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JP2009238776A - Method of manufacturing solid electrolytic capacitor - Google Patents

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JP2009238776A
JP2009238776A JP2008078972A JP2008078972A JP2009238776A JP 2009238776 A JP2009238776 A JP 2009238776A JP 2008078972 A JP2008078972 A JP 2008078972A JP 2008078972 A JP2008078972 A JP 2008078972A JP 2009238776 A JP2009238776 A JP 2009238776A
Authority
JP
Japan
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layer
forming
solid electrolytic
electrolytic capacitor
anode
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Pending
Application number
JP2008078972A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sanae Tanaka
里苗 田中
Keiko Matsuoka
桂子 松岡
Masashi Umeda
昌志 梅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2008078972A priority Critical patent/JP2009238776A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor improved in adhesiveness between layers, and reduced in ESR, in a capacitor element of the solid electrolytic capacitor having a solid electrolyte. <P>SOLUTION: The method of manufacturing a solid electrolytic capacitor includes a process of manufacturing a capacitor element having a positive electrode body having a positive electrode extraction part, and composed by sequentially forming, on a circumferential surface of the positive electrode body excluding the positive electrode extraction part, a dielectric coating layer, a negative electrode layer and a negative electrode extraction part. The process of manufacturing the capacitor element includes step of: forming the positive electrode body having the positive electrode extraction part; forming the dielectric coating layer; forming the negative electrode layer; forming the negative electrode extraction part; and carrying out a surface treatment by ultraviolet irradiation or plasma irradiation. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、陽極体の周面に誘電体皮膜層、陰極層、陰極引出部を順次形成してなるコンデンサ素子を有する固体電解コンデンサの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor having a capacitor element in which a dielectric film layer, a cathode layer, and a cathode lead portion are sequentially formed on the peripheral surface of an anode body.

従来より、低ESR化を目的として導電性高分子を陰極層を形成する固体電解質として用いた固体電解コンデンサが知られている。これら導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリピロール又はポリアニリン等を用いることができる。   Conventionally, a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer as a solid electrolyte for forming a cathode layer has been known for the purpose of lowering ESR. As these conductive polymers, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, or the like can be used.

ところで、近年、電子情報機器はデジタル化され、さらに駆動周波数の高速化に伴い駆動電圧の低減化、且つ駆動電流の増大化が進んできている。特に、パーソナルコンピュータの心臓部であるマイクロプロセッサの高速化は著しく、駆動電圧は低減の一途をたどっている。このようなマイクロプロセッサに高精度な電力を供給する回路として、電圧制御モジュール(VRM)と呼ばれるDC−DCコンバータが広く使用されている。   By the way, in recent years, electronic information devices have been digitized, and the driving voltage has been reduced and the driving current has been increased with the increase in driving frequency. In particular, the speed of the microprocessor, which is the heart of a personal computer, has been remarkably increased, and the driving voltage has been steadily reduced. As a circuit for supplying high-precision power to such a microprocessor, a DC-DC converter called a voltage control module (VRM) is widely used.

ところで、マイクロプロセッサの低電圧化に伴い、マイクロプロセッサの動作を保証する電圧範囲は狭くなってきている。マイクロプロセッサの要求電流は、マイクロプロセッサに課せられる状況により非常に高速で変化するため、DC−DCコンバータだけでは変化に対応できず、出力側に負荷コンデンサを接続してマイクロプロセッサの負荷変動に対応している。   By the way, as the voltage of the microprocessor is lowered, the voltage range for guaranteeing the operation of the microprocessor is becoming narrower. The demand current of the microprocessor changes very fast depending on the situation imposed on the microprocessor. Therefore, the DC-DC converter alone cannot cope with the change, and a load capacitor is connected to the output side to cope with the load fluctuation of the microprocessor. is doing.

このような負荷コンデンサに求められる機能は、損失を小さくするためにESR(Equivalent Series Resistance:等価直列抵抗)が小さいことである。そのため、このような負荷コンデンサに用いられる固体電解コンデンサにおいても、さらなるESRの低減が求められている。このような固体電解コンデンサの低ESR化の試みとして、特許文献1に開示の方法がある。
特開平11−135377号公報。
The function required for such a load capacitor is that ESR (Equivalent Series Resistance) is small in order to reduce loss. Therefore, further reduction in ESR is also demanded for solid electrolytic capacitors used for such load capacitors. As an attempt to reduce the ESR of such a solid electrolytic capacitor, there is a method disclosed in Patent Document 1.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-135377.

