JP2010287632A - Method of manufacturing electrolytic capacitor, and electrolytic capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解コンデンサ製造方法に関し、詳しくは大きな製造工程の増加を伴わずに電解コンデンサの容量を向上させうる電解コンデンサ製造方法に関する。また、係る電解コンデンサ製造方法によって製造された電解コンデンサに関する。 The present invention relates to an electrolytic capacitor manufacturing method, and more particularly to an electrolytic capacitor manufacturing method capable of improving the capacity of an electrolytic capacitor without increasing a large manufacturing process. Moreover, it is related with the electrolytic capacitor manufactured by the electrolytic capacitor manufacturing method which concerns.
積層型の電解コンデンサは、例えば、図2に示すコンデンサ素子101を積層した構造を有している。コンデンサ素子101は次のように形成される。まず、アルミニウムなどの弁作用を有する金属によって金属層111を成形した後、後に陽極として機能する部分(以下陽極部120とする)を除いて酸化させることにより誘電体である酸化皮膜112を形成する。続いて、酸化皮膜112の上に電解質層113(例えば、二酸化マンガン、ポリピロール、ポリチオフェンなど)を形成した後、その上に例えば、カーボン層114および銀ペースト層115を積層することにより陰極層を形成し、コンデンサ素子101とする。このコンデンサ素子101の陰極層が形成された部分を陰極部110とする。なお、酸化皮膜112は陽極部120を含めて形成しても良い。
The multilayer electrolytic capacitor has, for example, a structure in which the
図3に示すように、このコンデンサ素子101を必要数だけ積層し、陰極部110同士を導電性接着剤103で電気的に接続するとともに、陽極部120同士を互いに溶接104により電気的に接続する。更に、導電性接着剤を介して陰極部110に陰極端子116を接続するとともに溶接により陽極部120に陽極端子126を接続し、コンデンサ素子101本体は、樹脂105でモールドして絶縁する。
As shown in FIG. 3, the required number of
ところで、上記「弁作用を有する金属」としてはアルミニウムのほかにニオブ、タンタルなどが用いられる。アルミニウムはニオブ、タンタル等に比べて誘電率が低い一方で、展開性が大きく成型がしやすいため広く用いられている。アルミニウムを使用する場合、誘電率が低い欠点を補うべく、展開性が大きい点を利用して表面積を大きくすることで、電解コンデンサの容量を大きくすることが求められている。そこで、アルミを箔状にしたうえで、図4に示すように、表面をエッチング処理してエッチング部分107に凹凸を形成し、更に表面積を大きくする処理が行われている。理論的にはこのエッチング処理の精度を向上させ、より細かくすれば、表面積が拡大するのであるが、係る条件設定は困難であり、表面積の拡大にも技術的に限度がある。
By the way, as the “metal having a valve action”, niobium, tantalum or the like is used in addition to aluminum. Aluminum is widely used because it has a lower dielectric constant than niobium, tantalum, and the like, but has high developability and is easy to mold. In the case of using aluminum, in order to compensate for the drawback of low dielectric constant, it is required to increase the capacitance of the electrolytic capacitor by increasing the surface area by utilizing the point of high developability. Therefore, after forming aluminum into a foil shape, as shown in FIG. 4, the surface is etched to form irregularities in the
そこで、エッチング処理および酸化皮膜112を形成が終わった後に、熱処理すること(例えば、特許文献1参照)や化学処理すること(例えば、特許文献2参照)が提案されている。従って、熱処理と、化学処理をエッチング処理と併せて行うことにより、一層電解コンデンサの容量を大きくすることが可能になるものと期待される。
Therefore, heat treatment (for example, see Patent Document 1) or chemical treatment (for example, see Patent Document 2) after the etching process and the formation of the
ここで、特許文献2の技術は弁作用を有する金属としてニオブ(Nb)を利用した例である。ところが、特許文献3によると「pHは9.5を越えてはならない、それというのもこのような条件下では酸化アルミニウム皮膜の迅速で制御不能の溶解が起こりうるからである。この理由としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又は強塩基性の溶液を使用することは実行不可能であることが挙げられる。」(71頁左上段)と記載されている。即ち、弁金属としてアルミニウムを使用した場合にアルカリ処理ができない旨、特に汎用かつ安価なアルカリ溶液である水酸化ナトリウムが使用できない旨述べられている。
Here, the technique of
そこで、弁金属としてのアルミニウムの上記有用性および、特許文献2に記載されたアルカリ処理の有効性に鑑み、弁金属としてアルミニウムを用いた電解コンデンサの製造方法であって、アルカリ処理を伴う電解コンデンサの製造方法を提供することを本発明の目的とする。
Accordingly, in view of the above-described usefulness of aluminum as a valve metal and the effectiveness of alkali treatment described in
本発明に係る電解コンデンサ製造方法は、金属層として形成されたアルミニウムの表面に酸化皮膜を形成する皮膜形成工程と、酸化皮膜が形成された前記アルミニウムをアルカリ溶液に浸漬処理するアルカリ処理工程とを含む。 The electrolytic capacitor manufacturing method according to the present invention includes a film forming step of forming an oxide film on the surface of aluminum formed as a metal layer, and an alkali treatment step of immersing the aluminum on which the oxide film has been formed in an alkaline solution. Including.
