JPH0477457B2

JPH0477457B2 -

Info

Publication number: JPH0477457B2
Application number: JP62079943A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tamamitsu; Yoshihiro Harakawa
Original assignee: Nitsuko Corp
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1992-12-08
Also published as: JPH0740539B2; JPH05299311A; JPS63252415A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ピロール、フラン、チオフエン等の
複素環式化合物のポリマー層を電解質とする複数
の固体電解コンデンサ素子を配列した構造のアレ
ー型固体電解コンデンサに関するものである。

〔従来技術〕

従来、アレー型電解コンデンサには、大別して
下記の３種類のものがある。

１つは、絶縁基板上の弁作用を有する金属薄膜
をスパツタリング等によつてアレー状に形成し、
これを基にしてアレー型電解コンデンサを構成し
たものである。

１つは絶縁基板上にスクリーン印刷によつて弁作
用を有する金属厚膜をアレー状に形成し、これを
基にしてアレー型電解コンデンサを構成したもの
（例えば特公昭59−15172号公報）である。

また他の１つは弁作用金属焼結体（セラミツク
等）を樹脂ユニツト中にアレー状に配置して、陽
極又は陰極のどちらかを共通極にした焼結型アレ
ーチツプである。

第７図は厚膜のアレー型電解コンデンサの構造
を示す図である。図示するように、絶縁基板６１
上に所望の陽極回路パターンに弁作用金属６２を
写真蝕刻法或いはマスキング法で形成し、該弁作
用金属６２を陽極酸化により表面酸化して誘電体
性陽極酸化膜６３を形成し、更に該誘電体性陽極
酸化膜６３の上に半導体酸化物｛一般には二酸化
マンガン（MnO₂）｝６４を形成し、該半導体酸
化物層６４の上に対向金属電極６５を形成してア
レー型電解コンデンサとしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記薄膜型のアレー型電解コン
デンサの定格容量範囲は100pF〜10000pFと小さ
いという欠点があつた。

また、上記厚膜型のアレー型電解コンデンサは
数μFとなるが、絶縁基板６１上に所望の陽極回
路パターンを写真蝕刻法やマスキング法により形
成する工程が非常に繁雑であると同時に該陽極回
路パターン上に二酸化マンガン薄膜を形成する工
程管理が非常に繁雑困難であり、更に二酸化マン
ガンを電解質とした場合コンデンサの比抵抗、即
ちESRが大きくなるという問題があつた。

また、焼結型アレーチツプは、一般にその容量
が小さく、容量を大きくするとその寸法が大きく
なるという欠点があつた。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、複
素環式化合物のポリマー層を電解質とすることに
より、製造工程が簡単で且つその容量を大きくで
きるアレー型固体電解コンデンサを提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明はアレー型固
体電解コンデンサを、少なくとも１辺に所定形状
の複数突起部を形成した誘電体酸化皮膜を形成で
きる金属板の該突起部の所定部分に絶縁物層を形
成し、該絶縁物層により区分された突起部先端側
部分の表面に誘電体酸化皮膜層、複素環式化合物
のポリマー層及び導電体層を順次形成し、該金属
板を前記複数の突起部が互いに対応するように複
数枚積層じて加圧一体化し、該積層した金属板と
前記複数突起部の前記絶縁物層で区分された突起
部先端側部分に形成された導電体層とに端子を設
けてなるアレー型固体電解コンデンサ素子を具備
する構成とした。

〔作用〕

アレー型固体電解コンデンサを上記の如く構成
することにより、電解質となる複素環式化合物の
ポリマー層は、後述するように該複素環式化合物
を含む溶液中で電解酸化重合により容易に形成で
きるから、容量の大きいアレー型電解コンデンサ
が容易に製造できる。

また、複素環式化合物のポリマー層を電解質と
するので、ESR及び漏洩電流の小さいアレー型
固体電解コンデンサとなる。

また、積層構造とするので積層枚数を変えるこ
とにより、容量の異なるアレー型固体電解コンデ
ンサを容易に製造できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図乃至第５図は本発明に係る積層型のアレ
ー型固体電解コンデンサの構造を示す図で、第１
図は全体斜視図、第２図は基体となる誘電体酸化
皮膜を形成できる金属板の平面図、第３図ａは金
属板の一部拡大平面図、同図ｂは同図ａのＡ−Ａ
線上断面図、第４図は６枚のアレー型固体電解コ
ンデンサ素子を積層する場合の状態を示す正面図
である。