しかし、特許文献1に記載のように、粒径10〜500Åの金属微粒子に若干の有機化合物が含有された導電膜層を形成した固体電解コンデンサでは、銀粒子が固体電解質層の表面の微細な凹凸に入り込み、全体として銀ペースト層と固体電解質層の接触面積を拡大することで接触抵抗を減少させることができるものの、銀ペーストを焼結した際に、バインダー成分が除去されることに伴い、銀ペースト層にマイクロクラックが生じてしまい、銀粒子同士の接触頻度が低下してしまう。その結果、銀ペースト層の低効率が高くなってしまい、期待されたほどには固体電解コンデンサのESR特性を低減することができなかった。   However, as described in Patent Document 1, in a solid electrolytic capacitor in which a conductive film layer in which some organic compounds are contained in metal fine particles having a particle diameter of 10 to 500 mm is formed, silver particles are fine on the surface of the solid electrolyte layer. Although the contact resistance can be reduced by entering the irregularities and expanding the contact area between the silver paste layer and the solid electrolyte layer as a whole, when the binder component is removed when the silver paste is sintered, A microcrack will arise in a silver paste layer, and the contact frequency between silver particles will fall. As a result, the low efficiency of the silver paste layer was increased, and the ESR characteristics of the solid electrolytic capacitor could not be reduced as expected.

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、さらなるESRの低減を可能とした固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することにある。   The present invention has been proposed to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor capable of further reducing ESR and a method for manufacturing the same. .

上記問題を鑑みて本発明は、陽極引出部を有する陽極体を有し、前記陽極引出部を除く前記陽極体の周面に誘電体皮膜層、陰極層、陰極引出部を順次形成してなるコンデンサ素子を作製する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、前記コンデンサ素子を作製する工程は、前記陽極引出部を有する前記陽極体を形成する工程と、前記誘電体皮膜層を形成する工程と、前記陰極層を形成する工程と、前記陰極引出部を形成する工程と、紫外線照射またはプラズマ照射することにより表面処理する工程とを有することを特徴とする。前記表面処理する工程は、前記陰極引出部を形成する工程の後に行われても、前記陰極層を形成する工程の後に行われても、前記誘電体皮膜層を形成する工程の後に行われても、前記陽極体を形成する工程の後に行われても構わない。   In view of the above problems, the present invention includes an anode body having an anode lead portion, and a dielectric film layer, a cathode layer, and a cathode lead portion are sequentially formed on the peripheral surface of the anode body excluding the anode lead portion. In the method of manufacturing a solid electrolytic capacitor including a step of manufacturing a capacitor element, the step of manufacturing the capacitor element includes a step of forming the anode body having the anode lead portion, and a step of forming the dielectric coating layer. And a step of forming the cathode layer, a step of forming the cathode lead-out portion, and a step of performing a surface treatment by irradiating with ultraviolet rays or plasma. The surface treatment step may be performed after the step of forming the cathode lead portion, after the step of forming the cathode layer, or after the step of forming the dielectric coating layer. Alternatively, it may be performed after the step of forming the anode body.

各層の表面に紫外線照射またはプラズマ照射を行うことにより、各層の表面に極性を有するカルボキシル基や水酸基が生成する。該カルボキシル基や水酸基の存在により各層の表面が粗面化し、これにより表面張力・濡れ性が向上し、各層間の密着性が向上するため、コンデンサのESRを低減することができる。   By irradiating the surface of each layer with ultraviolet light or plasma, polar carboxyl groups and hydroxyl groups are generated on the surface of each layer. The presence of the carboxyl group or hydroxyl group causes the surface of each layer to become rough, thereby improving the surface tension and wettability and improving the adhesion between the layers, so that the ESR of the capacitor can be reduced.

本発明の実施のための最良の形態について、以下に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below.

