JPH0638386B2 - 電解コンデンサのエージング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電解コンデンサのエージング方法に関す
る。

〔従来の技術〕

例えば、第４図に示すように、電解コンデンサ２は、外
装ケース２１の内部に電解液を含浸させたコンデンサ素
子２２を収容し、その開口部を封口体２３で密封したも
のである。コンデンサ素子２２は、陽極側及び陰極側の
電極箔とともにその間にセパレータを重ね合わせて円筒
状に巻回したものである。そして、陽極側の電極箔に
は、化成によって誘電体酸化皮膜が形成されており、こ
の陽極側の電極箔と陰極側の電極箔との間に実質的な陰
極を成す電解液を介在させることによってコンデンサと
しての機能が得られている。即ち、電解コンデンサ２の
容量及び機能は、誘電体酸化皮膜に大きく依存している
のである。

ところで、陽極側の電極箔における誘電体酸化皮膜は、
アルミニウム等の弁金属で形成された電極用箔に一括し
て化成処理によって形成される。そして、陽極側の電極
箔は製造すべき電解コンデンサ２に対応するコンデンサ
素子２２の長さを持つ幅に裁断された後、巻回工程にお
いて、コンデンサ素子２２に巻回されて切断される。こ
のような工程を塀製造されるコンデンサ素子２２につい
て見ると、裁断及び切断時に誘電体酸化皮膜の破損が生
じ、また、その切断面には誘電体酸化皮膜が形成されて
いない電極箔の地金が露出することになる。さらに、コ
ンデンサ素子２２の巻回工程では、巻回中に陽極側の電
極箔に相当な巻回応力が作用し、これが誘電体酸化皮膜
を棄損する原因になる。

このため、外装ケース２１に封入される前のコンデンサ
素子２２にエージング処理を施すことが行われるととも
に、外装ケース２１にコンデンサ素子２２を封入した完
成品としての電解コンデンサ２に対してエージング処理
が行われている。

このエージング方法には、複数の電解コンデンサ２に対
してエージング用電源装置４を接続し、定電流を供給す
るとともに、時間の経過とともに電圧を徐々に増加させ
て行う方法が取られている。そして、第５図に示すよう
に、第１段階（ステップＳ₁₀）として一定電圧値に電圧
が上昇するまで常温エージング処理を行い、第２段階
（ステップＳ₂₀）で熱間エージング処理を行う二段階の
温度制御を行っているのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、常温エージングでは、誘電体酸化皮膜の破損
部分における漏れ電流が大きく、電解コンデンサ２の端
子電圧Ｖ_Cは緩やかに上昇し、この間の化成作用によっ
て水素ガスの発生が顕著になるとともに、コンデンサ素
子２２が発熱する。このため、電解コンデンサ２に対す
る電流密度を制限しなければならず、エージング処理に
時間を要することになる。そして、この常温エージング
における電解コンデンサ２の内圧上昇、防爆弁２４の膨
れ等、エージング処理途上における不良発生も無視する
ことができないのである。

そこで、この発明は、コンデンサ素子の発熱を抑え、エ
ージング処理時間の短縮を図るとともに、不良発生を抑
制した電解コンデンサのエージング方法の提供を目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、この発明の電解コンデンサのエージング方法は、
常温エージングにおける温度制御がエージングに影響す
るという知見に基づいて成されたものであり、常温エー
ジング処理（ステップＳ₁₀）の後、熱間エージング処理
（ステップＳ₂₀）を行う電解コンデンサ（２）のエージ
ング方法において、エージングすべき電解コンデンサを
冷却しながら常温エージング処理（ステップＳ₁）を行
うようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

このような構成とすれば、常温エージングにおけるコン
デンサ素子の温度上昇が冷却によって緩和される。

周知のように、コンデンサ素子の発熱は、加えた電流密
度に依存するジュール熱に依存するので、その発熱が冷
却によって緩和されれば、その分だけ電流密度を増加で
きることになる。

電流密度を増加すれば、エージング速度が早くなり、エ
ージング処理時間を短縮化することができる。

〔実施例〕

以下、この発明を図面に示した実施例を参照して詳細に
説明する。

第１図は、この発明の電解コンデンサのエージング方法
の一実施例を示す。

この電解コンデンサのエージング方法は、二段階のエー
ジング処理を基礎としており、第１段階（ステップ
Ｓ₁）で冷却を行う常温エージング処理を行い、第２段
階（ステップＳ₂）で熱間エージング処理を行う。そし
て、第１段階の常温エージング処理では、第２図に示す
ように、冷却装置６によってエージングすべき電解コン
デンサ２を収容し、強制的な冷却を行いながらエージン
グ処理を行う。Ｗ₁は冷却風を示す。

