JPH0821515B2 - 積層型固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

積層型固体電解コンデンサの製造方法

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JPH0821515B2
JPH0821515B2 JP62099453A JP9945387A JPH0821515B2 JP H0821515 B2 JPH0821515 B2 JP H0821515B2 JP 62099453 A JP62099453 A JP 62099453A JP 9945387 A JP9945387 A JP 9945387A JP H0821515 B2 JPH0821515 B2 JP H0821515B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ピロール、フラン、チオフェン等の複素環
式化合物のポリマー層を電解質とする積層型固体電解コ
ンデンサの製造方法に関するものである。
〔従来技術〕
従来固体電解コンデンサとしては、二酸化マンガン
(MnO2)を固体電解質として用いた固体電解コンデンサ
及び7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)塩等
の有機半導体を固体電解質として用いた固体電解コンデ
ンサがあった。
二酸化マンガン(MnO2)を固体電解質とした固体電解
コンデンサは、アルミニウム等の誘電体酸化皮膜層を形
成できる金属板に酸化アルミニウム(Al2O3)等の誘電
体酸化皮膜層、二酸化マンガン(MnO2)層、グラファイ
ト層及び銀ペースト層を順次形成し、前記金属体を一方
の電極、銀ペースト層を他方の電極とするコンデンサ素
子を具備する固体電解コンデンサである。
また、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)
塩等の有機半導体を固体電解質とする固体電解コンデン
サは、アルミニウム等の金属体の表面に酸化アルミニウ
ム(Al2O3)薄膜層を形成し、電解紙及びアルミニウム
等の金属箔を重ね合わせ巻回し、7,7,8,8−テトラシア
ノキノジメタン(TCNQ)塩等の有機半導体層を前記電解
紙に含浸させてなるコンデンサ素子を具備する固体電解
コンデンサである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記二酸化マンガン(MnO2)を固体電
解質とした固体電解コンデンサは、金属の誘電体酸化皮
膜上に二酸化マンガン(MnO2)層を形成する工程が非常
に繁雑でコスト高となるという問題点がある。また、二
酸化マンガン(MnO2)層を硝酸マンガンの熱分解によっ
て形成する際、誘電体酸化皮膜の修復性が乏しいという
問題点もある。更に、二酸化マンガン(MnO2)の導電度
が小さいため固体電解コンデンサの比抵抗、即ちESRが
大きくなると共に、漏洩電流が大きいう欠点がある。
また、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)
塩等の有機半導体を固体電解質とする固体電解コンデン
サは、TCNQ塩の場合加熱融解した状態で保持すると、非
常に短時間(約10秒程度)で絶縁化反応が生じ、冷却固
化したとき半導体ではなく絶縁物となってしまうという
問題があり、製造工程の管理が難しく、量産が困難であ
る。また、TCNQ塩は高価でコスト高になるという問題点
を有している。更に二酸化マンガン(MnO2)を固体電解
質とした固体電解コンデンサ程ではないが比抵抗も大き
いという欠点があった。
また、上記従来の固体電解コンデンサにおいて、容量
の大きいものを得ようとするとコンデンサ素子を多数積
層し、陽極取り出し部をスポット溶接で接合している
が、このスポット溶接接合作業も困難なもであるという
欠点があった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、電解質と
して複素環式化合物のポリマーを用いることにより、上
記問題点を除去し、比抵抗及び漏洩電流が小さく、製造
が簡単で量産に適し、且つ特性のばらつきの少ない積層
型固体電解コンデンサの製造方法を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため本発明は固体電解コンデン
サのコンデンサ素子を、帯状部と該帯状部の一辺に所定
の間隔で同形状同寸法の突起部が形成された誘電体酸化
皮膜を形成できる金属板の該突起部の帯状部近傍の所定
位置表面に帯状の絶縁材からなるレジスト層を形成し、
該レジスト層により区分された突起部先端側突起部表面
