(57)【要約】【課題】コンデンサ素子に酸化剤およびモノマーを順次含浸させて導電性高分子層を形成する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法であって、はんだリフロー時に生じる固体電解コンデンサの膨張を低減することができる固体電解コンデンサの製造方法を提供する。【解決手段】表面に酸化皮膜が形成された陽極箔２と、陰極箔３とをセパレータ４を介して巻回したコンデンサ素子１に、酸化剤およびモノマーを順次含浸させて導電性高分子層を形成した後、当該コンデンサ素子を、上記モノマーを溶解し得る溶媒によって洗浄する工程を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に、酸化剤およびモノマーを順次含浸させて導電性高分子層を形成した後、当該コンデンサ素子を、前記モノマーを溶解し得る溶媒によって洗浄する工程を含むことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記導電性高分子層が、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンまたはポリエチレンジオキシチオフェンからな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。
【請求項３】
前記溶媒は、アルコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類または炭化水素類の溶媒であることを特徴とする請求項１または２記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性高分子を電解質に用いた固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、アルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用金属からなると共にエッチングピットや微細孔を有する陽極電極の表面に、誘電体となる酸化皮膜および電解質層を順次形成し、さらに、電極を引き出して構成されている。この電解コンデンサにおける真の陰極は電解質層であり、この電解質層が電解コンデンサの電気特性に大きな影響を及ぼすため、その種類や形成方法が種々存在している。
【０００３】
固体電解コンデンサについては、従来、二酸化マンガン、ＴＣＮＱ錯体、導電性高分子等の電子伝導性を有する固体の電解質が用いられてきた。近年では、低ＥＳＲ化を目的として、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の導電性高分子が広く用いられるようになっている。
【０００４】
導電性高分子を電解質に用いた固体電解コンデンサの製造方法としては、例えば、予めモノマーと酸化剤の混合液を調合し、その後に当該混合液にコンデンサ素子を浸漬する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、予めモノマーと酸化剤との混合液を調合し、その後に当該混合液にコンデンサ素子を浸漬する方法では、モノマーの重合反応がそれぞれの液を調合した瞬間から始まるため、ある程度重合が進行した液をコンデンサ素子に含浸させることになる。よって、重合度合いの進行にバラツキが生じると、そのままコンデンサの電気特性のバラツキに結びつくことになる。
さらに、液の重合が進むと粘度が高くなり、コンデンサ素子に充分に含浸させることができなくなってしまうため、液の交換頻度が高くなり、コストの上昇を招くという問題があった。
【０００６】
そこで、コンデンサの電気特性を安定化させると共に製造コストを低減すべく、コンデンサ素子に酸化剤を含浸させた後、モノマーを含浸させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１９６２７９号公報
【特許文献２】特開平１０−５０５５９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、酸化剤を含浸させた後にモノマーを含浸させる方法では、未反応モノマーがコンデンサ素子内に残留しやすくなる。この未反応モノマーが残留する場合、当該コンデンサ素子からなる固体電解コンデンサが基板に実装される際のはんだフロー／リフローにおいてガスが発生するため、コンデンサ内部の圧力が増大し、特に面実装型固体電解コンデンサでは座板の反りが大きくなり、基板に対して正確に実装できない場合があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであり、コンデンサ素子に酸化剤およびモノマーを順次含浸させて導電性高分子層を形成する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法であって、はんだフロー／リフロー時に生じる固体電解コンデンサの膨張を低減することができる固体電解コンデンサの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、表面に酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に、酸化剤およびモノマーを順次含浸させて導電性高分子層を形成した後、当該コンデンサ素子を、前記モノマーを溶解し得る溶媒によって洗浄する工程を含むことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、上記構成において、前記導電性高分子層が、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンまたはポリエチレンジオキシチオフェンからなることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、上記構成において、前記溶媒は、アルコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類または炭化水素類の溶媒であることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法を提供するものである。
【００１２】
前記溶媒のアルコール類としては、エタノール、イソプロパノール、プロパノール、ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−メチル−２−プロパノール、ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、２−メチル−３−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、セロソルブ等が挙げられ、エステル類としては、酢酸メチル等が挙げられ、エーテル類としては、１，４−ジオキサン、ジグリム、１，２−ジメトキシエタン等が挙げられ、ケトン類としては、４−エチル−２−ペンタノン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン等が挙げられ、炭化水素類としては、ベンゼン、ヘキサン、シクロヘキサン等が挙げられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、表面に酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に、酸化剤およびモノマーを順次含浸させて導電性高分子層を形成した後、当該コンデンサ素子を、上記モノマーを溶解しうる溶媒で洗浄するため、コンデンサ素子内に残留する未反応モノマーを低減することができる。
