JPH02264416A - 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 本発明はタンタル、アルミ等の固体電解コンデンサに関
するものである。

従来の技術 従来、この種の固体電解コンデンサ、特にチップ状タン
タル固体電解コンデンサにおいては、第５図に示すよう
な構造であった。第５図に示す様にタンタル陽極導出線
１を具備したタンタル多孔質電極体２の陽極導出線根本
部に絶縁板を取り付けた後、タンタル多孔質電極体に陽
極酸化により誘電体皮膜３を形成し、更に二酸化マンガ
ンなどの電解質層４．カーボン層５．銀、銅、ニッケル
、カーボンなどの粉末と有機高分子と有機溶剤等からな
る塗料を塗布、乾燥してなる陰極層６を順次積層させて
コンデンサ素子とし、このコンデンサ素子のタンタル陽
極導出線と陽極端子７を溶接によ−り接続、続いて陰極
層と陰極端子８を半田又は銀、銅、ニッケル、カーボン
などの粉末と有機高分子と有機溶剤等からなる導電性接
着剤９を塗布、乾燥して接続した後、陽極端子と陰極端
子が互いに反対方向に引出されるよう樹脂外装置０し、
この両端子をコンデンサ本体の下方向に向かって端面及
び底面に沿って内側に折り曲げ加工しチップ状タンタル
固体電解コンデンサとしていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来の構成で陰極層・導電性接着
剤が銀粉末と有機高分子とからなる場合、高温高湿中で
銀のマイグレーションが起こり電気短絡故障となる問題
点を有していた。

次に銅粉末と有機高分子又はニッケル粉末と有機高分子
とからなる場合、高温高湿中で銀のようなマイグレーシ
「ンは起さないが、金属粉末が酸化されてｊａｎδ値が
大きくなる問題点を有していた。

又、カーボン粉末と有機高分子とからなる場合、非常に
安価で且つ高温高湿中で銀のようなマイグレーションは
起さないが、上記の金属粉末と比較して固有抵抗値が高
いため、初期ｊａｎδ値が非常に大きくなる問題点を有
していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、初期ｊａ
ｎδ値が若干高いが、安価で且、つ高温高湿中でｔａｎ
δ値変化が小さく、電気短絡故障の起らない固体電解コ
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 この目的を達成するために本発明の固体電解コンデンサ
は、粒径１〜３０μｍのパラジウム粉末と粒径５〜１０
０μｍの黒鉛粉末との混合粉末と有機高分子とからなり
、且つパラジウム粉末と黒鉛粉末の重量比が９．５〜２
．５　：　０．５〜７．５でなる混合粉末と有機高分子
の重量比が８６５〜５．０：１．５〜５．０とした導電
体を陰極層または陰極層と陰極端子との接着剤として用
いる構成としている。

作用 この構成によって、導電体のパラジウム粉末は金属中比
較的電気伝導度が小さ（、高温高温中で化学的に安定で
イオン化しにくい性質を有し、黒鉛粉末は固有抵抗は高
いが非常に安価で高温高湿中で化学的に安定でイオン化
しにくい性質を有しており、パラジウム粉末と黒鉛粉末
を混合することにより黒鉛粉末間の接触抵抗、塗膜の固
有抵抗が小さ（できることを利用している。

導電塗料化においても作業性を考慮してパラジウム粉末
と黒鉛粉末の粒径を選定すること、粉末形状をフレーク
状にすること、コストを考慮して混合粉末のパラジウム
量を多くすること、又塗膜強度を考慮して混合粉末と有
機高分子の重量比で混合粉末量を多くすることにより塗
膜の固定抵抗を小さくできるが、若干初期ｊａｎδ値は
高い。

しかし、黒鉛粉末を混合することにより安価で、且つ高
温高湿中でｔａｎδ値変化の小さい、電気短絡故障の発
生しない固体電解コンデンサを得ることができる。

実施例 以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明す
る。第１図は本発明の一実施例における固体電解コンデ
ンサで導電体がパラジウム粉末と黒鉛粉末と有機高分子
とからなるチップ状タンタル固体電解コンデンサの側断
面図を示したものである。

