JP2002313683A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

固体電解コンデンサの製造方法

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JP2002313683A
JP2002313683A JP2001113616A JP2001113616A JP2002313683A JP 2002313683 A JP2002313683 A JP 2002313683A JP 2001113616 A JP2001113616 A JP 2001113616A JP 2001113616 A JP2001113616 A JP 2001113616A JP 2002313683 A JP2002313683 A JP 2002313683A
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capacitor element
solid electrolytic
electrolytic capacitor
electrolyte layer
solid electrolyte
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Katsuji Yamada
勝治 山田
Yoshifumi Hanazaki
福文 花崎
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Fujitsu Media Devices Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンデンサ素子の吸湿を抑制し得て、電気的
特性に優れた固体電解コンデンサの製造方法を提供する
ことにある。 【解決手段】 誘電体酸化皮膜を陽極とし、固体電解質
層を陰極とした固体電解コンデンサの製造方法におい
て、前記固体電解質層を形成したコンデンサ素子1に、
ホットプレート10により40〜150℃の範囲から余
熱を与えて、吸湿を抑制している間に組立てを行うこと
で、静電容量の減少と等価直列抵抗(ESR)の増大等
の電気的特性の劣化を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性ポマー、二
酸化マンガンを陰極材として用いた固体電解コンデンサ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】固体電解コンデンサの組立工程は、ポリ
エチレンジオキシチオフェン等の固体電解質層を形成し
たコンデンサ素子に加熱等の処理を行い、コンデンサ素
子内の水分を乾燥させてから組立てを行っているのが一
般的である(例えば、特開2000−114118号公
報参照)。
【0003】周知のように、固体電解コンデンサは主に
アルミニウム、タンタル等の弁金属からなる化成皮膜を
陽極として用いており、アルミニウムを電極箔として用
いる代表的なコンデンサ素子は、陽極化成箔と対向陰極
箔とをセパレータ紙を介して巻回して円筒状とした構造
になっている。そして、この巻回型コンデンサ素子を用
いた固体電解コンデンサの組立工程は、固体電解質層を
形成したコンデンサ素子を乾燥後、金属製外装ケースに
収納してゴム封止を施している。
【0004】又は、固体電解質層を形成したコンデンサ
素子を乾燥後、金属製外装ケースに収納して熱硬化性の
樹脂を注入し、これを熱硬化させて樹脂封止を施してい
る。
【0005】又、タンタル焼結体の酸化皮を陽極とし、
陰極として二酸化マンガンを用いた固体電解コンデンサ
の組立工程は、コンデンサ素子に二酸化マンガンを形成
し、乾燥後、その他の導電層としてグラファイト層、銀
層を形成し、端子となるフレームに搭載してモールド外
装を施している。
【0006】又、タンタル焼結体の酸化皮膜を陽極と
し、陰極として導電性ポリマーを用いた固体電解コンデ
ンサの組立工程は、コンデンサ素子に導電性ポリマーを
形成し、乾燥後、その他の導電層としてグラファイト
層、銀層を形成し、端子となるフレームに搭載してモー
ルド外装を施している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の組立
工程において、固体電解質層を形成して乾燥処理を行っ
たコンデンサ素子は、組立てから封止まで、又はモール
ド外装が施されるまで外気にさらされている状態にな
る。
【0008】従って、固体電解質層を形成したコンデン
サ素子は吸湿し易く、乾燥処理を行って水分を乾燥させ
ても、組立てから封止まで、又はモールド外装を施すま
で外気にさらされているために吸湿が起こり、吸湿され
た水分は、通電した際に電気分解されて陰極層から水素
ガスが発生し、又、高温中でエージング処理する際の水
分蒸気圧から固体電解質層と酸化皮膜層が剥離し、静電
容量の減少と等価直列抵抗(ESR)の増大等の電気的
特性の劣化が起きていた。
【0009】本発明は、このような従来の技術上の問題
点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、固
体電解コンデンサの組立工程において、固体電解質層の
形成されたコンデンサ素子の吸湿を抑制し得て、電気的
特性に優れた固体電解コンデンサが得られる固体電解コ
