JPH11274007A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサおよびその製造方法Info
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Abstract
高周波インピーダンス等の電気的諸特性に優れた固体電
解コンデンサおよびその製造方法を提供すること。 【解決手段】 コンデンサ素子における陽極電極箔3の
表面に形成のエッチングピット10にモノマーとエチル
アルコール等の低沸点溶剤の混合溶液11を含浸し、加
温して、低沸点溶剤を蒸発させてモノマー12を残し、
モノマー12が残った空隙13に酸化剤14を含浸し
て、モノマー12と酸化剤14を化学重合反応させて導
電性ポリマー15を生成し、これを電解質とした。
Description
サおよびその製造方法に関し、更に詳しくは、導電性ポ
リマーを電解質とした固体電解コンデンサに関するもの
である。
は、図1に例示されているように、それぞれ電気的な引
出しリード1、2を設けた陽極電極箔3と陰極電極箔4
をセパレータ紙5を介し巻回してコンデンサ素子6を形
成し、実質上陰極となる電解液をセパレータ紙にしみ込
ませ、アルミケース(図示しない)に入れ、ゴム等で封
止して作られている。
アルミニウムが使用され、これの箔状のものを電気化学
的手法で粗面化し、陽極酸化の手法で誘電体となる酸化
膜を形成して作られる。一方、陰極箔は、陽極箔と同様
の方法で作られるが、陽極箔以上の実効面積を持つ様粗
面化した状態もしくは陽極酸化を施したものが使用さ
る。
に無機酸もしくは有機酸、例えばカルボン酸、ジカルボ
ン酸およびこれらのアンモニウム、第一アミン、第三ア
ミン、第四アンモニウム、アルカリ金属および有機アル
カリ物質の塩もしくはそれぞれの組合わせで用いられ
る。高周波で低インピーダンスな性能を電解コンデンサ
に保持させるために低抵抗な電解液を要求されている
が、電解液はイオン伝導のため限界があり、また、液状
であるためと封止の不完全さから電解液が外部に飛散す
るため有限寿命部品とされている。
決するために最近、電解質を固体化した固体電解コンデ
ンサが提案されている。
を用いた巻回型コンデンサでは、硝酸マンガンから熱処
理で二酸化マンガンを形成するため、高温にさらされセ
パレータ紙が焼失してしまうため、一般のセパレータ紙
からガラスペーパーなるものを用い、コンデンサ化して
いる。このガラスペーパーは、セパレータ紙より厚さが
厚く、コンデンサに収容する電極面積に制限を受け、小
型化しにくいという欠点がある。
ジメタン(TCNQ)錯塩を用いたコンデンサでは、T
CNQ錯塩の耐熱温度が低く、基板搭載時のプレヒート
で漏れ電流(LC)が増加するといった欠点を有してい
る。
られるポリピロールを電解質として用いるコンデンサで
は、前述のように、陽極箔が酸化膜で覆われているた
め、電解重合のためには新たに電極を設ける必要があ
り、巻回型のコンデンサでは作られておらず、また、大
型のコンデンサの製造は困難である。また、化学重合で
電解質を得るには低温で長時間を要することから、小型
のチップコンデンサのみが製造されている。
レンジオキシチオフェンをパラトルエンスルホン酸第三
鉄で化学重合して得られるポリエチレンジオキシチオフ
ェンを電解質とするコンデンサが提案されているが(特
開平2−15611号、特開平9−293639号公報
参照)、ポリマーと酸化剤とを予め混合して用いてい
る。このため、混合溶剤は混合と同時に重合が始まり、
液のポットライフが短くなり、この方法は量産に不向き
と推定される。
製造上の問題点を解決した固体電解コンデンサおよびそ
の製造方法を提供することにある。
に、請求項1に係る固体電解コンデンサは、エチルアル
コール等の低沸点溶剤とモノマーの混合溶液をコンデン
サ素子に含浸した後、加温して前記混合溶液中のモノマ
ーが残るように前記低沸点溶剤を蒸発させて前記モノマ
ーを残し、該モノマーの抜けた空隙に酸化剤を含浸して
モノマーと該酸化剤を化学重合反応させ、以って生成し
た導電性ポリマーを電解質とした構成を特徴とする。
方法は、導電性ポリマーを電解質とした固体電解コンデ
ンサの製造方法において、エチルアルコール等の低沸点
溶剤とモノマーの混合溶液をコンデンサ素子に含浸した
後、加温して前記混合溶液中のモノマーが残るように前
記低沸点溶剤を蒸発させて前記モノマーを残し、該モノ
マーの抜けた空隙に酸化剤を含浸してモノマーと該酸化
剤を化学重合反応により導電性ポリマーを生成すること
を特徴とする。
すると、本発明に係る固体電解コンデンサおよびその製
造方法は、図1に例示された固体電解コンデンサにおい
て、予め重合に必要とされる量のモノマー(3、4エチ
レンジオキシチオフェン)をエチルアルコール等の低沸
点溶剤に溶解混合して、該混合溶液をコンデンサ素子6