図1は本発明の固体電解コンデンサの断面図であり、図2はコンデンサ素子の断面図である。本発明の固体電解コンデンサは、陽極引出部21が突出したコンデンサ素子1と、陽極部21と接続されている陽極リードフレーム61と、コンデンサ素子1と接続されている陰極リードフレーム62と、コンデンサ素子1を被覆する外装樹脂7とを具えている。
ここで、コンデンサ素子1は、具体的には図2に示す構造を有する。すなわち、陽極引出部21が植立されている陽極体22の周面に誘電体皮膜層3、陰極層4、陰極引出部5が順次形成されてなる構造を有している。このような固体電解コンデンサは、以下のようにして作製される。
(1.コンデンサ素子の各層の形成工程)
まず、陽極引出部21として陽極ワイヤを金型から突出するように配置し、金型内にタンタルやニオブ等の弁作用金属の粉末を充填し、加圧成型し、焼結して陽極体22を形成する。次に、該陽極体22の周面に誘電体皮膜層3を形成する。具体的には、硫酸や硝酸、アジピン酸等の酸溶液に前記陰極引出部21が突出した陽極体22を浸漬し、陽極酸化反応により誘電体皮膜層3を形成する。
FIG. 1 is a sectional view of a solid electrolytic capacitor of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a capacitor element. The solid electrolytic capacitor of the present invention includes a capacitor element 1 from which an anode lead portion 21 protrudes, an anode lead frame 61 connected to the anode section 21, a cathode lead frame 62 connected to the capacitor element 1, and a capacitor element. 1 and an exterior resin 7 covering 1.
Here, the capacitor element 1 specifically has a structure shown in FIG. That is, it has a structure in which the dielectric coating layer 3, the cathode layer 4, and the cathode lead portion 5 are sequentially formed on the peripheral surface of the anode body 22 where the anode lead portion 21 is planted. Such a solid electrolytic capacitor is manufactured as follows.
(1. Formation process of each layer of capacitor element)
First, an anode wire is disposed so as to protrude from the mold as the anode lead-out portion 21, and the mold is filled with powder of a valve metal such as tantalum or niobium, pressure-molded, sintered, and sintered. Form. Next, the dielectric coating layer 3 is formed on the peripheral surface of the anode body 22. Specifically, the anode body 22 from which the cathode lead portion 21 protrudes is immersed in an acid solution such as sulfuric acid, nitric acid, or adipic acid, and the dielectric coating layer 3 is formed by an anodic oxidation reaction.

次いで陰極層4を形成する。陰極層4は固体電解質層からなり、単層からなっていてもよいし、複数の層から構成されていてもよい。固体電解質層を形成する固体電解質としては、二酸化マンガン等の無機半導体やTCNQ(7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン)錯塩等の有機半導体、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン等の導電性高分子を採用することができ、これらの組み合わせにより陰極層4が形成されてもよい。上述に例を挙げた陰極層4として用いることができる固体電解質は、従来周知の方法により形成することができる。本実施形態では、固体電解質として導電性高分子を用いた陰極層4を形成する。   Next, the cathode layer 4 is formed. The cathode layer 4 is composed of a solid electrolyte layer, may be composed of a single layer, or may be composed of a plurality of layers. Solid electrolytes that form the solid electrolyte layer include inorganic semiconductors such as manganese dioxide, organic semiconductors such as TCNQ (7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane) complex salts, and conductive materials such as polypyrrole, polythiophene, polyfuran, and polyaniline. A cationic polymer can be employed, and the cathode layer 4 may be formed by a combination thereof. The solid electrolyte that can be used as the cathode layer 4 exemplified above can be formed by a conventionally known method. In the present embodiment, the cathode layer 4 using a conductive polymer as the solid electrolyte is formed.

導電性高分子を形成する方法としては、化学重合法や電解重合法等が知られている。化学重合法は、モノマーを、酸化剤を用いて酸化反応を行うことにより導電性高分子を形成する方法である。モノマーとしては、ピロール、チオフェン、フラン、アニリン及びこれらの誘導体の中から任意で1種以上を選択して用いることが可能である。酸化剤としては、過酸化水素や過マンガン酸カリウム、酸化鉄(III)、ニクロム酸カリウム等の従来周知のものを用いることができる。化学重合法は例えば、上記モノマーと上記酸化剤を有する溶液に前記誘電体皮膜層3が表面に形成されている陽極体22を浸漬することにより行われる。また、モノマーを含む溶液と酸化剤を含む溶液とを夫々用意し、各々の溶液に該陽極体22を浸漬してもよい。さらに、化学重合に用いられる溶液には、界面活性剤等の添加剤が含まれていてもよく、導電性高分子の導電性を向上させるためには、ドーパントを含むことが好ましい。ドーパントとしては、有機スルホン酸や塩化鉄(III)等を用いることができる。また酸化剤及びドーパントを溶液中に含有させる場合、酸化剤兼ドーパントとなる物質を有していてもよい。このような材料として例えばベンゼンスルホン酸鉄(III)、p−トルエンスルホン酸鉄(III)、ナフタレンスルホン酸鉄(III)などの第二鉄塩等が挙げられる。   As a method for forming a conductive polymer, a chemical polymerization method, an electrolytic polymerization method, and the like are known. The chemical polymerization method is a method for forming a conductive polymer by subjecting a monomer to an oxidation reaction using an oxidizing agent. As the monomer, one or more kinds can be arbitrarily selected and used from pyrrole, thiophene, furan, aniline, and derivatives thereof. As the oxidizing agent, conventionally known ones such as hydrogen peroxide, potassium permanganate, iron (III) oxide, and potassium dichromate can be used. The chemical polymerization method is performed, for example, by immersing the anode body 22 having the dielectric film layer 3 formed on the surface thereof in a solution containing the monomer and the oxidizing agent. Alternatively, a solution containing a monomer and a solution containing an oxidizing agent may be prepared, and the anode body 22 may be immersed in each solution. Furthermore, the solution used for the chemical polymerization may contain an additive such as a surfactant. In order to improve the conductivity of the conductive polymer, a dopant is preferably included. As the dopant, organic sulfonic acid, iron (III) chloride, or the like can be used. Moreover, when an oxidizing agent and a dopant are contained in the solution, a substance that serves as an oxidizing agent and a dopant may be included. Examples of such materials include ferric salts such as iron (III) benzenesulfonate, iron (III) p-toluenesulfonate, and iron (III) naphthalenesulfonate.

