KR20050109029A

KR20050109029A - 고체 전해 컨덴서

Info

Publication number: KR20050109029A
Application number: KR1020040075414A
Authority: KR
Inventors: 마쯔모또다까유끼; 사꾸다데쯔유끼; 혼다노부히로; 오니시시게까쯔; 시오자와나오유끼; 고지마히데아끼
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤; 사가 산요 고교 가부시키가이샤; 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2005-11-17
Also published as: US7023689B2; TW200537535A; US20050254198A1; CN1697103A; KR100914586B1; TWI244101B; CN1697103B

Abstract

ESR이 낮은 고체 전해 컨덴서를 단시간에 제조한다. 고체 전해 컨덴서(1)는, 양극체(20) 상에 유전체 산화 피막(21)을 개재하여 음극층(5)을 형성하고, 해당 음극층(5) 상에 음극 리드 프레임(9)을, 양극체의 리드부에 양극 리드 프레임(90)을 부착하여 구성된다. 음극층(5)은, 고체 전해질층(3)의 외측에 인편(鱗片)형상 은 분말(8) 및 카본 분말(80)의 혼합층(4)을 직접 형성하고 있다.

Description

고체 전해 컨덴서{SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR}

본 발명은, 칩형 고체 전해 컨덴서에 관한 것이다.

출원인은, 이전에 도 4에 도시하는 칩형의 고체 전해 컨덴서를 제안하고 있다(예를 들면, 특허 문헌1 참조).

고체 전해 컨덴서(1)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 하면에 리드 프레임(9)(90)이 부착된 컨덴서 소자(2)를 구비하고, 해당 컨덴서 소자(2)는 합성 수지제의 하우징(7)에 의해 피복되어 있다. 리드 프레임(9)(90)은 하우징(7)의 주위면을 따라 2단으로 절곡된다. 컨덴서 소자(2)는, 변금속(弁金屬)인 양극체(20)에, 유전체 산화 피막(21)을 형성하고, 해당 유전체 산화 피막(21) 상에, 음극층(5)을 형성하고 있다. 음극층(5)은, 고체 전해질층(3), 카본층(6), 은 페이스트층(60)을 구비하고 있다. 여기서, 변금속이란, 전해 산화 처리에 의해 매우 치밀하게 내구성을 갖는 유전체 산화 피막이 형성되는 금속을 가리키며, Al(알루미늄), Ta(탄탈), Ti(티탄), Nb(니오븀) 등이 해당한다. 또한, 고체 전해질에는, 폴리티오펜계, 폴리피롤계의 도전성 고분자가 포함된다.

여기에서, 카본층(6)과 은 페이스트층(60)은, 입자 직경, 전기적 특성 등이 전혀 다르므로, 양층(6)(60)의 계면에서 접촉 저항이 발생하고, 이에 따라 고체 전해 컨덴서(1)로서의 ESR(등가 직렬 저항)의 증가를 초래하였다. 따라서, 카본층(6)과 은 페이스트층(60)과의 사이에, 카본 분말와 은 분말의 혼합층을 형성하는 3층 구조의 것이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌2 참조). 이에 의해, 혼합층에 포함되어 있는 카본 분말에 의해 카본층(6)과의 밀착력이 높아지고, 또한 혼합층에 포함되어 있는 은 분말에 의해 은 페이스트층(60)과의 밀착력이 높아져, ESR을 저하하는 것을 도모하고 있다.

<특허 문헌1>

일본 일개평8-148392호

<특허 문헌2>

일본 특개평10-242000호

카본층(6)과 은 페이스트층(60)과의 사이에, 카본 분말와 은 분말의 혼합층을 형성하는 것에 의해, ESR은 저하한다. 그러나, 카본층(6)과 은 페이스트층(60)은, 각각 1회 내지 수회의 도포 및 열 처리 공정을 거쳐 형성되므로, 고체 전해 컨덴서(1)의 제조 시간은 장시간을 필요로 한다. 양 층(6)(60) 사이에, 카본 분말와 은 분말의 혼합층을 형성하면, 종래보다도 제조 시간이 더 길어져 제조 비용의 증대를 초래한다. 또한, 카본층(6) 또는 은 페이스트층(60)의 어느 한쪽의 층의 형성을 생략하면, 제조 시간은 단축할 수 있지만, 이하의 이유에 의해 실용적이지 못하다.

