JPH06124859A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

固体電解コンデンサ

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JPH06124859A
JPH06124859A JP30172092A JP30172092A JPH06124859A JP H06124859 A JPH06124859 A JP H06124859A JP 30172092 A JP30172092 A JP 30172092A JP 30172092 A JP30172092 A JP 30172092A JP H06124859 A JPH06124859 A JP H06124859A
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JP
Japan
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film
capacitor element
foil
conductive polymer
capacitor
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Pending
Application number
JP30172092A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Harashima
豊 原島
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Marcon Electronics Co Ltd
Original Assignee
Marcon Electronics Co Ltd
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Publication date
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 巻回形コンデンサ素子を構成する弁作用金属
箔への固体電解質としての導電性高分子膜の均一な形
成。 【構成】 アルミニウム箔1の一表面に線状体3を長さ
方向に蛇行させ配置し、この線状体3を内側にして前記
アルミニウム箔1を巻回し、前記線状体3の存在によっ
てアルミニウム箔1層間に一定の間隔を有するコンデン
サ素子4を形成し、しかる後、このコンデンサ素子4を
再化成し誘電体酸化皮膜の修復を行い、次にこの誘電体
酸化皮膜上に化学重合−電解重合手段を講じ導電性高分
子膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ素子構成を
改良した導電性高分子膜を固体電解質として用いてなる
固体電解コンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】固体電解コンデンサは、通常、アルミニ
ウム,タンタルなどの弁作用金属箔表面に誘電体酸化皮
膜を形成し、この誘電体酸化皮膜上に二酸化マンガン又
はTCNQ錯体からなる有機半導体及び導電体層を順次
形成して構成されているが、二酸化マンガンを固体電解
質として用いた固体電解コンデンサは、製造工程上誘電
体酸化皮膜を損傷しやすいなどの欠点を持ち、一方、T
CNQ錯体を固体電解質として用いた固体電解コンデン
サは、熱安定性に乏しいなどの欠点があった。
【0003】一方、誘電体酸化皮膜の表面に電解重合手
段を講じ、電気伝導度が10s/cmオーダーのピロー
ルなどの複素環式化合物の電解重合膜を形成し、この電
解重合膜を固体電解質とした固体電解コンデンサも提案
されているが、誘電体酸化皮膜は絶縁体であるので、そ
の表面に電解重合膜を形成することは非常に困難であ
り、均一な電解重合膜を形成することができなかった。
とりわけ、陽極箔を巻回した構造のコンデンサ素子にお
いては、渦巻状に密に積層した陽極箔の間に均一な電解
重合膜を形成することは不可能であった。
【0004】そのため、陽極酸化皮膜上に酸化剤を用い
て化学重合を行い化学重合膜としての導電性高分子膜を
形成した陽極箔にセパレータを介して陰極箔とともに巻
回してコンデンサ素子を形成後、電解重合により前記化
学重合膜としての導電性高分子膜上に電解重合膜として
の導電性高分子膜を形成した構造の固体電解コンデンサ
が種々提案されている。
【0005】しかして、このように構成してなる固体電
解コンデンサは静電容量が大きく、温度特性、周波数特
性が優れている特徴を有するが、陽極酸化皮膜上に化学
重合による化学重合膜としての導電性高分子膜を形成し
た後巻回を行うものであるため、その後再化成を行おう
としても陽極酸化皮膜に生じたクラックへの化学重合膜
としての導電性高分子膜の接触により、クラック部の修
復がスムーズに行われず、また、電解重合に際しては、
化学重合膜としての導電性高分子膜表面及び陰極箔表面
の両面から電解重合の成長が生じるので、電解重合膜と
しての導電性高分子膜が不均一となり、漏れ電流が大き
