(57)【要約】【課題】固体電解質層形成時に重合溶液が絶縁部を這い上がって陽極部に達し、ＬＣやＥＳＲが悪化すると共に素子積層時に部分的な厚み増加により素子が傾斜するという課題を解決し、品質・性能共に安定した製品が得られる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】陽極体１を陽極部３と陰極部４に分離した絶縁部上にマスクテープ６を貼り付けて電解重合を行うことにより導電性高分子からなる固体電解質層を形成する製造方法により、絶縁部を被覆するように貼り付けられたマスクテープ６により重合溶液の陽極部３への這い上がりを無くし、品質・性能共に優れた固体電解コンデンサが得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる陽極体を粗面化し、これを陽極酸化して表面に誘電体酸化皮膜層を形成し、続いて上記陽極体の所定の位置に絶縁部を設けて陽極部と陰極部に分離した後、上記絶縁部の少なくとも一部に給電用の電極テープを貼り付けて重合溶液中に浸漬して電解重合を行うことにより上記陰極部の誘電体酸化皮膜層上に導電性高分子からなる固体電解質層を形成し、さらにこの上に陰極層を形成する固体電解コンデンサの製造方法において、上記絶縁部にマスクテープを貼り付けて絶縁部を被覆した状態で電解重合を行うことにより導電性高分子からなる固体電解質層を形成し、その後、このマスクテープを剥がすようにした固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
陰極部の誘電体酸化皮膜層上に導電性高分子からなる固体電解質層を形成する前に、表面に誘電体酸化皮膜層が形成された陰極部を硝酸マンガン水溶液に浸漬し、これを引き上げて熱分解することにより誘電体酸化皮膜層上に二酸化マンガン層を形成す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３】
絶縁部を被覆するマスクテープとして、アクリル系粘着剤を片面に備えたポリエステルフィルムを用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
陽極体を陽極部と陰極部に分離する絶縁部を、シリコーン系粘着剤を片面に備えたポリイミドフィルムを貼り付けることにより形成す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５】
陽極体を陽極部と陰極部に分離する絶縁部を、インクジェットによりレジストインクを印刷してなるインク層により形成す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６】
マスクテープを剥がした後、少なくともマスクテープと接触していた部分の固体電解質層に超音波振動を加え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７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の固体電解コンデンサを複数枚積層し、各固体電解コンデンサの陽極部を陽極コム端子に、同じく陰極部を陰極コム端子に夫々一体に接続した後、陽極コム端子と陰極コム端子の一部が夫々外表面に露呈する状態で上記複数の固体電解コンデンサを絶縁性の外装樹脂で一体に被覆するようにした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】
本発明は各種電子機器に使用されるコンデンサの中で、主に導電性高分子を固体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ものである。
【背景技術】
【０００２】
図６はこの種の従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図、図７はこの固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子を示した一部切り欠き斜視図であり、図６と図７において１４はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１４は弁作用金属であるアルミニウム箔からなる陽極体１５の表面を粗面化し、これを化成処理することにより誘電体である酸化アルミニウムの化成皮膜（図示せず）を形成した後、この陽極体１５の所定の位置に絶縁部を形成するポリイミド粘着テープ１６を貼り付けることによって陽極部１７と陰極部１８に分離し、この陰極部１８の表面に導電性高分子からなる固体電解質層１９、カーボンと銀ペイントからなる陰極層２０を順次積層形成することによって構成されているものである。
【０００３】
