JPH0442813B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は複素環式化合物のポリマーを固体電解
質とする積層型固体電解コンデンサ及びその製造
方法に関し、特に高周波領域において低インピー
ダンス且つ小型の積層型固体電解コンデンサ及び
その製造方法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a multilayer solid electrolytic capacitor using a polymer of a heterocyclic compound as a solid electrolyte and a method for manufacturing the same, and particularly relates to a compact multilayer solid electrolytic capacitor with low impedance in a high frequency region. The present invention relates to a solid electrolytic capacitor and its manufacturing method.
スチツチング電源の小型化に伴いその出力平滑
回路部に用いられる出力平滑用コンデンサは、特
に10KHz以上の高周波数領域において、低インピ
ーダンスであることが要求され、且つその高さ寸
法20mm以下というように小さいことが要求されて
いる。
As stitching power supplies become smaller, the output smoothing capacitors used in their output smoothing circuits are required to have low impedance, especially in the high frequency range of 10 KHz or higher, and are also small, with a height of 20 mm or less. That is required.
しかしながら従来の１個の出力平滑用アルミニ
ウム電解コンデンサを用いる平滑回路では、高周
波領域でのインピーダンス値が高く、高周波領域
における低インピーダンスを得るため現状のスイ
ツチング電源においては、小型アルミニウム電解
コンデンサを５個〜10個並列に接続して使用し、
コンデンサ要領を大きくして低インピーダンスと
している。 However, in the conventional smoothing circuit that uses one output smoothing aluminum electrolytic capacitor, the impedance value is high in the high frequency range, and in order to obtain low impedance in the high frequency range, current switching power supplies require five to five small aluminum electrolytic capacitors. Use by connecting 10 pieces in parallel,
The capacitor length is increased to provide low impedance.
しかしながら、上記の如く低インピーダンスを
得るため、小型アルミニウム電解コンデンサを５
個〜10個並列に接続して使用すると、電源小型化
の障害となるばかりではなく、スイツチング電源
の組み立てに手間がかかり、低コスト化の障害と
なるという問題点があつた。
However, in order to obtain low impedance as mentioned above, a small aluminum electrolytic capacitor is used.
If 1 to 10 units were connected in parallel, it would not only be an obstacle to downsizing the power supply, but it would also take time and effort to assemble the switching power supply, which would be an obstacle to reducing costs.
また、小型化した高周波スイツチング電源にお
いては、平滑回路部のコンデンサ容量を小さくす
ることが要望されるが、上記従来の如くアルミニ
ウム電解コンデンサを並列に接続してインピーダ
ンスを低くする方法ではこの要望に答えることが
できないという欠点もあつた。 In addition, in miniaturized high-frequency switching power supplies, there is a demand for reducing the capacitance of the smoothing circuit, but the conventional method of connecting aluminum electrolytic capacitors in parallel to lower impedance does not meet this demand. It also had the disadvantage of not being able to do so.
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、高
周波領域でインピーダンスが低く、小型化及び量
産化に適した積層型固体電解コンデンサ及びその
製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a multilayer solid electrolytic capacitor that has low impedance in a high frequency range and is suitable for downsizing and mass production, and a method for manufacturing the same.
上記問題点を解決するため本発明は、積層型固
体電解コンデンサを下記のように構成する。
In order to solve the above problems, the present invention configures a multilayer solid electrolytic capacitor as follows.
誘電体酸化皮膜の形成できる金属板の所定部
に絶縁物層を形成し、該絶縁物層により区分さ
れた該金属板の一方の部分に誘電体酸化皮膜
層、複素環式化合物のポリマー層、導電体層を
順次形成し、該金属板を絶縁物層により区分さ
れた一方の部分及び他方の部分をそれぞれ互い
に対応させると共に該一方の部分と一方の部分
の間に導電体板を介在させて積層して一体化
し、前記絶縁物層により区分された他方の部分
を互いに接合させると共に導電体板も互いに接
合させ、該両接合部にそれぞれ端子を取り付け
てコンデンサ素子とする。 An insulating layer is formed on a predetermined part of the metal plate where a dielectric oxide film can be formed, and one part of the metal plate separated by the insulating layer is provided with a dielectric oxide film layer, a polymer layer of a heterocyclic compound, Conductive layers are sequentially formed, one portion and the other portion of the metal plate separated by the insulating layer are made to correspond to each other, and a conductive plate is interposed between the one portion and the other portion. They are laminated and integrated, and the other portion separated by the insulating layer is bonded to each other, and the conductor plates are also bonded to each other, and terminals are attached to both bonded portions to form a capacitor element.
また、上記積層型固体電解コンデンサを下記の
手段を用いて製造する。 Further, the above-described multilayer solid electrolytic capacitor is manufactured using the following method.
少なくとも一側部に複数の所定形状の突起部
を所定の間隔をおいて形成した形状の誘電体酸
化皮膜を形成できる金属板の該突起部の所定部
分に絶縁物層を形成する手段と、該絶縁物層で
区分される一方の部分に誘電体酸化皮膜層、複
素環式化合物のポリマー層及び導電体層を順次
形成する手段と、該金属板をその突起部がそれ
ぞれ対応するようにすると共に前記絶縁物層で
区分された一方の部分の導電体層と導電体層と
の間に導電体板を介在させて複数板積層する手
段と、該積層体の突起部部分を加圧一体化する
手段と、該一体化された積層体の前記導電体板
部分及び金属板部分を互い接合する手段と、該
積層体を所定部で切断し個々の素子積層体とす
る手段と、該素子積層体の前記導電体板部分及
び金属板部分に端子を取り付ける手段とを少な
くとも具備してコンデンサ素子を製造する。 means for forming an insulating layer on a predetermined portion of the protrusion of a metal plate capable of forming a dielectric oxide film having a plurality of protrusions of a predetermined shape formed at predetermined intervals on at least one side; Means for sequentially forming a dielectric oxide film layer, a polymer layer of a heterocyclic compound, and a conductive layer on one portion divided by an insulating layer, and forming the metal plate so that the protrusions thereof correspond to each other; A means for stacking a plurality of plates by interposing a conductor plate between the conductor layers of one portion separated by the insulating layer, and integrating the protruding portions of the laminate under pressure. means for mutually joining the conductive plate portion and the metal plate portion of the integrated laminate; means for cutting the laminate at predetermined portions to form individual element laminates; and the element laminate. A capacitor element is manufactured by comprising at least means for attaching a terminal to the conductive plate portion and the metal plate portion.