上記構成によると、アルミニウムをアルカリ溶液に浸漬処理するアルカリ処理工程を含むため、製造された電解コンデンサの静電容量が増加する。
本発明に係る電解コンデンサ製造方法は、前記アルカリ溶液が水酸化ナトリウム溶液であることが好ましい。
According to the said structure, since the alkaline treatment process which immerses aluminum in an alkaline solution is included, the electrostatic capacitance of the manufactured electrolytic capacitor increases.
In the electrolytic capacitor manufacturing method according to the present invention, the alkaline solution is preferably a sodium hydroxide solution.
上記構成によると、アルカリ溶液が水酸化ナトリウム溶液であるため、汎用かつ安価な試薬を用いて上述の効果を得ることが可能となる。また水酸化ナトリウムは水への溶解性が高く、所望の濃度に調整することが容易である。 According to the said structure, since an alkaline solution is a sodium hydroxide solution, it becomes possible to acquire the above-mentioned effect using a general purpose and cheap reagent. Sodium hydroxide is highly soluble in water and can be easily adjusted to a desired concentration.
本発明に係る電解コンデンサ製造方法は、前記水酸化ナトリウム溶液の濃度が0.01wt%以上0.5wt%以下であることが好ましい。
濃度が0.01wt%以上0.5wt%以下の水酸化ナトリウム溶液は上述の効果を顕著に示すことが確認されている。
In the electrolytic capacitor manufacturing method according to the present invention, the concentration of the sodium hydroxide solution is preferably 0.01 wt% or more and 0.5 wt% or less.
It has been confirmed that a sodium hydroxide solution having a concentration of 0.01 wt% or more and 0.5 wt% or less exhibits the above-mentioned effects remarkably.
本発明に係る電解コンデンサ製造方法は、前記皮膜形成工程と前記アルカリ処理工程との間に、前記酸化皮膜が形成された前記アルミニウムの加熱をする加熱処理工程を更に含むことが好ましい。 The electrolytic capacitor manufacturing method according to the present invention preferably further includes a heat treatment step of heating the aluminum on which the oxide film has been formed, between the film formation step and the alkali treatment step.
上記構成によると、酸化皮膜が形成されたアルミニウムの加熱をする加熱処理工程を更に含むため、アルカリ処理工程による静電容量増加に加えて加熱処理工程による静電容量増加が期待できる。 According to the said structure, since it further includes the heat processing process which heats the aluminum in which the oxide film was formed, in addition to the electrostatic capacitance increase by an alkali treatment process, the electrostatic capacitance increase by a heat processing process can be anticipated.
本発明に係る電解コンデンサ製造方法は、前記加熱の温度は80℃以上300℃以下であることが好ましい。
加熱の温度は80℃以上300℃以下であれば上述の効果を顕著に示すことが確認されている。
In the electrolytic capacitor manufacturing method according to the present invention, the heating temperature is preferably 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
It has been confirmed that if the heating temperature is 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, the above-mentioned effects are remarkably exhibited.
本発明に係る電解コンデンサは、上述の電解コンデンサ製造方法により製造されるため、同構造であれば、従来に比して静電容量が大きい電解コンデンサとなる。
本発明に係る電解コンデンサは、前記アルカリ処理工程後の前記酸化皮膜が形成された前記アルミニウムが更に導電性高分子を主成分とする固体電解質層により被覆されていることが好ましい。
Since the electrolytic capacitor according to the present invention is manufactured by the above-described electrolytic capacitor manufacturing method, if the structure is the same, an electrolytic capacitor having a larger capacitance than the conventional one is obtained.
