JPH04307915A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

固体電解コンデンサの製造方法

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JPH04307915A
JPH04307915A JP3072866A JP7286691A JPH04307915A JP H04307915 A JPH04307915 A JP H04307915A JP 3072866 A JP3072866 A JP 3072866A JP 7286691 A JP7286691 A JP 7286691A JP H04307915 A JPH04307915 A JP H04307915A
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小島 利邦
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康夫 工藤
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正雄 福山
Satonari Nanai
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は導電性高分子膜を固体電
解質とし、低漏れ電流特性を有し生産性が優れた固体電
解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】最近、電気機器のディジタル化にともな
って、そこに使用されるコンデンサも高周波領域におい
てインピーダンスが低く、小型大容量化への要求が高ま
っている。従来、高周波用のコンデンサとしてはプラス
チックフィルムコンデンサ、マイカコンデンサ、積層セ
ラミックコンデンサなどが用いられている。またその他
にアルミニウム乾式電解コンデンサやアルミニウムまた
はタンタル固体電解コンデンサなどがある。アルミニウ
ム乾式固体電解コンデンサでは、エッチングを施した陽
、陰極アルミニウム箔を紙のセパレータを介して巻取り
、液状の電解質を用いている。
【0003】また、アルミニウムやタンタル固体電解コ
ンデンサでは前記アルミニウム電解コンデンサの特性改
良のため電解質の固体化がなされている。この固体電解
質形成には硝酸マンガン液に陽極箔を  浸漬し、35
0℃前後の高温炉中にて熱分解し、二酸化マンガン層を
作る。このコンデンサの場合、電解質が固体のために高
温における電解液の揮散、低温域での凝固から生ずる機
能低下などの欠点がなく、液状電解質と比べて良好な周
波数特性、温度特性を示す。アルミ電解コンデンサはタ
ンタル電解コンデンサと同様誘電体となる酸化皮膜を非
常に薄くできるために大容量を実現できる。
【0004】更に、近年では7,7,8,8−テトラシ
アノキノジメタン(TCNQ)塩等の有機半導体を固体
電解質として用いた固体電解コンデンサが開発されてい
る(特開昭58−17609号公報)。さらにピロール
、フランなどの重合性モノマーを電解重合させて導電性
高分子とし、これを固体電解質とする方法もある(特開
昭60−244017号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように種々のコン
デンサが使用されているが、フィルムコンデンサおよび
マイカコンデンサでは形状が大きくなってしまうために
大容量化が難しく、また積層セラミックコンデンサは小
型大容量の要望から生まれたものであるが価格が非常に
高くなるということと、温度特性が悪いことなどの欠点
を有している。また、アルミ電解コンデンサは酸化皮膜
の損傷が起き易いために酸化皮膜と陰極の間に電解質を
施し随時損傷を修復する必要がある。このため電解質に
液状のものを使用しているものは、電解質の液漏れやイ
オン伝導性などの理由から経時的に静電容量の減少や損
失の増大をもたらすことと高周波特性、低温領域での損
失が大きいなどの欠点を有している。
【0006】次に固体電解質のものについて述べると、