上記の如く構成することにより、複素環式化合
物からなるポリマー層を固体電解質とする固体電
解コンデンサは高周波領域においてそのインピー
ダンスが低く、しかも該固体電解コンデンサを積
層構造とするから、後記の実験結果に示すように
10KHz以上の高周波数領域で、従来の小型のアル
ミニウムコンデンサに比較し低インピーダンスの
固体電解コンデンサとなる。
With the above configuration, a solid electrolytic capacitor with a polymer layer made of a heterocyclic compound as a solid electrolyte has a low impedance in a high frequency range, and since the solid electrolytic capacitor has a laminated structure, the experimental results described later are as shown
In the high frequency range of 10KHz or higher, this solid electrolytic capacitor has lower impedance than conventional small aluminum capacitors.
また、特に絶縁物層の一方の部分に形成した導
電体層と導電体層との間に導電体板を介在させる
ことにより引き出し端子固有のインダクタンスを
低減でき、低インダクタンスの固体電解コンデン
サとなる。また、耐電流性の向上、即ち高周波電
流を流した時温度上昇が小さい。 Furthermore, by interposing a conductor plate between the conductor layers formed on one part of the insulator layer, the inductance specific to the lead terminal can be reduced, resulting in a solid electrolytic capacitor with low inductance. In addition, the current resistance is improved, that is, the temperature rise is small when high frequency current is passed.
また、少なくとも一側部に複数の突起部を形成
した形状の金属板の突起部に陽極酸化皮膜層、複
素環式化合物のポリマー層、導電体層を順次形成
し、該金属板を複素数枚積層させてから切断して
製造するので、積層型固体電解コンデンサの量産
化が可能となると共に、製品の品質が均一とな
る。 Further, an anodic oxide film layer, a polymer layer of a heterocyclic compound, and a conductive layer are sequentially formed on the protrusions of a metal plate having a plurality of protrusions on at least one side, and a complex number of the metal plates are laminated. Since the multilayer solid electrolytic capacitors are manufactured by cutting after cutting, mass production of multilayer solid electrolytic capacitors becomes possible, and the quality of the products becomes uniform.
以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説
明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
第１図は本発明の積層型固体電解コンデンサを
構成するコンデンサ素子板の構成を示す図であ
り、第１図ａはその一部拡大平面図、第１図ｂは
同図ａのＡ−Ａ線上断面矢視図である。また、第
２図はコンデンサの基本体となる誘電体酸化皮膜
を形成できる金属板の形状を示す一部切欠平面図
である。 FIG. 1 is a diagram showing the structure of a capacitor element plate constituting a multilayer solid electrolytic capacitor of the present invention, FIG. 1a is a partially enlarged plan view thereof, and FIG. It is a cross-sectional view taken along the line. Further, FIG. 2 is a partially cutaway plan view showing the shape of a metal plate on which a dielectric oxide film, which is the basic body of the capacitor, can be formed.
前記コンデンサ素子の基体となる金属板はアル
ミニウム、タンタル、チタン、ニオブなどを誘電
体酸化皮膜の形成できる金属であればよく、本実
施例では、アルミニウムエツチド箔１を用いる。
該アルミニウムエツチド箔１は、帯上でその一側
部に複数の矩形状の突起部２……が所定の間隔を
おいて形成された形状である。該アルミニウムエ
ツチド箔１の突起部２の所定位置に絶縁物層３を
形成し、絶縁物層３より突起部２を一方の部分８
と他方の部分に区分している。一方の部分８の表
面には第１図ｂに示すように、陽極酸化皮膜層と
して酸化アルミニウム（Al2O3）皮膜層４、電解
質となる複素環式化合物のポリマー膜層としてピ
ロールのポリマー層５、陰極端子取り出しの導電
体層としてグラフアイト層６及び銀ペースト層７
を順次形成する。 The metal plate serving as the base of the capacitor element may be any metal such as aluminum, tantalum, titanium, niobium, etc., which can form a dielectric oxide film, and in this embodiment, aluminum etched foil 1 is used.
The aluminum etched foil 1 has a shape in which a plurality of rectangular protrusions 2 are formed on one side of the strip at predetermined intervals. An insulator layer 3 is formed at a predetermined position of the protrusion 2 of the aluminum etched foil 1, and the protrusion 2 is separated from the insulator layer 3 by one portion 8.
and the other part. On the surface of one portion 8, as shown in FIG. 1b, there is an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film layer 4 as an anodized film layer, and a pyrrole polymer film layer as a polymer film layer of a heterocyclic compound serving as an electrolyte. 5. Graphite layer 6 and silver paste layer 7 as conductor layers for taking out cathode terminals
are formed sequentially.
上記酸化アルミニウム（Al2O3）皮膜層４、ピ
ロールのポリマー薄膜層５、グラフアイト層６及
び銀ペースト層７は下記のようにして形成され
る。 The aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film layer 4, the pyrrole polymer thin film layer 5, the graphite layer 6 and the silver paste layer 7 are formed as follows.
先ず、アルミニウムエツチド箔１の突起部２の
所定部分に絶縁物層３を形成し、該アルミニウム
エツチド箔１に第２図Ｂ−Ｂ線から上の部分にマ
スキングを施し、突起部２の表面に公知の化成処
理工程を経て酸化アルミニウム（Al2O3）皮膜層
４を形成する。 First, an insulating layer 3 is formed on a predetermined portion of the protrusion 2 of the aluminum etched foil 1, and a portion of the aluminum etched foil 1 above the line B-B in FIG. An aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film layer 4 is formed on the surface through a known chemical conversion treatment process.
