JP2001250746A - 電解コンデンサ - Google Patents

電解コンデンサ

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JP2001250746A
JP2001250746A JP2000058101A JP2000058101A JP2001250746A JP 2001250746 A JP2001250746 A JP 2001250746A JP 2000058101 A JP2000058101 A JP 2000058101A JP 2000058101 A JP2000058101 A JP 2000058101A JP 2001250746 A JP2001250746 A JP 2001250746A
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electrolytic capacitor
insulating layer
heat insulating
capacitor
capacitor element
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JP2000058101A
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English (en)
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Tetsuyuki Sakuta
鉄幸 作田
Kazumasa Fujimoto
和雅 藤本
Shiyuuetsu Iwanabe
州悦 岩邊
Masato Aijima
正人 相島
Tsutomu Fujiyama
勉 藤山
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Saga Sanyo Industry Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Saga Sanyo Industry Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電体皮膜が形成された陽極部材を備えるコ
ンデンサ素子に陰極電解質を含浸し、該コンデンサ素子
を外装部材内に配置して密封した電解コンデンサにおい
て、表面実装部品としての過酷な熱ストレスを受けるこ
とによる電気特性の劣化や、外観の変形を抑制する。 【解決手段】 前記コンデンサ素子又は前記外装部材
を、断熱性材料からなる断熱層にて被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体皮膜が形成
された陽極部材を備えるコンデンサ素子に陰極電解質を
含浸し、該コンデンサ素子を外装部材内に配置して密封
した電解コンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】誘電体皮膜が形成された陽極部材を備え
るコンデンサ素子に陰極電解質を含浸し、該コンデンサ
素子を外装部材内に配置して密封した電解コンデンサと
して、図5や図6に示すような構成のものが知られてい
る。
【0003】図5に示した電解コンデンサは、誘電体皮
膜が形成された陽極箔と対向陰極箔とをセパレータを介
して巻回したコンデンサ素子11に液体又は固体の陰極
電解質を含浸し、該コンデンサ素子を有底筒状の外装ケ
ース15に収納し、封口ゴム16にて密封した後、表面
実装用の座板18を装着したものである。符号17a、
17bは、陽極及び陰極の取出し端子を示している。
【0004】図6に示した電解コンデンサは、陽極焼結
体21の外側に、誘電体皮膜22、陰極電解質層23、
グラファイト層24、銀ペースト層25を順次形成し、
その外側に外装部材26をモールドしたものである。符
号27a、27bは、陽極及び陰極の取出し端子を示し
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、斯種電解コンデ
ンサを初めとする電子部品には、リフロー半田付け法等
によるプリント配線基板への表面実装性が求められるよ
