JP2776330B2 - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサ及びその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/15—Solid electrolytic capacitors
-
- H—ELECTRICITY
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- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/02—Diaphragms; Separators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本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、固体電解質として導電
性高分子化合物を用いる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。
及びその製造方法に関し、特に、固体電解質として導電
性高分子化合物を用いる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。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子回路の高周波化に対応して、
導電性高分子化合物を固体電解質として用いる固体電解
コンデンサが提案されている。導電性高分子化合物層は
その導電率が１０Ｓ／ｃｍ程度と、これまで固体電解質
として一般的に用いられていた二酸化マンガン層などに
比べて１００倍程度も高いことから、これを固体電解質
として用いると、ＥＳＲ（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｓｅ
ｒｉｅｓ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ：等価直列抵抗）が小
さく高周波領域でのインピーダンスの低い、高周波特性
に優れた固体電解コンデンサが得られるからである。こ
のようなコンデンサは、例えば特公平４ー５６４４５号
公報に開示されている。
導電性高分子化合物を固体電解質として用いる固体電解
コンデンサが提案されている。導電性高分子化合物層は
その導電率が１０Ｓ／ｃｍ程度と、これまで固体電解質
として一般的に用いられていた二酸化マンガン層などに
比べて１００倍程度も高いことから、これを固体電解質
として用いると、ＥＳＲ（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｓｅ
ｒｉｅｓ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ：等価直列抵抗）が小
さく高周波領域でのインピーダンスの低い、高周波特性
に優れた固体電解コンデンサが得られるからである。こ
のようなコンデンサは、例えば特公平４ー５６４４５号
公報に開示されている。
【０００３】図１に、この種のコンデンサの一例として
のタンタル固体電解コンデンサの、素子の断面図を示
す。この図に示すコンデンサ素子は、以下のようにして
製造される。先ず、弁作用金属（タンタル）を拡面化し
て陽極体１を得る。弁作用金属としては、タンタルの他
にも例えばアルミニウムなどが知られている。拡面化に
は、タンタルの粉末を角柱や円柱などの柱体に成形し、
焼結する方法などが用いられる。その場合、タンタル線
２を、予め柱体の軸方向に延びるように植立しておく。
このタンタル線２は、後に陽極リード線として用いるも
のである。
のタンタル固体電解コンデンサの、素子の断面図を示
す。この図に示すコンデンサ素子は、以下のようにして
製造される。先ず、弁作用金属（タンタル）を拡面化し
て陽極体１を得る。弁作用金属としては、タンタルの他
にも例えばアルミニウムなどが知られている。拡面化に
は、タンタルの粉末を角柱や円柱などの柱体に成形し、
焼結する方法などが用いられる。その場合、タンタル線
２を、予め柱体の軸方向に延びるように植立しておく。
このタンタル線２は、後に陽極リード線として用いるも
のである。
【０００４】次いで、陽極体を陽極酸化し、誘電体層と
しての酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）皮膜３を形成する。
更に、酸化タンタル皮膜３上に、固体電解質層としての
ポリピロール層（導電性高分子化合物層）４を形成す
る。導電性高分子化合物としては、ポリピロールの他に
も、ポリチオフェン或いはポリアニリンなどが用いられ
る。
しての酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）皮膜３を形成する。
更に、酸化タンタル皮膜３上に、固体電解質層としての
ポリピロール層（導電性高分子化合物層）４を形成す
る。導電性高分子化合物としては、ポリピロールの他に
も、ポリチオフェン或いはポリアニリンなどが用いられ
る。
【０００５】次に、ポリピロール層４の上に、陰極導体
層５を形成する。陰極導体層５は通常、多層構造であ
り、グラファイト層６Ｂとその上に形成された銀ペース
ト層７とからなる二層構造が良く知られている。グラフ
