JPH0446446B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、固体電解コンデンサの改良に係
り、特に箔状電極を巻回あるいは折り重ねた素子
を用いた固体電解コンデンサに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to improvements in solid electrolytic capacitors, and particularly to solid electrolytic capacitors using elements in which foil electrodes are wound or folded.
従来固体電解コンデンサとしては、タンタル、
アルミニウム等の酸化皮膜形成性の金属表面に陽
極酸化による誘電体酸化皮膜層を形成し、該表面
に二酸化マンガンの固体電解質層を形成し、更に
この表面へ陰極引き出し部となる導電性の金属層
を形成した構造のものがあつた。
Conventional solid electrolytic capacitors include tantalum,
A dielectric oxide film layer is formed by anodic oxidation on the surface of an oxide film-forming metal such as aluminum, a solid electrolyte layer of manganese dioxide is formed on the surface, and a conductive metal layer is further formed on this surface to become a cathode extraction part. There was a structure that formed .
〔発明が解決しようとする課題〕
このような構造に係る固体電解コンデンサの場
合、電解質層は、通常液状の硝酸マンガン中に電
極体を浸漬し、その後焼成処理を行うことで硝酸
マンガンを二酸化マンガンに変成させている。こ
のため形成された電解質層は機械的なストレスに
対しては脆弱で、二酸化マンガン層を形成した後
の電極体を巻回あるいはつづら折りすることは非
常に困難で、表面積の大きな電極体を得ることが
できず、したがつて静電容量の大きい固体電解コ
ンデンサが得られなかつた。[Problems to be Solved by the Invention] In the case of a solid electrolytic capacitor having such a structure, the electrolyte layer is usually formed by immersing the electrode body in liquid manganese nitrate and then performing a firing process to convert the manganese nitrate into manganese dioxide. It is transformed into. For this reason, the formed electrolyte layer is vulnerable to mechanical stress, and it is extremely difficult to wind or twist the electrode body after forming the manganese dioxide layer, making it difficult to obtain an electrode body with a large surface area. Therefore, a solid electrolytic capacitor with a large capacitance could not be obtained.
また、二酸化マンガン層の形成前に電極体を巻
回あるいは折り重ねてから、硝酸マンガン中に浸
漬すれば、この問題は解決することになるが、巻
回あるいは折り重ねられた電極体の隙間に、硝酸
マンガンを十分ゆき渡らせることは容易でなく、
やはり十分な静電容量が得られない。 In addition, this problem can be solved by winding or folding the electrode body before forming the manganese dioxide layer and then immersing it in manganese nitrate. , it is not easy to sufficiently distribute manganese nitrate;
After all, sufficient capacitance cannot be obtained.
そこでこの発明は上記のような欠点を解決する
もので、箔状の電極表面に高い電導性を有するポ
リアセチレンを固体電解質を形成したものを巻回
あるいは折り重ねて、コンデンサ素子を形成し
て、大容量の固体電解コンデンサを実現しようと
するものである。 Therefore, the present invention aims to solve the above-mentioned drawbacks by winding or folding a solid electrolyte made of highly conductive polyacetylene on the surface of a foil-like electrode to form a capacitor element. This is an attempt to realize a solid electrolytic capacitor with high capacity.
ポリアセチレン固体電解質に用いることについ
ては、例えば特願昭58−125461号（特開昭60−
17909号）、特願昭58−129427号（特開昭60−
22311号）などに示されている。 Regarding the use of polyacetylene as a solid electrolyte, for example, Japanese Patent Application No. 125461/1983
17909), Japanese Patent Application No. 129427 (1982)
22311) etc.
この発明の固体電解コンデンサは、粗面化処理
及び陽極酸化処理が施され、その表面に重合生成
したポリアセチレンの導電性薄膜層が形成されて
いる金属箔で、かつその金属箔の一部に陽極側の
電極引出しリード線が電気的に接続されたものを
巻回もしくは折り重ねて形成したコンデンサ素子
と、このコンデンサ素子の外表面を被覆する導電
性樹脂と、この導電性樹脂に電気的に接続された
陰極側電極引出しリード線とを有することを特徴
としている。
The solid electrolytic capacitor of the present invention is a metal foil that has been subjected to surface roughening treatment and anodization treatment, and has a conductive thin film layer of polymerized polyacetylene formed on its surface, and a part of the metal foil has an anode. A capacitor element formed by winding or folding the side electrode lead wire electrically connected to it, a conductive resin covering the outer surface of this capacitor element, and an electrical connection to this conductive resin. It is characterized by having a cathode side electrode extraction lead wire.
