JPH04113610A

JPH04113610A - 固体電解コンデンサ

Info

Publication number: JPH04113610A
Application number: JP23267990A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Hagiwara; 郁夫萩原; Akihiro Shimada; 晶弘島田
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1992-04-15
Anticipated expiration: 2014-11-08
Also published as: JP2972304B2

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か進められている。

これに伴い、電解コンデンサのチップ化の要請か高まっ
ている。

固体電解コンデンサは、一般的に、表面に酸化皮膜層か
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た構成からな
り、小型化が比較的容易であることからチップ化か進ん
でいる。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。

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か提案されている。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
二酸化マンガン等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か高く、特にポリピロールは電解質
か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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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
。

ところか、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
等か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か
電解質層に影響を与え、所望の特性を得ることか困難に
なることがあった。

そこで、電解質層か生成された複数の陽極体を陰極端子
の両面に配置してコンデンサ本体とすることか考えられ
る。このような構造の場合、電解質層は強固な陽極体に
よって覆われ、外部がらのストレスか及ぶことはない。

一方で、ポリピロールは、水分によりその電気的特性か
変動し易くなる傾向かある。そのため、ポリピロールか
らなる電解質層は外気から密封する必要がある。ところ
か、前記のように、陰極端子の両面に陽極体を配置した
場合、陽極体の加工精度によっては陽極体に僅かな歪み
か生してしまい、あるいは陽極体表面に凹凸か生してし
まい、複数の陽極体を超音波溶接等の手段で溶接しても
隙間か生じることかあった。そのため、所望の密封状態
を得ることかできず、安定した電気的特性を長期にわた
り維持することか困難になる場合があった。

このような課題は、コンデンサ本体の外表面を、モール
ド成形、インジェクション成形等の手段により、合成樹
脂層で被覆すれば解決てきる。しかし、この外装樹脂層
により固体電解コンデンサの小型化か阻害されることに
なり、また外装樹脂層にピンホールが形成されることも
あり、必ずしも高い密封精度、すなわち所望の耐湿性能
を得ることはできなかった。

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、電解質層の密封性を良好にし、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。

〔課題を解決するだめの手段〕

この発明は、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複数の陽極体を、その導電層が
互いに対向するように平板状の陰極端子の両面に配置し
た固体電解コンデンサにおいて、陽極体の外表面に、耐
熱性の合成樹脂からなるフィルムを巻回するとともに、
フィルムの端部による凹部内に樹脂層を形成してコンデ
ンサ本体とし、コンデンサ本体の端面から底面に沿って
折り曲げた陰極端子を、樹脂層内における複数箇所で折
り曲げたことを特徴としている。

また、陽極体に接続されるとともにコンデンサ本体の端
面から底面に沿って折り曲げた陽極端子および前記陰極
端子をコンデンサ本体の端面の少なくとも上半から導出
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、導電層４とともに陽
極体ｌ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。そして、この陽極体ｌを帯状の陰極
端子５の両面に配置しているため、電解質層３は強固な
陽極体ｌによって外部から遮断される。また、電解質層
３と電気的に接続された陰極体となる陰極端子５をその
まま外部接続用の端子とすることかできる。

また、陽極体１ａ、１ｂの外表面にはフィルム１０が配
置され、このフィルム１０およびその端部の樹脂層１１
によって電解質層３は外気から密封される。

そのため、陽極体１ａ、　ｌｂの間隙はフィルム１ｏお
び樹脂層１１によって閉塞されて密封性を保つことにな
る。

更に、コンデンサ本体９の端面から底面に沿って折り曲
げられる陰極端子５は、樹脂層１１の内部における複数
箇所で折り曲げられ、陰極端子５と樹脂層１１との接触
部分か拡大する。そのため、外部からの外気の進入を更
に困難にすることかできる。

また、陽極端子２および陰極端子５をコンデンサ本体９
の端面の少なくとも上半から導出した場合、はぼ中央部
から導出した場合と比較して外部に露出する部分が広く
なり、半田との接触面積を拡大することかできるように
なる。

〔実施例〕

次いてこの発明の実施例を図面にしたかい説明する。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
示す部分断面図、第２図はその斜視図である。また、第
３図は実施例におけるコンデンサ本体の概念構造を示す
部分断面図、第４図はその斜視図、第５図はコンデンサ
本体の分解斜視図である。

