JPH0740539B2 - アレー型固体電解コンデンサ - Google Patents

アレー型固体電解コンデンサ

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JPH0740539B2
JPH0740539B2 JP4164084A JP16408492A JPH0740539B2 JP H0740539 B2 JPH0740539 B2 JP H0740539B2 JP 4164084 A JP4164084 A JP 4164084A JP 16408492 A JP16408492 A JP 16408492A JP H0740539 B2 JPH0740539 B2 JP H0740539B2
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solid electrolytic
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賢次 玉光
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ピロール、フラン、チ
オフェ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。
【0002】
【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ッタリング等によってア
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
ン印刷によっ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(セラミック等)
を樹脂ユニッ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ップである。
【0003】図7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。
【0004】
【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10
0pF〜10000pFと小さいという欠点があった。
【0005】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
あった。
【0006】また、焼結型アレーチップは、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
るという欠点があった。
【0007】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。
【0008】
【課題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、誘電体酸化
皮膜が形成できる金属板に絶縁物層を形成し、該絶縁物
層で区分された表裏連続する複数の金属露出面を形成
し、該複数の金属露出面の少なくとも1個を残して、
金属露出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、該金属板の前記残さ
れた金属露出部及び導電体層部それぞれ端子を設け
てアレー型固体電解コンデンサ素子を構成し、該アレー
型固体電解コンデンサ素子に外装を施して構成した。
【0009】また、誘電体酸化皮膜が形成できる金属板
に絶縁物層を形成し、該絶縁物層で区分された表裏対応
し且つ同形状で連続する複数の金属露出面を形成し、該
複数の金属露出面の少なくとも1個を残して、該金属露
出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、該金属板を前記導電体層が
互いに対応するように複数枚積層して加圧一体化し、該
積層された金属板の前記残された金属露出部及び前記導
電体層部の表面又は積層間に端子を設けて積層型のアレ
ー型固体電解コンデンサ素子を構成し、該アレー型固体
電解コンデンサ素子に外装を施して構成した。
【0010】
【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。
【0011】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。
【0012】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。
【0013】
【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。図1乃至図3は本発明に係るアレー型固体電解
コンデンサの構造を示す図で、図1は全体斜視図、図2
は図1のA−A線上断面図、図3はアレー型固体電解コ
ンデンサ素子の外観を示す斜視図である。
【0014】図において、21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21はその表面がエッチング処理により
粗面化されている。該アルミニウム板21の表面及び裏
面に絶縁物層23を形成し、該絶縁物層23で表裏連続
する複数のアルミニウム板21の露出面21−1〜21
−10を形成する。該露出面21−1〜21−10には
図2に示すように、誘電体酸化皮膜層として酸化アルミ
ニウム(Al23)層7、電解質として複素環式化合物
のポリマー層8、電極取り出し用の導電体層としてグラ
ファイト薄膜層9及び銀ペースト層10を順次形成して
アレー型固体電解コンデンサ素子板3は完成する。
【0015】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。表面にエッチング処
理を施したアルミニウム板21の表面及び裏面に絶縁物
層23を形成した後、露出面21−1〜21−10のそ
の表面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。
【0016】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。これによリ前記電解液
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。
【0017】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。
【0018】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上にグラファイト薄膜層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ァイト溶液中に浸した後硬化させ
グラファイト薄膜層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。
【0019】上記アレー型固体電解コンデンサ素子板3
のアルミニウム板21の前記露出面21−1〜21−1
0上に形成された、銀ペースト層10に端子25を取付
け、アルミニウム板21の絶縁物層23の形成されない
部分に端子24を取り付けることにより、単板のアレー
型固体電解コンデンサ素子が完成する。該アレー型固体
電解コンデンサ素子に樹脂モールド等で外装を形成し、
端子25・・・・・を下方に折り曲げると図3に示す構造の
単板型のアレー型固体電解コンデンサが完成する。
【0020】図6は上記本実施例と従来のセラミックア
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、t
an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。
【0021】図4は本発明に係る他のアレー型固体電解
コンデンサ素子板3の形状を示す図である。図示するよ
うに、誘電体酸化皮膜が形成できる金属板として表面エ
ッチング処理し粗面化したアルミニウム板31を用い、
該アルミニウム板31の所定部分の全周に絶縁物層32
−1〜32−6を形成し、該絶縁物層32−1〜32−
6で表裏面に連続する複数のアルミニウム板31の露出
面31−1〜31−6を形成する。
【0022】露出面31−1を残して露出面31−2〜
31−6に誘電体酸化皮膜層として酸化アルミニウム
層、複素環式化合物のポリマー層、導電体層としてグラ
ファイト層及び銀ペースト層を上記と同じ手法で順次形
成する。これによりアレー型固体電解コンデンサ素子板
3が完成する。
【0023】上記アレー型固体電解コンデンサ素子板3
を前記露出面31−1〜31−6に相当する部分が互い
に対応するように複数枚積層し、露出面31−2〜31
−6の部分を加熱加圧することにより、銀ペースト層が
硬化して複数のアレー型固体電解コンデンサ素子3が一
体化される。そしてアルミニウム板31の露出面31−
1部分を溶接等で接合する。
【0024】該アレー型固体電解コンデンサ素子板3の
積層体の前記露出面31−1に端子33を溶接等で取り
付けると共に、露出面31−2〜31−6に形成された
銀ペースト層のそれぞれにも端子34・・・・を半田付け或
いは銀ペースト硬化等により取り付ける。これにより積
層型のアレー型固体電解コンデンサが完成する。該アレ
ー型固体電解コンデンサ素子が完成する。該アレー型固
体電解コンデンサ素子に樹脂モールド等で外装を形成
し、端子34・・・・を下方に折り曲げることにより積層型
のアレー型固体電解コンデンサ(図示せず)が完成す
る。
【0025】なお、上記実施例では基体となる金属板と
して表面をエッチング処理したアルミニウム板を用いた
が、エッ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ッチング処
理を施し、その表面を粗面化してもよい。
【0026】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。
【0027】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
オフェン等の複素環式化合物でもよい。
【0028】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、フラン又はチオフェン等の複素
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。
【0029】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。
【0030】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。
【0031】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。
【0032】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。所謂図1に示すアレー型固体電解コンデンサ
で説明すれば、端子24を陽極又は陰極とし、反対に端
子25・・・・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。
【0033】
【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容量の異なるアレー型固体電
解コンデンサを製造できる。
【0034】(2)また、従来のセラミック等の焼結型
アレーチップに比較して、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】
【図1】本発明に係るアレー型固体電解コンデンサの構
造を示す全体斜視図である。
【図2】図1のA−A線上断面図である。
【図3】本発明に係るアレー型固体電解コンデンサ素子
の外観を示す斜視図である。
【図4】本発明に係る他のアレー型固体電解コンデンサ
素子板の形状を示す図である。
【図5】本発明に係る積層型のアレー型固体電解コンデ
ンサ素子の外観を示す図である。
【図6】本発明のアレー型固体電解コンデンサと従来の
セラミックアレー型コンデンサとの比較結果を示す図で
ある。
【図7】従来の厚膜のアレー型電解コンデンサの構造を
示す図である。
【符号の説明】
21 アルミニウム板、 23 絶縁物層 24,25 端子 31 アルミニウム板 32−1〜32−6 絶縁物層 33,34 端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01G 9/14 H01G 9/05 H 9/14 Z

