JPH0590082A - 電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機半導体の巻き止め方法を改善することに
より、作業性が良好で、電解コンデンサの諸特性の向上
に貢献可能な、優れた電解コンデンサの製造方法を提供
する。 【構成】 弁作用金属からなる陽極箔１と陰極箔２間に
スペーサ３を介在すると共に、各電極箔にそれぞれ陽極
端子４及び陰極端子５を取着して巻回する。巻回工程の
最後に、耐熱性樹脂を母材とし、その上に粘着剤を塗布
してなる耐熱樹脂製粘着テープ６を、素子外周に張り付
け、コンデンサ素子７を形成する。有機半導体材料を上
部開口型のケース８内に収納し、加熱溶融して、有機半
導体溶融液９とし、コンデンサ素子７に含浸する。有機
半導体を冷却し、固化状態の有機半導体１０とした後、
ケース８の開口部を封口体１１にて密封する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機半導体材料を含浸
させてなる電解コンデンサの製造方法に係り、特に、コ
ンデンサ素子の巻き止め方法の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、乾式箔形電解コンデンサにおい
ては、高純度アルミニウム箔からなる一対の陽極・陰極
箔に、同じくアルミニウムからなる一対の引出端子を接
続し、前記一対の陽極・陰極箔相互間にスペーサを介在
して巻回してなるコンデンサ素子を使用している。この
ようなコンデンサ素子を使用してなる電解コンデンサと
して、例えば、コンデンサ素子に駆動用電解液を含浸し
てケースに収納し、このケース開口部を密閉するなどの
外装を施してなる電解コンデンサが存在している。

【０００３】しかしながら、上記駆動用電解液として
は、例えば、エチレングリコールなどの有機溶媒にアジ
ピン酸アンモニウムなどの有機カルボン酸塩を使用して
いるため、ｔａｎδ特性改善に限度があり、また、低温
で比抵抗が上がり、低温特性が極度に悪化してしまうた
め、広域温度範囲で使用するには信頼性に欠ける。従っ
て、駆動用電解液を使用してなる電解コンデンサによっ
て市場要求を満足することは不可能である。そのため、
近年では、駆動用電解液に代えて、ＴＣＮＱ錯体からな
る有機半導体を用いた電解コンデンサが種々提案され、
その一部は実用化されている。

【０００４】以上のように、コンデンサ素子にＴＣＮＱ
錯体からなる有機半導体を含浸化する方法としては、一
般に、溶液含浸法、分散含浸法、さらには真空蒸着法が
あるが、ＴＣＮＱ錯体は、多種多様の条件で特性が変化
し、極めて扱い難い物質であるため、使用に当たっては
各種の工夫が講じられている。特に、固体電解質の条件
としては、コンデンサ特性としてのｔａｎδ及び等価直
列抵抗に影響するそれ自体としての抵抗値が小さく、且
つ、広範囲の温度範囲、特に高温下においても、安定し
た比抵抗値があることが重要である。そして、コンデン
サ素子に対するＴＣＮＱ錯体からなる有機半導体の含浸
に際しては、コンデンサ素子内部に一様に必要量浸透さ
せることが要求される。

【０００５】このようなコンデンサ素子へのＴＣＮＱ錯
体からなる有機半導体の含浸方法としては、特許公報や
技術文献によって従来提案されているように、加熱溶融
液化処理が有望視されている。この加熱溶融液化処理の
具体的な方法としては、一般的に、外装ケースに入れ、
加熱溶融させた所望のＴＣＮＱ錯体からなる有機半導体
溶融液に、予め加熱してなるコンデンサ素子を収納し、
この素子を構成する絶縁紙の繊維と電極箔の微細なエッ
チングピットを介して含浸する方法が採用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な、有機半導体材料を含浸してなる電解コンデンサにお
いて、コンデンサ素子を巻回形成する際には、陽極箔及
び陰極箔の間にスペーサを介在して巻回している。そし
て、最終的な巻き止め方法としては、巻き止め材とし
て、ポリビニルアルコール系の接着剤を使用するか、あ
るいは、従来のアルミ電解コンデンサに使用するポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのテープに粘着剤
を塗布してなる粘着テープを使用して巻き止めを行って
いる。

【０００７】しかしながら、巻き止め材として、ポリビ
ニルアルコール系の接着剤を使用した場合には、乾燥工
程を要し、また、自動機械で巻回を行う場合には、定量
の接着剤塗布の必要性や、接着剤による機械の汚染など
によって作業性が低下する欠点がある。また、ポリエチ
レンテレフタレートなどの粘着テープを使用した場合に
は、有機半導体の含浸工程において素子を加熱し、ま
た、高温の有機半導体溶融液中に浸漬する際に、巻回素
子の直径が、加熱前に比べて拡大してしまうなどの不具
合を生じる。これは、ポリエチレンテレフタレートの耐
熱性が低いために、巻き止め用の粘着テープが伸びた
り、又は粘着剤が剥離することによって、素子構成材料
の電極箔の復元力が働き、素子の直径を大きくするもの
である。このように素子の直径が大きくなると、陽極箔
と陰極箔の間隔が大きくなり、等価直列抵抗や損失（ｔ
ａｎδ）などが増大し、有機半導体固体電解コンデンサ
の特徴としての高周波特性が低下するなどの問題があっ
た。

