JPH01171223A - 積層型固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複素環式化合物のポリマーを固体寛解質とする
積層型固体電解コンデンサの製造方法に関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来固体電解コンデンサとしては、二酸化マンガン（Ｍ
　ｎ　Ｏ！　）を固体電解質とするもの及び７．７，８
．Ｂ−テトラシアノジメタン（ＴＣＮＱ）塩等の有機半
導体を固体電解質として用いた固体電解コンデンサがあ
る。

しかしながら、上記二酸化マンガン（Ｍ　ｎ　Ｏ３）を
固体電解質とした固体電解コンデンサは、金属体の誘電
体酸化皮膜上に二酸化マンガン（Ｍｎ　Ｏ，）層を形成
する工程が非常に繁雑でコスト高となるという欠点があ
り、また、二酸化マンガン（Ｍ　ｎ　Ｏ＊　）層を硝酸
マンガンの熱分解によって 形成する際、酸化皮膜層が損傷を受けること、再化成化
により酸化皮膜層の修復を行なっても二酸化マンガン（
Ｍ　ｎ　Ｏ、）層により酸化皮膜層の修復性が乏しいと
いう問題点がある。更に、二酸化マンガン（Ｍ　ｎ　Ｏ
、）の導電度が小さいため固体電解コンデンサの比抵抗
、即ちＥＳＲが大きくなるという欠点がある。

また、７，７．Ｂ、８−テトラシアノジメタン（ＴＣＮ
Ｑ）塩等の有機半導体を固体電解質として用いた固体電
解コンデンサは、ＴＣＮＱ塩の場合加熱融解した状態で
保持すると、非常に短時間（約１０秒程度）で絶縁化反
応が生じ、冷却固化したとき半導体ではなく絶縁物とな
ってしまうという問題があり、製造工程の管理が難しく
、量産が困難であるという問題もあった。

そこで本出願人は先に上記欠点のない新しいタイプの複
素環式化合物のポリマーを固体電解質とする固体電解コ
ンデンサを開発し出願している（例えば特開昭６１−２
３１５号公報）。また、このような複素環式化合物のポ
リマーを固体電解質とするコンデンサ素板を複数枚積層
した構造の積層型固体電解コンデンサも開発し出願して
いる（例えば特願昭６２−７３７４１号）。

〔発明が解決しようと吉る問題点〕 上記積層型固体電解コンデンサを製造する際、従来は第
５図に示すように、アルミニウム板のように誘電体酸化
皮膜を形成できる金属基板１１の所定部分にレジスト層
１２を形成し、該レジスト層１２により区分された金属
基板１１の一方の部分１３に誘電体酸化皮膜層と複素環
式化合物のボリマー層及び導電体層を順次形成してなる
コンデンサ素板１０を複数枚（図では４枚）積層し、銀
ペースト等の導電性ペースト１５で固着しくなお、この
時陰極リード端子１６゛も導電性ペースト１５で固着す
る）、次に金属基板１１のレジスト層１２で区分された
他方の部分１４に陽極リード端子１７を載置すると共に
矢印Ａ方向の力を加え電気溶接で金属基板１１の部分１
４及び陽極リード端子１７を溶着している。

しかしながら上記コンデンサ素板１０の積層工程におい
て、金属基板１１のレジスト層１２で区分された他方の
部分１４及び陽極リード端子１７を電気溶接で溶着する
際、レジスト層１２で区分され誘電体酸化皮膜層、複素
環式化合物のポリマー層及び導電体層が順次形成された
コンデンサを形成する部分１３に電圧が印加され電流が
流れ、誘電体酸化皮膜層が破壊され、コンデンサの漏洩
電流が増加するという欠点があった。また、金属基板１
１の表面に酸化アルミニウム等の酸化物が形成きれてい
るため電気溶接で溶着する際その積層枚数に制限がある
という問題もあった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので上記問題点を
除去し、コンデンサ素板の積層工程で漏洩電流増加して
不良率が増加することなく、且つ低ＥＳＲの積層型固体
電解コンデンサの製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本出願の第１の発明は下記の
手段で積層型固体電解コンデンサを製造することを特徴
とする。