うになってきており、半田付け時の温度条件(最高履歴
温度のみならず、昇降温速度等も含めた温度条件)がま
すます過酷になって、従来の構成では、熱ストレスによ
りコンデンサとしての電気的特性が劣化したり、外観の
不具合が生じたりすることがあった。
【0006】本発明は、表面実装部品に課せられる過酷
な熱ストレスにも耐えられる電解コンデンサを提供する
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による電解コンデ
ンサは、誘電体皮膜が形成された陽極部材を備えるコン
デンサ素子に陰極電解質を含浸し、該コンデンサ素子を
外装部材内に配置して密封した電解コンデンサにおい
て、前記コンデンサ素子又は前記外装部材を、断熱性材
料からなる断熱層にて被覆したことを特徴とするもので
ある。
【0008】前記断熱層の材料としては、ガラス又は樹
脂を主成分とするものを用いることができ、その熱伝導
率は、約0.45cal・cm-1・sec-1・℃-1以下で
あることが好ましい。又、前記断熱層の好ましい厚さ
は、数十μm〜数百μmであり、更に好ましくは、約1
00μmである。
【0009】前記陰極電解質としては、導電性ポリマ
ー、TCNQ錯塩、二酸化マンガン等の固体電解質、或
いはγブチロラクトン、エチレングリコール等を主溶媒
とする電解液を用いることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
比較例を参照しながら説明する。
【0011】
【実施例1】本発明第1実施例による電解コンデンサ
は、図1に示すように、巻回型のコンデンサ素子11内
に導電性ポリマー層を形成し、該コンデンサ素子をアル
ミニウム製の外装ケース15内に収納し、ゴム製の封口
部材16を装着して密封した後、表面実装用の座板18
を装着した電解コンデンサにおいて、前記外装ケースの
外側を、ガラスを主成分とする材料からなる断熱層31
にて被覆したものである。
【0012】巻回型のコンデンサ素子は、エッチング処
理及び化成処理を施したアルミニウム箔を陽極とし、対
向陰極箔との間にセパレータ紙を挟んで円筒状に巻き取
ったものである。
【0013】巻回型のコンデンサ素子に導電性ポリマー
層を形成するには、まず、酸化重合により導電性ポリマ
ーとなるモノマーとしての3,4−エチレンジオキシチ
オフェンと、酸化剤としてのパラトルエンスルホン酸鉄
(III)と、希釈剤としてのn−ブチルアルコールとを
含有する化学重合液を準備する。そして、該化学重合液
に前記コンデンサ素子を浸漬した後、約200℃×数分
間の熱処理を施すことにより、コンデンサ素子内の陽極
化成箔及び対向陰極箔に密着した3,4−エチレンジオ
キシチオフェンのポリマー層が形成される。
【0014】導電性ポリマー層を形成したコンデンサ素
子11は、陽極及び陰極の取出し端子17a、17bの
根元部分に封口ゴム16を装着した状態で、有底筒状の
アルミニウム製外装ケース15に収納され、その開口部
に横絞り加工及びカール加工が施された後、定格電圧を
印加しながら数十分〜数時間のエージング処理が施され
て、コンデンサ完成品となる。
【0015】ガラスを主成分とする材料からなる断熱層
31は、ガラス成分粉末を有機溶媒に溶かしたものを外
装ケース15の外側に塗布した後、乾燥及びガラス化の
ための熱処理を施すことにより、厚さ数十μm〜数百μ
mの皮膜状に形成される。ガラス成分粉末を有機溶媒に
溶かす際に、セラミック粉末を混入すれば、ガラス質の
母相内にセラミック粉末が分散した断熱層を形成するこ
とも可能である。断熱層は、コンデンサ素子を外装ケー
スに収納する前に形成しておいてもよいし、収納した後
に形成してもよい。
【0016】
【実施例2】本発明第2実施例による電解コンデンサ
は、前記第1実施例におけるガラス系断熱層の代わり
に、樹脂系断熱層を用いたものである。
【0017】樹脂系断熱層は、塗料系断熱層と呼んでも
よく、液状の樹脂材(塗料)を外装ケースの外側に塗布
した後、熱処理による化学反応或いは溶媒成分の蒸発に
より、厚さ数十μm〜数百μmの皮膜状に形成される。
液状の樹脂材(塗料)にガラス粉末やセラミック粉末を
