JP2003109853A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサ及びその製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容量出現率の優れた固体電解コンデンサおよ
びその製造方法を提供する。 【解決手段】 陰極電極箔と、表面に誘電体酸化皮膜層
を形成した陽極電極箔と、固体電解質を保持したセパレ
ータとからなる固体電解コンデンサの製造方法におい
て、３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とを
含浸したコンデンサ素子に、減圧処理の後に加圧処理を
施し、更に該３，４−エチレンジオキシチオフェンを重
合してポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンを形成
する。
びその製造方法を提供する。 【解決手段】 陰極電極箔と、表面に誘電体酸化皮膜層
を形成した陽極電極箔と、固体電解質を保持したセパレ
ータとからなる固体電解コンデンサの製造方法におい
て、３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とを
含浸したコンデンサ素子に、減圧処理の後に加圧処理を
施し、更に該３，４−エチレンジオキシチオフェンを重
合してポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンを形成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解コンデンサお
よびその製造方法に関し、特に、容積出現率の向上を図
るべく改良を施した固体電解コンデンサおよびその製造
方法に関するものである。
よびその製造方法に関し、特に、容積出現率の向上を図
るべく改良を施した固体電解コンデンサおよびその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電解コンデンサは、タンタル、アルミニ
ウム等の弁作用金属からなる微細孔やエッチングピット
を備えた陽極電極の表面に、誘電体となる酸化皮膜層を
形成し、この酸化皮膜層から電極を引き出した構成から
なる。
ウム等の弁作用金属からなる微細孔やエッチングピット
を備えた陽極電極の表面に、誘電体となる酸化皮膜層を
形成し、この酸化皮膜層から電極を引き出した構成から
なる。
【０００３】そして、酸化皮膜層からの電極の引出し
は、導電性を有する電解質層により行っている。従っ
て、電解コンデンサにおいては電解質層が真の陰極を担
うことになる。例えば、アルミニウム電解コンデンサで
は、液状の電解質を真の電極として用い、陰極電極はこ
の液状電解質層と外部端子との電気的な接続を担ってい
るにすぎない。
は、導電性を有する電解質層により行っている。従っ
て、電解コンデンサにおいては電解質層が真の陰極を担
うことになる。例えば、アルミニウム電解コンデンサで
は、液状の電解質を真の電極として用い、陰極電極はこ
の液状電解質層と外部端子との電気的な接続を担ってい
るにすぎない。
【０００４】真の陰極として機能する電解質層は、酸化
皮膜層との密着性、緻密性、均一性などが求められる。
特に、陽極電極の微細孔やエッチングピットの内部にお
ける密着性が電気的な特性に大きな影響を及ぼしてお
り、従来数々の電解質層が提案されている。
皮膜層との密着性、緻密性、均一性などが求められる。
特に、陽極電極の微細孔やエッチングピットの内部にお
ける密着性が電気的な特性に大きな影響を及ぼしてお
り、従来数々の電解質層が提案されている。
【０００５】固体電解コンデンサは、液状の電解質層の
代わりに、導電性を有する固体の電解質を用いるもの
で、なかでも二酸化マンガンや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、製品の電気的特性や耐熱性に不都合があった。
代わりに、導電性を有する固体の電解質を用いるもの
で、なかでも二酸化マンガンや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、製品の電気的特性や耐熱性に不都合があった。
【０００６】前記二酸化マンガン及びＴＣＮＱ錯体の持
つ不都合を解決するため、ポリピロールに代表される導
電性高分子を固体電解質層として用いることが試みられ
た。しかしながら、これらの導電性高分子は、化学重合
法により生成されると強度の強い皮膜層を緻密に生成す
ることが困難であり、電解重合法により生成されると製
