JPH0536573A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体電解コンデンサを製造するに際し、特に
外部電極を用いて行う電解重合工程において通電用部材
から化成体に流れる逆電流に着目し、この逆電流を阻止
して通電用部材と化成体との間の電位差を除去すること
により、重合後のＬＣ劣化を防止する。 【構成】 化成体と電源に接続した陰極とを互いに離間
させて電解重合用電解液に浸漬し、電源の陽極に接続し
た通電用部材を化成体の酸化皮膜に近接して配置し、電
圧を印加して電解重合により化成体上にポリピロール化
成皮膜を形成する。電解重合に際して前記化成体に対し
てプラスのバイアス電圧を印加することにより通電用部
材と化成体との間の電位差を打ち消し、化成皮膜への逆
電流を阻止する。

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、更に詳しくは、外部電極を用いる電解重
合において重合後のＬＣ（漏れ電流）劣化を防止して重
合を行う固体電解コンデンサの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサは、小形、大容量、安価
で整流出力の平滑化等に優れた特性を示し、各種電気・
電子機器の重要な構成要素の１つである。一般に電解コ
ンデンサには電解液式と固体式とがあり、前者が、陽極
と陰極との間に電解液を介在させるのに対し、後者は、
二酸化マンガン、二酸化鉛、テトラシアノキノジメタン
錯塩またはポリピロールのような導電性の酸化物または
有機物を固体電解質として介在させる。電解液式の電解
コンデンサは、液状の電解質を使用するイオン伝導によ
るため、高周波領域において著しく抵抗が増大しインピ
ーダンスが増大する。したがって、高周波特性の点で
は、固体電解コンデンサの方が格段に優れている。

【０００３】固体電解コンデンサに用いる固体電解質と
しては、固体電解質自体の導電性や安定性、並びに用い
る固体電解質の性質によって規定される電解コンデンサ
の静電容量（Ｃａｐ）、誘電正接（ｔａｎδ）、漏れ電
流（ＬＣ）、等価直列抵抗（ＥＳＲ）等の指標から、ポ
リピロールが最も優れていると考えられる。

【０００４】ポリピロールを固体電解質として用いる固
体電解コンデンサは、例えば、特開昭６３−１７３３１
３号に記載されている。一般に、この種の固体電解コン
デンサを製造する際は、化学的重合および電解重合によ
り陽極箔上にポリピロールの薄膜を形成し、その後この
表面に銀ペーストのような導電ペーストを用いて端子を
接着して対極リードを取出し、エポキシ樹脂等で外装し
てコンデンサ製品を作製する。

【０００５】一方、近年の電気・電子機器の小型化の進
展に伴い、電解コンデンサの小型化が進行しつつあり、
いわゆるチップ型コンデンサ等の需要が増加している。
この種の電解コンデンサを製造するに際しては、一定の
品質を有する小寸法のチップ化材料を同時に多数製造す
る製造方法が採用されている。例えば、外部電極を用い
る電解重合により平板型アルミニウム化成体上にポリピ
ロール重合膜を形成させるに際し、複数の重合部分に対
して通電ピンまたは通電治具のような通電用部材を複数
用いて同時に電圧を印加して電解重合を行うのが一般的
である。

【０００６】このような場合、電解重合を行うに際して
は、化成体と電源に接続した陰極とを互いに離間させて
電解重合用電解液に浸漬し、電源の陽極に接続した通電
用部材を化成体の酸化皮膜に近接して配置し、電圧を印
加して電解重合により化成体上にポリピロール（ＰＰ
ｙ）化成皮膜を形成させるが、図７に示すように陽極に
接続した通電ピンと化成体（アルミ板）との間に一定の
電位差が発生するため、化成皮膜へ逆電流が流れ、この
結果製造された電解コンデンサ素子におけるＬＣ（漏れ
電流）劣化が顕著となるという問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、固体電解コ
ンデンサを製造するに際し、特に外部電極を用いて行う
電解重合工程において通電用部材から化成体に流れる逆
電流に着目し、この逆電流を阻止して通電用部材と化成
体との間の電位差を除去することにより、重合後のＬＣ
劣化を防止する固体電解コンデンサの製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、表面に
酸化皮膜を有する平板型化成体上へのピロールの電解重
合を行うことにより形成されるポリピロール膜を固体電
解質とする固体電解コンデンサを製造するに際し、化成
体と電源に接続した陰極とを互いに離間させて電解重合
用電解液に浸漬し、電源の陽極に接続した通電用部材を
化成体の酸化皮膜に近接して配置し、電圧を印加して電
解重合により化成体上にポリピロール化成皮膜を形成す
ることからなり、電解重合に際して前記化成体に対して
プラスのバイアス電圧を印加することにより通電用部材
と化成体との間の電位差を打ち消し、化成皮膜への逆電
流を阻止することを特徴とする固体電解コンデンサの製
造方法が提供される。

