JPH11186110A - 電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

電解コンデンサ及びその製造方法

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JPH11186110A JP9285229A JP28522997A JPH11186110A JP H11186110 A JPH11186110 A JP H11186110A JP 9285229 A JP9285229 A JP 9285229A JP 28522997 A JP28522997 A JP 28522997A JP H11186110 A JPH11186110 A JP H11186110A
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electrolytic capacitor
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健二 鹿熊
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仁 井二
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻回型のコンデンサ素子を用いた電解コンデ
ンサにおいて、小型、大容量でESRが小さく、漏れ電
流も小さい電解コンデンサを提供する。 【解決手段】 本発明による電解コンデンサは、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
コンデンサ素子に、導電性ポリマーと電解液とを含浸し
たことを特徴とするものである。又、本発明による電解
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後、該コンデンサ素子に電解
液を含浸することを特徴とするものである。

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錯塩等の電子電導性固
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。
【0005】又、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。
【0006】
【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。又、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ES
Rが大きくなる。
【0007】一方、前記導電性ポリマーは電解重合法や
気相重合法、浸漬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。
【0008】又、気相重合法や浸漬重合法により形成さ
れる導電性ポリマーは、微粒子が堆積したような構造を
有し、該微粒子間には微細な隙間が散在する。そして、
斯かる構造の導電性ポリマーを陰極材とした固体電解コ
ンデンサにおいては、ESRがあまり小さくならない。
【0009】更に、導電性ポリマーを陰極材とした固体
電解コンデンサにおいては、電解液を陰極材として用い
た電解コンデンサに比べて、化成皮膜の欠陥部の修復作
用が乏しく、漏れ電流が大きくなり易い。
【0010】本発明は、巻回型のコンデンサ素子を用い
た電解コンデンサにおいて、小型、大容量でESRが小
さく、漏れ電流も小さい電解コンデンサを提供するもの
である。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明による電解コンデ
ンサは、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に、導電性ポリマーと電
解液とを含浸したことを特徴とするものである。
【0012】又、本発明による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
成した後、該コンデンサ素子に電解液を含浸することを
特徴とするものである。
【0013】上記本発明の構成又は製法によれば、コン
デンサ素子内に形成された導電性ポリマー層の隙間に電
解液が入り込み、電解コンデンサの陰極材としての導電
性が向上してESRが小さくなるとともに、電解液の作
用により化成皮膜欠陥部の修復が促進され、漏れ電流も
小さくなる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に従った電解コ
ンデンサにおいては、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5
1、52が取り付けられている。4は巻き止めテープで
ある。
【0015】そして、前記巻回型のコンデンサ素子にピ
ロール又はアニリン又はそれらの誘導体等、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。・・・・・導電
性ポリマー層の形成法[A] あるいは、前記巻回型のコンデンサ素子に過硫酸アンモ
ニウム又は過硫酸ナトリウム等の酸化剤の水溶液を含浸
し、乾燥して酸化剤を析出させた後、ピロール又はアニ
リン又はそれらの誘導体等、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。・・・・・導電
性ポリマー層の形成法[B] 上記導電性ポリマー層の形成法[A][B]は、いずれ
か一方を採用して複数回繰り返してもよいし、両者を組
み合わせて複数回繰り返してもよい。
【0016】次に、上述の如く導電性ポリマー層を形成
したコンデンサ素子を水洗し、乾燥炉内で乾燥させた
後、電解液を含浸する。該電解液の溶媒としては、γブ
チロラクトン又はエチレングリコール等が用いられ、前
記電解液の溶質としては、フタル酸アミジン塩又はフタ
ル酸テトラメチルアンモニウム又はアジピン酸アンモニ
ウム又はフタル酸トリエチルアミン等が用いられる。
【0017】最後に、図2に示すように、この素子7を
有底筒状のアルミニウム製ケース8に収納し、その開口
部にゴムパッキング9を装着するとともに絞り加工及び
カーリング加工を施した後、定格電圧を印加しながら約
85℃で約1時間エージング処理を行うことにより、所
望の電解コンデンサが完成する。
【0018】ここで、外形φ6.3mm×H7mm、定
格6.3V-47μF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及
び表2に示すような条件で試作した実施例1〜7の電解
コンデンサと、導電性ポリマー層は形成したが電解液は
含浸していない比較例1、2の電解コンデンサと、導電
性ポリマー層を形成しないで電解液を含浸した比較例3
の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。高温負荷試験前の静電容量:
C、高温負荷試験前後における静電容量変化率:ΔC/
C、損失角の正接:tanδ、定格電圧を印加してから
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3に示す。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】表1〜3を対照すればわかるように、本発
明に従った実施例1〜7の高温負荷試験の前後いずれに
おいても、電解液を含浸していない比較例1、2に比べ
て漏れ電流が著しく小さくなっており、導電性ポリマー
層を形成していない比較例3に比べてESRが著しく小
さくなっている。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、巻回型コンデンサ素子
の内部に容易に導電性ポリマー層が形成され、更に電解
液を含浸することによりESR及び漏れ電流が小さくな
り、小型、大容量でESRが小さく、漏れ電流も小さい
電解コンデンサが提供される。
【0024】又、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が図れる。
【0025】又、封口方法についても、ゴムパッキング
による封口が可能になるので、樹脂封口に比べて生産性
が向上する。
【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 ゴムパッキング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤村 秀士 大阪府四条畷市岡山東1丁目1番18号 サ ン電子工業株式会社内

Claims (6)

    【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に、導電性ポリマ
    ーと電解液とを含浸したことを特徴とする電解コンデン
    サ。
  2. 【請求項2】 前記導電性ポリマーには、ポリピロール
    又はポリアニリンが含まれ、 前記電解液の溶媒には、γブチロラクトン又はエチレン
    グリコールが含まれ、 前記電解液の溶質には、フタル酸アミジン塩又はフタル
    酸テトラメチルアンモニウム又はアジピン酸アンモニウ
    ム又はフタル酸トリエチルアミンが含まれることを特徴
    とする請求項1記載の電解コンデンサ。
  3. 【請求項3】 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
    ー層を形成した後、該コンデンサ素子に電解液を含浸す
    ることを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記導電性ポリマー層は、酸化重合によ
    り導電性ポリマーとなるモノマーを前記コンデンサ素子
    に含浸した後、該コンデンサ素子を酸化剤の水溶液に浸
    漬することにより形成されることを特徴とする請求項3
    記載の電解コンデンサの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記導電性ポリマー層は、酸化剤の水溶
    液を前記コンデンサ素子に含浸し、乾燥して前記酸化剤
    を析出させた後、該コンデンサ素子を酸化重合により導
    電性ポリマーとなるモノマーに浸漬することにより形成
    されることを特徴とする請求項3記載の電解コンデンサ
    の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記酸化重合により導電性ポリマーとな
    るモノマーとして、ピロール又はアニリンを用い、 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、 前記電解液の溶媒として、γブチロラクトン又はエチレ
    ングリコールを用い、 前記電解液の溶質として、フタル酸アミジン塩又はフタ
    ル酸テトラメチルアンモニウム又はアジピン酸アンモニ
    ウム又はフタル酸トリエチルアミンを用いることを特徴
    とする請求項4又は5記載の電解コンデンサの製造方
    法。
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