JPH04373115A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサの製造方法Info
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- JPH04373115A JPH04373115A JP17750491A JP17750491A JPH04373115A JP H04373115 A JPH04373115 A JP H04373115A JP 17750491 A JP17750491 A JP 17750491A JP 17750491 A JP17750491 A JP 17750491A JP H04373115 A JPH04373115 A JP H04373115A
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Landscapes
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、安価で製造工程が簡単
な固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
な固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器のデジタル化に伴って、
高周波特性の良好なコンデンサへの要求が高まっている
。しかし、一般の電解液を用いたアルミニウム電解コン
デンサの場合、イオン伝導によるため、高周波での容量
減少が極めて大きく、また比抵抗も極端に低くすること
はできないので、高周波でのインピーダンスが大きいと
いう欠点がある。一方固体電解コンデンサでは、前述の
ような欠点はないが、固体電解質であるマンガンの比抵
抗があまり低くないため、高周波でのインピーダンスは
まだ不十分である。そこで、最近では有機半導体を用い
た固体電解コンデンサが広く研究されている。
高周波特性の良好なコンデンサへの要求が高まっている
。しかし、一般の電解液を用いたアルミニウム電解コン
デンサの場合、イオン伝導によるため、高周波での容量
減少が極めて大きく、また比抵抗も極端に低くすること
はできないので、高周波でのインピーダンスが大きいと
いう欠点がある。一方固体電解コンデンサでは、前述の
ような欠点はないが、固体電解質であるマンガンの比抵
抗があまり低くないため、高周波でのインピーダンスは
まだ不十分である。そこで、最近では有機半導体を用い
た固体電解コンデンサが広く研究されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】有機半導体を固体電解
質として用いた固体電解コンデンサのうち、ピロール系
の導電性高分子を用いたものとしては、電極箔を板状と
した技術が種々開示されているが、体積効率が悪く、ま
た従来の電解液を用いた電解コンデンサとは製造工程が
全く異なるため、コストが高くなるという問題点があっ
た。
質として用いた固体電解コンデンサのうち、ピロール系
の導電性高分子を用いたものとしては、電極箔を板状と
した技術が種々開示されているが、体積効率が悪く、ま
た従来の電解液を用いた電解コンデンサとは製造工程が
全く異なるため、コストが高くなるという問題点があっ
た。
【０００４】また、陽極箔と陰極箔とを巻回したコンデ
ンサ素子を用いた技術もいくつか開示されている。たと
えば、特開昭６４−２４４１０号公報では、捲回型アル
ミニウム電解コンデンサ素子を導電性高分子化合物のモ
ノマー溶液に浸漬した後、有機酸またはその塩を共存さ
せた酸化剤溶液に浸漬して重合させる方法が開示されて
いる。しかしこの方法では、温度が高いと酸化反応によ
る重合が促進されるため素子の表面近くで優先的に導電
性高分子が形成され固化してしまい、素子内部まで均一
に重合させることが難しい。また、低温にすれば重合に
長時間を要するという問題点がある。
ンサ素子を用いた技術もいくつか開示されている。たと
えば、特開昭６４−２４４１０号公報では、捲回型アル
ミニウム電解コンデンサ素子を導電性高分子化合物のモ
ノマー溶液に浸漬した後、有機酸またはその塩を共存さ
せた酸化剤溶液に浸漬して重合させる方法が開示されて
いる。しかしこの方法では、温度が高いと酸化反応によ
る重合が促進されるため素子の表面近くで優先的に導電
性高分子が形成され固化してしまい、素子内部まで均一
に重合させることが難しい。また、低温にすれば重合に
長時間を要するという問題点がある。
【０００５】特開平２−１８６６１６号公報では、陽極
箔と陰極箔との間に多孔質セパレータを介在させて巻回
した素子を用い、含浸用ピロール溶液に含浸し、酸化剤
