JP5358422B2 - Solid electrolytic capacitor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid electrolytic capacitor which is low in rise of ESR and high in reliability. <P>SOLUTION: After an oxide coating of valve action metal is formed, as a dielectric layer, on a surface of a porous body made of a sintered body of the valve action metal and a conductive polymer layer is formed, as a solid electrolyte layer 5, on an anode body 3 through chemical oxidation polymerization, a graphite paste layer 6 is formed as a cathode lead-out layer. Further, a first silver paste layer 7 and a second silver paste layer 8 are formed as a cathode layer. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、固体電解コンデンサに関する。   The present invention relates to a solid electrolytic capacitor.

従来、固体電解コンデンサは、タンタルなどの弁作用金属の箔やワイヤーからなる陽極リードが引き出された、弁作用金属の粉末を成形して得られた成型体が陽極体となる。陽極体は多孔質を有していて、陽極体の表面に誘電体層を形成し、更にその上に固体電解質層である導電性高分子層を形成した後、陰極引き出し層としてグラファイトペースト層を形成する。更に陰極層として、銀などをフッ素系エラストマーに含有した導電性ペーストからなる銀ペースト層をグラファイトペースト層の表面に形成し、コンデンサ素子が得られる。その後、コンデンサ素子は外部基板と接続するための外部端子を形成するリードフレームに接続される。そして、外部端子の一部を残して外装樹脂にて製品形状にモールド成型される。   Conventionally, in a solid electrolytic capacitor, a molded body obtained by molding a valve action metal powder from which an anode lead made of a foil or wire of valve action metal such as tantalum is drawn out is an anode body. The anode body is porous, and after forming a dielectric layer on the surface of the anode body and further forming a conductive polymer layer as a solid electrolyte layer thereon, a graphite paste layer is formed as a cathode lead layer. Form. Furthermore, as a cathode layer, a silver paste layer made of a conductive paste containing silver or the like in a fluorine-based elastomer is formed on the surface of the graphite paste layer to obtain a capacitor element. Thereafter, the capacitor element is connected to a lead frame that forms an external terminal for connection to an external substrate. And it molds to a product shape with exterior resin, leaving a part of external terminal.

特許文献1では耐熱衝撃性および高温環境での長期信頼性に優れるチップ型固体電解コンデンサを提供するために、コンデンサ素子の陰極層を熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層と、熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層とを順に形成することを提案している。   In Patent Document 1, in order to provide a chip-type solid electrolytic capacitor having excellent thermal shock resistance and long-term reliability in a high temperature environment, a silver paste layer using a thermosetting resin and a thermoplastic resin are used for the cathode layer of the capacitor element. It proposes forming the used silver paste layer in order.

特許文献2では高温放置でも等価直列抵抗(ESR)の増加を抑えられる、導電性高分子からなる固体電解コンデンサを提供するために導電性高分子からなる固体電解質層及び陰極層を積層した固体電解コンデンサにおいて、カーボン粒子と樹脂とを主成分とするカーボンペースト層と、このカーボンペースト層に積層された金属粒子やカーボン粒子と弗素系プラストマー(プラストマー:プラスチックのように可塑性をもつ高分子)とを主成分とする中間層と、この中間層に積層された銀粒子と樹脂とを主成分とする銀ペースト層とからなる陰極層を有することを提案している。   Patent Document 2 discloses a solid electrolyte in which a solid electrolyte layer made of a conductive polymer and a cathode layer are laminated in order to provide a solid electrolytic capacitor made of a conductive polymer that can suppress an increase in equivalent series resistance (ESR) even when left at high temperature. In a capacitor, a carbon paste layer mainly composed of carbon particles and a resin, and metal particles or carbon particles laminated on the carbon paste layer and a fluorine-based plastomer (plastomer: a polymer having plasticity like plastic) It has been proposed to have a cathode layer comprising an intermediate layer as a main component and a silver paste layer mainly composed of silver particles and resin laminated on the intermediate layer.

特許文献3では固体電解コンデンサの初期のESRの低減とハンダ付け後のESRの上昇を抑制するために固体電解コンデンサの銀ペースト層として、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂をバインダーとした第1の銀ペースト層の上に、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂をバインダーとした第2の銀ペースト層を形成し、二層構造の銀ペースト層とする提案をしている。   In Patent Document 3, as a silver paste layer of a solid electrolytic capacitor, the first silver using a thermoplastic resin such as an acrylic resin as a binder in order to suppress the initial ESR reduction of the solid electrolytic capacitor and the increase in ESR after soldering. It has been proposed that a second silver paste layer using a thermosetting resin such as a phenol resin is formed on the paste layer to form a two-layered silver paste layer.

