JP3142011B2

JP3142011B2 - 固体電解コンデンサ

Info

Publication number: JP3142011B2
Application number: JP03198495A
Authority: JP
Inventors: 郁夫萩原; 進安藤
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 2001-03-07
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: JPH0521291A

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
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】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、ポリピロールの機械的強度
は弱く、陽極体のねじれ、折れ曲がり、あるいは外部か
らのストレス等により電解質層が破損してしまうことが
あった。また、陰極側の電極を引き出す場合に、リード
線等を使用した場合、リード線を接続する工程でのスト
レスが電解質層に及んでしまうこともあった。

【０００５】そこで、陽極体の表面に酸化皮膜層、電解
質層及び導電層を生成し、導電層の表面に帯状の陰極体
を載置して、製造工程における電解質層へのストレスを
軽減することが考えられている。あるいは、この陽極体
を帯状の陰極体の両面に配置し、陽極体自体で電解質層
を保護する手段が講じられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、陽極体
と陰極体とを電解質層を介して表面において接合するた
めには、導電性の接着剤等を陰極体の表面あるいは陽極
体の導電層の表面に塗布する必要がある。ところが、一
片が３〜５mm程度の陽極体に適量の導電性接着剤を塗布
することは困難であり、製造工程を煩雑にしている。例
えば、塗布量が少ないと、陽極体と陰極体との接合状態
が脆弱となって信頼性を欠くほか、内部の電解質層の密
封性を維持できず、電気的特性に悪影響を及ぼす場合も
ある。逆に塗布量が多いと、接着剤が陽極体の端部から
はみ出して陽極と陰極とを短絡させてしまう。

【０００７】そこで、導電性の合成樹脂からなる接着シ
ート、フィルム等を介して陽極体と陰極体とを接合する
ことが考えられる。しかし、導電性シート等により接合
する場合も、少なくともこのシートを陽極体に接触させ
ることはできず、微細な寸法管理を行う必要があり大量
生産には向いていない。

【０００８】一方、ポリピロール等の固体電解質は、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。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が、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
れてしまう。

【０００９】そこで、前記のように、陽極体に帯状の陰
極体を載置して電解質層を覆う手段が有効となる。ある
いは、陰極体の両面に複数の陽極体を配置し、陰極体お
よび他方の陽極体により互いの電解質層を覆うことがで
きる。この場合、少なくとも陽極体と陰極体もしくは陽
極体と他方の陽極体との接合面には電解質層が露出しな
いことが必要となり、そのため、陽極体と陰極体とは単
に接合されるだけではなく、内部の電解質層を密封する
だけの封止手段が必要となり、陽極体と陰極体との接合
状態を更に良好にしなければならない。

【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、陽極体と陰極体との接合状態
を良好にするとともに、内部の密封性を確保して信頼性
の高い薄形の固体電解コンデンサを得ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、酸化皮膜
層、電解質層及び導電層が表面に順次生成された陽極体
と陰極体とを、異方導電性の合成樹脂からなるシートを
介して接合したことを特徴としている。また、帯状の陰
極体の両面に、異方導電性の合成樹脂からなるシートを
介して複数の陽極体を接合したことを特徴としている。

【００１２】

【作用】図面に示したように、この発明による固体電解
コンデンサでは、陽極体１と、陰極側の外部端子ともな
る陰極体５とを異方導電性の合成樹脂からなる接着シー
ト６で接合している。この異方導電性の合成樹脂からな
る接着シート６は、ニッケル、半田等の導電粒子を接着
剤中に分散して混入したものをフィルム状に形成したも
ので、加熱、加圧により接着シート６の厚さ方向（貫層
方向）に導電粒子が接続され、貫層方向に対してのみ導
通し、平面方向（沿層方向）には絶縁となる。

