JPH0248134B2 - Denkaikondensa - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の技術分野］ 本発明は、小形薄形化の市場要求に応え得る新
規な構造からなる電解コンデンサに関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、各種電子機器における電子部品のユニツ
ト化指向が進行する中で電子部品の小形薄形化の
市場要求はますます強まる状況にあり、電解コン
デンサにおいても例外ではない。しかして、この
ような市場要求に応え得るものとして今後ますま
すその需要が高まる状況にある電解コンデンサと
して、例えばフイルムパツケージ形電解コンデン
サがある。 従来、フイルムパツケージ形電解コンデンサの
一般構造は、第１８図に示すように例えばポリエ
ステルフイルム、アルミ箔、アイオノマーシート
の三層ラミネート積層材またはポリエステルフイ
ルム、アルミ箔、絶縁層、アイオノマーシートの
四層ラミネート積層材のいずれかのラミネート積
層材２１を用い、該ラミネート積層材２１のアイ
オノマーシートの面同志を向かい合せてそれらの
間に陽極箔、コンデンサ紙、陰極箔を重ね合せ巻
回し偏平化し駆動用電解液を含浸したコンデンサ
素子２２をはさみ、該コンデンサ素子２２から導
出したリード端子２３，２４を外部へ引出し、前
記ラミネート積層材２１の周辺を加熱圧着または
超音波溶接にてシールしてなるものである。 なお、前記ラミネート積層材２１にアルミ箔を
介在するのはラミネート積層材２１の最外装面と
なるポリエステルフイルム面からの駆動用電解液
の透過防止と、コンデンサ素子２２を安定収納さ
せるために形成する凹部を維持させておくための
ものである。 しかして、上記構成になる電解コンデンサは、
リード端子２３，２４の外部への引出部のシール
部に問題があつた。すなわちシール手段として熱
圧着の場合、加圧の度合と温度のコントロールが
非常に難しく、加圧温度が過大の場合はアイオノ
マーシートが溶融状態におかれた過程で溶融して
いるアイオノマーシート内でリード端子２３，２
４が動き、アルミ箔とリード端子２３，２４が接
触してリード端子２３，２４間がシヨートしてし
まい、加圧温度が不十分の場合はシールが不完全
で電解液漏れとなる。超音波溶接の場合は、アイ
オノマーシートとリード端子２３，２４の接着が
困難で電解液漏れを誘発する危険性を有し、いず
れにしても電解コンデンサとして致命的な欠点を
引き起こす問題をもつていた。また仮に加圧、温
度のコントロールを吟味し、これらの問題を解決
し得たとしても、上記構成になる電解コンデンサ
を構成するコンデンサ素子２２は巻回して偏平化
したものであり製品寸法特に厚さに限界あつた
し、例えば極小の静電容量にするためには陽極箔
寸法が理論上小さくて済むわけであるが、巻回素
子を作る場合巻取機の限界があり電極箔の化成電
圧を上げるか、エツチングの粗面率を下げるかし
て計算上小さくできるはずであるが、CV（静電容
量×電圧）値75で製品寸法７×７mm 厚さが2.5
mmのものが限度で、上記構成からなるフイルムパ
ツケージ形電解コンデンサではこれ以上の小形薄
形化を計ることは不可能であつた。 ［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
大幅な小形薄形化に貢献し、かつ電気的諸特性の
安定した新規な構造からなる電解コンデンサを提
供することを目的とするものである。 ［発明の概要］ 本発明の電解コンデンサは、ハンダ付け可能な
金属と連続凹凸状からなる表面をエツチングおよ
び化成処理した表面連続凹凸状弁作用金属からな
る陽極クラツド材と、ハンダ付け可能な金属とエ
