JPH05190394A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解重合膜形成後、給電端子を外す際の機械
的ストレスなどから素子箔を保護する。 【構成】 素子箔として用いられる各突起部１２に絶縁
部材１３を形成した後、同絶縁部材１３上にも化学酸化
重合膜１４を形成し、電解重合時には、相隣る突起部１
２，１２間の絶縁部材１３上に形成されている化学酸化
重合膜１４に給電端子１５を接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体電解コンデンサの製
造方法に関し、さらに詳しく言えば、導電性高分子物質
からなる固体電解質を備えた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】固体電解コンデンサにおいては、その固
体電解質として導電性高分子物質（例えばポリピロー
ル）を用いることにより、二酸化マンガンなどを固体電
解質とする固体電解コンデンサに比べて等価直列抵抗お
よび漏れ電流をより小さくすることができる。

【０００３】この種の固体電解コンデンサを製造するに
際しては、図９および図１０に例示されているように、
まず、誘電体酸化皮膜を形成できる金属板、例えば帯状
をなすアルミニウム箔１を用意し、同アルミニウム箔１
を櫛歯状に形成してその片側にコンデンサ素子箔となる
複数の突起部２…を連設する。

【０００４】そして、この各突起部２の基部側に、固体
電解質這い上がり防止用の撥水性でかつ電気絶縁性を有
する樹脂コートもしくは樹脂テープよりなるマスキング
層３を設けて、同突起部２と陽極引出し部４とを区分
し、各突起部２に電解重合膜５を形成する。

【０００５】すなわち、アルミニウム箔１をマスキング
層３の部分まで電解重合槽６の電解重合液中に浸漬し、
同電解重合槽６を陰極側とし、陽極側給電端子７を突起
部２の素子箔表面に接触させて重合電圧を印加すること
により、各突起部２に例えばポリピロールからなる電解
重合膜５が形成される。

【０００６】しかる後、図示されていないが、電解重合
膜５上に陰極引出し層としてのカーボン層および銀層を
順次形成する。このように、実際の製造工程において
は、１枚のアルミニウム箔から突起部２の数に相当す
る、例えば５０個のコンデンサ素子を得るようにしてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例によれば、
マスキング層３により電解重合時における固体電解質
（電解重合膜）の這い上がりは防止されるが、電解重合
膜は給電端子７の部分にも形成される。

【０００８】したがって、電解重合後に給電端子７を箔
表面から外す際、その素子箔に機械的ストレスを与える
ばかりでなく、素子上に電解重合膜の欠損部が生じ、こ
れが漏れ電流（ＬＣ）不良の原因となる。

【０００９】これに対して、電解重合に先立って化学重
合を行ない、マスキング層に化学重合膜を這い上がら
せ、その部分に給電端子を接触させて電解重合を行なう
方法がある。

【００１０】しかしながら、マスキング層の幅が狭いた
めに、這い上がり精度および給電端子をそれに接触させ
る際の位置決め精度がきわめてむずかしい。もっとも、
この問題はマスキング層の幅を広くすれば解決される
が、製品自体の寸法に制約を受けるため、マスキング層
の幅を徒に広くすることはできない。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
を解決するためになされたもので、その構成上の特徴
は、予めエッチング処理された所定幅の弁作用金属箔に
誘電体酸化被膜を形成し、同弁作用金属箔に帯状の陽極
引出し部および同陽極引出し部の少なくとも片側にコン
デンサ素子箔として用いられる複数の突起部を櫛歯状に
連設した後、各突起部の基部側に固体電解質這い上がり
防止用の絶縁部材を設け、化学重合法により上記突起部
および上記絶縁部材上に化学酸化重合膜を形成し、次い
で電解重合液中に浸漬し、相隣る上記突起部間の上記絶
縁部材上に形成されている化学酸化重合膜に給電端子を
接触させて、電解重合法により上記化学酸化重合膜上に
導電性高分子物質よりなる電解重合膜を形成するように
したことにある。

【００１２】この場合、陽極引出し部に突起部間に延在
する給電用の舌片を連設し、同舌片にも固体電解質這い
上がり防止用の絶縁部材を設け、電解重合時に、給電端
子を同舌片上に形成されている化学酸化重合膜に接触さ
せるようにすることが好ましい。

