JPH035048B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はスペーサを廃止しさらに含浸材を改良
した小形高性能で難燃化などの市場要求に応え得
た電解コンデンサの製造方法に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、乾式箔形電解コンデンサは、例えばアル
ミニウム箔からなる一対の陽陰極箔に同じくアム
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させ巻回
し、しかるのち駆動用電解液を含浸しケースに収
納し、該ケース開口部を密封してなるものであ
る。一般にスペーサを介在する目的は一対の陽陰
極箔相互間の絶縁隔離及び駆動用電解液の保持で
あり、乾式箔形電解コンデンサにおいては重要な
構成要件である。しかして、一般に用いられてい
るスペーサはクラフト紙であるが、該クラフト紙
は密度が0.3〜0.8ｇ／cm³と密度が比較的高く、ま
た紙を構成する繊維の断面形状が偏平のため見掛
け上の比抵抗が大きくなりtanδ特性を損ね、また
クラフト紙は抄紙技術上の問題で厚みは30μｍ以
上あり、これ以上薄くできず小形化を阻害する要
因となつており、さらに過電圧、逆電圧印加など
によるコンデンサ破壊時に着火し継続燃焼のおそ
れがあるなどの欠点をもつていた。そのため現在
クラフト紙に変え低密度のマニラ紙を用いる傾向
にあり、tanδ特性改善に大きく貢献しているが、
マニラ紙はクラフト紙に比べて価格が数倍と高
く、加えて抄紙後の強度をコンデンサの製造工程
（特に巻取工程）に耐えさせるためには厚さを
40μｍ以上のものを用いなければならず小型化の
ネツクになると同時にスペーサとして紙を用いる
ことに変わりはなくコンデンサ破壊時に着火し継
続燃焼の危険性は依然として解消できず、さらに
一対の陽陰極箔相互間にスペーサを介在させ巻回
するためそれだけ巻取装置を複雑化し、よつてコ
ンデンサ素子巻回作業の能率向上の阻害要因とな
るなど実用上多くの欠点を有することはもとよ
り、液体の駆動用電解液を使用しているためtanδ
特性が悪く、低温で比抵抗が増大しやすく低温特
性が極度に悪化し広温度範囲で使用するには信頼
性に欠ける大きな問題を抱えていた。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
スペーサを使用せずさらに含浸剤を改良すること
によつて広い使用温度範囲でも特性変化が少な
く、しかも小形化、難燃化の市場要求に応え得る
とともに製造工程の簡略化によつてコストダウン
に大きく貢献できる実用的価値の高い電解コンデ
ンサの製造方法を提供することを目的とするもの
である。

［発明の概要］ 本発明は弁作用金属からなる陽極箔、陰極箔の
いずれか一方の両面または両方を片面に感光性耐
熱樹脂からなるコーテイング材料を塗布しプリベ
ーキング後塗布膜面に任意な形状で任意な大きさ
の複数の貫通孔を説けた網目状マスクを密着し露
光し、つぎに該マスクを取りはずし現像しパター
ン抜きを行い、さらに前記塗布膜の前記貫通孔部
に位置する以外の部分を除去した後熱処理を施し
電極上に網目状樹脂塗膜を密着生成し、しかるの
ち前記陽極箔、陰極箔を積層巻回し形成したコン
デンサ素子に溶融したTCNQ錯塩を含浸するこ
とを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下の本発明の一実施例につき詳細に説明す
る。すなわち、まず例えば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のち陽
極酸化処理を施し陽極酸化皮膜を生成した陽極箔
と、アルミニウム箔表面を前記陽極箔同様エツチ
ング液で粗面化し表面積を拡大した陰極箔とを用
意する。つぎに第２図に示すように、該陰極箔１
の両面にポリイミド系感光性耐熱樹脂、ポリアミ
ド系感光性耐熱樹脂、エポキシ系感光性耐熱樹脂
などからなるコーテイング材料を例えばローラー
コーテイング、ドクターブレード、バーコータま
たはスピンコートなどのいずれかの手段を用いて
塗布し塗布膜２を形成し、プリベーキング後第３
図に示すように前記塗布膜２面に第４図に示すよ
うに例えば複数の貫通孔３を設けた網目状マスク
４を密着させ紫外線５を照射し露光し、しかるの
ち前記マスク４を取りはずし現象液にて現像しパ
ターン抜きを行い、さらにリンス溶液に浸漬後常
温空気中乾燥を行い、前記塗布膜２の露光−現像
部すなわち前記マスク４の貫通孔３に位置した部
分以外を除去し100〜300℃で10〜30分間熱処理を
施し第５図および第６図に示すように陰極箔１両
面に厚さ２〜20μｍの網目状樹脂塗膜６を密着形
成する。つぎに第１図に示すように第４図および
第５図に示すように両面に厚さ２〜3μｍ厚の網
目状樹脂塗膜６を密着形成した陰極箔１とあらか
じめ用意した陽極箔７を積層し巻取機（図示せ
ず）を用いて巻回しコンデンサ素子８を構成す
る。なお巻回途中で陽極引出端子９を前記陽極箔
７に陰極引出端子１０を前記陰極箔１にそれぞれ
取着する。しかして、２，2′−ビピリジニウム
（TCNQ）₂、４−ハイドロオキシ―Ｎ―ベンジル
アニリニウム（TCNQ）₂、４−アミノ−２，３，
５，６−テトラメチルアニリニウム（TCNQ）₂、
ピリジニウム（TCNQ）₂、４−シアノ−Ｎメチ
ル−ピリジニウム（TCNQ）₂、Ｎ−エチルキノ
リニウム（TCNQ）₂、Ｎ−（２−フエネチル）キ
ノリニウム（TCNQ）₂などからなるTCNQ錯塩
を250〜300℃にて溶融し液化した中に前記コンデ
ンサ素子８を数秒間浸漬し、該コンデンサ素子８
にTCNQ錯塩を含浸し、しかるのち冷却し前記
TCNQ錯塩を固体質とし、つぎに外装ケース
（図示せず）に収納し、該外装ケース開口部を封
口対で封口し完成品としてなるものである。

