JPH02299212A - 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、導電性高分子であるポリピロールを固体電解
質として使用する固体電解コンデンサの製造方法に関し
、更に詳しくは、化成箔上へのピロールの電解重合工程
を改良して、電解重合の容易化および確実化を図る固体
電解コンデンサの製造方法に関する。

［従来の技術］ 電解コンデンサは、小形、大容量、安価で整流出力の平
滑化等に優れた特性を示し、各種電気・電子機器の重要
な構成要素の１つである。一般に電解コンデンサには電
解液式と固体式とがあり、前者が、陽極と陰極との間に
電解液を介在させるのに対し、後者は、二酸化マンガン
、二酸化鉛、テトラシアノキノジメタン錯塩またはポリ
ピロールのような導電性の酸化物または有機物を固体電
解質として介在させる。電解液式の電解コンデンサは、
液状の電解質を使用するイオン伝導によるなめ、高周波
領域において著しく抵抗が増大しインピーダンスが増大
する。したがって、高周波特性の点では、固体電解コン
デンサの方が格段に優れている。

固体電解コンデンサに用いる固体電解質としては、固体
電解質自体の導電性や安定性、並びに用いる固体電解質
の性質によって規定される電解コンデンサの静電容量（
Ｃａｐ）、誘電正接（ｔａｎδ）、漏れ電流（ＬＣ）、
等個直列抵抗（ＥＳＲ）等の指標から、ポリピロールが
最も優れていると考えられる。

ポリピロールを固体電解質として用いる固体電解コンデ
ンサは、例えば、特開昭６３−１７３３１３号に記載さ
れている。一般に、この種の固体電解コンデンサを製造
する際は、化学的重合および電解重合により陽極箔上に
ポリピロールの薄膜を形成し、その後この表面に銀ペー
ストのような導電ペーストを用いて端子を接着して対極
リードを取出し、エポキシ樹脂等で外装してコンデンサ
興品を作製する。

一方、近年の電気・電子機器の小型化の進展に伴い、電
解コンデンサの小型化か進行しつつあり、いわゆるチッ
プ型コンデンサ等の需要が増加している。この種の電解
コンデンサを製造するに際しては、一定の品質を有する
小寸法のチップ化材料を同時に多数製造する製造方法が
採用されている。すなわち、平板型アルミニウム化成箔
上にポリピロール重合膜を形成させるに際し、化成箔上
に所定の大きさのマス目を有するレジストの様な補助部
材を載置し、化成面を露呈するマス目を単位として取扱
い、電解重合によってポリピロール膜を形成させた後に
、マス目毎に切り離してチップ化することにより、一定
の品質を有する小寸法のチップ化材料が同時に多数製造
される。

このような方法によって平板型化成箔上にポリピロール
重合膜を形成させるためには、電解重合に用いる一定の
電流・電圧では重合膜を形成させ得る面積に限界がある
なめ、例えば導電ペーストをマス目の枠に沿って塗布し
導電ペーストによって囲まれる小面積を画成することに
より、外部に電流の入口を付けて一定の電流・電圧で有
効な電解重合が行われる部分を確保する必要がある。し
かしながら、この方法で電解重合によるポリピロール重
合膜の形成を行うと、平板型化成箔全面に電解重合膜が
形成されるなめ、後の電極の取出しが困難となるという
不都合が生ずる。このため、化成面を露呈するマス目を
単位として取板う利点が相殺され、同時に多数製造する
小寸法のチップ化材料の品質安定性にも不安が生じるの
みならず、電解重合工程の容易化、確実化あるいは製造
工程全体の効率向上という観点からも改良を図る余地が
あると考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、導電性高分子であるポリピロールを固体電解
質として使用する固体電解コンデンサを製造するに際し
、平板型化成箔上へのピロールの電解重合工程を改良し
て、外部からの電流の入口を設けることなく電解重合に
よるポリピロール重合膜の形成を行い、電解重合の容易
化および確実化を図り、これにより安定した品質の重合
膜形成を期すると共に製造工程全体の効率向上を図る固
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］ 本発明によれば、電解酸化による表面酸化被膜を有する
平板型化成箔上へのピロールの電解重合を行うことによ
り形成されるポリピロール膜を固体電解質とする固体電
解コンデンサを製造するに際し、ピロールを電解重合用
溶媒に溶解した電解重合用ピロール溶液に化成箔を浸漬
し、直流パルスを印加してポリピロールの核を形成させ
、その後通常の電解重合を行って核を成長させてポリピ
ロール膜を形成することを特徴とする固体電解コンデン
サの製造方法が提供される。

