JPH0240208B2 - Denkaikondensa - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、電解コンデンサの改良に係り、特
に電解コンデンサの耐腐食特性の改善に関する。 〔従来の技術〕 電解コンデンサは、アルミニウム、タンタルな
どの皮膜形成性金属を陽極に用い、この陽極表面
に誘電体となる絶縁性の酸化皮膜を陽極酸化処理
等により形成し、陰極として酸化皮膜のない同種
もしくは他の金属を対抗配置し、これらの電極間
に紙、多孔質プラスチツクなどのセパレータを介
在させて巻回あるいは、層状に重ね合わせてコン
デンサ素子を形成している。 図面は、一般的な電解コンデンサの構造をあら
わしたもので、アルミニウムからなる帯状の陽
極、陰極双方の電極箔とセパレータとが層状に重
ね合わされ、巻回された円筒状のコンデンサ素子
１が、有底筒状の外装ケース２に収納され、外装
ケース２の開口部が各種の合成ゴム、弾性プラス
チツクなどの弾性部材からなる円盤状の弾性封口
体３で閉じられ、外装ケース２の開口端を巻き締
めて密閉がなされている。 なお、前記コンデンサ素子１の上端からは、陽
極、陰極双方の電極と電気的に接続された内部リ
ード４が突出している。この内部リード４は弾性
封口体３３に設けられた貫通孔５に挿通され、そ
の先端には、外部との電気的接続を行うための外
部リード６が各々接続されている。 この構造のもの以外に、図示はしないが弾性封
口体３に代えて、硬質の絶縁板状部材に弾性部材
のシートを貼り合わせた構造の封口体も一般に用
いられている。 この電解コンデンサは、誘導体が陽極の皮膜形
成性金属の表面に形成された酸化皮膜であり、電
解液がこの酸化皮膜と接触して、真の陰極として
作用し、コンデンサの機能を持つことになる。ま
た、電解液はこの酸化皮膜の劣化部分に作用し
て、皮膜を修復させる機能を有している。このこ
とは、酸化皮膜と電解液の接触面で常に局所的に
陽極酸化反応が常におこなわれているといえる。 ところが、この陽極酸化反応の部位に塩素イオ
ンが存在すると、アルミニウムは塩素と化合し塩
化アルミニウムとなり、さらに加水分解して水酸
化アルミニウムが形成される。そして塩素イオン
はあたかも触媒のように作用してアルミニウムの
腐食を進行させ、漏れ電流の増加、内圧上昇等に
始まり、ついには内部リードの断線等により電解
コンデンサの機能を全く損ねてしまうことにな
る。 このため、電解コンデンサの内部は、塩素の存
在を極力排除しなければならない。しかしなが
ら、各種合成ゴム等からなる弾性封口体には、架
橋剤、架橋促進剤、老化防止剤など、封口機能の
維持、改善のため多くの添加殺が添加されるが、
この中の不純物に塩素が含まれているおそれがあ
り、これが原因で腐食の発生を起こすことがあ
る。 従来からもこの対策として、上述のような添加
剤を含まない。ウレタンゴム、ポリオフイン系の
熱可塑性エラストマーなどを電解コンデンサの封
口体に用いることが提案されている。ところが、
これらの封口体、耐熱性、コストなどの面から実
用的でない。 また、電解コンデンサは、印刷配線基板上に半
田により取り付けられるが、この半田付け後の基
板洗浄に、トリクロロエタン等のハロゲン系洗浄
剤が使用されるので、残存洗浄剤が電解コンデン
サの封口体部分やリード引き出し部分から内部に
浸透し、腐食発生の原因となることもある。この
対策として、ハロゲン系洗浄剤に対して強い抵抗
力を有する弗素ゴムを封口体のゴムに分散させ、
実質的に洗浄剤が電解コンデンサ内部に到達する
距離が遠くなるようにする工夫もあるが、実効が
小さく、かつコスト面での問題もあり実用的でな
い。また、封口体の外面に樹脂を塗布することも
おこなわれているが、製造工程が複雑になるこ
と、製品の全長が長くなるなどの欠点がある。 このように、電解コンデンサは塩素に対し、極
めて弱いので、信頼度の高い電解コンデンサを得
るには、腐食を抑制するための手段が必要とな
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この発明は、従来のこのような技術背景に対
