JPS62216311A - 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】 １ＬＬｋ、五皿旦ユ１ 本発明は、高容量の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。

」夏立反皿 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／Ｖ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
酸化皮膜にイ」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／υ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、いずれも表面積量が小さいため、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（誘電正接）や周波数特性が比較的悪いという欠点
がある。

、０が　゛しよ　と゛ 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／また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
。

口　　を　　するための一 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、かつエージング耐電圧３０Ｖでの静
電容量が７μＦ　／　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−３一 層を順次に設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
つエージング耐電圧３０Ｖでの静電容量が７μＦ　／　
ｃｍ　２以上、好ましくは８μＦ／ｃｒｒｒ２以上、さ
らに好ましくは８〜３０μＦ／ｃｍ２の高容量低圧用エ
ッチアルミ化成箔である。ここでいうエージングとは、
最終的にコンデンサ素子を作製した後、工程で生じた誘
電体皮膜層の損傷を高温、過電圧下で修復することであ
り、またエージング耐電圧とは、それ以上の電圧でエー
ジングすると静電容量が小さくなる電圧のことである。

静電容量は、エージング耐電圧が高くなるにしたがって
小さくなり、一方エージング耐電圧が低くなるにしたが
って大きくなる。エージング耐電圧３０Ｖでの静電容量
が７μＦ　／　ｃｍ　２より小さい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
、かつエージング耐電圧３０Ｖでの静電容量が７μＦ／
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Ｉ’１１度アルミニウムを素材と
した厚さが６０〜９０μ肌前後のアルミニウム箔を塩酸
を主体とし、必要に応じて硝酸、リン酸、硫酸等を含む
水溶液中で交流電解エツチングし、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ＩＪＩ！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／ｆｌ、好ましくは５モル／ｐから１．３モル／、
Ｉｌの範囲内である。鉛イオンの濃度が７モル／ＩＩ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、鉛イオンの濃度が０．１モル／、ｌ
ｌより低い場合には、反応母液中の鉛イオンｌＩＩ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
同点がある。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ヂア
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１１１１体層の上にカー
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−　　７
　一 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。

λ更夏皇】 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。

■　高湿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電導度が１０−１〜１０
５−ｃｍ−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。

夫−蓋−１ 以下、実施例及び比較例をあげて本発明をさらに詳細に
説明する。なお、各個の固体電解コンデン勺の特性値を
表に示した。

実施例　１ 酢酸鉛三水和物の濃度が１．５モル／Ｕの水溶液と過硫
酸アンモニウムの濃度が２０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エージング耐
電圧３０Ｖでの静電容量が１５μＦ　／　ｃｍ　２の高
容量低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９０μｍ）に塗布し、９０℃で３０
分間放置したところ、低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ｔｃ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］・を塗布して乾燥した。半田（＝１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において使用した低圧用エッヂアルミ化成箔の
代りに、エージング耐電圧３０Ｖでの静電容量が４μＦ
／ｃｍ２の低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２５０ｄの溶液と過硫酸アンモニウムの飽
和水溶液１文とＦ３　Ｘ　１０’モルの硝酸銀を混合し
たものを実施例１と同様な低圧用エッチアルミ化成箔に
塗布し、実施例１と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において使用した低圧用エッチアルミ化成箔の
代りに、エージング耐電圧３０Ｖでの静電容量が１４μ
Ｆ／ｃｍ２（エージング耐電圧１４０■テの静電容量が
１．６μＦ／ｃｍ２）の低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ウムの濃度
を各々０．０８モル／Ｌ　　Ｏ，１モル／愛とした以外
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 ＊　　１２０１１ｚでの測定値 ＊＊　６ｖ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１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
   あって、かつエージング耐電圧３０Ｖでの静電容量が７
   μＦ／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。