JPH03200312A

JPH03200312A - 固体電解コンデンサ

Info

Publication number: JPH03200312A
Application number: JP34353989A
Authority: JP
Inventors: Susumu Ando; 進安藤
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-09-02
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPH0722089B2

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】（産業上の利用分野〕この発明は、固体電解コンデンサに関し、特に有機導電
性化合物を利用したチップ形の固体電解コンデンサの改
良にかかる。

〔従来の技術〕

近年の電子機器の小型化、プリント基板への実装の効率
化等の要請から電子部品のチップ化が進められている。

これに伴い、電解コンデンサのチップ化の要請も高まり
、各種の提案がなされている。

ところが、電解コンデンサ、特に電解質として電解液を
使用した電解コンデンサの場合、電解液を一定の収納空
間に密閉しておくことが必要である。−船釣に、このよ
うな密閉は、弾性ゴムからなる封口体を、コンデンサ素
子を収納した有底筒状の外装ケースの開口部に装着して
行われている。

このような密閉構造を有する電解コンデンサを小型化す
る場合、この密閉構造を同時に小型化する必要があるが
、充分な密閉度を保持するためには、封口体を装着する
一定の空間、および密封手段を設けることが不可欠であ
り、電解コンデンサの小型化を困難にしている。そのた
め、電解コンデンサ本体の小型化を前提とするチップ形
の電解コンデンサについては、各種の提案がなされてい
るものの、例えばプリント基板からの高さ寸法を１０閣
ないし４ｍｍ程度とすることが限界であり、セラミック
コンデンサの外形寸法と同等の１閣ないし３ｒｍ程度の
チップ形電解コンデンサを実現することは極めて困難で
あった。

一方、電解液を使用しない固体電解コンデンサは、−船
釣に、表面に酸化皮膜層が形成されたタンタル等からな
る陽極体に、例えば二酸化マンガン等からなる固体電解
質層を形成し、更にカーボンペーストおよび銀ペースト
等からなる導電層を形成した構成からなる。

このような固体電解コンデンサは、電解質が固体である
ため小型化が比較的容易であり、チップ化が可能である
。

しかしながら、従来の固体電解コンデンサでは静電容量
範囲が０．１〜１０μＦ程度に限られてしまう。またそ
のインピーダンス特性は、電解液を使用した電解コンデ
ンサよりは優れるものの、セラミックコンデンサ等と比
較すると未だ充分ではな（、また陽極体にタンタルを使
用した場合はコスト高となってしまう。

〔発明が解決しようとする課題］ところで、近年テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）
　、ポリピロール等の有機導電性化合物を固体電解コン
デンサに応用したものが提案されている。例えば、ポリ
ピロールを利用した固体電解コンデンサとしては、特開
昭６３−１５８８２９号、特開昭６３−１７３３１３号
、特開平１−２２８１２２号、特開平１−２３２７１２
号、特開平１−２３１６０５号、特開平１−２４３５１
０号、特開平１−２６０８０９号、特開平１−２６８１
１１号等が挙げられる。

これらの固体電解コンデンサは、従来の金属酸化物半導
体からなる固体電解質と比較して、電導度が高いことか
ら、特に高周波のインピーダンス特性に優れるとともに
、液体を電解コンデンサ本体に密封する必要がないこと
から小型化が容易である。

しかし、ＴＣＮＱ錯体は化学的安定性に欠けるきらいが
あり、特に耐熱性に劣る。そのため、アルミニウムから
なる陽極体の表面に、ＴＣＮＱ錯体からなる電解質層を
形成した固体電解コンデンサの場合、通常２６０°Ｃ前
後に上昇する半田付は温度により変成してしまうことが
あり、チップ化には不向きであった。

ポリピロールを電解質として用いた固体電解コンデンサ
は、電解質がポリマー化しているため耐熱性にも優れ、
チップ化には最適と言われている。

このポリピロールは、ビロールの化学重合、電解重合あ
るいは気相重合等によって陽極体表面に生成されている
。ところが、このポリピロール自体の機械的強度は弱く
、基体である陽極体のねじれ、外部からの押圧等の機械
的なストレスにより破損してしまうことがあった。

一般のチップ形の電子部品は、プリント基板に表面実装
する場合、吸着ノズル等の治具により供給源から移送さ
れて装着される。このとき、部品本体には吸着ノズルの
押圧により、約１　ｋｇ程度の過重が掛かると言われて
いる。通常の電子部品であれば、外装樹脂等によりこの
程度の過重には充分耐え得るものの、機械的強度に劣る
ポリピロールを電解質層とし、かつ小型化を図るため薄
形とした場合、ポリピロール層が吸着ノズルの押圧によ
って破損してしまうおそれがある。

更に、ポリピロールは水分により特性が変動してしまう
。そのため、耐湿性を向上させた外装構造が必要となる
。

このような要請は、従来の固体電解コンデンサのように
、強固なブロック状の陽極体にポリピロール層を形成す
るとともに、外装を厚めの外装樹脂で被覆することによ
って満たすことはできる。