図において、１は基体となる誘電体酸化皮膜を
形成できる金属板でアルミニウム板を用いる。該
アルミニウム板１はその表面がエツチング処理に
より粗面化されており、その片側には方形状の複
数の突起部１−１，１−２〜１−ｎが櫛歯状に形
成されている。該アルミニウム板１の突起部１−
１，１−２〜１−ｎの所定部分の外周面に絶縁物
層２−１，２−２〜２−ｎを形成し、該絶縁物層
２−１，２−２〜２−ｎで突起部１−１，１−２
〜１−ｎをその先端側と基部側とに区分する。前
記絶縁物層２−１，２−２〜２−ｎで区分した先
端側の突起部１−１，１−２〜１−ｎ上に第３図
（同図は突起１−１部分の拡大平面図である）に
示すように、後述するような方法で誘電体酸化皮
膜として酸化アルミニウム（Al₂O₃）層７、電解
質として複素環式化合物のポリマー層８、電極取
り出し用の誘導体層としてグラフアイト薄膜層９
及び銀ペースト層１０を順次形成する。

上記のようにアルミニウム板１の突起部１−
１，１−２〜１−ｎのそれぞれに酸化アルミニウ
ム薄膜層７、複素環式化合物のポリマー層８、グ
ラフアイト層９及び銀ペースト層１０が形成され
たアレー型固体電解コンデンサ素子板３を第４図
及び第５図に示すように複数枚（図では６枚）重
ね、突起部１−１，１−２〜１−ｎを加圧し、銀
ペースト層１０を硬化又は仮乾燥させることによ
り、突起部１−１，１−２〜１−ｎを一体的に形
成すると共に、アルミニウム板１を溶接により互
いに接合する。

上記のように複数枚のアレー型固体電解コンデ
ンサ素子板３を積層して一体化したものの突起部
１−１，１−２〜１−ｎに形成された銀ペースト
層１０上のそれぞれに、第１図に示すように端子
１１，１１……の先端を銀ペースト層１０を加熱
加圧する等して接続し、その上に絶縁板１３を貼
り付ける。また、反対側にも絶縁板１４を貼り付
ける。アルミニウム板１の端部には、端子１２を
溶接等により接続する。これにより積層型のアレ
ー型固体電解コンデンサ素子が完成する。

上記アレー型固体電解コンデンサ素子の両面に
絶縁板１３及び絶縁板１４を貼り付け必要な場合
は更に全体に樹脂モールド等の外装を施すことに
より、積層型のアレー型固体電解コンデンサは完
成する。

次に上記アレー型固体電解コンデンサ素子板３
の製造方法について説明する。表面にエツチング
処理を施したアルミニウム板１の突起部１−１，
１−２〜１−ｎの所定部の外周面に絶縁物層２−
１，２−２〜２−ｎを形成した後、第２図のＢ−
Ｂ線より上部にマスキングを施し、その上に公知
の化成化工程により酸化アルミニウム薄膜層７を
形成する。

複素環式化合物のポリマー層８は、該酸化アル
ミニウム薄膜層７を形成した後、例えばアセトニ
トリルを溶媒とし、ピロールとボロジサリチル酸
塩のアンモニウムボロジサリシレート（ABS）
を含む電解液中に浸漬し、該電解液を収容した容
器（通常はステンレス製）を陰極、アルミニウム
板１を陽極として所定の直流電流を供給すること
により行う。これにより前記電解液中で電解酸化
重合がおこりアルミニウム板１の表面の酸化アル
ミニウム薄膜層７の上に厚さ20〜50μmのポリピ
ロール層が形成される。

なお、本実施例では、該ポリピロール層の形成
にABSを使用したが、これに限定されるもので
はなく、例えば硼酸とサリチル酸とを溶媒に溶解
して得られるボロジサリチル酸でも、或いは他の
ボロジサリチル酸塩でも該ポリピロール層の形成
は可能である。要はピロールとボロジサリチル基
とを含む電解液中において、電解酸化重合をさせ
ればよい。

また、前記ポリピロール層からなる複素環式化
合物のポリマー層８上にグラフアイト薄膜層９及
び銀ペースト層１０を形成させるには、ポリピロ
ール層を形成した部分をグラフアイト溶液中に浸
した後硬化させグラフアイト薄膜層９を形成した
後、さらに銀ペースト溶液中に浸して銀ペースト
を塗布し、その後硬化させることにより行う。こ
れによりアレー型固体電解コンデンサ素子板３は
完成する。

第６図は上記本実施例と従来のセラミツクアレ
ー型コンデンサとの比較結果を示す図である。図
示するように本実施例のアレー型固体電解コンデ
ンサは、tanデルタは若干増加するが漏洩電流が
略同じで容量を２倍にできることが確認できた。

