JP2003092229A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサ及びその製造方法Info
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Abstract
サ素子の外表面に固体電解質層が均一に形成されないと
いう課題を解決し、固体電解質層を均一に形成して容量
バラツキの少ない固体電解コンデンサを提供することを
目的とする。 【解決手段】 親水性の基材3aの一方の面に撥水性の
材料3bを設けた這い上がり防止板3を用いたことによ
り、コンデンサ素子1の外表面に硝酸マンガン溶液を付
着させた際に基材3aが親水性であるために這い上がり
防止板3が接触した部分のコンデンサ素子1の外表面に
も固体電解質層を均一に形成することができるようにな
り、しかも基材3aの一方の面に設けられて加熱処理に
より収縮して陽極導出線2と密着した撥水性の材料3b
は陽極導出線2への二酸化マンガンの這い上がり現象を
確実に阻止することができる。
Description
される固体電解コンデンサ及びその製造方法に関するも
のである。
を示した正面図、図8は同固体電解コンデンサに使用さ
れる這い上がり防止板を示した断面図であり、同図にお
いて、1はコンデンサ素子、2はこのコンデンサ素子1
に埋設された陽極導出線、5はこの陽極導出線2の根元
部分にはめ込まれた這い上がり防止板である。
その詳細を示すように、厚さが200〜300μmの熱
溶融性弗素樹脂シート(熱不溶融性弗素樹脂シートであ
っても良い)をリング状に打ち抜き加工して形成された
ものであり、この這い上がり防止板5を上記コンデンサ
素子1に埋設された陽極導出線2の根元部分にはめ込
み、これを加熱処理することによって這い上がり防止板
5を収縮させて陽極導出線2に密着させ(熱不溶融性弗
素樹脂シートからなる這い上がり防止板を用いた場合に
は加熱処理は行わない)、この状態でこれを化成処理す
ることによりコンデンサ素子1の外表面に誘電体酸化皮
膜層(図示せず)を形成した後、上記コンデンサ素子1
を図示しない硝酸マンガン溶液に浸漬した後に引き上
げ、これを高温加熱して熱分解することによってコンデ
ンサ素子1の外表面に二酸化マンガンからなる固体電解
質層(図示せず)を形成するようにしたものであり、上
記這い上がり防止板5はこの固体電解質層の形成の際に
陽極導出線2への二酸化マンガンの這い上がりを防止し
てLC(漏れ電流)不良を低減する目的で用いられるも
のであった。
の固体電解コンデンサでは、コンデンサ素子1に埋設さ
れた陽極導出線2の根元部分にはめ込まれた這い上がり
防止板5が、固体電解質層を形成する際に陽極導出線2
への二酸化マンガンの這い上がりを確実に阻止してその
目的を果たすのは良い反面、這い上がり防止板5が熱溶
融性弗素樹脂シート(熱不溶融性弗素樹脂シートであっ
ても同じ)からなる撥水性の材料であるため、この這い
上がり防止板5が密着した部分のコンデンサ素子1の外
表面には硝酸マンガン溶液が浸透し難いことから二酸化
マンガンからなる固体電解質層を均一に形成することが
困難であり、このために完成したコンデンサ素子1の容
量達成にバラツキが発生し、容量不足で規格外となる製
品が発生するという課題を有したものであった。
コンデンサ素子の外表面全体に固体電解質層に均一に形
成して容量低下やバラツキを招くことのない固体電解コ
ンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
に本発明の請求項1に記載の発明は、陽極導出線を埋設
したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を被覆した
絶縁性の外装樹脂を備えた固体電解コンデンサにおい
て、親水性の材料からなる基材の一方の面に撥水性の材
料を設けた這い上がり防止板を上記親水性の材料からな
る基材がコンデンサ素子側となるようにしてコンデンサ
素子に埋設された陽極導出線の根元部分に挿設した構成
のものであり、これにより、這い上がり防止板のコンデ
ンサ素子と接している部分は親水性の材料であるために
固体電解質層形成時に硝酸マンガン溶液が浸透するよう
になり、またこの親水性の材料からなる基材の表面には
撥水性の材料が設けられているためにそれ以上硝酸マン
ガン溶液が浸透することは無くなるため、這い上がり防