混入しておけば、樹脂質の母相内にガラス粉末やセラミ
ック粉末が分散した断熱層を形成することも可能であ
る。又、樹脂系断熱層は、空気を含む発泡体状に形成し
てもよい。
【0018】
【実施例3】本発明第3実施例による電解コンデンサ
は、図2に示すように、巻回型のコンデンサ素子11内
に導電性ポリマー層を形成し、該コンデンサ素子をアル
ミニウム製の外装ケース15内に収納し、ゴム製の封口
部材16を装着して密封した後、表面実装用の座板18
を装着した電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素
子11の外側を、ガラスを主成分とする材料からなる断
熱層32にて被覆したものである。
【0019】ガラスを主成分とする材料からなる断熱層
は、ガラス成分粉末を有機溶媒に溶かしたものを、導電
性ポリマー層を形成したコンデンサ素子11の外側に塗
布した後、乾燥及びガラス化のための熱処理を施すこと
により、厚さ数十μm〜数百μmの皮膜状に形成され
る。ガラス成分粉末を有機溶媒に溶かす際に、セラミッ
ク粉末を混入すれば、ガラス質の母相内にセラミック粉
末が分散した断熱層を形成することも可能である。
【0020】
【実施例4】本発明第4実施例による電解コンデンサ
は、前記第3実施例におけるガラス系断熱層の代わり
に、樹脂系断熱層を用いたものである。
【0021】樹脂系断熱層は、塗料系断熱層と呼んでも
よく、液状の樹脂材(塗料)を外装ケースの外側に塗布
した後、熱処理による化学反応或いは溶媒成分の蒸発に
より、厚さ数十μm〜数百μmの皮膜状に形成される。
液状の樹脂材(塗料)にガラス粉末やセラミック粉末を
混入しておけば、樹脂質の母相内にガラス粉末やセラミ
ック粉末が分散した断熱層を形成することも可能であ
る。又、樹脂系断熱層は、空気を含む発泡体状に形成し
てもよい。
【0022】
【実施例5】本発明第5実施例による電解コンデンサ
は、図3に示すように、タンタルの焼結体からなる陽極
素子21の外側に、誘電体皮膜22、導電性ポリマー層
23、グラファイト層24、銀ペースト層25を順次形
成し、その外側にエポキシ樹脂からなる外装部材26を
モールドし、更にその外側を、ガラスを主成分とする材
料からなる断熱層33にて被覆したものである。符号2
7a、27bは、陽極及び陰極の取出し端子を示してい
る。
【0023】このような焼結型のコンデンサ素子に導電
性ポリマー層を形成するには、まず、酸化重合により導
電性ポリマーとなるモノマーとしての3,4−エチレン
ジオキシチオフェンと、酸化剤としてのパラトルエンス
ルホン酸鉄(III)と、希釈剤としてのn−ブチルアル
コールとを含有する化学重合液を準備する。そして、誘
電体皮膜を形成した陽極素子を前記化学重合液に浸漬し
た後、約200℃×数分間の熱処理を施すことにより、
誘電体皮膜に密着した3,4−エチレンジオキシチオフ
ェンのポリマー層が形成される。
【0024】ガラス系断熱層33は、ガラス成分粉末を
有機溶媒に溶かしたものをモールド樹脂層26の外側に
塗布した後、乾燥及びガラス化のための熱処理を施すこ
とにより、厚さ数十μm〜数百μmの皮膜状に形成され
る。ガラス成分粉末を有機溶媒に溶かす際に、セラミッ
ク粉末を混入すれば、ガラス質の母相内にセラミック粉
末が分散した断熱層を形成することも可能である。
【0025】
【比較例1】比較例1は、実施例1〜4と対比されるも
のであり、巻回型のコンデンサ素子を用いて、断熱層を
形成していないものである。
【0026】
【比較例2】比較例2は、実施例5と対比されるもので
あり、焼結型のコンデンサ素子を用いて、断熱層を形成
していないものである。
【0027】本願発明者は、実施例1〜5及び比較例1
〜2に従った電解コンデンサを試作し、半田耐熱試験を
行った。試作したコンデンサの仕様を表1に、半田耐熱
試験前後の電気特性を表2に、半田耐熱試験後の電気特
性及び外観不良率を表3に示す。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【表3】
【0031】実施例1〜4及び比較例1の試作に用いた
コンデンサ素子は、定格20V−22μF、外形φ6.
