JPH05190397A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性高分子物質からなる固体電解質を形成
するにあたって、陽極引出し部を確実にマスクする。 【構成】 陽極引出し部１１に粘着性樹脂からなるシー
ル部１４，１４を設けた後、マスキングテープ１５を同
シール部１４，１４に貼着して、陽極引出し部１１をマ
スクする。このマスキングテープ１５は化学酸化重合膜
形成後のいずれかの工程において剥離される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体電解コンデンサの製
造方法に関し、さらに詳しく言えば、導電性高分子物質
からなる固体電解質を備え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】固体電解コンデンサにおいては、その固
体電解質として導電性高分子物質（例えばポリピロー
ル）を用いることにより、二酸化マンガンなどを固体電
解質とする固体電解コンデンサに比べて等価直列抵抗お
よび漏れ電流をより小さくすることができる。

【０００３】この種の固体電解コンデンサを製造するに
際しては、図１０および図１１に例示されているよう
に、まず、誘電体酸化皮膜を形成できる金属板、例えば
帯状をなすアルミニウム箔１を用意し、同アルミニウム
箔１を櫛歯状に形成してその片側にコンデンサ素子箔と
なる複数の突起部２…を連設する。

【０００４】そして、この各突起部２の基部側に撥水性
でかつ電気絶縁性を有する樹脂コートもしくは樹脂テー
プよりなるマスキング層３を設けて、同突起部２と陽極
引出し部１ａとを区分し、各突起部２に化学重合法によ
り化学酸化重合膜４を形成する。

【０００５】次ぎに、電解重合液中に浸漬して電解重合
法により同化学酸化重合膜４上に導電性高分子物質より
なる電解重合膜５を形成する。この場合、電解重合槽６
側が陰極とされ、化学酸化重合膜４には陽極側給電端子
７を接触させて重合電圧を印加する。

【０００６】しかる後、図示されていないが、電解重合
膜５上に陰極引出し層としてのカーボン層および銀層を
順次形成する。このように、実際の製造工程において
は、１枚のアルミニウム箔から突起部２の数に相当す
る、例えば５０個のコンデンサ素子を得るようにしてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、突起
部２の基部側にマスキング層３を設けて同突起部２と陽
極引出し部１ａとを区分し、化学重合時にその化学重合
液が陽極引出し部１ａ側に這い上がらないようにしてい
るが、そのためには液面管理を厳しくするか、マスキン
グ層３の幅を広くする必要がある。

【０００８】しかしながら、液面管理を厳しくすれば歩
留りが低下してしまう。これに対して、マスキング層３
の幅を広くすると、その分素子箔の有効面積が縮小さ
れ、静電容量が低下する。もっとも、所望とする静電容
量を維持するには突起部２自体を大きくすれば良いので
あるが、それに伴って製品サイズが大型となってしまう
という問題が生ずる。

【０００９】また、図１１に示されているように、電解
重合を行なうにあたって、陽極側給電端子７を化学酸化
重合膜４に接触させているが、その接触圧が強すぎる
と、陽極酸化皮膜に損傷を与えることになり、ショート
不良が多発する。

【００１０】さらには、マスキング層３として樹脂テー
プを用いる場合には、密着性が十分でなく、その樹脂テ
ープの粘着剤と箔の間のわずかな隙間より、化学重合液
や電解重合液、あるいはカーボン、銀ペーストなどの陰
極引出し材が浸み込み、ショート不良が発生する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の事情
に鑑みなされたもので、その構成上の特徴は、予めエッ
チング処理された所定幅の弁作用金属箔に誘電体酸化被
膜を形成し、同弁作用金属箔に帯状の陽極引出し部を残
して少なくともその片側にコンデンサ素子箔として用い
られる複数の突起部を櫛歯状に連設した後、上記陽極引
出し部にその長さ方向に沿って粘着性樹脂よりなる少な
くとも２本のシール部を所定の間隔をもって畝状に塗布
するとともに、上記陽極引出し部を覆うように同シール
部を介してマスキングテープを取り付け、しかる後化学
重合法により化学酸化重合膜を形成し、次いで電解重合
液中に浸漬して電解重合法により同化学酸化重合膜上に
導電性高分子物質よりなる電解重合膜を形成するように
したことにある。

