JP3307136B2 - 電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器に利用さ
れるアルミ電解コンデンサにおいてコンデンサ素子へ駆
動用電解液を含浸させる電解コンデンサの製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化が進むにつれ
て、電極箔に小さなピットを多数形成して表面積を拡大
することにより単位面積当たりの容量を増やした小型大
容量のアルミ電解コンデンサが主流になりつつある。

【０００３】しかしながら、上記ピットの数が多くなる
につれて電極箔の表面に気泡が溜まりやすくなり、これ
により、駆動用電解液と電極箔の接触面が減少する。こ
の場合、駆動用電解液と陽極箔の接触面積が少なくなる
ことにより理想の駆動用電解液の含浸状態より容量値が
低下し、かつ駆動用電解液と陰極箔の接触面積が少なく
なることにより接触抵抗が増大してＥＳＲ（等価直列抵
抗）値が大きくなってしまう。

【０００４】この対策として、従来においては、図３
（ａ）〜（ｆ）に工程順に断面図を示すような方法によ
りアルミ電解コンデンサを製造していた。そしてコンデ
ンサ素子へ駆動用電解液を含浸させる場合は、図３
（ａ）〜（ｃ）に示すような方法により行っていた。す
なわち、図３（ａ）に示すように、陽極箔と陰極箔をそ
の間にセパレータを介在させて巻回することにより構成
され、かつ前記陽極箔と陰極箔に接続された一対のリー
ド線１を有するコンデンサ素子２における一対のリード
線１を運搬用チャック３に挟み、そして図３（ｂ）に示
すように、コンデンサ素子２を浸漬槽４内の駆動用電解
液５中に浸漬し、その後、図３（ｃ）に示すように、駆
動用電解液５が含浸されたコンデンサ素子２を真空槽６
内に入れ、この真空槽６で真空引きして残っている気体
を吸い出すという真空含浸方法により行っていた。そし
てこの駆動用電解液５を含浸したコンデンサ素子２は図
３（ｄ）に示すようにアルミニウムよりなる金属ケース
７内に挿入するとともに、コンデンサ素子２の一対のリ
ード線１の部分に封口部材８を挿入し、その後、図３
（ｅ）に示すように、金属ケース７の封口部材８と対応
する部分を絞り加工することにより、金属ケース７の開
口部の封止を行ってアルミ電解コンデンサを製造する。
その後、図３（ｆ）に示すように、アルミ電解コンデン
サ９を使用保証温度で加熱しながら使用電圧を一対のリ
ード線１に印加して電極箔の再化成を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た真空含浸方法においては、コンデンサ素子２を浸漬槽
４内の駆動用電解液５中に浸漬した場合、コンデンサ素
子２の巻き具合や大きさによりコンデンサ素子２に浸漬
される駆動用電解液の量が変化するため、電解コンデン
サの寿命のバラツキも大きくなり、したがって、アルミ
電解コンデンサの寿命は、コンデンサ素子２に含浸され
た駆動用電解液５の最低量で保証せざるを得なかった。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、駆動用電解液をコンデンサ素子に含浸させる場合、
確実に駆動用電解液を含浸させることができて容量値が
低下したり、ＥＳＲ（等価直列抵抗）値が大きくなった
りすることのないコンデンサ素子への駆動用電解液の含
浸方法による電解コンデンサの製造方法を提供すること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の電解コンデンサにおけるコンデンサ素子への
駆動用電解液の含浸方法は、陽極箔と陰極箔をその間に
セパレータを介在させて巻回することにより構成された
コンデンサ素子に駆動用電解液より浸透性が高く、かつ
沸点の低い液体を含浸させ、続いて、規定量の駆動用電
解液をケース内に入れるとともに、前記コンデンサ素子
をケース内に挿入し、その後、前記ケースを封口するこ
とにより封止を行うとともに、前記駆動用電解液より浸
透性が高く、かつ沸点の低い液体が沸騰するまで加熱処
理することにより駆動用電解液をコンデンサ素子に含浸
させるようにしたものである。

【０００８】また本発明の電解コンデンサにおけるコン
デンサ素子への駆動用電解液の含浸方法は、ケース内に
規定量の駆動用電解液を入れ、さらにこの駆動用電解液
の上に駆動用電解液より浸透性が高く、かつ沸点の低い
液体を加えて２層構造とし、この状態で前記ケース内に
陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介在させて巻回
することにより構成されたコンデンサ素子を挿入するこ
とにより前記駆動用電解液より浸透性が高く、かつ沸点
の低い液体と駆動用電解液を順次コンデンサ素子に含浸
させ、その後、前記ケースを封口することにより封止を
行うとともに、前記駆動用電解液より浸透性が高く、か
つ沸点の低い液体が沸騰するまで加熱処理することによ
り駆動用電解液をコンデンサ素子に含浸させるようにし
たものである。