し、封口体に含まれる塩素あるいは外部から侵入
する塩素による腐食発生を防止し、信頼度の高い
電解コンデンサを得ることにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、陽極電極、陰極電極間にセパレー
タを介在させ、電解液を含浸したコンデンサ素子
を、外装ケース内部に収納し、外装ケース開口部
を封口部材で密閉してなる電解コンデンサにおい
て、前記封口部材にビスマス酸塩とアンチモン酸
とが含有されていることを特徴としている。 〔作用〕 ビスマスの酸は、その詳細な理由は明らかでは
ないが、塩素等の陰イオンを吸着する能力に優れ
る。 一方、アンチモン酸は、陽イオン殊にナトリウ
ムイオンをはじめとするアルカリ金属イオンに対
し選択的に吸着をおこなうことが知られている。 そこで、発明者はこれら２つの化合物の特性に
着目し、双方を混合して存在させることにより、
例えば塩化アルミニウムような形で封口体内に存
在する塩素分に対し、陽イオン、陰イオン双方か
ら選択的に吸着をおこなうことで、塩素イオン捕
捉の効率を高めようとするものである。 また、塩素イオンの捕捉は、ビスマスの酸の形
でおこなわれるものと推定されるが、ビスマス酸
は単体でなく、アルカリ金属との塩の形でしか得
られていない。従つてアンチモン酸との共存によ
り、ビスマス酸塩の陽イオンがアンチモン酸に捕
捉され、ビスマス酸の形で塩素イオンの捕捉が促
進されるものと考えられる。 〔実施例〕 次に、実際の電解コンデンサを製作して腐食の
抑制について調べた結果を示す。 実験は、電解コンデンサの弾性封口体材料に一
定量の塩素イオンを含有させ、さらにこの発明の
ものについては、前述の腐食抑制物質も添加して
弾性封口体を製作し、これを電解コンデンサに装
着して寿命試験をおこない、腐食の発生割合をみ
たものである。 製作した電解コンデンサは、帯状のアルミニウ
ム電極をセパータ紙とともに巻回し、電解液を含
浸し、外装ケースに収納した第１図に示す通常の
構造のもので、定格電圧400V、静電容量4.7μF、
外形寸法は10φ×30mmである。 弾性封口体は、エチレンプロピレンターポリマ
ー（EPT）を用い、材料段階で塩化ナトリウム
を添加し、塩素イオン濃度で300ppmになるよう
に調整した。以下の表に示す比較例は、この組成
で加硫成形したものを弾性封口体として用いた。
また、この発明例のものは、表に示すようなビス
マス酸塩と、アンチモン酸をEPT原材料に対し、
各々1.5wt％の割合でさらに添加し、加硫成形し
たものを弾性封口体として用いた。 そして、この電解コンデンサを110℃で400Vの
電圧を印加して寿命試験をおこない、腐食の発生
割合をみた。この結果を以下の表に示す。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、電解コン
デンサの封口部材に不純物として含まれる塩素イ
オン、あるいは、基板洗浄剤等などに含まれ、外
部から電解コンデンサに侵入してくる塩素イオン
が、ビスマス酸塩とアンチモン酸により捕捉され
るので、電解コンデンサの塩素による腐食を抑制
することができる。 これにより、電解コンデンサの漏れ電流の増
加、内部リードの断線、封口部の開弁等の致命的
な事故の発生を防止することができ、極めて信頼
度の高い電解コンデンサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、一般的な電解コンデンサの構造をあら
わした断面図である。 １……コンデンサ素子、２……外装ケース、３
……弾性封口体、４……内部リード、５……貫通
孔、６……外部リード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 陽極電極、陰極電極間にセパレータを介在さ
   せ、電解液を含浸したコンデンサ素子を、外装ケ
   ース内部に収納し、外装ケース開口部を封口部材
   で密閉してなる電解コンデンサにおいて、前記封
   口部材にビスマス酸塩とアンチモン酸とが含有さ
   れていることを特徴とする電解コンデンサ。