JPH02299215A - 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
、二酸化紹、テトラシアノキノジメタン錯塩まなはポリ
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＃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
製品を作製する。

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が進行しつつあり、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、マス日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・電圧では重合膜を均一に形成させ得る面積に限界
があるため、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
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
合膜が形成されるため、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扱う利点が相殺され、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。

一定の電流・電圧で有効な電解重合が行われる部分を確
保するために、導電ペーストをマス目の枠に沿って塗布
し導電ペース１−によって囲まれる小面積を画成する以
外の方法を想定する場合、ポリピロール重合面に対する
所定の電力の付与という観点から、電解重合に際して対
極との距離をできる限り小さくして電位勾配を高く維持
する方法が考えられる。

しかしながら、電極を余りに接近させると、接触による
短絡の危険が増大する。このため、従来の電解重合にお
いては、電極の間に一定の距離を置く必要があった。

［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どロールの電解重合工程を改良し
て、電流の入口の設置による平板型化成箔全面に渡る電
解重合膜の形成を回避しつつ対極との間の電位勾配を高
く維持することにより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、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、これと対極とを
セパレータを介して挾み、ピロールを電解重合用溶媒に
溶解した電解重合用電解液中に浸漬して電解重合を行い
、電解重合によってポリピロール膜を形成させた後に、
マス目釘に切り離すことを特徴とする固体電解コンデン
サの製造方法か提供される。

セパレータをポリエステル、ポリプロピレンまたはナイ
ロンのような高分子またはガラスからなる紙、不繊布ま
たは繊布とし、その厚さを５μ〜２１Ｉｌとずれば好適
である。

レジスｉ・のマス目の大きさは、好ましくは、ｉ　ｌｌ
ｌ１ｘ　ｔ　ｔｉｎ〜５　ｌｎｘ　５　ｎ＋ｎ＋程度で
ある。レジストは、例えばスクリーン印刷用のフェノー
ル系樹脂、エポキシ系樹脂のような材料で構成すること
かできる。

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。

ピロールを電解重合用溶媒に溶解した電解重合用電解液
に浸漬する前に、必要に応じて化成面を露呈するマス目
に化学的重合用酸化剤を含浸して気相重合を行えば好適
である。

化学的重合用酸化剤を、（ＮＨ＝　）２　Ｓ２０　ａ　
、　Ｆ　ｅ　Ｃｌ　３　、並びにＨ２Ｏ２よりなる群か
ら選択すれば好適である。

酸化剤を５〜２５重量％の濃度の水溶液とすれば好適で
ある。

気相重合は、例えば、１０％の（ＮＨ−＞ｚＳ２０．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。

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／ｆのＢＳＴ／
ＡＮ溶液（ただし、ＢＳＴ：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。

その他、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン
、１．２−ジメトキシエタン等を電解重合用溶媒として
使用することかできる。

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。

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］ 本発明は、ポリピロールを固体電解質とする電解コンデ
ンサを製造するに際し、レジストによって格子状にマス
クされた平板型化成箔上に均質な電解重合膜を形成する
方法として、電解重合に用いる対極との間にセパレータ
を介装し、セパレータの厚さによって電極間の距離を一
律に規定することにより電位勾　−配の調整を図りつつ
電解を行うものである。

本発明の方法によれば、電極を近接させても接触による
短絡は起らず、対極を自在に近接できるため電位勾配を
高く保つことが可能となり、重合を容易に行うことがで
きる。従来の方法では、電極間の距離は接触による短絡
が起らない程度を確保する必要があったが、ポリピロー
ルを形成させる化成箔の誘電体酸化被膜は実質的に絶縁
体であるため、電位勾配か十分でない場合、電解重合に
用いる一定の電流・電圧が誘電体酸化被膜上を有効に流
れず、重合膜を均質に形成させるのは困難であった。こ
れに対し、本発明の方法にあっては、対極の近接により
高い電位勾配を与え得るため電解重合か円滑に進行する
。

［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とロールの電解重合工程を
改良して、電流の入口の設置による平板型化成箔全面に
渡る電解重合膜の形成を回避しつつ対極との間の電位勾
配を高く維持することにより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か、本
発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。

及立旦ユ 第１図に示すように、片面にエツチング・化成した１１
１１１厚のアルミニウムプレート（６ＣＩＸ　５　（１
９，３５Ｖで化成）１０の上にレジスト印刷（３１ＩＩ
Ｘ３１１■のマス目を縦、横それぞれ３ｎｎｌ？ｆｉ隔
で作製し、レジスト枠５　ＣｒａＸ　５　Ｃｌｌ１とし
た）１２を載置し、化成面１４を露呈させた。。