この発明で金属箔すなわち陽極側電極は、アル
ミニウム、タンタルなどの酸化皮膜形成性の金属
箔からなる。この金属箔はまず表面の面積拡大の
ために粗面化処理が施される。この処理は通常電
気化学的エツチングが用いられるが、他に化学エ
ツチングあるいは物理的な粗面化処理やこれらの
方法の併用であつてもよい。 In this invention, the metal foil, ie, the anode side electrode, is made of an oxide film-forming metal foil such as aluminum or tantalum. This metal foil is first subjected to a roughening treatment to increase its surface area. Electrochemical etching is usually used for this treatment, but chemical etching, physical surface roughening treatment, or a combination of these methods may also be used.
次にこの金属箔の表面には誘導体層となる絶縁
性の酸化皮膜層が形成される。この酸化皮膜層は
通常陽極酸化法によつて、被処理金属箔を陽極と
して電解液中で通電することで、誘電体酸化皮膜
層が形成される。 Next, an insulating oxide film layer serving as a dielectric layer is formed on the surface of this metal foil. This oxide film layer is usually formed by an anodic oxidation method, by applying electricity in an electrolytic solution using the metal foil to be treated as an anode, thereby forming a dielectric oxide film layer.
この発明では固体電解質にポリアセチレンを用
いる。アセチレンをトリエチルアルミニウ、テト
ラブトキシチタンなどのチグラー系触媒の存在下
で重合してポリアセチレンが生成される。そして
重合生成されたポリアセチレンに、電子受容体あ
るいは電子供与体をドープすることによつて、十
分な電導度が得られる。 In this invention, polyacetylene is used as the solid electrolyte. Polyacetylene is produced by polymerizing acetylene in the presence of a Ziegler catalyst such as triethylaluminum or tetrabutoxytitanium. Sufficient electrical conductivity can be obtained by doping the polymerized polyacetylene with an electron acceptor or an electron donor.
ポリアセチレンにドープされる電子受容体に
は、ヨードガス（I2）、ハロゲンガス（Br2，IBr）
や、ルイス酸（AsF5，PF6，BF4）あるいはプロ
トン酸（HCl，H2SO4，HClO4）等がある。また
電子供与体には、アルカリ金属（Na，Ｋ）等を
使用することができる。 Electron acceptors doped into polyacetylene include iodine gas (I 2 ) and halogen gas (Br 2 , IBr).
, Lewis acids (AsF 5 , PF 6 , BF 4 ), and protonic acids (HCl, H 2 SO 4 , HClO 4 ). Moreover, alkali metals (Na, K), etc. can be used as electron donors.
第２図ａおよびｂはこの発明による、電極体の
構造の概念と、ポリアセチレン薄膜の形成状態を
説明する概念図である。アルミニウ、タンタルな
ど皮膜形成可能な金属からなる電極箔１の表面に
は、第２図ａに示すようにエツチング等の粗面化
処理により凹凸面２が形成されている。この凹凸
面２の上面には、陽極酸化処理が施されて絶縁性
の誘電体酸化皮膜層３が形成されている。 FIGS. 2a and 2b are conceptual diagrams illustrating the concept of the structure of the electrode body and the state of formation of the polyacetylene thin film according to the present invention. As shown in FIG. 2a, an uneven surface 2 is formed on the surface of an electrode foil 1 made of a metal capable of forming a film, such as aluminum or tantalum, by roughening treatment such as etching. An insulating dielectric oxide film layer 3 is formed on the upper surface of the uneven surface 2 by anodizing.
この電極箔１の表面に、まずトリエチルアルミ
ニウム、テトラブトキシチタン等からなるチグラ
ー系触媒を付着させる。付着の手段は触媒をトル
エン、ベンゼン、ヘキサンなどの溶媒中に溶解し
た溶液中に浸漬することや、この溶液を塗布こと
でおこなえばよい。 First, a Ziegler catalyst made of triethylaluminum, tetrabutoxytitanium, etc. is adhered to the surface of this electrode foil 1. The attachment may be carried out by immersing the catalyst in a solution of a solvent such as toluene, benzene, hexane or the like, or by coating this solution.