止板が密着した部分のコンデンサ素子の外表面にも二酸
化マンガンからなる固体電解質層を均一に形成すること
ができるようになり、コンデンサ素子の容量達成バラツ
キを無くして安定した性能の製品を得ることができると
いう作用効果を有する。
1に記載の発明において、這い上がり防止板の基材であ
る親水性の材料が熱不溶融性樹脂からなり、この一方の
面に設けられた撥水性の材料が熱溶融性樹脂からなる構
成のものであり、これにより、基材の一方の面に設けら
れた熱溶融性樹脂を加熱処理して収縮させて陽極導出線
と密着させることができるようになり、固体電解質層を
形成する際に陽極導出線への二酸化マンガンの這い上が
りを確実に阻止することができるという作用効果を有す
る。
2に記載の発明において、熱不溶融性樹脂がポリイミド
である構成のものであり、これにより、請求項2に記載
の発明により得られる作用効果をより一層効率良く得る
ことができるという作用効果を有する。
2に記載の発明において、熱溶融性樹脂がテトラフルオ
ロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(F
ET)、または四弗化エチレンとパーフルオロアルキル
ビニルエーテルの共重合体(PFA)である構成のもの
であり、これにより、請求項2に記載の発明により得ら
れる作用効果をより一層効率良く得ることができるとい
う作用効果を有する。
1に記載の発明において、這い上がり防止板を構成する
親水性の材料からなる基材の厚さt1と、この一方の面
に設けられた撥水性の材料の厚さt2との関係が、t
1:t2=5:1〜12:1の範囲とし、かつ、親水性
の材料からなる基材の厚さt1が150μm以上とした
構成のものであり、これにより、熱溶融性樹脂を加熱処
理して収縮させる際に熱不溶融性樹脂が反り返って変形
するということが無くなるという作用効果を有する。
1に記載の発明において、陽極導出線の根元部分に挿設
した這い上がり防止板とコンデンサ素子の間に0.01
mm以上の隙間を設けた構成のものであり、これによ
り、上記隙間の部分に硝酸マンガン溶液が浸透してより
均一な固体電解質層を形成することができるようになる
ため、より安定した容量の製品を得ることができるとい
う作用効果を有する。
1に記載の発明において、這い上がり防止板をリング状
とし、その内径が陽極導出線の外形より小さく、かつ外
径がコンデンサ素子から突出しない寸法とした構成のも
のであり、これにより、請求項1に記載の発明により得
られる作用効果をより一層効率良く得ることができると
いう作用効果を有する。
1に記載の発明において、這い上がり防止板を2枚以上
重ねて挿設したという構成のものであり、これにより、
陽極導出線の根元部分の強度が向上するためにLC(漏
れ電流)不良を低減させることができるという作用効果
を有する。
出線をその一端が表出するように埋設した弁作用金属粉
末からなる成形体を焼結して多孔質の陽極体を作製し、
続いて親水性の材料からなる基材の一方の面に撥水性の
熱溶融性樹脂材料を設けた這い上がり防止板を上記親水
性の材料からなる基材がコンデンサ素子側となるように
してコンデンサ素子に埋設された陽極導出線の根元部分
に挿設し、これを化成処理してコンデンサ素子の外表面
に誘電体酸化皮膜層を形成し、続いてこれを加熱処理す
ることにより上記這い上がり防止板の撥水性の熱溶融性
樹脂材料を収縮させた後、上記陽極体の外表面に設けら
れた誘電体酸化皮膜層上に固体電解質層、陰極層を順次
形成する固体電解コンデンサの製造方法というものであ
り、この方法により、這い上がり防止板と接触した部分
も含めてコンデンサ素子の外表面全体に固体電解質層を
均一に形成することができるようになるため、容量バラ
ツキの少ない高品質の固体電解コンデンサを安定して生
産することができるという作用効果を有する。
項9に記載の発明において、這い上がり防止板の一方の
面に設けた撥水性の熱溶融性樹脂材料を収縮させる加熱
処理を大気中雰囲気で、かつ、その温度が撥水性の熱溶
融性樹脂材料の融点に60℃を加えた温度以下で行うよ
うにしたというものであり、この方法により、請求項9
に記載の発明により得られる作用効果をより効率良く得
ることができ、しかも加熱処理を大気中雰囲気で行うこ
とができるために製造設備の簡素化と作業の容易化を同
時に図ることができるという作用効果を有する。
融性樹脂材料の融点に60℃を加えた温度以上で行う
