JPH062675U

JPH062675U - 固体電解コンデンサ

Info

Publication number: JPH062675U
Application number: JP4668592U
Authority: JP
Inventors: 信一金子
Original assignee: マルコン電子株式会社
Priority date: 1992-06-10
Filing date: 1992-06-10
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】有機半導体の使用量を減少し、かつ引出端子
への有機半導体の付着防止及びコンデンサ素子の機械的
変動を防止し、漏れ電流特性を改善する。【構成】金属からなる棒状体６を巻芯として巻回し、
この棒状体６をそのまま残したコンデンサ素子７に有機
半導体を加熱溶融含浸し、ケース８に収納してケース８
開口部を樹脂からなる封口体１１で密閉する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、素子構成を改良した有機半導体を固体電解質として用いた固体電解コンデンサに関する。

【０００２】

【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封口体で密閉してなるものである。

【０００３】しかして、前記駆動用電解液は、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塩を使用しているが、ｔａｎδ特性改善に限度があり、また、低温で比抵抗が上が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。

【０００４】そのため、近年駆動用電解液にかえＴＣＮＱ錯体からなる有機半導体を用いたものが種々提案され一部実用化を迎えている。

【０００５】コンデンサ素子にＴＣＮＱ錯体を含浸化する方法として一般に溶液含浸法、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、極めて扱いにくい物質であるため、使用に当たっては種々の工夫が講じられている。

【０００６】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、かつ温度、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。

【０００７】以上のことから、コンデンサ素子へのＴＣＮＱ錯体の含浸手段として工業的に素子内部へ満遍なく必要量含浸させるには、従来提案されている特許公報又は技術文献によって加熱溶融液化処理が有効とされている。

【０００８】なお、加熱溶融液化処理の具体的手段は、外装ケースに入れ加熱溶融させた所望のＴＣＮＱ錯体液にあらかじ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（スペーサ）の繊維と電極箔の微細なエッチングピットを介して含浸している。

【０００９】しかして、コンデンサ素子構成として巻回形の場合、巻芯を引抜いた巻芯孔が空隙として形成されるため、外装ケースに入れ加熱溶融させたＴＣＮＱ錯体液にコンデンサ素子を収納した際、この空隙を介してＴＣＮＱ錯体液が飛び出し、引出端子に付着する。

【００１０】ＴＣＮＱ錯体液の付着が、引出端子の陽極酸化皮膜が形成してある部分であれば問題はないが、陽極酸化皮膜の存在しない部分に付着した場合、漏れ電流が増加すると同時に短絡不良となる問題を抱えると同時に、巻芯孔に流入する分を考慮して有機半導体としてのＴＣＮＱ錯体の使用量を決めなければならないが、ＴＣＮＱ錯体は高価であるため、市場要求の強いコンデンサのコスト低減化の疎外要因となっていた。

【００１１】また、コンデンサ素子の巻芯孔としての空隙部に、封口体として使用するエポキシ樹脂が十分流れ込まれないで、その後加熱するなどして高温雰囲気に入れた場合は空隙部の空気が膨脹し、エポキシ樹脂面に上昇し、外観上不良となるほか、信頼性試験、特に耐湿性などで局部的に樹脂層が少なくなることによる特性変化が起こる要因をも抱える結果となっていた。

【００１２】さらに巻芯孔としての空隙部の存在により、温度サイクル試験などでの僅かな熱膨脹・収縮が巻芯孔方向に動き易く、その変動による酸化皮膜の亀裂などで漏れ電流が更に増大してしまう問題をも持っていた。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

以上のように上記構成になる固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の巻芯孔としての空隙部の存在によって、含浸工程中この空隙部からの有機半導体としてのＴＣＮＱ錯体液が飛び出し、漏れ電流の増大、短絡不良発生の原因となっていると同時にコンデンサ素子が機械的に変動しやすいことによる諸特性低下の原因、さらには有機半導体としてのＴＣＮＱ錯体使用の無駄と言う問題をも抱える結果となっていた。

【００１４】本考案は、このような点に鑑みて成されたもので、ＴＣＮＱ錯体の含浸性を高め、コンデンサ素子の機械的変動を抑制して諸特性良好で、コスト低減化に大きく貢献できる固体電解コンデンサを提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

本考案による固体電解コンデンサは、任意な箇所に引出端子を取着した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固体電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子巻芯孔が金属あるいはセラミック又は耐熱性樹脂からなる棒状体にて閉塞されていることを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】