特開2007−142160号公報JP 2007-142160 A 特開2005−86125号公報JP 2005-86125 A 特開2005−294385号公報JP 2005-294385 A

しかしながら、従来の技術では、固体電解コンデンサにおいて、銀ペースト層と銀ペースト層の外側に設けられたエポキシ樹脂からなる外装樹脂との接着強度と、銀ペースト層と銀ペースト層の下地であるグラファイトペースト層との接着強度を比較すると下地のグラファイトペースト層に対する接着力の方が弱いために、銀ペースト層が外装樹脂に引っ張られ、銀ペースト層とグラファイトペースト層との界面で剥離を起こし、ESRが大きくなるという懸念があった。   However, in the conventional technology, in the solid electrolytic capacitor, the adhesive strength between the silver paste layer and the exterior resin made of an epoxy resin provided on the outside of the silver paste layer, and the graphite paste that is the base of the silver paste layer and the silver paste layer When the adhesive strength with the layer is compared, the adhesive strength to the underlying graphite paste layer is weaker, so the silver paste layer is pulled by the exterior resin, causing peeling at the interface between the silver paste layer and the graphite paste layer, and the ESR is There was concern that it would grow.

改善方法としてフッ素系エラストマーを用いた銀ペーストの接着強度を更に向上することが望まれるところであるが限界があり、十分なものは得られていない。   As an improvement method, it is desired to further improve the adhesive strength of a silver paste using a fluorine-based elastomer, but there is a limit and a sufficient one is not obtained.

更にグラファイトペースト層に対する接着強度をもっと大きくできる銀ペースト層として熱可塑性アクリル系樹脂を用いた銀ペーストを検討した。その結果、グラファイトペースト層との密着力は向上し、銀ペースト層とグラファイトペースト層との界面で剥離の程度はフッ素系エラストマーの銀ペースト層よりも軽減することが判った。しかし、銀ペースト層と外装樹脂のエポキシ樹脂の接着強度による接着力が依然として強いため、リフローなどの熱ストレスによるモールドからの応力の緩和も効果として取り入れた構造や銀ペーストの材料の検討が必要とされていた。   Furthermore, a silver paste using a thermoplastic acrylic resin was studied as a silver paste layer that can further increase the adhesive strength to the graphite paste layer. As a result, it was found that the adhesion with the graphite paste layer was improved, and the degree of peeling at the interface between the silver paste layer and the graphite paste layer was less than that of the fluorine elastomer silver paste layer. However, since the adhesive strength due to the adhesive strength between the silver paste layer and the epoxy resin of the exterior resin is still strong, it is necessary to study the structure and silver paste material that incorporates relaxation of stress from the mold due to thermal stress such as reflow. It had been.

そこで本発明は、陰極の引き出しの役目をするグラファイトペースト層と外装樹脂として用いられるエポキシ樹脂の層との間に設置される銀ペースト層の構造や構成材料を改めて見直し、第1の銀ペースト層は下地であるグラファイトペースト層との接着強度を向上させ、第2の銀ペースト層は、リフローなどの熱ストレスによるモールドからの応力を吸収させ、ESRの上昇を抑制した固体電解コンデンサを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention reexamines the structure and constituent materials of the silver paste layer placed between the graphite paste layer that serves as a cathode lead and the epoxy resin layer that is used as the exterior resin, thereby providing a first silver paste layer. To improve the adhesive strength with the graphite paste layer as a base, and the second silver paste layer absorbs stress from the mold due to thermal stress such as reflow and provides a solid electrolytic capacitor that suppresses the increase in ESR With the goal.

