(57)【要約】【課題】    弁作用金属箔上に、絶縁性樹脂を被覆させてコンデンサ素子を形成させる固体電解コンデンサの製造方法において、該素子の陽極引出部を被覆させた絶縁性樹脂が、表面に残留することなく容易に除去でき、陽極引出部とリード端子との溶接不良を防止し、コンデンサ特性に優れ、ＬＣ不良が低減された、固体電解コンデンサの製造方法を提供。【解決手段】    表面にエッチング層及び誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属箔１上に、コンデンサ素子の陰極形成部１２以外を絶縁性樹脂１１によりマスキングさせる工程、該陰極形成部１２内に、順次、固体電解質及び陰極導電層を形成させる工程、該素子の陽極引出部５を被覆させた絶縁性樹脂を除去し、弁作用金属を露出させる工程を包含する固体電解コンデンサの製造方法において、少なくとも陽極引出部５をアクリルゾル及び／または塩化ビニルゾルからなる高分子ゾルによりマスキングさせる。【選択図】    図３
2005064091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にエッチング層及び誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属箔上に、絶縁性樹脂を被覆させてコンデンサ素子の陰極形成部以外を被覆させる工程、該陰極形成部内に、順次、固体電解質層及び陰極導電層を形成させる工程、該コンデンサ素子の陽極引出部を被覆させた絶縁性樹脂を除去し、弁作用金属を露出させる工程を包含する固体電解コンデンサの製造方法において、少なくとも陽極引出部を被覆させる絶縁性樹脂が、高分子ゾル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。
【請求項２】
高分子ゾルが、アクリルゾル及び／または塩化ビニルゾルであ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。
【請求項３】
請求項２において、アクリルゾル及び／または塩化ビニルゾルの不揮発性成分が、少なくとも９０％及び粘度が、２００〜７００ＰＳであることを特徴とする請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
固体電解質層が、化学重合及び／または電解重合により形成させてなる導電性高分子であ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。
【請求項５】
固体電解質層が、ポリピロール及び／またはポリチオフェン誘導体からなる導電性高分子であることを特徴とする請求項１または請求項４のいずれか一項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
固体電解質層が、化学重合ポリピロール層またはマンガン酸化物層からなるプレコート層を形成させた後、電解重合ポリピロール層を形成させて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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解コンデンサの製造方法に関し、より詳しくは、弁作用金属箔に形成させるコンデンサ素子の陰極形成部以外を絶縁性樹脂により被覆させた後、該陰極形成部内に固体電解質層を形成させてなる固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム等の弁作用金属箔表面に誘電体酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜上に固体電解質として、導電性高分子層を形成させた固体電解コンデンサが提案されている。
【０００３】
電気伝導度の高い導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサは、静電容量が高く、等価直列抵抗（以下、「ＥＳＲ」と略記する。）が低い優れた特性を有する。
【０００４】
図１は、汎用型固体電解コンデンサの構成を示す概略断面図であり、該コンデンサは、ノイズ除去を目的とした、ＬＳＩ等の電子部品のバイパスコンデンサとして広く用いられている。
【０００５】
また、近年では、電子機器に組み込まれた集積回路の急激な高周波化により、上記汎用型コンデンサでは自己共振現象が生じてしまい、ノイズフィルタとしての機能が不十分であり、この対策として、公開２００２−１６４７６０号公報には、コンデンサのリードを短くして、インダクタンス成分を低減すると共に、電源ラインと接地ラインを直交させて実装可能な、３端子型あるいは４端子型構造としたコンデンサが提案されている。なお、図２は、３端子型固体電解コンデンサの構成を示す概略断面図である。
【０００６】
以下に、汎用型固体電解コンデンサの製造方法について、図１及び図３を参照して詳細に説明する。なお、図３は弁作用金属箔上に、絶縁性樹脂を施した一実施態様を示す平面図である。
【０００７】
まず、図３に示すように、表面にエッチング層及び誘電体酸化皮膜２を形成させた弁作用金属箔１上に、絶縁性樹脂１１を施して、コンデンサ素子の陰極形成部１２以外を被覆させる。以下、裏面にも同様に処理する。