ピロールのポリマー層５の形成は、アセトニト
リルを溶媒とし、ピロールとアンモニウムボロサ
リシレート（ABS）を含む電解液中に上記絶縁
物層３で区分された酸化アルミニウム（Al2O3）
皮膜層４が形成されたアルミニウムエツチド箔１
を浸漬し、該電解液を入れた容器（通常はステン
レス容器）を陰極、アルミニウムエツチド箔１を
陽極として所定の直流電圧を供給することにより
行なう。これにより、電解液中で電解合量が起こ
り、前記一方の部分８の酸化アルミニウム
（Al2O3）皮膜層４の上にピロールのポリマー層
５が形成される。 The polymer layer 5 of pyrrole is formed by depositing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) separated by the insulating layer 3 in an electrolytic solution containing pyrrole and ammonium borosalicylate (ABS) using acetonitrile as a solvent.
Aluminum etched foil 1 with film layer 4 formed
The electrolytic solution is immersed in the electrolytic solution, and a predetermined DC voltage is applied using the container containing the electrolytic solution (usually a stainless steel container) as a cathode and the aluminum etched foil 1 as an anode. As a result, electrolysis occurs in the electrolytic solution, and a pyrrole polymer layer 5 is formed on the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film layer 4 of the one portion 8 .
なお、本実施例では、該ピロールのポリマー層
５の形成にABSを使用したが、これに限定され
るものではなく、例えば硼酸とサリチル酸とを溶
液に溶解して得られるポロジサリチル酸塩でも該
ポリピロール層の形成は可能である。要はピロー
ルとボロジサリチル基とを含む電解液中において
電解酸化重合をさせればよい。 In this example, ABS was used to form the polymer layer 5 of the pyrrole, but the invention is not limited to this. For example, a porodisalicylate obtained by dissolving boric acid and salicylic acid in a solution may also be used to form the polymer layer 5 of the pyrrole. Formation of layers is possible. In short, electrolytic oxidative polymerization may be carried out in an electrolytic solution containing pyrrole and borodisalicyl groups.
前記ピロールのポリマー層５の上にグラフアイ
ト層６及び銀ペースト層７を形成するには、グラ
フアイトの溶液中にアルミニウムエツチド箔１の
ピロールのポリマー層５を形成した部分を浸した
後硬化させグラフアイト層６を形成した後、更に
銀ペースト溶液中に浸漬して銀ペーストを塗布
し、その後硬化させることにより行なう。 To form the graphite layer 6 and the silver paste layer 7 on the pyrrole polymer layer 5, the portion of the aluminum etched foil 1 on which the pyrrole polymer layer 5 has been formed is immersed in a graphite solution and then cured. After forming the graphite layer 6, the layer is further immersed in a silver paste solution to apply a silver paste, and then hardened.
上記酸化アルミニウム（Al2O3）皮膜層４、ピ
ロールのポリマー層５、グラフアイト層６及び銀
ペースト層７が形成された後、上記マスキングを
除去することにより、断面が第１図ｂに示す構造
のコンデンサ素子板９が完成する。 After the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film layer 4, the pyrrole polymer layer 5, the graphite layer 6, and the silver paste layer 7 are formed, the masking is removed to obtain a cross section as shown in FIG. 1b. The structure of the capacitor element plate 9 is completed.
第３図及び第４図は上記コンデンサ素子板９を
積層する状態を示す図で、第３図は平面図、第４
図はその一部斜視図である。図示するように複数
枚（図では４枚）コンデンサ素子板９をそれぞれ
の突起部２か互いに反応するように積層する際、
コンデンサ素子板９の前記絶縁物層３で分された
一方の部分８に対応した形状寸法の突起部１９を
一側に形成した銅薄板１８を介在させて積層して
いる。即ち、前記絶縁物層３で区分された一方の
部分８の銀ペースト層７と銀ペースト層７との間
に銅薄板１８の突起部１９を介在させて高温下で
加圧することにより、銀ペースト層７と銅薄板１
８の突起部１９とが接合され一体化する。 3 and 4 are diagrams showing the state in which the capacitor element plates 9 are stacked, and FIG. 3 is a plan view, and FIG.
The figure is a partial perspective view. As shown in the figure, when stacking a plurality of capacitor element plates 9 (four in the figure) so that their protrusions 2 react with each other,
The capacitor element plate 9 is laminated with a thin copper plate 18 having a protrusion 19 formed on one side thereof having a shape and size corresponding to one portion 8 divided by the insulating layer 3 interposed therebetween. That is, by interposing the protrusion 19 of the thin copper plate 18 between the silver paste layers 7 of one portion 8 separated by the insulator layer 3 and applying pressure at high temperature, the silver paste is Layer 7 and copper sheet 1
8 and the protrusion 19 are joined and integrated.
上記のようにコンデンサ素子板９の一方の部分
８と一方の部分８とを銅薄板１８の突起部１９を
介在させて積層し一体化した後、コンデンサ素子
板９の陽極になるアルミニウム薄板１の先端部
と、銅薄板１８の先端部とをスポツト溶接又は超
音波溶接或いはシーマー溶接等により接合し、次
に該積層体を突起部２と突起部２との間（第３図
及び第４図のＤ−Ｄ線上）で切断する。これによ
り、第５図に示すようなコンデンサ素子本体２０
が完成する。 After one part 8 of the capacitor element plate 9 is laminated and integrated with the protrusion 19 of the thin copper plate 18 interposed therebetween as described above, the thin aluminum plate 1 which becomes the anode of the capacitor element plate 9 is stacked. The tip end and the tip end of the thin copper plate 18 are joined by spot welding, ultrasonic welding, seamer welding, etc., and then the laminate is bonded between the protrusions 2 (FIGS. 3 and 4). (on the D-D line). As a result, the capacitor element main body 20 as shown in FIG.
is completed.
