(57)【要約】【課題】大気中熱処理や湿中放置工程により外装樹脂から表出した端子の錫めっき層が酸化し、これによって半田濡れ性が悪化して基板への半田付けが不安定になるという課題を解決し、高信頼性の固体電解コンデンサを安定して生産することが可能な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。【解決手段】絶縁性の外装樹脂で被覆された固体電解コンデンサを濃度が１〜１１％の硫酸溶液に浸漬することにより、上記絶縁性の外装樹脂から表出した陽極端子と陰極端子の表面処理を行う製造方法にしたことにより、加熱工程により酸化した陽極端子と陰極端子の表面の酸化錫を除去することができるので、良好な半田濡れ性を発揮することができる。【選択図】  図１
2004281516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子の陽極部と陰極部に陽極端子と陰極端子を接続し、この陽極端子と陰極端子の一部が夫々外表面に露呈する状態で上記コンデンサ素子を絶縁性の外装樹脂で被覆した固体電解コンデンサを製造する製造方法であって、上記絶縁性の外装樹脂で被覆された固体電解コンデンサを濃度が１〜１１％の硫酸溶液に浸漬することにより、上記絶縁性の外装樹脂から表出した陽極端子と陰極端子の表面処理を行うようにした固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
固体電解コンデンサを硫酸溶液に浸漬して陽極端子と陰極端子の表面処理を行った後、固体電解コンデンサを硫酸溶液から引き上げて水洗・乾燥を行うようにした請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
固体電解コンデンサを硫酸溶液に浸漬した状態で揺動させるようにした請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
固体電解コンデンサを硫酸溶液に浸漬する工程を常温で２０〜６０秒間行うようにした請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
絶縁性の外装樹脂から表出した陽極端子と陰極端子に施されためっき処理の最外層部が錫めっき、または錫を主体とした無鉛めっきである請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
コンデンサ素子が陽極導出線を埋設したタンタル微粉末を成型・焼結した陽極体を用いたもの、アルミニウム箔を陽極体として導電性高分子を固体電解質に用いたもの、陽極導出線を埋設したタンタル微粉末を成型・焼結した陽極体に導電性高分子を固体電解質として用いたもの、のいずれかである請求項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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用される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】
図５はこの種の固体電解コンデンサの中で、タンタル固体電解コンデンサと呼ばれるものの構成を示した断面図であり、図５において１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１はタンタル線からなる陽極導出線２を埋設したタンタル微粉末を所望の形状に成型して焼結した陽極体の外表面に図示しない誘電体酸化皮膜層、二酸化マンガンからなる固体電解質層、陰極層を順次積層形成することにより構成されたものである。３は上記陽極導出線２に溶接により接合された陽極コム端子、４はコンデンサ素子１の陰極層に導電性接着剤５を介して接続された陰極コム端子、６は上記陽極コム端子３と陰極コム端子４の一部が夫々外部に露呈する状態でコンデンサ素子１を被覆した絶縁性の外装樹脂であり、この外装樹脂６から表出した陽極コム端子３と陰極コム端子４を外装樹脂６に沿って折り曲げることにより外部接続用の陽極端子部３ａと陰極端子部４ａを形成して面実装型のタンタル固体電解コンデンサが構成されているものであった。
【０００３】
