JP2538248B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、箔状電極をセパレータとともに巻回ある
いは積層させたコンデンサ素子に二酸化鉛を固体電解質
として形成した電解コンデンサに関するものである。
いは積層させたコンデンサ素子に二酸化鉛を固体電解質
として形成した電解コンデンサに関するものである。
〔従来の技術〕 固体電解コンデンサは、アルミニウム、タンタルなど
の絶縁酸化皮膜が形成されるいわゆる弁金属を陽極に用
い、この陽極表面に陽極酸化処理などの手段によって前
記絶縁酸化皮膜を誘電体層として形成する。そしてこの
陽極酸化皮膜層の上面に二酸化鉛などの金属酸化物半導
体を電解質層として形成し、さらにその外面に導電ペー
ストなどの層からなる陰極引出し手段を設けて構成され
ている。
の絶縁酸化皮膜が形成されるいわゆる弁金属を陽極に用
い、この陽極表面に陽極酸化処理などの手段によって前
記絶縁酸化皮膜を誘電体層として形成する。そしてこの
陽極酸化皮膜層の上面に二酸化鉛などの金属酸化物半導
体を電解質層として形成し、さらにその外面に導電ペー
ストなどの層からなる陰極引出し手段を設けて構成され
ている。
固体電解質としての二酸化鉛は、例えば特公昭49−29
374号公報にその形成方法とともに示されているよう
に、従来から固体電解質として多用されている、同じ金
属酸化物である二酸化マンガンなどに比べて電導度が高
く、この結果コンデンサの内部の等価直列抵抗分が低減
でき、高周波インピーダンス特性が優れるという利点を
有する。
374号公報にその形成方法とともに示されているよう
に、従来から固体電解質として多用されている、同じ金
属酸化物である二酸化マンガンなどに比べて電導度が高
く、この結果コンデンサの内部の等価直列抵抗分が低減
でき、高周波インピーダンス特性が優れるという利点を
有する。
二酸化鉛層の形成は、例えば酢酸鉛などの鉛含有水溶
液と過硫酸アンモニウムなどの過酸化物水溶液とを反応
させて化学的に二酸化鉛を析出させる方法によるもの
や、硝酸鉛などの水溶液中で被処理物を陽極として通電
して電気化学的に二酸化鉛を折出させる方法によるもの
などが知られている。
液と過硫酸アンモニウムなどの過酸化物水溶液とを反応
させて化学的に二酸化鉛を析出させる方法によるもの
や、硝酸鉛などの水溶液中で被処理物を陽極として通電
して電気化学的に二酸化鉛を折出させる方法によるもの
などが知られている。
ところで、陽極電極に箔状の弁金属を用い、これをガ
ラス繊維や高分子の織布あるいは不織布などからなる多
孔質セパレータを介在させて、巻回あるいは積層してコ
ンデンサ素子を形成し、セパレータ部に二酸化鉛を保持
させてなる固体電解コンデンサは、例えば特願昭61−28
2777号などとして提案されている。
ラス繊維や高分子の織布あるいは不織布などからなる多
孔質セパレータを介在させて、巻回あるいは積層してコ
ンデンサ素子を形成し、セパレータ部に二酸化鉛を保持
させてなる固体電解コンデンサは、例えば特願昭61−28
2777号などとして提案されている。
二酸化鉛は、鉛イオンの溶液状態で多孔質セパレータ
の空孔部に浸漬保持され、これが化学的あるいは電気化
学的方法などによって二酸化鉛とし析出する。
の空孔部に浸漬保持され、これが化学的あるいは電気化
学的方法などによって二酸化鉛とし析出する。
第２図は従来の二酸化鉛がセパレータ部に形成された
状態をあらわしたもので、セパレータの繊維素１にそっ
て二酸化鉛２が析出する。しかし、繊維素１のない空孔
部分には二酸化鉛２が形成されず、空間部３が残る。そ
してこの空間部３が多いと固体電解質層の導電度が向上
せず、高周波特性の向上が十分に図れない。
状態をあらわしたもので、セパレータの繊維素１にそっ
て二酸化鉛２が析出する。しかし、繊維素１のない空孔
部分には二酸化鉛２が形成されず、空間部３が残る。そ
してこの空間部３が多いと固体電解質層の導電度が向上
せず、高周波特性の向上が十分に図れない。
これを改善するためには、鉛イオンを含む溶液への浸
漬、二酸化鉛析出の過程を何度か繰り返しておこなうこ
とが考えられるが、浸漬、析出の回数を増やしても空間
