JPH03280522A

JPH03280522A - 有機半導体固体電解コンデンサの製造方法

Info

Publication number: JPH03280522A
Application number: JP2082503A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Minatomi; 水富　勝則; Kenji Kaguma; 健二鹿熊
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1991-12-11
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JP2950898B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は有機半導体固体電解コンデンサの製造方法に関
するものである。更に詳説すると、本発明は電解質とし
てＴＣＮＱ錯塩（ここでＴＣＮＱ塩とは７・７・８・８
テトラシアノキノジメタンを意味する）を使用する有機
半導体固体電解コンデンサの製造方法に関するものであ
る。

（ロ）従来の技術電解質としてＴＣＮＱ錯塩を使用する有機半導体固体電
解コンデンサに関しては、本願出願人より既に種々提案
している。即ち、特開昭５８−１９］４］４号（ＨＯＩ
Ｇ９１０２）等に開示されているＮ位をアルキル基で置
換したイソキノリンとのＴＣＮＱ錯塩を用いた固体電解
コンデンサは、特に優れた高周波特性をもっているため
、スイッチング電源用などに広く採用されている。

次にコンデンサ素子について説明する。第１図は従来お
よび本発明に使用されているコンデンサ素子を示す。ま
ず、高純度（９９，９９％以上）のアルミニウム箔を化
学的処理により粗面化し、実効表面積を増加させるため
のいわゆるエツチング処理を行なう。次に電解液中にて
、電気化学的にアルミニウム箔表面に酸化皮膜（酸化ア
ルミニウムの薄膜）を形成する（化成処理）。次にエッ
チンダ処理、化成処理を行なったアルミニウム箔を陽極
箔（１）とし、対向陰極箔（２）との間にセパレータ（
３）としてマニラ紙を挟ろ、第１図に示すように円筒状
に巻き取る。こうしてアルミニウム箔に酸化皮膜を形成
した陽極箔（１）及び陰極箔（２）と両電極箔間に介挿
されたセパレータ（３）とを捲回してコンデンサ素子（
６）が形成される。なお（４）（４’）はアルミリード
、（５）（５’）はリード線である。

さらにコンデンサ素子（６）に熱処理を施し、セパレー
タ（３）を構成するマニラ紙を炭化して繊維の細径化に
よる密度の低下を計る。

第２図はこのコンデンサ素子（６）をアルミケース（７
）内に収納した状態の断面図である。即ち、所定量のＴ
ＣＮＱ錯塩（８）をケース（７）内に入れ、加熱した熱
板上にアルミケース（７）を載置し、本実施例では３１
０〜３１５℃にてケース（７）中の粉末状ＴＣＮＱ錯塩
を加熱融解させる。

一方、予め加熱しであるコンデンサ素子（６）をアルミ
ケース（７）内に挿入して、融解したＴＣＮＱ錯塩の混
合液をコンデンサ素子（６）に含浸させ、すぐに冷却固
化させる。その後、エポキシ樹脂或は変性アクリル樹脂
（９）を封入し、さらにエポキシ樹脂等（１０）で成形
する。前述の如き従来技術においては化成したエツチド
アルミニウム箔（１）と陰極箔（２）をセパレータ（３
）を介して巻回したコンデンサ素子（６）を素子形成時
に損傷した陽極箔の化成皮膜修復のため再度アジピン酸
アンモニウムの水溶液にて再化成並びに熱処理していた
。そして該コンデンサ素子に融解液化したＴＣＮＱ塩（
８）を含浸し、樹脂（９）又はゴムで封口した後、コン
デンサの陽極リード線（５）と陰極リード線（５′）間
に正の定格直流電圧（順方向）を印加する工程を経て目
的とする有機半導体固体電解コンデンサを完成させてい
た。

しかし、有機半導体固体電解コンデンサは一般の電解液
を用いたコンデンサに比べ酸化皮膜の修復性が若干弱く
、アジピン酸アンモニウムの再度の化成により形成させ
た皮膜においてもＴＣＮＱ塩含浸時の機械的ストレス、
熱的ストレス或いは化学的なストレスにより化成皮膜に
は弱体部が存在することになる。これらの要因により化
成皮膜の弱体部が破壊し、等価直列抵抗や漏れ電流が増
大し、歩留りが低くなるという問題がある。

