JPH0750230A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

固体電解コンデンサの製造方法

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JPH0750230A
JPH0750230A JP6021269A JP2126994A JPH0750230A JP H0750230 A JPH0750230 A JP H0750230A JP 6021269 A JP6021269 A JP 6021269A JP 2126994 A JP2126994 A JP 2126994A JP H0750230 A JPH0750230 A JP H0750230A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 TCNQ塩を電解質として用い、樹脂封口し
た固体電解コンデンサにおいて、樹脂とTCNQ塩との
反応に起因する漏れ電流の増大やショ−ト不良の問題を
解決する。 【構成】 TCNQ塩を含浸したコンデンサ素子を筒状
ケースの底部に収納し、該ケ−スの開口部側から後で注
入する第2の樹脂に比べてTCNQ塩と反応しにくい材
料からなる第1の樹脂を注入して前記コンデンサ素子及
びTCNQ塩を被覆する第1の樹脂層を形成し、さらに
その上に前記第1の樹脂に比べて耐湿性に優れた材料か
らなる第2の樹脂を注入して前記第1の樹脂層に比べて
厚い第2の樹脂層を形成することにより、前記ケースの
開口部を封止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機半導体の一種であ
るTCNQ塩を電解質として用いた固体電解コンデンサ
に関する。
【0002】
【従来の技術】有機半導体の一種であるTCNQ塩を電
解質として用いた固体電解コンデンサは、特公昭62−
52939号公報(H01G 9/02)に開示されて
いる。ここでTCNQとは、7,7,8,8テトラシアノ
キノジメタンを意味する。
【0003】上記従来技術においては、TCNQ塩の粉
末を熱伝導性に優れたケ−ス(アルミニウム製ケース)
に装填し、これを250〜300℃に昇温して融解液化
し、予熱しておいたコンデンサ素子を融解液化したTC
NQ塩中に浸漬した後、急冷却し、ケ−スの開口部にエ
ポキシ系樹脂を充填し、85〜105℃に昇温して長時
間保持することによりエポキシ系樹脂を硬化させ、図5
に示すような断面構造を有する固体電解コンデンサを製
造していた。図5において、(1)はコンデンサ素子、(2)
はTCNQ塩、(3)はケ−ス、(4)はエポキシ系樹脂、
(5)はリ−ドボス、(6)は陽極リ−ド線、(7)は陰極リー
ド線である。
【0004】このような従来の固体電解コンデンサにお
いては、エポキシ系樹脂を硬化するための加熱時やプリ
ント基板等に半田付けするための加熱時に、エポキシ系
樹脂(4)とTCNQ塩(2)とが反応してTCNQ塩の固体
電解質としての特性が劣化するばかりでなく、前記反応
に起因してコンデンサ素子(1)の陽極に形成された酸化
被膜も弱体化し、高電圧印加時に漏れ電流が増大した
り、極端な場合にはショ−トに至ることがあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の固体
電解コンデンサにおける上述のような問題点、すなわち
エポキシ系樹脂とTCNQ塩との反応に起因する漏れ電
流の増大やショ−ト不良の問題を解決するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による固体電解コ
ンデンサの製造方法は、陽極箔と陰極箔とをセパレ−タ
を介して巻回したコンデンサ素子を準備する工程と、T
CNQ塩の粉末を有底筒状のケ−スに装填し、融点以上
の温度に加熱して融解液化する工程と、融解液化したT
CNQ塩に前記コンデンサ素子を浸漬した後、急冷却
し、コンデンサ素子に含浸したTCNQ塩を固化すると
ともに該コンデンサ素子を前記ケ−スの底部に固定する
工程と、該ケ−スの開口部側から、後で注入する第2の
樹脂に比べてTCNQ塩と反応しにくい材料(例えば変
性アクリレ−ト系樹脂、シアノアクリレ−ト系樹脂、ナ
イロン樹脂等)からなる第1の樹脂を注入して、前記コ
ンデンサ素子及びTCNQ塩を被覆する第1の樹脂層を
形成する工程と、さらにその上に、前記第1の樹脂に比