ンデンサの製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的のため、請求項
1に係る発明は、誘電体酸化皮膜を陽極とし、固体電解
質層を陰極とした固体電解コンデンサの製造方法におい
て、前記固体電解質層を形成したコンデンサ素子に余熱
を与えてから組立てを行うことを特徴とするものであ
る。
【0011】請求項2に係る発明は、前記コンデンサ素
子が巻回型コンデンサ素子であることを特徴とするもの
である。
【0012】請求項3に係る発明は、前記コンデンサ素
子が焼結体コンデンサ素子であることを特徴とするもの
である。
【0013】請求項4に係る発明は、前記余熱がホット
プレートにより与えられることを特徴とするものであ
る。
【0014】請求項5に係る発明は、前記余熱が雰囲気
上の温度により与えられることを特徴とするものであ
る。
【0015】請求項6に係る発明は、前記余熱の温度範
囲が40〜150℃であることを特徴とするものであ
る。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明は、固体電解コンデンサの組立工程におい
て、固体電解質を形成し、乾燥させた巻回型コンデンサ
素子を金属製外装ケースに収納する直前まで十分な余熱
を与えて、コンデンサ素子自体に熱を持たせることによ
り、吸湿を抑制しながら組立て、封止を行うものであ
る。又は、固体電解質層を形成し、乾燥させた焼結体コ
ンデンサ素子をフレームに搭載する直前まで十分な余熱
を与えて、コンデンサ素子自体に熱を持たせることによ
り、吸湿を抑制しながらフレームに搭載し、モールド外
装を行うものである。
【0017】このようにして、固体電解質層を形成した
コンデンサ素子の吸湿の抑制により、電気的特性の劣化
を防ぐことができる。
【0018】以下に具体的に実施の形態について説明す
る。先ず、第1実施の形態について説明すると、図1
は、本発明の第1実施の形態により得られた固体電解コ
ンデンサの完成状態での一部省略の断面図であり、図2
は、第1実施の形態で用いたコンデンサ素子の一例での
分解斜視図である。
【0019】図2において、コンデンサ素子1は、アル
ミニウム、タンタル、ニオブ、チタン等の弁金属からな
る箔にエッチング処理、化成処理を施すとともに、その
表面に陽極酸化処理により誘電体となる酸化皮膜を形成
し、かつ陽極リード3を設けた陽極化成箔2と陰極リー
ド5を設けた対向陰極箔4とをセパレータ紙6を介して
一方から巻回して円筒状のコンデンサ素子としている。
【0020】このように構成したコンデンサ素子1の内
部に固体電解質層7を形成し、乾燥させる。
【0021】次いで、固体電解質層7を形成したコンデ
ンサ素子1に、図3に示すように、余熱付与手段である
ホットプレート10を用いて40〜150℃(40℃以
下であれば、コンデンサ素子と室温との温度差がなく
て、吸湿する危険性が大きくなって好ましくなく、又、
150℃以上では固体電解質層の劣化が大きくなって、
電気的特性の劣化に至り好ましくない。)、好ましく
は、70℃の余熱を与えて、吸湿を抑制している間に有
底筒状の金属製外装ケース8に収納して封止材9により
ゴム封止、又は樹脂封止を施す。
【0022】次いで、エージング処理を行い、図1に例
示する固体電解コンデンサを完成させた。
【0023】以下に具体的実施例1について説明する。
定格4V/820μF(φ10×12.5mm)用のアル
ミニウム巻回型コンデンサ素子1を用い、前記段落番号
0020から段落番号0023に記載の手順に基づいて
固体電解コンデンサを完成させた。
【0024】実施例1において、アルミニウム巻回型コ
ンデンサ素子1に余熱を与えないで組立て完成させた固
体電解コンデンサ(参考例1)と比較した。
【0025】実施例1と参考例1の各固体電解コンデン
サにつき、その静電容量(Cap)、誘電損失(tan
δ)、漏れ電流(LC)、等価直列抵抗(ESR)の初
期特性の測定結果の平均値を表1(以下に示す表におい
ても同じ。)に示す。
【0026】
【表1】
【0027】次に、第2実施の形態について説明する。
図4は、本発明の第2実施の形態により得られた固体電
解コンデンサの一部省略の断面図で、同図において、コ
ンデンサ素子20は、アルミニウム、タンタル、ニオ
ブ、チタン等の金属からなる焼結体のコンデンサ素子で
あって、該焼結体コンデンサ素子20に誘電体酸化皮膜
21、固体電解質層22、グラファイト層23、銀層2
4を順次形成し、乾燥させる。
【0028】次いで、この焼結体コンデンサ素子20
に、前記第1実施の形態と同様に、余熱付与手段である
ホットプレート10を用いて100℃の余熱を与えて、
吸湿を抑制している間に陽極端子25、陰極端子26と
なるフレームに搭載してモールド樹脂27によりモール
ド外装を行う。
【0029】次いで、エージング処理を行い、図4に例
示する固体電解コンデンサを完成させた。
【0030】以下に具体的実施例2について説明する。
定格16V/100μF(7.3mm×4.3mm×2.8
mm)用のタンタル焼結体のコンデンサ素子20を用い、
前記段落番号0027から段落番号0029に記載の手
順に基づいて固体電解コンデンサを完成させた。なお、
固体電解質層22には二酸化マンガンを使用した。
【0031】実施例2において、焼結体コンデンサ素子
20に余熱を与えないで組立て完成させた固体電解コン