ァイト層６Ｂの形成には、グラファイト粒子と例えばエ
ポキシのような樹脂バインダとを混練して得られるグラ
ファイトペーストなどが用いられる。或いは、グラファ
イト粒子を水に攪拌してなる懸濁液にポリピロール層形
成済みの陽極体を浸漬し、加熱、乾燥することによって
も、グラファイト層６Ｂを得ることができる。
層５を形成する。陰極導体層５は通常、多層構造であ
り、グラファイト層６Ｂとその上に形成された銀ペース
ト層７とからなる二層構造が良く知られている。グラフ
ァイト層６Ｂの形成には、グラファイト粒子と例えばエ
ポキシのような樹脂バインダとを混練して得られるグラ
ファイトペーストなどが用いられる。或いは、グラファ
イト粒子を水に攪拌してなる懸濁液にポリピロール層形
成済みの陽極体を浸漬し、加熱、乾燥することによって
も、グラファイト層６Ｂを得ることができる。
【０００６】以上の工程によりタンタル固体電解コンデ
ンサ素子が完成するが、この後、上述の陽極リード線２
に、外部の回路との接続のための外部陽極端子（図示せ
ず）を溶接し、又、陰極導体層５に外部の回路との接続
のための外部陰極端子（図示せず）を導電性接着剤など
で固着した後、最後に、トランスファモールドやディッ
ピングなどにより樹脂外装したり或いは金属ケースに封
入して、タンタル固体電解コンデンサが得られる。
ンサ素子が完成するが、この後、上述の陽極リード線２
に、外部の回路との接続のための外部陽極端子（図示せ
ず）を溶接し、又、陰極導体層５に外部の回路との接続
のための外部陰極端子（図示せず）を導電性接着剤など
で固着した後、最後に、トランスファモールドやディッ
ピングなどにより樹脂外装したり或いは金属ケースに封
入して、タンタル固体電解コンデンサが得られる。
【０００７】本発明との関連において、図４に示すコン
デンサ素子に特徴的なのは、陰極導体層５の形成の際
に、陽極リード線２の根元の周辺（これに連接する陽極
体側面端部を含んでもよい）のポリピロール層４は、陰
極導体層５に覆われないように残しておくことである。
これは、陰極導体層中５のグラファイト粒子や銀粒子の
ような導電性粒子が酸化タンタル皮膜３に直接触れる
と、コンデンサとしての漏れ電流特性が著しく低下する
からである。すなわち、陰極導体層５がポリピロール層
４を陽極リード線２側に越え、陽極リード線２と直接接
触するのを避ける必要があるのである。
デンサ素子に特徴的なのは、陰極導体層５の形成の際
に、陽極リード線２の根元の周辺（これに連接する陽極
体側面端部を含んでもよい）のポリピロール層４は、陰
極導体層５に覆われないように残しておくことである。
これは、陰極導体層中５のグラファイト粒子や銀粒子の
ような導電性粒子が酸化タンタル皮膜３に直接触れる
と、コンデンサとしての漏れ電流特性が著しく低下する
からである。すなわち、陰極導体層５がポリピロール層
４を陽極リード線２側に越え、陽極リード線２と直接接
触するのを避ける必要があるのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、固体
電解質として導電性高分子化合物を用いた固体電解コン
デンサは、固体電解質層の導電率を従来の１００倍程度
にまで高めることができることからコンデンサとしての
ＥＳＲが低く、電子回路の高周波化に対応できる優れた
高周波特性を備えている。
電解質として導電性高分子化合物を用いた固体電解コン
デンサは、固体電解質層の導電率を従来の１００倍程度
にまで高めることができることからコンデンサとしての
ＥＳＲが低く、電子回路の高周波化に対応できる優れた
高周波特性を備えている。
【０００９】しかしながら本発明者は、この種のコンデ
ンサにおいては特にこれを高温下におくと、ＥＳＲが経
時的、非可逆的に増大して行くことを見出した。
ンサにおいては特にこれを高温下におくと、ＥＳＲが経
時的、非可逆的に増大して行くことを見出した。
【００１０】従って、本発明は、固体電解質として導電
性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサであって、
高温下におけるＥＳＲの経時的増大のない、高周波特性
に優れた固体電解コンデンサを提供することを目的とす
るものである。
性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサであって、
高温下におけるＥＳＲの経時的増大のない、高周波特性
に優れた固体電解コンデンサを提供することを目的とす
るものである。
【００１１】本発明の他の目的は、上述のような高周波
特性に優れた固体電解コンデンサを製造する方法を提供
することである。
特性に優れた固体電解コンデンサを製造する方法を提供
することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の固体電解コンデ
ンサは、陽極リード線を植立された弁作用金属からなる
陽極体表面に誘電体酸化皮膜、固体電解質層及び陰極導
体層を備える固体電解コンデンサであって、前記固体電
解質層として導電性高分子化合物層を用いた固体電解コ
ンデンサにおいて、前記導電性高分子化合物層への酸素
分子の侵入を阻止するために、前記導電性高分子化合物
層の、前記陽極リード線の根元の周辺にあって前記陰極
導体層に直接覆われない部分を直接覆う、保護用の絶縁
性樹脂層を設けたことを特徴とする。
ンサは、陽極リード線を植立された弁作用金属からなる
