JPS63263713A

JPS63263713A - 積層型固体電解コンデンサの製造方法

Info

Publication number: JPS63263713A
Application number: JP9945387A
Authority: JP
Inventors: 原川　順弘; 賢次玉光
Original assignee: Nitsuko Corp
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 1987-04-21
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1988-10-31
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0821515B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ビロール、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（Ｍ
　ｎ　Ｏ＊　）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（Ｍ　ｎ　Ｏ、）を固体寛解質とした固
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（１！ｔｏｎ
）等の誘電体酸化皮膜層、二酸化マンガン（Ｍ　ｎ　Ｏ
＊　）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．Ｂ−テトラシアノキノジメタン（Ｔ
ＣＮＱ）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（１！、ｏ、）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（Ｍ　ｎ　Ｏｌ）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（Ｍ　ｎ０２）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（Ｍ　ｎ　Ｏｚ　）　Ｊｌ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（Ｍｎ　Ｏ宜）の導電度が小さいため固体電
解フンデン・すの比抵抗、即ちＥＳＲが大きくなると共
に、漏洩Ｘ流が太きいう欠点がある。

また、７，７，８．Ｂ−テトラシアノキノジメタン（Ｔ
ＣＮＱ）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
（Ｍ　ｎ　Ｏ！　）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きれたもので、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、積層型固体電解コ
ンデンサのコンデンサ素子を、帯状で且つ一辺に所定の
間隔で同じ形状の突起部を有する誘電体酸化皮膜層を形
成できる金属板の該突起部と帯状部の境界近傍にレジス
ト層を形成し、該突起部に誘電体酸化皮膜層、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取り付けると
共に帯状部積層部に他方の端子を設けて構成した。

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（Ｍ　ｎ　Ｏｘ
　）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の形成は、二酸化マ
ンガン（Ｍ　ｎ　Ｏ＊　）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酪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は帯状で表面をエツチン
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のり
０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−Ｈに第
１図に示すように（第１図は突起部２−１の拡大一部所
面図）、誘電体酸化皮膜層として酸化アルミニウム（Ａ
ｐオＯ８）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（Ａｊ！ｇｏｓ）皮膜層’ｙはア
ルミニウム板１のり８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ツチ
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ツチング処理し、
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（ＡＬｏｓ）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、ビロールとボ
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
存器を陰極、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（１，０，）皮膜層７上に２
０〜５０μｍのビ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！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Ｍ９を形成した後、銀ペ
ースト溶液中に涜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（Ａｆ
ｆｉ、Ｏ，）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（ＡｆｆｉｌＯ，）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１
１が完成する。ここでレジストＭ６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ｆｌｂにリード端子１２及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・の如く製造き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１
４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
ールド外装置６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（Ｍ　ｎ
　Ｏ＊　）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、固体電解コンデンサの比抵抗、
即ちＥＳＲは小きくなる。

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ｌ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（ＡＬＯ，）皮
膜Ｍ７、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Ｍ９及び銀ペースト層１０の形成がデツプ方式で
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、例えばタンタノ呟チクン、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
限定きれるものではなく、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き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。

■複素環式化合物のポリマー層を電解質とするので、比
抵抗、即ちＥＳＲは小さくなる。

■複素環式化合物のポリマー層の形成工程はが簡単で、
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。

■突起部の積層数の増減によりコンデンサの容量を増減
できることから、高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１３１（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、工・・・・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、ｌＯ・・・・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。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）帯状で且つ一辺に所定の間隔で同じ形状の突起部
を有する誘電体酸化皮膜層を形成できる金属板の該突起
部の所定位置に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に誘電体酸化皮膜層、
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
る共に帯状部積層部に他方の端子を設けてなるコンデン
サ素子を具備することを特徴とする積層型固体電解コン
デンサ。
（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。
（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。
（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。
（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。
（６）前記コンデンサ素子の突起部積層部及び帯状部積
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。