(57)【要約】【課題】電解重合液中で電圧印加を行うと酸化皮膜を生成する化学反応を起こしたり、電解重合液中での化学反応で腐食することがなく、かつ、材料コストを安くすることができる導電性テープを用い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するものである。【解決手段】上記導電性テープ１４としてアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材を基材１５とし貼り付け面の反対側にニッケル、カーボン、ステンレスの少なくともいずれかから導電性薄膜層１６を形成したものを用いることにより、電解重合液中での給電供給機能を損なうことがなく、機械的強度が強く、かつ電気抵抗に優れた安価な導電性テープを用いることにより、同等の製品特性が得られ、製造コストを大幅に低減する固体電解コンデンサを提供することができる。【選択図】図２
2006173303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極部を有する陽極酸化皮膜を形成した陽極体を形成する工程と、陽極部には接さずに陽極体の陽極酸化皮膜に接するように導電性テープを貼り付ける工程と、前記導電性テープを重合開始点として電解重合液に浸漬し電圧を印加ことにより陽極部の陽極酸化皮膜上に導電性高分子膜を形成する工程と、前記記導電性テープを剥がしたあと導電性高分子膜上に陰極層を形成する工程と、前記陰極層の外周に絶縁性樹脂により外装を形成する工程からなる固体電解コンデンサの製造方法において、前記導電性テープとしてアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材を基材とし、貼り付け面の反対側にニッケル、カーボン、ステンレスの少なくともいずれかから導電性薄膜層を形成したものを用いる固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記アルミニウム箔のクラッド材の厚みが６０μｍ以下のものを用いる請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
上記アルミニウム箔のクラッド材が純度の低い第１の基材の両面に、それよりも高い純度の第２の基材を貼り合わせたものを用いる請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記第２の基材に対する前記第１の基材の厚み比率が２倍以上にしたアルミニウム箔のクラッド材を用いる請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導電性高分子を固体電解質とした固体電解コンデンサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の固体電解コンデンサの製造方法に用いられる導電性テープの構成を示した断面図であり、同図において、１は金属基材箔、２は粘着剤、３は保護テープである。
【０００３】
このように構成された導電性テープは、導電性高分子膜を形成するときに用いられる固体電解コンデンサで、主に電気化学的反応で導電性高分子膜を形成するときの給電電極として用いられている。
【０００４】
この電気化学的反応方法としては、陽極体に触れることなく貼られた導電性テープを電気化学反応の開始点として行うため陽極体を傷つける恐れがなく、電気化学的反応を行うことができるため、漏れ電流がなく高耐圧で信頼性に優れた固体電解コンデンサを得ることができる。
【０００５】
前記導電性テープとしては、電解重合液中で陽極酸化性及び化学反応による腐食性がない、例えばニッケル、ステンレス等の金属基材箔が用いられている。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、以下の特許文献が知られている。
【特許文献１】特開２０００−２４３６６３号公報
【特許文献２】特開２０００−２００７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の導電性テープは、陽極酸化性及び化学反応による腐食性のない金属基材箔を使用しているため、材料コストが高く高価な導電性テープになるという課題を有していた。
【０００８】