べて耐湿性に優れた材料(例えばエポキシ系樹脂等)か
らなる第2の樹脂を注入して前記第1の樹脂層に比べて
厚い第2の樹脂層を形成することにより、前記ケースの
開口部を封止する工程とを備えることを特徴とするもの
である。
【0007】
【作用】上記本発明の製造方法によれば、第2の樹脂層
がケースの開口部に十分に厚く形成されることによって
固体電解コンデンサとしての耐湿性が確保され、TCN
Q塩を含浸したコンデンサ素子と第2の樹脂層との間に
第1の樹脂層が介在することによってTCNQ塩と第2
の樹脂層との反応が阻止される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。尚、従来技術による構成と同一の個所
には同一の符号を付して説明を省略する。
【0009】図1は本発明第1実施例による固体電解コ
ンデンサの断面図である。この固体電解コンデンサは、
以下に述べるような工程を経て製造される。
【0010】すなわち、先ずエッチング処理、化成処理
を行なったアルミニウム箔を陽極箔とし、対向陰極箔と
の間にセパレ−タを挟んで円筒状に巻き取り、コンデン
サ素子(1)を形成する。
【0011】次にTCNQ塩(2)、例えばN-n-ブチル
イソキノリニウムのTCNQ塩((N-n-ブチルイソキ
ノリニウム)+(TCNQ)-(TCNQ))の粉末を有
底筒状のケ−ス(3)に装填し、融点(210〜230
℃)以上の温度、例えば290〜300℃の温度で融解
液化する。
【0012】そして融解液化したTCNQ塩(2)に前記
コンデンサ素子(1)を浸漬した後、急冷却し、コンデン
サ素子に含浸したTCNQ塩を固化するとともに該コン
デンサ素子をケ−ス(3)の底部に固定する。尚、TCN
Q塩(2)を融解液化後冷却固化するまでの時間は約4分
以内にする必要があり、この時間を越えるとTCNQ塩
は電気的絶縁物となってしまう。
【0013】次にケ−ス(3)の開口部側から第1の樹脂
層となる変性アクリレ−ト系樹脂(8)(例えば高圧ガス
工業株式会社製商品名「ベガロツク」、品番9073)
を注入して、コンデンサ素子(1)及びTCNQ塩(2)を被
覆する。尚、上記変性アクリレ−ト系樹脂(8)は室温
(20℃〜30℃)で2時間程度放置することにより硬
化するものである。
【0014】さらにその上に第2の樹脂層となるエポキ
シ系樹脂(4)(例えば田辺化学工業株式会社製商品名
「エピコ−トン」)を注入し、該エポキシ系樹脂(4)を
85℃で2時間の硬化条件による一次硬化と105℃で
15時間の硬化条件による二次硬化を経て硬化させ、ケ
ースの開口部(3a)を封止する。
【0015】こうして完成した本発明第1実施例による
固体電解コンデンサと、従来の固体電解コンデンサの初
期特性の20℃における比較を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】表1において、(A),(B)は定格電圧25
V, 容量3.3μF、(C),(D)は定格電圧35V,容量
4.7μFのコンデンサで、(A),(C)は前述した本発
明第1実施例(図1)の構造、(B),(D)は前述した従
来例(図5)の構造である。尚、Cap.は120Hz
における静電容量、tanδは120Hzにおける誘電
正接、LCは定格電圧印加15秒後の漏れ電流(μA)
とその歩留り(%)、ESRは100kHzにおける等
価直列抵抗を示すものである。また数値はLCを除き、
いずれも各10個の平均値である。LCについては規格
内の良品10個の平均値を示し、歩留りは試料50個中
の歩留りを示しているが、各機種のLC規格は定格25
V,3.3μFの場合は1.6μA以下、定格35V,
4.7μFの場合は3.3μA以下である。
【0018】表1からわかるように、本発明品は従来品
に比べて漏れ電流に関する歩留まりが著しく改善され、
良品のみについて比較しても漏れ電流の平均値が小さく
なっている。
【0019】図2は本発明第2実施例による固体電解コ
ンデンサの断面図である。この固体電解コンデンサにお
いては、コンデンサ素子(1)にTCNQ塩(2)を含浸させ
てケ−ス(3)の底部に固定した後、ケースの開口部側か
ら第1の樹脂層となるシアノアクリレ−ト系樹脂(9)
(例えば2−シアノアクリレ−トモノマ−、東亜合成化
学工業株式会社製商品名「アロンアルファ」、セメダイ
ン株式会社製商品名「セメダイン3000ゴ−ルド」
等)を0.03〜0.2cc滴下してコンデンサ素子