上記実施例では、コンデンサの基体となる誘電
体酸化皮膜を形成できる金属板として、第２図に
示すように一側部に突起部２形成されたアルミニ
ウムエツチド箔１を用いたが、第６図に示す様に
帯状のアルミニウムエツチド箔１の両側に複数の
突起部２を所定間隔で形成したものをコンデンサ
の基体としてもよい。 In the above embodiment, an aluminum etched foil 1 with a protrusion 2 formed on one side as shown in FIG. As shown in the figure, the base of the capacitor may be formed by forming a plurality of protrusions 2 on both sides of a band-shaped aluminum etched foil 1 at predetermined intervals.
この場合は、突起部２の所定部分に絶縁物層３
を形成し、該絶縁物層３で区分された一方の部分
に前記と同様、酸化アルミニウム（Al2O3）皮膜
層４、ピロールのポリマー層５、グラフアイト層
６及び銀ペースト層７を順次形成した後、第７図
に示すように、アルミニウムエツチド箔１の両側
の突起部２と突起部２を互いに対応させると共
に、突起部２の絶縁物層３で区分された一方の部
分８の部分に形成された銀ペースト層７と銀ペー
スト層７の間に銅薄板１８を介在させて高温下で
加圧することにより、該部分を一体化する。次に
両側の銅薄板１８の先端部をスポツト溶接又は超
音波溶接或いはシーマー溶接等により接合すると
共に、前記絶縁物層３で区分された一方の部分８
の反対側のアルミニウムエツチド箔１（第７図の
×印で示す部分）も接合し、次に該積層体を突起
部２と突起部２との間及びアルミニウムエツチド
箔１の中央部（第６図及び第７図のＥ−Ｅ線上及
びＦ−Ｆ線上）を切断することにより、第５図に
示すようなコンデンサ素子本体２０が完成する。 In this case, an insulating layer 3 is formed on a predetermined portion of the protrusion 2.
is formed, and in the same manner as described above, an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film layer 4, a pyrrole polymer layer 5, a graphite layer 6, and a silver paste layer 7 are sequentially formed on one part separated by the insulating layer 3. After forming, as shown in FIG. 7, the protrusions 2 on both sides of the aluminum etched foil 1 are made to correspond to each other, and one portion 8 of the protrusion 2 separated by the insulating layer 3 is A thin copper plate 18 is interposed between the silver paste layers 7 formed on the parts, and the parts are integrated by applying pressure at high temperature. Next, the tips of the thin copper plates 18 on both sides are joined by spot welding, ultrasonic welding, seamer welding, etc., and one part 8 separated by the insulating layer 3 is joined.
The aluminum etched foil 1 on the opposite side of the aluminum foil 1 (the part indicated by the cross in FIG. By cutting along lines EE and FF in FIGS. 6 and 7, the capacitor element main body 20 as shown in FIG. 5 is completed.
次に、上記コンデンサ素子本体２０を四端子型
のコンデンサとする方法を説明する。先ず第８図
に示すように、平行に配列された枠体１３，１３
とコンデンサのリードフレーム１４が一体的に形
成されたモールド用枠体１１の該リードフレーム
１４と１４の間に上記コンデンサ素子本体２０を
配置する。 Next, a method for forming the capacitor element main body 20 into a four-terminal capacitor will be described. First, as shown in FIG. 8, the frames 13, 13 are arranged in parallel.
The capacitor element main body 20 is placed between the lead frames 14 of the molding frame 11 in which the capacitor lead frames 14 are integrally formed.
次に、該コンデンサ素子本体２０の銅薄板１８
とリードフレーム１４とを半田付け等で接続する
と共に、アルミニウムエツチド箔１とリードフレ
ーム１４とをスポツト溶接谷又は超音波溶接或い
はシーマー溶接等により接合する。次にリードフ
レーム１４の先端部分を残してコンデンサ素子本
体２０の全体に樹脂剤をモールドする。最後にリ
ードフレーム１４の先端を枠体１３，１３から切
り話し、下方に折り曲げることにより、第９図に
示す四端子構造の小型の積層型固体電解コンデン
サが完了する。 Next, the thin copper plate 18 of the capacitor element main body 20
The aluminum etched foil 1 and the lead frame 14 are connected by soldering or the like, and the aluminum etched foil 1 and the lead frame 14 are joined by spot welding, ultrasonic welding, seamer welding, or the like. Next, a resin material is molded over the entire capacitor element body 20, leaving only the tip portion of the lead frame 14. Finally, the leading ends of the lead frame 14 are cut away from the frames 13, 13 and bent downward to complete the small multilayer solid electrolytic capacitor having the four-terminal structure shown in FIG.
上記例ではコンデンサ素子本体２０を四端子構
造とした例を示したが、第１０図に示すようにコ
ンデンサ素子本体２０の銅薄板１８の部分及びア
ルミニウムエツチド箔１の部分にそれぞれリード
端子２１，２１を取り付けコンデンサをリード端
子型構造としてもよい。この場合必要に大じて樹
脂モールド等の外装２３を施す。 In the above example, the capacitor element body 20 has a four-terminal structure, but as shown in FIG. 21 may be attached to give the capacitor a lead terminal type structure. In this case, an exterior 23 such as a resin mold is applied as necessary.
なお、コンデンサをチツプ型構造とするには、
第１１図に示すようにコンデンサ素子本体２０の
銅薄板１８の部分及びアルミニウムエツチド箔１
の部分に板状の端子片２２，２２を取り付け、コ
ンデンサ素子本体２０部分に樹脂モールド等の外
装２４を施し、端子片２２，２２を該外装２４の
外側面から底面に沿つて折り曲げて行なう。 In addition, in order to make the capacitor a chip-type structure,
As shown in FIG. 11, the thin copper plate 18 of the capacitor element body 20 and the aluminum etched foil 1
Plate-shaped terminal pieces 22, 22 are attached to the parts, an exterior 24 such as a resin mold is applied to the capacitor element main body 20 part, and the terminal pieces 22, 22 are bent from the outer surface of the exterior 24 along the bottom surface.
