JPH01232714A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は耐湿性の優れた高信頼性のタンタル固体電解コ
ンデンサに関する。

従来の技術 これまでの固体電解コンデンサは、例えば、陽極導出線
を具備するタンタルなどの弁作用金属多孔質体の表面に
陽極酸化により、誘電体性酸化皮膜を形成させ、その表
面に二酸化マンガンなどの半導体性電解質層を形成、更
にカーボン層、続いて陰極層とし銀導電性塗料層を順次
、積層形成してコンデンサ素子を製造していた。

そして、その後、陽極導出線には陽極端子を溶接により
接続し、一方、陰極層（銀導電性塗料層）と陰極端子と
は銀導電性接着剤により接続し７、その後樹脂外装を行
ってタンタル固体電解コンデンサを完成していた。

発明が解決しようとする課題 これまではこのようにコンデンサ素子の陰極層には銀導
電性塗料を用い、陰極層と陰極端子との接続には、銀導
電性接着剤を用いているので、コンデンサが高温高湿度
環境下にさらされたとき、外装樹脂及び端子と外装樹脂
の間隙を通して水分が浸入し、”銀”を溶解させ、誘電
体酸化皮嘆σ）表面までＡ２が移行するいわゆる６銀の
マイグレ−ション現象”を起し、コンデンサの漏れ電流
が増大したり、短絡故障が発生するなどの問題があった
０ これらの問題を解決するために、各社において水分の浸
入を防止するための工夫や技術開発検討がなされている
。

又、“銀のマイグレーション現象”を助長する各種材料
の不純物コントロール及びその除去法などの開発も進め
られているが６銀のマイグレーション現象”を防止する
技術が未だ生れていないのが現状である。

又、更に銀の代替材料として、銅粉末、ニッケル粉末な
どを用いた導電体塗料の開発も進められているが、高温
度になると、抵抗値が大巾に増大し、コンデンサに用い
た場合には−δ特性が悪くなり、又値そのものも不安定
であり、未だコンデンサに使用可能な実用的な導電性塗
料までには至っていないのが現状である。

又、６マイグレーシヨン現象”の起り鑓＜、熱に対して
安定な金属として、金、白金、パラジウムなどの導電性
塗料のアイディアも考えられ、現実には全導電性接着剤
も商品化されている。

白金、パラジウムの導電性塗料は未だ存在しない。いず
れにしても非常に高価であることから、コンデンサの材
料としては使用することができないものである。

本発明は、安価で且つ１マイグレーシヨン現象”の起こ
り難い銀導電性塗料の代りに用いることのできろ導電性
物質によって、非常に耐湿性の浸れた信頼性の高いコン
デンサを得るものである。

課題を解決するための手段 本発明は、タンタルなどの弁作用金属の酸化物を誘電体
として、この表面に二酸化マンガンなどの半導体性電解
質層、カーボン層、及び陰極層２などを順次積層形成さ
れてコンデンサ素子ｌの陽極導出線３に陽極端子６を溶
接などにより、陰極層２と陰極端子ｊを導電性接着剤≠
にて接続して樹脂外装７してなる固体電解コンデンサに
おいて黒鉛とＰｄからなる導電性物質で前記の陰極層コ
を構成し、又、陰極層２と陰極端子ｊとを前記導電性物
質で構成した接着剤で接続したものである。

作用 本発明は、黒鉛粉末の粒子と粒子の接触抵抗を小さくさ
せるような働きをしていると推定されるパラジウム粉よ
り抵抗値の小さい電気伝導性の浸れた導電性塗料を構成
した。

この導電性塗料は、「マイグレーション現象」をきわめ
て起し難いパラジウム金属と、全く起らない黒鉛を用い
構成しているので、マイグレーションのきわめて起り難
い塗料が得られ、これでコ〉デンサの陰極層を構成し、
また陰極層と陰極端子の接着剤として両者を接続するこ
とにより、すぐれた耐湿性が得られ、マイグレーション
現象の起り難い構成にできる。

