JP3548035B2 - 電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
電解コンデンサの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3548035B2 JP3548035B2 JP02616599A JP2616599A JP3548035B2 JP 3548035 B2 JP3548035 B2 JP 3548035B2 JP 02616599 A JP02616599 A JP 02616599A JP 2616599 A JP2616599 A JP 2616599A JP 3548035 B2 JP3548035 B2 JP 3548035B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor element
- conductive polymer
- capacitor
- doping agent
- solution containing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、導電性ポリマーを含む陰極材を含浸した電解コンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子機器のデジタル化に伴い、それに使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。
【0003】
従来、高周波領域用のコンデンサとしては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。
【0004】
小型、大容量で低ESRのコンデンサとしては、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。
【0005】
又、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記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ESRが大きくなる。
【0007】
一方、前記導電性ポリマー層は電解重合法や気相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、対向陰極箔ととも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。
【0008】
そこで、巻回型のコンデンサ素子に、酸化重合により導電性ポリマーとなるモノマーを適量含浸した後、該コンデンサ素子を酸化剤の水溶液に浸漬するか、該コンデンサ素子に酸化剤の水溶液を適量滴下する方法が提案されている。この方法によれば、巻回型のコンデンサ素子内に導電性ポリマー層を直接形成することができ、陽極化成皮膜も損傷し難い。
【0009】
本発明は、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、導電性ポリマーを含む陰極材を含浸した電解コンデンサにおいて、上記従来製法を改良してESRを更に低減させることを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明による電解コンデンサの製造方法は、(1)前記コンデンサ素子を、ドーピング剤を含む溶液に浸漬した後乾燥するか、前記コンデンサ素子にドーピング剤を含む溶液を滴下した後乾燥する工程と、(2)前記コンデンサ素子を前記モノマー又はその溶液に浸漬するか、前記コンデンサ素子に前記モノマー又はその溶液を滴下する工程と、(3)前記コンデンサ素子をドーピング剤及び酸化剤を含む溶液に浸漬するか、前記コンデンサ素子にドーピング剤及び酸化剤を含む溶液を滴下する工程を順に経ることにより、前記コンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成すると共に、(4)前記コンデンサ素子内に形成された導電性ポリマー層に電解液を含浸させる工程を備えたことを特徴とするものである。
【0013】
上記本発明の各製法におけるドーピング剤としては、例えば、p−トルエンスルホン酸ナトリウム、m−ベンゼンジスルホン酸ジナトリウム等の芳香族スルホン酸塩を用いることができる。
【0014】
上記本発明の各製法によれば、コンデンサ素子内に導電性ポリマー層が形成される際に、導電性ポリマー中にドーピング剤が取り込まれ、該導電性ポリマーの比抵抗が小さくなってコンデンサ完成品としてのESRが小さくなる。
【0015】
又、上記本発明の各製法に従って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させてもよい。この電解液としては、例えば、γブチロラクトン、エチレングリコール等を主溶媒とし、フタル酸、アジピン酸等のアミジン塩、アミン塩、アンモニウム塩等を主溶質とするものを用いることができる。
【0016】
導電性ポリマー層を形成したコンデンサ素子に電解液を含浸させることにより、陽極化成皮膜の損傷部の修復力が向上して、コンデンサ完成品としての漏れ電流が低減する。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に従った固体電解コンデンサの製造方法においては、図1に示すような巻回型のコンデンサ素子7内に、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン等からなる導電性ポリマー層を形成する。
【0018】
前記コンデンサ素子7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51、52が取り付けられている。4は巻き止めテープである。
【0019】
前記コンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成する工程及びそれ以後の工程について、以下、4種類の例を挙げて説明する。
