JPH11297574A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサ及びその製造方法Info
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Abstract
化が抑えられ、ESRが低い高分子固体電解コンデンサ
を提供する。 【解決手段】 陽極体、誘電体被膜、固体電解質層およ
び導電性ペースト層が順次形成され、該固体電解質とし
て導電性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサにお
いて、該導電性ペースト層にバインダーとしてアクリル
樹脂とセルロース系樹脂を含有させ、且つ、該導電性ペ
ースト層の厚さを20〜40μmとする。
Description
物を固体電解質とした固体電解コンデンサ及びその製造
方法に関する。
としては、二酸化マンガン等の金属酸化物やテトラシア
ノキノジメタン錯体などが用いられていたが、近年、導
電性高分子を固体電解質とした固体電解コンデンサ(以
下「高分子固体電解コンデンサ」という。)が提案され
ている。
てESR(等価直列抵抗)が低いことが挙げられる。こ
のESRが低いという優れた特性を発現させるために
は、陰極層も低抵抗である必要があることから、陰極層
に熱可塑性のグラファイトペースト層(以下「Grペー
スト層」という。)が採用されている。
高分子固体電解コンデンサは、固体電解質に有機半導体
である導電性高分子化合物を採用しているため、高温下
で空気中に長時間放置すると、この固体電解質が酸化劣
化してESRが高くなるという問題があった。
サの陰極層のGrペースト層に用いられる熱可塑性材料
は、一般的に耐熱性に欠けており、実装時の熱応力でG
rペースト層に亀裂・剥離が発生して酸素進入経路が新
たに形成され、そのため導電性高分子化合物からなる固
体電解質層が酸化劣化しやすいという問題があった。
による固体電解質の酸化劣化を抑え、ESRが低い優れ
た特性を有する高分子固体電解コンデンサ、及びその製
造方法を提供することである。
体被膜、固体電解質層および導電性ペースト層が順次形
成され、該固体電解質として導電性高分子化合物を用い
た固体電解コンデンサであって、該導電性ペースト層が
バインダーとしてアクリル樹脂とセルロース系樹脂を含
み、且つ、該導電性ペースト層の厚さが20〜40μm
であることを特徴とする固体電解コンデンサに関する。
成する工程と、該誘電体被膜上に導電性高分子化合物か
らなる固体電解質層を形成する工程、該固体電解質層上
に、バインダーとしてアクリル樹脂とセルロース系樹脂
を含む厚さ20〜40μmの導電性ペースト層を形成す
る工程を有する固体電解コンデンサの製造方法に関す
る。
コンデンサを説明するための素子断面図を示す。2は、
陽極リード1を直立させた陽極体2であり、3は誘電体
被膜であり、4は導電性高分子化合物からなる固体電解
質層であり、5は導電性ペースト層であり、6は陰極導
体層である。導電性ペースト層5及び陰極導体層6が陰
極層として動作する。
ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフラン、これらの
誘導体等の導電性高分子を用いることができる。安定性
の点からポリピロールが好ましい。
外側に形成され、外部の空気との接触を防いで固体電解
質層4の酸化劣化を抑制する機能を有しているため、コ
ンデンサの素子形成において重要な構成要素である。
低ESRの特性を維持するためには、導電性ペースト層
5の抵抗を小さくし、且つ、実装時の熱応力で亀裂又は
剥離が生じないように導電性ペースト層5を十分な厚さ
にすることが必要である。
ダーとして、アクリル樹脂を主成分とし、これにセルロ
ース系樹脂を混合したものを用いることで、黒鉛等の導
電性粉末の分散性を良くし、抵抗の低い導電性ペースト
層にするとともに、この導電性ペースト層の厚さを20
μm〜40μmに形成する。これにより、実装時の熱応
力による亀裂又は剥離が抑えられ、電解質の酸化劣化を
防止することが可能になり、低ESRを維持することが