したがって、はんだフロー／リフロー時に未反応モノマーに起因して発生するガスを低減することができるため、はんだフロー／リフロー後におけるコンデンサ全高の膨張量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明し、これらの特性と従来例の特性とを比較検討する。
【００１５】
［実施例１］
（コンデンサ素子の形成工程）
まず、所定の幅と長さに裁断された市販の陽極電極箔２（例えば、ＪＣＣ社製１１０ＬＪＢ２３Ｂ  １１ＶＦ）と市販の陰極電極箔３（例えばＪＣＣ社製５０ＣＦ３）に、それぞれ陽極リード線５および陰極リード線６を接続し、さらに市販のセパレータ４（例えば、ニッポン高度紙工業社製ＳＴＺ３０  ５０μｍ）を介して巻回し、図１に示すコンデンサ素子１を作製した。
【００１６】
（重合前処理工程）
続いて、コンデンサ素子１を、室温に保持した２重量％のアジピン酸二アンモニウム水溶液中において、８Ｖの電圧を１時間印加して素子化成を行った。さらに、この素子化成済みのコンデンサ素子を、２４０℃中で２時間の炭化処理を行い、重合前処理を終了させた。
【００１７】
（酸化剤の含浸工程）
次に、重合前処理工程を経たコンデンサ素子を、４０重量％のｐ−トルエンスルホン酸鉄／ブタノール溶液（例えばバイトロン  Ｃ−Ｂ  ４０）に３０秒間浸漬した後、１２５℃で６０分間加熱し、乾燥させた。
【００１８】
（ＰＥＤＯＴ層の形成工程）
その後、エタノールとモノマーであるＰＥＤＯＴとの比率を１：１に調製した溶液に、酸化剤の含浸工程を経たコンデンサ素子を１０秒間浸漬した後、６０℃で１時間加熱し、さらに１５０℃で１時間加熱して、化学重合によるＰＥＤＯＴの層を形成した。
【００１９】
（洗浄工程）
続いて、ＰＥＤＯＴ層の形成工程を経たコンデンサ素子を、常温のテトラヒドロフラン（エーテル類の溶媒）中で１時間揺動洗浄して未反応モノマーを溶かして除去した後、１５０℃で１時間加熱し、乾燥を行った。
【００２０】
（外装工程）
さらに、洗浄工程を経たコンデンサ素子を、有底筒状の外装ケース７に収納し、封口部をゴムパッキング等の封口材８により密封して座板９を装着した後、エージング処理を行って、定格４Ｖ−６８０μＦの面実装型の図２に示す固体電解コンデンサ１１を作製した。
【００２１】
［実施例２］
実施例１の「洗浄工程」において、溶媒をメタノール（アルコール類）とした以外は、実施例１と同一の方法で面実装型固体電解コンデンサ１２を作製した。
【００２２】
［実施例３］
実施例１の「洗浄工程」において、溶媒を酢酸メチル（エステル類）とした以外は、実施例１と同一の方法で面実装型固体電解コンデンサ１３を作製した。
【００２３】
［実施例４］
実施例１の「洗浄工程」において、溶媒をアセトン（ケトン類）とした以外は、実施例１と同一の方法で面実装型固体電解コンデンサ１４を作製した。
【００２４】
［実施例５］
実施例１の「洗浄工程」において、溶媒をトルエン（炭化水素類）とした以外は、実施例１と同一の方法で面実装型固体電解コンデンサ１５を作製した。
【００２５】
［従来例１］
実施例１の「洗浄工程」を行わなかったこと以外は、実施例１と同一の方法で面実装型固体電解コンデンサ１６を作製した。
【００２６】
上記実施例１〜５および従来例１にかかる面実装型固体電解コンデンサについて、それぞれ２回のピーク温度２５０℃のはんだリフローを行った後、コンデンサ全高の膨張量を測定した。その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2008034573.tif 000003
【００２８】
表１より、従来例１にかかる面実装型固体電解コンデンサは、はんだリフロー後におけるコンデンサ全高の膨張量が０．３ｍｍを超えていることがわかる。一般に、はんだリフロー後におけるコンデンサ全高の膨張量が０．３ｍｍを超えると、コンデンサの座板の反りが大きくなって、基板に対して正確に実装できなくなる。
【００２９】
一方、実施例１〜５にかかる固体電解コンデンサは、従来例１にかかる固体電解コンデンサと比較して、はんだリフロー後におけるコンデンサ全高の膨張量が０．３ｍｍ未満と低く、基板に対して正確に実装し得ることがわかる。
【００３０】
なお、上記各実施例については、固体電解質としてＰＥＤＯＴを用いたが、他に公知の導電性高分子（例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等）を用いても同様の効果が得られる。
【００３１】
また、上記各実施例については、溶媒としてテトラヒドロフラン、メタノール、酢酸メチル、アセトン、トルエンを用いたが、他にアルコール類としてエタノール、イソプロパノール、プロパノール、ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−メチル−２−プロパノール、ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、２−メチル−３−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、セロソルブを用いても同様の効果が得られる。
さらに、エーテル類として１，４−ジオキサン、ジグリム、１，２−ジメトキシエタン等、ケトン類として４−エチル−２−ペンタノン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン等、炭化水素類としては、ベンゼン、ヘキサン、シクロヘキサン等を用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例および従来例に用いられるコンデンサ素子を示す概略斜視図である。
【図２】実施例および従来例にかかる固体電解コンデンサを示す部分断面正面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  コンデンサ素子
２  陽極箔
３  陰極箔
４  セパレータ
５  陽極リード線
６  陰極リード線
７  ケース
８  封口材
９  座板
１１〜１６  固体電解コンデンサ
【図１】
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【図２】
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