JP3548040B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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Description
【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することによりコンデンサ素子を構成し、該コンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成した固体電解コンデンサに関する。
【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、高周波領域における低ＥＳＲ化、小型大容量化が求められるようになってきている。ここでＥＳＲとは、等価直列抵抗を意味する。
【０００３】
小型、大容量、低ＥＳＲのコンデンサとして、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に注目が寄せられている。
【０００４】
本願出願人は、特開平１０−５０５５８号において、陽極化成箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻き取った巻回型のコンデンサ素子内に、導電性ポリマー層を形成する技術を開示した。その技術によれば、酸化重合により導電性ポリマーとなるモノマーと酸化剤とを含む化学重合液を準備し、該化学重合液に巻回型のコンデンサ素子を浸漬することにより、陽極化成箔及び対向陰極箔に密着した導電性ポリマー層が形成される。
【０００５】
ここで、前記陽極化成箔は、アルミニウム等の弁作用金属からなる箔に化成処理（電解酸化処理）を施して、化成皮膜（誘電体皮膜）を形成したものである。一方、前記陰極箔の材料としてもアルミニウムを用いることが多いが、この場合は、化成皮膜を形成しない。
【０００６】
前記導電性ポリマー層を形成したコンデンサ素子は、有底筒状の外装ケースに収納され、該ケースの開口部をゴムパッキング、エポキシ樹脂等により密封した後、周知のエージング処理を施して、コンデンサ完成品となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の如き従来技術に従って製造した固体電解コンデンサにおいては、導電性ポリマー層を形成した直後に比べて、エージング処理後の静電容量が低下したり、ＥＳＲが増大したりすることがあった。更に、このような諸特性の劣化は、信頼性確認のための高温負荷試験等を行うと、ますます顕著になる傾向があった。
【０００８】
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内に導電性ポリマー層を形成した固体電解コンデンサにおいて、上述の如き問題点を解決するものである。
【０００９】
【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することによりコンデンサ素子を構成し、該コンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極箔及び陰極箔の基材はアルミニウムからなり、前記陰極箔には前記陽極箔側の化成皮膜に比べて薄い化成皮膜が形成されると共に、
前記導電性ポリマー層は、チオフェン又はその誘導体に酸化剤を作用させることにより形成したものであることを特徴とするものである。
【００１０】
電解コンデンサに関する通念に従えば、陰極箔側にまで化成皮膜を形成すると、その分だけ静電容量が小さくなることが懸念されるが、
上記本発明の構成によれば、陰極箔側に対する導電性ポリマー層の密着性が陽極箔側に対する密着性と同レベルにまで向上し、エージング処理等を施したコンデンサ完成品としての静電容量は却って大きくなり、ＥＳＲも小さくなる。更に、高温負荷試験等による静電容量の低下やＥＳＲの増大も抑制される。
【００１１】
【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を製造するには、まず、図１に示すような巻回型のコンデンサ素子７を準備する。
【００１２】
このコンデンサ素子７は、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構成される。陽極箔化成１及び対向陰極箔２からは、陽極リードボス６１及び陰極リードボス６２を介して、陽極リード端子５１及び陰極リード端子５２がそれぞれ引き出されている。４は巻き止めテープである。
【００１３】
陽極化成箔１は、アルミニウム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を施した後、化成皮膜（誘電体皮膜）を形成したものである。
【００１４】
本発明実施例においては、陰極箔２の材料としてもアルミニウムを用い、その表面に、陽極箔の化成皮膜に比べて薄い化成皮膜を形成する。
【００１５】
陽極箔側及び陰極箔側の化成皮膜は、いずれも基材となる金属箔をリン酸等の水溶液に浸漬し、化成処理（電解酸化処理）を施すことにより形成される。
【００１６】
