JP2000114118A - 固体電解コンデンサとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＥＤＴを電解質とし、最高使用温度が１０
５℃以上の固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供
する。 【解決手段】 表面に酸化皮膜層が形成された陽極箔と
陰極箔とを、セパレータを介して巻回してコンデンサ素
子を形成する。そして、このコンデンサ素子にＥＤＴモ
ノマーを含浸し、さらに４０〜６０％のパラトルエンス
ルホン酸第二鉄のブタノール溶液を含浸して、２０〜１
８０℃、３０分以上加熱し、ＰＥＤＴからなる固体電解
質層を生成する。そして、このコンデンサ素子を、１５
〜１２０℃の恒温槽内に５〜３０分放置して乾燥させ
る。その後、このコンデンサ素子のリード端子を封口ゴ
ムに設けた貫通孔に挿入し、次いで、コンデンサ素子を
有底筒状の外装ケースに収納し、最後に外装ケースの開
口部を加締め加工によって封口して固体電解コンデンサ
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サとその製造方法に係り、特に、高温寿命特性の向上を
図るべく改良を施した固体電解コンデンサ及びその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】タンタルあるいはアルミニウム等のよう
な弁作用を有する金属を利用した電解コンデンサは、陽
極側対向電極としての弁作用金属を焼結体あるいはエッ
チング箔等の形状にして誘電体を拡面化することによ
り、小型で大きな容量を得ることができることから、広
く一般に用いられている。特に、電解質に固体電解質を
用いた固体電解コンデンサは、小型、大容量、低等価直
列抵抗であることに加えて、チップ化しやすく、表面実
装に適している等の特質を備えていることから、電子機
器の小型化、高機能化、低コスト化に欠かせないものと
なっている。

【０００３】この種の固体電解コンデンサにおいて、小
型、大容量用途としては、一般に、アルミニウム等の弁
作用金属からなる陽極箔と陰極箔をセパレータを介在さ
せて巻回してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ
素子に駆動用電解液を含浸し、アルミニウム等の金属製
ケースや合成樹脂製のケースにコンデンサ素子を収納
し、密閉した構造を有している。なお、陽極材料として
は、アルミニウムを初めとしてタンタル、ニオブ、チタ
ン等が使用され、陰極材料には、陽極材料と同種の金属
が用いられる。

【０００４】また、固体電解コンデンサに用いられる固
体電解質としては、二酸化マンガンや７、７、８、８−
テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体が知られて
いるが、近年、反応速度が緩やかで、かつ陽極電極の酸
化皮膜層との密着性に優れたポリエチレンジオキシチオ
フェン（以下、ＰＥＤＴと記す）に着目した技術（特開
平２−１５６１１号公報）が存在している。

【０００５】このような固体電解質層を有する固体電解
コンデンサは、化成→素子形成→固体電解質層形成→樹
脂封止→エージングという製造工程によって作製され
る。以下には、このような固体電解コンデンサの一例と
して、巻回型のコンデンサ素子にポリエチレンジオキシ
チオフェンからなる固体電解質層を形成するタイプの固
体電解コンデンサの製造工程について、簡単に説明す
る。

【０００６】まず、アルミニウム等の弁作用金属からな
る陽極箔の表面に、塩化物水溶液中での電気化学的なエ
ッチング処理により粗面化して多数のエッチングピット
を形成した後、ホウ酸アンモニウム等の水溶液中で電圧
を印加して誘電体となる酸化皮膜層を形成する（化
成）。この陽極箔と同様に、陰極箔もアルミニウム等の
弁作用金属からなるが、その表面にはエッチング処理を
施すのみである。また、陽極箔及び陰極箔には、それぞ
れの電極を外部に接続するためのリード線を、ステッ
チ、超音波溶接等の公知の手段により接続する。

【０００７】次に、以上のようにして表面に酸化皮膜層
が形成された陽極箔と陰極箔とを、セパレータを介して
巻回してコンデンサ素子を形成する（素子形成）。そし
て、このコンデンサ素子にエチレンジオキシチオフェン
（以下、ＥＤＴと記す）と酸化剤を含浸し、加熱して、
ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）からなる
固体電解質層を形成する（固体電解質層形成）。

【０００８】この後、コンデンサ素子の表面に、酸無水
物系の硬化剤を用いたエポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂を
付着して熱硬化させることによって、コンデンサ素子の
外周に外装樹脂を被覆し（樹脂封止）、固体電解コンデ
ンサを完成する。なお、このように樹脂封止を行うと、
陽極箔の表面に形成した酸化皮膜層が損傷して漏れ電流
特性が低下するため、樹脂封止後に、コンデンサ定格電
圧に応じた電圧を印加して高温のエージングを行うこと
により酸化皮膜層を修復し、特性の向上を図っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような固体電解質としてＰＥＤＴを用い、封止材とし
て酸無水物系の硬化剤を用いたエポキシ樹脂を用いた固
体電解コンデンサについて高温寿命試験を行ったとこ
ろ、１０５℃を超える高温寿命試験においては特性が劣
化するため、最高使用温度は１０５℃が限界であった。

【００１０】このように、固体電解質としてＰＥＤＴを
用い、封止材として酸無水物系の硬化剤を用いたエポキ
シ樹脂を用いた固体電解コンデンサにおいて、１０５℃
を超える高温寿命試験において特性が劣化するのは、以
下の理由によると考えられる。すなわち、コンデンサ素
子の外周を被覆する外装樹脂として従来から用いられて
いる酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂は、硬化過
程で吸湿する性質があるが、この樹脂を含浸、硬化させ
る前の工程で、コンデンサ素子にはある程度の水分が吸
着されているため、たとえ、硬化過程でコンデンサ素子
中の水分がこの樹脂に吸収されたとしても、コンデンサ
素子中にはまだ水分が残存している。そのため、１０５
℃以下の温度においては、この残存した水分によって酸
化皮膜の性能が良好に保たれ、耐電圧特性、漏れ電流特
性等の初期特性は良好に保たれていると考えられる。し
かしながら、１０５℃以上の高温においては、コンデン
サ素子中に残存した水分が酸化皮膜の水和劣化や、ＰＥ
ＤＴの電導度低下に働くため、特性が劣化すると考えら
れる。