そして第２図ｂに示すように、真空チエンバー
４の中に電極箔１を載置し、真空チエンバー４の
中にアセチレンガスを注入して、前記の触媒層を
介して電極箔１の表面にポリアセチレン層５が形
成される。このアセチレンの重合処理の後、アセ
チレンガスを排気し、次いでドーピング処理によ
り、電導度を向上させ所望の電導度を得る。 Then, as shown in FIG. 2b, the electrode foil 1 is placed in the vacuum chamber 4, and acetylene gas is injected into the vacuum chamber 4 to reach the surface of the electrode foil 1 through the catalyst layer. A polyacetylene layer 5 is formed. After this acetylene polymerization treatment, the acetylene gas is evacuated, and then a doping treatment is performed to improve the conductivity and obtain the desired conductivity.
ポリアセチレンは、粗面化された金属箔表面の
微細な凹凸に密着して薄膜が形成できる。特にア
セチレンガスを電極体の表面で重合させること
で、粗面化された微細孔内部へもポリアセチレン
層を形成させることができる。
Polyacetylene can form a thin film by adhering closely to the fine irregularities on the roughened surface of the metal foil. In particular, by polymerizing acetylene gas on the surface of the electrode body, a polyacetylene layer can be formed even inside the roughened micropores.
また、従来の電解コンデンサの液状電解質であ
るエチレングリコールにアジピン酸や、そのアン
モニウム塩を溶解させた電解液等に比較して、約
105倍もの導電性を有しており、陰極側電極は対
抗して配置せずとも十分な電気特性が得られるこ
とで、コンデンサ素子の外面に陰極引出しのため
の導電樹脂層を形成するのみでよい。 In addition, compared to electrolytes such as those in which adipic acid or its ammonium salt is dissolved in ethylene glycol, which is the liquid electrolyte used in conventional electrolytic capacitors,
It has 10 5 times more conductivity, and sufficient electrical characteristics can be obtained without placing the cathode side electrodes in opposition, so only a conductive resin layer is formed on the outer surface of the capacitor element to draw out the cathode. That's fine.
次にこの発明の固体電解コンデンサを実施例に
基づいて説明する。
Next, the solid electrolytic capacitor of the present invention will be explained based on examples.
第１図はこの発明による固体電解コンデンサを
あらわした正面断面図である。前記したように、
ポリアセチレンの薄膜層が表面に形成されている
電極箔の一部には、陽極側電極引出し用のリード
線９がステツチ接続、超音波溶接等の手段により
電気的に接続されている。この電極箔を巻回し
て、コンデンサ素子６を形成する。このときポリ
アセチレンの薄膜層は、巻回巻軸の中心側、側面
側のいずれに配置してもよい。またポリアセチレ
ン層が電極箔の両面で形成されていてもよい。 FIG. 1 is a front sectional view showing a solid electrolytic capacitor according to the present invention. As mentioned above,
A lead wire 9 for drawing out the anode side electrode is electrically connected to a portion of the electrode foil on which a thin film layer of polyacetylene is formed by stitch connection, ultrasonic welding, or the like. This electrode foil is wound to form a capacitor element 6. At this time, the polyacetylene thin film layer may be placed on either the center side or the side surface side of the winding shaft. Further, polyacetylene layers may be formed on both sides of the electrode foil.
次いで前記コンデンサ素子６を導電性樹脂７で
被覆した後、この導電性樹脂７の一部に、陰極側
の電極引出し用リード１０を半田付け等の手段１
１により電気的に接続する。このとき導電性樹脂
７は、陽極側電極引出し用リード線９の導出部を
被覆しないでおくことで陽極側との短絡が防止で
きる。その後、外装樹脂８を被覆して固体電解コ
ンデンサを完成させる。 Next, after covering the capacitor element 6 with a conductive resin 7, a cathode-side electrode lead 10 is attached to a part of the conductive resin 7 by means 1 such as soldering.
1 to electrically connect. At this time, the electrically conductive resin 7 does not cover the lead-out portion of the lead wire 9 for drawing out the anode side electrode, thereby preventing a short circuit with the anode side. Thereafter, the solid electrolytic capacitor is completed by covering with an exterior resin 8.
第３図は、この発明による別の実施例を示した
正面断面図である。 FIG. 3 is a front sectional view showing another embodiment according to the invention.
