JPH05304058A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 漏れ電流不良を低減する。 【構成】 コンデンサ素子箔１１に固体電解質這い上が
り防止用の第１レジスト層１２を形成して同素子箔１１
を陽極引出部１１ａと陽極箔部１１ｂとに分離するとと
もに、陽極箔部１１ｂの三辺のエッジ部分に沿ってエッ
ジ保護用のレジスト層１３を形成する。

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、漏れ電流不良率を
低減し得るようにし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】固体電解質として導電性高分子物質（例
えばポリピロール）を有する固体電解コンデンサを例に
してその製造工程を説明すると、図２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箔、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ほぼ矩形状をな
す複数のコンデンサ素子箔２…を連設する。

【０００３】次ぎに、この各コンデンサ素子箔２の基部
側に電気絶縁性を有する樹脂コートもしくは樹脂テープ
などより、固体電解質這い上がり防止用のレジスト層３
を設けて、同コンデンサ素子箔２を陽極引出部２ａと陽
極箔部２ｂとに分離する。

【０００４】そして、その各陽極箔部２ｂに次ぎのよう
にして化学酸化重合膜を形成する。まず、同陽極箔部２
ｂを例えばピロールモノマーを含む溶液中に浸漬し、次
いで所定の酸化剤溶液に浸漬することにより、陽極箔部
２ｂ上に化学酸化重合膜を形成する。

【０００５】しかる後、電解重合液中に浸漬して電解重
合法により同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。すなわち、電解重合槽側を
陰極とし、化学酸化重合膜に陽極側給電端子を接触させ
て重合電圧を印加する。

【０００６】そして、その電解重合膜上に陰極引出層と
してのカーボン層および銀層を順次形成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようにして、実際
の製造工程においては、１枚のアルミニウム箔１から例
えば５０個のコンデンサ素子を得るようにしているが、
その製造工程をとおして電気的にも機械的にも最もスト
レスがかかる部位は陽極箔部２ｂのエッジ部分であり、
これが原因で漏れ電流が増加するという欠点があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の事情
に鑑みなされたもので、その構成上の特徴は、予めエッ
チング処理された弁作用金属からなるマザー金属箔に誘
電体酸化被膜を形成し、同マザー金属箔にほぼ直角に交
わる三辺を有する複数個のコンデンサ素子箔を連設し、
その各コンデンサ素子箔の所定部位に固体電解質這い上
がり防止用の第１レジスト層を形成して同コンデンサ素
子箔を陽極引出部と陽極箔部とに分離するとともに、同
陽極箔部の三辺のエッジ部分に沿ってエッジ保護用の第
２レジスト層を形成した後、同陽極箔部に固体電解質を
形成するようにしたことにある。

【０００９】この場合、第１および第２レジスト層はシ
リコン樹脂またはエポキシ樹脂などの樹脂材によって形
成される。

【００１０】また、固体電解質は例えば化学重合法によ
り化学酸化重合膜を形成した後、その化学酸化重合膜上
に電解重合法により電解重合膜を形成することにより得
られるが、これとは別に二酸化マンガン層を形成した
後、同二酸化マンガン層上に電解重合法により電解重合
膜を形成して固体電解質としても良い。さらには、同固
体電解質をポリアニリンなどの可溶性電解液を塗布し乾
燥した後、ドーピングを行なうことによっても形成する
ことができる。

【００１１】固体電解質を導電性高分子物とする場合、
化学酸化重合膜は、まず陽極箔部をモノマーと非水溶媒
を含む水溶液中に浸漬して同陽極箔部の細孔内にモノマ
ーを導入し、次いで同陽極箔部を酸化剤と支持電解質を
含む水溶液中に浸漬して同陽極箔部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ことにより得られ
る。

【００１２】モノマー液としては、例えば１０〜５０ｗ
ｔ％のピロールを含む水・エタノールの混合水溶液など
が用いられる。また、酸化剤としては、例えば０．０５
〜０．５ｍｏｌ／ｌの支持電解質を含む（ＮＨ_４）_２Ｓ
_２Ｏ_３，ＦｅＣｌもしくはＨ_２Ｏ_２などから選択するこ
とができる。

【００１３】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。

【００１４】モノマーとしては、ピロールのほかに、チ
ォフェン、フランなどの複素環式化合物を用いることが
できる。

【００１５】また、酸化剤としては、上記の過硫酸アン
モニウムなどの過硫酸塩、過酸化水素などのほかに、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
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。

【００１６】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。

【００１７】溶媒としては、水のほかに非水溶媒として
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。

【００１８】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。

【００１９】

【作用】陽極箔部の三辺のエッジ部分に沿ってエッジ保
護用のレジスト層が形成されているため、電気的にも機
械的にも同部位のストレスが緩和され、したがって漏れ
電流不良率が低減する。

【００２０】

【実施例】

《実施例１》まず、所定幅の帯状をなすアルミニウムエ
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、図１に示さ
れているように、これをマザー金属箔１０とした。