また、２１はこのように構成されたコンデンサ素子１４を複数枚積層した状態で各コンデンサ素子１４の陽極部１７を一体に接合した陽極コム端子、２２は同様に各コンデンサ素子１４の陰極層２０を一体に接続した陰極コム端子、２３は上記陽極コム端子２１と陰極コム端子２２の一部が夫々外表面に露呈する状態で上記複数のコンデンサ素子１４を被覆した絶縁性の外装樹脂であり、この外装樹脂２３には一般にエポキシ系の樹脂が多く用いられている。
【０００４】
このように構成された従来の固体電解コンデンサは、外装樹脂２３から表出した上記陽極コム端子２１と陰極コム端子２２を外装樹脂２３の外表面に沿って側面から底面へと折り曲げることによって外部端子２１ａと２２ａを夫々形成し、これにより面実装型の固体電解コンデンサを構成したものであった。
【０００５】
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。
【特許文献１】特開平９−３２０８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記従来の固体電解コンデンサの製造方法では、図８に示すように陽極体１５の所定の位置の表裏面にポリイミド粘着テープ１６を夫々貼り付けることにより絶縁部を形成して陽極体１５を陽極部１７と陰極部１８に分離した後、この陰極部１８に導電性高分子からなる固体電解質層１９を形成するために、上記一方のポリイミド粘着テープ１６上にステンレス製の給電用テープ２４を貼り付けて図示しない重合溶液中に浸漬し、上記給電用テープ２４を陽極とし、重合溶液中に配設された図示しないカーボンを陰極として電解重合を行うことにより上記陰極部１８に固体電解質層１９を形成するものであるが、この電解重合時に上記重合溶液の種類や電解重合条件によっては重合溶液がポリイミド粘着テープ１６からなる絶縁部を這い上がって陽極部１７の一部まで達してしまうような状態になるものが発生する場合があり、このような状態になるとＬＣ（漏れ電流）が大きくなってＥＳＲ（等価直列抵抗）が悪化するばかりでなく、コンデンサ素子１４を複数枚積層した際に部分的な厚み増加に伴って各コンデンサ素子１４が傾斜したりする等、寸法精度に起因する性能面にも悪影響が発生するという大きな課題を有したものであった。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題を解決し、重合溶液の陽極部への這い上がりを無くし、品質・性能共に安定した固体電解コンデンサを得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】
【０００８】
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、表面に誘電体酸化皮膜層を形成した陽極体に絶縁部を設けて陽極部と陰極部に分離した後、上記絶縁部の少なくとも一部に給電用の電極テープを貼り付けて重合溶液に浸漬して電解重合を行うことにより上記陰極部に導電性高分子からなる固体電解質層を形成し、さらにこの上に陰極層を形成する固体電解コンデンサの製造方法において、上記絶縁部にマスクテープを貼り付けて絶縁部を被覆した状態で電解重合を行うことにより導電性高分子からなる固体電解質層を形成し、その後、このマスクテープを剥がすようにしたというものであり、この方法により、絶縁部を被覆するように貼り付けられたマスクテープによって重合溶液の陽極部への這い上がりを無くすることができるようになるため、品質・性能共に優れた固体電解コンデンサを安定して得ることができるという作用効果を有する。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、陰極部の誘電体酸化皮膜層上に導電性高分子からなる固体電解質層を形成する前に、表面に誘電体酸化皮膜層が形成された陰極部を硝酸マンガン水溶液に浸漬し、これを引き上げて熱分解することにより誘電体酸化皮膜層上に二酸化マンガン層を形成するようにしたというものであり、この方法により、固体電解質層の形成効率を向上させることができるようになるため、より高性能化を図ることができるという作用効果を有する。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、絶縁部を被覆するマスクテープとして、アクリル系粘着剤を片面に備えたポリエステルフィルムを用いたというものである。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、陽極体を陽極部と陰極部に分離する絶縁部を、シリコーン系粘着剤を片面に備えたポリイミドフィルムを貼り付けることにより形成するようにしたというものであり、この方法により、容易に絶縁部を形成することができるという作用効果を有する。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、陽極体を陽極部と陰極部に分離する絶縁部を、インクジェットによりレジストインクを印刷してなるインク層により形成するようにしたというものであり、この方法により、マスクテープの接着力を向上させ、かつ剥離もし易くすることができるという作用効果を有する。
