JP2007294495A - 積層型固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陽極部7を有するアルミニウム箔1と、該アルミニウム箔1の表面に誘電体酸化皮膜2と陰極層3を順次形成した陰極部8とを有するコンデンサ素子6を複数備えると共に、これらコンデンサ素子6が積層状態で配置され、且つ、隣接するコンデンサ素子6における陽極部7同士が溶接されると共に、隣接する陰極部8同士が導電性ペースト層18によって電気的に接続される陰極構造を備えた積層型固体電解コンデンサにおいて、陰極部8と陽極部7との境界及びその近傍には、絶縁性の樹脂層16が配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
また、絶縁性樹脂層を形成するだけであるので、積層型固体電解コンデンサが大型化するという問題はなく、且つ、製造コストの高騰を招くこともない。
樹脂層がコンデンサ素子の片面に形成されている場合よりも、両面に形成されている場合の方が、抵抗溶接の際に、陽極部と陰極部との境界或いはその近傍に加わる応力を上下両面の樹脂層で抑制するので、応力抑制効果が大きい。この結果、陽極部と陰極部との境界或いはその近傍における陽極部で亀裂が生じることに起因するコンデンサの漏れ電流の増大による不良を抑制することが可能となる。
このように規制するのは、以下に示す理由による。即ち、陽極端子が溶接固定されたコンデンサ素子では、陰極部から延びる陽極部の傾斜角が0°或いは極めて小さいので、陰極部と陽極部との境界或いはその近傍における曲げ応力は小さい。これに対して、陽極端子から2つ目以降のコンデンサ素子では、当該コンデンサ素子より陽極端子側に存在するコンデンサ素子の陽極部の厚みと陰極部の厚みとの差異が加算された分だけ、陰極部から延びる陽極部の傾斜角が大きくなるため、陰極部と陽極部との境界或いはその近傍における曲げ応力が大きくなるからである。
このように規制するのは、以下に示す理由による。即ち、樹脂層の厚みが導電性ペースト層の厚みよりも大きくなるような構造であれば、抵抗溶接の際に、陽極部と陰極部との境界における折れ曲がり角度が大きくなるので、当該境界或いはその近傍に加わる応力が大きくなり、この結果、漏れ電流不良が増えるからである。
上記コンデンサ素子の陽極部に陽極端子を溶接固定するステップと、
を有することを特徴とする。
上記方法によれば、請求項1記載の積層型固体電解コンデンサを容易に作製することができる。
上記方法によれば、請求項2記載の積層型固体電解コンデンサを容易に作製することができる。
上記方法によれば、請求項3記載の積層型固体電解コンデンサを容易に作製することができる。
上記方法によれば、請求項4記載の積層型固体電解コンデンサを容易に作製することができる。
図1は本発明に係る積層型固体電解コンデンサの縦断面図、図2は本発明に用いるコンデンサ素子の平面図、図3は本発明に用いるコンデンサ素子の断面図である。
先ず、コンデンサ素子6の製造方法を示すが、該方法は従来と同じである。
具体的には、アルミニウム箔1を所定濃度のリン酸等の水溶液中で所定電圧にて化成処理し、金屑酸化物からなる誘電体酸化皮膜2を形成させた後、3,4−エチレンジオキシチオフェン、P−トルエンスルホン酸第二鉄、及び1−ブタノールからなる混合液に前記アルミニウム箔を所定の位置まで浸漬させ、誘電体酸化皮膜2上に導電性高分子ポリマーである3,4−エチレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層3を化学酸化重合にて形成した。次に、固体電解質層形成終了後のアルミニウム箔1を、水溶液や有機溶媒にカーボン粉末を拡散させた溶液中に浸漬させ、所定の温度と時間にて乾燥させるという工程を数回繰り返し、カーボン層4を形成させた。最後に、このカーボン層4の表面に銀ペイント層5を形成することによりコンデンサ素子6を作製した。
・予備加熱条件
加熱温度:60℃
加熱時間:30分
・本加熱条件
加熱温度:160℃
加熱時間:120分
実施例の積層型固体電解コンデンサとしては、上記発明を実施するための最良の形態で説明した積層型固体電解コンデンサと同様にして作製したものを用いた。
このようにして作製した積層型固体電解コンデンサを、以下、本発明コンデンサA1と称する。
図4及び図5に示すように、コンデンサ素子6において、上下両面における陰極部8と陽極部7との境界15及びその近傍に、絶縁性樹脂層を形成したことの他は、本発明コンデンサA1と同様にして積層型固体電解コンデンサを作製した。
このようにして作製した積層型固体電解コンデンサを、以下、本発明コンデンサA2と称する。
このようにして作製した積層型固体電解コンデンサを、以下、本発明コンデンサA3と称する。
絶縁性樹脂層を設けない他は、本発明コンデンサA1と同様にして積層型固体電解コンデンサを作製した。
このようにして作製した積層型固体電解コンデンサを、以下、比較コンデンサZと称する。
本発明コンデンサA1、A2及び比較コンデンサZをそれぞれ100個作製し、これら積層型固体電解コンデンサの漏れ電流修復処理(エージング)前における漏れ電流不良率、漏れ電流値(平均)、ショート不良率を調べたので、その結果を表1に示す。
(1)表1より明らかなように、比較コンデンサX1に対して本発明コンデンサA1、A2、A3ではショート不良が抑制され、漏れ電流不良が大幅に低減したことが認められる。
