JPH02303017A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

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】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は、誘電体醇化皮膜の表面に固体電解質を形成し
てなる固体電解コンデンサの’！’！Ｊ　ｎ方法に関す
るものである。

（従来の技ｖ１１） 固体電解コンデンサは、通常、アルミニウム。

タンタルむどの皮膜形成性金属表面に誘電体である酸化
皮膜を形成し、該酸化皮膜上に二酸化マンガン、ＴＣＮ
Ｑ錯体などの固体電解１ｅ１　ｆＣｉ及び２Ｊ？Ｔｆ体
層を順次形成して構成されている。二酸化マンガンを固
体電解質として用いたコンデンサは、製造工程上誘電体
酸化皮膜を損（セしやすいなどの欠点をもち、一方、Ｔ
ＣＮＱ釦体を用いたコンデンυは、熱安定性に乏しいな
どの欠点がある。

また、誘電体酸化皮膜上にビ［１−ルなどの複素環式化
合物の重合体を電解重合により形成し囚体電Ｍ質とした
コンデンサが提案されているが、誘電体酸化皮膜は絶縁
体であるので、その表面に電解重合膜を形成することは
非常に困難というより、形成でき（２かった。

誘電体酸化皮膜上に重合膜を形成づる方法としては、あ
らかじめ陽極体の酸化皮膜上に化学的酸化によって重合
膜を形成し、その化学Ｉ■重合膜電解重合の際の電極と
して、この化学重合膜に金属などの導′ｉｆｉ牲物質を
接触させ電解液中で通電し、重合膜を形成する方法など
があった。

前記のごとき酸化皮ｍ形成優の陽極箔に電解重合を行う
場合は、絶縁物である酸化皮膜があるためにｌ１２極と
効率的に通電が行われないので重合膜の形成ができず、
又は形成ができても酸化皮膜の欠陥部あるいは陽極箔と
陰極箔の距離が近いところに電流が集中し、均一な導電
性高分子膜を得ることができない。また、あらかじめ陽
極箔の酸化皮膜上に化学的酸化１０合膜を形成し、その
化学重合膜に金Ｉ！などの導電性材料を接触させ電解重
合の給電電極として電解重合を行う場合には、誘電体酸
化皮膜や化学重合膜が損傷しや暖いことや、給電電極接
触の接触状態が異なることから、電解重合膜の形成にば
らつきがみられ、漏れ電流が大きい、ｔａｎδが大きい
などの改良づべぎ点が残されており、更に給電電極を剥
離するときの機械的ショックにより形成した重合膜が損
傷するなどの問題点があった。

また、上記のような重合膜の形成においては、誘電体酸
化皮膜の弱点部や電極引出のための未化成部分に■金電
解液が這い上がったりして接触すると短絡することとな
り、使用不能となる欠点があった。このために電極引出
のためのリード線やリードフレームなどには、■台用電
解液面の近傍に樹脂などの絶縁物を設け、電解液との接
触を阻止づることも行われているが、コンデンサ自体が
非常に小さいので絶縁物の塗布作業が困難で非能率であ
り、また、塗布された絶縁物が不揃いと（２る欠点もあ
った。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来は誘電体酸化皮膜を　１形成し
た皮膜形成性金属表面に電解ｉ［合躾を形成り“ること
は困難であり、また、化学重合膜を形成し該化学重合膜
を電極として電解重合を行う場合は、給電電極の接触状
態により電解重合膜の形成状態にばらつきを生じ、また
、給ｆｆｉ電極を剥離したときに重合膜に損傷を与えた
りしていた。更に、重合時に重合液に皮膜形成性金属を
浸漬するが、液の這い上がりによって誘電体酸化皮膜以
外の個所に重合膜が形成されると短絡を生じるので、陽
極引出部の液面よりＦ部までを被覆する絶縁物を施すが
、この絶縁物の塗布作業が困デ１で、非能率、かつ絶縁
物が不揃いである問題点があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、誘電体酸
化皮膜上に容易に導電性高分子膜を均一に形成すること
ができるとともに、形成した導電性高分子膜を損（１３
せずに作業性にも優れた固体電解コンデンサの製造方法
を提供することを目的としだらのである。

一発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明になる固体電解コンデンサの製造り払は、誘電体
酸化皮膜を生成した皮膜形成性金属に化成処理、化学酸
化重合、電解酸化重合、カーボン層を形成し、該カーボ
ン層上に陰極となる導電性塗膜を施してなる平板形１巻
同形、焼結形又は積層形固体電解コンデンサの製造方法
において、前記化学酸化重合が陽極引出部の化学酸化重
合液面より上部までを被覆する絶縁層を施して行われ、
電解酸化重合が該絶縁層に、又は該絶縁層の下位に形成
された化学重合膜を陽極として行われることを特徴とす
るｂのである。