高温で数回熱分解することによる酸化皮膜の損傷及び二
酸化マンガンの比抵抗が高いことなどの理由から高周波
域での損失は十分に小さいとは言えない。また、TCN
Q塩などの有機半導体を用いた固体電解コンデンサは、
二酸化マンガンを用いたものに比して優れた高周波特性
を示すが、有機半導体を塗布する際の比抵抗の上昇、陽
極箔への接着性が弱いことなどが原因で理想的な特性を
示すとは言えない。
【0007】更に導電性高分子薄膜を固体電解質とする
場合、周波数特性,温度特性,寿命特性などが優れてい
る。ただしこの固体電解コンデンサは、固体電解質とす
る導電性高分子薄膜を陽極弁金属上に形成させるために
、外部電極を誘電体皮膜を有する陽極弁金属箔上に接触
させ、この外部電極を陽極として電解重合を行うため誘
電体皮膜を損傷するおそれがあり、また装置全体が大型
になり生産性も悪いという課題を有している。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による固体電解コ
ンデンサの製造方法は、陽極酸化により表面に誘電体皮
膜を形成した陽極弁金属箔の上にマンガン酸化物層を設
けた後、前記陽極弁金属箔の少なくとも1カ所で前記誘
電体皮膜を除去し金属部を露出させ、この金属部と接触
させて設けた導電部を重合開始部として電解重合を行い
、前記マンガン酸化物層上に電解重合導電性高分子膜を
積層し、その後前記重合開始部となった導電部を切断除
去し、コンデンサ素子の前記切断面で露出している陽極
弁金属箔の上に陽極酸化により誘電体皮膜を形成するも
のである。この誘電体を形成した後にさらに別の絶縁物
をコーティングすることも何等問題はない。前記重合開
始部となった導電部を除去するのは、電解重合導電性高
分子膜積層後、あるいはカーボンペイント膜積層後、あ
るいは銀ペイント膜積層後のいずれであってもかまわな
い。
【0009】
【作用】本発明は上記構成のように、誘電体皮膜を形成
した陽極弁金属箔の上にマンガン酸化物層を設けた後、
前記陽極弁金属箔に少なくとも1カ所で前記誘電体皮膜
を除去した金属部と接触させて設けた導電部を重合開始
部として電解重合を行い、前記マンガン酸化物層上に電
解重合導電性高分子膜を積層させ、その後前記重合開始
部となった導電部を切断除去しコンデンサ素子の前記切
断面で露出している陽極弁金属箔の上に陽極酸化により
誘電体皮膜を形成しているので、前記重合開始部で安定
に重合反応が行われ前記電解重合導電性高分子膜層が速
く成長し、電解重合終了後に前記陽極弁金属箔と接触し
ている前記重合開始部を切断除去するので短絡部がなく
なり、また前記切断面で露出している陽極弁作用金属箔
の上に誘電体皮膜を形成させるので耐圧が向上し、温度
変化によって短絡部分ができることもなく漏れ電流の低
減ができ、また装置全体を小型化でき生産性を向上させ
ることができる。
【0010】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
【0011】(実施例1)図1(a)側面図、図1(b
)正面図に示す弁作用金属箔2(アルミニウムエッチド
箔)を7%アジピン酸アンモニウム水溶液を用い、約7
0℃、40分間、印加電圧42Vの条件で陽極酸化し、
図2(a)一部破砕側面図、図2(b)正面図のごとく
誘電体皮膜3を形成した。つぎに、硝酸マンガン水溶液
を塗布し300℃、20分の条件で熱分解し図3(a)
一部破砕側面図、図3(b)正面図のごとくマンガン酸
化物膜4からなる導電層を形成した。
【0012】ついで、図4(a)側面図、図4(b)正
面図に示すように、重合開始導電部10(実施例ではニ
ッケル箔片、直径1mm、厚さ50μm)を溶接によっ
てマンガン酸化物膜4の上に設置した。重合開始導電部
10は、図5(図4(b)のA−A’における断面図)
に示すように誘電体皮膜3、マンガン酸化物膜4を突き
抜けて弁作用金属箔2と接触している。ピロール(0.
25M)、トリイソプロピルナフタレンスルフォネート
(0.1M)、水からなる電解重合溶液に弁金属箔を浸
し、ニッケル箔片を重合開始部導電部10として、2.