マス目に酸化剤として１０％（ＮＨ４）　２３２０ｇ水
溶液を含浸し、常温・常圧で２０分間常法により気相重
合を行った。

これを第２図に示すように、０．１Ｍ／ｊＢＳＴ−ＡＮ
溶液とする電解浴１６に浸漬し、対極１８を白金とし、
０．１０ｍ１１のガラスベーパを挾んで５　ｍＡ／　ｃ
ｎ＋２で６０分間電解重合を行った。

電解重合終了後、マス目に導電ペースト印刷を行い、マ
ス目毎に切り離し、電極を取り付け、常法により製品化
して固体電解コンデンサを製造しな。

災１■ユ セパレータを０．２０ｎｒａのガラスベーパとする以外
は実施例１と同様にして電解を行い、固体電解コンデン
サを製造した。

Ｋ１皿ユ セパレータを０．３０１１＋ａのガラスベーパとする以
外は実施例１と同様にして電解を行い、固体電解コンデ
ンサを製造した。

゛　艮ｆｉ セパレータを０．０４ＴＩＩ１１のマニラ紙とする以外
は実施例１と同様にして電解を行い、固体電解コンデン
サを製造した。

１版１１５ セパレータを０．０８ｒｍ信のポリエステル不織布とす
る以外は実施例１と同様にして電解を行い、固体電解コ
ンデンサを製造した。

罠１五互 セパレータを０．２Ｏｎ＋１１のナイロン織布とする以
外は実施例１と同様にして電解を行い、固体電解コンデ
ンサを製造した。

血帆皿ユ セパレータを使用しない以外は実施例１と同様にして常
法通り電解を行い、ポリピロール固体電解コンデンサを
製造した。

以上のようにして製造したポリピロール固体電解コンデ
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、ｌ０ＷＶであり、検
体数ｎ　＝　１０である。

１邑竺１ Ｃａｔ）（ｐＦ）　ｔａｎδ　ＥＳＲ，１００ＫＨｚ（
Ωｌ　ＬＣ（μ＾）実１馴１．３６　０．００７　　　
０．１１　　　０．０１〜１．４１　〜０．０１０　〜
０．１４　　〜０．１５！１１１１’１．３０　０．０
０７　　　０．１１　　　０．０１〜１．４１　〜０．
０１１　〜０．１５　　〜０，１５実施７１１３１，２
１　０．００７　　　０゜１１　　　０．０１〜１．４
０　〜０．０２０　〜０．２５　　〜０．２８実施例４
　１．１５　　　０．０１０　　　　　　０．１５　　
　　　　０．０３〜１．４０　〜０．０３０　〜０．４
０　　〜０．５２実施１ｔ１５１．３０　　　０．０１
０　　　　　　０．１２　　　　　　０．０１〜１６３
５　〜０．０２５　　〜０．２７　　〜０．２４実純１
１１６０．９５　　０．０１１　　　　０．３８　　　
　０．０２〜１．０１　〜０．０５３　　〜０．７８　
　〜１．０５比較１１１１０．１１　　　０．０１１　
　　　　　０．４５　　　　　　０．０２〜１．０２　
〜０．０２５　　〜５．６０　　〜２５，１

【図面の簡単な説明】

第１図はレジストをＩｆｉ！置したアルミニウム板を示
す図、第２図は本発明による電解重合のＩｌ！！を略を
示す図である。 １０・・・アルミニウム板　１２・・・レジスト１４・
・・化成面　　　　　１６・・・電解浴１８・・・対極
２０・・・セパレータ ＋、、−、ｌ　ｒ　ｊ ＼〜−− Ｆｌｏ。　１ ＦＩＧ、２ セパし−夕−２０

Claims (3)

【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、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、これと対極とをセパレータ
   を介して挾み、ピロールを電解重合用溶媒に溶解した電
   解重合用電解液中に浸漬して電解重合を行い、電解重合
   によってポリピロール膜を形成させた後に、マス目毎に
   切り離すことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方
   法。
2. （２）セパレータをポリエステル、ポリプロピレンまた
   はナイロンのような高分子またはガラスからなる紙、不
   織布または織布とし、その厚さを５μ〜２ｍｍとする請
   求項１記載の方法。
3. （３）ピロールを電解重合用溶媒に溶解した電解重合用
   電解液に浸漬する前に、必要に応じて化成面を露呈する
   マス目に化学的重合用酸化剤を含浸して気相重合を行う
   請求項１または２記載の方法。