なお、上記実施例ではコンデンサ素子を造るの
に、コンデンサ素子板９を銅薄板１８を介在させ
て積層し、加圧一体化して銅薄板１８部分とアル
ミニウムエツチド箔１部分を互いに接合してか
ら、該積層体を所定の部分で切断し、個々の素子
積層体としてコンデンサ素子本体２０を製造し、
該コンデンサ素子本体２０の銅薄板１８の部分及
びアルミニウムエツチド箔１の部分に端子を取り
付けているが、製造順序はこれに限定されるもの
ではなく、例えばコンデンサ素子板９を銅薄板１
８を介在させて積層し、加圧一体化してから、該
積層体を所定の部分で切断し、個々の素子積層体
とし、該素子積層体の銅薄板１８を互いに接合す
ると共にアルミニウムエツチド箔１も互いに接合
してコンデンサ素子本体２０を製造してもよい。 In the above embodiment, to manufacture the capacitor element, the capacitor element plates 9 are laminated with the thin copper plate 18 interposed therebetween, and the thin copper plate 18 and the aluminum etched foil 1 are bonded to each other by pressurizing and integrating them. , cutting the laminate at predetermined portions to produce capacitor element bodies 20 as individual element laminates;
Although the terminals are attached to the thin copper plate 18 and the aluminum etched foil 1 of the capacitor element body 20, the manufacturing order is not limited to this. For example, the capacitor element plate 9 is attached to the thin copper plate 1.
8 interposed therebetween, and are integrated under pressure.The laminate is then cut at predetermined portions to form individual element laminates.The copper thin plates 18 of the element laminate are bonded to each other, and aluminum etched foil is bonded to the laminate. 1 may also be bonded to each other to manufacture the capacitor element main body 20.
要は、誘電体酸化被膜を形成できる金属板であ
るアルミニウムエツチド箔１の突起部２の所定部
分に絶縁物層３を形成する手段と、絶縁物層３で
区分される一方の部分８に誘電体酸化皮膜層とし
て酸化アルミニウム（Al2O3）皮膜層４、複素環
式化合物のポリマー層としてピロールのポリマー
層５、電極取り出し要の導電体層としてグラフア
イト層６及び銀ペースト層７を順次形成する手段
と、該金属板をその突起部２がそれぞれ対応する
と共に絶縁物層３で区分された一方の部分８の銀
ペースト層７と銀ペースト層７の間に銅薄板１８
を介在さてて複数板積層する手段と、該積層体の
突起部２の部分を加圧一体化する手段と、該一体
化された積層体の銅薄板１８の部分を互いに接合
すると共にアルミニウムエツチド箔１の部分を互
いに切合する手段と、層積層体を所定部で判断し
個々の素子積層体とする手段と、該素子積層体の
前記銅薄板１８の部分及びアルミニウムエツチド
箔１の部分に端子を取り付ける手段とを少なくと
も具備してコンデンサ素子を製造する方法であれ
ば、その手段を用いる順序に多少の変更があつて
もよい。 In short, there is a means for forming an insulating layer 3 on a predetermined portion of a projection 2 of an aluminum etched foil 1, which is a metal plate on which a dielectric oxide film can be formed, and a means for forming an insulating layer 3 on one portion 8 separated by the insulating layer 3. An aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film layer 4 is used as a dielectric oxide film layer, a pyrrole polymer layer 5 is used as a polymer layer of a heterocyclic compound, and a graphite layer 6 and a silver paste layer 7 are used as conductive layers from which electrodes are taken out. A thin copper plate 18 is provided between the silver paste layers 7 of one portion 8 of which the protrusions 2 of the metal plate correspond to each other and which are separated by the insulator layer 3.
a means for laminating a plurality of plates with the laminate interposed therebetween, a means for pressurizing and integrating the protruding portion 2 of the laminate, and a means for bonding the thin copper plates 18 of the integrated laminate to each other and aluminum etched. means for cutting the parts of the foil 1 to each other; means for determining the layer stack at predetermined portions to form individual element stacks; As long as the method of manufacturing a capacitor element includes at least a means for attaching a terminal, the order in which the means are used may be slightly changed.
なお、上記実施例ではコンデンサ基体となる金
属板にアルミニウム箔表面をエツチング処理によ
り粗面化したアルミニウムエツチド箔１を用いた
が、エツチング処理をしないアルミニウム箔を第
２図又は第６図に示すように形成し、突起部２の
所定部分に絶縁物層３を形成した後、レジスト層
３で区分された一方の部分８の部分を残してマス
キングを施し、該部分８の表面をエツチング処理
にて粗面化してもよいことは当然である。 In the above embodiment, the aluminum etched foil 1 whose surface was roughened by etching was used as the metal plate serving as the capacitor substrate, but an aluminum foil without etching is shown in FIG. 2 or FIG. 6. After forming the insulating layer 3 on a predetermined portion of the protrusion 2, masking is performed except for one portion 8 separated by the resist layer 3, and the surface of the portion 8 is subjected to an etching process. Naturally, the surface may be roughened.
