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JP2002110464A - Solid-state electrolytic capacitor and method of manufacturing the same - Google Patents

Solid-state electrolytic capacitor and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JP2002110464A
JP2002110464A JP2000300913A JP2000300913A JP2002110464A JP 2002110464 A JP2002110464 A JP 2002110464A JP 2000300913 A JP2000300913 A JP 2000300913A JP 2000300913 A JP2000300913 A JP 2000300913A JP 2002110464 A JP2002110464 A JP 2002110464A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
electrolytic capacitor
solid electrolytic
capacitor element
oxidizing agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000300913A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Anzai
直樹 安西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chemi Con Corp
Original Assignee
Nippon Chemi Con Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Chemi Con Corp filed Critical Nippon Chemi Con Corp
Priority to JP2000300913A priority Critical patent/JP2002110464A/en
Publication of JP2002110464A publication Critical patent/JP2002110464A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state electrolytic capacitor which can be prevented from expanding and degrading in characteristics at the time of flow soldering and therefore is suitable for surface mounting, and also to provide a method of manufacturing the same. SOLUTION: A bipolar electrode foil connected by an electrode extraction means having an external connection is wound through a separator fabricated using unwoven cloth formed of PET fiber whose main fiber's diameter is 1-12 μm, to form a capacitor element. Then, the capacitor element is dipped in an ammonium dihydrogenphosphate aqueous solution for 5 to 120 minutes for recovery chemical conversion treatment. Next, the capacitor element is impregnated with EDT or a EDT solution, and then with a butanol solution containing 30 to 50% of ferric paratoluenesulfonic acid, and then is heated to 20-180 deg.C at least for 30 minutes. Thereafter, the capactor element is inserted into an aluminum case of a cylindrical shape having a bottom and the opening is sealed by drawing with rubber.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サとその製造方法に係り、特に、リフロー半田時の膨れ
及び特性劣化の防止を図った、表面実装用として好適な
固体電解コンデンサとその製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid electrolytic capacitor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a solid electrolytic capacitor suitable for surface mounting which prevents swelling and characteristic deterioration during reflow soldering, and a method of manufacturing the same. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】タンタルあるいはアルミニウム等のよう
な弁作用を有する金属を利用した電解コンデンサは、陽
極側対向電極としての弁作用金属を焼結体あるいはエッ
チング箔等の形状にして誘電体を拡面化することによ
り、小型で大きな容量を得ることができることから、広
く一般に用いられている。特に、電解質に固体電解質を
用いた固体電解コンデンサは、小型、大容量、低等価直
列抵抗であることに加えて、チップ化しやすく、表面実
装に適している等の特質を備えていることから、電子機
器の小型化、高機能化、低コスト化に欠かせないものと
なっている。
2. Description of the Related Art In an electrolytic capacitor using a metal having a valve action such as tantalum or aluminum, a valve action metal as an anode-side counter electrode is formed into a shape of a sintered body or an etching foil to expand a dielectric material. By using such a structure, it is possible to obtain a large capacity with a small size. In particular, a solid electrolytic capacitor using a solid electrolyte as an electrolyte has characteristics that it is small, large-capacity, low equivalent series resistance, easy to chip, and suitable for surface mounting. It is indispensable for miniaturization, high performance, and low cost of electronic devices.

【0003】この種の固体電解コンデンサにおいて、小
型、大容量用途としては、一般に、アルミニウム等の弁
作用金属からなる陽極箔と陰極箔をセパレータを介在さ
せて巻回してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ
素子に駆動用電解液を含浸し、アルミニウム等の金属製
ケースや合成樹脂製のケースにコンデンサ素子を収納
し、密閉した構造を有している。なお、陽極材料として
は、アルミニウムを初めとしてタンタル、ニオブ、チタ
ン等が使用され、陰極材料には、陽極材料と同種の金属
が用いられる。
In this type of solid electrolytic capacitor, for small size and large capacity applications, generally, an anode foil and a cathode foil made of valve metal such as aluminum are wound with a separator interposed therebetween to form a capacitor element. The capacitor element is impregnated with a driving electrolyte, and the capacitor element is housed in a metal case such as aluminum or a synthetic resin case, and has a sealed structure. Note that as the anode material, aluminum, tantalum, niobium, titanium, or the like is used, and as the cathode material, the same kind of metal as the anode material is used.

【0004】また、固体電解コンデンサに用いられる固
体電解質としては、二酸化マンガンや7、7、8、8−
テトラシアノキノジメタン(TCNQ)錯体が知られて
いるが、近年、反応速度が緩やかで、かつ陽極電極の酸
化皮膜層との密着性に優れたポリエチレンジオキシチオ
フェン(以下、PEDTと記す)に着目した技術(特開
平2−15611号公報)が存在している。さらに、セ
パレータとしては、綿密で均一な固体電解質層を得るこ
とができるようにするために、ビニロン繊維を主体とし
た不織布からなるセパレータに着目した技術(特開平1
0−340829号公報)が存在している。
As a solid electrolyte used for a solid electrolytic capacitor, manganese dioxide, 7, 7, 8, 8-
A tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex is known, but recently, polyethylenedioxythiophene (hereinafter, referred to as PEDT), which has a slow reaction rate and excellent adhesion to an oxide film layer of an anode electrode, has been developed. There is a technique (Japanese Patent Laid-Open No. 2-15611) that has been focused on. Further, as a separator, in order to be able to obtain a precise and uniform solid electrolyte layer, a technique that focuses on a separator composed of a nonwoven fabric mainly composed of vinylon fibers (Japanese Patent Laid-Open No.
0-340829).