【００１１】本発明は、上述したような従来技術の問題
点を解決するために提案されたものであり、その目的
は、ＰＥＤＴを電解質とし、最高使用温度が１０５℃以
上の固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく、最高使用温度の上昇を可能とすることがで
きる固体電解コンデンサ及びその製造方法について鋭意
検討を重ねた結果、本発明を完成するに至ったものであ
る。すなわち、本発明者は、１３０℃の寿命試験におい
て、コンデンサ素子に残存する水分がある程度除去され
れば、特性の劣化が抑制できるのではないかと考え、コ
ンデンサ素子を乾燥させた後、外装ケース内に収納し、
種々の封口手段及び封口方法について検討した。

【００１３】すなわち、請求項１に記載の発明は、電極
引き出し手段が接続された両極電極箔をセパレータを介
して巻回し、両極電極箔間にポリエチレンジオキシチオ
フェンからなる固体電解質層を形成したコンデンサ素子
と、このコンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケー
スと、外装ケースの開口部に装着される封口手段とを備
えた固体電解コンデンサにおいて、前記封口手段が、封
口ゴムから構成され、この封口ゴムに形成された貫通孔
内に前記電極引き出し手段が挿通され、前記外装ケース
の開口部に加締め加工が施されていることを特徴とする
ものである。

【００１４】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、電
極引き出し手段が接続された両極電極箔をセパレータを
介して巻回し、両極電極箔間にポリエチレンジオキシチ
オフェンからなる固体電解質層を形成してコンデンサ素
子を形成し、このコンデンサ素子を有底筒状の外装ケー
ス内に収納し、前記外装ケースの開口部を封口する固体
電解コンデンサの製造方法において、前記コンデンサ素
子に乾燥処理を施した後、前記電極引き出し手段を前記
外装ケースの開口部に装填される封口ゴムに形成された
貫通孔内に挿通し、このコンデンサ素子を前記外装ケー
ス内に収納し、外装ケースの開口部に加締め加工を施す
ことを特徴とするものである。

【００１５】上記の構成を有する請求項１あるいは請求
項７に記載の発明によれば、電解質層としてＰＥＤＴ層
を形成したコンデンサ素子を外装ケースに収納する前に
乾燥させているので、この乾燥処理後にはコンデンサ素
子内には結晶水レベルの水分が残存し、この残存した結
晶水レベルの水分によって酸化皮膜の性能が良好に保た
れるため、初期特性は良好に保たれる。一方、この程度
の水分が残存していても、この水分が酸化皮膜の水和劣
化や、ＰＥＤＴの電導度低下に働いて特性が劣化すると
いうことはないので、高温寿命特性も良好に保たれる。

【００１６】また、外装ケースの開口部を封口ゴムで封
口し、その後、ケースの開口部に加締め加工を施してい
るため、電極引き出し手段が封口ゴムに設けられた貫通
孔と密着する。その結果、外装ケース内のコンデンサ素
子が吸湿することを防止できるので、高温寿命特性が低
下することもない。

【００１７】さらに、電極引き出し手段を封口ゴムに設
けた貫通孔に挿入した後、コンデンサ素子を有底筒状の
外装ケースに収納し、さらに、外装ケースの開口部を加
締め加工によって封口しているので、電極引き出し手段
は封口ゴムに設けられた貫通孔と密着し、強固に固定さ
れる。その結果、電極引き出し手段に横からの力が加わ
っても、電極箔に力が加わって、電極箔が損傷すること
もない。

【００１８】請求項２に記載の発明は、電極引き出し手
段が接続された両極電極箔をセパレータを介して巻回
し、両極電極箔間にポリエチレンジオキシチオフェンか
らなる固体電解質層を形成したコンデンサ素子と、この
コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースと、外
装ケースの開口部に装着される封口手段とを備えた固体
電解コンデンサにおいて、前記封口手段が、封口ゴムの
上面あるいは下面の少なくともいずれか一方にフッ素樹
脂を貼り付けたフッ素樹脂貼りゴムから構成され、この
フッ素樹脂貼りゴムに形成された貫通孔内に前記電極引
き出し手段が挿通され、前記外装ケースの開口部に加締
め加工が施されていることを特徴とするものである。

【００１９】また、請求項８に記載の発明は、請求項２
に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、電
極引き出し手段が接続された両極電極箔をセパレータを
介して巻回し、両極電極箔間にポリエチレンジオキシチ
オフェンからなる固体電解質層を形成してコンデンサ素
子を形成し、このコンデンサ素子を有底筒状の外装ケー
ス内に収納し、前記外装ケースの開口部を封口する固体
電解コンデンサの製造方法において、前記コンデンサ素
子に乾燥処理を施した後、前記電極引き出し手段を、封
口ゴムの上面あるいは下面の少なくともいずれか一方に
フッ素樹脂を貼り付けたフッ素樹脂貼りゴムに形成され
た貫通孔内に挿通し、このコンデンサ素子を前記外装ケ
ース内に収納し、外装ケースの開口部に加締め加工を施
すことを特徴とするものである。

