(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納し、前記外装ケースの開封部をフェノール樹脂に充填材を含むフェノール樹脂成型材からなる封口板にて封口した電解コンデンサにおいて、前記封口板表面にポリシラザンを転化させたシリコン酸化物層を設けた電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器や産業機器に使用される電解コンデンサにおいて、特に高耐電圧、または高耐熱を有する電解液を含浸したコンデンサ素子を樹脂封口板にて外装ケース内に封止した電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、化成皮膜を設けた陽極箔と陰極箔を、セパレータを介して巻き付けた素子が、電解液と共に外装ケース内に納められ、封口板により封口されていて、前記陽極箔と前記陰極箔から引き出されたリードタブが、前記封口板を貫通した外部端子に接続されている構造になっている。
ところで、電解コンデンサは、素子より流出した電解液と樹脂封口板が接触する構造となっていて、特に、電解コンデンサが高温、高電圧で使用される場合、電解液と接触すると封口板を侵食することが確認されており、浸食された封口板からハロゲン特に塩素が流出し、電解液を汚染するために、陽極箔と陰極箔の化成皮膜を劣化させたり、汚染した電解液の蒸気または、凝縮液が、リードタブを腐食させたり、最悪の場合、断線させてしまう場合もおこってしまう。
【０００３】
そのため、封口板そのもののハロゲン量を少なくするために、ハロゲン量の少ないフェノール樹脂と非孔質性の充填材を含む樹脂成型材からなる封口板を用いる方法も考えられた（たとえば、特表２００１−５０６４２４）。
また、封口板には材料固有の耐トラッキング性を有しており、電気伝導度を有する物質主に埃、水分、電解液が封口板表面に付着することで、リードタブと接続側の外部端子間に電流が流れ、その熱で封口板表面が炭化することにより最悪では端子間ショートを引き起こす場合がある。
【特許文献１】特表２００１−５０６４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電解コンデンサが高温、高電圧で使用される場合などに、電解液とまたはその蒸気と接触しても封口板が侵食されないようにすることと、封口板中のハロゲン特に塩素が流出しないようにすることにある。また、耐トラッキング性の高い材料を選定しなければならないという課題がある。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決し、高温、高電圧で使用されても信頼性の向上を図ることが可能な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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納し、前記外装ケースの開封部をフェノール樹脂に充填材を含むフェノール樹脂成型材からなる封口板にて封口した電解コンデンサにおいて、前記封口板表面にポリシラザンを転化させたシリコン酸化物層を設けた電解コンデンサを提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
電解コンデンサの封口板表面にポリシラザンを転化させたシリコン酸化物層を設けることにより、電解コンデンサが高温、高電圧で使用される場合などに、電解液とまたはその蒸気と接触しても封口板の耐侵食性が増し、封口板中のハロゲン特に塩素もシリコン酸化物層に阻まれて流出しないようになるので、電解液のハロゲン汚染を軽減することができる。また、転化させたシリコン酸化物層が、耐トラッキング性の高い材料のため、封口板の表面炭化を防止するので、端子間ショートを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
電解コンデンサは、化成皮膜を設けた陽極箔と陰極箔を、セパレータを介して巻き付けた素子が、電解液と共に外装ケース内に納められ、封口板により封口されていて、前記陽極箔と前記陰極箔から引き出されたリードタブが、前記封口板を貫通した外部端子に接続されている構造になっている。特に、アルミ電解コンデンサは、陽極箔、陰極箔、リードタブそして外部端子がアルミからなっている。
【０００９】
封口板は、樹脂と充填材などからなる樹脂成型材で、樹脂としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、熱硬化性ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、またはフェノール樹脂等の耐熱性の高い樹脂が使用できる。ハロゲン量の少ないフェノール樹脂が特に好ましい。充填材としては、焼成されたカオリナイト、焼成クレー、タルク、シリカ、ガラス粉末、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、ウォラストナイト等の通常のフェノール樹脂成形材料に用いられるものを用いることができる。また、必要に応じ、機械的強度の向上のためガラス繊維を併用する。また、その他、離型剤としてステアリン酸等の高級脂肪酸やステアリン酸亜鉛などに代表される金属石鹸などが配合される。