【００１２】上記マスキングテープは最終的に除去され
るのであるが、その除去は化学酸化重合膜の形成後、電
解重合膜の形成後もしくは電解重合膜上に陰極引出し層
としてのカーボン層および銀層を形成した後のいずれで
あっても良い。

【００１３】また、本発明の製造方法においては、予め
エッチング処理された所定幅の弁作用金属箔に誘電体酸
化被膜を形成し、同弁作用金属箔に帯状の陽極引出し部
を残してその両側にコンデンサ素子箔として用いられる
複数の突起部を櫛歯状に連設した後、上記陽極引出し部
にその長さ方向に沿って粘着性樹脂よりなる少なくとも
２本のシール部を所定の間隔をもって畝状に塗布すると
ともに、上記陽極引出し部を覆うように同シール部を介
してマスキングテープを取り付け、しかる後化学重合法
により化学酸化重合膜を形成し、次いで電解重合液中に
浸漬して電解重合法により同化学酸化重合膜上に導電性
高分子物質よりなる電解重合膜を形成し、さらに同電解
重合膜上に陰極引出し層としてのカーボン層および銀層
を形成し、上記化学酸化重合膜形成後のいずれかの工程
において上記マスキングテープを除去し、上記陽極引出
し部の両側に形成されたコンデンサ素子同士を同陽極引
出し部を折り曲げることにより積層するようにしたこと
を特徴としている。

【００１４】化学重合は、弁作用金属箔、例えばアルミ
ニウムエッチド箔をまずモノマーと溶媒を含む水溶液に
浸漬し、同アルミニウムエッチド箔の細孔内にモノマー
を導入する。モノマー濃度は５〜５０ｗｔ％、好ましく
は２０〜４０ｗｔ％で、溶媒の濃度は５〜５０ｗｔ％、
好ましくは２０〜４０ｗｔ％が良い。

【００１５】次いで、酸化剤と支持電解質を含む水溶液
に浸漬し、同アルミニウムエッチド箔表面および細孔内
のモノマーを導電性高分子に重合する。なお、モノマ
ー、酸化剤は浸漬以外に均一に付着可能な塗布または噴
霧などの方法でも良い。

【００１６】また、電解重合液はモノマーと支持電解質
と溶媒からなる。モノマーの濃度は０．０１〜５．０ｍ
ｏｌ／ｌ、好ましくは０．０５〜３．０ｍｏｌ／ｌが良
い。支持電解質の濃度は０．０１〜５．０ｍｏｌ／ｌ、
好ましくは０．０５〜３．０ｍｏｌ／ｌが良い。

【００１７】モノマーとしては、ピロール、チォフェ
ン、フラン、アニリンなどの複素環式化合物が用いられ
る。

【００１８】酸化剤としては、ヨウ素、臭素、ヨウ化臭
素などのハロゲン、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモ
ン、四フッ化ケイ素、五塩化リン、五フッ化リン、塩化
アルミニウム、塩化モリブデンなどの金属ハロゲン化
物、硫酸、硝酸、フルオロ硫酸、トリフルオロメタン硫
酸、クロロ硫酸などのプロトン酸、三酸化イオウ、二酸
化窒素などの含酸素化合物、過硫酸アンモニウムなどの
過硫酸塩、過酸化水素、過酢酸、ジフルオロスルホニル
パーオキサイドなどの過酸化物、硝酸第２鉄、硫酸第２
鉄などの鉄化合物、硝酸第２銅、硫酸銅などの銅化合物
などが用いられる。

【００１９】支持電解質には、Ｐ−トルエンスルホン
酸、ナフタレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などの
スルホン酸、安息香酸、アジピン酸、シュウ酸、フタル
酸などのカルボン酸、フェニルリン酸、ナフチルリン酸
などのリン酸、フェニルホウ酸などのホウ酸が単独でも
しくは混合して用いられる。

