JP2003059769A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低ＥＳＲ特性を有する固体電解コンデンサを
提供する。 【解決手段】 セパレータを介して陽極箔と陰極箔を巻
回してなるコンデンサ素子内に有機半導体を形成した固
体電解コンデンサであって、陽極箔および陰極箔の残芯
厚が４０〜１８０μｍであり、かつ陰極箔および陽極箔
の残芯厚がほぼ同一とすることにより、電極箔の抵抗分
が低下し、さらに電極箔と電極引出し端子の接合部分の
接触抵抗も低下して、低ＥＳＲ特性を有する固体電解コ
ンデンサを得ることができる。
提供する。 【解決手段】 セパレータを介して陽極箔と陰極箔を巻
回してなるコンデンサ素子内に有機半導体を形成した固
体電解コンデンサであって、陽極箔および陰極箔の残芯
厚が４０〜１８０μｍであり、かつ陰極箔および陽極箔
の残芯厚がほぼ同一とすることにより、電極箔の抵抗分
が低下し、さらに電極箔と電極引出し端子の接合部分の
接触抵抗も低下して、低ＥＳＲ特性を有する固体電解コ
ンデンサを得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機半導体を電解
質として用いた固体電解コンデンサに関する。
質として用いた固体電解コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子情報機器はデジタル化され、
さらにこれらの電子情報機器の心臓部であるマイクロプ
ロセッサ（ＭＰＵ）の駆動周波数の高速化がすすんでい
る。これに伴って、消費電力の増大化が進み、発熱によ
る信頼性の問題が顕在化し、対策として、駆動電圧の低
減化が図られてきた。ここで、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コンバーターが広く使
用されており、その出力側コンデンサには電圧降下を防
ぐため直列等価抵抗（ＥＳＲ）の低いコンデンサが多数
用いられている。この低ＥＳＲ特性を有するコンデンサ
として、固体電解質を電解質として用いた固体電解コン
デンサが実用化され、これらの用途に合ったコンデンサ
として広く用いられている。
さらにこれらの電子情報機器の心臓部であるマイクロプ
ロセッサ（ＭＰＵ）の駆動周波数の高速化がすすんでい
る。これに伴って、消費電力の増大化が進み、発熱によ
る信頼性の問題が顕在化し、対策として、駆動電圧の低
減化が図られてきた。ここで、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コンバーターが広く使
用されており、その出力側コンデンサには電圧降下を防
ぐため直列等価抵抗（ＥＳＲ）の低いコンデンサが多数
用いられている。この低ＥＳＲ特性を有するコンデンサ
として、固体電解質を電解質として用いた固体電解コン
デンサが実用化され、これらの用途に合ったコンデンサ
として広く用いられている。
【０００３】しかしながら、マイクロプロセッサの駆動
周波数の高速化は著しく、それに伴って消費電力が増大
し、それに対応するために電圧降下を防ぐためのコンデ
ンサからの供給電力の増大化が求められている。すなわ
ち、大きな電力を短時間で供給することができなければ
ならず、このために前記の固体電解コンデンサには大容
量化、小型化、低電圧化と共に、これまでよりもさらに
低いＥＳＲ特性が要求される。
周波数の高速化は著しく、それに伴って消費電力が増大
し、それに対応するために電圧降下を防ぐためのコンデ
ンサからの供給電力の増大化が求められている。すなわ
ち、大きな電力を短時間で供給することができなければ
ならず、このために前記の固体電解コンデンサには大容
量化、小型化、低電圧化と共に、これまでよりもさらに
低いＥＳＲ特性が要求される。
【０００４】ここで、固体電解コンデンサについて説明
すると、アルミニウム，タンタル又はニオブなどの弁作
用金属箔にエッチングを施し表面積を拡大した後、陽極
酸化皮膜を形成した陽極箔と、アルミニウム，タンタル
又はニオブなどの弁作用金属箔にエッチングを施して陰
極箔を形成する。この陽極箔と陰極箔の間にクラフト
紙、マニラ紙、ガラスセパレータまたはビニロン、ポリ
エステル繊維などの合成繊維からなる不織布などのセパ
レータを介在し、前記陽極箔及び前記陰極箔の任意な箇
所に陽極引出端子及び陰極引出端子をそれぞれ取着した
状態で巻回しコンデンサ素子を形成する。このコンデン
サ素子に固体電解質を形成して、金属ケース内に収納
し、金属ケース開口部をエポキシ樹脂などからなる封口
樹脂にて密閉、または封口ゴムを挿入、加締め加工によ
って密閉してなるものである。
すると、アルミニウム，タンタル又はニオブなどの弁作
用金属箔にエッチングを施し表面積を拡大した後、陽極
酸化皮膜を形成した陽極箔と、アルミニウム，タンタル
又はニオブなどの弁作用金属箔にエッチングを施して陰
