JP2006253638A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】弁作用を有する金属の表面に酸化被膜が形成された陽極3と、弁作用を有する金属を備えた陰極2と、上記両極2,3間に設けられたセパレータ4とを巻回してなるコンデンサ素子1を備え、且つ、上記両極2,3間には固体電解質が介在すると共に、上記陽極3には、表面に酸化被膜が形成された陽極用リードタブ端子6が固定され、上記陰極には、陰極用リードタブ端子14が固定される構造の固体電解コンデンサにおいて、
上記陽極3における酸化被膜の厚みに対する、上記陽極用リードタブ端子6における酸化被膜の厚みの比率が75%以上となるように規制されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
先ず、エッチング処理、化成処理を行ったアルミニウム箔から成る陽極に化成処理を施した陽極用リードタブ端子を、陰極に陰極用リードタブ端子を、それぞれ固定した後、上記陽極と陰極とをセパレータ紙を介して円筒状に巻き取ってコンデンサ素子を形成し、更に、当該コンデンサ素子の切り口化成と熱処理とを行う。次に、酸化剤とモノマーとを含む溶液に上記コンデンサ素子を浸漬した後、熱重合させることにより、コンデンサ素子の両極間に導電性高分子層(固体電解質層)を形成させる。次いで、コンデンサ素子をアルミケースに収納固定後、アルミケースの開口部を封止し、更にエージング処理を行う。最後に、コンデンサのカール面に座板を挿入し、コンデンサのリード線をプレス加工・折り曲げを行って電極端子を作製することにより、固体電解コンデンサを完成させる。
固体電解質としてポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系の導電性高分子、TCNQ錯塩が例示されるが、本発明はこれらのものに限定されるものではない。
このような構成であれば、上記作用効果を一層発揮することができる。
化成処理がなされた陽極用リードタブ端子では、その後の切り口化成を行なう際に化成液と接している部分が存在しているため、当該部分においては、切り口化成において再度化成処理がなされる。したがって、当該部分においては、陽極における酸化被膜の厚みと同等となる。但し、このように、陽極用リードタブ端子の一部が、切り口化成において再度化成処理がなされたとしても、上述の如く、切り口化成の化成処理電圧と陽極用リードタブ端子を化成する際の化成処理電圧との差異は小さいので、問題は生じない。
本発明は、定格電圧が50V以上の高耐圧品に特に適している。
尚、陽極作製時の化成処理電圧に対する陽極用リードタブ端子作製時の化成処理電圧の比率は100%未満であることが望ましい。なぜなら、陽極作製時の化成処理電圧に対する陽極用リードタブ端子作製時の化成処理電圧の比率が100%以上になると、陽極用リードタブ端子の酸化被膜作製時における化成処理電力が大きくなりすぎて、陽極箔の酸化被膜の厚みまで増加してしまうからである。
このような方法であれば、請求項1記載の電解コンデンサを一層容易に作製することができる。
本発明は、定格電圧が50V以上の高耐圧品に特に適している。
このような方法であれば、高耐圧の電解コンデンサを容易に作製することができる。
図2に示すように、アルミケース9内にはコンデンサ素子1が配置されており、このコンデンサ素子1上には封止用ゴムパッキング10が挿入されている。また、アルミケース9の開口部は横絞りとカールすることで封止されており、この封止部上にはプラスチック製の座板11が挿入されている。この座板11上には、上記陰極2と陽極3とにそれぞれ電気的に接続された後述の陰極用リード線8、陽極用リード線7を、プレス加工、折り曲げ加工して形成される電極端子12が設けられている。
先ず、アルミニウム製シートから切り出された帯状のアルミニウム箔にエッチング処理を行なう。このようにエッチング処理を行うのは、アルミニウム箔の表面を粗面化して、表面積を拡大し、静電容量を大きくするためである。次に、アルミニウム箔を化成液に漬け、250Vの電圧を印加する(化成処理電圧を250Vとする)ことにより、アルミニウムを酸化して、アルミニウム酸化被膜(化成被膜)を形成した。これにより、陽極3が作製される。尚、化成液としては、リン酸塩、ホウ酸塩、アジピン酸塩等の溶液が知られているが、他の酸塩の溶液を用いてもよい。
ここで、アルミニウム酸化被膜の厚みは、化成処理電圧(印加電圧)1V当たり14×10−10mであり、化成処理電圧に比例するということから、上記陽極3に形成されたアルミニウム酸化被膜の厚みは以下(1)式のようになる。
250×14×10−10m=3.5×10−7m・・・(1)
200×14×10−10m=2.8×10−7m・・・(2)
次いで、上記陽極3に上記陽極用リードタブ端子6をざぐり加工により固定する一方、アルミニウム箔から成る陰極2には、陰極用リードタブ端子14をざぐり加工により固定した。
上記発明を実施するための最良の形態と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
このようにして作製した固体電解コンデンサを、以下本発明コンデンサA1と称する。
陽極3(陽極の切り口も含む、このことは、以下の実施例3及び比較例1〜3でも同様である)と陽極用リードタブ端子6とに化成処理を施す場合の印加電圧を、それぞれ、400V、300Vとした以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
このようにして作製した固体電解コンデンサを、以下本発明コンデンサA2と称する。
400×14×10−10m=5.6×10−7m・・・(3)
300×14×10−10m=4.2×10−7m・・・(4)
陽極3と陽極用リードタブ端子6とに化成処理を施す場合の印加電圧を、それぞれ、450V、400Vとした以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