しかしながら、部品全体の小型化を阻害してしまうこと
になり、前記のように、セラミックコンデンサと同程度
の外観寸法とすることは困難であった。

この発明の目的は、チップ形の電子部品として充分な剛
性を有し、プリント基板への実装時に、機械的強度が脆
弱な電解質層であっても破損することのない、信頬性の
高いチップ形固体電解コンデンサを提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、表面に酸化皮膜層、電解質層および導電層
が順次形成された陽極体を、帯状の陰極体の両面に、陽
極体の導電層が接するよう配置した固体電解コンデンサ
において、前記陰極体の両面に配置される複数の陽極体
のうち少なくとも一方が、外周部に連続状の突起部が形
成された枠体であることを特徴としている。

また、両面を陽極体で挟まれた陰極体を、枠体状の陽極
体の一部に設けた切欠部から外部に導出したことを特徴
としている。

〔作　用］図面に示すように、この発明では、機械的に脆弱な電解
質層３、例えばポリピロール層は少なくとも一方が枠体
状に形成された強固な陽極体１ａによって挟み込まれる
ことになり、電解質層３を機械的ストレス、大気中の湿
気等から保護できるほか、その外表面に外装樹脂層を薄
く形成することができるようになる。そのため、部品自
体の機械的強度を向上しつつ、部品の形状を小型化する
２つの要求を同時に満たすことができる。

また、別の手段として、枠体状の陽極体１３の一部に切
欠部１６を設け、この切欠部１６がら陰極体を導出する
ので、導電層、電解質層が露出する部分を最小限するこ
とができるとともに、この露出部分を外装樹脂で被覆す
ることが容易となる。

〔実施例〕

次いでこの発明の実施例を図面にしたがい説明する。

第１図はこの発明の実施例による固体電解コンデンサを
示した斜視図、第２図はその断面図である。第３図は実
施例で使用する陽極体を示す斜視図、第４図は電解質層
等の生成過程を説明する概念図、第５図は実施例による
固体電解コンデンサの分解斜視図である。また、第６図
はこの発明の第２の実施例で使用する陽極体をを示した
斜視図である。

陽極体１のうち一方（陽極体１ａ）は、第３図に示した
ような板状の表面８の周端部に連続状の突起部２が設け
られた枠体状のアルミニウムもしくはその合金からなる
。この枠体状の陽極体１ａは、アルミニウム板の表面を
プレスし、あるいは選択された位置に部分的なエツチン
グ処理を施して形成する。

この陽極体１ａの突起部２に囲繞された表面８には、粗
面化処理が施されるとともに、電解酸化処理により酸化
アルミニウムからなる誘電体酸化皮膜層が形成されてい
る。そして、第４図に示したように、この陽極体１ａを
酸化剤を含有するピロール溶液中に浸漬して、化学重合
によりピロール薄膜を形成し、次いでピロールを溶解し
た電解重合用の電解液中に浸漬するとともに電圧を印加
して、陽極体１ａの表面、特に突起部２によって囲繞さ
れた表面８に、厚さ数μないし数十μのポリピロール層
からなる電解質層３を選択的に生成する（第４図（ｂ）
）。

更に電解質層３の表面には導電層４をスクリーン印刷す
る（第４図（Ｃ））。導電層４は、カーボンペーストお
よび銀ペーストからなる多層構造、もしくは導電性の良
好な金属粉を含有する導電性接着剤からなる単層構造の
何れでもよい。

また、陰極体５は、第５図に示すように、帯状のアルミ
ニウムもしくはその合金からなり、この実施例では、幅
の広い電極部９と、その端部に設けられた幅の狭い端子
部１０からなる。

他方の陽極体１ｂは、板状のアルミニウムもしくはその
合金からなり、その一方の表面には、絶縁材料からなる
レジスト層１１が選択的に形成されているとともに、レ
ジスト層１１の非選択面に、先の枠体状の陽極体１ａと
同様に酸化皮膜層、電解質層および導電層１２が順次生
成されている。

これら枠体状の陽極体１ａ、陰極体５および板状の陽極
体１ｂは、第５図に示すように、陰極体５の両面に、両
陽極体１ａ、１ｂの導電層４．１２が互いに当接するよ
うに配置されて積み重ねられ、第１図に示したような固
体電解コンデンサが形成される。

また、第１図に示した陽極端子６は、いずれか−方もし
くは両方の陽極体１の端面に、超音波溶接、レーザ溶接
等の手段で接続されている。

なお、陰極体５の端子部１０は、第１図に示したように
、陽極体１の端面から外部に突出するが、この端子部１
０と陽極体ｌとの間隙は耐熱性の合成樹脂７等で密封す
る。

また、図示しないが、陽極体１の表面を熱硬化性の耐熱
樹脂で被覆し、陽極体１に接続した陽極端子６および陰
極体５の端子部１０を陽極体ｌの側面に沿って折り曲げ
てもよい。