In the electrolytic capacitor according to the present invention, it is preferable that the aluminum on which the oxide film after the alkali treatment step is formed is further covered with a solid electrolyte layer mainly composed of a conductive polymer.
上記構成によれば、アルカリ処理工程後の前記酸化皮膜が形成されたアルミニウムが更に導電性高分子を主成分とする固体電解質層により被覆されているため、容易に薄い固体電解質層を形成することができる。 According to the above configuration, since the aluminum on which the oxide film after the alkali treatment step is formed is further covered with the solid electrolyte layer mainly composed of a conductive polymer, a thin solid electrolyte layer can be easily formed. Can do.
本発明に係る電解コンデンサは、前記導電性高分子がポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系からなる群のうち少なくともいずれか1つを主成分とすることが好ましい。 In the electrolytic capacitor according to the present invention, it is preferable that the conductive polymer is mainly composed of at least one selected from the group consisting of polythiophene, polypyrrole, and polyaniline.
上記構成によれば、導電性高分子がポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系からなる群のうち少なくともいずれか1つを主成分とするため、耐熱性が高く、超寿命かつ低抵抗な固体電解質層を形成することができる。 According to the above configuration, since the conductive polymer is mainly composed of at least one of the group consisting of polythiophene, polypyrrole, and polyaniline, the solid electrolyte layer has high heat resistance, long life, and low resistance. Can be formed.
本発明によれば、弁金属としてアルミニウムを用いた電解コンデンサの製造方法であって、アルカリ処理を伴う電解コンデンサの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is a manufacturing method of the electrolytic capacitor which used aluminum as a valve metal, Comprising: The manufacturing method of the electrolytic capacitor accompanied by an alkali treatment can be provided.
以下、本発明の電解コンデンサの製造方法および電解コンデンサの一実施形態を、図1を用いて説明する。但し、電解コンデンサの基本的な製造方法については、従来技術で述べたとおりであるので割愛し、特徴部分のみ記載する事とする。 Hereinafter, an embodiment of an electrolytic capacitor manufacturing method and an electrolytic capacitor according to the present invention will be described with reference to FIG. However, the basic manufacturing method of the electrolytic capacitor is as described in the prior art, so it is omitted and only the characteristic part is described.
本形態に係る電解コンデンサ製造方法は、金属層として形成されたアルミニウムの表面に酸化皮膜を形成する皮膜形成工程と、酸化皮膜が形成された前記アルミニウムをアルカリ溶液に浸漬処理するアルカリ処理工程とを含む点に特徴を有する。 The electrolytic capacitor manufacturing method according to this embodiment includes a film forming step of forming an oxide film on the surface of aluminum formed as a metal layer, and an alkali treatment step of immersing the aluminum on which the oxide film has been formed in an alkaline solution. It has the feature in the point to include.
図1に示すように弁金属として箔状に形成されたアルミニウムを使用し、金属層1を成形した後、表面を公知の方法でエッチングする。このエッチング処理工程によって金属層1の表面積が、図1に示すように拡大するため、製造される電解コンデンサの静電容量が増大する。
As shown in FIG. 1, aluminum formed in a foil shape is used as a valve metal, and after forming the
次に、エッチングしたアルミニウムを、後に陽極として機能する部分(以下陽極部とする)を除いて酸化させることによりアルミニウム表面に誘電体となる酸化皮膜2を形成する。これが皮膜形成工程である。なお、酸化皮膜2の形成は陽極部を含めて行っても良い。