電解酸化による表面酸化被膜を有する平板型化成箔は、
通常は表面を電解酸化によって酸化被膜誘電体に変えて
化成したアルミニウムフィルムとする。

ピロールを５〜２０重量％の濃度で電解重合用溶媒に溶
解すれば好適である。

電解重合用支持電解質を０．０１〜２Ｍ／１のＢＳＴ／
ＡＮ溶液（ただし、ＢＳＴニボロジサリチル酸トリエチ
ルアミン塩またはトリエチルアンモニウムボロジサリチ
レート、ＡＮニアセトニトリル）とすれば好適である。

その池、プロピレンカーボネート、？−−プチロラクト
ン、１．２−ジメトキシエタン等を電解重合用溶媒とし
て使用することができる。

通常の電解重合は、０．１〜１０ｍＡの定電流で、１〜
３時間を行えば好適である。

直流パルスを印加するに際し、波形を矩形波とし、パル
ス電圧を化成箔の化成電圧以下とし、パルスのＯＮ時間
を６０秒未満とし、パルスのＯＦＦ時間を６０秒未満と
すれば好適である。

第１図および第２図に、印加する直流パルス電圧の波形
の例を示す、第１図において、パルスのＯＮ時間ｔ１を
０＜ｔ、＜６０秒とし、パルスのＯＦＦＦＦ時間全２＜
ｔ２＜６０秒とすることができる。

パルスを印加するに際し、好ましくは１０〜１００回サ
イクルとすることができる。電解時の＋、−極間の電圧
がＩＯＶ以下になるまでを直流パルス電解回数を選択す
る基準とすることができる。

ピロールを電解重合用溶媒に溶解した電解重合用ピロー
ル溶液に化成箔を浸漬する前に、化成箔上に所定の大き
さのマス目を有するレジストを載置し、必要に応じて化
成面を露呈するマス目に重合用酸化剤を含浸して気相重
合を行い、電解重合によってポリピロール膜を形成させ
た後に、マス日毎に切り離してチップ化することもでき
る。

レジストのマス目の大きさは、好ましくは、１１１ｆｌ
Ｘ　１１ｍ１１〜５１１１Ｘ　５１ｍ１１程度である。

重合用酸化剤を（ＮＨ４）　２Ｓｔ　Ｏｓ、Ｐ　ｅ　Ｃ
Ｉ　ｓ　、並びにＨ’ｘＯ□よりなる群から選択ずれば
好適である。

酸化剤を５〜２５重量％の濃度の水溶液とずれは好適で
ある。

気相重合は、例えば、１０％の（ＮＨ，）２Ｓ２０８水
溶液に含浸した後、常温（１０〜３０’Ｃ）常圧下でピ
ロール蒸気中に２０分間放置することにより行う。

前記した方法によって平板型化成箔上にポリピロール重
合膜を形成させた後、常法により素子化し、封止して製
品化する。

［作用コ 直流パルス電解を行わない従来の方法によって平板型化
成箔上にポリピロール重合膜を形成させると、電解重合
に用いる一定の電流　１・電圧では重合膜を形成させ得
る面積に限界がある。これに対し、通常の電解重合に先
だって直流パルス電解を行う本発明による方法にあって
は、パルス印加時の過渡電流により電解が容易に開始さ
れるため、例えば導電ペーストをマス目の枠に沿って塗
布し導電ペーストによって囲まれる小面積を画成する必
要はない０本発明の方法にあっては、電解重合時に直流
パルスを加えることによりポリピロール核が形成され、
その後の通常の電解重合により核が成長してポリピロー
ル重合膜が形成されると考えられる。したがって、外部
に電流の入口を付けて一定の電流・電圧で有効な電解重
合が行われる部分を確保するのは不要である。このため
、本発明による方法で電解重合によるポリピロール重合
膜の形成を行うと、平板型化成箔全面に電解重合膜が形
成されることもなく、後の電極の取出しが困難となると
いう不都合も生じない。

］発明の効果］ 本発明によれば、導電性高分子であるポリピロールを固
体電解質として使用する固体電解コンデンサを製造する
に際し、平板型化成箔上へのどロールの電解重合工程を
改良して、外部からの電流の入口を設けることなく電解
重合によるポリと１７一ル重合膜の形成を行い、電解重
合の容易化および確実化を図り、これにより安定した品
質の重合膜形成を期すると共に製造工程全体の効率向上
を図る固体電解コンデンサの製造方法が提供される。