ツチング処理した弁作用金属からなる陰極クラツ
ド材の前記弁作用金属間に有機半導体層をはさみ
熱融着性樹脂を介して前記弁作用金属面同志の接
触周辺を加熱圧着または超音波溶接などでシール
し密閉したことを特徴とするものである。 ［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例につき図面を参照して
詳細に説明する。すなわち第４図および第５図は
本発明を構成する陽極クラツド材１を示すもの
で、該陽極クラツド材１は例えばアルミニウム、
タンタル、チタン、ニオブなどの弁作用金属と例
えば銅、ニツケル、鉄などからなるハンダ付け可
能な金属に熱を加えない常温下で両者を接近また
は密着させその外側に火薬をおき瞬間的に大きな
エネルギーを発生させ爆着したいわゆる低温固相
接合した後、所望の厚さに圧延したクラツド材で
ハンダ付け可能な金属面を平板上に載せて弁作用
金属面に凹凸金型を押しつけ、表面に連続凹凸状
２を形成した表面連続凹凸状弁作用金属３とハン
ダ付け可能な金属４からなり、該ハンダ付け可能
な金属４面を例えばポリプロピレン、ポリエステ
ルなどからなる耐酸性粘着テープでマスクし、前
記表面連続凹凸状弁作用金属３面のみをエツチン
グした後洗浄し、製品定格電圧に適した電圧で化
成処理し酸化皮膜生成し洗浄後、ハンダ付け可能
な金属４面をマスクした耐酸性粘着テープを除去
してなるものである。 第６図および第７図は、本発明を構成する陰極
クラツド材５を示すもので、該陰極クラツド材５
は前記陽極クラツド材１同様いわゆる低温固相接
合した後所望の厚さに圧延した弁作用金属６とハ
ンダ付け可能な金属７からなり、弁作用金属６面
のみを前記陽極クラツド材１と同様の手段でエツ
チング処理のみを施してなるものである。第８図
は熱融着性樹脂シート８を示すものでポリエチレ
ン、ポリプロピレン、アイオノマー（ポリエチレ
ンメタアクリル酸エステル）またはポリエチレン
とアイオノマーの混合物などからなり、内側に必
要大きさの角形の打抜部９を形成してなるもので
ある。なお第９図は本発明を構成するキノリニウ
ム―TCNQ錯塩、ジメチルフエリシニウム―
TCNQ錯塩、コバルチシニウム―TCNQ錯塩、
Ｎ―ノルマルプロピールキシノリン―TCNQ錯
塩、メチルキノリン―TCNQ錯塩、エチルキノ
リン―TCNQ錯塩、T.T.F―TCNQ錯塩などを
金型を用いて加熱しシート状とした有機半導体シ
ート１０である。しかして、上記陽極クラツド材
１、陰極クラツド材５、熱融着性樹脂シート８お
よび有機半導体シート１０を用い本発明の電解コ
ンデンサを構成するものであり、その組合せ構成
を第３図によつて説明する。すなわちまず得よう
とする静電容量によつて算出された大きさにカツ
トした陰極クラツド材５を、エツチング処理した
弁作用金属６面を上向きにして置き、該弁作用金
属６面に該陰極クラツド材５の外径と同一大きさ
に設定し内側に角形の打抜部９を設けた熱融着性
樹脂シート８を載せ、前記角形の打抜部９内に有
機半導体シート１０を配置し、前記陰極クラツド
材５同様所望の静電容量によつて算出した大きさ
にカツトした陽極クラツド材１を、連続凹凸状か
らなる表面をエツチングおよび化成処理した表面
連続凹凸状弁作用金属３面を前記熱融着性樹脂シ
ート８面と接するように載置し、しかるのち周辺
部を加熱圧着または超音波溶接によつて前記熱融
着性樹脂シート８を溶融し、前記表面連続凹凸状
弁作用金属３および弁作用金属６の周辺部をシー
ルすると同時に有機半導体シート１０を陽極クラ
ツド材１の表面連続凹凸状弁作用金属３と陰極ク
ラツド材５の弁作用金属６間に挾持し、第１図お
よび第２図に示すような完成品としてなるもので
ある。 以上のように構成してなる電解コンデンサによ
れば静電容量を決定する電極自体が外装を構成す