第１図に示す様に、タンタル金属粉末１００Ｎに断面が
円形の線径０．３　ｍｍのタンタル線を埋設し陽極導出
線１とし一般的な方法で焼結し、３５ｖ６．８μＦ用の
タンタル多孔質電極体２を得、絶縁板をタンタル陽極導
出線根本部に取り付けた後、陽極酸化により誘電体皮膜
３を形成し、二酸化マンガンの電解質層４．カーボン層
５を順次形成する。これに粒径５μｍのパラジウムフレ
ーク状粉末と粒径２０μｍの黒鉛フレーク状粉末の重量
比が１＝１の混合粉末：メチルメタクリル樹脂：キシレ
ン＝７＝３＝１０の重量比でなる陰極層用導電塗料を塗
布し、１２０℃、ＩＨｒで乾燥し、導電体を形成して、
陰極層１１としコンデンサ素子とした。次に内部陰極端
子８に粒径５μｍのパラジウムフレーク状粉末と粒径２
０μｍの黒鉛フレーク状粉末の重量比が１：１の混合粉
末：ビスフェノールエボキシ樹脂：フェノール：イミダ
ゾール：ブチルセルソルブ＝８０：１２．２゜７．６．
０．２５　：　４０の重量比でなる接着剤用導電塗料を
塗布し、この上に陰極層が且つ、タンタル陽極導出線が
内部陽極端子方向になるようコンデンサ素子を配置し、
タンタル陽極導出線と内部陽極端子７を溶接により接続
した後、コンデンサ素子の陰極層が陰極端子と確実に接
続されるよう少し加圧して１８０℃、ＩＨｒの条件で乾
燥し導電体を形成して、接着剤１２とし接続する。その
後、互いに反対方向の両端に両端子が引出されるようト
ランスファーモールド金型にセット樹脂外装置０し、こ
の端子がコンデンサ本体の下方向に向かって端面及び底
面に沿って内側に折り曲げ加工しチップ状固体電解コン
デンサを得た。以上のように構成されたチップ状固体電
解コンデンサは、初期ｊａｎδ値が若干高いが、安価で
且つ高温高湿中で導電体の陰極層・接着剤が化学的に安
定で酸化せず、マイグレーションの発生を防止すること
ができる。

陰極用・接着剤用導電塗料の抵抗値は固体電解コンデン
サｊａｎδ値の代用値とできるため、導電塗料化におけ
るパラジウム粉末の形状２粒径。

粒径５μｍのパラジウム粉末と各種粒径の黒鉛粉末の重
量比決定、混合粉末と有機高分子の重量比決定は抵抗値
で評価した。

最初にパラジウム粉末の形状２粒径を決定するためパラ
ジウム粉末のみの塗料について調べた。

パラジウム粉末：メチルメタクリル樹脂：キシレン＝８
．５　：　１．５　：　３．０の重量比でパラジウム粉
末の形状１粒径を変えて導電塗料化し、これをガラス基
板上に面積１　ｃＪ　、厚み２００μｍで塗布、１２０
℃で乾燥し塗膜を形成した後塗膜の抵抗値を測定した結
果を第２図パラジウム形状、粒径−抵抗値特性曲線図に
示す。形状はフレーク状が良い。粒径はあまり太き（で
も抵抗値はあまり変らないが、パラジウム粉末の沈降性
を考えると１〜３０μｍが良い。

次に１粒径５μｍのパラジウム粉末と黒鉛粉末の重量比
を粉末形状がフレーク状のもので調べた。

混合粉末：メチルメタクリル樹脂：キシレン＝７：３：
１０の重量比で、混合粉末の粒径５μｍのパラジウムフ
レーク状粉末と各種粒径の黒鉛フレーク状粉末の重量比
を変化させて導電塗料化し、これをガラス基板上に面積
１ｄ、厚み２００μｍで塗布、１２０℃で乾燥し塗膜を
形成した後塗膜の抵抗値を測定した結果を第３図粒径５
μｍのパラジウムフレーク状粉末と各種粒径黒鉛フレー
ク状粉末の重量比−抵抗値特性曲線図に示す。第３・図
かられかるように、黒鉛粉末の粒径が大きくなるにつれ
て、抵抗値は低くなるが、塗膜の表面状態を考えると１
００μｍが限度である。又、パラジウム粉末量が多くな
ると抵抗値は小さ（なる。抵抗値、コストを考慮してパ
ラジウム粉末と黒鉛粉末の重量比は９．５〜２．５：０
．５〜７．５が良い。