陽極体表面に誘電体酸化皮膜、固体電解質層及び陰極導
体層を備える固体電解コンデンサであって、前記固体電
解質層として導電性高分子化合物層を用いた固体電解コ
ンデンサにおいて、前記導電性高分子化合物層への酸素
分子の侵入を阻止するために、前記導電性高分子化合物
層の、前記陽極リード線の根元の周辺にあって前記陰極
導体層に直接覆われない部分を直接覆う、保護用の絶縁
性樹脂層を設けたことを特徴とする。
【００１３】本発明の固体電解コンデンサは、上記の固
体電解コンデンサにおいて、前記酸素分子に対する侵入
阻止能力を高めるために、前記陰極導体層を導電性樹脂
層で構成すると共に、前記導電性高分子化合物層が前記
保護用樹脂層に覆われた部分又はその覆われた部分の周
辺において、前記保護用樹脂層と前記陰極導体層とが重
層構造をなすようにことを特徴とする。
体電解コンデンサにおいて、前記酸素分子に対する侵入
阻止能力を高めるために、前記陰極導体層を導電性樹脂
層で構成すると共に、前記導電性高分子化合物層が前記
保護用樹脂層に覆われた部分又はその覆われた部分の周
辺において、前記保護用樹脂層と前記陰極導体層とが重
層構造をなすようにことを特徴とする。
【００１４】上記の固体電解コンデンサは、前記陽極体
表面に誘電体酸化皮膜及び導電性高分子化合物層をこの
順に順次形成する工程と、前記陽極リード線の根元の周
辺に、その部分の導電性高分子化合物層を覆う保護用の
絶縁性樹脂層を形成する工程と、前記保護用樹脂層及び
これから露出する導電性高分子化合物層上に、前記陰極
導体層を形成する工程とを含むこと特徴とする固体電解
コンデンサの製造方法により製造される。
表面に誘電体酸化皮膜及び導電性高分子化合物層をこの
順に順次形成する工程と、前記陽極リード線の根元の周
辺に、その部分の導電性高分子化合物層を覆う保護用の
絶縁性樹脂層を形成する工程と、前記保護用樹脂層及び
これから露出する導電性高分子化合物層上に、前記陰極
導体層を形成する工程とを含むこと特徴とする固体電解
コンデンサの製造方法により製造される。
【００１５】本発明の固体電解コンデンサは、上記の固
体電解コンデンサにおいて、前記酸素分子に対する侵入
阻止能力を高めるために、前記陰極導体層の構造を少く
とも２層以上の導電性樹脂層からなる多層構造とすると
共に、前記保護用樹脂層と前記陰極導体層とが重層構造
となっている部分を、前記保護用樹脂層が前記陰極導体
層を構成するいずれかの導電性樹脂層とその下の層とに
挟み込まれる、サンドイッチ構造としたことを特徴とす
る。
体電解コンデンサにおいて、前記酸素分子に対する侵入
阻止能力を高めるために、前記陰極導体層の構造を少く
とも２層以上の導電性樹脂層からなる多層構造とすると
共に、前記保護用樹脂層と前記陰極導体層とが重層構造
となっている部分を、前記保護用樹脂層が前記陰極導体
層を構成するいずれかの導電性樹脂層とその下の層とに
挟み込まれる、サンドイッチ構造としたことを特徴とす
る。
【００１６】上記の固体電解コンデンサは、前記陽極体
表面に誘電体酸化皮膜及び導電性高分子化合物層をこの
順に順次形成する工程と、前記導電性高分子化合物層上
に、前記陽極リード線の根元周辺の部分を残して、前記
陰極導体層を構成する第１の導電性樹脂層を形成する工
程と、前記第１の導電性樹脂層から露出する導電性高分
子化合物層及びその露出部周辺の第１の導電性樹脂層上
に、前記保護用の絶縁性樹脂層を形成する工程と、前記
保護用樹脂層及びこれから露出する第１の導電性樹脂層
上に前記陰極導体層を構成する第２の導電性樹脂層を形
成する工程とを含むことを特徴とする固体電解コンデン
サの製造方法により製造される。
表面に誘電体酸化皮膜及び導電性高分子化合物層をこの
順に順次形成する工程と、前記導電性高分子化合物層上
に、前記陽極リード線の根元周辺の部分を残して、前記
陰極導体層を構成する第１の導電性樹脂層を形成する工
程と、前記第１の導電性樹脂層から露出する導電性高分
子化合物層及びその露出部周辺の第１の導電性樹脂層上
に、前記保護用の絶縁性樹脂層を形成する工程と、前記
保護用樹脂層及びこれから露出する第１の導電性樹脂層
上に前記陰極導体層を構成する第２の導電性樹脂層を形
成する工程とを含むことを特徴とする固体電解コンデン
サの製造方法により製造される。
【００１７】本発明者は、導電性高分子化合物層を固体
電解質層として用いるコンデンサの高温下におけるＥＳ
Ｒの経時的増大が、導電性高分子化合物層の酸化による
ものであること及び、その酸化をもたらす酸素分子が、
陽極リード線の根元周辺で、導電性高分子化合物層が陰
極導体層から露出する部分を主たる侵入経路とすること
を見出した。本発明によれば、上記の導電性高分子化合
物層の露出部上に絶縁性の樹脂層を設けることにより、
上記の酸素分子の侵入を阻止し、導電性高分子化合物層
の酸化反応を防止することができる。
電解質層として用いるコンデンサの高温下におけるＥＳ
Ｒの経時的増大が、導電性高分子化合物層の酸化による
ものであること及び、その酸化をもたらす酸素分子が、
陽極リード線の根元周辺で、導電性高分子化合物層が陰
極導体層から露出する部分を主たる侵入経路とすること
を見出した。本発明によれば、上記の導電性高分子化合
物層の露出部上に絶縁性の樹脂層を設けることにより、
上記の酸素分子の侵入を阻止し、導電性高分子化合物層
の酸化反応を防止することができる。