また、図６（ａ）、（ｂ）は導電性高分子を固体電解質に用いた機能性アルミ固体電解コンデンサのコンデンサ素子を示した斜視図であり、図６（ａ）において７はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子７は表面を粗面化した弁作用金属であるアルミニウム箔に絶縁部８を設けて陽極部９と陰極部１０に分離し、この陰極部１０を陽極酸化することにより図示しない誘電体酸化皮膜層を形成し、この誘電体酸化皮膜層上に二酸化マンガン層１１、導電性高分子からなる固体電解質層１２、陰極層１３を順次積層形成して構成されているものである。
【０００４】
そしてこのように構成されたコンデンサ素子７は図６（ｂ）に示すように、単独または複数枚積層された状態で陽極部９を陽極コム端子１４に溶接により接合し、陰極層１３を陰極コム端子１５に図示しない導電性接着剤を介して接続した後、上記陽極コム端子１４と陰極コム端子１５の一部が夫々外部に露呈する状態で図示しない絶縁性の外装樹脂で被覆することにより構成されているものであった。
【０００５】
なお、上記図５に示したタンタル固体電解コンデンサの従来の製造方法を示す製造工程図を図７に、上記図６（ａ）、（ｂ）に示した機能性アルミ固体電解コンデンサの従来の製造方法を示す製造工程図を図８に示す。
【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、特許文献１が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１３８１３８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の固体電解コンデンサでは、コンデンサ素子１（７）に陽極端子３（１４）と陰極端子４（１５）を接続して絶縁性の外装樹脂６で被覆した後にエージングや湿中放置を行い、更に大気中で高温の熱処理や乾燥を行わなければならないため、この大気中熱処理や湿中放置によって外装樹脂６から表出した陽極コム端子３（１４）と陰極コム端子４（１５）が酸化し、この酸化によって陽極端子３と陰極端子４は青または紫色に変色し、陽極端子１４と陰極端子１５は黒っぽく変色して外観不良になるばかりでなく、図９と図１０に示すように半田濡れ性が悪化して基板への半田付け実装状態が不安定になるという問題を有したものであった。
【０００９】
すなわち、上記図５に示したタンタル固体電解コンデンサでは、陽極コム端子３と陰極コム端子４は、ニッケル、３０アロイ、４２アロイのいずれかの金属基材の表面に直接錫めっきを施したものを用いており、この錫めっき層が図７の製造工程図に示す熱処理工程（大気中雰囲気で２６０℃・１分間を２回）によって酸化して酸化錫（ＳｎＯ）が発生し、これにより半田濡れ性が悪化するものであった。
【００１０】
また、図６（ａ）、（ｂ）に示した機能性アルミ固体電解コンデンサでは、陽極コム端子１４と陰極コム端子１５は、鉄の金属基材の表面に下地銅めっきを施し、さらにこの下地銅めっきの表面に錫めっきを施したものを用いており、この錫めっき層が図８の製造工程図に示す湿中放置工程（６０℃９５％Ｒ．Ｈ・２４時間）によって酸化して酸化錫（ＳｎＯ２）が発生し、これにより半田濡れ性が悪化するというものであった。
【００１１】
なお、図９における従来のタンタル固体電解コンデンサの半田濡れ性の評価は、ＥＩＡＪ・ＥＴ−７４０４のはんだ平衡法に基づいて行い、製品サイズが２０１２サイズ、使用したクリームはんだは千住金属（株）製の３７％Ｐｂ入りＳｎで品番が６３−２２１ＣＭ５−４２−１０、評価温度が２１０±３℃、２３０±３℃の２ポイントで試験数は各１０個、初期品と前処理（Ｐ．Ｃ．Ｔ（プレッシャークッカーテスト）１０５℃・１００％Ｒ．Ｈ４時間を実施）品のゼロクロス時間を夫々測定し、ゼロクロス時間が３秒以下を規格として評価したものである。
【００１２】
また、図１０における従来の機能性アルミ固体電解コンデンサの半田濡れ性の評価は、製品サイズが７３４３サイズ、評価温度が２１０±３℃の１ポイントのみにした以外は上記図９の従来のタンタル固体電解コンデンサと同様に行ったものであり、上記ゼロクロス時間が３秒以下を規格として評価した場合、従来のタンタル固体電解コンデンサ、機能性アルミ固体電解コンデンサ共に、この規格を満足することができないものであった。
【００１３】