【0005】このような巻回型のコンデンサ素子にPE
DTからなる固体電解質層を形成するタイプの固体電解
コンデンサは、通常、化成→コンデンサ素子形成→固体
電解質層形成→コンデンサ素子を樹脂被覆→有底筒状の
金属ケースに挿入→開口部を絞り加工によってゴム封口
という製造工程によって作製される。
[0005] Such a wound-type capacitor element is made of PE.
A solid electrolytic capacitor of the type that forms a solid electrolyte layer made of DT is usually formed by chemical formation → formation of a capacitor element → formation of a solid electrolyte layer → resin coating of the capacitor element → insertion into a bottomed cylindrical metal case → drawing of the opening It is produced by a manufacturing process called rubber sealing.

【0006】しかしながら、上記のような製造方法によ
って製造された固体電解コンデンサを、横型又は縦型の
表面実装用チップ部品とし、高温リフロー半田付けを行
うと、金属ケースや封口ゴムの膨れが生じ、特性も劣化
するという問題点があった。
However, when the solid electrolytic capacitor manufactured by the above manufacturing method is used as a horizontal or vertical surface mounting chip component and subjected to high-temperature reflow soldering, the metal case and the sealing rubber swell. There is a problem that characteristics are also deteriorated.

【0007】そこで、本発明者は、上記のような従来の
製造方法によって得られた固体電解コンデンサを横型又
は縦型の表面実装用チップ部品とし、200〜250℃
で高温リフロー半田付けを行った場合に、金属ケースや
封口ゴムの膨れが生じ、特性も劣化する原因について種
々の検討を行った結果、以下に示すような発明を完成
し、先に特許出願した。
Therefore, the present inventor has proposed that a solid electrolytic capacitor obtained by the above-described conventional manufacturing method be used as a horizontal or vertical surface mount chip component at a temperature of 200 to 250 ° C.
When high-temperature reflow soldering was performed, swelling of the metal case and the sealing rubber occurred, and as a result of conducting various studies on the cause of deterioration of the characteristics, the following invention was completed, and a patent application was filed earlier. .

【0008】すなわち、セパレータとしてビニロン、紙
等を用いた場合、ビニロン、紙等を高温保持することに
よって、又は、重合反応後にコンデンサ素子内に残存す
る酸化剤あるいはその酸化剤が分解して生成する酸との
反応によって、ビニロン、紙等の−OH基等の末端の基
がガス化して、コンデンサの膨れ及び特性の劣化が生じ
ると考えられた。
That is, when vinylon, paper, or the like is used as the separator, the oxidizing agent remaining in the capacitor element after polymerization reaction or the oxidizing agent is generated by maintaining vinylon, paper, or the like at a high temperature. It was considered that the terminal group such as -OH group of vinylon or paper was gasified by the reaction with the acid, causing swelling and deterioration of characteristics of the capacitor.

【0009】そこで、本発明者は、リフロー半田付け時
に、コンデンサ素子が200〜250℃の高温状態に保
持された場合であっても、セパレータとして用いられる
ビニロンの−OH基等の末端の基がガス化しない条件に
ついて種々検討した結果、PEDTを形成する前に、コ
ンデンサ素子を175〜300℃で、少なくとも1分以
上熱処理すると良好な結果が得られるとの結論に達し
た。
Therefore, the present inventor has found that even when the capacitor element is maintained at a high temperature of 200 to 250 ° C. during reflow soldering, the terminal group such as the —OH group of vinylon used as a separator is used. As a result of various studies on the conditions under which gasification does not occur, it was concluded that good results could be obtained by heat-treating the capacitor element at 175 to 300 ° C. for at least 1 minute before forming PEDT.

【0010】すなわち、先の出願で示した製造方法は以
下の通りである。まず、外部接続部を有する電極引き出
し手段が接続された両極電極箔を、ビニロンからなるセ
パレータと共に巻回してコンデンサ素子を形成し、この
コンデンサ素子をリン酸二水素アンモニウム水溶液中に
5〜120分浸漬して修復化成を行う。その後、このコ
ンデンサ素子を175〜300℃で、少なくとも1分以
上熱処理する。
That is, the manufacturing method shown in the earlier application is as follows. First, a bipolar electrode foil connected to an electrode lead means having an external connection portion is wound together with a separator made of vinylon to form a capacitor element, and the capacitor element is immersed in an aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate for 5 to 120 minutes. And perform repair formation. Thereafter, this capacitor element is heat-treated at 175 to 300 ° C. for at least one minute.

