JPH05159987A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
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- JPH05159987A JPH05159987A JP35094591A JP35094591A JPH05159987A JP H05159987 A JPH05159987 A JP H05159987A JP 35094591 A JP35094591 A JP 35094591A JP 35094591 A JP35094591 A JP 35094591A JP H05159987 A JPH05159987 A JP H05159987A
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Abstract
を遮断でき、かつ導電性高分子膜と陰極端子の接続部分
までの経路抵抗の小さい陰極導電層を得る。 【構成】 陰極導電層7がフレーク状銀粉末及び球状銀
粉末の混合銀粉末と有機高分子との結合体からなる。
Description
した導電性高分子膜を固体電解質として用いた固体電解
コンデンサに関する。
性高分子膜を固体電解質として用いた固体電解コンデン
サとして、特開昭63−173313号公報に開示され
たものがある。
面化した弁作用金属を化成し酸化皮膜を形成して得た陽
極体に陽極線を取着し、しかる後、酸化剤を用いて化学
酸化重合を行い、前記陽極体上に導電性高分子膜として
の化学重合膜を形成し、この化学重合膜上に、電解酸化
重合手段を講じて導電性高分子膜としての電解重合膜を
形成し、更に、この上に銀ペーストからなる陰極導電層
を形成し、この陰極導電層に陰極端子を、前記陽極線に
陽極端子をそれぞれ接続し、次に外装を施してなるもの
である。
抗が10-2Ωcmと極めて低い導電性高分子膜を、酸化
皮膜を損傷することなく効率的に形成できるために、静
電容量が大きく、かつ高周波領域のインピーダンスが低
いなど電気的特性の優れた固体電解コンデンサを得るこ
とができる。
び酸素存在下における比抵抗の劣化が著しく、特に高温
中では微量の水分及び酸素により比抵抗が増加するた
め、ESRやインピーダンスの増加が見られ、また、微
量の水分の侵入により、酸化皮膜と導電性高分子膜間の
剥離が進行することによって静電容量の減少,tanδ
の増加が起こり、更には、導電性高分子膜に皮膜修復性
がないために、侵入した水分による酸化皮膜の腐食が起
こり、漏れ電流不良、更にはショート不良が見られるな
ど高温高湿下における寿命特性が問題となっていた。
cmと極めて低いにもかかわらず、銀ペーストとの界面
における接触抵抗や陰極端子との接続部と掛け離れた部
分の陰極導電層の陰極端子接続部までの抵抗により、導
電性高分子膜の特性から本来得られるESR,インピー
ダンス等の優れた高周波特性を悪化させる問題を抱えて
いた。
高分子膜を固体電解質として用いる固体電解コンデンサ
は、小形高性能化の要請に応えたものとして注目に値す
るが、高温高湿下における寿命特性が問題となると同時
に、導電性高分子膜を用いることによって本来得られる
はずの優れた高周波特性を十分に発揮することができな
かった。
解決するために提案されたものであり、その目的は、導
電性高分子膜に対する水分及び酸素を効果的に遮断し、
かつ導電性高分子膜と陰極端子の接続部分までの経路抵
抗の小さい陰極導電層構成を有する固体電解コンデンサ
を提供することである。
ンデンサは、陽極リード線を取着した皮膜形成性金属表
面に形成した誘電体酸化皮膜と、この酸化皮膜上に形成
した化学重合膜と、この化学重合膜上に形成した電解重
合膜と、この電解重合膜上に形成した銀ペースト層から
なる陰極導電層と、この陰極導電層に導電性接着剤を介
して接続した陰極端子と、前記陽極リード線に接続した
陽極端子と、少なくとも前記陰極端子の前記陰極導電層
との接続部及び陽極リード線と陽極端子の接続部を含む
前記コンデンサ素子全体を被覆した外装樹脂層とを具備
した固体電解コンデンサにおいて、前記陰極導電層がフ
レーク状銀粉末及び球状銀粉末の混合銀粉末と有機高分
子との結合体からなることを特徴とするものである。
球状銀粉末の混合銀粉末と有機高分子との結合体からな
り、導電性接着剤がフレーク状銀粉末及び球状銀粉末の
