JPH10321475A - 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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JPH10321475A
JPH10321475A JP13255297A JP13255297A JPH10321475A JP H10321475 A JPH10321475 A JP H10321475A JP 13255297 A JP13255297 A JP 13255297A JP 13255297 A JP13255297 A JP 13255297A JP H10321475 A JPH10321475 A JP H10321475A
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JP
Japan
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capacitor element
monomer
conductive polymer
solid electrolytic
capacitor
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Pending
Application number
JP13255297A
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English (en)
Inventor
Kenji Kaguma
健二 鹿熊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Sun Electronic Industries Corp
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sun Electronic Industries Corp
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Publication date
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陽極化成箔と対向陰極箔とをセパレータを介
して巻回してなるコンデンサ素子内に導電性ポリマー層
を形成するための新たな手段を提示し、小型、大容量、
低ESRの固体電解コンデンサを提供する。 【解決手段】 前記コンデンサ素子に酸化重合により導
電性ポリマーとなるモノマーを含浸した後、該コンデン
サ素子を比較的高濃度の酸化剤水溶液に浸漬することに
より、前記モノマーを酸化重合させて導電性ポリマーと
する。さらに好ましくは、前記モノマーの含浸量を、前
記コンデンサ素子の体積の1%以上、50%以下とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は導電性ポリマーを陰
極材として用いた固体電解コンデンサに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電子機器のデジタル化に伴い、それに使
用されるコンデンサにも、小型、大容量で高周波領域に
おける等価直列抵抗(以下、ESRと略す)の小さいも
のが求められるようになってきている。
【0003】従来、高周波領域用のコンデンサとして
は、プラスチックフイルムコンデンサ、積層セラミック
コンデンサ等が多用されているが、これらは比較的小容
量である。
【0004】小型、大容量で低ESRのコンデンサとし
ては、二酸化マンガン、TCNQ錯塩等の電子伝導性固
体を陰極材として用いた固体電解コンデンサがある。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。また、ポリピロール、ポリチオフ
ェン、ポリフラン、ポリアニリン等の導電性ポリマーを
陰極材として用いた固体電解コンデンサも有望である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記導電性ポリマーを
陰極材として用いた固体電解コンデンサの従来製法にお
いては、アルミニウム、タンタル等の弁作用金属からな
る陽極焼結体あるいは陽極箔の表面に、化成皮膜、導電
性ポリマー層、グラファイト層、銀ペイント層が順次形
成され、そこへ陰極リード線が導電性接着剤等により接
続されるが、この製法は、化成皮膜を形成した陽極箔と
対向陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ
素子に電解液を含浸するという通常の電解コンデンサの
製法に比べて、かなり煩雑である。また、上述の如き陰
極引き出し法では、対向陰極箔を用いる場合に比べてE
SRが大きくなる。
【0006】一方、前記導電性ポリマー層は電解重合法
や気相重合法等により形成されるが、巻回型のコンデン
サ素子内に電解重合法や気相重合法により導電性ポリマ
ー層を形成するのは容易でない。陽極箔上に化成皮膜及
び導電性ポリマー層を形成した後、対向陰極箔とともに