【0011】続いて、このコンデンサ素子にEDT又は
EDT溶液を含浸し、さらに30〜50%のパラトルエ
ンスルホン酸第二鉄のブタノール溶液を含浸して、20
〜180℃、30分以上加熱する。その後、コンデンサ
素子の表面を樹脂で被覆した後、有底筒状のアルミニウ
ムケースに挿入し、開口部を絞り加工によってゴム封口
する。
Subsequently, the capacitor element is impregnated with EDT or an EDT solution, and further impregnated with a 30 to 50% ferric paratoluenesulfonate butanol solution.
Heat at ~ 180 ° C for 30 minutes or more. Then, after covering the surface of the capacitor element with resin, it is inserted into a bottomed cylindrical aluminum case, and the opening is sealed with rubber by drawing.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の製造方法において、修復化成後、PED
Tを形成する前に、コンデンサ素子を175〜300℃
で、少なくとも1分以上熱処理することにより、セパレ
ータの熱処理を行うと、電気的特性はある程度改善する
ものの、未だ満足のいくものではなかった。また、この
ようにコンデンサ素子を高温処理する場合、それに耐え
得るようにするために、リード線に銀メッキ等を施さな
ければならなかった。
However, in the conventional manufacturing method as described above, after repair formation, PED
Before forming T, the capacitor element is heated to 175-300 ° C.
When the heat treatment of the separator is performed by performing the heat treatment for at least one minute or more, the electrical characteristics are improved to some extent, but have not been satisfactory yet. Further, when the capacitor element is subjected to a high temperature treatment as described above, the lead wire has to be plated with silver or the like in order to withstand the high temperature treatment.

【0013】特に、近年、環境問題から高融点の鉛フリ
ー半田が用いられるようになり、半田リフロー温度が2
00〜220℃から、250〜270℃へとさらに高温
化しているため、高温リフロー半田付けを行った場合
に、金属ケースや封口ゴムの膨れが生じ、特性も劣化す
るという上記の問題点は、さらに顕著なものとなってい
る。
In particular, in recent years, lead-free solder having a high melting point has been used due to environmental problems, and the solder reflow temperature has been reduced to two.
Since the temperature is further increased from 00 to 220 ° C. to 250 to 270 ° C., when the high-temperature reflow soldering is performed, the above-mentioned problem that the metal case and the sealing rubber swells and the characteristics are deteriorated is as follows. It is even more remarkable.

【0014】本発明は、上述したような従来技術の問題
点を解決するために提案されたものであり、その目的
は、リフロー半田時の膨れ及び特性劣化の防止を可能と
した、表面実装用として好適な固体電解コンデンサとそ
の製造方法を提供することにある。
The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a surface mounting method capable of preventing swelling and characteristic deterioration during reflow soldering. It is an object of the present invention to provide a solid electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same, which are suitable as the above.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく、リフロー半田時の膨れ及び特性劣化を防止
することができる、表面実装用として好適な固体電解コ
ンデンサの製造方法について鋭意検討を重ねた結果、本
発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明
者は、リフロー半田付け時に、コンデンサ素子が200
〜260℃の高温状態に保持された場合であっても、セ
パレータそのものが分解しない条件、あるいは、重合反
応後に残った酸化剤又はその酸化剤が分解して生成する
酸と高温下で反応しないセパレータの材質について種々
検討した結果、セパレータを耐熱性樹脂で構成すると良
好な結果が得られることが判明したものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors diligently provide a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor suitable for surface mounting, which can prevent swelling and characteristic deterioration during reflow soldering. As a result of repeated studies, the present invention has been completed. In other words, the present inventor has found that the capacitor element is 200
A separator that does not decompose, or a separator that does not react at a high temperature with an oxidizing agent remaining after the polymerization reaction or an acid generated by decomposition of the oxidizing agent, even when the separator is kept at a high temperature of up to 260 ° C. As a result of various studies on the material of the above, it has been found that good results can be obtained when the separator is made of a heat-resistant resin.

【0016】(セパレータ)本発明で用いられるセパレ
ータは、耐熱性樹脂で構成されている。ここで、耐熱性
樹脂で構成されたセパレータとは、耐熱性樹脂からなる
繊維を用いた不織布や、耐熱性樹脂を用いた多孔質フィ
ルム等から構成されたセパレータをいう。さらに、これ
らのセパレータとして、重合反応後に残った酸化剤又は
その酸化剤が分解して生成する酸と高温下で反応しない
樹脂を用いると好適である。この樹脂としては、ポリエ
ステル、ナイロン、ポリイミド、アラミド等が挙げられ
る。特に、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維
からなる不織布から構成したセパレータが好ましい。
(Separator) The separator used in the present invention is made of a heat-resistant resin. Here, the separator composed of a heat-resistant resin refers to a non-woven fabric using fibers made of a heat-resistant resin, a separator composed of a porous film using a heat-resistant resin, or the like. Further, as these separators, it is preferable to use a resin which does not react at high temperature with an oxidizing agent remaining after the polymerization reaction or an acid generated by decomposition of the oxidizing agent. Examples of the resin include polyester, nylon, polyimide, and aramid. In particular, a separator made of a nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate (PET) fiber is preferable.

