JPH04154107A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、誘電体酸化皮膜の表面に固体電解質を形成し
てなるチップ形の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］ 固体電解コンデンサは、通常、アルミニウム、タンタル
などの皮膜形成性金属表面に誘電体である酸化皮膜を形
成し、この酸化皮膜上に二酸化マンガン、ＴＣＮＱ錯体
などの固体電解質及び導電体層を順次形成して構成され
ている。

この場合、二酸化マンガンを固体電解質として用いたコ
ンデンサは、製造工程上、誘電体酸化皮膜を損傷し易い
などの欠点を持ち、一方、ＴＣＮＱ錯体を用いたコンデ
ンサは熱安定性に乏しいなどの欠点がある。

これらの欠点をなくすために、誘電体酸化皮膜上にピロ
ールなどの複素環式化合物の重合体を電解酸化重合によ
り形成し、固体電解質としたコンデンサが提案されてい
る。

さらに、陽極箔の誘電体酸化皮膜上に酸化剤を用いて化
学酸化重合により第１の導電性高分子膜を形成し、セパ
レータ紙及び陰極箔と共に巻回してコンデンサ素子を形
成後、電解酸化重合により第２の導電性高分子膜を形成
した構造の固体電解コンデンサが提案されており、有望
視されている。

このように、誘電体酸化皮膜上に化学酸化重合及び電解
酸化重合で導電性高分子膜を形成し、固体電解質として
なるコンデンサは、静電容量か大きく、温度特性、周波
数特性が良いという特徴を有している。このようなコン
デンサは、チップ形の場合、外装をモールド樹脂で行う
場合が多く、一般的には角形の物が多いため、端子とな
る金属フレームに接続したコンデンサ素子を金型に入れ
た状態で、この金型に高温で溶融した樹脂を圧力を加え
て流し込み、固化させている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、以上のような従来の固体電解コンデンサ
の製造方法においては、次のような欠点が存在していた
。

すなわち、巻回状に形成したコンデンサ素子に高温高圧
の溶融樹脂を流し込むと、コンデンサ素子に大きな熱的
・機械的ストレスか加わるため、コンデンサ素子に変形
を生しる。このような変形が固体電解質を形成した後に
発生すると、固体電解質と、化成により生成した酸化皮
膜との間で歪みが生し、両者が剥離したり、酸化皮膜に
亀裂、劣化なとの欠陥を生じてしまう。

このような酸化皮膜の欠陥に対し、駆動用電解液内に酸
化皮膜が存在している場合は、最終工程のエージングで
皮膜か修復されるか、固体電解質は、皮膜生成能力また
は修復能力がないか、或いはあっても極わずかなので、
欠陥部はそのまま残されて製品化され、漏れ電流の増大
などの不具合を生じる。

この場合、素子製造工程途中であれば、再化成により、
皮膜修復を行うことが可能であるが、外装モールド時の
皮膜欠陥は修復のしようがない。

また、良品であっても、チップ形コンデンサを基板に実
装する際の熱による樹脂の膨張・収縮なとの熱的・機械
的ストレスか、コンデンサ素子に加わり、酸化皮膜に亀
裂、劣化などの欠陥を生じ易い。

従って、以上のような固体電解コンデンサの製造方法、
すなわち、誘電体酸化皮膜上に導電性高分子膜を形成し
てコンデンサ素子を形成し、且つこのコンデンサ素子を
金属フレームに取付けた状態で金型に入れ、高温溶融樹
脂を圧力を加えて流し込み固化させることで製造する方
法においては、皮膜欠陥に起因する不具合により、製品
歩留が低下してしまう上、完成した製品においても信頼
性を格段に低下させてしまうという欠点を有していた。

一方、このような技術の欠点を解消する観点がら、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
サにおいて、端子となる金属フレムにコンデンサ素子を
取付けた後、外装モールドの前に−Ｈエポキシなどの樹
脂で被覆硬化させてから、高温、高圧の樹脂を流し込み
、モールドを完了させる方法か存在している。

しかしながら、この方法の場合、作業性が極端に悪く、
しかも、モールド前の樹脂被覆は寸法を増大させ、外装
モールドの形状つまり角形を維持するためにはさらに寸
法を増大しなければならないという欠点を有していた。