また、安価なアルミニウム箔を使用した場合、陽極酸化皮膜性及び化学反応による腐食性がある金属基材箔のため、電解重合液中で電圧印加を行うと、電気化学的にアルミニウム箔の表面に酸化皮膜を生成する化学反応が起こり、電解重合が短時間で実施ができなかったり、電解重合液中で化学反応を起こし腐食をしてしまうという課題を有していた。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決し、電解重合液中で電圧印加行うと酸化皮膜を生成する化学反応が起こしたり、電解重合液中での化学反応で腐食することがなく、かつ材料コストを安くすることができるアルミニウム箔のクラッド材に導電性薄膜層を形成した導電性テープを用い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するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、特に、導電性テープとしてアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材を基材とし、貼り付け面の反対側にニッケル、カーボン、ステンレスの少なくともいずれかから導電性薄膜層を形成したものを用いる固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１１】
この方法により、基材に陽極酸化性及び化学反応による腐食性のあるアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材を用いても、貼り付け面の反対側にニッケル、カーボン、ステンレスのような陽極酸化性及び化学反応による腐食性のない導電性薄膜層を形成しているので、電解重合液中で電圧印加を行うと酸化皮膜を生成する化学反応を起こしたり、電解重合液での化学反応で腐食することがなく、かつ材料コストを安くすることができるという作用を有している。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明の導電性テープを用いた固体電解コンデンサの製造方法は、導電性テープがアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材を基材とし貼り付け面の反対側にニッケル、カーボン、ステンレスの少なくともいずれかから導電性薄膜層を形成したものを用いるので、電解重合液中での給電供給機能を損なうことなく、機械的強度が強く、従来品と同等の製品特性が得られ、かつ電気抵抗に優れた安価な導電性テープを用いた固体電解コンデンサの製造方法にすることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明においては、陽極部を有する陽極酸化皮膜を形成した陽極体を形成する工程と、陽極部には接さずに陽極体の陽極酸化皮膜に接するように導電性テープを貼り付ける工程と、前記導電性テープを重合開始点として電解重合液に浸漬し電圧を印加することにより陽極部の陽極酸化皮膜上に導電性高分子膜を形成する工程と、前記記導電性テープを剥がした後導電性高分子膜上に陰極層を形成する工程と、前記陰極層の外周に絶縁性樹脂により外装を形成する工程からなる固体電解コンデンサの製造方法において、前記導電性テープとしてアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材を基材とし、貼り付け面の反対側にニッケル、カーボン、ステンレスの少なくともいずれかから導電性薄膜層を形成したものを用いる固体電解コンデンサの製造方法を特徴としている。これにより、基材としてアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材を用いても貼り付ける面の反対側に導電性テープを用いるので、電解重合液中で給電供給機能を損なうことがない導電性テープを得ることができる。
【００１４】
また、アルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材の厚みが６０μｍ以上になると、電解重合液で電気化学反応を起こす時の開始点となる導電性テープから電気化学反応を起こす電解重合液中部分までの距離が長くなり、化学反応不良を起こすのでアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材の厚みが６０μｍ以下でなければならない。好ましくは４０μｍ以下が好ましい。
【００１５】
また、アルミニウム箔のクラッド材が純度の低い第１の基材の両面に、それよりも高い純度の第２の基材を配置したものを用いるが、純度の高い第２の基材は引っ張り強度が弱く、純度の低い第１の基材は引っ張り強度が強いため、アルミニウム箔のクラッド材の引っ張り強度が保て、かつ第１の基材の両面に同材質の第２の基材を配設することにより、基材の反りを抑制することができるため、電解重合液中での機械的強度が強くなる。
