固体高分子コンデンサ 化学的に安定した固体導電性ポリマーを電解質として利用することで、従来のアルミニウム電解コンデンサの主な脆弱性の 1 つである液体ベースの電解質の劣化が解消されます。従来のコンデンサは電解液に依存しており、湿気にさらされると蒸発、漏れ、または化学分解する可能性があります。これは、特に湿気の多い動作環境や腐食性の動作環境において、信頼性のリスクをもたらします。対照的に、固体ポリマーコンデンサ内の固体ポリマーは本質的に不揮発性かつ非蒸発性であり、時間が経っても湿気や空気にさらされても劣化しません。これにより、電解液の分解時に生じる静電容量や等価直列抵抗 (ESR) の変化に対する耐性が高くなります。液体が含まれていないため、大気中の湿気による乾燥、内部アーク発生、または性能ドリフトの可能性が事実上排除されます。
固体ポリマーコンデンサの設計には、外部湿気に対する重要な最初のバリアを提供する、高級樹脂、エポキシベースのポッティングコンパウンド、または成形樹脂本体を使用した堅牢なカプセル化方法が含まれています。これらの主要なエンクロージャに加えて、メーカーはリード端子が本体から出るコンデンサのベースの周囲に気密シールを適用します。これは、環境汚染物質が電子部品に侵入する最も一般的な経路の 1 つである毛細管現象による湿気の侵入をブロックするのに役立ちます。一部の設計には、端がレーザー溶接または圧着シールされた金属製キャニスターが組み込まれており、耐湿性ガスケットまたはポリマーシールが含まれる場合があります。この層状のシール手法により、屋外電子機器、湿気の多い気候用途、海岸沿いの設置など、高湿度または結露しやすい環境でも、長期間の使用期間にわたってコンデンサの物理的および電気的完全性が維持されます。
固体ポリマーコンデンサのもう 1 つの保護層は、耐腐食性の内部材料の使用によって実現されています。アノードは通常、自己不動態化する酸化物誘電体層を備えた高純度アルミニウムまたはタンタルで作られています。これらの層は、微量の水分や大気中の汚染物質によって引き起こされる可能性のある化学反応を防ぎます。導電性ポリマー自体は化学的に不活性で、酸素や水分の透過性が低いため、内部腐食やイオンの移動に寄与しません。メーカーは内部表面を防食コーティングで処理するか、湿気の多い環境でも安定した耐酸化性ポリマーを使用します。この化学的復元力により、湿った環境や腐食性の周囲条件下で長期間使用しても、内部電極構造が性能低下や ESR の増加につながる電気化学的破壊を受けないことが保証されます。
固体ポリマーコンデンサは、85°C、相対湿度 85% で 1000 ～ 2000 時間といった条件下で、高湿度と高温に同時にさらされた状態での安定性について広範囲にテストされています。従来の電解コンデンサは、これらの条件下で電解液の蒸発、加水分解、または酸の生成が発生し、膨潤、漏れ、誘電損失を引き起こす可能性がありますが、固体ポリマーは化学的に安定しており、腐食性の副生成物に分解されません。導電性ポリマー電解質は、熱弾性があり化学的に不活性であるように設計されており、内部絶縁を損なったり圧力上昇を引き起こす可能性のある導電パスの形成やガスの発生を防ぎます。その結果、これらのコンデンサは、極端な環境にさらされた場合でも厳しい電気的許容差を維持するため、熱帯または亜熱帯気候に展開される屋外 LED ドライバ、パワーインバータ、または通信基地局に最適です。
