JPS62216211A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 りに立五里史１ 本発明は、エッチアルミ化成箔の表面に、化学的析出に
よって二酸化鉛の導電体層を設け、さらにその上にカー
ボン層及び／または金属層を順次に設けた性能の良好な
固体電解コンデンサに関する。

従速Ｊ１え術 例えば特公昭５８−２１４１４号公報に記載されるよう
に、二酸化鉛を固体電解質として用いた固体電解コンデ
ンサは知られている。しかしながら、上記した従来の固
体電解コンデンサは、二酸化鉛を酸化皮膜層上に形成さ
せる方法が鉛イオンを含んだ反応母液を熱分解して形成
させる方法であるため、酸化皮膜が熱的に亀裂したり、
さらには発生ガスによって化学的に損傷するという問題
がある。

そのため、この固体電解コンデンサに電圧を印加した際
、その酸化皮膜の欠陥部に電流が集中し、絶縁破壊を起
こす恐れがある。

このような欠点を防止するために、例えば特開昭５４−
１２４４７号公報に記載されているように、まず、硝酸
マンガンを熱分解して酸化皮膜層上に二酸化マンガン層
を形成させた後、これを極めて低濃度の鉛イオンと過硫
酸イオンを含んだ液につけ、化学的析出によって二酸化
マンガン層の上に二酸化鉛層を設ける方法が知られてい
る。しかしながら、この方法は、二酸化マンガン層を形
成させる際に熱反応を行なうために、酸化皮膜の熱的亀
裂及び発生ガスによる化学的損傷はさけ難い。

また、特公昭４９−２９３７４号公報に記載されている
ように、酸化皮膜層上に二酸化鉛を化学的析出によって
形成させる方法が知られている。しかし、この方法は、
二酸化鉛を化学的に析出させるに際して、触媒として銀
イオンを必要とするため、銀または銀の化合物が誘電体
酸化皮膜に付着した形となり、耐電圧が低下するという
問題がある。

このような欠点を解決する方法として、有機半導体であ
るテトラシアノキノジメタン塩を固体電解質として使用
する方法（特開昭５７−１７３９２８号公報等）が知ら
れているが、いかんせんテトラシアノキノジメタン塩の
コストが極めて高く、かつ塩であるため湿気に対して不
安定であるという欠点がある。

また、これら固体電解コンデンサの酸化皮膜を有する陽
極体は、いずれも表面積ｍが小さいため、単位体積当り
の静電容量が小さく、またコンデンサとした場合のｔａ
ｎδ（誘雷正接）や周波数特性が比較的悪いという欠点
がある。

が　　しよ〜と゛る 本発明の目的は、コストが安く、熱分解反応を利用せず
に、しかもコンデンサ性能に悪影響を及ぼす触媒、例え
ば銀触媒を使用せずに酸化皮膜層上に化学的析出によっ
て二酸化鉛の導電層を設け、さらに二酸化鉛の導電層の
上にカーボン層及び／ま１ｃは金属層を順次に設けた集
電効果の良好な固体電解コンデンサを提供することにあ
る。

を　゛するための 本発明に従えば、エッチアルミ箔を化成したエッチアル
ミ化成箔であって、かつ２００Ｖ化成での静電容量が１
μＦ　／　ｃｔｔｔ　２以上であるエッチアルミ化成箔
の表面に、鉛イオンと過硫酸イオンを含んだ反応母液か
ら化学的に析出させた二酸化鉛の導電体層、カーボン層
及び／または金属層を順次に−３一 般けた固体電解コンデンサが提供される。

本発明において使用されるエッチアルミ化成箔は、エッ
チアルミ箔を化成したエッチアルミ化成箔であって、か
つ２００Ｖ化成での静電容量が１μＦ／ｃｍ２以上、好
ましくは１．２５μＦ／ｌ２以上、さらに好ましくは１
．２５〜１．７μＦ／ＣｌＲ２の中高圧用エッチアルミ
化成箔である。