【００１６】
また、第２の基材に対する第１の基材の厚み比率は２倍以上にしたものであり、第２の基材に対する第１の基材の厚み比率を２倍未満にすると引っ張り強度を強くした優位性が発揮されない。好ましくは、第１の基材が第２の基材の厚み比率８倍が好ましい。
【００１７】
以上のことにより、電解重合液中での給電供給機能を損なうことなく、機械的強度が強く、従来品と同等の製品特性が得られ、かつ電気抵抗に優れた安価な導電性テープを用いた固体電解コンデンサの製造方法が実施できるという効果が得られる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による固体電解コンデンサ用素子の製造方法を示す概念図である。図２は同導電性テープの構成を示した断面図である。図３は同導電性テープを貼り付けた陽極体を示す平面図である。
【００２０】
図１及び図３において、１１は陽極体、１２は絶縁テープ、１３は陽極部、１４は導電性テープ、１９は電解重合液である。図２において、１５は基材、１５ａは第１の基材、１５ｂは第２の基材、１６は導電性薄膜層、１７は粘着剤、１８は保護テープ、１９は電解重合液である。
【００２１】
図１及び図３に示す、弁作用金属からなる連続した帯状のアルミニウム箔に、表裏面を電気化学的に粗面化し、化成電圧３５Ｖで陽極酸化皮膜を形成して陽極体１１とし（図示せず）、この陽極体１１の長手方向に所定の間隔で幅方向に２列配設した連続して穴１１ａをあけ、前記陽極体１１にあけられた穴１１ａを塞ぐように、陽極体１１の表裏面に絶縁テープ１２を貼り付け、幅方向の端部に所定の間隔でスリットを設けることにより、個々に独立した陽極部１３を形成し、化成工程にて、陽極部１３の切断面に陽極酸化皮膜を形成するために化成処理を行う。
【００２２】
次に、マンガン塗布工程にて、陽極部１３に硝酸マンガン水溶液を塗布した後、熱分解工程にて、３００℃５分の熱分解処理を行い、陽極部１３に導電物としてニ酸化マンガンを形成し、上記陽極体１１および絶縁テープ１２の表裏面に導電性テープ１４を貼り付け、前記陽極体１１に導電性テープ１４を貼り付けた部分より重合開始点として、重合工程にて、ｐＨ３．５の電解重合液１９（ピロール０．２モル／リットル、アルキルナフタレンスルホネート０．１モル／リットル水溶液）中に順次浸漬した。
【００２３】
電解重合液１９は重合電極である導電性テープ１４を共通の正極、電解重合液中に配設した４つのステンレス板を４つの独立した陰極として、それぞれの間に電圧を３０分間印加して電気化学反応が開始され、陽極部１３の表裏面全体に所望の厚みの導電性高分子膜が形成されたのち、陽極体１１および絶縁テープ１２の表裏面に貼り付けた導電性テープ１４を剥がす。
【００２４】
次に、上記で形成された導電性高分子膜上にカーボン塗料層および銀塗料層を形成したことにより陰極部が形成され、この陰極部を固体電解コンデンサ素子とし個別に切断して１個のコンデンサ素子とし、陰極部および陽極体１１から夫々リードを取り出し、エポキシ樹脂で外装して固体電解コンデンサを作製させた（図示せず）。
【００２５】
図２に示す上記導電性テープ１４は、第１の基材１５ａには厚み２０μｍのＡｌ純度９５．７０以上の５０５２のアルミニウム箔を用い、第２の基材１５ｂには厚み５μｍのＡｌ純度９９．８５以上の１０８５のアルミニウム箔を用い、第１の基材１５ａの両面に第２の基材箔５ｂを配設し、幅１８０ｍｍの厚さ３０μｍになるように圧延する。次に基材１５の一方の面にニッケルを真空蒸着で厚さ0.1μｍの導電性薄膜層１６を形成し、導電性薄膜層１６を形成してないもう一方の面に粘着剤１７を形成し、粘着剤１７を覆うように保護テープ１８を形成する。この導電性テープ１４をスリッターで７．５ｍｍにスリットしたものを用いている。
【００２６】
このように作製された導電性テープ１４は、安価なアルミニウム箔のクラッド材を用いているため、電気抵抗に優れており、かつ製造コストを大幅に低減することができる。また、安価なアルミニウム箔のクラッド材でも機械的に強度が保たれ、電解重合液１９中でも給電供給機能を損なうことがなく同等特性が得られる。
【００２７】
上記第２の基材１５ｂは、Ａｌ純度９９．５０以上の１０５０のアルミニウム箔を用いても同様の効果が得られる。
【００２８】