第１２図は、本発明に係る固体電解コンデンサ
と従来のアルミニウム電解コンデンサのインピー
ダンスの周波数特性を示す図である。同図におい
て、縦軸はインピーダンス値〔mΩ〕を示し、横
軸は周波数〔Hz〕を示す。曲線は従来のアルミ
ニウム電解コンデンサのインピーダンスの周波数
特性を示す、曲線は上記本発明の四端子型の積
層型固体電解コンデンサ（第９図に示す構造）の
インピーダンスの周波数特性を示し、曲線はコ
ンデンサ素子本体２０にリード端子を取り付けた
構造（第１０図に示す）の積層型固体電解コンデ
ンサのインピーダンスの周波数特性を示す。曲線
，に示すように、本発明に係る積層型固体電
解コンデンサは10KHz以上の高周波領域におい
て、インピーダンスが極めて小さいことが確認で
きる。なお、第１２図の実験結果は、定格10V、
容量100μFの積層型固体電解コンデンサ及びアル
ミニウム電解コンデンサでの実験結果である。 FIG. 12 is a diagram showing frequency characteristics of impedance of a solid electrolytic capacitor according to the present invention and a conventional aluminum electrolytic capacitor. In the figure, the vertical axis shows the impedance value [mΩ], and the horizontal axis shows the frequency [Hz]. The curve shows the impedance frequency characteristic of a conventional aluminum electrolytic capacitor, the curve shows the impedance frequency characteristic of the four-terminal multilayer solid electrolytic capacitor of the present invention (structure shown in FIG. 9), and the curve shows the impedance frequency characteristic of a conventional aluminum electrolytic capacitor. The frequency characteristics of the impedance of a multilayer solid electrolytic capacitor having a structure (shown in FIG. 10) in which lead terminals are attached to the main body 20 are shown. As shown in the curve, it can be confirmed that the multilayer solid electrolytic capacitor according to the present invention has extremely low impedance in a high frequency region of 10 KHz or higher. Note that the experimental results shown in Figure 12 are rated at 10V,
These are experimental results using a multilayer solid electrolytic capacitor and an aluminum electrolytic capacitor with a capacity of 100μF.
上記のように本発明に係る積層型固体電解コン
デンサは、従来のアルミニウム電解コンデンサに
比較し、高周波領域でインピーダンス値を小さ
く、しかもその固体電解コンデンサを積層構造に
しているから、小型化が可能で、特に四端子構造
にすることにより高さ寸法を小さくできる。 As described above, the multilayer solid electrolytic capacitor according to the present invention has a smaller impedance value in the high frequency range than the conventional aluminum electrolytic capacitor, and because the solid electrolytic capacitor has a multilayer structure, it can be made smaller. In particular, by adopting a four-terminal structure, the height dimension can be reduced.
また、複数枚のコンデンサ素子板９を積層する
際に、絶縁物層３で区分された一方の部分８と一
方の部分８との間に銅薄板１８を介在させること
により、耐電流特性が向上する。即ち高周波電流
を流した場合温度上昇を小さく抑えることができ
る。 In addition, when stacking a plurality of capacitor element plates 9, by interposing a copper thin plate 18 between one part 8 and the other part 8 separated by the insulating layer 3, the withstand current characteristics are improved. do. That is, when a high frequency current is passed, the temperature rise can be suppressed to a small level.
また、帯状で少なくとも一側部に複数の所定形
状の突起部２を所定の間隔をおいて形成した形状
のアルミニウムエツチド箔１の突起部２の所定部
分に絶縁物層３を形成し、該絶縁物層３で区分さ
れた一方の部分８に酸化アルミニウム（Al2O3）
皮膜層４、ピロールのポリマー層５、グラフアイ
ト層６及び銀ペースト層７を順次形成してコンデ
ンサ素子板９とし、該コンデンサ素子板９を銅薄
板１８を介任させて複数枚積層してから所定部分
を切断して製造するので、積層型固体電解コンデ
ンサの量産化に適すると同時に品質が均一となる
という利点もある。 Further, an insulating layer 3 is formed on a predetermined portion of the protrusion 2 of an aluminum etched foil 1 having a band-like shape and having a plurality of protrusions 2 of a predetermined shape formed at predetermined intervals on at least one side. Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is applied to one portion 8 separated by the insulating layer 3.
A film layer 4, a pyrrole polymer layer 5, a graphite layer 6, and a silver paste layer 7 are sequentially formed to form a capacitor element plate 9, and a plurality of capacitor element plates 9 are laminated with a copper thin plate 18 interposed therebetween. Since it is manufactured by cutting a predetermined portion, it is suitable for mass production of multilayer solid electrolytic capacitors and has the advantage of uniform quality.
また、積層型固体電解コンデンサの容量もコン
デンサ素子板９の積層板数を変えることにより任
意に決定できるという利点もある。 Another advantage is that the capacitance of the multilayer solid electrolytic capacitor can be arbitrarily determined by changing the number of laminated plates of the capacitor element plate 9.
なお、上記実施例では電解質となる複素環式化
合物としてピロールを用いた例を示したが、複素
環式化合物としてはピロールに限定されるもので
はなく、フラン、チオフエンでもよい。 In addition, in the above example, an example was shown in which pyrrole was used as a heterocyclic compound serving as an electrolyte, but the heterocyclic compound is not limited to pyrrole, and may also be furan or thiophene.
また、上記固体電解コンデンサは無極性である
という特徴を有する。即ち、一定の電圧範囲であ
れば、極性を有しない。第１０図に示すリード端
子型の積層型固体電解コンデンサを例に説明すれ
ば、端子２１，２１のいずれを陽極としても、又
反対にいづれを陰極としても所謂漏洩電流−電圧
特性は殆ど同じ結果が得られる。 Further, the solid electrolytic capacitor is characterized in that it is non-polar. That is, it has no polarity within a certain voltage range. Taking the lead terminal type multilayer solid electrolytic capacitor shown in FIG. 10 as an example, the so-called leakage current-voltage characteristics are almost the same even if either of the terminals 21 and 21 is used as an anode, or vice versa, as a cathode. is obtained.
以上説明したように本発明によれば、下記のよ
うな優れた効果が得られる。
As explained above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
高周波領域においてそのインピーダンスが低
い複素環式化合物を電解質とする固体電解コン
デンサを積層する構造とするから、高周波数領
域でのインピーダンスが従来の小型のアルミニ
ウムコンデンサに比較して小さくなると同時に
その寸法を極めて小さくできる。 The structure is made by stacking solid electrolytic capacitors whose electrolyte is a heterocyclic compound whose impedance is low in the high frequency range, so the impedance in the high frequency range is smaller than that of conventional small aluminum capacitors, and at the same time its size is extremely large. Can be made smaller.