混合銀粉末と有機高分子との結合体からなることを特徴
とする。
ンデンサによれば、陰極導電層を構成する球状銀粉末が
フレーク状銀粉末同士間を埋めることになり、外装を透
過してきた水分及び酸素を効果的に遮断でき、導電性高
分子膜の特性劣化を防ぐことが可能となると同時に、球
状銀粉末の存在により導電性高分子膜との接触がよくな
る。
層の縦方向の抵抗値を、フレーク状銀粉末の存在によっ
て陰極導電層の横方向の抵抗値をそれぞれ下げることが
可能となり、陰極導電層全体の陰極端子接続部までの経
路抵抗を下げることができる。
る。
なエッチングによって表面積を拡大し、化成工程を経て
表面に酸化皮膜1を形成した、例えばアルミニウム箔か
らなる3mm×3mmの陽極体2に陽極リード線3を取
着し、この陽極体2を2mol/リットル ピロール/
エタノール溶液に5分間浸漬した後、更に、過硫酸アン
モニウム0.2mol/リットル及び支持電解質として
パラトルエンスルホン酸ナトリウム0.2mol/リッ
トルを含む水溶液に5分間浸漬して、化学酸化重合によ
り前記酸化皮膜上に導電性高分子膜としての化学重合膜
4を形成する。次に、電解液としてピロールモノマー
0.2mol/リットル及び支持電解質としてアルキル
ナフタレンスルホン酸ナトリウム0.05mol/リッ
トルを含む水溶液中に浸漬し前記化学重合膜4を陽極と
し、外部電極との間に定電流電解酸化重合(1mA/c
m2 ,1h)を行い、前記化学重合膜4上に導電性高分
子膜としての電解重合膜5を形成した後、コロイダルカ
ーボンに浸漬してカーボン層6を形成する。
μmのフレーク状銀粉末と粒径0.5μmの球状銀粉末
の重量比が1:1の混合粉末とエポキシ樹脂とブチルセ
ルソルブの重量比を8:2:5とした銀ペーストを塗布
し、160℃、1時間で乾燥して陰極導電層7を形成し
コンデンサ素子8を構成する。
7の一部に陰極端子9を導電性銀接着剤10にて接続
し、前記陽極リード線1に陽極端子11を溶接によって
接続した後、少なくとも前記陰極端子9の前記陰極導電
層7との接続部及び陽極リード線1と陽極端子11の接
続部を含む前記コンデンサ素子8全体を外装樹脂層12
にて被覆しコンデンサ本体13を形成し、このコンデン
サ本体13側面から導出した前記陽極端子11及び陰極
端子9をコンデンサ本体13の側面に沿ってコンデンサ
本体13の底面まで延在するように折り曲げ加工してな
るものである。
サによれば、陰極導電層7がフレーク状銀粉末と球状銀
粉末の混合粉末とエポキシ樹脂との結合体で構成されて
いるため、球状銀粉末がフレーク状銀粉末同士間を埋め
ることになり、外装樹脂層12を透過してきた水分及び
酸素を効果的に遮断することにより、導電性高分子膜と
しての化学重合膜4及び電解重合膜5の特性劣化を防ぐ
ことができ、高温高湿下におけるコンデンサの寿命特性
を著しく改善することができる。
膜との接触がよくなることと相俟って、球状銀粉末の存
在によって陰極導電層7の縦方向の抵抗値を、フレーク
状銀粉末の存在によって陰極導電層7の横方向の抵抗値
をそれぞれ下げることが可能となり、陰極導電層全体の
陰極端子接続部までの経路抵抗を下げることによりES
R及びインピーダンスの高周波特性の改善が図られる。
として5μm、球状銀粉末の粒径として0.5μmの混
合銀粉末のものを用い、フレーク状銀粉末と球状銀粉末
の重量比として1:1で、かつ混合粉末とエポキシ樹脂
との重量比を8:2としたものを例示したが、これに限
定されることなく粒径0.5〜20μmのフレーク状銀
粉末と粒径0.1〜5μmの球状銀粉末の混合銀粉末と
有機高分子からなり、この場合のフレーク状銀粉末と球
状銀粉末が9.5〜5.0:0.5〜5.0の範囲で適
宜設定しても同様の効果が得られる。
ものより小さい場合は寿命特性が悪く、大きい場合は寿
命特性に加えて、初期のtanδ,ESR及びインピー
ダンス特性が悪く、また、混合銀粉末と有機高分子の重
量比が上記範囲外の場合で、例えば混合銀粉末と有機高
分子の重量比が10〜9.0:0〜1.0の場合は寿命
特性の劣化が著しく、混合銀粉末と有機高分子の重量比
が3.5〜0:6.5〜10の場合は初期特性の劣化が
みられ、実用上好ましくない理由によるものである。
説明する。すなわち、前記した実施例によって製作した
定格電圧16V、公称静電容量1μFの固体電解コンデ
ンサ(実施例)と、以下に示す比較例1によって製作し
た定格電圧16V、公称静電容量1μFの固体電解コン
