JPH02166715A - 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、高温性能に優れた固体電解コンデンサに関す
る。

〔従来の技術〕

従来の固体電解コンデンサは弁作用金属からなる陽極基
体に酸化皮膜層を形成し、この酸化皮膜層の外面に対向
電極として二酸化マンガン等の半導体層を形成し、さら
にカーボン層、銀ペースト層等により導電体層を形成し
て接触抵抗を減少している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、半導体層とカーボン層は一般に熱膨脹率
が違うため、高温放置時に両層間の密着性が低下する欠
点があった。特に固体電解コンデンサでは高温長期寿命
試験を行うと、経時的に損失係数が増大するという欠点
があった。

本発明は上記の事情に鑑み、半導体層との密着性に優れ
たカーボンペーストを使用することによって高温安定性
が長期にわたって劣化しない固体電解コンデンサを提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明においては弁作用金
属からなる陽極基体の表面に順次、誘電体酸化皮膜層、
半導体層、カーボン層、導電体層を形成してなる固体電
解コンデンサにおいて、カーボン層が金属酸化物からな
る半導体とカーボンと樹脂とを混合したカーボンペース
トである固体電解コンデンサにある。

以下本発明の固体電解コンデンサについて説明する。

本発明の陽極として用いられる弁金属基体としては、例
えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン及びこ
れらを基質とする合金等、弁作用を有する金属がいずれ
も使用できる。

陽極基体表面の誘電体酸化皮膜層は、陽極基体表層部分
に設けられた陽極基体自体の酸化物層であってもよく、
あるいは、陽極基体の表面上に設けられた他の誘電体酸
化物の層であってもよいが、特に陽極弁金属自体の酸化
物からなる層であることが望ましい。いずれの場合にも
酸化物層を設ける方法としては、電解液を用いた陽極化
成法など従来公知の方法を用いることができる。

また本発明において使用する半導体層の組成および作製
方法に特に制限はないが、コンデンサの性能を高めるた
めには二酸化鉛もしくは二酸化鉛と硫酸鉛を主成分とし
たものがよく、従来公知の化学的析出法、或は電気化学
的析出法で作製するのが好ましい。上述した半導体層の
形成方法として、例えば本発明者等が特開昭６２−１８
５３０７号公報、特開昭０３−５１０２１号公報に記載
した方法を用いることができる。

本発明の固体電解コンデンサのカーボン層には、金属酸
化物からなる半導体とカーボンと樹脂とを均一に混合し
たカーボンペーストを使用することが肝要である。この
カーボンペーストを使用することにより高温安定性の良
い固体電解コンデンサが作製される。その理由は、一般
に固体電解コンデンサの高温安定性は、半導体層とカー
ボン層との熱膨脹係数差を小さくし、密着性を保持する
ことによって解決できるが、上記カーボンペースト中の
金属酸化物からなる半導体は、半導体層とカーボン層と
の熱膨脹係数差を小さくする効果を有しているためであ
る。

本発明の固体電解コンデンサのカーボン層に使用するカ
ーボンペーストの成分である金属酸化物としては、°電
導度がＩＱ’ｓ−印−１から１０３５・ｃｍ−１の間に
ある半導体であり一般に粉末状で使用される。代表例と
して二酸化マンガン、二酸化スズ、二酸化タングステン
、二酸化鉛、−酸化銅、−酸化亜鉛、−酸化ニッケル、
−酸化コバルト、二酸化チタン、三二酸化鉄、チタン酸
バリウム、酸化タンタル、三二酸化バナジウム、二酸化
タングステン等があげられ、好ましくは二酸化マンガン
、二酸化鉛、−酸化亜鉛、三酸化タングステンがあげら
れる。これらの金属酸化物に適当な公知のドーパントを
入れることにより電導度を調節して使用してもよい。

次にカーボンペース、トの成分である樹脂としては市販
の何れの樹脂でも適用可能であり例えば、アクリル樹脂
、アルキッド樹脂、フッ素樹脂、セルロース樹脂、ビニ
ル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、
フェノール樹脂等が採用できる。又、作業性を最適状態
にする為の粘度調節用として溶剤を添加することも可能
である。