なお、上記実施例では基体となる金属板として
表面をエツチング処理したアルミニウム板を用い
たが、エツチング処理を施さないアルミニウム板
を用い、酸化アルミニウム層を形成する部分にの
みエツチング処理を施し、その表面を粗面化して
もよい。

また、上記実施例では誘電体酸化皮膜を形成す
る金属板としてアルミニウム板を用いた例を示し
たが、例えばタンタル、ニオブ、チタン等の金属
であれば、誘電体酸化皮膜を形成することができ
るからこのような金属でもよい。

また、複素環式化合物のポリマー層８として
は、ピロールに限定されるものではなく、フラ
ン、チオフエン等の複素環式化合物でもよい。

アレー型固体電解コンデンサを上記の如く構成
することにより、電解質となる複素環式化合物の
ポリマー層は、ピロール、フラン又はチオフエン
等の複素環式化合物を含む溶液中で電解酸化重合
により容易に形成できるから、容量の大きいアレ
ー型固体電解コンデンサが容易に製造できる。

また、製造工程管理が容易であることから品質
の均一なアレー型固体電解コンデンサを得ること
が可能である。

また、複素環式化合物のポリマー層を電解質と
するので、コンデンサのESR及び漏洩電流の小
さいアレー型固体電解コンデンサとすることが可
能になる。

また、積層構造とすれば、積層枚数を変えるこ
とにより、容量の異なるアレー型固体電解コンデ
ンサを容易に製造できる。

また、上記アレー型固体電解コンデンサは無極
性である。即ち、一定の電圧範囲内であれば極性
を有しない。所謂第１図に示す積層型のアレー型
固体電解コンデンサで説明すれば、端子１２を陽
極又は陰極とし、反対に端子１１……を陰極又は
陽極としても漏洩電流−電圧特性は略同一となる
ことが実験的に確認されている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、以下のよ
うな優れた効果が得られる。

(1) 電解質となる複素環式化合物のポリマー層
は、該複素環式化合物を含む溶液中で電解酸化
重合により容易に形成できるから、従来の厚膜
のアレー型電解コンデンサに比較し、製造工程
が簡単で性能がよく、且つ積層数を変えること
により容易に異なるアレー型固体電解コンデン
サを製造できる。

(2) また、従来のセラミツク等の焼結型アレーチ
ツプに比較して、寸法が小さく大きい容量のア
レー型固体電解コンデンサとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明に係る積層型のアレ
ー型固体電解コンデンサの構造を示す図で、第１
図は全体斜視図、第２図は基体となる誘電体酸化
皮膜を形成できる金属板の平面図、第３図ａはア
レー型固体電解素子の一部拡大平面図、同図ｂは
そのＡ−Ａ線上断面図、第４図は６枚のアレー型
電解コンデンサ素子板を積層する場合の状態を示
す正面図、第５図はその側面図、第６図は本実施
例と従来のセラミツクアレー型コンデンサとの比
較結果を示す図、第７図は従来の厚膜型のアレー
型固体電解コンデンサの構造を示す図である。図中、１……アルミニウム板、２……絶縁物
層、３……アレー型固体電解コンデンサ素子板、
７……酸化アルミニウム薄膜層、８……複素環式
化合物のポリマー層、９……グラフアイト層、１
０……銀ペースト層、１１，１２……端子。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも１辺に所定形状の複数突起部を形
成した誘電体酸化皮膜を形成できる金属板の該突
起部の所定部分に絶縁物層を形成し、該絶縁物層
により区分された突起部先端側部分の表面に誘電
体酸化皮膜層、複素環式化合物のポリマー層及び
導電体層を順次形成し、該金属板を前記複数の突
起部が互いに対応するように複数枚積層して加圧
一体化し、該積層した金属板と前記複数突起部の
前記絶縁物層で区分された突起部先端側部分に形
成された導電体層とに端子を設けてなるアレー型
固体電解コンデンサ素子を具備することを特徴と
する積層型のアレー型固体電解コンデンサ。２前記誘電体酸化皮膜が形成できる金属板とし
てアルミニウム板又はタンタル板又はニオブ板或
いはチタン板を用いたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の積層型のアレー型固体電解コ
ンデンサ。３前記複素環式化合物としてピロール又はフラ
ン或いはチオフエンを用いたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の積層型のアレー型固体
電解コンデンサ。４複素環式化合物のポリマー層がピロールとボ
ロジサリチル酸又はボロジサリチル酸塩の何れか
とを含む電解液中で電解酸化重合により形成され
たポリピロール層であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の積層型のアレー型固体電解
コンデンサ。５前記導電体層がグラフアイト層及び銀ペース
ト層からなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の積層型のアレー型固体電解コンデン
サ。