JPH0684716A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した電気的特性を有する、信頼性の高い
固体電解コンデンサを簡便に製造する。 【構成】 固体電解コンデンサの製造方法において、表
面に酸化皮膜層、電解質層及び陰極導電層を順次生成す
るとともに、陰極導電層を介して陰極端子７を接続した
陽極体１を陽極端子６と共に樹脂層８で覆った後、この
樹脂層８を陽極体１及び陽極端子６と共に切削して端面
に陽極体１及び陽極端子６の露出面を形成し、少なくと
も陽極体１及び陽極端子６の露出面に陽極導電層５を被
覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、固体電解コンデンサ
の製造方法に関し、特に有機導電性化合物を電解質に利
用した固体電解コンデンサの製造方法にかかる。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の小型化、プリント基板
への実装の効率化等の要請から電子部品のチップ化が進
められている。これに伴い、電解コンデンサのチップ
化、低背化の要請が高まっている。また電子機器の多様
化からチップ形の電解コンデンサに対しても様々な特性
が要求されるようになっている。

【０００３】固体電解コンデンサにおいても、二酸化マ
ンガン等の金属酸化物半導体からなる固体電解質以外
に、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、ポリピロ
ール、ポリアニリン等の有機導電性化合物を固体電解コ
ンデンサに応用したものが提案されている。これらの有
機導電性化合物を使用した固体電解コンデンサは、二酸
化マンガン等と比較して電導度が高く、特にポリピロー
ル等は電解質がポリマー化しているため耐熱性にも優れ
ることからチップ化に最適と言われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ポリピロール等のポリ
マーからなる電解質層は、例えば、酸化剤を含有するピ
ロール溶液中に陽極体を浸漬し、陽極体の表面にピロー
ル薄膜を形成したのち（化学重合）、ピロールを溶解し
た電解液中に浸漬しつつ電圧を印加して（電解重合）生
成している。

【０００５】ところが、このような工程で生成されたポ
リピロールは、機械的強度において極めて脆弱であり、
チップ形の固体電解コンデンサの本体である陽極体の形
成は困難であった。例えば、平板状の陽極体に電解質層
を形成し、これを切断して個々の陽極体を形成する場
合、この切断工程においてポリピロール層が破損し、所
望の電気的特性を得ることができなくなることがあっ
た。

【０００６】また、陽極体にアルミニウム等の弁作用金
属を用い、酸化皮膜層を誘電体とした場合、この陽極体
をそのまま外部端子とすることは、アルミニウムの半田
付性の悪さから困難である。そのため、陽極体に半田付
け可能な金属からなる外部接続用の端子を設ける必要が
ある。しかし、電解質層を生成した陽極体に端子を接続
する工程においても、治具等で陽極体を把持するストレ
スや、端子を押圧するストレスでポリピロール層が破損
することがあり製造工程を困難なものにしていた。この
ような困難さは製品の外観寸法が小さくなるにつれ、製
造装置の加工精度の精密化と相俟ってますます増大す
る。

【０００７】そこで、予め陽極体を外部接続用の端子等
に接続した状態で電解質層等を形成する工程が考えられ
る。しかしながら、このような製造方法による場合、陽
極体に接続した外部端子に電解質層等が付着することを
防止する必要がある。特に、陽極体をピロール溶液中に
浸漬して電解質層を形成する工程では、ポリピロールの
生成を制御する必要があり、ピロール溶液の液面および
印加電圧の管理が煩雑になる不都合があった。

【０００８】この発明の目的は、上記のような状態に鑑
み、微細なチップ形の固体電解コンデンサにおいて、安
定した電気的特性を有する、信頼性の高い固体電解コン
デンサを簡便に製造する方法の提供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、固体電解コ
ンデンサの製造方法において、表面に酸化皮膜層、電解
質層及び陰極導電層を順次生成するとともに、陰極導電
層を介して陰極端子を接続した陽極体を、陽極端子と共
に樹脂層で覆ったのち、この樹脂層を陽極体及び陽極端
子と共に切削して端面に陽極体及び陽極端子の露出面を
形成し、少なくとも陽極体及び陽極端子の露出面に陽極
導電層を被覆することを特徴としている。

【００１０】この発明において陽極体は、アルミニウ
ム、タンタル等の弁作用金属からなり、その形状は板状
あるいは箔状のいずれであってもよいが、その表面には
予めエッチング処理を施している。また陽極体は１枚で
あってもよいが、外観寸法に余裕がある場合は複数の陽
極体を積層して用いてもよい。電解質層としては、ポリ
ピロール、ポリアニリン等があり、陽極導電層として
は、メタリコン、スパッタリング膜、導電性の樹脂等が
好適である。