次に、パラジウム粉末と黒鉛粉末とからなる混合粉末と
有機高分子の重量比を調べた。粒径５μｍのパラジウム
フレーク状粉末と粒径２０μｍの黒鉛フレーク状粉末の
重量比が１：１の混合粉末とメチルメタクリル樹脂との
重量比を変化させたものにキシレンを加えて混練導電塗
料化し、これをガラス基板上に面積ｌ　ｃＪ　、厚み２
００μｍで塗膜、１２０℃で乾燥し塗膜を形成した後１
、塗膜の抵抗値を測定した結果を第４図のパラジウム・
黒鉛混合粉末と有機高分子との重量比−抵抗値特性曲線
図を示す。第４図かられかるようにコンデンサ陰極層材
料として使用できるのは混合粉末：メチルメタクリル樹
脂重量比が９．５〜５．０　：　０．５〜５．０の範囲
である。以上の検討に陰極用導電塗料の樹脂を用いたが
、接着剤用導電塗料の樹脂を用いても同様の結果が得ら
れた。なお、陰極用導電塗料の樹脂として、アクリル系
樹脂を使用したが、ポリエチレン系、ビニル系、セルロ
ース系などの熱可塑性樹脂又はエポキシ系、フェノール
系、ポリイミド系などの熱硬化性樹脂を使用しても良い
。樹脂は耐熱性、吸水性、塗膜強度、硬化性が異なるの
で必要に応じて選択すると良い。但し、熱硬化性樹脂を
用いる時は耐湿試験でｊａｎδ値が太き（なることがあ
るので特に注意する必要がある。又、接着剤用導電塗料
の樹脂としてはエポキシ系樹脂を使用したが、フェノー
ル系、ポリイミド系などの熱硬化性樹脂を使用しても良
い。

特に接着剤用樹脂は塗膜強度、金属に対しての密着性が
優れていなくてはならない。その他の耐熱性、吸水性、
硬化性については必要に応じて選択すると良い。

実施例の陰極用・接着剤用導電塗料は最適条件のものを
使用したものである。

以上のように陰極層・接着剤を粒径１〜３０μｍのパラ
ジウム粉末と粒径５〜１００μｍの黒鉛粉末と有機高分
子とからなり、且つパラジウム粉末と黒鉛粉末の重量比
が９．５〜２．５７０．５〜７．５の混合粉末と有機高
分子の重量比が９．５〜５．０　：　０．５〜５．０で
ある導電体とすることにより、若干初期ｊａｎδ値は高
いが、安価で高温高湿中でｔａｎδ値変化が小さく、電
気短絡故障の発生しない固体電解コンデンサを得ること
ができる。

実施例は陰極層・接着剤に同じパラジウム粉末と黒鉛粉
末の混合粉末を用いて導電体としていたか、混合粉末と
有機高分子とからなる導電体以外の非銀系陰極層と混合
粉末と有機高分子とからなる導電体の接着剤との組合せ
でも良い。非銀系陰極層としては、溶射による半田層、
メツキによるニッケル層などがある。逆に混合粉末と有
機高分子とからなる導電体の陰極層と混合粉末と、有機
高分子とからなる導電体以外のカーボン、ニッケルなど
の導電性接着剤、半田で接続する組合せでも良い。但し
、マイグレーションを起す銀粉と有機高分子とからなる
陰極層・接着剤と混合粉末と有機高分子とからなる導電
体の陰極層・接着剤の組合せを各種おこなって固体電解
コンデンサを作成、耐湿試験（８５℃、９０％、１００
０Ｈｒ）すると、銀粉末系陰極層・銀粉末系接着剤、銀
粉末系陰極層・混合粉末系接着剤、混合粉末系陰極層・
銀粉末系接着剤、混合粉末系陰極層・混合粉末系接着剤
の順で電気短絡故障が多くなる為、できるだけマイグレ
ーションを起す陰極層、接着剤とは組合せをしない方が
良い。