く、損失角の正接(tanδ)が大きいなどの問題があ
った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来技術による導電性高分子膜を固体電解質とした固体電
解コンデンサは、陽極酸化皮膜の修復が困難で、且つ導
電性高分子膜を均一に形成することが困難で諸特性劣化
の原因となっていた。
【0007】本発明は、上記のような課題を解決するた
めに成されたもので、その目的は、コンデンサ素子巻回
時損傷された誘電体酸化皮膜の修復を可能とし、且つ均
一な電解重合膜としての導電性高分子膜の形成を可能と
することによって、小形小容積化を可能にするととも
に、諸特性の優れた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】本発明になる固体電解コ
ンデンサは、弁作用金属箔を巻回し構成したコンデンサ
素子に固体電解質として導電性高分子膜を用いてなる固
体電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の巻回
長さ方向に蛇行状態で線状体が連続して介在されている
ことを特徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明による固体電解コンデンサによれば、導
電性高分子膜が陰極として作用させるものであるため、
陰極箔及びスペーサを必要とせず容積を小さくできるこ
とは元より、コンデンサ素子構成としてコンデンサ素子
の巻回長さ方向に蛇行状態で線状体が連続して介在され
ていることによって、コンデンサ素子を構成する弁作用
金属箔間に一定の間隔が保たれたものとなっているた
め、その後行われる再化成によって巻回工程中に損傷し
た誘電体酸化被膜の修正は完全に行われる。
【0010】また、修復が完全に行われた誘電体酸化皮
膜上に化学重合,電解重合による導電性高分子膜を形成
するもので、且つこの場合コンデンサ素子を構成する弁
作用金属箔間に一定の間隔が保たれる結果、コンデンサ
素子を構成する弁作用金属箔面全てが化学及び電解重合
液に接することができ、コンデンサ素子を構成する弁作
用金属箔全体に均一で緻密な電気伝導度の高い導電性高
分子膜の十分な形成が可能で、tanδ,ESRなどの
電気的特性の安定化、漏れ電流の改善、耐圧の向上等に
大きく貢献する。
【0011】
【実施例】
(実施例A)図1に示すように、エッチングにより表面
を粗面化した厚さ80μm,幅3mm,長さ50mmの
アルミニウム箔1にかしめ付けにより陽極リード2を取
付けた後、公知の方法で化成を行い、誘電体酸化皮膜
(図示せず)を形成する。
【0012】次に、このアルミニウム箔1の一表面に直
径50μmのポリイミド線からなる線状体3を長さ方向
に蛇行させ配置し、この線状体3を内側にして前記アル
ミニウム箔1を巻回し、前記線状体3の存在によってア
ルミニウム箔1層間に一定の間隔を有するコンデンサ素
子4を形成し、しかる後、このコンデンサ素子4を再化
成し誘電体酸化皮膜の修復を行う。
【0013】次に、このコンデンサ素子4を2mol/
lピロール/エタノール溶液に5分間浸漬した後、更に
0.5mol/l過硫酸アンモニウム水溶液に5分間浸
漬して、化学重合を行い化学重合膜としてのポリピロー
ル膜(図示せず)を形成する。
【0014】次に、この化学重合膜としてのポリピロー
ル膜を陽極とし、ピロールモノマー1mol/l及び支
持電解質としてパラトルエンスルホン酸ナトリウム1m
ol/lを含むアセトニトリル溶液中に浸漬し、外部陰
極との間に定電流電解重合(1mA/cm2 ,30mi
n)を行い、前記化学重合膜としてのポリピロール膜上
に電解重合による電解重合膜としてのポリピロール膜を
形成し、次いでコロイダルカーボンに浸漬してカーボン
層(図示せず)を形成し、更に銀ペーストを塗布して導
電性塗膜(図示せず)を形成し、この導電性塗膜の一部
から陰極(図示せず)を取り出し、しかる後ケースに収
納して外装化した定格電圧25V,公称静電容量15μ
Fの固体電解コンデンサを完成した。
【0015】このコンデンサは、陰極箔が不要なので従
来のコンデンサに比べ約2/3の容積となるほか、線状
体3の存在によってコンデンサ素子4を構成するアルミ
ニウム箔1層間に一定の間隔を有するため、コンデンサ
素子形成後行う再化成工程によって誘電体酸化皮膜を修
復しながら、化学重合及び電解重合工程によってアルミ
ニウム箔1全体に均一で緻密な電気伝導度の高い導電性
高分子膜が十分に形成される。
【0016】したがって、tanδ,ESRなどの電気
的特性が安定で良好であり、また、漏れ電流が改善さ
れ、耐圧の向上も見られるなど優れた効果が得られる。
【0017】(比較例B)前記実施例Aと同様に表面を
粗面化した厚さ80μm,幅3mm,長さ50mmのア
ルミニウム箔に陽極リードを取付けた後、誘電体酸化皮
膜を形成した。
【0018】次に、このアルミニウム箔を2mol/l
ピロール/エタノール溶液に5分間浸漬した後、更に
0.5mol/l過硫酸アンモニウム水溶液に5分間浸
漬して、化学重合を行い化学重合膜としてのポリピロー
