver paste by the structure according to claim 2 by providing a suction part for sucking. The effect of being able to more efficiently obtain the effect of reliably scattering water is obtained.
[0023]
Further, the silver paste constituting the cathode layer of the solid electrolytic capacitor obtained by the manufacturing method according to claim 1 has a thickness of 10 to 25 μm on the same surface after drying, thereby providing a thin and uniform conductive layer. The effect that a solid electrolytic capacitor having a body layer and having excellent ESR characteristics and capacity per volume can be provided.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of an apparatus for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present invention. FIGS. 2 and 3 are a side sectional view and a side view of the main part of the same device. In FIG. A hoop-shaped anode body conveyed at a constant speed in the direction of the arrow. This anode body 1 is roughened by etching a hoop-shaped aluminum foil supplied from a supply unit (not shown), By performing a chemical conversion treatment at a chemical conversion portion (not shown), a dielectric oxide film is formed on the surface and punched into a desired shape. Then, after the anode part and the cathode part are separated by an insulating resist, a solid electrolyte layer of a conductive polymer is formed on the cathode part by a manganese dioxide layer and a polymerization part (not shown), and the solid electrolyte layer A carbon layer is formed on a carbon layer forming part (not shown) on the top, and then a silver paste is applied on the carbon layer by a silver paste applying part (not shown).
[0026]
Reference numeral 2 denotes a first nozzle portion, and 3 denotes a second nozzle portion. The first nozzle portion 2 and the second nozzle portion 3 are symmetrical with each other so as to sandwich the hoop-like anode body 1 from above and below. It is arranged. Reference numeral 4 denotes a filter which operates so as to suck mainly the vicinity of the tips of the first nozzle portion 2 and the second nozzle portion 3 by a suction power source (not shown).
[0027]
FIG. 2 is a side cross-sectional view showing the details of the first nozzle part 2 of the solid electrolytic capacitor manufacturing apparatus shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 2, the hoop-like anode body 1 is coated. By blowing air onto the silver paste 1a, the thickness of the silver paste 1a is adjusted to be thin and uniform.
[0028]
FIG. 3 is a side view showing the details of the second nozzle part 3 of the solid electrolytic capacitor manufacturing apparatus shown in FIG. 1, and the hoop-like anode described in FIG. 2 as shown in FIG. After the air is blown onto the silver paste 1a applied to the body 1 to adjust the thickness of the silver paste 1a, the silver paste 1a deposited on the end of the anode body 1 is blown off with air. Furthermore, since the vicinity of the tip of the first nozzle portion 2 and the second nozzle portion 3 is sucked by the filter 4, it is more effective for adjusting the thickness of the silver paste 1a and scattering of the deposited portion. It can bring about an effect.
[0029]
In addition, the manganese dioxide layer formed on the anode body 1 can be formed by impregnating a manganese sulfate aqueous solution and naturally drying, and then performing a thermal decomposition treatment at 300 ° C.
[0030]
Further, instead of the manganese dioxide layer, a precoat layer made of a conductive material such as a conductive polymer can be formed and used.
[0031]
In addition, the solid electrolyte layer of the conductive polymer is formed by electrolytic polymerization by feeding power from an external electrode in a polymerization solution containing a heterocyclic monomer (for example, pyrrole or thiophene). A solid electrolytic capacitor having good characteristics can be stably obtained in a short time.
[0032]
Hereinafter, specific embodiments will be described.
[0033]
(Embodiment 1)
First, an insulating resist tape is applied to an aluminum foil whose surface area has been enlarged (roughened) by 125 times by etching, thereby separating the anode part and the cathode part into an effective area of 3.2 mm × 3.9 mm. A hoop-like anode body in which the element portions thus formed are continuously provided at intervals of 4 mm is immersed in an aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate having a liquid temperature of 70 ° C. and a concentration of 0.3 wt%, and a DC voltage of 12 V is applied. By applying for 20 minutes, an anodized film was formed on the surface of the element portion.
[0034]
Next, this anode body was dipped in a manganese nitrate aqueous solution having a liquid temperature of 25 ° C. and a concentration of 20 wt% for 3 seconds and then pulled up, and then the excess manganese nitrate aqueous solution adhering to the surface was blown off with air. Subsequently, this anode body was raised to 250 ° C. or higher within 1 minute and thermally decomposed at 300 ° C. for 5 minutes to form a manganese dioxide layer on the surface of the anode body.
[0035]
Next, this anode body was immersed in an aqueous solution of aluminum dihydrogen phosphate having a liquid temperature of 70 ° C. and a concentration of 0.3 wt%, and a 10 V DC voltage was applied for 10 minutes for re-chemical conversion. Subsequently, a conductive polymer solid electrolyte layer made of a polypyrrole film was formed by electrolytic polymerization on the manganese dioxide layer formed on the anode body.
[0036]
Next, 5 wt% carbon particles and ammonia were added onto this solid electrolyte layer to impregnate an aqueous solution having a pH of 10 and dried at 150 ° C. to form a carbon layer. Subsequently, a silver paste in which the kinematic viscosity at 50 rpm at 25 ° C. was adjusted to 6.0 Pa · s was applied onto the carbon layer, and the hoop-shaped anode body was conveyed at a speed of 1 m / min to transfer the above FIG. The silver paste applied using the manufacturing apparatus shown in FIG. 3 was adjusted to a desired thickness, and this was heated and dried to form a cathode conductor layer to produce a capacitor element.
[0037]
In addition, the adjustment of the thickness of the silver paste using the same apparatus at this time is such that the air outlet of the first nozzle portion is arranged vertically at a position 2 mm away from the hoop-like anode body, and the air As shown in FIG. 4, the blowing direction was tilted by 10 degrees (θ) with respect to the direction intersecting the conveying direction of the hoop-shaped anode body, and the pressure was set to 0.1 MPa.
[0038]
In addition, the air outlets of the second nozzle part are arranged vertically at a position 3.5 mm away from the hoop-shaped anode body, the pressure is set to 0.1 MPa, the excess silver paste is blown off, and the blown silver is blown off The paste was collected with a filter.
[0039]
After the silver paste applied thinly and uniformly in this way is heated and dried to produce a capacitor element, the anode terminal and the cathode terminal are connected to the anode body and cathode conductor layer of this capacitor element, and this is insulated. A solid electrolytic capacitor having the structure shown in FIG. 5 was produced by molding with an exterior resin (D size: 7.3 mm × 4.3 mm × 2.8 mm).
[0040]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the cathode conductor layer is adjusted by adjusting the thickness of the silver paste applied by adjusting the pressure of the first nozzle part to 0.05 MPa and the pressure of the second nozzle part to 0.05 MPa. A solid electrolytic capacitor was fabricated in the same manner as in the first embodiment except that was formed.
[0041]
(Embodiment 3)
In the first embodiment, the cathode conductor layer is adjusted by adjusting the thickness of the silver paste applied by adjusting the pressure of the first nozzle part to 0.10 MPa and the pressure of the second nozzle part to 0.05 MPa. A solid electrolytic capacitor was fabricated in the same manner as in the first embodiment except that was formed.
[0042]
(Embodiment 4)
In the first embodiment, the cathode conductor layer is adjusted by adjusting the thickness of the silver paste applied by adjusting the pressure of the first nozzle part to 0.10 MPa and the pressure of the second nozzle part to 0.15 MPa. A solid electrolytic capacitor was fabricated in the same manner as in the first embodiment except that was formed.
[0043]
(Embodiment 5)
In the first embodiment, the cathode conductor layer is adjusted by adjusting the thickness of the silver paste applied by adjusting the pressure of the first nozzle portion to 0.15 MPa and the pressure of the second nozzle portion to 0.10 MPa. A solid electrolytic capacitor was fabricated in the same manner as in the first embodiment except that was formed.
[0044]
(Embodiment 6)
In the first embodiment, the cathode conductor layer is adjusted by adjusting the thickness of the silver paste applied by adjusting the pressure of the first nozzle portion to 0.15 MPa and the pressure of the second nozzle portion to 0.15 MPa. A solid electrolytic capacitor was fabricated in the same manner as in the first embodiment except that was formed.
[0045]
(Embodiment 7)
Embodiment 1 in Embodiment 1 except that the cathode conductor layer is formed by adjusting the spray angle (θ) of the first nozzle portion to 5 degrees and adjusting the thickness of the applied silver paste. A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as described above.
[0046]
(Embodiment 8)
Embodiment 1 in Embodiment 1 except that the cathode conductor layer is formed by adjusting the spray angle (θ) of the first nozzle portion to 15 degrees and adjusting the thickness of the applied silver paste. A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as described above.
[0047]
(Embodiment 9)
Embodiment 1 in Embodiment 1 except that the cathode conductor layer is formed by adjusting the spray angle (θ) of the first nozzle portion to 20 degrees and adjusting the thickness of the applied silver paste. A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as described above.
[0048]
(Comparative Example 1)
In the first embodiment, a solid electrolytic capacitor is obtained in the same manner as in the first embodiment except that the silver paste is applied by setting the pressure of the first nozzle portion and the second nozzle portion to 0 to form the cathode conductor layer. Was made.
[0049]
(Comparative Example 2)
As described with reference to FIGS. 6A and 6B in the conventional example, the silver paste applied to the anode body is scraped with a spatula scraping plate to adjust the thickness, thereby forming a cathode conductor layer. A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Embodiment 1 except that.
[0050]
As a result of measuring the thickness of the cathode part of the capacitor elements of Embodiments 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 manufactured in this way, and stacking each four capacitor elements, a solid electrolytic capacitor was manufactured. The results of measuring initial characteristics (capacity, ESR) are shown in Table 1. The measurement was performed at a temperature of 25 to 30 ° C., the capacitance was measured at 120 Hz, the ESR was measured at 100 kHz, and an average value of n = 30 was shown.
[0051]
[Table 1]