部はある程度以上には減少しにくい。また浸漬、析出回
数を著しく増やすと工程が煩雑になり生産性が低下する
などの欠点があり実用的でない。
漬、二酸化鉛析出の過程を何度か繰り返しておこなうこ
とが考えられるが、浸漬、析出の回数を増やしても空間
部はある程度以上には減少しにくい。また浸漬、析出回
数を著しく増やすと工程が煩雑になり生産性が低下する
などの欠点があり実用的でない。
この発明は、今述べた欠点を改良し、二酸化鉛からな
る固体電解質層の電導度を向上させて、周波数特性の優
れた固体電解コンデンサを得ることを目的としたもので
ある。
る固体電解質層の電導度を向上させて、周波数特性の優
れた固体電解コンデンサを得ることを目的としたもので
ある。
この発明の固体電解コンデンサは、箔状陽極電極を、
あらかじめ導電物質を付着させた絶縁性多孔質セパレー
タを介して巻回あるいは積層させてコンデンサ素子と
し、このコンデンサ素子に二酸化鉛からなる固体電解質
を形成したことを特徴としている。
あらかじめ導電物質を付着させた絶縁性多孔質セパレー
タを介して巻回あるいは積層させてコンデンサ素子と
し、このコンデンサ素子に二酸化鉛からなる固体電解質
を形成したことを特徴としている。
上述の構成において、導電物質としては、ニッケル、
アルミニウム、銀などの導電性のある金属、カーボン等
を用いる。そしてセパレータへの付着手段としては、蒸
着、電解めっき、無電解めっきなど方法によって、導電
粒子セパレータの繊維素表面に付着させ、その後公知の
方法によって二酸化鉛層を析出形成し、さらにその上面
に、必要に応じて導電ペーストなどによる陰極引出しの
ための手段を設けたものである。
アルミニウム、銀などの導電性のある金属、カーボン等
を用いる。そしてセパレータへの付着手段としては、蒸
着、電解めっき、無電解めっきなど方法によって、導電
粒子セパレータの繊維素表面に付着させ、その後公知の
方法によって二酸化鉛層を析出形成し、さらにその上面
に、必要に応じて導電ペーストなどによる陰極引出しの
ための手段を設けたものである。
この発明の固体電解コンデンサは、固体電解質を保持
するセパレータ部に、あらかじめ導電性の微粒子が付着
しているので、セパレータ部の空間部へ鉛イオンを含む
溶液を浸漬させたとき、該溶液が隙間なくセパレータ内
部にゆきわたり二酸化鉛が析出するので、空間部が殆ど
ない状態で二酸化鉛層が形成される。また導電性微粒子
を二酸化鉛層が取り込むために、導電度が二酸化鉛自体
よりも高くなって、コンデンサの内部直列抵抗値を低減
させる。
するセパレータ部に、あらかじめ導電性の微粒子が付着
しているので、セパレータ部の空間部へ鉛イオンを含む
溶液を浸漬させたとき、該溶液が隙間なくセパレータ内
部にゆきわたり二酸化鉛が析出するので、空間部が殆ど
ない状態で二酸化鉛層が形成される。また導電性微粒子
を二酸化鉛層が取り込むために、導電度が二酸化鉛自体
よりも高くなって、コンデンサの内部直列抵抗値を低減
させる。
第１図は、この発明の固体電解コンデンサのセパレー
タ部に二酸化鉛層が形成された状態をあらわしたもの
で、セパレータの繊維素１の表面には、導電性の微粒子
４が多数付着している。そしてこのセパレータに二酸化
鉛２が析出するので、空間部３が殆どない状態で二酸化
鉛２の層が形成される。
タ部に二酸化鉛層が形成された状態をあらわしたもの
で、セパレータの繊維素１の表面には、導電性の微粒子
４が多数付着している。そしてこのセパレータに二酸化
鉛２が析出するので、空間部３が殆どない状態で二酸化
鉛２の層が形成される。
以下実施例に基づいてこの発明をさらに詳しく説明す
る。
る。
この発明の固体電解コンデンサとして、箔状の陽極電
極を巻回したコンデンサを作成した。
極を巻回したコンデンサを作成した。
まず、高純度のアルミニウム箔（厚さ85μｍ）を電気
化学的にエッチングして表面積を拡大したものを、95℃
の硼酸浴中で70Vの電圧で陽極酸化して誘電体酸化皮膜
を形成した。得られた静電容量（硼酸水溶液中での測定
値）は18.5μF/10cm2であった。
化学的にエッチングして表面積を拡大したものを、95℃