実施例 第１図は本発明の固体電解コンデンサの斜視図、第２図
は第１図ｘ−ｘ’線の断面図を示す。

図において、ｌはコンデンサ素子、２は黒鉛とＰｄ　（
パラジウム）からなる導電性の陰極層、３は陽極導出線
、弘は黒鉛とＰｄからなる導電性接着剤、夕は陰極端子
、乙は陽極端子、７は外装樹脂、を示す。

本発明の固体電解コンデンサの構成を説明する。

本発明は、電気伝導性に優れ、且つ熱に対して安定な比
重の小さい（比重＜　２．　Ｏｆ　／ｃｃ　）軽い黒鉛
粉末と、この黒鉛よりも電気伝導性に浸れ、且つ熱に対
して安定で、且つ化学的に安定で６マイグレーシヨン現
象”を起し難いパラジウム粉末（比重＜　１２．ＯＶ　
／ｃｃ）に着目し、これを混合しこれに結合剤として高
分子材料を混合することにより、コンデンサの導電性材
料として十分使用可能な電気伝導体を有し、且つ安価な
導電性物質を得た。

この導電性物質を、コンデンサ素子の陰極層、又はコン
デンサ素子陰極層と陰極端子との接着として活用するも
のである。

黒鉛の比抵抗は一般的に１０〜ｌＯΩ−備とされており
、この黒鉛の粉末に結合剤として、有機高分子材料とし
てメチル・メタクリル樹脂を混合し、キシレン溶剤を加
え混練することにより黒鉛導電性塗料とすることができ
るが、抵抗値が高いためにコンデンサの陰極層として活
用することは出来ないが、これに比抵抗がｌ　Ｏ，４Ｘ
　Ｉ　Ｏ”−’Ω−口のパラジウム粉末を混合してゆく
ことにより塗料としての抵抗値を下げてゆくことが可能
となり、特に黒鉛粉末１０部（重量）に対してＰｄ粉末
５部（重量）附近より急激に抵抗値を下げる効果がある
ことを見出した。

黒鉛粉末の比重は先にも述べたように、パラジウム粉の
１／６以下であることから、黒鉛粉末の０カサ”はパラ
ジウムの６倍以上となり、黒鉛粉末１０部（重量）にパ
ラジウム粉末５部（重量）を混合し、これに結合剤とし
ての樹脂５部（重量）及びキシレン溶剤を若干量加えて
混練し、導電性塗料とすると得られる塗料としての９カ
サ”（体積）はパラジウム粉末の６カサ”の１２倍以上
となる（樹脂分を無視したとしても）。

即ち、黒鉛粉末容量で１２部に対して、パラジウム粉末
容量で１部という少ない量を添加することにより、黒鉛
導電性塗料の電気抵抗値を大巾に下げる効果が生れる。

このパラジウム粉末を添加した黒鉛導電性塗料をコンデ
ンサ素子の陰極層として活用すると、コンデンサとして
十分使用し得るーδ特性が得られる（銀導電性塗料を用
いた場合より−δ特性は若干大きいが）。そして目的と
する高温度高湿度の環境下での漏れ電流の増大が小さく
、短絡故障のきわめて少ない高信頼性のタンタル固体電
解コンデンサが得られる。

第３図に黒鉛粉末にパラジウム粉末を添加したとき、導
電性塗料の抵抗値を下げろ効果と、コンデンサ（１６Ｖ
２２μＦ）の−δを下げる効果の実験結果を示す。

黒鉛ｔｏｙに対してＰｄ粉末を順次添加し、これにメチ
ルメタクリル樹脂４．０２とキシレン若干を加えて塗料
化した。

塗料の抵抗値はセラミック基板上に約２００μ（ミクロ
ン）の厚さに印刷し、抵抗計で抵抗値を測定した。

一方、−δ特性は、１６Ｖ２２μＦのカーボン層形成後
のコンデンサ素子に本塗料をデイツプピングにより形成
せしめ、１２０Ｈｚで測定した。

Ｐｄの添加量が３２あたりから急激に塗料の抵抗値、及
びコンデンサの−δ値も低下することが解かる。

添加量が増えるに伴ない、低下がみられるが、あまり多
くなると効果は薄くなり、フストアツブになるため実用
的でなくなってくる。

タンタル陽極導出線を具備する１６Ｖ２２μＦのタンタ
ル多孔質電極体を用意し、この表面に一般的な方法で電
解質である二酸化マンガンを硝酸マンガンの熱分解によ
り被着させる。その後更にコロイダルカーボン層を形成
させてコンデンサ素子／とする。