デンサ(比較例A)及び比較例2によって製作した定格
電圧16V、公称静電容量1μFの固体電解コンデンサ
(比較例B)それぞれの初期特性及び高温・高湿試験
(85℃,90%RH,100h)後の特性を調べたと
ころ表1及び表2に示すように、また、それぞれの初期
の周波数−インピーダンス特性を調べたところ図2に示
すような結果が得られた。
Hzにおける数値であり、試料数はそれぞれ100個で
あり、数値は平均値で、括弧内の数値はバラツキを示
す。 [比較例A]陰極導電層として、粒径5μmのフレーク
状銀粉末とエポキシ樹脂及びブチルセルソルブの重量比
を8:2:5とした銀ペーストを塗布し形成した以外
は、前記実施例と同様の手段で製作した。 [比較例B]陰極導電層として、粒径0.5μmの球状
銀粉末とエポキシ樹脂及びブチルセルソルブの重量比を
8:2:5とした銀ペーストを塗布し形成した以外は、
前記実施例と同様の手段で製作した。
導電層としてフレーク状銀粉末のみを用いた比較例A
が、ESR及びtanδ特性が悪く、導電性高分子膜と
陰極導電層間の接触抵抗が大きいことによるものと考え
られる。また、陰極導電層として球状銀粉末のみを用い
た比較例Bは、ESRが大きくなっており、陰極導電層
の横方向抵抗の影響によるものと考えられる。そして、
このことは、図2の周波数−インピーダンス特性からも
言える。
試験後の特性は、比較例Aの場合、漏れ電流及びESR
特性の劣化がみられ、比較例Bの場合、各特性の劣化が
著しく、この要因は水分及び酸素の侵入によるものと考
えられる。
は、いずれの特性においても初期特性は安定しており、
また高温・高湿試験後においてもその安定した諸特性を
維持し、寿命特性改善に大きく貢献できることを実証し
た。
のではなく、例えば、陽極体としては、アルミニウム以
外のタンタル又はニオブ等の弁作用金属箔箔、或いはこ
れらアルミニウム,タンタル,ニオブ等の弁作用金属粉
末を焼結したものに用いたものにも適用できることは勿
論である。
分子としてピロールを例示して説明したが、チオフェ
ン,フラン又はアニリンを用いたものにおいても同効で
ある。
端子との接続手段として、導電性銀接着剤を用いるもの
を例示して説明したが、フレーク状銀粉末及び球状銀粉
末の混合銀粉末と有機高分子との結合体からなる導電性
接着剤を用いれば、陰極導電層と陰極端子との接続状態
がよくなり、ESR特性を向上する上で有効である。
特性が優れており、かつ高温・高湿下における諸特性劣
化のない実用的価値の高い導電性高分子膜を固体電解質
として用いた固体電解コンデンサを得ることができる。
ンデンサを示す正断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 陽極リード線を取着した皮膜形成性金属
表面に形成した誘電体酸化皮膜と、この酸化皮膜上に形
成した化学重合膜と、この化学重合膜上に形成した電解
重合膜と、この電解重合膜上に形成した銀ペースト層か
らなる陰極導電層と、この陰極導電層に導電性接着剤を
介して接続した陰極端子と、前記陽極リード線に接続し
た陽極端子と、少なくとも前記陰極端子の前記陰極導電
層との接続部及び陽極リード線と陽極端子の接続部を含
む前記コンデンサ素子全体を被覆した外装樹脂層とを具
備した固体電解コンデンサにおいて、前記陰極導電層が
フレーク状銀粉末及び球状銀粉末の混合銀粉末と有機高
分子との結合体からなることを特徴とする固体電解コン
デンサ。 - 【請求項2】 陽極リード線を取着した皮膜形成性金属
表面に形成した誘電体酸化皮膜と、この酸化皮膜上に形
成した化学重合膜と、この化学重合膜上に形成した電解
重合膜と、この電解重合膜上に形成した銀ペースト層か
らなる陰極導電層と、この陰極導電層に導電性接着剤を
介して接続した陰極端子と、前記陽極リード線に接続し
た陽極端子と、少なくとも前記陰極端子の前記陰極導電
層との接続部及び陽極リード線と陽極端子の接続部を含
む前記コンデンサ素子全体を被覆した外装樹脂層とを具
備した固体電解コンデンサにおいて、前記陰極導電層が
フレーク状銀粉末及び球状銀粉末の混合銀粉末と有機高
分子との結合体からなり、前記導電性接着剤がフレーク
状銀粉末及び球状銀粉末の混合銀粉末と有機高分子との
結合体からなることを特徴とする固体電解コンデンサ。
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