［実施例］ 以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。

犬」０九上 第３図に示すように、３５Ｖで化成した平板型化成箔ア
ルミニウム板１０上に、その化成面１２が一定の大きさ
３ｕ＋Ｘ３ＩＩ１１で露呈するようマス目を有するレジ
スト１４を載置した後、気相重合を行った。なお、気相
重合は、１０％の（ＮＨ４）　２Ｓ２ｏ、水溶液に含浸
した後、常温（１０〜３０℃）常圧下でピロール蒸気中
に２０分間放置することにより行った。その後、５％ピ
ロールをＯ，ＬＭ／ＩのＢＳＴ／ＡＮ溶液とする電解重
合用溶媒に溶解した電解重合用ピロール溶液に化成箔を
浸漬し、直流パルスを印加してポリピロールの核を形成
させた。直流パルス電解は、電圧３０Ｖ、ＯＮ時間１０
秒、ＯＦＦ時間２秒にて３０回サイクル行った。

その後、５１Ａ／Ｃ１１’の条件で通常の電解重合を行
って核を成長させてポリピロール膜を形成させた。これ
を常法により製品化して固体電解コンデンサを製造した
。

匿双叢１ 導電ペースト１６を第４図に示すようにレジスト１４の
マス目の枠に沿って塗布し、電解の開始点とする以外は
実施例１と同様にして固体電解コンデンサを製造しな、
すなわち、気相重合を行い、その後導電ペーストにより
電解重合のための電流の端緒を形成した後、電解重合を
行うプロセスとした。なお、気相重合の条件は、前記し
た通りである。この場合、全面に電解重合膜が形成され
、後の電極の収出しが困難となった。

止遣Ｕ九ｌ 直流パルス電解を行わず、そのまま通常の電解を行う以
外は実施例１と同様にして固体電解コンデンサを製造し
た。すなわち、気相重合をおこない、その後電解重合を
行うプロセスとした。なお、気相重合の条件は、前記し
た通りである。

以上のようにして製造した固体電解コンデンサの製品特
性の測定結果を次の表に示す。

なお、この固体電解コンデンサの定格電圧は、１０ＷＶ
で、重合部面Ｗｉ　３　ｎｎｘ　３　ｎｎ＋であり、検
体数ｎ＝１０である。

電解方法　　　　　　　　　　　　　　寥す晶二侍」１
Ｃａｐ（ＩＩＦ）　　ｔａｕ＃　　　ＥＳＲ，１００Ｋ
Ｈｚ（Ω）　　ＬＣ（＃Ａ）実開ＩＩＩ　　１．３５　
　　０．００７　　　　　　０．１６　　　　　　０．
０１〜１．４０　〜０．０１１　　　〜０．１５　　　
〜０．１３比較Ｍ１１．３０　　　０．０１０　　　　
　　０．１６　　　　　　０．０１〜１．４０　〜０．
０１５　　　〜０．２０　　　〜０．１５比ＩＩ！！２
　０．１４　　　０．０１０　　　　　　０．２４　　
　　　　０．０１〜１．１８〜０．２５２　　〜３．７
１　　〜１９．６

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は印加する直流パルス電圧の波形の
例を示す図、第３図は本発明による電解重合に供する平
板型化成箔の状態の一例を示す図、第４図は導電ペース
トを使用する従来の電解重合に供する平板型化成箔の状
態の一例を示す図である。 １０・・・平板型化成箔アルミニウム板１２・・・化成
面　　　　　１４・・・レジスト１６・・・導電ペース
ト ＦＩＧ、　　１ ＦＩＧ、　　３ ］４ 〆 ＦＩｏ、　　２ ＦＩＧ、４ ］２１４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電解酸化による表面酸化被膜を有する平板型化成
   箔上へのピロールの電解重合を行うことにより形成され
   るポリピロール膜を固体電解質とする固体電解コンデン
   サを製造するに際し、ピロールを電解重合用溶媒に溶解
   した電解重合用ピロール溶液に化成箔を浸漬し、直流パ
   ルスを印加してポリピロールの核を形成させ、その後通
   常の電解重合を行つて核を成長させてポリピロール膜を
   形成することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方
   法。
2. （２）直流パルスを印加するに際し、波形を矩形波とし
   、パルス電圧を化成箔の化成電圧以下とし、パルスのＯ
   Ｎ時間を６０秒未満とし、パルスのＯＦＦ時間を６０秒
   未満とする請求項１記載の方法。