JP2001035752A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 体積効率を向上でき、外形寸法に比べて静電
容量を大きくでき、小形化の可能な固体電解コンデンサ
を提供すること。 【解決手段】 陽極用リード線２を引き出し、外周に陰
極層８を形成したコンデンサ素子９を樹脂外装１９で被
覆した固体電解コンデンサ２０において、表面１１から
側端面１２を介して裏面１３に渡り導電膜からなる陰極
端子１４及び陽極端子１５を形成した絶縁基板１０をそ
の裏面１３と側端面１２とを樹脂外装１９から露出して
配置するとともに、陰極層８を陰極端子１４に接続し、
かつ陽極用リード線２を陽極端子１５に接続することを
特徴とする固体電解コンデンサ２０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は固体電解コンデンサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】タンタル固体電解コンデンサ等の固体電
解コンデンサは例えば次の通りの構造になっている。す
なわち、図３に示す通り、予じめタンタル等の弁作用金
属からなる陽極用リード線３０の一端を埋め込んで、タ
ンタルやアルミニウム等の弁作用金属の微粉末にバイン
ダーを混合した粉末をプレス加圧成型し、次いで真空中
において焼結して形成した焼結体を用いる。そしてこの
焼結体に陽極酸化皮膜と、二酸化マンガン層等の固体電
解質層又はポリアニリン等の導電性高分子層と、カーボ
ン層や銀層等からなる陰極層とを順次設けたコンデンサ
素子３１を用いる。また陽極用リード線３０に陽極端子
３２を溶接等により接続するとともに、コンデンサ素子
３１の最外層の陰極層に導電性接着剤３３等により陰極
端子３４を接続する。そしてコンデンサ素子３１と、陽
極用リード線３０との接続箇所を含む陽極端子３２の一
部と、陰極端子３４の一部とを絶縁樹脂等からなる外装
３５により被覆する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示す従
来の固体電解コンデンサ３６は、陽極用リード線３０と
陽極端子３２との接続箇所を保護するためにこの接続箇
所を外装３５で被覆している。このため、固体電解コン
デンサ３６の外形寸法に制約がある場合には、接続箇所
を外装３５内に確保するためにコンデンサ素子３１の本
体の寸法をその分だけ小さくしなければならない。従っ
て、外装にしめるコンデンサ素子の体積の割合（以下、
体積効率という）が低く、外形寸法に比べて静電容量を
大きくし難い欠点がある。

【０００４】本発明は、以上の欠点を改良し、体積効率
を向上でき、外形寸法に比べて静電容量を大きくでき、
小形化の可能な固体電解コンデンサを提供することを課
題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、陽極用リード線を引き出し、外周に陰
極層を形成したコンデンサ素子を樹脂外装で被覆した固
体電解コンデンサにおいて、表面から側端面を介して裏
面に渡り導電膜からなる陰極端子及び陽極端子を形成し
た絶縁基板をその裏面と側端面とを前記樹脂外装から露
出して配置するとともに前記陰極層を前記陰極端子に接
続し、かつ前記陽極用リード線を前記陽極端子に接続す
るものである。

【０００６】すなわち、本発明によれば、絶縁基板に導
電膜からなる陰極端子及び陽極端子を用い、コンデンサ
素子の外周に形成した陰極層を陰極端子に接続するとと
もに、コンデンサ素子から引き出した陽極用リード線を
陽極端子に接続している。従って、従来のフレーム状等
の陰極端子や陽極端子を用いて、コンデンサ素子の長さ
方向に引き出す構造にする必要がない。このため、コン
デンサの長さを短くできる。そして絶縁基板は、樹脂外
装と同様に絶縁性を有しているため、樹脂外装と同様に
外装としての機能も有している。従って、絶縁基板の厚
さ分だけ樹脂外装の厚さを薄くでき、コンデンサの厚さ
が絶縁基板の厚さ分だけ厚くなるということがない。そ
れ故、コンデンサ全体として体積効率を高くできる。す
なわち、外形寸法が同一であれば、コンデンサ素子の形
状を大きくすることにより容量を増加できる。またコン
デンサ素子の形状を一定にすれば外形寸法を小さくで
き、全体的に小形化できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１において、１は焼結体であ
り、タンタルやアルミニウム，ニオブ，チタン，ジルコ
ニウム，ハフニウム等の弁作用金属の微粉末を、タンタ
ル等の弁作用金属からなる陽極用リード線２を引き出し
た状態にして、圧縮成形したものを真空中において高温
で加熱し、焼結したものである。３は陽極用リード線２
の根本に配置したテフロンやシリコーンゴム，シリコー
ン樹脂からなる円板状の絶縁板である。また、焼結体１
には、陽極酸化処理することによってその表面に厚さ２
００〜６０００Å程度の陽極酸化皮膜４が形成されてい
る。５は、この陽極酸化皮膜４の表面に積層された、二
酸化マンガン等からなる固体電解質層又はポリアニリン
やポリピロール等からなる導電性高分子層である。６
は、この固体電解質層５（又は導電性高分子層）の表面
に積層されたグラファイト層である。７は、グラファイ
ト層６の表面に積層された銀層である。そしてこの銀層
７とグラファイト層６とを合わせて陰極層８を形成して
いる。また、焼結体１に陰極層８までを形成したものを
コンデンサ素子９としている。