【００１３】なお、絶縁部材として一般的には絶縁テー
プが用いられるが、好ましくは同絶縁テープ上にさらに
樹脂コート層を形成すると良い。

【００１４】絶縁テープとしては、耐溶剤性・耐熱性に
優れているものが好ましく、例えばポリイミド樹脂やポ
リフェニレンサルフアイド樹脂を基材とし、シリコン
系、エポキシ系もしくはアクリル系の粘着材層を塗布し
たものが良い。例えば、日東電工社製の耐熱粘着テープ
Ｎｏ．３６０Ａを挙げることができる。

【００１５】また、樹脂コート層としては、耐溶剤性・
耐熱性に優れているシリコン系またはエポキシ系の熱硬
化性樹脂を使用するのが好ましい。例えば、信越化学社
製のシリコン樹脂ＫＥ−１３３０を挙げることができ
る。

【００１６】化学重合は、弁作用金属箔、例えばアルミ
ニウムエッチド箔をまずモノマーと溶媒を含む水溶液に
浸漬し、同アルミニウムエッチド箔の細孔内にモノマー
を導入する。モノマー濃度は５〜５０ｗｔ％、好ましく
は２０〜４０ｗｔ％で、溶媒の濃度は５〜５０ｗｔ％、
好ましくは２０〜４０ｗｔ％が良い。

【００１７】次いで、酸化剤と支持電解質を含む水溶液
に浸漬し、同アルミニウムエッチド箔表面および細孔内
のモノマーを導電性高分子に重合する。なお、モノマ
ー、酸化剤は浸漬以外に均一に付着可能な塗布または噴
霧などの方法でも良い。

【００１８】また、電解重合液はモノマーと支持電解質
と溶媒からなる。モノマーの濃度は０．０１〜５．０ｍ
ｏｌ／ｌ、好ましくは０．０５〜３．０ｍｏｌ／ｌが良
い。支持電解質の濃度は０．０１〜５．０ｍｏｌ／ｌ、
好ましくは０．０５〜３．０ｍｏｌ／ｌが良い。

【００１９】モノマーとしては、ピロール、チォフェ
ン、フラン、アニリンなどの複素環式化合物が用いられ
る。

【００２０】酸化剤としては、ヨウ素、臭素、ヨウ化臭
素などのハロゲン、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモ
ン、四フッ化ケイ素、五塩化リン、五フッ化リン、塩化
アルミニウム、塩化モリブデンなどの金属ハロゲン化
物、硫酸、硝酸、フルオロ硫酸、トリフルオロメタン硫
酸、クロロ硫酸などのプロトン酸、三酸化イオウ、二酸
化窒素などの含酸素化合物、過硫酸アンモニウムなどの
過硫酸塩、過酸化水素、過酢酸、ジフルオロスルホニル
パーオキサイドなどの過酸化物、硝酸第２鉄、硫酸第２
鉄などの鉄化合物、硝酸第２銅、硫酸銅などの銅化合物
などが用いられる。

【００２１】支持電解質には、Ｐ−トルエンスルホン
酸、ナフタレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などの
スルホン酸、安息香酸、アジピン酸、シュウ酸、フタル
酸などのカルボン酸、フェニルリン酸、ナフチルリン酸
などのリン酸、フェニルホウ酸などのホウ酸が単独でも
しくは混合して用いられる。

【００２２】溶媒としては、水のほかエタノール、メタ
ノールなどのプロトン性溶媒と、アセトニトリル、プロ
ピレンカーボネイト、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドな
どの非プロトン性溶媒が単独でもしくは混合して用いら
れる。溶媒の種類は支持電解質により適宜選択される。

【００２３】用いられる弁作用金属箔としては、アルミ
ニウム、タンタル、チタンもしくはニオブなどの２０〜
３００μｍの薄箔が好ましい。

【００２４】

【作用】電解重合膜を形成するにあたって、給電端子を
絶縁部材上に形成されている化学酸化重合膜に接触させ
る構成であるため、給電端子を外す際に電解重合膜に欠
損部が生じたとしても、それは絶縁部材上でのことであ
り、素子箔自体にはその悪影響はおよばない。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。第１実施例として、まず、アルミニウムエ
ッチド箔（厚さ９０〜１００μｍ）を３３Ｖにて陽極酸
化し、その表面に誘電体酸化皮膜を形成した。