3mm×L5.8mmのものであり、実施例5及び比較
例2の試作に用いたコンデンサ素子は、定格10V−6
8μF、外形L7.3mm×W4.3mm×H1.9m
mのものである。
【0032】表2及び表3において、Cは120Hzで
の静電容量、tanδは120Hzでの損失角の正接、
ESRは100kHzでの等価直列抵抗、LCは定格電
圧印加40秒後の漏れ電流を示しており、各特性値は、
試料数各30個についての平均である。
【0033】半田耐熱試験はVPS法(150℃×12
0秒のプレヒート後、240℃×20秒)によるもので
あり、表3に示した外観不良は、封口ゴムに関して目視
で膨れていれば不良、ケースに関して、図4に示すよう
にコンデンサ10を水平面P上に立置したとき、(b)
のように隙間dが生じれば不良と判断した。
【0034】表1〜表3を対比すればわかるように、本
発明に従って断熱層を形成した実施例1〜5において
は、断熱層を形成しない比較例1〜2に比べて、半田耐
熱試験による電気特性の劣化が抑制されており、外観不
良も発生し難くなっている。
【0035】上記実施例においては、陰極電解質の材料
として、3,4−エチレンジオキシチオフェンのポリマ
ーを用いたが、他の導電性ポリマー(例えば、ピロー
ル、チオフェン、アニリン、或いはそれらの誘導体を酸
化重合させたポリマー)を用いてもよい。又、TCNQ
錯塩、二酸化マンガン等の固体電解質、或いはγブチロ
ラクトン、エチレングリコール等を主溶媒とする電解液
を用いてもよい。
【0036】
【発明の効果】本発明による電解コンデンサにおいて
は、リフロー半田付け法等によるプリント配線基板への
表面実装時に過酷な熱ストレスを受けても、電気特性が
劣化し難く、外観も変形し難い。
【0037】又、本発明による電解コンデンサにおいて
は、プリント配線基板等に実装した後の耐熱性、耐湿性
という点でも、従来の電解コンデンサに比べて良好なも
のとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施例及び第2実施例による電解コ
ンデンサの断面図である。
【図2】本発明第3実施例及び第4実施例による電解コ
ンデンサの断面図である。
【図3】本発明第5実施例による電解コンデンサの断面
図である。
【図4】電解コンデンサの外観不良を説明するための概
念図である。
【図5】第1従来例による電解コンデンサの断面図であ
る。
【図6】第2従来例による電解コンデンサの断面図であ
る。
【符号の説明】
11 巻回型コンデンサ素子 15 外装部材(外装ケース) 16 封口ゴム 17a 陽極取出し端子 17b 陰極取出し端子 18 座板 21 陽極素子 22 誘電体皮膜 23 導電性ポリマー層 24 カーボン層 25 銀ペースト層 26 外装部材(モールド樹脂層) 27a 陽極取出し端子 27b 陰極取出し端子 31 断熱層 32 断熱層 33 断熱層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 和雅 佐賀県杵島郡大町町大字福母217番地 佐 賀三洋工業株式会社内 (72)発明者 岩邊 州悦 佐賀県杵島郡大町町大字福母217番地 佐 賀三洋工業株式会社内 (72)発明者 相島 正人 佐賀県杵島郡大町町大字福母217番地 佐 賀三洋工業株式会社内 (72)発明者 藤山 勉 佐賀県杵島郡大町町大字福母217番地 佐 賀三洋工業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体皮膜が形成された陽極部材を備え
    るコンデンサ素子に陰極電解質を含浸し、該コンデンサ
    素子を外装部材内に配置して密封した電解コンデンサに
    おいて、 前記コンデンサ素子又は前記外装部材を、断熱性材料か
    らなる断熱層にて被覆したことを特徴とする電解コンデ
    ンサ。
  2. 【請求項2】 前記断熱層は、ガラス又は樹脂を主成分
    とする含む材料からなることを特徴とする請求項1記載
    の電解コンデンサ。
  3. 【請求項3】 前記断熱層は、ガラス質の母相にセラミ
    ック粉末を分散させた材料からなることを特徴とする請
    求項2記載の電解コンデンサ。
  4. 【請求項4】 前記断熱層は、樹脂質の母相にガラス粉
    末又はセラミック粉末を分散させた材料からなることを
    特徴とする請求項2記載の電解コンデンサ。
  5. 【請求項5】 前記陰極電解質は、チオフェン又はその
    誘導体を酸化重合させたポリマーからなることを特徴と
    する請求項1記載の電解コンデンサ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005120143A1 (en) * 2004-06-03 2005-12-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electronic component
KR100868326B1 (ko) 2004-06-03 2008-11-11 파나소닉 주식회사 전자 부품
JPWO2018142758A1 (ja) * 2017-01-31 2019-11-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 電解コンデンサ

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