5Vの定電圧を30分印加し、図6(a)一部破砕側面
図、図6(b)正面図に示すようにマンガン酸化物4上
に固体電解質用の導電性高分子膜5(ポリピロール膜)
を形成した。
【0013】続いて、図7(a)一部破砕側面図、図7
(b)正面図にみるように重合開始導電部10をその上
下の弁作用金属箔2、誘電体皮膜3、マンガン酸化物膜
4、導電性高分子膜5と共に折り曲げて除去した。次い
で図8(a)一部破砕側面図、図8(b)正面図に示す
ように、重合開始部を除去したこの素子の切断面で露出
している弁作用金属箔2(アルミニウムエッチド箔)の
上に、7%アジピン酸アンモニウム水溶液を用い、約7
0℃、20分間、印加電圧42Vの条件で陽極酸化し、
誘電体皮膜9を形成した。その後に図9、図10(各(
a)は一部破砕側面図、(b)は正面図)に示すように
カーボンペイント膜6、続いて銀ペイント膜7を形成し
た。最後に、図11に示すように陽極リード1と陰極リ
ード8を設け、樹脂で外装して固体電解コンデンサを得
た。
【0014】本実施例による切断面で露出している弁作
用金属箔2に誘電体皮膜3を形成した固体電解コンデン
サの特性と比較例として誘電体皮膜3を形成しない固体
電解コンデンサに関し、初期特性、ヒートサイクル試験
LC歩留まり特性についてそれぞれ(表1)と(表2)
に示している。これら(表1)と(表2)から明らかな
ように、本実施例による固体電解コンデンサは、耐圧特
性と信頼性の点で優れた効果が得られる。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】以上のように本実施例によれば、重合開始
導電部を陽極箔に設けて導電性高分子膜を陽極箔上に形
成させた後、前記重合開始導電部を少なくとも含む部分
を除去し、除去した断面部に陽極酸化によって誘電体皮
膜を形成させるので、耐圧特性と信頼性を向上させるこ
とができる。
【0018】(実施例2)電解重合導電性高分子膜5を
形成させるまでは、実施例1と同様である。即ち図6に
示すように導電性高分子膜5を形成させた後、図12(
a)一部破砕側面図、図12(b)正面図にみられるよ
うにカーボンペイント膜6を形成した。続いて図13(
a)一部破砕側面図、図13(b)正面図にみるように
重合開始導電部10をその上下の弁作用金属箔2、誘電
体皮膜3、マンガン酸化物膜4、導電性高分子膜5、カ
ーボンペイント膜6と共に折り曲げて除去した。
【0019】次いで図14(a)一部破砕側面図、図1
4(b)正面図に示すように、この素子の重合開始部を
除去した切断面で露出している弁作用金属箔2(アルミ
ニウムエッチド箔)の上に、7%アジピン酸アンモニウ
ム水溶液を用い、約70℃、20分間、印加電圧42V
の条件で陽極酸化し、誘電体皮膜9を形成した。その後
に図15(a)一部破砕側面図、図15(b)正面図に
示すように銀ペイント膜7を形成した。最後に、図16
にみるように陽極リード1と陰極リード8を設け、樹脂
で外装して固体電解コンデンサを得た。
【0020】本実施例による固体電解コンデンサに関し
、初期特性、ヒートサイクル試験LC歩留まり特性につ
いてそれぞれ(表1)と(表2)に示している。これら
(表1)と(表2)から明らかなように、本実施例によ
る固体電解コンデンサは、第1の実施例と同様に耐圧特
性と信頼性の点で優れた効果が得られる。
【0021】(実施例3)電解重合導電性高分子膜5を
形成させるまでは、実施例1と同様である。図6に示す
ように導電性高分子膜5を形成させた後、図17(a)
一部破砕側面図、図17(b)正面図にみられるように
カーボンペイント膜6を形成し、続いて図18(a)一
部破砕側面図、図18(b)正面図にみるように銀ペイ
ント膜7を形成した。続いて、図19(a)一部破砕側
面図、図19(b)正面図にみるように重合開始導電部
10をその上下の弁作用金属箔2、誘電体皮膜3、マン
ガン酸化物膜4、導電性高分子膜5、カーボンペイント
膜6、銀ペイント膜7と共に折り曲げて除去した。次い
で図20(a)一部破砕側面図、図20(b)正面図に
示すように、この素子の重合開始部を除去した切断面で
露出している弁作用金属箔2(アルミニウムエッチド箔
)の上に、7%アジピン酸アンモニウム水溶液を用い、
約70℃、20分間、印加電圧42Vの条件で陽極酸化
し、誘電体皮膜9を形成した。最後に、図21にみるよ
うに陽極リード1と陰極リード8を設け、樹脂で外装し
て固体電解コンデンサを得た。
【0022】本実施例による固体電解コンデンサに関し
、初期特性、ヒートサイクル試験LC歩留まり特性につ
いてそれぞれ(表1)と(表2)に示している。これら
(表1)と(表2)から明らかなように、本実施例によ
る固体電解コンデンサは、第1の実施例と同様に耐圧特
性と信頼性の点で優れた効果が得られる。
【0023】なお、上記実施例では硝酸マンガンを用い
