JP2655856B2 - 電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電解コンデンサの製造方法に関するものであ
り、電解コンデンサの小型化、低損失、高信頼の電解コ
ンデンサを提供するものである。

従来の技術 近年、エレクトロニクスの急激な進歩と共に電解コン
デンサの性能に対する要求は年々高まってきている。電
解コンデンサへの諸要求として小型化（低背化）、低損
失化、インピーダンス化、面実装化などに加え低コスト
がある。これらの諸要求の背景として電子材器類の小型
に伴う高密度実装化、多機能化、デジタル回路化、高信
頼化などがある。

これらの諸要求に対し、たとえばアルミ電解コンデン
サにおいては、小型化対応については高倍率エッチング
箔の開発、低損失、低インピーダンス化については駆動
用電解液（以下電解液という）の開発、信頼性について
は化成皮膜、電解液などの開発が活発に行われている。
また構造面からも諸要求に対応すべく検討され種々改良
されてきている。たとえば巻回型では、素子の巻回強度
を増加して素子の小型化を図ったり、低損失化について
はセパレータに多孔質高分子膜を用いたものが開発され
ている。一方面実装化については、巻回型円筒タイプの
コンデンサのリード部に絶縁板を介在させたチップ形が
実用化されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、電解コンデンサに対する上述の諸要求
はますます増大しており、従来技術においては限界があ
った。特に構造面においては素子を固く巻くことによる
小型化および低損失化に限界があり、また電極箔のエッ
チング高倍率化に伴い箔の強度の低下を招くなどの問題
があった。またセパレータに多孔質高分子膜を用いた場
合も材料コスト面で難点がある。さらに面実装化に対応
した巻回型円筒タイプのコンデンサのリード部に絶縁板
を介在させたチップ形においても、製品高さ寸法をある
程度の高さ以下にするには限界があった。

一方積層タイプの検討がなされているが、積層を形成
する工程は非常に複雑であり、積層する際に、陽極と陰
極の電極間距離が巻回型に比べ小さくならず、低損失化
が難しい状況にある。

また製品形状の点から角形チップ（面実装品）を想定
した場合、駆動用電解液の液漏れなどの問題も抱えてい
る。

問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点に対し、種々の実験検討を繰返
した結果見出されたものである。

すなわち、本発明の骨子は小型化（低背化）、低損失
化を図ることに加え、上記の積層タイプの液漏れをでき
る限り防ぐ目的で、見出されたもので、表面に誘電体を
形成した陽極用電極とそれに対向する陰極用電極との間
に電解紙を介在させてコンデンサ素子を形成し、該電解
紙を炭化処理した後電解液を含浸する電解コンデンサに
おいて、コンデンサ素子外周に電解紙を複数枚巻きつ
け、糊付けして素子固定を行い、炭化処理したことを特
徴とする電解コンデンサの製造方法である。

この場合電解紙の固定法としてポリビニールアルコー
ル（以下PVAという）など糊が適しており、この糊は炭
化時において電解紙と同様炭化される。この糊付け工程
から炭化処理するまでの製法は製品の形状、構造により
糊付けの場所が異なり、積層型と巻回型に分けた場合、
以下の方式が良好であった。

巻回型においては、陽極電極と陰極電極間に隙間があ
まりない状態で形成される場合は、電解紙で外側を覆
い、外周部で糊付けをして炭化する。この方法は電解液
の含浸が速やかに行われ、何ら問題はない。一方積層型
でも積層させることが機械的、工程的に困難さを伴う場
合は、陽極電極および陰極電極と電解紙を直接糊付けし
ながら積層する。このようにすると炭化前においても全
くマージンのない状態で積層されており、炭化により極
間距離が縮まり、より低損失となる。従って、この方法
では積層工程での技術的問題を解決すると同時に特性も
大幅に改善される。

しかしながら、上述の陽極電極および陰極電極と電解
紙とを直接糊付けする方式は、糊の量および厚みと糊の
種類について最適条件があり、また使用する電極の種類
によって各々条件を変える必要がある。糊をつけすぎる
と、電解液の含浸が不充分となり、炭化時に糊が残った
りして、かえって損失は大きくなってしまうからであ
る。