陽極体１は、アルミニウム等の弁作用金属からなり、第
５図に示したように、その一部に深さ約１００μｍ程度
の選択的な凹部６か形成されている。

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か施されている。

更に、エツチング処理を施された凹部６の表面は、化成
処理か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の表層か酸化
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の端部付近の一部には、レジスト層８がスク
リーン印刷等の手段で被覆されている。

このレジスト層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、このレジスト層８の非被覆面には、第３図に示
すように、ポリピロールからなる電解質層３か生成され
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
化学重合によるビ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ＦＩＴ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
ン印刷される。その結果陽極体１の凹部６には、第３図
に示したように、電解質層３および導電層４か順次生成
されることになる。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。

そして、導電体層４等が生成された複数の陽極体１ａ、
　ｌｂを、第５図に示したように、帯状のアルミニウム
もしくはその合金からなる陰極端子５の両面に、その導
電層４か互いに対面するよう配置して接合し、必要に応
じて超音波溶接して第４図に示したコンデンサ本体９を
構成している。

コンデンサ本体９の外表面には、第２図に示したように
、フィルム１０が巻回されている。この実施例において
フィルム１０は、表面にエポキシ樹脂を塗布した芳香族
ポリアミド樹脂等からなる、いわゆるプリプレグを使用
した。そして、このフィルムＩＯをコンデンサ本体９の
外表面に巻回するとともに、コンデンサ本体９の両端面
からフィルムＩＯの端部を僅かに突出させ、第１図に示
すように、この端部による凹部に樹脂層１１を形成した
。樹脂層１１は、エポキシ樹脂等の熱硬化性合成樹脂か
らなり、これをポツティング等の手段でフィルム１０に
よる凹部に充填したのち固化させている。

なお、コンデンサ本体９の一方の端面、すなわち陰極端
子２か導出された端面と対向する端面には、半田付は可
能な銅、錫等もしくはこれらの合金からなり、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
材からなる陽極端子２か、例えば超音波溶接、レーザ溶
接等の手段で固着されている。

コンデンサ本体９の両端面に導出された陰極端子５と陽
極端子２とは、第１図および第２図に示すように、フィ
ルム１０の凹部に形成された樹脂層１１の端面、特に端
面の上半から外部に突出している。そして、少なくとも
陰極端子５は、第１図に示すように、樹脂層１１の内部
において、コンデンサ本体９の端面に沿って上方向に折
り曲げられたのち、再び水平方向に折り曲げられている
。

以上のような固体電解コンデンサでは、コンデンサ本体
９の外表面かフィルム１０および樹脂層１１によって覆
われて外気から遮断されている。そのため、陰極端子５
０両面に複数の陽極体１ａ、１ｂを配置した固体電解コ
ンデンサにおいて、陽極体１ａ、ｌｂ間に隙間が生じた
場合でもこれを閉塞することかできる。また、例えばコ
ンデンサ本体９をモールド樹脂で覆う封止構造と比較し
て、全体の容積を小さくすることができる。

更に、コンデンサ本体９から導出された電極端子、特に
陰極端子５は、樹脂層１１の内部において複数箇所で折
り曲げられている。そのため、外部からこの陰極端子５
と樹脂層１１およびレジスト層８との接合面に沿って陽
極体１ａ、１ｂ内部の電解質層３まで至る沿面距離を長
く形成することができ、外気の進入、すなわち湿気等の
進入を困難にすることかできる。

次いて、この発明により得られた固体電解コンデンサと
従来の固体電解コンデンサとの耐湿特性を比較する。

一般的にポリピロール等の有機導電性化合物は吸湿によ
り特性か劣化し、あるいはコンデンサとしての所望の特
性か得られなくなることが知られている。これは、ポリ
ピロールの酸化により伝導度か低下するほか、水分とポ
リピロールから脱トープした陰イオンとが陽極の酸化皮
膜を劣化させるため、静電容量が急速に低下し、損失が
増大するためと考えられている。

そこで、ここでは定格電圧１０Ｖ定格静電容量８．２μ
Ｆの各試料を、６０°Ｃ湿度９５％の状態において１０
００時間無負荷放置し、その静電容量（Ｃａ　ｐ）およ
び損失角の正接（ｔ　ａｎδ）を測定した。

