JPH03285322A - 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 本発明は導電性高分子薄膜を電解質として用いる、コン
デンサ特性とりわけ周波数特性並びに温度特性、耐電圧
特性の優れた固体電解コンデンサに関するものである。

従来の技術 最近、電気機器のディジタル化にともなって、そこに使
用されるコンデンサも高周波領域においてインピーダン
スが低く、小型大容量化への要求が高まっている。

従来、高周波用のコンデンサとしてはプラスチックフィ
ルムコンデンサ、マイカコンデンサ、積層セラミックコ
ンデンサなどが用いられている。

またその他にアルミニウム乾式電解コンデンサやアルミ
ニウムまたはタンタル固体電解コンデンサなどがある。

アルミニウム乾式固体電解コンデンサでは、エツチング
を施した陽、陰極アルミニウム箔を紙のセパレータを介
して巻取り、液状の電解質を用いている。又、アルミニ
ウムやタンタル固体電解コンデンサでは前記アルミニウ
ム電解コンデンサの特性改良のため電解質の固体化がな
されている。この固体電解質形成には硝酸マンガン液に
陰極箔を浸責し、３５０°Ｃ前後の高温炉中にて熱分解
し、二酸化マンガン層を作る。このコンデンサの場合、
電解質が固体のために高温における電解液の揮散、低温
域での凝固から生ずる機能低下などの欠点がなく、液状
電解質と比べて良好な周波数特性、温度特性を示す、又
、アルミ電解コンデンサはタンタル電解コンデンサと同
様誘電体となる酸化皮膜を非常に薄くできるために大容
量を実現できる。

又、近年では７，７，８．８−テトラシアノキノジメタ
ン（ＴＣＮＱ）塩等の有機半導体を固体電解質として用
いた固体電解コンデンサが開発されている（特開昭５８
−１７６０９号公報）、さらにピロール、フランなどの
重合性モノマーを電解重合させて導電性高分子とし、こ
れを固体電解質とする方法もある（特開昭６０−２４４
０１７号公報）。

発明が解決しようとする課題 このように種々のコンデンサが使用されているが、フィ
ルムコンデンサおよびマイカコンデンサでは形状が大き
くなってしまうために大容量化が難しく、また積層セラ
ミックコンデンサは小型大容量の要望から生まれたもの
であるが価格がＪＬ常に高くなるということと、温度特
性が悪いことなどの欠点を有している。また、アルミ電
解コンデンサは酸化皮膜の損傷が起き易いために酸化皮
膜と陰極の間に電解質を施し随時損傷を修復する必要が
ある。このため電解質に液状のものを使用しているもの
は、電解質の液漏れやイオン伝導性などの理由から経時
的に静電容量の減少や損失の増大をもたらす事と高周波
特性、低温領域での損失が大きいなどの欠点を有してい
る。次に固体電解質のものについて述べると、高温で数
回熱分解することによる酸化皮膜の損傷及び二酸化ニン
ガンの比抵抗が高いことなどの理由から高周波域での損
失は十分に小さいとは言えない。又、ＴＣＮＱ塩などの
有機半導体を用いた固体電解コンデンサは、二酸化マン
ガンを用いたものに比して優れた高周波特性を示すが、
有機半導体を塗布する際の比抵抗の上昇、陰極箔への接
着性が弱いことなどが原因で理想的な特性を示すとは言
えない、さらに導電性高分子薄膜を固体電解質とする場
合、周波数特性、温度特性、寿命特性などが優れている
。

ただしこの固体電解コンデンサは、導電性高分子薄膜形
成後にカーボンペーストと銀ペーストを塗り、この上に
陰極リードを半田によって接着するので時間は短縮でき
るが半田の熱で銀ペーストが劣化するおそれがあり、ま
た半田の代わりに銀ペーストを用いてストレートな棒状
陰極リードを接着する場合、銀ペーストが硬化するまで
位置ズレが起こらないように仮固定しておく手段が必要
になるという課題があった。

本発明はかかる課題を解決するもので、寿命特性の安定
化を図り、小型大容量化を実現することを目的とするも
のである。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するもので、その技術的手段は
、陽極酸化あるいは陽極化成により表面に誘電体皮膜を
形成した陽極弁金ｉ箔の上にマンガン酸化物層と導電性
高分子層からなる固体電解質を形成し、先端が技分かれ
になったあるいは折り曲げられた陰極リードを固体電解
コンデンサ素子を挟み機械的に固定した状態で銀ペース
トを塗布したものである。

作用 本発明は上記構成のように、電極表面に銀ペーストを塗
布する前に、陰極リードを機械的に固定してしまうので
銀ペースト層の形成と陰極リードの接着を同時に行うこ
とが出来、作製時間の短縮と半田の熱による銀ペースト
層の劣化がないので従来のコンデンサよりも寿命特性が
向上し、小型大容量化を実現できる。

