JPH0321007A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサの製造方法Info
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- JPH0321007A JPH0321007A JP15623789A JP15623789A JPH0321007A JP H0321007 A JPH0321007 A JP H0321007A JP 15623789 A JP15623789 A JP 15623789A JP 15623789 A JP15623789 A JP 15623789A JP H0321007 A JPH0321007 A JP H0321007A
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- capacitor element
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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。
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TCNQ塩からなる有機半導体を固体電解質と
して使用する固体電解コンデンサの製造方法に関する。
して使用する固体電解コンデンサの製造方法に関する。
(ロ)従来の技術
固体電解コンデンサの固体電解質としてTCNQ塩から
なる有機半導体を用い得ることは既に知られている。こ
の場合、固体電解質は酸化皮膜を有するアルミニウムな
どの皮膜形成性金属に直接付着されるものであるが、異
なる形態として、陽極箔と陰極箔とをセパレー夕紙を挟
んで巻取ってコンデンサ素子を構戊し、この素子中のセ
パレータ紙に上記の固体電解質を含没する技術は、特公
昭62−52939号(HOIG9/02)に開示され
ている。尚TCNQとは7, 7, 8, 8,テ
トラシアノキノジメタンを意味する。
なる有機半導体を用い得ることは既に知られている。こ
の場合、固体電解質は酸化皮膜を有するアルミニウムな
どの皮膜形成性金属に直接付着されるものであるが、異
なる形態として、陽極箔と陰極箔とをセパレー夕紙を挟
んで巻取ってコンデンサ素子を構戊し、この素子中のセ
パレータ紙に上記の固体電解質を含没する技術は、特公
昭62−52939号(HOIG9/02)に開示され
ている。尚TCNQとは7, 7, 8, 8,テ
トラシアノキノジメタンを意味する。
このような従来の技術においては、有機半導体の粉末を
適度に加圧して良熱伝導性のアルミケースに詰め、これ
を250〜300℃にて融解液化し、子熱されたコンデ
ンサ素子をこの融解液に浸漬して含浸し、アルミケース
ごと素子を冷却固化し、樹脂封口、電圧処理(二一ジン
グ)等の工程を経て完威させている。
適度に加圧して良熱伝導性のアルミケースに詰め、これ
を250〜300℃にて融解液化し、子熱されたコンデ
ンサ素子をこの融解液に浸漬して含浸し、アルミケース
ごと素子を冷却固化し、樹脂封口、電圧処理(二一ジン
グ)等の工程を経て完威させている。
ところでコンデンサ素子の陽極は誘電体である酸化皮膜
が形威されているが、素子予熱及び含浸時の熱的衝撃又
は素子運搬及び含浸時の機械的衝撃によって酸化皮膜が
傷つけられる。そのため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。
が形威されているが、素子予熱及び含浸時の熱的衝撃又
は素子運搬及び含浸時の機械的衝撃によって酸化皮膜が
傷つけられる。そのため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。
しかしながら有機半導体から戊る固体電解質は、一般の
電解コンデンサに使用されている電解液に比べ、酸化皮
膜の修復性が弱いという欠点があり、このため漏れ電流
値が大きく歩留りが低いという問題がある。このような
固体電解質の酸化皮膜の修復性が弱く、漏れ電流値が大
きく歩留りが低いという問題を解決するために、本願出
願人は先に、特願昭612−267270号ζ昭和62
年10月21日出願)および特願昭63−264571