【０００９】

【作用】上記した含浸方法は、コンデンサ素子に駆動用
電解液よりも浸透性が高く、かつ沸点の低い液体を含浸
させ、続いて、規定量の駆動用電解液をケース内に入
れ、そして前記コンデンサ素子をケース内に挿入する
か、あるいはケース内に規定量の駆動用電解液を入れ、
さらにこの駆動用電解液の上に駆動用電解液よりも浸透
性が高く、かつ沸点の低い液体を加えて２層構造とし、
この状態で前記ケース内にコンデンサ素子を挿入し、そ
の後、前記ケースを封口することにより封止を行うとと
もに、前記駆動用電解液より浸透性が高く、かつ沸点の
低い液体が沸騰するまで加熱処理することにより駆動用
電解液をコンデンサ素子に含浸させるようにしたもの
で、前記駆動用電解液より浸透性が高く、かつ沸点の低
い液体はコンデンサ素子への含浸によりコンデンサ素子
における電極箔を構成する陽極箔および陰極箔に浸透す
るが、前記加熱処理により駆動用電解液より浸透性が高
く、かつ沸点の低い液体は熱で気化するため、この気化
により電極箔の表面およびピット内に溜まっている気泡
を押し出すとともに、ピット内に気体として充満するこ
とになり、そして温度が下がることにより、ピット内に
充満している気体は液体に戻るもので、この際の体積収
縮によりピット内に駆動用電解液が入り込むものであ
る。

【００１０】このように駆動用電解液はコンデンサ素子
を構成する電極箔のピット内に入り込んで駆動用電解液
のコンデンサ素子への確実な含浸がなされるため、容量
値が低下したり、ＥＳＲ（等価直列抵抗）値が大きくな
ったりするということはなくなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面をもとづい
て説明する。図１（ａ）〜（ｇ）は本発明の一実施例の
アルミ電解コンデンサにおけるコンデンサ素子への駆動
用電解液の含浸方法の工程図を示したもので、まず、図
１（ａ）に示すように、陽極箔と陰極箔をその間にセパ
レータを介在させて巻回することにより構成され、かつ
前記陽極箔と陰極箔に接続された一対のリード線１１を
有するコンデンサ素子１２における一対のリード線１１
を運搬用チャック１３に挟む。この状態で、次に図１
（ｂ）に断面を示すように、イソプロピルアルコール等
浸透性が高く、かつ駆動用電解液より沸点の低い（約７
０℃）液体１４を入れた浸漬槽１５内に前記コンデンサ
素子１２を浸漬して、コンデンサ素子１２に前記沸点の
低い（約７０℃）液体１４を規定量含浸させる。その
後、図１（ｃ）に示すように、アルミニウムよりなるケ
ース１６内に規定量の駆動用電解液１７（沸点約１８０
℃）を入れ、そしてこの後、図１（ｄ）に示すように、
駆動用電解液１７が入っているケース１６内に、駆動用
電解液１７より沸点の低い（約７０℃）液体１４を含浸
させたコンデンサ素子１２を挿入するとともに、コンデ
ンサ素子１２の一対のリード線１１の部分に封口部材１
８を挿入する。次に、図１（ｅ）に示すように、ケース
１６の封口部材１８と対応する部分を絞り加工すること
により、ケース１６の開口部の封止を行う。その後、図
１（ｆ）に示すように、前記駆動用電解液１７より沸点
の低い（約７０℃）液体１４が沸騰するまで加熱装置１
９によって加熱処理し冷却することにより、前記コンデ
ンサ素子１２を構成する陽極箔と陰極箔からなる電極箔
のピット内に駆動用電解液１７を入り込ませる。その
後、図１（ｇ）に示すように、加熱装置２０により使用
保証温度で加熱しながら使用電圧を一対のリード線１１
に印加して電極箔の再化成を行うようにしている。

【００１２】なお、上記図１（ｂ）に示す駆動用電解液
より沸点の低い（約７０℃）液体１４のコンデンサ素子
１２への含浸は、前記駆動用電解液より沸点の低い（約
７０℃）液体１４を加熱気化させてコンデンサ素子１２
に吹きつけ、そしてこのコンデンサ素子１２上で液化さ
せることにより行ってもよいものである。また前記駆動
用電解液より沸点の低い（約７０℃）液体１４はイソプ
ロピルアルコール以外に、水やフロン，フロリナート
（商品名）等の常温では液体で、かつ７０〜１２０℃で
気体となるものが好ましい。

