JP2962743B2 - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサの製造方法Info
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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
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
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- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
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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、導電性高分子であるピロールを固体電解質
として使用する固体電解コンデンサに関し、更に詳しく
は、ポリピロールが高電導度であることに起因する未化
成部分による漏れ電流の増加を低減させ得る固体電解コ
ンデンサの製造方法に関する。
として使用する固体電解コンデンサに関し、更に詳しく
は、ポリピロールが高電導度であることに起因する未化
成部分による漏れ電流の増加を低減させ得る固体電解コ
ンデンサの製造方法に関する。
［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、テトラシアノキニ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、テトラシアノキニ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に用いる固体電解質としては、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）、漏れ電流（LC）、等価直
列抵抗（ESR）等の指標から、ポリピロールが最も優れ
ていると考えられる。
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）、漏れ電流（LC）、等価直
列抵抗（ESR）等の指標から、ポリピロールが最も優れ
ていると考えられる。
ポリピロールを固体電解質として用いる固体電解コン
デンサは、例えば、特開昭63−173313号に開示されてい
る。一般に、この種の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。このような製造方法によって製造した固体電
解コンデンサは、陰極の取出しに導電ペーストを使用す
るため、接着部分の確実性に不安が残り、信頼性の点で
問題が生じる。
デンサは、例えば、特開昭63−173313号に開示されてい
る。一般に、この種の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。このような製造方法によって製造した固体電
解コンデンサは、陰極の取出しに導電ペーストを使用す
るため、接着部分の確実性に不安が残り、信頼性の点で
問題が生じる。
これに対し、陽極と陰極との間に電解液を介在させる
電解液式の電解コンデンサは、陰極は最初からある程度
の構造支持力を有する金属箔で構成されるため、導電ペ
ーストを用いてポリピロールの薄膜表面から対極リード
を取出す固体電解コンデンサの場合のような信頼性の問
題は全く生じず、製造に際しても、ポリピロールの薄膜
形成を要する固体電解コンデンサ製造の場合のような繁
雑な操作は不要である。
電解液式の電解コンデンサは、陰極は最初からある程度
の構造支持力を有する金属箔で構成されるため、導電ペ
ーストを用いてポリピロールの薄膜表面から対極リード
を取出す固体電解コンデンサの場合のような信頼性の問
題は全く生じず、製造に際しても、ポリピロールの薄膜
形成を要する固体電解コンデンサ製造の場合のような繁
雑な操作は不要である。
基本的には通常の電解液式の電解コンデンサの構造を
有し、同時にポリピロールのような固体電解コンデンサ
の固体電解質を備える固体電解コンデンサを実現できれ
ば、繁雑な製造工程を伴わない簡便な製造方法によって
製造でき、固体電解コンデンサが本来有する良好な周波
数特性等の利点を備え、ポリピロールの薄膜表面から対
極リードを取出すことに起因する接着不良による信頼性
の問題等を全く生じない固体電解コンデンサを得ること
ができる。
有し、同時にポリピロールのような固体電解コンデンサ
の固体電解質を備える固体電解コンデンサを実現できれ
ば、繁雑な製造工程を伴わない簡便な製造方法によって
製造でき、固体電解コンデンサが本来有する良好な周波
数特性等の利点を備え、ポリピロールの薄膜表面から対
極リードを取出すことに起因する接着不良による信頼性
の問題等を全く生じない固体電解コンデンサを得ること
ができる。
このような観点から検討を行った結果、電解酸化によ
る表面酸化皮膜を有する陽極箔と集電陰極箔との間に多