【００１３】
本発明の請求項６に記載の発明は、マスクテープを剥がした後、少なくともマスクテープと接触していた部分の固体電解質層に超音波振動を加えるようにしたというものであり、この方法により、万が一、固体電解質層が不要な部分に形成された場合においても、この不要な固体電解質層を容易に除去して品質の安定化を図ることができるという作用効果を有する。
【００１４】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の固体電解コンデンサを複数枚積層し、各固体電解コンデンサの陽極部を陽極コム端子に、同じく陰極部を陰極コム端子に夫々一体に接続した後、陽極コム端子と陰極コム端子の一部が夫々外表面に露呈する状態で上記複数の固体電解コンデンサを絶縁性の外装樹脂で一体に被覆するようにしたというものであり、この方法により、小型大容量の固体電解コンデンサを安定して製造することができるという作用効果を有する。
【発明の効果】
【００１５】
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、表面に誘電体酸化皮膜層を形成した陽極体に絶縁部を設けて陽極部と陰極部に分離した後、上記絶縁部の少なくとも一部に給電用の電極テープを貼り付けて重合溶液に浸漬して電解重合を行うことにより上記陰極部に固体電解質層を形成し、さらにこの上に陰極層を形成する固体電解コンデンサの製造方法において、上記絶縁部を被覆するマスクテープを貼り付けてから電解重合を行うことにより導電性高分子からなる固体電解質層を形成するようにしたことにより、上記マスクテープによって重合溶液の陽極部への這い上がりを無くすることができるようになるため、品質・性能共に安定した固体電解コンデンサを安定して得ることができるようになるという格別の効果が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１、３、４に記載の発明について説明する。
【００１７】
図１（ａ）、（ｂ）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を説明するための要部平面図と断面図であり、図１（ａ）、（ｂ）において、１は表面が粗面化された帯状のアルミニウム箔からなる陽極体、２はこの陽極体１の表裏面の所定の位置に絶縁部を形成するために夫々貼り付けられたシリコーン系粘着剤を片面に備えたポリイミド粘着テープであり、このポリイミド粘着テープ２を貼り付けることにより陽極体１を陽極部３と陰極部４に分離しているものである。
【００１８】
５は上記陽極体１の一方の面のポリイミド粘着テープ２上に貼り付けられたステンレス製の給電用テープ、６は陽極体１の他方の面のポリイミド粘着テープ２上に貼り付けられたマスクテープであり、本実施の形態ではこのマスクテープ６としてアクリル系粘着剤を片面に備えたポリエステルフィルム粘着テープを用いたものであり、以下に本実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法について説明する。
【００１９】
まず、陽極体１となる純度９９．９９％の帯状のアルミニウム箔の表面を公知の方法で電解エッチングすることにより粗面化し、その後、濃度が３％のアジピン酸アンモニウム水溶液中で５９Ｖの電圧を印加して３０分間化成を行うことにより図示しない酸化アルミニウムの誘電体酸化皮膜層を形成した。
【００２０】
次に、このように作製した陽極体１の表裏面の所定の位置にポリイミド粘着テープ２を夫々貼り付けることにより絶縁部を形成すると共に、この絶縁部によって陽極体１を陽極部３と陰極部４に分離した後、帯状の陽極体１の幅方向の両端を夫々櫛歯状に打ち抜き加工することにより陰極部４を個片化し、続いてこの打ち抜き加工により発生した断面部分を再び濃度が３％のアジピン酸アンモニウム水溶液中で５９Ｖの電圧を印加して３０分間化成を行った。
【００２１】
次に、陽極体１の一方の面に貼り付けられたポリイミド粘着テープ２の上にステンレス製の給電用テープ５を貼り付けると共に、陽極体１の他方の面に貼り付けられたポリイミド粘着テープ２の上にマスクテープ６を貼り付け、これをピロール０．１モルとアルキルナフタレンスルフォン酸塩０．１５モルを含有する図示しない重合溶液中に浸漬し、上記給電用テープ５を陽極とし、重合溶液中に配設された図示しないカーボンを陰極として２Ｖの定電圧で３０分間電解重合を行うことによりポリピロールからなる固体電解質層７（図２に記載）を形成し、この後で上記マスクテープ６を剥離した。
【００２２】
その後、上記固体電解質層７上にカーボンペイント層及び導電性の銀ペイント層からなる陰極層８を形成した後、個片に切断することによって図２に示すような固体電解コンデンサ（素子）９を作製した。
