JPH0435014A - 固体電解コンデンサの製造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は固体電解コンデンサの製造方法に関するもので
あり、更に詳説すると、本発明は電解質としてＴＣＮＱ
塩を使用する有機半導体固体電解コンデンサのエージン
グ方法の改善に関するものである。

（ロ）従来の技術 電解質としてＴＣＮＱ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、本願出願人が既に種々提案して
いる。例えば、特公昭６２−５１４８９号（Ｉ−１０１
Ｇ　　９１０２）、特開昭５８−１９１４１４号（ＨＯ
ＩＧ　　９１０２）等である。

さて、アルミ箔等のコンデンサ素子の陽極酸化被膜の修
復による漏れ電流（Ｌｅａｋａｇｅ　Ｃｕｒｒｅｎｔ）
の低減のために、通常の電解液型のアルミ電解コンデン
サは約８５℃でエージングを行なっている。

また、従来、ＴＣＮＱ塩を用いた有機半導体固体電解コ
ンデンサにおいても、エージングは通常の電解液を含浸
したアルミ電解コンデンサと同様に１０５℃〜１２５℃
にて約１時間、はぼ定格電圧を印加して主に、陽極酸化
皮膜の修復、即ち、漏れ電流の低減を図るために行こな
われている。

また、本願出願人は先に特願平１−１００７６９号「固
体電解コンデンサの製造方法」　（平成１年４月２０日
出願）を出願し、エージング温度を１５０℃以上で且つ
ＴＣＮＱ塩の融点以下にする方法も提案しているが、温
度が高い程漏れ電流の低減の効果は大きくなるが、加熱
時のストレスにより金属ケースと封口樹脂との接着力が
低下し、リードレスＳＭＤ部品として用いた場合、外部
からの熱により内圧が上昇し、金属ケースが抜は落ちる
可能性があった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 通常のエージング条件（１０５〜１２５℃、約１時間）
で電解コンデンサを完成させた場合、電解液型電解コン
デンサとＴＣＮＱ塩型固体電解コンデンサとでは漏れ電
流（Ｌ、Ｃ）の安定性が異なる。即ち、実際に電解コン
デンサをプリント回路基板に装着して使用する際、特に
高温下即ちハンダ付は時の熱が回路基板を通してコンデ
ンサに伝達された時、漏れ電流の劣化に差が生じ、ＴＣ
ＮＱ塩型の場合は劣化が発生することがある。

特に、ハンダ熱（２３０〜２６０℃）がコンデンサに直
接短時間でも伝導すれば、ＴＣＮＱ塩の融解する温度以
下であっても、漏れ電流の劣化が発生することがある。

しかし、これらの劣化は一時的で徐々に常温であっても
、所定電圧印加により修復するが、回路上問題となる場
合がある。

また、前述の如く、高温によりエージングを行なうと漏
れ電流の劣化は著しく改善されるが、温度が高い程エー
ジング時の熱ストレスにより金属ケースと封口樹脂の接
着力が低下し、リードレスＳＭＤ、（チップ）部品とし
て用いた場合外部からの熱により内圧が上昇し、金属ケ
ースが抜は落ちる可能性があった。

（ニ）課題を解決するための手段 ＴＣＮＱ塩を加熱融解し、液状のＴＣＮＱ塩にコンデン
サ素子を含浸した後、冷却固化して固体電解コンデンサ
を形成し、エージングする際、ＴＣＮＱ塩の含浸された
コンデンサ素子を金属ケ−ス内に収納した後、或いはコ
ンデンサ素子を前記ケース内に収納し、ＴＣＮＱ塩を加
熱融解してコンデンサ素子に含浸した後、熱硬化性又は
熱可塑性樹脂にて該素子を被覆する。この時被覆する樹
脂は該素子が隠れる程度とする。次にＴＣＮＱ塩の融点
以下で且つ２００℃以上の温度に上記コンデンサを短時
間（１０分以下）加熱し、加熱又は加熱温度冷却時にこ
のコンデンサに所定の電圧を印加する。その後、熱硬化
性樹脂を金属ケースに注入し、前記素子を被覆した樹脂
の上から二重に被覆する。更に１０５〜１２５℃で所定
の電圧を印加し、通常のエージングを行なえば、より効
果的である。