と、撥水性の熱溶融性樹脂材料が完全に溶融してしまっ
て陽極導出線と密着する面積が極端に減少し、二酸化マ
ンガンの這い上がり防止効果が十分に発揮できない恐れ
が出てくるために好ましくない。
態1を用いて、本発明の特に請求項1〜5,7,9,1
0に記載の発明について説明する。
解コンデンサの構成を示す正面図、図2は這い上がり防
止板を加熱処理した後の同固体電解コンデンサを示す正
面図、図3は同平面図、図4は同固体電解コンデンサに
使用される這い上がり防止板を示す断面図である。
子、2はこのコンデンサ素子1に埋設された陽極導出
線、3はこの陽極導出線2の根元部分にはめ込まれた這
い上がり防止板である。
その詳細を示すように、親水性で熱不溶融性のポリイミ
ド(PI)からなる基材3aの一方の面にテトラフルオ
ロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(F
EP)からなる撥水性の熱溶融性弗素樹脂3bをラミネ
ートして構成されたものをリング状に打ち抜き加工して
形成されたものであり、本実施の形態1では「デュポン
(株)製の商品名「カプトン」」を用いることにより、
基材3aの厚さt1が150μm、熱溶融性弗素樹脂3
bの厚さt2が25μmの合計175μmの厚さのもの
を用いた。
基材3aの厚さt1と熱溶融性弗素樹脂3bの厚さt2
の関係は、t1:t2=5:1〜12:1とするのが良
く、これより小さい場合には熱溶融性弗素樹脂3bを加
熱処理して収縮させる際に基材3aが反り返って湾曲す
るという問題が発生し、また反対に上記関係が大きい場
合には這い上がり防止板3の全体の厚さが厚くなりすぎ
るので好ましくなく、より好ましい範囲はt1:t2=
6:1〜8:1の範囲である。さらに、上記基材3aの
厚さt1は最低限必要とされる強度を考慮すると150
μm以上であることが必要である。
熱溶融性弗素樹脂3bは、テトラフルオロエチレンとヘ
キサフルオロプロピレンの共重合体(FEP)に代え
て、四弗化エチレンとパーフルオロアルキルビニルエー
テルの共重合体(PFA)を用いても同様の効果が得ら
れるものである。
防止板3の大きさは、その内径が陽極導出線2の外径よ
り2〜10%程度小さく、外径がコンデンサ素子1から
突出しない寸法に形成されており、固体電解質層の形成
時の二酸化マンガンの這い上がりを防止するために最低
限必要な面積と寸法を確保し、必要以上に大きくして完
成された固体電解コンデンサが大型化しないようにして
いるものである。なお、図中の符号4は、コンデンサ素
子1を被覆する絶縁性の外装樹脂である。
をコンデンサ素子1に埋設された陽極導出線2の根元部
分にはめ込み、これを大気中雰囲気で、かつ、その温度
が熱溶融性弗素樹脂3bの融点(FEPは270℃、P
FAは302〜310℃)に60℃を加えた温度、より
好ましくは30℃〜50℃を加えた温度以下で加熱処理
を行うことにより這い上がり防止板3の熱溶融性弗素樹
脂3bを収縮させて陽極導出線2に密着させ(図2に示
す状態)、この状態でこれを化成処理することによりコ
ンデンサ素子1の外表面に誘電体酸化皮膜層(図示せ
ず)を形成した後、上記コンデンサ素子1を図示しない
硝酸マンガン溶液に浸漬した後に引き上げ、これを高温
加熱して熱分解することによってコンデンサ素子1の外
表面に二酸化マンガンからなる固体電解質層(図示せ
ず)を形成した。この後、上記固体電解質層上に陰極層
を形成し、絶縁性の外装樹脂4で被覆して本実施の形態
1の固体電解コンデンサを完成させた。
体電解コンデンサは、親水性で熱不溶融性の基材3aの
一方の面に撥水性の熱溶融性弗素樹脂3bをラミネート
し、かつ、基材3aと熱溶融性弗素樹脂3bとの厚さの
関係を6(150μm):1(25μm)とした構成の
這い上がり防止板3を用いたことにより、固体電解質層
の形成工程でコンデンサ素子1の外表面に硝酸マンガン
溶液を付着させた際に、基材3aが親水性であるために
這い上がり防止板3が接触した部分のコンデンサ素子1
の外表面にも硝酸マンガン溶液が十分に浸透して付着
し、これにより二酸化マンガンからなる固体電解質層を
コンデンサ素子1の外表面全体に均一に形成することが
できるようになって容量低下やバラツキの無い高性能の
固体電解コンデンサを安定して得ることが可能になり、
しかもこの基材3aの一方の面にラミネートされて加熱
処理により収縮して陽極導出線2と密着した状態となっ
た熱溶融性弗素樹脂3bは撥水性の材料であるために陽
