JPH03101118A - 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に関し、更に詳し
くは、化成箔上へのピロールの電解重合行程を改良して
、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ため、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１（
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）・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ような補助
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、マス口語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）・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
生ずるのみならず、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、独特の電極構造の陰極を用いることにより、マス目
状にレジストで被覆された化成箔上へ化学重合の後にポ
リピロールをマス目部分のみに同時に電解重合させ、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、表面に酸化皮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、酸化剤をマス目のみに含浸し
てピロール蒸気中にて気相重合を行い、前記マス目と同
じ大きさおよび位置にくり抜いた金属板をマス目部分が
露呈するように載置し、マス口内に導電性材料で構成し
た針状部材を挿着し、前記金属板を電解重合の陰極とし
、前記針状部材を電解重合の陽極と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、
マス目算に切り離して電極を取付は製品化することを特
徴とする固体電解コンデンサの製造方法が提供される。

表面に酸化皮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皮膜誘電体に変えたアルミニウム
フィルムとする。

レジストのマス目の大きさは、好ましくは、１１１１＋
１１Ｘ　Ｉ　Ｉ１１〜５１１＋１１Ｘ　５１ｍ１１１程
度とする。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
ことができる。

化学重合用酸化剤を、 （ＮＨ４）　２　Ｓｔ　Ｏｓ　、Ｆ　ｅＣｌ　ｓ　、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。

酸化剤は、好ましくは、マス目以外の化成部のみに含浸
する。

気相重合は、例えば、１０％の （ＮＨ，）ｔ　３２　ｏｓ水溶液に含浸した後、常温（
１０〜３０℃）常圧下でビロール蒸気中に１０分間放置
することにより行う。

本発明にあっては、前記レジストのマス目と同じ大きさ
にくり抜いた金属板をマス目部分が露呈するように載置
し、これを陰極として使用することにより電解重合を行
う、電解重合に際しては、この陰極板をマス目に合せて
化成板と重ねる。

陰極とする金属板は、好ましくは、ステンレス、ニッケ
ル、アルミニウムまたは白金のような材料で構成するこ
とができる。

針状部材は、好ましくはステンレスワイヤとし、本発明
にあっては、これを陽極として使用する。好ましくは、
この針状部材の１本の直径を０．１〜０．８　ｏｎφと
し、長さを５〜５０Ｉｌｌｌ程度とする。

電解重合は電解液中にて行う。

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／１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：アセ１〜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
て使用することができる。

電解重合は、０．１〜１０ｉＡの定電流で、１〜３時間
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。

［作用コ 前記したように、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場合、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）・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
る必要があった。この結果、平板型化成箔全面に電解重
合膜が形成され、後の電極の取出しが困難となるという
不都合が生じていた。

本発明は、独特の電極構造の陰極を用いることにより、
マス目状にレジストで被覆された化成箔上へ化学重合の
後にポリピロールをマス目部分のみに同時に電解重合さ
せ、電解重合の容易化および確実化を図るものである。

すなわち、マス目と同じ大きさにくり抜いた金属板をマ
ス目に合せて化成板と重ねてマス目部分が露呈するよう
に載置し、マス口内に導電性材料で構成した針状部材を
挿着し、０ 前記金属板を電解重合の陰極とし、前記針状部材を電解
重合の陽極として電解重合を行うことにより、レジスト
のマス目部分のみへの特異的な通電を可能とする。これ
により、マス目状にレジストで被覆された化成箔上へ化
学重合の後、ポリピロールを電解重合させる際、電解重
合膜をマス目より外側に成長させるのを防ぐことができ
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ピロールの電解重合工程を
改良して、独特の電極構造の陰極を用いることにより、
マス目状にレジストで被覆された化成箔上へ化学重合の
後にポリピロールをマス目部分のみに同時に電解重合さ
せ、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および
その方法によって製造される固体電解コンデンサが提供
される。