このような固体電解コンデンサでは、第２図に示すよう
に、陰極体５が導電層を介して複数の電解質層で挾み込
まれることになるので、その接続構造が簡略であるとと
もに、陰極体５をリードフレームで形成した場合、量産
性が向上する。また、従来のように、導電層と陰極体５
との接続部分に直接樹脂を被覆することがなくなるので
、従来のように、ボッティング等の樹脂封止以外に、モ
ールド、インジェクション等の手法で樹脂を被覆するこ
とができるようになり、外観の寸法精度が向上し、ある
いは外装への極性表示等が容易、かつ高品位となるほか
、樹脂被覆工程自体も簡略になる。

また、電解質層が少なくとも枠体状の陽極体１ａおよび
板状の陽極体１ｂにより挾まれているため、外部からの
機械的ストレスを直接に受けることがなくなる。

また、電解質層自体の密封については、少なくとも一方
の陽極体１ａの周端部に形成された突起部２により封止
され、更に陰極体５の端子部１ｏが突出した部分のみを
合成樹脂７等で封止すれば、外気を遮蔽することができ
る。そのため、全体の外観寸法を更に縮小させることが
できる。

なお実施例において、陰極体５は、半田付は可能な銅等
の金属からなるものを使用したが、アルミニウムと銅等
の半田付は可能な金属とのクラツド材を用いてもよい。

また、陰極体５の一方の面、特に陽極体１に臨む面に樹
脂を被覆する等の絶縁処理を施し、折り曲げた陰極体５
を陽極体ｌと密着させることもできる。

次いでこの発明の第２の実施例を説明する。

この実施例において、図示しない陰極体の両面に配置さ
れる陽極体１３は、第６図に示したような周端部に連続
状の突起部１４が形成されているとともにその一部に切
欠部１６が形成されたものを用いている。この陽極体１
３の突起部１４で囲まれた表面１５には酸化皮膜層、電
解質層および導電層が形成されている。図示しない陰極
体は、第１の実施例と同様にその両面から陽極体１３に
よって挟まれ、その端子部が両面に配置された陽極体１
３の切欠部１６から外部に導出される。また陽極体１３
は、当接する互いの突起部１４において、超音波溶接等
の手段を用いて溶接している。

この実施例では、陰極体の両面に配置される陽極体１３
は、共にその周端部に突起部１４が形成され、また超音
波溶接等の手段で溶接しているため、第１の実施例と比
較して、更に機械的強度および密封性に優れた固体電解
コンデンサを得ることができる。

〔発明の効果］以上のように、この発明は、表面に酸化皮膜層、電解質
層および導電層が順次形成された陽極体を、帯状の陰極
体の両面に、陽極体の導電層が接するよう配置した固体
電解コンデンサにおいて、前記陰極体の両面に配置され
る複数の陽極体のうち少なくとも一方が、外周部に連続
状の突起部が形成された枠体であることを特徴としてい
るので、外部からの機械的ストレスが陽極体により抑制
される。そのため、例えば自動実装工程における吸着ノ
ズルの押圧によっても電解質層が破損することがなくな
り、信鯨性の高い固体電解コンデンサを得ることができ
るとともに、陰極体の両面に、電解質層が形成された陽
極体が配置されることになり、大容量化が図れる。

また、外装には少なくとも一方に枠体状の陽極体が配置
されるため、その上下両面および側面は強固なアルミニ
ウムで囲まれることになり、外形寸法の精度が向上する
。そのため、プリントａ板への自動実装における位置決
め工程が正確かつ簡略になるほか、定格、極性表示等の
印刷が容易となる。

また、陰極体は、陽極体上に形成された電解質層と導電
層を介して挟まれ、そのまま外部に引き出されている。

そのため、外部に突出した陰極体を、他の外部接続用の
端子等に接続することなく、陽極体の外表面に沿って折
り曲げるだけで、プリント基板への表面実装に対応した
固体電解コンデンサを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例による固体電解コンデンサを
示した斜視図、第２図はその断面図である。第３図は実
施例で使用する陽極体を示す斜視図、第４図は電解質層
等の生成過程を説明する概念図、第５図は実施例による
固体電解コンデンサの分解斜視図である。また、第６図
はこの発明の第２の実施例で使用する陽極体をを示した
斜視図である。１．１３・・・陽極体、３・・・電解質層、５・・・陰極体、７・・・合成樹脂、９・・・電極部、２．１４・・・突起部、４．１２・・・導電層、６・・・陽極端子、８．１５・・・”陽極体表面、１０・・・端子部、第１図第図１ｂ（陽極体〕づ１１・・・レジスト層、１６・・・切欠部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面に酸化皮膜層、固体電解質層および導電層が
順次形成された陽極体を、帯状の陰極体の両面に、陽極
体の導電層が接するよう配置した固体電解コンデンサに
おいて、前記陰極体の両面に配置される複数の陽極体の
うち少なくとも一方が、外周部に連続状の突起部が形成
された枠体であることを特徴とする固体電解コンデンサ
。
（２）両面を陽極体で挟まれた陰極体を、枠体状の陽極
体の一部に設けた切欠部から外部に導出したことを特徴
とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。