この実施例の場合、電極箔を巻回して形成した
コンデンサ素子６は、底面部に陰極側の外部引出
しリード線１２が溶接等の手段１６により接続し
ているアルミニウム等からなる有底筒状の外装ケ
ース１７に収納されている。この実施例でのコン
デンサ素子６は、外装ケース１７内に充填した導
電性樹脂１３で被覆されている。更に前記外装ケ
ース１７の開口部は、弾性ゴム、弾性樹脂等の封
口部材１４が装着されており、前記外装ケース１
７の上端面は加締等の手段により封止されてい
る。 In the case of this embodiment, the capacitor element 6 formed by winding electrode foil is a bottomed cylindrical body made of aluminum or the like, to which an external lead wire 12 on the cathode side is connected by means 16 such as welding. It is housed in an exterior case 17. The capacitor element 6 in this embodiment is covered with a conductive resin 13 filled in an outer case 17. Furthermore, the opening of the exterior case 17 is fitted with a sealing member 14 made of elastic rubber, elastic resin, etc.
The upper end surface of 7 is sealed by means such as caulking.
この実施例の場合、陰極側の電極引出しリード
線１２を予め外装ケース１７に溶接等の手段１６
によつて電気的に接続することが可能となり、前
記第１の実施例のように、導電性樹脂７に直接リ
ード線を接続する複雑な工程を簡略にすることが
できるので、製造工程の簡略化および歩留りの向
上を図ることが容易となる。 In this embodiment, the electrode lead wire 12 on the cathode side is welded to the exterior case 17 in advance.
This makes it possible to electrically connect, and as in the first embodiment, the complicated process of directly connecting the lead wire to the conductive resin 7 can be simplified, which simplifies the manufacturing process. This makes it easy to improve production efficiency and yield.
第４図は、この発明の第３の実施例を示した正
面断面図である。 FIG. 4 is a front sectional view showing a third embodiment of the invention.
この実施例の場合、コンデンサ素子６は第１の
実施例と同様に、導電性樹脂１８によつて被覆さ
れており、その外層面には外装樹脂１９が被覆さ
れている。陰極側の電極引出しリード線２０は、
前記導電性樹脂１８の側面部に、半田付け等の手
段２１により、電気的に接続しているとともに、
前記コンデンサ素子６の側面部を迂回するように
折曲されており、コンデンサ素子６から導出した
陽極側の電極引出しリード線１２と平行に位置し
ている。 In this embodiment, the capacitor element 6 is covered with a conductive resin 18 as in the first embodiment, and its outer layer surface is covered with an exterior resin 19. The electrode lead wire 20 on the cathode side is
It is electrically connected to the side surface of the conductive resin 18 by means 21 such as soldering, and
It is bent so as to bypass the side surface of the capacitor element 6, and is located parallel to the electrode lead wire 12 on the anode side led out from the capacitor element 6.
この実施例の場合、陰極側の電極引出しリード
線２０の引出し構造が複雑であり、製造工程も煩
雑であるが、リード線同一方向型の固体電解コン
デンサを提供することができる。 In the case of this embodiment, although the structure of the electrode lead wire 20 on the cathode side is complicated and the manufacturing process is also complicated, it is possible to provide a solid electrolytic capacitor in which the lead wires are oriented in the same direction.
以上のようにこの発明は、粗面化処理及び陽極
酸化処理が施された金属箔の表面に、表面上で重
合生成したポリアセチレンの導電性薄膜層が形成
されている電極箔を巻回もしくは折り重ねて素子
を形成し、更にこの素子の外面を導電性樹脂で被
覆し、導電性樹脂を介して陰極側電極リード線と
電気的に接続しているので、粗面化された電極箔
表面と固体電解質層との密着が確実におこなわ
れ、単位面積あたりの静電容量値を高めることが
できる。
As described above, in the present invention, an electrode foil having a conductive thin film layer of polyacetylene polymerized on the surface of the metal foil that has been subjected to a roughening treatment and an anodizing treatment is wound or folded. The elements are stacked one on top of the other, and the outer surface of this element is coated with conductive resin, and it is electrically connected to the cathode electrode lead wire through the conductive resin, so that the roughened electrode foil surface and Adhesion with the solid electrolyte layer is ensured, and the capacitance value per unit area can be increased.