【００１０】
封口板表面には、ポリシラザンを転化させたシリコン酸化物層を設ける。まず、封口板表面を溶剤等で洗浄し、溶剤に溶かしたポリシラザンを塗布後、シリコン酸化物に転化させる。シリコン酸化物層の最終膜厚は０．０１μｍから１０μｍ程度とする。
ポリシラザンとしては従来より知られているポリシラザンおよびその変性体が使用できる。
さらには、酸素を含有させたポリシロキサザンや金属アルコキシド等を反応させたポリメタロシラザン、有機硼素化合物を反応させたポリボロシラザンも使用し得る。
特に、耐久性があり、基材表面に直接コートした場合でも成膜時にクラックの発生しにくいペルヒドロポリシラザンからなるシリカの前駆体が用いられる。このペルヒドロポリシラザンは、水・酸素との反応によりシリコン酸化物に転化する。また、１００℃から２００℃程度に加熱すると転化速度が増大する。
【００１１】
溶媒としは、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、キシレン等が挙げられる。
低温反応促進剤としては、ベンジルジメチルアミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、ピリジン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−１等の公知の第二アミン、第三アミンあるいはこれらの混合物、または白金、パラジウム、アルミ粉体等が挙げられる。
また、必要に応じて、カップリング材、セラミック粉末、消泡剤、界面活性剤、レベリング剤、帯電防止剤、分散剤、チキソトロピー性付与剤等を添加してもよい。レベリング剤としては、フッ素化アルキルエステル等のフッ素系界面活性剤、シリコーン油等が挙げられる。
【００１２】
封口板とシリコン酸化物層との密着性を向上させるために、シランカップリング剤による前処理や封口板表面へのウエットやドライエッチング加工をおこなってもかまわない。
【００１３】
封口板へのコート方法としては、従来より知られている塗布方法、例えばスプレーコート、デイップコート等をもちいる。
【００１４】
封口板を貫通する外部端子が、インサート成形により一体的成形される場合には、リードタブと接続する外部端子部分側を、コート前にあらかじめマスキング処置しておく。
図１は、リードタブと接続する外部端子２部分側にマスキング用キャップ３をかぶせた後、コート層４を設けた状態の断面図を示している。
または、外部端子とリードタブとの接続後、コンデンサとして外部側の外部端子側をあらかじめマスキング処置しておいて、素子を上に封口板を下にして、リードタブ部の途中までデイップコートしてもかまわない。この場合、外部端子とリードタブとの接続部分の防食絶縁保護と、外部端子と封口板との隙間を埋める方向であるために気密性が改善され、好ましいが、セパレータの耐熱温度によっては、転化加熱温度が１２０℃程度に制限される。
【実施例１】
【００１５】
充填材を含むフェノール樹脂成形材料で、インサート成形により外部端子付き封口板を作成し、アルミコンデンサ素子から引き出されたリードタブを外部端子に接続した。次に、コンデンサとして外部側の外部端子側をあらかじめマスキング処置しておいて、素子を上に封口板を下にして、ポリシラザンＮＬ−１１０  ５％（キシレン溶媒）（クラリアントジャパン株式会社製）をもちいてリードタブ部の途中までデイップコートした。次に、１２０℃の乾燥炉内で８０分加熱させた。この条件で形成した塗膜厚は１．０〜２．０μｍであった。電解液と共に外装ケース内に納め、封口板により封口した。
１２０℃の高温度下にて２０００時間放置後の封口板ケース内表面状態を観察すると、シリコン酸化物層に被覆された封口板ケース内表面は侵食痕が確認できなかったが、未被覆の封口板ケース内表面には侵食痕が見られた。また、リードタブ部も被覆品は特に異常はないが、未被覆品は腐食が進行していた。電解液中の塩素濃度は被覆品で０．３ｐｐｍと少量であったが、未被覆品では１８ｐｐｍと異常値を示していた。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願発明のコンデンサの、外部端子付き封口板のコート後の断面図を示している。
【符号の説明】
【００１７】
1…封口板、2…外部端子、3…マスキング用キャップ、4…コート層。
【図１】
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