極箔を形成する。この陽極箔と陰極箔の間にクラフト
紙、マニラ紙、ガラスセパレータまたはビニロン、ポリ
エステル繊維などの合成繊維からなる不織布などのセパ
レータを介在し、前記陽極箔及び前記陰極箔の任意な箇
所に陽極引出端子及び陰極引出端子をそれぞれ取着した
状態で巻回しコンデンサ素子を形成する。このコンデン
サ素子に固体電解質を形成して、金属ケース内に収納
し、金属ケース開口部をエポキシ樹脂などからなる封口
樹脂にて密閉、または封口ゴムを挿入、加締め加工によ
って密閉してなるものである。
【０００５】上記構成による固体電解コンデンサは、電
解質として従来の比抵抗が１００Ω・ｃｍオーダーの電
解液に比べて１０数Ω・ｃｍ以下の低い比抵抗を有する
固体電解質を用いているので、前述したようにＥＳＲ特
性の優れたコンデンサである。
解質として従来の比抵抗が１００Ω・ｃｍオーダーの電
解液に比べて１０数Ω・ｃｍ以下の低い比抵抗を有する
固体電解質を用いているので、前述したようにＥＳＲ特
性の優れたコンデンサである。
【０００６】ところで、この固体電解質としては、従来
より比抵抗が１０数Ω・ｃｍの二酸化マンガンが用いら
れ、その後、比抵抗が１０Ω・ｃｍ以下のＴＣＮＱ錯
体、ポリピロール、チオフェン誘電体の重合体等の有機
半導体を用いた固体電解コンデンサが実用化されてきた
が、ＭＰＵの駆動周波数のさらなる高速化が進む中で、
さらに小型、大容量で、かつ低ＥＳＲ特性を有するコン
デンサが求められている。発明者等の研究によれば、そ
うした固体電解コンデンサでは、電解質の比抵抗が低い
のにも関わらず、コンデンサのＥＳＲ低減の効果は十分
なものではない。
より比抵抗が１０数Ω・ｃｍの二酸化マンガンが用いら
れ、その後、比抵抗が１０Ω・ｃｍ以下のＴＣＮＱ錯
体、ポリピロール、チオフェン誘電体の重合体等の有機
半導体を用いた固体電解コンデンサが実用化されてきた
が、ＭＰＵの駆動周波数のさらなる高速化が進む中で、
さらに小型、大容量で、かつ低ＥＳＲ特性を有するコン
デンサが求められている。発明者等の研究によれば、そ
うした固体電解コンデンサでは、電解質の比抵抗が低い
のにも関わらず、コンデンサのＥＳＲ低減の効果は十分
なものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、固体電
解質の低比抵抗化による改善だけではコンデンサのＥＳ
Ｒを低減するには限界があり、さらなるＥＳＲの低減は
難しいといった問題があった。
解質の低比抵抗化による改善だけではコンデンサのＥＳ
Ｒを低減するには限界があり、さらなるＥＳＲの低減は
難しいといった問題があった。
【０００８】本発明は、上記の問題を解決するために成
されたものであり、比抵抗の低い有機半導体を用いた固
体電解コンデンサにおいて、さらなる低ＥＳＲを実現し
た固体電解コンデンサを提供するものである。
されたものであり、比抵抗の低い有機半導体を用いた固
体電解コンデンサにおいて、さらなる低ＥＳＲを実現し
た固体電解コンデンサを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、発明者が鋭意検討した結果、比抵抗の低い有機半
導体を用いた固体電解コンデンサにおいては、陽極箔と
陰極箔（両極箔）の残芯厚と、両極箔の残芯厚の関係の
最適化を図ることにより、コンデンサのさらなるＥＳＲ
の低減が可能であることを見いだした。
めに、発明者が鋭意検討した結果、比抵抗の低い有機半
導体を用いた固体電解コンデンサにおいては、陽極箔と
陰極箔（両極箔）の残芯厚と、両極箔の残芯厚の関係の
最適化を図ることにより、コンデンサのさらなるＥＳＲ
の低減が可能であることを見いだした。
【００１０】通常、電解コンデンサ用電極箔は以下のよ
うにして作成する。まず、アルミニウム箔を塩酸水溶液
等からなるエッチング液中でアルミニウム箔の表面部分
を粗面化して穴状のエッチングピットを形成する。この
ようにしていわゆるエッチング箔を形成し、このエッチ
ング箔を陰極箔として用いる。そして、陽極箔はこのエ
ッチング箔をさらにリン酸水溶液等からなる化成液中で
通電してこの表面に酸化皮膜を形成して陽極箔とする。
したがってこのような電極箔はエッチングされないアル
ミニウムの部分（以下、残芯）とエッチング部分と、陽
極箔の場合はさらに酸化皮膜部分とからなるが、本発明
の電極箔においては、この残芯の厚みを４０〜１８０μ
ｍ、さらに好ましくは５０〜１５０μｍとする。そし
て、両極箔の残芯厚をほぼ同一とする。
うにして作成する。まず、アルミニウム箔を塩酸水溶液
等からなるエッチング液中でアルミニウム箔の表面部分
を粗面化して穴状のエッチングピットを形成する。この
ようにしていわゆるエッチング箔を形成し、このエッチ
ング箔を陰極箔として用いる。そして、陽極箔はこのエ
ッチング箔をさらにリン酸水溶液等からなる化成液中で