Next, the etched aluminum is oxidized except for a portion (hereinafter referred to as an anode portion) that functions as an anode later, thereby forming an
続いて、酸化皮膜2が形成されたアルミニウムの加熱をする加熱処理工程を行う。具体的には酸化皮膜2が形成されたアルミニウムを所定温度雰囲気下に15分間投入することで、アルミニウムを加熱する。所定温度としては、加熱の効果の点で150℃以上かつ300℃以下であることが好ましい。
Then, the heat processing process which heats the aluminum in which the
加熱処理工程終了後、酸化皮膜2が形成されたアルミニウムをアルカリ溶液に浸漬処理するアルカリ処理工程を行う。具体的には、冷却後の酸化皮膜2が形成されたアルミニウムを所定濃度の水酸化ナトリウム水溶液に10分浸漬する。所定濃度については0.01wt%以上0.5wt%以下であることが好ましい。水酸化ナトリウム濃度が0.01wt%未満であれば、アルカリ処理の効果が不十分となる可能性があり、水酸化ナトリウム濃度が0.5wt%を超えれば、酸化皮膜2が侵食されすぎることが懸念されるためである。
After the heat treatment step, an alkali treatment step is performed in which the aluminum on which the
このアルカリ処理工程を行うことにより、従来図4に示すように、酸化皮膜112表面にアルミニウムの屑108が残留し、隙間109が生じることを防止できるものと考えられる。隙間109が生じると、後述の電解質層3が係る部分には形成されず、電解コンデンサの静電容量が小さくなる原因となると考えられる。
By performing this alkali treatment step, it is considered that
図1に示すように、アルカリ処理工程により、アルミニウムの屑108が除去された結果、隙間109が消失するため、金属層1の表面積が事実上拡大し、電解コンデンサの静電容量が上記従来に比して増加するものと考えられる。また、アルミニウムにも微小な亀裂9が生じ、その分金属層1の表面積が増加し、電解コンデンサの静電容量の増加に資しているのではないかとも考えられる。
As shown in FIG. 1, as a result of the removal of the
酸化皮膜2の上に導電性高分子からなる電解質層3を形成する。より具体的には、例えば、3,4−エチレンジオキシチオフェニンを含む溶液に、アルカリ処理工程が終了したアルミニウムの酸化皮膜が形成された部分を浸漬させることにより、3,4−エチレンジオキシチオフェニンからなる電解質層3が化学酸化重合によって形成される。
An
更に溶媒中にカーボンを分散させた溶液中に、電解質層3が形成された部分を浸漬し、所定温度と時間乾燥させることを繰り返し、電解質層3上にカーボン層を形成させる。更にカーボン層上に銀ペーストを塗布乾燥することにより銀ペースト層を形成させる。係る工程を経て電解質層3〜銀ペースト層までの積層膜により陰極層が構成され、表面が陰極層で覆われた陰極部と、被覆されていないアルミニウムとからなる陽極部を備えたコンデンサ素子が完成する。なお、上記アルカリ処理から銀ペースト層の形成までの工程は陰極部となる部分にのみ行う。
Further, the carbon layer is formed on the
このコンデンサ素子を必要数だけ積層し、陰極部同士を導電性接着剤で電気的に接続するとともに、陽極部同士を互いに溶接により電気的に接続する。更に、導電性接着剤を介して陰極部に陰極端子を接続するとともに、溶接により陽極部に陽極端子を接続し、コンデンサ素子本体は、樹脂でモールドして絶縁し電解コンデンサが完成する。 A required number of capacitor elements are stacked, the cathode portions are electrically connected with a conductive adhesive, and the anode portions are electrically connected to each other by welding. Further, a cathode terminal is connected to the cathode portion via a conductive adhesive, and the anode terminal is connected to the anode portion by welding, and the capacitor element body is molded and insulated with resin to complete the electrolytic capacitor.
上記実施形態の電解コンデンサ製造方法によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、アルミニウムをアルカリ溶液に浸漬処理するアルカリ処理工程を含むため、製造された電解コンデンサの静電容量が増加する。
According to the electrolytic capacitor manufacturing method of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the said embodiment, since the alkaline treatment process which immerses aluminum in an alkaline solution is included, the electrostatic capacitance of the manufactured electrolytic capacitor increases.
(2)上記実施形態では、アルカリ溶液が水酸化ナトリウム溶液であるため、汎用かつ安価な試薬を用いて上述の効果を得ることが可能となる。また水酸化ナトリウムは水への溶解性が高く、所望の濃度に調整することが容易である。 (2) In the above embodiment, since the alkaline solution is a sodium hydroxide solution, the above-described effects can be obtained using a general-purpose and inexpensive reagent. Sodium hydroxide is highly soluble in water and can be easily adjusted to a desired concentration.
