JP2886195B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
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- JP2886195B2 JP2886195B2 JP23139189A JP23139189A JP2886195B2 JP 2886195 B2 JP2886195 B2 JP 2886195B2 JP 23139189 A JP23139189 A JP 23139189A JP 23139189 A JP23139189 A JP 23139189A JP 2886195 B2 JP2886195 B2 JP 2886195B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、二酸化マンガンおよびポリピロールの双方
を固体電解質とする固体電解コンデンサに関する。
を固体電解質とする固体電解コンデンサに関する。
［従来の技術］ 電解コンデンサは、小形、大容量、安価で整流出力の
平滑化等に優れた特性を示し、各種電気・電子機器の重
要な構成要素の１つである。一般に電解コンデンサには
電解液式と固体式とがあり、前者が、陽極と陰極との間
に電解液を介在させるのに対し、後者は、二酸化マンガ
ン、二酸化鉛、テトラシアノキノジメタン錯塩またはポ
リピロールのような導電性の酸化物または有機物を固体
電解質として介在させる。電解液式の電解コンデンサ
は、液状の電解質を使用するイオン伝導によるため、高
周波領域において著しく抵抗が増大しインピーダンスが
増大する。したがって、高周波特性の点では、固体電解
コンデンサの方が格段に優れている。
平滑化等に優れた特性を示し、各種電気・電子機器の重
要な構成要素の１つである。一般に電解コンデンサには
電解液式と固体式とがあり、前者が、陽極と陰極との間
に電解液を介在させるのに対し、後者は、二酸化マンガ
ン、二酸化鉛、テトラシアノキノジメタン錯塩またはポ
リピロールのような導電性の酸化物または有機物を固体
電解質として介在させる。電解液式の電解コンデンサ
は、液状の電解質を使用するイオン伝導によるため、高
周波領域において著しく抵抗が増大しインピーダンスが
増大する。したがって、高周波特性の点では、固体電解
コンデンサの方が格段に優れている。
固体電解コンデンサの製品特性を評価するに際して
は、固体電解質自体の導電性や安定性、並びに用いる固
体電解質の性質によって規定される電解コンデンサの静
電容量（Cap）、誘電正接（tanδ）、等価直列抵抗（ES
R）、漏れ電流（LC）等の指標が用いられる。
は、固体電解質自体の導電性や安定性、並びに用いる固
体電解質の性質によって規定される電解コンデンサの静
電容量（Cap）、誘電正接（tanδ）、等価直列抵抗（ES
R）、漏れ電流（LC）等の指標が用いられる。
前記した固体電解コンデンサの固体電解質の内、二酸
化マンガン（MnO2）を使用する場合、一般に、陽極とし
て表面に酸化皮膜を有する箔状電極あるいは多孔質のブ
ロック状電極を用い、これを液状の硝酸マンガン(Mn(NO
3)2)中に浸漬した後、焼成することにより硝酸マンガン
を二酸化マンガンに変性させて固体電解質を形成させ、
その後所定の工程を経て固体電解コンデンサが製造され
るが、この際、箔状の電極を用いたものにおいては陽極
箔と集電陰極箔との間に多孔質のセパレータを挾持させ
ることにより、硝酸マンガンの浸漬およびこれを焼成し
て形成する二酸化マンガンの担持を確実にし、製品にお
ける陽極箔と陰極箔との隔離を確実にする手段がしばし
ば用いられる。二酸化マンガンを固体電解質とする巻回
型コンデンサにおいては、製品特性の観点からセパレー
タとしてガラス繊維の織布あるいは不織布からなるいわ
ゆるガラスペーパを使用するのが好適である。
化マンガン（MnO2）を使用する場合、一般に、陽極とし
て表面に酸化皮膜を有する箔状電極あるいは多孔質のブ
ロック状電極を用い、これを液状の硝酸マンガン(Mn(NO
3)2)中に浸漬した後、焼成することにより硝酸マンガン
を二酸化マンガンに変性させて固体電解質を形成させ、
その後所定の工程を経て固体電解コンデンサが製造され
るが、この際、箔状の電極を用いたものにおいては陽極
箔と集電陰極箔との間に多孔質のセパレータを挾持させ
ることにより、硝酸マンガンの浸漬およびこれを焼成し
て形成する二酸化マンガンの担持を確実にし、製品にお
ける陽極箔と陰極箔との隔離を確実にする手段がしばし
ば用いられる。二酸化マンガンを固体電解質とする巻回
型コンデンサにおいては、製品特性の観点からセパレー
タとしてガラス繊維の織布あるいは不織布からなるいわ
ゆるガラスペーパを使用するのが好適である。
一方、ポリピロールを固体電解質とする固体電解コン
デンサを製造する際は、化学的重合および電解重合によ
り陽極箔上にポリピロールの薄膜を形成し、その後この
表面に銀−ペーストのような導電ペーストを用いて端子
を接着して対極リードを取出し、エポキシ樹脂等で外装
してコンデンサ製品を作製する。
デンサを製造する際は、化学的重合および電解重合によ
り陽極箔上にポリピロールの薄膜を形成し、その後この