【００２０】上記の構成を有する請求項２あるいは請求
項８に記載の発明によれば、請求項１あるいは請求項７
の発明による作用・効果の他に、以下の効果が得られ
る。すなわち、封口ゴムに硬度の高いフッ素樹脂を貼り
付けているので、このフッ素樹脂部分によって、電極引
き出し手段がより強固に固定される。その結果、電極引
き出し手段に横からの力が加わっても、この力が電極箔
に伝わることが抑制されるので、酸化皮膜の損傷が少な
くなる。

【００２１】請求項３に記載の発明は、電極引き出し手
段が接続された両極電極箔をセパレータを介して巻回
し、両極電極箔間にポリエチレンジオキシチオフェンか
らなる固体電解質層を形成したコンデンサ素子と、この
コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースと、外
装ケースの開口部に装着される封口手段とを備えた固体
電解コンデンサにおいて、前記封口手段が、その上面に
凹部が設けられ、この凹部にエポキシ樹脂層が形成され
た封口ゴムから構成され、この封口ゴムに形成された貫
通孔内に前記電極引き出し手段が挿通され、前記外装ケ
ースの開口部に加締め加工が施されていることを特徴と
するものである。

【００２２】また、請求項９に記載の発明は、請求項３
に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、電
極引き出し手段が接続された両極電極箔をセパレータを
介して巻回し、両極電極箔間にポリエチレンジオキシチ
オフェンからなる固体電解質層を形成してコンデンサ素
子を形成し、このコンデンサ素子を有底筒状の外装ケー
ス内に収納し、前記外装ケースの開口部を封口する固体
電解コンデンサの製造方法において、前記コンデンサ素
子に乾燥処理を施した後、前記電極引き出し手段を、上
面に凹部を設けた封口ゴムに形成された貫通孔内に挿通
し、このコンデンサ素子を前記外装ケース内に収納し、
この外装ケースの開口部を加締め加工した後、前記凹部
にエポキシ樹脂を充填し、加熱して、前記エポキシ樹脂
を硬化させることを特徴とするものである。

【００２３】上記の構成を有する請求項３あるいは請求
項９に記載の発明によれば、請求項１あるいは請求項７
の発明による作用・効果の他に、以下の効果が得られ
る。すなわち、封口ゴムの凹部に形成されたエポキシ樹
脂層は、封口ゴムより固いので、このエポキシ樹脂層部
分によって、電極引き出し手段がより強固に固定され
る。その結果、電極引き出し手段に横からの力が加わっ
ても、この力が電極箔に伝わることが抑制されるので、
酸化皮膜の損傷が少なくなる。

【００２４】請求項４に記載の発明は、電極引き出し手
段が接続された両極電極箔をセパレータを介して巻回
し、両極電極箔間にポリエチレンジオキシチオフェンか
らなる固体電解質層を形成したコンデンサ素子と、この
コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースと、外
装ケースの開口部に装着される封口手段とを備えた固体
電解コンデンサにおいて、前記封口手段が、半硬化した
エポキシ樹脂板から構成され、前記外装ケースの開口部
に加締め加工が施されていることを特徴とするものであ
る。

【００２５】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
４に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、
電極引き出し手段が接続された両極電極箔をセパレータ
を介して巻回し、両極電極箔間にポリエチレンジオキシ
チオフェンからなる固体電解質層を形成してコンデンサ
素子を形成し、このコンデンサ素子を有底筒状の外装ケ
ース内に収納し、前記外装ケースの開口部を封口する固
体電解コンデンサの製造方法において、前記コンデンサ
素子に乾燥処理を施した後、前記電極引き出し手段を、
半硬化したエポキシ樹脂板に形成された貫通孔内に挿通
し、このコンデンサ素子を前記外装ケース内に収納し、
この外装ケースの開口部を加締め加工した後、加熱し
て、前記半硬化したエポキシ樹脂板を硬化させることを
特徴とするものである。

【００２６】上記の構成を有する請求項４あるいは請求
項１０に記載の発明によれば、請求項１あるいは請求項
７の発明による作用・効果の他に、以下の効果が得られ
る。すなわち、封口材として半硬化したエポキシ樹脂板
を用いているので、封口処理が容易となり、また、硬化
した後は硬度の高いエポキシ樹脂で封止したのと同じ効
果が得られるので、このエポキシ樹脂層部分によって、
電極引き出し手段がより強固に固定される。その結果、
電極引き出し手段に横からの力が加わっても、この力が
電極箔に伝わることが抑制されるので、酸化皮膜の損傷
が少なくなる。

【００２７】請求項５に記載の発明は、電極引き出し手
段が接続された両極電極箔をセパレータを介して巻回
し、両極電極箔間にポリエチレンジオキシチオフェンか
らなる固体電解質層を形成したコンデンサ素子と、この
コンデンサ素子を収納する有底筒状の外装ケースと、外
装ケースの開口部に装着される封口手段とを備えた固体
電解コンデンサにおいて、前記封口手段が、封口ゴムと
その上に形成されたエポキシ樹脂層から構成され、前記
外装ケースの開口部に横加締め加工が施されていること
を特徴とするものである。

【００２８】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
５に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、
電極引き出し手段が接続された両極電極箔をセパレータ
を介して巻回し、両極電極箔間にポリエチレンジオキシ
チオフェンからなる固体電解質層を形成してコンデンサ
素子を形成し、このコンデンサ素子を有底筒状の外装ケ
ース内に収納し、前記外装ケースの開口部を封口する固
体電解コンデンサの製造方法において、前記コンデンサ
素子に乾燥処理を施した後、前記電極引き出し手段を、
封口ゴムに形成された貫通孔内に挿通し、このコンデン
サ素子を前記外装ケース内に収納し、前記外装ケースの
開口部を封口ゴムによって封口した後、横加締め加工を
施し、封口ゴムの上面と外装ケースの側面に囲まれた空
間部にエポキシ樹脂を充填し、加熱して、前記エポキシ
樹脂を硬化させることを特徴とするものである。