に誘電体酸化皮膜層、電解酸化重合による複素環式化合
物のポリマー層及び導電体層を順次形成すると共に、突
起部を帯状部を、折り曲げ又は巻回することにより積層
し、突起部積層部に一方の端子を設けると共に帯状部積
層部に他方の端子を設けて製造する。
また、前記コンデンサ素子の突起部積層部及び帯状部
にリード端子を取り付け、該リード端子の所定部を残し
てコンデンサ素子全体に樹脂モールド外装を施して積層
型固体電解コンデンサを構成した。
また、コンデンサ素子の突起部を積層した部分及び帯
状部にチップ型端子を取り付け、該チップ型端子の外側
面の所定部分を残してコンデンサ素子全体に樹脂モール
ド外装を施して積層型固体電解コンデンサを構成した。
〔作用〕
上記の如くコンデンサ素子を構成することにより、コ
ンデンサは複素環式化合物のポリマー層を電解質とする
ので、複素環式化合物のポリマー層は導電度が高いか
ら、従来の固体電解質として二酸化マンガン(MnO2)或
いは7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)塩等
の有機体半導体を用いた固体電解コンデンサに比較し、
比抵抗、即ちESRは小さくなる。
また、複素環式化合物のポリマー層は帯状部の一辺に
所定の間隔で形成された突起部のレジスト層により区分
された突起部先端側突起部表面に電解酸化重合で形成す
るので、二酸化マンガン(MnO2)或いは7,7,8,8−テト
ラシアノキノジメタン(TCNQ)塩等の有機半導体層の形
成に比較し、その製造工程が簡単で、且つ工程管理が容
易であるから、低コストで且つバラツキのない固体電解
コンデンサとなる。
また、突起部の積層数を多くすることにより容量を増
やすことが可能となるから大容量の固体電解コンデンサ
を容易に製造できると共に、積層部は帯状の金属板を折
り曲げ又は巻回して形成されているので、従来のように
一方の電極部をスポット溶接等で接合するという困難な
作業を必要としない。
〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は、本発明に係る積層型固体電解コンデンサの
コンデンサ素子の基体となる誘電体酸化皮膜を形成でき
る金属板の平面図である。本実施例ではアルミニウム板
1を用いる。該アルミニウム板1は帯状で表面をエッチ
ング処理し粗面化した後、第2図(a)に示す形状に切
断する。即ち両側に多数の矩形状の突起部2−1,2−2
‥‥2−n及び3−1,3−2‥‥3−nを有する形状に
切断する。
次に突起部2−1,2−2‥‥2−n及び3−1,3−2‥
‥3−nの基部近傍の所定位置の全周面に絶縁材からな
るレジスト層6を形成し、レジスト層6で突起部先端側
を帯状部から区分する。
上記の如く突起部2−1,2−2‥‥2−n及び3−1,3
−2‥‥3−nの基部近傍の所定位置の全周面にレジス
ト層6が形成されたアルミニウム板1のL1部分にマスキ
ングを施した後、突起部2−1,2−2‥‥2−n及び3
−1,3−2‥‥3−nに第1図に示すように(第1図は
突起部2−1の拡大一部断面図)、誘電体酸化皮膜層と
して酸化アルミニウム(Al2O3)皮膜層7、複素環式化
合物のポリマー層としてピロールのポリマー層(ポリピ
ロール層)8、グラファイト層9及び銀ペースト層10を
順次形成する。
前記酸化アルミニウム(Al2O3)皮膜層7はアルミニ
ウム板1のL1部分にマスキングを施し、公知の化成化工
程で形成する。
なお、上記実施例ではコンデンサ素子基体としてエッ
チング処理したアルミニウム板1を用いたが、エッチグ
処理しないアルミニウム板を用い、レジスト層6で帯状
部と区分された突起部先端側の表面をエッチング処理
し、表面を粗面化してもよいことは当然である。
ポリピロール層8は、突起部2−1,2−2‥‥2−n
及び3−1,3−2‥‥3−nに酸化アルミニウム(Al
2O3)皮膜層7が形成されたアルミニウム板1を、例え
ばアセトニトリルを溶媒とし、ピロールとボロジサリチ
ル酸塩のアンモニウムボロジサリシレート(ABS)を含
む電解液中に浸漬し、該電解液を収容した容器を陰極、
アルミニウム箔1を陽極として所定の直流電流を供給す
ることにより、電解液中で電解酸化重合が起こり、酸化
アルミニウム(Al2O3)皮膜層7上に20〜50μmのピロ
ールのポリマー層、即ちポリピロール層8が形成され
る。
なお、本実施例では、該ポリピロール層の形成にABS
を使用したが、これに限定されるものではなく、例えば
硼酸とサリチル酸とを溶媒に溶解して得られるボロジサ
リチル酸でも、或いは他のボロジサリチル酸塩でも該ポ
リピロール層の形成は可能である。要はピロールとボロ
ジサリチル基とを含む電解液中において、電解酸化重合
をさせればよい。
また、グラファイト層9及び銀ペースト層10の形成