(1)及びTCNQ塩(2)の表面を完全に被覆し、さらにそ
の上に第2の樹脂層となるエポキシ系樹脂(4)を注入し
てケースの開口部(3a)を封止する。
【0020】ここで、上記シアノアクリレ−ト系樹脂
(9)の滴下量はコンデンサ素子(1)の外径にほぼ比例し、
上記2−シアノアクレリ−トモノマ−の硬化(2−シア
ノアクリレ−トモノマ−の重合による2−シアノアクリ
レ−トポリマ−の形成)は室温(20℃〜30℃)で約
12時間放置することにより完了する。
【0021】こうして完成した本発明第2実施例による
固体電解コンデンサと、従来の固体電解コンデンサの初
期特性の20℃における比較を表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】表2において、(E),(F)は定格電圧25
V,容量1μF、(G),(H)は定格電圧25V,容量10
μF、(I),(J)は定格電圧25V,容量10μF、
(K),(L)は定格電圧35V,容量4.7μF、(M),
(N)は定格電圧35V,容量2.2μFのコンデンサで
ある。また、(E),(G),(I),(K),(M)は前述した本発
明第2実施例(図2)の構造、(F),(H),(J),(L),
(N)は前述した従来例(図5)の構造である。さらに、
(E)は前述した東亜合成化学工業株式会社製「アロンア
ルファ」、(G)は同社製「アロンアルファ201」、
(I)はセメダイン株式会社製「セメダイン3000ゴ−
ルド」、(K)は同社製「セメダイン3000マルチ」、
(M)は同社製「セメダイン木工用3000」をシアノア
クリレ−ト系樹脂(9)として使用したものである。
【0024】尚、各特性値の説明は前述した表1のもの
と同様であるから省略するが、LCは表1の場合と異な
り定格電圧印加30秒後の値(μA)と歩留り(%)を
示している。また数値はLCを除き、いずれも各20個
の平均値である。LCについては規格内の良品20個の
平均値を示し、歩留りは試料各100個中の歩留りを示
しているが、各機種のLC規格は定格25V,1μFの
場合は0.25μA以下、定格25V,10μFの場合
は2.5μA以下、定格35V,4.7μFの場合は
1.6μA以下、定格35V,2.2μFの場合は0.
77μA以下である。
【0025】表2からわかるように、本発明品は従来品
に比べて漏れ電流に関する歩留まりが著しく改善されて
いる。
【0026】図3は本発明第3実施例による固体電解コ
ンデンサの断面図である。この固体電解コンデンサにお
いては、コンデンサ素子(1)にTCNQ塩(2)を含浸させ
てケ−ス(3)の底部に固定した後、該コンデンサ素子(1)
及びTCNQ塩(2)を第1の樹脂層となるナイロン樹脂
(10)(例えばゼネラル通商株式会社製商品名「ナイコ−
トMT-25」)にて被覆し、さらにその上に第2の樹
脂層となるエポキシ系樹脂(4)を注入してケースの開口
部(3a)を封止する。ここで上記ナイロン樹脂(10)は、低
級アルコ−ルを主溶剤とした液体ナイロン樹脂をケース
の開口部(3a)にまで充填した後、室温(20℃〜30
℃)で1〜8時間程度(素子の外径にほぼ比例)放置し
て液体ナイロン樹脂中の溶剤を蒸発させることにより、
コンデンサ素子(1)及びTCNQ塩(2)の上に厚さ1mm
以下の皮膜として形成される。
【0027】こうして完成した本発明第3実施例による
固体電解コンデンサと、従来の固体電解コンデンサと、
前記本発明第1実施例による固体電解コンデンサのリフ
ロ−式半田付け装置による半田付け前後における各特性
の比較を表3に示す。
【0028】
【表3】
【0029】表3において、(O),(P),(Q)は、定格電
圧25V,容量1μFのコンデンサで、(O)は前述した
本発明第3実施例(図3)の構造、(P)は前述した従来
例(図5)の構造、(Q)は前述した本発明第1実施例
(図1)の構造である。尚、Cap.は120Hzにお
ける静電容量、tanδは120Hzにおける誘電正
接、LCは漏れ電流のデ−タで定格電圧印加15秒後の
値を示し、ESRは100kHzにおける等価直列抵抗
を示すものである。また数値は、いずれも各10個の平
均値である。
【0030】表3からわかるように、半田付け前の漏れ
電流は規格内の良品ばかりを選別しているので本発明品
と従来品でほとんど差がないが、半田付け後の漏れ電流
は本発明品の方が従来品に比べて極めて小さくなってい
る。
【0031】一方、表4は本発明品と従来品のプレッシ
