JP3500068B2 - 電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
電解コンデンサ及びその製造方法Info
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Description
するものである。
用されるコンデンサにも小型、大容量で高周波領域にお
ける等価直列抵抗(以下、ESRと略す)の小さいもの
が求められるようになってきている。
プラスチックフイルムコンデンサ、積層セラミックコン
デンサ等が多用されているが、これらは比較的小容量で
ある。
ては、二酸化マンガン、TCNQ錯塩等の電子電導性固
体を陰極材として用いた固体電解コンデンサがある。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。
フラン、ポリアニリン等の導電性ポリマーを陰極材とし
て用いた固体電解コンデンサも有望である。
陰極材として用いた固体電解コンデンサの従来製法にお
いては、アルミニウム、タンタル等の弁作用金属からな
る陽極焼結体あるいは陽極箔の表面に、化成皮膜、導電
性ポリマー層、グラファイト層、銀ペイント層が順次形
成され、そこへ陰極リード線が導電性接着剤等により接
続されるが、この製法は、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
素子に電解液を含浸するという通常の電解コンデンサの
製法に比べて、かなり煩雑である。又、上述の如き陰極
引き出し法では、対向陰極箔を用いる場合に比べてES
Rが大きくなる。
気相重合法、浸漬重合法等により形成されるが、巻回型
のコンデンサ素子内に電解重合法や気相重合法により導
電性ポリマー層を形成するのは容易でない。陽極箔上に
化成皮膜及び導電性ポリマー層を形成した後、対向陰極
箔と共に巻き取るという製法も考えられるが、化成皮膜
や導電性ポリマー層を損傷することなく巻き取るのは困
難である。セパレータ上に導電性ポリマー層を形成した
後、陽極化成箔及び対向陰極箔と共に巻き取るという製
法も考えられるが、工程が煩雑である上に、陽極化成箔
に導電性ポリマーが密着しないため、ESRがあまり小
さくならない。
れる導電性ポリマーは、微粒子が堆積したような構造を
有し、該微粒子間には微細な隙間が散在する。そして、
斯かる構造の導電性ポリマーを陰極材とした固体電解コ
ンデンサにおいては、ESRがあまり小さくならない。
電解コンデンサにおいては、電解液を陰極材として用い
た電解コンデンサに比べて、化成皮膜の欠陥部の修復作
用が乏しく、漏れ電流が大きくなり易い。
た電解コンデンサにおいて、小型、大容量でESRが小
さく、漏れ電流も小さい電解コンデンサを提供するもの
である。
ンサは、陽極化成箔と対向陰極箔とをセパレータを介し
て巻回してなるコンデンサ素子に、導電性ポリマーと電
解液とを含浸したことを特徴とするものである。尚、導
電性ポリマーは固体であるのに対して、含浸という語句
は本来、液体がしみ込むことを意味するので、導電性ポ
リマーを含浸するという表現は字義にそぐわないかもし
れないが、本発明においては、コンデンサ素子内の陽極
化成箔と対向陰極箔との間に入り込むという比較的広い
意味で、含浸という語句を用いる。
法は、陽極化成箔と対向陰極箔とをセパレータを介して
巻回してなるコンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形
成した後、該コンデンサ素子に電解液を含浸することを
特徴とするものである。
デンサ素子内に形成された導電性ポリマー層の隙間に電
解液が入り込み、電解コンデンサの陰極材としての導電
性が向上してESRが小さくなると共に、電解液の作用
により化成皮膜欠陥部の修復が促進され、漏れ電流も小
さくなる。
ンデンサにおいては、図1に示すような巻回型のコンデ
ンサ素子7が用いられる。巻回型のコンデンサ素子は、
アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン等の弁作用金
属からなる箔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化成箔1と、
対向陰極箔2とをセパレータ3を介して巻き取ることに
より形成される。前記陽極化成箔1及び対向陰極箔2に
は、それぞれリードタブ61、62を介してリード線5
1、52が取り付けられている。4は巻き止めテープで
ある。そして、前記巻回型のコンデンサ素子にピロー
ル、チオフェン、アニリン又はそれらの誘導体等、酸化
重合により導電性ポリマーとなるモノマーを含浸した