本発明の固体電解コンデンサは、陽極リードが引き出された弁作用金属よりなる表面が多孔質を有する陽極体と、前記陽極体の表面に形成された誘電体層と、前記誘電体層の表面に形成された導電性高分子からなる固体電解質層と、前記固体電解質層の表面に順次形成されたグラファイトペースト層と銀ペースト層とを備えた固体電解コンデンサであって、前記銀ペースト層は第1の銀ペースト層、及び第2の銀ペースト層を有し、前記第1の銀ペースト層は熱可塑性アクリル系樹脂を用いた銀ペーストからなり、前記第2の銀ペースト層は熱可塑性フッ素系エラストマーを用いた銀ペーストからなり、かつ、前記第1の銀ペースト層を構成する銀ペーストの前記グラファイトペースト層に対する接着強度が、前記第2の銀ペースト層を構成する銀ペーストの前記グラファイトペースト層に対する接着強度より大きいことを特徴とする。 The solid electrolytic capacitor of the present invention includes an anode body having a porous surface made of a valve metal from which an anode lead is drawn, a dielectric layer formed on the surface of the anode body, and a surface of the dielectric layer. A solid electrolytic capacitor comprising a formed solid electrolyte layer made of a conductive polymer, a graphite paste layer and a silver paste layer sequentially formed on a surface of the solid electrolyte layer, wherein the silver paste layer is a first The first silver paste layer is made of a silver paste using a thermoplastic acrylic resin, and the second silver paste layer is a thermoplastic fluorine-based elastomer. made of silver paste using and adhesive strength to the graphite paste layer of silver paste constituting said first silver paste layer, constituting the second silver paste layer Being larger than the adhesive strength with respect to the graphite paste layer of a silver paste that.

本発明は、固体電解コンデンサにおいて、陰極層を構成する銀ペースト層を二層の構造とし、第1の銀ペースト層を第2の銀ペースト層より接着強度の大きい銀ペースト層にすることにより、リフロー時の外装樹脂の応力ストレスによるグラファイトペースト層との界面剥離を抑えESRの上昇を防ぐことが可能となる。更に第2の銀ペースト層にゴム状の性質をもつ結合剤を用いた銀ペーストを使用することにより、リフロー時の外装樹脂の応力ストレスを吸収する役目を担う。この2層からなる銀ペースト層の構造によりコンデンサ素子の各層の界面の剥離を防止し、低ESRの固体電解コンデンサの提供が可能となる。   In the present invention, in the solid electrolytic capacitor, the silver paste layer constituting the cathode layer has a two-layer structure, and the first silver paste layer is a silver paste layer having a larger adhesive strength than the second silver paste layer, It becomes possible to suppress the interface peeling with the graphite paste layer due to the stress stress of the exterior resin at the time of reflow and to prevent the ESR from rising. Further, by using a silver paste using a binder having rubber-like properties for the second silver paste layer, it plays a role of absorbing stress stress of the exterior resin during reflow. The structure of the two silver paste layers prevents peeling of the interface of each layer of the capacitor element, and provides a low ESR solid electrolytic capacitor.

更に本発明の固体電解コンデンサでは、グラファイトペースト層に対し十分な接着強度と、製品の信頼性を確保するために必要な弾性状態を有し、かつ、2層からなる銀ペースト層の構造により、リフロー時の加熱に対する耐久性を備えることから、第1の銀ペースト層としては熱可塑性アクリル系樹脂を用いた銀ペースト、第2の銀ペースト層としては熱可塑性フッ素系エラストマーを用いることが好ましい。   Furthermore, in the solid electrolytic capacitor of the present invention, it has a sufficient adhesive strength to the graphite paste layer and an elastic state necessary to ensure the reliability of the product, and the structure of the two-layer silver paste layer It is preferable to use a silver paste using a thermoplastic acrylic resin as the first silver paste layer and a thermoplastic fluorine-based elastomer as the second silver paste layer because it has durability against heating during reflow.

本発明の固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子の断面図。Sectional drawing of the capacitor | condenser element used for the solid electrolytic capacitor of this invention. 本発明の固体電解コンデンサの断面図。Sectional drawing of the solid electrolytic capacitor of this invention. 従来の技術の固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子の断面図。Sectional drawing of the capacitor | condenser element used for the solid electrolytic capacitor of a prior art. 銀ペースト層とグラファイトペースト層の接着強度の測定方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the measuring method of the adhesive strength of a silver paste layer and a graphite paste layer.

本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図2は本発明の固体電解コンデンサの断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the solid electrolytic capacitor of the present invention.

本発明において、まず多孔質体2の形成工程は、タンタルなどの弁作用金属の粉末を調合した後、プレスし、焼結を行う工程からなる。粉末調合については、弁作用金属としてのタンタル粉末にプレス成形性を向上させるためにバインダーを添加して混合する。プレス・焼結については、タンタルの混合粉末の中に陽極リード2aを挿入し円柱状または直方体状にプレス成形する。次いで、そのプレス成形品を高真空中にて焼結し多孔質体2を形成する。   In the present invention, the formation process of the porous body 2 includes a process of preparing a valve action metal powder such as tantalum, pressing, and sintering. For powder preparation, a binder is added to and mixed with tantalum powder as a valve action metal in order to improve press formability. For pressing / sintering, the anode lead 2a is inserted into a mixed powder of tantalum and press-molded into a cylindrical shape or a rectangular parallelepiped shape. Next, the press-molded product is sintered in a high vacuum to form the porous body 2.