造工程が煩雑となるほか、均一な厚さの導電性高分子膜
を連続的に生成することが非常に困難な場合が多かっ
た。
つ不都合を解決するため、ポリピロールに代表される導
電性高分子を固体電解質層として用いることが試みられ
た。しかしながら、これらの導電性高分子は、化学重合
法により生成されると強度の強い皮膜層を緻密に生成す
ることが困難であり、電解重合法により生成されると製
造工程が煩雑となるほか、均一な厚さの導電性高分子膜
を連続的に生成することが非常に困難な場合が多かっ
た。
【０００７】そこで、本発明者等は、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に着目し（特開平２−１５６
１１号公報）、陽極電極箔と陰極電極箔とをセパレータ
を介して巻回したコンデンサ素子に、３，４‐エチレン
ジオキシチオフェンと酸化剤とを含浸し、その後緩やか
に進行する化学重合反応で固体電解質であるポリ３，４
‐エチレンジオキシチオフェンをコンデンサ素子内部に
生成させることを特徴とする発明を出願した（特願平８
−１３１３７４号）。
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に着目し（特開平２−１５６
１１号公報）、陽極電極箔と陰極電極箔とをセパレータ
を介して巻回したコンデンサ素子に、３，４‐エチレン
ジオキシチオフェンと酸化剤とを含浸し、その後緩やか
に進行する化学重合反応で固体電解質であるポリ３，４
‐エチレンジオキシチオフェンをコンデンサ素子内部に
生成させることを特徴とする発明を出願した（特願平８
−１３１３７４号）。
【０００８】更に、本出願人等は、平板積層型のコンデ
ンサ素子内部にポリ３，４‐エチレンジオキシチオフェ
ンを生成させさせることを特徴とする、高周波特性、高
耐電圧性に優れ、かつ高容量な固体電解コンデンサの発
明を出願した（特願２０００-２５１７０２号）。
ンサ素子内部にポリ３，４‐エチレンジオキシチオフェ
ンを生成させさせることを特徴とする、高周波特性、高
耐電圧性に優れ、かつ高容量な固体電解コンデンサの発
明を出願した（特願２０００-２５１７０２号）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電解液
を用いた電解コンデンサと比較して、一般的に固体電解
コンデンサは容積出現率が劣っており、上述の構成の固
体電解コンデンサに関しても容積出現率において検討の
余地があった。
を用いた電解コンデンサと比較して、一般的に固体電解
コンデンサは容積出現率が劣っており、上述の構成の固
体電解コンデンサに関しても容積出現率において検討の
余地があった。
【００１０】本発明の目的は、容積出現率の優れた固体
電解コンデンサおよびその製造方法を提供することにあ
る。
電解コンデンサおよびその製造方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく、容積出現率の優れた固体電解コンデンサ
およびその製造方法について鋭意検討を重ねた結果、本
発明を完成させるに至ったものである。
を解決すべく、容積出現率の優れた固体電解コンデンサ
およびその製造方法について鋭意検討を重ねた結果、本
発明を完成させるに至ったものである。
【００１２】すなわち、本発明者らは、陰極電極箔と、
表面に誘電体酸化皮膜層を形成した陽極電極箔と、固体
電解質を保持したセパレータとからなる固体電解コンデ
ンサにおいて、３，４−エチレンジオキシチオフェンと
酸化剤とを含浸したコンデンサ素子に、減圧処理の後に
加圧処理を施し、更に前記３，４−エチレンジオキシチ
オフェンを重合してポリ３，４−エチレンジオキシチオ
フェンを形成してなる固体電解コンデンサによって上記
目的を達成した。
表面に誘電体酸化皮膜層を形成した陽極電極箔と、固体
電解質を保持したセパレータとからなる固体電解コンデ
ンサにおいて、３，４−エチレンジオキシチオフェンと
酸化剤とを含浸したコンデンサ素子に、減圧処理の後に
加圧処理を施し、更に前記３，４−エチレンジオキシチ
オフェンを重合してポリ３，４−エチレンジオキシチオ
フェンを形成してなる固体電解コンデンサによって上記
目的を達成した。
【００１３】この固体電解コンデンサは、陰極電極箔
と、表面に誘電体酸化皮膜層を形成した陽極電極箔と、
固体電解質を保持したセパレータとからなる固体電解コ
ンデンサの製造方法において、３，４−エチレンジオキ
シチオフェンと酸化剤とを含浸したコンデンサ素子に、
減圧処理の後に加圧処理を施し、更に前記３，４−エチ