発明の効果 以上のように本発明は、陰極層・接着剤にパラジウム粉
末と黒鉛粉末の混合粉末と有機高分子からなる導電体を
もうけることにより、初期ｊａｎδ値は若干高いが安価
で、且つ高温高湿中でｊａｎδ値変化が小さく、電気的
短絡故障の起らない優れた固体電解コンデンサを実現す
ることができる。

下表に銀粉末系陰極層・銀粉末系接着剤を用いた従来品
と実施例のチップ状タンタル固体電解コンデンサの耐湿
試験（８５℃、９０％、１０００Ｈｒ）結果を示す。

（以　下　余　白） 耐湿試験結果表　定格電圧３５ｖ、定格容量６，８μＦ
※ｌ　　ｔａｒｎδは周波数Ｉ　Ｋ）ｌｚで測定※２　
ショート数は１００ケ中発生した数

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるチップ状タンタル固
体電解コンデンサの側断面図、第２図はパラジウム粉末
形状２粒径−抵抗値特性曲線図、第３図は粒径５μｍの
パラジウムフレーク状粉末と各種粒径黒鉛フレーク状粉
末の重量比−抵抗値特性曲線図、第４図はパラジウム・
黒鉛混合粉末と有機高分子との重量比−抵抗値特性曲線
図、第５図は従来のチップ状タンタル固体電解コンデン
サの側断面図である。 １・・・・・・陽極導出線、２・・・・・・多孔質電極
体、３・・・・・・誘電体皮膜、４・・・・・・電解質
層、５・・・・・・カーボン層、７・・・・・・陽極端
子、８・・・・・・陰極端子、１０・・・・・・外装樹
脂、１１・・・・・・パラジウム粉末と黒鉛粉末と有機
高分子からなる導電体の陰極層、１２・・・・・・パラ
ジウム粉末と黒鉛粉末と有機高分子からなる導電体の接
着剤。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１６第 １図 ／−−陽＆導出と泉 ２−一　多　７乙質　腎しヤ１４ ３−　銹覧俤支侯 ４“−艷解賃眉 ６・・−六−ホ゛ン漕 ７・−暢ＭＬ瑞子 ８−　雉極堝子 ｔｏ・−−ダト　）シＬ　　ｍ　９ Ｉｆ−一四？ラジクム籾宋ζ！１−．多曾辛分木Ｃ「磯
高勿゛子ｂ・うｊ／る導電体の預１復層 Ｉ２−　　パラジウムＳ−宋乙肩、鉗ネ分末ζ有形竪、
高分与力・うｔＪる導胃Ｌイ本の＃Ｊ　Ｉす ２図 弔 図 図 ρ、７　　　　　　　／　　　　　　　１０２匂シユウ
ム紛９ｇ雌ＯＬ’Ｗ’） ｌθ０ 土量すｂ ！を比

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極導出線を具備する電極体の表面に誘電体酸化
   皮膜を形成させ、更にこの上に電解質層，カーボン層及
   びパラジウム粉末と黒鉛粉末の混合粉末と有機高分子か
   らなる導電体を陰極層として順次形成し、陽極導出線を
   陽極端子に、前記陰極層を陰極端子に接続すると共に樹
   脂外装を施してなる固体電解コンデンサ。
2. （２）陽極導出線を具備する電極体の表面に誘電体酸化
   皮膜を形成させ、更にこの上に電解質層，カーボン層，
   陰極層を順次形成し、陽極導出線を陽極端子に、パラジ
   ウム粉末と黒鉛粉末の混合粉末と有機高分子からなる導
   電体を接着剤として、前記陰極層と陰極端子とを接続す
   ると共に樹脂外装を施してなる固体電解コンデンサ。
3. （３）導電体が、粒径１〜３０μｍのパラジウムフレー
   ク状粉末と粒径５〜１００μｍの黒鉛フレーク状粉末の
   混合粉末と有機高分子とからなり、且つ混合粉末のパラ
   ジウムフレーク状粉末と黒鉛フレーク状粉末の重量比が
   ９．５〜２．５：０．５〜７．５で且つ混合粉末と有機
   高分子の重量比が９．５〜５．０：０．５〜５．０であ
   る請求項１または２記載の固体電解コンデンサ。