JPH03284821A

JPH03284821A - 固体電解コンデンサ

Info

Publication number: JPH03284821A
Application number: JP8690890A
Authority: JP
Inventors: Susumu Ando; 進安藤
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-16

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。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ｉｏａｍないし４
工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１ｍｍないし３Ｗ１１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つＯ〔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。

これらの有機導電性化合物を使用した固体電解コンデン
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。

特に、ポリピロールは高い電導度が得られ、これを電解
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ることから、チップ化
に最適と言われている。

このポリピロールは、ピロールの化学重合、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
、電極の引き出し構造によっては、接続工程中にリード
線等が電解質層を破壊してしまうことがあった。あるい
は、接続工程の後にリード線にかかる機械的なストレス
が電解質層に影響を与え、所望の特性を得ることが困難
になることがあった。

そのため、ポリピロールのような脆弱な電解質層を使用
した固体電解コンデンサにおいては、電解質層に機械的
ストレスのかからない引き出し構造を用いるほかない。

このような要請は、二酸化マンガン等を用いた従来の固
体電解コンデンサのように、強固なブロック状の陽極体
の表面にポリピロール層を形成するとともに、多層構造
からなる導電層をその外周に被覆して内部リード線を接
続し、更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。あるいは、電解質層および導電
層を形成した箔状の陽極体を積層し、両極をそれぞれの
リード線と接続することが考えられる。

しかしながら、このような接続構造および外装構造によ
る固体電解コンデンサでは、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
ンサと同程度の外形寸法とすることは困難であった。

また、全体としての外形寸法が微細になった場合、この
固体電解コンデンサにおける、リード線と導電層との接
続部分が占める割合が拡大してしまい、電解質層を圧迫
する機械的なストレスとなるおそれがある。その逆に、
接続構造自体を縮小化した場合は、導電層とリード線と
の接続強度が低下してしまい、信頼性を損なう結果とな
り、チップ化を阻む原因ともなる。

この発明の目的は、微細なチップ形の固体電解コンデン
サにおいて、電極引出し用端子の接続状態を良好に保持
し、信頼性の高い固体電解コンデンサを実現することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、固体電解コンデンサにおいて、酸化皮膜層
、電解質層および導電層が順次生成された凹部を備えた
平板状の陽極体を、帯状の陰極体の両面に配置するとと
もに、帯状の陽極端子を、陽極体の所望の側面に設けた
突起に溶接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、４１層４とともに陽
極体１の一部に形成した凹部６に形成され、相対的な凸
部７に囲繞されることになる。そして、この陽極体１を
帯状の陰極体５の両面に配置している。そのため、電解
質層３は、強固な陽極体１によって外部から遮断される
ことになる。また、陰極体５の両面に・陽極体１を配置
することで、電解質層３と陰極体５との電気的な接続を
行うことができるので、接続構造が簡略となるとともに
、陰極体５をそのまま外部接続用の端子とすることがで
きる。

また、陽極体１の所望の側面には突起９が設けられ、こ
の突起９において、陽極引き出し用の陽極端子２を例え
ば超音波溶接等の手段で溶接する。

そのため、微細な陽極体１の側面であっても、突起９が
溶接により圧潰されて陽極端子２に溶着し、良好な接続
状態を得ることができる。

〔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
の構造を示す分解斜視図、第２図は実施例による固体電
解コンデンサの概念構造を示した部分断面図、第３図は
実施例による固体電解コンデンサを示した斜視図である
。

板状の陽極体１は、アルミニウム等の弁作用金属からな
り、第１図に示したように、その一部に深さ約１００μ
ｍの選択的な凹部６が形成されている。この凹部６は、
プレス加工、切削加工等による機械的加工もしくは化学
エツチング加工等による化学的処理のいずれの手段を用
いて形成してもよい。そしてこの凹部６内は、表面積を
拡大するためにエツチング処理、例えば電解エツチング
処理が施されている。

更に、エツチング処理を施された凹部６の表面は、化成
処理が施されて酸化皮膜層が形成されている。この酸化
皮膜層は、アルミニウムからなる陽極体１の表層が酸化
した酸化アルミニウムからなり、誘電体となる。

また凹部６には、一方の端部付近を覆う樹脂層８がスク
リーン印刷等の手段で被覆されている。

この樹脂層８は、耐熱性の合成樹脂、例えばフェノール
樹脂等からなる。

そして、この樹脂層８の非被覆面には、第２図に示すよ
うに、ポリピロールからなる電解質層３が生成されてい
る。この電解質層３であるポリピロール層は、陽極体１
を酸化剤を含有するピロール溶液中に浸漬し、凹部６に
化学重合によるピロール薄膜を形成したのち、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
圧を印加して生成しており、その厚さは数μｍないし数
十μｍとなる。