【0017】このように、セパレータを、耐熱性樹脂、
なかでも重合反応後に残った酸化剤又はその酸化剤が分
解して生成する酸と高温下で反応しない樹脂から構成す
ることにより、良好な結果が得られたのは、上記の樹脂
でセパレータを構成した結果、セパレータそのものが分
解することがないため、ガスが発生することもなく、リ
フロー時の膨れを引き起こすこともないからであると考
えられる。
Thus, the separator is made of a heat-resistant resin,
Among these, good results were obtained by using a resin that does not react at high temperature with an oxidizing agent remaining after the polymerization reaction or an acid generated by the decomposition of the oxidizing agent. It is considered that as a result, the separator itself does not decompose, so that no gas is generated and no swelling occurs during reflow.

【0018】なお、上記ポリエチレンテレフタレート
(PET)繊維からなる不織布を用いる場合、以下のよ
うにして構成されるものが好ましい。すなわち、主体繊
維として軟化温度が240〜280℃のPET繊維を用
い、バインダーとして軟化温度が90〜130℃の未延
伸のPET繊維を用いる。なお、上記主体繊維の繊維径
は1〜12μm、好ましくは2〜9μmであり、また、
繊維長は3〜12mm、好ましくは4〜10mmであ
る。この範囲外では、固体電解コンデンサ用セパレータ
として強度、厚さ等、好適なものが得られない。
When a non-woven fabric made of the above polyethylene terephthalate (PET) fiber is used, the non-woven fabric preferably has the following configuration. That is, PET fibers having a softening temperature of 240 to 280 ° C are used as main fibers, and unstretched PET fibers having a softening temperature of 90 to 130 ° C are used as a binder. The fiber diameter of the main fiber is 1 to 12 μm, preferably 2 to 9 μm,
The fiber length is 3 to 12 mm, preferably 4 to 10 mm. Outside this range, a suitable separator for a solid electrolytic capacitor, such as strength and thickness, cannot be obtained.

【0019】そして、これらの主体繊維とバインダー繊
維を水中に分散させ、脱水、乾燥を行った後、200〜
240℃の加熱条件下でローラーで圧縮し、未延伸繊維
の軟化によって主体繊維、バインダー繊維を接着、厚さ
調整して不織布を構成する。この不織布の厚さは10〜
200μm、好ましくは30〜50μmである。この下
限値以下では耐電圧が低下し、上限値以上では小型化を
図ることができない。
Then, these main fibers and binder fibers are dispersed in water, dehydrated and dried,
A nonwoven fabric is formed by compressing with a roller under heating conditions of 240 ° C., bonding the main fiber and the binder fiber by softening the undrawn fiber, and adjusting the thickness. The thickness of this non-woven fabric is 10
It is 200 μm, preferably 30 to 50 μm. Below the lower limit, the withstand voltage decreases, and above the upper limit, miniaturization cannot be achieved.

【0020】また、このセパレータとしては、密度が
0.1〜1g/cm3、好ましくは0.2〜0.6g/
cm3、坪量は10〜30g/m2、好ましくは15〜2
5g/m2である。この下限値以下では強度、耐電圧が
低下し、上限値以上ではセパレータ内に十分な固体電解
質が形成されず、電気特性が低下する。
The separator has a density of 0.1 to 1 g / cm 3 , preferably 0.2 to 0.6 g / cm 3 .
cm 3 , basis weight 10-30 g / m 2 , preferably 15-2
5 g / m 2 . Below this lower limit, the strength and withstand voltage decrease, while above this upper limit, a sufficient solid electrolyte is not formed in the separator, and the electrical properties deteriorate.

【0021】(修復化成の化成液)修復化成の化成液と
しては、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アン
モニウム等のリン酸系の化成液、ホウ酸アンモニウム等
のホウ酸系の化成液、アジピン酸アンモニウム等のアジ
ピン酸系の化成液を用いることができるが、なかでも、
リン酸二水素アンモニウムを用いることが望ましい。ま
た、浸漬時間は、5〜120分が望ましい。
(Chemical solution for repair chemical formation) As a chemical solution for repair chemical formation, a phosphate-based chemical solution such as ammonium dihydrogen phosphate and diammonium hydrogen phosphate, a boric acid-based chemical solution such as ammonium borate, An adipic acid-based chemical solution such as ammonium adipate can be used.
It is desirable to use ammonium dihydrogen phosphate. Also, the immersion time is desirably 5 to 120 minutes.