［実施例］ 添付図面を参照して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。

第１図は化成板に載置するレジストを示す説明図、第２
図は化成板のマス目と同じ大きさおよび位置にくり抜い
た金属板を示す説明図、第３図は電解重合工程の操作を
示す説明図である。

第１図において、１０は化成板、１２はレジスト、１４
は化成部である。第２図において、１６はくり抜き部、
１８は金属板である。第３図において、２０はステンレ
スワイヤ、２２は電解液である。

Ｋ止血ユ 第１図に示すように、６Ｃ１ｉ×６Ｃ■の化成板１０（
２２Ｖｒ）を用い、３　ｆｌｌｌＸ　３　ＩＩｎのマス
目を有するレジスト１２を付した。マス目によって１ ２ 化成部１４が露呈する。

１０％（ＮＨ４）２８２０ｓ水溶液を化成部（マス目）
のみに含浸し、ピロール蒸気中にて１０分間気相重合を
行った後、洗浄して乾燥した。

第２図に示すように、化成板のマス目と同じ大きさおよ
び位置にくり抜いたくり抜き部１６を有するステンレス
製金属板１８を用意し、これを陰極として使用した。

第３図に示すように、化成板のマス目と同じ大きさおよ
び位置にくり抜いた金属板１８を陰極とし、これをマス
目に合せて化成板１０と重ね、マス目部分に陽極とする
ステンレスワイヤ２０を挿着し、０．１　Ｍ／４１のＢ
ＳＴ／ＡＮのピロール溶液を電解液として、１０ｎ＋Ａ
で６０分間電解重合を行った。

電解重合終了後、マス回毎に切り離し、電極を取付けて
製品化した。

比較例１ 陰極をステンレス容器として電解重合を行う以外は、実
施例１と同様にして固体電解コンデンサを製造しな。

実施例１および比較例１の固体電解コンデンサについて
、Ｗ？電容量（Ｃａｐ）、誘電正接（ｔａｎδ）、漏れ
電流（ＬＣ）並びに等個直列抵抗（ＥＳＲ）を測定した
結果を第１表に示す。なお、定格は６．３　ＷＶとし、
全試料数ｎ−３０とした。

第１表 方法　Ｃａｐ（μＦ）　ｊａｎδ　ＬＣ（μ人）　ＥＳ
Ｒ（１００ＫｌｌＺ、Ω）実施例＋　　　１．８２　　
　　０．０１１　　　０．０１　　　　０．１５〜１．
８７　〜０．０１６〜０．０５　〜０．１９比［９！ｌ
　　　１．８０　　　　０．０１１　　　０．０１　　
　　０．１５〜１．８６　〜０．０１８〜０．１５　〜
０．２０実施例に示した本発明による固体電解コンデン
サと比較例に示した固体電解コンデンサとを比較すると
、第１表に示した製品特性には大差はないが、比較例の
場合、切り離した後の電極取付けか、電解重合膜のレジ
スト上への付着により困難となった。

３ ４

【図面の簡単な説明】

第１図は化成板に載置するレジストを示す説明図、第２
図は化成板のマス目と同じ大きさおよび位置にくり抜い
た金属板を示す説明図、第３図は電解重合工程の操作を
示す説明図である。 １０・・・化成板 １４・・・化成部 １８・・・金属板 ２２・・・電解液 １２・・・レジス１− １６・・・くり抜き部 ２０・・・ステンレスワイヤ ＦＩＧ。 ＦＩＧ。 ＩＧ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に酸化皮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、酸化剤をマス目のみに含浸してピロール
   蒸気中にて気相重合を行い、前記マス目と同じ大きさお
   よび位置にくり抜いた金属板をマス目部分が露呈するよ
   うに載置し、マス目内に導電性材料で構成した針状部材
   を挿着し、前記金属板を電解重合の陰極とし、前記針状
   部材を電解重合の陽極と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
   切り離して電極を取付け製品化することを特徴とする固
   体電解コンデンサの製造方法。