【００２３】
このようにして作製された本実施の形態による固体電解コンデンサ（素子）９は、図３にその詳細を示すように、陽極体１の所定の位置に貼り付けられたポリイミド粘着テープ２により分離された陰極部４に電解重合により固体電解質層７を形成する際に、上記ポリイミド粘着テープ２の上面に貼り付けられたマスクテープ６により、固体電解質層７を形成する重合溶液が陽極部３へ這い上がるのを阻止することができるようになり、このために従来の問題であった重合溶液の陽極部３への這い上がりによるＬＣ不良や厚みの異常な増加を無くすることができ、信頼性に優れた固体電解コンデンサを安定して製造することができるようになるものである。
【００２４】
また、このように製造された本実施の形態による固体電解コンデンサ（素子）９のＬＣ特性不良の発生はｎ＝２００個の平均で０．２％（σ＝０．０１２）であり、従来品の１．６％（σ＝０．２２８）という発生率と比べると大幅に改善されていることが分かる。
【００２５】
また、本実施の形態による固体電解コンデンサ（素子）９の厚み（重合後の厚み設計値：１４０μｍ）寸法はｎ＝２００個の平均で１４０．６μｍ（σ＝２．１２３μｍ）であり、従来品の１４２．９μｍ（σ＝４．２８６μｍ）と比べると大幅に改善されていることが分かる。
【００２６】
このように本実施の形態による固体電解コンデンサは、固体電解質層７形成工程における重合溶液の陽極部３への這い上がりが無いために、固体電解質層７が必要な部分のみに必要な量だけ精度良く形成されていることから、ＬＣ特性の安定化と固体電解コンデンサ（素子）９積層時の寸法の安定化を図ることができるものである。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、固体電解質層７を形成する重合溶液の陽極部３への這い上がりを防止するために設けるマスクテープ６は、陽極体１の一方の面のポリイミド粘着テープ２上に貼り付けた方法で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、陽極体１の表裏面に設けられたポリイミド粘着テープ２上に夫々貼り付けても良いものであり、このように両面にマスクテープ６を貼り付けることによってより確実な効果を得ることができるようになるものである。
【００２８】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２に記載の発明について説明する。
【００２９】
本実施の形態は上記実施の形態１において、陰極部の誘電体酸化皮膜層上に導電性高分子からなる固体電解質層を形成する前に二酸化マンガン層を形成するようにしたものであり、これ以外の方法については実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に説明する。
【００３０】
実施の形態１と同様に、絶縁部によって分離された陰極部４を個片化し、化成を行った後、陰極部４に硝酸マンガン水溶液をディップし、３００℃で熱分解して導電性のマンガン酸化物層を形成した。その後、このマンガン酸化物層の上に実施の形態１と同様に電解重合によりポリピロールからなる固体電解質層７、陰極層８を形成して固体電解コンデンサ（素子）９を作製した。
【００３１】
このようにして製造された本実施の形態による固体電解コンデンサは、マンガン酸化物層を介して固体電解質層７を形成するようにしたことによって、固体電解質層７の形成効率を向上させることができるようになるため、より高性能化を図ることができるようになるという格別の作用効果が得られるものである。
【００３２】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項５に記載の発明について説明する。
【００３３】
本実施の形態は上記実施の形態１において、陽極体を陽極部と陰極部に分離する絶縁部を、インクジェットによるインク層により形成するようにしたものであり、これ以外の方法については実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に説明する。
【００３４】
図４は本発明の実施の形態３による固体電解コンデンサの固体電解質層形成状態を示した断面図であり、図４において１０は陽極体１の表裏面の所定の位置に形成されたインク層であり、本実施の形態ではインク層１０として微量のシリコンを含有したポリウレタン樹脂を用いてインク層１０を形成した後、固体電解質層７、陰極層８を形成して固体電解コンデンサ（素子）９を作製した。
【００３５】
このようにして作製された本実施の形態による固体電解コンデンサは、マスクテープ６の接着力を向上させ、かつ剥離もし易くすることができるようになるために、作業性の向上と品質の安定化を図ることができるようになるという格別の作用効果が得られるものである。