【０００８】
ついで、該陰極形成部１２内に、従来公知の方法により、順次、固体電解質層３及び陰極導電層４を形成させた後、図３に示す点線部に沿って切断し、個々のコンデンサ素子に切り離す。
【０００９】
続いて、該コンデンサ素子の陽極引出部５に形成させた絶縁性樹脂を除去し、弁作用金属を露出させた後、図１に示すように、陽極引出部５をリードフレームの陽極端子６へ接合し、陰極導電層４の下面を導電性ペースト７を介して陰極端子８へ接着し、また陰極導電層４の上面を金ワイヤ９を介して陰極端子８へ接合し、ついで、外装樹脂１０を施して汎用型固体電解コンデンサを完成する。
【００１０】
図２に示す三端子型固体電解コンデンサは、弁作用金属箔１の両端に陽極引出部５を設け、リードフレームの陽極端子６へ接合し、また断面絶縁化処理させたコンデンサ素子側面に、導電性ペーストを施して、上下の陰極を導通させた以外は、前記汎用型固体電解コンデンサと同様にして製造することができる。
【００１１】
上記固体電解コンデンサの製造方法において、従来、陰極形成部１２以外を被覆させる絶縁性樹脂としては、耐熱性、耐薬品性に優れたポリイミド樹脂製粘着テープあるいはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂またはシリコン樹脂等が用いられていた（例えば特許文献１参照。）。
【００１２】
しかしながら、上記絶縁性樹脂は、弁作用金属表面に形成された多孔質エッチング層内に浸透しやすく、該樹脂を除去し、弁作用金属を露出させて陽極引出部を形成する工程において、被覆させた該樹脂を単に剥離しただけでは、該樹脂または粘着剤がエッチング層内に残留してしまい、該表面にリードフレームを溶接した場合、溶接部の接合強度が弱くなり、電気的な導通不良をきたし、ＥＳＲが増大する等の不具合が生じる。
【００１３】
従来、上記絶縁性樹脂を除去するには、機械的な研削加工により、弁作用金属表面に形成されたエッチング層ごと削り取っていた。しかしながら、該加工によって、陽極引出部の板厚が薄くなり、機械的強度が著しく低下するとともに、加工時にコンデンサ素子が機械的ストレスを受け、漏れ電流（以下、「ＬＣ」と略記する。）が増大し、製品歩留まりが低下するという解決すべき課題が残されていた。
【００１４】
【特許文献１】特開平５−１５９９８３号公報（第４〜６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、コンデンサ素子の陽極引出部を被覆させた絶縁性樹脂が、該陽極引出部の表面に残留することなく容易に除去することができ、陽極引出部とリード端子との導通不良を解消し、ＥＳＲ等のコンデンサ特性に優れ、ＬＣ不良が低減された、固体電解コンデンサの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、粘性を有する高分子ゾルが、耐熱性、耐薬品性、被覆性及び剥離性に優れ、コンデンサ素子の陽極引出部のマスキングに好適であること見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、表面にエッチング層及び誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属箔上に、絶縁性樹脂を被覆させてコンデンサ素子の陰極形成部以外を被覆させる工程、該陰極形成部内に、順次、固体電解質層及び陰極導電層を形成させる工程、該コンデンサ素子の陽極引出部を被覆させた絶縁性樹脂を除去し、弁作用金属を露出させる工程を包含する固体電解コンデンサの製造方法において、少なくとも陽極引出部を被覆させる絶縁性樹脂が、高分子ゾル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である。
【００１８】
本発明に用いられる弁作用金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブまたはチタンからなる群から選ばれる少なくとも１種が用いられ、以下、弁作用金属としてアルミニウム箔を用いた汎用型固体電解コンデンサの製造方法について、図１及び図３を参照して詳細に説明する。
【００１９】
まず、図３に示すように、表面にエッチング層及び誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属箔１のアルミニウム箔に、絶縁性樹脂１１を施して、コンデンサ素子の陰極形成部１２以外を被覆させる。
【００２０】
上記陰極形成部１２以外を被覆させる絶縁性樹脂としては、少なくとも陽極引出部５の被覆に高分子ゾルが用いられ、それ以外の部分には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂またはシリコン樹脂等が用いられる。
【００２１】
本発明に用いられる高分子ゾルは、アクリルゾル及び／または塩化ビニルゾルからなる粘性を有する樹脂であり、耐熱性、耐薬品性、マスキング性及び剥離性に優れる。特に、不揮発成分が、少なくとも９０％及び粘度が、２００〜７００ＰＳの高分子ゾルは、弁作用金属箔表面に形成された多孔質エッチング層内に浸透し難く、該高分子ゾルを除去する際には、樹脂成分が残留することなく、良好な剥離性を示す。該高分子ゾルは、塗布法あるいはスクリーン印刷法等により被覆させることができ、所定の温度で加熱、硬化させて用いられる。