表面に銀−ペーストのような導電ペーストを用いて端子
を接着して対極リードを取出し、エポキシ樹脂等で外装
してコンデンサ製品を作製する。
前記した２種類の固体電解コンデンサの内、二酸化マ
ンガンを電解質とするセパレータ入りの巻回型固体電解
コンデンサにおいては、硝酸マンガンの含浸、焼成を２
回以上繰り返さないと十分な特性（ESR等）は得られな
い。また、焼成時の箔の劣化により漏れ電流が大とな
り、箔の化成電圧（Vf）と定格電圧との比を高くとらな
ければならないという問題を生じていた。
ンガンを電解質とするセパレータ入りの巻回型固体電解
コンデンサにおいては、硝酸マンガンの含浸、焼成を２
回以上繰り返さないと十分な特性（ESR等）は得られな
い。また、焼成時の箔の劣化により漏れ電流が大とな
り、箔の化成電圧（Vf）と定格電圧との比を高くとらな
ければならないという問題を生じていた。
巻回あるいは積層構造の素子に固体電解質を含浸形成
する場合、二酸化マンガンについては、硝酸マンガン
（水溶液）を含浸して焼成すればよく形成は容易であ
り、含浸率も良好である。これに対してポリピロールは
巻回あるいは積層構造の素子への形成は困難である。ま
たこれら電解質以外にTCNQ塩（テトラシアノキノジメタ
ン錯塩）があるが、コンデンサとしての特性上、耐熱性
や毒性の点で問題があり、今回考慮の対象外である。す
なわち、二酸化マンガンは含浸自体は容易であるものの
含浸と焼成操作を何回も繰り返す必要があり、ポリピロ
ールは巻回素子への形成が困難であるという欠点があっ
た。
する場合、二酸化マンガンについては、硝酸マンガン
（水溶液）を含浸して焼成すればよく形成は容易であ
り、含浸率も良好である。これに対してポリピロールは
巻回あるいは積層構造の素子への形成は困難である。ま
たこれら電解質以外にTCNQ塩（テトラシアノキノジメタ
ン錯塩）があるが、コンデンサとしての特性上、耐熱性
や毒性の点で問題があり、今回考慮の対象外である。す
なわち、二酸化マンガンは含浸自体は容易であるものの
含浸と焼成操作を何回も繰り返す必要があり、ポリピロ
ールは巻回素子への形成が困難であるという欠点があっ
た。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、焼成回数を１回に止め、二酸化マンガンの
欠点である焼成操作の繁雑性を低減させ、ポリピロール
の電解形成を併用することによりこれを補うと共に、更
にESRをも低下させ得る固体電解コンデンサを提供する
ことを目的とする。
欠点である焼成操作の繁雑性を低減させ、ポリピロール
の電解形成を併用することによりこれを補うと共に、更
にESRをも低下させ得る固体電解コンデンサを提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明の固体電解コンデンサは、表面に酸化皮膜を有
する陽極箔と集電陰極箔との間にガラスペーパからなる
セパレータを挾持させて巻回あるいは積層させて形成し
たコンデンサ素子に、硝酸マンガンを含浸、焼成して二
酸化マンガンからなる第１の固体電解質層とするととも
に、この上面の電解重合によるポリピロールからなる第
２の固体電解質層を形成したことを特徴としている。
する陽極箔と集電陰極箔との間にガラスペーパからなる
セパレータを挾持させて巻回あるいは積層させて形成し
たコンデンサ素子に、硝酸マンガンを含浸、焼成して二
酸化マンガンからなる第１の固体電解質層とするととも
に、この上面の電解重合によるポリピロールからなる第
２の固体電解質層を形成したことを特徴としている。
電解酸化による酸化皮膜を有する陽極箔は、通常は表
面を電解酸化によって酸化し、表面を誘導体に変えたア
ルミニウムフィルムとし、集電陰極箔は、通常は未化成
アルミニウムフィルムとする。
面を電解酸化によって酸化し、表面を誘導体に変えたア
ルミニウムフィルムとし、集電陰極箔は、通常は未化成
アルミニウムフィルムとする。
ガラスペーパは、５〜８μの細径繊維10〜90部と９〜
15μの太径繊維90〜10部とを少なくとも２種以上配合し
てなるガラスペーパであれば好適である。
15μの太径繊維90〜10部とを少なくとも２種以上配合し
てなるガラスペーパであれば好適である。
ガラスペーパの細径繊維および太径繊維の長さが共に
5mm〜25mmであれば好適である。
5mm〜25mmであれば好適である。
ガラスペーパの坪量が５〜30g/m2、密度が0.05〜0.25
g/cm3、厚さが0.05〜0.25mmであれば好適である。
g/cm3、厚さが0.05〜0.25mmであれば好適である。
ガラスペーパは前記した細径繊維および太径繊維を２
種以上ブレンドし、適当なバインダを加えて調製する
が、ガラスペーパのバインダが５〜30％のポリビニルア
ルコールであれば好適である。
種以上ブレンドし、適当なバインダを加えて調製する
が、ガラスペーパのバインダが５〜30％のポリビニルア
ルコールであれば好適である。
硝酸マンガンの含浸および焼成は、通常の方法によっ
て行うことができ、例えば50％の硝酸マンガン水溶液に
含浸し、例えば250℃で20分間程度焼成を行う。
て行うことができ、例えば50％の硝酸マンガン水溶液に