【００１１】

【作用】この発明による固体電解コンデンサの製造方法
では、図面に示したように、陽極体１と陽極端子６とは
共に樹脂層８によって覆うものの、樹脂層８内部におい
て接続する必要はない。陽極体１と陽極端子６との電気
的な接続は、樹脂層８を陽極体１及び陽極端子６と共に
切削し、その結果形成された陽極体１と陽極端子６の露
出面Ｙ₁ 、Ｙ₆ に陽極導電層５を被覆し、この陽極導電
層５を以て保持している。そのため、陽極体１への陽極
端子６の直接的な取り付けが不要となり、取り付けによ
るストレスも軽減される。また、陽極端子６自体は、陽
極体１とともに樹脂層８で覆われて固着している。した
がって、この発明による固体電解コンデンサの製造方法
では、電気的な接続と機械的な接続とを別々に保持して
いることになる。そのため、外部からのストレスが、陽
極端子６から陽極体１表面の電解質層３等に及ぶことが
なくなるほか、複数の陽極体１を積層しても、個々の陽
極体１と陽極端子６とを接続する必要がなく接続工程が
簡便になる。

【００１２】また、一般にアルミニウムと異種金属との
レーザ溶接、超音波溶接等は困難とされているが、この
発明による製造方法では、これらの溶接手段を用いない
ため、陽極体１にアルミニウム等を用い、外部接続用の
陽極端子６に銅もしくアルミニウムと銅とのクラッド材
等を用いた場合であっても接続工程が簡略になり、かつ
陽極体１と陽極端子６との接続状態も良好になる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがい説
明する。図１及び図２は、この発明の実施例による固体
電解コンデンサの製造方法を示す断面図である。また図
３は、この実施例で用いるコンデンサ素子示した斜視図
である。

【００１３】陽極体１は、アルミニウム等の弁作用金属
からなり、図１（Ａ）に示したように平板状に形成され
ている。そして、この陽極体１の一部の表面に、選択的
なエッチング処理及び化成処理を施して酸化皮膜層２を
形成する。化成処理は、陽極体１の一部を樹脂等で覆っ
た状態で化成用の電解液に浸漬し、電圧を印加して行な
う。生成された酸化皮膜層２は、陽極体１の表層が酸化
した酸化アルミニウムからなり、陽極体１の誘電体とな
る。なお、化成処理等で用いた樹脂等は、陽極体１に化
成処理を施したのち除去している。

【００１５】次いで、陽極体１の酸化皮膜層２の表面に
電解質層３を生成する。この実施例では、電解質層３と
してポリピロールを用いた。ポリピロールからなる電解
質層３は、陽極体１を酸化剤を含有するピロール溶液中
に浸漬し、表面に化学重合によるピロール薄膜を形成し
（化学重合）、次いでピロールを溶解した電解重合用の
電解液中に電圧を負荷しつつ浸漬し（電解重合）て生成
する。生成された電解質層３の厚さは数μｍないし数十
μｍとなる。

【００１６】そして、電解質層３の表面に、陰極導電層
４を、塗布あるいはスクリーン印刷等の手段で形成す
る。陰極導電層４は、カーボンペースト及び銀ペースト
および導電性の接着剤等からなる多層構造、もしくは導
電性の良好な金属粉を含有する導電性接着剤からなる単
層構造の何れでもよい。その結果、陽極体１の表面に
は、電解質層３及び陰極導電層４が順次生成された積層
構造となる。

【００１７】このようにして得た陽極体１を、陰極導電
層４を介して２枚積層するとともに、陰極端子７を配置
する。陰極端子７は銅等の半田付け可能な金属もしくは
アルミニウムと半田付け可能な金属とを接合したクラッ
ド材からなり、陽極体１の表面に生成された陰極導電層
４に配置する工程では、図３に示したように、リードフ
レーム１１に連結されたものを用いている。

【００１８】次いで、図１（Ｂ）に示したように、積層
した陽極体１の表面に、樹脂層８を、陽極端子６及び陰
極端子７の一部と共に被覆してコンデンサ素子９を形成
する。樹脂層８は、エポキシ樹脂等の絶縁性合成樹脂か
らなり、モールド成形、ポッティング成形等いずれの方
法で成形してもよい。また陽極端子６は、陰極端子７と
同様に、アルミニウムに銅等を接合したクラッド材もし
くは銅等の半田付け可能な金属板からなり、この実施例
では、Ｌ字状に形成したものを用いている。

【００１９】樹脂層８を陽極体１の表面に被覆するにあ
たっては、陽極端子６と陽極体１との電気的及び機械的
な接続は不要であり、単に双方共に樹脂層８で覆われて
固着された状態であればよい。すなわち、樹脂層８を被
覆した時点では陽極体１と陽極端子６とは各々独立した
状態となっている。