(3)上記実施形態によると、水酸化ナトリウム溶液の濃度が0.01wt%以上0.5wt%以下であるため、静電容量の増大効果を顕著に示すことが確認されている。水酸化ナトリウム濃度が0.01wt%未満であれば、アルカリ処理の効果が不十分となる可能性があり、水酸化ナトリウム濃度が0.5wt%以上であれば、酸化皮膜2が侵食されすぎることが懸念される。
(3) According to the above embodiment, since the concentration of the sodium hydroxide solution is 0.01 wt% or more and 0.5 wt% or less, it has been confirmed that the effect of increasing the electrostatic capacitance is remarkably exhibited. If the sodium hydroxide concentration is less than 0.01 wt%, the effect of the alkali treatment may be insufficient, and if the sodium hydroxide concentration is 0.5 wt% or more, the
(4)上記実施形態によると、酸化皮膜2が形成されたアルミニウムの加熱をする加熱処理工程を更に含むため、アルカリ処理工程による静電容量増加に加えて加熱処理工程による静電容量増加が期待できる。
(4) According to the said embodiment, since the heat processing process which heats the aluminum in which the
(5)上記実施形態によると、加熱の温度は80℃以上300℃以下であるため、静電容量の増加の効果を顕著に示す。
(6)上記実施形態によると、アルミニウムの表面積を拡大するためのエッチング処理をするエッチング処理工程を更に含むため、アルカリ処理工程による静電容量増加に加えて、エッチングによるアルミニウムの表面積拡大による静電容量増加の相乗効果が期待できる。
(5) According to the said embodiment, since the temperature of a heating is 80 degreeC or more and 300 degrees C or less, the effect of the increase in an electrostatic capacitance is shown notably.
(6) According to the above embodiment, the method further includes an etching process for performing an etching process to increase the surface area of the aluminum. A synergistic effect of increased capacity can be expected.
(7)上記実施形態の電解コンデンサは、上述の電解コンデンサ製造方法により製造されるため、同構造であれば、従来に比して静電容量が大きい電解コンデンサとなる。
(8)上記実施形態の電解コンデンサは、アルカリ処理工程後の酸化皮膜が形成されたアルミニウムが更に導電性高分子を主成分とする固体電解質層により被覆されているため、容易に薄い固体電解質層を形成することができる。
(7) Since the electrolytic capacitor of the said embodiment is manufactured by the above-mentioned electrolytic capacitor manufacturing method, if it is the same structure, it will become an electrolytic capacitor with a large electrostatic capacity compared with the past.
(8) In the electrolytic capacitor of the above embodiment, the aluminum on which the oxide film after the alkali treatment step is formed is further covered with a solid electrolyte layer mainly composed of a conductive polymer, so that a thin solid electrolyte layer can be easily formed. Can be formed.
(9)上記実施形態の電解コンデンサは、導電性高分子がポリチオフェン系であるため、耐熱性が高く、超寿命かつ低抵抗な固体電解質層を形成することができる。
(10)上記実施形態の電解コンデンサは、上記従来の電解コンデンサに比して、高電圧に対する耐久性が大きい。係る効果についての詳細は不明であるが、高電圧に対する耐性が低くなる構造的な弱点が、アルカリ処理により溶解されることにより解消したものと推察される。
(9) In the electrolytic capacitor of the above embodiment, since the conductive polymer is a polythiophene type, it is possible to form a solid electrolyte layer having high heat resistance, ultra-long life, and low resistance.
(10) The electrolytic capacitor of the above embodiment has higher durability against high voltage than the conventional electrolytic capacitor. Although the details about the effect are unknown, it is speculated that the structural weakness that reduces the resistance to high voltage is solved by dissolving by alkali treatment.
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、ポリチオフェン系の導電性高分子である3,4−エチレンジオキシチオフェニン膜を電解質層3として形成したが、他の構成であっても良い。電解質層として機能すればよいのであるから、他のポリチオフェン系の導電性高分子を使用しても良いし、ポリピロール系、ポリアニリン系の導電性高分子を使用しても良い。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the above embodiment, the 3,4-ethylenedioxythiophenine film, which is a polythiophene-based conductive polymer, is formed as the
・上記実施形態において、電解質層3として、導電性高分子を使用したが、他の構成であっても良い。導電性を有するとともに十分に薄い層を構成できる部材であれば、他の部材であっても良い。
In the above embodiment, the conductive polymer is used as the
・上記実施形態において、加熱処理における加熱の温度は80℃以上300℃以下が好ましいとしているが、この温度に限定されない。エッチングや酸化皮膜の状態によっては、他の温度にすることが適切な温度となる可能性を有する。また、加熱時間についても同様である。 In the above embodiment, the heating temperature in the heat treatment is preferably 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, but is not limited to this temperature. Depending on the state of the etching or oxide film, there is a possibility that another temperature will be an appropriate temperature. The same applies to the heating time.
・上記実施形態において、加熱処理における加熱の温度は80℃以上300℃以下が好ましいとしているが、この温度に限定されない。エッチング状態や酸化皮膜の状態によっては、他の温度にすることが適切となる可能性を有する。また、加熱時間についても同様である。 In the above embodiment, the heating temperature in the heat treatment is preferably 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, but is not limited to this temperature. Depending on the etching state and the state of the oxide film, it may be appropriate to set other temperatures. The same applies to the heating time.