通電してこの表面に酸化皮膜を形成して陽極箔とする。
したがってこのような電極箔はエッチングされないアル
ミニウムの部分（以下、残芯）とエッチング部分と、陽
極箔の場合はさらに酸化皮膜部分とからなるが、本発明
の電極箔においては、この残芯の厚みを４０〜１８０μ
ｍ、さらに好ましくは５０〜１５０μｍとする。そし
て、両極箔の残芯厚をほぼ同一とする。
【００１１】本発明は比抵抗が１０Ω・ｃｍ以下の有機
半導体を用い、以上のような両極箔を用いることによっ
て、有機半導体の低比抵抗特性を最大限に発揮させるこ
とができ、従来にない低ＥＳＲ特性をもつ固体電解コン
デンサを実現したものである。このような両極箔を用い
ることによって両極箔の抵抗分が低下して、ＥＳＲが低
減する。この範囲未満ではＥＳＲの低減効果が少なく、
この範囲を越えるとＥＳＲの低減率が低下する。
半導体を用い、以上のような両極箔を用いることによっ
て、有機半導体の低比抵抗特性を最大限に発揮させるこ
とができ、従来にない低ＥＳＲ特性をもつ固体電解コン
デンサを実現したものである。このような両極箔を用い
ることによって両極箔の抵抗分が低下して、ＥＳＲが低
減する。この範囲未満ではＥＳＲの低減効果が少なく、
この範囲を越えるとＥＳＲの低減率が低下する。
【００１２】さらに、前記の固体電解コンデンサにおい
て、箔厚が大きくなると所定のケースサイズにコンデン
サ素子を収納するために箔長が小さくしなければならず
そのためにＥＳＲが上昇するので、箔厚は２００μｍ以
下、好ましくは１５０μｍ以下である。また、エッチン
グピットの厚さが１０μｍ以上であると、有機半導体層
の電極箔への密着性が向上してＥＳＲが低減するので、
エッチングピットの厚みは１０μｍ以上であることが好
ましい。したがって、電極箔の箔厚は５０〜２００μ
ｍ、好ましくは６０〜１５０μｍである。
て、箔厚が大きくなると所定のケースサイズにコンデン
サ素子を収納するために箔長が小さくしなければならず
そのためにＥＳＲが上昇するので、箔厚は２００μｍ以
下、好ましくは１５０μｍ以下である。また、エッチン
グピットの厚さが１０μｍ以上であると、有機半導体層
の電極箔への密着性が向上してＥＳＲが低減するので、
エッチングピットの厚みは１０μｍ以上であることが好
ましい。したがって、電極箔の箔厚は５０〜２００μ
ｍ、好ましくは６０〜１５０μｍである。
【００１３】ここで、有機半導体としてＴＣＮＱ錯体を
用いると近年要求されているＥＳＲが４〜６ｍΩの低Ｅ
ＳＲを実現することができる。
用いると近年要求されているＥＳＲが４〜６ｍΩの低Ｅ
ＳＲを実現することができる。
【００１４】また、有機半導体として導電性ポリマーを
用いても、ＥＳＲはＴＣＮＱ錯体と同等以上の特性を得
ることができる。さらに導電性ポリマーとして（化１）
で示されるチオフェン誘電体の重合体を用いるとコンデ
ンサの耐熱特性が向上するので好適である。なかでも反
応性、電気特性の良好な３，４−エチレンジオキシチオ
フェンが好ましい。
用いても、ＥＳＲはＴＣＮＱ錯体と同等以上の特性を得
ることができる。さらに導電性ポリマーとして（化１）
で示されるチオフェン誘電体の重合体を用いるとコンデ
ンサの耐熱特性が向上するので好適である。なかでも反
応性、電気特性の良好な３，４−エチレンジオキシチオ
フェンが好ましい。
【化１】
ここで、ＸはＯまたはＳ、ＸがＯのとき、Ａはアルキレ
ン、またはポリオキシアルキレン、Ｘの少なくとも一方
がＳのとき、Ａはアルキレン、ポリオキシアルキレン、
置換アルキレン、置換ポリオキシアルキレン、ここで、
置換基はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基であ
る。
ン、またはポリオキシアルキレン、Ｘの少なくとも一方
がＳのとき、Ａはアルキレン、ポリオキシアルキレン、
置換アルキレン、置換ポリオキシアルキレン、ここで、
置換基はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基であ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】さらに、具体的に本発明の実施の
形態について説明する。アルミニウム箔を塩酸水溶液等
からなるエッチング液中で交流エッチングで粗面化して
エッチング箔を作成し、陰極箔として用いる。さらに、
このエッチング箔の表面に誘電体皮膜を形成するために
リン酸水溶液等からなる化成液中で化成を施し、陽極箔
として用いる。そして本発明においては、エッチングの
際にアルミニウム箔のエッチングしない部分、すなわち
残芯部の厚みを４０〜１８０μｍ、さらに好ましくは５
０〜１５０μｍとする。
形態について説明する。アルミニウム箔を塩酸水溶液等
からなるエッチング液中で交流エッチングで粗面化して
エッチング箔を作成し、陰極箔として用いる。さらに、
