JPH038313A - 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】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は、導電性高分子膜を固体電解質として用いた固
体電解コンデンサの製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、電子機器の高性能化が強まる中で、各１［子部品
における小形化の要５１Ｇ；ｔ、電解コンデンサにおい
ても例外でなく、この要請に応え高密度実装化させて用
いることを可能とした電解コンデンサが各種提案され、
本格的な実用化の段階を迎えている。

しかして、従来−酸化している例えばアルミニウム電解
コンデンサは、駆動用電解液を必要とすることにより密
封性を雑持しなければならないし、また、構造的にも陽
極箔・陰Ｉ４ｉ箔の間に隔離紙を介在させて巻回して素
子とし、駆動用電解液を含浸してアルミニウムケースに
収納しゴム栓で密封するものであった。

しかしながら、このような構成では工程を多く要し、か
つ一対の陽極箔・陰極箔間にスベサを介在し巻回したコ
ンデンサ素子に駆動用電解液を含浸した構成からなって
いるため、ｔａｎδ特性改善にも限度があり、また、低
温では比抵抗が増大しやすく、広温度範囲で使用するに
は信頼性に欠ける問題を有していた。

更に、素子形状が巻回形で、しかも引出端子を途中挿入
した構造であるために周波数特性が悪く、小形化するに
もコンデンサ素子が巻回形であるために限界があった。

前記の巻回形とは異なる構成からなるものとして、弁作
用金属粉末を一定形状に加圧成形し、真空中で加熱焼結
して素子とし、陽極酸化皮膜を生成させ駆動用電解液を
含浸したものや、硝酸マンガン水溶液を含浸し焼成して
二酸化マンガンとなる固体電解質を使用する方法がある
。

これら固体電解質を用いると、４度特性１周波数特性が
改善されることがわかっている。

しかし、このような構造でもコンデンサ素子材料がアル
ミニウムの場合、＆［マンガンのような活性な水溶液で
は酸化皮膜を劣化させ、更に加熱焼成して二酸化マンガ
ンとなるときに、熱的２機械的に酸化皮膜に相当な損傷
を与え酸化皮膜を劣化させるとともに、耐電圧の低下。

漏れ電流の増大などの不具合が発生する問題点があった
。

このために、二酸化マンガン生成接、化成液中に素子を
浸漬し、電圧印加により劣化した酸化皮膜（欠陥部）を
修復し、これを複数回線り返していた。

しかし、酸化皮膜を修復しようとする化成においても、
亀裂欠陥部に固体電解質が直接接触した場合などは修復
不可能となり、結局製品の耐圧低下、漏れ電流増大の原
因となっていた。

また、固体電解質として二酸化マンガンの他にＴＣＮＱ
錯体からなる有機半尋体を用いるしのがある。このＴＣ
ＮＱ錯体を使用する場合でも溶融含浸法では高温中で溶
融固化さけるので、ＴＣＮＱ錯体の収縮などで酸化皮膜
を劣化させる欠点を有していた。また、スペーサ紙を使
用しないものとして陽極箔に印加電圧に十分耐え得る酸
化皮膜を形成させ、その上に電解重合による導電性高分
子膜を形成させる方法がある。

一般にコンデンサを電子機器に搭載する場合には大容量
が望まれるが、巻回形では無効空間があるために、高密
度実装には適さない。高密度実装のためには角形の積層
構造がより有効であり、これらの課題に応えるものとし
て酸化皮膜を生成した陽極箔を必要数積層し、一端を接
続した状態で化学酸化重合−電解酸化重合を施し、前記
酸化皮膜上にポリピロールからなる導指性高分子膜を形
成し、この高分子股上に陰極引出層を形成してなる積層
化構造のものが考えられる。

しかしながら、このようなＭＡｌｌｌ化構造のものは積
層化が容易でなく、積層するときに位置ずれが生じやす
く、かつ陽極箔積１ＩｅＵｌＯ！ｉ問を一定に保つこと
は困難であり、酸化皮膜上に形成される′Ｓ″７Ｒ性高
分子膜が不均一になり、容量減少。

ｔａｎδ増大史増大鋼れ電流増大となるなどの問題をか
かえる結果となり、必ずしも有効な対策とは言えなかっ
た。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、アルミニウム電解コンデンサにおけ
る小形高性能化の要請に対応しようとする流れは極めて
活発であり、日進月歩の状況を迎えている。しかしなが
ら、小形高性能化を満足した、かつ回路基板への高密度
実装化に適したチップ構造からなる電解コンデンサとし
て、現在のところ必ずしも満足できる状況には至ってい
ない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、作業性容
易にして緒特性改善に大きく貢献できるＩＰ電性高分子
膜を固体電解質とした新規な素子構造を有し、チップ構
造に適した固体’；Ｉｆ解コンデンサの製造方法を提供
することを目的とするものである。

Ｅ発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、粗面化した
弁作用陽極箔にポリビニルアルコール薄膜を形成する手
段と、この陽極箔を複数積層し一端を接続した＆１層体
を形成する手段と、この積層体を構成するポリビニルア
ルコール薄膜を溶解除去し断面櫛状の陽極素子を形成す
る手段と、この陽極素子表面に醇化皮膜を形成づる手段
と、この酸化皮膜上に導電性高分子膜からなる固体電解
質を形成する手段と、この固体電解質上に陰極層を形成
する手段とを具備したことを特徴とするものである。

（作用） 以上の構成によれば、陽極箔の積層体形成手段として陽
極熱表面にあらかじめ形成したポリビニルアルコール薄
膜を介して行われるため位置ずれの危険性はなく、かつ
、複数の陽極部間に容易に均一な隙間形成が可能であり
、酸化皮膜上への均一な導電性高分子膜形成が容易とな
る。

