JPS62568B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は固体電解コンデンサに関し、特に陽極
端子の構造に関する。 従来固体電解コンデンサはその表面積を拡大す
るために基本金層粉末をプレス成形した後、焼結
することによつて得られた多孔質の焼結体を用い
ている。このような焼結体からコンデンサを製造
するに当つては、まず焼結体表面を陽極酸化する
ことによつて誘電体絶縁皮膜を形成した後、二酸
化マンガン等の半導体層を形成し、さらに順次グ
ラフアイト層、銀ペースト層、半田層等からなる
陰極導体層を形成する。この陰極導体層と上記半
導体層との両方全体を含めて陰極層と呼ぶ。続い
て回路基板等へ半田付実装できるように半田付可
能な陽極基体金属に接続するがこのためには、あ
らかじめ該基体金属焼結体に埋設あるいは溶接等
により接続され、しかも、陰極層の被覆を避けて
保持されてきた該基体金属と同材質の突出リード
線を設けておく必要がある。そのために従来方法
で製造される固体電解コンデンサでは突出リード
線と、陽極引出リード線の突出リード線への溶接
等による接続余裕のための空間が不可欠であり、
コンデンサの小型化への大きな障害となつている
と共に前記埋設、溶接等の製造工程をそれだけ余
分に必要とし経済性が低いものであつた。 本発明はかかる欠点を解決した大きな容量効率
を有すると共にチツプ状のコンデンサとしての使
用に最適の構造を有するコンデンサを提供するこ
とを目的とするものである。 本発明を弁作用を有する金属からなる陽極体
と、この陽極体の一部に接続された陽極端子と、
前記陽極体上に形成された誘電体絶縁皮膜と、前
記誘電体絶縁皮膜上に形成された半導体層および
陰極導体層とを有する固体電解コンデンサにおい
て、前誘陽極体が多孔質の陽極体であり、前記陽
極端子が回路基板等に半田実装可能な弁作用金属
でない端子であり、さらに、前記陽極端子と多孔
質の陽極体とが電導状態を維持して接合されてお
り、かつ前記陽極体の接合面の近傍に位置する前
記半導体層および陰極導体層が前記陽極体の接合
面から離れて設けられ、該離れた個所に設けた絶
縁体を介して前記半導体層および陰極導体層と前
記陽極端子とを電気的に分離した構造を有するこ
とを特徴とする固体電解コンデンサである。 なお、上記電導状態を維持して接合する具体例
としては例えば銀ペースト、セラミツク用半田等
の導電性接着手段を介して接合したり、レーザ溶
接等で直接接合することが含まれる。 かかる本発明によれば陽極端子部の取り出し構
造が大巾に小型化された高体積効率を有する固体
電解コンデンサを得ることができる。 次に本発明の第１の実施例について第１図Ａ〜
Ｄを用いて説明を加える。 タンタル、アルミニウム等の弁作用を有するコ
ンデンサ用基体金属の粉体を圧縮成形後たとえ
ば、タンタルでは1000℃〜2200℃、アルミニウム
では400〜550℃の高温中にて真空焼結して第１図
Ａに示す如き複数の六面体ブロツクを１つの柱状
体で連結した連結焼結体１を得る。このような連
結焼結体１を得るもう一つの方法として、該金属
の粉体を所望の焼結体形状に合わせて、抜き型加
工した窒化ジルコニウム等の耐熱性容器に静置し
た状態で真空高温焼結しても良い。このようにし
て得た該連結焼結体の前記柱状体の一端を弁作用
を有する金属線２に溶接、保持することにより多
数個の連結焼結体を同時に化成、陰極体等の処理
を行なえるようにバツチ組みする。この際、金属
線２の代りに弁作用を有する金属板で保持して
も、また、通常の金属線でも化成液に浸されなけ
れば同様に用いることができる。しかる後、該連
結焼結体１全体に陽極酸化によつて誘電体絶縁皮
膜を形成した後、順次MnO₂、又はPbO₂等の半導
体層及び、グラフアイト層、銀ペースト層、半田