（作　用） 本発明になる固体電解コンデンサの製造方法では、化学
重合膜が誘電体酸化皮膜上及び該誘電体酸化皮膜上に施
した絶縁層上に形成され、電解酸化重合はこの絶縁層上
に形成された化学重合膜に金属線やぞの他の導電性物質
を給電電極として接触させて重合させるが、この接触は
ｍ合液外で行われるから、重合中やΦ合後給電電極を剥
離する際、ｐＡ極上の誘電体酸化皮膜や導電性高分子膜
（化学重合膜、電解重合膜）に機械的な＆撃が加わらず
、かつ給電電極が溶解して重合電解液を汚染することも
なく、安定な電解質の形成に寄与することができる。更
に、絶縁層としてシリコーンチューブを用い陽極リード
線などに挿入して絶Ｉ１層とした場合は、微小個所への
塗布作業もないので、能率よく作業できる利点もある。

（実施例） 実ＩＩＩＰ／４１ 第１図に示゛りように、粗面化して誘電体酸化皮膜を形
成さ「たＶさ６０μｍ１幅３ＩＭＲの高純度アルミニウ
ム箔にかしめ付けにより陽極引出端子２を取り付けた後
２５＊に明所して陽極箔１を１５１だ。次いで１、陽極
引出端子２のリード線３との接続部にシリ−１−ンヂ１
−ブを挿入後加熱収縮して被覆さけ絶縁層４を形成した
。

このようにして作製したＰＡ極極用出端子２絶縁層４と
を有する陽極箔１を２ｍ０１／Ｊ）のビロール／エタノ
ール溶液に５分間浸漬した。史に、０．５ｍｏｌ／ｊ過
硫酸アンモニウム水溶液に５分間浸漬して化学酸化重合
により導電性高分子膜であるボリビ［１−ル膜５を形成
した。

これらの操作は前記絶縁層４を溶液に埋没させないよう
にして行う。次いで、この陽極箔１にスペーサ紙６を重
ねて渦巻状に巻回し、巻回素子７を製作後、再化成によ
り誘電体酸化皮膜の修復を行った。

更に第２図に示ずように、径０．１＃Ｉの白金線８を給
ｒｆｉ電極として絶縁層４上に形成したポリピロール膜
５に接触させて電解酸化重合を行った。Ｔｉ電解酸化重
合詳細に説明すると、電解液としてビロールモノマー１
ｍ０Ｉ／ｊ及び支持電解ｉとしてパラトルエンスルホン
酸ナトリウム１ｍｏｌ／Ｊを含むアセトニトリルを用い
、白金＄９８は電解液に浸漬させずに絶縁層４に接触さ
せ、陽極箔１上に化学酸化重合により形成したポリピロ
ール膜５を陽極として外部陰極との間に定電Ｒ電解酸化
重合（１ｍＡ／ｃｄ、１時１５Ｊ）を行い、電解酸化重
合によるポリピロール膜を形成した。この素子をコロイ
ダルカーボンに浸漬してカーボン層を形成し、更に銀ペ
ーストを塗布して導電性塗膜を形成しその一部から陰極
を取り出した。この素子をケースに密封して定格１０Ｖ
−６，７μＦの固体電解コンデン勺を完成した。

このコンデンサは第１表に示すように、従来のコンデン
サに比べ静電容量・ｔａ、ｎδ・漏れ電流の改汚、短絡
不良発生率低減がみられた。

実施例２ 前記実施例１におけるシリコーンデユープの代わりにシ
リコーン樹脂を塗布し、これを加熱硬化させて絶縁層を
構成したほかは、すべて実施例１と同じである。このコ
ンデンサの特性を第１表に示１゜ 実施例３ 実施例１に用いたものと同様に、リード線にシリコーン
チューブを挿入後加熱収縮させた陽極引出端子を接続し
た陽極箔を巻回し、これを実施例１と同じ条件の化学酸
化重合によりポリピロール膜を形成し、シリコーン上に
形成されたボリピ［１−ル膜に給電電極を接触させて電
解酸化重合によるポリピロール膜を形成した。

