JPH04243115A - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は電子機器に用いられ、特
に高周波領域で低インピーダンスであり、かつ小形大容
量の固体電解コンデンサの製造方法に関するものである
。 【０００２】 【従来の技術】近年、電子機器のデジタル化に伴って電
子回路に使用されるコンデンサも高周波領域における低
インピーダンス、小形大容量が厳しく要求されるように
なってきた。小形大容量を特徴とする電解コンデンサの
分野においても、従来の乾式アルミ電解コンデンサや二
酸化マンガンを固体電解質とするタンタル固体電解コン
デンサおよびアルミ固体電解コンデンサなどに対し、複
素環式化合物の重合物である導電性高分子を固体電解質
とする固体電解コンデンサが、この要求に応え得るコン
デンサとして数多く提案され、一部で商品化されるよう
になってきた。 【０００３】この種の固体電解コンデンサにおけるコン
デンサ素子は、一般的には図１に示すような構成となっ
ており、すなわち、弁金属であるアルミニウム箔１を絶
縁フィルム２で陽極部３と陰極部４に区分し、かつ陰極
部４の酸化皮膜５上に導電物質層６、複素環式化合物よ
りなる導電性高分子膜７、グラファイト層８と銀ペイン
ト層９からなる導体層を順次形成することにより構成さ
れている。そしてこのコンデンサ素子の陽極部３と導体
層から、もしくはコンデンサ素子を積層した形でそれぞ
れ端子を取り出し、その後樹脂外装を施して固体電解コ
ンデンサを構成している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　しかしながら、弁金属であるアル
ミニウム箔の表面に形成した酸化皮膜を誘電体として用
いる電解コンデンサにおいては、酸化皮膜が大なり小な
り不純物や格子欠陥に基づく欠陥部を有しているため、
この欠陥部が顕在化したものが、漏れ電流として現われ
てくる。特に高温での処理や酸やアルカリなどの試薬に
よる処理、機械的ストレスによって漏れ電流が大きくな
ることがしばしばあった。このため、従来の固体電解コ
ンデンサにおいては、工程の途中または最終の段階でエ
ージング処理を行うことは常識となっている（例えば、
特開昭６３−２６８２４０号公報、ＢＵＬＬＥＴＩＮ　
ＯＦ　ＴＨＥ　ＣＨＭＩＣＡＬ　ＳＯＣＩＥＴＹ　ＯＦ
　ＪＡＰＡＮ　Ｖｏ１．５０　ｐ３１５５、１９７７参
照）。 【０００５】また、このことは導電性高分子を固体電解
質とする固体電解コンデンサにおいても、例外ではなく
、各工程で酸化皮膜の劣化が起こり、皮膜を修復するエ
ージング処理が必要であった。例えば、導電物質層６を
形成する工程では二酸化マンガンであれば熱処理による
熱ストレスが、化学重合物質であれば酸化剤による薬品
ストレスの洗礼があり、またグラファイト層８，銀ペイ
ント層９からなる導体層の形成工程では熱ストレスが加
えられるため、酸化皮膜の修復工程が必要であった。 【０００６】一般的には、このエージング処理は水溶液
中で行うか、コンデンサ素子に水分を含浸させるか、あ
るいは多湿の雰囲気中で行っている。これは、酸化皮膜
の修復反応には水分が関与するためである。 【０００７】しかしながら、従来のエージング処理は１
００℃未満のしかもかなり低い温度で行うのが一般的で
あった。このため、エージング処理にかなりの長時間を
要し、量産上の障害となっていた。この原因は、温度、
特に１００℃以上では水の蒸気圧が高いため、コンデン
サ素子に水分が十分に保持されず、従ってエージング処
理を行っても、酸化皮膜の修復が完全にはできないだろ
うという常識が妨げとなっていた。 【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、きわめて短時間のエージング処理により酸化皮膜の
修復が行える固体電解コンデンサの製造方法を提供する
ことを目的とするものである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、コンデンサ素子の弁金属部と導体層部に導
出端子となるリードフレームを接続し、さらに前記コン
デンサ素子をモールド樹脂で外装する固体電解コンデン
サの製造方法において、前記コンデンサ素子をモールド
樹脂で外装する前の状態のコンデンサ素子に８５℃以上
の高温多湿の雰囲気中で電圧を印加することによりエー
ジング処理を行うようにしたものである。　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　【００１０】 【作用】上記本発明の固体電解コンデンサの製造方法に
よれば、コンデンサ素子をモールド樹脂で外装する前の
状態のコンデンサ素子に、８５℃以上、望ましくは１０
０℃以上の高温多湿の雰囲気中で電圧を印加することに
よりエージング処理を行うようにしているため、モール
ド樹脂で外装する前の状態のコンデンサ素子は、１００
℃以上の高温でも高湿度の雰囲気中では湿度に比例して
水蒸気を吸着することになり、その結果、酸化皮膜の修
復は十分に、かつ加速されて行われることになるため、
きわめて短時間に効率よくエージング処理が行われて生
産性を向上させることができるものである。 【００１１】 【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづ
いて説明する。まず、エッチング及び化成済みの厚さ１
００μｍの弁金属であるアルミニウム箔の所定の位置に
、片面に接着剤を塗布したポリイミドの絶縁フィルムを
貼付け、それを打ち抜いて図２に示す櫛形電極１０を得
た。この櫛形電極１０における絶縁フィルム２は櫛形電
極１０の突起部１１を陰極部４と陽極部３に区分してい
る。そして図１（ａ），（ｂ）に示すように、陰極部４
の酸化皮膜５の上に硝酸マンガンの水溶液を含浸させた
後、約３００℃で熱処理することにより、二酸化マンガ
ンよりなる導電物質層６を形成した。次に、重合性物質
としてピロールを、かつ支持電解質としてトリイソプロ
ピールナフタレンスルフォン酸を水に溶解した重合液中
で電解重合を行い、導電物質層６の上に複素環式化合物
よりなる導電性高分子膜７を形成した。さらに、その上
にグラファイト層８および銀ペイント層９からなる導体
層を公知の方法で順次形成した後、図２に示すＡ−Ａ線
で突起部１１を切断し、図１（ａ），（ｂ）に示す構造
のコンデンサ素子１２を得た。 【００１２】次に、図３および図４（ａ），（ｂ）に示
すリードフレーム１３上の陰極部間と対応する位置に銀
ペイントを少量塗布してコンデンサ素子１２を積層する
ことにより載置した。この場合、コンデンサ素子１２の
陰極部側は、図４（ａ），（ｂ）に示すように陰極底部
止め１４と陰極側部止め１５を直角に折り曲げることに
より固定した。一方、コンデンサ素子１２の陽極部側は
２段に折曲げ、陽極側部止め１６と陽極押さえ部１７で
密着させた。さらに、陽極部側は陽極押さえ部１７の上
からレーザ溶接を行って接合し、かつ陰極部側は高温処
理によって銀ペイントよりなる接着剤を硬化させること
により接続した。 【００１３】以上の工程によってリードフレーム１３上
に固定されたコンデンサ素子１２は各種のストレスによ
り酸化皮膜が劣化しているため、モールド樹脂で外装を
行う前に酸化皮膜を修復するためのエージング処理を行
う必要がある。 【００１４】このエージング処理は図４（ｂ）に示すリ
ードフレーム１３の点線部を切断して陽極を分離し、そ
して高温多湿の雰囲気中で電圧を印加して酸化皮膜の修
復を行うものである。中途の工程で行う酸化皮膜の修復
は水溶液中でも行うことができるが、この段階では銀ペ
イント層９およびリードフレーム１３に電解の影響が出
るため、上記した方法をとるのが一般的である。 【００１５】エージング処理の効果を検討したコンデン
サ素子としては、３０Ｖの化成箔で突起部の寸法が３×
７ｍｍのものを５枚積層したもので、定格１０Ｖ２２μ
Ｆのコンデンサ素子を製作した。 【００１６】エージング条件は、相対湿度９０％の雰囲
気中で定格電圧の１２５％の電圧（１２．５Ｖ）を１時
間印加して行った。エージング終了後、規定の漏れ電流
１分値で１μＡ以上のものを不良品とした。 【００１７】エージング温度の歩留まりに対する影響を
確認するため、まず温度を４０〜１２５℃までの５条件
でｎ＝５０のサンプル数で行った。この結果は図５に示
した通りであるが、この図５から明らかなように８５℃
以上で良好な結果を示した。 【００１８】続いて、６０℃，８５℃および１０５℃の
温度で同じく相対湿度９０％の雰囲気中でエージング時
間を５〜９０分の５条件に変えて検討した。この試験結
果は図６に示した通りであるが、図６から明らかなよう
に、８５℃以上、特に１０５℃ではきわめて短時間に酸
化皮膜の修復が行われることがわかった。 【００１９】これは従来の１００℃以上では、水分が蒸
発し易く、エージングが十分に行われないだろうという
常識を覆し、かえって加速的に酸化皮膜の修復が行われ
て、エージング時間の短縮ができることを意味するもの
である。 【００２０】 【発明の効果】以上のように本発明は、コンデンサ素子
をモールド樹脂で外装する前の状態のコンデンサ素子に
、８５℃以上の高温多湿の雰囲気中で電圧を印加するこ
とによりエージング処理を行うようにしているため、モ
ールド樹脂で外装する前の状態のコンデンサ素子は、１
００℃以上の高温でも高湿度の雰囲気中では湿度に比例
して水蒸気を吸着することになり、その結果、酸化皮膜
の修復は十分に、かつ加速されて行われることになるた
め、きわめて短時間に効率よくエージング処理が行われ
て生産性を向上させることができるものである。　　　
　

