JPS63283115A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、箔状電極をセパレータとともに巻回あるい
は積層させたコンデンサ素子に二酸化鉛を固体電解質と
して形成した電解コンデンサに関するものである。

〔従来の技術〕

固体電解コンデンサは、アルミニウム、タンタルなどの
絶縁酸化皮膜が形成されるいわゆる弁金属を陽極に用い
、この陽極表面に陽極酸化処理などの手段によって前記
絶縁酸化皮膜を誘電体層として形成する。そしてこの陽
極酸化皮膜層の上面に二酸化鉛などの金属酸化物半導体
を電解質層として形成し、さらにその外面に導電ペース
トなどの層からなる陰極引出し手段を設けて構成されて
いる。

固体電解質としての二酸化鉛は、例えば特公昭４９−２
９３７４号公報にその形成方法とともに示されているよ
うに、従来から固体電解質として多用されている、同じ
金属酸化物である二酸化マンガンなどに比べて電導度が
高く、この結果コンデンサの内部の等価直列抵抗分が低
減でき、高周波インピーダンス特性が優れるという利点
を有する。

二酸化鉛層の形成は、例えば酢酸鉛などの鉛含有水溶液
と過硫酸アンモニウムなどの過酸化物水溶液とを反応さ
せて化学的に二酸化鉛を析出させる方法によるものや、
硝酸鉛どの水溶液中で被処理物を陽極として通電して電
気化学的に二酸化鉛を析出させる方法によるものなどが
知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、陽極電極に箔状の弁金属を用い、これをガラ
ス繊維や高分子の織布あるいは不織布などからなる多孔
質セパレータを介在させて、巻回あるいは積層してコン
デンサ素子を形成し、セパレータ部に二酸化鉛を保持さ
せてなる固体電解コンデンサは、例えば特願昭６１−２
８２７７７号などとして提案されている。

二酸化鉛は、鉛イオンの溶液状態で多孔質セパレータの
空孔部に浸漬保持され、これが化学的あるいは電気化学
的方法などによって二酸化鉛として析出する。

第２図は従来の二酸化鉛がセパレータ部に形成された状
態をあられしたもので、セパレータの繊維素１にそって
二酸化鉛２が析出する。しかし、繊維素１のない空孔部
分には二酸化鉛２が形成されず、空間部３が残る。そし
てこの空間部３が多いと固体電解質層の導電度が向上せ
ず、高周波特性の向上が十分に図れない。

これを改善するためには、鉛イオンを含む溶液への浸漬
、二酸化鉛析出の過程を何度か繰り返しておこなうこと
が考えられるが、浸漬、析出の回数を増やしても空間部
はある程度以上には減少しにくい。また浸漬、析出回数
を著しく増やすと工程が煩雑になり生産性が低下するな
どの欠点があり実用的でない。

この発明は、今述べた欠点を改良し、二酸化鉛からなる
固体電解質層の電導度を向上させて、周波数特性の優れ
た固体電解コンデンサを得ることを目的としたものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の固体電解コンデンサは、箔状陽極電極を、あ
らかじめ導電物質を付着させた絶縁性多孔質セパレータ
を介して巻回あるいは積層させてコンデンサ素子とし、
このコンデンサ素子に二酸化鉛からなる固体電解質を形
成したことを特徴としている。

上述の構成において、導電物質としては、カーボン、ニ
ッケル、アルミニウム、銀などの導電性のある金属、カ
ーボン等を用いる。そしてセパレータへの付着手段とし
ては、蒸着、電解めっき、無電解めっきなど方法によっ
て、導電粒子をセパレータの繊維素表面に付着させ、そ
の後公知の方法によって二酸化鉛層を析出形成し、さら
にその上面に、必要に応じて導電ペーストなどによる陰
極引出しのための手段を設けたものである。

〔作　　用〕

この発明の固体電解コンデンサは、固体電解質を保持す
るセパレータ部に、あらかじめ導電性の微粒子が付着し
ているので、セパレータ部の空間部へ鉛イオンを含む溶
液を浸漬させたとき、該溶液が隙間なくセパレータ内部
にゆきわたり二酸化鉛が析出するので、空間部が殆どな
い状態で二酸化鉛層が形成される。また導電性微粒子を
二酸化鉛層が取り込むために、導電度が二酸化鉛自体よ
りも高くなって、コンデンサの内部直列抵抗値を低減さ
せる。

第１図は、この発明の固体電解コンデンサのセパレータ
部に二酸化鉛層が形成された状態をあられしたもので、
セパレータの繊維素１の表面には、導電性の微粒子４が
多数付着している。そしてこのセパレータに二酸化鉛２
が析出するので、空間部３が殆どない状態で二酸化鉛２
の層が形成される。