電解重合法は、モノマーとドーパントを含む溶液中に陽極体22を浸漬し、陽極体22を陽極電極とし、該陽極電極と溶液中に配設されている陰極電極との間に電流を流すことにより電解酸化反応を発生させて導電性高分子を形成する方法である。前記モノマーおよびドーパントとしては、化学重合法に用いるものと同様の材料を用いることができる。   In the electrolytic polymerization method, anode body 22 is immersed in a solution containing a monomer and a dopant, anode body 22 is used as an anode electrode, and a current is passed between the anode electrode and a cathode electrode disposed in the solution. In this method, an electrooxidation reaction is generated to form a conductive polymer. As the monomer and dopant, the same materials as those used in the chemical polymerization method can be used.

上記の方法で陰極層4を形成したのち、陰極引出部5を形成する。陰極引出部5は、図2に示すような導電性カーボン層51と銀ペースト層52との積層体の他、銀ペースト層のみの単層構造を採用することも可能である。導電性カーボン層51は、グラファイトやカーボンブラック、カーボンナノチューブ等の導電性カーボン材と、バインダとを含む溶液に、表面に陰極層4が形成された陽極体22を浸漬させることにより形成される。また、銀ペースト層52は、銀粒子とバインダを含む溶液に陽極体22を浸漬することにより形成される。ここで、前記の導電性カーボン材、バインダは従来周知の種々の材料を採用することができ、導電性カーボン層51を形成するための溶液及び銀ペースト層52を形成するための溶液に用いる溶媒についても、水や有機溶媒等従来周知の材料を用いることが可能である。例えば、バインダとしてメチルセルロース、ポリアクリロニトリル、メタクリル酸メチルや、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができる。また前記溶媒として酢酸ブチルやアルコール類、ケトン類等を用いることができる。   After the cathode layer 4 is formed by the above method, the cathode lead-out portion 5 is formed. The cathode lead-out portion 5 can adopt a single layer structure including only a silver paste layer in addition to a laminate of the conductive carbon layer 51 and the silver paste layer 52 as shown in FIG. The conductive carbon layer 51 is formed by immersing the anode body 22 having the cathode layer 4 formed on the surface thereof in a solution containing a conductive carbon material such as graphite, carbon black, or carbon nanotube, and a binder. The silver paste layer 52 is formed by immersing the anode body 22 in a solution containing silver particles and a binder. Here, as the conductive carbon material and the binder, various conventionally known materials can be adopted, and the solvent used for the solution for forming the conductive carbon layer 51 and the solution for forming the silver paste layer 52 are used. As for, it is possible to use a conventionally known material such as water or an organic solvent. For example, methyl cellulose, polyacrylonitrile, methyl methacrylate, phenol resin, polyester resin, acrylic resin, epoxy resin, or the like can be used as the binder. Moreover, butyl acetate, alcohols, ketones, etc. can be used as said solvent.