【0022】(EDT、酸化剤)また、コンデンサ素子
に含浸するEDTとしては、EDTモノマーを用いるこ
とができるが、EDTと揮発性溶媒とを1:1〜1:3
の体積比で混合したモノマー溶液を用いることもでき
る。前記揮発性溶媒としては、ペンタン等の炭化水素
類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ギ酸エチル等
のエステル類、アセトン等のケトン類、メタノール等の
アルコール類、アセトニトリル等の窒素化合物等を用い
ることができるが、なかでも、メタノール、エタノー
ル、アセトン等が好ましい。また、酸化剤としては、ブ
タノールに溶解したパラトルエンスルホン酸第二鉄を用
いる。この場合、ブタノールとパラトルエンスルホン酸
第二鉄の比率は任意で良いが、本発明においては30〜
50%溶液を用いている。なお、EDTと酸化剤の配合
比は1:3〜1:6の範囲が好適である。
(EDT, Oxidizing Agent) As the EDT to be impregnated in the capacitor element, an EDT monomer can be used, and the EDT and the volatile solvent are mixed in a ratio of 1: 1 to 1: 3.
Can be used. As the volatile solvent, hydrocarbons such as pentane, ethers such as tetrahydrofuran, esters such as ethyl formate, ketones such as acetone, alcohols such as methanol, and nitrogen compounds such as acetonitrile can be used. However, among them, methanol, ethanol, acetone and the like are preferable. As the oxidizing agent, ferric paratoluenesulfonate dissolved in butanol is used. In this case, the ratio between butanol and ferric paratoluenesulfonate may be arbitrary, but in the present invention, the ratio is 30 to
A 50% solution is used. The mixing ratio between EDT and oxidizing agent is preferably in the range of 1: 3 to 1: 6.

【0023】(固体電解コンデンサの製造方法)続い
て、本発明に係る巻回型の固体電解コンデンサの製造方
法の一例について説明する。すなわち、外部接続部を有
する電極引き出し手段が接続された両極電極箔を、主体
繊維の繊維径が1〜12μmのPET繊維からなる不織
布を用いて作製したセパレータを介して巻回してコンデ
ンサ素子を形成し、このコンデンサ素子をリン酸二水素
アンモニウム水溶液中に5〜120分浸漬して修復化成
を行う。
(Method of Manufacturing Solid Electrolytic Capacitor) Next, an example of a method of manufacturing the wound solid electrolytic capacitor according to the present invention will be described. That is, the bipolar electrode foil to which the electrode lead means having the external connection portion is connected is wound around a separator made of a nonwoven fabric made of PET fiber having a main fiber having a fiber diameter of 1 to 12 μm to form a capacitor element. Then, the capacitor element is immersed in an aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate for 5 to 120 minutes to perform repair formation.

【0024】続いて、このコンデンサ素子にEDT又は
EDT溶液を含浸し、さらに30〜50%のパラトルエ
ンスルホン酸第二鉄のブタノール溶液を含浸して、20
〜180℃、30分以上加熱する。その後、有底筒状の
アルミニウムケースに挿入し、開口部を絞り加工によっ
てゴム封口する。なお、EDT及び酸化剤をコンデンサ
素子に含浸する方法としては、常温でシリンジ等により
定量注入する注入法の他、浸漬法を用いることができる
ことは言うまでもない。
Subsequently, the capacitor element was impregnated with EDT or an EDT solution, and further impregnated with a 30 to 50% ferric paratoluenesulfonate butanol solution.
Heat at ~ 180 ° C for 30 minutes or more. Then, it is inserted into a bottomed cylindrical aluminum case, and the opening is sealed with rubber by drawing. As a method of impregnating the capacitor element with the EDT and the oxidizing agent, it goes without saying that an immersion method can be used in addition to an injection method in which a fixed amount is injected with a syringe or the like at room temperature.

【0025】(作用・効果)上記のような製造方法によ
って製造された本発明に係る固体電解コンデンサにおい
ては、セパレータが耐熱性樹脂から構成されているた
め、高温リフロー半田付けを行った場合でも、セパレー
タそのものが分解しないので、ガスが発生することがな
く、リフロー時の膨れも生じない。さらに、セパレータ
を重合反応後に残った酸化剤又はその酸化剤が分解して
生成する酸と反応しない樹脂から構成した場合には、セ
パレータが上記酸化剤又は酸と反応しないので、セパレ
ータが分解してガスが発生することがなく、リフロー時
の膨れも生じない。
(Operation / Effect) In the solid electrolytic capacitor according to the present invention manufactured by the above-described manufacturing method, since the separator is made of a heat-resistant resin, even when high-temperature reflow soldering is performed, Since the separator itself does not decompose, no gas is generated, and no swelling occurs during reflow. Furthermore, when the separator is made of a resin that does not react with an acid generated by decomposing the oxidizing agent remaining after the polymerization reaction or the oxidizing agent, the separator does not react with the oxidizing agent or the acid. No gas is generated, and no swelling occurs during reflow.

