JPH06314641A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 誘電体酸化皮膜を形成させた長尺状の弁作用
金属箔表面に、順次、固体電解質及び陰極層を形成させ
たマス目状のパターンが所定の間隔で形成され、次い
で、そのパターン同士が重なるように該長尺状の弁作用
金属箔を複数枚積層し、所定の間隔の陽極リード及び陰
極リードを備えたリードフレームに接合した後、各パタ
ーン毎に切り離し、製品化することを特徴とする固体電
解コンデンサの製造方法。 【効果】 コンデンサ特性を損なわない小型大容量の積
層型固体電解コンデンサが、簡便な工程で、量産性よく
得られる。また、寸法精度もよい。

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
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】弁作用金属表面に誘電体酸化皮膜を形成
させ、該誘電体酸化皮膜上に導電性高分子膜を形成させ
て固体電解質とする固体電解コンデンサが提案されてい
る。

【０００３】特開昭６３−１７３３１３号公報には、電
解重合による導電性高分子膜を固体電解質として応用す
るため、誘電体酸化皮膜上に導電性プレコート層として
化学酸化重合による導電性高分子膜を形成させた後、該
導電性高分子膜上に電解重合による導電性高分子膜を形
成させて固体電解質とする固体電解コンデンサが開示さ
れている。また、特開昭６３−１５８８２９号公報で
は、誘電体酸化皮膜上に導電性プレコート層として二酸
化マンガン等の導電性金属酸化物の薄膜を形成させた
後、該薄膜上に電解重合による導電性高分子膜を形成さ
せて固体電解質とする固体電解コンデンサが開示されて
いる。これらのコンデンサは従来のコンデンサに較べ、
周波数特性、電気的特性及び耐熱性が優れている。

【０００４】固体電解コンデンサの製造方法において、
アルミニウム電解コンデンサが本来持つ小型大容量の特
徴を生かすために、アルミニウム箔を捲回または積層し
て大面積を得る方法が知られているが、製造工程が煩雑
であったり、また製造中に誘電体酸化皮膜を損傷してし
まう等の欠点があった。

【０００５】小型大容量の固体電解コンデンサ素子を量
産性良く製造する方法として、アルミニウム箔表面にマ
ス目状パターンを多数形成させ、このマス目内に固体電
解質を形成させた後、マス目毎に切断して一度に多数の
コンデンサ素子を作成させる方法が提案されている。し
かし、一般にアルミニウムまたはタンタル等の電解コン
デンサにおいては、耐熱性や耐湿性を向上させるため
に、コンデンサ素子を陽極リード及び陰極リードを備え
たリードフレームに接合した後、エポキシ樹脂等でモー
ルドし外装を施して、コンデンサを得ている。

【０００６】アルミニウム箔表面にマス目状パターンを
多数形成させ、マス目毎に切断して一度に多数個作成さ
せたコンデンサ素子をモールドするには、一個ずつ切り
離した素子の陽極部及び陰極部を各々リードフレームの
陽極リード部及び陰極リード部に接合した後、エポキシ
樹脂でモールドする工程が必要となる。この操作は、素
子を一個ずつ取り扱うので煩雑であり、特に、素子を積
層してリードフレームに搭載するには、寸法精度の面で
も問題が生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、弁作
用金属表面に誘電体酸化皮膜を形成させ、この誘電体酸
化皮膜上に導電性高分子膜を形成させて固体電解質とす
る固体電解コンデンサの製造方法において、コンデンサ
特性を損なわない小型大容量の固体電解コンデンサを製
造する方法を提供し、また、簡便な工程で、量産性良く
積層型の固体電解コンデンサを製造する方法を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、上記問題を解決し得る固体電解コンデンサの
製造方法を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、誘電体酸化皮膜を形
成させた長尺状の弁作用金属箔表面に、順次、固体電解
質及び陰極層を形成させたマス目状のパターンが所定の
間隔で形成され、次いで、そのパターン同士が重なるよ
うに該長尺状の弁作用金属箔を複数枚積層し、所定の間
隔の陽極リード及び陰極リードを備えたリードフレーム
に接合した後、各パターン毎に切り離し、製品化するこ
とを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法である。

【００１０】以下、本発明の固体電解コンデンサの製造
方法について、添付図面を参照しながら説明する。

【００１１】弁作用金属としては、アルミニウム、タン
タル、チタンまたはこれらの合金を用い、箔状または板
状で用いる。

【００１２】次に、弁作用金属としてアルミニウム箔を
用いる場合について説明する。

【００１３】大面積のアルミニウム箔１の表面をエッチ
ングした後、アジピン酸アンモニウム等の水溶液中で陽
極化成を行い、表面に誘電体酸化皮膜を形成させた後、
図１に示すように、誘電体酸化皮膜２を形成させたアル
ミニウム箔１の両面に、陽極引出し部分３と固体電解質
を形成させる部分４を一対とするパターンを残して、絶
縁性塗膜５を形成させる。パターン同士の間隔はリード
フレームのリード間の間隔に合わせて一定である。