デンサ(参考例2)と比較した。
【0032】その比較結果を表2に示す。
【0033】
【表2】
【0034】実施例3について説明する。定格6.3V
/150μF(7.3mm×4.3mm×2.8mm)用のタ
ンタル焼結体のコンデンサ素子20を用い、前記段落番
号0027から段落番号0029に記載の手順に基づい
て固体電解コンデンサを完成させた。なお、固体電解質
層22には導電性ポリマーを使用した。
【0035】実施例3において、焼結体コンデンサ素子
20に余熱を与えないで組立て完成させた固体電解コン
デンサ(参考例3)と比較した。
【0036】その比較結果を表3に示す。
【0037】
【表3】
【0038】表1、2、3から明らかなように、弁金
属、固体電解質層の種類に関りなく、各実施例の方が各
参考例に比し、電気的特性が優れていることが判る。
【0039】なお、固体電解質材料としてはポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、その
他の導電性を示す導電性ポリマーを化学重合、又は電解
重合により形成したもの、又、有機半導体、無機半導体
を用いても良い。
【0040】又、前記実施例においては、巻回型のコン
デンサ素子、又は焼結体のコンデンサ素子を用いたが、
陽極化成箔と対向陰極箔を平板の形で構成したコンデン
サ素子を用いても良い。
【0041】又、前記各実施例において、固体電解質層
を形成したコンデンサ素子に余熱を与える方法として、
ポットプレートを用いたが、雰囲気上の温度を70℃、
又は100℃にして余熱を与えても良く、又、吸湿を抑
制できる温度、又は固体電解質層を劣化させない温度と
して、40〜150℃の範囲から任意の温度で余熱を与
えても良い。
【0042】更に又、前記各実施例において、固体電解
質層を形成したコンデンサ素子に乾燥処理と余熱処理を
行ったが、これは各参考例との対比の為であり、余熱処
理だけでもコンデンサ素子内の水分を乾燥、更に吸湿の
抑制は可能であり、乾燥処理は省略しても良い。
【0043】
【発明の効果】しかして、本発明によれば、固体電解質
層を形成したコンデンサ素子に余熱を与えた後に封止、
又はフレームに搭載してモールド外装するものであるか
ら、コンデンサ素子の吸湿を抑制することができ、静電
容量の減少と等価直列抵抗(ESR)の増大等の電気的
特性の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態により得られた固体電
解コンデンサの一部省略の断面図である。
【図2】第1実施の形態で用いたコンデンサ素子の一例
での分解斜視図である。
【図3】コンデンサ素子に対する余熱付与手段の一例を
示す部分説明図である。
【図4】本発明の第2実施の形態により得られた固体電
解コンデンサの断面図である。
【符号の説明】
1 巻回型コンデンサ素子 2 陽極化成箔 3 陽極リード 4 対向陰極箔 5 陰極リード 6 セパレータ紙 7、22 固体電解質層 8 外装ケース 9 封止材 10 ホットプレート 20 焼結体コンデンサ素子 21 誘電体酸化皮膜 23 グラファイト層 24 銀層 25 陽極端子 26 陰極端子 27 モールド樹脂

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体酸化皮膜を陽極とし、固体電解質
    層を陰極とした固体電解コンデンサの製造方法におい
    て、 前記固体電解質層を形成したコンデンサ素子に余熱を与
    えてから組立てを行うことを特徴とする固体電解コンデ
    ンサの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記コンデンサ素子が巻回型コンデンサ
    素子である請求項1の固体電解コンデンサの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記コンデンサ素子が焼結体コンデンサ
    素子である請求項1の固体電解コンデンサの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記余熱がホットプレートにより与えら
    れる請求項1の固体電解コンデンサの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記余熱が雰囲気上の温度により与えら
    れる請求項1の固体電解コンデンサの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記余熱の温度範囲が40〜150℃で
    ある請求項1から5のいずれか1項の固体電解コンデン
    サの製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011118189A1 (ja) * 2010-03-23 2011-09-29 日本ケミコン株式会社 固体電解コンデンサ
JP2011199089A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサ
JP2011199087A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサ
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