JPH07283087A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

固体電解コンデンサ

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JPH07283087A
JPH07283087A JP10069594A JP10069594A JPH07283087A JP H07283087 A JPH07283087 A JP H07283087A JP 10069594 A JP10069594 A JP 10069594A JP 10069594 A JP10069594 A JP 10069594A JP H07283087 A JPH07283087 A JP H07283087A
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electrolytic capacitor
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和浩 樋口
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Abstract

(57)【要約】 【目的】密閉性を高め、静電容量変化率の小さいTCN
Q錯体を電解質とした固体電解コンデンサを得る。 【構成】陽極箔、陰極箔及びスペーサ紙からなりTCN
Qを含む錯塩を主成分とする電解質層を形成したコンデ
ンサ素子を金属ケースに収函し、該金属ケースの開口部
近傍をポリフェニレンサルファイド樹脂で封口したり、
あるいはケース全面等をポリフェニレンサルファイド樹
脂で外装する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、有機半導体からなる
固体電解コンデンサの封口及び外装構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子情報機器の高度化に伴い、電
子部品の小形化、高性能化が求められるようになってき
ており、電解コンデンサでも、従来の駆動用電解液を含
浸した電解コンデンサよりも小形化の可能なテトラシア
ノキノジメタン(以下TCNQという)錯体を固体電解
質として用いた固体電解コンデンサが実用化されてい
る。
【0003】従来、TCNQ錯体を固体電解質として用
いた固体電解コンデンサは、はじめにエッチングにより
粗面化されたアルミニウム、タンタル、ニオブなどの一
対の弁作用金属箔に引出リード線を固着し、マニラ紙な
どのスペーサ紙を介し巻回してコンデンサ素子を形成す
る。次に、アルミニウム等の金属ケースにTCNQ錯体
を入れ加熱して溶融液化させ、この中に前記TCNQ錯
体の融点付近の温度に予備加熱した前記コンデンサ素子
を収容してTCNQ錯体を含浸し、即座に冷却固化した
後、前記金属ケースの開口部をエポキシ樹脂で封止して
エージングを行い、製造過程で発生した誘電体酸化皮膜
損傷を修復して完成品としてなるもので、電解コンデン
サの高性能化の需要に応えた製品である。
【0004】TCNQ錯体は、その伝導度が約10S/
cmと、従来の電解コンデンサの電解液(0.01S/
cm)に比べ非常に高く、このTCNQ錯体を固体電解
質として用いることにより、インピーダンスの周波数特
性、漏れ電流特性、温度特性などの諸特性に優れた固体
電解コンデンサを得ることができる。
【0005】しかしながら、上記構成による固体電解コ
ンデンサの金属ケース開口部は、エポキシ樹脂等の熱硬
化性で高硬度の樹脂を注入して封止されているため、硬
化時の収縮あるいは加熱時の熱膨張率差などによって大
きな剪断応力が作用する結果、封口樹脂と金属ケースの
間に亀裂が生じ、内部のTCNQ錯体が外気に曝され
て、TCNQ錯体と外気中の酸素や水蒸気が反応し、T
CNQ錯体が劣化して急激な静電容量の減少、tanδ
の増加などの要因となり、時間の経過とともにコンデン
サ機能が低下するといった信頼性に劣る欠点を有してい
た。
【0006】そのため、TCNQ錯体を含浸したコンデ
ンサ素子をエポキシ、フェノール等の熱硬化性樹脂でト
ランスファー成形により外装することも考えられるが、
トランスファ成形における樹脂温度及び金型温度は20
0〜300℃に達し、加えてトランスファ成形は成形終
了までの所要時間が長いため、コンデンサ素子は高温中
に長時間とどまることになり、したがってコンデンサ素