【0026】また、上記のようにガスの発生を防止する
ことができるため、ガス発生によるストレスによって引
き起こされる固体電解質層の誘電体皮膜からの剥離や誘
電体皮膜の損傷を防止することができる。その結果、そ
れらに起因すると考えられる静電容量の減少や漏れ電流
の上昇といった電気的特性の劣化を抑制することもでき
る。さらに、従来は、コンデンサ素子に樹脂被覆するこ
とによってガスの発生を抑制していたが、本発明におい
ては、ガスの発生自体を阻止することができるので、樹
脂被覆を行う必要がなくなるため、製造工程の簡略化及
び短縮化が可能となる。また、本発明においては、製造
工程中、高温処理を行う必要がないので、リード線に銀
メッキ等の特別な処理を施す必要もない。
Further, since the generation of gas can be prevented as described above, it is possible to prevent the solid electrolyte layer from peeling off from the dielectric film and the dielectric film from being damaged due to the stress caused by the gas generation. As a result, it is also possible to suppress deterioration of electrical characteristics such as a decrease in capacitance and an increase in leakage current, which are considered to be caused by them. Further, conventionally, the generation of gas has been suppressed by coating the capacitor element with a resin. However, in the present invention, since the generation of gas itself can be prevented, it is not necessary to perform resin coating. The process can be simplified and shortened. Further, in the present invention, since it is not necessary to perform a high-temperature treatment during the manufacturing process, it is not necessary to perform a special treatment such as silver plating on the lead wire.

【0027】[0027]

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細
に説明する。なお、本発明に係る実施例は、PET繊維
からなる不織布をセパレータとして用い、樹脂被覆を行
わずに、以下のようにして作成した。また、従来例は、
ビニロン繊維からなる不織布をセパレータとして用い、
樹脂被覆を行って、他の条件は実施例と同様にして作成
した。さらに、比較例は、従来と同様にビニロン繊維か
らなる不織布をセパレータとして用い、修復化成後に2
30℃で熱処理をし、樹脂被覆を行って、他の条件は実
施例と同様にして作成した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the Example which concerns on this invention was produced as follows using the nonwoven fabric which consists of PET fiber as a separator, without performing resin coating. Also, in the conventional example,
Using a nonwoven fabric made of vinylon fiber as a separator,
The resin coating was performed, and the other conditions were the same as in the example. Further, in the comparative example, a nonwoven fabric made of vinylon fiber was used as a separator in the same manner as in the related art.
Heat treatment was performed at 30 ° C., resin coating was performed, and other conditions were the same as in the example.

【0028】(実施例)表面に酸化皮膜層が形成された
陽極箔と陰極箔に電極引き出し手段を接続し、両電極箔
を主体繊維の繊維径が7μmのPET繊維からなる不織
布を用いて作製したセパレータを介して巻回して、素子
形状が10φ×8Lのコンデンサ素子を形成した。そし
て、このコンデンサ素子をリン酸二水素アンモニウム水
溶液に40分間浸漬して、修復化成を行った。続いて、
このコンデンサ素子に、注入法によりEDTモノマーを
含浸し、さらに酸化剤溶液として40%のパラトルエン
スルホン酸第二鉄のブタノール溶液を含浸して、100
℃、1時間加熱して、PEDTからなる固体電解質層を
形成した。その後、樹脂被覆することなく、このコンデ
ンサ素子を有底筒状のアルミニウムケースに挿入し、開
口部を絞り加工によってゴム封口して固体電解コンデン
サを形成した。なお、EDTモノマーと酸化剤との配合
比は、1:5とした。また、この固体電解コンデンサの
定格電圧は16WV、定格容量は180μFである。
(Example) An electrode drawing means is connected to an anode foil and a cathode foil each having an oxide film layer formed on the surface, and both electrode foils are produced using a nonwoven fabric made of PET fiber having a main fiber diameter of 7 μm. The capacitor was wound with the separator interposed therebetween to form a capacitor element having an element shape of 10φ × 8 L. Then, the capacitor element was immersed in an aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate for 40 minutes to perform repair formation. continue,
This capacitor element was impregnated with an EDT monomer by an injection method, and further impregnated with a 40% butanol solution of ferric paratoluenesulfonate as an oxidizing agent solution.
C. for 1 hour to form a solid electrolyte layer made of PEDT. Thereafter, the capacitor element was inserted into a bottomed cylindrical aluminum case without resin coating, and the opening was sealed with rubber by drawing to form a solid electrolytic capacitor. The mixing ratio between the EDT monomer and the oxidizing agent was 1: 5. The rated voltage of this solid electrolytic capacitor is 16 WV and the rated capacity is 180 μF.