る陽極クラツド材１および陰極クラツド材５の表
面連続凹凸状弁作用金属３および弁作用金属６で
あるため必要とする静電容量によつ陽極クラツド
材１および陰極クラツド材５の大きさが決められ
ることになり、静電容量と陽極クラツド材１およ
び陰極クラツド材５の大きさは比例関係をもち、
したがつて極小静電容量の電解コンデンサにおい
ては比例的に製品寸法も小さくなり、小形薄形化
に大きく貢献し配線基板に使用したとき最大の部
品実装密度を得るのにきわめて有効である。また
陽極クラツド材１および陰極クラツド材５それぞ
れ構成するハンダ付け可能な金属４および７がそ
のまま外部端子として機能する構造であり、その
ままチツプ形電解コンデンサとして容易に実装し
使用できることはもとより、ハンダ付け可能な金
属４面および７面の任意な箇所に任意な構成から
なる引出端子を容易に接続することが可能で各種
機器への任意な組込みにも適するものである。さ
らに従来のフイルムパツケージ形電解コンデンサ
のようにシール部から外部端子を導出することが
ないため電気的短絡はもちろんすぐれた密閉性を
確保できるなど電気的諸特性においてもすぐれた
利点を有する。なお前記陽極クラツド材１を構成
する弁作用金属を表面に連続凹凸状２を形成した
表面連続凹凸状弁作用金属３とすることによつて
凹凸状としないものと比較して少なくとも150％
の静電容量を得ることが可能となり、それだけ小
形にすることができる。 つぎに以下に示す具体的実施例をもとに本発明
による小形薄形化の実態を述べる。すなわち第１
表に示す材料を用い構成した設計値50WV.
DC0.1μFの実施例(A)と設計値50WV.DC0.47μFの
実施例(B)それぞれの電解コンデンサにおける電気
的初期特性および製品寸法および重量を調べた結
果、第２表および第３表に示すようになつた。

【表】

【表】

【表】

【表】 なお電解コンデンサのシール手段は160〜170℃
２〜３秒の加熱圧着による。また第３表中の製品
寸法を示すＷ，Ｈ，ｔは第１図に示すＷ，Ｈ，ｔ
を示す。つぎに上記実施例(A)および実施例(B)の85
℃下における時間に対する容量変化率、tanδおよ
び漏れ電流特性を第１０図〜第１５図に示した。
なお第１０図〜第１５図の中のＣは設計値0.1μF
と0.47μFそれぞれの３mmφ×５mmＬのアルミケー
ス使用でゴム栓封口による従来の参考例による曲
線を示す。 第２表から明らかなように本発明による電解コ
ンデンサは所望静電容量に比例して製品寸法の小
形薄形化、さらには軽量化が可能で巻回素子を基
本とした中で最大限小形薄形化に貢献している。
例えばフイルムパツケージ形電解コンデンサでは
不可能であつた例えば2.1mm×2.1mmのきわめて小
さいものを容易に得ることができ、また静電容量
をはじめtanδおよび漏れ電流の初期特性もきわめ
てすぐれている。さらに第１０図〜第１５図から
明らかなように、これら諸特性の経時変化も少な
く従来の参考例(C)によるものと比較して信頼性に
富み実用上きわめて有効なものであることがわか
る。 なお上記実施例では単位コンデンサを個々独立
して作る場合を例示して説明したが、第１６図に
示すように大きな陽極クラツド材１１と大きな陰
極クラツド材１２間に打抜部１３を複数個設けた
熱融着性樹脂シート１４を配置し、前記打抜部１
３内それぞれに有機半導体シート１５を配し、該
有機半導体シート１５配置周辺部をシールした後
外周辺部を除いたシール部を切断するようにすれ
ば一度に大量のものができ作業能率向上に大きく
貢献することができる。 また上記実施例では有機半導体層としてシート
状のものを例示して説明したが、前述の材料を用
いペースト状とし例えば陰極クラツド材または陽
極クラツド材に印刷した構造、または第１７図に