本発明はこのような従来の課題を解決し、端子に施された錫めっきが酸化して半田濡れ性が悪化することがない、高信頼性の固体電解コンデンサを安定して生産することが可能な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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、特に、絶縁性の外装樹脂で被覆された固体電解コンデンサを濃度が１〜１１％の硫酸溶液に浸漬することにより、上記絶縁性の外装樹脂から表出した陽極端子と陰極端子の表面処理を行うようにした固体電解コンデンサの製造方法というものであり、この方法により、製造工程の大気中加熱や湿中放置により酸化した陽極端子と陰極端子の表面の酸化錫を除去することができるので、良好な半田濡れ性を発揮することができるという作用効果を有する。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、固体電解コンデンサを硫酸溶液に浸漬して陽極端子と陰極端子の表面処理を行った後、固体電解コンデンサを硫酸溶液から引き上げて水洗・乾燥を行うようにしたというものであり、この方法により、製造工程の大気中加熱や湿中放置により酸化した陽極端子と陰極端子の表面の酸化錫を完全に除去することができるので、より良好な半田濡れ性を発揮することができるという作用効果を有する。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、固体電解コンデンサを硫酸溶液に浸漬した状態で揺動させるようにしたというものであり、この方法により、製造工程の大気中加熱や湿中放置により酸化した陽極端子と陰極端子の表面の酸化錫を効率良く除去することができるので、より良好な半田濡れ性を発揮することができるという作用効果を有する。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、固体電解コンデンサを硫酸溶液に浸漬する工程を常温で２０〜６０秒間行うようにしたというものであり、この方法により、請求項１に記載の発明により得られる作用効果を効率良く得ることができるという作用効果を有する。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、絶縁性の外装樹脂から表出した陽極端子と陰極端子に施されためっき処理の最外層部が錫めっき、または錫を主体とした無鉛めっきであるというものであり、この方法により、請求項４に記載の発明により得られる作用効果と同様の作用効果を有する。
【００１９】
なお、錫を主体とした無鉛めっきとしては、錫−ビスマスめっき、錫−銅めっき、錫−銀めっき等が挙げられる。
【００２０】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、コンデンサ素子が陽極導出線を埋設したタンタル微粉末を成型・焼結した陽極体を用いたもの、アルミニウム箔を陽極体として導電性高分子を固体電解質に用いたもの、陽極導出線を埋設したタンタル微粉末を成型・焼結した陽極体に導電性高分子を固体電解質として用いたもの、のいずれかであるというものであり、この方法により、請求項４に記載の発明により得られる作用効果と同様の作用効果を有する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に請求項１〜６に記載の発明について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
（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の製造方法の中で、上記図５を用いて説明したタンタル固体電解コンデンサを例にした製造方法を示した製造工程図であり、図１に示すように、まず、タンタル線からなる陽極導出線２を埋設したタンタル微粉末を所望の形状に成型して焼結することにより陽極体を作製し、この陽極体の外表面に図示しない誘電体酸化皮膜層、二酸化マンガンからなる固体電解質層、陰極層を順次積層形成することによりコンデンサ素子１を作製した。
【００２３】
続いてこのコンデンサ素子１の陽極導出線２に陽極コム端子３を溶接により接合すると共に、コンデンサ素子１の陰極層に導電性接着剤５を介して陰極コム端子４を接合した後、上記陽極コム端子３と陰極コム端子４の一部が夫々外部に露呈する状態でコンデンサ素子１を絶縁性の外装樹脂６で被覆し、続いてこの外装樹脂６から表出した陽極コム端子３と陰極コム端子４を外装樹脂６に沿って折り曲げることにより外部接続用の陽極端子部３ａと陰極端子部４ａが形成された面実装型のタンタル固体電解コンデンサを作製し、続いてこのように構成されたタンタル固体電解コンデンサを電気的にエージングした後、大気中雰囲気で２６０℃・１分間の熱処理を２回行った。