号(昭和63年10月20日出願)を出願して次のよう
な技術を提供した。即ち、TCNQ塩よりなる有機半導
体を加熱融解液化してコンデンサ素子に含浸し、冷却固
化した後、コンデンサ素子を純水中に浸漬し、減圧下で
素子内部に純水を含浸させる。そして、該コンデンサの
水分を100℃前後の温度で1〜8時間乾燥させた後、
コンデンサ素子を収納したケースの開口部を樹脂にて封
目し、最後に100℃前後の温度で電圧処理(工一ジン
グ)を行ない固体電解コンデンサを完戒させる。
電解コンデンサに使用されている電解液に比べ、酸化皮
膜の修復性が弱いという欠点があり、このため漏れ電流
値が大きく歩留りが低いという問題がある。このような
固体電解質の酸化皮膜の修復性が弱く、漏れ電流値が大
きく歩留りが低いという問題を解決するために、本願出
願人は先に、特願昭612−267270号ζ昭和62
年10月21日出願)および特願昭63−264571
号(昭和63年10月20日出願)を出願して次のよう
な技術を提供した。即ち、TCNQ塩よりなる有機半導
体を加熱融解液化してコンデンサ素子に含浸し、冷却固
化した後、コンデンサ素子を純水中に浸漬し、減圧下で
素子内部に純水を含浸させる。そして、該コンデンサの
水分を100℃前後の温度で1〜8時間乾燥させた後、
コンデンサ素子を収納したケースの開口部を樹脂にて封
目し、最後に100℃前後の温度で電圧処理(工一ジン
グ)を行ない固体電解コンデンサを完戒させる。
このような従来の純水を含浸させる製造方法においては
、TCNQ塩の含浸済み素子を純水中に浸漬するので、
該コンデンサ素子中に液体として残留する余分な水を乾
燥させる工程が必要不可欠となる。また、純水を含浸さ
せるためには、コンデンサ素子の封目前に行なわなけれ
ばならず、このため純水の含浸および乾燥工程により素
子内部3 4 に導入された水分、即ちTCNQ錯体と結合した水の分
子はTCNQ錯体との結合力が弱いため、その後のアル
ミケース封日時、即ち樹脂硬化時に樹脂と反応したり、
樹脂の硬化時の熱ストレスなどにより少なからず影響を
受ける。その結果、水の作用による電圧処理(エージン
グ)時の酸化皮膜の修復性は弱くなり、漏れ電流低減を
阻害するという欠点があった。
、TCNQ塩の含浸済み素子を純水中に浸漬するので、
該コンデンサ素子中に液体として残留する余分な水を乾
燥させる工程が必要不可欠となる。また、純水を含浸さ
せるためには、コンデンサ素子の封目前に行なわなけれ
ばならず、このため純水の含浸および乾燥工程により素
子内部3 4 に導入された水分、即ちTCNQ錯体と結合した水の分
子はTCNQ錯体との結合力が弱いため、その後のアル
ミケース封日時、即ち樹脂硬化時に樹脂と反応したり、
樹脂の硬化時の熱ストレスなどにより少なからず影響を
受ける。その結果、水の作用による電圧処理(エージン
グ)時の酸化皮膜の修復性は弱くなり、漏れ電流低減を
阻害するという欠点があった。
(ハ)発明が解決しようとする課題
本発明は、上記問題点、即ち液体状の水を用いるために
必要となる乾燥工程を省略でき、而もコンデンサ素子の
樹脂等により封口後も使用できる製造方法を提供するこ
とであり、更に従来方法と同様に素子の封目前に行って
もコンデンサ素子内部に導入された水が樹脂硬化時に悪
影響を受けることなく、また電圧処理(エージング)時
に従来以上に酸化皮膜の修復性を向上させ、漏れ電流低
減を阻害する作用を解決するものである。
必要となる乾燥工程を省略でき、而もコンデンサ素子の
樹脂等により封口後も使用できる製造方法を提供するこ
とであり、更に従来方法と同様に素子の封目前に行って
もコンデンサ素子内部に導入された水が樹脂硬化時に悪
影響を受けることなく、また電圧処理(エージング)時
に従来以上に酸化皮膜の修復性を向上させ、漏れ電流低
減を阻害する作用を解決するものである。
(二)課題を解決するための手段
本発明はTCNQ塩を加熱融解してコンデンサ素子に含
浸し、冷却固化した後、1気圧以上の水蒸気下に該コン
デンサ素子を保持するものである。
浸し、冷却固化した後、1気圧以上の水蒸気下に該コン
デンサ素子を保持するものである。
(ホ)作用
1気圧以上の水蒸気(】00℃以上)を用いることによ
り、従来のような液体の水の除去工程(乾燥工程)は不
要となる。またコンデンサ素子の封口後にも加水が可能