예를 들면, 도 5, 도 6과 마찬가지로 고체 전해질층(3)에, 직접 은 페이스트층을 형성하여 전극으로 하면, 고체 전해질층과 은 페이스트층에 포함되는 은 분말의 표면과의 접점이 적어, 접촉 저항이 높아지고, 도전성이 높은 은이라도 ESR이 높아진다.

한편, 도 7, 도 8과 같이 고체 전해질층(3)에, 직접 카본층을 형성하면, 고체 전해질층과 카본층에 포함되는 카본 분말의 표면과의 접점이 많기 때문에, 접촉 저항은 낮아지지만, 도전성이 높은 종의 카본을 선택적으로 사용한 카본층이라도 은과 비교하여 도전성이 낮기 때문에, 원하는 도전성을 얻을 수 없어, ESR이 높아진다.

그 때문에, 종래에는, 은 페이스트층과 카본층의 2층 구조를 채용하는 것에 의해, 음극층과 고체 전해질층의 접촉 저항을 저감하는 카본층으로부터 도전성이 높은 은 페이스트층에 도전하여 ESR을 실용적인 수준으로 하고 있다.

따라서, 발명자는 ESR을 종래보다도 낮게 하면서, 제조 시간을 단축하는 것을 착상한다. 여기서, 종래의 은 페이스트는 에폭시 수지 등의 바인더에 은 분말을 혼합한 것으로, 그 전기 저항은, 도 9에 도시한 바와 같이, 은 페이스트(65)를 평판(66)에서 연장시키고, 해당 연장된 은 페이스트(65)의 양단부에 전극(67)(67)을 대고 측정하므로, 도포되었을 때의 길이 방향(이하, XY 방향)의 저항값을 나타내는 비저항의 저감을 목적으로 하여 개발되고 있다. 발명자는, 종래의 은 페이스트나 이것을 이용한 음극층(5)이 컨덴서 소자의 두께 방향(이하, Z 방향)에서의 저항값의 개선을 목적으로 하여 개발되지 않은 것을 주목하고, 예의 연구하였다.

본 발명의 목적은, ESR이 낮고, 또한 단시간에 제조 가능한 고체 전해 컨덴서를 제공하는데 있다.

양극체(20) 상에 유전체 산화 피막(21)을 개재하여 음극층(5)을 형성하고, 해당 음극층(5) 상에 리드 프레임(9)(90)을 부착하여 구성되는 고체 전해 컨덴서에서, 음극층(5)은, 고체 전해질층(3)의 외측에 인편 형상 은 분말 및 카본 분말의 혼합층(4)을 직접 형성하고 있다.

이하, 본 발명의 일례를, 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 본 발명에서 사용하는 은 분말은 인편 형상 은 분말이고, 특별히 한정하지 않는 경우에는 총괄하여 은 분말이라고 표기한다. 또한, 은 분말의 입자 하나를 가리켜 부르는 경우에는 은 입자라고 표기한다.

도 1은, 고체 전해 컨덴서(1)의 정면 단면도이다. 고체 전해 컨덴서(1)는, 컨덴서 소자(2)의 하면에, 양극측 및 음극측 리드 프레임(90)(9)을 접착용 은 페이스트 등에 의해 부착하여 구성되고, 컨덴서 소자(2)는, 합성 수지의 하우징(7)에 의해 피복된다. 컨덴서 소자(2)는, 변 금속, 구체적으로 설명하면 탄탈의 소결체인 양극체(20)의 일부에, 유전체 산화 피막(21)을 형성하고, 해당 유전체 산화 피막(21) 상에, 음극층(5)을 형성하고 있다. 음극층(5)은, 고체 전해질층(3)과, 인편 형상 은 분말 및 카본 분말의 혼합층(4)으로 구성된다. 본 예에서는, 이 혼합층(4)에 특징이 있다. 또한, 본 발명의 특허 청구 범위에 기재한 바와 같이, 음극층(5)과 음극 리드 프레임(9)이 접착용 은 페이스트에 의해 접속되는 것에 특징이 있다.