【０００９】表面に酸化皮膜を有する平板型化成体は、
通常は表面を電解酸化によって酸化皮膜誘電体に変えた
アルミニウム化成板または化成箔とし、エッチング化成
層を有するものであれば好適である。化成板に適当な大
きさのマス目を形成して電解重合を行うこともできる。

【００１０】電解重合に際しては、陰極として金属板を
使用するが、これは好ましくはステンレス、ニッケル、
アルミニウムまたは白金のような材料で構成することが
できる。

【００１１】通電用部材は、好ましくは通電ピンまたは
通電治具とし、本発明にあっては、これを電源の陽極と
接続して使用する。複数の通電用部材を使用し、同時に
多数の区画について電解重合を行うことができる。

【００１２】電解重合は電解重合用電解液中にて行う。

【００１３】ピロールを０．０１〜１Ｍ／ｌの濃度で電
解重合用溶媒に溶解すれば好適である。

【００１４】電解重合用支持電解質を０．０１〜２Ｍ／
ｌのＢＳＴ／ＡＮ溶液（ただし、ＢＳＴ：ボロジサリチ
ル酸トリエチルアミン塩またはトリエチルアンモニウム
ボロジサリチレート、ＡＮ：アセトニトリル）とすれば
好適である。その他、プロピレンカーボネート、γ−ブ
チロラクトン、1,2-ジメトキシエタン等を電解重合用溶
媒として使用することができる。また本発明にあって
は、ＮａＮＳ（ナフタレンスルホン酸ナトリウム）を
０．０１〜１Ｍ／ｌの濃度で使用することができる。

【００１５】電解重合は、０．１〜１０ｍＡの定電流
で、１〜３時間行えば好適である。１つの通電用部材に
対して０．０５〜５ｍＡの電流を通電する。

【００１６】電解重合に際して前記化成体に対してプラ
スのバイアス電圧を印加することにより通電用部材と化
成体との間の電位差を打ち消すが、このバイアス電圧は
適切には０〜２０Ｖとし、最適には１〜１０Ｖとする。

【００１７】前記した方法によって平板型化成体上にポ
リピロール重合膜を形成させた後、常法により素子化
し、封止して製品化する。

【００１８】

【作用】前記したように、従来電解重合を行うに際して
は、陽極に接続した通電ピンと化成体（アルミ板）との
間に一定の電位差が発生するため、化成皮膜へ逆電流が
流れ、この結果製造された電解コンデンサ素子における
ＬＣ（漏れ電流）劣化が顕著となるという問題点があっ
た。

【００１９】本発明は、固体電解コンデンサを製造する
に際し、特に外部電極を用いて行う電解重合工程におい
て通電用部材から化成体に流れる逆電流に着目し、鋭意
検討した結果完成されたものであり、この逆電流を阻止
して通電用部材と化成体との間の電位差を除去すること
により、重合後のＬＣ劣化を防止するものである。

【００２０】すなわち、本発明にあっては、電解重合に
際して化成体に対してプラスのバイアス電圧を印加する
ことにより通電用部材と化成体との間の電位差を打ち消
し、化成皮膜への逆電流を阻止することができ、これに
より重合後のＬＣ劣化を有効に防止することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、固体電解コンデンサを
製造するに際し、特に外部電極を用いて行う電解重合工
程において通電用部材から化成体に流れる逆電流に着目
し、この逆電流を阻止して通電用部材と化成体との間の
電位差を除去することにより、重合後のＬＣ劣化を防止
する固体電解コンデンサの製造方法が提供される。

【００２２】

【実施例】以下に実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるもの
ではない。

【００２３】実施例１ 図１に示すように、化成体として化成板を用い、通電用
部材として通電ピンを用いて電解重合を行って素子を作
製し、常法により固体電解コンデンサを製造した。

【００２４】すなわち、この例は、表面に酸化皮膜を有
する平板型化成板１上へのピロールの電解重合を行うこ
とにより形成されるポリピロール膜を固体電解質とする
固体電解コンデンサを製造するものであり、化成板１と
電源２に接続した陰極３とを互いに離間させて電解重合
用電解液４に浸漬し、電源２の陽極に接続した通電ピン
５を化成板１の酸化皮膜に近接して配置し、電圧を印加
して電解重合により化成体上にポリピロール化成皮膜を
形成する。電解重合に際して化成板に対してプラスのバ
イアス電圧６を印加すると、通電ピン５と化成板１との
間の電位差が打ち消され、化成皮膜への逆電流が阻止さ
れる。

【００２５】３ｍｍ×３ｍｍのマス目を有する２２Ｖｆ
化成板を通常の化学重合に供した後、０．０４Ｍ／ｌの
ＮａＮＳ（ナフタレンスルホン酸ナトリウム）、０．２
Ｍ／ｌピロールを含む電解液を用い、ピン当り０．２ｍ
Ａの電流を１２０分間印加して電解重合を行い、バイア
ス電圧を１〜１０Ｖの範囲で変化させ、得られた素子の
重合後のＬＣ劣化を調べた。結果を図２に示す。