巻き取るという製法も考えられるが、化成皮膜や導電性
ポリマー層を損傷することなく巻き取るのは困難であ
る。
【0007】本発明は、陽極化成箔と対向陰極箔とをセ
パレータを介して巻回してなるコンデンサ素子内に導電
性ポリマー層を形成するための新たな手法を提示し、小
型、大容量で低ESRの固体電解コンデンサを提供する
ものである。
【0008】
【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、陽極化成箔と対向陰極箔とをセ
パレータを介して巻回してなるコンデンサ素子内に導電
性ポリマー層を形成した固体電解コンデンサの製造方法
において、前記コンデンサ素子に酸化重合により導電性
ポリマーとなるモノマーを含浸した後、該コンデンサ素
子を比較的高濃度の酸化剤水溶液に浸漬することによ
り、前記モノマーを酸化重合させて導電性ポリマーとす
ることを特徴とするものであり、好ましくは、前記モノ
マーの含浸量を、前記コンデンサ素子の体積の1%以
上、50%以下とすることを特徴とするものである。
【0009】上記本発明の製法によれば、コンデンサ素
子に適量含浸されたモノマーの略全量が高濃度の酸化剤
水溶液の作用によって急速に酸化重合し、モノマーの素
子外部への流出は、ほとんどない。
【0010】斯くして、コンデンサ素子内の陽極化成箔
及び対向陰極箔に密着して必要かつ十分な量の導電性ポ
リマー層が形成され、導電性ポリマー層の陰極材として
の優れた特性を生かした巻回型の固体電解コンデンサが
提供される。
【0011】なお、コンデンサ素子に含浸するモノマー
の量が少なすぎると、コンデンサ素子内部にポリマー層
が均一に生成されず、またその生成量も少ないので等価
直列抵抗が大きくなり、静電容量も小さくなる。一方、
コンデンサ素子に含浸するモノマーの量が多すぎると、
酸化剤の水溶液がコンデンサ素子内部に十分に浸入でき
ず、素子外周部のモノマーのみが酸化重合されて素子内
部のモノマーが十分に酸化重合されないので等価直列抵
抗が大きくなり、静電容量も小さくなる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に従った固体電
解コンデンサの製造方法においては、図1に示すような
巻回型のコンデンサ素子7が用いられる。巻回型のコン
デンサ素子は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタ
ン等の弁作用金属からなる箔に粗面化のためのエッチン
グ処理及び誘電体皮膜形成のための化成処理を施した陽
極化成箔1と、対向陰極箔2とをセパレータ3を介して
巻き取ることにより形成される。前記陽極化成箔1及び
対向陰極箔2には、それぞれリードタブ61、62を介
してリード線51、52が取り付けられている。4は巻
き止めテープである。
【0013】そして、前記巻回型のコンデンサ素子に適
量のピロール、アニリン及びそれらの誘導体等、酸化重
合により導電性ポリマーとなるモノマーを含浸した後、
該コンデンサ素子を過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリ
ウム等の酸化剤の水溶液に約5分間浸漬することによ
り、前記モノマーを酸化重合させて導電性ポリマーとす
る。
【0014】次いでこの素子を水洗し、約85℃の炉内
で約30分間乾燥した後、図2に示すように有底筒状の
アルミニウム製ケース8に収納し、その開口部をエポキ
シ樹脂9により封口し、定格電圧を印加しながら約12
0℃で約1時間のエージング処理を行うことにより、所
望の固体電解コンデンサが完成する。
【0015】ここで、外形φ6.3mm×H7mm、定
格6.3V−33μFのアルミニウム巻回型コンデンサ
素子を用い、上記本発明の実施形態に従いながら、表1
に示すような条件で試作した実施例1〜12の固体電解
コンデンサについて、105℃×1000時間の高温負
荷試験を行った。高温負荷試験の前後における静電容
量:C、損失角の正接:tanδ、定格電圧を印加して
15秒後の漏れ電流:LC、100kHzでの等価直列
抵抗:ESRの測定結果を表2に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】表1に示したモノマーの含浸量とは、モノ
マー含浸前のコンデンサ素子の体積に対するモノマー含
浸量の体積比を意味し、表2における高温負荷試験後の
Cについては、試験前のCを基準とした変化率:ΔC/
Cの値を掲載している。
【0019】表1及び表2を対照すればわかるように、
本発明に従った実施例1〜12の高温負荷試験の前後い
ずれにおいても、LCは約1.2μA以下と小さく、E
SRも約150mΩ以下と小さい。
【0020】さらに詳述すれば、ESRが特に小さくな
るのは、モノマーの残留含浸量が1〜50vol%、酸
化剤水溶液の濃度が20wt%以上の場合である。
【0021】モノマーの含浸量が1vol%未満の場合
にESRがやや大きくなるのは、コンデンサ素子内部に
ポリマー層が均一に生成されず、またその生成量も少な
いためと考えられ、モノマーの含浸量が50vol%を