更に、この電解質層３の表面には、導電層４がスクリー
ン印刷されており、その結果、陽極体１の凹部６には、
第２図に示したように、電解質層３および導電層４が順
次生成されていることになる。この導電層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。

陰極体５は、第１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る。この陰極体５の両面に、複
数の陽極体１ａ、　ｌｂを、その導電層４が互いに対面
するように配置して接合し、必要に応じて超音波溶接し
ている。

各陽極体１ａ、１ｂの所望の側面には、これら陽極体１
ａ、１ｂの一部が突出した突起９が形成されている。こ
の突起９に陰極引き出し用の陽極端子２を当接するとと
もに、超音波溶接等の手段で溶接している。この突起９
は、超音波溶接の際に超音波が集中するために圧潰され
、陽極端子２に溶着し、第３図に示したような固体電解
コンデンサが得られる。

なお、図示しないが、陽極体１ａ、１ｂの外表面に絶縁
処理を施して、陽極体１ａ、１ｂに接続した陽極端子２
および陰極体５の先端を陽極体１ａ、１ｂの側面に沿っ
て折り曲げて密着させてもよい。

以上のような固体電解コンデンサでは、第２図に示した
ように、陽極体１ａ、１ｂが陰極体５の両面に配置され
、各陽極体１ａ、１ｂの電解質層３は導電層４を介して
、挟み込むように陰極体５と接続されるので、電解質層
３と陰極体５との電気的な接続構造が簡略になる。

また、陽極体１ａ、１ｂの一方の側面においては、樹脂
層８が外部に臨んでおり、電解質層３は、陽極体１ａ、
１ｂとともにこの樹脂層８によって外気から遮断され、
耐湿性が向上する。

なお、この実施例において、陰極体５および陽極端子２
は、アルミニウムもしくはその合金を使用したが、半田
付は可能な銅等の金属、あるいは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、陽極体１に設ける突起９は、陽極端子２を設置す
る場所に応じて設ければよく、必ずしも実施例のように
陰極体５の導出側面と反対側面である必要はない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明は、有機導電性化合物を使用した
固体電解コンデンサにおいて、酸化皮膜層、電解質層お
よび導電層が順次生成された凹部を備えた平板状の陽極
体を、帯状の陰極体の両面に配置するとともに、帯状の
陽極端子を、陽極体の所望の側面に設けた突起に溶接し
たことを特徴としているので、陽極体を陰極体の両面に
配置するだけで、陽極体の電解質層と陰極体とは導電層
を介して電気的に接続され、電気的接続が保持される。

そのため、接続構造が簡略であり、製造工程が容易とな
るほか、安定した接続状態を長期にわたり維持すること
ができる。

また、陽極端子に対する外部からのストレスも内部の電
解質層には影響しない。そして、陰極端子となる陰極体
へのストレスも複数の陽極体の挟み込み、すなわち陽極
体の凹部に設けられた樹脂層によって吸収されるため、
内部の電解質層に対するストレスは抑制され、電解質層
の電気的特性を維持することが容易になる。

更に、陽極引き出し用の陽極端子は、陽極体の所望の側
面に設けられた突起において溶接されるため、陽極体の
突起が溶接により圧潰されて陽極端子に溶着し、強固な
接続状態を得ることができ、信顛性が向上する。

また電解質層は、陰極体の両面に配置される陽極体によ
って外部からの機械的ストレスから保護されるとともに
、陽極体の凹部の一部を覆う樹脂層によって外気からも
遮断される。そのため、固体電解コンデンサ内部の密封
精度が向上し、湿気に対して変成し易い電解質層の電気
的特性を長期にわたり維持することができ、寿命特性を
向上させることができる。

【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
の構造を示す分解斜視図、第２図は実施例による固体電
解コンデンサの概念構造を示した部分断面図、第３図は
実施例による固体電解コンデンサを示した斜視図である
。ｌ・・・陽極体、２・・・陽極端子、３・・・電解質層
、４・・・導電層、５・・・陰極体、　６・・・凹部、
７・・・凸部、　８・・・樹脂層、　９・・・突起。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化皮膜層、電解質層および導電層が順次生成さ
れた凹部を備えた平板状の陽極体を、帯状の陰極体の両
面に配置するとともに、帯状の陽極端子を、陽極体の所
望の側面に設けた突起に溶接したことを特徴とする固体
電解コンデンサ。