【００１４】次に、該パターンに、順次、固体電解質及
び陰極層を形成させる。

【００１５】固体電解質の形成は、まずパターン内に導
電性プレコート層を形成させた後、電解重合により導電
性ポリピロール膜を形成させる。

【００１６】導電性プレコート層を形成させる法には、
導電性高分子モノマーの化学酸化重合により導電性高分
子膜を形成させる方法、マンガン塩の熱分解により導電
性二酸化マンガン等の導電性金属酸化物の薄膜を形成さ
せる方法、ポリアニリン等の溶媒可溶性導電性高分子や
テトラシアノキノジメタン錯体溶液を含浸して乾燥させ
る方法等がある。

【００１７】特に、パターン内に露出した誘電体酸化皮
膜上に、ピロールモノマー溶液及び酸化剤溶液を各々一
定量滴下して、化学酸化重合による導電性ポリピロール
膜を形成させる方法が好ましい。

【００１８】その後、導電性のプレコート層に外部から
電極を接触させるか、または近傍に印刷法で形成させた
導電性塗膜を電解重合の陽極に用い、支持電解質0.01〜
２mol／l及びピロールモノマー0.01〜５mol／lを含む電
解液中で電解重合を行い、電解重合によるポリピロール
膜を形成させる。

【００１９】次いで、電解重合による導電性ポリピロー
ル膜表面にカーボンペースト及び銀ペーストにより陰極
層を形成させる。

【００２０】なお、以上は、アルミニウム箔の片面のみ
処理を説明したが、裏面にも同様の処理を行い、両面に
導電性ポリピロール膜を形成させる。

【００２１】パターン形成時の絶縁性塗膜としては、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエ
ステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、シリコン
樹脂、フッ素樹脂、またはこれらの混合物、共重合体等
の耐熱性高分子材料があげられる。

【００２２】パターンの形成は、ロールコーター、リバ
ースコーター、スクリーン印刷等の印刷による方法が一
度に多数のマス目状パターンを形成でき量産性が良い。

【００２３】なお、以上の工程の代りに、大面積のアル
ミニウム箔に予め絶縁性塗膜でパタ−ンを形成させた
後、エッチング、化成を行っても図１と同様の箔を得る
ことができる。

【００２４】次に、マス目状パターンに沿って、長尺状
に切り離す。図１に示す位置で、陽極引出し部分３と固
体電解質を形成させる部分４を残して、絶縁性塗膜５上
をカッター等の機械的手段やＹＡＧレーザー等の熱的手
段を用いて切断する。レーザーを用いた場合、物理的な
損傷を与えることが少ないので、漏れ電流が小さい等特
性が安定する。

【００２５】各パターンが重なるように、得られた長尺
状の素子を複数個積層し、陰極層同士は、陰極リード８
を介して銀ペースト等でリードフレームの陰極１０に接
合する。陽極引出し部分３は、直接または陽極リード９
を介してリードフレームの陽極１１に電気的もしくは熱
的手段を用いて溶接する。図２は、素子をリードフレー
ム上に積層して接合した模式図である。図３は、素子を
積層してリードフレームに接合した断面図である。

【００２６】この工程は、長尺状の素子を予め積層して
からリードフレームに接合する代りに、リードフレーム
に積層させながら接合してもよい。

【００２７】次いで、各マス目状パターンを残して、図
２に示す位置で、一個ずつ絶縁性塗膜上を縦方向に切り
離す。切断は、カッター等の機械的手段やＹＡＧレーザ
ー等の熱的手段を用いて行う。素子に対する機械的損傷
を与えないためには、ダイヤモンドカッターを備えたダ
イサーを用いるのが好ましい。

【００２８】その後、各素子毎に樹脂モールド等の外装
を施し、コンデンサを得る。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。なお、本
発明は、実施例によりなんら限定されない。

【００３０】表面をエッチングしたアルミニウム箔（50
mm×50mm）を、アジピン酸アンモニウム水溶液中40Ｖで
化成処理し、誘電体酸化皮膜を形成した。絶縁性塗膜と
してエポキシ樹脂を用いてスクリーン印刷して、図１に
示すように、陽極引出し部分３（３mm×１mm）と固体電
解質を形成させる部分４（３mm×５mm）との２つに分離
されたマス目状パターン（縦４列×横８列）を形成し
た。続いて、この上に、３mm×１mm及び３mm×６mmのマ
ス目状パターン（縦４列×横８列）を残して、シリコー
ン樹脂をスクリーン印刷して、絶縁性塗膜を形成した。
裏面にも同様の絶縁性塗膜を形成した。