도 1은 컨덴서 소자(2)의 제조 방법을 간단히 도시한다. 우선 변 금속의 소결체인 양극체(20)를 형성하고, 이 양극체(20)의 일부를 0.01∼2wt%의 인산 수용액 또는 아디핀산 수용액 내에 침지하여 전해 산화 처리하여, 유전체 산화 피막(21)을 형성한다. 이어서, 부탄올을 용매로 한 3, 4-에틸렌디옥시티오펜, p-톨루엔술폰산 제2철의 용액에, 양극체(20)의 유전체 산화 피막(21)의 형성 부분을 침지하여, 폴리티오펜으로 이루어지는 고체 전해질층(3)을 형성한다. 이 고체 전해질층(3) 상에, 인편 형상 은 분말와 카본 분말의 혼합층(4)을 형성하여, 컨덴서 소자(2)가 완성된다. 컨덴서 소자(2)에 리드 프레임(9)(90)을 접착용 은 페이스트 등에 의해 부착한 후에, 컨덴서 소자(2)를 합성 수지의 하우징(7)에 의해 피복하고, 하우징(7)의 주위면을 따라, 리드 프레임(9)(90)을 절곡하여, 고체 전해 컨덴서(1)가 완성된다.

본 발명의 인편 형상 은 분말(8)와 카본 분말(80)의 혼합층(4)을 형성하기 위한 페이스트는, 인편 형상 은 분말(8), 카본 분말(80), 바인더가 필수 성분이다.

인편 형상 은 분말(8)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 입상(粒狀), 볼 형상, 부정형의 은 분말을 물리적으로 편평하게 하여 금속박 형상으로 한 인편 형상으로서, 체적당 표면적이 크다는 특징이 있다. 이에 의해, 혼합층(4)을 형성할 때에 인편 형상 은 분말이 XY 방향으로 옆으로 누움으로써 XY 방향의 도전성을 발현한다. 또한, 2개의 볼 형상 혹은 부정형의 은 분말의 접점과 비교하여, 2매의 인편 형상 은 분말(8)(8)의 사이에 발생하는 접점은 면적이 넓고, 접촉 저항이 낮아, Z 방향의 도전성을 한층 향상시킬 수 있다. 또한, 인편 형상 은 분말(8)은, 비표면적이 커서, 카본 분말의 침강을 억제할 수 있고, 인편 형상 은 분말(8)과 인편 형상 은 분말(8)의 사이에, 많은 카본 분말(80)를 포함시킬 수 있다.

여기서, 도전성 페이스트의 도전 분말로서는, 인편 형상 은 분말 이외에 구리 분말, 니켈 분말 등을 생각할 수 있다. 그러나, 구리 분말, 니켈 분말은 표면이 산화되기 쉽기 때문에 환원성이 있는 바인더와 조합하지 않으면 도전성이 발현되지 않고, 게다가 가공성이 나빠 인편 형상으로 가공하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 고체 전해 컨덴서용의 도전성 페이스트로서의 사용은 적합하지 않다.

카본 분말(80)은, 고체 전해질층(3)과 인편 형상 은 분말(8)의 간극, 및 인편 형상 은 분말(8) 사이의 간극에 들어간다. 은 입자가 고체 전해질층(3) 및 다른 인접하는 은 입자에 접하는 접촉 면적을 보조적으로 향상시켜, 카본 분말의 보조적 도통에 의해 Z 방향에의 병렬 회로적인 작용이 증가한다. 결과적으로 음극층(5)의 도전성을 향상하여, ESR을 낮출 수 있다.