誘電体層4の形成は、タンタルからなる多孔質体2を陽極として、対向電極とともにリン酸などの電解液中に浸漬し、電圧を印加することによって多孔質体2の表面に誘電体層4となるタンタル酸化皮膜を形成し陽極体3とする。   The dielectric layer 4 is formed by immersing the porous body 2 made of tantalum as an anode in an electrolyte solution such as phosphoric acid together with the counter electrode, and applying a voltage to the dielectric layer 4 on the surface of the porous body 2. A tantalum oxide film is formed to form anode body 3.

固体電解質層5の形成は、前工程で形成された陽極体3の内部及び表面の誘電体層4の上にポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等を化学酸化重合により形成する。   The solid electrolyte layer 5 is formed by chemical oxidative polymerization of polyaniline, polypyrrole, polythiophene, or the like on the inside of the anode body 3 formed in the previous step and on the dielectric layer 4 on the surface.

陰極層の形成は図2に示すように固体電解質層5の上に陰極の引き出し層としてグラファイトペースト層6を形成する。   As shown in FIG. 2, the cathode layer is formed by forming a graphite paste layer 6 on the solid electrolyte layer 5 as a cathode lead layer.

更にその上に第1の銀ペースト層7を形成する。この時、第1の銀ペースト層7は、第2の銀ペースト層の持つ接着強度より大きい接着強度を有し、グラファイトペースト層6に対して十分な接着状態を保つ熱可塑性樹脂を、結合剤として用いた銀ペーストを使用する。更にその上に第2の銀ペースト層8を形成する。第2の銀ペースト層8は、ゴム状の熱可塑性樹脂を、結合剤として用いた銀ペーストを使用する。   Further, a first silver paste layer 7 is formed thereon. At this time, the first silver paste layer 7 has an adhesive strength higher than that of the second silver paste layer, and a thermoplastic resin that maintains a sufficient adhesive state with respect to the graphite paste layer 6 is used as a binder. The silver paste used as is used. Further, a second silver paste layer 8 is formed thereon. The second silver paste layer 8 uses a silver paste using a rubber-like thermoplastic resin as a binder.

具体的には、第1の銀ペースト層7に用いるのはアクリル系熱可塑性樹脂を用いた銀ペーストであり、その熱可塑性アクリル樹脂を用いた銀ペーストのグラファイトペースト層に対する接着強度を19.6×10−6〜29.4×10−6N/mの範囲内とした場合に下地であるグラファイトペースト層との接着状態を十分保持できることが判っている。また、第2の銀ペースト層8に用いるのは熱可塑性フッ素系エラストマーを用いた銀ペーストであり、その熱可塑性フッ素系ラストマーを用いた銀ペーストが持つ接着強度を14.7×10−6〜19.6×10−6N/mの範囲内とした場合にリフロー時に生じる熱応力を吸収することができる。 Specifically, the first silver paste layer 7 is a silver paste using an acrylic thermoplastic resin, and the adhesive strength of the silver paste using the thermoplastic acrylic resin to the graphite paste layer is 19.6. It has been found that when it is in the range of × 10 −6 to 29.4 × 10 −6 N / m 2 , the adhesive state with the underlying graphite paste layer can be sufficiently maintained. The second silver paste layer 8 is a silver paste using a thermoplastic fluorine-based elastomer, and the adhesive strength of the silver paste using the thermoplastic fluorine-based lastmer is 14.7 × 10 −6 to When it is within the range of 19.6 × 10 −6 N / m 2 , it can absorb the thermal stress generated during reflow.

尚、上記で述べた、それぞれの銀ペースト層の接着強度の測定方法を図4を参照して説明する。   In addition, the measuring method of the adhesive strength of each silver paste layer described above is demonstrated with reference to FIG.

図4は銀ペースト層15とグラファイトペースト層16の接着強度の測定方法を示す断面図である。この測定方法は実体レベルの接着強度を明確にするためにできるだけ固体電解コンデンサの製品形状に近い寸法で行った。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method for measuring the adhesive strength between the silver paste layer 15 and the graphite paste layer 16. This measurement method was performed with dimensions as close as possible to the product shape of the solid electrolytic capacitor in order to clarify the bond strength at the actual level.