【００３１】このパターン内に、８チャンネルのマルチ
チャンネルマイクロピペット（ＳＯＣＯＲＥＸ社製）を
用い、ピロールモノマー30wt％のエタノール溶液を５μ
l滴下し、１分放置後、８チャンネルのマルチチャンネ
ルマイクロピペットを用い、過硫酸アンモニウム0.1mol
／lの水溶液10μlを滴下した。その後、５分間放置した
後、水洗、乾燥し、化学重合によるポリピロール膜を形
成した。裏面も同様に処理した。

【００３２】その後、この箔を、アジピン酸アンモニウ
ム水溶液中36Ｖで陽極酸化し、誘電体酸化皮膜を化成修
復した。

【００３３】次に、各マス目内の化学重合によるポリピ
ロール膜に、外部からステンレススチール製電極を接触
させ、ピロールモノマー0.4mol／l、１,７−ナフタレン
スルホン酸テトラエチルアンモニウム0.4mol／l及びア
セトニトリルの電解液を含むステンレス容器中に浸漬し
た。外部電極を陽極とし、ステンレス容器との間に定電
流電解重合（0.5mＡ／ピン、90分）を行い、電解重合に
よるポリピロール膜を形成した。外部電極を除いた後、
ポリピロール膜上にコロイダルカーボン及び銀ペースト
を塗布して、陰極層を形成した。

【００３４】続いて、図１に示す位置で、陽極引出し部
分３と固体電解質を形成させる部分４を残して、絶縁性
塗膜５上をカッターを用いて、マス目状パターンに沿っ
て長尺状に切り離し、４枚の長尺状箔を得た。この箔
を、２枚ずつ積層し、陰極層同士は、陰極リード８を介
して銀ペーストでリードフレームの陰極１０に接合し、
陽極引出し部分は、陽極リード９を介してリードフレー
ムの陽極１１にスポット溶接機で溶接した。

【００３５】次に、ダイヤモンドカッター（外径：54m
m）を備えたディスコ社製オートマチックカッティング
ソーＤＡＣ−２ＳＰを用いて、リードフレームを切断し
ないように注意して、図２に示すように、素子部分のみ
を縦方向に切断した。

【００３６】切断後、この素子をエポキシ樹脂でモール
ドして、定格電圧16Ｖ、定格静電容量22μＦのコンデン
サを１６個得た。

【００３７】コンデンサの初期特性の平均値は、120Ｈz
での静電容量が22.7μＦ、120Ｈzでの損失角の正接（ta
nδ）が0.90％、100kＨzでの等価直列抵抗（ＥＳＲ）が
30mΩ、16Ｖでの漏れ電流が0.01μＡ以下であった。

【００３８】

【発明の効果】本発明の固体電解コンデンサの製造方法
によると、小型大容量の固体電解コンデンサを、簡便な
工程の組合せで作成でき、特に積層による大容量のコン
デンサを作成するにあたり、素子を一個ずつ積層する煩
雑さが省け、かつ積層時の寸法精度が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルミニウム箔上に絶縁性塗膜でパターンを形
成させた平面図である。

【図２】素子をリードフレーム上に積層して接合した模
式図である。

【図３】素子を積層してリードフレームに接合した断面
図である。

【符号の説明】

１ アルミニウム箔 ２ 誘電体酸化皮膜 ３ 陽極引出し部分 ４ 固体電解質を形成させる部分 ５ 絶縁性塗膜 ６ 固体電解質 ７ 陰極層 ８ 陰極リード ９ 陽極リード １０ リードフレームの陰極 １１ リードフレームの陽極

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｇ 9/05 Ｆ 9174−5Ｅ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体酸化皮膜を形成させた長尺状の弁
   作用金属箔表面に、順次、固体電解質及び陰極層を形成
   させたマス目状のパターンが所定の間隔で形成され、次
   いで、そのパターン同士が重なるように該長尺状の弁作
   用金属箔を複数枚積層し、所定の間隔の陽極リード及び
   陰極リードを備えたリードフレームに接合した後、各パ
   ターン毎に切り離し、製品化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】 マス目状のパターンが、陽極引出し部分
   と固体電解質を形成させる部分とに分離されていること
   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】 固体電解質が、化学酸化重合による導電
   性ポリピロール膜と電解重合による導電性ポリピロール
   膜からな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。