【００１８】その場合、上記の酸素遮断用（導電性高分
子化合物層保護用）の樹脂層と陰極導体層とが重なり合
うようにすると、酸素分子の侵入経路が長路化するの
で、酸素遮断能力が高くなる。更に、陰極導体層とし
て、グラファイト粒子や銀粒子のような導電性粒子と例
えばエポキシのような樹脂バインダとを混練した導電性
ペーストを用いると、陰極導体層を例えばはんだのよう
な金属１００％の層で形成するよりも酸素遮断能力が高
くなる。樹脂層と樹脂層との密着は、樹脂層と金属層と
の密着より強固であることから、保護用樹脂層と導電性
樹脂製の陰極導体層との接触界面に隙間が生じ難いから
である。
子化合物層保護用）の樹脂層と陰極導体層とが重なり合
うようにすると、酸素分子の侵入経路が長路化するの
で、酸素遮断能力が高くなる。更に、陰極導体層とし
て、グラファイト粒子や銀粒子のような導電性粒子と例
えばエポキシのような樹脂バインダとを混練した導電性
ペーストを用いると、陰極導体層を例えばはんだのよう
な金属１００％の層で形成するよりも酸素遮断能力が高
くなる。樹脂層と樹脂層との密着は、樹脂層と金属層と
の密着より強固であることから、保護用樹脂層と導電性
樹脂製の陰極導体層との接触界面に隙間が生じ難いから
である。
【００１９】更に、陰極導体層を多層化して、上記の保
護用樹脂層と陰極導体層との重なりの部分では、保護用
樹脂層が陰極導体層を構成するいずれかの導電性樹脂層
とその下の層とに挟み込まれるようなサンドイッチ構造
にすると、酸素遮断能力がより高くなる。保護用樹脂層
と陰極導体層との密着面積が倍加し、しかも保護用樹脂
層が陰極導体層によって圧迫されるので、両者の密接度
がより高くなるからである。
護用樹脂層と陰極導体層との重なりの部分では、保護用
樹脂層が陰極導体層を構成するいずれかの導電性樹脂層
とその下の層とに挟み込まれるようなサンドイッチ構造
にすると、酸素遮断能力がより高くなる。保護用樹脂層
と陰極導体層との密着面積が倍加し、しかも保護用樹脂
層が陰極導体層によって圧迫されるので、両者の密接度
がより高くなるからである。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照し、比較例と比較して説明する。
て、図面を参照し、比較例と比較して説明する。
【００２１】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態により製造したタンタル固体電解コンデ
ンサ素子の断面図である。先ず、縦、横、高さがいずれ
も１ｍｍの立方体の一つの面にタンタル線２を植立した
タンタル焼結陽極体１を得る。その後、立方体の上１ｍ
ｍ迄つまりタンタル線２の根元から１ｍｍ上迄を、０．
０１ｗｔ％のリン酸水溶液に浸漬し３５Ｖの直流電圧を
印加して、陽極酸化による酸化タンタル皮膜３を形成す
る。次いで、公知の技術により、導電性高分子化合物で
あるポリピロールの層４を形成する。
１の実施の形態により製造したタンタル固体電解コンデ
ンサ素子の断面図である。先ず、縦、横、高さがいずれ
も１ｍｍの立方体の一つの面にタンタル線２を植立した
タンタル焼結陽極体１を得る。その後、立方体の上１ｍ
ｍ迄つまりタンタル線２の根元から１ｍｍ上迄を、０．
０１ｗｔ％のリン酸水溶液に浸漬し３５Ｖの直流電圧を
印加して、陽極酸化による酸化タンタル皮膜３を形成す
る。次いで、公知の技術により、導電性高分子化合物で
あるポリピロールの層４を形成する。
【００２２】続いて、陽極リード線２の周辺にエポキシ
樹脂を塗布し、１５０℃の窒素雰囲気下で６０分間の熱
処理を施して硬化させ、保護用樹脂層８Ａを得る。ここ
で、図１に示すとおり、樹脂層８Ａはコンデンサ素子の
陽極リード線植立面と、これに連なる側面の上から０．
２ｍｍ迄を覆うように形成する。ポリピロール層４と樹
脂層８Ａとがコンデンサ素子側面でなす重層部分の表面
積と、陽極リード線を除くコンデンサ素子の表面積との
比率は、約１３％になる。
樹脂を塗布し、１５０℃の窒素雰囲気下で６０分間の熱
処理を施して硬化させ、保護用樹脂層８Ａを得る。ここ
で、図１に示すとおり、樹脂層８Ａはコンデンサ素子の
陽極リード線植立面と、これに連なる側面の上から０．
２ｍｍ迄を覆うように形成する。ポリピロール層４と樹
脂層８Ａとがコンデンサ素子側面でなす重層部分の表面
積と、陽極リード線を除くコンデンサ素子の表面積との
比率は、約１３％になる。
【００２３】この後、グラファイト粒子と液状樹脂とを
混練してなるグラファイトペーストを、陽極リード線２
に接触しないようにしてコンデンサ素子全表面に塗布
し、１５０℃の窒素雰囲気下で６０分間加熱処理して、
第１の導電性樹脂層であるグラファイト層６Ａを得る。
続いて、銀粒子と液状樹脂とを混練してなる銀ペースト
を、グラファイト層６Ａに一致して重なるように塗布
し、１５０℃の窒素雰囲気下で６０分間加熱し硬化させ
て、第２の導電性樹脂層である銀ペースト層７を得る。
混練してなるグラファイトペーストを、陽極リード線２
に接触しないようにしてコンデンサ素子全表面に塗布
し、１５０℃の窒素雰囲気下で６０分間加熱処理して、
第１の導電性樹脂層であるグラファイト層６Ａを得る。
続いて、銀粒子と液状樹脂とを混練してなる銀ペースト
を、グラファイト層６Ａに一致して重なるように塗布
し、１５０℃の窒素雰囲気下で６０分間加熱し硬化させ