また該電解紙の炭化処理によるメリットの重要な点と
して積層チップ（面実装品）での電解液の液漏れに対
し、それを防ぐ効果もある。電解紙を素子外側に複数巻
きつけ、やや多量の糊で接着して炭化処理を行うと、電
解紙どうしが接合されて、炭化後には高密度化し、含浸
された電解液を外部にもれ出すのを極めて効率的に防い
でいる。この場合、外周に巻きつける紙の厚みおよび秘
密、さらに糊の種類および量などを理想的に組み合せる
とかなりの効果がある。従って樹脂モールドチップには
極めて有利となる。巻回型に関しては巻取時の素子止め
に糊付けまたはテープ止めどちらでも良いが、炭化処理
を伴うため、テープとしてはテフロン系などの高温使用
でも変形しないものが望ましい。また、接合性を維持し
ながらある程度の熱収縮性を伴ったものでもよい。

作用 上述の積層型および巻回型の何れにおいても、コンデ
ンサ素子を形成して電解紙を炭化処理した後、これに電
解液を含浸し、アルミケースに収納し、密閉して電解コ
ンデンサを作成すると、電極間距離が減少し、また、電
解紙の炭化による電解質抵抗が減少するため、製品の損
失（tanδ）は大幅に改善される。

また、積層チップ（面実装品）において、電解紙を素
子外側に複数枚巻きつけ、糊付けして炭化処理を行う
と、電解紙どうしが接合されて、炭化後には高密度化
し、含浸された電解液が外部に漏れ出すのを防ぐことが
できる。

実施例 以下、本発明の具体的実施例について説明する。

（実施例−１） 厚み90μｍ純度99.99％アルミニウム箔をエッチング
処理した後、化成皮膜を生成させ陽極電極とし、陰極電
極には厚み50μｍのアルミニウムエッチング箔を用い
た。これに厚さ30μｍの電解紙を介在させ、上記陽極電
極３枚、陰極電極４枚を積層させ、外周に電解紙を２回
巻き付け、電解紙同志をPVAで糊付けをして350℃５分間
の炭化処理を行った。その後該電極に引出しリードを溶
接し、電解液を含浸した後、定格6.3WV33μＦの積層角
型チップ（面実装品）を製作した。（実施例−試料群記
号Ａ）又、比較用として上述の工程中で炭化処理を行わ
ないで同定格を製品化した。（比較例−試料群記号Ｂ） それらの製品特性を第１表に示す。何れも20ケの平均
値を示す。

次に上記コンデンサを105℃中で定格電圧を連続印加
して、高温負荷試験を行った結果を第２表に示す。

（実施例−２） 実施例−１と同様の電極箔および電解紙を用いて巻回
型コンデンサ素子を製作した。素子固定は巻回端部をPV
Aで糊付けをした。その後350℃で５分間炭化処理した
後、これに電解液を含浸し、円筒型アルミケースに収納
し、ゴム封口を行い、定格6.3WV22μＦのコンデンサを
試作した。（実施例−試料群記号Ｂ） また比較用として上述の実施例２の工程中で炭化処理
を行わないで同定格品を試作した。（比較例−試料群記
号Ｄ） それらの製品特性を第３表に示す。

上述の実施例から電解紙を炭化処理した後、電解液を
含浸したものは、第１表に示すうに積層構造のコンデン
サ素子は、低背化が可能になり、併せてtanδが著しく
減少した。

また高温負荷試験においても、炭化処理により気密性
が向上し、電解液の飛散に伴うドライアップが抑えられ
ていることが確認された。

同様に巻回タイプへの適用に対しても、著しいtanδ
の減少が認められ、低損失化に大きく貢献している。

発明の効果 以上のように本発明は電解コンデンサの小型化、低損
失化に大きく寄与することに加えて、積層タイプの液漏
れを効率的に防止しうるという優れた効果を有するもの
であり、工業的ならびに実用的価値の大なるものであ
る。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に誘電体を形成した陽極用電極とそれ
   に対向する陰極用電極との間に電解紙を介在させてコン
   デンサ素子を形成し、該電解紙を炭化処理した後、駆動
   用電解液を含浸する電解コンデンサにおいて、該コンデ
   ンサ素子外周に電解紙を複数枚巻きつけ、糊付けして素
   子固定を行い、炭化処理したことを特徴とする電解コン
   デンサの製造方法。