【0029】(比較例)表面に酸化皮膜層が形成された
陽極箔と陰極箔に銀メッキを施した外部接続部を有する
電極引き出し手段を接続し、両電極箔を繊維径が7.5
μmのビニロン繊維を主体とするビニロン不織布からな
るセパレータを介して巻回して、素子形状が10φ×8
Lのコンデンサ素子を形成した。そして、このコンデン
サ素子をリン酸二水素アンモニウム水溶液に40分間浸
漬して、修復化成を行った後、230℃で1時間熱処理
した。続いて、このコンデンサ素子に、注入法によりE
DTモノマーを含浸し、さらに酸化剤溶液として40%
のパラトルエンスルホン酸第二鉄のブタノール溶液を含
浸して、100℃、1時間加熱して、PEDTからなる
固体電解質層を形成した。その後、コンデンサ素子の表
面を樹脂で被覆した後、有底筒状のアルミニウムケース
に挿入し、開口部を絞り加工によってゴム封口して固体
電解コンデンサを形成した。なお、EDTモノマーと酸
化剤との配合比は、1:5とした。また、この固体電解
コンデンサの定格電圧は16WV、定格容量は180μ
Fである。
(Comparative Example) An anode foil having an oxide film layer formed on its surface and an electrode lead-out means having an external connection portion in which a cathode foil is plated with silver were connected, and both electrode foils had a fiber diameter of 7.5.
It is wound through a separator made of vinylon non-woven fabric mainly composed of a vinylon fiber of μm, and the element shape is 10φ × 8
An L capacitor element was formed. Then, the capacitor element was immersed in an aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate for 40 minutes to perform repair formation, and then heat-treated at 230 ° C. for 1 hour. Subsequently, E is injected into this capacitor element by an injection method.
Impregnated with DT monomer, and 40% as oxidizing agent solution
Of butanol solution of ferric paratoluenesulfonate, and heated at 100 ° C. for 1 hour to form a solid electrolyte layer made of PEDT. Thereafter, the surface of the capacitor element was coated with a resin, inserted into a bottomed cylindrical aluminum case, and the opening was sealed with rubber by drawing to form a solid electrolytic capacitor. The mixing ratio between the EDT monomer and the oxidizing agent was 1: 5. The solid electrolytic capacitor has a rated voltage of 16 WV and a rated capacity of 180 μm.
F.

【0030】(従来例)上記比較例と同様にしてコンデ
ンサ素子を形成し、修復化成を行った後に熱処理を行わ
ずに、比較例と同様の条件で固体電解コンデンサを形成
した。
(Conventional example) A capacitor element was formed in the same manner as in the comparative example, and after performing repair formation, a solid electrolytic capacitor was formed under the same conditions as in the comparative example without performing heat treatment.

【0031】[比較結果]上記の方法により得られた実
施例、比較例及び従来例の各固体電解コンデンサについ
て、初期特性とリフロー試験後の特性を調べたところ、
表1に示したような結果が得られた。なお、リフロー試
験条件は、ピーク温度250℃、230℃以上30秒、
2回のリフロー半田を行ったものである。
[Comparative Results] The initial characteristics and the characteristics after the reflow test of each of the solid electrolytic capacitors of the example, the comparative example, and the conventional example obtained by the above method were examined.
The results as shown in Table 1 were obtained. The reflow test conditions were as follows: peak temperature 250 ° C, 230 ° C or higher for 30 seconds,
The reflow soldering is performed twice.

【表1】 [Table 1]

【0032】表1から明らかなように、ビニロンセパレ
ータを用い、修復化成を行った後に熱処理を行わなかっ
た従来例においては、リフロー試験後のESR(等価直
列抵抗)は、初期特性の1.4倍に増大し、また、静電
容量の減少率は15.0%と大きな値を示した。さら
に、リフロー試験後の金属ケースの径の変化量(△L)
は0.75mmと大きく、封口ゴムにも膨れが認められ
た。
As is clear from Table 1, in the conventional example in which the vinylon separator was used and the heat treatment was not performed after the repair formation, the ESR (equivalent series resistance) after the reflow test was 1.4 as the initial characteristics. It increased twice, and the rate of decrease in capacitance showed a large value of 15.0%. Furthermore, the change in the diameter of the metal case after the reflow test (試 験 L)
Was as large as 0.75 mm, and swelling was also observed in the sealing rubber.

【0033】一方、ビニロンセパレータを用い、修復化
成を行った後に230℃で熱処理した比較例において
は、リフロー試験後のESR(等価直列抵抗)は、初期
特性の1.12倍とほぼ変化しなかった。また、静電容
量の減少率は6%と、従来例の約40%に低減したが、
未だ十分なものではなかった。さらに、リフロー試験後
の金属ケースの径の変化量(△L)は0.40mmであ
り、従来例と比較して改善はされたものの十分ではな
く、封口ゴムにも膨れが認められた。
On the other hand, in a comparative example in which a vinylon separator was used for repair formation and then heat treatment at 230 ° C., the ESR (equivalent series resistance) after the reflow test was almost unchanged at 1.12 times the initial characteristics. Was. In addition, the rate of decrease in capacitance was 6%, which was reduced to about 40% of the conventional example.
It was not enough yet. Furthermore, the amount of change (ΔL) in the diameter of the metal case after the reflow test was 0.40 mm. Although this was improved compared to the conventional example, it was not sufficient, and swelling was observed in the sealing rubber.