【００２２】
続いて、陰極形成部１２内に、順次、固体電解質層３及び陰極導電層４を形成させる。該固体電解質層としては、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）などのポリチオフェン誘導体からなる導電性高分子が用いられ、化学重合法及び／または電解重合法により形成させる。
【００２３】
電解重合ポリマーを形成させるには、プレコート層として化学酸化により化学重合ポリピロール層を形成させるか、または酸化マンガンからなる導電性酸化物層を形成させ、ついで導電性高分子モノマーを含有した電解重合液中、該プレコート層を陽極とし、外部陰極との間で通電させて、プレコート層上に電解重合ポリマーを形成させる。
【００２４】
また、陰極導電層４は、例えば、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布し、加熱、乾燥させることにより形成させることができる。
【００２５】
ついで、得られた箔を、図３の点線に沿って切断し、個々のコンデンサ素子に切り離す。なお、切断面に、アルニウム金属が露出するため、化成処理等により断面を絶縁化させる。
【００２６】
続いて、該コンデンサ素子の陽極引出部５を被覆させた高分子ゾルを剥離し、アルミニウム金属を露出させてコンデンサ素子を得る。該高分子ゾルは、樹脂成分が表面に残留することなく、手作業等の簡単な剥離手段により容易に除去することができる。
【００２７】
得られたコンデンサ素子の陽極引出部５をリードフレームの陽極端子６に接合し、陰極導電層４の下面を導電性ペースト７を介して陰極端子８へ接着し、また陰極導電層４の上面を金ワイヤ９を介して陰極端子８へ接合し、ついで、外装樹脂１０を施して本発明の固体電解コンデンサを完成する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、コンデンサ素子の陽極引出部が、高分子ゾルからなる絶縁性樹脂でマスキングされており、該高分子ゾルは、弁作用金属箔表面に形成されたエッチング層内に浸透しないため、樹脂成分が残留することなく容易に剥離でき、溶接不良による電気的な導通不良が防止できるので、ＥＳＲが増大することなく、安定した特性のコンデンサを得ることができる。また、従来のような、機械的研削加工が不要であり、コンデンサ素子に機械的ストレスを与えることがなく、コンデンサのＬＣ不良を低減でき、製品歩留の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づき説明する。実施例中、「％」は「質量％」を表す。なお、本発明は、実施例により、なんら限定されない。
【００３０】
実施例１
図１に示す汎用型固体電解コンデンサを、以下に示す手順で作製した。
【００３１】
まず、図３において、弁作用金属箔１としてアルミニウム箔（縦５５ｍｍ×横３４ｍｍ×厚さ４０μｍ）を用い、該箔の表面をエッチング処理により粗面化させた後、アジピン酸アンモニウム水溶液中、電圧１０Ｖで化成処理して、表面に誘電体酸化皮膜を形成させた。
【００３２】
上記箔に、図中点線で示したコンデンサ素子を形成させる枠内（縦１１ｍｍ×横１７ｍｍ）の陽極引出部５（縦１０ｍｍ×横４ｍｍ）及び陰極形成部１２（縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ）以外に、絶縁性樹脂１１であるエポキシ樹脂を塗布し、加熱、硬化させて被覆した。なお、陽極引出部５及び陰極形成部１２との間には、線幅１ｍｍの上記エポキシ樹脂による被覆が施される。以下、該箔の裏面にも同様の処理を施した。
【００３３】
ついで、上記箔の陽極引出部５に、高分子ゾル（アクリルゾル系樹脂１７１−Ｂ  アサヒ化学研究所株式会社）をメタルマスクにより塗布後、加熱、硬化させて被覆した。
【００３４】
ついで、上記箔を、ピロールモノマー３０％エタノール溶液中に浸漬した後、支持電解質であるパラトルエンスルホン酸アンモニウム１５％及び酸化剤である過硫酸アンモニウム１５％水溶液中に、浸漬・乾燥させる操作を３回繰り返して、陰極形成部１２内に化学重合ポリピロール膜からなるプレコート層を形成させた。
【００３５】
ついで、上記箔を、ステンレス容器中、ピロールモノマー０．４ｍｏｌ／ｌと、支持電解質である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とのアセトニトリル溶液からなる電解重合液中に浸漬し、先に形成させた化学重合ポリピロール膜の表面に、ステンレスワイヤを接触させて陽極とし、陰極形成部１個あたり０．３ｍＡの電流で、９０分間、電解重合させ、電解重合ポリピロール膜を形成させた。該操作により、陰極形成部１２内に、化学重合ポリピロール膜及び電解重合ポリピロール膜からなる固体電解質層３を形成させた。
【００３６】
得られた箔を、ダイヤモンドカッター刃を装着したダイサーを用いて、図３に示した点線に沿って切断し、個々のコンデンサ素子に切り離した。なお、切断面はアジピン酸アンモニウム溶液中、電解化成により誘電体酸化皮膜を形成させて絶縁化処理を施した。
