JPH0684719A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

固体電解コンデンサ

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JPH0684719A
JPH0684719A JP25729692A JP25729692A JPH0684719A JP H0684719 A JPH0684719 A JP H0684719A JP 25729692 A JP25729692 A JP 25729692A JP 25729692 A JP25729692 A JP 25729692A JP H0684719 A JPH0684719 A JP H0684719A
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Katsuhiko Kono
克彦 河野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱的ストレスや機械的ストレスに対し十分な
耐性を有し、かつ、耐湿性にも優れ、特性劣化を防止す
る。 【構成】 焼結形のコンデンサ素子7を構成する半導体
4上に形成するグラファイト層を、水溶液系の溶剤、黒
鉛粉末、水溶性高分子材からなる第1グラファイト層5
と、この第1グラファイト層5上に形成した有機溶剤、
非水溶性高分子材、黒鉛粉末、グラファイトファイバー
からなる第2グラファイト層6の二層構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、グラファイト層構成を
改良した固体電解コンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、固体電解コンデンサは、弁作用
を有する金属粉末を加圧成形してなる成形体に、あらか
じめ弁作用を有する金属線を陽極リード線として植立
し、真空焼結した陽極体の表面に陽極酸化により酸化皮
膜を形成し、この酸化皮膜の周面に対向電極として二酸
化マンガンなどの半導体層を形成し、更に接触抵抗を減
じるためにグラファイト層を介在させた後、陰極導電体
としての銀塗料層を形成し、この銀塗料層に陰極リード
を取着し、しかる後外装樹脂を施してなるものである。
【0003】しかしながら、近年、固体電解コンデンサ
の薄型化が急速に進んだことにより、固体電解コンデン
サ及びコンデンサ素子自体の熱的ストレスに対する耐性
の不足や機械的ストレスに対する強度不足、更には耐湿
性能の相対的な低下が無視できない問題になってきてい
る。
【0004】すなわち、銀塗料層形成後のアッセンブリ
工程において、素子に機械的ストレスが加わることによ
り引き起こされるグラファイト層の剥離に起因するta
nδ、インピーダンスの増大及び漏れ電流の増大などの
特性劣化及び特性不良を引き起こす危険性をもつと同時
に、耐湿不足のためにコンデンサ内部に水分が侵入しコ
ンデンサ特性の劣化を引き起こす危険性をもつものとな
っていた。
【0005】また、これら固体電解コンデンサは、製品
化後、各種回路部品に組み込んで使用する訳であるが、
使用中も瞬間的に数百Gを越えるような衝撃を受けた場
合、その衝撃を樹脂外装だけで分散・吸収しきれずに、
結局素子自体にダメージを与えることとなり、加えて耐
湿性不足のため、漏れ電流特性の一層の増大を始めとし
諸特性の劣化を招き、信頼性に欠ける問題を抱える対策
が必要であった。
【0006】従来、これらの問題を解決する手段とし
て、例えば、グラファイト層を水溶性又は非水溶性の有
機高分子材と黒鉛粉末によって構成し、150μm以上
の厚さとした陰極導電体としての銀塗料層を形成する技
術、陰極導電体としての銀塗料層を構成する材料のう
ち、非水溶性高分子材をセルロース系高分子材、シリコ
ン系高分子材、ポリアミドなどから形成することによっ
て熱的ストレスや機械的ストレスに対するコンデンサ素
子自体の耐性を向上させる方法が提案されている。
【0007】また、グラファイト層をグラファイトファ
イバーを用いない異なる3種類のグラファイト層で構成
することによって、コンデンサ内部への水分の侵入によ
る特性劣化を防止する技術も提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
手段を採用した陰極導電体としての銀塗料層の形成方法
によっても固体電解コンデンサ及びコンデンサ素子自体
の熱的ストレスに対する耐性の不足や機会的ストレスに
対する強度不足を完全に補うことはできず、まして同時
に耐湿性を向上させ、コンデンサ特性の劣化を防止する
