JP3439064B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

固体電解コンデンサ

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Sanyo Electric Co Ltd
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Saga Sanyo Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、化成皮膜を形成し
た陽極箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻回した
コンデンサ素子に、固体電解質を含浸した固体電解コン
デンサに関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム箔等の弁作用金属箔の表面
に粗面化のためのエッチング処理及び誘電体皮膜形成の
ための化成処理を施した陽極箔と、対向陰極箔とを、セ
パレータを介して巻回したコンデンサ素子に、固体電解
質としてのTCNQ錯塩を含浸した固体電解コンデンサ
は、特公昭62−51489号公報、特公平4−663
73号公報等に開示されている。ここでTCNQとは、
7,7,8,8−テトラシアノキノジメタンを意味す
る。
【0003】斯種固体電解コンデンサは、寿命、温度特
性に加え、特に優れた高周波特性を有するため、パーソ
ナルコンピュータの電源回路等に広く採用されている。
【0004】近年、パーソナルコンピュータにおける演
算素子の駆動電圧の低圧化や演算処理の高速化に伴い、
斯種固体電解コンデンサに対しても、定格電圧が低くて
静電容量の大きいものが求められるようになってきた。
【0005】当該技術分野における通念に従えば、電解
コンデンサの静電容量Cは陽極箔の化成皮膜の厚さに反
比例し、該化成皮膜の厚さは化成電圧に比例し、定格電
圧Vも化成電圧に比例するので、電解コンデンサの静電
容量Cと定格電圧Vとの間にはCV=一定の関係が成り
立ち、定格電圧Vを下げることが許されれば、静電容量
Cの大きいコンデンサを提供することができる。
【0006】ところが、実際の固体電解コンデンサにお
いては、陰極箔と固体電解質との実効的な接触面積を増
大させてコンデンサ完成品としての等価直列抵抗を小さ
くするため、陰極箔にも弁作用金属のエッチング箔が用
いられることが多く、弁作用金属のエッチング箔1の表
面には、図2に示すように自然酸化皮膜3が形成され易
いので、陽極箔の化成皮膜を極端に薄くすることによる
コンデンサ完成品としての静電容量の増大化を試みて
も、該陽極箔の化成皮膜による陽極静電容量に対して前
記陰極箔の自然酸化皮膜による陰極静電容量が直列接続
されることによるコンデンサ完成品としての静電容量の
低下が無視できなくなる。
【0007】この問題に対して、自然酸化皮膜が形成さ
れ難いニッケル箔等の非弁作用金属箔を陰極箔として用
いることにより、陰極静電容量を実質的に無限大にする
技術が特公平4−7086号公報に開示されている。
【0008】しかしながら、ニッケル箔等の非弁作用金
属箔4は、アルミニウム箔等の弁作用金属箔のようにエ
ッチング処理によって粗面化することができず、図3に
示すような所謂プレーン箔であるため、該非弁作用金属
のプレーン箔4を陰極箔として用いると、陰極静電容量
は実質的に無限大となるものの、陰極箔と固体電解質と
の実効的な接触面積が減少し、コンデンサ完成品として
の等価直列抵抗が大きくなってしまう。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、化成皮膜を
形成した陽極箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻
回したコンデンサ素子に固体電解質を含浸した固体電解
コンデンサにおいて、陰極箔の材料や構成に起因するコ
ンデンサ完成品としての静電容量の低下や等価直列抵抗
の増大化を抑制するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による固体電解コ
ンデンサにおいては、陰極箔として、エッチング処理を
施したアルミニウム箔等、エッチング処理により表面を
粗面化した金属箔の表面に、ニッケルのめっき膜、蒸着
膜等の非弁作用金属膜を被着形成したものを用いる。
【0011】斯かる構成の陰極箔を用いた固体電解コン
デンサにおいては、陰極箔の表面が非弁作用金属膜に覆
われているために自然酸化皮膜が形成され難くて陰極静
電容量は実質的に無限大となり、前記非弁作用金属膜の
表面も下地の金属箔の被エッチング面の凹凸をそのまま
反映した凹凸面を有するために固体電解質との実効的な
接触面積が増大する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に従った固体
電解コンデンサは、以下のような工程を経て製造され
る。
【0013】まず、図1に示すような断面構成を有する
陰極箔を準備する。この陰極箔は、厚さ約60μmのア
ルミニウム箔1にエッチング処理を施して表面を粗面化
した後、該粗面上に無電解めっき法により厚さ約1μm
のニッケル膜2を被着形成したものである。
【0014】ここで、前記ニッケル膜の代わりに、金、
銀、銅、白金、鉄又はこれらの合金等からなる非弁作用
金属膜を被着形成してもよい。又、前記無電解めっき法
の代わりに、電解めっき法、真空蒸着法、スパッタリン
グ法等により非弁作用金属膜を被着形成してもよい。