このエッチング箔の表面に誘電体皮膜を形成するために
リン酸水溶液等からなる化成液中で化成を施し、陽極箔
として用いる。そして本発明においては、エッチングの
際にアルミニウム箔のエッチングしない部分、すなわち
残芯部の厚みを４０〜１８０μｍ、さらに好ましくは５
０〜１５０μｍとする。
【００１６】そして、電極箔の箔厚は５０〜２００μ
ｍ、好ましくは６０〜１５０μｍである。
ｍ、好ましくは６０〜１５０μｍである。
【００１７】また、陰極箔に０．１〜１０Ｖ、好ましく
は０．３〜５Ｖの化成皮膜を形成すると、ＥＳＲが低減
し、高温寿命特性が向上するので好適である。
は０．３〜５Ｖの化成皮膜を形成すると、ＥＳＲが低減
し、高温寿命特性が向上するので好適である。
【００１８】また、陰極箔の表面に窒化チタンやチタン
などの酸化性の低い金属化合物や金属からなる層を形成
すると静電容量が増大するので好ましい。ここで、陰極
箔に化成皮膜を形成し、この化成皮膜の上に前記の酸化
性の低い金属や金属化合物からなる層を形成するとさら
に好ましい。
などの酸化性の低い金属化合物や金属からなる層を形成
すると静電容量が増大するので好ましい。ここで、陰極
箔に化成皮膜を形成し、この化成皮膜の上に前記の酸化
性の低い金属や金属化合物からなる層を形成するとさら
に好ましい。
【００１９】そして、ほぼ同一の残芯厚を有する陽極箔
と陰極箔に陽極引出端子，陰極引出端子を取着し、セパ
レータを介して巻回する。その後、化成液中にて電圧を
印加し、これまでの工程で損傷した誘電体酸化皮膜を修
復する。
と陰極箔に陽極引出端子，陰極引出端子を取着し、セパ
レータを介して巻回する。その後、化成液中にて電圧を
印加し、これまでの工程で損傷した誘電体酸化皮膜を修
復する。
【００２０】ここで、セパレータとしては、マニラ紙、
クラフト紙、ガラスセパレータなど、またはビニロン、
ポリエステルなどの合成繊維からなる不織布、さらには
多孔質セパレータを用いることができる。
クラフト紙、ガラスセパレータなど、またはビニロン、
ポリエステルなどの合成繊維からなる不織布、さらには
多孔質セパレータを用いることができる。
【００２１】なお、電極箔に引出端子を取着する際、本
発明の残芯厚が増大した電極箔を用いると、電極箔と引
出端子の接合部分の接触抵抗が下がるので、そのことに
よっても固体電解コンデンサのＥＳＲ低減の効果は増大
する。
発明の残芯厚が増大した電極箔を用いると、電極箔と引
出端子の接合部分の接触抵抗が下がるので、そのことに
よっても固体電解コンデンサのＥＳＲ低減の効果は増大
する。
【００２２】ついで、有機半導体としてＴＣＮＱ錯体を
用いる場合について説明する。アルミニウムからなる円
筒形の金属ケースにＴＣＮＱ錯体を入れて、加熱した平
面ヒーター上に乗せて、ＴＣＮＱ錯体を溶融液化させ
る。そこに予備加熱させた前記コンデンサ素子を含浸
し、金属ケースを冷却水に浸してＴＣＮＱ錯体を冷却固
化させる。さらに、ケース内にエポキシ樹脂を注入し高
温雰囲気中で加熱硬化させ、しかる後、加熱電圧印加し
エージングを行って固体電解コンデンサを作製する。
用いる場合について説明する。アルミニウムからなる円
筒形の金属ケースにＴＣＮＱ錯体を入れて、加熱した平
面ヒーター上に乗せて、ＴＣＮＱ錯体を溶融液化させ
る。そこに予備加熱させた前記コンデンサ素子を含浸
し、金属ケースを冷却水に浸してＴＣＮＱ錯体を冷却固
化させる。さらに、ケース内にエポキシ樹脂を注入し高
温雰囲気中で加熱硬化させ、しかる後、加熱電圧印加し
エージングを行って固体電解コンデンサを作製する。
【００２３】また、有機半導体として３，４−エチレン
ジオキシチオフェン（ＥＤＴ）の重合体であるポリ−
（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＴ）
を用いる場合は、コンデンサ素子をＥＤＴと酸化剤と所
定の溶媒とを混合して調製した混合液に浸漬し、コンデ
ンサ素子内でＥＤＴの重合反応を発生させ、ＰＥＤＴか
らなる有機半導体層を形成する。そして、このコンデン
サ素子を金属ケースに挿入し、開口端部に封口ゴムを挿
入、加締め加工で封口して、固体電解コンデンサを完成
する。
ジオキシチオフェン（ＥＤＴ）の重合体であるポリ−
（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＴ）
を用いる場合は、コンデンサ素子をＥＤＴと酸化剤と所
定の溶媒とを混合して調製した混合液に浸漬し、コンデ
ンサ素子内でＥＤＴの重合反応を発生させ、ＰＥＤＴか
らなる有機半導体層を形成する。そして、このコンデン
サ素子を金属ケースに挿入し、開口端部に封口ゴムを挿
入、加締め加工で封口して、固体電解コンデンサを完成
する。
【００２４】前記のＥＤＴとしては、ＥＤＴモノマーを
用いることができるが、ＥＤＴと揮発性溶媒とを１：０
〜１：３の体積比で混合したモノマー溶液を用いること