子が熱劣化したり、あるいはコンデンサ素子に含浸され
た固体電解質が劣化したりする。すなわち、特にTCN
Q錯体は200〜260℃で溶融し、数十秒で絶縁化し
てしまう場合もあるので、固体電解質としてTCNQ錯
体を主成分として用いた場合、トランスファー成形では
電気的特性に悪影響を及ぼし電解コンデンサとして製品
化することは困難であった。
【0007】また重要なことは、エポキシ樹脂はTCN
Q錯体と反応することである。したがって、金属ケース
開口部を封止するために充填されたエポキシ樹脂と接触
したTCNQ錯体は反応して溶解し、エポキシ樹脂に溶
け込んでいくため、コンデンサのESR、tanδを劣
化させるという問題点を有しており、エポキシ樹脂は、
TCNQ錯体を使用したコンデンサのケース開口部の充
填樹脂としては適さない樹脂である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、前記従
来技術では封口樹脂と金属ケース間に亀裂が生じてコン
デンサ特性を劣化させ、信頼性に欠ける問題があり、ま
た封口樹脂に熱硬化性樹脂を用いているため、樹脂の硬
化に数時間を要し、各工程間の時間的バランスが崩れや
すく、スムーズな流れを阻害するという問題を有してい
た。
【0009】また、ケース開口部を封口する樹脂として
のエポキシ樹脂は、接触したTCNQ錯体が反応してエ
ポキシ樹脂に溶け込んでコンデンサのESRやtanδ
を劣化させる欠点を有していた。
【0010】本発明は、上記の問題点を解決するもので
あり、封口樹脂と封口方法を改良することによって、コ
ンデンサ特性の劣化となる要因を解消し、また工程のス
ムーズな流れを構成し、TCNQ錯体を電解質として用
いた安価で高信頼性の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。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明による固体電解コ
ンデンサは、陽極箔、陰極箔及びスペーサ紙からなりT
CNQを含む錯塩を主成分とする電解質層を形成したコ
ンデンサ素子と、該コンデンサ素子を収函した金属ケー
スと、少なくとも該金属ケースの開口部を封口したポリ
フェニレンサルファイド樹脂とを具備した構成からなる
ものである。
【0012】
【作用】以上のような構成になる固体電解コンデンサに
よれば、ポリフェニレンサルファイド樹脂による射出成
型により、コンデンサ素子及び少なくともコンデンサ素
子を収函する金属ケースの開口部を外装するため、例え
金属ケースとポリフェニレンサルファイド樹脂が剥離し
てもコンデンサ素子と外気が接する可能性がなくなり、
従って信頼性を飛躍的に高めたコンデンサ素子を得るこ
とができる。
【0013】また、熱可塑性樹脂であるポリフェニレン
サルファイド樹脂を用いた射出成型による外装を行うこ
とで、外装に要する時間が素子1個あたり1秒程度に短
縮でき、ラインの合理化とコスト削減を図ることができ
るものである。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。す
なわち図1に示すように、公知の手段により粗面化さ
れ、誘電体酸化皮膜を形成されたアルミニウムからなる
陽極箔と、同様に粗面化された陰極箔に、超音波溶接法
などにより引出しリード線1,2を固着した。この陽極
箔及び陰極箔の間にスペーサ紙を介在させて前記引出し
リード線1,2が同一方向に位置するように巻回しコン
デンサ素子3を形成した。このコンデンサ素子を3%の
アジピン酸アンモニウム水溶液中に浸漬して電圧を印加
して再化成し、巻回過程で生じた誘電体酸化皮膜の損傷
部の補修を行った。次に、TCNQ錯体をアルミニウム
ケース4に入れて約300℃の平面ヒータ上に載せて溶
融液化させ、ここに予め約300℃に予熱した前記コン
デンサ素子3を入れて、このコンデンサ素子3にTCN
Q錯体5を含浸し、即座にコンデンサ素子3をアルミニ
ウムケース4ごと冷却水に入れて冷却しTCNQ錯体5
を固化させた。次いで、このコンデンサ素子3を前記ケ
ース4ごと130℃の金型にセットし、ポリフェニレン
サルファイド樹脂をシリンダ温度290℃で射出して外
装樹脂層6を形成し、しかる後125℃雰囲気中で前記
引出しリード線1,2間に定格電圧を90min印加し
てエージング処理を行い、更に陰極、定格等のマーキン
グを行い完成品とした。