(タンタルシンター体でもよい)に含浸し、加温して、
低沸点溶剤を蒸発させる。この場合、始めに低沸点溶剤
の蒸発条件、例えば温度を決めて置き、蒸発量を重量で
測定することで蒸発量を時間で管理することが可能とな
る。本発明方法の原理説明図である図2を参照して更に
説明すれば、コンデンサ素子6における陽極電極箔3の
表面に形成の多数のエッチングピット10にモノマーと
低沸点溶剤の混合溶液11を含浸し加温して、低沸点溶
剤を蒸発させてモノマー12を残し、モノマー12の残
った空隙13にパラトルエンスルホン酸第三鉄等の酸化
剤14を含浸して、モノマー12と酸化剤14を重合反
応させて電解質である導電性ポリマー15を生成した。
これにより、コンデンサ素子中のモノマーの量が自由に
コントロールできるとともに、コンデンサ素子の中心部
での重合が確実に行なえるため、コンデンサ素子の大き
さに制限を受けることなく、大容量で低インピーダンス
の性能の安定した固体電解コンデンサが得られる。
済コンデンサ素子6をアジピン酸アンモン、リン酸系の
化成液で化成し、純水洗浄して、270℃で8分間熱処
理し、これを2回実施した。その後、再び化成、純水洗
浄して、125℃で60分乾燥した。次いで、コンデン
サ素子6に、EDTモノマー/エタノール(20wt%
溶液)を到達真空度10〜20mmHgで10分間減圧浸
漬し、コンデンサ素子サイズに合わせ50℃で10分間
乾燥した後、パラトルエンスルホン酸第三鉄(40wt
%溶液)の酸化剤を到達真空度10〜20mmHgで10
分間減圧浸漬して、化学重合反応を40〜70℃で3〜
5時間実施し、後IPA等の洗浄剤で洗浄、85〜12
0℃で70分間乾燥した。乾燥後、裸素子で、105℃
で定格電圧の1.3倍の電圧を印加しエージングして、
コンデンサ素子をアルミケースに挿入し、エポキシ樹脂
を入れ加温硬化して封止し、スリーブを嵌着して固体電
解コンデンサを完成させた。
℃で25分間乾燥する以外は実施例1におけると同様の
手順で固体電解コンデンサを完成させた。
済コンデンサ素子6をアジピン酸アンモン、リン酸系の
化成液で化成し、純水洗浄して、270℃で8分間熱処
理し、これを2回実施した。その後再び化成、純水洗浄
して、125℃で60分間乾燥した。次いで、コンデン
サ素子6に、EDTモノマーとパラトルエンスルホン酸
第三鉄の酸化剤との混合溶液を到着真空度10〜20mm
Hgで10分間減圧浸漬して、化学重合反応を25〜1
00℃で2〜15時間実施し、後IPA等の洗浄剤で洗
浄し、85〜120℃で70分間乾燥した。乾燥後、裸
素子で、105℃で定格電圧の1.3倍の電圧を印加し
てエージングして、コンデンサ素子をアルミケースに挿
入し、エポキシ樹脂を入れ加温硬化して封止し、スリー
ブを嵌着して固体電解コンデンサを完成させた。
V33μF用(φ6.3×7mm)であること以外は実施
例1におけると同様の手順で固体電解コンデンサを完成
させた。
コンデンサにつき、その静電容量、誘電損失(tan
δ)、漏れ電流、等価直列抵抗(ESR)の初期特性の
平均値の測定結果を表1に示す。
れ加温時間とエタノール減少率の関係を示す図3におけ
る加温時間10分、25分での固体電解コンデンサ特性
を示すもので、10V220μFのコンデンサ素子にお
いて、10分の加温ではエタノールの40%しか減少し
ておらず、酸化剤が含浸され難く、25分の加温ではエ
タノールの80%が減少して、酸化剤が含浸され易く、
一方、寸法の小さい16V33μFのコンデンサ素子で
は、10分の加温でエタノールの80%以上が減少し、
酸化剤が含浸され易いことが判る。
実施例の固体電解コンデンサは、誘電損失(tan
δ)、等価直列抵抗(ESR)特性に優れ、かつ漏れ電
流が少ない信頼性に優れた固体電解コンデンサが得られ
たことが判る。一方、参考例1のものは、誘電損失(t
anδ)、等価直列抵抗(ESR)が悪く、製品として
は供し得ないことが判る。
コール等の低沸点溶剤ト3、4エチレンジオキシチオフ
ェンの混合溶液を、陽極電極箔と陰極電極箔とを紙等セ
パレータを介して巻き回したコンデンサ素子に含浸した
後、加温して混合溶液中の3、4エチレンジオキシチオ
フェンが残るように低沸点溶剤を蒸発させ、その空隙に
酸化剤を含浸し、セパレータ中で3、4エチレンジオキ
シチオフェンと酸化剤を化学重合反応させて、電解質で
ある導電性ポリマーを生成させるものであるから、希釈
することで3、4エチレンジオキシチオフェンの使用量
が少なくて済み、しかもコンデンサに必要とされる高周
波インピーダンスも他の電解質を用いたコンデンサと比
較して同等以上の性能を有して、電気的諸特性に優れる
ものである。また、モノマーと酸化剤の混合溶剤では時
間の経過と共に重合が進み最終的には廃棄せざるを得な
いが、本発明方法によれば、廃棄することなく使い切る
ことが可能である。また、本発明方法は、巻回型コンデ