以上のように構成してなる製造方法によつて得
られた電解コンデンサは陰極箔１に設けた網目状
樹脂塗膜６はコンデンサ素子８を構成する陽極箔
７と陰極箔１間に存在し、陽極箔７と陰極箔１相
互間の絶縁隔離が確保され、しかもこの間に保持
された固体質としてのTCNQ錯塩は液体の駆動
用電解液と比較し比抵抗が小さく、スペーサを用
いないことと相まつてtanδ特性を大幅に向上でき
ると同時に、前記TCNQ錯塩は温度変化による
比抵抗の変化も小さいため低温から高温の広い温
度範囲においてtanδ特性の変化および静電容量変
化も少ないすぐれた効果を発揮する。また網目状
樹脂塗膜６はスペーサと比較し耐熱性に優れてい
るため過電圧、逆電圧印加などによるコンデンサ
破壊時にも分解ガスの一時的（１秒以下）なスパ
ークまたは閃光にとどまりスペーサを用いたもの
のように着火し燃焼することは皆無である。さら
にスペーサを用いる場合、前述のように種々の制
約を受け、現在実用化されているスペーサとして
は厚さが最低でクラフト紙で30μｍ、マニラ紙で
40μｍあるのに対し、網目状樹脂塗膜６の場合２
〜20μｍのもので十分に固体電解質としての
TCNQ錯塩の保持および陽極箔７と陰極箔１の
絶縁隔離を可能とするため大幅に小形化になるの
に加えてスペーサを一切用いないで単に網目状樹
脂塗膜６を形成した陰極箔１と陽極箔７との２枚
を対向積層し巻回するだけなので巻回作業が簡単
になり作業性向上によるコストダウンにも大きく
貢献できるなどの多くの利点を有する。

なお、上記実施例では網目状樹脂塗膜６を陰極
箔１の両面に形成し対向電極となる陽極箔７はそ
のままのものを用いるものを例示して説明した
が、網目状樹脂塗膜を陽極箔の両面に形成し対向
電極となる陰極箔はそのままのものを用いた構
成、または陽極箔および陰極箔それぞれの一方面
に網目状樹脂塗膜を形成した構成としたものでも
同効である。また網目状樹脂塗膜形状も上記実施
例にて例示したものに限定することなく、例えば
円形、角形、菱形からなる複数の貫通孔を無造作
に設けた網目状マスクを用い網目状樹脂塗膜とな
る形状を種々変更したものでも同効である。

さらに上記実施例では陽極箔７および陰極箔１
としてアルミニウム箔を用いたものを例示して説
明したが、例えばタルタン、チタン、ニオブなど
の弁作用金属箔を用いたものに適用できるもので
ある。

つぎに本発明の実施例と従来の参考例との比較
の一例について述べる。

実施例 陽極箔−アルミニウム箔表面を粗面化し表面積
を拡大したのち陽極酸化皮膜生成した陽極箔 陰極箔−アルミニウム箔表面を粗面化し表面積
を拡大した陰極箔の両面に固型分18％溶媒とし
てＮ−メチル−２ピロリドンを含むポリイミド
系感光性耐熱樹脂コーテング材料にジニチレン
グリコールジメチルエーテルを用いポリマー濃
度18％、粘度100cpsに調整しローアーコーテン
グで塗布膜を形成し、該塗布膜を直ちに80℃−
10分間プリベーキング処理した後、前記塗布膜
面に孔径0.5mmの貫通孔を開孔率で67％設けた
アルミニウム製の網目状マスクを密着させ、水
銀灯（300〜400mm）に10分間暴露し前記貫通孔
部に位置した塗布膜を露光する。つぎにＮ−メ
チル−２ピロリドン85部、メタノール15部の混
合液を用い超音波浸漬を２分間行い前記露光部
を現像しパターン抜きを行い、ついでメタノー
ル溶液に10秒浸漬してリンスし塗布膜の現像部
以外を除去し常温空気中乾燥を行い、しかるの
ち200℃−30分間放置し厚さ2μｍの網目状樹脂
塗膜を密着形成した陰極箔。