となる。即ち、1気圧以上の水蒸気を使用するため水分
子は容易に封日用の樹脂層を透過し、コンデンサの素子
内部に浸入してTCNQ錯体と強い結合力で結合する。
り、従来のような液体の水の除去工程(乾燥工程)は不
要となる。またコンデンサ素子の封口後にも加水が可能
となる。即ち、1気圧以上の水蒸気を使用するため水分
子は容易に封日用の樹脂層を透過し、コンデンサの素子
内部に浸入してTCNQ錯体と強い結合力で結合する。
その結果、従来の水中浸漬・乾燥法以上に水の作用によ
る酸化皮膜の修復性は向上し、漏れ電流の増大が防止さ
れる。また、コンデンサ素子の封目前に1気圧以上の水
蒸気を作用させても、TCNQ錯体と水分子の結合力は
、従来方法より強力なものであるため、その後の樹脂封
口における硬化時の影響は従来方法よりかなり少なくな
る。このため、従来方法以上に酸化皮膜の修復性は、向
上し、漏れ電流の低減が計れる。
る酸化皮膜の修復性は向上し、漏れ電流の増大が防止さ
れる。また、コンデンサ素子の封目前に1気圧以上の水
蒸気を作用させても、TCNQ錯体と水分子の結合力は
、従来方法より強力なものであるため、その後の樹脂封
口における硬化時の影響は従来方法よりかなり少なくな
る。このため、従来方法以上に酸化皮膜の修復性は、向
上し、漏れ電流の低減が計れる。
(へ)実施例
次に、本発明の方法をコンデンサ素子の樹脂封口前及び
樹脂封口後に用いる場合についてそれぞれの製造過程を
説明する。
樹脂封口後に用いる場合についてそれぞれの製造過程を
説明する。
(1)コンデンサ素子の樹脂封口荊の加水処理第1図に
示す如く、エッチング処理、化戊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
にセパレーク(3)を挟み円筒状に巻き取り、コンデン
サ素子(6)を形戒する。なお、(4 )(4 ’)は
アルミリード、(5)(5゛)はリード線である。
示す如く、エッチング処理、化戊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
にセパレーク(3)を挟み円筒状に巻き取り、コンデン
サ素子(6)を形戒する。なお、(4 )(4 ’)は
アルミリード、(5)(5゛)はリード線である。
次に、第2図に示す如(TCNQ塩、例えばNn−プチ
ルイソキノリニウムのTCNQ塩((N−n−プチルイ
ソキノリニウム)“(TCNQ)− (TCNQ))の
粉末(8)をアルミケース(7)に収納し、融点(21
0〜230℃)以上の温度、例えば、290℃〜300
℃の温度でTCNQ塩を融解液化する。そして、予熱済
みのコンデンサ素子(6)をケース(7)内のTCNQ
塩の融解液に浸漬してTCNQ塩を含浸する。含浸後ケ
ース(7)を冷却し、コンデンサ素子(6)に含浸した
TCNQ塩(8)を冷却固化し、ケース内にコンデンサ
素子を固定する。なおT C N Q塩を融解液化後冷
却固化するまでの時間は数分以内にする必要があり、こ
の時間を越えると、TCNQ塩よりなる有機半導体はほ
ぼ電気的絶縁物となる。
ルイソキノリニウムのTCNQ塩((N−n−プチルイ
ソキノリニウム)“(TCNQ)− (TCNQ))の
粉末(8)をアルミケース(7)に収納し、融点(21
0〜230℃)以上の温度、例えば、290℃〜300
℃の温度でTCNQ塩を融解液化する。そして、予熱済
みのコンデンサ素子(6)をケース(7)内のTCNQ
塩の融解液に浸漬してTCNQ塩を含浸する。含浸後ケ
ース(7)を冷却し、コンデンサ素子(6)に含浸した
TCNQ塩(8)を冷却固化し、ケース内にコンデンサ
素子を固定する。なおT C N Q塩を融解液化後冷
却固化するまでの時間は数分以内にする必要があり、こ
の時間を越えると、TCNQ塩よりなる有機半導体はほ
ぼ電気的絶縁物となる。
次に前記TCNQ塩含浸済み素子(6)を例えば、恒温
多湿高圧試験器内に入れて、約3気圧(飽和温度;l.
32.88℃)の水蒸気を用いて、1時間の間素子内部
に水分子を作用させる。そして、最後にエポキシ系樹脂
(9)にて上記ケースの開口部を封ロし、125℃にて
1時間ほぼコンデンサの定格電圧を印加(二一ジング)
して、目的とする固体電解コンデンサを完戊する。
多湿高圧試験器内に入れて、約3気圧(飽和温度;l.