試料としては、先の実施例において示した、電解質層等
を生成した陽極体を陰極端子の両面に配置したコンデン
サ本体を用意して、（ａ）従来例１　フィルム、樹脂層なし。端子形状は導
出部からコンデンサ本体の端面および底面に沿って折り
曲げた。

（ｂ）従来例２・プリプレグ〔芳香族ポリアミド＋エポ
キシ〕を巻回し、開口部に樹脂層〔エポキシ〕形成。陰
極端子形状は従来例１と同様。

（Ｃ）実施例ニブリプレグ、樹脂層を配置。端子形状を
前記実施例と同様。

とした。各試料３０個の平均値を以下に示す。

この結果からも明らかなように、この発明によって得ら
れた固体電解コンデンサは、実施例１および実施例２と
比較して、電気的特性の経時変化が少なく、耐湿特性に
優れていることが理解される。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明は、酸化皮膜層、電解質層および
導電層か順次生成された凹部を備えた複数の陽極体を、
その導電層か互いに対向するように平板状の陰極端子の
両面に配置した固体電解コンデンサにおいて、陽極体の
外表面に、耐熱性の合成樹脂からなるフィルムを巻回す
るとともに、フィルムの端部による凹部内に樹脂層を形
成してコンデンサ本体とし、コンデンサ本体の端面がら
底面に沿って折り曲げた陰極端子を、樹脂層内における
複数箇所で折り曲げたことを特徴としている。そのため
、陰極電極は、陽極体を陰極端子の両面に配置するだけ
で外部に引き出せ、画電極の接続構造が簡略であり、安
定した接続状態を長期にわたり維持することかできる。

また、陽極端子に対する外部からのストレスも陽極端子
が陽極体にのみ接続されているため、内部の電解質層に
影響することもない。

また、コンデンサ本体の外表面には、耐熱性の合成樹脂
からなるフィルム、およびその開口端の樹脂層により覆
われているため、陽極体の間隙は、その接合状態にかか
わらずフィルムによって閉塞される。そして、陰極端子
はこの樹脂層の内部の複数箇所で折り曲げられているた
め、外部から陰極端子と樹脂層等との接合面に沿って陽
極体内部の電解質層まて至る沿面距離を長く形成するこ
とかでき、湿気等の外気の進入を困難にすることかでき
る。そのため、電解質層の水分による劣化を軽減するこ
とかでき、固体電解コンデンサとしての寿命特性を向上
させることかできる。

また、陽極体に接続されるとともにコンデンサ本体の端
面から底面に沿って折り曲げた陽極端子および前記陰極
端子をコンデンサ本体の端面の少なくとも上半から導出
した場合、外部に露出した両極端子の面積が拡大される
。そのため、この固体電解コンデンサをプリント基板に
実装して半田付けする場合、溶融した半田との接触面積
を広くすることができるので、確実な固着状態を得るこ
とかできる。

【図面の簡単な説明】

次いて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
示す部分断面図、第２図はその斜視図である。また、第
３図は実施例におけるコンデンサ本体の概念構造を示す
部分断面図、第４図はその斜視図、第５図はコンデンサ
本体の分解斜視図である。１・・・陽極体、２・・・陽極端子、　　３・・・電解
質層、４・・・導電層、５・・・陰極端子、　　６・・
・凹　部、７・・・凸　部、８・・・レジスト層、９・
・・コンデンサ本体、】０・・・フィルム、１１・・・
樹脂層。特　　許　　出　　願　　人日本ケミコン株式会社第１図第図第図

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
れた凹部を備えた複数の陽極体を、その導電層が互いに
対向するように平板状の陰極端子の両面に配置した固体
電解コンデンサにおいて、陽極体の外表面に、耐熱性の
合成樹脂からなるフィルムを巻回するとともに、フィル
ムの端部による凹部内に樹脂層を形成してコンデンサ本
体とし、コンデンサ本体の端面から底面に沿って折り曲
げた陰極端子を、樹脂層内における複数箇所で折り曲げ
た固体電解コンデンサ。
（２）陽極体に接続されるとともにコンデンサ本体の端
面から底面に沿って折り曲げた陽極端子および前記陰極
端子をコンデンサ本体の端面の少なくとも上半から導出
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。