前記陽極箔と陰極箔を第６図のような方法で巻
回しコンテンサ素子を形成し、つぎにTCNQ錯
塩として２，2′−ビピリジニウム（TCNQ）₂を
270℃にて溶融し液化した中に前記コンデンサ素
子を数秒間浸漬して含浸し、含浸したTCNQ錯
塩を固体質とした定格25WV−220μFの電解コン
デンサＡ。

参考例 陽極箔−アルミニウム箔表面を粗面化し表面積
を拡大したのち陽極酸化皮膜生成した陽極箔 陰極箔−アルミニウム箔表面を粗面化し表面積
を拡大した陰極箔 スペーサ−厚さ40μｍのマニラ紙 前記陽極箔と前記陰極箔間に前記スペーサを介
して巻回し形成したコンデンサ素子に駆動用電解
液としてエチレングリコール−アジピン酸系ペー
ストを含浸した定格25WV−220μFの電解コンデ
ンサＢ。

しかして、上記本発明に係る実施例(A)と従来の
参考例(B)の温度に対する静電容量変化率および
tanδ、さらには周波数−インピーダンス特性を調
べた結果、第７図〜第９図に示すようになつた。
第７図〜第９図から明らかなようにいずれの特性
においても実施例(A)は参考例(B)より安定してお
り、特に低温下における容量変化率およびtanδ特
性の安定度は参考例(B)と比較して顕著である。ま
た実施例(A)と参考例(B)との体積を比較した結果、
実施例(A)は参考例(B)と比較して約20％小さくでき
それだけ小形化に貢献できると同時に巻回作業も
単に陽極箔と陰極箔を積層巻回するだけなので簡
単であり、巻回能率を大幅に向上することがで
き、さらに実施例(A)参考例(B)それぞれ試料として
20個ずつ準備し定格電圧の２倍の電圧を印加し破
壊した場合の熱焼状況を調べた結果、参考例(B)は
20個全部スパークまたは閃光し内８個が着火し継
続燃焼したのに対し、実施例(A)はスパークまたは
閃光にとどまり着火し継続燃焼したのは１個もな
くすぐれた難燃化特性を発揮するなど本発明のす
ぐれた効果を実証した。

［発明の効果］ 本発明によればスペーサーを一切使用すること
なく特性良好にして小形化、難燃化はもとよりコ
ストダウンに貢献できる実用的価値の高い電解コ
ンデンサの製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例に係る製造
方法を説明するための説明図で第１図はコンデン
サ素子を示す展開図、第２図は両面に塗布膜を形
成した状態の陰極箔を示す一部切欠拡大斜視図、
第３図は陰極箔両面に形成した塗布膜面に網目状
マスクを密着させ紫外線を照射する状態を示す一
部切欠拡大斜視図、第４図は網目状マスクを示す
一部切欠拡大斜視図、第５図および第６図は両面
に網目状樹脂塗膜を形成した陰極箔を示すもので
第５図は一部切欠拡大斜視図、第６図は一部切欠
拡大正面図、第７図は温度−静電容量変化率特性
曲線図、第８図は温度−tanδ特性曲線図、第９図
は周波数−インピーダンス特性曲線図である。 １……陰極箔、２……塗布膜、３……貫通孔、
４……網目状マスク、５……紫外線、６……網目
状樹脂塗膜、７……陽極箔、８……コンデンサ素
子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁作用金属からなる陽極箔および陰極箔のい
   ずれか一方の両面または両方の片面に感光性耐熱
   樹脂からなるコーテング材料を塗布−プリベーキ
   ングし塗布膜を形成する手段と、該手段によつて
   形成した塗布膜面に複数の貫通孔を設けた網目状
   マクスを密着し該マスク表面から紫外線を照射し
   露光する手段と、該手段ののち前記マスクを取り
   はずし現像液にて現像ししかるのちリンスー熱処
   理を施し網目状樹脂塗膜を形成する手段と、しか
   るのち前記陽極箔と陰極箔とを対向積層し巻回し
   コンデンサ素子を形成する手段と、該手段ののち
   TCNQ錯塩を溶融し前記コンデンサ素子に含浸
   する手段とを具備したことを特徴とする電解コン
   デンサの製造方法。 ２ TCNQ錯塩が２，2′−ビピリジニウム
   （TCNQ）₂、４−ハイドロオキシ―Ｎ―ベンジル
   アニリニウム（TCNQ）₂、４−アミノ−２，３，
   ５，６−テトラメチルアニリニウム（TCNQ）₂、
   ピリジニウム（TCNQ）₂、４−シアノ−Ｎメチ
   ル−ピリジニウム（TCNQ）₂、Ｎ−エチルキノ
   リニウム（TCNQ）₂、Ｎ−（２−フエネチル）キ
   ノリニウム（TCNQ）₂からなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電解コンデンサ。