静電容量は、化成電圧と反比例の関係にあり、化成電圧
が高くなる＃→にしたがって小さくなり、化成電圧が低
くなるにしたがって大きくなる。

２００■化成での静電容量が１μＦ／ｃｍ２未満のエッ
チアルミ化成箔を使用した場合は、得られる固体電解コ
ンデンサの容量が小さくなるため、所定の容量の固体電
解コンデンサを得るためには表面積の大きな大型のエッ
チアルミ化成箔を使用せざるを得ないという問題がある
。

エッチアルミ箔を化成したエッチアルミ化成箔であって
、かつ２００Ｖ化成での静電容量が１μＦ／ｃｍ２以上
であるエッチアルミ化成箔は、例えば純度が９９．９９
％以上の高純度アルミニウムを素材とした厚さが１００
μｍ前後のアルミニウム箔を塩化ナトリウム、塩化カリ
ウム、塩化アンモニウム等の塩素イオンを含む水溶液か
らなるエツチング液中で直流電解エツチングを施し、箔
の表面を粗面化して表面積を増大させ、次いでアルミニ
ウム箔に陽極酸化処理を施して表面に誘電体酸化皮膜を
形成させることによって製造することができる。

工業的生産物として市販されているものを使用すること
ができる。

エッチアルミ化成箔の表面に、二酸化鉛の導電体層を化
学的析出に、よって形成させるための反応母液としては
、鉛イオンおよび過硫酸イオンを含んだ水溶液が使用さ
れる。

鉛イオン種および過硫酸イオン種には特に制限はなく、
鉛イオン種を与える化合物の代表例としては、例えばク
エン酸鉛、酢酸鉛、塩基性酢酸鉛、ホウフッ化鉛、酢酸
鉛水和物等があげられる。一方、過硫酸イオン種を与え
る化合物の代表例としては、例えば過硫酸アンモニウム
、過硫酸カリ、過硫酸ナトリウム等があげられる。これ
らの鉛イオン種および過硫酸イオン種を与える化合物は
、それぞれを二種以上混合して使用してもよい。

反応母液中の鉛イオン濃度は、７モル／ρから０．１モ
ル／ｐ１好ましくは５モル／ｌから１．３モル／ｆＪの
範囲内である。鉛イオンの濃度が７モル／Ｊより高い場
合には、反応母液の粘度が高くなりすぎて使用困難とな
り、また、鉛イオンのｌＩ痕が０．１モル／Ｊｌより低
い場合には、反応母液中の鉛イオン濃度が薄すぎるため
塗布回数を多くしなければならないという難点がある。

一方、反応母液中の過硫酸イオン濃度は、鉛イオンに対
してモル比で３から０．５の範囲内である。過硫酸イオ
ンの濃度が鉛イオンに対してモル比で３より多いと、未
反応の過硫酸イオンが残るためコスト高となり、また過
硫酸イオンの濃度が鉛イオンに対してモル比で０．５よ
り少ないと、未反応の鉛イオンが残り電導性が悪くなる
ので好ましくない。

反応母液は、鉛イオン種を与える化合物と過硫酸イオン
種を与える化合物を同時に水に溶解させて使用してもよ
く、または予め鉛イオン種を与える化合物と過硫酸イオ
ン種を与える化合物の水溶液をそれぞれ別個に調製して
おいて使用直前に混合して使用してもよい。

エッチアルミ化成箔の上に二酸化鉛の導電体層を設ける
には、エッチアルミ化成箔を反応母液（鉛イオンと過硫
酸イオンを含んだ水溶液）に浸漬するか、またはエッチ
アルミ化成箔に反応母液を塗布して反応母液をエッチア
ルミ化成箔に進入させ、放置した後、水洗い乾燥する方
法が採用される。

本発明においては、二酸化鉛の導電体層の上には、カー
ボン層または金属層のみを設けてもよいし、またはカー
ボン層及び金属層を順次に設けてもよい。

二酸化鉛の導電体層の上にカーボン層を設ける方法は、
従来公知の方法が採用される。また、二酸化鉛の導電体
層またはカーボン層の上に金属層を設ける方法としては
、例えば銀、アルミニウム、銅等を含んだペーストを塗
布するか、または銀、アルミニウム、銅等を蒸着する方
法があげられる。