【００２０】このようにして形成したコンデンサ素子９
を、陰極端子７を構成するリードフレーム１１から分離
して個々のコンデンサ素子９とし、その端部を図１
（Ｂ）に示した切断面Ｘにおいてスライサー等により切
削する。このとき、コンデンサ素子９の樹脂層８と共
に、陽極端子６をも切削し、図１（Ｃ）及び図３に示し
たように、切削により形成されたコンデンサ素子９の端
面に陽極体１及び陽極端子６の露出面Ｙ₁ 、Ｙ₆ を設け
る。そして、複数のコンデンサ素子９を並べ、少なくと
も露出面Ｙ₁ 、Ｙ₆ に、銀ペースト、メタリコン等をス
クリーン印刷して陽極導電層５を形成して陽極体１と陽
極端子６とを電気的に接続する（図２（Ｄ））。この陽
極導電層５は、メッキ、蒸着等の手段により被覆しても
よい。

【００２１】次いで、陽極導電層５が端面に形成された
コンデンサ素子９の表面にエポキシ樹脂等からなる外装
樹脂１０を被覆し、外装樹脂１０の側面から突出した陽
極端子６及び陰極端子７を外装樹脂１０の側面に沿って
折り曲げ、図２（Ｅ）に示したような固体電解コンデン
サ２０を得る。

【００２２】この実施例では、陽極体１と陽極端子６と
の電気的な接続を、コンデンサ素子９を切削して陽極体
１と陽極端子６の露出面Ｙ₁ 、Ｙ₆ を形成したのちにこ
の露出面Ｙ₁ 、Ｙ₆ に被覆した陽極導電層５によって保
持している。そのため、製造工程での陽極端子６の固着
によるストレスが陽極体１に及ぶことはなく、接続工程
も簡便となるほか、外部からのストレスが陽極体１に及
ぶこともなくなる。

【００２３】また、コンデンサ素子９の端面に形成する
陽極導電層５は、複数のコンデンサ素子９を並べ、スク
リーン印刷等の手段で一括して形成することが可能とな
る。更に、複数の陽極体１からなるコンデンサ素子９を
用いる場合も、従来のようにワイヤボンディンク等の手
段で個別に陽極を引き出す必要がなくなり、大量生産が
容易になるとともに、接続状態が均一になることから、
信頼性の向上を図ることも可能となる。

【００２４】なお、この実施例では、陽極端子６を外装
樹脂１０の底面部分から導出しているが、必要に応じて
他の側面から導出してもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のようにこの発明は、固体電解コン
デンサの製造方法において、表面に酸化皮膜層、電解質
層及び陰極導電層を順次生成するとともに、陰極導電層
を介して陰極端子を接続した陽極体を、陽極端子と共に
樹脂層で覆ったのち、この樹脂層を陽極体及び陽極端子
と共に切削して端面に陽極体及び陽極端子の露出面を形
成し、少なくとも陽極体及び陽極端子の露出面に陽極導
電層を被覆することを特徴としているので、陽極体と陽
極端子との接続工程でのストレスが陽極体に及ぶことが
なくなり、製造された固体電解コンデンサの電気的特性
が良好になるほか、レーザ溶接、超音波溶接等の特殊な
溶接工程及び設備が必要なくなる。

【００２６】また、陽極端子自体の固着は、陽極体に被
覆される樹脂層及び外装樹脂によって確保されており、
陽極体との電気的な接続手段とは異なるため、外部から
のストレスが陽極体自体、あるいは陽極体との接続部分
に及ぶことがなくなり、信頼性が向上する。

【００２７】更に、陽極体と陽極端子との電気的な接続
を司る陽極導電層は、メタリコン等の手段を用いている
ため、例えばスクリーン印刷等の手段で一括化を図るこ
とが容易になる。また、複数の陽極体を積層した場合で
あっても、個々の陽極体と陽極端子とを接続する必要が
なく、陽極導電層によって包括的に電気的な接続が可能
となる。また、形成された陽極導電層の厚さ寸法を調整
が容易になり、製造された固体電解コンデンサの寸法精
度も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例による固体電解コンデンサの
製造方法を示す断面図

【図２】この発明の実施例による固体電解コンデンサの
製造方法を示す断面図

【図３】実施例で用いたコンデンサ素子を示す斜視図

【符号の説明】

１ 陽極体 ２ 酸化皮膜層 ３ 電解質層 ４ 陰極導電層 ５ 陽極導電層 ６ 陽極端子 ７ 陰極端子 ８ 樹脂層 ９ コンデンサ素子 １０ 外装樹脂 １１ リードフレーム ２０ 固体電解コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に酸化皮膜層、電解質層及び陰極導
   電層を順次生成するとともに、陰極導電層を介して陰極
   端子を接続した陽極体を、陽極端子と共に樹脂層で覆っ
   たのち、この樹脂層を陽極体及び陽極端子と共に切削し
   て端面に陽極体及び陽極端子の露出面を形成し、少なく
   とも陽極体及び陽極端子の露出面に陽極導電層を被覆す
   ることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。