【００１３】この異方導電性の接着シート６により、例
えば複数の陽極体１ａ、１ｂを陰極体５の両面に配置し
た場合、それぞれの陽極体１ａ、１ｂの導電層４は、そ
の接合部分における接着シート６ａ、６ｂの導電粒子に
より陰極体５と導通する。そして、複数の陽極体１ａ、
１ｂが互いに接触する部分においては、その接合部分に
おいて貫層方向にのみ導通され、互いに沿層方向に位置
する陽極体１ａ、１ｂと導電層４とは絶縁され、短絡す
ることはない。

【００１４】すなわち、陽極体１ａ、１ｂとほぼ同じ寸
法に形成した接着シート６ａ、６ｂで陽極体１ａ、１ｂ
及びその電解質層３、導電層４を覆って、必要な箇所に
おける導通を選択的に得ることができると同時に、陰極
体５もしくは他方の陽極体１ａ、１ｂと貼り合わせるこ
とより、電解質層３等を外部から密封することができる
ようになる。

【００１５】

【実施例】次いで、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
ンデンサの構造を示す分解斜視図、図２は、実施例によ
る固体電解コンデンサを示す斜視図である。また図３及
び図４は、この発明の実施例における陽極体と陰極体の
接合状態を示し、それぞれ図２におけるＡ、Ｂにおける
断面概念図である。

【００１６】アルミニウム等の弁作用金属からなる陽極
体１ａ、１ｂ表面の所望の箇所には、図１に示すよう
に、予め凹部８が形成されている。そして、この凹部８
にエッチング処理を施すとともに化成処理を施して酸化
皮膜層を形成している。酸化皮膜層は、アルミニウムか
らなる陽極体１ａ、１ｂの表層が酸化した酸化アルミニ
ウムからなり、陽極体１の誘電体となる。また陽極体１
の端部には樹脂等からなる絶縁層７が形成されている。

【００１７】酸化皮膜層上には、ポリピロールからなる
電解質層３が生成されている。この電解質層３であるポ
リピロール層は、陽極体１ａ、１ｂ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、次いで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
おり、生成されたポリピロールの厚さは数μｍないし数
十μｍとなる。

【００１８】また、電解質層３の表面に、導電層４をス
クリーン印刷等の手段で形成している。そのため陽極体
１ａ、１ｂの表面は、図３の概念図に示したように、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、導
電性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。

【００１９】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、端部は半田付け可能な金属層、例
えば銅等からなる。そして、図１に示すように、複数の
陽極体１ａ、１ｂを陰極体５の両面に、それぞれの陽極
体１ａ、１ｂの導電層４が陰極体５に当接するよう配置
している。そして、図２にも示すとおり、陰極体５と陽
極体１ａ、１ｂとの間隙にそれぞれ異方導電性の合成樹
脂からなる接着シート６ａ、６ｂを介在させている。

【００２０】この接着シート６ａ、６ｂは、この実施例
においてはエポキシ樹脂等の熱硬化性の合成樹脂を主体
とする基体にニッケル粒子を分散させて混入し、フィル
ム状に形成したものを使用した。他にも基体としてポリ
ウレタン、アクリル等の熱硬化性樹脂、スチレンブタジ
エンスチレン、ポリビニルブチラール等の熱可塑性樹脂
等を使用することもできる。また導電粒子としては、半
田粒子、粒子状もしくは短繊維状のカーボン等がある。

【００２１】接着シート６ａ、６ｂによる接着は、８０
〜１００度の温度で２〜５分間、１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ
²の仮接着を施した後、１７０〜１９０度の温度で１０
〜２０分間、１〜２０ｋｇｆ／ｃｍ²の本接着を行う。
この実施例では、接着シート６ａ、６ｂを陽極体１ａ、
１ｂと陰極体５との間に配置し、仮接着で１００度で５
ｋｇｆ／ｃｍ²の熱圧着を２分間施した後、１９０度で
１０ｋｇｆ／ｃｍ²の熱圧着を１０分間施して接合して
いる。