【００２０】溶媒としては、水のほかエタノール、メタ
ノールなどのプロトン性溶媒と、アセトニトリル、プロ
ピレンカーボネイト、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドな
どの非プロトン性溶媒が単独でもしくは混合して用いら
れる。溶媒の種類は支持電解質により適宜選択される。

【００２１】用いられる弁作用金属箔としては、アルミ
ニウム、タンタル、チタンもしくはニオブなどの２０〜
３００μｍの薄箔が好ましい。

【００２２】シール部に用いられる粘着性樹脂として
は、硬化温度が１００〜１５０℃程度のエポキシ系樹脂
やシリコン系樹脂が好ましい。

【００２３】マスキングテープは、基材としてポリエチ
レンテレフタレート、ポリプロピレン、シリコン系樹
脂、フッソ系樹脂、ポリエステル、ポリイミドなどの樹
脂フィルムに、発泡性粘着剤として、例えばゴム系、ア
クリル系、シリコン系の粘着剤に発泡剤を含有させたも
のを塗布したものが好ましい。

【００２４】この発泡性粘着剤においては、加熱により
粘着剤中の発泡剤が発泡し、その粘着剤面に凹凸が生ず
る。このため、被着体との接着面積が著しく減少し、接
着力が殆ど消失する。

【００２５】その発泡剤としては、有機系のものとして
２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、アゾヘキサヒ
ドロベンゾニトリルなどのアゾ化合物、ベンゼンスルホ
ヒドラジド、ベンゼン−１，３−ジスルホヒドラジドな
どのスルホヒドラジド化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペ
ンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソ−Ｎ，
Ｎ’−ジメチルテレフタルアミドなどのニトロソ化合
物、テレフタルアジド、Ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルベンズア
ジドなどのアジド化合物を例示でき、また、無機系のも
のは炭酸アンモニウム、重炭酸ソードなどを例示でき
る。

【００２６】また、マスキングテープは重合液に不溶
で、かつ、撥水性を有するのが好ましい。

【００２７】シール部の幅としては、狭すぎると後工程
の重合液の侵入を防げず、また広すぎると素子寸法が大
きくなるため、０．２〜２ｍｍ、好ましくは０．５〜
１．５ｍｍが良い。

【００２８】また、シール部の間隔については、狭すぎ
ると後工程でマスキングテープを除去して残る最終陽極
引出し部が小さくなり作業性が悪くなるため、１．５〜
２５ｍｍ、好ましくは１．０〜１０ｍｍが良い。

【００２９】なお電解重合を行なう場合、本発明におい
ては、給電端子をマスキングテープ上に形成されている
化学酸化重合膜に接触させるようにしている。

【００３０】

【作用】上記のように、陽極引出し部に粘着性樹脂より
なる少なくとも２本のシール部を形成するとともに、同
シール部を介してマスキングテープを貼着することによ
り、陽極引出し部が確実にマスクされる。

【００３１】したがって、化学重合時の液面管理が不要
となる。しかも、櫛歯状とした各突起部の全体が素子箔
として活用されるため、同サイズでありながらより高い
静電容量が得られる。このことは、製品サイズの小形化
にも寄与し得ることを意味している。

【００３２】また、電解重合時、給電端子をマスキング
テープ上に形成されている化学酸化重合膜に接触させる
ことにより、陽極酸化皮膜などの損傷が防止され、ショ
ート不良が大幅に減少する。

【００３３】さらには、陽極引出し部の両側に突起部を
櫛歯状に形成することにより、生産能力が倍になるばか
りか、合理的にコンデンサ素子を積層することができ
る。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。まず、アルミニウムエッチド箔（厚さ９０
〜１００μｍ）を３３Ｖにて陽極酸化し、その表面に誘
電体酸化皮膜を形成した。

【００３５】そして、図１に示されているように、金型
などにてこのアルミニウムエッチド箔１０のほぼ中央部
に所定幅の帯状をなす陽極引出し部１１を残してその両
側にコンデンサ素子箔として用いられる複数の突起部１
２…、１３…を櫛歯状に打抜いた。

