JPH06349689A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体となる陽極酸化皮膜に欠陥部分が存在
したり、陽極酸化皮膜に欠陥部分が生じたとしても、そ
の欠陥部分に陰極引出し導電体層を構成する材料が直接
接触することのない固体電解コンデンサを提供すること
を目的とする。 【構成】 表面に誘電体となる陽極酸化皮膜２３を形成
したアルミエッチド箔２１と、このアルミエッチド箔２
１の表面の所定の部分に設けられてアルミエッチド箔２
１を二分する絶縁物帯部２２とを有し、アルミエッチド
箔２１の一方の表面に固体電解質層２４を形成し、この
固体電解質層２４の上に絶縁物帯部２２と固体電解質層
２４との境界部に陰極引出し導電体層２５が存在しない
ように陰極引出し導電体層２５を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器に利用され
る固体電解コンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の固体電解コンデンサにお
いては、弁金属の表面に誘電体となる陽極酸化皮膜を形
成した電極体上に固体電解質層を形成する場合、次のよ
うな方法により行っていた。例えば固体電解質として二
酸化マンガンを形成する場合には、電極体を硝酸マンガ
ンの水溶液中に浸漬して硝酸マンガンを付着させた後、
高温で熱分解させることにより、二酸化マンガン層を形
成していた。また固体電解質として有機半導体の７，
７，８，８−テトラシアノキノジメタン錯塩（以下ＴＣ
ＮＱ塩と言う）を形成する場合には、高温で溶融したＴ
ＣＮＱ塩に電極体を浸漬し、かつこの電極体を冷却固化
させて固体電解質としてＴＣＮＱ塩を形成していた。そ
してまた、固体電解質として導電性高分子層を形成する
場合には、電解質とモノマーを含んだ重合液中に電極体
を浸漬し、電気化学的にモノマーの酸化反応を起こさせ
てポリマー層を形成する、いわゆる電解重合法が用いら
れていた。

【０００３】以上のようにいずれの固体電解質層を形成
する場合でも、固体電解質を形成するための原材料とな
る液体材料中に一旦電極体を浸漬する工程を経ているも
ので、この工程を経る中で、陽極引出し部と陰極引出し
部とを明確に分離する必要がある。

【０００４】この場合、従来においては、図５および図
６に示すように、エッチングされたアルミエッチド箔１
の陽極引出し部と陰極引出し部とを明確に分離するため
にアルミエッチド箔１の表面の所定の部分にアルミエッ
チド箔１を二分する絶縁物帯部２を設け、そして前記ア
ルミエッチド箔１の表面に化成により誘電体となる陽極
酸化皮膜３を形成し、さらに前記絶縁物帯部２により二
分されたアルミエッチド箔１の一方の表面を硝酸マンガ
ン水溶液に浸漬し、熱分解を１０回繰り返して二酸化マ
ンガンの固体電解質層４を形成し、その後、固体電解質
層４の上にグラファイト層、導電金属ペースト層からな
る陰極引出し導電体層５を形成して固体電解コンデンサ
素子６を構成していた。

【０００５】図７および図８は他の従来例を示したもの
で、この従来例は、タンタル粉末にタンタルリード線７
を埋め込んで焼結したタンタル焼結体８を使用し、そし
てこのタンタル焼結体８の陽極引出し部と陰極引出し部
とを明確に分離するために、タンタル焼結体８における
タンタルリード線７の付け根の部分に絶縁物帯部９を設
け、その後、タンタル焼結体８およびタンタルリード線
７の表面に化成により誘電体となる陽極酸化皮膜１０を
形成し、さらにその後、タンタル焼結体８の陰極引出し
部を硝酸マンガン水溶液に浸漬し、熱分解を１０回繰り
返して二酸化マンガンの固体電解質層１１を形成し、そ
の後、固体電解質層１１の上にグラファイト層、導電金
属ペースト層からなる陰極引出し導電体層１２を形成し
て固体電解コンデンサ素子１３を構成していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の固体電
解コンデンサにおいては、図５および図６では、アルミ
エッチド箔１の陽極引出し部と陰極引出し部とを明確に
分離するためにアルミエッチド箔１の表面の所定の部分
にアルミエッチド箔１を二分する絶縁物帯部２を設けて
おり、また図７および図８では、タンタル焼結体８の陽
極引出し部と陰極引出し部とを明確に分離するために、
タンタル焼結体８におけるタンタルリード線７の付け根
の部分に絶縁物帯部９を設けているため、アルミエッチ
ド箔１の一方の表面を硝酸マンガン水溶液に浸漬し、熱
分解を１０回繰り返して二酸化マンガンの固体電解質層
４を形成する場合、あるいはタンタル焼結体８の陰極引
出し部を硝酸マンガン水溶液に浸漬し、熱分解を１０回
繰り返して二酸化マンガンの固体電解質層１１を形成す
る場合、陽極引出し部に這い上がろうとする硝酸マンガ
ン水溶液の這い上がりも絶縁物帯部２，９により抑制で
き、これにより、陽極引出し部と陰極引出し部とを明確
に分離することが可能となるが、固体電解質層４，１１
の上に陰極引出し導電体層５，１２を形成する場合、図
５，図６および図７，図８に示すように、陰極引出し導
電体層５，１２を絶縁物帯部２，９の上まで形成する
と、固体電解質層４，１１と絶縁物帯部２，９との境界
面の不連続部分に陰極引出し導電体層５，１２を構成す
る材料が浸み込んで誘電体となる陽極酸化皮膜３，１０
と直接接触するおそれがある。