層等を含む陰極層３を形成する。このようにして
形成された、連結コンデンサ素子群に陰極端子４
を接続し、絶縁樹脂５にて外装することにより第
１図Ｂの如き断面を有する連結コンデンサ素子群
を得る。もちろん場合によつては陰極端子４の接
続を後工程に回してもよい。次に該連結コンデン
サ素子群を個々のコンデンサ素子に分割するため
に連結している前記柱状部を第１図Ｂに示した一
点鎖線部α−α′及び二点鎖線部β−β′等で切断
し各素子を必要に応じて、切り離す。この時、該
焼結体の連結部が切り離されることによつて、該
焼結体の一部が切断面となつて露出される。この
時の端面の拡大図を第１図Ｃに示す。 このあと前記切断面における陽極金属体７に銀
ペースト、セラミツク用半田等の導電性接合手段
を用いて陽極端子を形成すれば良いわけであるが
この際切断面において陰極層が前記陽極金属体、
前記導電性接合手段、および陽極端子と接触しな
いように前記切断面における陽極金属体７の所定
部を残して少なくとも前記切断面における陰極層
を絶縁樹脂等で絶縁処理しておけば良いのである
が本実施例では、図のごとく端面に露出した焼結
体の基体金属６及びその誘電体層７以外の半導体
陰極層８、グラフアイト層９、銀ペースト層１
０、半田層１１よりなる陰極層２を取り除く方法
としては例えば基体金属がタンタルで半導体陰極
層８がMnO₂で、導電体陰極層がグラフアイト
９、銀ペースト１０、半田１１である場合には過
酸化素水と塩酸を含んだ水溶液等に浸漬すること
によつて該陰極層を溶解した後、温水洗浄して乾
燥する。この後、低粘度の絶縁ワニス等の樹脂１
２にて該溶解部を被覆した後、端面に露出した該
焼結体の基体金属面に、例えば銀ペースト、セラ
ミツク用半田等の弁作用金属と接続可能な接合剤
１９を用いて陽極端子１７を接合する。同様に陰
極端子４にも陰極外部端子１８が取り付けられ
る。 以上のように製造された固体電解コンデンサの
特徴は陽極端子を焼結体面から直接引き出してい
るために、その体積効率がきわめて大きい点にあ
り、また、このような構造のコンデンサは連結焼
結体を用いてシステム化された工法をとることが
可能となるため工程が著しく簡略化され、安価に
製造することが可能となる点にある。 次に本発明の第２の実施例について第２図Ａ〜
Ｇを用いて説明する。 高純度窒化ホウ素（BN）焼結体でつくられた
縁付板状の支持材に、縦150mm、横20mm、厚さ２
mmにタンタル粉末を充填し、10^-6〜10^-4Torrの真
空下温度1900℃で30分間焼結した後、支持材より
板状の焼結塊２１を取り出し、該焼結塊２１の一
端にタンタル線２２を抵抗溶接して第２図Ａタン
タル線２２の他端を陽極化成の電流を供給する支
持架２３に取り付けることにより多数個の該焼結
塊を同時に陽極酸化して該焼結塊２１の全表面に
わたつて誘電体絶縁層２４を形成した（第２図
Ｂ）。さらに該焼結塊２１を硝酸マンガン溶液に
浸漬し、温度200℃〜300℃の恒温炉中にて該誘電
体絶縁層２４表面に半導体層として二酸化マンガ
ン（MnO₂）層を形成した。その後通常の如く、
順次グラフアイト、銀ペースト、半田層よりなる
陰極層２５を形成する。さらに該コンデンサ素体
を絶縁性エポキシ樹脂２６にてキヤステイングモ
ールド被覆した後（第２図Ｃ）、ダイアモンドカ
ツターにて縦横に切断し、１個の素子の大きさが
縦10mm、横５mm、高さ３mmの複数のコンデンサ素
子３０を得た（第２図Ｄ）。この後、該素子３０
をクエン酸５％の液中に投入し５分間加熱エツチ
ングすることによつて、切断面３１，３２に露出
した陰極物質２５を0.5mm程度溶解除去し、純水
にてクエン酸液と溶解物を洗い流した後乾燥した
（第２図Ｅ）。かかる後、該素子を低粘度のエポキ
シ樹脂中に浸漬して該切断面３１，３２に絶縁保