もできる。前記揮発性溶媒としては、ペンタン等の炭化
水素類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ギ酸エチ
ル等のエステル類、アセトン等のケトン類、メタノール
等のアルコール類、アセトニトリル等の窒素化合物等を
用いることができるが、なかでも、メタノール、エタノ
ール、アセトン等が好ましい。また、酸化剤としては、
ブタノールに溶解したパラトルエンスルホン酸第二鉄、
過ヨウ素酸もしくはヨウ素酸の水溶液を用いることがで
き、酸化剤の溶媒に対する濃度は４０〜５５ｗｔ％が好
ましい。この範囲未満ではＥＳＲが上昇し、この範囲を
越えると静電容量が低下する。
用いることができるが、ＥＤＴと揮発性溶媒とを１：０
〜１：３の体積比で混合したモノマー溶液を用いること
もできる。前記揮発性溶媒としては、ペンタン等の炭化
水素類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ギ酸エチ
ル等のエステル類、アセトン等のケトン類、メタノール
等のアルコール類、アセトニトリル等の窒素化合物等を
用いることができるが、なかでも、メタノール、エタノ
ール、アセトン等が好ましい。また、酸化剤としては、
ブタノールに溶解したパラトルエンスルホン酸第二鉄、
過ヨウ素酸もしくはヨウ素酸の水溶液を用いることがで
き、酸化剤の溶媒に対する濃度は４０〜５５ｗｔ％が好
ましい。この範囲未満ではＥＳＲが上昇し、この範囲を
越えると静電容量が低下する。
【００２５】ＥＤＴと酸化剤（溶媒を含まず）の混合比
は、重量比で１：０．９〜１：２．２の範囲が好適であ
り、１：１．３〜１：２．０の範囲がより好適である。
この範囲外ではＥＳＲが上昇する。その理由は、以下の
通りであると考えられる。すなわち、モノマーに対する
酸化剤の量が多過ぎると、相対的に含浸されるモノマー
の量が低下するので、形成されるＰＥＤＴの量が低下し
てＥＳＲが上昇する。一方、酸化剤の量が少なすぎる
と、モノマーを重合するのに必要な酸化剤が不足して、
形成されるＰＥＤＴの量が低下してＥＳＲが上昇する。
は、重量比で１：０．９〜１：２．２の範囲が好適であ
り、１：１．３〜１：２．０の範囲がより好適である。
この範囲外ではＥＳＲが上昇する。その理由は、以下の
通りであると考えられる。すなわち、モノマーに対する
酸化剤の量が多過ぎると、相対的に含浸されるモノマー
の量が低下するので、形成されるＰＥＤＴの量が低下し
てＥＳＲが上昇する。一方、酸化剤の量が少なすぎる
と、モノマーを重合するのに必要な酸化剤が不足して、
形成されるＰＥＤＴの量が低下してＥＳＲが上昇する。
【００２６】ここで説明したＥＤＴと他にも重合性モノ
マーを用いることができる。重合性モノマーとしては、
アニリン、ピロール、フラン、アセチレンまたはそれら
の誘導体であって、所定の酸化剤により酸化重合され、
導電性ポリマーを形成するものであれば適用することが
できる。
マーを用いることができる。重合性モノマーとしては、
アニリン、ピロール、フラン、アセチレンまたはそれら
の誘導体であって、所定の酸化剤により酸化重合され、
導電性ポリマーを形成するものであれば適用することが
できる。
【００２７】以上のような本発明の固体電解コンデンサ
は、１０Ω・ｃｍ以下の比抵抗を有する有機半導体を用
いた固体電解コンデンサにおいて、コンデンサのＥＳＲ
を従来の８０〜６０％に低減することができ、これまで
にない６ｍΩ以下のＥＳＲを得ることができる。これに
対して、これまでの比抵抗が数十Ω・ｃｍの電解液を用
いた電解コンデンサや、１０数Ω・ｃｍの固体電解質を
用いた固体電解コンデンサにおいては、ＥＳＲは３０〜
５０ｍΩ程度と非常に高く、さらに本発明の電極箔を用
いても最大でも９０％程度にしか低減せず、本発明のよ
うな大幅なＥＳＲの低減という効果を得ることはできな
い。
は、１０Ω・ｃｍ以下の比抵抗を有する有機半導体を用
いた固体電解コンデンサにおいて、コンデンサのＥＳＲ
を従来の８０〜６０％に低減することができ、これまで
にない６ｍΩ以下のＥＳＲを得ることができる。これに
対して、これまでの比抵抗が数十Ω・ｃｍの電解液を用
いた電解コンデンサや、１０数Ω・ｃｍの固体電解質を
用いた固体電解コンデンサにおいては、ＥＳＲは３０〜
５０ｍΩ程度と非常に高く、さらに本発明の電極箔を用
いても最大でも９０％程度にしか低減せず、本発明のよ
うな大幅なＥＳＲの低減という効果を得ることはできな
い。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の固体電解コンデンサについて
具体的な実施例を述べる。 （実施例１）有機半導体としてＴＣＮＱ錯体を用いた実
施例について説明する。アルミニウム箔を交流エッチン
グにより粗面化し、さらに誘電体酸化皮膜を形成するた