てマンガン酸化物を形成した場合についてのみ述べたが
、硝酸マンガンに限らず、マンガン酸化物を形成できる
ものであれば他の物でも使用可能である。また上記実施
例ではニッケル箔を陽極に溶接して接触させ重合開始部
に使用したと述べたが、ニッケルに限らず陽極酸化され
ない導電物であれば他のものを用いることも可能である
。また接触方法としては溶接に限らず、かしめ等他の方
法を用いることも可能である。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明は、誘電体皮膜の上
にマンガン酸化物層を形成せしめた後に、陽極金属箔に
陽極酸化されない導電部を接触させて重合開始部を設け
電解重合することで前記マンガン酸化物層上に電解重合
導電性高分子膜を積層し、その後重合開始部を切断除去
し、コンデンサ素子の前記切断面で露出している陽極弁
金属箔の上に陽極酸化により誘電体皮膜を形成する方法
により、重合開始部より安定に速く電解重合導電性高分
子膜を形成させることが可能で、また重合開始部除去後
の切断面に誘電体皮膜を形成させるので耐圧特性が向上
し、切断面部の経時劣化を抑えられ信頼性が向上し、漏
れ電流の少ない固体電解コンデンサを効率よく作製でき
る利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における固体電解コンデ
ンサの製造方法で使用した弁作用金属(アルミエッチド
箔)
【図2】同実施例において弁作用金属上に誘電体皮膜を
形成した工程図
【図3】同実施例において誘電体皮膜上にマンガン酸化
膜を形成した工程図
【図4】同実施例においてマンガン酸化膜上に重合開始
導電部を形成した工程図
【図5】同実施例において重合開始導電部の接触状態を
示す断面図
【図6】同実施例においてマンガン酸化膜上に導電性高
分子膜を形成した工程図
【図7】同実施例において重合開始導電部を除去した工
程図
【図8】同実施例において切断面で露出した弁作用金属
箔上に誘電体皮膜を形成した工程図
【図9】同実施例において導電性高分子膜上にカーボン
ペイント膜を形成した工程図
【図10】同実施例においてカーボンペイント膜上に銀
ペイント膜形成した工程図
【図11】同実施例において作製したコンデンサの平面
【図12】本発明の第2の実施例における固体電解コン
デンサの製造方法を示す導電性高分子膜上にカーボンペ
イント膜を形成した工程図
【図13】同実施例において重合開始導電部を除去した
工程図
【図14】同実施例において切断面で露出した弁作用金
属箔上に誘電体皮膜を形成した工程図
【図15】同実施例においてカーボンペイント膜上に銀
ペイント膜形成した工程図
【図16】同実施例において作製したコンデンサの平面
【図17】本発明の第3の実施例における固体電解コン
デンサの製造方法を示す導電性高分子膜上にカーボンペ
イント膜を形成した工程図
【図18】同実施例においてカーボンペイント膜上に銀
ペイント膜形成した工程図
【図19】同実施例において重合開始導電部を除去した
工程図
【図20】同実施例において切断面で露出した弁作用金
属箔上に誘電体皮膜を形成した工程図
【図21】同実施例において作製したコンデンサの平面
【符号の説明】
1  陽極リード 2  弁作用金属箔 3  誘電体皮膜 4  マンガン酸化物膜 5  電解重合導電性高分子膜 6  カーボンペイント膜 7  銀ペイント膜 8  陰極リード 9  誘電体皮膜 10  重合開始導電部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】陽極酸化により表面に誘電体皮膜を形成し
    た陽極弁金属箔の上に、マンガン酸化物層を形成させた
    後、前記陽極弁金属箔の少なくとも1カ所で前記誘電体
    皮膜を除去し金属部を露出させ、露出させた金属部と接
    触させて設けた導電部を重合開始部として電解重合を行
    い、前記マンガン酸化物層上に電解重合導電性高分子膜
    を積層させた後に前記重合開始部を切断除去し、前記切
    断面に露出している陽極弁金属箔の上に、陽極酸化によ
    り誘電体皮膜を形成することを特徴とする固体電解コン
    デンサの製造方法。
  2. 【請求項2】電解重合導電性高分子膜が、ピロール、チ
    オフェンあるいはそれらの誘導体の少なくとも一種と支
    持電解質とを含む溶液中で形成されることを特徴とする
    請求項1記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  3. 【請求項3】陽極弁金属がアルミニウムもしくはタンタ
    ルから選ばれる一種である請求項1または2記載の固体
    電解コンデンサの製造方法。
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