【００２４】
次に、このタンタル固体電解コンデンサを濃度が３％に調整された液温２５℃の硫酸溶液に浸漬し、かつこの浸漬状態でタンタル固体電解コンデンサに軽い揺動（硫酸溶液中で上下に動かす）を与えながら３０秒間浸漬して酸処理を行い、これを引き上げて水洗と乾燥を行った後に検査を行い、一連の作業を終えた。
【００２５】
このようにして製造された本実施の形態によるタンタル固体電解コンデンサは、大気中の熱処理工程の後で硫酸溶液に浸漬する酸処理を行うことにより、従来問題であった大気中の熱処理工程によって錫めっき層が酸化して発生する酸化錫（ＳｎＯ）を除去することができるようになり、このために半田濡れ性が悪化して基板への半田付け実装状態が不安定になるという問題を一挙に解決することができるようになるものであり、この本実施の形態によるタンタル固体電解コンデンサの半田濡れ性を測定した結果を図２に示す。
【００２６】
なお、図２における半田濡れ性の評価は、ＥＩＡＪ・ＥＴ−７４０４のはんだ平衡法に基づいて行い、製品サイズが２０１２サイズ、使用したクリームはんだは千住金属（株）製の３７％Ｐｂ入りＳｎで品番が６３−２２１ＣＭ５−４２−１０、評価温度が２１０±３℃、２３０±３℃の２ポイントで試験数は各１０個、初期品と前処理（Ｐ．Ｃ．Ｔ（プレッシャークッカーテスト）１０５℃・１００％Ｒ．Ｈ４時間を実施）品のゼロクロス時間を夫々測定し、ゼロクロス時間が３秒以下を規格として評価したものである。
【００２７】
この図２から明らかなように、本実施の形態によるタンタル固体電解コンデンサの半田濡れ性は上記図９に示した従来の固体電解コンデンサの半田濡れ性と比較して、評価温度が２１０±３℃、２３０±３℃の各ポイント共にバラツキを含めてもゼロクロス時間が３秒以下であり、半田濡れ性が大幅に向上していることが分かる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては硫酸溶液の濃度を３％、液温を２５℃、浸漬時間を３０秒間として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、硫酸溶液の濃度は１〜４％、液温は常温、浸漬時間は２０〜６０秒間の範囲が最適な範囲である。
【００２９】
また、本実施の形態においては硫酸溶液に浸漬する酸処理を大気中の熱処理工程の後で行う例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、最終の検査工程の後で行っても同様の効果が得られるものである。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２による固体電解コンデンサの製造方法の中で、上記図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明した機能性アルミ固体電解コンデンサを例にした製造方法を示した製造工程図であり、図３に示すように、まず、表面を粗面化した弁作用金属であるアルミニウム箔に絶縁部８を設けて陽極部９と陰極部１０に分離し、この陰極部１０を陽極酸化することにより図示しない誘電体酸化皮膜層を形成し、この誘電体酸化皮膜層上に二酸化マンガン層１１、導電性高分子からなる固体電解質層１２、陰極層１３を順次積層形成することによりコンデンサ素子７を作製した。
【００３１】
続いてこのコンデンサ素子７を複数枚積層した状態で陽極部９を陽極コム端子１４に溶接により接合すると共に、コンデンサ素子７の陰極層１３を図示しない導電性接着剤を介して陰極コム端子１５に接続した後、上記陽極コム端子１４と陰極コム端子１５の一部が夫々外部に露呈する状態でコンデンサ素子７を図示しない絶縁性の外装樹脂で被覆し、続いてこの外装樹脂から表出した陽極コム端子１４と陰極コム端子１５を外装樹脂に沿って折り曲げることにより外部接続用の陽極端子部と陰極端子部が形成された面実装型の機能性アルミ固体電解コンデンサを作製し、続いてこれを所定の条件で大気中熱処理をした。
【００３２】
次に、この機能性アルミ固体電解コンデンサを所定の条件（６０℃９５％Ｒ．Ｈ・２４時間）で湿中放置した後に取り出して電気的にエージングを行い、さらにこれを所定の条件で加熱して乾燥した。
【００３３】
次に、この機能性アルミ固体電解コンデンサを濃度が１０％に調整された液温２５℃の硫酸溶液に浸漬し、かつこの浸漬状態で機能性アルミ固体電解コンデンサに軽い揺動（硫酸溶液中で上下に動かす）を与えながら３０秒間浸漬して酸処理を行い、これを引き上げて水洗と乾燥を行った後に検査を行い、一連の作業を終えた。