レンジオキシチオフェンを重合してポリ３，４−エチレ
ンジオキシチオフェンを形成する製造方法によって製造
し得る。
と、表面に誘電体酸化皮膜層を形成した陽極電極箔と、
固体電解質を保持したセパレータとからなる固体電解コ
ンデンサの製造方法において、３，４−エチレンジオキ
シチオフェンと酸化剤とを含浸したコンデンサ素子に、
減圧処理の後に加圧処理を施し、更に前記３，４−エチ
レンジオキシチオフェンを重合してポリ３，４−エチレ
ンジオキシチオフェンを形成する製造方法によって製造
し得る。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。本発明の固体電解コンデンサは、電極箔
表面の粗面化→化成処理→コンデンサ素子形成→３，４
−エチレンジオキシチオフェン及び酸化剤の含浸→減圧
→加圧→重合→再化成→乾燥という工程により製造さ
れ、外装ケースへの挿入後封止することにより製品とす
る。
的に説明する。本発明の固体電解コンデンサは、電極箔
表面の粗面化→化成処理→コンデンサ素子形成→３，４
−エチレンジオキシチオフェン及び酸化剤の含浸→減圧
→加圧→重合→再化成→乾燥という工程により製造さ
れ、外装ケースへの挿入後封止することにより製品とす
る。
【００１５】ここで、陽極電極箔は、アルミニウム、タ
ンタル等の弁作用金属であればいずれを用いても良い
が、通常アルミニウムを使用する。この陽極電極箔の表
面には、例えば塩化物水溶液中での電気化学的なエッチ
ング処理（粗面化）により、多数のエッチングピットを
形成した後、ホウ酸アンモニウム等の水溶液中で電圧を
印加して誘電体となる酸化皮膜層を形成しておく（化成
処理）。
ンタル等の弁作用金属であればいずれを用いても良い
が、通常アルミニウムを使用する。この陽極電極箔の表
面には、例えば塩化物水溶液中での電気化学的なエッチ
ング処理（粗面化）により、多数のエッチングピットを
形成した後、ホウ酸アンモニウム等の水溶液中で電圧を
印加して誘電体となる酸化皮膜層を形成しておく（化成
処理）。
【００１６】陰極電極箔は、リード線と電解質層との電
気的な接続をする物質であればいずれでも良く、本発明
の一態様ではアルミニウムを用いている。なお、その陰
極電極箔の表面にもエッチング処理及び化成処理を施し
ておく。さらに、静電容量を増大させるため、陰極電極
箔の表面に窒化チタン膜を形成しておいてもよい。
気的な接続をする物質であればいずれでも良く、本発明
の一態様ではアルミニウムを用いている。なお、その陰
極電極箔の表面にもエッチング処理及び化成処理を施し
ておく。さらに、静電容量を増大させるため、陰極電極
箔の表面に窒化チタン膜を形成しておいてもよい。
【００１７】なお、陽極電極箔及び陰極電極箔にはそれ
ぞれの電極を外部に接続するためのリード線を、ステッ
チ、超音波溶接等の公知の手段により接続しておく。こ
のリード線は、アルミニウム等からなり、陽極電極箔又
は陰極電極箔との接続部と、外部との電気的な接続を担
う外部接続部とからなり、コンデンサ素子の端部から導
出される。
ぞれの電極を外部に接続するためのリード線を、ステッ
チ、超音波溶接等の公知の手段により接続しておく。こ
のリード線は、アルミニウム等からなり、陽極電極箔又
は陰極電極箔との接続部と、外部との電気的な接続を担
う外部接続部とからなり、コンデンサ素子の端部から導
出される。
【００１８】なお、陽極電極箔及び陰極電極箔は、前記
加工の段階で受けた皮膜損傷部分や切断面を修復するた
めに、前記加工の後、化成液中で修復化成を行う。
加工の段階で受けた皮膜損傷部分や切断面を修復するた
めに、前記加工の後、化成液中で修復化成を行う。
【００１９】セパレータとしては、通常、ガラスセパレ
ータを用いるが、別の実施の形態として、通常の電解コ
ンデンサ用として用いられるその他の電解紙を用いるこ
とができる。つまり、合成繊維、これらの混抄によるも
の、また、合成繊維と電解紙用の繊維又はガラス繊維の
混抄による不織布を用いることができる。合成繊維とし
てはビニロン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、
レーヨン繊維等が挙げられる。さらには、合成樹脂の多
孔質セパレータを用いることができる。これらの合成樹
脂としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド等を挙
げることができる。
ータを用いるが、別の実施の形態として、通常の電解コ
ンデンサ用として用いられるその他の電解紙を用いるこ