まず、長さ25mm、幅10mm、厚み0.5mm(寸法公差±0.02mm)の銅からなる直方体の板を2枚一組として準備し、一方の板13(板Aとする)の表面にグラファイトペースト層16、銀ペースト層15を順次形成し、更に外装樹脂にあたるエポキシ樹脂を塗布し、残った一方の板14(板Bとする)で挟み、熱硬化の後の接着強度を数値化した。   First, a rectangular parallelepiped plate made of copper having a length of 25 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 0.5 mm (dimensional tolerance ± 0.02 mm) is prepared as a set, and the surface of one plate 13 (referred to as plate A) is prepared. A graphite paste layer 16 and a silver paste layer 15 were sequentially formed, and an epoxy resin corresponding to an exterior resin was further applied and sandwiched between the remaining one plate 14 (referred to as plate B), and the adhesive strength after thermosetting was quantified. .

具体的な接着強度の測定試料の構成を説明する。前述の板A13の長さ方法の端部から内側に10mm、幅10mmの範囲にグラファイトペースト層16を形成した。グラファイトペースト層16は厚みが10μmから15μmになるよう液浸漬により形成した。その後、グラファイトペースト層16の表面の同じ面積の範囲に銀ペースト層15が厚み10から20μmになるように液浸漬し、温度を120℃〜140℃とし、1時間で硬化させた。更にエポキシ樹脂を厚み1.0〜2.0mmで銀ペースト層15が形成された面積の範囲に塗布し、板B14を接着し、温度が140℃〜150℃で、1時間で硬化させた。尚、接着強度の測定試料は複数の水準で各5個ずつ作製した。   A specific configuration of the adhesive strength measurement sample will be described. The graphite paste layer 16 was formed in the range of 10 mm inward and 10 mm in width from the end of the length method of the plate A13. The graphite paste layer 16 was formed by liquid immersion so as to have a thickness of 10 μm to 15 μm. Thereafter, the silver paste layer 15 was immersed in the same area of the surface of the graphite paste layer 16 so as to have a thickness of 10 to 20 μm, and the temperature was set to 120 ° C. to 140 ° C. and cured for 1 hour. Further, an epoxy resin was applied to a range of the area where the silver paste layer 15 was formed with a thickness of 1.0 to 2.0 mm, and the plate B14 was adhered and cured at a temperature of 140 ° C. to 150 ° C. for 1 hour. In addition, the measurement sample of adhesive strength was produced for each five pieces by several levels.

この測定試料の板A13のグラファイトペースト層16、および銀ペースト層15が形成されていない端部(長さ10mm)をつかみ構造を有した台に固定し、板B14(端部から10±2mmの範囲)をプッシュプルゲージで押し込み、接着強度の測定を行った。押し込み速度は10mm/minで実施した。更に接着強度の測定を行った後の測定試料を観察し、グラファイトペースト層16と銀ペースト層15との界面で剥離が発生していることを確認した。したがって、この測定方法により前述した接着強度の範囲が判明した。   An end portion (length 10 mm) of the measurement sample plate A13 on which the graphite paste layer 16 and the silver paste layer 15 are not formed is fixed to a table having a gripping structure, and a plate B14 (10 ± 2 mm from the end portion) is fixed. Range) was pushed in with a push-pull gauge, and the adhesive strength was measured. The indentation speed was 10 mm / min. Furthermore, the measurement sample after measuring the adhesive strength was observed, and it was confirmed that peeling occurred at the interface between the graphite paste layer 16 and the silver paste layer 15. Therefore, the range of the adhesive strength described above was found by this measuring method.

尚、得られた銀ペースト層15のグラファイトペースト層16に対する接着強度の範囲は複数の水準の銀ペーストを作製し評価したことによるものである。複数の銀ペーストの水準は、銀ペーストが接着剤として使用でき、機能しうる範囲で熱可塑性アクリル樹脂、熱可塑性フッ素系エラストマーの各々の銀ペーストに対する含有率を検討し、作製した。   In addition, the range of the adhesive strength with respect to the graphite paste layer 16 of the obtained silver paste layer 15 is based on producing and evaluating several levels of silver paste. A plurality of silver paste levels were prepared by examining the content of each of the thermoplastic acrylic resin and the thermoplastic fluoroelastomer in a range where the silver paste can be used as an adhesive and can function.

これより、再び、実施の形態の内容に戻る。   Thus, the contents of the embodiment are returned again.