このような問題を解決するため、従来は有機半導体を含
浸後又は樹脂封口後酸化皮膜を修復し、漏れ電流値を小
さくする目的で１００℃前後の高温で電圧処理（エージ
ング）を行なっている。

また、このような漏れ電流の問題を解決するため、本願
出願人は特願昭６３−２６４５７１号（出願臼、昭和６
３年１０月２０日）において、コンデンサ素子に融解液
化した有機半導体を含浸させ、冷却固化した後に、素子
の内部に純水を含浸させ、次に素子の水分を乾燥させる
固体電解コンデンサの製造方法を提案した。そして、こ
の場合ＴＣＮＱ塩の含浸した素子内部に純水を含浸後乾
燥させることにより、酸化皮膜の欠損部に入りこんだ有
機半導体は絶縁体化しやすくなり、電圧処理（エージン
グ）での酸化皮膜の修復性が著しく向上する。

しかし乍ら、このような従来の製造方法においては、水
をＴＣＮＱ塩含浸済み素子内部に含浸するため、ＴＣＮ
Ｑ塩は一時多量の水にさらされるわけであるから、当然
水の中にＴＣＮＱ塩は溶は出すことになる。この結果、
酸化皮膜の修復性は向上するものの、その反面コンデン
サの性能を決定する特性の一つである等価直列抵抗が著
しく劣化する。

（ハ）発明が解決しようとする課題本発明は、ＴＣＮＱ塩を固体電解質に用いた有機半導体
固体電解コンデンサにおいて、前述の如き問題、即ち、
水をコンデンサ素子内部に含浸することによりＴＣＮＱ
塩が水に溶解し、そのためコンデンサの等価直列抵抗及
び漏れ′ｔＬ流が増加するのを抑制することである。

（ニ）課題を解決するための手段本発明はコンデンサ素子に融解液化したＴＣＮＱ塩を含
浸し、冷却同化後、脱水縮合により水を発生する物質、
例えばフラン樹脂にて該コンデンサ素子を被覆する。

（ホ）作　用フラン樹脂は、フルフリル・アルコールの樹脂分子であ
る。フリフリル・アルコールは、次のような構造を有し
ており、その初期縮合の反応機構は、次に示すように脱水縮合に
よるもので、これによりフルフリ・アルコールは高分子
化し、フラン樹脂を形成するのである。尚フリフル・ア
ルコールの縮合によって生ずる水はＴＣＮＱ塩を溶解さ
せる程度の量までには至らず、このような量ではコンデ
ンサの等価直列抵抗の劣化はほとんど起こらない。

以下余白ざ ↑ 外本発明はこの性質を用いて、即ちフリフル・アルコール
の縮合の過程に遊離する水分子をＴＣＮＱ塩に作用させ
ることにより、酸化皮膜の修復性の改善を図り、等価直
列抵抗の安定した有機半導体固体電解コンデンサを得よ
うとするものである。

（へ）実施例エツチング処理および化成処理を行なったアルミニウム
箔を陽極箔（１）とし、対向陰極箔（２）との間にセパ
レータ（３）を挟み、円筒状に巻き取り、コンデンサ素
子（６）を形成する。次にＴＣＮＱ塩の粉末、例えば、
Ｎ、Ｎ−ペンタメチレン・ルチジニウム、・ＴＣＮＱ、
とＮ−フェネチル・ルチジニウム・ＴＣＮＱ、の等量混
合物をケース（７）内に収納し、３２０℃の温度でＴＣ
ＮＱ塩（８）を融解液化し、コンデンサ素子（６）を浸
漬してＴＣＮＱ塩を含浸する。含浸後ケース（７）を冷
却し、ＴＣＮＱ塩（８）を冷却固化させ、ケース（７）
内にコンデンサ素子（６）を固定する。

次に第２図におけるエポキシ樹脂（９）に代えて、ケー
ス（７）内にフラン樹脂（例えば日立化成工業株式会社
製ヒタフランＶＦ３０２）を注入し、ケース開口部上端
まで満たす。

そして、１０５℃の温度にてフラン樹脂を硬化させ、１
２５℃にて１時間、コンデンサの定格電圧を印加（エー
ジング）して目的とする固体電解コンデンサを完成させ
る。

第１表に本発明の実施例でフラン樹脂にて封止したコン
デンサと従来例で水を含浸した後、乾燥させエポキシ樹
脂（及び変性アクリル樹脂）にて封止したコンデンサの
漏れ電流値並びに等個直列抵抗値の比較データを示す。