・上記実施形態において、加熱処理を行っているが、必須ではない。アルカリ処理のみであっても静電容量の増大効果を有するため、係る増大効果のみで十分であれば、加熱処理を割愛し、コストダウンを図っても良い。 -Although heat processing is performed in the said embodiment, it is not essential. Since only the alkali treatment has an effect of increasing the electrostatic capacity, if only such an increase effect is sufficient, the heat treatment may be omitted and the cost may be reduced.
・上記実施形態において、アルカリ溶液として水酸化ナトリウム溶液を用いているが、他の構成であっても良い。水酸化カリウムや他のアルカリであっても同様の効果を期待しうる。 -In the said embodiment, although the sodium hydroxide solution is used as an alkaline solution, another structure may be sufficient. Similar effects can be expected with potassium hydroxide or other alkalis.
・上記実施形態において、コンデンサ素子を積層した積層型の電解コンデンサの製造方法に本発明を適用したが、他の構成であっても良い。いわゆる巻取り型の電解コンデンサにも同様に適用し、同様の効果を上げることが可能である。 In the above embodiment, the present invention is applied to the method for manufacturing a multilayer electrolytic capacitor in which capacitor elements are stacked. However, other configurations may be used. The same effect can be obtained by applying the same to a so-called winding type electrolytic capacitor.
以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。 Below, this invention is demonstrated based on an Example and a comparative example. In addition, this invention is not limited to these Examples, These Examples can be changed and changed based on the meaning of this invention, and they are excluded from the scope of the present invention. is not.
上記実施形態において説明した電解コンデンサ製造方法により製造されたコンデンサにつき静電容量を測定した。なお、製造方法は基本的に実施形態と同様であるためその説明を省略し、特徴部分のみ以下に詳述する。 The capacitance was measured for the capacitor manufactured by the electrolytic capacitor manufacturing method described in the above embodiment. Since the manufacturing method is basically the same as that of the embodiment, the description thereof will be omitted, and only the characteristic part will be described in detail below.
成型されたアルミニウムの皮膜形成工程によって酸化皮膜が形成された部分のみ、アルカリ処理工程を行った。具体的には、0.01wt%濃度の水酸化ナトリウム水溶液を使用し、酸化皮膜が形成された部分を10分間浸漬した。なお、熱処理工程は割愛した。 Only the part where the oxide film was formed by the film formation process of the molded aluminum was subjected to the alkali treatment process. Specifically, a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 0.01 wt% was used, and the portion where the oxide film was formed was immersed for 10 minutes. The heat treatment process was omitted.
電解質層3は、3,4−エチレンジオキシチオフェニン、P−トルエンスルホン酸鉄(III)、1−ブタノールの混合溶液に、アルカリ処理工程が終了したアルミニウムの酸化皮膜が形成された部分を浸漬させることにより形成した。
The
更に溶媒中にカーボンを分散させた溶液中に、電解質層3が形成された部分を浸漬し、100℃において30分乾燥させることを2回繰り返し、電解質層上にカーボン層を形成させた。更にカーボン層上に銀ペーストを約5〜10μmの厚みで塗布し乾燥させ、銀ペースト層を形成させた。
Furthermore, the part in which the
こうして製造された電解コンデンサの周波数120Hzでの静電容量を、LCRメータを用いて測定した。結果を表1に示す。 The capacitance of the electrolytic capacitor thus manufactured at a frequency of 120 Hz was measured using an LCR meter. The results are shown in Table 1.
アルカリ処理に使用する水酸化ナトリウム濃度を0.20wt%としたこと以外は実施例1と同様にして製造された電解コンデンサの周波数120Hzでの静電容量を、LCRメータを用いて測定した。結果を表1に示す。 The capacitance at a frequency of 120 Hz of an electrolytic capacitor manufactured in the same manner as in Example 1 except that the sodium hydroxide concentration used for the alkali treatment was 0.20 wt% was measured using an LCR meter. The results are shown in Table 1.
アルカリ処理に使用する水酸化ナトリウム濃度を0.50wt%としたこと以外は実施例1と同様にして製造された電解コンデンサの周波数120Hzでの静電容量を、LCRメータを用いて測定した。結果を表1に示す。 The capacitance at a frequency of 120 Hz of an electrolytic capacitor produced in the same manner as in Example 1 except that the concentration of sodium hydroxide used for the alkali treatment was 0.50 wt% was measured using an LCR meter. The results are shown in Table 1.