護層２９を形成した後（第２図Ｆ）、一端の切断
面３１を研磨してタンタル金属部２０を露出させ
た後セラミツク用高温半田４０によつて陽極端子
板２７を取りつけた。セラミツク用高温半田とは
セラミツクやガラス等の通常の半田接合できない
材料にも半田付可能で、アルミニウム、タンタル
等の弁作用金属にも半田付できる特殊半田で、た
とえば「セラソルダ」などの商品名で良く知られ
ているものである。又、この時同時に陰極予定部
の樹脂被覆２６，２９も研摩して通常の高温半田
にて陰極端子板２８を取りつけコンデンサを完成
した（第２図Ｇ）。 このようにしてできた本発明によるコンデンサ
の体積を従来のものたとえば特開昭49−58351号
公報の第１図に開示されているようなトランスフ
アモールド構造のコンデンサと比較して第１表に
示す。第１表によれば本発明によるコンデンサは
従来のコンデンサに比較して体積効率が著しくす
ぐれていることが明らかである。

【表】 なお上述した第１の実施例では直方体の弁作用
を有する金属ブロツクを相互にその一端を柱状体
で一体化した形成としたが、かかる形状の他にも
例えば円柱状金属ブロツクを柱状体で一体化して
も又、放射状に円柱状金属ブロツクを配置して中
心部で相互に一体化しても良く、実施例の形状に
限定する必要な全くない。 また第２の実施例では陰極層を形成した弁作用
を有する角柱状金属塊を樹脂処理した後、縦横に
切断したがかかる樹脂処理は切断時に必要に応じ
て行なつても良い。また前述した切断は全く自由
に行なうことができ長さ方向にのみ切断しても良
いことは勿論であり制限されるものではない。 さらに本発明は陰極層として有機半導体を含む
場合についてもそのまま適用しうるものであるこ
とは勿論である。 さらに上述した実施例においては陽極、陰極の
端子は半田付け等により取り付けた場合について
示したが露出している陽極金属面および最外層あ
るいは陰極電極の表面に直接細線等をレーザ溶接
により取り付けても良いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｄは本発明の第１の実施例における
コンデンサの製造工程を順次説明する斜視図（同
Ａ，Ｃ）および断面図（同図Ｂ，Ｄ）であり、第
２図Ａ〜Ｇは本発明の第２の実施例におけるコン
デンサの製造工程を順次説明する斜視図（同図
Ａ，Ｂ）および断面図、（同図Ｃ〜Ｇ）である。 図中の符号、１：弁作用を有する金属焼結体、
２，２２：弁作用を有する金属の線、３，２５：
陰極導電体層（誘電体層を含む）、４：陰極電
極、５，１２，２６，２９：絶縁性樹脂、６，２
０：基体金属、７，２４：陽極酸化層、８：半導
体層、９：グラフアイト層、１０：銀ペースト
層、１１，１９：半田層、１７，２７：陽極端
子、１８，２８：陰極端子、２３：支持架、３
０：コンデンサ素子、３１，３２：切断面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁作用を有する金属からなる陽極体と、この
   陽極体の一部に接続された陽極端子と、前記陽極
   体上に形成された誘電体絶縁皮膜と、前記誘電体
   絶縁皮膜上に形成された半導体層および陰極導体
   層とを有する固体電解コンデンサにおいて、前記
   陽極体が多孔質の陽極体であり、前記陽極端子が
   回路基板等に半田実装可能な弁作用金属でない端
   子であり、さらに、前記陽極端子と多孔質の陽極
   体とが電導状態を維持して接合されており、かつ
   前記陽極体の接合面の近接に位置する前記半導体
   層および陰極導体層が前記陽極体の接合面から離
   れて設けられ、該離れた個所に設けた絶縁体を介
   して前記半導体層および陰極導体層と前記陽極端
   子とを電気的に分離した構造を有することを特徴
   とする固体電解コンデンサ。