また、酸化皮膜形成手段として、その後機械的なストレ
スの加わらない陽極素子としての最終的な形状を保持し
た状態で行われるため、工程過程で酸化皮膜を損傷する
ことなく、酸化皮膜修復を目的とした再化成の必要がな
く作業性向上に寄与する。

（実施例） 以下本発明の一実施例につき図面を参照して説明りる。

まず第１図に示すように、例えば厚さ１００μｍの粗面
化した高純度アルミニウム箔からなる陽極箔１表面にケ
ンカ度８８七ル％のポリビニルアルコールの３０％水溶
液をバコータにより均一に塗布した後乾燥し、約３５μ
ｍのポリビニルアルコール薄膜２を形成する。

次いで、第２図に示すように前記ポリビニルアルコール
薄膜２を形成した陽極箔１を５　ｔｔｍ　Ｘ５＃１１角
に切新し複数枚積層し、その一端を例えば超音波溶接、
レーザ溶接又は電気溶接などにより接続し、一端に陽Ｉ
４箭接続ａＩ１３を設け、この接続部３に陽極引出端子
４を取着した積層体５を形成する。

次に、この積層体５を水溶液中に浸漬し、この積層体５
中のポリビニルアルコール薄膜２を溶解除去し、第３図
に示すように前記接続部３を除いたｒＪＪ極箔極間１間
７０μｍの開隔を右する断ｔＩｉａＩ状の陽極素子６を
得る。

しかして、第４図に示すように陽極素子６を化成し表面
に酸化皮ｖＡ７を形成し、しかる後化学酸化重合並びに
電解酸化重合を施し、前記酸化皮膜７上にポリピロール
からなる導電性高分子膜８を形成し、この導電性高分子
膜８土に公知の手段によって導電性塗膜陰極層９を形成
し、この陰極層９に陰極引出端子１０を取着し、最後に
樹脂外装置１を施してなるものである。

以上の構成になる固体電解コンデンサの製造方法によれ
ば、陽極素子６形成手段として表面にポリビニルアルコ
ール薄１１２を施した陽極箔１を積層し、一端を接続し
た状１Ｒ１ｒ：前記ポリビニルアルコールＷＩ膜２を溶
解することによって、複数の陽Ｉ４ｉ箔１を断面櫛状に
するものであるため、ポリビニルアルコール薄１１１２
存在によって容易に精度よく積層化することが可能であ
り、かつ、複数の陽極箔１間に容易に均一な隙間を設け
ることが可能であり、酸化皮膜７上に形成する導電性高
分子膜８の厚みも必要箇所全域に均一に形成されること
になり、よって静電容槍。

ｔａｎδ及び漏れ電流特性改善に大きく貢献できる。

次に、本発明によって１９られたアルミニウム固体電解
コンデンサと、従来例によって得られたアルミニウム固
体電解コンデンサとの特性比較について述べる。

表は、以下に示す実施例と従来例による特性比較を示す
ものである。

陽極箔上にポリビニルアルコール薄膜を形成しない（し
たがって、ポリビニルアルコール薄膜の溶解除去手段必
要なし）点を除き、他は実施例と同じ。

上表から明らかなように実施例によるものは、従来例の
ものと比較して静電容ｆｌ、ｔａｎδ及び漏れ電流特性
とも大幅に優れている結果を示した。

従来例における静’；ｔｉ６ｆｌｌが大幅な低下となる
のは、積層するときに生ずる積層ずれに起因するもので
、従来例におけるｔａｎδ及び漏れ電流特性の低下は、
積層した陽極箔間の隙間形成の不均一化により酸化皮膜
上に所望の均一な導電性高分子膜が得られないことに起
因していることがわかった。

なお、上記実施例では陽極箔となる弁作用台ｒ７ｍ箔と
してアルミニウム金属筋を用いるものを例示して説明し
たが、例えばタンタル、ニオブ。

チタンなどの弁作用金属箔を用いたものに適用できるこ
とは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、陽極素子を構成する各陽極箔の隙間を
一定に保持することができ、諸特性改善に大きく貢献で
き、かつ、高密度実装化ｌ１ｌｌｉ！！［に適した固体
電解コンデンサの製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実論例に係る固体電解コン
デンサの製造方法を説明するもので、第１図は積層体を
構成する陽極箔を示す斜視図、第２図は積層体を示す斜
視図、第３図は陽極素子を示す正面図、第４図は完成後
の固体電解コンデンサを示す正断面図である。 ５・・・積層体 ６・・・陽極素子 ７・・・酸化皮膜 ８・・・導電性高分子膜 ９・・・導電性塗ｉ陰極層 特　　許　　出　　願　　人 マルコン電子株式会社 日本カーリット株式会社 ２ポリビニルアルコールａ摸 第　　１ 図 陽極素子の正面図 第３図 完成後の固体電解コンデンサの正断面図筒　　４　　図 第　　２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　粗面化した弁作用陽極箔にポリビニルアルコール薄膜
   を形成する手段と、この陽極箔を複数積層して一端を接
   続した積層体を形成する手段と、この積層体を構成する
   ポリビニルアルコール薄膜を溶融除去し断面櫛状の陽極
   素子を形成する手段と、この陽極素子表面に酸化皮膜を
   形成する手段と、この酸化皮膜上に導電性高分子膜から
   なる固体電解質を形成する手段と、この固体電解質上に
   陰極層を形成する手段とを具備したことを特徴とする固
   体電解コンデンサの製造方法。