【００２６】そして、図１に示されているように、金型
プレスやレーザー加工などにてこのアルミニウムエッチ
ド箔１０に所定幅の帯状をなす陽極引出し部１１と、そ
の片側にコンデンサ素子箔として用いられる複数の突起
部１２を櫛歯状に形成した。

【００２７】次ぎに、アルミニウムエッチド箔１０全体
をアジピン酸アンモニウムの３％水溶液に浸漬し、化成
電圧３３Ｖ、印加時間３０分にて再度陽極酸化を行な
い、その切り口部分を含めて誘電体酸化皮膜を形成し
た。

【００２８】しかる後、図２に示されているように、各
突起部１２の基部側の両面に固体電解質這い上がり防止
用の絶縁部材１３として絶縁テープ１３ａ，１３ｂ（日
東電工社製耐熱粘着テープＮｏ．３６０Ａ）を貼着し
た。この場合、突起部１２との間に隙間が生じないよう
にするため、一方の絶縁テープ１３ａを真っ直ぐとしな
がらも、他方の絶縁テープ１３ｂ突起部１２の外形に沿
うように貼着した。

【００２９】そして、各突起部１２を絶縁部材１３の部
分までピロールモノマー液に浸漬し、引き続きドーパン
トを含んだ酸化剤液中に浸漬して各突起部１２の素子箔
と絶縁部材１３上に化学酸化重合膜１４（図３参照）を
形成した。

【００３０】この実施例では、酸化剤液から引き上げて
余剰のポリピロールを水洗して除去した後、ピロールモ
ノマー液および酸化剤液中への浸漬を３回繰り返した。

【００３１】次ぎに、再化成としてアジピン酸アンモニ
ウムの３％水溶液に浸漬し、化成電圧２６Ｖを３０分間
印加した。

【００３２】上記のように化学酸化重合膜１４を形成し
た後、図３に示されているように、相隣る突起部１２，
１２間の絶縁部材１３上に形成されている化学酸化重合
膜１４に陽極側給電端子１５を接触させた状態で、各突
起部１２をピロールモノマーおよびドーパントを含んだ
電解重合用水溶液に浸漬し、電解重合槽を陰極側として
所定の電圧を印加し、化学酸化重合膜１４上に電解重合
膜を形成した。

【００３３】この電解重合膜は図４中において参照符号
１６で示されており、その後の工程において、この電解
重合膜１６上に陰極引出し層としてのカーボン層１７お
よび銀層１８をそれぞれ焼き付けた。

【００３４】このようにして、陽極引出し部１１の片側
にコンデンサ素子Ｃが突起部１２の数だけ形成される。

【００３５】陽極引出し部１１から各コンデンサ素子Ｃ
を所定長さの陽極リード１１ａを残した状態で切り離し
た後、その銀層（陰極層）１８に導電性接着剤１９を介
してリードフレームの陰極端子板２０を取り付けるとと
もに、陽極リード１１ａに同リードフレームの陽極端子
板２１を溶接した。

【００３６】しかる後、図４に想像線で示されているよ
うに、各コンデンサ素子Ｃの周囲にモールド樹脂による
樹脂外装体２２を形成し、エージングを行なった後、各
端子板２０，２１を樹脂外装体２２の底面に沿って折り
曲げてチップ形アルミニウム固体電解コンデンサとし
た。

【００３７】この第１実施例にしたがって、定格１０Ｖ
４．７μＦのチップ形アルミニウム固体電解コンデンサ
を８０個試作したところ、漏れ電流テストの良品数は７
１個で、歩留りは８８．８％であった。

【００３８】上記第１実施例では絶縁テープ１３ａ，１
３ｂにより、絶縁部材１３を形成したが、第２実施例に
おいては、図５および図６に示されているように、その
絶縁テープ１３ａ，１３ｂを覆うようにさらに樹脂コー
ト層１３ｃ（信越化学社製のシリコン樹脂ＫＥ−１３３
０）を形成した。他の工程は上記第１実施例と同様とし
て、定格１０Ｖ４．７μＦのチップ形アルミニウム固体
電解コンデンサを８０個試作したところ、漏れ電流テス
トの良品数は７４個で、歩留は９２．５％であった。

【００３９】図７には第３実施例が示されている。同実
施例の場合、絶縁部材１３は上記第２実施例と同じく、
絶縁テープ１３ａ，１３ｂ上にさらに樹脂コート層１３
ｃを形成したものからなるが、この第３実施例において
は、電解重合時に給電用となる舌片２３を備えている。

