JP3806503B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、化成皮膜を形成した陽極箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成した固体電解コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型大容量で等価直列抵抗（以下、ＥＳＲと称す）の小さいコンデンサとして、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン等の導電性ポリマーを陰極材とした固体電解コンデンサが注目されている。
【０００３】
前記導電性ポリマーを陰極材とした固体電解コンデンサの一例として、図２（断面図）に示すように、化成皮膜を形成した陽極箔と対向陰極箔とをセパレータ紙を介して巻回したコンデンサ素子１内に導電性ポリマー層を形成し、該コンデンサ素子を有底筒状の金属製ケース４に収納し、該ケースの開口部をゴム製の封口部材３にて封止した構成が考えられる。
【０００４】
ここで、前記封口部材には貫通孔３０が設けられ、該貫通孔を通してコンデンサ素子のリード線１３が引き出されると共に該貫通孔にリードタブ端子１２が嵌合している。又、前記封口部材を装着したケースの開口部付近には、横絞り加工及びカール加工が施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記図２に示したような従来の固体電解コンデンサにおいては、半田耐熱試験、リフロー試験等を行うと、ケースや封口部材が膨れて外観不具合となることが多かった。
【０００６】
本発明は、化成皮膜を形成した陽極箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成した固体電解コンデンサにおいて、上述の如き問題点を解決するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による固体電解コンデンサは、化成皮膜を形成した陽極箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成し、有底筒状の金属製ケースに収納した固体電解コンデンサにおいて、前記導電性ポリマー層を形成したコンデンサ素子の外周すべてを、酸無水物系エポキシ、アミン系エポキシ、ビニルエステルから選ばれた樹脂層にて被覆し、該コンデンサ素子の外周すべてにおいて、前記金属製ケースに間隙を設けて収納すると共に、前記ケースの開口部をゴム製の封口部材にて封止したことを特徴とするものである。
【０００８】
従来の固体電解コンデンサにおいては、半田耐熱試験、リフロー試験等により２００℃以上の高温環境下に置かれると、コンデンサ素子内の導電性ポリマー層から何らかのガスが発生し、それがケース膨れやゴム膨れの原因になっていたと考えられるが、
上記本発明の構成によれば、コンデンサ素子の外周が熱硬化性樹脂層又はグラファイト層で被覆されることにより、高温環境下でのガスの発生が抑制される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に従った固体電解コンデンサの構成を図１（断面図）に示す。
【００１０】
この固体電解コンデンサは、化成皮膜を形成した陽極箔と対向陰極箔とをセパレータ紙を介して巻回したコンデンサ素子１内に３，４−エチレンジオキシチオフェンの酸化重合体等からなる導電性ポリマー層（図示せず）を形成し、該コンデンサ素子を有底筒状のアルミニウム製ケース４に収納し、該ケースの開口部をブチル系ゴム等からなる封口部材３にて封止したものであり、前記導電性ポリマー層を形成したコンデンサ素子の外周は、酸無水物系エポキシ樹脂、アミン系エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等からなる熱硬化性樹脂層２１又はグラファイト層２２にて被覆されている。
【００１１】
ここで、前記封口部材には貫通孔３０が設けられ、該貫通孔を通してコンデンサ素子のリード線１３が引き出されると共に該貫通孔にリードタブ端子１２が嵌合している。又、前記封口部材を装着したケースの開口部付近には、横絞り加工及びカール加工が施されている。
【００１２】
この固体電解コンデンサの製法をさらに詳述すると、まず、粗面化のためのエッチング処理及び誘電体皮膜形成のための化成処理を施したアルミニウム箔を陽極箔とし、該陽極箔と対向陰極箔とをセパレータ紙を介して円筒状に巻き取ったコンデンサ素子を準備する。
【００１３】
一方で、希釈剤としてのｎ−ブチルアルコールを６０％含み、３，４−エチレンジオキシチオフェンの単量体と酸化剤としてのパラトルエンスルホン酸鉄（III）とが２：１の重量比で混合された化学重合液を準備する。
【００１４】
そして、前記コンデンサ素子を前記化学重合液に浸漬した後、１００℃〜３００℃で熱処理することにより、前記コンデンサ素子の両極間に３，４−エチレンジオキシチオフェンのポリマー層を形成する。
【００１５】
次に、前記ポリマー層を形成したコンデンサ素子に液状の熱硬化性樹脂又はグラファイトの溶液を塗布した後、硬化又は乾燥させる。あるいは、前記ポリマー層を形成したコンデンサ素子を液状の熱硬化性樹脂又はグラファイトの溶液に浸漬した後、硬化又は乾燥させる。
【００１６】
次に、コンデンサ素子のリード線を封口部材の貫通孔に通し、該貫通孔にリードタブ端子を嵌合させる。
【００１７】
次に、前記封口部材を装着したコンデンサ素子をケース内に間隙を設けて収納する共に封口部材をケースの開口部に嵌合させ、ケースの開口部付近に横絞り加工及びカール加工を施した後、エージング処理を行って固体電解コンデンサが完成する。
【００１８】