とができる。つまり、合成繊維、これらの混抄によるも
の、また、合成繊維と電解紙用の繊維又はガラス繊維の
混抄による不織布を用いることができる。合成繊維とし
てはビニロン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、
レーヨン繊維等が挙げられる。さらには、合成樹脂の多
孔質セパレータを用いることができる。これらの合成樹
脂としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド等を挙
げることができる。
【００２０】陰極電極箔と陽極電極箔の寸法は、コンデ
ンサ素子の中心部に３，４−エチレンジオキシチオフェ
ン及び酸化剤が浸透する大きさであればよい。さらに陰
極電極箔で陽極電極箔を挟み込むことができる大きさ、
あるいは、巻き込める大きさとしてもよく、製造する固
体電解コンデンサの仕様に応じて任意である。セパレー
タも陰極電極箔と陽極電極箔の寸法に応じて陰極電極箔
よりやや大きい幅寸法のものを用いればよい。
ンサ素子の中心部に３，４−エチレンジオキシチオフェ
ン及び酸化剤が浸透する大きさであればよい。さらに陰
極電極箔で陽極電極箔を挟み込むことができる大きさ、
あるいは、巻き込める大きさとしてもよく、製造する固
体電解コンデンサの仕様に応じて任意である。セパレー
タも陰極電極箔と陽極電極箔の寸法に応じて陰極電極箔
よりやや大きい幅寸法のものを用いればよい。
【００２１】次に、前記処理を施した陽極電極箔と陰極
電極箔とを、図１に示すようにセパレータを介して積層
して、コンデンサ素子を形成する。なお、本発明の固体
電解コンデンサ素子の形状は、図１のような平板型に限
るものではなく、図２のような巻回型であっても良い。
この場合、陽極電極箔と陰極電極箔とを、図２に示すよ
うにセパレータを介して巻回して、コンデンサ素子を形
成する。
電極箔とを、図１に示すようにセパレータを介して積層
して、コンデンサ素子を形成する。なお、本発明の固体
電解コンデンサ素子の形状は、図１のような平板型に限
るものではなく、図２のような巻回型であっても良い。
この場合、陽極電極箔と陰極電極箔とを、図２に示すよ
うにセパレータを介して巻回して、コンデンサ素子を形
成する。
【００２２】そして、これらコンデンサ素子に３，４−
エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とを含浸させるこ
とで、コンデンサ素子の内部にまで３，４−エチレンジ
オキシチオフェンと酸化剤が浸透し、その後の化学重合
反応によりポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンが
コンデンサ素子の内部においてセパレータで保持された
状態で生成される。
エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とを含浸させるこ
とで、コンデンサ素子の内部にまで３，４−エチレンジ
オキシチオフェンと酸化剤が浸透し、その後の化学重合
反応によりポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンが
コンデンサ素子の内部においてセパレータで保持された
状態で生成される。
【００２３】３，４−エチレンジオキシチオフェンは、
特開平２−１５６１１号公報等により開示された公知の
製法により得ることができる。
特開平２−１５６１１号公報等により開示された公知の
製法により得ることができる。
【００２４】酸化剤としては、ブタノール溶媒に芳香族
スルホン酸の鉄塩であるｐ−トルエンスルホン酸第二鉄
を溶解したものを用いる。この酸化剤の溶媒としては、
エタノール、ブタノール等のアルコール類など、通常の
有機溶媒を用いることができる。
スルホン酸の鉄塩であるｐ−トルエンスルホン酸第二鉄
を溶解したものを用いる。この酸化剤の溶媒としては、
エタノール、ブタノール等のアルコール類など、通常の
有機溶媒を用いることができる。
【００２５】３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸
化剤とをコンデンサ素子に含浸させる方法として、あら
かじめ３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤と
を混合した液にコンデンサ素子を浸漬する方法だけでな
く、他の実施の形態として、３，４−エチレンジオキシ
チオフェンに浸漬したコンデンサ素子を酸化剤に浸漬す
る方法、あるいは、酸化剤に浸漬したコンデンサ素子を