■誘電体酸化皮膜を形成できる金属基板の所定部分にレ
ジスト層を形成し、該レジスト層により区分された該金
属基板の一方の部分に誘電体酸化皮膜層、複素環式化合
物のポリマー層及び導電体層を順次形成してコンデンサ
素板を製造する手段、 該コンデンサ素板を前記レジスト層で区分された一方の
部分と他方の部分とを互いに対応させると共に該一方の
部分の間に絶縁板を介在させて積み重ねた後、該他方の
部分の金属基板の積み重ね部に端子用金属片を載置して
電気溶接で溶着する手段、 該金属基板部分の溶接後前記絶縁板を除去し該積層され
たコンデンサ素板のレジスト層で区分された一方の部分
の導電体層形成部間を銀ペースト等の導電性ペーストを
介在させて加圧一体層する手段、積層体のコンデンサ素
板の前記レジスト層で区分された一方の部分の導電体層
形成部の積層部に端子用金属片を銀ペースト等の導電性
ペーストでとり付ける手段。

本出願の第２の発明は下記の手段で積層型固体電解コン
デンサを製造することを特徴とする。

■誘電体酸化皮膜を形成できる金属基板の所定部分にレ
ジスト層を形成し、該レジスト層により区分された該金
属基板の一方の部分に誘電体酸化皮膜層、複素環式化合
物のポリマー層及び導電体層を順次形成してコンデンサ
素板を製造する手段、 該コンデンサ素板を前記レジスト層で区分された一方の
部分と他方の部分とを互いに対応させると共に該一方の
部分の間に絶縁板を介在させて積層させた後他方の部分
の積層金属基板部の片面又は両面に銅又は錫或いは銅又
は錫メッキを施したハンダ付は可能かまたは導電ペース
トとの接触抵抗値の小きい表面を有し、且つ金属基板と
溶接可能か又は溶接可能な表面を有する導電体板を合わ
せ、該導電体板と積層金属基板部を溶接する手段、 金属基板部分の溶着後前記絶縁板を除去し、該積層され
たコンデンサ素板の導電住居形成部分間に銀ペースト等
の導電性ペーストを介在させて加圧一体層する手段、 上記手段により形成された積層コンデンサ素板を導電体
層形成部精層部と金属基板部積后部を対応させて複数個
積み重ね、導電体層形成部積層部間に銀ペースト等の導
電ペーストを介在させて加圧一体層すると共に金属基板
部積属部間を銀ペースト等の導電ペーストを介在させ加
圧一体層するか或いはハンダ付けで一体化する手段、前
記積層コンデンサ素板を積層してなる積層体の導電体層
形成部の積層部及び金属基板部の積】にリード型端子或
いはチップ型端子等の金属端子を取り付けること手段。

〔作用〕

上記■に示す方法では、導電体層形成部分間に絶縁板を
介在させて積層した後金属基板部分を電気溶接等で溶接
するから、この電気溶接に際してコンデンサ素板の誘電
体酸化皮膜等に電気溶接による電流が流れることがなく
、誘電体酸化皮膜の破壊による漏洩電流の増加がない。

また、金属基板部分に端子を直接溶接するから接触抵抗
値小きく、低ＥＳＲの小きい積層型固体電解コンデンサ
となる。

上記■の方法では、上記■の方法で製造されたコンデン
サ素板の積層体を複数個積層する方法であるから、誘電
体酸化皮膜等の破壊による漏洩電流の増加がなく、且つ
コンデン素板の積層数に制限がないから、大容量の積層
型固体電解コンデンサが製造が可能となる。また、金属
基板の積層部に接触抵抗値の小さい導電体板を溶接し、
該導電体板に端子を取り付けるから接触抵抗値の小さく
、低ＥＳＲの小さい積層型固体電解コンデンサとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

先ずは始めに積層型固体電解コンデンサを構成するコン
デンサ素板の製造方法及びその構造を説明する。

ｆｔｆＪ２図はコンデンサ素板１０の製造工程を示す図
であり、図示するように表面に誘電体酸化皮膜が形成で
きる金属板１００の側部にコンデンサの金属基板１１と
なる矩形状の突起部１０１が形成され、該突起部１０１
の所定部分の全周囲に帯状のレジスト層１２を形成し、
該突起部１０１を一方の部分１３と他方の部分１４に区
分する。

金属板１００としてはアルミニウム、タンタル、チタン
、ニオブなどの誘電体酸化皮膜が形成できる金属であれ
ばよく、本実施例ではアルミニウムエツチド箔を用いる
。

前記レジスト層１２で区分された一方の部分１３の表面
には第３図（ｂ）に示すように誘電体酸化皮膜層として
酸化アルミニウム（ＡＬｏｓ）層２１、電解質となる複
素環式化合物のポリマー層としてピロールのポリマー層
２２、端子取り出し用の導電体層としてグラファイト層
２３及び銀ペースト層２４をを順次形成する。