（ホ）作　用 固体電解コンデンサに使用されるＴＣＮＱ塩の融点は略
２１０〜２６０℃であり、このコンデンサのエージング
は通常１０５〜１２５℃で行なわれている。しかし、本
発明においてはこの通常のエージング温度より格段に高
い温度である約２００〜２５０℃の温度下でエージング
を行なうので、漏れ電流を修復するために生じる絶縁皮
膜の耐熱性が増すものと推察される（第１表参照）。

そしてハンダ付は時に相当する高温下に放置した場合で
も、漏れ電流の増大を抑えることができる。また、ＴＣ
ＮＱ塩を含浸したアルミ電解コンデンサの場合、エージ
ング温度は高い程、通電電流に対するエージングの効率
（絶縁皮膜の生成率）は良好であることから高温下（１
５０℃以上）ではエージング時間の格段の短縮が可能と
なる。更に、また本発明においては高温によるエージン
グの後に更に熱硬化性樹脂により封口するために封口樹
脂と金属ケースの接着面に熱ストレスがかかることはな
く１、接着力の劣化がないので、ケースが抜は落ちるこ
ともない。

（へ）実施例 本発明について説明する。第１図は本発明に使用するコ
ンデンサ素子を示す。まず、高純度（９９，９ｚ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）。次にエツチング処理、化学処理を行なった
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み、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（］）及び陰極箔（２
）と両電極箔間に介挿されたセパレータ（３）とを持回
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３図は従来例を示し、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。所
定量の各種ＴＣＮＱ塩（８）をケース（７）内に入れ、
加熱した熱板」二にアルミケース（７）を載置し、２１
０〜２６０℃にてケース（７）中の粉末状ＴＣＮＱ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塩の液体をコンデンサ素子（６）に含浸させ、
すぐに冷却固化させる。その後、樹脂（９）を封入して
封口する。

次に本発明の実施例について第２図と共に説明する。

第２図において、コンデンサ素子（６）にＮフエネチル
ルチジニウム・　（ＴＣＮＱ）２と、Ｎ５Ｎ−ペンタメ
チレン・　（ルチジニウム）２・（ＴＣＮＱ）＋を等量
づつ混合したもの（８）を用いて融解液化して素子（６
）に合浸し、アルミケス（７）に収納したものを一次封
口として素子が隠れる程度に各樹脂（１０）を注入硬化
する。この実施例では定格２５Ｖ、１μＦである。この
コンデンサをこのコンデンサの外径より少許大きく且つ
このコンデンサを挿入すると、完全に埋没する深さを有
する円筒状熱板穴に収納し、次の（Ｎ）〜（ｎ）の各条
件でエージングを行ない、更に、二次封口としてエポキ
シ樹脂（７）にて封口したものを１２５℃で１時間、定
格電圧を印加し、通常のエージングを行なった。

次に耐熱テストとして２２０℃、３０秒間のＶＰＳテス
トを行なった結果、第１表に示す如き実験結果が得られ
た。この実験結果は実験サンプル各１０個の数値の平均
値である。尚、この際、使用した混合ＴＣＮＱ塩の融点
は２１０〜２２０℃である。また、エージング中にコン
デンサに印加するエージング電圧は加熱温度が高温にな
る程電圧を低くして行く所謂軽減電圧を印加する。

エージング条件： ｆ！、：２５０℃の熱板大中で１５秒加熱、２５Ｖ印加 ｍ　：　２００℃の熱板穴中で３０秒加熱、２５Ｖ印加 ｎ：１８０℃の熱板穴中で６０秒加熱、２５Ｖ印加 また、資料（Ａ　）（Ｂ　）（Ｄ　）（Ｅ　）は本発明
の実施例、（Ｃ）は参考例、（Ｆ）〜（Ｉ）は従来例で
ある。