【0020】
尚、コンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成する工程の前に、加熱処理等を施すことによりコンデンサ素子内のセパレータを炭化(すなわち、低密度化)しておけば、該コンデンサ素子内に導電性ポリマー層が形成されやすくなる。
【0021】
[製法A]
前記コンデンサ素子を、ドーピング剤としてのp−トルエンスルホン酸ナトリウム又はm−ベンゼンジスルホン酸ジナトリウムを含む水溶液に浸漬し、引き上げた後、85℃の乾燥炉で30分間乾燥する。
【0022】
次に、該コンデンサ素子に素子体積の10容量%のピロールモノマーを滴下する。
【0023】
次に、該コンデンサ素子を、酸化剤としての過硫酸アンモニウムを30重量%含む水溶液に浸漬し、引き上げて水洗した後、85℃の乾燥炉で30分間乾燥する。
【0024】
このようにしてポリピロール層を形成したコンデンサ素子7を、図2に示すように有底筒状のアルミニウム製ケース8に収納し、その開口部をエポキシ樹脂9により封止し、定格電圧を印加しながら120℃で1時間の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。
【0025】
[製法B]
前記コンデンサ素子を、ドーピング剤としてのp−トルエンスルホン酸ナトリウム又はm−ベンゼンジスルホン酸ジナトリウムを含む水溶液に浸漬し、引き上げた後、85℃の乾燥炉で30分間乾燥する。
【0026】
次に、該コンデンサ素子に素子体積の10容量%のピロールモノマーを滴下する。
【0027】
次に、該コンデンサ素子を、酸化剤としての過硫酸アンモニウムを30重量%含む水溶液に浸漬し、引き上げて水洗した後、85℃の乾燥炉で30分間乾燥する。
【0028】
このようにしてポリピロール層を形成したコンデンサ素子7に、γブチロラクトン、エチレングリコール等を主溶媒としてフタル酸、アジピン酸等のアミジン塩、アミン塩、アンモニウム塩等を主溶質とする電解液を含浸させた後、図3に示すように有底筒状のアルミニウム製ケース8に収納し、その開口部をゴムパッキング10により封止し、定格電圧を印加しながら120℃で1時間の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。
【0029】
[製法C]
前記コンデンサ素子に、該素子の体積の10容量%のピロールモノマーを滴下する。
【0030】
次に、該コンデンサ素子を、ドーピング剤としてのp−トルエンスルホン酸ナトリウム又はm−ベンゼンジスルホン酸ジナトリウムを含むと共に酸化剤としての過硫酸アンモニウムを30重量%含む水溶液に浸漬し、引き上げて水洗した後、85℃の乾燥炉で30分間乾燥する。
【0031】
このようにしてポリピロール層を形成したコンデンサ素子7を、図2に示すように有底筒状のアルミニウム製ケース8に収納し、その開口部をエポキシ樹脂9により封止し、定格電圧を印加しながら120℃で1時間の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。
【0032】
[製法D]
前記コンデンサ素子に該素子の体積の10容量%のピロールモノマーを滴下する。
【0033】
次に、該コンデンサ素子を、ドーピング剤としてのp−トルエンスルホン酸ナトリウム又はm−ベンゼンジスルホン酸ジナトリウムを含むと共に酸化剤としての過硫酸アンモニウムを30重量%含む水溶液に浸漬し、引き上げて水洗した後、85℃の乾燥炉で30分間乾燥する。
【0034】
このようにしてポリピロール層を形成したコンデンサ素子7に、γブチロラクトン、エチレングリコール等を主溶媒とし、フタル酸、アジピン酸等のアミジン塩、アミン塩、アンモニウム塩等を主溶質とする電解液を含浸させた後、図3に示すように有底筒状のアルミニウム製ケース8に収納し、その開口部をゴムパッキング10により封止し、定格電圧を印加しながら120℃で1時間の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。
【0035】
ここで、外形φ6.3mm×H5mm、定格10V−33μFのアルミニウム巻回型コンデンサ素子を用い、上記A〜Dの製法に準じながら、ドーピング剤の種類やその溶液濃度を変えて試作した実施例1〜12及び比較例1、2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った。各実施例及び比較例の試作条件を表1に示し、高温負荷試験の前後における静電容量:C(μF)、損失角の正接:tanδ、定格電圧を印加して15秒後の漏れ電流:LC(μA)、100kHzでの等価直列抵抗:ESR(mΩ)の測定結果を表2に示す。尚、表2における高温負荷試験後のCについては、試験前のCを基準とした変化率ΔC/Cの値を掲載している。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
表1及び表2を対照すればわかるように、製法A又はBに従ってドーピング剤を使用した実施例1〜6においては、製法Aに準じながらドーピング剤を使用しない比較例1に比べて、高温負荷試験の前後いずれにおいてもESRが小さくなっている。
【0039】
又、製法C又はDに従ってドーピング剤を使用した実施例7〜12においては、製法Cに準じながらドーピング剤を使用しない比較例2に比べて、高温負荷試験の前後いずれにおいてもESRが小さくなっている。
【0040】
更に詳述すれば、ESRが特に小さくなっているのはドーピング剤の濃度が0.5重量%以上の場合であり、好ましくは5重量%以上の場合である。
【0041】
本発明の実施形態は上記製法A〜Dに限定されるものでなく、例えば、上記製法A〜Dにおけいてドーピング剤や酸化剤を含む溶液にコンデンサ素子を浸漬する工程は、ドーピング剤や酸化剤を含む溶液をコンデンサ素子に滴下する工程に置き換えてもよい。
【0042】
又、ピロールモノマーをコンデンサ素子に滴下する工程は、ピロールモノマーを溶媒に溶かした溶液をコンデンサ素子に滴下する工程、或いはピロールモノマー又はその溶液にコンデンサ素子を浸漬する工程に置き換えてもよい。