【００３７】
得られたコンデンサ素子に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布、加熱、乾燥させて、陰極導電層４を形成させた後、コンデンサ素子の陽極引出部５を被覆させた高分子ゾルを剥離して、アルミニウム金属を露出させ、コンデンサ素子を完成させた。
【００３８】
得られたコンデンサ素子の陽極引出部５を、リードフレームの陽極端子６へ接合し、さらに、陰極導電層４の下面とリードフレームの陰極端子８を導電性ペースト７として銀ペーストを用いて接着し、また陰極導電層４の上面を金ワイヤ９を介して陰極端子８へ接合し、ついで外装樹脂１０により成形して、図１に示す汎用型固体電解コンデンサを完成させた。
【００３９】
得られたコンデンサの周波数１２０Ｈｚにおける静電容量（以下、「Ｃ」と略記する。）及び誘電損失（以下、「ｔａｎδ」と略記する。）、周波数１ｋＨｚにおけるＥＳＲ及び電圧６．３Ｖを印加し、１分後のＬＣをそれぞれ測定し、試験に供したコンデンサ５０個の各平均値を表１に示す。
【００４０】
また、前記コンデンサ素子の陽極引出部５にリードフレーム金属片（幅４ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚さ０．１ｍｍ）を超音波溶接により接合し、該溶接部を支点として２つに折り曲げ、溶接部が剥離するか否かの溶接強度評価試験を行った。なお、試験に供したコンデンサ素子５０個中、１個でも剥離したものは溶接不良と判定し、結果を表１に示す。
【００４１】
比較例１
実施例１において、陽極引出部５を被覆させる絶縁性樹脂１１として、ポリイミド樹脂製粘着テープを用いた以外は、実施例１と同様にして、コンデンサ素子を得、また実施例１と同様にして、図１に示す汎用型固体電解コンデンサを完成させた。
【００４２】
得られたコンデンサについて、実施例１と同様にして、Ｃ、ｔａｎδ、ＥＳＲ、ＬＣをそれぞれ測定し、また実施例１と同様にして、溶接強度評価試験を行った。これらの結果を表１に示す。
【００４３】
比較例２
実施例１において、絶縁性樹脂１１としてエポキシ樹脂を用い、コンデンサ素子の陽極引出部にも該樹脂を被覆させた以外は実施例１と同様にしてコンデンサ素子を得、また実施例１と同様にして、図１に示す汎用型固体電解コンデンサを完成させた。なお、該コンデンサ素子の陽極端子部５に被覆させたエポキシ樹脂の除去は、アルミニウム箔１に形成されたエッチング層２とともに、グラインダーを用いて機械的に削り取った。
【００４４】
得られたコンデンサについて、実施例１と同様にして、Ｃ、ｔａｎδ、ＥＳＲ、ＬＣをそれぞれ測定し、また、実施例１と同様にして、溶接強度評価試験を行った。これらの結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2005064091.tif 000003
【００４６】
表１に示すように、コンデンサ素子の陽極引出部に、従来のポリイミド製粘着テープを被覆させた比較例１では、アルミニウム箔のエッチング層内に浸透した粘着剤の残留により、陽極引出部の溶接強度が不十分で、ｔａｎδ、ＥＳＲが高い。
【００４７】
また、陽極端子部に、エポキシ樹脂を被覆させた比較例２では、陽極引出部に形成された樹脂をグラインダーを用いて機械的に削り取ったため、コンデンサ素子が機械的ストレスを受け、ＬＣが大きく増大した。
【００４８】
これに対して、陽極端子部を高分子ゾルによりマスキングさせた本発明の実施例１では、陽極引出部の溶接強度が良好で、ｔａｎδ、ＥＳＲ及びＬＣが小さい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、コンデンサ素子の陽極引出部が、高分子ゾルからなる絶縁性樹脂でマスキングされており、該高分子ゾルは、弁作用金属箔表面に形成されたエッチング層内に浸透しないため、樹脂成分が残留することなく容易に剥離でき、溶接不良による電気的な導通不良が防止できるので、ＥＳＲが増大することなく、安定した特性のコンデンサを得ることができる。
【００５０】
また、上記高分子ゾルは、メッキ、塗装などの工程において、被覆する樹脂の浸透による汚染を嫌う、特に多孔質表面をマスキングする用途へ適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】汎用型固体電解コンデンサの構成を示す概略断面図である。
【図２】三端子型固体電解コンデンサの構成を示す概略断面図である。
【図３】弁作用金属箔上に、絶縁性樹脂を施した一実施態様を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    弁作用金属箔（アルミニウム箔）
２    エッチング層及び誘電体酸化皮膜
３    固体電解質層
４    陰極導電層
５    陽極引出部
６    陽極端子
７    導電性ペースト
８    陰極端子
９    金ワイヤ
１０  外装樹脂
１１  絶縁性樹脂
１２  陰極形成部
【図１】
2005064091.tif 000004
【図２】
2005064091.tif 000005
【図３】
2005064091.tif 000006