上記のようにして、コンデンサ素子1の各層が形成される。
(2.表面処理工程)
次に、コンデンサ素子1の表面処理工程について説明する。本発明の表面処理は、層の表面を粗面化することにより濡れ性を向上させるために行われ、その方法としては紫外線照射やプラズマ照射を行うことが挙げられる。紫外線照射に用いられる紫外線の波長は、酸素雰囲気下での紫外線照射によってオゾンが発生する範囲であることが好ましい。また、プラズマ処理を用いる場合において、出力や照射時間等を適宜変更することができ、その値は特に限定されるべきではない。
該表面処理は上述のコンデンサ素子1を作製する工程において、陽極体22を形成した後や、誘電体皮膜層3を形成した後、陰極層4を形成した後、陰極引出部5を形成した後等に行うことが可能であるが、少なくとも上述の銀ペースト層52について行われることが好ましい。銀ペースト層52に対して紫外線照射やプラズマ照射を行うと、銀ペースト層52の表面に極性を有するカルボキシル基や水酸基等が生成する。該カルボキシル基や水酸基の存在により、銀ペースト層52の表面が粗面化し表面張力が大きくなって、後に述べる端子として機能する陰極リードフレーム62との密着性が向上し、従って固体電解コンデンサのESRが低減する。
また、陰極層4を形成した後に表面処理を行うことが好ましい。本発明のように導電性高分子からなる固体電解質層で形成された陰極層4の表面は、比較的平滑となるが、表面処理を施すことにより、陰極層4の表面が粗面化する。これにより、比較的表面の粗い陰極引出部5との接触面積が増大し密着性が向上するため、固体電解コンデンサのESRを低減することができる。陰極層4が、多数の固体電解質層の積層からなる場合、表面処理は各々の固体電解質層に対して行われてもよいが、少なくとも一つの層に対して行われていれば、各々の固体電解質層に対する表面処理の有無は特に限定されない。例えば、化学重合法により形成された導電性高分子の層と電解重合法により形成された導電性高分子の層とを有している場合、本発明の表面処理は、各々の導電性高分子層に対して行われても、どちらか一方のみ行っても構わないが、少なくとも化学重合法により形成された導電性高分子の層に対して行われることが好ましい。化学重合法により形成された導電性高分子の層に対して表面処理を行うと、該化学重合法により形成された導電性高分子の層の表面が活性化して、該表面にカルボキシル基や水酸基等の極性を有する官能基が生成する。これにより、ぬれ性がよくなり、化学重合法により形成された導電性高分子層と電解重合法により形成された導電性高分子層との密着性が向上するため、固体電解コンデンサのESRを低減することができる。
(3.固体電解コンデンサの作製)
まず、陽極リードフレーム61及び陰極リードフレーム62を用意し、その上に上記1及び2より作製されたコンデンサ素子1を、陽極引出部21と陽極リードフレーム61が接触し、且つ陰極引出部5と陰極リードフレーム62が接触するように載置し、各々接続する。陽極リードフレーム61及び陰極リードフレーム62は金属部材からなり、該表面はメッキ処理が施されていることが好ましい。陽極引出部21と陽極リードフレーム61とは例えば抵抗溶接等により、陰極引出部5と陰極リードフレーム62とは、導電性ペーストを介す等して接続することができ、その方法は特に限定されない。次に、陽極リードフレーム61及び陰極リードフレーム62の一部を残してコンデンサ素子1をモールド金型で被覆し、該金型内に外装樹脂7を充填して加圧成型する。その後、外装樹脂7から突出している陽極リードフレーム61及び陰極リードフレーム62を外装樹脂7の周面に沿って同一方向に折り曲げて固体電解コンデンサを作製する。外装樹脂7から露出している陽極リードフレーム61及び陰極リードフレーム62は、各々実装基板と接続する面を有しており、該実装基板と接続する面は夫々陽極端子及び陰極端子として機能する。
As described above, each layer of the capacitor element 1 is formed.
(2. Surface treatment process)
Next, the surface treatment process of the capacitor element 1 will be described. The surface treatment of the present invention is performed in order to improve the wettability by roughening the surface of the layer, and examples thereof include ultraviolet irradiation and plasma irradiation. The wavelength of ultraviolet light used for ultraviolet irradiation is preferably within a range where ozone is generated by ultraviolet irradiation in an oxygen atmosphere. In the case of using plasma treatment, the output, irradiation time, and the like can be changed as appropriate, and the values should not be particularly limited.
The surface treatment is performed after the anode body 22 is formed, the dielectric coating layer 3 is formed, the cathode layer 4 is formed, and the cathode lead portion 5 is formed in the step of manufacturing the capacitor element 1 described above. However, it is preferably performed at least for the silver paste layer 52 described above. When the silver paste layer 52 is irradiated with ultraviolet rays or plasma, polar carboxyl groups or hydroxyl groups are generated on the surface of the silver paste layer 52. Due to the presence of the carboxyl group and the hydroxyl group, the surface of the silver paste layer 52 is roughened and the surface tension is increased, thereby improving the adhesion with the cathode lead frame 62 functioning as a terminal described later, and thus the ESR of the solid electrolytic capacitor. Is reduced.
Moreover, it is preferable to perform surface treatment after forming the cathode layer 4. Although the surface of the cathode layer 4 formed of a solid electrolyte layer made of a conductive polymer as in the present invention is relatively smooth, the surface of the cathode layer 4 is roughened by surface treatment. Thereby, since the contact area with the cathode lead part 5 having a relatively rough surface is increased and the adhesion is improved, ESR of the solid electrolytic capacitor can be reduced. When the cathode layer 4 is composed of a stack of a large number of solid electrolyte layers, the surface treatment may be performed on each solid electrolyte layer. The presence or absence of surface treatment for the electrolyte layer is not particularly limited. For example, when a conductive polymer layer formed by a chemical polymerization method and a conductive polymer layer formed by an electropolymerization method are included, the surface treatment of the present invention can be applied to each conductive polymer layer. Although it may be performed on the layer or only one of them, it is preferably performed on at least the layer of the conductive polymer formed by the chemical polymerization method. When surface treatment is performed on the conductive polymer layer formed by the chemical polymerization method, the surface of the conductive polymer layer formed by the chemical polymerization method is activated, and carboxyl groups and hydroxyl groups are formed on the surface. A functional group having the same polarity is generated. This improves wettability and improves the adhesion between the conductive polymer layer formed by the chemical polymerization method and the conductive polymer layer formed by the electrolytic polymerization method, thus reducing the ESR of the solid electrolytic capacitor. can do.
(3. Production of solid electrolytic capacitors)
First, an anode lead frame 61 and a cathode lead frame 62 are prepared. On the capacitor element 1 produced from the above 1 and 2, the anode lead portion 21 and the anode lead frame 61 are in contact with each other, and the cathode lead portion 5 The cathode lead frame 62 is placed in contact with each other and connected to each other. The anode lead frame 61 and the cathode lead frame 62 are preferably made of a metal member, and the surfaces thereof are preferably plated. The anode lead portion 21 and the anode lead frame 61 can be connected to the cathode lead portion 5 and the cathode lead frame 62 through a conductive paste, for example, by resistance welding or the like, and the method is not particularly limited. . Next, the capacitor element 1 is covered with a mold die while leaving a part of the anode lead frame 61 and the cathode lead frame 62, and the exterior resin 7 is filled in the die and pressure-molded. Thereafter, the anode lead frame 61 and the cathode lead frame 62 protruding from the exterior resin 7 are bent in the same direction along the peripheral surface of the exterior resin 7 to produce a solid electrolytic capacitor. The anode lead frame 61 and the cathode lead frame 62 exposed from the exterior resin 7 each have a surface connected to the mounting substrate, and the surfaces connected to the mounting substrate function as an anode terminal and a cathode terminal, respectively.