ンサに限定するものではなく、シンター体、箔等を素子
とするコンデンサにも利用できる。
視図的説明図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 エチルアルコール等の低沸点溶剤とモノ
マーの混合溶液をコンデンサ素子に含浸した後、加温し
て前記混合溶液中のモノマーが残るように前記低沸点溶
剤を蒸発させて前記モノマーを残し、該モノマーの抜け
た空隙に酸化剤を含浸してモノマーと該酸化剤を化学重
合反応させ、以って生成した導電性ポリマーを電解質と
した構成を特徴とする固体電解コンデンサ。 - 【請求項2】 導電性ポリマーを電解質とした固体電解
コンデンサの製造方法において、エチルアルコール等の
低沸点溶剤とモノマーの混合溶液をコンデンサ素子に含
浸した後、加温して前記混合溶液中のモノマーが残るよ
うに前記低沸点溶剤を蒸発させて前記モノマーを残し、
該モノマーの抜けた空隙に酸化剤を含浸してモノマーと
該酸化剤を化学重合反応により導電性ポリマーを生成す
ることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09541698A JP3974706B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09541698A JP3974706B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
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JPH11274007A true JPH11274007A (ja) | 1999-10-08 |
JP3974706B2 JP3974706B2 (ja) | 2007-09-12 |
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ID=14137092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09541698A Expired - Lifetime JP3974706B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3974706B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005038834A1 (en) * | 2003-10-20 | 2005-04-28 | Showa Denko K.K. | Production method of a capacitor |
JPWO2004068517A1 (ja) * | 2003-01-31 | 2006-05-25 | 昭和電工株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
US7852614B2 (en) | 2005-02-14 | 2010-12-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor and process for fabricating same |
-
1998
- 1998-03-24 JP JP09541698A patent/JP3974706B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2004068517A1 (ja) * | 2003-01-31 | 2006-05-25 | 昭和電工株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
JP4596543B2 (ja) * | 2003-01-31 | 2010-12-08 | 昭和電工株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
WO2005038834A1 (en) * | 2003-10-20 | 2005-04-28 | Showa Denko K.K. | Production method of a capacitor |
US8026137B2 (en) | 2003-10-20 | 2011-09-27 | Showa Denko K.K. | Production method of a capacitor |
US7852614B2 (en) | 2005-02-14 | 2010-12-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor and process for fabricating same |
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