以上のような構成によれば、コンデンサ素子の巻芯孔としての空隙部が金属，セラミック又は耐熱性樹脂からなる棒状体によって閉塞されているため、有機半導体としてのＴＣＮＱ錯体使用量の無駄をなくし引出端子に付着することなく有効電極部分にすみやかに含浸され、かつ製造工程中の高温下でもコンデンサ素子の機械的変動がなく特性劣化要因が解消される。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案の一実施例につき図面を参照して説明する。すなわち、図２に示すように、まずアルミニウム箔表面をエッ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ッチング液で粗面化し表面積を拡大した陰極箔２間にクラフト紙又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の任意な箇所それぞれに陽極引出端子４又は陰極引出端子５を取着して、例えば金属からなる直径１ｍｍの丸形又は断面が多角形状の角形からなる棒状体６を巻芯として巻回しコンデンサ素子７を形成する。このとき、棒状体６はコンデンサ素子内に残すようにする。

【００１８】次に、図３に示すように、例えばアルミニウムなどからなるケース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有機半導体溶融液９とし、図１に示すように前記コンデンサ素子７を予熱状態でケース８に収納し、前記有機半導体溶融液９を前記コンデンサ素子７内に含浸し、しかる後、冷却固化し、含浸されない残余の有機半導体溶融液９をケース内底面部に固化状態の有機半導体１０として、前記ケース８開口部を例えばエポキシ樹脂からなる封口体１１にて密閉してなるものである。

【００１９】以上のような構成になる固体電解コンデンサは、コンデンサ素子７の巻芯孔としての空隙部が金属からなる棒状体６によって閉塞されているため、従来構造のように巻芯孔を通して有機半導体溶融液９が這い上がる現象はなくなり、よって必要最小限の有機半導体溶融液９で陽極引出端子４及び陰極引出端子５に付着することなく漏れ電流の増大化要因は解消されて有効電極部分にすみやかに含浸され特性劣化要因が解消される。

【００２０】また、温度サイクル試験などの膨脹，収縮を伴う場合でも、従来のように巻芯孔がないため、コンデンサ素子の機械的変動の要因はなく、漏れ電流などの特性改善に大きく貢献できる。

【００２１】次に、本考案の実施例Ａと従来例Ｂの比較の一例について述べる。

【００２２】すなわち、幅５ｍｍ，長さ２５ｍｍの陽極箔と，幅５ｍｍ，長さ３５ｍｍの陰極箔を用い、これに幅６ｍｍのマニラ紙と共に直径１ｍｍのアルミニウム丸線に巻き込みコンデンサ素子を形成し巻芯はそのまま残したコンデンサ素子を、有機半導体溶融液が収納された直径６．３ｍｍ，高さ９．８ｍｍのアルミニウムケースに収納して製作した実施例Ａと、直径１ｍｍの巻芯を用いコンデンサ素子形成後巻芯を抜き取る点を除き実施例Ａと同一で手段で製作した従来例Ｂの初期及び温度サイクル試験（−５５℃３０分，２０℃１５分，＋１０５℃３０分，２０℃ １５分を１サイクルとして５回）後の漏れ電流の変化を調べた結果図４に示す通りで、またこの場合の実施例Ａ，従来例Ｂにおける有機半導体量を調べた結果、表１に示す通りであった。

【００２３】

【表１】

【００２４】図４，表１からも明らかなように、従来例Ｂのものは温度サイクル試験による漏れ電流特性の変動劣化が大きいのに対して、実施例Ａのものの変動は僅かで、本考案の優れた効果が分かる。また、従来例Ｂと比較して実施例Ａは製品の特性を変えることなく有機半導体の使用量を１３％程度減少させることができ、コスト低減に大きく貢献することも分かる。

【００２５】なお、上記実施例では、コンデンサ素子の巻芯孔を閉塞するための棒状体として金属を用いるものを例示して説明したが、金属に換え、セラミック又は耐熱性樹脂を用いてもよい。

【００２６】また、上記実施例では、巻芯そのものを残すことによって巻芯孔を閉塞する技術を例示して説明したが、コンデンサ素子形成後巻芯を取り外し、巻芯孔に別個に準備した閉塞材を嵌入し、結果として巻芯孔が閉塞されたものであれば同効である。

【００２７】

【考案の効果】

本考案によれば、有機半導体使用量を減少させ、温度サイクルによる漏れ電流の変動も抑制できる特性良好な有機半導体を固体電解質として用いた固体電解コンデンサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る固体電解コンデンサを
示す断面図。

【図２】図１を構成するコンデンサ素子を示す展開斜視
図。

【図３】有機半導体の加熱溶融状態を示す断面図。

【図４】漏れ電流特性分布図。

【符号の説明】

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棒状体７コンデンサ素子８ケース９有機半導体溶融液１０固化状態の有機半導体１１封口体

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】任意な箇所に引出端子を取着した弁作用
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固体
電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子巻芯孔が
金属あるいはセラミック又は耐熱性樹脂からなる棒状体
にて閉塞されていることを特徴とする固体電解コンデン
サ。