３，４−エチレンジオキシチオフェンに浸漬する方法、
さらには、前記浸漬操作をシリンジからの溶液の吐出に
置き換える方法が同様に可能である。
化剤とをコンデンサ素子に含浸させる方法として、あら
かじめ３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤と
を混合した液にコンデンサ素子を浸漬する方法だけでな
く、他の実施の形態として、３，４−エチレンジオキシ
チオフェンに浸漬したコンデンサ素子を酸化剤に浸漬す
る方法、あるいは、酸化剤に浸漬したコンデンサ素子を
３，４−エチレンジオキシチオフェンに浸漬する方法、
さらには、前記浸漬操作をシリンジからの溶液の吐出に
置き換える方法が同様に可能である。
【００２６】次に、上記方法にて酸化剤と３，４−エチ
レンジオキシチオフェンを含浸させたコンデンサ素子
を、減圧処理として真空ポンプ等による減圧雰囲気にて
１分〜３時間、好ましくは３０分〜２時間常温放置した
後、加圧処理としてコンプレッサー等による加圧雰囲気
にて１分〜３時間、好ましくは３０分〜２時間常温放置
する。なお、減圧条件は1×１０−２〜1×１０−５ａｔ
ｍが好ましく、さらに好ましくは1×１０−３〜1×１０
−４ａｔｍであり、加圧条件は１．２〜５ａｔｍが好ま
しく、さらに好ましくは１．５〜３ａｔｍである。以上
のように、まず減圧することによりエッチングピット内
の空気が抜けて、コンデンサ素子に含浸した３，４−エ
チレンジオキシチオフェンと酸化剤とがエッチングピッ
トへ浸透しやすくなり、その後、加圧することにより更
に３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とのエ
ッチングピットへの浸透が進行する。このようにして、
エッチングピット内の３．４−エチレンジオキシチオフ
ェンと酸化剤との量が増大する。
レンジオキシチオフェンを含浸させたコンデンサ素子
を、減圧処理として真空ポンプ等による減圧雰囲気にて
１分〜３時間、好ましくは３０分〜２時間常温放置した
後、加圧処理としてコンプレッサー等による加圧雰囲気
にて１分〜３時間、好ましくは３０分〜２時間常温放置
する。なお、減圧条件は1×１０−２〜1×１０−５ａｔ
ｍが好ましく、さらに好ましくは1×１０−３〜1×１０
−４ａｔｍであり、加圧条件は１．２〜５ａｔｍが好ま
しく、さらに好ましくは１．５〜３ａｔｍである。以上
のように、まず減圧することによりエッチングピット内
の空気が抜けて、コンデンサ素子に含浸した３，４−エ
チレンジオキシチオフェンと酸化剤とがエッチングピッ
トへ浸透しやすくなり、その後、加圧することにより更
に３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とのエ
ッチングピットへの浸透が進行する。このようにして、
エッチングピット内の３．４−エチレンジオキシチオフ
ェンと酸化剤との量が増大する。
【００２７】その後、加熱重合反応を進めることによっ
て、エッチングピット内のポリ３，４−エチレンジオキ
シチオフェンの量が増大する。すなわち、酸化皮膜と固
体電解質との接触面積が増大して、容量出現率が向上す
るものと考えられる。ここで、重合反応時の加熱条件は
２０〜１８０℃が好ましい。重合温度が２０℃未満で
は、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンの生成が
良好に進行しない。また、１８０℃より高い温度では
３，４−エチレンジオキシチオフェンの分解が起こり、
好ましくない。
て、エッチングピット内のポリ３，４−エチレンジオキ
シチオフェンの量が増大する。すなわち、酸化皮膜と固
体電解質との接触面積が増大して、容量出現率が向上す
るものと考えられる。ここで、重合反応時の加熱条件は
２０〜１８０℃が好ましい。重合温度が２０℃未満で
は、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンの生成が
良好に進行しない。また、１８０℃より高い温度では
３，４−エチレンジオキシチオフェンの分解が起こり、
好ましくない。
【００２８】前記重合条件において、重合反応を３０分
以上進めることにより固体電解質層が得られる。この重
合反応の反応時間は重合反応が完全に終了し得る３０分
以上が好ましい。
以上進めることにより固体電解質層が得られる。この重
合反応の反応時間は重合反応が完全に終了し得る３０分
以上が好ましい。
【００２９】固体電解質層を形成した後、誘電体酸化皮
膜層を修復するために、常温以上の高湿条件下、再化成