また、モールド前の樹脂被覆は、厚みにむらを生じ易（
、さらに、被覆の欠陥部を生じ易いという欠点を有して
いた。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するため
に提案されたものであり、その目的は、導電性高分子膜
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
方法において、特にコンデンサ素子の誘電体酸化皮膜の
欠陥発生を防止することを可能とすることにより、諸特
性及び歩留に優れ、信頼性の高い、コンパクトな固体電
解コンデンサを実現し得るような、優れた製造方法を提
供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明による固体電解コンデンサの製造方法は、誘電体
酸化皮膜を有し、この上に化学酸化重合膜を生成してな
る皮膜形成性金属箔をスペーサと巻回してコンデンサ素
子を形成するステップと、このコンデンサ素子に少なく
とも電解酸化重合膜及び導電性塗膜を形成するステップ
と、このコンデンサ素子を、端子となる金属フレームに
対して、陽極側は電気溶接、超音波またはその他の方法
で接続し、陰極側は導電性接着剤またはその他の方法で
接続するステップ、及びこの金属フレームの陰極側素子
接続部の両端部を、コンデンサ素子の外周面を覆うよう
に折曲げるステップとを有することを特徴としている。

［作用］ 以上のような構成を有する本発明の固体電解コンデンサ
の製造方法においては、コンデンサ素子を取付けた金属
フレームの陰極側素子接続部の両端部を折曲げてコンデ
ンサ素子の外周面を覆うため、この折曲げ部によってコ
ンデンサ素子を保護することができる。すなわち、外装
の際の高温、高圧の溶融樹脂による熱的・機械的ストレ
ス、或いは製品の基板実装時の熱的・機械的ストレスに
対して、折曲げ部によってコンデンサ素子を保護できる
ため、誘電体酸化皮膜の亀裂、劣化がなくなり、諸特性
を安定且つ良好にでき、歩留を向上でき、信頼性も高く
なる。

［実施例］ 以下に、本発明による固体電解コンデンサの製造方法を
適用してなる一実施例を、第１図乃至第３図を参照して
具体的に説明する。

まず、第１図に示すように、誘電体酸化皮膜を生成して
なる厚さ４０μｍ、幅３ｍｍの高純度アルミニウム箔に
、かしめ付けにより陽極リード２を取付けた後、２０ｍ
ｍ幅に切断して陽極箔１を得た。この陽極箔１を２　ｍ
　ｏ　１　／　ｌのピロール・エタノール溶液に５分間
浸漬した後、さらに、０゜５　ｍ　ｏ　１　／　ｆＬ過
硫酸アンモニウム水溶液に５分間浸漬して化学酸化重合
によりポリピロール膜３を形成した。続いて、この陽極
箔１にセパレータ紙（スペーサ）４を重ねて渦巻き状に
巻回して円筒状コンデンサ素子５を形成した。この後、
巻回時の機械的ストレスによる酸化皮膜の劣化部分を修
復するため再化成を行った。さらに、このコンデンサ素
子５をピロールモノマー１　ｍ　ｏ　１　／　ｎ及び支
持電解質としてパラトルエンスルホン酸ナトリウム１ｍ
ｏｌ／ｕを含むアセトニトリル溶液中に浸漬し、化学酸
化重合したポリピロールを陽極とし、外部陰極との間に
定電流電解酸化重合（１ｍＡ／Ｃｍ２・３０ｍ１ｎ）を
行い、電解酸化重合によるポリピロール膜を形成した。

このコンデンサ素子５をコロイダルカーボンに浸漬して
カーボン層（図示せず）を形成し、さらに銀ペーストを
塗布して導電性塗膜（図示せず）を形成して、コンデン
サ素子５を完成した。

次に、第２図に示すように、完成したコンデンサ素子５
にリードフレーム（金属フレーム）６を接続した。この
場合、リードフレーム６の陰極側素子接続部６ａの両端
部は、コンデンサ素子５の外周面を覆うように予め垂直
に折曲げ成形して、垂直壁６ｂとし、水平な陰極側素子
接続部６ａと両側の垂直壁６ｂとによるコ字状の素子収
納部を形成しておいた。そして、このようなリードフレ
ーム６の陰極側素子収納部にコンデンサ素子５を収納し
、このコンデンサ素子５を陰極側素子接続部６ａの上に
銀接着剤によって接続する一方、陽極リード２を、リー
ドフレーム６の陽極側に溶接によって固定した。

最後に、第３図に示すように、外装として、エポキシ樹
脂モールド７を施した。この場合、エポキシ樹脂モール
ドのゲートは図中側面とし、モルト条件は、金型温度１
５０〜１７０℃、圧力１０〜２０ｋｇ／ｃｍ２、時間は
３分間とした。