【０００８】以上のように、従来の電解コンデンサの巻
き止め方法は、作業性を悪化させたり、また、素子径を
維持困難であることから、等価直列抵抗や損失の増大、
高周波特性の低下など、諸特性低下の原因となってい
た。

【０００９】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するために提案されたものであり、その目的は、有機
半導体の巻き止め方法を改善することにより、作業性が
良好で、電解コンデンサの諸特性の向上に貢献可能な、
優れた電解コンデンサの製造方法を提供することであ
る。

【００１０】

【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、弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔
間にスペーサを介在して巻回してコンデンサ素子を形成
し、このコンデンサ素子をケース内に収納すると共に、
コンデンサ素子に有機半導体材料を含浸して電解コンデ
ンサを製造する方法において、コンデンサ素子を巻回形
成する際に、巻き止め材として、ポリイミド又はその他
の耐熱性樹脂を母材とし、その上に粘着剤を塗布してな
る耐熱樹脂製粘着テープを使用することを特徴としてい
る。

【００１１】

【作用】以上のような構成を有する本発明の製造方法に
おいては、コンデンサ素子の巻回後、ポリイミドなどの
耐熱性樹脂を母材とした耐熱樹脂製粘着テープを巻き止
め材として使用して巻き止めを行うことにより、巻き止
め時の作業性が良好である。また、耐熱樹脂製粘着テー
プは、有機半導体の含浸工程において素子を加熱する際
に、熱によって伸びることがなく、粘着剤が剥離するこ
とはない。従って、有機半導体の含浸工程において、素
子を加熱し、あるいは、高温の有機半導体溶融液中に素
子を浸漬する際に、電極箔の復元力によって素子の直径
が大きくなることはないため、等価直列抵抗や損失（ｔ
ａｎδ）の増大、あるいは高周波特性の低下などの諸特
性低下を解消できる。

【００１２】

【実施例】以下には、本発明による電解コンデンサの製
造方法の一実施例に関して、図１乃至図３を参照して具
体的に説明する。この場合、図１は、本発明の一実施例
によって製造した電解コンデンサを示す断面図、図２
は、同じ実施例において形成したコンデンサ素子の構造
を示す展開斜視図、図３は、同じ実施例における有機半
導体の含浸工程を示す断面図である。

【００１３】まず、図２に示すように、アルミニウム箔
表面をエッチング液で粗面化し、表面積を拡大した後、
陽極酸化皮膜を生成して陽極箔１を用意する。同様に、
アルミニウム箔表面をエッチング液で粗面化し、表面積
を拡大して陰極箔２を用意する。これらの陽極箔１、陰
極箔２間に、クラフト紙又はマニラ紙などからなるスペ
ーサ３を介在すると共に、陽極箔１及び陰極箔２の任意
の箇所それぞれに陽極端子４及び陰極端子５を取着して
巻回する。そして、巻回工程の最後に、巻き止め材とし
て、ポリイミドを母材とし、その上に粘着剤を塗布して
なるポリイミド製テープ（耐熱樹脂製粘着テープ）６
を、素子外周に張り付け、コンデンサ素子７を形成す
る。

【００１４】次に、図３に示すように、例えば、アルミ
ニウムなどからなる上部開口型のケース８内に、ＴＣＮ
Ｑ錯体からなる有機半導体を必要な一定量だけ収納し、
加熱溶融して、有機半導体溶融液９とする。この後、コ
ンデンサ素子７を予熱状態でケース８内に収納すること
により、有機半導体溶融液９をコンデンサ素子７に含浸
する。そして、十分な含浸時間の後、冷却固化処理を行
い、有機半導体を固化し、図１に示すような、固化状態
の有機半導体１０とする。最終的に、ケース８の開口部
を封口体１１にて密封して電解コンデンサを完成する。

【００１５】以上の工程によって完成した電解コンデン
サにおいては、コンデンサ素子７の巻き止め材として使
用するポリイミド製テープ６の耐熱性が優れているた
め、有機半導体の含浸工程において、コンデンサ素子７
を加熱し、あるいは、高温の有機半導体溶融液中にコン
デンサ素子７を浸漬する際に、ポリイミド製テープ６が
伸びたり、粘着剤が剥離することはない。従って、等価
直列抵抗や損失を低下でき、また、高周波特性を向上で
きる。