ここで、上記本発明の実施形態に従ってコンデンサ素子の外周を酸無水物系エポキシ樹脂層にて被覆した固体電解コンデンサ（実施例１）と、アミン系エポキシ樹脂層にて被覆した固体電解コンデンサ（実施例２）と、ビニルエステル樹脂層にて被覆した固体電解コンデンサ（実施例３）と、グラファイト層にて被覆した固体電解コンデンサ（実施例４）と、前記従来技術に従ってコンデンサ素子に被覆層を形成していない固体電解コンデンサ（従来例）について、
初期の電気特性を表１に、半田耐熱試験後の外観不良発生状況を表２に、半田耐熱試験の後、更に高温負荷試験を行った後の電気特性を表３に示す。
【００１９】
【表１】
【表２】
【表３】
表１〜３に示した各実施例及び従来例のいずれにおいても、コンデンサ素子としては定格電圧４Ｖ、定格容量２２０μＦ、外形φ８．０ｍｍ×Ｌ６．３ｍｍのものを用いた。
【００２３】
表１及び表３におけるＣは１２０Ｈｚでの静電容量、ｔａｎδは１２０Ｈｚでの損失角の正接、ＥＳＲは１００ｋＨｚでの等価直列抵抗、ＬＣは定格電圧を印加して４０秒後の漏れ電流を意味しており、各特性値は、試料数各３０個についての平均である。
【００２４】
半田耐熱試験はＶＰＳ法（１５０℃×１２０秒のプレヒート後、２４０℃×２０秒）によるものであり、表２に示した外観不良は、封口ゴムに関して目視で膨れていれば不良、ケースに関して、図３に示すようにコンデンサ１０を水平面Ｐ上に立置したとき、（ｂ）のように隙間ｄが生じれば不良と判断した。
【００２５】
高温負荷試験は定格電圧を印加しながら１０５℃で１０００時間保持するものである。
【００２６】
表１を見ればわかるように、コンデンサ素子の外周を樹脂層又はグラファイト層にて被覆した実施例１〜４においても、被覆層を形成していない従来例に比べて、初期の電気特性が劣化することはない。
【００２７】
表２を見ればわかるように、コンデンサ素子の外周を樹脂層又はグラファイト層にて被覆した実施例１〜４においては、被覆層を形成していない従来例に比べて、半田耐熱試験後の外観不良が低減する。
【００２８】
表３を見ればわかるように、コンデンサ素子の外周を樹脂層又はグラファイト層にて被覆した実施例１〜４においては、被覆層を形成していない従来例に比べて、高温負荷試験による静電容量の変化やＥＳＲの増大化が抑制される。
【００２９】
尚、上記実施例においては、導電性ポリマー層形成の出発物質として３，４−エチレンジオキシチオフェンを用いたが、その代わりに、ピロール、チオフェン、フラン、アニリン及びそれらの誘導体等、酸化重合により導電性ポリマーとなるモノマーを用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、化成皮膜を形成した陽極箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成した後、有底筒状の金属製ケースに収納し、該ケースの開口部をゴム製の封口部材にて封止した固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子の外周すべてを、酸無水物系エポキシ、アミン系エポキシ、ビニルエステルから選ばれた樹脂層にて被覆し、該コンデンサ素子の外周すべてにおいて、前記金属製ケースに間隙を設けて収納することにより、半田耐熱試験、リフロー試験等によるケースや封口部材の膨れが抑制され、高温負荷試験等による静電容量の変化やＥＳＲの増大化が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例による固体電解コンデンサの断面図である。
【図２】従来例による固体電解コンデンサの断面図である。
【図３】固体電解コンデンサの外観不良を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１ コンデンサ素子
１２ リードタブ端子
１３ リード線
２１ 熱硬化性樹脂層
２２ グラファイト層
３ ケース
４ 封口部材
Claims (2)
- 化成皮膜を形成した陽極箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子内に導電性ポリマー層を形成し、有底筒状の金属製ケースに収納した固体電解コンデンサにおいて、
前記導電性ポリマー層を形成したコンデンサ素子の外周すべてを、酸無水物系エポキシ、アミン系エポキシ、ビニルエステルから選ばれた樹脂層にて被覆し、
該コンデンサ素子の外周すべてにおいて、前記金属製ケースに間隙を設けて収納すると共に、
前記ケースの開口部をゴム製の封口部材にて封止したことを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 前記導電性ポリマー層は、チオフェン又はその誘導体を、スルホン酸化合物イオンを含む塩を酸化剤として化学酸化重合させることにより形成されるポリマーからなることを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00243598A JP3806503B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 固体電解コンデンサ |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00243598A Expired - Lifetime JP3806503B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
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1998
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