溶液に浸漬してピロールの化学的重合を行った後、さら
に電解重合を行う方法が開示されている。しかし、この
方法は工程が繁雑であり、また電解重合の際にモノマー
が素子内部まで十分に供給され難いという問題点を有す
る。
箔と陰極箔との間に多孔質セパレータを介在させて巻回
した素子を用い、含浸用ピロール溶液に含浸し、酸化剤
溶液に浸漬してピロールの化学的重合を行った後、さら
に電解重合を行う方法が開示されている。しかし、この
方法は工程が繁雑であり、また電解重合の際にモノマー
が素子内部まで十分に供給され難いという問題点を有す
る。
【０００６】さらに特開平２−６２０２８号公報には、
やはり捲回型コンデンサ素子を電解重合溶液中に浸漬し
て陰極箔を正極とし陽極箔を負極として電解重合する方
法が開示されている。しかし、電解重合の装置及び条件
が複雑であるばかりか、電解重合時に陽極箔が損傷する
恐れがあり、また導電性高分子は正極側から形成される
ので、負極の陽極箔のエッチング構造の内部まで均一に
形成することは難しい。
やはり捲回型コンデンサ素子を電解重合溶液中に浸漬し
て陰極箔を正極とし陽極箔を負極として電解重合する方
法が開示されている。しかし、電解重合の装置及び条件
が複雑であるばかりか、電解重合時に陽極箔が損傷する
恐れがあり、また導電性高分子は正極側から形成される
ので、負極の陽極箔のエッチング構造の内部まで均一に
形成することは難しい。
【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、従来の電解コンデンサ
用の設備を利用して簡単な製造工程とし、安価で良好な
特性の固体電解コンデンサを提供することである。
あり、その目的とするところは、従来の電解コンデンサ
用の設備を利用して簡単な製造工程とし、安価で良好な
特性の固体電解コンデンサを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的による本発明で
は、固体電解コンデンサの製造方法において、陽極酸化
により酸化皮膜を形成した陽極箔と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への電解質の含浸を
最終的に外装ケース内で行うことを特徴とする。外装ケ
ース内での電解質の含浸に用いる重合溶液は、−３０℃
以下に冷却された酸化剤と導電性高分子単量体とを含む
混合溶液であり、含浸方法としては初めに重合溶液をケ
ース内に一定量注入した後、前記巻回型コンデンサ素子
を挿入しても良いし、先に巻回型コンデンサ素子を外装
ケースに挿入した後重合溶液を注入しても良い。いずれ
の場合も、その後−２０℃以上の温度下において酸化重
合させ固体電解質を形成させる。また、前記巻回型コン
デンサ素子を外装ケースに挿入する前に、あらかじめ前
記重合溶液に浸漬して予備含浸しておいても良い。前記
高分子単量体は、ピロール又はその誘導体であり、酸化
剤は有機スルホン酸、カルボン酸または有機硫酸化合物
の遷移金属塩であることが望ましい。また、前記重合溶
液の含浸は減圧下で行うことが好ましい。さらに本発明
に係る固体電解コンデンサは、上記の製造方法により製
造されたものであることを特徴とする。ここで、外装ケ
ースは金属または合成樹脂であることが好ましい。
は、固体電解コンデンサの製造方法において、陽極酸化
により酸化皮膜を形成した陽極箔と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への電解質の含浸を
最終的に外装ケース内で行うことを特徴とする。外装ケ
ース内での電解質の含浸に用いる重合溶液は、−３０℃
以下に冷却された酸化剤と導電性高分子単量体とを含む
混合溶液であり、含浸方法としては初めに重合溶液をケ
ース内に一定量注入した後、前記巻回型コンデンサ素子
を挿入しても良いし、先に巻回型コンデンサ素子を外装
ケースに挿入した後重合溶液を注入しても良い。いずれ
の場合も、その後−２０℃以上の温度下において酸化重
合させ固体電解質を形成させる。また、前記巻回型コン
デンサ素子を外装ケースに挿入する前に、あらかじめ前
記重合溶液に浸漬して予備含浸しておいても良い。前記
高分子単量体は、ピロール又はその誘導体であり、酸化
剤は有機スルホン酸、カルボン酸または有機硫酸化合物
の遷移金属塩であることが望ましい。また、前記重合溶
液の含浸は減圧下で行うことが好ましい。さらに本発明
に係る固体電解コンデンサは、上記の製造方法により製
造されたものであることを特徴とする。ここで、外装ケ
ースは金属または合成樹脂であることが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明によれば、コンデンサ素子までは従来の