１胛公鬼ヌ 本発明の固体電解コンデンサは、従来公知の固体電解コ
ンデンサに比較して以下のような利点を有している。

■　高温に加熱することなく、エッチアルミ化成箔の酸
化皮膜層上に二酸化鉛の導電体層を形成できるので、エ
ッチアルミ化成箔の酸化皮膜を損傷する恐れがなく、補
修のための陽極酸化（再化成）を行なう必要もない。ま
た、同容量、同定格電圧のコンデンサを得るのに、従来
のものに比較して形状を小型化できる。

■　漏れ電流が小さい。

■　高耐圧のコンデンサを作製できる。

■　導電体としての二酸化鉛のＮ導度が１０−１〜１０
　　ｓ−α−１と十分に高いためインピーダンスが低い
。

■　高周波数特性が良い。

■　ｔａｎδが小さい。

犬−蓋−１ 以下、実施例及び比較例をあげて本発明をざらに詳細に
説明する。なお、各側の固体電解コンデンサの特性値を
表に示した。

実施例　１ 酢酸鉛三水和物の濃度が１．３モル／ｌの水溶液と過硫
酸アンモニウムの濃度が１．５モル／愛の水溶液を混合
して反応母液を得た。この反応母液を直ちに化成電圧２
００■での静電容伍が１．６μＦ／ｃＩＲ２の中高圧用
エッチアルミ化成箔（アルミニウム箔の純度９９．９９
％、厚さ１００μｍ）に塗布し、９０℃で３０分間放置
したところ、中高圧用エッチアルミ化成箔上に二酸化鉛
層が形成した。次いで、二酸化鉛層を水で充分洗浄した
後、１３０℃で２時間減圧乾燥した。次いで、二酸化鉛
層の上にカーボンペーストを塗布して乾燥し、さらにそ
の上に銀ペーストを塗布して乾燥した。半田付けして銅
線の陰極を取り出し、エポキシ樹脂で封口して固体電解
コンデンサを作製した。

比較例　１ 実施例１において使用した中高圧用エッチアルミ化成箔
の代りに、化成電圧２００ｖでの静電容伍が０．７μＦ
／ｃｍ２の中高圧用エッチアルミ化成箔を使用した以外
は、実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製し
た。

比較例　２ 特公昭４９−２９３７４号公報に記載されている方法、
即ち、濃酢酸アンモニウムに溶解された０、３モルの酢
酸鉛からなる２５０Ｉｌｄ！の溶液と過硫酸アンモニウ
ムの飽和水溶液１１と８×１０−５モルの硝酸銀を混合
したものを実施例１と同様な中高圧用エッチアルミ化成
箔に塗布し、実施例１ど同様な方法で固体電解コンデン
サを作製した。

実施例　２ 実施例１において使用した中高圧用エッチアルミ化成箔
の代りに、化成電圧２００Ｖでの静電容量が１．３μＦ
／ｃ＃＋２（化成電圧５００Ｖでの静電容量が０．４μ
Ｆ／ｃｍ２）の中高圧用エッチアルミ化成箔を使用した
以外は、実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作
製した。

比較例　３ 実施例１で酢酸鉛三水和物と過硫酸アンモニラムの濃度
を各々０．０８モル／ｌ、０．１モル／ｌとした以外は
、実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した
。

表 傘　１２０Ｈｚでの測定値 ＊＊　　２５Ｖでの値 表より明らかなごとく、実施例は比較例よりエッチアル
ミ化成箔の期待容量を出現でき、かつコンデンサの性能
もよい。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エッチアルミ箔を化成したエッチアルミ化成箔で
   あつて、かつ２００Ｖ化成での静電容量が１μＦ／ｃｍ
   ＾２以上であるエッチアルミ化成箔の表面に、鉛イオン
   と過硫酸イオンを含んだ反応母液から化学的に析出させ
   た二酸化鉛の導電体層、カーボン層及び／または金属層
   を順次に設けた固体電解コンデンサ。
2. （２）反応母液中の鉛イオン濃度が７モル／ｌから０．
   １モル／ｌの範囲であり、かつ鉛イオンに対する過硫酸
   イオンのモル比が３から０．５の範囲である特許請求の
   範囲第（１）項記載の固体電解コンデンサ。