て、第２の導電性樹脂層である銀ペースト層７を得る。
【００２４】このようにして完成したコンデンサ素子を
１０５℃の恒温槽中に放置し、１００ｋＨｚでのＥＳＲ
の経時変化の様子を観察した。周波数１００ｋＨｚにお
けるＥＳＲは、コンデンサ素子になしたときの導電性高
分子化合物の導電性を評価するのに適していることか
ら、これを採用した。結果を、表１に示す。
１０５℃の恒温槽中に放置し、１００ｋＨｚでのＥＳＲ
の経時変化の様子を観察した。周波数１００ｋＨｚにお
けるＥＳＲは、コンデンサ素子になしたときの導電性高
分子化合物の導電性を評価するのに適していることか
ら、これを採用した。結果を、表１に示す。
【００２５】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態により、図２にその断面を示すタンタル固
体電解コンデンサを製造した。先ず、第１の実施の形態
におけると同様にして、ポリピロール層４までを形成す
る。
の実施の形態により、図２にその断面を示すタンタル固
体電解コンデンサを製造した。先ず、第１の実施の形態
におけると同様にして、ポリピロール層４までを形成す
る。
【００２６】次に、第１の実施の形態におけると同じグ
ラファイトペーストを、陽極リード植立面を除くコンデ
ンサ素子の全外表面に塗布し、第１の実施の形態におけ
ると同様に加熱、硬化させ、第１の導電性樹脂層である
グラファイト層６Ａを得る。
ラファイトペーストを、陽極リード植立面を除くコンデ
ンサ素子の全外表面に塗布し、第１の実施の形態におけ
ると同様に加熱、硬化させ、第１の導電性樹脂層である
グラファイト層６Ａを得る。
【００２７】続いて、陽極リード線２の周辺にエポキシ
樹脂を塗布し、第１の実施の形態におけると同様に加
熱、硬化させて保護用樹脂層８Ｂを得る。ここで、図２
に示すように、樹脂層８Ｂはコンデンサ素子の陽極リー
ド線植立面とこれに連なる側面の上から０．２ｍｍまで
を覆うように形成されている。陽極リード線植立面を除
くコンデンサ素子表面積に対してグラファイト層６Ａと
樹脂層８Ｂとが重層する部分の面積が占る比率は、約１
３％になる。
樹脂を塗布し、第１の実施の形態におけると同様に加
熱、硬化させて保護用樹脂層８Ｂを得る。ここで、図２
に示すように、樹脂層８Ｂはコンデンサ素子の陽極リー
ド線植立面とこれに連なる側面の上から０．２ｍｍまで
を覆うように形成されている。陽極リード線植立面を除
くコンデンサ素子表面積に対してグラファイト層６Ａと
樹脂層８Ｂとが重層する部分の面積が占る比率は、約１
３％になる。
【００２８】このあと、第１の実施の形態におけると同
じ銀ペーストを、グラファイト層６Ａと一致するよう
に、陽極リード線植立面を除くコンデンサ素子の全外表
面に塗布し、第１の実施の形態と同様に加熱、硬化させ
て、第２の導電性樹脂層である銀ペースト層７を得る。
じ銀ペーストを、グラファイト層６Ａと一致するよう
に、陽極リード線植立面を除くコンデンサ素子の全外表
面に塗布し、第１の実施の形態と同様に加熱、硬化させ
て、第２の導電性樹脂層である銀ペースト層７を得る。
【００２９】このようにして完成したコンデンサ素子を
１０５℃の恒温槽中に放置し、１００ｋＨｚでのＥＳＲ
が経時変化する様子を観察した。その結果を表１に示
す。
１０５℃の恒温槽中に放置し、１００ｋＨｚでのＥＳＲ
が経時変化する様子を観察した。その結果を表１に示
す。
【００３０】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態により、図３にその断面を示すタンタル固
体電解コンデンサを製造した。先ず、第１の実施の形態
におけると同様にして、ポリピロール層４までを形成す
る。
の実施の形態により、図３にその断面を示すタンタル固
体電解コンデンサを製造した。先ず、第１の実施の形態
におけると同様にして、ポリピロール層４までを形成す
る。
【００３１】次いで、第１の実施の形態におけると同じ
グラファイトペーストを、陽極リード線植立面を除くコ
ンデンサ素子の全外表面に塗布し、第１の実施の形態に
おけると同様に加熱、硬化させて、第１の導電性樹脂層
であるグラファイト層６Ａを得る。
グラファイトペーストを、陽極リード線植立面を除くコ
ンデンサ素子の全外表面に塗布し、第１の実施の形態に
おけると同様に加熱、硬化させて、第１の導電性樹脂層
であるグラファイト層６Ａを得る。
【００３２】更に、第１の実施の形態におけると同じ銀
ペーストを、グラファイト層６Ａ一致して重なるように
塗布し、第１の実施の形態におけると同様に加熱、硬化
させて、第２の導電性樹脂層である銀ペースト層７を得
る。
ペーストを、グラファイト層６Ａ一致して重なるように
塗布し、第１の実施の形態におけると同様に加熱、硬化
させて、第２の導電性樹脂層である銀ペースト層７を得
る。
【００３３】最後に、エポキシ樹脂を陽極リード線周辺
に塗布した後、第１の実施の形態におけると同様にして
加熱、硬化させて、保護用樹脂層８Ｃを得る。
に塗布した後、第１の実施の形態におけると同様にして
加熱、硬化させて、保護用樹脂層８Ｃを得る。
【００３４】このようにして完成したコンデンサ素子を
１０５℃の恒温槽中に放置し、１００ｋＨｚでのＥＳＲ
が経時変化する様子を観察した。その結果を表１に示
す。
１０５℃の恒温槽中に放置し、１００ｋＨｚでのＥＳＲ
が経時変化する様子を観察した。その結果を表１に示