上記酸化アルミニウム（Ａｌ１．Ｏ，）Ｊｔｉ２１、ピ
ロールのポリマー層２２、グラファイト層２３及び銀ペ
ースト層２４の形成は上記特願昭６２−７３７４１号の
明細書に詳細に開示しているのでここでは省略する。ま
た、ポリマー層２２はピロールに限定きれるものではな
く、フラン或いはチオフェン等の複素環式化合物のポリ
マー層でもよい。

突起部１０１のレジスト層１２で区分された一方の部分
１３に酸化アルミニウム（Ａｌ１．Ｏ，）層２１、ピロ
ールのポリマー層２２、グラファイト層２３を形成した
後、突起部１０１を第２図のＢ−Ｂ線上で切断して金属
板１００から分離すると、第３図（ａ）に示すコンデン
サ素板１０が完成する。なお、第３図（ｂ）は該コンデ
ンサ素板１０の断面図である。

第１図は（ａ）〜（Ｃ）本発明に係る積層型固体電解コ
ンデンサの製造工程を示す図で、上記のようにして製造
されたコンデンサ素板１０を第１図（ａ）のようにレジ
スト層１２で区分された一方の部分１３と他方の部分１
４の部分が互いに対応するように、一方の部分１３に形
成された銀ペースト層２４と銀ペーストＮ２４（第３図
（ｂ）参照）との間に絶縁板２５を介在きせて加圧一体
層して積層する。

次に、金属基板１１のレジスト層１２で区分された他方
の部分１４の部分の積層部にリード端子１７となる金属
片を載置し、第１図（ｂ）の矢印Ｃ方向に力を加え、ス
ポット溶接でリード端子１７及び金属基板１１の積層部
分を溶着した後、絶縁板２５をコンデンサ素板１０とコ
ンデンサ素板１０の間から抜き取りる。なお、上記溶接
は超音波溶接、シーマ−溶接等の他の溶接でもよい。

その後第１図（Ｃ）に示すようにコンデンサ素板１０の
一方の部分１３の銀ペースト層２４と銀、　　保 ペースト層２４との間に銀ヘース２６を介在させて高温
下で加圧一体層し、コンデンサ素板１０の一方の部分１
３部分を互いに固着する。また、この際銀ペーノイ６介
在させることなく、コンデンサ素板１０の一方の部分１
３に形成された半乾燥の状態の銀ペースト層２４をで高
温下で加圧一体れにより積層型固体電解コンデンサが完
成する。

上記の如く積層型固体寛解コンデンサを製造することに
より、コンデンサ素板１０とコンデンサ素板１０の間に
絶縁板２５が介在しているので、金属基板１１のレジス
ト層１２で区分された他方の部分１４を溶接する際、一
方の部分１３部分の酸化アルミニウム（Ａｊ２．Ｏ，）
層２１、ピロールのポリマー層２２、グラファイト層２
３及び銀ペースト層２４を通して電流が流れることがな
く、酸化アルミニウム（１２＊ｏｓ）層２１が破壊きれ
ることがなく、漏洩電流増による不良率が増加すること
がない。

また、リード端子１７は金属基板１１の積層部分と直接
溶接できる金属片を用いるのでこのリード端子１７と金
属基板１１の積層部の接触抵抗値が小さくなるから、低
ＥＳＲの小さい積層型固体電解コンデンサとなる。

第４図は、本発明に係る他の方法で製造された積層型固
体電解コンデンサの積層構造を示す図であり。

本実施例では、第１図に示す製造方法で製造きれた積層
コンデンサ素板４０を複数個積層した構造で、該積層体
にリード型端子３０．３１を取インた構造である。即ち
、コンデンサ素板１０のレジスト層１２穆で区分された
一方の部分１３の間に絶縁板を介在させて積層し、他方
の部分１４の金属基板１１の積層部の両面に該金属基板
１１と異種の金属の金属板３４及び３５を合わせスポッ
ト溶接で溶着した後、前記絶縁板を除去し、一方の部分
１３を導電性ペーストで固着してなる積層コンデンサ素
板４０を複数個積層した構造である。

該積層コンデンサ素板４０の積層には、レジスト層１２
で区分された一方の部分１３の部分を銀ペースト等の導
電性ペーストで固着し、レジスト層１２で区分きれた他
方の部分１４の積層金属基板１１に溶接した金属板３４
と金属板３５との間を銀ペースト３６を介在させて加圧
一体層して接合する。なお、金属板３４と金属板３５と
の間の接合はハンダ接合でもよい。

