JPH01225111A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、固体電解コンデンサに関する。

（従来の技術） 近年、電子機器のｎ性能化が強まるなかで、各種電子部
品における小形化の要請は小容量電解コンデンサにも成
されており、各種高密度実装させて用いることを可能と
したコンデンサが各種提案され、本格的な実用化の段階
を迎えている。

しかし、従来、例えばアルミニウム電解コンデンサは、
駆動用電解液を必要とすることにより密封性を維持しな
番ノればならないし、また、構造的にも陽極箔・陰極箔
の間に隔離紙（スペーサ）を介在させ巻回して素子とし
、駆動用電解液を含浸してアルミケースに収納しゴム栓
で密封するものであった。

しかしながら、このような構成では工程を多く要し、か
つ一対の陽極箔・陰極箔間にスペーサを介在し巻回した
コンデンサ素子に駆動用電解液を含浸した構成からなっ
ているため、ｔａｎδ特性改善にも限度があり、また、
低温では比抵抗が増大しやすく広温度範囲で使用するに
は信頼性に欠番ノる問題を有していた。

更に、素子形状が巻回形で、しかも引出端子を途中挿入
した構造であるために、周波数特性が悪く、小形化する
にもコンデンサ素子が巻回形であるために限界があった
。

前記の巻回形とは異なる構造からなるものとして、弁作
用金属粉末を一定形状に加圧成形し真空中で加熱焼結し
て素子とし、陽極酸化皮膜を生成させ、駆動用電解液を
含浸したものや、硝酸マンガン水溶液を含浸し焼成して
二酸化マンガンとなるような固体電解質を使用する方法
もある。これら電解質に固体を用いると温度特性１周波
数特性が改善されることがわかっている。

しかし、このような構造でもコンデンサ素子材料がアル
ミニウムの場合、硝酸マンガンのような活性な水溶液で
は酸化皮膜を劣化させ、更に加熱焼成して二酸化マンガ
ンとなるときに、熱的、ｎ械的に酸化皮膜に相当な損傷
を与え、酸化皮膜を劣化させるとともに、耐電Ｉｆの低
下。

漏れ電流の増大などの不具合が発生する問題点があった
。

このために二酸化マンガン生成後、化成液中に素子を浸
漬し、電圧印加により劣化した酸化皮膜（欠陥部）を修
復し、これを複数回繰返していた。

しかし、酸化皮膜を修復しようとする化成においても亀
裂欠陥部に固体電解質が入り込んだ場合などには修復不
可能となり、結局製品の耐圧低下、漏れ電流増大の原因
となっていた。

また、固体電解質として二酸化マンガンの他にＴＣＮＱ
錯体からなる有機半導体を用いる乙のがある。このＴＣ
ＮＱ錯体を使用する場合でも、電解質形成時にはｔＳ湯
温中溶融固化させるので、錯体の収縮などで酸化皮膜を
劣化させる欠点を有していた。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、小形化するにはアルミ電解コンデンサの
ような巻回素子構造ではその構造上限界があり、焼結素
子を使用して駆動用電解液を使用すれば陰極の処理が困
難で、また二酸化　１マンガンなどの固体電解質では硝
酸マンガンから二酸化マンガンへ変換するときに機械的
劣化が著しく、酸化皮膜に悪影響を及ぼし、耐圧低下、
漏れ電流増大などがあるために、製品動作電圧に対し化
成電圧を＾くしなければならない欠点がある。

ＴＣＮＱ錯体からなる有機半導体でも、高温処理のため
皮膜劣化により最終製品の漏れ電流を満足するためには
化成電圧を高くする必要があり、そのことが小形化を進
める上で阻害要因になっていた。

本発明は、上記諸問題を解決するため、断面が円形又は
その他の形状を有する弁作用金属細線を表面粗面化し、
陽極酸化皮膜を生成させた後、コイル状に巻回して前記
陽極酸化皮膜上に化学重合膜及び電解重合膜を形成させ
、これを陰極とする小形固体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。

［発明の構成１ （課題を解決するための手段） 本発明の固体電解コンデンサは、断面が円形・楕円形・
多角形・十字形などの異形細線を陽極としたもので、上
記異形ｍ線の表面を粗面化し酸化皮膜を生成させてコイ
ル状に巻回してコンデンサ素子とし、前記酸化皮膜には
じめ化学重合膜を形成した後、電解重合膜を形成して陰
極とし陰極引出端子を接続し、必要により樹脂で被覆し
たものである。

（作用） 上記した固体電解コンデンサによれば、駆動用電解液を
用いないため、液漏れを考慮した外装構造を必要とせず
簡易外装化を可能とし、かつスペーサ紙を使用していな
いことや、電解質の生成が高温を必要としないなど、特
性安定に大きく寄与するとともに、小形化が容易な効果
を有するものである。