【0034】これに対し、本発明に係る実施例において
は、リフロー試験後のESR(等価直列抵抗)は、初期
特性と同じ値を示し、また、静電容量の減少率も2.0
%と、従来例及び比較例と比べて大幅に低減した。さら
に、リフロー試験後の金属ケースの径の変化量(△L)
は0.02mmであり、その増加量は従来例の2.7
%、比較例の5%に過ぎず、封口ゴムにも膨れは認めら
れなかった。
On the other hand, in the embodiment according to the present invention, the ESR (equivalent series resistance) after the reflow test shows the same value as the initial characteristic, and the capacitance reduction rate is 2.0%.
%, Which is significantly reduced as compared with the conventional example and the comparative example. Furthermore, the change in the diameter of the metal case after the reflow test (試 験 L)
Is 0.02 mm, and the increase is 2.7 times that of the conventional example.
%, Only 5% of the comparative example, and no swelling was observed in the sealing rubber.

【0035】このように、両電極箔をPET繊維からな
る不織布を用いて形成したセパレータを介して巻回して
コンデンサ素子を形成し、樹脂被覆を行わずに固体電解
コンデンサを作製した場合には、リフロー半田時の膨れ
及び特性劣化を防止できることが分かった。さらに、樹
脂被覆を行わないので、製造工程は短縮化された。
As described above, when a capacitor element is formed by winding both electrode foils through a separator formed by using a non-woven fabric made of PET fiber, and a solid electrolytic capacitor is manufactured without resin coating, It was found that swelling and characteristic deterioration during reflow soldering can be prevented. Further, since no resin coating is performed, the manufacturing process is shortened.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、リ
フロー半田時の膨れ及び特性劣化の防止を可能とした、
表面実装用に好適な固体電解コンデンサとその製造方法
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent swelling and characteristic deterioration during reflow soldering.
A solid electrolytic capacitor suitable for surface mounting and a method for manufacturing the same can be provided.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極引き出し手段が接続された両極電極
箔をセパレータを介して巻回すると共に、両極電極箔間
にポリエチレンジオキシチオフェンからなる固体電解質
層を形成したコンデンサ素子を備えた固体電解コンデン
サにおいて、 前記セパレータが、耐熱性樹脂から構成されていること
を特徴とする固体電解コンデンサ。
1. A solid electrolytic capacitor comprising a capacitor element in which a bipolar electrode foil connected to an electrode lead-out means is wound via a separator and a solid electrolyte layer made of polyethylene dioxythiophene is formed between the bipolar electrode foils. 3. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the separator is made of a heat-resistant resin.
【請求項2】 前記セパレータが、固体電解質を形成す
るための酸化剤又はこの酸化剤が分解して生成する酸と
高温下で反応しない樹脂から構成されていることを特徴
とする請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
2. The method according to claim 1, wherein the separator is made of an oxidizing agent for forming a solid electrolyte or a resin which does not react at high temperature with an acid generated by decomposition of the oxidizing agent. The solid electrolytic capacitor as described.
【請求項3】 前記セパレータが、ポリエチレンテレフ
タレート繊維からなる不織布により構成されていること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固体電解コ
ンデンサ。
3. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the separator is made of a non-woven fabric made of polyethylene terephthalate fiber.
【請求項4】 前記ポリエチレンテレフタレート繊維の
繊維径が、1〜12μmであることを特徴とする請求項
3に記載の固体電解コンデンサ。
4. The solid electrolytic capacitor according to claim 3, wherein the polyethylene terephthalate fiber has a fiber diameter of 1 to 12 μm.
【請求項5】 外部接続部を有する電極引き出し手段が
接続された両極電極箔をセパレータと共に巻回してコン
デンサ素子を形成し、このコンデンサ素子に修復化成を
行った後、このコンデンサ素子にエチレンジオキシチオ
フェンと所定の酸化剤を含浸させてポリエチレンジオキ
シチオフェンからなる固体電解質層を形成する固体電解
コンデンサの製造方法において、 前記セパレータとして耐熱性樹脂からなるセパレータを
用いることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方
法。
5. A capacitor element is formed by winding a bipolar electrode foil to which an electrode lead means having an external connection portion is connected together with a separator, and the capacitor element is subjected to repair formation. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in which a solid electrolyte layer made of polyethylene dioxythiophene is formed by impregnating thiophene and a predetermined oxidizing agent, wherein a separator made of a heat-resistant resin is used as the separator. Production method.
【請求項6】 前記セパレータとして、前記酸化剤又は
この酸化剤が分解して生成する酸と高温下で反応しない
樹脂からなるセパレータを用いることを特徴とする請求
項5に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
6. The solid electrolytic capacitor according to claim 5, wherein a separator made of a resin that does not react at high temperature with the oxidizing agent or an acid generated by decomposition of the oxidizing agent is used as the separator. Production method.
【請求項7】 前記セパレータが、ポリエチレンテレフ
タレート繊維からなる不織布により構成されていること
を特徴とする請求項5又は請求項6に記載の固体電解コ
ンデンサの製造方法。
7. The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 5, wherein the separator is made of a non-woven fabric made of polyethylene terephthalate fiber.
【請求項8】 前記ポリエチレンテレフタレート繊維の
繊維径が、1〜12μmであることを特徴とする請求項
7に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein the polyethylene terephthalate fiber has a fiber diameter of 1 to 12 μm.
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