図2に示すように固体電解コンデンサの陽極側のリードフレーム10を陽極リード2aの先端部にスポット溶接にて接合し、また、第2の銀ペースト層8に陰極側のリードフレーム10を導電性接着剤9によって接合する。最後に全体を外装樹脂11でモールド外装し、リードフレーム10を折り曲げて図2に示すような構成のタンタル固体電解コンデンサを完成させる。   As shown in FIG. 2, the lead frame 10 on the anode side of the solid electrolytic capacitor is joined to the tip of the anode lead 2 a by spot welding, and the lead frame 10 on the cathode side is conductively connected to the second silver paste layer 8. Bonding is performed using an adhesive 9. Finally, the entirety is molded with the exterior resin 11 and the lead frame 10 is bent to complete a tantalum solid electrolytic capacitor having a structure as shown in FIG.

次に、この発明のより具体的な実施例について図1及び図2を用いて説明する。   Next, a more specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子の断面図であり、図2は本発明の固体電解コンデンサの断面図である。本発明の実施例として次のような工程によって、定格電圧2.5V、定格容量220μFの固体電解コンデンサを製造した。以下に本発明の実施例を詳述する。   FIG. 1 is a sectional view of a capacitor element used in the solid electrolytic capacitor of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the solid electrolytic capacitor of the present invention. As an example of the present invention, a solid electrolytic capacitor having a rated voltage of 2.5 V and a rated capacity of 220 μF was manufactured by the following process. Examples of the present invention are described in detail below.

タンタル粉末(約80kCV/g:CVとは静電容量と定格電圧の積を言う。)を用いて、プレス密度を6.0に調整した、寸法2.20×1.20×1.72mmの直方体のプレス体を作製した。そこにはタンタルワイヤー(直径0.34mm)が埋め込まれている。そのプレス体を、約1250℃で焼結し、多孔質体2を作製した。 Using tantalum powder (about 80 kCV / g: CV is the product of capacitance and rated voltage), the press density was adjusted to 6.0, dimensions 2.20 × 1.20 × 1.72 mm 3 A cuboid pressed body was produced. There, a tantalum wire (diameter 0.34 mm) is embedded. The pressed body was sintered at about 1250 ° C. to produce a porous body 2.

タンタルからなる多孔質体2を陽極として、対向電極とともに0.6mass%、85℃のリン酸などの電解液中に浸漬し、6.5Vの電圧を印加することによって多孔質体2の表面に誘電体層4となるタンタル酸化皮膜を形成し、これを陽極体3とした。   The porous body 2 made of tantalum is used as an anode, immersed in an electrolyte such as phosphoric acid at 0.6 mass% and 85 ° C. together with the counter electrode, and a voltage of 6.5 V is applied to the surface of the porous body 2. A tantalum oxide film to be the dielectric layer 4 was formed, and this was used as the anode body 3.

次に、この陽極体3を酸化剤溶液に浸漬した。酸化剤溶液は純水等の所定の溶媒にスルホン酸塩を20mass%溶解した溶液を用いた。   Next, the anode body 3 was immersed in an oxidant solution. As the oxidizing agent solution, a solution in which 20 mass% of a sulfonate was dissolved in a predetermined solvent such as pure water was used.

酸化剤水溶液中で5分間浸漬した後、陽極体3を酸化剤溶液から引き上げ、さらに室温で30分間放置した。その後、重合性モノマー溶液として3、4−エチレンジオキシチオフェンの中に1秒浸漬した後、陽極体3を重合性モノマー溶液から引き上げて、室温で60分間放置することにより化学酸化重合を行った。   After being immersed in an oxidizing agent aqueous solution for 5 minutes, the anode body 3 was pulled up from the oxidizing agent solution and further allowed to stand at room temperature for 30 minutes. Then, after immersing in 3,4-ethylenedioxythiophene as a polymerizable monomer solution for 1 second, the anode body 3 was pulled up from the polymerizable monomer solution and allowed to stand at room temperature for 60 minutes for chemical oxidative polymerization. .

このようにしてコンデンサ素子を得るために陽極体3の内部を構成する陽極酸化皮膜上に導電性高分子層を形成した後、重量比1:1に混合したポリチオフェン、アクリル樹脂をジエチレングリコール中に分散させ、固形分量を5mass%、粘度を100mPa・sに調整した導電性高分子溶液に1分間浸漬した後150℃,30分間乾燥したことにより、コンデンサ素子の内部の固体電解質層5を形成した。   In order to obtain the capacitor element in this way, after forming a conductive polymer layer on the anodized film constituting the inside of the anode body 3, the polythiophene and acrylic resin mixed in a weight ratio of 1: 1 are dispersed in diethylene glycol. The solid electrolyte layer 5 inside the capacitor element was formed by immersing in a conductive polymer solution having a solid content of 5 mass% and a viscosity adjusted to 100 mPa · s for 1 minute and then drying at 150 ° C. for 30 minutes.