は、先ずグラファイト溶液中に浸しグラファイト溶液を
塗布し、硬化させてグラファイト層9を形成した後、銀
ペースト溶液中に漬して銀ペーストを塗布し、その後硬
化ささせることにより行なう。
上記の如く突起部2−1,2−2‥‥2−n及び3−1,3
−2‥‥3−nに酸化アルミニウム(Al2O3)皮膜層
7、ポリピロール層8、グラファイト層9及び銀ペース
ト層10を順次形成し後、アルミニウム板1を一点鎖線A
部分で縦方向に切断する。これにより突起部2−1,2−
2‥‥2−nはその端部が第2図(b)に示すように帯
状のアルミニウム板1で連続的に接続された形状にな
る。また、突起部3−1,3−2‥‥3−nもアルミニウ
ム板1で連続的に接続された形状になる。
第3図(a),(b)は第2図(b)に示すように帯
状のアルミニウム板1で連続的に接続された形状の突起
部2−1,2−2‥‥を積層する状態を示す図であり、第
3図(a)は側面図、第3図(b)は同図(a)の矢印
B方向から見た図である。図示するように、帯状のアル
ミニウム板1を折り曲げることにより、前記如く酸化ア
ルミニウム(Al2O3)皮膜層7、ポリピロール層8、グ
ラファイト層9及び銀ペースト層10が順次形成された突
起部2−1,2−2‥‥を積層する。
なお、突起部2−1,2−2‥‥の積層は第4図に示す
ように、帯状のアルミニウム箔1aを巻回して行なっても
よい。
上記第3図(a),(b)或いは第4図のように突起
部2−1,2−2‥‥を積層した後、高温下で加圧するこ
とにより銀ペースト層10は互いに接合し一体化する。こ
れにより、第5図に示すようなコンデンサ素子11が完成
する。ここでレジスト層6を挾んで突起部2−1,2−2
‥‥の積層部が一方の電極11aとなり、帯状のアルミニ
ウム板1の積層部が他方の電極11bとなる。
電極11a及び電極11bにリード端子12及び13を取り付
け、該コンデンサ素子11の全表面に樹脂剤等の外装を施
し、本発明に係る積層型固体電解コンデンサは完成す
る。
第6図は、上記の如く製造されたコンデンサ素子11を
チップ型の積層型固体電解コンデンサとした場合の断面
図である。図示するように、コンデンサ素子11の一方の
電極11a及び他方の電極11bにチップ型端子14及び15を取
り付け、チップ型端子14及び15の外表面の所定部を除い
てコンデンサ素子全体に樹脂剤のモールド外装16を施す
ことにより、チップタイプの積層型固体電解コンデンサ
が完成する。
なお、上記実施例ではて電解質となる複素環式化合物
にピロールを用いた例を示したが、複素環式化合物とし
てはピロールに限定されるものでなく、例えばフラン又
はチオフェン等の複素環式化合物でもよい。即ちこれら
の複素環式化合物を含む溶液中で電解酸化重合により、
これら複素環式化合物のポリマー層を形成すればよい。
上記の如く固体電解コンデンサ構成することにより、
導電度の高い複素環式化合物のポリマー層を電解質とす
るので、従来の固体電解質である二酸化マンガン(Mn
O2)或いは7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(TCN
Q)塩等の有機体半導体を用いた固体電解コンデンサに
比較し、固体電解コンデンサの比抵抗、即ちESRは小さ
くなる。
また、本実施例の積層型固体電解コンデンサは電極11
bが連続した帯状のアルミニウム板1の積層部であるか
ら、従来の積層型のように積層部をスポット溶接で接合
するという困難な作業がなく、且つ積層数の増減により
容量の大小を決定できるから容量の異なる各種の積層型
固体電解が容易に製造できる。
また、固体電解コンデンサを上記のように製造するこ
とにより、アルミニウム板1の電解酸化重合時に行なう
一方の電極取り出し部のマスキングが簡単になると共
に、突起部2−1,2−2‥‥2−n及び3−1,3−2‥‥
3−n上に酸化アルミニウム(Al2O3)皮膜層7、ポリ
ピロール層8、グラファイト層9及び銀ペースト層10を
順次形成できるので、一度に多量のコンデンサ素子を製
造することが容易となる。また、グラファイト層9及び
銀ペースト層10の形成がデップ方式で行なうことができ
るので完成した固体電解コンデンサの品質上のバラツキ
を極めて小さくすることが可能となる。
なお、上記実施例では誘電体酸化皮膜を形成できる金
属板としてアルミニウム板1を用いたが、これに限定さ
れるものではなく、例えばタンタル、チクン、ニオブ等
はその表面に誘電体酸化皮膜層を形成できるからこのよ
うな金属板でもよいことは当然である。
また、上記実施例ではアルミニウム板1の両側に形成
された突起部2−1,2−2‥‥2−n及び3−1,3−2‥
‥3−nの形状を矩形状にしたが、これに限定されるも