【0043】
更に、上記製法A又はBとC又はDとを組み合わせて、
コンデンサ素子を、ドーピング剤を含む水溶液に浸漬し、引き上げた後、85℃の乾燥炉で30分間乾燥する工程と、
該コンデンサ素子に素子体積の10容量%のピロールモノマーを滴下する工程と、
該コンデンサ素子を、ドーピング剤及び酸化剤を含む水溶液に浸漬し、引き上げて水洗した後、85℃の乾燥炉で30分間乾燥という工程とを順に経ることにより、コンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成してもよい。
【0044】
一方、上記各実施形態において例示したピロールモノマーの代わりに、チオフェン、フラン、アニリン、或い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各種モノマーを用いてもよい。
【0045】
又、コンデンサ完成品の外装に関して、コンデンサ素子をアルミケースに収納して樹脂又はゴムパッキングにて封止する代わりに、ディッピング法等により外装樹脂層を形成してもよい。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、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電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子内に導電性ポリマー層が形成される際に導電性ポリマー中にドーピング剤が取り込まれ、該導電性ポリマー層の比抵抗が小さくなってコンデンサ完成品としてのESRが小さくなる。
【0047】
又、本発明に従って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させれば、陽極化成皮膜の損傷部の修復力が向上し、コンデンサ完成品としての漏れ電流が低減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例及び従来例において用いられるコンデンサ素子の分解斜視図である。
【図2】本発明実施例による電解コンデンサの断面図である。
【図3】本発明実施例による電解コンデンサの断面図である。
【符号の説明】
1 陽極化成箔
2 対向陰極箔
3 セパレータ
4 巻き止めテープ
51 陽極リード線
52 陰極リード線
61 陽極リードタブ
62 陰極リードタブ
7 コンデンサ素子
8 外装ケース
9 封口樹脂
10 封口ゴム
Claims (3)
- 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電解コンデンサの製造方法において、
(1)前記コンデンサ素子を、ドーピング剤を含む溶液に浸漬した後乾燥するか、前記コンデンサ素子にドーピング剤を含む溶液を滴下した後乾燥する工程と、
(2)前記コンデンサ素子を前記モノマー又はその溶液に浸漬するか、前記コンデンサ素子に前記モノマー又はその溶液を滴下する工程と、
(3)前記コンデンサ素子をドーピング剤及び酸化剤を含む溶液に浸漬するか、前記コンデンサ素子にドーピング剤及び酸化剤を含む溶液を滴下する工程を順に経ることにより、前記コンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成すると共に、
(4)前記コンデンサ素子内に形成された導電性ポリマー層に電解液を含浸させる工程を備えたことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。 - 前記ドーピング剤は、芳香族スルホン酸塩であることを特徴とする請求項1に記載の電解コンデンサの製造方法。
- 前記芳香族スルホン酸塩は、p−トルエンスルホン酸ナトリウム又はm−ベンゼンスルホン酸時ナトリウムであることを特徴とする請求項2記載の電解コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02616599A JP3548035B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 電解コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02616599A JP3548035B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000223364A JP2000223364A (ja) | 2000-08-11 |
JP3548035B2 true JP3548035B2 (ja) | 2004-07-28 |
Family
ID=12185946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02616599A Expired - Lifetime JP3548035B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3548035B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4507500B2 (ja) | 2003-03-31 | 2010-07-21 | パナソニック株式会社 | 電解コンデンサの製造方法 |
WO2012057114A1 (ja) | 2010-10-26 | 2012-05-03 | 三菱レイヨン株式会社 | 導電性アニリン系ポリマーおよびその製造方法、導電性フィルムの製造方法 |
TWI509633B (zh) | 2011-04-20 | 2015-11-21 | Mitsubishi Rayon Co | 導電性組成物以及使用前述導電性組成物的導電體與固體電解電容器 |