極導出線2への二酸化マンガンの這い上がり現象を確実
に阻止してLC(漏れ電流)不良の発生を抑制すること
ができるものである。
さが175μmと極めて薄い構成としても、この這い上
がり防止板3を加熱処理して熱溶融性弗素樹脂3bを収
縮させた際に熱不溶融性の基材3aが反り返って湾曲す
るということが無く、このために、固体電解質層を形成
したコンデンサ素子1を絶縁性の外装樹脂4で被覆して
固体電解コンデンサを作製しても、この固体電解コンデ
ンサに占める這い上がり防止板3の体積が小さいため、
その分コンデンサ素子1の体積を大きくすることができ
るようになり、小型・大容量化に大きく貢献することが
できるものである。
体電解コンデンサの特性(コンデンサ容量、二酸化マン
ガンの這い上がり不良率、特性不良率)を比較例として
の従来品として比較して(表1)に示す。
による固体電解コンデンサは這い上がり防止板3が接触
した部分のコンデンサ素子1の外表面にも固体電解質層
を均一に形成することができるために高い容量達成を安
定して得ることができるばかりでなく、二酸化マンガン
の這い上がりを確実に阻止することができるようにな
り、これによって高容量でLC(漏れ電流)不良の少な
い固体電解コンデンサを安定して得ることができるもの
であることが分かる。
いて、本発明の特に請求項6に記載の発明について説明
する。
ける固体電解コンデンサの陽極導出線の根元部分に挿設
した這い上がり防止板とコンデンサ素子の間に隙間を設
けた構成としたものであり、これ以外の構成は実施の形
態1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与
してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ
以下に図面を用いて説明する。
解コンデンサの構成を示す正面図であり、同図におい
て、1はコンデンサ素子、3は這い上がり防止板であ
り、この這い上がり防止板3は陽極導出線2が導出され
た部分のコンデンサ素子1とは密着せずに隙間Tを設け
た構成としている。
サ素子1を硝酸マンガン溶液に浸漬した際に硝酸マンガ
ン溶液がこの隙間T内にも浸透してコンデンサ素子1の
外表面全体に硝酸マンガン溶液が浸透されることにな
り、この後、高温加熱による熱分解を行って二酸化マン
ガンからなる固体電解質層を形成した際にコンデンサ素
子1の外表面全体により均一に固体電解質層が形成され
ることになり、同一体積のコンデンサ素子1で容量アッ
プを図ることができるようになるものである。
サ素子1の間に設ける隙間は0.01mm以上あれば十
分にその効果を発揮することができるものである。
いて、本発明の特に請求項8に記載の発明について説明
する。
ける固体電解コンデンサの陽極導出線の根元部分に挿設
した這い上がり防止板を2枚以上重ねて挿設した構成と
したものであり、これ以外の構成は実施の形態1と同様
であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳
細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面
を用いて説明する。
解コンデンサの構成を示す正面図であり、同図におい
て、1はコンデンサ素子、2は陽極導出線、3は這い上
がり防止板であり、この這い上がり防止板3は2枚重ね
てはめ込まれた構成としている。
てはめ込んだ構成とすることにより陽極導出線2の根元
部分の強度が向上するため、組み立て工程の途中で陽極
導出線2に加わるストレスを低減し、ストレスが加わる
ことに起因するLC(漏れ電流)不良を低減させること
ができるという新たな作用効果を奏するものである。
デンサは、親水性で熱不溶融性の基材の一方の面に撥水
性の熱溶融性樹脂をラミネートし、かつ、基材と熱溶融
性樹脂との厚さの関係を5:1〜12:1とした構成の
這い上がり防止板を用いた構成としたことにより、固体
電解質層の形成工程でコンデンサ素子の外表面に硝酸マ
ンガン溶液を付着させた際に、基材が親水性であるため
に這い上がり防止板が接触した部分のコンデンサ素子の
外表面にも硝酸マンガン溶液が十分に浸透して付着し、
これにより二酸化マンガンからなる固体電解質層を均一
に形成することができるようになり、しかもこの基材の
一方の面にラミネートされて加熱処理により収縮して陽
極導出線と密着した状態となった熱溶融性樹脂は撥水性