後、該コンデンサ素子を過硫酸アンモニウム、過硫酸ナ
トリウム等の酸化剤の水溶液に浸漬することにより、前
記モノマーを酸化重合させて導電性ポリマーとする。・・
・・・導電性ポリマー層の形成法[A] あるいは、前記巻回型のコンデンサ素子に過硫酸アンモ
ニウム、過硫酸ナトリウム等の酸化剤の水溶液を含浸
し、乾燥して酸化剤を析出させた後、ピロール、チオフ
ェン、アニリン又はそれらの誘導体等、酸化重合により
導電性ポリマーとなるモノマーに浸漬することにより、
前記モノマーを酸化重合させて導電性ポリマーとする。
・・・・・導電性ポリマー層の形成法[B] 上記導電性ポリマー層の形成法[A][B]は、いずれ
か一方を採用して複数回繰り返してもよいし、両者を組
み合わせて複数回繰り返してもよい。
したコンデンサ素子を水洗し、乾燥炉内で乾燥させた
後、電解液を含浸する。該電解液としては、既存のアル
ミニウム電解コンデンサ用電解液を用いることができる
が、例えば、溶媒としてγブチロラクトン、エチレング
リコール等を含み、溶質としてフタル酸アミジン塩、フ
タル酸テトラメチルアンモニウム、アジピン酸アンモニ
ウム、フタル酸トリエチルアミン等を含む電解液が用い
られる。
箔と対向陰極箔との間に介在させるセパレータに、予め
炭化等の処理を施しておけば、該セパレータが低密度化
して、前記導電性ポリマー層の形成法[A][B]にお
けるモノマー及び/又は酸化剤の含浸性や前記電解液含
浸工程における電解液の含浸性が向上する。
有底筒状のアルミニウム製ケース8に収納し、その開口
部にゴムパッキング9を装着すると共に絞り加工及びカ
ーリング加工を施した後、定格電圧を印加しながら約8
5℃で約1時間エージング処理を行うことにより、所望
の電解コンデンサが完成する。更に、該電解コンデンサ
をプリント基板等への表面実装に適したチップ型とする
ためには、特公平4−19695号公報等に開示された
技術に従って図3に示すような座板10が装着される。
格6.3V−47μFのアルミニウム巻回型コンデンサ
素子を用い、上記本発明の実施形態に従いながら、種々
の条件で試作した実施例1〜7の電解コンデンサと、導
電性ポリマー層は形成したが電解液は含浸していない比
較例1、2の電解コンデンサと、導電性ポリマー層を形
成しないで電解液を含浸した比較例3の電解コンデンサ
について、105℃×1000時間の高温負荷試験を行
い、高温負荷試験前の静電容量:C、高温負荷試験前後
における静電容量変化率:ΔC/C、損失角の正接:t
anδ、定格電圧を印加してから15秒後の漏れ電流:
LC、100kHzでの等価直列抵抗:ESRを測定し
た。
高温負荷試験の前後いずれにおいても、電解液を含浸し
ていない比較例1、2に比べて漏れ電流が著しく小さく
なり、導電性ポリマー層を形成していない比較例3に比
べてESRが著しく小さくなった。
浸したコンデンサ素子を有底筒状のケースに収納し、そ
の開口部を封止する手段としては、前述の如くゴムパッ
キングを装着する代わりに、該開口部にエポキシ樹脂等
を充填することも考えられる。
は、ケース開口部におけるリード線の引き出し位置にバ
ラツキが生じやすいため、該電解コンデンサに前記図3
に示したような座板を装着する際、予め座板に設けられ
た貫通孔にリード線を挿通しつつ座板をケースの開口端
に密着させるのが困難となる場合がある。
について、座板の装着可否を比べた。
を正常に装着することができたのに対して、エポキシ樹
脂封口の場合には約3/4の試料において座板を正常に
装着することができなかった。
ンサ素子内に含浸された電解液の影響により、封口樹脂
の硬化が不十分となってケース開口部が確実に封止され
ないという問題が生じることがある。
−56μFのアルミニウム巻回型コンデンサ素子を用
い、他の条件は前記実施例2に準じてゴム封口した場合
(実施例8)と、エポキシ樹脂封口した場合(比較例
4)について、高温負荷試験の前後における諸特性を測
定した。
ゴム封口の実施例8に比べて高温負荷試験による特性劣
化が著しい。これは、ケースの封口が確実でないことに
よるものと考えられる。
の内部に比較的容易に導電性ポリマー層が形成され、更
に電解液を含浸することによりESR及び漏れ電流が小
さくなり、小型、大容量でESRが小さく、漏れ電流も
小さい電解コンデンサが提供される。
は、既存のアルミニウム電解コンデンサ用の巻回型コン
デンサ素子をそのまま転用することができるので、部品
の共通化によるコストダウンが図れる。
口方法に関しても、ゴムパッキングによる封口が可能と
なるので、生産性に優れ、且つ長寿命の電解コンデンサ
が提供される。
解斜視図である。
ある。