32.88℃)の水蒸気を用いて、1時間の間素子内部
に水分子を作用させる。そして、最後にエポキシ系樹脂
(9)にて上記ケースの開口部を封ロし、125℃にて
1時間ほぼコンデンサの定格電圧を印加(二一ジング)
して、目的とする固体電解コンデンサを完戊する。
(2) コンデンサ素子の樹脂封口後の加水処理前述し
たようにコンデンサ素子(6)をTCNQ塩(8)の含
浸後、冷却固化してケース(7)内に固定後、エポキシ
系樹脂(9)にてケースの開口部を封ロする。次に該コ
ンデンサを例えば恒温多湿高圧試験器内に入れて約2気
圧(飽和温度;7 8 119.62℃)の水蒸気を用いて18時間の間コンデ
ンサの封口樹脂外部からコンデンサの素子内部へ水分子
を浸入させる。そして、125℃にて1時間、ほぼコン
デンサの定格電圧を印加(二一ジング)して、目的とす
る固体電解コンデンサを完戊する。
たようにコンデンサ素子(6)をTCNQ塩(8)の含
浸後、冷却固化してケース(7)内に固定後、エポキシ
系樹脂(9)にてケースの開口部を封ロする。次に該コ
ンデンサを例えば恒温多湿高圧試験器内に入れて約2気
圧(飽和温度;7 8 119.62℃)の水蒸気を用いて18時間の間コンデ
ンサの封口樹脂外部からコンデンサの素子内部へ水分子
を浸入させる。そして、125℃にて1時間、ほぼコン
デンサの定格電圧を印加(二一ジング)して、目的とす
る固体電解コンデンサを完戊する。
第1表に本発明の製造方法により完或した固体電解コン
デンサと従来の製造方法により完威した固体電解コンデ
ンサの電圧処理(エージング)後の漏れ電流の歩留りの
比較を示す。
デンサと従来の製造方法により完威した固体電解コンデ
ンサの電圧処理(エージング)後の漏れ電流の歩留りの
比較を示す。
第 1 表
なお、第1表における試験条件および資料コンデンサは
次の通りである。即ち、 (A);本発明の製造方法(前記(1))(C )(E
)(G )i本発明の製造方法(前記(2))(B
)(D )(F )(H ) ;従来の製造方法また (A )(B ) ;定格電圧35V、容量3.3μF
(C )(D )i定格電圧35V、容量0.22μF
(E )(F ) i定格電圧3 5 V、容量0.4
7μF(G )(H ) i定格電圧35V、容量1μ
FL.C, ;漏れ電流(Leakage Curr
ent)なお、また、L, C欄は漏れ電流のデータ
であり、試料100個中の不良数と歩留りを示しており
、各機種のL.C規格は定格電圧が全て35Vであるか
ら、全て次の値以下ヒなっている。即ち3.37.+F
の場合;2。3( μA /10sec)0.22μF
の場合; 0. 5 ( t−t A /10sec)
0.47μFの場合; 0. 5 ( μA /10s
ec)1μFの場合; 0. 7( p A /10s
ec)第1表から次のことがわかる。即ち本発明方法に
より有機半導体(TCNQ塩)を電解質に用いた固体電
解コンデンサの漏れ電流の歩留りは従来と比較して著し
く改善されていることがわがる。
次の通りである。即ち、 (A);本発明の製造方法(前記(1))(C )(E
)(G )i本発明の製造方法(前記(2))(B
)(D )(F )(H ) ;従来の製造方法また (A )(B ) ;定格電圧35V、容量3.3μF
(C )(D )i定格電圧35V、容量0.22μF
(E )(F ) i定格電圧3 5 V、容量0.4
7μF(G )(H ) i定格電圧35V、容量1μ
FL.C, ;漏れ電流(Leakage Curr
ent)なお、また、L, C欄は漏れ電流のデータ
であり、試料100個中の不良数と歩留りを示しており
、各機種のL.C規格は定格電圧が全て35Vであるか
ら、全て次の値以下ヒなっている。即ち3.37.+F
の場合;2。3( μA /10sec)0.22μF
の場合; 0. 5 ( t−t A /10sec)
0.47μFの場合; 0. 5 ( μA /10s
ec)1μFの場合; 0. 7( p A /10s
ec)第1表から次のことがわかる。即ち本発明方法に
より有機半導体(TCNQ塩)を電解質に用いた固体電
解コンデンサの漏れ電流の歩留りは従来と比較して著し
く改善されていることがわがる。
以」一本実施例ではコンデンサ素子をケースに収納する
タイプの場合について述べたが、ケースを用いずにコン
デンサ素子を全面樹脂封ロするいわゆる樹脂ディップタ
イプのものであってもよい。
タイプの場合について述べたが、ケースを用いずにコン
デンサ素子を全面樹脂封ロするいわゆる樹脂ディップタ
イプのものであってもよい。
また、今回の実施例は定格35Vのみであるが、35V
以下でも同様の効果がある。また、上記においては固体
電解質としてN−n−プチルイソキノリニウムのTCN
Q塩を用いる場合について説明したが、固体電解質とし
て、N一(n−プロビル)一キノリニウム、N−(n−
アミル)一イソキノリニウム、N−(イソアミル)一イ
ソキノリニウム等の各TCNQ塩を用いてもよいことは
言うまでもない。
以下でも同様の効果がある。また、上記においては固体
電解質としてN−n−プチルイソキノリニウムのTCN
Q塩を用いる場合について説明したが、固体電解質とし
て、N一(n−プロビル)一キノリニウム、N−(n−
アミル)一イソキノリニウム、N−(イソアミル)一イ
ソキノリニウム等の各TCNQ塩を用いてもよいことは
言うまでもない。
尚また、本発明はコンデンサ素子として陽極箔と陰極箔
とをセパレータ紙を介して巻回した巻取り素子を使用し
た場合に限られるものではなく、コンデンサ素子として
弁作用を有する金属粉末を加圧或形し焼結した焼結素子
を使用した場合にも適用できる。即ち、アルミニウム微
粉末(粒径約10〜40μ)に陽極用アルミリード線を
植立させて焼結してなるコンデンサ素子を化戒液を用い