이러한 작용을 부여하기 위해서는, 카본 분말(80)의 평균 입경이 인편 형상 은 분말(8)보다도 작은 것이 바람직하다. 이러한 카본 분말의 구체예로서는, 케첸 블랙, 채널 블랙 등 중, 비표면적이 600∼1200㎡/g의 것을 이용할 수 있다. 평균 입경이 작고, 또한 비표면적이 큰 카본 분말은, 표면에 다수의 세공을 갖고 있으며, 바인더 성분을 세공(細孔)에 흡입함으로써 카본 분말끼리, 카본 분말(80)과 인편 형상 은 분말(8), 및 카본 분말(80)과 고체 전해질층(3) 사이의 거리가 현저히 줄어든다. 이에 의해, 접촉하는 효율을 향상시키는 효과가 있다. 통상의 카본 블랙(비표면적 5∼350㎡/g)에서는 비표면적이 충분하지 않은데, 예를 들면, 아세틸렌 블랙(비표면적 15∼100㎡/g), 퍼니스 블랙(비표면적 15∼300㎡/g), 서멀 블랙(비표면적 5∼30㎡/g)에서는 요구를 만족시키는 도전성을 기대할 수 없다. 이와 같이, 본 발명에서 이용하는 카본 분말은, 매우 큰 비표면적을 갖는다는 특징이 있다.

카본 분말(80)은, 인편 형상 은 분말(8)에 대하여 질량비로, 0.77∼10.8%의 범위에서 효과적이고, 1∼8%의 범위에서 함유하는 것이 실용적이라 바람직하다. 0.77% 미만인 경우에는 분산 분포가 불충분하게 되어 도전 효과를 발휘하지 않아, ESR이 커진다. 또한, 10.8%보다 많은 경우에는 전기 특성에 영향은 없지만, 비표면적이 커지기 때문에 바인더의 유동성을 저해하여 도포 성능을 현저히 저하시키기 때문에 바람직하지 못하다.

바인더 성분으로서는, 열가소성 수지나 열경화성 수지 등의 공지관용의 유기 화합물을 사용할 수 있다. 특히, 열경화 공정을 거쳐 고분자화하는 열경화성 수지, 예를 들면 공지관용의 열경화성 모노머, 올리고머, 폴리머를 사용할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 비스페놀 A, F, S, 페놀노볼락, 크레졸노볼락 등의 페놀 수지나, 상기 페놀 수지를 주골격으로 한 에폭시 수지, 기타 비페닐형, 나프탈렌형, 트리페닐메탄형, 테트라페닐에탄형 등의 페놀 수지나 에폭시 수지를 이용할 수 있다. 필요에 따라 경화제 또는 경화 촉매로서 작용하는 1급, 2급, 3급 아민류나 카르복실기 함유 화합물 및 그 무수물 등을 적절하게 조합하여 선택하여 사용할 수 있다.

출원인은, 고체 전해질층(3)을 형성한 양극체(20) 상에 카본층(6) 및 은 페이스트층(60)을 형성한 종래의 컨덴서 소자(2)를 제작하고, 해당 컨덴서 소자(2)로부터 제작한 고체 전해 컨덴서(1)를 종래예로 하였다. 은 페이스트는, 비표면적(단위 중량의 분체에 포함되는 전체 입자의 총합)이 0.5∼1.5㎡/g이고, 평균 입경이 5∼10㎛인 인편 형상의 은 분말을 이용하고, 수지인 바인더에는 분자량이 1000∼3000인 에폭시 수지를 이용하였다. 주지한 바와 같이, 에폭시 수지는 열경화성이다.

또한, 고체 전해질층(3)을 형성한 양극체(20) 상에 인편 형상 은 분말(8) 및 카본 분말(80)의 혼합층(4)을 형성하여 컨덴서 소자(2)를 제작하고, 해당 컨덴서 소자(2)로부터 제작한 고체 전해 컨덴서(1)를 제1 실시예∼제4 실시예, 제2 비교예∼제4 비교예로 한다. 또한, 종래예에서 카본층(6)을 형성하지 않은 것을 제1 비교예로 하였다.