以下、本発明について実施例を用いてより詳細に説明する。
(実施例1)
タンタルからなる陽極ワイヤ21を金型から突出するように配置し、該金型にタンタル粉末からなる材料を充填して加圧成型、焼結し、陽極ワイヤ21が植立された陽極体22を得た。次に酸水溶液を準備し、該酸水溶液に陽極体22を浸漬して陽極酸化反応により陽極体22の周面に誘電体皮膜層3を形成した。次いで、モノマーとしてピロールと、ドーパントとしてナフタレンスルホン酸ナトリウムを有する溶液に、表面に誘電体皮膜層3が形成された陽極体22を浸漬した後乾燥し、化学重合法により導電性高分子層を形成した後、予め電極が配設されている重合槽に、モノマーとしてピロールと、ドーパントとしてナフタレンスルホン酸ナトリウムを有する溶液を投入し、該溶液に、表面に化学重合法による導電性高分子層が形成されている陽極体22を浸漬した。陽極体22と溶液中の電極間で通電を行うことにより、電解重合法による導電性高分子層を形成させた。前記の化学重合法による導電性高分子層と、電解重合法による導電性高分子層を総じて陰極層4とする。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Example 1
The anode wire 21 made of tantalum is disposed so as to protrude from the mold, and the mold is filled with a material made of tantalum powder, pressure-molded and sintered, and the anode body 22 in which the anode wire 21 is planted is formed. Obtained. Next, an acid aqueous solution was prepared, and the anode body 22 was immersed in the acid aqueous solution, and the dielectric coating layer 3 was formed on the peripheral surface of the anode body 22 by an anodic oxidation reaction. Next, the anode body 22 having the dielectric film layer 3 formed on the surface thereof is immersed in a solution containing pyrrole as a monomer and sodium naphthalene sulfonate as a dopant, and then dried to form a conductive polymer layer by a chemical polymerization method. After that, a solution containing pyrrole as a monomer and sodium naphthalene sulfonate as a dopant is put into a polymerization tank in which electrodes are arranged in advance, and a conductive polymer layer is formed on the surface by a chemical polymerization method. The anode body 22 was immersed. By conducting electricity between the anode body 22 and the electrode in the solution, a conductive polymer layer was formed by electrolytic polymerization. The conductive polymer layer formed by the chemical polymerization method and the conductive polymer layer formed by the electrolytic polymerization method are collectively referred to as a cathode layer 4.

次に、導電性カーボンとバインダを含む溶液に表面に陰極層4が形成された陽極体22を浸漬し、乾燥して導電性カーボン層51を形成した後、銀粒子とバインダを含む溶液に陽極体22を浸漬して、導電性カーボン層51の表面に銀ペースト層52を形成した。   Next, the anode body 22 having the cathode layer 4 formed on the surface thereof is immersed in a solution containing conductive carbon and a binder and dried to form the conductive carbon layer 51, and then the anode carbon is added to the solution containing silver particles and the binder. The body 22 was immersed to form a silver paste layer 52 on the surface of the conductive carbon layer 51.

