(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる多孔質の陽極体を所定の間隔で連続して設けたフープ状とし、この陽極体の表面に誘電体酸化皮膜層を形成し、続いてこの誘電体酸化皮膜層上に固体電解質層を形成した後、この固体電解質層上にカーボンと銀ペイントからなる陰極層を形成してコンデンサ素子を作製する固体電解コンデンサの製造方法において、上記陰極層の形成を陽極体の固体電解質層上にカーボンペーストを塗布して乾燥した後、このカーボンペースト上に銀ペーストを塗布し、続いてこの塗布された銀ペーストに、上記フープ状の陽極体の搬送方向と交差する方向に対し搬送方向の上流側へ５〜１５度傾斜した角度でエアーを吹き付け、このエアーの流れ方向の終端となる上記陽極体の端部に余剰の銀ペーストを堆積させ、さらに上記余剰の銀ペーストにエアーを吹き付け飛散させることにより、銀ペーストの膜厚を所望の厚さに調整した後、これを乾燥することにより陰極層を形成する固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
フープ状の陽極体を供給する供給部と、上記陽極体の表面に誘電体酸化皮膜層を形成する化成部と、上記誘電体酸化皮膜層上に固体電解質層を形成する重合部と、上記固体電解質層上にカーボンと銀ペイントからなる陰極層を形成する陰極形成部を有した固体電解コンデンサの製造装置において、上記陰極形成部が陽極体の固体電解質層上にカーボンペーストを塗布してこれを乾燥するカーボン層形成部と、このカーボン層上に銀ペーストを塗布する銀ペースト塗布部と、この銀ペーストの膜厚を所望の厚さに調整するために塗布された銀ペーストに陽極体の搬送方向と交差する方向に対し搬送方向の上流側へ５〜１５度傾斜した角度でエアーを吹き付け、このエアーの流れ方向の終端となる陽極体の端部に余剰の銀ペーストを堆積する第１のノズル部と、上記第１のノズル部の下流に設け、上記余剰の銀ペーストを飛散させるためのエアーを吹き付ける第２のノズル部と、上記銀ペーストを乾燥する乾燥部により構成された固体電解コンデンサの製造装置。
【請求項３】
第１のノズル部ならびに第２のノズル部を陽極体の表裏面に夫々一対で設けた請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造装置。
【請求項４】
第２のノズル部を介して吹き付けられるエアーにより飛散される陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストをエアーで吸引するための吸引部を設けた請求項２に記載の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及び製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル機器の発展により高周波領域においてもインピーダンスが低くて高周波特性に優れたコンデンサが強く要望されている。このような市場の要望に応えて、電解質として二酸化マンガンやポリピロール、ポリチオフェン等の固体電解質を用いたものが開発されて商品化されてきている。
【０００３】
図５はこの種の固体電解コンデンサの構成を示した一部切り欠き斜視図であり、同図において、１３はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１３は弁作用金属であるアルミニウム箔５をエッチングすることにより表面を粗面化した後、これを化成処理することによりその表面に誘電体酸化皮膜６を形成して所望の形状に打ち抜き成形されている。
【０００４】
そして、絶縁性レジスト１０により陽極部１１と陰極部１２に分離された後、この陰極部１２に二酸化マンガン層７と、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電性高分子の固体電解質層８を形成した後、この固体電解質層８上にカーボン層、銀ペーストの導電体層からなる陰極層９を設けることによってコンデンサ素子１３が形成されている。
【０００５】
そして、このように構成されたコンデンサ素子１３を単独で、或いは複数枚積層し、コンデンサ素子１３の陽極部１１と陰極部１２に陽極端子１４Ａと陰極端子１４Ｂを夫々接続した後、上記陽極端子１４Ａと陰極端子１４Ｂの一部が夫々外部に露呈するようにして絶縁性の外装樹脂１５によりコンデンサ素子１３を被覆して固体電解コンデンサが構成されている。
【０００６】
このように構成された固体電解コンデンサは、固体電解質層８の固有抵抗が著しく低いという特徴を有するため、固体電解コンデンサの等価直列抵抗（以下、ＥＳＲという）特性の低減化を図ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記構成の固体電解コンデンサでは、カーボン層と導電体層としての銀ペーストを用いて陰極層９を形成する際に、銀ペーストの粘度が高く、浸漬や塗布等の工法では膜厚に斑が生じたり、導電体層の未形成部が生じたりするため、薄くて均一な導電体層を形成するのが極めて困難なものであった。