【００２９】上記の構成を有する請求項５あるいは請求
項１１に記載の発明によれば、請求項１あるいは請求項
７の発明による作用・効果の他に、以下の効果が得られ
る。すなわち、封口ゴムの上面に形成されたエポキシ樹
脂層は、封口ゴムより固いので、このエポキシ樹脂層部
分によって、リード線がより強固に固定される。その結
果、電極引き出し手段に横からの力が加わっても、この
力が電極箔に伝わることが抑制されるので、酸化皮膜の
損傷が少なくなる。

【００３０】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請
求項５のいずれか一に記載の固体電解コンデンサにおい
て、前記封口ゴムが、エチレンプロピレンゴム（ＥＰ
Ｍ）、エチレンプロピレンジエン三元共重合体（ＥＰＤ
Ｍ）、イソブチレンイソプロピレンゴム（ＩＩＲ）、ス
チレンブタジエンゴム、ニトリルプロピレンゴム、の中
から選択された材料であることを特徴とするものであ
る。

【００３１】すなわち、封口ゴムの材料は適宜選択可能
であるが、特に請求項６に記載の材料を用いることによ
って、より良好な効果を奏する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下には、本発明による固体電解
コンデンサとその製造方法の実施の形態（以下、実施形
態という）について、図面を参照して具体的に説明す
る。

【００３３】［１．第１実施形態］ ［１−１．構成］図１は、本発明に係る固体電解コンデ
ンサの第１実施形態の構成を示す断面図である。すなわ
ち、図１に示すように、電極引き出し手段であるリード
線４が接続された両極電極箔をセパレータを介して巻回
したコンデンサ素子１は、アルミニウム等からなる有底
筒状の外装ケース２内に収納されている。また、リード
線４は、外装ケース２の開口部に取り付けられる封口部
材である封口ゴム３に設けられた貫通孔５に挿入され、
外部に引き出されている。そして、外装ケース２の開口
部は、前記封口ゴム３によって封口され、外装ケースの
上端部には加締め加工が施されている。

【００３４】［１−２．製造方法］続いて、本実施形態
による固体電解コンデンサの製造方法について説明す
る。すなわち、表面に酸化皮膜層が形成された陽極箔と
陰極箔とを、セパレータを介して巻回してコンデンサ素
子を形成する。そして、このコンデンサ素子にＥＤＴモ
ノマーを含浸し、さらに４０〜６０％のパラトルエンス
ルホン酸第二鉄のブタノール溶液を含浸して、２０〜１
８０℃、３０分以上加熱し、ＰＥＤＴからなる固体電解
質層を生成する。そして、このコンデンサ素子を、１５
〜１２０℃の恒温槽内に５〜３０分放置して乾燥させ
る。その後、このコンデンサ素子のリード端子を封口ゴ
ムに設けた貫通孔に挿入し、次いで、コンデンサ素子を
有底筒状の外装ケースに収納し、最後に外装ケースの開
口部を加締め加工によって封口して固体電解コンデンサ
を形成する。

【００３５】前記封口ゴムとしては、従来から電解コン
デンサの封口ゴムとして用いられているエチレンプロピ
レンゴム（ＥＰＭ）、エチレンプロピレンジエン三元共
重合体（ＥＰＤＭ）、イソブチレンイソプロピレンゴム
（ＩＩＲ）、スチレンブタジエンゴム、ニトリルプロピ
レンゴム等を用いることができる。なかでも、過酸化物
架橋によるＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ＩＩＲ、樹脂架橋による
ＩＩＲが好ましいが、特に高い硬度を有する樹脂架橋に
よるＩＩＲが好ましい。また、この封口ゴムは、上記の
ポリマー、架橋剤とアルミナ、シリカ、カーボン等の充
填剤を混練し、これを成形プレス等によって所定の形状
に成形してなるものである。

【００３６】さらに、加締め加工は、封口ゴムに設けら
れた貫通孔内にコンデンサ素子のリード線を挿入して、
この封口ゴムとコンデンサ素子を、開口部を有する有底
筒状の外装ケースに収納し、封口ゴムを装填したケース
の開口部を、回転する円盤状の治具を押し当てる等の方
法により、横及び上から絞り加工するものである。

【００３７】また、コンデンサ素子を乾燥する方法とし
ては、恒温槽内にコンデンサ素子を放置する方法、コン
デンサ素子に熱風を当てる方法、減圧槽内にコンデンサ
素子を放置する方法等、コンデンサ素子内の水分を除去
できるものであれば種々の方法を適用することができ
る。なお、乾燥温度は１５〜１２０℃、乾燥時間は５〜
３０分が望ましい。

【００３８】［１−３．作用・効果］以上のような本実
施形態の作用・効果は次の通りである。すなわち、本実
施形態においては、電解質層としてＰＥＤＴ層を形成し
たコンデンサ素子を外装ケースに収納する前に乾燥させ
ているので、この乾燥処理後にはコンデンサ素子内には
結晶水レベルの水分が残存している。この残存した結晶
水レベルの水分によって酸化皮膜の性能が良好に保たれ
るため、耐電圧特性、漏れ電流特性等の初期特性は良好
に保たれる。一方、高温寿命特性については、この程度
の水分が残存していても、この水分が酸化皮膜の水和劣
化等に働いて特性が劣化するということはないので、高
温寿命特性も良好に保たれる。

【００３９】また、コンデンサ素子を外装ケースに収納
した後の封止特性が悪いと、コンデンサ素子が吸湿し、
１０５℃以上の高温において、コンデンサ素子中に残存
した水分が酸化皮膜の水和劣化等に働くため、特性が劣
化すると考えられるが、本実施形態においては、外装ケ
ースの開口部を封口ゴムで封口し、その後、ケースの開
口部に加締め加工を施しているため、リード線が封口ゴ
ムに設けられた貫通孔と密着する。その結果、外装ケー
ス内のコンデンサ素子が吸湿することを防止できるの
で、高温寿命特性が低下することもない。

