JPS58105536A - 固定電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明ｆｌＡｆのマイクレージョンのほとんどない耐湿
性の榎ｎ、ｙｃ固体電解コンデンブに関する。

抗圧、固体電解コンデン＋ｊは講２図に示すように財憧
尋出−又に耐便佛出畷（２７ｋ儂えた一°ａ、　Ａｌｌ
との升作用金極のｇ悌体（すの六回に防電体性の販化皮
膜（３）を形成させ、その上に二咳化マンガンなどの電
解質層（４）を形奴芒せ、史にコロイダルカーボン層（
５）、銀堡料層（７）を形成させ、陽憔専出腺とａ浴接
に工９外郡リード栂四ｔ１原慣の歓箆糾層とは手出（８
）付けにより外部リード線（９）を接続し、こ几倉衝脂
ｕ１外装として固体電所コンデンサが作らｎている。こ
のコンデンサのｂｍ層として用いらｎている銀塗料に、
導電性に非常に凌ｎていること、半田付性に優ｎている
こと、及び容易に産科化できることなどから広く柑いら
ｎている。しかし、このような銀は酸化、還元が容易に
起こり、イオンになり易いため特に＾湿度環境中でいわ
ゆる銀の後付（マイクレージョン〕現象を起こし易く、
一体電屏コンテンサの劣化ｔもたらす原因となっている
。。

第２図に示した従来の固体電解コンデンサにおいてもコ
ロイダルカーボン層（５）ｋ１１１１質（４）の上に形
成させているが、このコロイダルカーボン層（５）に微
細な凹凸を有する多孔買の１１Ｌ解賀でめる二酸化マン
ガンの′内部１で浸入充填させ内部から静電＠ｔ’ｒ引
出す役割とコロイダルカーボンは種々の物質への耐層性
ｖｃ　讃ｎ　、この性′ｘ全利用して二酸化マンカッと
の接触抵抗を小さくする匍きと、実にその上に積層され
る陰極の鉄塗料層（７）との間の接触抵抗値を小さくす
る動きｔしている。逆にこのような働きｔするのがコロ
イダルカーボン溶液であり、コンデンサのｔ　ａｎ　ａ
　　ｆ　／ＪＸさくするにほこのコロイド状のカーボン
層（５）を必要としている。

しかしこのコロイダルカーボンは水浴性１九ニ有機溶剤
性のコロイド溶液でめり、種々の物質への耐層性は優ｎ
ているが、所謂、塗料でぼないため厚い換または厚め層
を形成することは難しく、また接着力に非常に弱いため
厚く附層させても容易に剥けてしまう性質のものである
。厚く耐層させると熱などのストレス、物理的ストレス
で割ｎｔ生じかえって接触抵抗を増大させる結果となる
。

従っては！１″５０μ以下の博い膜を形成することが必
費でるる。

本発明は従来の欠点を除去し、専電性鉄轡科の使用ｆｔ
ｔ−非常に少なくし、ま′ｆｃｒＸ全く使用せず、ｔａ
ｎＪば若干増大丁心がＡｔマイクレージョン現象全困難
にさせ、またに無くすることにエフ、高温、高湿中での
故障ｒ改善し、耐湿性２者しく向上させ、信頼性の高い
安゛価に製造できる固体電解コンデンサを得ることｔ目
的とする。

本発明は電気電導性の高い微細なカーボンブラックを主
成分とし、こｎに結合剤としてアクリル系樹脂を用い、
こγＬＫメチルイソプナルヶトン（ｍｘＢＫ）ＶＣ１６
％に混練したいわゆるカーボン糸の４電性塗料を陰憔層
と覧て用いることにるる。

しかしカーボンブラックの代りＩｃ黒鉛粉末、グラファ
イト粉末、アセチレンブラックま７２：ニとｎらの粉末
の混曾物を用いる。結合剤としてアクリル系樹脂に代え
ビニール系側脂、アルコール系樹脂などの熱可塑性樹脂
ｔ１メチルイソブチルケトン（ＭよりＫ）の代りにメチ
ルエチルケトン、キシレン、トルエンなどの有機溶剤を
用い得る。

