(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体酸化皮膜(21)を陽極体(20)上に形成してコンデンサ素子（２）を作る工程と、
該コンデンサ素子（２）上に化学酸化により第１の導電性高分子膜(30)を形成する工程と、
内部に電解重合液（５）が満たされ、陰極となる底板(40)とコンデンサ素子（２）が挿入されるべき箇所との間に、気泡(50)の通過を阻止する濾過シート（６）を、電解重合漕（４）の内側に向かって下向きに傾斜するように配備した電解重合漕４）内に、コンデンサ素子（２）を挿入して電解重合液（５）に浸す工程と、
陽極となる電極（７）を電解重合液（５）内にて、コンデンサ素子（２）に当接させる工程と、
電極（７）及び電解重合漕（４）の底板（40）に通電して、コンデンサ素子（２）の第１の導電性高分子膜(30)上に、第２の導電性高分子膜(31)を形成する工程を具える固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記濾過シート（６）は、セパレータ紙又は濾紙から形成される請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
誘電体酸化皮膜(21)及び化学酸化により第１の導電性高分子膜(30)を形成したコンデンサ素子（２）上に、第２の導電性高分子膜(31)を電解重合により形成する固体電解コンデンサの製造装置に於いて、
内部に電解重合液（５）が満たされ、陰極となる底板(40)とコンデンサ素子（２）が挿入されるべき箇所との間に、気泡(50)の通過を阻止する濾過シート（６）を電解重合漕（４）の内側に向かって下向きに傾斜するように配備した電解重合漕（４）を具えたことを特徴とする固体電解コンデンサの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体電解コンデンサの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の固体電解コンデンサの斜視図であり、図４は、図３をＡ−Ａ線を含む面にて破断した断面図である(特開平１１−１６７９１号参照)。固体電解コンデンサ(１)は、コンデンサ素子(２)上に、陰極層(３)、カーボン層(10)、銀ペースト層(11)を介して、リードフレーム(12)(13)を取り付けている。これを合成樹脂製のハウジング(８)にて被覆し、リードフレーム(12)(13)をハウジング(８)の外周面に沿って折曲して固体電解コンデンサ(１)が完成する。
コンデンサ素子(２)は、弁金属の焼結体である陽極体(20)に陽極リード線(22)を結合又は接着させ、該陽極体(20)上に、誘電体酸化被膜(21)を形成することにより形成される。該誘電体酸化被膜(21)上に二酸化マンガン、導電性有機化合物の固体導電性材料からなる陰極層(３)を形成する。ここで、弁金属とは、電解酸化処理により極めて緻密で耐久性を有する誘電体酸化被膜が形成される金属を指し、Ａｌ(アルミニウム)、Ｔａ(タンタル)、Ｔｉ(チタン)、Ｎｂ(ニオブ)等が該当する。また、導電性有機化合物には、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフラン等の導電性高分子、ＴＣＮＱ(７、７、８、８−テトラシアノキノジメタン)錯塩等が挙げられる。
【０００３】
この導電性高分子からなる陰極層(３)を安定して且つ確実に形成する方法として、特開昭６４−３２６１９号に示すものが開示されている。これは、コンデンサ素子(２)上に酸化剤を用いてピロール、チオフェン、アニリン又はフランを化学酸化重合せしめて図８に示すように、第１の導電性高分子膜(30)を形成し、次に該第１の導電性高分子膜(30)上に第２の導電性高分子膜(31)を電解重合により形成するものである。電解重合は図５に示すように、金属製の電解重合漕(４)内にポリピロール等の電解重合液(５)を入れ、コンデンサ素子(２)を電解重合液(５)に浸ける。該電解重合液(５)内で陽極となる電極(７)をコンデンサ素子(２)に当接させる。電解重合漕(４)の底板(40)は陰極となり、電極(７)を通して第１の導電性高分子膜(30)上を電流が流れ、第２の導電性高分子膜(31)が形成される。