このような結果が得られたのは、以下の理由による。即ち、比較コンデンサZでは、抵抗溶接の際に、陽極部7と陰極部8との境界15或いはその近傍に引っ張り応力と曲げ応力とが加わって当該部分に応力が集中するため、陽極部7と陰極部8との境界15或いはその近傍における陽極部7で亀裂が生じ、この結果、コンデンサの漏れ電流の増大や、ショートによる不良の原因となる。これに対して、本発明コンデンサA1〜A3では、陰極部8と陽極部7との境界15及びその近傍に絶縁性樹脂層16が配置されているので、抵抗溶接の際に、陽極部7と陰極部8との境界15或いはその近傍に曲げ応力が加わるのが抑制され、当該部分に加わる応力が小さくなる。この結果、陽極部7と陰極部8との境界15或いはその近傍における陽極部7で亀裂が生じることに起因するコンデンサの漏れ電流の増大による不良を抑制することが可能となるという理由によるものと考えられる。また、本発明コンデンサA1〜A3では、陰極部8と陽極部7との境界15及びその近傍に絶縁性樹脂層16が配置されているので、陰極部8と陽極部7との境界に左右のバラツキがあったり、積層の際のコンデンサ素子6の実装位置にバラツキがあっても、コンデンサ素子6と実装する電極又は隣接するコンデンサ素子6の対極同士が接触しにくくなる。この結果、陰極部8と陽極部7との境界におけるバラツキや、コンデンサ素子の実装位置におけるバラツキに起因したショートによる不良を抑制することが可能となるという理由によるものと考えられる。
このような結果が得られたのは、以下の理由による。即ち、本発明コンデンサA1では、絶縁性樹脂と導電性ペーストを同時に塗布し、積層後に同時に硬化させたので、絶縁性樹脂層16の厚みが導電性接着層17の厚みと同等かそれよりも小さくなっているものと考えられる。これに対して、本発明コンデンサA3では、積層前に絶縁性樹脂のみを塗布硬化させた後に、導電性ペーストを塗布し、積層後に導電性ペーストを硬化させたので、絶縁性樹脂層16の厚みが導電性接着層17の厚みよりも大きくなっているものと考えられる。この結果、抵抗溶接の際に、陽極部7と陰極部8との境界15における折れ曲がり角度が、本発明コンデンサA1よりも大きくなり、当該境界15或いはその近傍に加わる応力が大きくなり、この結果、漏れ電流不良が増えたものと考えられる。
このような結果が得られたのは、以下の理由による。即ち、コンデンサ素子6の片面に絶縁性樹脂層16を設けるのに比べて両面に設ける方が、抵抗溶接の際に、陽極部7と陰極部8との境界15或いはその近傍に加わる応力を抑制する効果が大きいと考えられるからである。
(1)上記実施例では、全てのコンデンサ素子に絶縁性樹脂層を形成したが、例えば、陽極端子に溶接固定されるコンデンサ素子には絶縁性樹脂層を形成しなくても良い。
2:誘電体酸化皮膜
3:陰極層
3a:固体電解質層
3b:カーボン層
3c:銀ペイント層
6:コンデンサ素子
7:陽極部
8:陰極部
10:積層型固体電解コンデンサ
16:絶縁性樹脂層
17:導電性ペースト
Claims (9)
- 陽極部を有する陽極体と、該陽極体の表面に誘電体酸化皮膜と陰極層を順次形成した陰極部とを有するコンデンサ素子を複数備えると共に、これらコンデンサ素子が積層状態で配置され、且つ、隣接する上記陽極部同士が溶接固定されると共に、隣接する上記陰極部同士が導電性ペースト層によって電気的に接続される陰極構造を備えた積層型固体電解コンデンサにおいて、
上記陰極部と上記陽極部との境界及びその近傍には、絶縁性の樹脂層が配置されていることを特徴とする積層型固体電解コンデンサ。 - 上記樹脂層は、上記コンデンサ素子の両面に形成されている、請求項1記載の積層型固体電解コンデンサ。
- 上記樹脂層は、上記陽極端子から2つ目以降のコンデンサ素子に形成されている、請求項1又は2記載の積層型固体電解コンデンサ。
- 上記樹脂層は、エポキシ樹脂を主体とする熱硬化性樹脂から成る、請求項1〜3記載の積層型固体電解コンデンサ。
- 上記樹脂層の厚みが上記導電性ペースト層の厚みと同等かそれよりも小さくなるような構造である、請求項1〜4記載の積層型固体電解コンデンサ。
- 陽極体の表面に誘電体酸化皮膜と陰極層を順次形成した陰極部と、この陰極部から延出する陽極部とからなるコンデンサ素子を複数作製するステップと、
上記陰極部に熱硬化性の導電性ペーストを塗布すると共に、陰極部と上記陽極部との境界及びその近傍に熱硬化性の樹脂を塗布し、積層後に導電性ペーストと樹脂とを加熱して硬化させるステップと、
上記コンデンサ素子の陽極部に陽極端子を溶接固定するステップと、
を有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。 - 上記陰極部と上記陽極部との境界及びその近傍に熱硬化性の樹脂を塗布するステップにおいて、樹脂を上記コンデンサ素子の両面に塗布する、請求項6記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
- 上記陰極部と上記陽極部との境界及びその近傍に熱硬化性の樹脂を塗布するステップにおいて、樹脂を上記陽極端子から2つ目以降のコンデンサ素子に塗布する、請求項6又は7記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
- 上記樹脂としてエポキシ樹脂を主体とする樹脂を用いる、請求項6〜8記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
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