の材料であるために陽極導出線への二酸化マンガンの這
い上がり現象を確実に阻止することができるものであ
る。
を極めて薄い構成としても、この這い上がり防止板を加
熱処理して熱溶融性樹脂を収縮させた際に熱不溶融性の
基材が反り返って湾曲するということが無く、このため
に、固体電解質層を形成したコンデンサ素子を絶縁性の
外装樹脂で被覆して固体電解コンデンサを作製しても、
この固体電解コンデンサに占める這い上がり防止板の体
積が小さいため、その分コンデンサ素子の体積を大きく
することができるようになり、小型・大容量化に大きく
貢献することができるものである。
ンサの構成を示す正面図
解コンデンサを示す正面図
防止板を示す断面図
サの構成を示す正面図
サの構成を示す正面図
防止板を示す断面図
Claims (10)
- 【請求項1】 陽極導出線を埋設したコンデンサ素子
と、このコンデンサ素子を被覆した絶縁性の外装樹脂を
備えた固体電解コンデンサにおいて、親水性の材料から
なる基材の一方の面に撥水性の材料を設けた這い上がり
防止板を上記親水性の材料からなる基材がコンデンサ素
子側となるようにしてコンデンサ素子に埋設された陽極
導出線の根元部分に挿設してなる固体電解コンデンサ。 - 【請求項2】 這い上がり防止板の基材である親水性の
材料が熱不溶融性樹脂からなり、この一方の面に設けら
れた撥水性の材料が熱溶融性樹脂からなる請求項1に記
載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項3】 熱不溶融性樹脂がポリイミドである請求
項2に記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項4】 熱溶融性樹脂がテトラフルオロエチレン
とヘキサフルオロプロピレンの共重合体(FET)、ま
たは四弗化エチレンとパーフルオロアルキルビニルエー
テルの共重合体(PFA)である請求項2に記載の固体
電解コンデンサ。 - 【請求項5】 這い上がり防止板を構成する親水性の材
料からなる基材の厚さt1と、この一方の面に設けられ
た撥水性の材料の厚さt2との関係が、t1:t2=
5:1〜12:1の範囲とし、かつ、親水性の材料から
なる基材の厚さt1が150μm以上とした請求項1に
記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項6】 陽極導出線の根元部分に挿設した這い上
がり防止板とコンデンサ素子の間に0.01mm以上の
隙間を設けた請求項1に記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項7】 這い上がり防止板をリング状とし、その
内径が陽極導出線の外形より小さく、かつ外径がコンデ
ンサ素子から突出しない寸法とした請求項1に記載の固
体電解コンデンサ。 - 【請求項8】 這い上がり防止板を2枚以上重ねて挿設
した請求項1に記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項9】 陽極導出線をその一端が表出するように
埋設した弁作用金属粉末からなる成形体を焼結して多孔
質の陽極体を作製し、続いて親水性の材料からなる基材
の一方の面に撥水性の熱溶融性樹脂材料を設けた這い上
がり防止板を上記親水性の材料からなる基材がコンデン
サ素子側となるようにしてコンデンサ素子に埋設された
陽極導出線の根元部分に挿設し、これを化成処理してコ
ンデンサ素子の外表面に誘電体酸化皮膜層を形成し、続
いてこれを加熱処理することにより上記這い上がり防止
板の撥水性の熱溶融性樹脂材料を収縮させた後、上記陽
極体の外表面に設けられた誘電体酸化皮膜層上に固体電
解質層、陰極層を順次形成する固体電解コンデンサの製
造方法。 - 【請求項10】 這い上がり防止板の一方の面に設けた
撥水性の熱溶融性樹脂材料を収縮させる加熱処理を大気
中雰囲気で、かつ、その温度が撥水性の熱溶融性樹脂材
料の融点に60℃を加えた温度以下で行うようにした請
求項9に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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---|---|---|---|
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