ル膜を形成する。
【0019】次いで、この箔をセパレータ及び陰極箔と
重ねて巻回してコンデンサ素子を形成し再化成後、前記
化学重合膜としてのポリピロール膜を陽極とし、外部陰
極との間に定電流電解重合(1mA/cm2 ,30mi
n)を行い、前記化学重合膜としてのポリピロール膜上
に電解重合膜としてのポリピロール膜を形成し、次いで
コロイダルカーボンに浸漬してカーボン層を形成し、更
に銀ペーストを塗布して導電性塗膜を形成し、この導電
性塗膜の一部から陰極を取り出し、しかる後、ケースに
収納して外装化した定格電圧25V,公称静電容量15
μFの固体電解コンデンサを完成した。
【0020】このコンデンサは、セパレータ及び陰極箔
を有するので、その容積は、従来のコンデンサと同等で
ある。また、化学重合膜形成後に巻回しているため、こ
の巻回時に生じたクラックに導電性高分子膜が接触し皮
膜の修復がスムーズに行われず、また、電解重合による
導電性高分子膜形成時に化学重合による導電性高分子膜
表面及び陰極箔表面の両面から電解重合膜の成長が生じ
るので、導電性高分子膜が不均一となるばかりでなく、
セパレータの存在により固体電解質層全体としての抵抗
値が大きくなるため、コンデンサに組み立てたとき、漏
れ電流が大きく、tanδ,ESRなどの電気的特性が
悪くなってしまう。
【0021】上記実施例A及び比較例Bの特性を表1に
示す。
【0022】なお、表1中の容積比は、比較例で得られ
たコンデンサの大きさを100として算出した容積比で
ある。また、表中のデータは各100個のサンプルの平
均値であり、( )内はバラツキを示す。
【0023】
【表1】
【0024】なお、弁作用金属としてアルミニウム箔を
用いたものを例示して説明したが、タンタル,ニオブな
どを用いたものに適用できることは勿論である。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、容積比を大幅に小さく
できるとともに、箔間隔を一定に保った巻回素子形成後
完全に修復された酸化皮膜上全体に均一で緻密な電気伝
導度の高い導電性高分子膜が十分形成されるので、ta
nδ,ESRなどの電気的特性は元より、漏れ電流及び
耐圧特性改善に大きく貢献できる固体電解コンデンサを
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る製造途中のコンデンサ
素子の展開斜視図。
【符号の説明】
1 アルミニウム箔 2 陽極リード 3 線状体 4 コンデンサ素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁作用金属箔を巻回し構成したコンデン
    サ素子に固体電解質として導電性高分子膜を用いてなる
    固体電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の巻
    回長さ方向に蛇行状態で線状体が連続して介在されてい
    ることを特徴とする固体電解コンデンサ。
JP30172092A 1992-10-13 1992-10-13 固体電解コンデンサ Pending JPH06124859A (ja)

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JP30172092A JPH06124859A (ja) 1992-10-13 1992-10-13 固体電解コンデンサ

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JP (1) JPH06124859A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5164803A (en) * 1988-12-24 1992-11-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Cmos semiconductor device with an element isolating field shield
CN103779085A (zh) * 2012-10-19 2014-05-07 尼吉康株式会社 固体电解电容器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5164803A (en) * 1988-12-24 1992-11-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Cmos semiconductor device with an element isolating field shield
CN103779085A (zh) * 2012-10-19 2014-05-07 尼吉康株式会社 固体电解电容器
JP2014086716A (ja) * 2012-10-19 2014-05-12 Nichicon Corp 固体電解コンデンサ

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