このようにして作製した定格１０Ｖ−６，７μＦの固体
電解コンデンサの特性は第１表に承りとおりである。

なお、このような製造方法において、陽極箔の間に適当
なスペーサを設けてもよい。

従来例 表面を粗面化して誘電体酸化皮膜を形成させたりさ６０
μｍ２幅３ｍの高純αアルミニウム箔にかしめ付けによ
り陽極引出端子を取り付けた後２５Ｎ４に切断して陽極
箔を（９だ。

次いで、陽極箔を２ｒｎｏｌ／ｊのビ［１−ル／エタノ
ール溶液に５分間浸漬した。更に、０．５ｍ０１／Ｊ過
硫酸アンモニウム水溶液に５分間浸漬して化学酸化重合
により導電性ａ１分子膜であるボリピ０−ル膜を形成し
た。この陽極箔にスペーサ紙を（０ねてｍ巻状に巻回し
素子とした後、再化成により誘電体酸化皮膜の修復を行
った。更に径０．１＃Ｉの白金線を給電電極として、こ
の素子の化学ｍ金膜に接触させ電解液としてビロールモ
ノマー１ｍｏｌ／Ｎ及び支持電解質としてパラトルエン
スルホン酎ナトリウム１ｍｏｌ／Ｊｌを含むアセトニリ
トルを用い、外部陰極との間に定電Ｆｉ電解酸化重合（
１ｍＡ／ｃＩｉ、１１Ｌ’ｉ間）を行い、電、解酸化重
合によるボリピ［１−ル股を形成後、実施例１の方法に
準じてコンデンサを完成させた。

このコンデンサ゛の特性を第１表に示す。

第　　１　　表 実施例」 第３図に示すように、３　ｔｅａ　Ｘ　６　ｍ　Ｘ厚ざ
６０μｍのアルミニウムＰ１１１を粗面化し、４９Ｖの
電圧を印加した化成処理によって誘？ｔｉ　（Ａ　Ｍ化
成膜１２を形成した。このアルミニウム箔１１にシリコ
ーン樹脂を塗布して絶縁層１３を形成した後、実施例１
と同じ条件で絶＄ｉ層１３が埋没しないように化学酸化
用合液に浸漬して厚さ０．５μｍｒＬの化学小金膜１４
、該化学■金膜１４をｗＡＮＡとして厚さ１０μｍの電
ｌｆｔ、金膜１５、該電解重合膜１５−Ｅに銀ペースト
の導電Ｆｉ４１６を形成し、第４図のごとき構成のもの
を１！１だ。前記絶Ｒ層１３の上ｎ１の適宜な個所から
陽極引出端子、導電層１６からＦ２極引出端子を取り出
して作製した定格１０Ｖ−１μＦのコンデンサの特性は
第２表のとおりである。

第２表 なお、絶縁層１３はシリコーン樹脂を塗布して形成した
が、シリコーンのリング状のものを嵌め込んで加熱収縮
させてもよい。

実施例５ 実施例４にＪ：つて第４図、のどと（作製したコンデン
サ素子を複数枚積層した実１８　ＰＡについで述べる。

第４図に示したコンデンサ素子の電解小合躾１５まで形
成した６のを７枚積層した後、ｉｆｆ記電解千合躾１５
に銀ペーストを塗布して共通陰極とし、これに適宜な引
出端子を接続しｌ１２棒引出端了とした。一方、陽極引
出端子も絶縁層１３により化パ戸蛋金膜１４．電［金膜
１５と隔離されたアルミニウム９５１１に前記１ｉ２４
４ｉの場合と同じ手段によって陽極引出端子を接続し＝
１ンデンリを構成した。この積層形固体電解コンデンサ
の特性を第３表に示した。

第　　３　　表 なお、引出端子はリード線、リードフレームなど適宜な
形状−すのを用いてより、（の接続方法も陰極引出端子
で藝、上根ペーストなどの導電層へ接続することが一般
的に行われ、また、陽極引出端子も同社の手段や、各種
の溶接などによって接続してもよい。また、絶縁層を形
成したアルミニウム箔を所要枚ａ適当な間隔を乙って併
置し、同時に化グ・酸化重合、電解酸化Φ合を行った優
、共通の導電層を形成することム木発明のｆｉ　１７１
１にあるしのである。

実施例６ 第５図に示１ように、０．３順φタンタル線２１を植え
込んでタンタル粉末を成形し３．２履φＸ５ｇＮの素子
２２を得、これを１６００℃で焼結して焼結形タンタル
コンデンサ素子を作製した。