ことは極めて困難であり、固体電解コンデンサの特性劣
化及び特性不良の発生を防ぐ十分な解決手段にはなり得
なかった。
【0009】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、コンデンサのtanδやインピーダンスを増大させ
ることなく、熱的ストレスや機械的ストレスに対する十
分な耐性を有し、更に、耐湿特性に優れた固体電解コン
デンサを提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による固体電解コ
ンデンサは、陽極リード線を植立した弁作用金属からな
る陽極体に順次、酸化皮膜層,半導体層,グラファイト
層,陰極導電体としての銀塗料層を形成して構成したコ
ンデンサ素子にリードフレームを接着し、かつ樹脂外装
を施してなる固体電解コンデンサにおいて、前記グラフ
ァイト層が黒鉛粉末と水溶性高分子材からなる第1グラ
ファイト層と、このグラファイト層上に形成した黒鉛粉
末とグラファイトファイバー及び水溶性又は非水溶性高
分子材からなる第2グラファイト層とで構成したことを
特徴とするものである。
【0011】
【作用】以上のような構成によれば、グラファイト層
が、第1グラファイト層としての黒鉛粉末と水溶性高分
子材で構成した高導電性層と、この第1グラファイト層
上に第2グラファイト層としての水溶性又は非水溶性高
分子材とグラファイトファイバーのファイバーラミネー
ト構造の高導電性複合強化材料層との二層構造となる。
これにより従来の一層で形成されたグラファイト層より
遥かに熱的ストレス、機械的ストレスに強く、割れや剥
離現象のない、しかも耐湿性に優れたグラファイト層が
得られる。
【0012】
【実施例】以下、本発明につき実施例を参照して説明す
る。
【0013】すなわち、図1に示すように、例えばタン
タル粉末を加圧成形した陽極体1にタンタルの陽極リー
ド線2を植立し、高温で真空焼結した後、リン酸水溶液
中にて化成電圧50Vを印加して陽極酸化し、タンタル
の陽極酸化皮膜3を形成し、次に、硝酸マンガン溶液中
に浸漬して前記陽極酸化皮膜3上に硝酸マンガンを付着
させた後、温度250℃〜300℃の恒温焼成炉中で数
分間熱分解して二酸化マンガンからなる半導体層4を形
成する。この硝酸マンガン溶液中への浸漬及び熱分解工
程は、数回繰り返して行う。
【0014】次に、半導体層4形成後の素子を、水溶液
系の溶剤と平均粒径0.3μm以下の黒鉛粉末と水溶性
高分子材をそれぞれ混合し、十分に撹拌し懸濁させたグ
ラファイト塗料に浸漬し、温度150℃〜200℃の恒
温槽中で乾燥し第1グラファイト層5を形成し、次に、
有機溶剤、非水溶性高分子材、平均粒径0.3μm以下
の黒鉛粉末をそれぞれ混合し十分に撹拌し懸濁させたグ
ラファイト塗料に平均直径50μm以下で長さが0.1
mm〜2mmのグラファイトファイバーを混合してなる
グラファイト液に浸漬し、温度150℃〜200℃の恒
温層中で乾燥硬化し第2グラファイト層6を形成する、
しかる後、銀塗料に浸漬し、温度100℃〜200℃で
乾燥し前記第2グラファイト層6上に銀塗料層7を形成
してコンデンサ素子8を構成する。その後、陽極リード
線2をリードフレーム陽極部9に溶着するとともに、リ
ードフレーム陰極部10となる素子固定部に導電性接着
剤11を介してコンデンサ素子8を構成する銀塗料層7
部を接着し、しかる後、トランスファーモールドを行
い、樹脂外装12を施し、この樹脂外装12より導出し
たリードフレーム陽極部9及びリードフレーム陰極部1
0を折り曲げて完成品としたものである。
【0015】以上のように構成してなる固体電解コンデ
ンサによれば、コンデンサ素子を構成するグラファイト
層が、第1グラファイト層5としての黒鉛粉末と水溶性
高分子材で構成した高導電性層と、第2グラファイト層
6としての有機溶剤、非水溶性高分子材、黒鉛粉末を混
合したグラファイト塗料とグラファイトファイバーのフ
ァイバーラミネート構造を有する高導電性複合強化材料
層の二層構造から構成されているため、従来の一層で構
成したグラファイト層と比較して、熱的ストレス、機械
的ストレスに強く、割れや剥離現象のないグラファイト
層が得られ、その後行われる陰極導電体層形成後のアッ
センブリ工程における熱的、機械的なストレス下に置か
れたとしても、漏れ電流、tanδ、インピーダンスな
どの特性劣化が少なく、必要電子機器への組み込み作
業、更には組み込んだ後の電子機器の仕様中においても
上記特性の劣化の危険性は少なく、しかも耐湿性に優れ
た実用的価値の高い効果を得ることができる。
【0016】次に、本発明と従来例による特性比較につ