【００２１】このマザー金属箔１０の片側にプレス加工
により、矩形状のほぼ直角に交わる三辺を有する複数の
コンデンサ素子箔１１…を形成した。この実施例におい
て、同コンデンサ素子箔１１の大きさは縦・横ともに３
ｍｍとした。

【００２２】そして、マザー金属箔１０全体を化成液中
に浸漬し、３３Ｖにて再度陽極酸化を行ない、コンデン
サ素子箔１１の切り口部分を含めて誘電体酸化皮膜を形
成した。

【００２３】次ぎに、各コンデンサ素子箔１１の基部側
の表裏両面にシリコン樹脂により、固体電解質這い上が
り防止用の第１レジスト層１２を形成し、同コンデンサ
素子箔１１を陽極引出部１１ａと陽極箔部１１ｂとに分
離するとともに、同陽極箔部１１ｂの三辺のエッジ部分
に沿ってエッジ保護用の第２レジスト層１３を形成し
た。

【００２４】すなわち、第２レジスト層１３は陽極箔部
１１ｂの両側辺に沿って形成される一対の側辺レジスト
層１３ａ，１３ａと、同陽極箔部１１ｂの底辺に沿って
形成される底辺レジスト層１３ｂとを含み、この実施例
においては、第１レジスト層１２と第２レジスト層１３
とをスクリーン印刷により同じ樹脂材にて一連となるよ
うに同時に形成した。

【００２５】この例では、第１および第２レジスト層１
２，１３にシリコン樹脂を用いたが、エポキシ樹脂など
の撥水性樹脂であれば良い。また、塗布はスクリーン印
刷によったが、オフセット印刷でも良い。

【００２６】しかる後、陽極箔部１１ｂをモノマー溶液
内に第１レジスト層１２のラインまで浸漬した。モノマ
ー溶液としては、例えば１０〜５０ｗｔ％のピロールを
含む水・エタノールの混合水溶液などが用いられるが、
この例ではそのピロール含有率を３５ｗｔ％とした。

【００２７】引き続いて、陽極箔部１１ｂを酸化剤溶液
内に同じく第１レジスト層１２のラインまで浸漬し、化
学酸化重合膜を形成した。この実施例では、酸化剤とし
て過硫酸アンモニウムを０．３ｍｏｌ／ｌ、支持電解質
としてＰ−トルエンスルホン酸を０．１ｍｏｌ／ｌを含
む酸化剤溶液を用いた。

【００２８】上記のようにして陽極箔部１１ｂ上に化学
酸化重合膜を形成した後、洗浄槽にて余剰のポリマーを
洗い落とし、次いで乾燥炉で乾燥した。

【００２９】なお、化学酸化重合膜の付着量が少ない場
合には、上記処理を数回繰り返せば良い。酸化剤、支持
電解質をともに上記以外のものを使用しても、同様な導
電性高分子物質からなる化学酸化重合膜が得られる。

【００３０】次ぎに、アジピン酸アンモニウム水溶液お
よび燐酸アンモニウム水溶液にて再化成した後、陽極箔
部１１ｂを電解重合液に浸漬し、その化学酸化重合膜に
プラス側給電端子を接触させ、電解重合槽側をマイナス
として定電流（電流密度；０．１ｍＡ／平方ミリメート
ル）にて電解重合を行ない、化学酸化重合膜上に電解重
合膜を形成した。

【００３１】この場合、電解重合液には導電性高分子単
量体としてのピロールモノマーを０．２ｍｏｌ／ｌ、支
持電解質としてアルキルナフタレンスルホン酸を０．０
０４ｍｏｌ／ｌを含む水溶液を用いた。なお、導電性高
分子単量体および支持電解質を上記以外のものとして
も、同様の導電性高分子物質よりなる電解重合膜が得ら
れる。

【００３２】十分に洗浄および乾燥を行なった後、電解
重合膜上に陰極引出層としてのカーボン層およびコート
銀層を形成し、所定幅の陽極引出部１１ａを残してコン
デンサ素子箔１１をマザー金属箔１０から切り離した。

【００３３】そして、陽極引出部１１ａをリードフレー
ムの陽極端子板に溶接するとともに、コート銀層側に同
リードフレームの陰極端子板を導電性接着剤にて取り付
け、成型金型内においてモールド外装を施し、定格１０
Ｖ４．７μＦのチップ形固体電解コンデンサを得た。

【００３４】このチップ形固体電解コンデンサ８０個に
ついて、その静電容量および１００ｋＨｚ時の等価直列
抵抗を測定したところ、いずれも平均値で静電容量は
４．９２μＦ、等価直列抵抗は６５ｍΩであった。ま
た、８０個中漏れ電流不良品数は２個であった。

【００３５】《実施例２》実施例１と同じ、マザー金属
箔１０を用い、同マザー金属箔１０の片側にプレス加工
により、縦・横ともに３ｍｍ角の複数のコンデンサ素子
箔１１…を形成した後、同マザー金属箔１０を化成液中
に浸漬し、３３Ｖにて再度陽極酸化を行ない、コンデン
サ素子箔１１の切り口部分を含めて誘電体酸化皮膜を形
成した。

