(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の陽極箔及び陰極箔間にセパレータ紙を巻回してコンデンサ素子を構成し、このコンデンサ素子にテトラシアノキノジメタン錯体を含浸させた後に該コンデンサ素子をケース内に収納して成る固体電解コンデンサの製造方法において、
前記コンデンサ素子を構成した後に、前記セパレータ紙にりん酸イオンを含有する水溶液を含浸させて、その溶媒を蒸発させ、この工程後にコンデンサ素子を加熱処理して、りん酸の酸化作用により前記セパレータ紙の繊維を細くして、セパレータ紙の空隙部を大きくしたことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解質としてテトラシアノキノジメタン錯体（以下、ＴＣＮＱ錯体と呼ぶ）を用いた固体電解コンデンサの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子情報機器の高度化に伴って、電子部品には小型化や高性能化が求められている。そこで電解コンデンサの分野でも、駆動用電解液を含浸した電解コンデンサよりも、一層の小型化を進めるために、固体電解質としてＴＣＮＱ錯体を用いた固体電解コンデンサが実用化されるに至っている。
【０００３】
このような固体電解コンデンサは、一般に次のようにして製造されている。すなわち、アルミニウムなどの一対の陽極箔及び陰極箔の間にセパレータ紙を挟んで巻回してコンデンサ素子を構成し、この素子を短時間だけ予備加熱する。続いて、予備加熱したコンデンサ素子に対し、加熱溶融液化させたＴＣＮＱ錯体を含浸し、その後、これを直ちに冷却してケース内に収容する。さらに、電圧を印加してエージングを行い、製造過程で生じた誘電体酸化皮膜の欠陥を修復して製品とする。
【０００４】
しかし、上記の固体電解コンデンサでは、電極箔間に繊維が密なセパレータ紙を介在させているため、電極箔間における電子の導通路が極端に減少し、ＥＳＲ特性が劣化するといった欠点がある。特に、高温負荷試験や熱衝撃試験を行うとき、ＥＳＲ特性が大幅に劣化し、問題となっていた。
【０００５】
この問題を解決するために、ＴＣＮＱ錯体をコンデンサ素子に含浸させる前段階で、コンデンサ素子を高温中に放置してセパレータ紙を焼成して炭化させ、セパレータ紙に空隙部を形成して電極箔間の電子導通路を確保することが考えられている。
【０００６】
具体的には、以下のような固体電解コンデンサの製造方法が提案されている。まず、ＴＣＮＱ錯体を含浸する前段階で、コンデンサ素子を３３０℃で１時間焼成し、セパレータ紙を炭化させる。また、開口部を有する金属ケースを用意し、このケース内にＴＣＮＱ錯体を入れて加熱してＴＣＮＱ錯体を溶融液化させておく。この金属ケースの中に予備加熱した前記コンデンサ素子を含浸し、その後、これを直ちに冷却し、金属ケースの開口部に樹脂を充填して前記コンデンサ素子を金属ケースに収容する。
【０００７】
このような固体電解コンデンサの製造方法によれば、電極箔間にセパレータ紙が介在していても、ＴＣＮＱ錯体を含浸する前段階のコンデンサ素子を３３０℃で焼成してセパレータ紙を炭化させることで、セパレータ紙の繊維を細くしているのでセパレータ紙中に大きな空隙部を形成することができる。そのため、セパレータ紙はＴＣＮＱ錯体を多く取り込むことができ、電極箔間の電子導通路を確保することができる。したがって、コンデンサは優れたＥＳＲ特性を獲得することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような固体電解コンデンサの製造方法においては、次のような問題点があった。すなわち、コンデンサ素子を３００℃以上の高温で１時間焼成するため、陽極箔が長時間、高温に曝されることになる。この結果、陽極箔の表面に形成される誘電体酸化皮膜に欠陥が生じるおそれがある。陽極箔表面の誘電体酸化皮膜に欠陥が生じると、コンデンサの漏れ電流が著しく大きくなるという問題点が生じた。