そして、第２段階の熱間エージング処理では、第３図に
示すように、第１段階の常温エージング処理を完了した
電解コンデンサ２を加熱装置８に収容し、電解コンデン
サ２の使用最高温度より高い温度に設定してエージング
処理を行う。Ｗ₂は熱風を示す。

このような構成とすれば、第１段階の常温エージング処
理工程では、処理対象である電解コンデンサ２が冷却装
置６によって冷却され、その冷却によりコンデンサ素子
２２の発熱が緩和されることになる。このため、エージ
ング用電源装置４から電解コンデンサ２に供給すべき電
流密度を増加することができる。

このエージング処理によって電解コンデンサ２の端子電
圧Ｖ_Cが所定電圧に上昇した後、第２段階の熱間エージ
ング処理工程に移行する。電解コンデンサ２は、加熱装
置８に移送されて加熱され、必要とされる雰囲気温度下
で熱間エージングが施されることになる。

なお、実施例では、電解コンデンサ２を冷却するために
冷却装置６を用いているが、この冷却装置６に、例えば
冷却用ファン等を用いた強制空冷によって冷却を行うよ
うにしてもよい。

〔実験結果〕

実験には、冷却を伴う常温エージング（本発明例）と、
冷却を伴わない常温エージングを比較例とし、各エージ
ングを施した電解コンデンサ内部の温度上昇、規定電圧
までの到達時間をそれぞれ調べた。

実験では、エージングすべき電解コンデンサをエージン
グ装置内のコンデンサ保持具に外部端子を保持させて固
定し、各保持具を通してエージング用電源装置から電解
コンデンサに直流電流を供給した。そして、この発明に
かかる常温エージングでは、電解コンデンサの本体部分
に冷却ファンで冷却風を常時送るように設定した。ま
た、比較例の電解コンデンサは、治具の周囲を樹脂板で
覆い、通風を遮断するように設定した。このような設定
において、電解コンデンサの発熱温度は、電解コンデン
サの封口部に透孔を形成し、その透孔からコンデンサ素
子の中心部に熱電対を挿入して測定した。

（本発明例１及び比較例１） 電解コンデンサには、本体部の外径寸法として直径18m
m、長さ40mmで、定格電圧350V、定格静電容量47μＦの
ものを使用し、その電解液に比抵抗値が比較的高い（１
ｋΩ／cm・30℃）のものを用いた。そして、エージング
時、430Vの直流電圧（規定電圧）を印加し、最大電流値
を変化させた。

（本発明例２及び比較例２） 電解コンデンサには、本体部の外径寸法として直径16m
m、長さ32mmで、定格電圧350V、定格静電容量47μＦの
ものを使用し、その電解液に比抵抗値が比較的高い（0.
67ｋΩ／cm・30℃）のものを用いた。そして、エージン
グ時、375Vの直流電圧を印加し、最大電流値を変化させ
た。

これら各例の電解コンデンサの最大上昇温度と、規定電
圧までの到達時間を第１表に示す。

この結果から明らかなように、この発明のエージング方
法を用いた電解コンデンサでは、何れも多量の電流を流
しているにも拘わらず、温度上昇が少なく、規定電圧へ
の到達時間も短いことがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、常温エージン
グ処理工程において、処理対象である電解コンデンサを
強制的に冷却するので、エージングによるコンデンサ素
子の発熱が緩和され、その分だけ電流密度を増加させる
ことができ、エージング処理時間の短縮を図ることがで
き、また、電解コンデンサの内圧上昇や防爆弁の膨れ等
の電解コンデンサの不良発生を防止することができ、エ
ージング処理の効率化とともに歩留りを向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電解コンデンサのエージング方法の
一実施例を示すフローチャート、 第２図は第１図に示したこの発明の電解コンデンサのエ
ージング方法に用いるエージング処理装置を示す図、 第３図は第１図に示したこの発明の電解コンデンサのエ
ージング方法に用いるエージング処理装置を示す図、 第４図は従来の電解コンデンサのエージング方法に用い
るエージング処理装置を示す図、 第５図は従来の電解コンデンサのエージング方法を示す
フローチャートである。 ２……電解コンデンサ ２２……コンデンサ素子 ６……冷却装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】常温エージング処理の後、熱間エージング
   処理を行う電解コンデンサのエージング方法において、 エージングすべき電解コンデンサを冷却しながら常温エ
   ージング処理を行うことを特徴とする電解コンデンサの
   エージング方法。