第４図に示す如くコンデンサ素板の積層体を複数個積層
することによる利点は、第１図に示すようにコンデンサ
素板１０と１０の間に絶縁板２５を介在させて、レジス
ト層１２で区分された金属基板１１の積層部を電気溶接
で溶着するには、その積層枚数に制限があ暴り（通常４
乃至５枚程度）大容量の固体電解コンデンサかえられな
いという問題があるが上記のように構成することにより
、大容量の積層型固体電解コンデンサが容易に得られる
。

なお、上記実施例では積層コンデンサ素板４０の金属基
板１１の積層部の両面に金属板３４及び金属板３５を設
けた例を示したが、この金属板は片面のみに設けてもよ
い。

また、積層コンデンサ素板４０の金属基板１１の積層部
を直接銀ペーストで接続せず、金属基板１１の積層部の
両面に金属板３４及び３５を溶接し、該金属板３４と３
５との間を銀ペースト３６で高温加圧硬化させて一体化
すると共にリード端子３１を該金属板３４と３５に銀ペ
ースト３６で固着するようにしたのは、金属基板１１の
積層部に直接銀ペーストを塗布し、高温加圧硬化させた
場合、金属基板１１の表面に自然酸化皮膜を形成し易く
、且つこの形成された自然酸化皮膜の性質が絶縁性であ
るため接触抵抗値が高く、コンデンサ性能の低下即ちＥ
ＳＲが大きくなるためこれをさけるための手段である。

第６図は各種金属箔７１に銀ペースト７２でリード端子
Ｔ　、、　Ｔ　ｔを取り付けた状態を示す図であり、図
示するように、幅１０ｍｍの金属箔７１に端子間隔１０
１Ｔｆｆｎで０．５φのＣＰ線のリード端子Ｔ、、Ｔ、
を銀ペースト７２で取り付け、リード端子Ｔ、、Ｔ、端
子間の接触抵抗を金属箔７１をアルミニウムＡＮ、銅Ｃ
ｕ、錫Ｓｎと換え測定した結果を第７図に示す。

第７図に示すように金属ｆｉ７１としてアルミニウムＡ
ｌ箔を用いた場合は端子Ｔｒ　　Ｔｘ間の接触抵抗値は
２０００ｍΩ、銅Ｃｕ箔の場合は３０ｍΩ、錫Ｓｎ箔の
場合は３５ｍΩとなる。この結果からも分かるようにコ
ンデンサ素板の金属基板１１としてアルミニウムＡｌ箔
を用い、該金属基板１１に直接銀ペーストで直接リード
端子を取り付けると接触抵抗値が大きく、コンデンサ性
能が低下することが分かる。従って第４図に示す積層型
固体電解コンデンサにあっては、金属基板１１の積層部
に溶接する金属板３４と３５は銅Ｃｕ或いはＳｎ等の銀
ペーストとの接触抵抗値の小さい金属を使用するとコン
デンサ性能を低下きせることがない。

なお、金属板３４と３５はハンダ付は或いは導電性ペー
ストとの接触抵抗値の小さいものであれば、金属に限定
されるものではなく、即ち自然酸化被膜が導体に近い材
質であれば金属以外の例えば有機半導体等材質でもよい
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、下記のような優れ
た効果が得られる。

■導電体層形成部分間に絶縁板を介在させて積層した後
金属基板部分を電気溶接で溶着し、その後絶縁板を除去
し導電ペーストで固着してコンデンサ素板を積層するか
ら、この電気溶接に際してコンデンサ素板の誘電体酸化
皮膜等に電気溶接による電流が流れることがなく、誘電
体酸化皮膜の破壊がないことから、漏洩電流の増加によ
りコンデンサの不良率が増加するということはない。

■また、金属基板の積層部に直接リード端子を溶接する
ので、金属基板の積層部とリード端子の接触抵抗が小さ
く低ＥＳＲの積層型固体電解コンデンサが得られる。

■また、上記のよヱにして積層されてコンデンサ素板の
積層体を複数個積層するから、誘電体酸化皮膜等の破壊
による漏洩電流の増加により不良率が増加することがな
く、且つフンデン素板の積属数に制限がなく、大容量の
積層型固体電解コンデンサが製造できる。