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体酸化皮膜が形成できる金属板に絶
    縁物層を形成し、該絶縁物層で区分された表裏連続する
    複数の金属露出面を形成し、該複数の金属露出面の少な
    くとも1個を残して、該金属露出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、該金属板の前記残された金属露出部及び導電体層
    それぞれ端子を設けてアレー型固体電解コンデン
    サ素子を構成し、該アレー型固体電解コンデンサ素子に
    外装を施したことを特徴とするアレー型固体電解コンデ
    ンサ。
  2. 【請求項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請求項1記載のア
    レー型固体電解コンデンサ。
  3. 【請求項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ェンを用いたことを特徴とする請求
    項1記載のアレー型固体電解コンデンサ。
  4. 【請求項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請求項1記載のアレー型
    固体電解コンデンサ。
  5. 【請求項5】 前記導電体層がグラファイト層及び銀ペ
    ースト層からなることを特徴とする請求項1記載のアレ
    ー型固体電解コンデンサ。
  6. 【請求項6】 前記アレー型固体電解コンデンサ素子に
    樹脂モールド外装を形成したことを特徴とする請求項1
    記載のアレー型固体電解コンデンサ。
  7. 【請求項7】 誘電体酸化皮膜が形成できる金属板に絶
    縁物層を形成し、該絶縁物層で区分された表裏対応し且
    つ同形状で連続する複数の金属露出面を形成し、該複数
    の金属露出面の少なくとも1個を残して、該金属露出面
    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、該金属板を前記導電体層が互い
    に対応するように複数枚積層して加圧一体化し、該積層
    された金属板の前記残された金属露出部及び前記導電体
    層部の表面又は積層間に端子を設けて積層型のアレー型
    固体電解コンデンサ素子を構成し、該アレー型固体電解
    コンデンサ素子に外装を施したことを特徴とするアレー
    型固体電解コンデンサ。
  8. 【請求項8】 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請求項7記載のア
    レー型固体電解コンデンサ。
  9. 【請求項9】 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ェンを用いたことを特徴とする請求
    項7記載のアレー型固体電解コンデンサ。
  10. 【請求項10】 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
    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請求項7記載のアレー
    型固体電解コンデンサ。
  11. 【請求項11】 前記導電体層がグラファイト層及び銀
    ペースト層からなることを特徴とする請求項1又は7
    載のアレー型固体電解コンデンサ。
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