JPS6358815A - 積層形ペ−パレス電解コンデンサの製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は新規な構成からなる積層形ペーパレス電解コン
デンサの製造方法に関する。

（従来の技術） 一般に乾式筒形電解コンデンサは、例えばアルミニウム
箔からなる一対のＩＣ陰極箔に同じくアルミニウムから
なる一対の引出端子を接続し、前記一対の陽陰極箔相互
間にスペーサを介在させ巻回し、しかるのち駆動用電解
液を含浸しケースに収納し、該ケース開口部を密封して
なるものである。一般にスペーサを介在する目的は一対
の陽陰極箔相互間の絶縁隔離および駆動用電解液の保持
であり、乾式酒屋電解コンデンサにおいては重要な構成
要件である。しかして、一般に用いられているスペーサ
はクラフト紙であるが、該クラフト紙は密度が０．３〜
０．８Ｑ／α３と密度が比較的高く、また紙を構成する
１１１１の断面形状が偏平のため見掛は上の比抵抗が大
きくなりｔａｎδ特性を損ね、またクラフト紙は抄紙技
術上の問題で厚みは３０μｍ以上あり、これ以上薄くで
きず小形化を阻害する要因となっており、さらに過電圧
、逆電圧印加などによるコンデンサ破壊時に着火し継続
燃焼のおそれがあるなどの欠点をもっていた。そのため
現在クラフト紙に変え低密度のマニラ紙を用いる傾向に
あり、ｔａｎδ特性改善に大きく貢献しているが、マニ
ラ紙はクラフト紙に比べて価格が数倍と高く、加えて抄
紙後の強度をコンデンサの製造工程（特に巻取工程）に
酎えさせるためには厚さ４０μｍ以上のものを用いなけ
ればならず依然として小形化の阻害要因となっていた。

また液体の駆動用電解液を使用しているためｔａｎδ特
性改善にも限度があり、さらに液体の駆動用電解液は低
温で比抵抗が増大しやすく低温特性が極度に悪化し広温
度範囲で使用するには、信頼性に欠けるなど実用上解決
すべき問題をもっているばかりか、素子形状が巻回形で
しかも引出端子を途中挿入した構造であるため周波数特
性が悪い問題をも抱えていた。

そのため近年、例えば特開昭５８−１７６０９号公報、
特開昭５８−１９１４１４号公報または特開昭５９−６
３６０４号公報に開示されているように駆動用電解液に
かえ、Ｎ−ｎ−プロピル（またはＮ−イソ−プロピル）
イソキノリン、Ｎ−エチルイソキノリン、Ｎ−ｎ−ブチ
ルイソキノリン、Ｎ位を炭化水素基で直換したキノリン
、イソキノリンまたはピリジンなどからなるＴＣＮＱ錯
塩を固体電解質として用い、特性を改善したものが提案
されている。しかして、このようなＴＣＮＱ錯塩を用い
てなる電解コンデンサは一般にこれらＴＣＮＱ［塩を溶
融含浸して用いる訳であるが、ＴＣＮＱ錯塩を溶融含浸
する時に長時間加熱されるためＴＣＮＱ錯塩の伝導度が
減少しやす＜ｔａｎδ特性に問題°があり、また素子形
状は従来どおり引出端子を巻回体の途中に挿入したタイ
プであるため高周波数での特性が悪く、しかもスペーサ
を用いているため陽・陰ｌｆ１間（約４０〜５０μｍ）
が広（、等価直列抵抗が大ぎいなど依然として解決すべ
き問題は残っていた。さらに上記公報に開示されたＴＣ
ＮＱ銘塩は真空蒸着が難しいばかりか、それ自体の温度
特性もそれほど良くない問題をも持っていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、上記問題
を一気に解決し、広い温度範囲の使用においても安定し
た品持性が得られる新規な構成からなる１７ａ層形ペー
パレス電解コンデンサの製造方法を提供することを目的
とするものである。

［発明の構成］ く問題点を解決するための手段） 本発明の積層形ペーパレス電解コンデンサの製造方法は
、有機フィルムの長さ方向に複数の第一マージンを設け
弁作用金ｆＩＭをアルミラミネート（）箔ラミネート有
機フィルムのアルミ箔の表面に陽極酸化皮膜を生成し、
該酸化皮膜上および第一マージン上にＴＣＮＱ錯塩を真
空蒸着し有機半導体膜を形成し、該有機半導体膜上に該
有機半導体膜の前記第一マージン間に位置する長さ方向
に第二マージンを設け陰極電極膜を形成し被層体を構成
し、前記第一マージンおよび第二マージンに沿って切断
し得た基本素子片を大口径ドラムに巻回し両端面に電極
引出部を形成して母木子を構成し、該母木子を半径方向
に切断することを特徴としたものである。

（作　用） 以上のように構成してなる［５形ペーパレス電解コンデ
ンサの製造方法によれば、電解質が蒸着構造であり、か
つペーパレスであるため広い温度範囲の使用においても
安定した品持性が得られ、しかも素子形状が無誘導タイ
プであるため、高周波数特性が改善できる。