含浸し、例えば250℃で20分間程度焼成を行う。
電解重合を行うに際し、例えばピロールを５〜20重量
％の濃度で電解重合用溶媒に溶解し、電解重合用支持電
解質として、例えば、0.01〜2M/lのBST/AN（ただし、BS
T:ボロジサリチル酸トリエチルアミン塩またはトリエチ
ルアンモニウムボロジサリチレート、AN:アセトニトリ
ル）を用いることができる。その他、プロピレンカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン
等を電解重合用溶液として使用することができる。
％の濃度で電解重合用溶媒に溶解し、電解重合用支持電
解質として、例えば、0.01〜2M/lのBST/AN（ただし、BS
T:ボロジサリチル酸トリエチルアミン塩またはトリエチ
ルアンモニウムボロジサリチレート、AN:アセトニトリ
ル）を用いることができる。その他、プロピレンカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン
等を電解重合用溶液として使用することができる。
0.1〜10mAの定電流で１〜３時間電解重合を行えば好
適である。
適である。
［作用］ 前記したように、二酸化マンガンを電解質とするセパ
レータ入りの巻回型固定電解コンデンサにおいては、硝
酸マンガンの含浸、焼成を２回以上好ましくは数回ない
し十数回繰り返さないと十分な特性（ESR等）は得られ
ず、巻回素子に固体電解質を含浸形成する場合、二酸化
マンガンについては、硝酸マンガン（水溶液）を含浸し
て焼成すばよく形成は容易であり含浸率も良好であるも
のの、焼成時の箔の劣化により漏れ電流が大となり、箔
のVfと定格電圧との比を高くとらなければならないとい
う問題を生じていた。
レータ入りの巻回型固定電解コンデンサにおいては、硝
酸マンガンの含浸、焼成を２回以上好ましくは数回ない
し十数回繰り返さないと十分な特性（ESR等）は得られ
ず、巻回素子に固体電解質を含浸形成する場合、二酸化
マンガンについては、硝酸マンガン（水溶液）を含浸し
て焼成すばよく形成は容易であり含浸率も良好であるも
のの、焼成時の箔の劣化により漏れ電流が大となり、箔
のVfと定格電圧との比を高くとらなければならないとい
う問題を生じていた。
一方、ポリピロールを固体電解質とする固体電解コン
デンサを製造する際は、化学的重合および電解重合によ
り陽極箔上にポリピロールの薄膜を形成し、その後この
表面に銀−ペーストのような導電ペーストを用いて端子
を接着して対極リードを取出し、エポキシ樹脂等で外装
してコンデンサ製品を作製するが、ポリピロールは巻回
素子への形成が困難である。
デンサを製造する際は、化学的重合および電解重合によ
り陽極箔上にポリピロールの薄膜を形成し、その後この
表面に銀−ペーストのような導電ペーストを用いて端子
を接着して対極リードを取出し、エポキシ樹脂等で外装
してコンデンサ製品を作製するが、ポリピロールは巻回
素子への形成が困難である。
本発明は、焼成回数を１回に止め、二酸化マンガンの
欠点である焼成操作の繁雑性を低減させ、ポリピロール
の電解形成を併用することによりこれを補い、前記した
問題点を一気に解決するものである。本発明によれば、
このような利点を加えて、更にESRをも低下させること
ができる。
欠点である焼成操作の繁雑性を低減させ、ポリピロール
の電解形成を併用することによりこれを補い、前記した
問題点を一気に解決するものである。本発明によれば、
このような利点を加えて、更にESRをも低下させること
ができる。
［発明の効果］ 本発明によれば、焼成回数を１回に止め、二酸化マン
ガンの欠点である焼成操作の繁雑性を低減させ、ポリピ
ロールの電解形成を併用することによりこれを補うと共
に、更にESRをも低下させ得る固体電解コンデンサが提
供される。
ガンの欠点である焼成操作の繁雑性を低減させ、ポリピ
ロールの電解形成を併用することによりこれを補うと共
に、更にESRをも低下させ得る固体電解コンデンサが提
供される。
［実施例］ 以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
実施例１ 陽極箔（幅3mm×長さ18mm、22Vf）と陰極箔（3mm×25
mm、OVf）との間に厚さ100μのガラスペーパからなるセ
パレータを挾持させて巻回した巻回素子を用い、Mn(N
O3)2の50％水溶液に浸漬して硝酸マンガンを含浸し、25
0℃で20分間焼成し、電解重合（陽極側のリードに正の
電圧を印加して、0.1M/l BST/AN、0.5M/lピロール溶
液、１個当り5mAで２時間）によりポリピロールを形成
させ、樹脂封止して製品化し、固体電解コンデンサを製
造した。
mm、OVf）との間に厚さ100μのガラスペーパからなるセ
パレータを挾持させて巻回した巻回素子を用い、Mn(N
O3)2の50％水溶液に浸漬して硝酸マンガンを含浸し、25
0℃で20分間焼成し、電解重合（陽極側のリードに正の
電圧を印加して、0.1M/l BST/AN、0.5M/lピロール溶
液、１個当り5mAで２時間）によりポリピロールを形成
させ、樹脂封止して製品化し、固体電解コンデンサを製
造した。