【0015】次に、このようにして得た本発明になる固
体電解コンデンサと従来技術によって得られた固体電解
コンデンサの特性について調査した結果を述べる。すな
わち、以下に示す実施例と従来例の静電容量、tan
δ、漏れ電流、100kHzにおけるESRの初期値を
表1に、また、それぞれを105℃雰囲気中で定格電圧
を印加して寿命試験したときのそれぞれの経過時間に対
する静電容量変化率を表2に示す。
【0016】なお試料の定格は20V−3.3μF、個
数はそれぞれ100個で、数値は平均値である。
【0017】なお、従来例は、実施例と同様な手段でコ
ンデンサ素子を構成し、TCNQ錯体を含浸した後、ア
ルミニウムケースの開口部にエポキシ樹脂を充填し、5
0℃で2時間予備硬化させた後、105℃で2時間硬化
させ、自然冷却させたものである。その後のエージング
処理は実施例と同様にして行いコンデンサとしたもので
ある。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】上記表1から明らかなように、初期特性で
は実施例と従来例に差は見られないが、表2に示した静
電容量変化率を見ると、従来例の静電容量変化率が実施
例に比べて格段に大きな値を示している。これはアルミ
ケースとエポキシ樹脂との密着不完全が原因であり、試
験後の素子を観察した結果、アルミケースとエポキシ樹
脂が剥離して亀裂が生じているのが見られた。これに対
して実施例は、表2から明らかなように静電容量変化率
が小さく、密閉性が大幅に改善されていることを示して
いる。
【0021】本発明は、外装樹脂(封口も含み)として
ポリフェニレンサルファイド樹脂に限定したものである
が、これに代えて射出成形が可能で、耐熱温度が高く、
TCNQ錯体との反応がない樹脂として芳香族ポリエチ
レン等も存在するが、芳香族ポリエチレンは耐湿性が劣
るため、静電容量変化率が大きくなるという結果を得て
いる。
【0022】なお、上記実施例では巻回形のコンデンサ
素子について述べたが、陽極箔と陰極箔とをスペーサを
介して積層した積層形の場合でも同様の効果を得ること
ができる。また、実施例ではケースの全面をポリフェニ
レンサルファイド樹脂で被覆し外装した場合について述
べたが、少なくともケース開口部又は開口部近傍をポリ
フェニレンサルファイド樹脂で封口し、密閉性を高めた
構成も本特許の範囲に含まれる。
【0023】そして、外部への引出リード線を同一方向
から導出したものを例示して説明したが、これに限定さ
れることなく外部への引出リード線をそれぞれ反対方向
から導出するようにしてもよいことは勿論である。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、密閉
性に優れ、静電容量変化率が小さく信頼性に富み実用的
価値の高い固体電解コンデンサを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる固体電解コンデンサの実施例を示
す正断面図。
【符号の説明】
1 引出しリード線 2 引出しリード線 3 コンデンサ素子 4 アルミニウムケース 5 TCNQ錯体 6 ポリフェニレンサルファイド樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01G 9/08 C

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極箔、陰極箔及びスペーサ紙からなり
    テトラシアノキノジメタンを含む錯塩を主成分とする電
    解質層を形成したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子
    を収函した金属ケースと、少なくとも該金属ケースの開
    口部を封口したポリフェニレンサルファイド樹脂とを具
    備した固体電解コンデンサ。
  2. 【請求項2】 ポリフェニレンサルファイド樹脂が金属
    ケースの全面を外装したことを特徴とする請求項1に記
    載の固体電解コンデンサ。
  3. 【請求項3】 コンデンサ素子が巻回形又は積層形であ
    ることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固体
    電解コンデンサ。
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