めの化成を施し、本発明の陽極箔を作製する。また、ア
ルミニウム箔を同じく交流エッチングにより粗面化し、
表面に化成皮膜を形成して陰極箔を作製する。この陽極
箔と陰極箔の間にマニラ紙からなるセパレータを介在
し、任意な箇所にそれぞれ陽極引出端子，陰極引出端子
を取着して巻回する。その後、化成液中にて電圧を印加
し、巻回により損傷した誘電体酸化皮膜を修復化成す
る。
具体的な実施例を述べる。 （実施例１）有機半導体としてＴＣＮＱ錯体を用いた実
施例について説明する。アルミニウム箔を交流エッチン
グにより粗面化し、さらに誘電体酸化皮膜を形成するた
めの化成を施し、本発明の陽極箔を作製する。また、ア
ルミニウム箔を同じく交流エッチングにより粗面化し、
表面に化成皮膜を形成して陰極箔を作製する。この陽極
箔と陰極箔の間にマニラ紙からなるセパレータを介在
し、任意な箇所にそれぞれ陽極引出端子，陰極引出端子
を取着して巻回する。その後、化成液中にて電圧を印加
し、巻回により損傷した誘電体酸化皮膜を修復化成す
る。
【００２９】一方において、アルミニウムからなる円筒
形の金属ケースにＴＣＮＱ錯体を入れて、約２８０℃に
加熱した平面ヒーター上に乗せて、ＴＣＮＱ錯体を溶融
液化させる。そこに約３００℃に予備加熱させた前記コ
ンデンサ素子を含浸し、即座に金属ケースを冷却水に浸
してＴＣＮＱ錯体を冷却固化させる。さらに、ケース内
にエポキシ樹脂を必要量注入し高温雰囲気中で加熱硬化
させ、しかる後、１２５℃中で端子間に定格電圧を１時
間印加しエージングを行って固体電解コンデンサとし
た。
形の金属ケースにＴＣＮＱ錯体を入れて、約２８０℃に
加熱した平面ヒーター上に乗せて、ＴＣＮＱ錯体を溶融
液化させる。そこに約３００℃に予備加熱させた前記コ
ンデンサ素子を含浸し、即座に金属ケースを冷却水に浸
してＴＣＮＱ錯体を冷却固化させる。さらに、ケース内
にエポキシ樹脂を必要量注入し高温雰囲気中で加熱硬化
させ、しかる後、１２５℃中で端子間に定格電圧を１時
間印加しエージングを行って固体電解コンデンサとし
た。
【００３０】そして、このようにして形成した固体電解
コンデンサの実施例１−１〜１−２、比較例１−１〜１
−３に用いた陽極箔と陰極箔の残芯厚とそれぞれの固体
電解コンデンサのＥＳＲを（表１）に示す。なお、実施
例１−１〜１−２の陽極箔と陰極箔の箔厚はそれぞれ９
５μｍ、９７μｍ、１２３μｍ、１２１μｍであり、比
較例１−１、１−２もほぼ同じであった。
コンデンサの実施例１−１〜１−２、比較例１−１〜１
−３に用いた陽極箔と陰極箔の残芯厚とそれぞれの固体
電解コンデンサのＥＳＲを（表１）に示す。なお、実施
例１−１〜１−２の陽極箔と陰極箔の箔厚はそれぞれ９
５μｍ、９７μｍ、１２３μｍ、１２１μｍであり、比
較例１−１、１−２もほぼ同じであった。
【００３１】
【表１】
【００３２】（表１）から明らかなように、本発明の実
施例１−１〜１−２の固体電解コンデンサはＥＳＲが６
ｍΩ以下という低い値を示しており、本発明の効果がわ
かる。これに対して、残芯厚が３０μｍ程度の比較例１
−３のＥＳＲは７．８ｍΩと高い。また、比較例１−１
は残芯厚の合計、および箔厚の合計が実施例１−１とほ
ぼ同じであるにもかかわらず、６．４ｍΩと高い値を示
している。比較例１−２も実施例１−２と比較して同様
の結果になっている。
施例１−１〜１−２の固体電解コンデンサはＥＳＲが６
ｍΩ以下という低い値を示しており、本発明の効果がわ
かる。これに対して、残芯厚が３０μｍ程度の比較例１
−３のＥＳＲは７．８ｍΩと高い。また、比較例１−１
は残芯厚の合計、および箔厚の合計が実施例１−１とほ
ぼ同じであるにもかかわらず、６．４ｍΩと高い値を示
している。比較例１−２も実施例１−２と比較して同様
の結果になっている。
【００３３】すなわち、両極箔の残芯厚の合計および箔
厚の合計が同じであると、同等のサイズの固体電解コン
デンサを形成することができる。しかしながら、この際
に残芯厚をほぼ同一にすることによって、これらが同一
でないものよりＥＳＲが低減し、さらに残芯厚を４０〜
１８０μｍとすることにより、６ｍΩ以下という低ＥＳ
Ｒ特性を有する固体電解コンデンサを実現できることが
判明した。
厚の合計が同じであると、同等のサイズの固体電解コン
デンサを形成することができる。しかしながら、この際
に残芯厚をほぼ同一にすることによって、これらが同一
でないものよりＥＳＲが低減し、さらに残芯厚を４０〜
１８０μｍとすることにより、６ｍΩ以下という低ＥＳ
Ｒ特性を有する固体電解コンデンサを実現できることが
判明した。
【００３４】また、実施例１−１と同様にして形成した
コンデンサ素子に、比較例１−４として低比抵抗特性を
有する電解液を含浸した電解コンデンサ、また比較例１
−５として二酸化マンガンを形成した電解コンデンサを
それぞれ作成した。比較例１−４に用いた電解液はγ−