また陰極側電極を実質的に使用しないので、コ
ンデンサ素子に占める陰極側電極の体積分を減少
することができ、この部分だけ静電容量値を高め
ることができる。しかも、通常の電解コンデンサ
のように陰極側電極に形成される静電容量との合
成容量による静電容量の減少もなく、小形で大容
量の固体電解コンデンサを得ることができる。 Further, since the cathode side electrode is not substantially used, the volume of the cathode side electrode occupied in the capacitor element can be reduced, and the capacitance value can be increased only in this portion. Moreover, there is no decrease in capacitance due to the combined capacitance with the capacitance formed on the cathode side, unlike in ordinary electrolytic capacitors, and a small, large-capacity solid electrolytic capacitor can be obtained.
更に、この発明の固体電解質は、高い導電性を
有するので、損失やインピーダンスなどの電気的
特性も向上させることができる。 Furthermore, since the solid electrolyte of the present invention has high conductivity, electrical properties such as loss and impedance can also be improved.
第１図、第３図および第４図はこの発明の固体
電解コンデンサの実施例を示す正面断面図であ
る。第２図ａおよび第２図ｂは、この発明で使用
する電極箔および固体電解質の形成過程を説明す
る概念図である。なお、共通する部品、部分につ
いては共通の符号を付してある。
１…電極箔、２…凹凸面、３…誘電体酸化皮
膜、４…チエンバー、５…ポリアセチレン層、６
…コンデンサ素子、８，１９…外装樹脂、９…陽
極側電極引出しリード線、１０，１５，２０…陰
極側電極引出しリード線、１１，２１…半田付
け、１４…封口部材、１６…溶接部、１７…外装
ケース。
1, 3 and 4 are front sectional views showing embodiments of the solid electrolytic capacitor of the present invention. FIGS. 2a and 2b are conceptual diagrams illustrating the process of forming the electrode foil and solid electrolyte used in the present invention. Note that common parts and portions are given common reference numerals. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electrode foil, 2... Uneven surface, 3... Dielectric oxide film, 4... Chamber, 5... Polyacetylene layer, 6
... Capacitor element, 8, 19... Exterior resin, 9... Anode side electrode lead wire, 10, 15, 20... Cathode side electrode draw lead wire, 11, 21... Soldering, 14... Sealing member, 16... Welding part, 17...Exterior case.
Claims (1)
表面に重合生成したポリアセチレンの導電性薄膜
層が形成されている金属箔で、かつその金属箔の
一部に陽極側の電極引出しリード線が電気的に接
続されたものを巻回もしくは折り重ねて形成した
コンデンサ素子と、このコンデンサ素子の外表面
を被覆する導電性樹脂と、この導電性樹脂に電気
的に接続された陰極側電極引出しリード線とを有
することを特徴とする固体電解コンデンサ。1 A metal foil that has been subjected to surface roughening treatment and anodization treatment, and has a conductive thin film layer of polymerized polyacetylene formed on its surface, and a part of the metal foil has an electrode lead wire on the anode side. A capacitor element formed by winding or folding electrically connected parts, a conductive resin covering the outer surface of this capacitor element, and a cathode side electrode lead electrically connected to this conductive resin. A solid electrolytic capacitor characterized by having a wire.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13079984A JPS6110230A (en) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | Solid electrolytic condenser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13079984A JPS6110230A (en) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | Solid electrolytic condenser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6110230A JPS6110230A (en) | 1986-01-17 |
| JPH0446446B2 true JPH0446446B2 (en) | 1992-07-30 |
Family
ID=15042974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13079984A Granted JPS6110230A (en) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | Solid electrolytic condenser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6110230A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68925437T2 (en) * | 1988-05-20 | 1996-08-14 | Mitsubishi Chem Corp | Method of manufacturing an electrode for a solid electrolytic capacitor |
| JP2510998Y2 (en) * | 1991-12-21 | 1996-09-18 | 浩 藤崎 | Pin file |
| CN103310983B (en) * | 2013-05-08 | 2016-08-03 | 佛山市三水日明电子有限公司 | A kind of polymer solid aluminum electrolytic capacitor and manufacture method thereof |
| CN103280320B (en) * | 2013-05-08 | 2016-05-11 | 佛山市三水日明电子有限公司 | Polymer solids aluminium electrolutic capacitor and manufacture method thereof |
-
1984
- 1984-06-25 JP JP13079984A patent/JPS6110230A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6110230A (en) | 1986-01-17 |
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