【００２２】なお、接合した陽極体１ａ、１ｂの側面に
は、図２に示すように、陽極引き出し用の陽極端子２を
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、陽極体１ａ、１ｂと当接
する部分にアルミニウムを配置して接合したクラッド合
金を用いている。そして、陽極体１ａ、１ｂの側面から
底面に沿って折り曲げられ、陽極体１ａ、１ｂとは、レ
ーザー溶接、超音波溶接等の手段で接続されている。

【００２３】このように構成した固体電解コンデンサで
は、図３及び図４に示すように、陰極体５が複数の陽極
体１ａ、１ｂ及び異方導電性の接着シート６ａ、６ｂに
挟まれ、陽極体１ａ、１ｂの表面に形成された電解質層
３等を覆っている。

【００２４】特に、図４に示したように、陽極体１ａ、
１ｂの表面に生成された電解質層３は、陽極体１ａ、１
ｂとほぼ同じ大きさの接着シート６ａ、６ｂにより覆わ
れている。そのため、各導電層４と陰極体５の接合部分
および陽極体１ａと陽極体１ｂとの接合部分における導
通をそれぞれ確保するとともに、陽極体１ａ、１ｂと各
導電層４との絶縁を確保し、なおかつ電解質層３等を外
気から遮断することができるようになる。そのため、陽
極体１ａ、１ｂと陰極体５との接合構造が単純になり、
製造工程が簡略になるほか、製造する固体電解コンデン
サの小型化が容易になる。

【００２５】なお、この実施例では、複数の陽極体１
ａ、１ｂを陰極体５の両面に配置しているが、単数の陽
極体に、異方導電性の接着シートを介して陰極体を載置
してもよい。この場合、先の実施例と比較して製品の小
型化を図ることができる。

【００２６】また、陽極体１を陰極体５と貼り合わせ、
その外周面に絶縁性の樹脂フィルムを貼付してもよい。
この場合、内部の密封性がより向上する。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにこの発明は、酸化皮膜層、
電解質層及び導電層が表面に順次生成された陽極体と陰
極体とを、異方導電性の合成樹脂からなるシートを介し
て接合したことを特徴としている。また、帯状の陰極体
の両面に、異方導電性の合成樹脂からなるシートを介し
て複数の陽極体を接合したことを特徴としている。そし
てこの異方導電性のシートは、その厚さ方向（貫層方
向）に対してのみ導通し、平面方向（沿層方向）には絶
縁となるため、陽極体に形成された電解質層は導電層を
介して陰極体と導通するとともに、複数の陽極体が互い
に接触する部分においてもその接合部分において厚さ方
向にのみ導通され、なおかつ互いに平面方向に位置する
陽極体と導電層とは絶縁される。

【００２８】そのため、陽極体とシートで陽極体及びそ
の電解質層、導電層を覆うと同時に、必要な箇所におけ
る導通を得ることができるようになり、陽極体と陰極体
との接合構造が簡略になり、小型化が容易になるほか製
造工程も簡略になる。

【００２９】更に陽極体と陰極体との接合構造が簡略と
なるため、機械的強度に脆弱なポリピロール等からなる
電解質層を外部から保護することが容易となり、また陽
極体自体に加工精度のバラツキがあってもシートによっ
てそのバラツキが補完され、密封性に優れた固体電解コ
ンデンサを実現することができる。

【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の
構造を示す分解斜視図

【図２】実施例による固体電解コンデンサを示す斜視図

【図３】図２のＡにおける断面概念図

【図４】図２のＢにおける断面概念図

【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接着シート７絶縁層８凹部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化皮膜層、電解質層及び導電層が表面
に順次生成された陽極体と陰極体とを、異方導電性の合
成樹脂からなるシートを介して接合した固体電解コンデ
ンサ。
【請求項２】帯状の陰極体の両面に、異方導電性の合
成樹脂からなるシートを介して複数の陽極体を接合した
請求項１記載の固定電解コンデンサ。