【０００８】
また、このような問題を解決するために、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、弾性を有したヘラ状の掻き取り板１６Ａ，１６Ｂを一対で対向して設け、この間を銀ペースト１７ａが塗布されたフープ状の陽極体１７を通過させることにより陽極体１７の固定電解質層上に塗布された銀ペースト１７ａを掻き取り板１６ａ，１６ｂの先端部分で強制的に掻き取るようにしているが、掻き取り板１６ａ，１６ｂの弾性により銀ペースト１７ａの厚みを調整する方法であるために銀ペースト１７ａの厚みを均一に薄くすることが困難であると共に、掻き取った銀ペースト１７ａが掻き取り部に堆積するために頻繁に除去しなければならず、また同図（ｂ）に示すように十分に掻き取れない銀ペースト１７ａが陽極体１７の下部に付着したまま通過したりするので品質と生産性の面で大きな課題を有したものであった。
【０００９】
従って、このような不均一な厚みの銀ペースト１７ａからなる陰極層９を有する固体電解コンデンサは、陰極端子１４Ｂや陰極層９間の接触抵抗が増加することによりＥＳＲ特性が悪い製品が多く発生し、製品の歩留まりを悪化させるという課題を有したものであった。
【００１０】
また、導電体層を薄くすることが困難なことから陰極層９の厚みが厚くなり易く、このためコンデンサ素子１３の体積が増加して体積当たりの容量が減少するという課題を有したものであった。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題を解決し、陰極層内の導電体層を薄く均一に形成することにより、ＥＳＲ特性及び体積当たりの容量が優れた固体電解コンデンサの製造方法及び製造装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【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、陽極体の固体電解質層上にカーボンペーストを塗布して乾燥した後、このカーボンペースト上に銀ペーストを塗布し、続いてこの塗布された銀ペーストに、所定の間隔で連続して設けたフープ状の陽極体の搬送方向と交差する方向に対し搬送方向の上流側へ５〜１５度傾斜した角度でエアーを吹き付け、このエアーの流れ方向の終端となる陽極体の端部に余剰の銀ペーストを堆積させ、さらにこの余剰の銀ペーストにエアーを吹き付け飛散させることにより、銀ペーストの膜厚を所望の厚さに調整した後、これを乾燥することにより陰極層を形成する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、薄くて均一な導電体層を形成することができるようになり、ＥＳＲ特性及び体積当たりの容量が優れた固体電解コンデンサを得ることができるという作用効果が得られる。
【００１３】
また、特に、エアーを吹き付けることにより銀ペーストの膜厚を所望の厚さに調整する際、エアーの流れ方向の終端となる陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストをエアーを吹き付けることにより飛散させるようにした方法により、余剰の銀ペーストを無くしてコンデンサ素子の体積を小さくすることができるという作用効果が得られる。
【００１４】
また、特に、エアーを吹き付けることにより飛散される陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストをエアーで吸引するようにした方法により、余剰の銀ペーストを確実に無くしてコンデンサ素子の体積を小さくすることができるという作用効果が得られる。
【００１５】
また、特に、銀ペーストの膜厚を所望の厚さに調整するために吹き付けるエアーの圧力を０．０５〜０．１５ＭＰａとし、この圧力調整によって銀ペーストの膜厚を調整するようにした方法により、薄くて均一な導電体層を形成することができるという作用効果が得られる。
【００１６】
また、請求項１に記載の発明において、特に、銀ペーストとして、２５℃で５０ｒｐｍの動粘度が５．０〜７．０Ｐａ・ｓであるものを用いる方法により、より一層薄くて均一な導電体層を形成することができるという作用効果が得られる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、特に、フープ状の陽極体を供給する供給部と、上記陽極体の表面に誘電体酸化皮膜層を形成する化成部と、上記誘電体酸化皮膜層上に固体電解質層を形成する重合部と、上記固体電解質層上にカーボンと銀ペイントからなる陰極層を形成する陰極形成部を有した固体電解コンデンサの製造装置において、上記陰極形成部が陽極体の固体電解質層上にカーボンペーストを塗布してこれを乾燥するカーボン層形成部と、このカーボン層上に銀ペーストを塗布する銀ペースト塗布部と、この銀ペーストの膜厚を所望の厚さに調整するために塗布された銀ペーストに陽極体の搬送方向と交差する方向に対し搬送方向の上流側へ５〜１５度傾斜した角度でエアーを吹き付け、このエアーの流れ方向の終端となる陽極体の端部に余剰の銀ペーストを堆積する第１のノズル部と、上記第１のノズル部の下流に設け、堆積した余剰の銀ペーストを飛散させるためのエアーを吹き付ける第２のノズル部と、上記銀ペーストを乾燥する乾燥部により構成された固体電解コンデンサの製造装置というものであり、この構成により、薄くて均一な導電体層を安定して形成することができるようになり、ＥＳＲ特性及び体積当たりの容量が優れた固体電解コンデンサを得ることができるという作用効果が得られる。