【００４０】また、一般に、固体電解コンデンサにおい
ては、リード線に横からの力が加わると、リード線と電
極箔との接続部分を介して電極箔に力が加わって、電極
箔が損傷する。そのため、リード線は強固に固定されて
いることが望ましいが、本実施形態の固体電解コンデン
サによれば、リード線を封口ゴムに設けた貫通孔に挿入
した後、コンデンサ素子を有底筒状の外装ケースに収納
し、さらに、外装ケースの開口部を加締め加工によって
封口しているので、リード線は、封口ゴムに設けられた
貫通孔と密着し、強固に固定される。

【００４１】さらに、本実施形態においては、封口ゴム
によって外装ケースを封止し、さらに、外装ケースの開
口部の先端を加締め加工によって封口ゴムに当接させて
いるため、封口ゴムの押さえが強固になっており、熱ス
トレスによって封口ゴムが外装ケースから飛び出すこと
を防止することができる。

【００４２】［２．第２実施形態］本実施形態は、上記
第１実施形態における外装ケースの封口構造の変形例で
あり、具体的には、第１実施形態の封口ゴムに代えて、
封口ゴムにテフロン（商標名）等のフッ素樹脂を貼った
フッ素樹脂貼りゴム用いたものである。以下、第１実施
形態と相違する部分について説明する。

【００４３】［２−１．構成］図２は、本発明に係る固
体電解コンデンサの第２実施形態の構成を示す断面図で
ある。すなわち、図２に示すように、本実施形態におい
ては、封口ゴム１３の下面全面にテフロン等のフッ素樹
脂１０が貼り付けられ、このフッ素樹脂貼りゴムによっ
て、外装ケース２の開口部が封口されている。

【００４４】なお、フッ素樹脂を貼り付ける部位は、封
口ゴム１３の上面あるいは上下両面であっても良い。ま
た、封口ゴム１３としては、第１実施形態に示したと同
様の材料を用いることができる。また、封口ゴム１３に
貼り付けるフッ素樹脂の厚さは適宜設定できるが、フッ
素樹脂貼りゴムの厚さと加締め部分の関係によって決定
される。すなわち、フッ素樹脂は硬度が高いので、フッ
素樹脂部分に加締め加工を施すことはできない。従っ
て、加締め加工を施す部分は封口ゴムでなければならな
いが、それ以外の部分はフッ素樹脂とすることができ
る。従って、フッ素樹脂貼りゴムの厚さが厚ければ、フ
ッ素樹脂の厚さを厚くすることができ、薄ければ、フッ
素樹脂の厚さも薄くしなければならない。

【００４５】なお、封口ゴムに貼り付けるフッ素樹脂と
しては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：テフ
ロン）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（Ｅ
ＴＦＥ）、ポリフロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦ
Ｅ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化
ビニル（ＰＶＦ）、クロロトリフルオロエチレン−エチ
レン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロ
エチレン（ＰＣＴＴＥ）等を用いることができる。なか
でも、ＰＴＦＥ（テフロン）、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦ
Ｅが好ましく、ＰＴＦＥ（テフロン）がより好ましい。

【００４６】また、フッ素樹脂を封口ゴムに貼り付ける
方法は、以下の通りである。すなわち、フッ素樹脂の表
面を紫外線照射、溶剤等によって粗面化し、この面を架
橋前のゴムに接触させ、その後、ゴムの架橋を行うこと
によって、フッ素樹脂とゴムを接合する。

【００４７】［２−２．作用・効果］以上のような本実
施形態においては、上記第１実施形態と同様の作用・効
果を得ることができる。また、本実施形態に特有の作用
・効果は次の通りである。すなわち、本実施形態におい
ては、封口ゴム１３に硬度の高いテフロン等のフッ素樹
脂を貼り付けているので、このフッ素樹脂部分によっ
て、リード線がより強固に固定される。その結果、リー
ド線に横からの力が加わっても、この力が電極箔に伝わ
ることが抑制されるので、酸化皮膜の損傷が少なくな
る。

【００４８】［３．第３実施形態］本実施形態は、上記
第１実施形態における外装ケースの封口構造の変形例で
あり、具体的には、第１実施形態の封口ゴムに凹部を設
け、この凹部にエポキシ樹脂層を形成したものである。
以下、第１実施形態と相違する部分について説明する。

【００４９】［３−１．構成］図３は、本発明に係る固
体電解コンデンサの第３実施形態の構成を示す断面図で
ある。すなわち、図３に示すように、本実施形態におい
ては、封口ゴム２３の上面の、貫通孔５を含む空間に凹
部２０が形成され、この凹部２０内にエポキシ樹脂層２
１が形成されている。なお、封口ゴム２３に形成する凹
部２０の位置は、図３に限定されず、凹部に形成される
エポキシ樹脂層２１がリード線４を固定できる部位であ
れば良い。

【００５０】［３−２．製造方法］以下、上記凹部２０
にエポキシ樹脂層２１を形成する工程について説明す
る。すなわち、第１実施形態に示した固体電解コンデン
サの製造工程において、コンデンサ素子１を外装ケース
２内に収納して、封口ゴム２３を加締め加工した後、エ
ポキシ樹脂を凹部２０に充填し、その後に２０〜２００
℃、３０分〜４８時間加熱して硬化する。