このコンデンサ素子２２に７０Ｖを印加して化成処理を
行った後、前記タンタル線２１の素子端面より上部の位
貿にエポキシ樹脂を塗布して絶縁層２３どした。このコ
ンデンサ素子２２を化学酸化重合するために化学重合液
に浸漬するが、この浸漬は前記絶縁層２３を液中に埋没
ざＵないようにして行われ、化学重合膜２４を形成した
。このようにして化学重合膜２４を形成したコンデンサ
素子２２を電解重合液に浸漬して電解酸化重合を行うが
、前記絶縁層２３トに形成された化学重合膜２４に電解
酸化重合１゛るための白金線２５からなる給電電極を接
触させ、以下実／Ｊ１！！例１に準じて固体電解コンデ
ン１）を作製した。

なお、この実施例では絶縁層としてエポキシ樹脂を塗布
した場合につい又述べたが、ｉ８水性物質であるシリコ
ーン樹脂、フッ素樹脂などを塗布したり、チューブＡ１
）座金状に加工したものを嵌め込ｌυで絶縁層とした場
合は、これらの絶縁層の下ｎｉに形成される化学重合膜
を陽極として電解酸化重合してもよい。また、これらの
技術はアルミニウム粉末を焼結したアルミニウム焼結形
固体電解コンデンサにも使用できる。

［発明の効果］ 本発明になる囚体雷解コンデンサの！Ｉ！Ｊ造方法によ
れば、化学酸化重合後電解酸化重合を行う場合に絶縁層
上に形成された化学重合膜に給電電極を）ｇ触さ「て電
解酸化重合を行うことによ′り均一なる電解１５合膜を
（りることができるとともに、給電電極を剥離するとき
の機械的シ］ツク費損市も（２きるので、均一な電解重
合膜を栂ることができる。

また、前記の方法では絶縁層を施して化学重合膜及び電
解重合膜を形成するので、これら重合膜と陽極との間に
生じる短絡不良を防止できる。

そして、シリコーンチューブや座金状のものを用いた場
合は、作業性がよく、かつ絶縁層が不揃いになることが
ない効果を右するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は巻回層コンデン
サ素子を示ザＩＮ開図、第２図は電解酸化重合における
給電方法を示す斜視図、第３図（は平板形コンデンサ素
子をポリ正面図、第４図は電解酸化重合後のコンデンサ
素子を示づ°断面図、第５図は焼結形コンデンサ素子の
電解酸化重合状態を示す断面図である。 １・・・陽（ｉ箔　　　　　　２・・・陽極引出端子３
・・・リード線　　　　　４・・・絶縁層５・・・ポリ
ピロール膜　　６・・・スペーサ紙７・・・巻回素子　
　　　　８・・・白金線１１・・・アルミニウム箔　１
２・・・誘電体酸化皮膜１３・・・絶縁層　　　　　１
４・・・化学重合膜１５・・・電解重合膜　　　１６・
・・導電層２１・・・タンタル線　　　２２・・・コン
アン＋１索子２３・・・絶縁層　　　　　２４・・・化
学重合膜２５・・・白金線 特　　許　　出　　願　　人 マルコン電子株式会社 日本カーリット株式会社

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体酸化皮膜を生成した皮膜形成性金属に化成
   処理，化学酸化重合，電解酸化重合，カーボン層を形成
   し、該カーボン層上に陰極となる導電性塗膜を施してな
   る平板形，巻回形，焼結形又は積層形固体電解コンデン
   サの製造方法において、前記化学酸化重合が陽極引出部
   の化学酸化重合液面より上部までを被覆する絶縁層を施
   して行われ、電解酸化重合が該絶縁層に、又は該絶縁層
   の下位に形成された化学重合膜を陽極として行われるこ
   とを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
2. （２）陽極引出部が皮膜形成性金属に接続したリード線
   ，リードフレームである請求項（１）記載の固体電解コ
   ンデンサの製造方法。
3. （３）絶縁層がシリコーン樹脂，フッ素樹脂又はエポキ
   シ樹脂で形成された請求項（１）又は請求項（２）記載
   の固体電解コンデンサの製造方法。
4. （４）絶縁層がシリコーンチューブを加熱収縮させた又
   は座金状のものを嵌め込んで形成された請求項（１）〜
   請求項（３）のいずれかに記載の固体電解コンデンサの
   製造方法。
5. （５）電解酸化重合が絶縁層上に又は絶縁層の下部に形
   成された化学重合膜に給電電極を接触させて行われる請
   求項（１）〜請求項（４）のいずれかに記載の固体電解
   コンデンサの製造方法。