化成皮膜の厚さは、化成電圧に略比例する。陽極箔の化成電圧は、所望の定格電圧や定格静電容量に応じて、数Ｖ〜数十Ｖに設定される。陰極箔の化成電圧は、あまりに薄い化成皮膜では本発明に特有の導電性ポリマー層との密着性向上の作用効果が得られなくなることを考慮しつつ、あまりに厚い化成皮膜を形成すると該化成皮膜そのものによる静電容量の低下を招くことも考慮して、０．２Ｖ〜２Ｖに設定される。
【００１７】
一方で、酸化重合により導電性ポリマーとなるモノマーとしての３，４−エチレンジオキシチオフェン：３４ｗｔ％と、酸化剤としてのパラトルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）：３３ｗｔ％と、希釈剤としてのｎ−ブチルアルコール：３３ｗｔ％とを含有する化学重合液を準備する。
【００１８】
そして、前記コンデンサ素子を前記化学重合液に浸漬した後、２００℃で５分間熱処理することにより、コンデンサ素子内に３，４−エチレンジオキシチオフェンのポリマー層を形成する。
【００１９】
その後、図２に示すように、コンデンサ素子７のリードボス部にゴムパッキング９を装着して有底筒状のアルミニウム製外装ケース８に収納し、その開口部に横絞り加工及びカール加工を施し、エージング処理を行って、所望の固体電解コンデンサが完成する。
【００２０】
ここで、定格電圧４Ｖ、定格静電容量２２０μＦを狙ったアルミニウム巻回型のコンデンサ素子を用い、上記実施形態に従って陰極箔にも化成皮膜を形成した実施例１〜４と、陰極箔に化成皮膜を形成しない従来例の固体電解コンデンサについて、定格電圧を印加しながら１０５℃で１０００時間保持するという高温負荷試験を行った。高温負荷試験の前後における諸特性の測定結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
表１に示した各実施例及び従来例のいずれにおいても、コンデンサ完成品の外形は、φ８．０ｍｍ×Ｌ６．３ｍｍに仕上げた。又、表１におけるＣは１２０Ｈｚでの静電容量、ｔａｎδは１２０Ｈｚでの損失角の正接、ＥＳＲは１００ｋＨｚでの等価直列抵抗、ＬＣは定格電圧を印加して６０秒後の漏れ電流を意味しており、各特性値は、試料数各２０個についての平均である。
【００２３】
表１を見ればわかるように、実施例１〜４においては、従来例に比べて、高温負荷試験前の静電容量が大きく、ｔａｎδが小さく、ＥＳＲが小さく、ＬＣが小さくなっており、高温負荷試験よる静電容量の低下やＥＳＲの増大も抑制されている。
【００２４】
尚、上記実施例においては、導電性ポリマー層形成の出発物質として３，４−エチレンジオキシチオフェンを用いたが、その代わりに、ピロール、チオフェン、フラン、アニリン及びそれらの誘導体等、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。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、巻回型コンデンサ素子の陰極箔側にも薄い化成皮膜を形成したことにより、陰極箔側に対する導電性ポリマー層の密着性が陽極箔側に対する密着性と同レベルにまで向上し、エージング処理後、更には高温負荷試験後の静電容量の低下やＥＳＲの増大が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施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固体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 陽極リード端子
５２ 陰極リード端子
６１ 陽極リードボス
６２ 陰極リードボス
７ コンデンサ素子
８ 外装ケース
９ ゴムパッキング
【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することによりコンデンサ素子を構成し、該コンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成した固体電解コンデンサに関する。
【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、高周波領域における低ＥＳＲ化、小型大容量化が求められるようになってきている。ここでＥＳＲとは、等価直列抵抗を意味する。
【０００３】
小型、大容量、低ＥＳＲのコンデンサとして、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に注目が寄せられている。
【０００４】
本願出願人は、特開平１０−５０５５８号において、陽極化成箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻き取った巻回型のコンデンサ素子内に、導電性ポリマー層を形成する技術を開示した。その技術によれば、酸化重合により導電性ポリマーとなるモノマーと酸化剤とを含む化学重合液を準備し、該化学重合液に巻回型のコンデンサ素子を浸漬することにより、陽極化成箔及び対向陰極箔に密着した導電性ポリマー層が形成される。
【０００５】
ここで、前記陽極化成箔は、アルミニウム等の弁作用金属からなる箔に化成処理（電解酸化処理）を施して、化成皮膜（誘電体皮膜）を形成したものである。一方、前記陰極箔の材料としてもアルミニウムを用いることが多いが、この場合は、化成皮膜を形成しない。
【０００６】