尚、参考までに水を含浸せずにＴＣＮＱ塩の含浸後、即
座にエポキシ樹脂（及び変性アクリル樹脂）にて封止し
た場合のコンデンサについても比較データを記載する。

以下余白第１表第１表において（Ａ　）（Ｂ　）（Ｃ）（Ｄ　）（Ｅ　
）は定格電圧２５Ｖ、容量１μＦのコンデンサである。

（Ａ）は本発明実施例でフラン樹脂を封止剤に用いた場
合のコンデンサ、（Ｂ）および（Ｃ）は従来例でＴＣＮ
Ｑ塩含浸後水を含浸し、乾燥させたコンデンサであり、
（Ｂ）はエポキシ樹脂を封止剤に用いた場合のコンデン
サ、（Ｃ）は変性アクリル樹脂を用いた場合のコンデン
サである。（Ｄ）および（Ｅ）は、水を用いることなく
ＴＣＮＱ塩含浸後即座にそれぞれエポキシ樹脂および変
性アクリル樹脂にて封止した場合のコンデンサである。

尚、Ｌ、Ｃ，は漏れ電流のデータであり、２５ｖ印加１
０秒後の値で、試料各１０個の値の平均値を示している
。ＥＳＲは１００ＫＨｚにおける等価直列抵抗値で試料
各１０個の値の平均値を示している。

第１表から、本発明品であるフラン樹脂を用いたコンデ
ンサの方が漏れ電流特性及び等個直列抵抗特性ともに良
好な特性を有していることがわかる。

尚また、上記実施例ではコンデンサ素子をケース（７）
に収納し、フラン樹脂だけでコンデンサ素子（６）を被
覆し、ケース開口部を封止する場合についてのみ述べた
が、フラン樹脂にてコンデンサ素子を被覆後、他の樹脂
例えばエポキシ樹脂をその上から二重に被覆し、ケース
開口部を封止してもよい。またその他の封止手段、例え
ばケースを用いずにコンデンサ素子を全面樹脂封目する
所謂樹脂デイツプタイプを用いることも可能である。

本発明はＴＣＮＱ塩含浸済素子上に直接フラン樹脂層が
形成されたコンデンサであれば、その効果は何ら損なわ
れることがない。また、実施例では、Ｎ、Ｎ−ベンタメ
チレンルチジニウム、・ＴＣＮＱ４とＮ−フェネチル・
ルチジニウム・ＴＣＮＱ、のそれぞれ等量を混合してな
る電解質に関してのみ述べたが、他のＴＣＮＱ塩を単独
で或いは混合して用いた場合でもよく、即ち溶解可能で
熱溶解時コンデンサ素子を実質的に含浸できる程度の熱
安定性を有するＴＣＮＱ塩であれば、同様の効果が得ら
れることは明らかであり、本発明は、ＴＣＮＱ塩の種類
に限定されるものでない。

（ト）発明の効果上述の如く、本発明は、コンデンサ素子にＴＣＮＱ塩を
融解含浸し、冷却後該コンデンサ素子を脱水縮合により
水を発生する物質、例えばフラン樹脂にて被覆すること
を特徴とする有機半導体固体電解コンデンサであり、フ
ラン樹脂形成時に遊離する水分子がＴＣＮＱ塩を溶解さ
せることなく、ＴＣＮＱ塩に直接作用するため、漏れ電
流特性及び等個直列抵抗特性の優れた有機半導体固体電
解コンデンサが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンデンサ素子の斜視図、第２図は有機半導体
固体電解コンデンサの断面図である。（１）（２）・・・陽、陰極箔、（３）・・・セパレー
タ、（６戸・・コンデンサ素子、（７）・・・アルミケ
ース、（８）・・・ＴＣＮＱ錯塩、（９）・・・エポキ
シ樹脂。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用を有
する金属を化成しエッチングした箔よりなる陽極箔と該
金属の薄箔よりなる陰極箔との間にセパレータ紙を介し
て巻回して形成したコンデンサ素子に、加熱融解可能で
且つ冷却固化後コンデンサ用電解質として使用し得る電
導度を有するＴＣＮＱ塩を加熱して含浸させ、冷却固化
させた後、脱水縮合により水を発生する物質にて前記コ
ンデンサ素子を被覆し、該発生した水を前記ＴＣＮＱ塩
に作用させることを特徴とする有機半導体固体電解コン
デンサの製造方法。