【００３６】次ぎに、実施例１と同じく各コンデンサ素
子箔１１の基部側の表裏両面にシリコン樹脂により、固
体電解質這い上がり防止用の第１レジスト層１２を形成
し、同コンデンサ素子箔１１を陽極引出部１１ａと陽極
箔部１１ｂとに分離するとともに、同陽極箔部１１ｂの
三辺のエッジ部分に沿ってエッジ保護用の第２レジスト
層１３を形成した。

【００３７】しかる後、陽極箔部１１ｂを４０％濃度の
硝酸マンガン水溶液に浸漬して引き上げた後、２５０
℃，１５分間の加熱により熱分解を行ない、同陽極箔部
１１ｂ上に二酸化マンガン層を形成した。

【００３８】そして、実施例１と同じ条件で電解重合を
行なった。すなわち、陽極箔部１１ｂを電解重合液に浸
漬し、その二酸化マンガン層にプラス側給電端子を接触
させ、電解重合槽側をマイナスとして定電流にて電解重
合を行ない、二酸化マンガン層上に電解重合膜を形成し
た。

【００３９】十分に洗浄および乾燥を行なった後、電解
重合膜上に陰極引出層としてのカーボン層およびコート
銀層を形成し、所定幅の陽極引出部１１ａを残してコン
デンサ素子箔１１をマザー金属箔１０から切り離した。

【００４０】そして、陽極引出部１１ａをリードフレー
ムの陽極端子板に溶接するとともに、コート銀層側に同
リードフレームの陰極端子板を導電性接着剤にて取り付
け、成型金型内においてモールド外装を施し、定格１０
Ｖ４．７μＦのチップ形固体電解コンデンサを得た。

【００４１】このチップ形固体電解コンデンサ８０個に
ついて、その静電容量および１００ｋＨｚ時の等価直列
抵抗を測定したところ、いずれも平均値で静電容量は
４．７５μＦ、等価直列抵抗は１０３ｍΩであった。ま
た、８０個中漏れ電流不良品数は４個であった。

【００４２】〈比較例〉先に説明した図２に示されてい
るように、コンデンサ素子箔に固体電解質這い上がり防
止用のレジスト層のみを形成し、化学重合、電解重合お
よびその他の工程を実施例１と同じ条件で行ない、定格
１０Ｖ４．７μＦのチップ形固体電解コンデンサを得
た。

【００４３】このチップ形固体電解コンデンサ８０個に
ついて、その静電容量および１００ｋＨｚ時の等価直列
抵抗を測定したところ、いずれも平均値で静電容量は
５．３５μＦ、等価直列抵抗は７０ｍΩであったが、８
０個中漏れ電流不良品数は１３個であった。

【００４４】実施例１，２と比較例とを対比すると、本
発明によれば静電容量および等価直列抵抗に関しては若
干犠牲になるものの、漏れ電流不良は大幅に改善される
ことが分かる。参考までに、実施例１，２と比較例の比
較結果を表１に示す。

【００４５】

【表１】 なお、上記実施例では帯状のマザー金属箔を用い、その
片側にコンデンサ素子箔を櫛歯状に形成しているが、同
マザー金属箔の両側にコンデンサ素子箔を連設しても良
い。また、マザー金属箔をシート状とし、それにコンデ
ンサ素子箔を複数行・複数列のマトリクス状に形成する
ようにしても良い。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンデンサ素子箔の所定部位に固体電解質這い上がり防
止用の第１レジスト層を形成して同コンデンサ素子箔を
陽極引出部と陽極箔部とに分離するとともに、陽極箔部
の三辺のエッジ部分に沿ってエッジ保護用のレジスト層
を形成するようにしたことにより、電気的にも機械的に
も同部位のストレスが緩和され、したがって漏れ電流不
良率が低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に関するもので、各コンデンサ
素子箔にレジスト層を形成した状態を示した正面図。

【図２】従来例を説明するための図１と同様な正面図。

【符号の説明】

１０ マザー金属箔 １１ コンデンサ素子箔 １１ａ 陽極引出部 １１ｂ 陽極箔部 １２ 第１レジスト層 １３ 第２レジスト層

───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予めエッチング処理された弁作用金属か
   らなるマザー金属箔に誘電体酸化被膜を形成し、同マザ
   ー金属箔にほぼ直角に交わる三辺を有する複数個のコン
   デンサ素子箔を連設し、その各コンデンサ素子箔の所定
   部位の表裏両面に固体電解質這い上がり防止用の第１レ
   ジスト層を形成して同コンデンサ素子箔を陽極引出部と
   陽極箔部とに分離するとともに、同陽極箔部の三辺のエ
   ッジ部分に沿ってエッジ保護用の第２レジスト層をその
   表裏両面に形成した後、同陽極箔部に固体電解質を形成
   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】 上記固体電解質は、複素環式化合物の化
   学重合法による化学酸化重合膜と、同化学酸化重合膜上
   に形成された複素環式化合物の電解重合法による電解重
   合膜とにより形成される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】 上記固体電解質は、二酸化マンガン層
   と、同二酸化マンガン層上に形成された複素環式化合物
   の電解重合法による電解重合膜とにより形成されること
   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。