JP2001332451A - 巻回型電解コンデンサ - Google Patents
巻回型電解コンデンサInfo
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Abstract
して使用した場合のはんだ付け温度に耐える巻回型電解
コンデンサを実現する。 【解決手段】 表面に酸化膜を有する陽極箔と陰極箔と
の間に、50%以上のアクリル繊維と5〜50%のポバ
ールバインダーとを含有するセパレータを介在させて巻
回し、これにポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフ
ェン、またはこれらの誘導体の少なくとも1種類を電解
質として含浸させた。
Description
ンサのセパレータに関するものであり、特に導電性高分
子化合物よりなる電解質を保持させるのに適したセパレ
ータに関するものである。
ル、アルミニウム等の弁作用金属箔の表面を粗面化する
と共に陽極酸化層を形成した陽極箔と、表面を粗面化し
た弁作用金属箔よりなる陰極箔とを相互間に電解紙を挟
んで巻回したコンデンサ素子に、電解質としてアジピン
酸、マレイン酸、フタル酸等のカルボン酸や、ニトロ化
合物、リン酸化合物等の溶質を水、エチレングリコー
ル、γ−ブチロラクトン等の溶媒に溶解した駆動用電解
液を含浸したものが存在している。
解液を使用した電解コンデンサは、高周波での等価直列
抵抗を十分低くすることができなかった。近年、電子機
器は、動作の高速化、省電力化が求められ、そのために
等価直列抵抗を引下げることが要求されているが、上述
の駆動用電解液を用いた電解コンデンサはこれに対応す
るのが困難であった。そこで近年は電解質に二酸化マン
ガンやTCNQ錯体を使用する電解コンデンサが開発さ
れた。
コンデンサの場合は、硝酸マンガン等を含浸してから、
これを300〜400℃に加熱して二酸化マンガンに変
化させる熱処理工程が必要であるが、その際に電解紙が
炭化してコンデンサ素子の形状が崩れ易くなり、またリ
ード端子が変色する等の問題があった。
コンデンサは、温度が高くなるとTCNQ錯体の再溶融
や熱分解が起こるため熱管理が難かしく、面実装の際の
溶融はんだ温度を他の部品より低くしなければならなか
った。
ンデンサの電解質の欠点を改善するために、近年、ピロ
ール、アニリン、チオフェン等の機能性高分子材料を電
解質として使用する電解コンデンサが開発されている。
機能性高分子材料を使用した電解コンデンサは、二酸化
マンガンやTCNQ錯体を使用した従来の電解コンデン
サに較べて、等価直列抵抗を引下げることが可能で、電
解質の含浸工程で300℃以上の熱処理を行う必要がな
く、耐熱性も260〜300℃と高い長所を有してい
る。
て通常の電解紙を使用すると、電解紙中のマニラ麻繊維
等のセルロース繊維が機能性高分子材料の重合反応を阻
害したり、コンデンサ素子内への電解質の浸透が困難な
ために含浸に長時間を要したりする。このようなセルロ
ース繊維の影響を抑えるためにコンデンサ素子を熱処理
して電解紙を炭化させると、含浸性は改善されるがコン
デンサ素子の形状が崩れ易くなる。
を混抄したセパレータを使用し、これに上述の機能性高
分子材料を電解質として含浸させることが提案されてい
るが、ガラス繊維の混抄紙は厚みを薄くできないことに
加え、巻回し難い欠点がある。
ロン繊維を電解コンデンサのセパレータとして使用し、
これに機能性高分子材料を電解質として含浸させること
が示されているが、ビニロン繊維を抄紙する際に添加さ
れるバインダーをコンデンサ素子に巻回後に除去しない
と、電解質の保持が不十分なために充分な電気特性が得
られず、また製品は耐熱性が不十分なために面実装に使
用した場合にはんだ付けの温度で製品が膨張する欠点が
あった。
能性高分子材料を使用する際に、セルロース繊維やガラ
ス繊維やビニロン繊維をセパレータに用いたことに伴う
諸問題を解決し、機能性高分子材料の持つ長所を十分発
揮させようとするものである。
ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、または
これらの誘導体の少なくとも1種類を使用する巻回型の
電解コンデンサにおいて、陽極箔と陰極箔との間に介在
するセパレータとして50%以上のアクリル繊維を含有
する不織布状シートを使用することを特徴とするもので
ある。
外の合成繊維を混抄することができるが、この合成繊維
ははんだ付け温度である240℃に耐えることが必要で
ある。この要件に適合する好ましい合成繊維としては、
ポリエステル繊維、6−6ナイロン繊維、ポリフルオロ
エチレン繊維などが挙げられる。
を不織布状に結合するためにバインダーが添加される
が、最も望ましいバインダーはポバール(ポリビニール
アルコール)であり、繊維状または粉末状のものを使用
する。セパレータへのポバールの添加量は5〜50%で
あることが望ましい。
ル骨格を有し、その3位、3位と4位またはN位に、水
酸基、アセチル基、カルボキシル基、アルキル基、アル
コキシ基のうちの少なくとも1種を置換基として有する
ものを挙げることができる。
ン骨格を有し、アルキル基、フェニル基、アルコキシ