できる。
ンダーとしてアクリル樹脂とセルロース系樹脂を混合し
たものを用いたものである。バインダー中のセルロース
系樹脂の含有量は、10〜30重量%であることが好ま
しい。後述の表1に示すように、セルロース系樹脂が1
0重量%未満では黒鉛粉等の導電性粉末の分散性が悪く
なるためESR値が高くなる傾向にあり、一方、セルロ
ース系樹脂が30重量%を超える場合には実装時の熱応
力で導電性ペースト層5に亀裂・剥離が発生して酸素進
入経路ができ易くなり、固体電解質層4が酸化劣化し易
くなり、その結果、ESR値が高くなる傾向にある。
時の熱応力に対する緩和効果を有し、後述の表2に示す
ように、導電性ペースト層5の膜厚が20μm未満では
実装時の熱応力で導電性ペースト層5に亀裂・剥離が発
生して酸素進入経路ができ、固体電解質層4が酸化劣化
し易くなる。一方、導電性ペースト層5の膜厚が厚くな
るに従って素子寸法が大きくなり、外装樹脂から素子が
露出し易くなるため固体電解質層4が酸化劣化し易くな
る。このため、導電性ペースト層5の適正膜厚範囲は2
0μm〜40μmである。
ル樹脂としては、一般に樹脂材料として用いられるもの
であれば特に制限はないが、ポリメタクリル酸メチル、
ポリメタクリル酸エチルが挙げられる。また、本発明の
効果を発現する範囲内で他の共重合成分を含むアクリル
共重合体であってもよい。製造上、成形材料として用い
られるものが好ましい。平均分子量は1万〜100万が
好ましく、5万〜50万がより好ましく、5万〜20万
がさらに好ましい。
材料として用いられるものであれば特に制限はないが、
セルロース樹脂、ニトロセルロース・アセチルセルロー
ス・アセチルブチルセルロース・プロピオニルセルロー
ス等のセルロースエステル樹脂、エチルセルロース等の
セルロースエーテル樹脂が挙げられる。これらの中でも
セルロースエステル樹脂が好ましく、中でもアセチルセ
ルロース樹脂が好ましい。平均分子量は1万〜100万
程度、好ましくは2万〜20万のものを用いることがで
きる。
によりさらに説明する。
に、Taワイヤー1を直立させた陽極体2の表面にTa
2O5からなる誘電体皮膜3を形成した後、固体電解質層
となるポリピロール層4を形成した。
セチルセルロース樹脂を4:1の重量比に混合したバイ
ンダー5wt%と、これに黒鉛粉末15wt%と純水8
0wt%を混合したGrペーストを調製した。
とポリピロール層4が積層された陽極体2を、Grペー
スト層5の膜厚が30μmとなるように数回浸漬した。
続いて、150℃の高温中で30分間硬化してGrペー
スト層5を形成した。
ンサ素子を完成させた。
ル酸メチル樹脂をバインダーとするGrペースト層を形
成し、その厚さを10μmとした以外は実施例と同様な
固体電界コンデンサ素子を形成した。
サと従来の固体電解コンデンサの85℃における高温無
負荷試験を実施し、固体電解質の酸化劣化によるESR
値の変化を比較した結果を表3に示す。この結果から、
本発明の固体電解コンデンサは従来品に比べESRの変
化が小さく、信頼性の高いコンデンサであると判断で
き、固体電解質層の酸化劣化を防止する効果があること
が確認された。
有量を0〜80重量%に変えた以外は上記実施例1と同
様にして高分子固体電解コンデンサを作製した。各高分
子固体電解コンデンサについて、初期のESR値と、厚
さ1mm、100mm×100mmのガラエポ基板にク
リームハンダで固定して、240℃で10秒間キープで
きる温度プロファイルのリフロー炉を通して実装したの
後のESR値を測定した。結果を表2に示す。
変えた以外は上記実施例1と同様にして高分子固体電解
コンデンサを作製した。各高分子固体電解コンデンサに
ついて、初期のESR値と、厚さ1mm、100mm×
100mmのガラエポ基板にクリームハンダで固定し
て、240℃で10秒間キープできる温度プロファイル
のリフロー炉を通して実装した後のESR値を測定し
た。結果を表3に示す。
る固体電解質の酸化劣化を抑えることができ、ESRが
低い優れた特性を有する高分子固体電解コンデンサを提
供することができる。
ための素子断面図である。