【００２６】実施例２ 図３に示すように、バイアス電源の陽極側と電源の陰極
側とを接続する以外は実施例１と同様にして電解重合を
行って素子を作製し、常法により固体電解コンデンサを
製造した。

【００２７】実施例１と同様の結果が得られた。

【００２８】比較例１ 図４に示すように、バイアス電圧を印加しない以外は実
施例１と同様にして電解重合を行い、固体電解コンデン
サを製造した。得られた素子の重合後のＬＣ劣化を調べ
た結果を図２に併せて示す（バイアス電圧ゼロ）。

【００２９】図２から明らかなように、バイアス電圧を
印加せずに製造した素子について測定した漏れ電流（Ｌ
Ｃ）は１００μＡ付近まで一様な割合で分布しているの
に対し、バイアス電圧を印加して製造した素子について
測定した漏れ電流（ＬＣ）は０．１μＡ付近またはそれ
以下の領域に大部分が局在しているのが分る。

【００３０】実施例３ 図５に示すように、化成体として化成箔を用い、通電用
部材として通電治具を用いて電解重合を行って素子を作
製し、常法により固体電解コンデンサを製造した。

【００３１】すなわち、この例は、表面に酸化皮膜を有
する平板型化成箔７上へのピロールの電解重合を行うこ
とにより形成されるポリピロール膜を固体電解質とする
固体電解コンデンサを製造するものであり、化成箔７と
電源８に接続した陰極９とを互いに離間させて電解重合
用電解液１０に浸漬し、電源８の陽極に接続した通電治
具１１を化成箔７の酸化皮膜に近接して配置し、電圧を
印加して電解重合により化成体上にポリピロール化成皮
膜を形成する。電解重合に際して化成板に対してプラス
のバイアス電圧１２を印加すると、通電治具１１と化成
箔７との間の電位差が打ち消され、化成皮膜への逆電流
が阻止される。

【００３２】２２Ｖｆ化成箔を通常の化学重合に供した
後、０．０４Ｍ／ｌのＮａＮＳ（ナフタレンスルホン酸
ナトリウム）、０．２Ｍ／ｌピロールを含む電解液を用
い、治具当り０．２ｍＡの電流を１２０分間印加して電
解重合を行い、バイアス電圧を１〜１０Ｖの範囲で変化
させて実施した。

【００３３】比較例２ 図６に示すように、バイアス電圧を印加しない以外は実
施例３と同様にして電解重合を行い、固体電解コンデン
サを製造した。

【００３４】実施例３で製造されたものと比較例２で製
造されたものとを比較すると、前者は後者より素子のＬ
Ｃ劣化の点で格段に優れていた。

【図面の簡単な説明】

【図１】化成体として化成板を用い、通電用部材として
通電ピンを用い、バイアス電圧を印加して電解重合を行
う実施例を示す説明図。

【図２】得られた素子の重合後のＬＣ劣化を調べた結果
を示す図。

【図３】化成体として化成板を用い、通電用部材として
通電ピンを用い、バイアス電圧を印加して電解重合を行
う実施例を示す説明図（バイアス電源の陽極側を電源の
陰極側に接続する場合）。

【図４】化成体として化成板を用い、通電用部材として
通電ピンを用い、バイアス電圧を印加せずに電解重合を
行う比較例を示す説明図。

【図５】化成体として化成箔を用い、通電用部材として
通電治具を用い、バイアス電圧を印加して電解重合を行
う実施例を示す説明図。

【図６】化成体として化成箔を用い、通電用部材として
通電治具を用い、バイアス電圧を印加せずに電解重合を
行う比較例を示す説明図。

【図７】通電用部材（通電ピン）から化成体（アルミ）
に流れる逆電流による電位差発生の機構を示す説明図。

【符号の説明】

１ 化成板 ２ 電源 ３ 陰極 ４ 電解液 ５ 通電ピン ６ バイアス電圧 ７ 化成箔 ８ 電源 ９ 陰極 １０ 電解液 １１ 通電治具 １２ バイアス電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 進 東京都青梅市東青梅一丁目167番地の１ 日本ケミコン株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 表面に酸化皮膜を有する平板型化成体上
   へのピロールの電解重合を行うことにより形成されるポ
   リピロール膜を固体電解質とする固体電解コンデンサを
   製造するに際し、化成体と電源に接続した陰極とを互い
   に離間させて電解重合用電解液に浸漬し、電源の陽極に
   接続した通電用部材を化成体の酸化皮膜に近接して配置
   し、電圧を印加して電解重合により化成体上にポリピロ
   ール化成皮膜を形成することからなり、電解重合に際し
   て前記化成体に対してプラスのバイアス電圧を印加する
   ことにより通電用部材と化成体との間の電位差を打ち消
   し、化成皮膜への逆電流を阻止することを特徴とする固
   体電解コンデンサの製造方法。