電解液を用いた電解コンデンサと同じ製造工程でできる
ので、非常に安価に大量生産できる。また、前記混合溶
液の含浸時におけるケースの使用は、定量含浸と真空含
浸による含浸率の向上に効果があり、陽極箔のエッチン
グピット内部まで効率よく導電性高分子が充填できる。 従って、工程が非常に簡単であり、コストが安価となる
。
電解液を用いた電解コンデンサと同じ製造工程でできる
ので、非常に安価に大量生産できる。また、前記混合溶
液の含浸時におけるケースの使用は、定量含浸と真空含
浸による含浸率の向上に効果があり、陽極箔のエッチン
グピット内部まで効率よく導電性高分子が充填できる。 従って、工程が非常に簡単であり、コストが安価となる
。
【００１０】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。 実施例１ 高純度アルミニウム箔を電気化学的に粗面化しその後陽
極酸化を行って誘電体皮膜を形成してなる陽極化成箔と
、粗面化しただけの陰極箔とを密度０．５ｇ／ｃｍ３
のマニラ麻を主体としたセパレータを介して巻回してア
ルミニウム乾式電解コンデンサ用の２５Ｖ４７μＦ（５
φ×１１ｌ）の巻回型コンデンサ素子を作製した（図示
せず）。次に、このコンデンサ素子をリン酸アンモニウ
ム水溶液等の化成液中に浸漬し、陽極箔裁断面や陽極リ
ード引出し部などを再化成修復処理した。続いてドデシ
ルベンゼンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）２５ｗｔ％と該ドデ
シルベンゼンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）のモル数に対して
３倍量のモル数とピロールを添加した−５０℃のメタノ
ール溶液０．１５ｍｌをアルミニウムケース（５φ×１
１ｌ）に入れ前記素子を浸漬、含浸させた後２５℃雰囲
気中に２０分間放置して導電性高分子膜の重合を行った
。その後、９０℃１０分の乾燥を行ってから樹脂で封入
しコンデンサとした（図示せず）。
する。 実施例１ 高純度アルミニウム箔を電気化学的に粗面化しその後陽
極酸化を行って誘電体皮膜を形成してなる陽極化成箔と
、粗面化しただけの陰極箔とを密度０．５ｇ／ｃｍ３
のマニラ麻を主体としたセパレータを介して巻回してア
ルミニウム乾式電解コンデンサ用の２５Ｖ４７μＦ（５
φ×１１ｌ）の巻回型コンデンサ素子を作製した（図示
せず）。次に、このコンデンサ素子をリン酸アンモニウ
ム水溶液等の化成液中に浸漬し、陽極箔裁断面や陽極リ
ード引出し部などを再化成修復処理した。続いてドデシ
ルベンゼンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）２５ｗｔ％と該ドデ
シルベンゼンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）のモル数に対して
３倍量のモル数とピロールを添加した−５０℃のメタノ
ール溶液０．１５ｍｌをアルミニウムケース（５φ×１
１ｌ）に入れ前記素子を浸漬、含浸させた後２５℃雰囲
気中に２０分間放置して導電性高分子膜の重合を行った
。その後、９０℃１０分の乾燥を行ってから樹脂で封入
しコンデンサとした（図示せず）。
【００１１】実施例２
実施例１においてアルミニウムケースを使用した含浸工
程において真空含浸（減圧下での含浸）を行い、その後
重合をケース内で行い封止してコンデンサを作製した（
図示せず）。
程において真空含浸（減圧下での含浸）を行い、その後
重合をケース内で行い封止してコンデンサを作製した（
図示せず）。
【００１２】実施例３
実施例１と同じ巻回型コンデンサ素子を用い、あらかじ
めドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム５ｗｔ％と
該ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムのモル数に
対して３倍量のモル数とピロールを添加した−５０℃の
アセトニトリル溶液中に浸漬して予備含浸した後、該素
子をアルミニウムケース（５φ×１１ｌ）に挿入しそこ
へ前記溶液を０．２ｍｌ注入してから２５℃雰囲気中に
２０分放置して導電性高分子膜の重合を行った。その後
、９０℃１０分の乾燥を行ってから樹脂で封入しコンデ
ンサとした（図示せず）。
めドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム５ｗｔ％と
該ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムのモル数に
対して３倍量のモル数とピロールを添加した−５０℃の