越える場合にESRがやや大きくなるのは、酸化剤の水
溶液がコンデンサ素子内部に十分に浸入できず、素子内
部のモノマーが十分に酸化重合されないためと考えられ
る。
【0022】一方、酸化剤水溶液の濃度が20wt%未
満の場合にESRがやや大きくなるのは、酸化剤水溶液
の濃度が低いと酸化重合反応の速度が遅くなり、重合が
完了するまでにモノマーがコンデンサ素子の外部(酸化
剤水溶液中)に拡散するためと考えられる。
【0023】従って、本発明の好ましい実施形態におい
ては、コンデンサ素子へのモノマーの含浸量を適量にコ
ントロールした上で、該モノマーを飽和濃度に近いよう
な高濃度の酸化剤水溶液の作用により迅速に酸化重合さ
せることが望ましい。
【0024】なお、上記実施例におけるコンデンサ素子
へのモノマーの含浸から、酸化重合、水洗、乾燥までの
工程は、必要に応じて複数回繰り返してもよい。
【0025】また、コンデンサの外装に関して、上記実
施例においてはコンデンサ素子をアルミケースに収納し
て樹脂封口したが、ディッピング法等により外装樹脂層
を形成してもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、陽極化成箔と対向陰極
箔とを備えるコンデンサ素子の内部に導電性ポリマー層
を形成することが可能となるため、製造工程中における
化成皮膜や導電性ポリマー層の損傷が抑制され、陰極引
き出しのための銀ペイント層等も不要になり、小型、大
容量、低ESRの固体電解コンデンサが提供される。
【0027】また、本発明に用いられるコンデンサ素子
は、既存のアルミニウム電解コンデンサ用の巻回型コン
デンサ素子そのものを転用することが可能であるので、
部品の共通化によるコストダウンも図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例に用いられるコンデンサ素子の分
解斜視図である。
【図2】本発明実施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 陽極化成箔 2 対向陰極箔 3 セパレータ 4 巻き止めテープ 51 陽極リード線 52 陰極リード線 61 陽極リードタブ 62 陰極リードタブ 7 コンデンサ素子 8 外装ケース 9 封口樹脂

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極化成箔と対向陰極箔とをセパレータ
    を介して巻回してなるコンデンサ素子内に導電性ポリマ
    ー層を形成した固体電解コンデンサの製造方法におい
    て、 前記コンデンサ素子に酸化重合により導電性ポリマーと
    なるモノマーを含浸した後、該コンデンサ素子を酸化剤
    の水溶液に浸漬することにより、前記モノマーを酸化重
    合させて導電性ポリマーとす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】 前記モノマーの含浸量を、前記コンデン
    サ素子の体積の1%以上、50%以下とすることを特徴
    とする請求項1記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記モノマーとして、ピロール又はアニ
    リンを用いることを特徴とする請求項2記載の固体電解
    コンデンサの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記酸化剤として、過硫酸アンモニウム
    又は過硫酸ナトリウムを用いることを特徴とする請求項
    3記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記酸化剤の水溶液の濃度を、20重量
    %以上とすることを特徴とする請求項4記載の固体電解
    コンデンサの製造方法。
JP13255297A 1997-05-22 1997-05-22 固体電解コンデンサの製造方法 Pending JPH10321475A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005109080A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサの製造方法
KR100590986B1 (ko) * 1999-12-14 2006-06-19 삼영전자공업(주) 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 제조방법
KR100784922B1 (ko) 2006-03-24 2007-12-11 주식회사 에너솔 전도성 고분자를 적용한 권취형 전해 콘덴서의 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005109080A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサの製造方法
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