【００５１】［３−３．作用・効果］以上のような本実
施形態においては、上記第１実施形態と同様の作用・効
果を得ることができる。また、本実施形態に特有の作用
・効果は次の通りである。すなわち、本実施形態におい
ては、封口ゴム２３の凹部２０に形成されたエポキシ樹
脂層２１は、封口ゴム２３より固いので、このエポキシ
樹脂層部分によって、リード線がより強固に固定され
る。その結果、リード線に横からの力が加わっても、こ
の力が電極箔に伝わることが抑制されるので、酸化皮膜
の損傷が少なくなる。

【００５２】［４．第４実施形態］本実施形態は、上記
第１実施形態における外装ケースの封口構造の変形例で
あり、具体的には、半硬化したエポキシ樹脂板を封口部
材として用い、加締め加工した後に、加熱して硬化した
ものである。以下、第１実施形態と相違する部分につい
て説明する。

【００５３】［４−１．構成］図４は、本発明に係る固
体電解コンデンサの第４実施形態の構成を示す断面図で
ある。すなわち、図４に示すように、本実施形態におい
ては、封口部材として半硬化したエポキシ樹脂板３０を
用い、第１実施形態の封口ゴムと同様にして外装ケース
の開口部を封口し、加締め加工した後に加熱して硬化す
る。

【００５４】なお、半硬化したエポキシ樹脂板とは、液
状のエポキシ樹脂を板状になるように金型等に充填し、
完全には硬化させずにゴム板状にし、その後に第１実施
形態の封口ゴムと同様の形に切り取ったものであり、封
口ゴムと同様にして封口材として使用することができる
ものである。また、半硬化の状態としては、ゴム状であ
って、加締め加工によって封口材として用いることがで
きる状態でなければならない。また、硬化方法は、第３
実施形態と同様に、２０〜２００℃、３０分〜４８時間
加熱して硬化する。

【００５５】［４−２．作用・効果］以上のような本実
施形態においては、上記第１実施形態と同様の作用・効
果を得ることができる。また、本実施形態に特有の作用
・効果は次の通りである。すなわち、本実施形態におい
ては、封口材として半硬化したエポキシ樹脂板を用いて
いるので、封口処理が容易となり、また、硬化した後は
硬度の高いエポキシ樹脂で封止したのと同じ効果が得ら
れるので、このエポキシ樹脂層部分によって、リード線
がより強固に固定される。その結果、リード線に横から
の力が加わっても、この力が電極箔に伝わることが抑制
されるので、酸化皮膜の損傷が少なくなる。

【００５６】［５．第５実施形態］本実施形態は、上記
第１実施形態における外装ケースの封口構造の変形例で
あり、具体的には、加締め加工として横加締めのみを行
い、封口ゴムの上にエポキシ樹脂層を形成したものであ
る。以下、第１実施形態と相違する部分について説明す
る。

【００５７】［５−１．構成］図５は、本発明に係る固
体電解コンデンサの第５実施形態の構成を示す断面図で
ある。すなわち、図５に示すように、本実施形態は、第
１実施形態と同様にして封口ゴム４３によって外装ケー
ス２の開口部を封口した後、加締め加工として横加締め
のみを行い、封口ゴム４３の上にケースの側面に囲まれ
た空間部を形成し、この空間部にエポキシ樹脂を充填
し、加熱・硬化してエポキシ樹脂層４０を形成したもの
である。

【００５８】なお、横加締めとは、封口ゴムを装填した
ケースの開口部を、回転する円盤状の治具を押し当てる
等の方法により、横から絞り加工するものである。ま
た、エポキシ樹脂は、第３実施形態と同様に、２０〜２
００℃、３０分〜４８時間加熱して硬化する。

【００５９】［５−２．作用・効果］以上のような本実
施形態においては、上記第１実施形態と同様の作用・効
果を得ることができる。また、本実施形態に特有の作用
・効果は次の通りである。すなわち、本実施形態におい
ては、封口ゴム４３の上面に形成されたエポキシ樹脂層
４０は、封口ゴム４３より固いので、このエポキシ樹脂
層部分によって、リード線がより強固に固定される。そ
の結果、リード線に横からの力が加わっても、この力が
電極箔に伝わることが抑制されるので、酸化皮膜の損傷
が少なくなる。

【００６０】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細
に説明する。

【００６１】本発明に係る固体電解コンデンサは、以下
の実施例のように作成した。また、従来例として、上述
した従来技術に従って、酸無水物系硬化剤を用いたエポ
キシ樹脂で樹脂封止を施した固体電解コンデンサを用い
た。また、試験条件は、２９Ｖ、１０００サイクルの充
放電試験の後に、１３０℃、５００時間の高温負荷試験
を行った。

【００６２】（実施例）表面に酸化皮膜層が形成された
陽極箔と陰極箔とを、セパレータを介して巻回してコン
デンサ素子を形成する。そして、このコンデンサ素子に
ＥＤＴモノマーを含浸し、さらに酸化剤溶液として４５
％のパラトルエンスルホン酸第二鉄のブタノール溶液を
含浸して、１００℃、１時間加熱して、ＰＥＤＴからな
る固体電解質層を生成した。このコンデンサ素子を１０
０℃の恒温槽内に２０分放置して乾燥した後、このコン
デンサ素子の電極引き出し手段を、樹脂架橋によるＩＩ
Ｒからなる封口ゴムに設けた貫通孔に挿入し、次いで、
コンデンサ素子を有底筒状の外装ケースに収納し、最後
に外装ケースの開口部を加締め加工によって封口して固
体電解コンデンサを形成した。なお、この固体電解コン
デンサの定格電圧は２５ＷＶ、定格容量は１５μＦであ
る。

【００６３】（従来例）コンデンサ素子の外装樹脂とし
て、酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂を用い、上
述した従来技術に従って固体電解コンデンサを形成し
た。