を行なう。再化成をするに当って、温度条件は４０℃以
上、特に５０〜１２０℃が好ましく、さらに好ましくは
６０〜９０℃である。４０℃未満では再化成電圧が上昇
せず、再化成処理を行うことができない。湿度条件は２
０〜６０％ＲＨが好ましい。湿度が２０％RH未満では再
化成に必要な水分が不足し、電圧が安定に上昇しない。
６０％RHを超えると水分が過剰となり、同じく電圧が安
定に上昇しない。
膜層を修復するために、常温以上の高湿条件下、再化成
を行なう。再化成をするに当って、温度条件は４０℃以
上、特に５０〜１２０℃が好ましく、さらに好ましくは
６０〜９０℃である。４０℃未満では再化成電圧が上昇
せず、再化成処理を行うことができない。湿度条件は２
０〜６０％ＲＨが好ましい。湿度が２０％RH未満では再
化成に必要な水分が不足し、電圧が安定に上昇しない。
６０％RHを超えると水分が過剰となり、同じく電圧が安
定に上昇しない。
【００３０】再化成処理後、水分除去工程として電圧印
加する。これによって、残留した水分による電極箔の劣
化に伴うガス発生、コンデンサの膨れが抑制される。水
分除去の他の実施の形態として、高温放置、低湿度条件
下での放置も可能である。
加する。これによって、残留した水分による電極箔の劣
化に伴うガス発生、コンデンサの膨れが抑制される。水
分除去の他の実施の形態として、高温放置、低湿度条件
下での放置も可能である。
【００３１】上記実施の形態によれば、容量出現率にお
いて優れた固体電解コンデンサが得られる。
いて優れた固体電解コンデンサが得られる。
【００３２】
【実施例】次に、本発明における固体電解コンデンサの
製造方法と、その方法によって得られた固体電解コンデ
ンサについて実施例により図面を用いて具体的に説明す
るが、本発明は、これら実施例に限定されるものではな
い。
製造方法と、その方法によって得られた固体電解コンデ
ンサについて実施例により図面を用いて具体的に説明す
るが、本発明は、これら実施例に限定されるものではな
い。
【００３３】［実施例１］図１は、本発明の平板型固体
電解コンデンサの素子の分解斜視図である。陽極電極箔
１は、縦寸法が３０ｍｍ、横寸法が４０ｍｍのアルミニ
ウム箔からなり、エッチング処理及び化成処理を施し、
酸化アルミニウムからなる酸化皮膜層をその表面に形成
する。次に、陰極電極箔２は、縦寸法が３０ｍｍ、横寸
法が８５ｍｍのアルミニウム箔からなり、エッチング処
理及び化成処理を施した後、陰極アークプラズマ蒸着法
にて窒化チタン膜をその表面に形成する。前記加工の段
階で受けた電極箔の皮膜損傷部分や切断面を修復するた
めに、リン酸アンモニウム水溶液中で修復化成を行うこ
とで、再度酸化皮膜を形成し、酸化皮膜安定のためさら
にホウ酸水溶液に浸漬した後乾燥させた。前記陰極電極
箔２の上に厚さ３００μｍ、縦寸法が３５mm、横寸法が
９０mmのガラスセパレータ３を重ね、セパレータ３を介
した状態で陽極電極１を挟み込むように積層しコンデン
サ素子６を得た。この素子をさらにセパレータ３を介し
て５枚重ねた。なお、コンデンサ素子６の陽極電極箔
１、陰極電極箔２にはあらかじめそれぞれリード線４、
５が電気的に接続されており、コンデンサ素子６の端部
から突出させた。
電解コンデンサの素子の分解斜視図である。陽極電極箔
１は、縦寸法が３０ｍｍ、横寸法が４０ｍｍのアルミニ
ウム箔からなり、エッチング処理及び化成処理を施し、
酸化アルミニウムからなる酸化皮膜層をその表面に形成
する。次に、陰極電極箔２は、縦寸法が３０ｍｍ、横寸
法が８５ｍｍのアルミニウム箔からなり、エッチング処
理及び化成処理を施した後、陰極アークプラズマ蒸着法
にて窒化チタン膜をその表面に形成する。前記加工の段
階で受けた電極箔の皮膜損傷部分や切断面を修復するた
めに、リン酸アンモニウム水溶液中で修復化成を行うこ
とで、再度酸化皮膜を形成し、酸化皮膜安定のためさら
にホウ酸水溶液に浸漬した後乾燥させた。前記陰極電極
箔２の上に厚さ３００μｍ、縦寸法が３５mm、横寸法が
９０mmのガラスセパレータ３を重ね、セパレータ３を介
した状態で陽極電極１を挟み込むように積層しコンデン
サ素子６を得た。この素子をさらにセパレータ３を介し
て５枚重ねた。なお、コンデンサ素子６の陽極電極箔
１、陰極電極箔２にはあらかじめそれぞれリード線４、
５が電気的に接続されており、コンデンサ素子６の端部
から突出させた。
【００３４】以上のような構成からなるコンデンサ素子
６に、３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤と