アセトニトリル溶液中に浸漬して予備含浸した後、該素
子をアルミニウムケース（５φ×１１ｌ）に挿入しそこ
へ前記溶液を０．２ｍｌ注入してから２５℃雰囲気中に
２０分放置して導電性高分子膜の重合を行った。その後
、９０℃１０分の乾燥を行ってから樹脂で封入しコンデ
ンサとした（図示せず）。
【００１３】比較例１
実施例１と同じ巻回型コンデンサ素子を用い、再化成し
てから、ピロール４：パラトルエンスルホン酸テトラエ
チルアンモニウム６：メタノール２の溶液を含浸させた
後、過硫酸アンモニウム２０ｗｔ％、パラトルエンスル
ホン酸テトラエチルアンモニウム１０ｗｔ％を含む水溶
液に１時間浸漬して重合した。重合終了後、９０℃１０
分の乾燥を行ってから金属ケースに封入しコンデンサと
した。
てから、ピロール４：パラトルエンスルホン酸テトラエ
チルアンモニウム６：メタノール２の溶液を含浸させた
後、過硫酸アンモニウム２０ｗｔ％、パラトルエンスル
ホン酸テトラエチルアンモニウム１０ｗｔ％を含む水溶
液に１時間浸漬して重合した。重合終了後、９０℃１０
分の乾燥を行ってから金属ケースに封入しコンデンサと
した。
【００１４】比較例２
実施例１と同じ巻回型コンデンサ素子を用い、再化成し
てから、ピロール４：パラトルエンスルホン酸テトラエ
チルアンモニウム６：メタノール２の溶液を含浸させた
後、陰極リードと陽極リード間に陰極リードが正となる
ように５Ｖの電圧を印加し、１時間の電解重合を行った
。重合終了後、９０℃１０分の乾燥を行ってから金属ケ
ースに封入しコンデンサとした。
てから、ピロール４：パラトルエンスルホン酸テトラエ
チルアンモニウム６：メタノール２の溶液を含浸させた
後、陰極リードと陽極リード間に陰極リードが正となる
ように５Ｖの電圧を印加し、１時間の電解重合を行った
。重合終了後、９０℃１０分の乾燥を行ってから金属ケ
ースに封入しコンデンサとした。
【００１５】以上のようにして作製したコンデンサを８
５℃雰囲気中で１０Ｖ印加し３時間のエージングを行っ
た後、定格電圧を１０Ｖとして諸特性を測定した。その
結果を表１に示す。
５℃雰囲気中で１０Ｖ印加し３時間のエージングを行っ
た後、定格電圧を１０Ｖとして諸特性を測定した。その
結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１から明らかなように、本発明による実
施例は陽極箔のエッチングピット内部まで効果的に導電
性高分子が充填できるため容量出現率が極めて高い。ま
た、高周波におけるＥＳＲも低い値を実現できる。
施例は陽極箔のエッチングピット内部まで効果的に導電
性高分子が充填できるため容量出現率が極めて高い。ま
た、高周波におけるＥＳＲも低い値を実現できる。
【００１８】以上本発明につき好適な実施例をあげて種
々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はない。たとえば、陽極箔は実施例では交流エッチング
による海綿状エッチング構造のものを用いたが、直流エ
ッチングによるトンネル型構造のものも利用できる。陰
極箔としては固体電解コンデンサとしては陰極容量が必
要ないのでエッチングしてあってもエッチングしてなく
ても良い。また、セパレータは陽極箔と陰極箔とを隔離
するためのものであり、実施例では天然繊維のものを使
用したが、合成繊維などを使用することもできる。また
、コンデンサ素子をケース封入するのではなく、直接樹
脂外装することも可能である。本発明実施例において、
外装ケースとしてはアルミニウムを用いたが、合成樹脂
でもポリイミド（常用温度２５０℃）やポリフェニレン
サルファイド（融点２８０℃）といった耐熱性樹脂を利
用することもできる。
々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はない。たとえば、陽極箔は実施例では交流エッチング
による海綿状エッチング構造のものを用いたが、直流エ
ッチングによるトンネル型構造のものも利用できる。陰
極箔としては固体電解コンデンサとしては陰極容量が必
要ないのでエッチングしてあってもエッチングしてなく
ても良い。また、セパレータは陽極箔と陰極箔とを隔離
するためのものであり、実施例では天然繊維のものを使
用したが、合成繊維などを使用することもできる。また
、コンデンサ素子をケース封入するのではなく、直接樹
脂外装することも可能である。本発明実施例において、
外装ケースとしてはアルミニウムを用いたが、合成樹脂
でもポリイミド（常用温度２５０℃）やポリフェニレン
サルファイド（融点２８０℃）といった耐熱性樹脂を利
用することもできる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、アルミニウム乾式電解
