JPH05121279A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】微細なチップ形の固体電解コンデンサにおい
て、陽極体内部の密封性を向上させる。 【構成】 酸化皮膜層、電解質層３および導電層４が一
方の表面に順次生成された平板状の陽極体１と、平板状
の陰極体５とを、陽極体１の導電層４を介して接合した
固体電解コンデンサにおいて、前記陽極体１がアルミニ
ウム層１０とアルミニウム合金層１１とを備えたクラッ
ド材からなり、少なくとも酸化皮膜層が形成される表面
にアルミニウム層１０を配置することにより、陽極体１
の加工性が向上し、陽極体１表面の歪みを抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、固体電解コンデンサ
及びその製造方法に関し、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。

【０００２】

【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、低背化の要請が高まっている。

【０００３】また、近年テトラシアノキノジメタン（Ｔ
ＣＮＱ）、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が高く、特にポリピロールは
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。

【０００４】

【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。ところが、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。

【０００５】一方、このポリピロールは、水分によりそ
の電気的特性が変動し易くなる傾向がある。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。

【０００６】このような課題は、コンデンサ本体の外表
面を、ディプ、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できる。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、低背化が阻
害されることになり、セラミックコンデンサと同等の１
ｍｍないし４ｍｍ程度の高さ寸法とすることは困難とな
る。また外装樹脂層と端子との接合面に微細な隙間が生
じることもあり、樹脂成形によっても必ずしも高い密封
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。

【０００７】そこで、陽極体の表面に酸化皮膜層、電解
質層及び導電層を順次生成し、この陽極体を平板状の陰
極体の表面もしくは両面に配置する構造が考えられる。
この構造によれば、陽極体の表面に形成された電解質層
は陽極体自体および陰極体によって覆われ、陽極体が内
部の密封性を保持する外装をなし、更にチップ型の電子
部品としての機械的強度を堅持することができる。

【０００８】しかしながら、この構造による固体電解コ
ンデンサでは、アルミニウムからなる基体を微細に加工
して陽極体を形成するものの、不純物による固体電解質
への影響を排除する必要性から純度の高いアルミニウム
を陽極体として用いている。そのため、一般に他の金属
と比較して柔らかい高純度のアルミニウムからなる基体
から切削、打抜き等の手段で陽極体を形成する場合、ア
ルミニウムの高い展延性によって陽極体の表面に歪みが
生じてしまうことがあった。そのため、このような陽極
体を陰極体の片面もしくは両面に配置して外装構造を形
成しても、陽極体と陰極体もしくは陽極体同士の接合面
に隙間が生じ、内部の密封性を保持することが困難にな
る。

【０００９】このような陽極体表面の歪みは、陽極体に
溶接する陽極端子の接続強度にも影響し、接続不良、陽
極体からの離脱等を招くことになる。また、陽極体の歪
みにより電解質層が破損し、所望の電気的特性が得られ
なくなることがあった。

【００１０】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、陽極体内部の密封性を向上さ
せ、信頼性の高い薄形の固体電解コンデンサを提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、酸化皮膜
層、電解質層および導電層が一方の表面に順次生成され
た平板状の陽極体と、平板状の陰極体とを、陽極体の導
電層を介して接合した固体電解コンデンサにおいて、前
記陽極体がアルミニウム層とアルミニウム合金層とを備
えたクラッド材からなり、少なくとも酸化皮膜層が形成
される表面にアルミニウム層を配置したことを特徴とし
ている。

【００１２】

【作用】図面に示したように、陽極体１の表面は、平板
状の陰極体５及び別途用意された陽極体１ｂによって覆
われる。そのため陽極体１の内部は、陰極体５もしくは
陽極体１自体によって外気から遮断されることになる。

【００１３】また電解質層３は、導電層４を介して、陰
極体５の表面に接続している。そのため、ワイヤーボン
ディング、半田付け等の手段で導電層４にリード線を接
続する場合と比較して、電解質層３に与える機械的スト
レスが軽減される。また、リード線等の折り曲げによる
ストレスが一部に集中することもなく、電解質層３の破
損を最小限に抑制できる。

【００１４】そして、この発明による固体電解コンデン
サに用いる陽極体１は、アルミニウム層１０とアルミニ
ウム合金層１１とを接合したクラッド材、例えば、アル
ミニウム合金層１１としてアルミニウム−銅合金、アル
ミニウム−マンガン合金、アルミニウム−マグネシウム
合金、アルミニウム−シリコン合金等、またアルミニウ
ム層１０として９９．００％〜９９．９９％の高純度ア
ルミニウムを用いている。そのため、電解質層３が形成
される表面では高純度のアルミニウム層１０により電解
質層３への不純物の影響を排除すると同時に、陽極体１
の機械的強度はアルミニウム合金層１１によって向上す
ることになる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがい説
明する。図１は、この発明の実施例による固体電解コン
デンサを示す斜視図、図２は実施例による固体電解コン
デンサの製造工程を示す斜視図である。また図３は実施
例による固体電解コンデンサを示した分解斜視図、図４
は実施例による固体電解コンデンサの概念構造を示す断
面図である。

【００１６】陽極体１は、図３に示したように、所望の
箇所に凹部８を備えており、その内表面には、粗面化処
理及び化成処理によって酸化皮膜層が形成されている。
またこの凹部８は陽極体１の一つの端面において開口部
を有しており、この開口部に陽極体１と陰極端子６との
短絡を防ぐレジスト層７が形成されている。