【００１８】
また、特に、第１のノズル部を介して吹き付けられるエアーにより陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストを飛散させるためのエアーを吹き付ける第２のノズル部を上記第１のノズル部の下流に設けた構成により、陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストを確実に飛散させて体積当たりの容量が優れた固体電解コンデンサを得ることができるという作用効果が得られる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、特に、第１のノズル部ならびに第２のノズル部を陽極体の表裏面に夫々一対で設けたというものであり、この構成により、請求項２に記載の発明により得られる作用効果をより一層効率良く得ることができるという作用効果が得られる。
【００２０】
また、特に、第１のノズル部と陽極体との距離を１．５〜３．０mmとした構成により、請求項２に記載の発明により得られる作用効果をより一層効率良く得ることができるという作用効果が得られる。
【００２１】
また、特に、第２のノズル部と陽極体との距離を３．０〜５．０mmとした構成により、請求項２に記載の発明により得られる陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストを確実に飛散させるという作用効果をより一層効率良く得ることができるという作用効果が得られる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、特に、第２のノズル部を介して吹き付けられるエアーにより飛散される陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストをエアーで吸引するための吸引部を設けたものであり、この構成により、余剰の銀ペーストを強制的に吸引して請求項２に記載の発明により得られる陽極体の端部に堆積した余剰の銀ペーストを確実に飛散させるという作用効果をより一層効率良く得ることができるという作用効果が得られる。
【００２３】
また、請求項１に記載の発明の製造方法により得られた固体電解コンデンサの陰極層を構成する銀ペーストの乾燥後の同一面における厚さが１０〜２５μｍである構成により、薄くて均一な導電体層を有し、ＥＳＲ特性及び体積当たりの容量が優れた固体電解コンデンサを提供することができるという作用効果が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２５】
図１は本発明による固体電解コンデンサの製造装置を示す要部斜視図、図２と図３は同装置の要部側面断面図と要部側面図であり、同図において、１は図中の矢印方向に定速で搬送されるフープ状の陽極体であり、この陽極体１は図示しない供給部から供給されるフープ状のアルミニウム箔をエッチングすることにより表面を粗面化した後、これを化成部（図示せず）で化成処理することにより表面に誘電体酸化皮膜を形成して所望の形状に打ち抜き加工されている。そして、絶縁性レジストにより陽極部と陰極部に分離した後、この陰極部に二酸化マンガン層と重合部（図示せず）により導電性高分子の固体電解質層を形成し、さらに、この固体電解質層上にカーボン層形成部（図示せず）によりカーボン層を形成した後、このカーボン層上に銀ペースト塗布部（図示せず）により銀ペーストを塗布した状態のものである。
【００２６】
２は第１のノズル部、３は第２のノズル部であり、この第１のノズル部２と第２のノズル部３は上記フープ状の陽極体１を上下から挟み込むように夫々一対で対称に配設されている。４はフィルターであり、図示しない吸引用の動力源により、主に上記第１のノズル部２と第２のノズル部３の先端近傍を吸引するように作動するものである。
【００２７】
図２は上記図１に示した固体電解コンデンサの製造装置の第１のノズル部２を詳細に示した要部側面断面図であり、同図に示すように、フープ状の陽極体１に塗布された銀ペースト１ａにエアーを吹き付けることにより、銀ペースト１ａの厚みを薄く、かつ均一に調整するようにしているものである。
【００２８】