の硼酸浴中で70Vの電圧で陽極酸化して誘電体酸化皮膜
を形成した。得られた静電容量（硼酸水溶液中での測定
値）は18.5μF/10cm2であった。
次に、この箔を６×27mmの大きさに切断し、端部に陽
極引出しリードを超音波溶接によって取り付け陽極とし
た。
極引出しリードを超音波溶接によって取り付け陽極とし
た。
一方、セパレータにはガラス繊維布（本州製紙製厚さ
80μｍ）を用い、このガラス繊維布に真空蒸着によって
カーボン、アルミニウム、銀、ニッケルそれぞれの導電
性微粒子を付着させたものを作成し、このガラス繊維布
を陽極箔とほぼ同じ寸法に切断して、陽極箔と重ねあわ
せて端部から巻回し円筒状のコンデンサ素子とした。
80μｍ）を用い、このガラス繊維布に真空蒸着によって
カーボン、アルミニウム、銀、ニッケルそれぞれの導電
性微粒子を付着させたものを作成し、このガラス繊維布
を陽極箔とほぼ同じ寸法に切断して、陽極箔と重ねあわ
せて端部から巻回し円筒状のコンデンサ素子とした。
次に、酢酸鉛〔Pb（CH3COO）２・3H2O〕50gを水30gに
溶解した溶液と、過硫酸アンモニウム〔（NH4）2S2O8〕
75gを水75gに溶解した溶液とを混合したものに、前記コ
ンデンサ素子を浸漬して85℃の恒温槽中で15分間保持し
て二酸化鉛を析出させ、その後コンデンサ素子を水洗い
して乾燥させた。この操作を５回繰り返した。
溶解した溶液と、過硫酸アンモニウム〔（NH4）2S2O8〕
75gを水75gに溶解した溶液とを混合したものに、前記コ
ンデンサ素子を浸漬して85℃の恒温槽中で15分間保持し
て二酸化鉛を析出させ、その後コンデンサ素子を水洗い
して乾燥させた。この操作を５回繰り返した。
最後に二酸化鉛が析出したコンデンサ素子の外面に導
電ペースト（藤倉化成製 XA167）を塗布して陰極側リ
ード線を導電ペースト層に取り付けて定格電圧16V定格
静電容量１μＦの固体電解コンデンサを得た。
電ペースト（藤倉化成製 XA167）を塗布して陰極側リ
ード線を導電ペースト層に取り付けて定格電圧16V定格
静電容量１μＦの固体電解コンデンサを得た。
この発明の固体電解コンデンサは、上述したようにセ
パレータ部にカーボン、アルミニウム、銀、ニッケルを
各々付着させたもの（本発明例１ないし４に該当）であ
る。また比較例は、導電微粒子を付着させない通常のガ
ラス繊維布の状態で他の条件は、全て同じで作成したも
のである。
パレータ部にカーボン、アルミニウム、銀、ニッケルを
各々付着させたもの（本発明例１ないし４に該当）であ
る。また比較例は、導電微粒子を付着させない通常のガ
ラス繊維布の状態で他の条件は、全て同じで作成したも
のである。
これら固体電解コンデンサの特性（静電容量、損失
（Tanδ）、漏れ電流、100KHzの等価直列抵抗（ESR））
の測定結果を以下の表に示す。
（Tanδ）、漏れ電流、100KHzの等価直列抵抗（ESR））
の測定結果を以下の表に示す。
この結果から明らかなように、この発明の固体電解コ
ンデンサは、特に高周波での等価直列抵抗に著しい改善
がみられる。また内部抵抗が低減することから、損失に
ついても比較例に比べて低い値となっていることがわか
る。
ンデンサは、特に高周波での等価直列抵抗に著しい改善
がみられる。また内部抵抗が低減することから、損失に
ついても比較例に比べて低い値となっていることがわか
る。
なお、この実施例では陽極弁金属に箔状のアルミニウ
ムを用い、巻回構造のコンデンサ素子としたが、この発
明はこの構成に限定されるものではなく、絶縁性のセパ
レータを電極間に用いるものであれば、他の弁金属であ
ってもよい。また巻回構造でなく積層構造などの構造の
コンデンサ素子でも適用できることはいうまでもない。
ムを用い、巻回構造のコンデンサ素子としたが、この発
明はこの構成に限定されるものではなく、絶縁性のセパ
レータを電極間に用いるものであれば、他の弁金属であ
ってもよい。また巻回構造でなく積層構造などの構造の
コンデンサ素子でも適用できることはいうまでもない。
さらに、この発明例では陽極箔とセパレータとを重ね
て巻回したが、２枚の陽極箔間にセパレータを介在させ
て巻回あるいは積層させ、陰極引出し層を省いて無極性