実施例1と同様にして酸化皮膜が形成されたアルミニウムの加熱をする加熱処理工程を追加した。具体的には、加熱温度を50℃とし、15分間加熱を行った。冷却後行ったアルカリ処理工程において、0.20wt%濃度の水酸化ナトリウム水溶液を使用し、30分浸漬した。それ以外は実施例1と同様にして製造された電解コンデンサの周波数120Hzでの静電容量を、LCRメータを用いて測定した。結果を表1に示す。 In the same manner as in Example 1, a heat treatment step for heating aluminum on which the oxide film was formed was added. Specifically, the heating temperature was 50 ° C. and heating was performed for 15 minutes. In the alkali treatment step performed after cooling, a 0.20 wt% sodium hydroxide aqueous solution was used and immersed for 30 minutes. Otherwise, the electrostatic capacity at a frequency of 120 Hz of an electrolytic capacitor produced in the same manner as in Example 1 was measured using an LCR meter. The results are shown in Table 1.
加熱温度を150℃としたこと以外は実施例4と同様にして製造された電解コンデンサの周波数120Hzでの静電容量を、LCRメータを用いて測定した。結果を表1に示す。また、本実施例については、破壊耐電圧試験も実施した。この試験は直流電圧を1秒間に1Vずつ電圧上昇させてかけてゆき、短絡が生じた電圧を測定した。なお、電解コンデンサに流れる電流を連続的に測定し、500mAの電流が流れた時点で短絡が生じたと判断した。かかる破壊耐電圧試験を10サンプルについて実施し、最大値、最小値、平均値を表2に示す。 The capacitance at a frequency of 120 Hz of an electrolytic capacitor produced in the same manner as in Example 4 except that the heating temperature was 150 ° C. was measured using an LCR meter. The results are shown in Table 1. Moreover, the breakdown withstand voltage test was also implemented about the present Example. In this test, a DC voltage was increased by 1 V per second, and the voltage at which a short circuit occurred was measured. The current flowing through the electrolytic capacitor was continuously measured, and it was determined that a short circuit occurred when a current of 500 mA flowed. Such a breakdown voltage test was performed on 10 samples, and the maximum value, the minimum value, and the average value are shown in Table 2.
加熱温度を300℃としたこと以外は実施例4と同様にして製造された電解コンデンサの周波数120Hzでの静電容量を、LCRメータを用いて測定した。結果を表1に示す。 The capacitance at a frequency of 120 Hz of an electrolytic capacitor produced in the same manner as in Example 4 except that the heating temperature was 300 ° C. was measured using an LCR meter. The results are shown in Table 1.
加熱温度を350℃としたこと以外は実施例4と同様にして製造された電解コンデンサの周波数120Hzでの静電容量を、LCRメータを用いて測定した。結果を表1に示す。 The electrostatic capacity at a frequency of 120 Hz of an electrolytic capacitor produced in the same manner as in Example 4 except that the heating temperature was 350 ° C. was measured using an LCR meter. The results are shown in Table 1.
〔比較例1〕
加熱処理工程およびアルカリ処理工程を割愛したこと以外は実施例4と同様にして製造された電解コンデンサの周波数120Hzでの静電容量を、LCRメータを用いて測定した。結果を表1に示す。また、実施例5と同様に破壊耐電圧試験を10サンプルについて実施し、最大値、最小値、平均値を表2に示す。
[Comparative Example 1]
The capacitance at a frequency of 120 Hz of the electrolytic capacitor manufactured in the same manner as in Example 4 except that the heat treatment step and the alkali treatment step were omitted was measured using an LCR meter. The results are shown in Table 1. Moreover, the breakdown withstand voltage test was implemented about 10 samples similarly to Example 5, and the maximum value, the minimum value, and an average value are shown in Table 2.
〔比較例2〕
加熱温度を50℃とし、2.00wt%濃度の水酸化ナトリウム水溶液を使用したこと以外は実施例4と同様にして製造された電解コンデンサの周波数120Hzでの静電容量を、LCRメータを用いて測定した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
The capacitance at 120 Hz of the electrolytic capacitor manufactured in the same manner as in Example 4 except that the heating temperature was 50 ° C. and a 2.00 wt% sodium hydroxide aqueous solution was used was measured using an LCR meter. It was measured. The results are shown in Table 1.