また結合剤としてフェノール系樹脂、エボー？シ系樹脂
などの熱硬化性樹脂を用いらｎるし、有機溶剤としては
ブナルカルビトール、ブナルカルビトー夏アセテート、
アルコールなども用い得る。

以下カーボンブラックはカーボンと略称し脱明する。

本発明の導電性塗料にＡｔ’＠ｊ欣分とする導電性塗料
と比較すると電気導電性灯３〜５０倍思いものであるが
塗ＩＪ！ｉｌｔ厚くすることＴｌｃエクその不利な点ｔ
′かなりカバーすることができる。

またこの塗料にアクリル系の樹脂を結合剤として用いる
ので塗膜にいくらでも厚くすることが可能でめり、かつ
種々の物質と特に電解質でるる二酸化マンガンとの結合
力は強く、塗膜自身の強度も強く熱ストレスなど物理的
ストレスで産膜自身に割ｎが生じたりするものではない
。（コロイド状カーボン溶液の！　５　［Ｊ しかし比教的粘にの高い産科なので多孔性の電解質でる
るＭｎＯ，の微細な凹凸の孔１ｃＩで十分入り込ませる
ことは難かしい。しかし塗膜自身の′電気電導性は塗膜
厚ｔ２５０μ２５０μくすることにより一般的に用いら
ｎている腺厚約５０〜２５μのＡｌ塗料のそｎにかなり
近ずけたもの力５侍らｎることが牌りた。勿−１微細な
カーボンとアクリル系樹脂を主成分とする塗料にも極々
かめ４力５、その電気電導性に種々存在する。

しかし不目的に１更用するカーボンとアクリル系樹脂を
主成分とする４電性塗料は塗膜厚かいくらでも厚くでき
るとはいってもｌｌｆｉ度があるため電気抵抗値で２５
　Ｍ　／　８ｔ＠　／　ｍ　ｉ　Ｌ　　以下のものでな
いと固体電解コンデンサの陰極層として用いること框ｔ
ａｎδ　が大巾に増大して使用−は不可能でるる。

前逸したように本発明の産科ば室毎しても凹凸を有する
多孔′ＸＭｎＯ２の微細な孔まで浸入して打力）ないの
で二ぽ化マンガンＩ−との接触抵抗が大きく、なり、コ
ンデンサのｔａｎδも比戦的大きな姐となる。こ１″Ｌ
會斐に改善するために幣肩記ＭｎＯ２の倣剣孔への投入
とＭｎ　０２　表面への耐層ｔよりよくするために、こ
ｒｔまでの一般的に用いらｎているコロイダルカーボン
溶成に浸漬して薄いコロイダルカーボン層を形成させた
後、本発明のカーボン系塗料層を２５０μ以上の淳みに
形成することによって実用に供試得る固体電解コンデン
サを装量することができる。一般に用いらｎている嫁の
寺電性塗料についても種々の電気抵抗のものが存在す、
６　カ［負抵抗値が４　ｄ　／　Ｂｆ　＠／　ｍ１１〜
０．０５Ω／８％＠ｍ１ｔＱ・ものが一般的である。

従って例えば４　ｕ／８？壽／ｍｉｌの黴の導電性塗料
を用いた一１＃台と、カーボン糸導電性産科を用いた場
合、どの程度の電気抵抗値のもの【、どの程度の塗膜厚
に形成するとはソ同等の電気抵抗になるか理論的に概弄
してみると、例えば２ＱΩ／８ｊｒ＠／ｍｉ／−のカー
ボン糸導電性産科に＃３いた場合、銀導電性産科の５倍
の塗膜を形成させるとはｙ均等の電気抵抗値が得らｎる
ことが牌かる。