陰極部と陰極部との間に導電体板を介在させ
て積層させるから、該導電体板により引出端子
固有のインダクタンスを低減でき、低インダク
タンスの積層型固体電解コンデンサとなる。ま
た、耐電流性、即ち高周波電流を流した時の温
度上昇が小さい。 Since the conductor plate is interposed between the cathode parts and the cathode parts are laminated, the inductance inherent to the lead terminal can be reduced by the conductor plate, resulting in a low-inductance multilayer solid electrolytic capacitor. In addition, the current resistance is small, that is, the temperature rise when high frequency current is passed is small.
帯状でその一側部に複数の突起部を形成した
形状の金属薄板の突起部に陽極酸化皮膜層、複
素環式化合物のポリマー層、導電体層を順次形
成し、該金属板と銅薄板を複数枚積層させてか
ら切断して製造するので、品質の均一な積層型
固体電解コンデンサの量産化が可能となる。 An anodic oxide film layer, a polymer layer of a heterocyclic compound, and a conductive layer are sequentially formed on the protrusions of a thin metal plate having a strip-like shape with a plurality of protrusions formed on one side, and the metal plate and the thin copper plate are bonded together. Since multiple layers are laminated and then cut, it is possible to mass-produce multilayer solid electrolytic capacitors with uniform quality.
第１図は本発明の積層型固体電解コンデンサを
構成するコンデンサ素子板を示す図で、同図ａは
その一部拡大平面図、同図ｂは同図ａのＡ−Ａ線
上断面矢視図、第２図はコンデンサの基体となる
アルミニウムエツチド箔１の一部切欠平面図、第
３図及び第４図はそれぞれ本発明の積層型固体電
解コンデンサの製造過程を示す図、第５図は本発
明の積層型固体電解コンデンサ素子本体を示す
図、第６図及び第７図はそれぞれ本発明の積層型
固体電解コンデンサの他の製造過程を示す図、第
８図はモールド用枠体にコンデンサ素子を取付け
た状態を示す図、第９図は本発明に係る四端子構
造の積層型固体電解コンデンサの外観を示す図、
第１０図は本発明のリード端子型の積層型固体電
解コンデンサを示す図、第１１図は本発明のチツ
プ型固体電解コンデンサを示す図、第１２図は本
発明の積層型固体電解コンデンサ及び従来のアル
ミニウム電解コンデンサのインピーダンスの周波
数特性を示す図である。
図中、１……アルミニウムエツチド箔、２……
突起部、３……絶縁物層、４……酸化アルミニウ
ム（Al2O3）皮膜層、５……ピロールのポリマー
層、６……グラフアイト層、７……銀ペースト
層、８……絶縁物層で区分された一方の部分、９
……コンデンサ素子板、２０……コンデンサ素子
本体、１１……モールド用枠体、１８……銅薄
板。
FIG. 1 is a diagram showing a capacitor element plate constituting a multilayer solid electrolytic capacitor of the present invention, in which FIG. 1a is a partially enlarged plan view, and FIG. , FIG. 2 is a partially cutaway plan view of the aluminum etched foil 1 that serves as the base of the capacitor, FIGS. 3 and 4 are diagrams showing the manufacturing process of the multilayer solid electrolytic capacitor of the present invention, and FIG. FIGS. 6 and 7 are diagrams showing another manufacturing process of the multilayer solid electrolytic capacitor of the present invention, respectively, and FIG. FIG. 9 is a diagram showing the appearance of a multilayer solid electrolytic capacitor with a four-terminal structure according to the present invention;
FIG. 10 is a diagram showing a lead terminal type multilayer solid electrolytic capacitor of the present invention, FIG. 11 is a diagram showing a chip type solid electrolytic capacitor of the present invention, and FIG. 12 is a diagram showing a multilayer solid electrolytic capacitor of the present invention and a conventional multilayer solid electrolytic capacitor. FIG. 3 is a diagram showing the frequency characteristics of impedance of an aluminum electrolytic capacitor of FIG. In the figure, 1... Aluminum etched foil, 2...
Projection, 3... Insulator layer, 4... Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film layer, 5... Pyrrole polymer layer, 6... Graphite layer, 7... Silver paste layer, 8... Insulation One part divided by layers, 9
... Capacitor element plate, 20 ... Capacitor element body, 11 ... Mold frame, 18 ... Copper thin plate.