り付けた断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 陽極化成箔と対向陰極箔とをセパレータ
を介して巻回してなるコンデンサ素子内に、モノマーで
あるピロールを前記コンデンサ素子に含浸した後、該コ
ンデンサ素子を酸化剤の水溶液に浸漬して酸化重合によ
りポリピロールからなる導電性ポリマー層を形成し、し
かる後に該コンデンサ素子に電解液を含浸することを特
徴とする電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項2】 陽極化成箔と対向陰極箔とをセパレータ
を介して巻回してなるコンデンサ素子内に、酸化剤の水
溶液を前記コンデンサ素子に含浸し、乾燥して前記酸化
剤を析出させた後、該コンデンサ素子を導電性ポリマー
となるモノマーであるピロールに浸漬して酸化重合によ
りポリピロールからなる導電性ポリマー層を形成し、し
かる後に該コンデンサ素子に電解液を含浸することを特
徴とする電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項3】 前記酸化重合により導電性ポリマーとな
るモノマーとしてピロールを用い、前記酸化剤として過
硫酸アンモニウム又は過硫酸ナトリウムを用い、前記電
解液の溶媒としてγブチロラクトン又はエチレングリコ
ールを用い、前記電解液の溶質としてフタル酸アミジン
塩又はフタル酸テトラメチルアンモニウム又はアジピン
酸アンモニウム又はフタル酸トリエチルアミンを用いる
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電解コンデンサ
の製造方法。 - 【請求項4】 前記導電性ポリマーと電解液とが含浸さ
れたコンデンサ素子を有底筒状の金属製ケースに収納
し、前記ケースの開口部から前記コンデンサ素子のリー
ド端子を引き出すと共に前記ケースの開口部をゴムパッ
キングにて封止することを特徴とする請求項1乃至3の
いずれかに記載された電解コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19065898A JP3500068B2 (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | 電解コンデンサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19065898A JP3500068B2 (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | 電解コンデンサ及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000021689A JP2000021689A (ja) | 2000-01-21 |
JP3500068B2 true JP3500068B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=16261761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19065898A Expired - Lifetime JP3500068B2 (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | 電解コンデンサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3500068B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6999303B2 (en) | 2003-02-10 | 2006-02-14 | Tdk Corporation | Solid electrolytic capacitor and process for its fabrication |
JP4909246B2 (ja) * | 2007-11-27 | 2012-04-04 | ニチコン株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
-
1998
- 1998-07-06 JP JP19065898A patent/JP3500068B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000021689A (ja) | 2000-01-21 |
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