また、上記基材１５のクラッド材の厚みを６０μｍ以下としているが、基材箔１５のクラッド材の厚みが６０μｍを越えると電気化学反応の開始点となる導電性テープ１４から陽極部１３までの距離が長くなり、陽極部１３に所望の厚みの導電性高分子膜が形成できなかったり、導電性テープ１４の表面上の電解反応したい部分の面積に対する端面露出部分の面積比が大きくなるため、電気化学反応の効率が低下するといった不具合が発生し易くなるので、基材１５のクラッド材の厚みは６０μｍ以下としたが、好ましくは４０μｍ以下が好ましい。
【００２９】
また、上記基材１５に厚み１００μｍのアルミニウム箔を用いても同様の効果が得られる。
【００３０】
さらに、上記基材１５の幅も１８０ｍｍとしたが、それに限らず所望の幅でよい。
【００３１】
上記導電性薄膜層１６の材質にニッケルを用いたが、電解重合液１９中で陽極酸化性または化学反応による腐食性のない材料であれば良く、カーボン、ステンレスでもよく、厚みも０．１μｍとしたがそれに限らず、０．１〜１０μｍであればよい。
【００３２】
また、上記電解重合液１９のｐＨも３．５としているがｐＨ４以下であればよく、導電性高分子層もピロールを用いたが、それに限られるものではなく、チオフェン、フランまたは、それらの誘導体であっても同様の効果が得られる。
【００３３】
また、上記陽極部１３に導電物としてニ酸化マンガンを用いたがそれに限られるものではなく、その他の金属酸化物、導電性高分子であってもよい。
【００３４】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について図面を用いて説明する。
【００３５】
図４は、弁作用金属の素子形状を表した斜視図である。
【００３６】
図４において、２０はニオブ箔、２１はスラリー層である。
【００３７】
まず、平均粒子径０．２μｍの公称１０万ＣＶのタンタル粉末を用い、これをアクリル系バインダー及び溶剤と共に混合してスラリーを作製した。
【００３８】
次に、図４に示すような４×３ｍｍの焼結体層を形成するための素子をチドリ状に複数個設けたニオブ箔（厚さ７５μｍ）を用い、この素子部に上記スラリーを塗布（厚さ片面７０μｍ）した。その後、このスラリー層を約１２０℃で乾燥して成形体（未焼結体）を形成した。
【００３９】
次に、この成形体をプレス機に挿入して、この成形体を加圧してその表面を平面にする。このとき、成形体の設計厚みを保持するために２１５μｍの厚みのスペーサを入れて両面からプレスする。
【００４０】
次に、プレスした状態で、成形体端部にはみ出した部分を金型により素子形状に打ち抜き、設計通りの形状をした成形体を得る。
【００４１】
次に、上記成形体を形成した素子を約５００℃に加熱することにより成形体層に含まれたバインダーを除去し、続いて約１３００℃で真空焼結することによりタンタル箔上に焼結体を形成して固体電解コンデンサ用陽極体を作製した。
【００４２】
次に、上記固体電解コンデンサ用陽極体をリン酸水溶液中で１５Ｖの陽極酸化を行うことによって焼結体およびニオブ箔の表面に誘電体酸化皮膜層を形成した。
【００４３】
次に、ニオブ箔表面の焼結体が形成されていない部分に導電性テープを貼り付けて、この陽極体を化学重合液（親水基を有するモノマーから得られるポリアニリンを１０ｗｔ％溶解した水溶液）に浸漬した後、これを引き上げ溶媒である水を揮発させ、その後、１６０℃で５分間加熱処理を行い、導電性高分子層を形成した。
【００４４】
次に、電解重合液（ピロールモノマー０．５ｍｏｌ／リットルとプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム０．１ｍｏｌ／リットルをあらかじめ混合した後に溶媒である水とｐＨ調整剤としてプロピルリン酸エステルを添加しｐＨを２に調整した）に、上記陽極体の焼結体部を浸漬し、重合開始用電極を導電性高分子層表面に近接させて電解酸化重合を行い、導電性高分子層の表面に導電性高分子からなる固体電解質層を形成した。
【００４５】
続いて、この固体電解質層上にカーボンと銀ペーストからなる陰極層を形成することによりニオブ箔からなるコンデンサ素子を形成した。
【００４６】
次に、上記導電性テープを除去したニオブ箔のコンデンサ素子を４枚積層して各コンデンサ素子どうしが重なり合うようにし、続いて導電性テープを除去した部分（陽極取り出し部となる部分）のニオブ箔をレーザ溶接により接合し、溶接されたニオブ箔を外部陽極端子に、陰極層を外部陰極端子に夫々接続し、この外部陽極端子と外部陰極端子の一部が夫々露呈する状態でコンデンサ素子をエポキシ樹脂で被覆するようにモールド成形した後、エージングを行って固体電解コンデンサを作製した。
【００４７】