【００３６】
なお、上記インク層１０の厚みを厚くすることによってマスクテープ６を無くすることも可能になるものであり、この場合には材料費や工数等のコストを試算し、よりメリットが多い方を選択すれば良いものである。
【００３７】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項６に記載の発明について説明する。
【００３８】
本実施の形態は上記実施の形態１において、マスクテープを剥がした後、少なくともマスクテープと接触していた部分の固体電解質層に超音波振動を加えるようにしたものであり、これ以外の方法については実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に説明する。
【００３９】
実施の形態１と同様に、陰極部４に固体電解質層７を形成してマスクテープ６を剥離した後、少なくともマスクテープ６と接触していた部分の固体電解質層７に一定時間、超音波振動を加え、その後、陰極層８を形成して固体電解コンデンサ（素子）９を作製した。
【００４０】
このようにして作製された本実施の形態による固体電解コンデンサは、万が一、固体電解質層７が不要な部分に形成された場合においても、この不要な部分の固体電解質層７を容易に除去して品質の安定化を図ることができるようになるという格別の作用効果が得られるものである。
【００４１】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５を用いて、本発明の特に請求項７に記載の発明について説明する。
【００４２】
本実施の形態は上記実施の形態１〜４において作製された固体電解コンデンサ（素子）９を複数枚積層した構成の固体電解コンデンサを製造する場合のものであり、これ以外の方法については実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に説明する。
【００４３】
図５は本発明の実施の形態５による固体電解コンデンサの構成を示した断面図であり、図５において１１は上記実施の形態により作製された固体電解コンデンサ（素子）９を複数枚積層した状態で各固体電解コンデンサ（素子）９の陽極部３を一体に接合した陽極コム端子、１２は同様に陰極部４を一体に接続した陰極コム端子、１３は上記陽極コム端子１１と陰極コム端子１２の一部が夫々外表面に露呈する状態で上記複数の固体電解コンデンサ（素子）９を被覆した絶縁性の外装樹脂であり、この外装樹脂１３にはエポキシ系の樹脂を用いた。
【００４４】
このように構成された本実施の形態による固体電解コンデンサは、外装樹脂１３から表出した上記陽極コム端子１１と陰極コム端子１２を外装樹脂１３の外表面に沿って側面から底面へと折り曲げることによって外部端子１１ａと１２ａを夫々形成し、これにより面実装型の固体電解コンデンサを構成したものであり、小型大容量化を図った固体電解コンデンサを安定して生産することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明による固体電解コンデンサの製造方法は、重合溶液の陽極部への這い上がりを無くして品質・性能共に安定した製品が得られるものであるため、各種電子機器に利用される固体電解コンデンサを製造する際に有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）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を説明するための要部平面図、（ｂ）同断面図
【図２】同コンデンサ素子を示した一部切り欠き斜視図
【図３】同固体電解質層形成状態を示した断面図
【図４】本発明の実施の形態３による固体電解コンデンサの固体電解質層形成状態を示した断面図
【図５】本発明の実施の形態５による固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図６】従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図７】同コンデンサ素子を示した一部切り欠き斜視図
【図８】同固体電解質層形成状態を示した断面図
【符号の説明】
【００４７】
１  陽極体
２  ポリイミド粘着テープ
３  陽極部
４  陰極部
５  給電用テープ
６  マスクテープ
７  固体電解質層
８  陰極層
９  固体電解コンデンサ（素子）
１０  インク層
１１  陽極コム端子
１１ａ、１２ａ  外部端子
１２  陰極コム端子
１３  外装樹脂
【図１】
2005079519.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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