【００６４】［比較結果］上記の方法により得られた実
施例、従来例の固体電解コンデンサについて、２９Ｖ、
１０００サイクルの充放電試験の後に、１３０℃、５０
０時間の高温負荷試験を行ったところ、次の表１に示す
ような結果が得られた。

【００６５】

【表１】

【００６６】表１から明らかなように、１３０℃で５０
０時間の高温負荷試験を行った場合、従来例において
は、Ｃａｐが初期値と比較して１６％も減少し、ｔａｎ
δは初期値の約２．２倍に上昇した。また、等価直列抵
抗（ＥＳＲ）は初期値の３倍に上昇した。これに対し
て、実施例においては、その初期特性は、Ｃａｐ、ｔａ
ｎδ、ＥＳＲ共、従来例とほぼ等しくなった。また、１
３０℃で５００時間の高温負荷試験を行った場合には、
Ｃａｐが初期値と比較して９．７％減少し、ｔａｎδは
初期値の約１．２倍に上昇したにすぎなかった。また、
ＥＳＲは初期値の約１．７倍に上昇したにすぎなかっ
た。

【００６７】このように、コンデンサ素子を酸無水物系
硬化剤を用いたエポキシ樹脂で封止した従来例におい
て、高温寿命試験後のＥＳＲが初期値の３倍となったの
は、以下の理由によると考えられる。すなわち、コンデ
ンサ素子の外周を被覆する外装樹脂として従来から用い
られている酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂は、
硬化過程で吸湿する性質があるが、この樹脂を含浸、硬
化させる前の工程で、コンデンサ素子にはある程度の水
分が吸着されているため、たとえ、硬化過程でコンデン
サ素子中の水分がこの樹脂に吸収されたとしても、コン
デンサ素子中にはまだ水分が残存している。そのため、
１０５℃以下の温度においては、この残存した水分によ
って酸化皮膜の性能が良好に保たれ、耐電圧特性、漏れ
電流特性等の初期特性は良好に保たれていると考えられ
る。しかしながら、１０５℃以上の高温においては、コ
ンデンサ素子中に残存した水分が酸化皮膜の水和劣化等
に働くため、特性が劣化したものと考えられる。

【００６８】一方、本発明に係る外装手段を用いた実施
例においては、１３０℃の高温寿命試験においてもその
特性を保持できるのは、以下の理由によると考えられ
る。すなわち、本実施例においては、電解質層としてＰ
ＥＤＴ層を形成したコンデンサ素子を樹脂封止前に乾燥
するが、この乾燥処理後にもコンデンサ素子内には結晶
水レベルの水分が残存する。そのため、この残存した結
晶水レベルの水分によって酸化皮膜の性能が良好に保た
れ、耐電圧特性、漏れ電流特性等の初期特性が良好に保
たれると考えられる。一方、１３０℃の高温寿命試験に
おいては、この程度の水分が残存していても、酸化皮膜
の水和劣化等に働いて特性が劣化するということはない
ので、特性は良好に保たれると考えられる。

【００６９】また、コンデンサ素子を外装ケースに収納
した後の封止特性が悪いと、コンデンサ素子が吸湿し、
従来例と同様に、１０５℃以上の高温において、コンデ
ンサ素子中に残存した水分が酸化皮膜の水和劣化等に働
くため、特性が劣化すると考えられるが、本実施例にお
いては、１３０℃の高温寿命試験においても良好な結果
が得られた。このことは、本発明の構成を採用すること
により、優れた封止特性が得られることを示している。

【００７０】このように、本実施例においては、従来例
と同様の初期特性を得ることができ、また、１３０℃で
５００時間の高温負荷試験を行った場合でも、ＥＳＲは
初期値の２倍以内、静電容量も−１０％以内と、安定し
た特性を示しており、本発明によって、高温寿命特性が
向上することが判明した。また、１３０℃の高温寿命特
性が良好であることから、本発明の封口手段による密閉
性も良好であるということができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上記の各実施形態の構成を採用することにより、ＰＥＤ
Ｔを電解質とし、最高使用温度が１０５℃以上の固体電
解コンデンサ及びその製造方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体電解コンデンサの第１実施形
態の構成を示す断面図である。

【図２】本発明に係る固体電解コンデンサの第２実施形
態の構成を示す断面図である。

【図３】本発明に係る固体電解コンデンサの第３実施形
態の構成を示す断面図である。

【図４】本発明に係る固体電解コンデンサの第４実施形
態の構成を示す断面図である。

【図５】本発明に係る固体電解コンデンサの第５実施形
態の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１…コンデンサ素子 ２…外装ケース ３、１３，２３，４３…封口ゴム ４…リード端子 ５…貫通孔 １０…フッ素樹脂 ２０…凹部 ２１…エポキシ樹脂 ３０…半硬化エポキシ樹脂 ４０…エポキシ樹脂層