このようにして作製した固体電解コンデンサを、以下本発明コンデンサA3と称する。
450×14×10−10m=6.3×10−7m・・・(5)
400×14×10−10m=5.6×10−7m・・・(6)
陽極3と陽極用リードタブ端子6とに化成処理を施す場合の印加電圧を、それぞれ、250V、160Vとした以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
このようにして作製した固体電解コンデンサを、以下比較コンデンサX1と称する。
250×14×10−10m=3.5×10−7m・・・(7)
160×14×10−10m=2.24×10−7m・・・(8)
陽極3と陽極用リードタブ端子6とに化成処理を施す場合の印加電圧を、それぞれ、400V、200Vとした以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
このようにして作製した固体電解コンデンサを、以下比較コンデンサX2と称する。
400×14×10−10m=5.6×10−7m・・・(9)
200×14×10−10m=2.8×10−7m・・・(10)
陽極3と陽極用リードタブ端子6とに化成処理を施す場合の印加電圧を、それぞれ、450V、300Vとした以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
このようにして作製した固体電解コンデンサを、以下比較コンデンサX3と称する。
450×14×10−10m=6.3×10−7m・・・(11)
300×14×10−10m=4.2×10−7m・・・(12)
上記本発明コンデンサA1〜A3及び比較コンデンサX1〜X3において、切り口化成工程における腐食発生率を調べたので、その結果を表1に示す。尚、試料数は、各コンデンサ20個とした。
上記本発明コンデンサA1〜A3及び比較コンデンサX1〜X3において、初期LC特性を調べたので、その結果を表2に示す。尚、試料数は、各コンデンサ20個とし、また、表2にはそれらの平均値を示した。
(1)上記実施例では、電極の母材にエッチドアルミニウム箔を用いているが、プレーン(未エッチド)アルミニウム箔を用いても良いことは勿論である。
(2)固体電解質にはポリチオフェン系導電性高分子を用いているが、これに限定するものではなく、ポリピロール系、ポリアニリン系等の導電性高分子又はTCNQ錯塩を用いても良いことは勿論である。
(5)陽極3と陽極の切り口との化成処理は同一の電圧に限定するものではないが、切り口化成を安定させ、陽極用リードタブ端子溶接部の腐食を抑制するには、両者の化成処理を同一の電圧で行なうのが望ましい。
2 陰極
3 陽極
6 陽極用リードタブ端子
7 リード線
14 陰極用リードタブ端子
70 溶接部
Claims (10)
- 弁作用を有する金属の表面に酸化被膜が形成された陽極と、弁作用を有する金属を備えた陰極と、上記両極間に設けられたセパレータとを巻回してなるコンデンサ素子を備え、且つ、上記両極間には固体電解質が介在すると共に、上記陽極には、表面に酸化被膜が形成された陽極用リードタブ端子が固定され、上記陰極には、陰極用リードタブ端子が固定される構造の固体電解コンデンサにおいて、
上記陽極における酸化被膜の厚みに対する、上記陽極用リードタブ端子における酸化被膜の厚みの比率で、75%以上100%未満となるような部位が存在することを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 上記固体電解質としてポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系の導電性高分子又はTCNQ錯塩を用いる、請求項1記載の固体電解コンデンサ。
- 上記固体電解質としてポリチオフェン系の導電性高分子を用いる、請求項2記載の固体電解コンデンサ。
- 上記陽極における酸化被膜の厚みが3.5×10−7m以上であり、上記陽極用リードタブ端子における酸化被膜の厚みにおいて、2.8×10−7m以上3.5×10−7m未満の部分が存在する、請求項1〜3記載の固体電解コンデンサ。
- 上記陽極用リードタブ端子における酸化被膜の一部は、上記陽極における酸化被膜と同等の厚みとなっている、請求項4記載の固体電解コンデンサ。
- 定格電圧が50V以上である、請求項1〜5記載の固体電解コンデンサ。
- 化成処理により、弁作用を有する金属の表面に酸化被膜を形成して陽極を作製すると共に、陽極用リードタブ端子の表面に酸化被膜を形成する第1ステップと、
上記陽極に上記陽極用リードタブ端子を、弁作用を有する金属を備えた陰極に陰極用リードタブ端子を、それぞれ固定する第2ステップと、
上記陽極と、上記陰極と、これら両極間に設置されたセパレータとを巻回してコンデンサ素子を作製する第3ステップと、
上記コンデンサ素子の切り口化成を行なう第4ステップと、
上記コンデンサ素子に固体電解質を含ませる第5ステップと、
を備えた固体電解コンデンサの製造方法において、
上記第1ステップで、陽極作製時の化成処理電圧に対する陽極用リードタブ端子作製時の化成処理電圧の比率が、75%以上に規制されることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 上記第5ステップにおいて、コンデンサ素子にモノマーを含浸させた後、熱重合することにより、コンデンサ素子に固体電解質を含ませる、請求項7記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 定格電圧が50V以上である、請求項7又は8記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 陽極作製時の化成処理電圧が300V以上であり、陽極用リードタブ端子作製時の化成処理電圧が225V以上である、請求項9記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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