〔実　施　例〕

以下実施例に基づいてこの発明をさらに詳しく説明する
。

この発明の固体電解コンデンサとして、箔状の陽極電極
を巻回したコンデンサを作成した。

まず、高純度のアルミニウム箔（厚さ８５μｍ）を電気
化学的にエツチングして表面積を拡大したものを、９５
℃の硼酸浴中で７０Ｖの電圧で陽極酸化して誘電体酸化
皮膜を形成した。得られた静電容量（硼酸水溶液中での
測定値）は１８．５μＦ／ＬＭであった。

次に、この箔を６×２７ｍｍの大きさに切断し、端部に
陽極引出しリードを超音波溶接によって取り付は陽極と
した。

一方、セパレータにはガラス繊維布（本州製紙製厚さ８
０μｍ）を用い、このガラス繊維布に真空蒸着によって
カーボン、アルミニウム、銀、ニッケルそれぞれの導電
性微粒子を付着させたものを作成し、このガラス繊維布
を陽極箔とほぼ同じ寸法に切断して、陽極箔と重ねあわ
せて端部から巻回し円筒状のコンデンサ素子とした。

次に、酢酸鉛（Ｐｂ　（ＣＨ３ＣＯＯ）よ・３ＨｚＯ）
　ｓｏｇを水３０ｇに溶解した溶液と、過硫酸アンモニ
ウム〔（ＮＨ４）ｚｓｚｏａ）　７５ｇを水７５ｇに溶
解した溶液とを混合したものに、前記コンデンサ素子を
浸漬して８５℃の恒温槽中で１５分間保持して二酸化鉛
を析出させ、その後コンデンサ素子を水洗いして乾燥さ
せた。この操作を５回繰り返した。

最後に二酸化鉛が析出したコンデンサ素子の外面に導電
ペースト（藤倉化成製　ＸＡ１６７）を塗布して陰極側
リード線を導電ペースト層に取り付けて定格電圧１６Ｖ
定格静電容Ｍ１μＦの固体電解コンデンサを得た。

この発明の固体電解コンデンサは、上述したようにセパ
レータ部にカーボン、アルミニウム、銀、ニッケルを各
々付着させたもの（本発明何重ないし４に該当）である
。また比較例は、導電微粒子を付着させない通常のガラ
ス繊維布の状態で他の条件は、全て同じで作成したもの
である。

これら固体電解コンデンサの特性（静電容量、損失（Ｔ
ａｎδ）、漏れ電流、１００ＫＨｚの等価直列抵抗（Ｅ
ＳＲ））の測定結果を以下の表に示す。

この結果から明らかなように、この発明固体電解コンデ
ンサは、特に高周波での等価直列抵抗に著しい改善がみ
られる。また内部抵抗が低減することから、損失につい
ても比較例に比べて低い値となっていることがわかる。

なお、この実施例では陽極弁金属に箔状のアルミニラム
ラ用い、巻回構造のコンデンサ素子トしたが、この発明
はこの構成に限定されるものではなく、絶縁性のセパレ
ータを電極間に用いるものであれば、他の弁金属であっ
てもよい。また巻回構造でなく積層構造などの構造のコ
ンデンサ素子でも適用できることはいうまでもない。

さらに、この発明例では陽極箔とセパレータとを重ねて
巻回したが、２枚の陽極箔間にセパレータを介在させて
巻回あるいは積層させ、陰極引出し層を省いて無極性の
固体電解コンデンサとしたものであってもよい。

〔発明の効果〕

この発明の固体電解コンデンサは、絶縁性のセパレータ
部に導電性微粒子を付着させたので、セパレータ部の導
電度が向上して電解コンデンサの内部の等価直列抵抗値
が低減する。またセパレータ内の空間部が導電性微粒子
によって埋められるので、空間部が減少し二酸化鉛の充
填度が高まるので、この点からも内部の等価直列抵抗値
が低減し、固体電解コンデンサの損失や高周波インピー
ダンス特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の固体電解コンデンサの固体電解質が
析出したセパレータ部をあられした平面図、第２図は従
来の固体電解コンデンサの固体電解質が析出したセパレ
ータ部をあられした平面図である。 １・・繊維素、２・・二酸化鉛、３・・空間部、４・・
導電性の微粒子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体酸化皮膜層が形成された箔状陽極電極を、
   あらかじめ導電物質を付着させた絶縁性多孔質セパレー
   タを介して巻回あるいは積層させてコンデンサ素子とし
   、このコンデンサ素子に二酸化鉛からなる固体電解質を
   形成したことを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. （２）導電物質が、カーボン、ニッケル、アルミニウム
   、銀の中から選ばれたいずれかであるところの特許請求
   の範囲第（１）項記載の固体電解コンデンサ。