Claims (1)
分に絶縁物層を形成し、該絶縁物層により区分さ
れた該金属板の一方の部分に誘電体酸化皮膜層、
複素環式化合物のポリマー層、導電体層を順次形
成し、該金属板を絶縁物層により区分された一方
の部分及び他方の部分をそれぞれ互いに対応させ
ると共に該一方の部分と一方の部分の間に導電体
板を介在させて積層して一体化し、前記絶縁物層
により区分された他方の部分を互いに接合させる
と共に導電体板も互いに接合させ、該両接合部に
それぞれ端子を取り付けたコンデンサ素子を具備
することを特徴とする積層型固体電解コンデン
サ。 ２ 前記誘電体酸化皮膜を形成できる金属板がア
ルミニウム又はタンタル又はチタン或いはニオブ
薄板であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の積層型固体電解コンデンサ。 ３ 前記複素環式化合物がピロール又はフラン或
いはチオフエンであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の積層型固体電解コンデンサ。 ４ 前記導電体層がグラフアイト層及び銀ペース
ト層からなり、該銀ペースト層と銀ペースト層と
の間に前記導電体板を介在させて積層し、加圧硬
化させることにより一体化したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の積層型固体電解コン
デンサ。 ５ 前記絶縁物層により区分された一方の部分と
一方の部分との間に介在する導電体板が銅の薄板
からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の積層型固体電解コンデンサ。 ６ 前記端子の先端を外装体底部まで延伸させて
コンデンサをチツプ型にしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の積層型固体電解コンデ
ンサ。 ７ 前記端子を外装体の外部に延伸させてコンデ
ンサをリード端子型としたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の積層型固体電解コンデン
サ。 ８ 前記端子を外装体の両側より外部に延伸させ
てコンデンサを四端子型としたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の積層型固体電解コン
デンサ。 ９ 少なくとも一側部に複数の所定形状の突起部
を所定の間隔をおいて形成した形状の誘電体酸化
皮膜を形成できる金属板の該突起部の所定部分に
絶縁物層を形成する手段と、該絶縁物層で区分さ
れる一方の部分に誘電体酸化皮膜層、複素環式化
合物のポリマー層及び導電体層を順次形成する手
段と、該金属板をその突起部をそれぞれ対応させ
ると共に前記絶縁物層で区分された一方の部分の
導電体層と導電体層との間に導電体板を介在させ
て複数板積層する手段と、該積層体の突起部部分
を加圧一体化する手段と、該一体化された積層体
の前記導電体板部分及び金属板部分を接合する手
段と、該積層体を所定部で切断し個々の素子積層
体とする手段と、該素子積層体の前記導電体板部
分及び金属板部分に端子を取り付ける手段とを少
なくとも具備してコンデンサ素子を製造すること
を特徴とする積層型固体電解コンデンサの製造方
法。 １０ 前記誘電体酸化皮膜を形成できる金属板が
帯状であり、その一側又は両側に前記突起部を形
成した形状であることを特徴とする特許請求の範
囲第９項記載の積層型固体電解コンデンサの製造
方法。 １１ 前記複素環式化合物のポリマー層を形成す
る手段がピロールとボロジサリチル基とを含む電
解液中において電解酸化重合によりポリピロール
層を形成する手段であることを特徴とする特許請
求の範囲第９項記載の積層型固体電解コンデンサ
の製造方法。 １２ 前記導電体層形成手段がグラフアイト溶液
中に浸漬した後硬化させてグラフアイト層を形成
する手段と銀ペースト溶液中に浸漬した後硬化さ
せて銀ペースト層を形成する手段とからなること
特徴とする特許請求の範囲第９項記載の積層型固
体電解コンデンサの製造方法。 １３ 前記導電体層形成手段がグラフアイト層及
び銀ペースト層を順次形成する手段からなり、前
記積層体の突起部部分を加圧一体化する手段が高
温下で加圧し、銀ペースト層を硬化させ該銀ペー
スト層と導電体板を接合一体化する手段であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第９項又は第１２
項記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。[Scope of Claims] 1. An insulating layer is formed on a predetermined portion of a metal plate on which a dielectric oxide film can be formed, and a dielectric oxide film layer is formed on one portion of the metal plate separated by the insulating layer.
A polymer layer of a heterocyclic compound and a conductor layer are sequentially formed, and one part and the other part of the metal plate separated by the insulating layer are made to correspond to each other, and between the one part and the other part. A capacitor element which is laminated and integrated with a conductor plate interposed between the two, the other portion separated by the insulating layer is joined to each other, and the conductor plates are also joined to each other, and a terminal is attached to each of the joint parts. A multilayer solid electrolytic capacitor characterized by comprising: 2. Claim 1, wherein the metal plate on which the dielectric oxide film can be formed is an aluminum, tantalum, titanium, or niobium thin plate.
The multilayer solid electrolytic capacitor described in . 3. The multilayer solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the heterocyclic compound is pyrrole, furan, or thiophene. 4. The conductor layer is composed of a graphite layer and a silver paste layer, and the conductor plate is interposed between the silver paste layer and the silver paste layer, and the conductor plate is laminated, and the conductor layer is integrated by curing under pressure. A multilayer solid electrolytic capacitor according to claim 1, characterized in that: 5. The multilayer solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the conductor plate interposed between one part and the other part separated by the insulating layer is made of a thin copper plate. . 6. The multilayer solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the tip of the terminal extends to the bottom of the casing to make the capacitor chip-shaped. 7. The multilayer solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the terminal is extended to the outside of the exterior body so that the capacitor is of a lead terminal type. 8. The multilayer solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the terminals are extended to the outside from both sides of the exterior body to make the capacitor a four-terminal type. 9. Means for forming an insulating layer on a predetermined portion of the protrusion of a metal plate capable of forming a dielectric oxide film having a plurality of protrusions of a predetermined shape formed at predetermined intervals on at least one side; means for sequentially forming a dielectric oxide film layer, a polymer layer of a heterocyclic compound, and a conductive layer on one portion divided by the insulating layer; means for laminating a plurality of conductor plates by interposing a conductor plate between the conductor layers of one portion divided by the material layer; and means for pressurizing and integrating the protruding portions of the laminated body. , means for joining the conductor plate portion and metal plate portion of the integrated laminate, means for cutting the laminate at predetermined portions to form individual element laminates, and the conductive member of the element laminate. 1. A method for manufacturing a multilayer solid electrolytic capacitor, comprising manufacturing a capacitor element including at least means for attaching terminals to a body plate portion and a metal plate portion. 10. The multilayer solid electrolytic capacitor according to claim 9, characterized in that the metal plate on which the dielectric oxide film can be formed is strip-shaped, and the protrusion is formed on one or both sides of the metal plate. manufacturing method. 11. Claim 9, characterized in that the means for forming the polymer layer of the heterocyclic compound is means for forming a polypyrrole layer by electrolytic oxidative polymerization in an electrolytic solution containing pyrrole and borodisalicyl groups. A method for manufacturing a multilayer solid electrolytic capacitor. 12. The conductor layer forming means comprises a means for forming a graphite layer by immersing the conductor layer in a graphite solution and then curing it, and a means for forming a silver paste layer by immersing it in a silver paste solution and then curing it. A method for manufacturing a multilayer solid electrolytic capacitor according to claim 9. 13. The conductor layer forming means includes means for sequentially forming a graphite layer and a silver paste layer, and the means for pressurizing and integrating the protruding portions of the laminate includes applying pressure at high temperature to harden the silver paste layer. Claim 9 or 12, characterized in that it is a means for joining and integrating the silver paste layer and the conductor plate.
A method for manufacturing a multilayer solid electrolytic capacitor as described in .
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1987
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