又、前記アルミニウム箔の代わりに、タンタル箔、ニオ
ブ箔等の弁作用金属箔等、エッチング処理により表面が
粗面化され易い金属箔を用いてもよい。
【0015】次に、前記陰極箔とエッチング処理及び化
成処理を施したアルミニウム箔からなる陽極箔とをセパ
レータ紙を介して巻回し、コンデンサ素子を作製する。
【0016】一方で、N−n−ブチル・イソキノリニウ
ム・TCNQ2等のTCNQ錯塩の粉末を有底筒状のア
ルミニウムケース内に装填し、このケースを約290℃
に加熱した金属板上に載置してケース内のTCNQ錯塩
を融解液化させる。
【0017】そして、250〜300℃に予熱した前記
コンデンサ素子を前記ケース内で融解液化したTCNQ
錯塩に浸漬した後、直ちにケースごと急冷する。
【0018】斯くして、固体電解質としてのTCNQ錯
塩は、コンデンサ素子を構成する陽極箔、陰極箔の粗面
上及びセパレータ紙に含浸された状態で固化する。
【0019】最後に、前記ケースの開口部にエポキシ樹
脂等を注入、固化して密封し、エージングすることによ
り固体電解コンデンサが完成する。
【0020】上記実施例に従った固体電解コンデンサ
と、前記2種類の従来例による固体電解コンデンサの特
性を、表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1において、本発明実施例による固体電
解コンデンサは、アルミニウムエッチング箔の表面にニ
ッケルめっき膜を被着形成した陰極箔(図1のような断
面構成)を用いたものであり、第1従来例による固体電
解コンデンサは、アルミニウムエッチング箔の表面に自
然酸化皮膜が形成された陰極箔(図2のような断面構
成)を用いたものであり、第2従来例による固体電解コ
ンデンサは、ニッケルプレーン箔からなる陰極箔(図3
のような断面構成)を用いたものである。
【0023】又、実施例、第1従来例、第2従来例のい
ずれにおいても、陽極箔としては化成電圧15Vにて化
成皮膜を形成したアルミニウムエッチング箔を用いてお
り、コンデンサ完成品の外形寸法はφ6.3mm×L5
mmである。
【0024】表1を見ればわかるように、本発明実施例
による固体電解コンデンサにおいては、大きな静電容量
と小さな等価直列抵抗とが両立している。
【0025】なお、本発明による固体電解コンデンサに
おける固体電解質としては、前記TCNQ錯塩の代わり
に、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン或い
はそれらの誘導体等の導電性高分子や二酸化マンガン等
を用いてもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、化成皮膜を形成した陽
極箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻回したコン
デンサ素子に固体電解質を含浸した固体電解コンデンサ
において、陰極箔の自然酸化皮膜の影響によるコンデン
サ完成品としての静電容量の低下が抑制されると共に、
陰極箔と固体電解質との実効的な接触面積も確保されて
コンデンサ完成品としての等価直列抵抗が増大しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例における陰極箔の断面図である。
【図2】第1従来例における陰極箔の断面図である。
【図3】第2従来例における陰極箔の断面図である。
【符号の説明】
1 アルミニウムのエッチング箔等、エッチング処理に
より表面を粗面化した金属箔 2 ニッケル膜等の非弁作用金属膜 3 自然酸化皮膜 4 ニッケル箔等の非弁作用金属箔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01G 9/05 G (72)発明者 井上 博文 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−180420(JP,A) 特公 平4−7086(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 9/04 H01G 9/028 H01G 9/055

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化成皮膜を形成した陽極箔と対向陰極箔
    とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に固体
    電解質を含浸した固体電解コンデンサにおいて、 前記陰極箔は、エッチング処理により表面を粗面化した
    金属箔の表面に、非弁作用金属膜を被着形成してなり、
    前記固体電解質は、導電性高分子からなることを特徴と
    する固体電解コンデンサ。
  2. 【請求項2】 化成皮膜を形成した陽極箔と対向陰極箔
    とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に固体
    電解質層を含浸した固体電解コンデンサにおいて、 前記陰極箔は、エッチング処理により表面を粗面化した
    金属箔の表面に、非弁作用金属膜を被着形成してなり、
    前記固体電解質は、二酸化マンガンからなることを特徴
    とする固体電解コンデンサ。
  3. 【請求項3】 前記陰極箔は、エッチング処理を施した
    アルミニウム箔の表面に、ニッケルのめっき膜を被着形
    成してなることを特徴とする請求項1又は請求項2の固
    体電解コンデンサ。
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