JPH06181145A

JPH06181145A - 電解コンデンサの製造方法

Info

Publication number: JPH06181145A
Application number: JP4353140A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Sakamoto; 清志坂本
Original assignee: Marcon Electronics Co Ltd
Current assignee: Marcon Electronics Co Ltd
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【目的】コンデンサ素子への有機半導体の含浸性を高
いレベルで均一化し、静電容量や損失等の諸特性を高い
レベルで均一化することが可能な、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を取着して巻回してコンデンサ素
子６を形成する。上部開口型のケース７外部表面に熱可
塑性樹脂８を被覆し、この内部に有機半導体材料を収納
する。ケースを一定温度の熱板上に載置して、加熱溶融
し、有機半導体溶融液９（図３）とする。コンデンサ素
子６に有機半導体溶融液を含浸し、冷却固化１０する。
ケース７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、有
機半導体材料の含浸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き出し端子
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等
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等の有機溶媒にアジピ
ン酸アンモニウム等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おいて
は、市場要求を満足することが不可能である。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、外装ケースに入れて
加熱溶融させた所望のＴＣＮＱ錯体からなる有機半導体
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】そして、ＴＣＮＱ錯体からなる有機半導体
を加熱溶融する方法としては、通常、アルミ等からなる
ケース内にＴＣＮＱ錯体からなる有機半導体を一定量収
納し、このケースを一定温度にした熱板上に載置してケ
ース内の有機半導体を溶融液化する方法が採用されてい
る。この場合、ＴＣＮＱ錯体は、高温中において、比抵
抗が増大する等、電気的特性が悪化するため、素早く高
温履歴を通過させる必要がある。そのため、一般的に
は、ＴＣＮＱ錯体の融点より高い温度、例えば３００℃
に熱板を加熱し、迅速に溶融液化する方法が採られてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の電解コンデンサの製造方法には、次のよう
な欠点があった。すなわち、熱板を使用してケース内の
有機半導体を加熱溶融する方法においては、熱板とケー
スの間に凹凸が存在していたり、ケースに酸化皮膜が生
成している場合に、ケース内の有機半導体の熱伝導特性
にバラツキを生じるため、加熱溶融時間にバラツキを生
じる。この加熱溶融時間のバラツキによって、さらに、
コンデンサ素子への含浸率の不均一を生じ、且つ、必要
な含浸量が得られなくなるため、その結果として、製造
された電解コンデンサの静電容量や損失（ｔａｎδ）、
漏れ電流等のバラツキや低下が生じてしまう結果となっ
ていた。

【０００８】特に、含浸工程において、ケース内の有機
半導体が完全に溶融したことの検知は困難なため、加熱
溶融にかかる時間は一定したものとして設定し、一定時
間加熱されたケース内にコンデンサ素子を収納すること
が多く、この場合には、加熱溶融時間にバラツキを生じ
ると、含浸性に大きく支障をきたすことになる。すなわ
ち、有機半導体が完全に液化していない状態でコンデン
サ素子が収納されてしまう場合や、あるいは逆に、有機
半導体の液化時期を過ぎてもコンデンサ素子が収納され
ない場合があるため、含浸性のバラツキを生じ易く、こ
の結果、製造された電解コンデンサの諸特性のバラツキ
は大きく、また諸特性低下を生じてしまう結果となって
いた。

【０００９】以上のように、従来の電解コンデンサの製
造方法は、コンデンサ素子に対する有機半導体の含浸性
が不均一且つ不十分であり、その結果、静電容量や損
失、漏れ電流等のバラツキや低下を生じるという欠点が
あった。

【００１０】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
半導体の加熱溶融工程を改善することにより、コンデン
サ素子への有機半導体の含浸性を高いレベルで均一化
し、静電容量、損失及び漏れ電流等の諸特性を高いレベ
ルで均一化することが可能な、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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、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、
前記コンデンサ素子をケース内に収納する際に、ケース
外部表面に熱可塑性樹脂の被覆を行い、ケース内部に有
機半導体材料を収納し、続いて、加熱することにより前
記熱可塑性樹脂を軟化すると共に、有機半導体材料を溶
融し、コンデンサ素子に溶融した有機半導体材料を含浸
することを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。すなわち、有機半導体を収納するケースの
外部表面に熱可塑性樹脂を被覆するため、有機半導体の
加熱溶融時には、熱可塑性樹脂が軟化して熱源である熱
板とケースの接触面の凹凸が埋まり、熱板の熱がケース
に均一に伝導し、有機半導体の熱伝導効率を均一化で
き、含浸可能な溶融液化状態に至るまでの加熱溶融時間
を均一化できる。この結果、コンデンサ素子への有機半
導体の含浸性を高いレベルで均一化できるため、完成さ
れた電解コンデンサの静電容量や損失等の諸特性を高い
レベルで均一化できる。

【００１３】

【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、図面を参照して具体的に説
明する。この場合、図１は、本発明の一本実施例によっ
て製造され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
加熱溶融工程を示す模式的断面図である。

【００１４】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、クラフト紙またはマニラ紙等からなるスペ
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
巻回し、コンデンサ素子６を形成する。

【００１５】次に、図３に示すように、例えばアルミニ
ウム等からなる上部開口型のケース７の外部表面を熱可
塑性樹脂８により被覆し、このケース７内にＴＣＮＱ錯
体からなる有機半導体を必要な一定量だけ収納する。続
いて、ケース７を一定温度の熱板上に載置して加熱する
ことにより、ケース７内部の有機半導体が溶融し、有機
半導体溶融液９に変化する。