（実施例） 以下本発明の一実施例につき詳細に説明する。

すなわち、第２図および第３図に示すように例えばポリ
エステル、トリアセテート、テトラフロロエチレン、ポ
リカーボネート、ポリアミド、ポリイミドなどからなる
プラスチックフィルム１の長さ方向に複数の第１マージ
ン２を設け純度９９．９９％以上の高純度のアルミ箔３
をラミネートしたアルミラミネート有機フィルム４を形
成したのち、化成工程によって陽極酸化し第４図に示す
ように前記アルミ箔３表面に陽極酸化皮膜５を生成し、
しかる後該陽極酸化皮膜５表面および第１マージン２上
に例えば２．２′−ビピリジニウム（ＴＣＮＱ）２．４
−ハイドロオキシ−Ｎ−ペンジルアニリニウム（ＴＣＮ
Ｑ）　　、　４−アミノ−２，３，５゜６−テトラメチ
ルアニリニウム（ＴＣＮＱ）２、ピリジニウム（ＴＣＮ
Ｑ）　　、　４−シアノ−Ｎメチル−ピリジニウム（Ｔ
ＣＮＱ）２、Ｎ−エチルキノリニウム（ＴＣＮＱ）２、
Ｎ−（２−フェネチル）キノリニウム（ＴＣＮＱ）２な
どからなるＴＣＮＱ錯塩を加熱１００〜２８０℃、真空
度１０　’Ｔ　ｏｒｒ以上、蒸着時間３Ｃ秒以上の条件
下で真空蒸着し有機半導体膜６を形成する。つぎに該有
機半々体膜６上に該有機半導体ｍ６の前記第１マージン
２間に位匠する長さ方向に第２マージン７を設け銀、銅
または金などの導電性材料を真空蒸着、スパッタリング
または塗布して陰極電極ｇＪ８を形成して被層体９を構
成する。

つぎに該被層体９の前記第１マージン２および第２マー
ジン７に沿って長さ方向（第４図点線部）に切断し第５
図に示すように基本素子片１０を得る。つぎに該基本素
子片１０を大口径ドラム（図示せず）に必要回数巻回し
、両端面に銀または銅ペーストを塗布−乾燥するかまた
は亜鉛、アルミニウムまたはハンダなどの金属をメタリ
コンし電極引出部１１を形成した後前記大口径ドラム（
図示せず）から取りばずし第６図に示すような母素子１
２を得る。

しかして、該母素子１２を例えば回転鋸刃（図示せず）
を用いて半径方向に必要大きさに切断し第１図に示すよ
うに形成したコンデンサ素子１３の電極引出部１１に外
部端子１４を溶接またはハンダ付けなどによって取着し
、ケースに収納するか樹脂被覆などを施し外装（図示せ
ず）を形成してなるものである。

以上のように構成してなる積層形ペーパレス′Ｆｉ解コ
ンデンサの製造方法によれば、有機半導体膜形成として
前述のようなＴＣＮＱ錯塩を用いるため真空蒸着が容易
となり、従来例の溶融含浸のように加熱されないので伝
導度が高くｔａｎδ特性が良好であり、また前述のよう
なＴ　ＣＮ　Ｑ　８Ｎ塩は温度変化による比抵抗の変化
は小さく、しかもスペーサを用いないため陽・陰極間の
抵抗も小さくでき、よって低温から高温の広い温度範囲
においてｔａｎδ持性の変化・静電容量の変化および漏
れ電流特性の変化も少なく、さらには従来例と違い素子
形状が無誘導タイプとなるため高周波数でのインピーダ
ンス特性が大幅に改善されるなど多くのすぐれた効果を
奏する利点を有する。

つぎに本発明の実施例と従来の参考例との比較の一例に
ついて述べる。

実　　施　　例 厚さ１０μｍのポリエステルフィルムと厚さ１０μｍで
９９．９８％純度のアルミ箔をラミネートしたアルミラ
ミネート有機フィルムのアルミ箔表面をアジピン酸アン
モニウム１０％水溶液中で１００ｖの電圧を印加し陽極
酸化し、該陽極酸化によってアルミニウム膜表面に生成
した陽極酸化皮膜上に、２．２′−ビピリジニウム（Ｔ
ＣＮＱ）２を温度１５０℃、真空度１０ＴＯｒｒ３０分
間の条件で真空蒸着し厚さ５μｍの有機半導体膜を形成
し、つぎに該有機半導体膜上にＡｇを真空蒸着し厚さ５
μｍの陰極電極膜を形成して構成した被層体を切断し得
た基本素子片を大口径ドラムに巻回し、両端面にＡｇペ
ーストを塗布−乾燥し電極引出部を形成してなる母木子
を半径方向に切断し得たコンデンサ素子の電極引出部に
引出端子を溶着し、外装構造としてエポキシ樹脂を被覆
してなる定格２５ＷＶ−１，０μＦのＦＡ層形ペーパレ
ス電解コンデンサ（Ａ）。