そして、使用する金属酸化物とカーボンの量と樹脂の比
率を適当に調節することにより任意の電導度を有する導
電ペーストが得られる。

使用する金属酸化物の半導体とカーボンの比率は、金属
酸化物の種類、固体電解コンデンサの半導体層の種類等
によって異なるが半導体層の熱膨張係数やカーボンペー
ストの導電度を加味して予め行う予備実験により決定さ
れる。

次に本発明の固体電解コンデンサのカーボン層の上に形
成する導電体層としては、銀ペースト等の従来公知の金
属粉が入った導電ペーストが使用されるが、とりわけ本
発明者等が特開昭６３−１１９５１８号公報に記載した
導電ペーストが性能および廉価であるため望ましい。

このように構成された固体電解コンデンサは、例えば、
樹脂モールド、樹脂ケース、金属製の外装ケース、樹脂
のディッピング、ラミネートフィルムによる外装により
各種用途の汎用コンデンサ製品とすることができる。

〔実　施　例〕

以下、実施例、比較例を示して、本発明を説明する。

実施例１〜４ 長さ１ｃｍ、幅１印のアルミニウム箔を陽極とし、交流
により箔の表面を電気化学的にエツチング処理した後、
エツチングアルミ箔に陽極端子をかしめ付けし、陽極リ
ード線を接続した。次いで、りん酸とりん酸アンモニウ
ムの水溶液中で電気化学的に処理してアルミナの酸化皮
膜を形成し、低圧用エツチングアルミニウム化成箔（約
１０μＦ／ｃＩ＃）を得た。ついで酢酸鉛三水和物２．
４モル／ρの水溶液と過硫酸アンモニウム４モル／ｆｌ
の水溶液の混合液に浸漬し５０℃で３０分反応させ、誘
電体酸化皮膜層上に生じた二酸化鉛と硫酸鉛からなる半
導体層を水で充分洗浄した後、１２０℃で減圧乾燥した
。生成した半導体層は二酸化鉛と硫酸鉛からなり、二酸
化鉛が約２５重量％含まれることを質量分析、Ｘ線分析
、赤外分光分析により確認した。

上述の方法で半導体層まで形成した素子８０点を用意し
、各実施例に２０点ずつ振り分けし、第１表で示したカ
ーボンペースト浴に浸漬してカーボン層を形成した。次
いで銀５０ｖｔ％、二酸化鉛４０ｗＬ９６、ポリブタジ
ェン１０ｗｔ％からなる銀ペーストで導電体層を形成し
、樹脂封口して固体電解コンデンサを作製した。

実施例　５ 、実施例１と同様な化成箔を酢酸鉛三水和物１．０モル
／Ω水溶液に浸漬し、別に用意したステンレス箔を陰極
として電解反応を行い、化成箔上に二酸化鉛からなる半
導体層を形成した。さらに実施例３のカーボンペースト
を使用してカーボン層および導電体層を形成し、樹脂封
口して固体電解コンデンサを作製した。

比較例１〜４ 比較例１〜４はそれぞれ実施例１〜４に対応しており、
実施例１〜４でカーボン層に使用するカーボンペースト
の組成を各々金属酸化物を除いてカーボンと樹脂（樹脂
量は実施例と同じ）のみにした以外は実施例と同様にし
て各々２０点の素子を作製し、固体電解コンデンサを作
製した。

以上、実施例１〜５、比較例１〜４で作製した固体電解
コンデンサの特性値を一括して第２表に示す。

〔発明の効果〕

１本発明の固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる
陽極基体の表面に誘電体酸化皮膜層、半導体層、カーボ
ン層として金属酸化物からなる半導体とカーボンと樹脂
とを混合したカーボンペースト、導電体層が順次形成さ
れた構造となっているので、極めて高温安定性に優れて
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁作用金属からなる陽極基体の表面に順次、誘電
   体酸化皮膜層、半導体層、カーボン層、導電体層を形成
   してなる固体電解コンデンサにおいて、前記カーボン層
   が金属酸化物からなる半導体とカーボンと樹脂とを混合
   したカーボンペーストからなることを特徴とする固体電
   解コンデンサ。