以上のようにして完成した本発明の製造方法に従う定格
電圧１６Ｖ、静電容量３．３μＦの固体電解コンデンサ
を本実施例品とする一方、比較用として、従来技術によ
る固体電解コンデンサを次のようにして製造した。

すなわち、コンデンサ素子を完成するまでの工程は、本
実施例品の工程と全く同様とし、このコンデンサ素子を
リードフレームに接続するに際して、リードフレームの
陰極側素子接続部に、垂直側面を形成せず、単に銀接着
剤にてコンデンサ素子を接続するのみとする一方、陽極
リードは本実施例品と同様に溶接によってリードフレー
ムに固定した。さらに、この後の樹脂モールドも、前述
した本実施例品の樹脂モールド条件と全く同様の条件で
行い、本実施例品と同定格、同容量で、すドフレームの
陰極側にコンデンサ素子を覆う垂直壁を持たない点につ
いてのみ本実施例品と異なる固体電解コンデンサを完成
し、これを従来品とした。

そして、以上のように完成した本実施例品と従来品との
比較特性試験を行ったところ、次の第１表に示すような
結果か得られた。

この第１表に示すように、本発明による固体電解コンデ
ンサは、従来技術による固体電解コンデンサに比べ、特
に漏れ電流不良や短絡不良の発生率が格段に低減してお
り、その結果、本実施例品における良品歩留は、従来品
の３９．１％に比べ、９１．６％と大幅に向上している
。これは、本実施例品における従来品と異なる構成、す
なわち、リードフレーム６の垂直壁６ｂによってコンデ
ンサ素子５を覆っているという構成により、外装モール
ド時に、高温・高圧のエポキシ溶融樹脂がコンデンサ素
子５に直接接触することを防止できるため、コンデンサ
素子５に加わる熱的・機械的ストレスを著しく低減でき
ることによるものと考えられる。これに対し、従来品に
おける漏れ電流不良や短絡不良の発生率の高さは、樹脂
モールド時における高温・高圧のエポキシ溶融樹脂にコ
ンデンサ素子がそのまま晒されてしまうため、前述の通
り、コンデンサ素子に大きな熱的・機械的ストレスが加
わり、素子の変形に従って酸化皮膜に欠陥を生じるため
であると考えられる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、どのような定格、容量の固体電解コンデンサにも適用
可能であり、また、具体的な材料や樹脂モールドの条件
は適宜選択可能である。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明の固体電解コンデンサの製造
方法によれば、チップコンデンサの端子となる金属フレ
ームの陰極側素子接続部の両端部を、コンデンサ素子の
外周面を覆うように折曲げることにより、外装の際の高
温、高圧の溶融樹脂による熱的・機械的ストレス、或い
は製品の基板実装時の熱的・機械的ストレスに対してコ
ンデンサ素子を保護できるため、コンデンサ素子の誘電
体酸化皮膜の欠陥発生を防止することが可能となり、従
来に比べて諸特性及び歩留に優れ、信頼性の高い、コン
パクトな固体電解コンデンサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明による固体電解コンデンサの
製造方法の一実施例を段階的に示す図であり、第１図は
コンデンサ素子の巻回工程を示す斜視図、第２図はリー
ドフレーム（金属フレーム）にコンデンサ素子を接続し
た状態を示す斜視図、第３図は外装モールド状態を示す
斜視図である。 １・・・陽極箔、２・・・陽極リード、３・・・ポリピ
ロル膜、４・・・セパレータ紙（スペーサ）、５・・・
コンデンサ素子、６・・・リードフレーム（金属フレ、
６ａ・・・陰極側素子接続部、６ｂ・・・垂直壁、７・
・・樹脂モールド。 ム）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　誘電体酸化皮膜を有し、この上に化学酸化重合膜を生
   成してなる皮膜形成性金属箔をスペーサと巻回してコン
   デンサ素子を形成するステップと、このコンデンサ素子
   に少なくとも電解酸化重合膜及び導電性塗膜を形成する
   ステップと、このコンデンサ素子を、端子となる金属フ
   レームに対して、陽極側は電気溶接、超音波またはその
   他の方法で接続し、陰極側は導電性接着剤またはその他
   の方法で接続するステップ、及びこの金属フレームの陰
   極側素子接続部の両端部を、コンデンサ素子の外周面を
   覆うように折曲げるステップとを有することを特徴とす
   る固体電解コンデンサの製造方法。