実施例 以下に本発明の実施例を記す。

［実施例ｊ） ８Ｘ］Ｏｍのアルミニウムエノナド箔を３％アジピン酸
アンモニウム水溶液を用い、約７０°Ｃで４０分間６７
Ｖ印加して陽極酸化により誘電体皮膜形成後、硝酸マン
ガン水溶液を塗り２００°Ｃで３０分間熱分解してマン
ガン酸化物の導電層を形成した０次にピロール（０，５
Ｍ）、トリイソブロビルナフタレンスルフォネー）　（
０，１５Ｍ）　、水からなる電解液に浸し２ｍＡの定電
流を３０分印加し電解重合膜を形成させた。水で洗浄し
続いてエタノールで洗浄し乾燥後、電解重合膜上にカー
ボンペーストを塗布し第１図に示すように陰極リード３
の枝と技の間にカーボンペーストを塗布し終えたコンデ
ンサ素子２を挟み込み機械的に固定した形をとる。第１
図（ａ）は側断面図、第１図（ｂ）は正面図であり、１
は陽極リードである。この状態で銀ペーストを塗布して
陰極リード３とコンデンサ素子２の接着を強固なものと
しコンデンサを完成させた。このコンデンサの高温高温
（６０°Ｃ１９０％）中で定格使用電圧を印加した寿命
試験１０００時間後の容量の変化率は＋１０％であった
。比較のため陰極リードを半田で固定したコンデンサで
は１０００時間後の容量変化率は＋２０％であったので
本実施例の優れていることが実証された。また導電性高
分子上に塗布した銀ペーストの硬化と陰極接着のための
銀ペースト硬化をそれぞれ別に行って作製したコンデン
サの１０００時間後の容量変化率は＋１１％であり本発
明と同等であったが、陰極を接着させる工程の時間が倍
近く長くなってしまう欠点を存している。２０Ｖでエー
ジングを行った後の、１２〇七における初期の容量、損
失およびＩＭＨｚのインピーダンスの値を第１表に示す
。

第１表 〔実施例２〕 ８×ＩＯ閣のアルミニウムエツチド箔を３％アジピン酸
アンモニウム水溶液を用い、約７０°Ｃで４０分間６７
Ｖ印加して陽極酸化により誘電体皮膜形成後、硝酸マン
ガン水溶液を塗り２００°Ｃで３０分間熱分解してマン
ガン酸化物のＩＴＬ層を形成した０次にピロール（０，
５Ｍ）、トリイソプロピルナフタレンスルフォネート（
０，１５Ｍ）　、水からなる電解液に浸し２ｍＡの定を
流を３０分印加し電解重合膜を形成させた。水で洗浄し
続いてエタノールで洗浄し乾燥後、電解重合股上にカー
ボンペーストを塗布し第２図Φ）の側断面図に示す、先
端が１０本に分かれている陰極リード３の技と技の間に
カーボンペーストを塗布し終えた５枚のコンデンサ素子
２をそれぞれ挟み込み機械的に固定した形をとる。第２
図（ａ）は正面図であり、１は陽極リードを示す。

この状態では陰極を共通にした積層型になっておりこの
まま銀ペーストを塗布して陰極リード３とコンデンサ素
子２の接着を強固なものとして積層コンデンサを完成さ
せた。このコンデンサの高温高温（６０°Ｃ１９０％）
中で定格使用電圧を印加した寿命試験１０００時間後の
容量の変化率は＋１４％であった。比較のため陰極リー
ドを半田で固定したコンデンサでは１０００時間後の容
ｆｊｉ変化率は＋２３％であったので本発明の優れてい
ることが実証された。

また２０Ｖでエージングを行った後の、１２０Ｈｚにお
ける初期の容量、損失およびＩＭＩｌｚのインピーダン
スの値を第２表に示す。

（以下余白） 第２表 〔実施例３〕 第３図ｆａ）の側断面図に示すように折り曲げた陰極リ
ード３をコンデンサ素子２に挟み込み機械的に固定した
以外は実施例１と同様の方法でコンデンサを試作した（
第３図（ｂ）は正面図を示す）。このコンデンサの高温
高温（６０°Ｃ，９０％）中で定格使用電圧を印加した
寿命試験１０００時間後の容量の変化率は＋８％であっ
た。比較のため陰極リードを半田で固定したコンデンサ
では１０００時間後の容ＩＩ化率は４−２０％であった
ので本発明の優れていることが実証された。このコンデ
ンサの初期特性を第３表に示す。

第３表 なお、前記実施例では硝酸マンガンを用いてマンガン酸
化物を形成したと述べたが、硝酸マンガンに限らず、マ
ンガン酸化物を形成できるものであれば他の物でも使用
可能である。

発明の効果 以上のように本発明は、電解重合によって得られる導電
性高分子膜を固体電解質として用いるコンデンサにおい
て、陰極リードを取り出す際、前記固体電解素子を挟み
込み固定できるように一端を分岐あるいは折り曲げた陰
極リードを用いることにより、電圧を印加した状態で高
温高温中に放置する寿命試験での特性の劣化を、その他
の特性に影響を与えることなく、著しく改善することが
可能で、また、初期容量が大きく、容量の経時変化が小
さくかつ耐電圧特性が大きく、また液体電解質と比べ損
失、高周波インピーダンス、ＬＣｌなどが小さくなり、
更に温度変化による容量などの各特性の変化も少なくな
りその効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における固体電解コンデ
ンサの構成を示し、第１図（ａ）は側断面図、第１図（
ｂ）は平面図、第２図は本発明の第２の実施例における
固体電解コンデンサの＃Ｓ成を示し、第２図（ａ）は側
断面図、第２図（ｂ）は平面図、第３図は本発明の第３
の実施例における固体電解コンデンサの構成を示し、第
３図（ａ）は側断面図、第３図（ｂ）は平面図である。 １・・・・・・陽極リード、２・・・・・・コンデンサ
素子、３・・・・・・陰極リード。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極弁金属表面に、陽極酸化あるいは陽極化成に
   より形成された誘電体皮膜を介して設けられたマンガン
   酸化物層と、前記マンガン酸化物層上に電解重合により
   設けられた導電性高分子膜と、一端を分岐または折り曲
   げた陰極リードとを具備することを特徴とする固体電解
   コンデンサ。
2. （２）導電性高分子膜が、ピロール、チオフェンあるい
   はそれらの誘導体の少なくとも一種と支持電解質を含む
   溶液中で電解重合して得られたものである請求項１記載
   の固体電解コンデンサ。
3. （３）陽極弁金属がアルミニウムまたはタンタルのいず
   れかである請求項１記載の固体電解コンデンサ。