を含浸した。酸化剤は、ブタノールに溶解したｐ−トル
エンスルホン酸第二鉄を用い、これらの混合液を作成し
た。含浸は、一定量の前記混合溶液を貯溜された含浸槽
にコンデンサ素子６を浸漬する方法で実施した。次い
で、混合溶液の含浸したコンデンサ素子６を含浸槽から
引上げ、減圧処理として真空ポンプによる４×１０−３
ａｔｍの減圧雰囲気にて６０分常温放置した後、加圧処
理としてコンプレッサーによる２ａｔｍの加圧雰囲気に
て６０分常温放置した。その後、１５０℃の加熱下で２
時間重合反応を進め重合体を生成させた。
６に、３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤と
を含浸した。酸化剤は、ブタノールに溶解したｐ−トル
エンスルホン酸第二鉄を用い、これらの混合液を作成し
た。含浸は、一定量の前記混合溶液を貯溜された含浸槽
にコンデンサ素子６を浸漬する方法で実施した。次い
で、混合溶液の含浸したコンデンサ素子６を含浸槽から
引上げ、減圧処理として真空ポンプによる４×１０−３
ａｔｍの減圧雰囲気にて６０分常温放置した後、加圧処
理としてコンプレッサーによる２ａｔｍの加圧雰囲気に
て６０分常温放置した。その後、１５０℃の加熱下で２
時間重合反応を進め重合体を生成させた。
【００３５】さらに、電圧印加することで再化成を行っ
た。この再化成処理に続き、電圧を印加し、固体電解質
中の水分を除去する工程の後、該固体電解コンデンサ
を、ラミネートシートで形成した袋体にリード線が袋外
に突出した状態で挿入し、開口部をポリプロピレンの溶
融により熱圧着することで封口、密閉する工程を経て一
連の製造工程を終了した。上記の製造工程から本発明の
固体電解コンデンサが作成され、このコンデンサを実施
例１とした。
た。この再化成処理に続き、電圧を印加し、固体電解質
中の水分を除去する工程の後、該固体電解コンデンサ
を、ラミネートシートで形成した袋体にリード線が袋外
に突出した状態で挿入し、開口部をポリプロピレンの溶
融により熱圧着することで封口、密閉する工程を経て一
連の製造工程を終了した。上記の製造工程から本発明の
固体電解コンデンサが作成され、このコンデンサを実施
例１とした。
【００３６】［実施例２］前記実施例１に記載した固体
電解コンデンサの製造工程において、減圧処理時間を１
０分とし、更に加圧処理時間も１０分とした以外は、全
て同じ工程にて固体電解コンデンサを作成し、実施例２
とした。
電解コンデンサの製造工程において、減圧処理時間を１
０分とし、更に加圧処理時間も１０分とした以外は、全
て同じ工程にて固体電解コンデンサを作成し、実施例２
とした。
【００３７】［比較例１］前記実施例１に記載した固体
電解コンデンサの製造工程において、減圧処理及び加圧
処理の工程を行わない以外は、全て同じ工程にて固体電
解コンデンサを作成し、比較例１とした。
電解コンデンサの製造工程において、減圧処理及び加圧
処理の工程を行わない以外は、全て同じ工程にて固体電
解コンデンサを作成し、比較例１とした。
【００３８】［試験例１］前記実施例１、実施例２及び
比較例１にて作成した固体電解コンデンサの定格電圧は
２５V、定格静電容量は１００μFである。この固体電解
コンデンサの電気的特性、特にＣａｐ（μＦ）とｔａｎ
σを測定した。その結果を表１に示す。
比較例１にて作成した固体電解コンデンサの定格電圧は
２５V、定格静電容量は１００μFである。この固体電解
コンデンサの電気的特性、特にＣａｐ（μＦ）とｔａｎ
σを測定した。その結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】上記結果から、減圧、加圧時間が夫々６０
分づつである実施例１は、減圧も加圧も施していない比
較例１と比較して、静電容量の出現率が極めて良く、実
施例２も比較例１と比較した場合、静電容量の出現率が
良好な結果が得られた。
分づつである実施例１は、減圧も加圧も施していない比
較例１と比較して、静電容量の出現率が極めて良く、実
施例２も比較例１と比較した場合、静電容量の出現率が
良好な結果が得られた。
【００４１】更に、上記結果より、減圧、加圧時間が夫
々６０分づつである実施例１は、減圧、加圧を施してい
ない比較例１と比較して、ｔａｎσの値も低下してお
り、実施例２も比較例１と比較した場合、ｔａｎσの値
が低下しており、電気的特性が良好であるという結果が
得られた。
々６０分づつである実施例１は、減圧、加圧を施してい
ない比較例１と比較して、ｔａｎσの値も低下してお
り、実施例２も比較例１と比較した場合、ｔａｎσの値