す。
【００３５】（比較例）これまでの実施の形態によるコ
ンデンサと比較するために、図４にその断面を示す比較
例のタンタル固体電解コンデンサを製造した。先ず、第
１の実施の形態におけると同様にして、ポリピロール層
４までを形成する。
ンデンサと比較するために、図４にその断面を示す比較
例のタンタル固体電解コンデンサを製造した。先ず、第
１の実施の形態におけると同様にして、ポリピロール層
４までを形成する。
【００３６】次に、グラファイト粒子を水に攪拌してな
る懸濁液に浸漬した後、加熱、乾燥させて、第１の導電
性樹脂層であるグラファイト層６Ｂを得る。
る懸濁液に浸漬した後、加熱、乾燥させて、第１の導電
性樹脂層であるグラファイト層６Ｂを得る。
【００３７】続いて、第１の実施例におけると同じ銀ペ
ーストを、グラファイト層６Ｂに一致して重なるように
塗布し、第１の実施の形態におけると同様に加熱、硬化
させて、第２の導電性樹脂層である銀ペースト層７を得
る。
ーストを、グラファイト層６Ｂに一致して重なるように
塗布し、第１の実施の形態におけると同様に加熱、硬化
させて、第２の導電性樹脂層である銀ペースト層７を得
る。
【００３８】このようにして完成したコンデンサ素子を
１０５℃の恒温槽中に放置し、１００ｋＨｚでのＥＳＲ
が経時変化する様子を観察した。その結果を表１に示
す。
１０５℃の恒温槽中に放置し、１００ｋＨｚでのＥＳＲ
が経時変化する様子を観察した。その結果を表１に示
す。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１を参照して第３の実施の形態と比較例
とを比較すると、第３の実施の形態では、１０００時間
後のＥＳＲが初期値の２．２１倍にしか増大していない
のに対し、比較例では５．６８倍にも増大している。こ
のことから、ポリピロール層４のグラファイト層６Ａか
らの露出部を保護用樹脂層８Ｃで覆うことにより、ＥＳ
Ｒの増大を抑制できることが分る。これは、第３の実
施の形態における保護用樹脂層８Ｃが樹脂製であること
から、それ自体が酸素遮断性を持つこと、比較例にお
けるグラファイト層６Ｂは懸濁液から形成したものであ
って、構造が疎で酸素透過性であるのに対し、第３の実
施の形態におけるグラファイト層６Ａは樹脂を含み、酸
素透過性が低いこと及び、第３の実施の形態では、保
護用樹脂層８Ｃとグラファイト層６Ａとが共に樹脂を含
んでいることから、両者の間の密着性が高く接触界面が
難剥離性で隙間が生じ難いこと、によりもたらされたも
のと考えられる。
とを比較すると、第３の実施の形態では、１０００時間
後のＥＳＲが初期値の２．２１倍にしか増大していない
のに対し、比較例では５．６８倍にも増大している。こ
のことから、ポリピロール層４のグラファイト層６Ａか
らの露出部を保護用樹脂層８Ｃで覆うことにより、ＥＳ
Ｒの増大を抑制できることが分る。これは、第３の実
施の形態における保護用樹脂層８Ｃが樹脂製であること
から、それ自体が酸素遮断性を持つこと、比較例にお
けるグラファイト層６Ｂは懸濁液から形成したものであ
って、構造が疎で酸素透過性であるのに対し、第３の実
施の形態におけるグラファイト層６Ａは樹脂を含み、酸
素透過性が低いこと及び、第３の実施の形態では、保
護用樹脂層８Ｃとグラファイト層６Ａとが共に樹脂を含
んでいることから、両者の間の密着性が高く接触界面が
難剥離性で隙間が生じ難いこと、によりもたらされたも
のと考えられる。
【００４１】次に、第１の実施の形態および第２の実施
の形態では１０００時間後に、ＥＳＲが初期値のそれぞ
れ１．４３倍、１．４７倍にしかなっていない。この二
つの実施の形態と第３の実施の形態とを比較すると、第
１および第２の実施の形態にのように、保護用樹脂層８
Ａ，８Ｂが、多層構造の陰極導体層を構成するいずれか
の導電性樹脂層とその下の層とに挟み込まれるようにし
てサンドイッチ構造にすると、第３の実施の形態のよう
に、保護用樹脂層８Ｃが、陰極導体層の最上層の銀ペー
スト層７の更に上に重なる構造よりも、ＥＳＲ上昇防止
効果が大きいことが分る。これは、第１および第２の実
施の形態では、保護用樹脂層８Ａ，８Ｂとグラファイト
層６Ａおよび銀ペースト層７との接触界面すなわち酸素
の侵入経路の長さが、第３の実施の形態に比べて倍増し
ており、このことから両者の接触面積が増大しているこ
と及び、保護用樹脂層８Ａ，８Ｂが、銀ペースト層７と
グラファイト層６Ａ（第１の実施の形態）又は銀ペース
ト層７（第２の実施の形態の場合）により押え付けられ
ていることとにより、保護用樹脂層８Ａ，８Ｂと陰極導
体層との間の密着力が高まった結果であると考えられ
る。
の形態では１０００時間後に、ＥＳＲが初期値のそれぞ
れ１．４３倍、１．４７倍にしかなっていない。この二
つの実施の形態と第３の実施の形態とを比較すると、第
１および第２の実施の形態にのように、保護用樹脂層８
Ａ，８Ｂが、多層構造の陰極導体層を構成するいずれか
の導電性樹脂層とその下の層とに挟み込まれるようにし
てサンドイッチ構造にすると、第３の実施の形態のよう
に、保護用樹脂層８Ｃが、陰極導体層の最上層の銀ペー
スト層７の更に上に重なる構造よりも、ＥＳＲ上昇防止
効果が大きいことが分る。これは、第１および第２の実
施の形態では、保護用樹脂層８Ａ，８Ｂとグラファイト
層６Ａおよび銀ペースト層７との接触界面すなわち酸素