【００１６】続いて、実際に前記の工程に基づいて、本
発明の製造方法により電解コンデンサ（本発明品Ａ）を
製造すると共に、従来の製造方法により電解コンデンサ
（従来品Ｂ）を製造した。すなわち、本発明及び従来例
共に、幅５ｍｍ、長さ２５ｍｍの陽極箔と、幅５ｍｍ、
長さ３５ｍｍの陰極箔を使用し、これらの陽極箔・陰極
箔間に、幅６ｍｍのマニラ紙をスペーサとして介在さ
せ、巻回した。そして、本発明の方法においては、巻き
止め材として、幅３ｍｍのポリイミドに粘着剤を塗布し
てなるポリイミド製テープ、例えば、日東電工製「３６
０Ｒ」を使用した。従来の方法においては、巻き止め材
として、幅３ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）製テープを使用した。

【００１７】次に、有機半導体材料として、本発明及び
従来例共に、Ｎ−ｎブチルイソキノリニウムのＴＣＮＱ
錯体を用意した。そして、本発明及び従来例共に、円筒
状のアルミケースを用意し、コンデンサ素子への含浸に
必要な一定量のＴＣＮＱ錯体をそれぞれ収納した。この
状態で、有機半導体を加熱溶融し、有機半導体溶融液中
に、予熱したコンデンサ素子を浸漬し、有機半導体溶融
液を含浸した。そして、十分な含浸時間の後、有機半導
体を冷却固化し、最終的に、本発明及び従来例共に、ケ
ースの開口部を封口体にて密封して、定格１６Ｖ−１０
μＦの電解コンデンサを完成した。

【００１８】このようにして完成した本発明による電解
コンデンサ（本発明品Ａ）と従来技術による電解コンデ
ンサ（従来品Ｂ）における損失分布及び１００ｋＨｚで
の等価直列抵抗の分布を調査した結果、図４及び図５に
示すような結果が得られた。これらの図４及び図５から
明らかなように、いずれの特性においても、従来品Ｂと
比較して、本発明品Ａはバラツキが少く、且つ、レベル
も低くなっており、このことは、本発明による巻き止め
方法が従来に比べて優れていることを実証している。

【００１９】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、耐熱樹脂製粘着テープの母材として使用す
る耐熱性樹脂としては、ポリイミド以外の各種耐熱性樹
脂を使用可能であり、例えば、ＰＥＮ、又はマレイミド
などを使用した場合にも、前記実施例と同様の作用効果
が得られる。さらに、本発明は、前記実施例の寸法及び
定格を有する電解コンデンサに限定されるものではな
く、多種多様な寸法及び定格を有する各種電解コンデン
サに適用可能であり、その場合にも、前記実施例と同様
の優れた作用効果を得られるものである。すなわち、本
発明は、コンデンサ素子の巻き止め方法において、巻き
止め材として、耐熱性樹脂を母材とした耐熱樹脂製粘着
テープを使用することに特徴を有するものであるため、
この特徴を有する製造方法である限り、他の各種工程の
具体的な構成は自由に選択可能であり、これらの他の工
程の構成に拘らず、前記実施例と同様の優れた作用効果
を得られるものである。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
コンデンサ素子の巻き止め方法において、巻き止め材と
して、耐熱性樹脂を母材とした耐熱樹脂製粘着テープを
使用することにより、従来に比べて、作業性が良好で、
電解コンデンサの諸特性の向上に貢献可能な、優れた電
解コンデンサの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う電解コンデンサの製造方法の一実
施例によって製造した電解コンデンサを示す断面図。

【図２】図１の製造方法において形成したコンデンサ素
子の構造を示す展開斜視図。

【図３】図１の製造方法における有機半導体の含浸工程
を示す断面図。

【図４】本発明の製造方法による電解コンデンサ（本発
明品Ａ）と従来の製造方法による電解コンデンサ（従来
品Ｂ）における損失分布を示す特性図。

【図５】本発明の製造方法による電解コンデンサ（本発
明品Ａ）と従来の製造方法による電解コンデンサ（従来
品Ｂ）における等価直列抵抗分布を示す特性図。

【符号の説明】

１…陽極箔 ２…陰極箔 ３…スペーサ ４…陽極端子 ５…陰極端子 ６…ポリイミド製テープ（耐熱樹脂製粘着テープ） ７…コンデンサ素子 ８…ケース ９…有機半導体溶融液 １０…固化状態の有機半導体 １１…封口体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔間に
   スペーサを介在して巻回してコンデンサ素子を形成し、
   このコンデンサ素子をケース内に収納すると共に、コン
   デンサ素子に有機半導体材料を含浸して電解コンデンサ
   を製造する方法において、 前記コンデンサ素子を巻回形成する際に、巻き止め材と
   して、ポリイミド又はその他の耐熱性樹脂を母材とし、
   その上に粘着剤を塗布してなる耐熱樹脂製粘着テープを
   使用することを特徴とする電解コンデンサの製造方法。