比較例１ Mn(NO3)2の50％水溶液に浸漬して硝酸マンガンを含浸
し、250℃で20分間焼成する操作を３回繰り返すのみの
工程により、実施例１と同様の素子から固体電解コンデ
ンサを製造した。
し、250℃で20分間焼成する操作を３回繰り返すのみの
工程により、実施例１と同様の素子から固体電解コンデ
ンサを製造した。
実施例１および比較例１の固体電解コンデンサについ
て、静電容量（Cap）、誘電正接（tanδ）、漏れ電流
（LC）並びに等価直列抵抗（ESR）を測定した結果を第
１表に示す。なお、22Vfで6.3WV（４φ×7l）とした。
て、静電容量（Cap）、誘電正接（tanδ）、漏れ電流
（LC）並びに等価直列抵抗（ESR）を測定した結果を第
１表に示す。なお、22Vfで6.3WV（４φ×7l）とした。
この結果から、本発明による固体電解コンデンサは、
漏れ電流特性が顕著に向上し、誘電正接および等価直列
抵抗が良好に改善されていることが分る。
漏れ電流特性が顕著に向上し、誘電正接および等価直列
抵抗が良好に改善されていることが分る。
なお、この実施例ではコンデンサ素子に陽極箔と陰極
箔にセパレータを挾持させて巻回した素子を用いたが、
コンデンサ素子は陽極箔、陰極箔間にセパレータを挾持
させた積層構造などであってもよい。またコンデンサ素
子の外装構造についても、実施例の樹脂封止に限られる
ものではなく、金属ケースあるいは樹脂ケース等に収納
した構造であってもよいことは言うまでもない。
箔にセパレータを挾持させて巻回した素子を用いたが、
コンデンサ素子は陽極箔、陰極箔間にセパレータを挾持
させた積層構造などであってもよい。またコンデンサ素
子の外装構造についても、実施例の樹脂封止に限られる
ものではなく、金属ケースあるいは樹脂ケース等に収納
した構造であってもよいことは言うまでもない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｇ 9/24 Ａ (56)参考文献 特開 平１−225110（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−253226（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 9/028 H01G 9/02 H01G 9/04
Claims (1)
- 【請求項１】表面に酸化皮膜を有する陽極箔と集電陰極
箔との間にガラスペーパからなるセパレータを挾持させ
て巻回あるいは積層させて形成したコンデンサ素子に、
硝酸マンガンを含浸、焼成して二酸化マンガンからなる
第１の固体電解質層とするとともに、この上面に電解重
合によるポリピロールからなる第２の固体電解質層を形
成したことを特徴とする固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23139189A JP2886195B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23139189A JP2886195B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 固体電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0395911A JPH0395911A (ja) | 1991-04-22 |
| JP2886195B2 true JP2886195B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=16922875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23139189A Expired - Fee Related JP2886195B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2886195B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5030324B2 (ja) * | 2000-10-02 | 2012-09-19 | ルビコン株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| JP4870868B2 (ja) * | 2000-12-27 | 2012-02-08 | ニッポン高度紙工業株式会社 | 電解コンデンサ |
| JP2007296224A (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Mitsuhiro Kurashige | 組み立て式手足運道具 |
-
1989
- 1989-09-08 JP JP23139189A patent/JP2886195B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0395911A (ja) | 1991-04-22 |
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