の侵入経路の長さが、第３の実施の形態に比べて倍増し
ており、このことから両者の接触面積が増大しているこ
と及び、保護用樹脂層８Ａ，８Ｂが、銀ペースト層７と
グラファイト層６Ａ（第１の実施の形態）又は銀ペース
ト層７（第２の実施の形態の場合）により押え付けられ
ていることとにより、保護用樹脂層８Ａ，８Ｂと陰極導
体層との間の密着力が高まった結果であると考えられ
る。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体電解
コンデンサでは、固体電解質として導電性高分子化合物
を用いるコンデンサに対し、陽極リード線の根元周辺の
導電性高分子化合物上に保護用の絶縁性樹脂層を設ける
こにより、導電性高分子化合物への酸素分子の侵入を遮
断している。これにより、本発明によれば、高温下での
ＥＳＲ増大のない、高周波特性に優れた固体電解コンデ
ンサを提供できる。
コンデンサでは、固体電解質として導電性高分子化合物
を用いるコンデンサに対し、陽極リード線の根元周辺の
導電性高分子化合物上に保護用の絶縁性樹脂層を設ける
こにより、導電性高分子化合物への酸素分子の侵入を遮
断している。これにより、本発明によれば、高温下での
ＥＳＲ増大のない、高周波特性に優れた固体電解コンデ
ンサを提供できる。
【００４３】上記の固体電解コンデンサにおいて、陰極
導体層を導電性樹脂層で形成すると共に、この導電性樹
脂層と上記の保護用樹脂層とが重なり合う部分を設ける
と、両者が含む樹脂層間の密着力により双方の接触界面
に隙間が生じ難くなるので、酸素遮断能力を更に高め、
コンデンサのＥＳＲ増大防止効果を高めることができ
る。
導体層を導電性樹脂層で形成すると共に、この導電性樹
脂層と上記の保護用樹脂層とが重なり合う部分を設ける
と、両者が含む樹脂層間の密着力により双方の接触界面
に隙間が生じ難くなるので、酸素遮断能力を更に高め、
コンデンサのＥＳＲ増大防止効果を高めることができ
る。
【００４４】又、上記の導電性樹脂製の陰極導体層を少
くとも２層以上の多層構造とし、上述の陰極導体層と保
護用樹脂層とが重なる部分で、保護用樹脂層が陰極導体
層を構成するいずれかの導電性樹脂層とその下の層とに
挟み込まれるサンドイッチ構造にすると、コンデンサの
ＥＳＲ増大防止効果を更に高くできる。
くとも２層以上の多層構造とし、上述の陰極導体層と保
護用樹脂層とが重なる部分で、保護用樹脂層が陰極導体
層を構成するいずれかの導電性樹脂層とその下の層とに
挟み込まれるサンドイッチ構造にすると、コンデンサの
ＥＳＲ増大防止効果を更に高くできる。
【００４５】上記のサンドイッチ構造の部分は、陽極リ
ード線植立面からの距離（コンデンサ素子側面での軸方
向に亘る幅）を０．１ｍｍ以上とし、その部分の面積が
陽極リード線を除くコンデンサ素子表面積に占る比率を
２５％以下にすると、静電容量の低下が少なく、しかも
十分なＥＳＲ増大防止効果が得られる。
ード線植立面からの距離（コンデンサ素子側面での軸方
向に亘る幅）を０．１ｍｍ以上とし、その部分の面積が
陽極リード線を除くコンデンサ素子表面積に占る比率を
２５％以下にすると、静電容量の低下が少なく、しかも
十分なＥＳＲ増大防止効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施の形態によるタンタル固体
電解コンデンサ素子の断面図である。
電解コンデンサ素子の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態によるタンタル固体
電解コンデンサ素子の断面図である。
電解コンデンサ素子の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態によるタンタル固体
電解コンデンサ素子の断面図である。
電解コンデンサ素子の断面図である。
【図４】従来の技術によるタンタル固体電解コンデンサ
素子の一例の断面図である。
素子の一例の断面図である。
１ 陽極体 ２ 陽極リード線 ３ 酸化タンタル皮膜 ４ ポリピロール層 ５ 陰極導体層 ６Ａ，６Ｂ グラファイト層 ７ 銀ペースト層 ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ 保護用樹脂層
フロントページの続き (72)発明者 小林 淳 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−171223（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−153649（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−118429（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭35−8364（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 9/012 H01G 9/028 H01G 9/04
Claims (11)
- 【請求項１】 陽極リード線を植立された弁作用金属か
らなる陽極体表面に誘電体酸化皮膜、固体電解質層及び
陰極導体層を備える固体電解コンデンサであって、前記
固体電解質層に導電性高分子化合物を用いた固体電解コ
ンデンサにおいて、前記導電性高分子化合物層への酸素