示すように陰極クラツド材１６に熱融着性樹脂シ
ート１７を載せ該熱融着性樹脂シート１７に設け
た打抜部１８に粉体化した有機半導体粉体１９を
載せ陽極クラツド材２０を覆せてシールして有機
半導体層としたものでも同効である。 さらに上記実施例では形状を正方形としたもの
を例示して説明したが、用途に応じて他の形状に
適用できることは言うまでもない。 ［発明の効果］ 本発明によれば電気的諸特性良好にして静電容
量値に応じて比例的に小形化が可能で配線基板に
使用したとき最大の部品実装密度を得ることがで
きる新規な構造の電解コンデンサを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の一実施例に係り、第
１図および第２図は電解コンデンサを示すもので
第１図は斜視図、第２図は第１図Ｘ―Ｘ断面図、
第３図は電解コンデンサを説明するための構成斜
視図、第４図および第５図は陽極クラツド材を示
すもので第４図は斜視図、第５図は第４図イ部拡
大図、第６図〜第７図は陰極クラツド材を示すも
ので第６図は斜視図、第７図は第６図ロ部拡大
図、第８図は熱融着性樹脂シートを示す斜視図、
第９図はセパレータを示す斜視図、第１０図は時
間−容量変化率特性曲線図、第１１図は時間−
tanδ特性曲線図、第１２図は時間−漏れ電流特性
曲線図、第１３図は時間−容量変化率特性曲線
図、第１４図は時間−tanδ特性曲線図、第１５図
は時間−漏れ電流特性曲線図、第１６図は本発明
の電解コンデンサの他の製造手段を説明するため
の構成斜視図、第１７図は本発明の他の実施例に
係る電解コンデンサの組立途中の構成斜視図、第
１８図は従来の参考例に係る電解コンデンサを説
明するための斜視図である。 １，１１，２０……陽極クラツド材、２……連
続凹凸状、３……表面連続凹凸状弁作用金属、
４，７……ハンダ付け可能な金属、５，１２，１
６……陰極クラツド材、６……弁作用金属、８，
１４，１７……熱融着性樹脂シート、１０，１５
……有機半導体シート、１９……有機半導体粉
体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンダ付け可能な金属と表面連続凹凸状弁作
   用金属からなるクラツド材の前記表面連続凹凸状
   弁作用金属面のみをエツチングおよび化成処理し
   た陽極クラツド材と、ハンダ付け可能な金属と弁
   作用金属からなるクラツド材の前記弁作用金属面
   のみをエツチングした陰極クラツド材と、該陰極
   クラツド材の弁作用金属面と前記陽極クラツド材
   の表面連続凹凸状弁作用金属面間に挾持した有機
   半導体層と、該有機半導体層周辺に配置し前記弁
   作用金属面間を接着する熱融着性樹脂とを具備し
   たことを特徴とする電解コンデンサ。 ２ ハンダ付け可能な金属が銅，ニツケル，鉄な
   どからなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電解コンデンサ。 ３ 有機半導体層がキノリニウム―TCNQ錯塩，
   ジメチルフエリシニウム―TCNQ錯塩，コバル
   チシニウム―TCNQ錯塩，Ｎ―ノルマルプロピ
   ールキシノリン―TCNQ錯塩，メチルキノリン
   ―TCNQ錯塩，エチルキノリン―TCNQ錯塩，
   T.T.F―TCNQ錯塩からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の電解コン
   デンサ。 ４ 熱融着性樹脂がポリエチレン、ポリプロピレ
   ン、アイオノマー、ポリエチレンとアイオノマー
   の混合物からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項〜第３項記載の電解コンデンサ。