JPH0396210A - 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ものである。

従来の技術 従来よりタンタルやアルミを電極とし、かつその酸化皮
膜を誘電体とする電解コンデンサでは、コンデンサ組立
工程中に、物理的および化学的ストレスによる誘電体酸
化皮膜の損傷により、耐圧の低下や漏れ電流の増大が起
こって歩留まりが低下する傾向にあり、したがって、こ
れらの対策として、組立が完成した電解コンデンサに一
定時間電圧を印加する、いわゆるエージング工程を設け
るようにしており、このエージング工程によって漏れ電
流の低減を図っていた。

しかしながら、このエージング工程は、電解液を使用し
ているアルミニウムやタンタルの乾式電解コンデンサで
は、電解液の化成性により大変有効な手段となるが、二
酸化マンガンやＴＣＮＱ塩、または導電性高分子を固定
電解質とする固体電解コンデンサでは、固体電解質の化
成性に限界があり、あまり有効ではなかったため、エー
ジングエ程に工夫を加える必要があった。

例えば、特開昭６４−３２６２１号公報に示されている
ように、導電性高分子を固体電解質に用いた場合には、
コンデンサ素子を樹脂外装後に、エージング処理として
，固体電解質の化成性を補助するために、水中や相対湿
度８０％以上の高温中で両極端子間に電一圧を印加する
工程を設けたものが公開されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記したように樹脂外装工程の後に、水
中や高温中でのエージング工程を設けた場合、このエー
ジング後にコンデンサ素子から水分を乾燥させる工程を
設ける必要があるとともに、雰囲気制御もする必要があ
り、その結果、これらの工程数が増えて煩雑になるとい
う課題があった。

また、以上のような工程を設けない場合には、電解重合
の工程で、重合液の腐食作用や、電解酸化作用により、
誘電体の陽極酸化皮膜が侵されて欠陥部が増加し、これ
により、漏れ電流が増大するという課題があった。

本発明は、上記の課題を解決するもので、工程副御が簡
単で漏れ電流の低い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ものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の固体電解コンデンサ
の製造方法は、弁金属よりなる陽極体に陽極酸化皮膜を
形成した後、陰極を取り出す部分全体に島状または層状
にマンガン酸化物層を形成し、さらにその上に導電性高
分子よりなる固体電解質層を電解重合により形成してな
る陽極体素子に、電解液中で一定時間定電圧を印加し、
前記陽極酸化皮膜の修復化成を行う工程を設け、その後
に，グラファイト層，導電体層を順次形處する工程を設
けたものである。

作用 上記した本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれ
ば、弁金属よりなる陽極体上に導電性高分子よりなる固
体電解質層を電解重合により形成する工程で、誘電体で
ある陽極酸化皮膜に形成された欠陥部を修復するために
，電解重合直後に陽極体素子に、電解液中で一定時間定
電圧を印加し、前記陽極酸化皮膜の修復化成を行う工程
を設けているため、この段階で陽極酸化皮膜の十分な修
復が行われる。したがって、その後に、グラファイト層
，導電体層を順次形成して，陰極を引き出した後、樹脂
外装した後に、水中や高温中でのエージング工程を設け
る必要はなくなる。これにより、二一ジング後にコンデ
ンサ素子から水分を乾燥させる工程を設ける必要がなく
なるだけでなく、雰囲気Ｍ御をする必要もなくなるため
、工程が簡略化される。すなわち、本発明の固体電解コ
ンデンサの製造方法によれば、通常の乾燥状態でエージ
ング処理をするだけで、十分に低い漏れ電流を得ること
ができる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面を用いて説明する。

まず、・第１図に示すように、塩酸などで電解エッチン
グされたアルミニウム箔からなる７■ＸＩＯ■の陽極体
１の一部に、アルミニウムよりなる陽極引出しリード線
２を溶接し、そしてアジビン酸アンモニウム３％の水溶
液中で７０Ｖの定電圧化成によって陽極酸化皮膜３を形
成した。