孔質セパレータを介在させて巻回した素子を用い、定量
的に化学重合を行うことによりポリピロールを巻回素子
内に含浸形成して、前記した問題点を克服し得る固体電
解コンデンサを提供できることを突き止め、これについ
ては既に特許出願を行った（特願平１−4784号、特願平
１−4785号）。
る表面酸化皮膜を有する陽極箔と集電陰極箔との間に多
孔質セパレータを介在させて巻回した素子を用い、定量
的に化学重合を行うことによりポリピロールを巻回素子
内に含浸形成して、前記した問題点を克服し得る固体電
解コンデンサを提供できることを突き止め、これについ
ては既に特許出願を行った（特願平１−4784号、特願平
１−4785号）。
しかしながら、ポリピロールをセパレータ入りの巻回
素子内に含浸形成することは定量的に化学重合を行う方
法によって可能であるが、通常の素子を使用した場合、
箔とリードとの取付け部や箔のエッジのような未化成部
分による漏れ電流が大きい。これは、ポリピロールが高
電導度であることによる。
素子内に含浸形成することは定量的に化学重合を行う方
法によって可能であるが、通常の素子を使用した場合、
箔とリードとの取付け部や箔のエッジのような未化成部
分による漏れ電流が大きい。これは、ポリピロールが高
電導度であることによる。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、導電性高分子であるピロールを固体電解質
として使用する固体電解コンデンサにおいて、ポリピロ
ールが高電導度であることに起因する未化成部分による
漏れ電流の増加を低減させ得る固体電解コンデンサの製
造方法を提供することを目的とする。
として使用する固体電解コンデンサにおいて、ポリピロ
ールが高電導度であることに起因する未化成部分による
漏れ電流の増加を低減させ得る固体電解コンデンサの製
造方法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］ 本発明によれば、表面に酸化皮膜を有する陽極箔と集
電陰極箔との間に多孔質セパレータを介在させて巻回し
た素子を用い、定量的に化学重合を行うことによりポリ
ピロールを巻回素子内に含浸形成する固体電解コンデン
サの製造方法において、未化成付分を絶縁材料でマスク
することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法が
提供される。
電陰極箔との間に多孔質セパレータを介在させて巻回し
た素子を用い、定量的に化学重合を行うことによりポリ
ピロールを巻回素子内に含浸形成する固体電解コンデン
サの製造方法において、未化成付分を絶縁材料でマスク
することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法が
提供される。
表面に酸化皮膜を有する陽極箔は、通常は表面を電解
酸化によって酸化皮膜誘電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。
酸化によって酸化皮膜誘電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。
陽極箔および陰極箔は、リード端子を有するもの、リ
ード端子を有しないもののいずれであってもよい。リー
ド端子を接続する際は、溶接、ステッチ等の通常の接続
方法のいずれを使用してもよい。また、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
取出すこともできる。
ード端子を有しないもののいずれであってもよい。リー
ド端子を接続する際は、溶接、ステッチ等の通常の接続
方法のいずれを使用してもよい。また、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
取出すこともできる。
定量的に化学重合を行うことによりポリピロールを巻
回素子内に含浸形成する固体電解コンデンサの製造方法
の場合、特に箔とリードとの取付け部や箔のエッジが未
化成の状態となり、このような部分にポリピロールが付
着すると漏れ電流が増加することとなる。したがって本
発明にあっては、定量的に化学重合を行うことによりポ
リピロールを巻回素子内に含浸形成する前に、特にこの
ような未化成部分を絶縁材料でマスクすることが重要で
ある。
回素子内に含浸形成する固体電解コンデンサの製造方法
の場合、特に箔とリードとの取付け部や箔のエッジが未
化成の状態となり、このような部分にポリピロールが付
着すると漏れ電流が増加することとなる。したがって本
発明にあっては、定量的に化学重合を行うことによりポ
リピロールを巻回素子内に含浸形成する前に、特にこの
ような未化成部分を絶縁材料でマスクすることが重要で
ある。
絶縁材料を、エポキシ、フェノールまたはシリコーン
のような熱硬化性樹脂、スチレンまたはアクリルのよう
な熱可塑性樹脂、ゴム、有機または無機系コート剤並び
にテープよりなる群から選択すれば好適である。
のような熱硬化性樹脂、スチレンまたはアクリルのよう
な熱可塑性樹脂、ゴム、有機または無機系コート剤並び
にテープよりなる群から選択すれば好適である。