次に紫外線照射装置(紫外線洗浄改質装置:セン特殊光源株式会社製)を用いて銀ペースト層52の表面に184.9nmと、253.7nmの紫外線を30秒〜10分間照射した。   Next, the surface of the silver paste layer 52 was irradiated with ultraviolet rays of 184.9 nm and 253.7 nm for 30 seconds to 10 minutes using an ultraviolet irradiation device (ultraviolet cleaning reforming device: manufactured by Sen Special Light Source Co., Ltd.).

その後、陽極リードフレーム61及び陰極リードフレーム62上に、陽極リードフレーム61と陽極ワイヤ21、陰極リードフレーム62と銀ペースト層52が各々接触するようにコンデンサ素子1を載置し、陽極リードフレーム61と陽極ワイヤ21を抵抗溶接により、陰極リードフレーム62と銀ペースト層52を導電性ペーストを介して各々接続した。その後、陽極リードフレーム61及び陰極リードフレーム62の一部を残すようにしてコンデンサ素子1をモールド金型で被覆し、モールド金型内に外装樹脂7を充填し、加圧成型して、コンデンサ素子1を外装樹脂7で被覆した後、外装樹脂7から突出している陽極リードフレーム61及び陰極リードフレーム62を外装樹脂7の周面に沿って同一方向に折り曲げ、固体電解コンデンサを作製した。
(実施例2)
前記紫外線照射を、銀ペースト層52形成後には行わず、化学重合法により導電性高分子層を形成した後に行ったこと以外は実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
(実施例3)
前記紫外線照射を、銀ペースト層52形成後には行わず、電解重合法により導電性高分子層を形成した後に行ったこと以外は実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
(実施例4)
前記紫外線照射を、銀ペースト層52形成後には行わず、陽極体22形成後に陽極体22に対して行ったこと以外は実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
(実施例5)
前記紫外線照射を、銀ペースト層52形成後には行わず、誘電体皮膜層3を形成した後に行ったこと以外は実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
(実施例6)
前記紫外線照射を銀ペースト層52形成後には行わず、導電性カーボン層51形成後に行ったこと以外は実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
(実施例7)
前記紫外線照射を、陽極体22を形成した後、誘電体皮膜層3を形成した後、化学重合方により導電性高分子層を形成した後、電解重合法により導電性高分子層を形成した後、導電性カーボン層51を形成した後、銀ペースト層52を形成した後の各々について行ったこと以外は実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
(比較例1)
紫外線照射照射装置による紫外線照射を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして、固体電解コンデンサを作製した。
Thereafter, the capacitor element 1 is placed on the anode lead frame 61 and the cathode lead frame 62 so that the anode lead frame 61 and the anode wire 21 and the cathode lead frame 62 and the silver paste layer 52 are in contact with each other. The anode lead frame 62 and the silver paste layer 52 were connected to each other via a conductive paste by resistance welding of the anode wire 21 and the anode wire 21. Thereafter, the capacitor element 1 is covered with a molding die so as to leave a part of the anode lead frame 61 and the cathode lead frame 62, the exterior mold 7 is filled in the molding die, and pressure molding is performed. 1 was coated with the exterior resin 7, and then the anode lead frame 61 and the cathode lead frame 62 protruding from the exterior resin 7 were bent in the same direction along the peripheral surface of the exterior resin 7 to produce a solid electrolytic capacitor.
(Example 2)
A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the ultraviolet irradiation was not performed after the silver paste layer 52 was formed, but after the conductive polymer layer was formed by chemical polymerization.
(Example 3)
A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1, except that the ultraviolet irradiation was not performed after the silver paste layer 52 was formed, but after the conductive polymer layer was formed by the electrolytic polymerization method.
Example 4
A solid electrolytic capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the ultraviolet irradiation was not performed after the silver paste layer 52 was formed, but was performed on the anode body 22 after the anode body 22 was formed.
(Example 5)
A solid electrolytic capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the ultraviolet irradiation was not performed after the silver paste layer 52 was formed, but after the dielectric coating layer 3 was formed.
(Example 6)
A solid electrolytic capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the ultraviolet irradiation was not performed after the formation of the silver paste layer 52 but was performed after the formation of the conductive carbon layer 51.
(Example 7)
After forming the anode body 22, forming the dielectric coating layer 3, forming the conductive polymer layer by chemical polymerization, and forming the conductive polymer layer by electrolytic polymerization. A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive carbon layer 51 was formed and then the silver paste layer 52 was formed.
(Comparative Example 1)
A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that ultraviolet irradiation by an ultraviolet irradiation device was not performed.