【００１６】この後、図１に示すように、コンデンサ素
子６を予熱状態でケース７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６に含浸する。十分
な含浸時間の後、有機半導体溶融液９を冷却固化し、固
化状態の有機半導体１０とする。最終的に、ケース７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。

【００１７】以上の工程においては、有機半導体の加熱
溶融時に、有機半導体の収納されたケースが加熱される
ことにより、その周囲に被覆された熱可塑性樹脂が軟化
し、熱板とケースとの間に広がる。これにより、熱板と
ケースの接触面の凹凸が軟化した樹脂により埋まり、熱
板の熱がケースに均一に伝導して、有機半導体の熱伝導
効率を均一化でき、含浸可能な溶融液化状態に至るまで
の加熱溶融時間を均一化できる。この結果、コンデンサ
素子への有機半導体の含浸性を、従来に比べて、高いレ
ベルで均一化できるため、以上の工程にて完成された本
実施例の電解コンデンサの静電容量や損失等の諸特性
を、従来技術にて完成された電解コンデンサに比べて、
格段に高いレベルで均一化できる。

【００１８】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
（従来例Ｂ）を製造した。すなわち、本発明及び従来例
共に、陽極箔と陰極箔の間にスペーサを介在させて、巻
回してコンデンサ素子を形成した。

【００１９】次に、有機半導体材料として、本発明及び
従来例共に、ＴＣＮＱ錯体を用意した。そして、本発明
においては、まず円筒状アルミケースの外部表面を、厚
さ２０μｍのポリアミド樹脂により被覆し、この被覆さ
れた円筒状アルミケースに、コンデンサ素子への含浸に
必要な一定量のＴＣＮＱ錯体を収納した。一方、従来例
においては、被覆されていない円筒状アルミケースを用
意し、前記本発明と同様にコンデンサ素子への含浸に必
要な一定量のＴＣＮＱ錯体を収納した。

【００２０】そして、ヒータを埋設したアルミブロック
（熱板）を加熱し、一定温度とした状態で、この熱板上
に前記各アルミケースを載置して、ケース内の有機半導
体を溶融した。この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、有機半導体溶融液を冷却
固化して、固化状態の有機半導体とし、最終的に、ケー
スの開口部を封口体１３にて密封して定格１６Ｖ−１０
μＦの電解コンデンサを完成した。

【００２１】このようにして完成される本発明の電解コ
ンデンサ（本発明Ａ）と従来技術の電解コンデンサ（従
来例Ｂ）のそれぞれ１００個を試料として、工程中の有
機半導体の溶融時間、及び完成品の静電容量分布、損失
分布、漏れ電流分布を調査した。溶融時間は表１に、静
電容量分布、損失分布は図４乃至図６に示すような結果
が得られた。すなわち、工程中の有機半導体の溶融時間
について、表１から明らかなように、従来例Ｂに比べて
本発明Ａは、短時間で溶融し、しかも溶融時間のばらつ
きが極めて少なくほぼ一定した時間となっている。

【００２２】

【表１】

【００２３】また図４乃至図６から明らかなように、従
来例Ｂに比べて本発明Ａは、静電容量特性、損失特性及
び漏れ電流特性のどれもが、高いレベルで均一化されて
いる。

【００２４】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、ケース外部表面を被覆する熱可塑性樹脂の
種類はポリアミド樹脂のみならず、他の熱可塑性樹脂を
使用することも可能であり、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。

【００２５】さらに、本発明は、前記実施例の定格を有
する電解コンデンサに限定されるものではなく、多種多
様な定格を有する各種の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、有機半導
体材料を収納するケースの外部表面を熱可塑性樹脂によ
り被覆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。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
有機半導体材料の加熱溶融工程において、ケース表面を
熱可塑性樹脂により被覆し、前記ケースに有機半導体材
料を収納して加熱溶融することにより、従来に比べて、
コンデンサ素子への有機半導体の含浸性を高いレベルで
均一化し、静電容量や損失、漏れ電流等の諸特性を高い
レベルで均一化することが可能な、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加熱溶融
工程を示す模式的断面図。

【図４】本発明の製造方法による電解コンデンサ（本発
明Ａ）と従来の製造方法による電解コンデンサ（従来例
Ｂ）における静電容量分布を示す特性図。

【図５】本発明の製造方法による電解コンデンサ（本発
明Ａ）と従来の製造方法による電解コンデンサ（従来例
Ｂ）における損失分布を示す特性図。

【図６】本発明の製造方法による電解コンデンサ（本発
明Ａ）と従来の製造方法による電解コンデンサ（従来例
Ｂ）における漏れ電流分布を示す特性図。

【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…コンデンサ素子７…ケース８…熱可塑性樹脂９…有機半導体溶融液１０…有機半導体１１…封口体

Claims

【特許請求の範囲】

【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ケース内に収納する際に、ケース
外部表面に熱可塑性樹脂の被覆を行い、ケース内部に有
機半導体材料を収納し、続いて、加熱することにより前
記熱可塑性樹脂を軟化すると共に、有機半導体材料を溶
融し、コンデンサ素子に溶融した有機半導体材料を含浸
することを特徴とする電解コンデンサの製造方法。