【０００８】１０は、厚さ０．１〜０．３mm程度の絶縁
基板であり、耐熱性を有し特に、フェノール樹脂やエポ
キシ樹脂，不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂，
セラミック等の材質からなる。そしてこの絶縁基板１０
の両端部には表面１１から側端面１２を介して裏面１３
に渡り導電膜からなる陰極端子１４及び陽極端子１５を
設けている。

【０００９】そして陰極端子１４には導電性接着剤１６
を介してコンデンサ素子９の陰極層８を接続している。
また、陽極端子１５には導電性接着剤１７を介してコン
デンサ素子９の陽極用リード線２を接続している。

【００１０】なお、図２に示す通り、導電性接着剤１４
の代りにヒューズ１８を用いて陽極用リード線２と陽極
端子１５とを接続してもよい。

【００１１】そして１９は、樹脂外装であり、コンデン
サ素子９全体と、絶縁基板１０の表面１１とを被覆して
いる。すなわち、絶縁基板１０の裏面１３及び端面１２
は樹脂外装１６により被覆されてなく、露出している。
従って、図１の固体電解コンデンサ２０をプリント配線
板などに半田付け等する際に、陰極端子１４及び陽極端
子１５には、絶縁基板１０の裏面１３側に形成された部
分だけにではなく、側端面１２側に形成された部分にも
半田が付着しうる。このため、陰極端子１４や陽極端子
１５に付着する半田量を裏面１３側に形成された部分だ
けに付着する場合に比較して多くできるとともに、半田
が付着していることを容易に確認でき、接続の信頼性が
向上する。

【００１２】次に、上記の実施の形態の固体電解コンデ
ンサ２０の製造方法について説明する。先ず、タンタル
等の弁作用金属の微粉末にカンファやアクリル系樹脂等
を有機溶剤で溶かしたバインダーを添加し、混合する。
混合した後、加熱し、有機溶剤を揮発して除去する。次
に、この弁作用金属の微粉末を、陽極用リード線２を引
き出した状態にして角形や円筒形等の形状にプレス等で
圧縮成形する。圧縮成形後、１０^−４〜１０^{− ５}Ｔｏｒ
ｒ程度の真空中等の雰囲気中において、１６００〜２２
００℃程度の高温度で、１５〜６０分間程度加熱して焼
結し、焼結体１を形成する。この焼結時に粉末中の不純
物も蒸発させる。

【００１３】焼結後、陽極用リード線２の根本にテフロ
ン等からなる円板状の絶縁板３を配置する。そして陽極
用リード線２の先端をアルミニウムやステンレス等の金
属板に溶接する金属板には作業の効率化のため焼結体を
複数個取り付ける。そしてこの状態で焼結体１を硝酸や
リン酸等の化成液中に目視等により所定のレベルまで浸
漬するとともに、これに定格電圧に応じた直流電圧を印
加し化成処理する。この化成処理により約１６Å／Ｖ程
度の割合で陽極酸化皮膜４を形成する。

【００１４】陽極酸化皮膜４を形成後、この表面に固体
電解質層５（又は導電性高分子層）を形成する。固体電
解質層５を形成するには、陽極酸化皮膜４を形成後の焼
結体１を例えば硝酸マンガン溶液中に浸漬し、これに液
を含浸する。その後、焼結体１を取り出して、２００〜
３００℃の温度で加熱して熱分解し、さらに再化成処理
する。そしてこの含浸から再化成処理までの工程を、硝
酸マンガン溶液の濃度を薄いものから濃いものに変えな
がら数回〜数十回繰り返して行ない、所定の厚さの二酸
化マンガン層を形成する。また導電性高分子層は、電解
酸化重合法や化学酸化重合法により導電性のポリアニリ
ンやポリピロール等の導電性の高分子を陽極酸化皮膜４
の表面に付着して形成する。

【００１５】固体電解質層５（又は導電性高分子層）を
形成後、その表面にグラファイト溶液を塗布してグラフ
ァイト層６を形成する。グラファイト層６を形成後、こ
の表面に銀ペーストを塗布して銀層７を形成し、グラフ
ァイト層６と合わせて陰極層８とする。

【００１６】また絶縁基板１０を四角形状に成形し、長
手方向の両端部にその表面１１から側端面１２そして裏
面１３に沿って導電ペーストを塗布したり、無電解めっ
き処理等をして導電膜を形成し、各々陰極端子１４及び
陽極端子１５とする。