[0052]
As is clear from this (Table 1), the solid electrolytic capacitor according to the embodiment of the present invention has a thin and uniform cathode portion of the capacitor element. For this reason, a plurality of capacitor elements are provided. It can be seen that the solid electrolytic capacitor produced by stacking has a reduced contact resistance between the respective elements, and is superior in ESR characteristics as compared with the comparative example.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, after applying the silver paste for forming the cathode conductor layer of the capacitor element, the thickness is adjusted by blowing air to the applied silver paste, thereby making it thin and uniform. Since the cathode conductor layer can be formed, the contact resistance can be reduced, and a thin and volume efficient solid electrolytic capacitor can be stably obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a manufacturing apparatus for a solid electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side sectional view showing a main part of a first nozzle part of the manufacturing apparatus. FIG. 4 is a plan view showing a first nozzle portion of the same manufacturing apparatus. FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing a configuration of a solid electrolytic capacitor. (A), (b) Perspective view of the main part showing the configuration of a conventional solid electrolytic capacitor manufacturing apparatus
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hoop-shaped anode body 1a Silver paste 2 1st nozzle part 3 2nd nozzle part 4 Filter 5 Aluminum foil 6 Dielectric oxide film 7 Manganese dioxide layer 8 Solid electrolyte layer 9 Cathode layer 10 Insulating resist 11 Anode part 12 Cathode part 13 Capacitor element 14A Anode terminal 14B Cathode element 15 Exterior resin