基、エステル基、チオエーテル基のうちの少なくとも1
種を置換基として有するものを挙げることができる。
オフェン骨格を有し、その3位、3位と4位またはS位
に、水酸基、アセチル基、カルボキシル基、アルキル
基、アルコキシ基のうちの少なくとも1種を置換基とし
て有するポリチオフェン誘導体、またはポリ3、4−ア
ルキレンジオキシチオフェンを挙げることができる。
熱性合成繊維を加え、バインダーとしてポバールの繊維
または粉末を加えて抄紙し、加熱乾燥して不織布状のシ
ートを得る。この間、ポバールの繊維または粉末は、乾
燥過程の前半には熱水に溶けて糊状になるが、乾燥過程
の後半では水分を失って耐熱性に富む不織布状のシート
となる。このシートははんだ付け温度に耐える耐熱性を
有する。
シートを2.7mm×75mmの寸法に切断し、それぞ
れ2.2mm×75mmの陽極箔と陰極箔の間に挟んで
巻回し、直径約6mmの巻回物を得た。陽極箔の切断端
面には酸化膜が形成されていないので、この巻回物を6
0℃、10wt%のアジピン酸アンモニウム水溶液中で
化成処理を行った。次に3、4−エチレンジオキシチオ
フェンとp−トルエンスルホン酸鉄(III)とをi−
プロパノールに溶解した溶液(モノマー対酸化剤のモル
比1:1.5)に浸漬後、100℃に60分間保持して
化学重合によるポリエチレンジオキシチオフェン(PE
DT)の固体電解質層を形成させた。このようにして得
たコンデンサ素子をケースに入れ、開口部を封口部材で
封止後、封口部材に面実装用の合成樹脂製座板を取付
け、実施例1及び2と比較例1乃至3として表1に示す
定格電圧4V、定格静電容量100μFの面実装型固体
電解コンデンサを各100個製作した。
較例の各コンデンサについて初期の静電容量と100k
Hzにおける等価直列抵抗を測定した後、はんだ耐熱試
験を行った。この試験は、試料コンデンサを240℃で
10秒間加熱する操作を2回反覆して行うものであり、
試験後に再び100kHzにおける等価直列抵抗を測定
すると共に、外観を調べた。これらにより、実施例の試
料コンデンサは比較例の試料コンデンサに較べて初期の
静電容量が大きく、高周波における等価直列抵抗が小さ
く、はんだ耐熱試験による等価直列抵抗特性の劣化が少
なく、外観にも変化がないことが確認できた。
タ中のアクリル繊維とポバール繊維の比率を表2に示す
ように変化させたコンデンサを実施例3、4及び比較例
4として製作し、その初期特性を測定した。
直列抵抗の初期値との関係を図1に示し、ポバールバイ
ンダー含有量と静電容量の初期値との関係を図2に示
す。これらの図面から明らかなように、アクリル繊維の
含有量は50%以上が好ましく、ポバールバインダーの
含有量は5〜50%の範囲が好ましいことが判明した。
コンデンサは、セパレータの強度、巻回性及び電解質の
保持性が優れ、高周波での等価直列抵抗が低く、耐熱温
度が高いために特に面実装に用いた場合に他の電子部品
と同等の温度ではんだ付けが可能になる等の長所を有し
ている。
量と製品の高周波等価直列抵抗との関係を示す線図であ
る。
ー含有量と製品の静電容量との関係を示す線図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 表面に陽極酸化膜が形成されている陽極
箔と陰極箔とを相互間に不織布状のセパレータを挟んで
巻回し、このセパレータにポリピロール、ポリアニリ
ン、ポリチオフェンまたはこれらの誘導体の少なくとも
1種類からなる機能性高分子化合物を保持させてなり、
上記セパレータは50%以上のアクリル繊維を含有して
いることを特徴とする巻回型電解コンデンサ。 - 【請求項2】 上記アクリル繊維は断面の径が0.1〜
30.0μmであることを特徴とする請求項1記載の巻
回型電解コンデンサ。 - 【請求項3】 上記アクリル繊維は繊維長が0.5〜1
5.0mmであることを特徴とする請求項1記載の巻回
型電解コンデンサ。 - 【請求項4】 上記セパレータはアクリル繊維と共にバ
インダーとしてポバールを含有することを特徴とする請
求項1記載の巻回型電解コンデンサ。 - 【請求項5】 上記セパレータはポバールを5〜50%
含有することを特徴とする請求項4記載の巻回型電解コ
ンデンサ。 - 【請求項6】 上記ポバールは繊維状であることを特徴
とする請求項4または5記載の巻回型電解コンデンサ。
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WO2020196215A1 (ja) | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 三菱製紙株式会社 | 固体電解コンデンサ用セパレータ |
KR20210094098A (ko) | 2019-03-26 | 2021-07-28 | 미쓰비시 세이시 가부시키가이샤 | 고체 전해 콘덴서용 세퍼레이터 |
-
2000
- 2000-05-24 JP JP2000153173A patent/JP4707208B2/ja not_active Expired - Lifetime
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