参　　考　　例 アルミニウム箔表面を粗面化したのち陽極酸化皮膜生成
した陽極箔とアルミニウム箔表面を粗面化した隙極箔問
にスペーサとしてマニラ紙を介在し巻回した素子に、エ
チレングリコール９０％、アジピン酸アンモニウム１０
％の駆動用電解液を含浸し、金属ケース外装としてなる
定格２５ＷＶ−１，０μＦの電解コンデンサ（Ｂ）。

なお上記（Ｂ）における引出端子は陽・陰極箔にステッ
チし引出した構造である。

しかして上記本発明に係る実茄例（Ａ）と従来の参考例
（Ｂ）の温度に対する静電容■変化率およびｔａｎδ、
さらには漏れ電流を調べた結果第７図〜第９図に示すよ
うになり、また周波数−インピーダンス特性を調べた結
果第１０図に示すようになった。

第７図〜第１０図から明らかなように、いずれの特性に
おいても実施例（Ａ）は参考例（Ｂ）より安定しており
、特に高周波数でのインピーダンス特性がすぐれており
、本発明のすぐれた効果を実証した。

なお上記実施例では弁作用金属箔ラミネート有機フィル
ムの弁作用金属箔としてアルミニウム箔を用いるものを
例示して説明したが、例えばタンタル箔、チタン箔、ニ
オブ箔などを用いたものに適用できることは勿論である
。

［発明の効果］ 本発明によればスペーサを廃止し、しかも有機半導体膜
として新規なＴＣＮＱｍ塩を用いることによって安定し
た特性が得られる既存の電解コンデンサ構成の枠を越え
た全く新規な構成からなる実用的価値の高い積層形ペー
パレス電解コンデンサの！１造方法を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例に係り、第１図は積
層形ペーパレス゛電解コンデンサを示す正断面図、第２
図および第３図は箔ラミネート有機フィルムを示すもの
で第２図は斜視図、第３図は第２図Ｘ−Ｘ断面図、第４
図は被層体を示す幅方向正面図、第５図は基本素子片を
示す幅方向正面図、第６図は母木子を示す斜視図、第７
図は温度−静電容重変化率特性曲線図、第８図は温度−
ｔａｎδ特性曲線図、第９図は温度−漏れ電流特性曲線
図、第１０図は周波数−インピーダンス特性曲線図であ
る。 １・・・・・・プラスチックフィルム ２・・・・・・第１マージン　　　３・・・・・・アル
ミ箔４・・・・・・アルミラミネート有機フィルム５・
・・・・・陽極酸化皮膜　　　６・・・・・・有機半導
体膜７・・・・・・第２マージン　　　８・・・・・・
陰極電極膜９・・・・・・被層体　　　　　１０・・・
・・・基本素子片１１・・・・・・電極引出部　　　１
２・・・・・・ｆｆｌ素子特　　許　　出　　願　　人 マルコン電子株式会社 箔ラミネート有機フィルムのＸ−Ｘ所面図第　　３　　
図 ！　　　：／： 被層体の幅方向正面図 第４図 基本素子片の幅方向正面図 第５図 母素子の斜視図 第６図 −６０−４０−２００＋２０　　　＋４０　４６０　　
＋８０　　＋１００二度（℃） 第７図 １度（℃） −６０−４０−２００＋２０　　＋４０　　＋６０　　
＋８０　　＋１００１度（℃） 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機フィルムの長さ方向に複数の第一マージンを
   設け弁作用金属箔をラミネートし箔ラミネート有機フィ
   ルムを形成する手段と、該弁作用金属箔の表面に陽極酸
   化皮膜を生成する手段と、該酸化皮膜上および第一マー
   ジン上にＴＣＮＱ錯塩を真空蒸着し有機半導体膜を形成
   する手段と、該有機半導体膜上に該有機半導体膜の前記
   第一マージン間に位置する長さ方向に第二マージンを設
   け陰極電極膜を形成し被層体を構成する手段と、前記第
   一マージンおよび第二マージンに沿って長さ方向に切断
   し基本素子片を得る手段と、該基本素子片を大口径ドラ
   ムに巻回し両端面に電極引出部を形成し母素子を得る手
   段と、該母素子を半径方向に切断する手段とを具備した
   ことを特徴とする積層形ペーパレス電解コンデンサの製
   造方法。
2. （２）ＴＣＮＱ錯塩が２、２’−ビピリジニウム（ＴＣ
   ＮＱ）＿２、４−ハイドロオキシ−Ｎ−べンジルアニリ
   ニウム（ＴＣＮＱ）＿２、４−アミノ−２、３、５、６
   −テトラメチルアニリニウム（ＴＣＮＱ）＿２、ピリジ
   ニウム（ＴＣＮＱ）＿２、４−シアノ−Ｎメチル−ピリ
   ジニウム（ＴＣＮＱ）＿２、Ｎ−エチルキノリニウム（
   ＴＣＮＱ）＿２、Ｎ−（２−フェネチル）キノリニウム
   （ＴＣＮＱ）＿２からなることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の積層形ペーパレス電解コンデンサ
   の製造方法。