すなわち銀導電性産科が５０μの厚みに浬らｎている場
合、カーボン糸導電性塗料は２５０μの厚さｔ必賛とす
ることになる。

実際に固体電解コンデンサで実験をした例ｒ第１表に示
す。

Ａ２血料とカーボン塗料とのｔａｎδ　の比較１ｂＶ１
０ｐＴＦタンタル固体電牌コンデンサ嫁埠電性Ｍ科には
電気抵抗２１＊／Ｂｅｌ［株］／　ｒｍ　ｉ　Ｌのもの
ｔ用いクラファイト糸導電性塗料にＬｒｉ篭免抵Ｍ、　
ｋ　１０　ｕ／　Ｂ’ｉ　Ｃ！！Ｉ／　ｍｉｔノ％’ｏ
　ｋＪ’ＢＩＫ　Ｌ、１６　Ｖ　１０μＦのタンタル固
体電解コンデンサの素子を用いコロイダルカーボン層を
形成した後、Ａ（従来のもの）には前記Ａｌ塗料ｔは”
ｔｓｏｐの厚さに塗付し、Ｂ（本発明のもの）には前記
カーボン系導電塗料層は厚みｔ−楕々変化させて墜付し
、リードを接続し１２　Ｑ　Ｈｚにおけるｔａｎδの値
全測定し友。

ただし本発明のものは半田付けする部分のみにスポット
的にＡｔ塗塗料量塗付てリード朦を半田にて接続した。

第１表でも牌かるように理陶値通りにはゆかないが＃ミ
ｙ理論淳さに応じ九傾向を示しており、ある一定の厚み
以上を確保することに↓す十分固体電解コンデンサの陰
極層として用いることができる。

本発明の構成図ｖＩ−＠１図に萌面図で示す。

図において帛１図と同一符号に同一部分を示す。

図において、（ロ）は本発明の２５０１１ｍ以上のカー
ボン塗料層、ＩＪ４にＡｌ塗料層、を示す。

ＡＰ塗料にこの場合、半田付は性を附層する目的で１ｆ
ｆｌｌｌＣ塗付した例でろりＡｌ塗料の使用量が少なく
なるためコストダウンを図ることができる。

また更にカーボン塗料層Ｊ７１の厚い増の上にＡｆ塗料
層四が形成さｎているので、誘電体表面までの距離が長
くなること、および塗料でろるため塗膜がｍＷであるた
めマイクレーア：Ｉンの進行ｔさ筐たげる効果全方する
ためコンデンサの耐湿性向上？図ることができる。

史に完全に銀のマイクレージョン盆なくするには、更に
若干のｔａｎＪの増大がみらｎる。しかし第５図に示す
ようにカーボン塗料の層０ηで＠極す−ド？接着させる
ことによってＡ２塗料金全く使用しないようにすること
も可能でるる。このＪ＃合ｔａｎδの特性に艷に若干の
犠牲になっても信頼性（特に耐湿性）を必要とする用途
に対して１１十分曲品価値のあるものとなる。こｎまで
導電性物質としてカーボンを主成分とするものについて
述べてきたが、一方ｔａｎδぼあまり犠牲にしたくない
がコストダウンも図りたいという要求に対してはカーホ
ン中に銀粉末を庇付することに工って塗料の岨気′ｆＩ
Ｌ専性を向上さぜることもでさる銀粉末の賞が増加する
に伴い電気電導性は改善さｎるが、そｎに伴って塗料の
コストがＵＰしてじ圭う　のでカーボンの１宜に対して
Ａｆ粉末の庇付できる価格的限度ははソ２ＱＷｔチまで
である。

カーボンと一口ｖｃＢりても、その製造法またに結晶構
造などによって、種々の言い方がなさｎている。例えば
グラファイト、カーボンブランク、アセチレンブラック
、黒鉛粉末など。

しかし、元累記号からは全く同じＣ（炭素）であフ共に
電気電導性を有している。今回主１／（検討したのにカ
ーボン塗料にて検討を進めたが、黒鉛粉で行ってもほぼ
同様の特性が得ら几ること全確認している。

また檀々の性能を改善するためこｎらの粉末を混曾（−
ても本発明の権利範囲に及ぶものである。

次に本発明の１１成による固体電解コンデンサの耐湿性
ナスミ１果全第２表に示す。

第２表 ５５℃　９部％ｐｍ　　無負荷　１６Ｖ　　１０／ＪＦ
１２０Ｈｚ　　ｔａｎＪ　Ｋ化と短ｍ故Ｈ上坂、短絡故
障数（ｗ、槓）　　下段、　　ｔａｎＪ（％）良品平均
値一般的な方法で製造さｎたタンタル固体′Ｉｔｔｉｓ
コンデンサのコロイダルカーボン層を形成させた１６Ｖ
ＩＱμＦの素子にＡｒ　ｍ科ｔは１１”５０　ｐ。