一方、平均粒子径がｌθμ（ミクロン）の黒鉛粉末と平
均粒径が３μの片状のパラジウム粉末を用意し、黒鉛粉
末ｌＯ２に対して、パラジウム粉末０．５２をよく混合
する。この混合粉末に対してポリメチル・メタクリレー
ト樹月旨４２をキシレンに溶解せしめた溶液を加えてよ
く混練することによって導電性塗料を得る。

導電性接着剤はポリメチル・メタクリレート樹脂の代り
に、エポキシ樹脂を用いることによって接着性の優れた
導電性接着剤を得る。

第３図は黒鉛粉末（平均粒子径１０μ）１０２に対する
片状パラジウム粉（平均粒子径３μ）の添加量（２）に
対する導電性塗料の抵抗値（Ω）の関係図を示す。

このようにして得られた黒鉛とパラジウムからなる導電
性塗料及び接着剤を第１図と第２図に示す如く、コンデ
ンサ素子／（カーボン層まで形成させた状態）の表面に
黒鉛とパラジウムからなる導電性塗料層を塗布して陰極
層２を形成させる。

次に予め用意したコム状金属端子の陽極端＋６にコンデ
ンサ素子ｌの陽極導出線３を溶接により接続し、続いて
陰極層２と陰極端＋５とを黒鉛とパラジウムからなる導
電性接着剤≠にて接続する。

その後、トランスファーモールド方式による樹脂外装を
行って、更に外部端子の折曲げ加工を行って完成させる
。

この様にして得られたコンデンサの８５℃、９５％ＲＨ
の高温高湿度テストの結果を銀導電性材を用いた場合と
比較して第１表に示す。

第　　１　　表 黒鉛をパラジウム導電性物質を用いた１６Ｖ２２μＦコ
ンデンサの高温高湿（８５℃、９５％Ｒ１−１）γ／μ
：　γは短絡故障数 μは試験数 銀導電性材料を用いた場合には−δの値は小さいが、銀
のマイグレーション現象により短絡故障が多く、ｔｏｏ
ｏ時間に耐えられない結果となっている。

本発明の黒鉛とパラジウム導電性材料を用いた場合には
、やや−δの値は大きいが１０００時間でも全く故障が
発生せず、耐湿性に優れ、非常に信頼性の高いコンデン
サが得られることを示している。

発明の効果 本発明は前記の構成に基いて、−δが小さく安定で、且
つ非常に擾れた耐湿性を得ることができまたマイグレー
ション現象の起り難い構成にできるなどの効果を生ずる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の固体電解コンデンサの斜視図、第２図
は第１図ｘ−ｘ’線の断面図、第３図は黒鉛粉末（平均
粒子径１０μ）ｔｏｙに対する片状パラジウム粉（平均
粒子径３μ）の添加量（２）に対する導電性塗料の抵抗
値（Ω）の関係図、を示す。 ／：コンデンサ素子、 ２：黒鉛とパラジウムと有機高分子材料からなる陰極層
、 ３：＠極導出線、 ≠：黒鉛とパラジウムと有機高分子材料からなる導電性
接着剤、 ｊ：陰極端子、 乙：陽極端子、 ７：外装樹脂。 特許出願人　　松下電器産業株式会社 代理人弁理士　　阿　　部　　　　功 第２囚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タンタルなどの弁作用金属の酸化物を誘電体として、こ
   の表面に二酸化マンガンなどの半導体性電解質層、カー
   ボン層、及び陰極層２などを順次積層形成されてコンデ
   ンサ素子１の陽極導出線３に陽極端子６を溶接などによ
   り、陰極層２と陰極端子５を導電性接着剤４にて接続し
   て樹脂外装７してなる固体電解コンデンサにおいて、黒
   鉛とＰｄからなる導電性物質で前記の陰極層２を構成し
   、又、陰極層２と陰極端子５とを前記導電性物質で構成
   した接着剤で接続したことを特徴とする固体電解コンデ
   ンサ。