【００４０】すなわち、同舌片２３は突起部１２間に延
在するように陽極引出し部１１に連設されており、この
舌片２３にも突起部１２と同様に固体電解質這い上がり
防止用の絶縁部材１３を設けるとともに、化学酸化重合
膜１４を形成し、同化学酸化重合膜１４に給電端子１５
を接触させて電解重合を行なった。

【００４１】他の工程は上記第１実施例と同様として、
定格１０Ｖ４．７μＦのチップ形アルミニウム固体電解
コンデンサを８０個試作したところ、漏れ電流テストの
良品数は７６個で、歩留は９５．０であった。

【００４２】なお、この実施例のように、各突起部１２
間に舌片２３を必ず設ける必要はなく、数個おきでも良
い。

【００４３】比較例として、先に説明した図９および図
１０の従来例にしたがって、定格１０Ｖ４．７μＦのチ
ップ形アルミニウム固体電解コンデンサを８０個試作し
たところ、漏れ電流テストの良品数は５５個で、歩留は
６８．８％であった。

【００４４】参考までに、第１ないし第３実施例および
従来例について、その漏れ電流分布状態と、漏れ電流良
品数および歩留の対比表を図８に示す。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固体電解質這い上がり防止用の絶縁部材上に化学酸化重
合膜を形成し、電解重合膜を形成するにあたって、その
給電端子を絶縁部材上に形成されている化学酸化重合膜
に接触させるようにしたことにより、給電端子を外す際
に機械的ストレスや欠損部が生じたとしても、素子箔自
体にその悪影響がおよぶことがなく、したがって歩留が
向上するとともに、漏れ電流分布が低い値に収束する、
などの効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に関するもので、アルミニ
ウムエッチド箔にコンデンサ素子箔として用いられる複
数の突起部を櫛歯状に形成し、各突起部に絶縁部材を設
けた状態を示す正面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】第１実施例の電解重合工程を説明するための摸
式図。

【図４】第１実施例にしたがって製造されたコンデンサ
素子を示す断面図。

【図５】本発明の第２実施例を説明するための図１と同
様な正面図。

【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図。

【図７】本発明の第３実施例を説明するための図１と同
様な正面図。

【図８】上記各実施例と従来例の漏れ電流分布を示した
グラフ。

【図９】従来例を説明するための図１と同様な正面図。

【図１０】従来の電解重合を説明するための摸式図。

【符号の説明】

１０ アルミニウムエッチド箔 １１ 陽極引出し部 １２ 突起部 １３ 絶縁部材 １４ 化学酸化重合膜 １５ 給電端子 １６ 電解重合膜 １７ カーボン層 １８ 銀層 ２０ 陰極端子板 ２１ 陽極端子板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 数原 学 神奈川県藤沢市辻堂新町２丁目２番１号 エルナー株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予めエッチング処理された所定幅の弁作
   用金属箔に誘電体酸化被膜を形成し、同弁作用金属箔に
   帯状の陽極引出し部および同陽極引出し部の少なくとも
   片側にコンデンサ素子箔として用いられる複数の突起部
   を櫛歯状に連設した後、各突起部の基部側に固体電解質
   這い上がり防止用の絶縁部材を設け、化学重合法により
   上記突起部および上記絶縁部材上に化学酸化重合膜を形
   成し、次いで電解重合液中に浸漬し、相隣る上記突起部
   間の上記絶縁部材上に形成されている化学酸化重合膜に
   給電端子を接触させて、電解重合法により上記化学酸化
   重合膜上に導電性高分子物質よりなる電解重合膜を形成
   するようにしたことを特徴とする固体電解コンデンサの
   製造方法。
2. 【請求項２】 上記陽極引出し部には上記突起部間に延
   在する給電用の舌片が連設されているとともに、同舌片
   にも上記固体電解質這い上がり防止用の絶縁部材が設け
   られ、電解重合時、上記給電端子を同舌片上に形成され
   ている化学酸化重合膜に接触させるようにしたことを特
   徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方
   法。
3. 【請求項３】 上記絶縁部材は絶縁テープからなること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体電解
   コンデンサの製造方法。
4. 【請求項４】 上記絶縁テープ上にはさらに樹脂コート
   層が形成されることを特徴とする請求項４に記載の固体
   電解コンデンサの製造方法。