厚みに全血に塗付したものと本発明の傳処のようＩｃ（
第１園）高電導性カーボン微粉末とアクリル系樹脂より
なる導電性塗料を従来法と同僚な素子に約３００μの厚
みＶＣ塗付し、底部の１部のみに半田付けｔ可能にする
ためＡ２　　塗料を堡付し、そｎぞｆ′Ｌ＃！他リード
、威億リードを接続し、樹脂ディップにぶる外装【行り
たコ また第３図に示すような全く銀塗料を用いない構成でも
試作を行い５５℃９５％ＰＨ無負荷試験會行った◎ そのＭ　Ｍ−、、本発明の構成のものは短絡故障が大巾
に改善さｎていることが解かる。

以上のように不発明はカーボン系導篭性堡′Ｉ＃＋會用
いて構成さｎた固体電解コンデンサは、（υ耐湿性が向
上する、（２）短絡故障が少くなる、（３）Ａｆのマイ
クレージョン現象會なくせる、（４）安価に製造できる
、など作用効果音生ずる。

【図面の簡単な説明】

帛１図は本発明の内体電解コンデンサの断面図、第２図
は従来の固体電解コンデンサの断面図、第５図は本発明
の他の実施例の断面図、を示す。 １：電極体　　２：陽極導出部　　５：誘電体性の酸化
皮膜　　４：電解質層　　５：コロイダルカーボン層　
　９．１０：外部リード線１７　：；ラファイト塗料層
　１６：ＡＰ塗料層特許出願人　伝下電器産業株式会社 代理人弁理士　阿　部　　　功 ″第１！Ｉｌ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、南極導出部を具備するＴａ・ムｔなどの升作用金属
   からなる電極体に訪４４４性ば化成膜を形成させ、その
   次面に二数化マンガンなどの′亀屏５ＩＩＬ層を形成さ
   せ、史にその上にコロイダルカーボン層、陰極ｌ−など
   盆順次槓層形奴さぜ端子を接続し樹脂などで外表してな
   る同体電解コンデンサにおいて、前記Ｘ＊質層の上Ｖｃ
   直接またはコロイダルカーボン層の上に有機高分子１ｔ
   Ｍ合剤として相いて有機浴刑敬のＴ！Ｉ＋電気篭尋性の
   カーボン産科の厚い珈を原極層とした固体１１Ｅ解コン
   テンサ。 ２−前記有機溶剤型の高電気′ｆＩＬ専注のカーボン塗
   料（言、黒鉛粉床、グラファイト粉本、カーボンブラッ
   ク、アセチレンブラック筐たにこｎらの粉末のａ合物を
   主成分とし、こ几會アクリル糸樹脂、ビニール系衝廁、
   アルコール係−腹などの熱可製性１Ｍ脂とこｎ　ｖｃ　
   １Ｍ１ＩＬのメチルエチルケトン、キシレン、トルエン
   、メチルイソブチルケトンなどの重機浴剤からＩＩ欣さ
   ｎている特許請求の範囲第１項記載の同体電解コンデン
   サ。 ５、前記有機溶剤型の尚亀気電導注のカーホン堡ａｒｚ
   ＃Ａ：ａ粉禾、クシファイト粉床、カーボンブラック、
   アセチレンフラッフまたａこｎらの混合管を主成分とし
   、こＩＬとフェノール糸便脂、エホキシ糸樹脂などの熱
   硬化性樹脂とこ几に過電のブナルカルビトール、ブナル
   カルビトールアセテートアルコール、メテルイソフ“チ
   ルケトンなどの有機溶剤から構成嘔ｎでいる％許請求の
   範囲第１項記載の固体電解コンデンサ。 ４、前記有機浴剤型の高電気電導性のカーボン塗料にそ
   の抵抗１匝が２５ＪＪ／Ｓｆｌ［株］／　ｍ　ｉ　Ａ　
   以下でるるｔ＃＃ｌ！Ｆ請求の範囲第１項記載の固体電
   糎コンデンサ。 ５、前記有機溶剤型の高電気電導性のカーボン塗料の層
   厚を少くとも２５０μｍ以上に形成した特許請求の範囲
   第１項記載の向体電鱗コンデンサ。