コンデンサ用の素子を用いて、安価かつ良好な特性の固
体電解コンデンサを提供することができる。
コンデンサ用の素子を用いて、安価かつ良好な特性の固
体電解コンデンサを提供することができる。
Claims (8)
- 【請求項１】 陽極酸化により酸化皮膜を形成した陽
極箔と、陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデ
ンサ素子への電解質の含浸を最終的に外装ケース内で行
うことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項２】 −３０℃以下に冷却された酸化剤と導
電性高分子単量体とを含む重合溶液を外装ケースに一定
量注入した後、前記巻回型コンデンサ素子を外装ケース
に挿入して含浸し、−２０℃以上の温度下において酸化
重合させることを特徴とする請求項１記載の固体電解コ
ンデンサの製造方法。 - 【請求項３】 前記巻回型コンデンサ素子を外装ケー
スに挿入した後、−３０℃以下に冷却された酸化剤と導
電性高分子単量体とを含む重合溶液を注入して含浸し、
−２０℃以上の温度下において酸化重合させることを特
徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサの製造方法
。 - 【請求項４】 前記巻回型コンデンサ素子を外装ケー
スに挿入する前に、コンデンサ素子をあらかじめ−３０
℃以下に冷却された酸化剤と導電性高分子単量体とを含
む重合溶液に浸漬して予備含浸することを特徴とする請
求項１、２または３記載の固体電解コンデンサの製造方
法。 - 【請求項５】 前記高分子単量体がピロール又はその
誘導体であり、酸化剤が有機スルホン酸、カルボン酸ま
たは有機硫酸化合物の遷移金属塩であることを特徴とす
る請求項１、２、３または４記載の固体電解コンデンサ
の製造方法。 - 【請求項６】 前記重合溶液の含浸を減圧下で行うこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の固
体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５または６記
載の製造方法により製造したことを特徴とする固体電解
コンデンサ。 - 【請求項８】 前記外装ケースが金属または合成樹脂
であることを特徴とする請求項７記載の固体電解コンデ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17750491A JP3332238B2 (ja) | 1991-06-22 | 1991-06-22 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17750491A JP3332238B2 (ja) | 1991-06-22 | 1991-06-22 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04373115A true JPH04373115A (ja) | 1992-12-25 |
| JP3332238B2 JP3332238B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=16032065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17750491A Expired - Lifetime JP3332238B2 (ja) | 1991-06-22 | 1991-06-22 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3332238B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102564559B1 (ko) * | 2023-02-15 | 2023-08-07 | 진동철 | 전해 콘덴서 제조 방법 |
-
1991
- 1991-06-22 JP JP17750491A patent/JP3332238B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102564559B1 (ko) * | 2023-02-15 | 2023-08-07 | 진동철 | 전해 콘덴서 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3332238B2 (ja) | 2002-10-07 |
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