の固体電解コンデンサとしたものであってもよい。
て巻回したが、２枚の陽極箔間にセパレータを介在させ
て巻回あるいは積層させ、陰極引出し層を省いて無極性
の固体電解コンデンサとしたものであってもよい。
この発明の固体電解コンデンサは、絶縁性のセパレー
タ部に導電性微粒子を付着させたので、セパレータ部の
導電度が向上して電解コンデンサの内部の等価直列抵抗
値が低減する。またセパレータ内の空間部が導電性微粒
子によって埋められるので、空間部が減少し二酸化鉛の
充填度が高まるので、この点からも内部の等価直列抵抗
値が低減し、固体電解コンデンサの損失や高周波インピ
ーダンス特性を向上させることができる。
タ部に導電性微粒子を付着させたので、セパレータ部の
導電度が向上して電解コンデンサの内部の等価直列抵抗
値が低減する。またセパレータ内の空間部が導電性微粒
子によって埋められるので、空間部が減少し二酸化鉛の
充填度が高まるので、この点からも内部の等価直列抵抗
値が低減し、固体電解コンデンサの損失や高周波インピ
ーダンス特性を向上させることができる。
第１図はこの発明の固体電解コンデンサの固体電解質が
析出したセパレータ部をあらわした平面図、第２図は従
来の固体電解コンデンサの固体電解質が析出したセパレ
ータ部をあらわした平面図である。 １……繊維素、２……二酸化鉛、３……空間部、 ４……導電性の微粒子。
析出したセパレータ部をあらわした平面図、第２図は従
来の固体電解コンデンサの固体電解質が析出したセパレ
ータ部をあらわした平面図である。 １……繊維素、２……二酸化鉛、３……空間部、 ４……導電性の微粒子。
Claims (2)
- 【請求項１】誘電体酸化皮膜層が形成された箔状陽極電
極を、あらかじめ導電物質を付着させた絶縁性多孔質セ
パレータとともに巻回あるいは積層させてコンデンサ素
子とし、このコンデンサ素子に二酸化鉛からなる固体電
解質を形成したことを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 【請求項２】導電物質が、カーボン、ニッケル、アルミ
ニウム、銀の中から選ばれたいずれかであるところの特
許請求の範囲（１）項記載の固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11835087A JP2538248B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11835087A JP2538248B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 固体電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63283115A JPS63283115A (ja) | 1988-11-21 |
| JP2538248B2 true JP2538248B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=14734522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11835087A Expired - Lifetime JP2538248B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538248B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2770276B2 (ja) * | 1991-12-06 | 1998-06-25 | 信喜 六倉 | 電解コンデンサ |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP11835087A patent/JP2538248B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63283115A (ja) | 1988-11-21 |
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