【０００７】この場合、誘電体となる陽極酸化皮膜３，
１０に欠陥部分が存在したり、後工程もしくは固体電解
コンデンサの使用時に陽極酸化皮膜３，１０に欠陥部分
が生じた場合は、陽極酸化皮膜３，１０を修復する能力
のない陰極引出し導電体層５，１２を構成する材料と欠
陥部分とが直接接触して漏れ電流を増大させたり、短絡
させたりして固体電解コンデンサの耐圧特性や漏れ電流
特性に大きな影響を与え、これが不良率および故障率を
増加させる大きな原因のひとつとなっていた。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、誘電体となる陽極酸化皮膜に欠陥部分が存在した
り、後工程もしくは固体電解コンデンサの使用時に陽極
酸化皮膜に欠陥部分が生じたとしても、その欠陥部分に
陰極引出し導電体層を構成する材料が直接接触すること
のない固体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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の固体電解コンデンサは、表面に誘電体となる
陽極酸化皮膜を形成した平板構造の弁金属と、この弁金
属の表面の所定の部分に設けられて弁金属を二分する絶
縁物帯部とを有し、前記絶縁物帯部により二分された弁
金属の一方の表面に固体電解質層を形成し、かつこの固
体電解質層の上に、前記絶縁物帯部と固体電解質層との
境界部に陰極引出し導電体層が存在しないように陰極引
出し導電体層を形成したものである。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、表面に誘電体となる陽極酸
化皮膜を形成した平板構造の弁金属の表面の所定の部分
に絶縁物帯部を設け、この絶縁物帯部により二分された
弁金属の一方の表面に固体電解質層を形成し、かつこの
固体電解質層の上に、前記絶縁物帯部と固体電解質層と
の境界部に陰極引出し導電体層が存在しないように陰極
引出し導電体層を形成しているため、陰極引出し導電体
層を形成した場合に、固体電解質層と絶縁物帯部との境
界面の不連続部分に陰極引出し導電体層を構成する材料
が浸み込んで誘電体となる陽極酸化皮膜に直接接触する
おそれはなくなる。

【００１１】これにより、誘電体となる陽極酸化皮膜に
欠陥部分が存在したり、後工程もしくは固体電解コンデ
ンサの使用時に陽極酸化皮膜に欠陥部分が生じたとして
も、その欠陥部分に陽極酸化皮膜を修復する能力のない
陰極引出し導電体層を構成する材料が直接接触すること
はないため、従来のように漏れ電流を増大させたり、短
絡されたりして固体電解コンデンサの耐圧特性や漏れ電
流特性に大きな影響を与え、不良率および故障率を増加
させるということはなくなり、その結果、漏れ電流が小
さく、かつ製品耐圧の安定した固体電解コンデンサを得
ることができるものである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

【００１３】（実施例１）図１，図２に示すように、幅
３mm，長さ５mmの短冊状に切断されたアルミニウム箔を
塩酸などの水溶液中で電気化学的にエッチングして表面
積を拡大させたアルミエッチド箔２１を用い、そしてこ
のアルミエッチド箔２１の端面から３mmの長さの部分
に、ポリイミドを基材とする幅１．５mmの粘着テープを
帯状に貼り付けた絶縁物帯部２２を設けてアルミエッチ
ド箔２１を二分し、その後、アルミエッチド箔２１の表
面に７０Ｖで化成することにより誘電体となる陽極酸化
皮膜２３を形成した。