ブチロラクトン７５部、フタル酸エチル−ジメチル−イ
ミダゾリニウム２５部である。得られたＥＳＲはそれぞ
れ３５ｍΩ、１７ｍΩと高い値を示しており、本発明の
電極箔を用いても電解質として低比抵抗特性を有する有
機半導体を用いなければ本発明の効果がえられないこと
が判明した。
コンデンサ素子に、比較例１−４として低比抵抗特性を
有する電解液を含浸した電解コンデンサ、また比較例１
−５として二酸化マンガンを形成した電解コンデンサを
それぞれ作成した。比較例１−４に用いた電解液はγ−
ブチロラクトン７５部、フタル酸エチル−ジメチル−イ
ミダゾリニウム２５部である。得られたＥＳＲはそれぞ
れ３５ｍΩ、１７ｍΩと高い値を示しており、本発明の
電極箔を用いても電解質として低比抵抗特性を有する有
機半導体を用いなければ本発明の効果がえられないこと
が判明した。
【００３５】（実施例２）次に、有機半導体としてＰＥ
ＤＴを用いた実施例を説明する。セパレータとして、ビ
ニロン繊維からなる不織布を用い、陰極箔には化成皮膜
の上に窒化チタンからなる層を形成し、その他は実施例
１と同様にコンデンサ素子を形成して、修復化成を行っ
た。そして、有機半導体の形成を以下のように行った。
カップ状の容器に、ＥＤＴと４５％のパラトルエンスル
ホン酸第二鉄のブタノール溶液を、その重量比が１：
０．８となるように注入し、混合液を調製した。そし
て、コンデンサ素子を上記混合液に１０秒間浸漬した。
そして、１２０℃で１時間加熱して、コンデンサ素子内
でＰＥＤＴの重合反応を発生させ、有機半導体層を形成
した。そして、このコンデンサ素子を有底筒状のアルミ
ニウムケースに挿入し、開口部を絞り加工によってゴム
封口してエージングを行い、固体電解コンデンサを作成
した。ここで用いた実施例と比較例の両極箔の残芯厚と
それぞれの固体電解コンデンサのＥＳＲを（表２）に示
す。なお、実施例２−１〜２−３の箔厚はそれぞれ９６
μｍ、９７μｍ、１２２μｍ、１２３μｍであり、比較
例２−１、２−２もほぼ同じであった。
ＤＴを用いた実施例を説明する。セパレータとして、ビ
ニロン繊維からなる不織布を用い、陰極箔には化成皮膜
の上に窒化チタンからなる層を形成し、その他は実施例
１と同様にコンデンサ素子を形成して、修復化成を行っ
た。そして、有機半導体の形成を以下のように行った。
カップ状の容器に、ＥＤＴと４５％のパラトルエンスル
ホン酸第二鉄のブタノール溶液を、その重量比が１：
０．８となるように注入し、混合液を調製した。そし
て、コンデンサ素子を上記混合液に１０秒間浸漬した。
そして、１２０℃で１時間加熱して、コンデンサ素子内
でＰＥＤＴの重合反応を発生させ、有機半導体層を形成
した。そして、このコンデンサ素子を有底筒状のアルミ
ニウムケースに挿入し、開口部を絞り加工によってゴム
封口してエージングを行い、固体電解コンデンサを作成
した。ここで用いた実施例と比較例の両極箔の残芯厚と
それぞれの固体電解コンデンサのＥＳＲを（表２）に示
す。なお、実施例２−１〜２−３の箔厚はそれぞれ９６
μｍ、９７μｍ、１２２μｍ、１２３μｍであり、比較
例２−１、２−２もほぼ同じであった。
【００３６】
【表２】
【００３７】（表２）よりわかるように、実施例２にお
いても実施例１と同様の結果を示しており本発明の効果
が明らかである。
いても実施例１と同様の結果を示しており本発明の効果
が明らかである。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、セ
パレータを介して陽極箔と陰極箔を巻回してなるコンデ
ンサ素子内に有機半導体を形成した固体電解コンデンサ
であって、陽極箔および陰極箔の残芯厚が４０〜１８０
μｍであり、かつ陰極箔および陽極箔の残芯厚がほぼ同
一とすることにより、従来にない低ＥＳＲ特性を有する
固体電解コンデンサを提供することができる。
パレータを介して陽極箔と陰極箔を巻回してなるコンデ
ンサ素子内に有機半導体を形成した固体電解コンデンサ
であって、陽極箔および陰極箔の残芯厚が４０〜１８０
μｍであり、かつ陰極箔および陽極箔の残芯厚がほぼ同
一とすることにより、従来にない低ＥＳＲ特性を有する
固体電解コンデンサを提供することができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 セパレータを介して陽極箔と陰極箔を巻
回してなるコンデンサ素子内に有機半導体を形成した固
体電解コンデンサであって、陽極箔および陰極箔の残芯
厚が４０〜１８０μｍであり、かつ陰極箔および陽極箔
の残芯厚がほぼ同一であることを特徴とする固体電解コ
ンデンサ。 - 【請求項２】 前記陽極箔および陰極箔の箔厚が５０〜
２５０μｍであることを特徴とする請求項１記載の固体
電解コンデンサ。 - 【請求項３】 有機半導体としてＴＣＮＱ錯体を用いた