リチオフェン、ポリアニリン及びポリフランから選ばれ
る請求項1記載の固体電解コンデンサ。
ースト層である請求項1又は2記載の固体電解コンデン
サ。
と、該誘電体被膜上に導電性高分子化合物からなる固体
電解質層を形成する工程、該固体電解質層上に、バイン
ダーとしてアクリル樹脂とセルロース系樹脂を含み、該
バインダー中のセルロース系樹脂の含有量が10〜30
重量%である、厚さ20〜40μmの導電性ペースト層
を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方
法。
体被膜、固体電解質層および導電性ペースト層が順次形
成され、該固体電解質として導電性高分子化合物を用い
た固体電解コンデンサであって、該導電性ペースト層が
バインダーとしてアクリル樹脂とセルロース系樹脂を含
み、該バインダー中のセルロース系樹脂の含有量が10
〜30重量%であり、且つ、該導電性ペースト層の厚さ
が20〜40μmであることを特徴とする固体電解コン
デンサに関する。
成する工程と、該誘電体被膜上に導電性高分子化合物か
らなる固体電解質層を形成する工程、該固体電解質層上
に、バインダーとしてアクリル樹脂とセルロース系樹脂
を含み、該バインダー中のセルロース系樹脂の含有量が
10〜30重量%である、厚さ20〜40μmの導電性
ペースト層を形成する工程を有する固体電解コンデンサ
の製造方法に関する。
ンダーとしてアクリル樹脂とセルロース系樹脂を混合し
たものを用いたものである。バインダー中のセルロース
系樹脂の含有量は、10〜30重量%であることが好ま
しい。後述の表2に示すように、セルロース系樹脂が1
0重量%未満では黒鉛粉等の導電性粉末の分散性が悪く
なるためESR値が高くなる傾向にあり、一方、セルロ
ース系樹脂が30重量%を超える場合には実装時の熱応
力で導電性ペースト層5に亀裂・剥離が発生して酸素進
入経路ができ易くなり、固体電解質層4が酸化劣化し易
くなり、その結果、ESR値が高くなる傾向にある。
サと従来の固体電解コンデンサの85℃における高温無
負荷試験を実施し、固体電解質の酸化劣化によるESR
値の変化を比較した結果を表1に示す。この結果から、
本発明の固体電解コンデンサは従来品に比べESRの変
化が小さく、信頼性の高いコンデンサであると判断で
き、固体電解質層の酸化劣化を防止する効果があること
が確認された。
Claims (6)
- 【請求項1】 陽極体、誘電体被膜、固体電解質層およ
び導電性ペースト層が順次形成され、該固体電解質とし
て導電性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサであ
って、該導電性ペースト層がバインダーとしてアクリル
樹脂とセルロース系樹脂を含み、且つ、該導電性ペース
ト層の厚さが20〜40μmであることを特徴とする固
体電解コンデンサ。 - 【請求項2】 前記バインダー中のセルロース系樹脂の
含有量が10〜30重量%である請求項1記載の固体電
解コンデンサ。 - 【請求項3】 前記導電性高分子が、ポリピロール、ポ
リチオフェン、ポリアニリン及びポリフランから選ばれ
る請求項2記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項4】 前記導電性ペースト層がグラファイトペ
ースト層である請求項3記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項5】 陽極体上に誘電体皮膜を形成する工程
と、該誘電体被膜上に導電性高分子化合物からなる固体
電解質層を形成する工程、該固体電解質層上に、バイン
ダーとしてアクリル樹脂とセルロース系樹脂を含む厚さ
20〜40μmの導電性ペースト層を形成する工程を有
する固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項6】 前記バインダー中のセルロース系樹脂の
含有量を10〜30重量%とする請求項5記載の固体電
解コンデンサの製造方法。
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