■また、コンデンサ素板の積層体の金属基板の積層部に
溶着する導電体板がハンダ付可能か或いは導電ペースト
との接触抵抗が小言い表面を有し、且つ前記金属基板と
溶接可能か或いは溶接可能な表面を有する導電体板を用
いるから、金属端子を導電性ペーストで取り付けた際そ
の接触抵抗値が増加せずＥＳＲの小さい積層型固体電解
コンデンサが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る積層型固体電解コンデンサの製造
工程を示す図、第２ｒｙＪはコンデンサ素板１０の製造
工程を示す図、第３図（ａ）、（ｂ）はそれぞれコンデ
ンサ素板の平面図、断面図、第４図は本発明に係る積層
型固体電解コンデンサの概略構造を示す図、第５図は従
来のコンデンサ素板の積層工程を示す図、第６図は各種
金属箔に銀ペーストでリード端子Ｔ＋、Ｔ’ｔを取り付
けた状態を示す図、第７図は金属箔を換えてリード端子
Ｔ１、Ｔ、の接触抵抗値の測定結果を示す図である。 図中、１０・・・・コンデンサ素板、１１・・・・金属
基板、１２・・・・レジスト層、１６．１７・・・・リ
ード端子、２１・・・・酸化アルミニウム（１，０，）
層、２２・・・・ピロールのポリマー層、２３・・・・
グラファイト層、２４・・・・銀ペースト層、２５・・
・・絶縁板、３０．３１・・・・リード端子、３４．３
５・・・・金属板、４０・・・・積層コンデンサ素板。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも下記の手段を具備することを特徴とす
   る積層型固体電解コンデンサの製造方法誘電体酸化皮膜
   を形成できる金属基板の所定部分にレジスト層を形成し
   、該レジスト層により区分された該金属基板の一方の部
   分に誘電体酸化皮膜層、複素環式化合物のポリマー層及
   び導電体層を順次形成してコンデンサ素板を製造する手
   段、該コンデンサ素板を前記レジスト層で区分された前
   記一方の部分と他方の部分とを互いに対応させると共に
   該一方の部分の間に絶縁板を介在させて積み重ねた後該
   他方の部分の金属基板の積層部に端子用金属片を載置し
   て溶接する手段、 該金属基板部分の溶着後前記絶縁板を除去し該積み重ね
   たコンデンサ素板の前記一方の部分の導電体層形成部間
   を導電性ペーストを介在させて加圧一体化する手段、 前記積層体のコンデンサ素板の前記一方の部分の導電体
   層形成部の積層部に端子用金属片を導電性ペーストで取
   り付ける手段。
2. （２）前記特許請求の範囲第（１）項記載の積層型固体
   電解コンデンサの製造方法において、 導電ペーストが銀ペーストであることを特徴とする。
3. （３）少なくとも下記の手段を具備することを特徴とす
   る積層型固体電解コンデンサの製造方法。 　誘電体酸化皮膜を形成できる金属基板の所定部分にレ
   ジスト層を形成し、該レジスト層により区分された該金
   属基板の一方の部分に誘電体酸化皮膜層、複素環式化合
   物のポリマー層及び導電体層を順次形成してコンデンサ
   素板を製造する手段、該コンデンサ素板を前記レジスト
   層で区分された前記一方の部分と他方の部分とを互いに
   対応させると共に該一方の部分の間に絶縁板を介在させ
   て積層させた後前記他方の部分の積層金属基板部の片面
   又は両面に導電体板を合わせ該導電体板と積層金属基板
   部を溶接する手段、 前記金属基板部分の溶接後前記絶縁板を除去し、該積層
   されたコンデンサ素板の導電体層形成部分を導電性ペー
   ストを介在させて加圧一体化する手段、 前記手段により形成された積層コンデンサ素板を導電体
   層形成部の積層部と金属基板部の積層部とを対応させて
   複数個積み重ね、導電体層形成部間を導電ペーストを介
   在させて加圧一体化すると共に金属基板部間を導電ペー
   ストを介在させ加圧一体化するか或いはハンダ付けして
   一体化する手段、 前記積層コンデンサ素板を積層してなる積層体の導電体
   層形成部の積層部及び金属基板部の積層に金属端子を取
   り付ける手段。
4. （４）前記特許請求の範囲第（３）項記載の積層型固体
   電解コンデンサの製造方法において、 前記レジスト層で区分され他方の部分の金属基板に溶着
   する導電体板がハンダ付可能か或いは導電ペーストとの
   接触抵抗が小さい表面を有し、且つ前記金属基板と溶接
   可能か或いは溶接可能な表面を有する導電体板であるこ
   とを特徴とする。
5. （５）前記特許請求の範囲第（３）項記載の積層型固体
   電解コンデンサの製造方法において、 前記導電体板が銅又は錫或いは金属板に銅又は錫メッキ
   を施したものであることを特徴とする。
6. （６）前記特許請求の範囲第（３）項記載の積層型固体
   電解コンデンサの製造方法において、 前記積層コンデンサ素板の金属基板積層部及び導電体層
   形成部積層部へ端子を取り付ける手段がリード型端子又
   はチップ型端子をハンダ付又は導電性ペーストで固着す
   る手段であることを特徴とする。