JPH03241726A - 電解コンデンサ - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、有機半導体を固体電解質として用いた電解コ
ンデンサに係り、特に、素子構造を改良した電解コンデ
ンサに関する。

［従来の技術］ 一般に乾式箔形電解コンデンサは、例えば、高純度アル
ミニウム箔からなる一対の陽・陰極箔に同じくアルミニ
ウムからなる一対の引出端子を接続し、前記一対の陽・
陰極箔相互間にスペーサを介在して巻回してなるコンデ
ンサ素子に駆動用電解液を含浸してケースに収納し、こ
のケース開口部を密閉し、外装を施してなるものである
。

以上のような電解コンデンサにおいて、駆動用電解液と
しては、例えばエチレングリコールなどの有機溶媒にア
ジピン酸アンモニウムなどの有機カルボン酸を使用して
いるため、ｔａｎδ特性改善に限度があり、また低温で
比抵抗が」二かり低温特性が極度に悪化し、広域温度範
囲で使用するには信頼性に欠けるなど市場要求を満足す
るためには解決すべき課題をかかえていた。

そのため、近年では、このような駆動用電解液に代え、
ＴＣＮＱ錯体からなる有機半導体を用いた電解コンデン
サが種々提案され、−綿実用化を迎えている。

コンデンサ素子にＴＣＮＱ錯体を含浸する方法としては
、一般に溶液含浸法、分散含浸法、さらには真空蒸着法
があるが、ＴＣＮＱ錯体の特性はいろいろの条件で変化
し、極めて扱い難い物質であるため、使用に当たっては
種々の工夫が講じられている。

特に、固体電解質の条件としては、コンデンサ特性とし
てのｔａｎδ及び等価直列抵抗に影響するそれ自体とし
ての抵抗値が小さく、且つ温度、特に高温下でも安定し
た比抵抗値があることが重要である。

ところで、ＴＣＮＱ錯体を、コンデンサ素子内部へ工業
的に満遍なく必要量浸透させるための含浸手段としては
、従来提案されている幾つかの特許公報または技術文献
に記載されているように、加熱溶融液化処理が有効とさ
れている。この加熱溶融液化処理の具体的工程は、外装
ケースに入れ加熱溶融させた所望のＴＣＮＱ錯体液に予
め加熱してなるコンデンサ素子を収納し、この素子を構
成する絶縁紙の繊維と電極箔の微細なエツチングピット
を介して含浸するものである。

この工程において、コンデンサ素子を収納した際に、こ
の素子全体がＴＣＮＱ錯体液に浸漬されればコンデンサ
素子への含浸性を良好にできるが、通常は、素子全体を
ＴＣＮＱ錯体液に浸漬する方法は採用されていない。す
なわち、ＴＣＮＱ錯体は皮膜修復作用が少なく、このＴ
ＣＮＱ錯体が陽極側ターミナルの未化成部分に付着した
場合、ショート不良という致命的な問題誘発となるため
、一般にはＴＣＮＱ錯体を必要最小限の量のみに止どめ
、コンデンサ素子の一方端（ケース内底部に位置する端
面）からの毛細管現象を利用して含浸を行っている。

しかしながら、以上のような含浸方法は、素子が比較的
小さい場合には適しているものの、素子が大型になると
、コンデンサ素子の含浸側の端部から他方の端部までの
距離が長くなるため、ＴＣＮＱ錯体液が、コンデンサ素
子全体に充分に含浸される前に硬化或いは分解してしま
い、結局目的とする静電容量が得られず、損失が大きく
なり、さらに、漏れ電流が増大するなどの欠点を生じて
いた。

［発明が解決しようとする課題］ 」二記のように、従来の電解コンデンサは、コンデンサ
素子に対する有機半導体の含浸を充分に行うことかでき
ず、緒特性が低下する欠点を有していた。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するために
提案されたものであり、その目的は、有機半導体の含浸
性が高く、ばらつきのない大きな静電容量を得られ、損
失特性及び漏れ電流特性の良好な電解コンデンサを提供
することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の電解コンデンサは、弁作用金属からなる陽極箔
と陰極箔間にスペーサを介在して巻回したコンデンサ素
子に有機半導体を含浸してなる電解コンデンサにおいて
、コンデンサ素子が、その巻芯部に、少なくとも素子径
の１／３以上の直径の空隙部を有することを特徴として
いる。

［作用］ 以上のような構成を有する本発明においては、コンデン
サ素子の巻芯部に、少なくとも素子径の１／３以上の直
径の空隙部を設けたことにより、円筒状の素子底部から
の含浸性を格段に向−にできるため、コンデンサ素子へ
の良好な半導体含浸が容易に可能となり、特性劣化要因
が解消される。

この場合、空隙部の直径を、少なくとも素子径の１／３
以上の直径としているのは、１／３未満とした場合には
、含浸性の向上の効果が余り得られないためである。

［実施例］ 以下に、本発明による電解コンデンサの基本的な一実施
例について、図面を参照して具体的に説明する。

まず、第２図に示すように、アルミニウム箔表面をエツ
チング液で粗面化し表面積を拡大した後、陽極酸化皮膜
を生成した陽極箔１と、アルミニウム箔表面を前記同様
エツチング液で粗面化し表面積を拡大した陰極箔２にク
ラフト紙またはマニラ紙などからなるスペーサ３を介在
し、途中前記陽極箔１及び陰極箔２の任意の箇所に、そ
れぞれ陽極引出端子４または陰極引出端子５を取着して
巻回する。