のではなく、例えば多角形状或いは円形状であってもよ
いことは当然である。
なお、上記実施例に示す積層型固体電解コンデンサ
は、一定の電圧範囲内では有極に限定されるものではな
く無極性にもなる。即ち印加電圧が一定の範囲内であれ
ば漏洩電流−電圧特性は略等しくなるという特徴を有し
ている。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば以下のような優れ
た効果が得られる。
複素環式化合物ポリマー層を電解質とするので、比抵
抗、即ちESRの小さい積層型固体電解コンデンサを提供
できる。
帯状部の一辺に所定の間隔で形成された突起部のレジ
スト層により区分された突起部先端側突起部表面に複素
環式化合物のポリマー層を電解酸化重合でするので、そ
の形成行程が簡単で、且つ行程管理が容易であるから、
低コストで性能にバラツキの少ない固体電解コンデンサ
が得られる。
帯状部を折り曲げ又は巻回することにより突起部を積
層するので積層が容易で且つ積層数の増減によりコンデ
ンサ容量を増減できるから、大容量の固体電解コンデン
サが容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る積層型電解コンデンサに用いるコ
ンデンサ素子の一部断面図、第2図(a)は本発明に係
る固体電解コンデンサのコンデンサ素子の基体となる金
属板の形状を示す図、同図(b)は積層する前のコンデ
ンサ素子を示す図、第3図(a),(b)はコンデンサ
素子の積層方法を示す図、第4図はコンデンサ素子の積
層方法を示す図、第5図は本発明に係る積層型電解コン
デンサに用いるコンデンサ素子を示す斜視図、第6図は
本発明に係る他の積層型電解コンデンサの構造を示す断
面図である。 図中、1……アルミニウム板、2−1,2−2……2−n,3
−1,3−2……3−n……突起部、6……レジスト層、
7……酸化アルミニウム皮膜層、8……ポリピロール
層、9……グラファイト層、10……銀ペースト層、11…
…コンデンサ素子、12,13……リード端子、14,15……チ
ップ型端子、16……樹脂モールド外装。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01G 9/02 331

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帯状部と該帯状部の一辺に所定の間隔で同
    形状同寸法の突起部が形成された誘電体酸化皮膜層を形
    成できる金属板の該突起部の帯状部近傍の所定位置表面
    に帯状の絶縁材からなるレジスト層を形成し、該レジス
    ト層により区分された突起部先端側突起部表面に誘電体
    酸化皮膜層、電解酸化重合による複素環式化合物のポリ
    マー層及び導電体層を順次形成すると共に前記突起部を
    前記帯状部を折り曲げ又は巻回することにより積層し、
    突起部積層部に一方の端子を設けると共に帯状部積層部
    に他方の端子を設けてコンデンサ素子を製造することを
    特徴とする積層型固体電解コンデンサの製造方法。
  2. 【請求項2】前記金属板がアルミニウム又はタンタル又
    はチタン或いはニオブ板であることを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項記載の積層型固体電解コンデンサの
    製造方法。
  3. 【請求項3】複素環式化合物がピロール又はフラン或い
    はチオフェンであることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
  4. 【請求項4】前記導電体層がグラファイト層及び銀ペー
    スト層であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)
    項記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
  5. 【請求項5】前記コンデンサ素子の突起部積層部分及び
    帯状部積層部の各々にリード端子を取り付けたことを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の積層型固体電
    解コンデンサの製造方法。
  6. 【請求項6】前記コンデンサ素子の突起部積層部分及び
    帯状部積層部の各々にチップ型端子を取り付けたことを
    特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の積層型固体
    電解コンデンサの製造方法。
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