図３は上記図１に示した固体電解コンデンサの製造装置の第２のノズル部３を詳細に示した要部側面図であり、同図に示すように上記図２で説明したフープ状の陽極体１に塗布された銀ペースト１ａにエアーを吹き付けて銀ペースト１ａの厚みを調整した後、陽極体１の端部に堆積した銀ペースト１ａをエアーで吹き飛ばすようにしたものである。さらに、上記第１のノズル部２と第２のノズル部３の先端部近傍はフィルター４により吸引されているので、上記銀ペースト１ａの厚みの調整や堆積部の飛散に対してより効果的な作用をもたらすことができるものである。
【００２９】
なお、上記陽極体１に形成する二酸化マンガン層は、硫酸マンガン水溶液を含浸させて自然乾燥させた後、３００℃で熱分解処理を行うことにより形成することができるものである。
【００３０】
また、上記二酸化マンガン層の代わりに、導電性高分子等の導電性材料からなるプレコート層を形成して用いることもできるものである。
【００３１】
また、上記導電性高分子の固体電解質層は、複素環式モノマー（例えばピロール、チオフェン）を含む重合液中で外部電極から給電を行い、電解重合により形成するものであり、これにより、比較的短時間で特性の良い固体電解コンデンサを安定して得ることができるものである。
【００３２】
以下、具体的な実施の形態について説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
まず、エッチング処理により表面積を１２５倍に拡大（粗面化）したアルミニウム箔に絶縁性のレジストテープを貼り付けることにより陽極部と陰極部に分離し、有効面積が３．２mm×３．９mmになるようにした素子部を４mm間隔で連続して設けたフープ状の陽極体を、液温が７０℃、濃度が０．３ｗｔ％のリン酸二水素アンモニウム水溶液に浸漬して１２Ｖの直流電圧を２０分間印加することにより上記素子部の表面に陽極酸化皮膜を形成した。
【００３４】
次に、この陽極体を液温が２５℃、濃度が２０ｗｔ％の硝酸マンガン水溶液に３秒間浸漬して引き上げた後、表面に付着した過剰の硝酸マンガン水溶液をエアーにより吹き飛ばした。続いて、この陽極体を１分以内に２５０℃以上に上昇させ、３００℃で５分間熱分解することにより陽極体の表面に二酸化マンガン層を形成した。
【００３５】
次に、この陽極体を液温が７０℃、濃度が０．３ｗｔ％のリン酸二水素アルミニウム水溶液に浸漬して１０Ｖの直流電圧を１０分間印加して再化成を行った。続いて、陽極体に形成された二酸化マンガン層上に電解重合法によりポリピロール膜からなる導電性高分子の固体電解質層を形成した。
【００３６】
次に、この固体電解質層上に５ｗｔ％のカーボン粒子とアンモニアを添加してｐＨ１０からなる水溶液を含浸させ、１５０℃で乾燥してカーボン層を形成した。続いて、このカーボン層上に２５℃での５０ｒｐｍの動粘度を６．０Ｐａ・ｓに調整した銀ペーストを塗布し、このフープ状の陽極体を１ｍ／分の速度で搬送して上記図１〜図３に示した製造装置を用いて塗布された銀ペーストを所望の厚さに調整し、これを加熱乾燥することにより陰極導電体層を形成してコンデンサ素子を作製した。
【００３７】
なお、この時の同装置を用いた銀ペーストの厚さの調整は、第１のノズル部のエアー吹き出し口をフープ状の陽極体から２mm離れた位置に上下に配置するようにし、かつエアーの吹き出し方向を図４に示すようにフープ状の陽極体の搬送方向と交差する方向に対して１０度（θ）傾け、圧力を０．１ＭＰａとした。
【００３８】
また、第２のノズル部のエアー吹き出し口をフープ状の陽極体から３．５mm離れた位置に上下に配置するようにし、圧力を０．１ＭＰａとして余剰の銀ペーストを吹き飛ばすと共に、吹き飛ばされた銀ペーストをフィルターで回収した。
【００３９】
このようにして薄く均一に塗布された銀ペーストを加熱乾燥してコンデンサ素子を作製した後、このコンデンサ素子の陽極体と陰極導電体層に陽極端子と陰極端子を接続し、これを絶縁性の外装樹脂でモールドすることにより上記図５で示した構成の固体電解コンデンサを作製した（Ｄサイズ：７．３mm×４．３mm×２．８mm）。
【００４０】
（実施の形態２）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の圧力を０．０５ＭＰａ、第２のノズル部の圧力を０．０５ＭＰａに調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４１】
（実施の形態３）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の圧力を０．１０ＭＰａ、第２のノズル部の圧力を０．０５ＭＰａに調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４２】
（実施の形態４）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の圧力を０．１０ＭＰａ、第２のノズル部の圧力を０．１５ＭＰａに調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４３】