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極引き出し手段が接続された両極電極
   箔をセパレータを介して巻回し、両極電極箔間にポリエ
   チレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形成
   したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する
   有底筒状の外装ケースと、外装ケースの開口部に装着さ
   れる封口手段とを備えた固体電解コンデンサにおいて、 前記封口手段が、封口ゴムから構成され、この封口ゴム
   に形成された貫通孔内に前記電極引き出し手段が挿通さ
   れ、 前記外装ケースの開口部に加締め加工が施されているこ
   とを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 電極引き出し手段が接続された両極電極
   箔をセパレータを介して巻回し、両極電極箔間にポリエ
   チレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形成
   したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する
   有底筒状の外装ケースと、外装ケースの開口部に装着さ
   れる封口手段とを備えた固体電解コンデンサにおいて、 前記封口手段が、封口ゴムの上面あるいは下面の少なく
   ともいずれか一方にフッ素樹脂を貼り付けたフッ素樹脂
   貼りゴムから構成され、このフッ素樹脂貼りゴムに形成
   された貫通孔内に前記電極引き出し手段が挿通され、 前記外装ケースの開口部に加締め加工が施されているこ
   とを特徴とする固体電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 電極引き出し手段が接続された両極電極
   箔をセパレータを介して巻回し、両極電極箔間にポリエ
   チレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形成
   したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する
   有底筒状の外装ケースと、外装ケースの開口部に装着さ
   れる封口手段とを備えた固体電解コンデンサにおいて、 前記封口手段が、その上面に凹部が設けられ、この凹部
   にエポキシ樹脂層が形成された封口ゴムから構成され、
   この封口ゴムに形成された貫通孔内に前記電極引き出し
   手段が挿通され、 前記外装ケースの開口部に加締め加工が施されているこ
   とを特徴とする固体電解コンデンサ。
4. 【請求項４】 電極引き出し手段が接続された両極電極
   箔をセパレータを介して巻回し、両極電極箔間にポリエ
   チレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形成
   したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する
   有底筒状の外装ケースと、外装ケースの開口部に装着さ
   れる封口手段とを備えた固体電解コンデンサにおいて、 前記封口手段が、半硬化したエポキシ樹脂板から構成さ
   れ、 前記外装ケースの開口部に加締め加工が施されているこ
   とを特徴とする固体電解コンデンサ。
5. 【請求項５】 電極引き出し手段が接続された両極電極
   箔をセパレータを介して巻回し、両極電極箔間にポリエ
   チレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形成
   したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収納する
   有底筒状の外装ケースと、外装ケースの開口部に装着さ
   れる封口手段とを備えた固体電解コンデンサにおいて、 前記封口手段が、封口ゴムとその上に形成されたエポキ
   シ樹脂層から構成され、 前記外装ケースの開口部に横加締め加工が施されている
   ことを特徴とする固体電解コンデンサ。
6. 【請求項６】 前記封口ゴムが、エチレンプロピレンゴ
   ム（ＥＰＭ）、エチレンプロピレンジエン三元共重合体
   （ＥＰＤＭ）、イソブチレンイソプロピレンゴム（ＩＩ
   Ｒ）、スチレンブタジエンゴム、ニトリルプロピレンゴ
   ム、の中から選択された材料であることを特徴とする請
   求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の固体電解コン
   デンサ。
7. 【請求項７】 電極引き出し手段が接続された両極電極
   箔をセパレータを介して巻回し、両極電極箔間にポリエ
   チレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形成
   してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子を有
   底筒状の外装ケース内に収納し、前記外装ケースの開口
   部を封口す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に乾燥処理を施した後、前記電極引
   き出し手段を前記外装ケースの開口部に装填される封口
   ゴムに形成された貫通孔内に挿通し、このコンデンサ素
   子を前記外装ケース内に収納し、外装ケースの開口部に
   加締め加工を施すことを特徴とする固体電解コンデンサ
   の製造方法。
8. 【請求項８】 電極引き出し手段が接続された両極電極
   箔をセパレータを介して巻回し、両極電極箔間にポリエ
   チレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形成
   してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子を有
   底筒状の外装ケース内に収納し、前記外装ケースの開口
   部を封口す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に乾燥処理を施した後、前記電極引
   き出し手段を、封口ゴムの上面あるいは下面の少なくと
   もいずれか一方にフッ素樹脂を貼り付けたフッ素樹脂貼
   りゴムに形成された貫通孔内に挿通し、このコンデンサ
   素子を前記外装ケース内に収納し、外装ケースの開口部
   に加締め加工を施すことを特徴とする固体電解コンデン
   サの製造方法。
9. 【請求項９】 電極引き出し手段が接続された両極電極
   箔をセパレータを介して巻回し、両極電極箔間にポリエ
   チレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形成
   してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子を有
   底筒状の外装ケース内に収納し、前記外装ケースの開口
   部を封口す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に乾燥処理を施した後、前記電極引
   き出し手段を、上面に凹部を設けた封口ゴムに形成され
   た貫通孔内に挿通し、このコンデンサ素子を前記外装ケ
   ース内に収納し、この外装ケースの開口部を加締め加工
   した後、前記凹部にエポキシ樹脂を充填し、加熱して、
   前記エポキシ樹脂を硬化させることを特徴とする固体電
   解コンデンサの製造方法。
10. 【請求項１０】 電極引き出し手段が接続された両極電
    極箔をセパレータを介して巻回し、両極電極箔間にポリ
    エチレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形
    成してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子を
    有底筒状の外装ケース内に収納し、前記外装ケースの開
    口部を封口す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に乾燥処理を施した後、前記電極引
    き出し手段を、半硬化したエポキシ樹脂板に形成された
    貫通孔内に挿通し、このコンデンサ素子を前記外装ケー
    ス内に収納し、この外装ケースの開口部を加締め加工し
    た後、加熱して、前記半硬化したエポキシ樹脂板を硬化
    させることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方
    法。
11. 【請求項１１】 電極引き出し手段が接続された両極電
    極箔をセパレータを介して巻回し、両極電極箔間にポリ
    エチレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層を形
    成してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子を
    有底筒状の外装ケース内に収納し、前記外装ケースの開
    口部を封口す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に乾燥処理を施した後、前記電極引
    き出し手段を、封口ゴムに形成された貫通孔内に挿通
    し、このコンデンサ素子を前記外装ケース内に収納し、
    前記外装ケースの開口部を封口ゴムによって封口した
    後、横加締め加工を施し、封口ゴムの上面と外装ケース
    の側面に囲まれた空間部にエポキシ樹脂を充填し、加熱
    して、前記エポキシ樹脂を硬化させることを特徴とする
    固体電解コンデンサの製造方法。