実施例1〜7及び比較例1の固体電解コンデンサについて、100kHzでのESRを測定した。結果を表1に示す。   For the solid electrolytic capacitors of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1, ESR at 100 kHz was measured. The results are shown in Table 1.

Figure 2009238776
Figure 2009238776

表1より、表面処理を施した本発明の実施例は、表面処理を全く行わない比較例1に比べて、固体電解コンデンサのESRが低く抑えられていることがわかる。これは、表面処理により、層の表面が活性化して極性を有するカルボキシル基や水酸基が層の表面に生成し、これらの官能基の存在により隣接する層または陰極リードフレームとの密着性が向上するためである。
上記実施例は、本発明を説明するためのものに過ぎず、特許請求の範囲に記載の発明を限定する様に解すべきでない。本発明は、特許請求の範囲内及び均等の意味の範囲内で自由に変更することができる。例えば、本発明の実施例では陽極引出部として陽極ワイヤを用いたが、本発明はこれに限らずアルミニウム等の弁作用金属箔の一部を陽極引出部として用いることもできる。また、本発明の固体電解コンデンサの構造は図1に示すものに限らず、従来周知の固体電解コンデンサの構造を任意に採用することができる。
From Table 1, it can be seen that the example of the present invention subjected to the surface treatment has a lower ESR of the solid electrolytic capacitor than the comparative example 1 in which the surface treatment is not performed at all. This is because the surface treatment activates the surface of the layer to generate polar carboxyl groups and hydroxyl groups on the surface of the layer, and the presence of these functional groups improves the adhesion to the adjacent layer or cathode lead frame. Because.
The above embodiments are merely illustrative of the present invention and should not be construed as limiting the invention described in the claims. The present invention can be freely modified within the scope of the claims and the scope of equivalent meanings. For example, in the embodiments of the present invention, the anode wire is used as the anode lead-out portion, but the present invention is not limited to this, and a part of a valve action metal foil such as aluminum can be used as the anode lead-out portion. The structure of the solid electrolytic capacitor of the present invention is not limited to that shown in FIG. 1, and a conventionally known solid electrolytic capacitor structure can be arbitrarily adopted.

本発明の固体電解コンデンサの断面図である。It is sectional drawing of the solid electrolytic capacitor of this invention. 本発明のコンデンサ素子の断面図である。It is sectional drawing of the capacitor | condenser element of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 コンデンサ素子
21 陽極引出部
22 陽極体
3 誘電体皮膜層
4 陰極層
5 陰極引出部
51 導電性カーボン層
52 銀ペースト層
61 陽極リードフレーム
62 陰極リードフレーム
7 外装樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitor element 21 Anode extraction part 22 Anode body 3 Dielectric film layer 4 Cathode layer 5 Cathode extraction part 51 Conductive carbon layer 52 Silver paste layer 61 Anode lead frame 62 Cathode lead frame 7 Exterior resin

Claims (5)

陽極引出部を有する陽極体を有し、前記陽極引出部を除く前記陽極体の周面に誘電体皮膜層、陰極層、陰極引出部を順次形成してなるコンデンサ素子を作製する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、
前記コンデンサ素子を作製する工程は、前記陽極引出部を有する前記陽極体を形成する工程と、前記誘電体皮膜層を形成する工程と、前記陰極層を形成する工程と、前記陰極引出部を形成する工程と、紫外線照射またはプラズマ照射により表面処理する工程とを有することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
A solid having a process for producing a capacitor element having an anode body having an anode lead portion and sequentially forming a dielectric film layer, a cathode layer, and a cathode lead portion on the peripheral surface of the anode body excluding the anode lead portion In the method of manufacturing an electrolytic capacitor,
The step of producing the capacitor element includes the step of forming the anode body having the anode lead portion, the step of forming the dielectric coating layer, the step of forming the cathode layer, and the cathode lead portion. And a solid electrolytic capacitor manufacturing method comprising a step of performing surface treatment by ultraviolet irradiation or plasma irradiation.
前記表面処理する工程は、前記陰極引出部を形成する工程の後に行われ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。   The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the surface treatment step is performed after the step of forming the cathode lead portion. 前記表面処理する工程は、前記陰極層を形成する工程の後に行われることを特徴とする請求項1または2に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the surface treatment step is performed after the step of forming the cathode layer. 前記表面処理する工程は、前記誘電体皮膜層を形成する工程の後に行われることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。   The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the surface treatment step is performed after the step of forming the dielectric coating layer. 前記表面処理する工程は、前記陽極体を形成する工程の後に行われることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。   The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the surface treatment step is performed after the step of forming the anode body.
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WO2023074375A1 (en) * 2021-10-28 2023-05-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrolytic capacitor and method for manufacturing electrolytic capacitor

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