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、電極箔間の電子導通路を確保して優れたＥＳＲ特性を獲得するとともに、陽極箔表面の誘電体酸化皮膜の欠陥を防いで漏れ電流の増大を抑えることが可能な固体電解コンデンサの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、一対の陽極箔及び陰極箔間にセパレータ紙を巻回してコンデンサ素子を構成し、このコンデンサ素子にテトラシアノキノジメタン錯体を含浸させた後に該コンデンサ素子をケース内に収納して成る固体電解コンデンサの製造方法において、前記コンデンサ素子を構成した後に、前記セパレータ紙にりん酸イオンを含有する水溶液を含浸させて、その溶媒を蒸発させ、この工程後にコンデンサ素子を加熱処理して、りん酸の酸化作用により前記セパレータ紙の繊維を細くして、セパレータ紙の空隙部を大きくしたことを特徴とする。
【００１１】
以上のような固体電解コンデンサの製造方法においては、コンデンサ素子のセパレータ紙にりん酸イオンを含有する水溶液を含浸させるため、セパレータ紙に対しりん酸の酸化作用が働く。その結果、セパレータ紙の繊維の一本一本が細くなって、大きな空隙部を形成することができる。
【００１２】
これにより、セパレータ紙はＴＣＮＱ錯体を多く取り込むことが可能となり、電極箔間の電子導通路を十分確保することができる。したがって、コンデンサは優れたＥＳＲ特性を獲得することができる。しかも、セパレータ紙を高温で長時間焼成する必要がないので、陽極箔の表面に形成される誘電体酸化皮膜に欠陥を生じさせるおそれがない。そのため、コンデンサの漏れ電流の増大を抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（構成）
以下、本発明の実施の形態の一例について図１を参照して具体的に説明する。本実施の形態によって製造される固体電解コンデンサは、図１に示すように、一対の陽極箔１及び陰極箔２間にセパレータ紙３を挟み込んで巻回することによってコンデンサ素子を構成している。
【００１４】
より具体的には、陽極箔１は、エッチングにより表面積を拡大した後、誘電体酸化皮膜を生成したアルミニウムから構成されており、陰極箔２は、エッチングにより表面積を拡大したアルミニウムから構成されている。またセパレータ紙３は、例えばマニラ麻を主体とした繊維４から構成されている。
【００１５】
こうして構成したコンデンサ素子を３％アジビン酸アンモニウム水溶液中に浸漬する。そして、電圧を印加することにより、巻回によって損傷した陽極箔１表面の誘電体酸化皮膜を修復する。
【００１６】
さらに、このコンデンサ素子をりん酸イオンを含有する水溶液に浸漬し、素子内部のセパレータ紙３にも十分にこの水溶液を含浸させた後、溶媒を蒸発させる。次いで、このコンデンサ素子を加熱するが、この加熱によってセパレータ紙３に対しりん酸の酸化作用が働き、セパレータ紙３の繊維４が細くなって、大きな空隙部５が形成される。
【００１７】
また、ＴＣＮＱ錯体をアルミニウムなどの金属ケースに入れて加熱して溶融液化させておく。この金属ケースの中に、前記のコンデンサ素子を浸漬してコンデンサ素子にＴＣＮＱ錯体を含浸し、その後、これを即座に冷却し、ケース開口部をエポキシ樹脂にて封口して前記コンデンサ素子を金属ケースに収容する。さらに、１０５℃雰囲気中で定格電圧を印加して１２０分のエージング処理を行い、製造過程で生じた誘電体酸化皮膜の欠陥を修復して製品とする。
【００１８】
なお、りん酸イオンを含有する水溶液をセパレータ紙に含浸する場合は、セパレータ紙に水溶液を含浸させた後、巻回してコンデンサ素子を構成してもよいし、前述のようにコンデンサ素子を構成した後に水溶液を含浸してもよい。また、含浸後の加熱は、ＴＣＮＱ錯体を含浸するための予備加熱をそのまま利用してもよいし、予備加熱と条件が合致しない場合は別に加熱工程を設けてもよい。
【００１９】
（実施例）
以上のような本実施の形態における実施例として、コンデンサ素子を構成した後、このコンデンサ素子をりん酸イオンを含む水溶液に浸漬し、３００℃１分間の予備加熱を行い、ＴＣＮＱ錯体を溶融液化させてある金属ケースに収容し、ケース開口部をエポキシ樹脂で封口した。この場合のりん酸イオンを含む水溶液における溶質と水溶液濃度を変えて、表１に示すような５種類の固体電解コンデンサ（実施例１〜５）を１００個ずつ作製した。各実施例に使用するりん酸イオンを含む溶液の溶質及び水溶液濃度は次の通りである。すなわち、実施例１では０．５％のりん酸水溶液を、実施例２では１％のりん酸水溶液を、実施例３では５％のりん酸水溶液を、実施例４では１％のりん酸２水素アンモニウム、実施例５では１％のりん酸２水素カリウムを、それぞれ用いている。