その上に再度酸化剤溶液に浸漬した。酸化剤溶液はエチルアルコール等の所定の溶媒にスルホン酸塩35mass%を溶解した溶液を用いた。   It was immersed again in the oxidizing agent solution. As the oxidizing agent solution, a solution in which 35 mass% of sulfonate was dissolved in a predetermined solvent such as ethyl alcohol was used.

酸化剤溶液中で1分間浸漬した後、陽極体3を酸化剤溶液から引き上げ、さらに室温で60分間放置した。その後、重合性モノマー溶液として3、4−エチレンジオキシチオフェンの中に1秒間浸漬した後、重合性モノマー溶液から引き上げて、室温で60分間放置することにより化学酸化重合を行い、コンデンサ素子の外部の固体電解質層5を形成した。   After being immersed in the oxidant solution for 1 minute, the anode body 3 was pulled up from the oxidant solution and further allowed to stand at room temperature for 60 minutes. Then, after being immersed in 3,4-ethylenedioxythiophene as a polymerizable monomer solution for 1 second, it is pulled out from the polymerizable monomer solution and left at room temperature for 60 minutes to perform chemical oxidative polymerization. The solid electrolyte layer 5 was formed.

次に、このコンデンサ素子の固体電解質層5の上に、グラファイトペースト層6を液浸漬によって10〜15μmになるよう形成した。   Next, a graphite paste layer 6 was formed on the solid electrolyte layer 5 of the capacitor element so as to be 10 to 15 μm by liquid immersion.

更にその上に第1の銀ペースト層7を形成するために熱可塑性アクリル樹脂を用いた銀ペーストの厚みが10〜20μmになるように液浸漬し、140℃、60分間で乾燥した。続いて第2の銀ペースト層8を形成するために熱可塑性フッ素系エラストマーを用いた銀ペーストの厚みが10〜20μmになるように液浸漬し、130℃、30分間で乾燥した。   Furthermore, in order to form the 1st silver paste layer 7 on it, liquid immersion was carried out so that the thickness of the silver paste using a thermoplastic acrylic resin might be 10-20 micrometers, and it dried at 140 degreeC for 60 minutes. Then, in order to form the 2nd silver paste layer 8, it immersed in the liquid so that the thickness of the silver paste using a thermoplastic fluorine-type elastomer might be 10-20 micrometers, and dried at 130 degreeC for 30 minutes.

尚、この試料作製に用いた第1の銀ペースト層7を構成する熱可塑性アクリル樹脂を用いた銀ペーストの接着強度は24.5×10−6N/mの物であり、第2の銀ペースト層8を構成する熱可塑性フッ素系エラストマーを用いた銀ペーストの接着強度は17.6×10−6N/mであった。 In addition, the adhesive strength of the silver paste using the thermoplastic acrylic resin which comprises the 1st silver paste layer 7 used for this sample preparation is a thing of 24.5 * 10 < -6 > N / m < 2 >, 2nd The adhesive strength of the silver paste using the thermoplastic fluorine-based elastomer constituting the silver paste layer 8 was 17.6 × 10 −6 N / m 2 .

次に陽極側のリードフレーム10を陽極リード2aの先端部にスポット溶接にて接合し、また、第2の銀ペースト層8に陰極側のリードフレーム10を導電性接着剤9によって接合した。最後に全体を外装樹脂11でモールド外装し、外装樹脂に沿ってリードフレーム10を折り曲げて固体電解コンデンサ1を50個完成させた。   Next, the anode side lead frame 10 was joined to the tip of the anode lead 2 a by spot welding, and the cathode side lead frame 10 was joined to the second silver paste layer 8 by the conductive adhesive 9. Finally, the whole was molded with the exterior resin 11 and the lead frame 10 was bent along the exterior resin to complete 50 solid electrolytic capacitors 1.

(比較例)
比較例として、従来の技術である固体電解コンデンサも50個作製した。尚、比較例の試料は前述したように熱可塑性フッ素系エラストマーを用いた銀ペーストを使用した銀ペースト層を1層構造にしたものであり、他の製造工程は本発明の実施例の工程と同様とした。
(Comparative example)
As a comparative example, 50 solid electrolytic capacitors, which are conventional techniques, were also produced. As described above, the sample of the comparative example is a one-layer structure of the silver paste layer using the silver paste using the thermoplastic fluorine-based elastomer, and the other manufacturing steps are the same as the steps of the embodiment of the present invention. Same as above.