【００１４】その後、絶縁物帯部２２により二分された
アルミエッチド箔２１の陰極引出し部となる一方の表面
を低濃度の硝酸マンガン水溶液に浸漬し、２５０℃で１
０分間行う熱分解を１０回繰り返して二酸化マンガンの
固体電解質層２４を形成した。

【００１５】さらにその後、ポリイミドを基材とする幅
１．５mmの粘着テープよりなる絶縁物帯部２２から約
０．５mm離れた所から陰極引出し部全体、すなわち固体
電解質層２４の上にグラファイト層、銀ペイント層から
なる陰極引出し導電体層２５を形成して固体電解コンデ
ンサ素子２６を構成した。つまり、前記陰極引出し導電
体層２５は、絶縁物帯部２２と固体電解質層２４との境
界部に陰極引出し導電体層２５が存在しないように形成
したものである。

【００１６】（比較例１）グラファイト層、銀ペイント
層からなる陰極引出し導電体層５を図５，図６に示すよ
うにポリイミドを基材とする幅１．５mmの粘着テープよ
りなる絶縁物帯部２の上からアルミエッチド箔１の陰極
引出し部全体に形成した以外は実施例１と同様の構成に
して固体電解コンデンサ素子６を構成した。

【００１７】（実施例２）図３，図４に示すように、１
辺２mm，厚さ１mmの直方体に成型したタンタル粉末に直
径が０．４mmのタンタルリード線２７を埋め込んで焼結
したタンタル焼結体２８を用い、そしてこのタンタル焼
結体２８の陽極引出し部と陰極引出し部とを明確に分離
するために、タンタル焼結体２８におけるタンタルリー
ド線２７の付け根の部分にポリイミドワニスを塗布して
乾燥させることにより絶縁物帯部２９を設け、その後、
タンタル焼結体２８およびタンタルリード線２７の表面
に７０Ｖで化成することにより誘電体となる陽極酸化皮
膜３０を形成した。

【００１８】その後、タンタル焼結体２８の陰極引出し
部を低濃度の硝酸マンガン水溶液に浸漬し、２５０℃で
１０分間行う熱分解を１０回繰り返して二酸化マンガン
の固体電解質層３１を形成した。さらにその後、ポリイ
ミドワニスよりなる絶縁物帯部２９から約０．５mm離れ
た所から陰極引出し部全体、すなわち固体電解質層３１
の上にグラファイト層、銀ペイント層からなる陰極引出
し導電体層３２を形成して固体電解コンデンサ素子３３
を構成した。つまり、前記陰極引出し導電体層３２は、
絶縁物帯部２９と固体電解質層３１との境界部に陰極引
出し導電体層３２が存在しないように形成したものであ
る。

【００１９】（比較例２）グラファイト層、銀ペイント
層からなる陰極引出し導電体層１２を図７，図８に示す
ようにポリイミドワニスよりなる絶縁物帯部９の上から
タンタル焼結体８の陰極引出し部全体に形成した以外は
実施例２と同様の構成にして固体電解コンデンサ素子１
３を構成した。

【００２０】（実施例３）実施例１におけるポリイミド
を基材とする幅１．５mmの粘着テープよりなる絶縁物帯
部２２をエポキシ樹脂塗膜よりなる絶縁物帯部に変更す
るとともに、二酸化マンガンよりなる固体電解質層２４
をポリピロールよりなる導電成高分子に変更した以外は
実施例１と同様の構成にして固体電解コンデンサ素子２
６を構成した。

【００２１】（比較例３）グラファイト層、銀ペイント
層からなる陰極引出し導電体層５を図５，図６に示すよ
うにエポキシ樹脂塗膜よりなる絶縁物帯部２の上からア
ルミエッチド箔１の陰極引出し部全体に形成した以外は
実施例３と同様の構成にして固体電解コンデンサ素子６
を構成した。

【００２２】（実施例４）実施例２におけるポリイミド
ワニスよりなる絶縁物帯部２９をエポキシ樹脂塗膜より
なる絶縁物帯部に変更するとともに、二酸化マンガンよ
りなる固体電解質層３１をＴＣＮＱ塩よりなる有機半導
体に変更した以外は実施例２と同様の構成にして固体電
解コンデンサ素子３３を構成した。

【００２３】（比較例４）グラファイト層、銀ペイント
層からなる陰極引出し導電体層１２を図７，図８に示す
ようにエポキシ樹脂塗膜よりなる絶縁物帯部９の上から
タンタル焼結体８の陰極引出し部全体に形成した以外は
実施例４と同様の構成にして固体電解コンデンサ素子１
３を構成した。