このように作製された固体電解コンデンサは、導電性テープに安価なアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材を用いているため、電気抵抗に優れており、かつ製造コストを大幅に低減することができる。また、安価なアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材でも機械的に強度が保たれ、化学重合液中で腐食することなく、かつ電解重合液中でも給電供給機能を損なうことがなく従来品と同等の特性が得られる。
【００４８】
以下、具体的な実施例について説明する。
【００４９】
（実施例１）
前記実施の形態１において、定格１０Ｖ３．３μＦの固体電解コンデンサを作製したものを用いる。
【００５０】
（実施例２）
実施の形態１において、導電性テープの基材をアルミニウム箔１００μｍのものを用いた以外は、前記実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００５１】
（実施例３）
実施の形態１において、導電性テープの第１基材の上面に第２の基材Ａｌ純度９９．８５以上１０８５のアルミニウム箔を用い、第１の基材の下面に第２の基材Ａｌ純度９９．５０以上１０５０のアルミニウム箔を用いてクラッド材を形成した以外は、前記実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００５２】
（実施例４）
実施の形態１において、導電性テープの第１の基材と第２の基材の厚みを７０μｍになるように圧延した以外は、前記実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００５３】
（比較例）
比較例において、導電性テープを図５に示すように金属基材箔に陽極酸化性及び化学反応による腐食性のないニッケルを用いた以外は前記実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００５４】
このようにして得られた実施例１〜４の固体電解コンデンサと比較例の固体電解コンデンサついての静電容量、損失角の正接、等価直列抵抗（ＥＳＲ）、漏れ電流（１０Ｖ印加、２分値）の初期特性を測定した結果を（表１）に示す。
【００５５】
また試料数はぞれぞれｎ＝１０個で、表は平均値を示す。
【００５６】
【表１】
2006173303.tif 000003
【００５７】
（表１）から明かになように、実施例１〜３による固体電解コンデンサは、比較例と同等の初期特性が得られているが、基材のクラッド材の厚みを７０μｍにした実施例４は、所望の時間に導電性高分子膜が形成できず測定ができなかった。
【００５８】
このように本実施の形態による固体電解コンデンサは、導電性テープとしてアルミニウム箔またはアルミニウム箔のクラッド材を基材とし貼り付け面の反対側にニッケル、カーボン、ステンレスの少なくともいずれかから導電性薄膜層を形成したものを用いたものであり、電解重合液中での給電供給機能を損なうことなく、機械的強度が強く、従来品と同等の製品特性が得られ、かつ電気抵抗に優れた安価な導電性テープを用いた固体電解コンデンサの製造方法を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明による固体電解コンデンサの製造方法は、機械的強度が強く、かつ電気抵抗に優れた安価な導電性テープを用いることにより、電解重合液中での給電供給機能を損なうことなく従来品と同等の製品特性が得られ、製造コストを大幅に低減する等に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態１による固体電解コンデンサ用素子の製造方法を示す概念図
【図２】同導電性テープの構成を示した断面図
【図３】同導電性テープを貼り付けた陽極体を示す平面図
【図４】本発明の実施の形態２で用いた弁作用金属の素子形状を表した斜視図
【図５】従来の導電性テープの構成を示す断面図
【符号の説明】
【００６１】
１４    導電性テープ
１５    基材
１５ａ    第１の基材
１５ｂ    第２の基材
１６    導電性薄膜層
１７    粘着剤
１８    保護テープ
【図１】
2006173303.tif 000004
【図２】
2006173303.tif 000005
【図３】
2006173303.tif 000006
【図４】
2006173303.tif 000007
【図５】
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