が低下しており、電気的特性が良好であるという結果が
得られた。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
３，４-エチレンジオキシチオフェン及び酸化剤を含浸
したコンデンサ素子に、減圧および加圧を施した後、重
合反応を進行させることにより、電気的特性が良好な
上、容積出現率が顕著に向上した固体電解コンデンサを
製造することが可能となった。
３，４-エチレンジオキシチオフェン及び酸化剤を含浸
したコンデンサ素子に、減圧および加圧を施した後、重
合反応を進行させることにより、電気的特性が良好な
上、容積出現率が顕著に向上した固体電解コンデンサを
製造することが可能となった。
【図１】本発明で用いる平板型コンデンサ素子の分解斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明で用いる巻回型コンデンサ素子の分解斜
視図である。
視図である。
１ 陽極電極箔
２ 陰極電極箔
３ セパレータ
４，５ リード線
６ コンデンサ素子
Claims (6)
- 【請求項１】 陰極電極箔と、表面に誘電体酸化皮膜層
を形成した陽極電極箔と、固体電解質を保持したセパレ
ータとからなる固体電解コンデンサにおいて、３，４−
エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とを含浸したコン
デンサ素子に、減圧処理の後に加圧処理を施し、更に前
記３，４−エチレンジオキシチオフェンを重合してポリ
３，４−エチレンジオキシチオフェンを形成してなる固
体電解コンデンサ。 - 【請求項２】 陰極電極箔と、表面に誘電体酸化皮膜層
を形成した陽極電極箔と、固体電解質を保持したセパレ
ータとからなる固体電解コンデンサの製造方法におい
て、３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とを
含浸したコンデンサ素子に、減圧処理の後に加圧処理を
施し、更に前記３，４−エチレンジオキシチオフェンを
重合してポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンを形
成することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方
法。 - 【請求項３】 前記減圧処理が真空ポンプによる減圧雰
囲気にて１分〜３時間常温放置することである請求項２
記載の固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項４】 真空ポンプによる減圧条件が1×１０
−２〜1×１０−５ａｔｍである請求項３記載の固体電
解コンデンサの製造方法。 - 【請求項５】 前記加圧処理がコンプレッサーによる加
圧雰囲気にて１分〜３時間常温放置することである請求
項２記載の固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項６】 コンプレッサーによる加圧条件が１．２
〜５ａｔｍである請求項５記載の固体電解コンデンサの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001302085A JP2003109853A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2001302085A JP2003109853A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003109853A true JP2003109853A (ja) | 2003-04-11 |
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| JP2001302085A Pending JP2003109853A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2003109853A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005109077A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| JP2005109078A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサの製造方法 |
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