【００２４】（表１）は本発明の実施例１〜４と、比較
例１〜４のそれぞれについて、漏れ電流特性、製品耐圧
特性、漏れ電流不良率を測定した結果を示したものであ
る。

【００２５】

【表１】

【００２６】（表１）から明らかなように、本発明の実
施例１〜４は、従来の構成を示した比較例１〜４に比べ
て、漏れ電流を低減させることができるとともに、製品
耐圧も向上させることができ、さらには漏れ電流不良率
も改善することができるものである。

【００２７】なお、上記実施例においては、平板構造の
弁金属としてアルミエッチド箔２１を用いたものについ
て説明したが、このアルミ以外の弁金属であるタンタ
ル，チタン，ニオブなどから選ばれる陽極酸化皮膜形成
能力のある箔または板材を用いても、上記実施例と同様
の作用効果を秦するものである。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の固体電解コンデン
サは、表面に誘電体となる陽極酸化皮膜を形成した平板
構造の弁金属の表面の所定の部分に絶縁物帯部を設け、
この絶縁物帯部により二分された弁金属の一方の表面に
固体電解質層を形成し、かつこの固体電解質層の上に、
前記絶縁物帯部と固体電解質層との境界部に陰極引出し
導電体層が存在しないように陰極引出し導電体層を形成
しているため、陰極引出し導電体層を形成した場合に、
固体電解質層と絶縁物帯部との境界面の不連続部分に陰
極引出し導電体層を構成する材料が浸み込んで誘電体と
なる陽極酸化皮膜に直接接触するおそれはなくなる。

【００２９】これにより、誘電体となる陽極酸化皮膜に
欠陥部分が存在したり、後工程もしくは固体電解コンデ
ンサの使用時に陽極酸化皮膜に欠陥部分が生じたとして
も、その欠陥部分に陽極酸化皮膜を修復する能力のない
陰極引出し導電体層を構成する材料が直接接触すること
はないため、従来のように漏れ電流を増大させたり、短
絡させたりして固体電解コンデンサの耐圧特性や漏れ電
流特性に大きな影響を与え、不良率および故障率を増加
させるということはなくなり、その結果、漏れ電流が小
さく、かつ製品耐圧の安定した固体電解コンデンサを得
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１，３における平板型固体電解
コンデンサの基本構成を示す斜視図

【図２】図１におけるＡ−Ａ′線断面図

【図３】本発明の実施例２，４における焼結型固体電解
コンデンサの基本構成を示す斜視図

【図４】図３におけるＢ−Ｂ′線断面図

【図５】従来の構成を示した比較例１，３における平板
型固体電解コンデンサの基本構成を示す斜視図

【図６】図５におけるＣ−Ｃ′線断面図

【図７】従来の構成を示した比較例２，４における焼結
型固体電解コンデンサの基本構成を示す斜視図

【図８】図７におけるＤ−Ｄ′線断面図

【符号の説明】

２１ アルミエッチド箔 ２２ 絶縁物帯部 ２３ 陽極酸化皮膜 ２４ 固体電解質層 ２５ 陰極引出し導電体層 ２７ タンタルリード線 ２８ タンタル焼結体 ２９ 絶縁物帯部 ３０ 陽極酸化皮膜 ３１ 固体電解質層 ３２ 陰極引出し導電体層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に誘電体となる陽極酸化皮膜を形成
   した平板構造の弁金属と、この弁金属の表面の所定の部
   分に設けられて弁金属を二分する絶縁物帯部とを有し、
   前記絶縁物帯部により二分された弁金属の一方の表面に
   固定電解質層を形成し、かつこの固体電解質層の上に、
   前記絶縁物帯部と固体電解質層との境界部に陰極引出し
   導電体層が存在しないように陰極引出し導電体層を形成
   した固体電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 タンタル粉末にタンタルリード線を埋め
   込んで焼結することにより構成するとともに、表面に誘
   電体となる陽極酸化皮膜を形成したタンタル焼結体と、
   このタンタル焼結体におけるタンタルリード線の付け根
   の部分に設けられた絶縁物帯部とを有し、前記タンタル
   焼結体の陰極引出し部に固体電解質層を形成し、かつこ
   の固体電解質層の上に、前記絶縁物帯部と固体電解質層
   との境界部に陰極引出し導電体層が存在しないように陰
   極引出し導電体層を形成した固体電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 陰極引出し導電体層はグラファイト層を
   含んでいる請求項１または２記載の固体電解コンデン
   サ。