塗布、印刷またはポッティングによりマスクを行えば
好適である。
好適である。
熱、紫外線または乾燥により塗布した絶縁材料の硬化
を行えば好適である。例えばフェノール樹脂を塗布した
場合、180℃、20分程度の条件下で硬化を行えば好適で
ある。
を行えば好適である。例えばフェノール樹脂を塗布した
場合、180℃、20分程度の条件下で硬化を行えば好適で
ある。
多孔質セパレータをガラス繊維紙、マニラ紙、クラフ
ト紙並びに高分子紙よりなる群から選択すれば好適であ
る。陽極箔、陰極箔並びに電解紙を巻回して素子を形成
後、必要に応じて、例えば350℃で２分間加熱して炭化
を行うこともできる。
ト紙並びに高分子紙よりなる群から選択すれば好適であ
る。陽極箔、陰極箔並びに電解紙を巻回して素子を形成
後、必要に応じて、例えば350℃で２分間加熱して炭化
を行うこともできる。
その後、ピロールを１〜50重量％の濃度で含浸用溶媒
に溶解した含浸用溶液に浸漬する。含浸用溶媒をγ−ブ
チロラクトン、ジメチルホルムアミド、プロピレンカー
ボネート、エチレングリコール並びにエタノールよりな
る群から選択すれば好適である。
に溶解した含浸用溶液に浸漬する。含浸用溶媒をγ−ブ
チロラクトン、ジメチルホルムアミド、プロピレンカー
ボネート、エチレングリコール並びにエタノールよりな
る群から選択すれば好適である。
その後、酸化剤を５〜25重量％の濃度で化学重合用溶
媒に溶解した化学重合用溶液に浸漬する。酸化剤は、好
ましくは （NH4）2S2O8、FeCl3、並びにH2O2よりなる群から選択
する。化学重合用溶媒は、好ましくは、水、エチレング
リコール、ジメチルホルムアミド並びにエタノールより
なる群から選択する。化学重合を−20〜30℃で５〜30分
間行えば好適である。
媒に溶解した化学重合用溶液に浸漬する。酸化剤は、好
ましくは （NH4）2S2O8、FeCl3、並びにH2O2よりなる群から選択
する。化学重合用溶媒は、好ましくは、水、エチレング
リコール、ジメチルホルムアミド並びにエタノールより
なる群から選択する。化学重合を−20〜30℃で５〜30分
間行えば好適である。
化学重合終了後、必要に応じて100℃で15分程度乾燥
する。前記した含浸用溶液への含浸から乾燥までの工程
は、必要に応じて10回程度繰り返せば好適である。その
後樹脂封止して製品化し、本発明による固体電解コンデ
ンサを得ることができる。
する。前記した含浸用溶液への含浸から乾燥までの工程
は、必要に応じて10回程度繰り返せば好適である。その
後樹脂封止して製品化し、本発明による固体電解コンデ
ンサを得ることができる。
［作用］ 前記したように、ポリピロールをセパレータ入りの巻
回素子内に含浸形成することは定量的に化学重合を行う
方法によって可能であるが、通常の素子を使用した場
合、箔とリードとの取付け部や箔のエッジのような未化
成部分による漏れ電流が大きい。これは、ポリピロール
が高電導度であることによる。
回素子内に含浸形成することは定量的に化学重合を行う
方法によって可能であるが、通常の素子を使用した場
合、箔とリードとの取付け部や箔のエッジのような未化
成部分による漏れ電流が大きい。これは、ポリピロール
が高電導度であることによる。
本発明の開示に従い、未化成部分、特にリードの取付
け部や箔のエッジを絶縁材料でマスクすることにより、
未化成部分に高電導度のポリピロールが付着せず、漏れ
電流特性が良好に改善される。
け部や箔のエッジを絶縁材料でマスクすることにより、
未化成部分に高電導度のポリピロールが付着せず、漏れ
電流特性が良好に改善される。
［発明の効果］ 本発明によれば、導電性高分子であるピロールを固体
電解質として使用する固体電解コンデンサにおいて、ポ
リピロールが高電導度であることに起因する未化成部分
による漏れ電流の増加を低減させ得る固体電解コンデン
サの製造方法、およびその方法によって製造される固体
電解コンデンサが提供される。
電解質として使用する固体電解コンデンサにおいて、ポ
リピロールが高電導度であることに起因する未化成部分
による漏れ電流の増加を低減させ得る固体電解コンデン
サの製造方法、およびその方法によって製造される固体
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 リード付きの陽極箔（22Vf、3mm×18mm）を用い、箔
とリードとの接続部にフェノール樹脂を塗布後、180℃
で20分間硬化させた。これとリード付き陰極箔（０
Vf、3mm×25mm）と電解紙（マニラ紙）とを巻回した
後、350℃で２分間炭化させた。これを20％ピロールの
エタノール溶液５μに浸漬し、次いで30％ （NH4）2S2O4の水溶液10μに浸漬し、水洗し、乾燥
（100℃、15分）した。ピロール溶液への浸漬から乾燥
までの工程を計10回行った後、樹脂封止して製品化し、
固体電解コンデンサを製造した。
とリードとの接続部にフェノール樹脂を塗布後、180℃
で20分間硬化させた。これとリード付き陰極箔（０
Vf、3mm×25mm）と電解紙（マニラ紙）とを巻回した
後、350℃で２分間炭化させた。これを20％ピロールの