て誘電体となる酸化皮膜層を電気科学的に形或させ、該
コンデンサ素子に固体電解質として前述のT C N
Q塩を用いる場合の製造過程にも本発明の方法を適用す
ることができる。
とをセパレータ紙を介して巻回した巻取り素子を使用し
た場合に限られるものではなく、コンデンサ素子として
弁作用を有する金属粉末を加圧或形し焼結した焼結素子
を使用した場合にも適用できる。即ち、アルミニウム微
粉末(粒径約10〜40μ)に陽極用アルミリード線を
植立させて焼結してなるコンデンサ素子を化戒液を用い
て誘電体となる酸化皮膜層を電気科学的に形或させ、該
コンデンサ素子に固体電解質として前述のT C N
Q塩を用いる場合の製造過程にも本発明の方法を適用す
ることができる。
(ト)発明の効果
上述の如く本発明によれば1気圧以上の水蒸気をコンデ
ンサ素子内部に作用させるため、TCNQ錯体と水分子
との結合が従来法以上に強力なものとなり、たとえ樹脂
封目前に加水処理しても、樹脂硬化時に受ける影響は少
なく、水の作用による酸化皮膜の修復性を損なうことが
ない。その結果、本発明の加水処理をコンデンサ素子の
樹脂封目前或は樹脂封口後のいずれにしようとも、従来
の製造方法に較べて漏れ電流の歩留りが著しく向上する
。また1気圧以上の水蒸気を使用するため、従米の製造
方法の乾燥の工程は不要となり、11 12 そのため製造工程の工数の削減も可能となる。さらに樹
脂封目前及び封口後においても本発明を用いることがで
きるため製造の工程の自由度が増す。
ンサ素子内部に作用させるため、TCNQ錯体と水分子
との結合が従来法以上に強力なものとなり、たとえ樹脂
封目前に加水処理しても、樹脂硬化時に受ける影響は少
なく、水の作用による酸化皮膜の修復性を損なうことが
ない。その結果、本発明の加水処理をコンデンサ素子の
樹脂封目前或は樹脂封口後のいずれにしようとも、従来
の製造方法に較べて漏れ電流の歩留りが著しく向上する
。また1気圧以上の水蒸気を使用するため、従米の製造
方法の乾燥の工程は不要となり、11 12 そのため製造工程の工数の削減も可能となる。さらに樹
脂封目前及び封口後においても本発明を用いることがで
きるため製造の工程の自由度が増す。
第1図は本発明に使用するコンデンサ素子の斜視図、第
2図は本発明の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)・・・コンデンサ素子、(7)・・・アルミ
ケース、(8)・・・TCNQ錯塩。
2図は本発明の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)・・・コンデンサ素子、(7)・・・アルミ
ケース、(8)・・・TCNQ錯塩。
Claims (3)
- (1)皮膜形成性金属に陽極酸化皮膜を形成してなるコ
ンデンサ素子に、融解液化した有機半導体を含浸し、冷
却固化した固体電解コンデンサの製造方法において、 前記有機半導体を含浸し、冷却固化した前記コンデンサ
素子を1気圧以上の水蒸気圧下に保持する工程を含むこ
とを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - (2)前記コンデンサ素子は陽極箔と陰極箔とをセパレ
ータ紙を介して巻回した巻取り素子であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の固体電解コンデンサの
製造方法。 - (3)前記コンデンサ素子はアルミニウム、タンタル、
ニオブ等の弁作用を有する金属粉末を加圧成形し、或は
焼結してなるコンデンサ素子であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項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 |
|---|---|---|---|
| JP15623789A JPH0321007A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15623789A JPH0321007A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321007A true JPH0321007A (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=15623371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15623789A Pending JPH0321007A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0321007A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010093019A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Nichicon Corp | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP15623789A patent/JPH0321007A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010093019A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Nichicon Corp | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
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