【００１３】上記した本発明の一実施例の含浸方法の工
程において、図１（ｆ）に示すように加熱装置１９によ
って駆動用電解液１７より沸点の低い（約７０℃）液体
１４が沸騰するまで加熱処理することにより、前記液体
１４は熱で気化し、この気化により電極箔の表面および
ピット内に溜まっている気泡は押し出されてこの液体１
４がピット内に気体として充満することになる。そして
温度が下がることにより、ピット内に気体として充満し
ている前記液体１４は液体に戻るもので、この体積収縮
によりピット内に駆動用電解液１７が入り込むものであ
る。

【００１４】図２（ａ）〜（ｆ）は本発明の他の実施例
のアルミ電解コンデンサにおけるコンデンサ素子への駆
動用電解液の含浸方法の工程図を示したもので、まず、
図２（ａ）に示すように、アルミニウムよりなるケース
２１内に規定量の駆動用電解液２２（沸点約１８０℃）
を入れるとともに、この駆動用電解液２２の上に、イソ
プロピルアルコール等の浸透性が高く、かつ駆動用電解
液２２より沸点の低い（約７０℃）液体２３を規定量加
え、その後、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、陽極箔と
陰極箔をその間にセパレータを介在させて巻回すること
により構成され、かつ前記陽極箔と陰極箔に接続された
一対のリード線２４に封口部材２５を挿入したコンデン
サ素子２６をケース２１内に挿入することによりコンデ
ンサ素子２６に駆動用電解液２２とこの駆動用電解液２
２より沸点の低い（約７０℃）液体２３を含浸させ、そ
の後、図２（ｄ）に示すように、ケース２１の封口部材
２５と対応する部分を絞り加工することにより、ケース
２１の開口部の封止を行い、その後、図２（ｅ）に示す
ように、前記駆動用電解液２２より沸点の低い（約７０
℃）液体２３が沸騰するまで加熱装置２７によって加熱
処理し、その後冷却することにより、前記コンデンサ素
子２６を構成する陽極箔と陰極箔からなる電極箔のピッ
ト内に駆動用電解液２２を入り込ませ、その後、図２
（ｆ）に示すように、加熱装置２８により使用保証温度
で加熱しながら使用電圧を一対のリード線２４に印加し
て電極箔の再化成を行うようにしている。

【００１５】なお、上記した図１の（ｆ）と（ｇ）の工
程および図２の（ｅ）と（ｆ）の工程は、加熱装置によ
る加熱温度を沸点の低い液体１４，２３の沸点以上とす
ることにより２つの工程における加熱処理を同時に行っ
ても差し支えないものである。また上記した図１の
（ｆ）と図２の（ｅ）における加熱含浸工程において、
再化成のための使用電圧を一対のリード線１１，２４に
印加するようにしても差し支えないものである。そして
また、前記加熱装置による加熱温度は、駆動用電解液１
７，２２の沸点〜沸点＋３０℃が好ましいもので、この
場合、加熱温度を上げすぎると電極箔の酸化や駆動用電
解液１７，２２の劣化が進んで容量値が減少する場合も
あり、さらにケース１６，２１の内部圧力の上昇により
封口部材１８，２５の膨れや破壊が発生する場合もあ
る。

【００１６】上記した本発明の他の実施例の含浸方法の
工程において、図２（ｅ）に示すように加熱装置２７に
よって駆動用電解液２２より沸点の低い（約７０℃）液
体２３が沸騰するまで加熱処理することにより、前記液
体２３は熱で気化するため、この気化により電極箔の表
面およびピット内に溜まっている気泡は押し出されてこ
の液体２３がピット内に気体として充満することにな
る。そして温度が下がることにより、ピット内に気体と
して充満している前記液体２３は液体に戻るもので、こ
の体積収縮によりピット内に駆動用電解液２２が入り込
むものである。