エタノール溶液５μに浸漬し、次いで30％ （NH4）2S2O4の水溶液10μに浸漬し、水洗し、乾燥
（100℃、15分）した。ピロール溶液への浸漬から乾燥
までの工程を計10回行った後、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 箔とリードとの接続部にフェノール樹脂を塗布せずに
巻回素子を作製し、炭化以降は実施例１と同様にして固
体電解コンデンサを製造した。
巻回素子を作製し、炭化以降は実施例１と同様にして固
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×７）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×７）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ていることが分る。
漏れ電流特性が顕著に向上していることが分る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 9/028
Claims (3)
- 【請求項１】表面に酸化皮膜を有する陽極箔と集電陰極
箔との間に多孔質セパレータを介在させて巻回した素子
を用い、この素子に一定量のピロール溶液および酸化剤
溶液をそれぞれ含浸させ、前記素子内にポリピロールを
化学重合により成形する固体電解コンデンサの製造方法
において、陽極箔の未化成部分を絶縁材料でマスクする
ことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項２】絶縁材料を、エポキシ、フェノールまたは
シリコーンのような熱硬化性樹脂、スチレンまたはアク
リルのような熱可塑性樹脂、ゴム、有機または無機系コ
ート剤並びにテープよりなる群から選択する請求項１記
載の固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項３】塗布、印刷またはポッティングによりマス
クを行う請求項１記載の固体電解コンデンサの製造方
法。
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|---|---|---|---|
| JP1231390A JP2962743B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1231390A JP2962743B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0395910A JPH0395910A (ja) | 1991-04-22 |
| JP2962743B2 true JP2962743B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=16922862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1231390A Expired - Fee Related JP2962743B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2962743B2 (ja) |
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| US6890363B1 (en) | 1999-05-24 | 2005-05-10 | Showa Denko K.K. | Solid electrolytic capacitor and method for producing the same |
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| JP2009253020A (ja) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Nec Tokin Corp | 固体電解コンデンサ |
| JP6384896B2 (ja) * | 2013-11-14 | 2018-09-05 | ニチコン株式会社 | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
| CN104449364B (zh) * | 2014-12-11 | 2016-08-24 | 江门市江海区奥琪化工科技有限公司 | 一种自干型绝缘漆及其制备方法 |
| CN110853943A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-28 | 深圳市柏瑞凯电子科技有限公司 | 一种低等效串联电阻固态铝电容器的制备方法 |
-
1989
- 1989-09-08 JP JP1231390A patent/JP2962743B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0395910A (ja) | 1991-04-22 |
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