前記導電性ポリマー層を形成したコンデンサ素子は、有底筒状の外装ケースに収納され、該ケースの開口部をゴムパッキング、エポキシ樹脂等により密封した後、周知のエージング処理を施して、コンデンサ完成品となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の如き従来技術に従って製造した固体電解コンデンサにおいては、導電性ポリマー層を形成した直後に比べて、エージング処理後の静電容量が低下したり、ＥＳＲが増大したりすることがあった。更に、このような諸特性の劣化は、信頼性確認のための高温負荷試験等を行うと、ますます顕著になる傾向があった。
【０００８】
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内に導電性ポリマー層を形成した固体電解コンデンサにおいて、上述の如き問題点を解決するものである。
【０００９】
【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することによりコンデンサ素子を構成し、該コンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極箔及び陰極箔の基材はアルミニウムからなり、前記陰極箔には前記陽極箔側の化成皮膜に比べて薄い化成皮膜が形成されると共に、
前記導電性ポリマー層は、チオフェン又はその誘導体に酸化剤を作用させることにより形成したものであることを特徴とするものである。
【００１０】
電解コンデンサに関する通念に従えば、陰極箔側にまで化成皮膜を形成すると、その分だけ静電容量が小さくなることが懸念されるが、
上記本発明の構成によれば、陰極箔側に対する導電性ポリマー層の密着性が陽極箔側に対する密着性と同レベルにまで向上し、エージング処理等を施したコンデンサ完成品としての静電容量は却って大きくなり、ＥＳＲも小さくなる。更に、高温負荷試験等による静電容量の低下やＥＳＲの増大も抑制される。
【００１１】
【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を製造するには、まず、図１に示すような巻回型のコンデンサ素子７を準備する。
【００１２】
このコンデンサ素子７は、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構成される。陽極箔化成１及び対向陰極箔２からは、陽極リードボス６１及び陰極リードボス６２を介して、陽極リード端子５１及び陰極リード端子５２がそれぞれ引き出されている。４は巻き止めテープである。
【００１３】
陽極化成箔１は、アルミニウム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を施した後、化成皮膜（誘電体皮膜）を形成したものである。
【００１４】
本発明実施例においては、陰極箔２の材料としてもアルミニウムを用い、その表面に、陽極箔の化成皮膜に比べて薄い化成皮膜を形成する。
【００１５】
陽極箔側及び陰極箔側の化成皮膜は、いずれも基材となる金属箔をリン酸等の水溶液に浸漬し、化成処理（電解酸化処理）を施すことにより形成される。
【００１６】
化成皮膜の厚さは、化成電圧に略比例する。陽極箔の化成電圧は、所望の定格電圧や定格静電容量に応じて、数Ｖ〜数十Ｖに設定される。陰極箔の化成電圧は、あまりに薄い化成皮膜では本発明に特有の導電性ポリマー層との密着性向上の作用効果が得られなくなることを考慮しつつ、あまりに厚い化成皮膜を形成すると該化成皮膜そのものによる静電容量の低下を招くことも考慮して、０．２Ｖ〜２Ｖに設定される。
【００１７】
一方で、酸化重合により導電性ポリマーとなるモノマーとしての３，４−エチレンジオキシチオフェン：３４ｗｔ％と、酸化剤としてのパラトルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）：３３ｗｔ％と、希釈剤としてのｎ−ブチルアルコール：３３ｗｔ％とを含有する化学重合液を準備する。
【００１８】
そして、前記コンデンサ素子を前記化学重合液に浸漬した後、２００℃で５分間熱処理することにより、コンデンサ素子内に３，４−エチレンジオキシチオフェンのポリマー層を形成する。
【００１９】
その後、図２に示すように、コンデンサ素子７のリードボス部にゴムパッキング９を装着して有底筒状のアルミニウム製外装ケース８に収納し、その開口部に横絞り加工及びカール加工を施し、エージング処理を行って、所望の固体電解コンデンサが完成する。
【００２０】
ここで、定格電圧４Ｖ、定格静電容量２２０μＦを狙ったアルミニウム巻回型のコンデンサ素子を用い、上記実施形態に従って陰極箔にも化成皮膜を形成した実施例１〜４と、陰極箔に化成皮膜を形成しない従来例の固体電解コンデンサについて、定格電圧を印加しながら１０５℃で１０００時間保持するという高温負荷試験を行った。高温負荷試験の前後における諸特性の測定結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
表１に示した各実施例及び従来例のいずれにおいても、コンデンサ完成品の外形は、φ８．０ｍｍ×Ｌ６．３ｍｍに仕上げた。又、表１におけるＣは１２０Ｈｚでの静電容量、ｔａｎδは１２０Ｈｚでの損失角の正接、ＥＳＲは１００ｋＨｚでの等価直列抵抗、ＬＣは定格電圧を印加して６０秒後の漏れ電流を意味しており、各特性値は、試料数各２０個についての平均である。