（実施の形態５）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の圧力を０．１５ＭＰａ、第２のノズル部の圧力を０．１０ＭＰａに調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４４】
（実施の形態６）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の圧力を０．１５ＭＰａ、第２のノズル部の圧力を０．１５ＭＰａに調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４５】
（実施の形態７）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の吹き付け角度（θ）を５度に調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４６】
（実施の形態８）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の吹き付け角度（θ）を１５度に調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４７】
（実施の形態９）
上記実施の形態１において、第１のノズル部の吹き付け角度（θ）を２０度に調整して塗布された銀ペーストの厚みを調整することにより陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４８】
（比較例１）
上記実施の形態１において、第１のノズル部と第２のノズル部の圧力を０にして銀ペーストを塗布し、陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００４９】
（比較例２）
従来例で図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明したように、陽極体に塗布された銀ペーストをヘラ状の掻き取り板で掻き取って厚みを調整し、陰極導電体層を形成した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００５０】
このようにして作製した実施の形態１〜９と比較例１，２のコンデンサ素子の陰極部の厚みを測定した結果と、各コンデンサ素子を夫々４枚積層して固体電解コンデンサを作製してコンデンサの初期特性（容量、ＥＳＲ）を測定した結果を（表１）に示す。なお、測定は温度２５〜３０℃で行い、静電容量は１２０Ｈｚ、ＥＳＲは１００ｋＨｚで測定し、ｎ＝３０個の平均値を示した。
【００５１】
【表１】
0004032613.tif 000002
【００５２】
この（表１）から明らかなように、本発明の実施の形態による固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の陰極部の厚みも薄く、かつ均一に形成されており、このため、このコンデンサ素子を複数枚積層して作製された固体電解コンデンサは各素子間の接触抵抗が低減し、比較例に比べてＥＳＲ特性が優れていることがわかる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、コンデンサ素子の陰極導電体層を形成する銀ペーストを塗布した後、この塗布された銀ペーストにエアーを吹き付けて厚みを調整することにより、薄くて均一な陰極導電体層を形成することができるため、接触抵抗を低減させ、薄くて体積効率の良い固体電解コンデンサを安定して得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造装置を示す要部斜視図
【図２】  同製造装置の第１のノズル部を示す要部側面断面図
【図３】  同製造装置の第２のノズル部を示す要部側面図
【図４】  同製造装置の第１のノズル部を示す平面図
【図５】  固体電解コンデンサの構成を示す一部切り欠き斜視図
【図６】  （ａ）、（ｂ）従来の固体電解コンデンサの製造装置の構成を示す要部斜視図
【符号の説明】
１  フープ状の陽極体
１ａ  銀ペースト
２  第１のノズル部
３  第２のノズル部
４  フィルター
５  アルミニウム箔
６  誘電体酸化皮膜
７  二酸化マンガン層
８  固体電解質層
９  陰極層
１０  絶縁性レジスト
１１  陽極部
１２  陰極部
１３  コンデンサ素子
１４Ａ  陽極端子
１４Ｂ  陰極素子
１５  外装樹脂
【図１】
0004032613.tif 000003
【図２】
0004032613.tif 000004
【図３】
0004032613.tif 000005
【図４】
0004032613.tif 000006
【図５】
0004032613.tif 000007
【図６】
0004032613.tif 000008