ャ−クッカ−試験(条件:120℃,2atm,32時
間)による耐湿特性の比較を示すものである。
【0032】
【表4】
【0033】表4において、(R),(S),(T)は、定格電
圧25V,容量1μFのコンデンサで、(R)は前述した
本発明第3実施例(図3)の構造、(S)は前述した従来
例(図5)の構造、(T)は前述した本発明第1実施例
(図1)の構造である。尚、各特性値の説明は前述した
表3のものと同様である。
【0034】表4によれば、第1の樹脂層としてナイロ
ン樹脂を用いた本発明第3実施例は、変性アクリレ−ト
系樹脂を用いた本発明第1実施例に比べて耐湿性に優
れ、第1の樹脂層が形成されていない従来品と同レベル
の耐湿特性となっている。このことからわかるように、
本発明の固体電解コンデンサにおいて耐湿性を向上させ
るためには、耐湿性に優れた第2の樹脂層をなるべく厚
く、すなわち第1の樹脂層をなるべく薄く形成すること
が望ましい。
【0035】尚、コンデンサ素子を樹脂で被覆した固体
電解コンデンサの構造としては、図4に示すような所謂
樹脂ディップタイプのものも考えられるが、この場合、
コンデンサ素子(1)の周囲全体に厚い樹脂層(4),(8)が形
成されるため、コンデンサ素子の巻回径方向に関する外
形寸法dが本発明のようなケース収納タイプにおける当
該外形寸法、すなわちケースの外径(図1に示したc)
に比べて大きくなり、プリント基板等に実装する際の占
有面積が大きくなって不利である。
【0036】
【発明の効果】上述の如く、本発明による固体電解コン
デンサにおいては、第2の樹脂層がケースの開口部に十
分な厚さに充填されることによって耐湿性が確保される
とともに、TCNQ塩を含浸したコンデンサ素子と第2
の樹脂層との間に第1の樹脂層が介在することによって
TCNQ塩と第2の樹脂層との反応が阻止されてコンデ
ンサ素子の陽極酸化被膜の弱体化が抑制され、実用上、
半田リフロー工程等を経ても漏れ電流特性がほとんど劣
化しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施例による固体電解コンデンサの
断面図である。
【図2】本発明第2実施例による固体電解コンデンサの
断面図である。
【図3】本発明第3実施例による固体電解コンデンサの
断面図である。
【図4】比較例による固体電解コンデンサの断面図であ
る。
【図5】従来例による固体電解コンデンサの断面図であ
る。
【符号の説明】
(1) コンデンサ素子 (2) TCNQ塩 (3) ケース (4) エポキシ系樹 脂 (8) 変性アクリレート系樹脂 (9) シアノアクリレート系樹脂 (10) ナイロン樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01G 9/24 A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極箔と陰極箔とをセパレ−タを介して
    巻回したコンデンサ素子を準備する工程と、 TCNQ塩の粉末を有底筒状のケ−スに装填し、融点以
    上の温度に加熱して融解液化する工程と、 融解液化したTCNQ塩に前記コンデンサ素子を浸漬し
    た後、急冷却し、コンデンサ素子に含浸したTCNQ塩
    を固化するとともに該コンデンサ素子を前記ケ−スの底
    部に固定する工程と、 該ケ−スの開口部側から、後で注入する第2の樹脂に比
    べてTCNQ塩と反応しにくい材料からなる第1の樹脂
    を注入して、前記コンデンサ素子及びTCNQ塩を被覆
    する第1の樹脂層を形成する工程と、 さらにその上に、前記第1の樹脂に比べて耐湿性に優れ
    た材料からなる第2の樹脂を注入して前記第1の樹脂層
    に比べて厚い第2の樹脂層を形成することにより、前記
    ケースの開口部を封止する工程とを備えることを特徴と
    する固体電解コンデンサの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第1の樹脂が変性アクリレ−ト系樹
    脂、シアノアクリレ−ト系樹脂、又はナイロン樹脂から
    なり、前記第2の樹脂がエポキシ系樹脂からなることを
    特徴とする請求項1記載の固体電解コンデンサの製造方
    法。
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