【００３６】次ぎに、アルミニウムエッチド箔１０全体
を化成液中に浸漬し、３３Ｖにて再度陽極酸化を行な
い、その切り口部分を含めて誘電体酸化皮膜を形成し
た。この実施例において、各突起部１２，１３の大きさ
は、縦寸法Ｈ，横寸法Ｗともに３ｍｍとした。

【００３７】しかる後、図２および図３に示されている
ように、陽極引出し部１１の両面にスクリーン印刷によ
り粘着性樹脂（信越化学社製シリコン樹脂、硬化温度１
００℃）を同陽極引出し部１１の長さ方向に沿って幅
０．６ｍｍ、間隔３ｍｍで塗布し、２本のシール部１
４，１４をそれぞれ形成した。

【００３８】そして、陽極引出し部１１をマスクするた
め、ポリエチレンテレフタレートよりなる幅５ｍｍのマ
スキングテープ１５をシール部１４，１４に跨がるよう
に貼着し、１００℃，１０分間加熱して同シール部１４
を硬化させた。

【００３９】このようにして、陽極引出し部１１をマス
クした後、アルミニウムエッチド箔１０全体を導電性高
分子単量体（ピロールモノマー）を含む溶液中に浸漬
し、細孔内に導電性高分子単量体を導入した。この実施
例では、重量比でピロールモノマー：エタノール：水＝
３：３：１とした溶液中に５分間浸漬した。

【００４０】次いで、酸化剤として過硫酸アンモニウム
を０．３ｍｏｌ／ｌ、支持電解質としてテトラエチルア
ンモニウムパラトルエンスルホン酸を０．１ｍｏｌ／ｌ
を含む溶液中に５分間浸漬して化学重合を行ない、図４
に示されているように、各突起部１２，１３およびマス
キングテープ１５上に化学酸化重合膜１６を形成した。

【００４１】なお、化学酸化重合膜１６の付着量が少な
い場合には、上記処理を数回繰り返せば良い。酸化剤、
支持電解質をともに上記以外のものを使用しても、同様
な導電性高分子物質からなる化学酸化重合膜１６が得ら
れる。また、このようにして化学酸化重合膜１６を形成
した後、全体を化成液中に浸漬して再化成を行なっても
良い。

【００４２】しかる後、導電性高分子単量体としてピロ
ールモノマーを０．２ｍｏｌ／ｌ、支持電解質としてア
ルキルナフタレンスルホン酸を０．０４ｍｏｌ／ｌを含
む水溶液中にアルミニウムエッチド箔１０全体を浸漬
し、図５に示されているように、化学酸化重合膜１６上
に電解重合膜１７を形成した。

【００４３】すなわち、図６に示されているように、電
解重合槽１８内にアルミニウムエッチド箔１０をその全
体が電解重合液中に沈むように浸漬し、マスキングテー
プ１５上に形成されている化学酸化重合膜１６にステン
レスワイヤなどからなるプラス側の給電端子１９を接触
させ、一方電解重合槽１８側をマイナス側として、０．
１ｍＡ／平方ミリメートルの電流密度で電解重合を行な
い化学酸化重合膜１６上に電解重合膜１７を形成した。
なお、導電性高分子単量体および支持電解質を上記以外
のものとしても、同様の導電性高分子物質よりなる電解
重合膜１７が得られる。

【００４４】次ぎに、図７に示されているように、マス
キングテープ１５をカッターなどにより剥離し、陽極引
出し部１１を露出させた。なお、マスキングテープ１５
を剥離するにあたっては、シール部１４に直接付着して
いる部分はそのまま残した。

【００４５】上記のようにマスキングテープ１５を剥離
することにより、化学酸化重合膜１６と電解重合膜１７
は、突起部１２側と突起部１３側とに分離され、その各
電解重合膜１７上に陰極引き出し層としてのカーボン層
２０および銀層２１をそれぞれ焼き付けた。