次に、比重１．３６の硝酸マンガン水溶液に前記陽極体
１を浸漬し、２０５℃で５分間熱分解して、陽極酸化皮
ｌＩ３上にマンガン酸化物層４を形成し、さらに熱分解
反応で破壊された酸化皮膜欠陥部を修復するために、再
びアジビン酸アンモニウム３％の化成液中で再化成を行
った。

このようにして作製した陽極体素子５の表面に次のよう
な方法で導電性高分子よりなる固体電解質層６を形成し
た。すなわち、支持電解質としてトリイソブロビルナフ
タレンスルフォン酸ナトリウム０．１モル／ｅ　．ポリ
アクリル酸０．２ｗｔ％、モノマーとしてビロール０．
５モル／ｅの水溶液からなる重合液中にマンガン酸化物
層４を形成した陽極体素子５を浸漬した。そして、この
陽極体素子５の表面のマンガン酸化物層４に軽く接触さ
せるように配置したステンレス電極を陽極とし、かつ重
合液中のステンレス板を陰極として、定電流２　ｍ　Ａ
を３０分間印加し、陽極体素子５の表面に、電解重合に
より、ボリビロールの導電性高分子よりなる固体電解質
層６を形威した。

以上のようにして作威した陽極体素子５を、第２図に示
すようにアジビン酸アンモニウム０．１％の電解液７（
化成液〉中に浸漬し、印加電圧をそれぞれＩＯＶ（実施
例１）．２０Ｖ（実施例２），３０Ｖ（実施例３），４
０Ｖ（比較例１），６０Ｖ（比較例２）．７０Ｖ（比較
例３）の定電圧とし、その定電圧を２５℃で３０分間電
解液中で印加し、電解重合後の化成処理を行った。なお
、この第２図において、１１は陰極板である。

さらに、この電解重合後の化成処理を行った後、電解液
７を流水により洗浄して、さらに乾燥した後、この導電
性高分子よりなる固体電解質層６の上に、グラファイト
層８，銀ペイント層９をそれぞれ塗布し、乾燥させるこ
とによって順次形成し、さらにまた銀ペイント層９の上
にリード線を半田付けすることにより陰極リード線１０
を引き出した。

また比較例４としてこの電解重合後の化成処理を行わな
い場合のものも作製した。

以上のようにして構成されたコンデンサ素子１１の構造
は第３図（ａ）　，　（ｂ）に示した。

そして、このようにして構戒されたコンデンサ素子１１
は外装用樹脂によって被覆されるものであり、この外装
用樹脂として、熱硬化性のエボキシ樹脂をディッピング
によりコンデンサ素子１１に塗布した後、陽極引出しリ
ード線２と陰極リード線１０間に２０Ｖの電圧を印加し
、１０５℃の樹脂硬化炉に入れ、２時間硬化させながら
、工一ジング処理を施した。

このような定格１６Ｖの固体電解コンデンサを５０個作
製し、各条件別にその初期特性の平均値と歩留まりを第
１表に示した。また各々の条件におけるインビーダン゛
スの周波数特性のグラフを第４図に示す。

第１表からも明らかなように、電解重合後の化成処理を
３０Ｖ以下の電圧を印加して行ったものは、漏れ電流の
レベルが低くなり、歩留まりが向上することが分かる。

しかしながら、電解重合後の化戒処理を４０Ｖ以上の高
電圧で行うと、容量値の低下およびｊａｎδ値、漏れ電
流値の上昇を招き、製品歩留まりが著しく低下すること
が分かる。

また、電解重合後の化成処理を行わない場合は、容量値
、ｊａｎδ値には問題がないが、漏れ電流値が高くなり
、製品歩留まりが低下することが分かった。

また、第４図から明らかなように、電解重合後の化成処
理の電圧が高くなるほど周波数特性も悪くなる傾向にあ
り、容量値低下、ｊａｎδ値増大と相関関係がある。こ
れは、電解重合後の化成処理の電圧が高くなると、重合
膜と陽極酸化皮膜の間でガス発生が起こり、重合膜の剥
離を促すためであると考えられる。したがって、電解重
合後の化成処理の電圧は箔化成電圧（本実施例では７０
Ｖ）の１／２以下に設定することが望ましい。