更に、円筒コイル状陽極素子としたことにより、単位体
積当たりの静電容量が向上し、いっそうの小形化が得ら
れ、また、円筒中心中空部に陰極リード線を入れ導電性
塗料又は導電性接着剤で固着するので、樹脂外装したと
き形状が大きくならず、円筒状を保つ。

電気的作用については、陰極層（重合膜、導電性塗膜層
）が薄く形成されているので、陰極引出端子を中心にす
れば等価直列抵抗値が低くなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例につき、第１図〜第３図を参照
して説明する。

第１図に示すように、ｎ純磨アルミニウムからなる直径
１．ＯＩＷφの丸線１の一端に０．４朧φのＣＰ線から
なる陽極リード線２を溶接部るが、この溶接部には樹脂
３を塗布、硬化させて強固にしておくと強度上好ましい
。該アルミニウム線１を、例えば電気化学的な方法で表
面を粗面化する。

上記の粗面化処理の後、化成処理をして陽極酸化皮膜を
形成する。この処理の終了したアルミニウム丸線１はコ
イル状に巻回して第２図のごとく円筒状のコンデンサ素
子４とし、これを陽極とする。前記化成処理は巻回した
後に処理すると機械的劣化が少ない。このようにして巻
回したコンデンサ索子４に第３図のごとく電解質として
化学重合により導電性の化学重合膜５を形成する。

しかし、化学重合Ｆ！５は非常に薄＜、陰極リード線を
取り付けることは強麿の点で困難なので、第３図のよう
に化学重合膜５を利用し、化学重合膜５の上に電解重合
により更に厚い層の導電性膜である電解重合膜６を生成
させる。

次に、電解重合膜６に導電性塗料を塗布−乾燥して陰極
層７とし、これに陰極リード線８を取り付ける。陰極リ
ード線８はコイル状に巻回した中空部に固定する。この
ようにしてできたコンデンサ素子４に熱可塑性樹脂や熱
砂化性樹脂などで外装９する。

以上のように構成してなる固体電解コンデンサによれば
、固体電解質である電解重合膜を使用するので、液体で
ある駆動用電解液を使用せず、また、硝酸マンガンを熱
分解によって二酸化マンガンに変化させることによって
皮膜劣化を起こさせるような工程もなく、特性良好なコ
ンデンサが得られる。

またζコンデンサ素子構造も電極箔を使用しないので、
しかもスペーサ紙が不要なので小形化でき、単位体積当
たりの静電容量が大きくなり、また化学及び電解重合膜
がもつ低い固有抵抗の固体電解質の形成により、等個直
列抵抗の低減、損失の低減などの特性改善ができた。

なお、上記実施例では弁作用金属としてアルミニウム金
属からなるものを例示し説明したが、例えばタンタル、
ニオブ、チタンなどの弁作用金属を用いたものにも適用
できるし、その形状も断面が楕円形・多角形・十字形な
どの異形細線を用いてもよい。

そして、陰極リード線をコイル状に巻回して形成された
中空部に接続した構成について述べたが、この中空部は
必ずしも必要ではなく、電解Φ合成土に形成した陰Ｉ４
層に接続するものであれば特に限定しない。

また、陽極リード線及び陰極リード線を使用した場合に
ついて述べたが、これに限定されるものではなく、リー
ドフレームなどの引出端子を使用してもよいことは自明
である。

更に、陰極層の形成材料として導電性塗料を使用したが
、導電性接着剤を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の構成によれば、特性劣化がな
く、外装が簡易にでき、しかも非常に小形で静電容量の
増大、１１失及び等個直列抵抗の低減など特性改善した
固体電解コンデンサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図はアルミニウム丸線に陽極リード線を接続した斜視図
、第２図はコイル状に巻回したコンデンサ素子を示す斜
視図、第３図は固体電解コンデンサを示す正断面図であ
る。 １・・・アルミニウム丸線　２・・・陽極リード線３・
・・樹脂　　　　　　　４・・・コンデンサ素子５・・
・化学重合膜　　　　６・・・電解重合膜７・・・陰極
層　　　　　　８・・・陰極リード線９・・・外装 特　　許　　出　　願　　人 マルコン電子株式会社 固体電解コンデンサの正断面図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面を粗面化し陽極酸化皮膜を生成した断面が円
   形・楕円形・多角形・十字形などの弁作用金属からなる
   異形細線をコイル状に巻回した陽極、前記陽極酸化皮膜
   上に形成した化学重合膜及びこの化学重合膜上に形成し
   た電解重合膜、この電解重合膜上に形成した陰極層から
   なるコンデンサ素子と、前記陽極に接続した陽極引出端
   子と、前記陰極層に接続した陰極引出端子とを具備した
   固体電解コンデンサ。
2. （２）陰極層が中空部を有してコイル状に巻回した陽極
   の前記中空部に形成されている請求項（１）記載の固体
   電解コンデンサ。