【００２３】
表１を見ればわかるように、実施例１〜４においては、従来例に比べて、高温負荷試験前の静電容量が大きく、ｔａｎδが小さく、ＥＳＲが小さく、ＬＣが小さくなっており、高温負荷試験よる静電容量の低下やＥＳＲの増大も抑制されている。
【００２４】
尚、上記実施例においては、導電性ポリマー層形成の出発物質として３，４−エチレンジオキシチオフェンを用いたが、その代わりに、ピロール、チオフェン、フラン、アニリン及びそれらの誘導体等、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。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、巻回型コンデンサ素子の陰極箔側にも薄い化成皮膜を形成したことにより、陰極箔側に対する導電性ポリマー層の密着性が陽極箔側に対する密着性と同レベルにまで向上し、エージング処理後、更には高温負荷試験後の静電容量の低下やＥＳＲの増大が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施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固体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 陽極リード端子
５２ 陰極リード端子
６１ 陽極リードボス
６２ 陰極リードボス
７ コンデンサ素子
８ 外装ケース
９ ゴムパッキング
Claims (3)
- 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することによりコンデンサ素子を構成し、該コンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極箔及び陰極箔の基材はアルミニウムからなり、前記陰極箔には前記陽極箔側の化成皮膜に比べて薄い化成皮膜が形成されると共に、
前記導電性ポリマー層は、チオフェン又はその誘導体に酸化剤を作用させることにより形成したものであることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 前記陰極箔側の化成皮膜は、０．２Ｖ〜２Ｖの化成電圧にて化成処理を施すことにより形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。
- 前記導電性ポリマー層は、その出発物質として３，４−エチレンジオキシチオフェンに酸化剤を作用させることにより形成したものであることを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06871699A JP3548040B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06871699A JP3548040B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 固体電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000269089A JP2000269089A (ja) | 2000-09-29 |
| JP3548040B2 true JP3548040B2 (ja) | 2004-07-28 |
Family
ID=13381806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06871699A Expired - Lifetime JP3548040B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3548040B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002299173A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| CN114551109A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-27 | 深圳市柏瑞凯电子科技股份有限公司 | 一种超薄耐高温固态电容器的制造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01319924A (ja) * | 1988-06-22 | 1989-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電解コンデンサ用アルミニウム陰極箔の製造方法 |
| JPH1154380A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ |
-
1999
- 1999-03-15 JP JP06871699A patent/JP3548040B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000269089A (ja) | 2000-09-29 |
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