分子の侵入を阻止するために、 前記導電性高分子化合物層の、前記陽極リード線の根元
の周辺にあって前記陰極導体層に直接覆われない部分を
直接覆う、保護用の絶縁性樹脂層を設けたことを特徴と
する固体電解コンデンサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の固体電解コンデンサにお
いて、前記酸素分子に対する侵入阻止能力を高めるため
に、 前記陰極導体層を導電性樹脂層で構成すると共に、前記
導電性高分子化合物層が前記保護用樹脂層に覆われた部
分又はその覆われた部分の周辺において、前記保護用樹
脂層と前記陰極導体層とが重層構造をなすようにしたこ
とを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 【請求項３】 請求項２記載の固体電解コンデンサにお
いて、前記酸素分子に対する侵入阻止能力を高めるため
に、 前記陰極導体層の構造を少くとも２層以上の導電性樹脂
層からなる多層構造とすると共に、前記保護用樹脂層と
前記陰極導体層とが重層構造となっている部分を、前記
保護用樹脂層が前記陰極導体層を構成するいずれかの導
電性樹脂層とその下の層とに挟み込まれる、サンドイッ
チ構造としたことを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 【請求項４】 柱体でその柱体の一方の端面には軸方向
に延びる陽極リード線が植立された弁作用金属からなる
陽極体表面に誘電体酸化皮膜と、固体電解質層としての
導電性高分子化合物層と、少くとも２層以上の多層構造
の陰極導体層であって、積層順位第１の最下層がグラフ
ァイト粒子を含む樹脂層からなる第１の導電性樹脂層で
構成され、第２層目以降の層が金属粒子を含む樹脂層か
らなる第２の導電性樹脂層で構成される陰極導体層とが
この順に重なる部分を備えるコンデンサ素子と、そのコ
ンデンサ素子全体を封止する外装体と、前記コンデンサ
素子の陰極導体層及び陽極リード線のそれぞれから前記
外装体の外部に引き出された陰・陽一対の外部端子とを
含む固体電解コンデンサにおいて、 前記導電性高分子化合物層の、前記陽極リード線の根元
の周辺にあって前記陰極導体層に直接覆われない部分を
直接覆う、保護用の絶縁性樹脂層を設けたことを特徴と
する固体電解コンデンサ。 - 【請求項５】 請求項４記載の固体電解コンデンサにお
いて、 前記保護用樹脂層が前記導電性高分子化合物層を覆う部
分の上に、前記陰極導体層を構成する第１の導電性樹脂
層が前記陽極リード線植立面に対向する面側から延在し
て、重層構造をなしていることを特徴とする固体電解コ
ンデンサ。 - 【請求項６】 請求項５記載の固体電解コンデンサにお
いて、 前記保護用樹脂層と前記第１の導電性樹脂層とでなす重
層構造の部分は、重なり幅が０．１ｍｍ以上であり、そ
の表面積がコンデンサ素子の陽極リード植立面を除く表
面積に占る比率が２５％以下であることを特徴とする固
体電解コンデンサ。 - 【請求項７】 請求項４記載の固体電解コンデンサにお
いて、 前記保護用樹脂層が、前記陽極リード線の根元周辺の導
電性高分子化合物層を覆うと共に、その覆った部分の周
辺の前記第１の導電性樹脂層上に延在して第２の重層構
造を形成し、その第２の重層構造の上に前記第２の導電
性樹脂層が重層している構造であることを特徴とする固
体電解コンデンサ。 - 【請求項８】 請求項７記載の固体電解コンデンサにお
いて、 前記第２の重層構造の部分は、重なり幅が０．１ｍｍ以
上であり、その表面積がコンデンサ素子の陽極リード植
立面を除く表面積に占る比率が２５％以下であることを
特徴とする固体電解コンデンサ。 - 【請求項９】 請求項４記載の固体電解コンデンサにお
いて、 前記保護用樹脂層が、前記陽極リード線の根元周辺の導
電性高分子化合物層を覆うと共に、その覆った部分の周
辺の最上層の第２の導電性樹脂層上に延在して第３の重
層構造を形成していることを特徴とする固体電解コンデ
ンサ。 - 【請求項１０】 前記陽極体表面に誘電体酸化皮膜及び
導電性高分子化合物層をこの順に順次形成する工程と、 前記陽極リード線の根元の周辺に、その部分の導電性高
分子化合物層を覆う保護用の絶縁性樹脂層を形成する工
程と、 前記保護用樹脂層及びこれから露出する導電性高分子化
合物層上に、前記陰極導体層を構成する第１の導電性樹
脂層及び第２の導電性樹脂層を順次形成する工程とを含
むこと特徴とする、請求項５記載の固体電解コンデンサ
の製造方法。 - 【請求項１１】 前記陽極体表面に誘電体酸化皮膜及び
導電性高分子化合物層をこの順に順次形成する工程と、 前記導電性高分子化合物層上に、前記陽極リード線の根
元周辺の部分を残して、前記陰極導体層を構成する第１
の導電性樹脂層を形成する工程と、 前記第１の導電性樹脂層から露出する導電性高分子化合
物層及びその露出部周辺の第１の導電性樹脂層上に、前
記保護用の絶縁性樹脂層を形成する工程と、 前記保護用樹脂層及びこれから露出する第１の導電性樹
脂層上に前記陰極導体層を構成する第２の導電性樹脂層
を形成する工程とを含むことを特徴とする、請求項７記
載の固体電解コンデンサの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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