【００４６】このようにして、陽極引出し部１１の両側
にコンデンサ素子Ｃ１とＣ２とがそれぞれ突起部の数だ
け形成される。

【００４７】この時点で、各コンデンサ素子Ｃ１，Ｃ２
をそれに必要とする陽極リードを取り付けた状態で陽極
引出し部１１から切り離しても良いが、この実施例で
は、図８に示されているように、陽極引出し部１１を折
り曲げることにより、各コンデンサ素子Ｃ１，Ｃ２を積
層し、それらの銀層２１，２１間にリードフレームの陰
極端子板２２を配置して導電性接着剤にて取り付けた。

【００４８】また、陽極引出し部１１には同リードフレ
ームの陽極端子板２３を溶接した。この場合、陽極引出
し部１１にはその一部を切起してなる溶接代１１ａを設
け、この溶接代１１ａにリードフレームの陽極端子板２
３を溶接するようにした。

【００４９】なお、この実施例では陰極端子板２２をコ
ンデンサ素子Ｃ１，Ｃ２の間に挿入しているが、両素子
Ｃ１，Ｃ２を積層し、そのいずれか一方の銀層２１の外
面側に陰極端子板２２を添着させるようにしても良い。

【００５０】そして、各コンデンサ素子Ｃ１，Ｃ２の周
囲に樹脂モールド法にて樹脂外装体を形成し、エージン
グを行なって最終製品としての固体電解コンデンサを得
た。

【００５１】これを実施例１とした場合、その歩留は９
６％、積層時の組立て不良は３％であった。ちなみに、
先に説明の従来例の歩留は７１％で、積層時の組立て不
良は１０％に達していた。その原因は、個々に切り離さ
れたコンデンサ素子を積層する際の位置ずれにある。ま
た、同従来例の生産能力を１００とすると、この実施例
１の生産能力は２００という数値を示す。

【００５２】上記実施例１では陽極引出し部１１の両側
に突起部を櫛歯状に設けているが、本発明は図９に例示
されているように、陽極引出し部１１の片側に突起部１
２を櫛歯状に形成する場合についても適用可能である。

【００５３】これを実施例２とすると、この場合におい
ても陽極引出し部１１の両面に粘着性樹脂よりなるシー
ル部１４，１４を設け、そのシール部１４，１４に跨が
るようにマスキングテープ１５を貼着して、陽極引出し
部１１をマスクする。

【００５４】他の工程は上記実施例１と同様であり、こ
の実施例２の歩留りも９６％であった。参考までに、実
施例１，２と従来例の比較結果を表１に示す。

【００５５】

【表１】 なお、上記実施例１では電解重合膜１７を形成した後、
マスキングテープ１５を剥がしているが、化学酸化重合
膜１６の形成後、あるいは電解重合膜１７上に陰極引出
し層としてのカーボン層２０および銀層２１を形成した
後にマスキングテープ１５を剥がしても良い。

【００５６】もっとも、化学酸化重合膜１６を形成した
後にマスキングテープ１５を剥離する場合には、電解重
合は各片側の突起部１２，１３について別々に行なうこ
とになり、またその際、給電端子１９はシール部１４上
に残されたマスキングテープ１５上の化学酸化重合膜１
６に接触させることになる。

【００５７】また、シール部１４を２本設けた例につい
て説明されているが、それは例えば３本でも良く、要す
るに任意の複数本であっても良いことを理解されたい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
陽極引出し部に粘着性樹脂よりなる少なくとも２本のシ
ール部を形成するとともに、同シール部を介してマスキ
ングテープを貼着して、陽極引出し部を確実にマスクす
るようにしたことにより、化学重合時の液面管理が不要
となり、製品歩留が大幅に向上する。

【００５９】しかも、櫛歯状とした各突起部の全体が素
子箔として活用されるため、同サイズでありながらより
高い静電容量が得られる。

【００６０】また、電解重合時、給電端子をマスキング
テープ上に形成されている化学酸化重合膜に接触させる
ようにしたことにより、陽極酸化皮膜などに直接的に外
力が加わることがなく、したがってショート不良の発生
をも防止することができる、という効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に関するもので、予めエッ
チング処理された所定幅の帯状をなす弁作用金属箔に誘
電体酸化被膜を形成した後、陽極引出し部の両側にコン
デンサ素子箔として用いられる複数の突起部を櫛歯状に
形成した状態を示す正面図。