請求項１または２記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項４】 有機半導体として導電性ポリマーを用い
た請求項１または２記載の固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001244532A JP2003059769A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001244532A JP2003059769A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 固体電解コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003059769A true JP2003059769A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19074446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001244532A Pending JP2003059769A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003059769A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018062319A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日本ケミコン株式会社 | 電極箔及び電解コンデンサ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63160322A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-04 | 昭和アルミニウム株式会社 | 電解コンデンサ用アルミニウム電極材料 |
| JPH02222517A (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-05 | Nichicon Corp | 電解コンデンサの製造方法 |
| JP2000345271A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-12 | Showa Alum Corp | アルミニウムクラッド材および電解コンデンサ電極用アルミニウム箔 |
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001244532A patent/JP2003059769A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63160322A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-04 | 昭和アルミニウム株式会社 | 電解コンデンサ用アルミニウム電極材料 |
| JPH02222517A (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-05 | Nichicon Corp | 電解コンデンサの製造方法 |
| JP2000345271A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-12 | Showa Alum Corp | アルミニウムクラッド材および電解コンデンサ電極用アルミニウム箔 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018062319A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日本ケミコン株式会社 | 電極箔及び電解コンデンサ |
| JPWO2018062319A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2019-07-18 | 日本ケミコン株式会社 | 電極箔及び電解コンデンサ |
| JP7151483B2 (ja) | 2016-09-30 | 2022-10-12 | 日本ケミコン株式会社 | 電極箔及び電解コンデンサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080808 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100804 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101001 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110406 |