JPH01160006A - アルミニウム固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はアルミニウム固体電解コンデンサの製造方法に
関するものである。

（ロ）従来の技術 従来、アルミニタム１体電解コンデンサとしては、アル
ミニウム微粉（１０〜ＩＬ）０μ程度）を焼結して円柱
状又は板状に形成し、弱ｌＮ！を主成分としだ化成液中
で陽極酸化を行なって素子の表面に酸化皮膜？形成させ
、この上に硝酸マンガンを熱分解して二酸化マンガンを
形成しているが、捲回式でないために大装置のコンデン
サが得られず、大容蓋にするにはサイズの大型化が避け
られず、且つコスト的にも有利なものではなかった。

このため乾式アルミニクム電解コンデンサの素子である
エツチングを施した化成処理の済んだアルミニウム箔又
はタンタル相を陽極及び陰極としてセパレータ全伏んで
交互に重ね合わせ、この捲回した素子に硝酸マンガン水
溶液を含浸させ熱分解等により二酸化マンガンを形成さ
せてコンデンサとする試みもなされているが（持分１６
５−５１７７号公報（５ソＥ３）参照）、サイズの大型
化と共に、特性（８）特に高周波におけるインピーダン
ス特性が悪く、実用上火きな障害となっていた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は上記問題点部ち、捲回式コンデンサ素子を使用
した同体電解コンデンサにおいてサイズが大聖化する点
及び高周波でインピーダンス特性が悪化する点を解決し
、コスト的に有利なコンデンサを提供するものである。

に）問題点を解決するだめの手段 本発明は、アルミニウム箔に酸化皮膜を形成した陽極箔
及び陰極箔と両電極箔間のセパレータとを捲回してコン
デンサ素子を形成し、コンデンサ素子に電解液を含浸し
固体電解質を形成するアルミニウム固体電解コンデンサ
の製造方決において、電解液として硝酸マンガンを使用
し硝酸マンガン′（ｉｌ−熱分解して固体電解質として
二酸化マンガン層を形成後、リチウムドープするもので
ある。

（（ホ）作　用 リチウムをドープすることにより二酸化マンガン層の亀
専度がよくなり、周波数特性が向上する。

（へ）実施例 以下本発明を第１図〜第２図に従って説明する。

まス、高純度（９９，９９％以上）のアルミニウム箔を
化学的処理により粗面化し、実効表面積を増加させるだ
めのいわゆるエツチング処理を行なう。

次に電解液中にて、電気化学的にアルミニウム箔表面に
酸化反映（酸化アルミニウムの薄膜）を形成する（化成
処理）。次にエツチング処理、化成処理を行なったアル
ミニウム箔を陽極箔（１）とし、対向陰極箔（２１との
間にセパレータ（３１としてマニラ紙を挟み、第１図に
示すように円筒状に巻き収る。

こうしてアルミニウム箔に酸化皮膜を形成した陽極箔（
１）及び陰極箔（２）と褥餐咄箱養Ｈ両電極箔間のセパ
レータ（３）とを捲回したコンデンサ素子（ＩＧが形成
される。なお（４）はアルミリード、（５）はリード線
である。

サラにコンデンサ素子ｔｌＯ）に熱処理を施し、セパレ
ータ（３）を構成するマニラ紙を炭化して繊維の細径化
による密度の低下を計る。熱処理の条件としては、例え
ば温度１５０℃〜６００℃、時間１０分〜４０分程度が
適当である。これにより以下に述べる硝酸マンガンの含
浸檄が増大し、特性の向上が得られる。

次にコンデンサ素子Ｕαに硝酸マンガンを含浸して空気
中で温度２００〜２６０℃、時間２０〜４０分間の条件
で熱分解を行ない、固体電解質である二酸化マンガン層
を付着形成する。この含浸、分解工程を数回繰り返して
行ない、緊密な二酸化マンガン層を焼成する。

そして二酸化マンガン層の形成された素子を作用極とし
、対極にリチウム（Ｌｉ　）板を用い、塩素酸リチウム
、プロピレンカーボネート、デメチルエーテルの混合液
からなる電解液中にて、定電流（素子１個当りｏ、　１
〜０．３　ｍ　Ａ　）を１〜２時間流し、リチウムドー
プを行なう。このとき電解液においてＬｉ＋イオンがＭ
ｎＯ２の結晶格子中に固相拡散により浸入し、４価のＭ
ｎを６価に還元する反応（次式）が行なわれるものと考
えられる。

Ｌ１＋ＭｎＩＩｖ）。２→Ｍｎ＠）０２（Ｌｉ十）その
後、二酸化マンガン層の上にカーボン層を焼付付着する
。次に二酸化マンガン層形成時の熱分解によって生じた
酸化皮膜の熱劣化を修復するために、電解液中にて電気
化学的な処理、いわゆる再化成全行なう。この再化成処
理によりコンデンサの漏れ電流は著しく低減する。この
ようにして得られた素子は樹脂でモールドされるか、ま
たはアルミニウム等の金拠ケースや樹脂ケースに収納さ
れ、封口材（エポキシ樹脂）にて封止され、コンデンサ
として完成する。

このコンデンサの製造工程において、二酸化マンガン層
の形成後リチウムドープすることにより、二酸化マンガ
ン層の電導度が良くなり特性は向上する。

第１表はリチウムドープの有無による特性の差を示すも
のであり、コンデンサとしては定格電圧１６ｖ１容撒１
０μＦのものを各５０個使用し、インピーダンスおよび
ｊａｎδを測定しその平均値をとったものである。

第１表から明らかなように、リチウムドープしたものは
しないものに比ベインピーダンスおよびｔａｎδ　のい
ずれもかなり改善される。

第２図はりチクムドープの有無によるインピーダンスの
周波数特性を比較したもので、囚はリチウムドープ無し
の場合、■）はりチクムドープ有りの場合の特性曲線で
ある。この第２図からもリチウムドープをした場合の）
がリチウムドープしなかった場合囚に比べ、高周波にお
いてインピーダンス特性が向上することがわかる。

（ト）発明の詳細 な説明したように本発明によれば、サイズを大型化する
ことなくアルミニウム固体電解コンデンサの周波数特性
、特に高周波特性が著しく改善され、有機半導体を使用
した固体電解コンデンサと匹敵する性能をもちながら、
有機半導体を使用した固体電解コンデンサに比べ極めて
安価な大容量のコンデンサが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のコンデンサ素子の斜視図、第
２図はリチウムドープの有無によるインピーダンスの周
波数特性を比較する図で、囚はりチクムドーグ無しの場
合、（９）はりチクムドープ有りの場合である。 （１）・・・陽極箔、（２）・・・陰極箔、（３）・・
・セパレータ、（４）・・・アルミリード、（５）・・
・リード線、（１α・・・コンデンサ素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム箔に酸化皮膜を形成した陽極箔及び
   陰極箔と該両電極箔間のセパレータとを捲回してコンデ
   ンサ素子を形成し、該コンデンサ素子に電解液を含浸し
   固体電解質を形成するアルミニウム固体電解コンデンサ
   の製造方法において、前記電解液として硝酸マンガンを
   使用し該硝酸マンガンを熱分解して前記固体電解質とし
   て二酸化マンガン層を形成後、リチウムドープすること
   を特徴とするアルミニウム固体電解コンデンサの製造方
   法。