上記のようにして製作した本発明の固体電解コンデンサと従来の技術による固体電解コンデンサにおいて、リフロー槽にて実装を行い、リフロー前後のESRを公知の方法で測定した。その結果を表1に示す。リフロー条件としては、温度を260℃のピークとして、240℃、20秒間のキープ温度とした。   The solid electrolytic capacitor of the present invention manufactured as described above and the conventional solid electrolytic capacitor were mounted in a reflow bath, and the ESR before and after the reflow was measured by a known method. The results are shown in Table 1. As the reflow conditions, the temperature was set at a peak of 260 ° C., and a keep temperature of 240 ° C. for 20 seconds.

Figure 0005358422
測定周波数:100kHz
Figure 0005358422
Measurement frequency: 100 kHz

表1より、本発明の実施例で製作した固体電解コンデンサは、従来の技術の固体電解コンデンサよりもESRが低く、上昇率も抑制されていることがわかる。また、拡大鏡での観察の結果、懸念されていた熱履歴の応力によるグラファイトペースト層6と第1の銀ペースト層7との界面の剥離も見受けられず、第1の銀ペースト層7の結合剤に接着強度の大きな熱可塑性アクリル樹脂を用いた本発明の効果が伺える。   From Table 1, it can be seen that the solid electrolytic capacitors manufactured in the examples of the present invention have lower ESR and a lower rate of increase than the solid electrolytic capacitors of the prior art. Further, as a result of observation with a magnifying glass, no peeling of the interface between the graphite paste layer 6 and the first silver paste layer 7 due to the stress of thermal history, which was a concern, was not observed, and the bonding of the first silver paste layer 7 was not observed. The effect of the present invention using a thermoplastic acrylic resin having high adhesive strength as the agent can be seen.

以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。   The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the present invention is not limited to the scope of the present invention. Included in the invention. That is, various changes and modifications that can be naturally made by those skilled in the art are also included in the present invention.

1 固体電解コンデンサ
2 多孔質体
2a 陽極リード
3 陽極体
4 誘電体層
5 固体電解質層
6、16 グラファイトペースト層
7 第1の銀ペースト層
8 第2の銀ペースト層
9 導電性接着剤
10 リードフレーム
11 エポキシ外装樹脂
12 プッシュプルゲージ
13 板A
14 板B
15 銀ペースト層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid electrolytic capacitor 2 Porous body 2a Anode lead 3 Anode body 4 Dielectric layer 5 Solid electrolyte layer 6, 16 Graphite paste layer 7 First silver paste layer 8 Second silver paste layer 9 Conductive adhesive 10 Lead frame 11 Epoxy exterior resin 12 Push-pull gauge 13 Plate A
14 Board B
15 Silver paste layer

Claims (1)

陽極リードが引き出された弁作用金属よりなる表面が多孔質を有する陽極体と、前記陽極体の表面に形成された誘電体層と、前記誘電体層の表面に形成された導電性高分子からなる固体電解質層と、前記固体電解質層の表面に順次形成されたグラファイトペースト層と銀ペースト層とを備えた固体電解コンデンサであって、前記銀ペースト層は第1の銀ペースト層、及び第2の銀ペースト層を有し、前記第1の銀ペースト層は熱可塑性アクリル系樹脂を用いた銀ペーストからなり、前記第2の銀ペースト層は熱可塑性フッ素系エラストマーを用いた銀ペーストからなり、かつ、前記第1の銀ペースト層を構成する銀ペーストの前記グラファイトペースト層に対する接着強度が、前記第2の銀ペースト層を構成する銀ペーストの前記グラファイトペースト層に対する接着強度より大きいことを特徴とする固体電解コンデンサ。 An anode body having a porous surface made of a valve metal from which an anode lead is drawn, a dielectric layer formed on the surface of the anode body, and a conductive polymer formed on the surface of the dielectric layer A solid electrolytic capacitor comprising a solid electrolyte layer, a graphite paste layer and a silver paste layer sequentially formed on the surface of the solid electrolyte layer, wherein the silver paste layer includes a first silver paste layer and a second silver paste layer; The first silver paste layer is made of a silver paste using a thermoplastic acrylic resin, and the second silver paste layer is made of a silver paste using a thermoplastic fluorine-based elastomer, And the adhesive strength of the silver paste constituting the first silver paste layer to the graphite paste layer is such that the graphite of the silver paste constituting the second silver paste layer The solid electrolytic capacitor being greater than the adhesive strength of the paste layer.
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