【００１７】またこの陽極体１は、弁作用金属であるア
ルミニウム層１０とアルミニウム合金層１１とを接合し
たクラッド材からなる。アルミニウム合金層１１として
は、例えばアルミニウム−銅合金、アルミニウム−マン
ガン合金、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニ
ウム−シリコン合金等、またアルミニウム層１０として
は９９．００％〜９９．９９％の高純度アルミニウムを
用いるが、この実施例では厚さ３００μｍのアルミニウ
ム層１０と、厚さ７００μｍのアルミニウム−銅合金か
らなるアルミニウム合金層１１とを接合したクラッド材
を使用している。

【００１８】この陽極体１の製造工程を説明すると、図
２（Ａ）に示したように、アルミニウム層１０とアルミ
ニウム合金層１１とを接合したクラッド材からなる基体
２０の所望箇所に複数の凹部８をプレス、切削、エッチ
ング等の手段で形成する。次いで、凹部８の一部に合成
樹脂からなるレジスト層７をスクリーン印刷等の手段で
塗布し（図２（Ｂ））、粗面化処理及び化成処理によっ
て凹部８の内表面に酸化皮膜層を形成する。この酸化皮
膜層はアルミニウム層１０の表層面が酸化した酸化アル
ミニウムからなり誘電体となる。更に、この酸化皮膜上
に、ポリピロールからなる電解質層３を生成する（図２
（Ｃ））。電解質層３であるポリピロール層は、基体２
０を酸化剤を含有するピロール溶液中に浸漬し、表面に
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いる。次いで、電解質層３の表面に
導電層４をスクリーン印刷するとともに、基体２０を所
望の箇所、例えばＸ線及びＹ線で切断して図３に示した
ような陽極体１（陽極体１ｂ）を得る。

【００１９】このようにして製造された陽極体１は、そ
の表面、特に凹部８において、図４にも示したように電
解質層３及び導電層４が順次生成された積層構造とな
る。導電層４は、カーボンペースト及び銀ペーストおよ
び導電性の接着剤等からなる多層構造、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。

【００２０】陰極体５は、平板状のアルミニウムもしく
はその合金からなり、その端部には半田付け可能な金属
層、例えば銅等からなる陰極端子６を一体に形成してい
る。そして、図３に示したように、この陰極体５の両面
に複数の陽極体１（陽極体１ａ及び１ｂ）が配置され
る。陽極体１ａ及び１ｂと陰極体５との接合は、陽極体
１ａ及び１ｂの導電層４と陰極体５とが接するよう、陰
極体５を陽極体１ａ及び１ｂの凹部８に収納している。
なお陽極体１ａ及び１ｂを陰極体５の両面に配置する際
には、陽極体１ａ及び１ｂと陰極体５との間隙に導電性
の接着剤を追加して塗布してもよい。

【００２１】陽極体１ａ及び１ｂの端面には、陽極端子
２をレーザ溶接もしくは超音波溶接している。この実施
例において陽極端子２は、プリント基板の配線パターン
に臨む先端部分に半田付け可能な金属、例えば銅等を配
置し、その反対面にアルミニウムを配置して接合したク
ラッド材を用いた。

【００２２】以上のようにこの実施例による固体電解コ
ンデンサでは、陽極体１ａ及び１ｂがアルミニウム層１
０及びアルミニウム合金層１１を接合したクラッド材か
らなるため、電解質層３が形成される表面には高純度の
アルミニウム層１０を配置して、不純物による影響を排
除するとともに、外表に臨むアルミニウム合金層１１に
より陽極体１自体の機械的強度を向上させている。その
ため、図２（Ｃ）に示したような切断工程においても、
陽極体１の表面に歪み等が生じにくくなり、陰極体５の
両面に配置した陽極体１ａと陽極体１ｂとの接合面が密
着し、内部の密封性を向上させることができる。

【００２３】

【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が一方の表面に順次生成された平
板状の陽極体と、平板状の陰極体とを、陽極体の導電層
を介して接合した固体電解コンデンサにおいて、前記陽
極体がアルミニウム層とアルミニウム合金層とを備えた
クラッド材からなり、少なくとも酸化皮膜層が形成され
る表面にアルミニウム層を配置したことを特徴としてい
るので、硬度の高いアルミニウム合金層により強固な陽
極体を形成することができる。そのため、製造工程での
機械的ストレスによる陽極体の表面の歪みを抑制するこ
とができ、陰極体の両面に陽極体を配置してもその接合
面における隙間が少なくなる。したがって、内部の密封
性が向上し、電解質層の水分等による変質が抑制される
ので、電気的特性を長期にわたり維持することができ
る。

【００２４】また、陽極体表面の歪みが少なくなること
により、この陽極体の端面に溶接する陽極端子との接合
状態も向上し、陽極端子が陽極体から離脱することを防
止できる。更に、陽極体となる基体を加工する工程にお
いても、アルミニウム合金層により全体としての展延性
は低下するため作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例による固体電解コンデンサを
示す斜視図

【図２】実施例による固体電解コンデンサの製造工程を
示す斜視図

【図３】実施例による固体電解コンデンサを示した分解
斜視図

【図４】実施例による固体電解コンデンサの概念構造を
示す断面図

【符号の説明】

１ 陽極体 ２ 陽極端子 ３ 電解質層 ４ 導電層 ５ 陰極体 ６ 陰極端子 ７ レジスト層 ８ 凹部 １０ アルミニウム層 １１ アルミニウム合金層 ２０ 基体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化皮膜層、電解質層および導電層が一
   方の表面に順次生成された平板状の陽極体と、平板状の
   陰極体とを、陽極体の導電層を介して接合した固体電解
   コンデンサにおいて、前記陽極体がアルミニウム層とア
   ルミニウム合金層とを備えたクラッド材からなり、少な
   くとも酸化皮膜層が形成される表面にアルミニウム層を
   配置したことを特徴とする固体電解コンデンサ。