【００１７】そしてコンデンサ素子９の銀層７を導電性
接着剤１６を用いて絶縁基板１０に設けた陰極端子１４
に接続するとともに、コンデンサ素子９から引き出した
陽極用リード線２を導電性接着剤１７を用いて陽極端子
１５に接続し、コンデンサ素子９と絶縁基板１０とを一
体化する。

【００１８】コンデンサ素子９を絶縁基板１０に取り付
けた後、樹脂モールド法や樹脂ディップ法等により樹脂
外装１９を形成する。

【００１９】樹脂外装１９を形成後、高温度（例えば８
５℃以上）の雰囲気中において定格電圧の１．５〜２．
０倍の電圧を印加してエージング処理する。なお、エー
ジング処理時の温度は８５〜１２５℃が好ましく、特に
８５〜１０５℃の範囲が好ましい。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例について、従来例とと
もに、体積効率及び静電容量を測定し、表１に示した。 実施例１〜実施例５：図１に示す通りの構造とし、表１
に示す通りの外形寸法としたもので、定格電圧を１０Ｖ
としたものである。

【００２１】実施例６〜実施例８：図２に示す通りの構
造とし、表１に示す通りの外形寸法としたもので、定格
電圧を１０Ｖとしたものである。

【００２２】従来例１〜従来例５：図３に示す通りの構
造とし、表１に示す通りの外形寸法としたもので、定格
電圧を１０Ｖとしたものである。

【００２３】従来例６〜従来例８：図３において、コン
デンサ素子３１の陰極層と陰極端子３４とをヒューズに
より接続し、表１に示す通りの外形寸法とする以外は、
従来例１〜従来例５と同一の条件である。

【００２４】

【表１】

【００２５】この表１から明らかな通り、実施例１〜実
施例８と従来例１〜従来例８とについて同一の構造及び
同一の外形寸法どうしで比較すると、体積効率及び静電
容量とも前者の方が後者よりもより大きくなっている。
すなわち、実施例１と従来例１とを比較すると、前者の
方が後者に対して、体積効率及び静電容量とも約１．５
倍大きくなっている。また、実施例２と従来例２との場
合には、前者の方が後者に対して、体積効率が約２．１
倍そして静電容量が１．５倍各々大きくなっている。実
施例３と従来例３との場合には、前者の方が後者に対し
て、体積効率が約２．４倍そして静電容量が約２．１倍
各々大きくなっている。実施例４と従来例４との場合に
は、前者の方が後者に対して、体積効率が約２．６倍そ
して静電容量が約２．２倍各々大きくなっている。実施
例５と従来例５との場合には、前者の方が後者に対し
て、体積効率が約２．６倍そして静電容量が２．２倍各
々大きくなっている。実施例６と従来例６との場合に
は、前者の方が後者に対して、体積効率が４倍そして静
電容量が約３．３倍各々大きくなっている。実施例７と
従来例７との場合には、前者の方が後者に対して、体積
効率が約４．４倍そして静電容量が約４．５倍各々大き
くなっている。そして実施例８と従来例８との場合に
は、前者の方が後者に対して、体積効率及び静電容量と
も約３．２倍の大きさになっている。

【００２６】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、陽極用リ
ード線を引き出し、外周に陰極層を形成したコンデンサ
素子を樹脂外装で被覆した固体電解コンデンサにおい
て、表面から側端面を介して裏面に渡り導電膜からなる
陰極端子及び陽極端子を形成した絶縁基板をその裏面と
側端面とを樹脂外装から露出して配置するとともに、陰
極層を陰極端子に接続し、かつ陽極用リード線を陽極端
子に接続しているため、体積効率が大きく、静電容量も
増加し易く、小形化の可能な固体電解コンデンサが得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の断面図を示す。

【図２】本発明の他の実施の形態の断面図を示す。

【図３】従来の固体電解コンデンサの断面図を示す。

【符号の説明】

２…陽極用リード線、 ８…陰極層、 ９…コンデンサ素
子、 １０…絶縁基板、１１…表面、 １２…側端面、
１３…裏面、 １４…陰極端子、１５…陽極端子、 １９
…樹脂外装、 ２０…固体電解コンデンサ。 整理番号 Ｐ２５１５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極用リード線を引き出し、外周に陰極
   層を形成したコンデンサ素子を樹脂外装で被覆した固体
   電解コンデンサにおいて、表面から側端面を介して裏面
   に渡り導電膜からなる陰極端子及び陽極端子を形成した
   絶縁基板をその裏面と側端面とを前記樹脂外装から露出
   して配置するとともに、前記陰極層を前記陰極端子に接
   続し、かつ前記陽極用リード線を前記陽極端子に接続す
   ることを特徴とする固体電解コンデンサ。