余白 なお、第１表の中の記号は次のことを意味する。即ち、 Ｃａ　Ｐ　；静電容量（μＦ）、１２０　ＨｚＬ、Ｃ，
ｉ漏れ電流（μＡ／３０秒後）Ｅ、Ｓ、Ｒ，ｉ等価直列
抵抗（ｍΩ）、１００Ｋｚ Δｃ／ｃ　ｉ静電容量変化率（％） ケース抜は落ち；金属ケースが抜けて落ちてしまったも
の ケースずれ一金属ケースは落ちなかったがわずかにずれ
たもの また、従来例（Ｆ　）（Ｇ　）（Ｈ）のエージング条件
（ｏ　）（ｐ　）（ｑ　）はエポキシ樹脂により完全に
封口、硬化した後（ｏ）は２５０℃、（ｐ）は２００℃
、（ｑ）は１８０℃の熱板穴中で、（ｏ）は１５秒、（
ｐ）は３０秒、（ｑ）は６０秒加熱し、加熱時に２５Ｖ
を印加した後、通常のエージング（１２５℃、２５Ｖ、
１時間）を行なったものである。

また、従来例（Ｉ）のエージング条件（ｒ）はエポキシ
樹脂により完全に封口、硬化した後、通常のエーシング
（１２５℃、２５Ｖ、１時間）のみを行なったものであ
る。

第１表をみると、従来例（Ｆ）および（Ｇ）ではケース
抜は落ち又はケースずれが発生し、（Ｈ）では発生して
いないことより２００℃以上に加熱することにより金属
ケースと樹脂の接着力が劣化してるものと推察される。

また、従来例（１）ではケース抜は落ちはないものの、
ＶＰＳ（耐熱）テスト後の特性が著しく劣化している。

しかし、本実施例（Ａ　）（Ｂ　）（Ｄ　）（Ｅ　）で
は特性劣化も少なく、またケースの抜は落ちも発生して
いない。従って、２００℃以上でエージングを行なう場
合に本発明の効果が現れる。すなわち−次封口後にエー
ジングした後、更に二次封口を行なう本発明のエージン
グ法を行えば■ＰＳテストにおける特性劣化は少なく、
またケースの抜は落ちも防止することができる。

また、本発明において、素子（６）をケース（７）に挿
入後樹脂注入前にエージングを行ない、その後、熱硬化
性樹脂により封口を行なっても同様の結果が得られるが
、工程」二の機械的ストレス等によりリード線が動き、
漏れ電流が劣化する場合があるので、エージング前にあ
る程度樹脂により素子を固めておいた方が確実な効果が
得られる。

（ト）発明の効果 本発明の製造方法を行なうことによりコンデンサの耐熱
テスト後の特性を改善することができ、またケース抜は
等の外観不良も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

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製造方法を用いた
コンデンサの実施例を示す断面図、第３図は従来例の断
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塩、（９）・・・エ
ポキシ樹脂、（１０）・・・・・・−次封口樹脂。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱融解可能で且つ冷却固化後コンデンサ用電解
   質として使用しうる電導度を有するＴＣＮＱ塩を加熱融
   解してコンデンサ素子に含浸し、冷却固化後、樹脂或は
   金属ケース内に収納し、或は前記コンデンサ素子を前記
   ケース内に収納した後、ＴＣＮＱ塩を加熱融解して前記
   コンデンサ素子に含浸し、該ケース内に収納された前記
   素子上に熱硬化性または熱可塑性合成樹脂を充填被覆し
   て硬化させ、前記ＴＣＮＱ塩の融点以下で且つ２００℃
   以上の温度に加熱し、該加熱時または加熱冷却時にコン
   デンサの電極端子に所定のエージング電圧を印加した後
   、コンデンサの前記ケースの開口部を熱硬化性合成樹脂
   にて封口することを特徴とする固体電解コンデンサの製
   造方法。