〔比較例3〕
加熱温度を150℃とし、2.00wt%濃度の水酸化ナトリウム水溶液を使用したこと以外は実施例4と同様にして製造された電解コンデンサの周波数120Hzでの静電容量を、LCRメータを用いて測定した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
The capacitance at 120 Hz of the electrolytic capacitor manufactured in the same manner as in Example 4 except that the heating temperature was 150 ° C. and a 2.00 wt% sodium hydroxide aqueous solution was used was measured using an LCR meter. It was measured. The results are shown in Table 1.
実施例1〜3と比較例1とを比較すると、水酸化ナトリウム溶液の濃度が0.01wt%以上0.5wt%以下においてアルカリ処理を行えば、行わない場合に比べ静電容量が増加することが確認できる。
When Examples 1 to 3 are compared with Comparative Example 1, the capacitance increases when the alkali treatment is performed at a concentration of the sodium hydroxide solution of 0.01 wt% or more and 0.5 wt% or less as compared to the case where it is not performed. Can be confirmed.
また、実施例2と実施例4〜7とを比較すると、熱処理工程も併せて行えば、静電容量は更に増加することが確認できる。また、少なくとも50℃以上350℃以下であれば効果が見られ、実施例5および6が特に効果が高いことから、80℃以上300℃以下が特に好ましいことが推認できる。 Moreover, when Example 2 and Examples 4-7 are compared, if the heat processing process is also performed, it can confirm that an electrostatic capacitance increases further. Moreover, since an effect is seen if it is at least 50 degreeC or more and 350 degrees C or less, and Example 5 and 6 are especially effective, it can be guessed that 80 degreeC or more and 300 degrees C or less are especially preferable.
実施例4と比較例2と比較すると、同温度で熱処理を行った場合であっても、水酸化ナトリウム濃度2%のアルカリ処理を行うと、静電容量が大きく低下することが判る。実施例5と比較例3との比較においても同じことが判る。これは、特許文献3において指摘されたように、水酸化ナトリウムによって酸化皮膜が侵食された為であると考えられる。一方、上述したように0.5wt%以下においてアルカリ処理を行えば、静電容量が増加していることから、適切な濃度でアルカリ処理を行えば、水酸化ナトリウムによるアルカリ処理によって、静電容量を増加させることが判る。
Comparing Example 4 and Comparative Example 2, it can be seen that, even when heat treatment is performed at the same temperature, the capacitance is greatly reduced when alkali treatment is performed with a sodium hydroxide concentration of 2%. The same can be seen in the comparison between Example 5 and Comparative Example 3. This is probably because the oxide film was eroded by sodium hydroxide, as pointed out in
(破壊耐電圧試験についての評価)
実施例5と比較例1とを比較すると、加熱処理およびアルカリ処理を行った場合破壊耐電圧が上昇することが判る。この原因は明らかではないが、短絡しやすい構造上の欠点部分がアルカリ処理により取り除かれたことなどが推察される。
(Evaluation for breakdown voltage test)
When Example 5 is compared with Comparative Example 1, it can be seen that the breakdown voltage increases when heat treatment and alkali treatment are performed. The cause of this is not clear, but it is presumed that the structural defects that are easily short-circuited have been removed by alkali treatment.
本発明は、大きな製造工程の増加を伴わずに電解コンデンサの容量を向上させうる電解コンデンサ製造方法に関するため、産業上広く利用可能である。 The present invention relates to a method for manufacturing an electrolytic capacitor that can improve the capacity of the electrolytic capacitor without greatly increasing the number of manufacturing steps, and thus can be widely used industrially.
1・・・金属層、2・・・酸化皮膜、3・・・電解質層、9・・・亀裂、101・・・コンデンサ素子、103・・・導電性接着剤、104・・・溶接、105・・・樹脂、107・・・エッチング部分、108・・・アルミニウムの屑、109・・・隙間、110・・・陰極部、111・・・金属層、112・・・酸化皮膜、113・・・電解質層、114・・・カーボン層、115・・・銀ペースト層、116・・・陰極端子、120・・・陽極部、126・・・陽極端子。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
酸化皮膜が形成された前記アルミニウムをアルカリ溶液に浸漬処理するアルカリ処理工程と、
を含む電解コンデンサ製造方法。 A film forming step of forming an oxide film on the surface of aluminum formed as a metal layer;
An alkali treatment step of immersing the aluminum in which the oxide film is formed in an alkali solution;
An electrolytic capacitor manufacturing method comprising:
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