この巻回に当たっては、完成素子の直径の少なくとも１
／３以上の径の円柱または円筒形状の巻芯を使用し、コ
ンデンサ素子６を形成する。この後、巻芯を抜取ること
により、コンデンサ素子６の巻芯部に、素子径の１／３
以−１−の直径を有する断面円形状の空隙部７を形成す
る。次に、第３図に示すように、」二部開口形のアルミ
ニウム製ケス８内にＴＣＮＱ錯体からなる有機半導体を
入れ、この有機半導体を加熱溶融して有機半導体溶融液
９とし、この有機半導体溶融液９内に、第１図に示すよ
うに、コンデンサ素子６を予熱状態で収納し、有機半導
体溶融液９をコンデンサ素子６内に含浸し、しかる後に
冷却硬化し、前記ケース８の上部開口部を封口体１０に
て密閉してコンデンサを完成する。なお、第１図中１１
は、硬化後の有機半導体を示している。

以上のような本実施例の電解コンデンサにおいては、ま
ず、従来と同様に、有機半導体溶融液９の含浸が、コン
デンサ素子６の下側端面で行なわれると共に、コンデン
サ素子６の側面とケース８の側面との空隙部からはい一
１ｘかり、コンデンサ素子６の上部端面からも行なわれ
る。これに加えて、本実施例においては、特に、コンデ
ンサ素子６の巻芯部に、素子径の１／３以上の直径を有
する大きな空隙部７を形成していることにより、この空
隙部７からも有機半導体溶融液９がはい」二がるため、
コンデンサ素子６全体で、毛細管現象による含浸が行わ
れることになる。従って、従来に比べて短時間で、充分
且つ確実な含浸を行なうことが可能となり、ばらつきの
ない、大きな静電容量を得られ、損失特性を向上できる
。また、短時間で含浸が終了することから、酸化皮膜の
劣化を低減できるため、漏れ電流特性の改善に大きく貢
献できる。

次に、本発明の作用効果をより具体的に説明するために
、本発明に従って実際に一定の寸法の電極箔を使用して
、一定の定格の電解コンデンサ（本発明品Ａ）を製造す
ると共に、比較例として、従来技術に従って、本発明品
Ａと同寸法の電極箔を使用して、同定格の電解コンデン
サ（従来品Ｂ）を製造した。すなわち、本発明品Ａとし
ては、幅５　ｍ　ｍ　、長さ２５ｍｍの陽極箔と、幅５
　ｍ　ｍ、長さ３５ｍｍの陰極箔を使用し、直径２．５
ｍｍの巻芯でマニラ紙と共に巻回して素子径５ｍｍφの
コンデンサ素子を作製した。従来例Ｂとしては、本考案
と同寸法の陽極箔及び陰極箔を使用し、直径１ｍｍの巻
芯でマニラ紙と共に巻回して素子径４．５ｍｍφのコン
デンサ素子を作製した。そして、巻芯の径以外は、前記
実施例の工程に従って、本発明品Ａ１従来品Ｂ共に、全
く同様に構成した。

なお、有機半導体としては、いずれもＮ−メチル３−ｎ
プロピルイミダシルのＴＣＮＱ錯体を使用した。また、
定格は、本発明品Ａ１従来品Ｂ共に１６Ｗｖ−１０μＦ
である。

以上のように作成した本発明品Ａ、従来品Ｂについて、
それぞれ多数の試料を使用し、静電容量分布、損失分布
、及び漏れ電流分布を調査したところ、第４図乃至第６
図に示すような結果が得られた。

これらの第４図乃至第６図から明らかなように、いずれ
の特性においても、従来品Ｂに比べて、本発明品Ａは、
ばらつきの少ない優れた特性を有することかわかる。特
に、第４図及び第５図に示すように、静電容量の増大、
損失の低減における効果は明確であり、これらは、本発
明品において巻芯部に空隙部７を設けたことによる有機
半導体の含浸性の向上の効果を実証するものである。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、巻芯の形状、従って巻芯部に形成する空隙部の
形状は、断面円形状に限定されるものではなく、例えば
、三角形状、四角形状及びその他の多角形状など、適宜
選択可能である。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明においては、コンデンサ素子
の巻芯部に、素子径の少なくとも１／３以上の直径を有
する空隙部を設けるという極めて簡単な構成の改良によ
り、この空隙部においても毛細管現象を生じ、円筒状の
素子底部からの含浸性を格段に向上でき、コンデンサ素
子に対する有機半導体の含浸を短時間で充分且つ確実に
行なうことができるため、有機半導体の含浸性が高く、
ばらつきのない大きな静電容量を得られ、損失特性及び
漏れ電流特性の良好な電解コンデンサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明による電解コンデンサの一実
施例を示す図で、第１図は電解コンデンサを示す断面図
、第２図は第１図の電解コンデンサの製造工程における
コンデンサ素子の巻回状態を示す展開斜視図、第３図は
第１図の電解コンデンサの製造工程においてケースに有
機半導体を入れた状態を示す断面図である。 第４図乃至第６図は本発明に従って製造した電解コンデ
ンサと従来技術に従って製造した電解コンデンサとの特
性を比較的に示す図で、第４図は静電容量分布図、第５
図は損失分布図、第６図は漏れ電流分布図である。 １・・・陽極箔、２・・・陰極箔、３・・・スペーサ、
４・・・陽極引出端子、５・・・陰極引出端子、６・・
・コンデンサ素子、７・・・空隙部、８・・・ケース、
９・・・有機半導体溶融液、１０・・・封口体、１１・
・・有機半導体。 １ 第 ３ 図 第 図 ハ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔間にスペーサを介在
   して巻回したコンデンサ素子に有機半導体を含浸してな
   る電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子が、そ
   の巻芯部に、少なくとも素子径の１／３以上の直径の空
   隙部を有することを特徴とする電解コンデンサ。