【図２】図１の陽極引出し部にマスキングテープを取り
付けた状態を示す断面図。

【図３】図１の陽極引出し部にマスキングテープを取り
付けた状態を示す斜視図。

【図４】化学酸化重合膜を形成した状態を示す断面図。

【図５】電解重合膜を形成した状態を示す断面図。

【図６】電解重合膜の形成工程を説明するための説明
図。

【図７】マスキングテープを剥離するとともに陰極引出
し層を形成し、陽極引出し部の両側にコンデンサ素子を
形成状態を示した断面図。

【図８】陽極引出し部を折曲げて、各コンデンサ素子を
積層した状態を示した側面図。

【図９】本発明の第２実施例を説明するための説明図。

【図１０】従来例を説明するための説明図。

【図１１】従来例において、電解重合膜を形成する工程
を説明する説明図。

【符号の説明】

１０ アルミニウムエッチド箔 １１ 陽極引出し部 １２，１３ 突起部 １４ シール部 １５ マスキングテープ １６ 化学酸化重合膜 １７ 電解重合膜 ２０ カーボン層 ２１ 銀層 ２２ 陰極端子板 ２３ 陽極端子板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 数原 学 神奈川県藤沢市辻堂新町２丁目２番１号 エルナー株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予めエッチング処理された所定幅の弁作
   用金属箔に誘電体酸化被膜を形成し、同弁作用金属箔に
   帯状の陽極引出し部を残して少なくともその片側にコン
   デンサ素子箔として用いられる複数の突起部を櫛歯状に
   連設した後、上記陽極引出し部にその長さ方向に沿って
   粘着性樹脂よりなる少なくとも２本のシール部を所定の
   間隔をもって畝状に塗布するとともに、上記陽極引出し
   部を覆うように同シール部を介してマスキングテープを
   取り付け、しかる後化学重合法により化学酸化重合膜を
   形成し、次いで電解重合液中に浸漬して電解重合法によ
   り同化学酸化重合膜上に導電性高分子物質よりなる電解
   重合膜を形成するようにした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】 上記化学酸化重合膜を形成した後、上記
   マスキングテープを除去することを特徴とする請求項１
   に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
3. 【請求項３】 上記電解重合膜を形成した後、上記マス
   キングテープを除去することを特徴とする請求項１に記
   載の固体電解コンデンサの製造方法。
4. 【請求項４】上記電解重合膜上にカーボン層および銀層
   を形成した後、上記マスキングテープを除去することを
   特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造
   方法。
5. 【請求項５】 予めエッチング処理された所定幅の弁作
   用金属箔に誘電体酸化被膜を形成し、同弁作用金属箔に
   帯状の陽極引出し部を残してその両側にコンデンサ素子
   箔として用いられる複数の突起部を櫛歯状に連設した
   後、上記陽極引出し部にその長さ方向に沿って粘着性樹
   脂よりなる少なくとも２本のシール部を所定の間隔をも
   って畝状に塗布するとともに、上記陽極引出し部を覆う
   ように同シール部を介してマスキングテープを取り付
   け、しかる後化学重合法により化学酸化重合膜を形成
   し、次いで電解重合液中に浸漬して電解重合法により同
   化学酸化重合膜上に導電性高分子物質よりなる電解重合
   膜を形成し、さらに同電解重合膜上に陰極引出し層とし
   てのカーボン層および銀層を形成し、上記化学酸化重合
   膜形成後のいずれかの工程において上記マスキングテー
   プを除去し、上記陽極引出し部の両側に形成されたコン
   デンサ素子同士を同陽極引出し部を折り曲げることによ
   り積層するようにしたことを特徴とする固体電解コンデ
   ンサの製造方法。
6. 【請求項６】 上記電解重合時においては、上記マスキ
   ングテープ上に形成されている化学酸化重合膜に給電端
   子を接触させて、電解重合を行なうことを特徴とする請
   求項１または５に記載の固体電解コンデンサの製造方
   法。