なお、上記各実施例では、陽極体ｌを構成する弁金属と
してアルミニウムを使用したものについて説明したが、
この弁金属としてタンタルを使用して同様の検討を行っ
た結果においても、上記各実施例と同様の傾向の結果が
得られた。

また、上記各実施例では固体電解質層６を形成する導電
性高分子としてポリピロールを使用したものについて説
明したが、導電性高分子としてボリビロール以外に、ポ
リチオフエンやポリフランまたはポリアニリンを用いて
検討を行った結果においても、上記各実施例と全く同様
の傾向の結果が得られた。

発明の効果 上記実施例の説明から明らかなように本発明の固体電解
コンデンサの製造方法によれば、導電性高分子を固体電
解質として使用する固体電解コンデンサの漏れ電流のレ
ベルを低減し、完成品の歩留まりを向上させることがで
きるだけでなく、工程数を減らして時間を短縮できると
いうすぐれた効果を有するものである。

すなわち、弁金属よりなる陽極体上に固体電解質である
導電性高分子層を電解重合により形戒する工程で、誘電
体である陽極酸化皮膜に形成された欠陥部を修復するた
めに、電解重合直後に陽極体素子に、電解液中で一定時
間定電圧を印加し、前記陽極酸化皮膜の修復化成を行う
工程を設けているため、この段階で陽極酸化皮膜の十分
な修復が行われる。したがって、その後に、グラフデイ
ト層，導電体層を順次形成して、陰極を引き出した後、
樹脂外装した後でも、水中や高湿中でのエージング工程
を設ける必要はなくなり、これにより、エージング後に
コンデンサ素子から水分を乾燥させる工程を設ける必要
がなくなるだけでなく、雰囲気制御もする必要がなくな
るため、工程が簡略化される。つまり、本発明の固体電
解コンデンサの製造方法によれば、通常の乾燥状態でエ
ージング処理するだけで、十分に低い漏れ電流を得るこ
とができるというすぐれた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で用いた固体電解コンデンサ
の陽極体の構造を示す斜視図、第２図は電解重合後の化
成処理の方法を示した説明図、第３図は同固体電解コン
デンサのコンデンサ素子の構造を示したもので、（ａ）
は横断面図、（ｂ）は平面図、第４図は各条件における
インピーダンスの周波数特性を示したグラフである。 １・・・・・・陽極体、３・・・・・・陽極酸化皮膜、
４・・・・・・マンガン酸化物層、５・・・・・・陽極
体素子、６・・・・・・固体電解質層、７・・・・・・
電解液、８・・・・・・グラファイト層、９・・・・・
・銀ペイント層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁金属よりなる陽極体に陽極酸化皮膜を形成した
   後、陰極を取り出す部分全体に島状または層状にマンガ
   ン酸化物層を形成し、さらにその上に導電性高分子より
   なる固体電解質層を電解重合により形成してなる陽極体
   素子に、電解液中で一定時間定電圧を印加し、前記陽極
   酸化皮膜の修復化成を行う工程を設け、その後に、グラ
   ファイト層，導電体層を順次形成する工程を設けたこと
   を特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
2. （２）電解液中で陽極体素子に印加する定電圧が、陽極
   化成皮膜の電解液中での化成電圧の２分の１以下である
   特許請求の範囲第１項記載の固体電解コンデンサの製造
   方法。
3. （３）導電性高分子がポリピロール，ポリチオフェン，
   ポリフラン，ポリアニリンのいずれかである特許請求の
   範囲第１項記載の固体電解コンデンサの製造方法。
4. （４）弁金属がアルミニウムまたはタンタルである特許
   請求の範囲第１項記載の固体電解コンデンサの製造方法
   。