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）一般の固体電解コンデンサにおけるコン
デンサ素子の平面図 （ｂ）同コンデンサ素子の断面図

【図２】本発明の実施例における弁金属であるアルミニ
ウム箔を打ち抜いた櫛形電極の概要を示す平面図

【図３
】本発明の実施例に使用したコンデンサ素子を搭載して
接続するリードフレームの横断面図

【図４】（ａ）図３
のリードフレームの概要を示す部分拡大図 （ｂ）（ａ）のリードフレームにコンデンサ素子を搭載
して接続した状態を示す部分拡大図

【図５】本発明の実施例におけるエージング温度と漏れ
電流の歩留まりの関係を示すグラフ

【図６】本発明の実施例におけるエージング時間と漏れ
電流の歩留まりの関係を示すグラフ

【符号の説明】

１　　アルミニウム箔 ５　　酸化皮膜 ６　　導電物質層 ７　　導電性高分子膜 ８　　グラファイト層 ９　　銀ペイント層 １２　　コンデンサ素子　 １３　　リードフレーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁金属の表面に酸化皮膜，導電物質層，導
   電性高分子膜，グラファイト層と銀ペイント層からなる
   導体層を順次形成してコンデンサ素子を構成するととも
   に、このコンデンサ素子の弁金属部と導体層部に導出端
   子となるリードフレームを接続し、さらに前記コンデン
   サ素子をモールド樹脂で外装する固体電解コンデンサの
   製造方法において、前記コンデンサ素子をモールド樹脂
   で外装する前の状態のコンデンサ素子に、８５℃以上の
   高温多湿の雰囲気中で電圧を印加することによりエージ
   ング処理を行うことを特徴とする固体電解コンデンサの
   製造方法。