【００１７】次に図１（ａ）〜（ｇ）に示す駆動用電解
液の含浸方法を用いて製造した直径４mm，高さ５mmのア
ルミ電解コンデンサと、この方法を用いずに製造した直
径４mm，高さ５mmのアルミ電解コンデンサをそれぞれ１
０個ずつ用意し、これらについて容量値とＥＳＲ（等価
直列抵抗）値を測定して１０個の平均値を比較して見る
と、図１（ａ）〜（ｇ）に示す駆動用電解液の含浸方法
を用いない場合は、容量値は４４．２６μＦ，ＥＳＲ
（等価直列抵抗）値は９．８１Ωであった。これに対
し、図１（ａ）〜（ｇ）に示す駆動用電解液の含浸方法
の場合は、沸点の低い液体１４としてアルコールを１μ
ｌ用い、そして加熱装置１９による加熱温度を８０℃と
して３０秒加熱するという条件で処理した場合、容量値
は４５．０６μＦ，ＥＳＲ（等価直列抵抗）値は８．７
３Ωで、図１（ａ）〜（ｇ）に示す駆動用電解液の含浸
方法を用いない場合に比べて容量値が０．８μＦ上が
り、かつＥＳＲ（等価直列抵抗）値が１．０８Ω下がる
という好ましい結果を得た。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサに
おけるコンデンサ素子への駆動用電解液の含浸方法は、
コンデンサ素子に駆動用電解液よりも浸透性が高く、か
つ沸点の低い液体を含浸させ、続いて、規定量の駆動用
電解液をケース内に入れ、そして前記コンデンサ素子を
ケース内に挿入するか、あるいはケース内に規定量の駆
動用電解液を入れ、さらにこの駆動用電解液の上に駆動
用電解液よりも浸透性が高く、かつ沸点の低い液体を加
えて２層構造とし、この状態で前記ケース内にコンデン
サ素子を挿入し、その後、前記ケースを封口することに
より封止を行うとともに、前記駆動用電解液より浸透性
が高く、かつ沸点の低い液体が沸騰するまで加熱処理す
ることにより駆動用電解液をコンデンサ素子に含浸させ
るようにしたもので、前記駆動用電解液より浸透性が高
く、かつ沸点の低い液体はコンデンサ素子への含浸によ
りコンデンサ素子における電極箔を構成する陽極箔およ
び陰極箔に浸透するが、前記加熱処理により駆動用電解
液より浸透性が高く、かつ沸点の低い液体は熱で気化す
るため、この気化により電極箔の表面およびピット内に
溜まっている気泡を押し出すとともに、ピット内に気体
として充満することになり、そして温度が下がることに
より、ピット内に充満している気体は液体に戻るもの
で、この際の体積収縮によりピット内に駆動用電解液が
入り込むもので、このように駆動用電解液はコンデンサ
素子を構成する電極箔のピット内に入り込んで駆動用電
解液のコンデンサ素子への確実な含浸がなされるため、
容量値が低下したり、ＥＳＲ（等価直列抵抗）値が大き
くなったりするということはなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｇ）本発明の一実施例を示すアルミ
電解コンデンサにおけるコンデンサ素子への駆動用電解
液の含浸方法を示す断面を順に並べた工程図

【図２】（ａ）〜（ｆ）本発明の他の実施例を示すアル
ミ電解コンデンサにおけるコンデンサ素子への駆動用電
解液の含浸方法を示す断面を順に並べた工程図

【図３】（ａ）〜（ｆ）従来例を示すアルミ電解コンデ
ンサにおけるコンデンサ素子への駆動用電解液の含浸方
法を示す断面を順に並べた工程図

【符号の説明】

１２ コンデンサ素子 １４ 沸点の低い液体 １６ ケース １７ 駆動用電解液 １９ 加熱装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−243107（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−109269（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−89833（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−128619（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 9/02 H01G 13/00 - 13/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを
   介在させて巻回することにより構成されたコンデンサ素
   子に駆動用電解液より浸透性が高く、かつ沸点の低い液
   体を含浸させ、続いて、規定量の駆動用電解液をケース
   内に入れるとともに、前記コンデンサ素子をケース内に
   挿入し、その後、前記ケースを封口することにより封止
   を行うとともに、前記駆動用電解液より浸透性が高く、
   かつ沸点の低い液体が沸騰するまで加熱処理することに
   より駆動用電解液をコンデンサ素子に含浸させるように
   した電解コンデンサの製造方法。
2. 【請求項２】 ケース内に規定量の駆動用電解液を入
   れ、さらにこの駆動用電解液の上に駆動用電解液より浸
   透性が高く、かつ沸点の低い液体を加えて２層構造と
   し、この状態で前記ケース内に陽極箔と陰極箔をその間
   にセパレータを介在させて巻回することにより構成され
   たコンデンサ素子を挿入することにより前記駆動用電解
   液より浸透性が高く、かつ沸点の低い液体と駆動用電解
   液を順次コンデンサ素子に含浸させ、その後、前記ケー
   スを封口することにより封止を行うとともに、前記駆動
   用電解液より浸透性が高く、かつ沸点の低い液体が沸騰
   するまで加熱処理することにより駆動用電解液をコンデ
   ンサ素子に含浸させるようにした電解コンデンサの製造
   方法。