いて述べる。
【0017】すなわち、上記実施例にて述べた構成から
なる本発明(A)と、上記本発明(A)と同一の材料を
用い、同一の工程を経て半導体層まで形成した後、有機
溶剤と非水溶性高分子材からなる溶液に平均粒径0.3
μm以下の黒鉛粉末を懸濁させたグラファイト液を用い
グラファイト層を形成し、その後、再び上記本発明
(A)と同一の手段を講じ完成品とした従来例(B)に
よる試料1000個ずつについての初期特性不良状況を
調べた結果、表1に示すようになり、また、本発明
(A),従来例(B)とも前述した手段によって得た試
料100個ずつについて、320℃で10秒間の、はん
だ浸漬試験を5回繰り返した場合の、はんだ浸漬回数に
対する漏れ電流を調べた結果、図2に示すようになり、
更に、85℃で85%RH下での耐湿試験における時間
に対する漏れ電流を調べた結果、図3に示すようになっ
た。
【0018】なお、試料の定格は本発明(A),従来例
(B)とも10V−10μFである。
【0019】
【表1】
【0020】表1から明らかなように、本発明(A)に
よるものは従来例(B)と比較してtanδやインピー
ダンス特性、更には漏れ電流特性改善に大きく寄与する
ことがわかる。
【0021】また、図2から明らかなように、従来例
(B)のものは、浸漬試験の回数を重ねる毎に漏れ電流
の増大がみられるのに対し、本発明(A)のものは前記
浸漬試験を繰り返しても漏れ電流の増大は認められず、
本発明の有効性が実証された。
【0022】更に、図3から明らかなように、従来例
(B)のものは時間の経過と共に漏れ電流が極端に増大
する傾向を示し耐湿劣化が厳しいのに対して、本発明
(A)のものは時間の経過に対する漏れ電流の増大傾向
も緩かで、耐湿特性の大幅な改善効果が立証された。
【0023】なお、上記実施例において、グラファイト
層を構成する第2グラファイト層として、有機溶剤と非
水溶性高分子材を用いるものを例示して説明したが、有
機溶剤と非水溶性高分子材に代え、水と水溶性高分子材
を用いても有効である。
【0024】また、この場合グラファイト層を構成する
高分子は、熱可塑性のものでも熱硬化性のものでも構わ
ない。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による固体電
解コンデンサによれば、tanδやインピーダンスを増
大させることなく、熱的ストレス、機械的ストレスによ
っても漏れ電流特性が安定で、かつ耐湿特性の優れた固
体電解コンデンサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による固体電解コンデンサを示す正断面
図である。
【図2】固体電解コンデンサの浸漬試験回数−漏れ電流
特性曲線図である。
【図3】固体電解コンデンサの耐湿試験時間−漏れ電流
特性曲線図である。
【符号の説明】
1 陽極体 2 陽極リード線 3 陽極酸化皮膜 4 半導体層 5 第1グラファイト層 6 第2グラファイト層 7 銀塗料層 8 コンデンサ素子 9 リードフレーム陽極部 10 リードフレーム陰極部 11 導電性接着剤 12 樹脂外装

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極リード線を植立した弁作用金属から
    なる陽極体に順次、酸化皮膜層,半導体層,グラファイ
    ト層,陰極導電体としての銀塗料層を形成して構成した
    コンデンサ素子にリードフレームを接着し、かつ樹脂外
    装を施してなる固体電解コンデンサにおいて、前記グラ
    ファイト層が黒鉛粉末と水溶性高分子材からなる第1グ
    ラファイト層と、この第1グラファイト層上に形成した
    黒鉛粉末とグラファイトファイバー及び水溶性又は非水
    溶性高分子材からなる第2グラファイト層とで構成した
    ことを特徴とする固体電解コンデンサ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000022636A1 (de) * 1998-10-12 2000-04-20 Epcos Ag Tantal-elektrolytkondensator

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WO2000022636A1 (de) * 1998-10-12 2000-04-20 Epcos Ag Tantal-elektrolytkondensator

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