この際、陰極である電解重合漕(４)の底板(40)には、陽イオンが引きつけられるから、気泡(50)が発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電解重合漕(４)から発生する気泡(50)が、コンデンサ素子(２)の第１の導電性高分子膜(30)上に付着することがある。この場合、気泡(50)が付着した箇所は、気泡(50)を覆うように電解重合が進むから、第２の導電性高分子膜(31)上に、５〜１００μｍの不均一な厚さである凹凸状のバリができる(図６参照)。第２の導電性高分子膜(31)上に凹凸があれば陰極層(３)が正しく形成されないから、第２の導電性高分子膜(31)上に研磨等を施して、このバリを除去する必要がある。しかし、このバリ除去作業の際に、第１、第２の導電性高分子膜(30)(31)又は誘電体酸化被膜(21)が損傷し(図７参照)、固体電解コンデンサ(１)としての耐圧の低下、漏れ電流の増大の問題を招来していた。
本発明の目的は、コンデンサ素子の第１の導電性高分子膜上に、電解重合時に発生する気泡が付着することを防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
固体電解コンデンサ（１）は、誘電体酸化皮膜(21)を陽極体(20)上に形成してコンデンサ（２）を作る工程と、該コンデンサ素子（２）上に化学酸化により第１の導電性高分子膜(30)を形成する工程と、内部に電解重合液（５）が満たされ、陰極となる底板(40)とコンデンサ素子（２）が挿入されるべき箇所との間に、気泡(50)の通過を阻止する濾過シート（６）を、電解重合漕（４）の内側に向かって下向きに傾斜するように配備した電解重合漕（４）内に、コンデンサ素子（２）を挿入して電解重合液（５）に浸す工程と、陽極となる電極（７）を電解重合液（５）内にて、コンデンサ素子（２）に当接させる工程と、電極（７）及び電解重合漕（４）の底板(40)に通電して、コンデンサ素子（２）の第１の導電性高分子膜(30)上に、第２の導電性高分子膜(31)を形成する工程を経て形成される。
【０００６】
【作用及び効果】
電解重合漕(４)内にて、電解重合時には陰極となる底板(40)からは気泡(50)が発生する。しかし、該気泡(50)は、底板(40)とコンデンサ素子(２)が挿入されるべき箇所との間に配備された濾過シート(６)にて通過を阻止され、コンデンサ素子(２)には付着しない。これにより、コンデンサ素子(２)上に凹凸が生じる不具合はなくなり、従来から発生していた固体電解コンデンサ(１)としての耐圧の低下、漏れ電流の増大等の問題を解消できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一例を図を用いて詳述する。
図１は、本例に係わる電解重合漕(４)の断面図である。電解重合漕(４)の底板(40)は陰極となり、内部にポリピロール等の電解重合液(５)が満たされる。電解重合漕(４)の上下中央部には、セパレータ又は濾紙等から構成されて気泡(50)の通過を阻止する濾過シート(６)が配備され、コンデンサ素子(２)は濾過シート(６)の上方にて、電解重合液(５)に浸される。
【０００８】
陽極体(20)から固体電解コンデンサ(１)を作成するには、以下の工程を経る。先ず、陽極体(20)を０.００５〜２ｗｔ％のリン酸水溶液に浸して電解酸化することにより、図８に示すように、陽極体(20)上に誘電体酸化被膜(21)を形成して、コンデンサ素子(２)を得る。該コンデンサ素子(２)上にピロールモノマーを化学重合させて第１の導電性高分子膜(30)を形成する。
次に、図１に示すように、電解重合液(５)を満たした電解重合漕(４)に、該コンデンサ素子(２)を入れて、電解重合液(５)に浸す。電解重合液(５)は、０.５〜５ｗｔ％のピロールモノマー、０.５〜５ｗｔ％のＰ−トルエンスルホン酸ナトリウムを水中に溶解したものである。陽極となる電極(７)を電解重合液(５)内にて、コンデンサ素子(２)に当接させる。電極(７)は、ピロール高分子膜で被覆した銅線から構成される。
【０００９】
この状態で、電極(７)及び電解重合漕(４)の底板(40)に、１つのコンデンサ素子(２)当たりに、５ｍＡ以下の電流が加わるように通電した。通電時間は２〜１０時間である。コンデンサ素子(２)上にて第１の導電性高分子膜(30)上を電流が流れ、６０〜８０μｍ程度の均一な厚みの第２の導電性高分子膜(31)が形成される。陰極である底板(40)に陽イオンが引きつけられて、気泡(50)が発生するが、該気泡(50)は上昇しても、濾過シート(６)によって、更に上昇することを規制される。この結果、コンデンサ素子(２)上に気泡(50)は付着しない。
濾過シート(６)は１５〜３００μｍ程度の厚みを有する濾紙又はセパレータ紙であり、これらの紙はクラフトパルプ、マニラ麻、エスパルトパルプ、Ｈｅｍｐパルプ、サラシケミカルパルプ、精製綿、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、又はこれらの混合から成る。
【００１０】
従来では凹凸状のバリがコンデンサ素子(２)上にできていたが、本例では気泡(50)がコンデンサ素子(２)に付着しないから、凹凸状のバリを除去する作業は実施していない。第２の導電性高分子膜(31)を形成したコンデンサ素子(２)にカーボン層(10)、銀ペースト層(11)を介して、リードフレーム(12)(13)を取り付ける。コンデンサ素子(２)を合成樹脂製のハウジング(８)にて被覆し、リードフレーム(12)(13)をハウジング(８)の外周面に沿って折曲して固体電解コンデンサ(１)が完成する(図４参照)。この固体電解コンデンサ(１)は定格電圧１６Ｖであり、１００ヶ製作した。
【００１１】
出願人は、従来の方法でも１００ヶのコンデンサ素子(２)を作り、定格電圧１６Ｖの固体電解コンデンサ(１)を組み立てた。誘電体酸化被膜(21)、第１の導電性高分子膜(30)、第２の導電性高分子膜(31)を形成する際の印加電圧、印加時間等の条件は、本例の方法と同じである。しかし、コンデンサ素子(２)に気泡(50)が付着するため、凹凸を除去しており、第２の導電性高分子膜(31)は５〜８０μｍ程度のバラついた厚みとなる。本例の方法で形成した固体電解コンデンサ(１)は、定格電圧を印加した際に１００ヶ中３ヶがショートしたに留まったが、従来の方法で形成した固体電解コンデンサ(１)は、１００ヶ中３１ヶがショートした。
【００１２】
また、本例の方法で製作したコンデンサ素子(２)を用いた固体電解コンデンサ(１)と、従来の方法で製作したコンデンサ素子(２)を用いた固体電解コンデンサ(１)を１０ヶずつ用意し(定格電圧１６Ｖ)、破壊電圧試験を行ったところ、破壊電圧は以下の通りになった(単位Ｖ)。
【表１】
0003986323.tif 000002
本例の方法で製作したコンデンサ素子(２)を用いた固体電解コンデンサ(１)の方が、破壊電圧が大きくなった。
【００１３】
出願人は更に、本例の方法で製作したコンデンサ素子(２)を用いた固体電解コンデンサ(１)と、従来の方法で製作したコンデンサ素子(２)を用いた固体電解コンデンサ(１)を２５ヶずつ用意し、定格電圧１６Ｖを約４０秒加えて、漏れ電流を測定した。漏れ電流分布を表２に示す(漏れ電流の単位：μＡ)。
【表２】
0003986323.tif 000003
【００１４】
電解重合漕(４)内にて、電解重合時には陰極となる底板(40)からは気泡(50)が発生する。しかし、該気泡(50)は、底板(40)とコンデンサ素子(２)が挿入されるべき箇所との間に配備された濾過シート(６)にて通過を阻止され、コンデンサ素子(２)には付着しない。これにより、コンデンサ素子(２)上に凹凸が生じる不具合はなくなり、従来から発生していた固体電解コンデンサ(１)としての耐圧の低下、漏れ電流の増大等の問題を解消できる。
また、コンデンサ素子(２)上の第２の導電性高分子膜(31)は均一な厚みとなるから、コンデンサ素子(２)上の凹凸を除去する工程をなくすことができ、生産コストを削減できる。
【００１５】
上記例にあっては、濾過シート(６)は平坦であるが、これに代えて、図２に示すように、濾過シート(６)を横方向の中央部にて下向きに折曲し、電解重合漕(４)の内側に向かって下向きに傾斜するように形成してもよい。上昇した気泡(50)は濾過シート(６)に沿って電解重合漕(４)の内周部に集まり、濾過シート(６)の端部を少し電解重合漕(４)の内側から離せば、気泡(50)を電解重合漕(４)から容易に取り出せる。
【００１６】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本例に係わる電解重合漕の断面図である。
【図２】別の濾過シートを示す断面図である。
【図３】従来の固体電解コンデンサの斜視図である。
【図４】図３をＡ−Ａ線を含む面にて破断した断面図である。
【図５】従来の電解重合漕の断面図である。
【図６】電解重合に於いて気泡が付着したコンデンサ素子の断面図である。
【図７】気泡の付着により生じたバリを除去したコンデンサ素子の断面図である。
【図８】コンデンサ素子、第１の導電性高分子膜、第２の導電性高分子膜の位置関係を示す断面図である。
【符号の説明】
(１)  固体電解コンデンサ
(２)  コンデンサ素子
(４)  電解重合漕
(５)  電解重合液
(６)  濾過シート
(７)  電極
(20)  陽極体
(21)  誘電体酸化被膜
(30)  第１の導電性高分子膜
(31)  第２の導電性高分子膜
(40)  底板
(50)  気泡
【図１】
0003986323.tif 000004
【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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