Claims

A porous anode body made of a valve metal is formed into a hoop shape continuously provided at a predetermined interval, and a dielectric oxide film layer is formed on the surface of the anode body, followed by a solid on the dielectric oxide film layer. In the method of manufacturing a solid electrolytic capacitor, in which a cathode layer made of carbon and silver paint is formed on the solid electrolyte layer after forming the electrolyte layer, and the capacitor layer is manufactured, the cathode layer is formed as a solid electrolyte layer of an anode body. after drying by applying a carbon paste on the silver paste was coated on the carbon paste followed by this coating silver paste, the transport direction with respect to a direction intersecting the transport direction of the hoop-shaped anode body Ginpe to the upstream side blowing air at 5 to 15 ° oblique angle, to deposit excess silver paste to the ends of the anode body that terminates in the air flow direction, further the excess By scattering blowing air to strike, after adjusting the thickness of the silver paste to a desired thickness, a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor forming a cathode layer by drying.

A supply unit for supplying a hoop-shaped anode body, a conversion unit for forming a dielectric oxide film layer on the surface of the anode body, a polymerization unit for forming a solid electrolyte layer on the dielectric oxide film layer, and the solid In a solid electrolytic capacitor manufacturing apparatus having a cathode forming part for forming a cathode layer made of carbon and silver paint on an electrolyte layer, the cathode forming part applies a carbon paste on the solid electrolyte layer of the anode body. The carbon layer forming part to be dried, the silver paste applying part for applying the silver paste on the carbon layer, and the transport of the anode body to the silver paste applied to adjust the film thickness of the silver paste to a desired thickness blowing air at an angle inclined 5-15 degrees with respect to the direction toward the upstream side in the transport direction intersecting the direction to deposit excess silver paste to the ends of the anode body that terminates in the air flow direction first A solid electrolytic capacitor comprising a nozzle portion, a second nozzle portion that is provided downstream of the first nozzle portion and blows air for scattering the excess silver paste, and a drying portion that dries the silver paste. Manufacturing equipment.

The manufacturing apparatus of the solid electrolytic capacitor of Claim 2 which provided the 1st nozzle part and the 2nd nozzle part in the front and back surfaces of the anode body in pairs, respectively.

The manufacturing of the solid electrolytic capacitor according to claim 2 , further comprising a suction portion for sucking excess silver paste deposited on the end of the anode body scattered by the air blown through the second nozzle portion. apparatus.