【００２０】
これら５種類のコンデンサ定格１６Ｖ−３３μＦの試料について、初期ＥＳＲ特性を表１に示し、また１０５℃高温負荷試験１０００時間の特性変化を表２に示し、熱衝撃試験による特性変化を表３に示した。熱衝撃試験は−５５℃，３０分間〜＋１０５℃，３０分間を１００サイクル行った。また、表中のＥＳＲは、１００ｋＨｚにおける値を示している。
【００２１】
なお、実施例１〜５の比較対象として、従来例１，２の特性も表１〜３に示した。従来例１，２は、コンデンサ素子をりん酸イオンを含有する水溶液に浸漬せず、従来例１は２００℃で１時間、従来例２は３００℃で１時間、それぞれ焼成を行ったものであり、それ以外は実施例と同じ材料、製造方法、構造からなる。
【００２２】
【表１】
0003656666.tif 000002
【００２３】
【表２】
0003656666.tif 000003
【００２４】
【表３】
0003656666.tif 000004
【００２５】
上記表１から明らかなように、初期ＥＳＲ特性は、実施例１〜５と従来例２では小さいものの、従来例１では大きい。一方、漏れ電流は、焼成温度が３００℃である従来例２が極端に大きい。つまり、高温焼成した従来例２ではＥＳＲは良好であるが漏れ電流が極端に悪く、低温焼成した従来例１は漏れ電流は良好であるがＥＳＲに問題がある。また表２、表３より、従来例１は初期ＥＳＲが大きいと共に高温負荷試験、熱衝撃試験後のＥＳＲの変化はそれぞれ、１．３倍、１．７倍と大きいことが分かる。
【００２６】
このような従来例１，２に対し、実施例１〜５の場合は漏れ電流が良好であると共に初期ＥＳＲ特性も十分に小さい。また、高温負荷試験後のＥＳＲの変化は１．１倍以内、熱衝撃試験のＥＳＲの変化は１．２倍以内であり、高温負荷試験、熱衝撃試験後においてもＥＳＲの増加が少なく、良好な特性を発揮している。
【００２７】
（作用効果）
以上のような実施例を含む本実施の形態においては、コンデンサ素子のセパレータ紙３にりん酸イオンを含有する水溶液を含浸させ、セパレータ紙３にりん酸の酸化作用を働かせることにより、セパレータ紙３の繊維４の一本一本が細くなって、大きな空隙部５を形成することができる。これにより、セパレータ紙３はＴＣＮＱ錯体を多く取り込むことが可能となる。その結果、電極箔１，２間の電子導通路を十分確保することができ、コンデンサは優れたＥＳＲ特性を獲得することができる。
【００２８】
しかも、本実施の形態においては、セパレータ紙３を炭化させるためにコンデンサ素子を高温で長時間焼成するといった工程が不要である。したがって、陽極箔１が長時間、高温に曝されるといったことがなく、陽極箔１の表面に形成される誘電体酸化皮膜に欠陥が生じない。これにより、コンデンサの漏れ電流の増大を抑えることができる。
【００２９】
（他の実施の形態）
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、りん酸イオンを含む溶液としてはりん酸ナトリウム水溶液を使用した場合でも、同様の作用効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、セパレータ紙をりん酸イオンを含有する水溶液に浸漬し溶媒を蒸発させることでにより、セパレータ紙の繊維を細くしてセパレータ紙中に大きな空隙部を形成することができるので、セパレータ紙は十分にＴＣＮＱ錯体を含んで電極箔間の電子導通路を確保することが可能となり、コンデンサは優れたＥＳＲ特性を獲得することができる。しかも、コンデンサ素子を高温で焼成する必要がないので、陽極箔表面の誘電体酸化皮膜に欠陥が生じることがなく、コンデンサの漏れ電流の増大を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の要部断面図。
【符号の説明】
１…陽極箔
２…陰極箔
３…セパレータ紙
４…繊維
５…空隙部
【図１】
0003656666.tif 000005