JP6100576B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2017-03-22 | カーリットホールディングス株式会社 | 導電性高分子製造用酸化剤溶液及びそれを用いた固体電解コンデンサ並びに固体電解コンデンサの製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2570600B2 (ja) * | 1993-10-20 | 1997-01-08 | 日本電気株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
JPH07249543A (ja) * | 1994-03-14 | 1995-09-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電解コンデンサ |
JP2536458B2 (ja) * | 1994-08-16 | 1996-09-18 | 日本電気株式会社 | ジスルホン酸化合物、それをド―パントとする導電性高分子、導電材およびそれを用いた固体電解コンデンサ |
JP3223790B2 (ja) * | 1995-06-26 | 2001-10-29 | 松下電器産業株式会社 | コンデンサ及びその製造方法 |
JP3087654B2 (ja) * | 1996-06-27 | 2000-09-11 | 日本電気株式会社 | 導電性高分子を用いた固体電解コンデンサの製造方法 |
-
1999
- 1999-02-03 JP JP02616599A patent/JP3548035B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000223364A (ja) | 2000-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3459547B2 (ja) | 電解コンデンサ及びその製造方法 | |
JP3296727B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP3296724B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP3548035B2 (ja) | 電解コンデンサの製造方法 | |
JPH1050559A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP3548034B2 (ja) | 電解コンデンサ及びその製造方法 | |
JP3490868B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP2000228331A (ja) | 電解コンデンサの製造方法 | |
JP4817910B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP3851294B2 (ja) | 電解コンデンサ | |
JPH11204377A (ja) | 固体電解コンデンサ | |
JP2004319646A (ja) | 電解コンデンサ及びその製造方法 | |
JPH10321475A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP4115359B2 (ja) | 電解コンデンサ及びその製造方法 | |
JP3548040B2 (ja) | 固体電解コンデンサ | |
JP3519906B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP3500068B2 (ja) | 電解コンデンサ及びその製造方法 | |
JP3851128B2 (ja) | 電解コンデンサ | |
JP2775762B2 (ja) | 固体電解コンデンサ | |
JPH10321476A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP4529403B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP3454733B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP5015382B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP3851015B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP2000277388A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031128 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040304 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040330 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040415 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090423 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090423 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100423 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110423 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120423 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140423 Year of fee payment: 10 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |