JPH09283390A - コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有機誘電体の欠陥部を完全に無くすことが可能
で、絶縁抵抗を向上することができるコンデンサの製造
方法を提供する。 【解決手段】金属エッチド箔６の凹凸表面に追従するよ
うに有機誘電体膜７を付着する工程と、有機誘電体膜７
の表面側に金属板を対向し溶液中で電解研磨することに
より有機誘電体膜７の未付着部８の金属エッチド箔６を
溶解する溶解工程と、有機誘電体膜７の表面側に対向電
極９を形成する工程とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、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】一方の電極に金属エッチド箔や多孔質金
属焼結体等を用いることによって、誘電体の表面積を拡
大した小型大容量のコンデンサがある。このコンデンサ
は、金属電極の表面に追従するように陽極化成法で各金
属の酸化物膜を形成して誘電体膜としている。これらの
コンデンサには、アルミ電解コンデンサ、タンタル電解
コンデンサ等がある。

【０００３】近年、高分子誘電体の発達により、この対
極として従来の液体電解質に代わり有機重合性物質が使
用され、コンデンサを固体化してきている。また酸化物
膜に代え有機薄膜を形成して、誘電体として用いる大容
量の固体コンデンサも提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなコンデン
サにおいて、絶縁抵抗を向上させる検討がなされてき
た。その中で、有機薄膜を誘電体とする大容量固体コン
デンサは、アルミニウム（Ａｌ）エッチド箔上に追従す
る有機誘電体膜を電気泳動法による電着により製膜する
が、エッチド箔は複雑な形状をしているため、有機誘電
体が付着していない欠陥部が生じる（たとえば図２参
照）。

【０００５】これが、絶縁抵抗を低下させる要因の１つ
になっている。すなわち、コンデンサ特性として絶縁体
である有機誘電体の欠陥部で電極間がショートし、絶縁
抵抗が小さくなる。このような課題に対して、有機誘電
体の欠陥部を補修する方法があるが、完全に欠陥部を無
くすことは困難である。

【０００６】したがって、この発明の目的は、有機誘電
体の欠陥部を完全に無くすことが可能で、絶縁抵抗を向
上することができるコンデンサの製造方法を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のコンデン
サの製造方法は、金属エッチド箔の凹凸表面に追従する
ように有機誘電体膜を付着する工程と、前記有機誘電体
膜の表面側に金属板を対向し溶液中で電解研磨すること
により前記有機誘電体膜の未付着部の金属エッチド箔を
溶解する溶解工程と、前記有機誘電体膜の表面側に対向
電極を形成する工程とを含むものである。

【０００８】請求項１記載のコンデンサの製造方法によ
れば、溶解工程で、有機誘電体膜の未付着部の金属エッ
チド箔を溶解させることにより、有機誘電体の欠陥部に
おける電極間を絶縁することができる。このため、有機
誘電体の欠陥部を完全に無くすことが可能となり、絶縁
抵抗を向上することができる。請求項２記載のコンデン
サの製造方法は、請求項１において、溶液を蒸留水とし
たものである。

【０００９】請求項２記載のコンデンサの製造方法によ
れば、請求項１と同効果がある。請求項３記載のコンデ
ンサの製造方法は、金属エッチド箔の凹凸表面に追従す
るように有機誘電体膜を付着する工程と、前記有機誘電
体膜の表面側から前記金属エッチド箔のみを溶解させる
溶液を滴下することにより前記有機誘電体膜の未付着部
の前記金属エッチド箔を溶解する溶解工程と、前記有機
誘電体膜の表面側に対向電極を形成する工程とを含むも
のである。

【００１０】請求項３記載のコンデンサの製造方法によ
れば、請求項１と同効果がある。請求項４記載のコンデ
ンサの製造方法は、請求項１または請求項２において、
金属エッチド箔をアルミニウム製としたものである。請
求項４記載のコンデンサの製造方法によれば、請求項１
または請求項２と同効果がある。

【００１１】請求項５記載のコンデンサの製造方法は、
請求項１または請求項２において、対向電極がポリピロ
ールであり、化学重合または電解重合法により製膜する
ものである。請求項５記載のコンデンサの製造方法によ
れば、請求項１または請求項２と同効果がある。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態のコ
ンデンサの製造方法は、第１の工程として図２に示すよ
うに金属エッチド箔６の凹凸表面に追従するように有機
誘電体膜７を付着し、第２の溶解工程として図３に示す
ように有機誘電体膜７の表面側に金属板を対向し溶液中
で電解研磨することにより有機誘電体膜７の欠陥部すな
わち未付着部８の金属エッチド箔６を溶解（１０）し、
第３の工程として有機誘電体膜７の表面側に対向電極９
を形成するものである。

【００１３】金属エッチド箔６はアルミリウム（Ａｌ）
等を用い、有機誘電体膜７はポリイミド等を用いる。有
機誘電体膜７の欠陥部を有する領域の金属エッチド箔を
除去する方法として、有機誘電体膜７の付着部と未付着
部８の差を考えると、１つには電気導電性を利用するこ
とが考えられる。すなわち、有機誘電体膜７の付着部は
絶縁体であるので、溶解工程において、有機誘電体膜７
の表面側に平行に金属板を対向させ、金属エッチド箔６
間に溶液中で電圧を印加する電解研磨により欠陥部の金
属エッチド箔６を溶解することができる。

【００１４】図１は、溶解工程における電解研磨用の槽
を示し、１は＋電極となる研磨する試料であり、この場
合有機誘電体膜７を形成した金属エッチド箔６である。
２は−電極となるステンレス板などの金属板等電解研磨
液に対する耐薬品性をもつ電気導電性板である。３は電
解研磨液であり、その溶液は希薄塩酸、蒸留水等であ
る。ただし、金属エッチド箔６がアルミニウムであれ
ば、両性元素であるため希薄液とする必要がある。試料
１を溶液３中に浸漬し、＋極の試料１に対向させた電気
導電性板２を−極に接続して電圧を印加し、試料１の欠
陥部を研磨する。４は槽である。

【００１５】第２の溶解工程により有機誘電体膜７の未
付着部８の金属エッチド箔を除去した後、第３の工程と
して対向電極９の導電性高分子を製膜する。この導電性
高分子はまずピロールのエタノール溶液と過硫酸アンモ
ニウム水溶液に交互に数回、有機誘電体膜を形成した金
属エッチド箔を浸漬して有機誘電体膜の表面に化学重合
膜９ａを付け、そこから対向電極を引き出し、ピロー
ル、電解質（ドーパント兼）水溶液中で金属板を電極と
して平行に対向させ電解重合膜９ｂを形成させる。

【００１６】この第１の実施の形態によれば、溶解工程
で、有機誘電体膜７の未付着部８の金属エッチド箔６を
溶解させることにより、有機誘電体膜７の欠陥部におけ
る電極間を絶縁することができる。このため、有機誘電
体の欠陥部を完全に無くすことが可能となり、絶縁抵抗
を向上することができる。この発明の第２の実施の形態
のコンデンサの製造方法は、第１の工程として金属エッ
チド箔の表面に追従するように有機誘電体膜を形成し、
第２の溶解工程として有機誘電体膜の表面側から金属エ
ッチド箔のみを溶解させる溶液を滴下することにより有
機誘電体膜の未付着部の金属エッチド箔を溶解し、第３
の工程として有機誘電体膜側に対向電極を形成するもの
である。

【００１７】溶解工程は、有機誘電体膜の欠陥部を有す
る領域の金属エッチド箔を除去する方法として、有機誘
電体付着部と未付着部の差を考えた場合の２つ目は耐薬
品性を利用したものである。たとえば有機誘電体がポリ
イミドであれば、塩酸水溶液に対する耐性が大きく、両
性元素であるＡｌは塩酸水溶液に溶解する。よって、有
機誘電体膜の表面側から塩酸水溶液を滴下すると未付着
部の金属エッチド箔のＡｌのみが溶解する。

【００１８】なお、有機誘電体膜を金属エッチド箔に形
成する工程および対向電極を形成する工程は、第１の実
施の形態と同様である。その結果、第１の実施の形態と
同様の効果が得られる。

【００１９】

【実施例】

実施例１ 筒状にしたＡｌ箔を陰極とし、その中心部に陽極のＡｌ
エッチド箔６を配置し電着液中に浸漬して電圧を印加し
た。電着液はポリアミック酸０．０９ｇ、ジメチルホル
ムアミド４０ｇ、メタノール８０ｇ、トリエチルアミン
０．０９ｇを攪拌したものである。電圧は１０Ｖから昇
圧１０Ｖずつで、各２０ｍｉｎである。次に、１１０℃
１Ｈ乾燥し、２８０℃１Ｈ熱処理し、Ａｌエッチド箔６
上に有機誘電体７であるポリイミドを形成した。Ａｌエ
ッチド箔６側に直接溶液がかからないように、ポリイミ
ド側より溶液を滴下し３０ｍｉｎ放置後、蒸留水で洗浄
した。溶液は５０％塩酸である。その後、対向電極９の
ポリピロール９ａ，９ｂを形成した。まず、過硫酸アン
モニウム０．１１ｃｃ／ｇ水溶液と、ピロール０．０５
ｃｃ／ｇエタノール溶液に交互に２ｍｉｎずつ、ポリイ
ミド膜を形成したＡｌエッチド箔６を浸漬し、これを３
回繰り返し、ポリイミド膜の表面に化学重合法によるポ
リピロール９ａを形成した。化学重合ポリピロール膜９
ａから電極を引き出して陽極とし、陰極にはステンレス
板を対向させピロール１ｃｃ、パラトルエンスルホン酸
ナトリウム１ｃｃ、水４０ｇ溶液中１０ｍＡの定電流で
電解重合ポリピロール膜９ｂを形成した。

【００２０】実施例２ 実施例１と同様の方法で溶液を水酸化ナトリウム１０％
水溶液とした。 実施例３ 実施例１と同様の方法でポリイミドまでを形成した。そ
の後１％塩酸中筒状にしたＡｌ箔を陰極とし、その中心
部にポリイミドを製膜したＡｌエッチド箔を陽極にし
て、１０Ｖ１０ｍｉｎ印加した。その後、実施例１と同
様の方法でポリピロールを形成した。

【００２１】実施例４ 実施例３と同様の方法で塩酸に代えて蒸留水を用い、電
圧を３０Ｖ１０ｍｉｎ印加した。 比較例１ 実施例１と同様の方法でポリイミドとポリピロールの形
成を実施した。ただし、「Ａｌエッチド箔側に直接溶液
がかからないように、ポリイミド側より溶液を滴下し３
０ｍｉｎ放置後、蒸留水で洗浄した。」点は省いてい
る。

【００２２】これらの実施例１〜４および比較例１につ
いて、静電容量、誘電損失および漏洩電流を測定したと
ころ下記の表のようになった。

【００２３】

【表１】

【００２４】この表から明らかなように、比較例１と実
施例１〜４とを比較すると、漏洩電流について、実施例
１〜４の方が小さくなっており、絶縁抵抗が改善されて
いることがわかる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載のコンデンサの製造方法に
よれば、溶解工程で、有機誘電体膜の未付着部の金属エ
ッチド箔を溶解させることにより、有機誘電体の欠陥部
における電極間を絶縁することができる。このため、有
機誘電体の欠陥部を完全に無くすことが可能となり、絶
縁抵抗を向上することができる。

【００２６】請求項２記載のコンデンサの製造方法によ
れば、請求項１と同効果がある。請求項３記載のコンデ
ンサの製造方法によれば、請求項１と同効果がある。請
求項４記載のコンデンサの製造方法によれば、請求項１
または請求項２と同効果がある。請求項５記載のコンデ
ンサの製造方法によれば、請求項１または請求項２と同
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】電解研磨を説明する槽の斜視図である。

【図２】エッチド箔に有機誘電体膜を電着後の欠陥部を
示す試料の断面図である。

【図３】有機誘電体膜の未電着部のＡｌを溶解した後、
対向電極を形成した試料の断面図である。

【符号の説明】

１ 研磨する試料 ２ 電気導電性板 ３ 電解研磨液 ６ 金属エッチド箔 ７ 有機誘電体膜 ８ 未付着部 ９ 対向電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 純一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属エッチド箔の凹凸表面に追従するよ
   うに有機誘電体膜を付着する工程と、前記有機誘電体膜
   の表面側に金属板を対向し溶液中で電解研磨することに
   より前記有機誘電体膜の未付着部の金属エッチド箔を溶
   解する溶解工程と、前記有機誘電体膜の表面側に対向電
   極を形成する工程とを含むコンデンサの製造方法。
2. 【請求項２】 溶液が蒸留水である請求項１記載のコン
   デンサの製造方法。
3. 【請求項３】 金属エッチド箔の凹凸表面に追従するよ
   うに有機誘電体膜を付着する工程と、前記有機誘電体膜
   の表面側から前記金属エッチド箔のみを溶解させる溶液
   を滴下することにより前記有機誘電体膜の未付着部の前
   記金属エッチド箔を溶解する溶解工程と、前記有機誘電
   体膜の表面側に対向電極を形成する工程とを含むコンデ
   ンサの製造方法。
4. 【請求項４】 金属エッチド箔がアルミニウム製である
   請求項１または請求項３記載のコンデンサの製造方法。
5. 【請求項５】 対向電極がポリピロールであり、化学重
   合または電解重合法により製膜する請求項１または請求
   項３記載のコンデンサの製造方法。