【００３４】
このようにして製造された本実施の形態による機能性アルミ固体電解コンデンサは、湿中放置工程の後で硫酸溶液に浸漬する酸処理を行うことにより、従来問題であった湿中放置によって錫めっき層が酸化して発生する酸化錫（ＳｎＯ２）を除去することができるようになり、このために半田濡れ性が悪化して基板への半田付け実装状態が不安定になるという問題を一挙に解決することができるようになるものであり、この本実施の形態による機能性アルミ固体電解コンデンサの半田濡れ性を測定した結果を図４に示す。
【００３５】
なお、図４における半田濡れ性の評価は、製品サイズが７３４３サイズ、評価温度が２１０±３℃の１ポイントのみにした以外は上記実施の形態１と同様に行ったものである。
【００３６】
この図４から明らかなように、本実施の形態による機能性アルミ固体電解コンデンサの半田濡れ性は上記図１０に示した従来の機能性アルミ固体電解コンデンサの半田濡れ性と比較して、バラツキを含めてもゼロクロス時間が３秒以下であり、半田濡れ性が大幅に向上していることが分かる。
【００３７】
なお、本実施の形態においては硫酸溶液の濃度を１０％、液温を２５℃、浸漬時間を３０秒間として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、硫酸溶液の濃度は９〜１１％、液温は常温、浸漬時間は２０〜６０秒間の範囲が最適な範囲である。
【００３８】
また、本実施の形態においては硫酸溶液に浸漬する酸処理を乾燥工程の後で行う例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、大気中熱処理工程の後、湿中放置工程の後、エージング工程の後、最終の検査工程の後、のいずれかで行っても同様の効果が得られるものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明による固体電解コンデンサの製造方法は、絶縁性の外装樹脂で被覆された固体電解コンデンサを濃度が１〜１１％の硫酸溶液に浸漬することにより、上記絶縁性の外装樹脂から表出した陽極端子と陰極端子の表面処理を行うようにした製造方法により、加熱工程により酸化した陽極端子と陰極端子の表面の酸化錫を除去することができるようになるので、良好な半田濡れ性を発揮して基板への半田付け実装を安定して行うことができるという信頼性の高い固体電解コンデンサが得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるタンタル固体電解コンデンサの製造方法を示した製造工程図
【図２】同タンタル固体電解コンデンサの半田濡れ性を示した特性図
【図３】本発明の実施の形態２による機能性アルミ固体電解コンデンサの製造方法を示した製造工程図
【図４】同機能性アルミ固体電解コンデンサの半田濡れ性を示した特性図
【図５】タンタル固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図６】（ａ）機能性アルミ固体電解コンデンサ素子の構成を示した一部切り欠き斜視図（ｂ）同樹脂モールド前の状態を示した斜視図
【図７】従来のタンタル固体電解コンデンサの製造方法を示した製造工程図
【図８】従来の機能性アルミ固体電解コンデンサの製造方法を示した製造工程図
【図９】従来のタンタル固体電解コンデンサの半田濡れ性を示した特性図
【図１０】従来の機能性アルミ固体電解コンデンサの半田濡れ性を示した特性図
【符号の説明】
１、７  コンデンサ素子
２  陽極導出線
３、１４  陽極コム端子
３ａ  陽極端子部
４、１５  陰極コム端子
４ａ  陰極端子部
５  導電性接着剤
６  外装樹脂
８  絶縁部
９  陽極部
１０  陰極部
１１  二酸化マンガン層
１２  固体電解質層
１３  陰極層
【図１】
2004281516.tif 000003
【図２】
2004281516.tif 000004
【図３】
2004281516.tif 000005
【図４】
2004281516.tif 000006
【図５】
2004281516.tif 000007
【図６】
2004281516.tif 000008
【図７】
2004281516.tif 000009
【図８】
2004281516.tif 000010
【図９】
2004281516.tif 000011
【図１０】
2004281516.tif 000012