이 혼합층(4) 내의 은 분말은, 비표면적이 1.0㎡/g, 평균 입경이 3㎛이다. 또한, 카본 분말(80)은 비표면적이 800㎡/g이고, 평균 입경이 30㎚(=0.03㎛)이다. 은 분말와 카본 분말의 바인더에는, 상기 에폭시 수지를 이용하였다.

출원인은, 실시예에서, 은 분말와 카본 분말(80)의 종류나 혼합비를 다양하게 변경하여, 4 종류의 실시예, 및 4 종류의 비교예의 고체 전해 컨덴서(1)를 제작하였다. 즉, 제1 실시예∼제4 실시예, 제1 비교예∼제4 비교예의 고체 전해 컨덴서(1)에는, 카본층(6)이 형성되어 있지 않고, 종래예의 고체 전해 컨덴서(1)에 카본층(6)이 형성되어 있다. 종래예 및 제1 실시예∼제4 실시예, 제1 비교예∼제3 비교예에서는 은 분말의 형상은 인편 형상이고, 제4 비교예에서의 은 분말의 형상은 부정형이다. 종래예, 실시예, 비교예와 함께 바인더와 용제의 중량비는, 모두 은 분말에 대하여 7 : 23이고, 카본 분말의 양만 다르게 하고 있다. 종래예 및 제1 실시예∼제4 실시예, 제1 비교예∼제4 비교예의 내역을 이하에 기재한다.

	(3)을 제외한 음극층(5)의 구성	카본 분말비표면적(㎡/g)	은 분말과 카본 분말의 비율(중량비)	사용한 은 분말
종래예	종래 2층	-	65 : 0	인편 형상 은 분말
제1 실시예	혼합층	800	65 : 3	인편 형상 은 분말
제2 실시예	혼합층	800	65 : 2	인편 형상 은 분말
제3 실시예	혼합층	800	65 : 1	인편 형상 은 분말
제4 실시예	혼합층	1200	65 : 1	인편 형상 은 분말
제1 비교예	은 페이스트층	-	65 : 0	인편 형상 은 분말
제2 비교예	혼합층	800	65 : 7	인편 형상 은 분말
제3 비교예	혼합층	800	65 : 0.5	인편 형상 은 분말
제4 비교예	혼합층	800	65 : 3	부정형 은 분말

상기 표 1에서, ESR(등가 직렬 저항)은, 100㎑의 주파수에서 측정했다. 또한, 카본 분말이 인편 형상 은 분말에 대하여 질량비로 10.8%보다 많은 제2 비교예는 은 분말와 카본 분말을 페이스트화할 수 없어, 측정에 이르지 않았다.

발명자는, 종래예, 제1 비교예와 제1 실시예∼제3 실시예의 고체 전해 컨덴서(1)를 이용하여, 120㎐의 주파수에서 정전 용량을 실측하고, 상기 ESR 및 비저항값을 실측하여, 정격 전압 40초 통전 후에 누설 전류를 측정하였다. 고체 전해 컨덴서(1)는 모두 정격 전압 25.0V, 정전 용량 15㎌이다. 측정 결과를 표 2∼표 4에 기재한다. 측정은 모두 10개의 로트로 행하였다.

정전용량(㎌)	평균값	최대값	최소값
종래예	14.8	15.5	14.3
제1 실시예	14.7	15.3	14.3
제2 실시예	15.0	15.6	14.8
제3 실시예	14.8	15.4	14.4
제4 실시예	14.9	15.5	14.6
제1 비교예	14.0	14.8	13.6
제3 비교예	14.6	15.2	13.9
제4 비교예	14.4	14.9	13.8

ESR(㏁)	평균값	최대값	최소값	비저항(10^-1 _Ω·㎝)
종래예	70.5	72.4	68.1	0.7
제1 실시예	65.0	66.7	63.1	0.1
제2 실시예	61.6	63.9	60.3	0.4
제3 실시예	64.6	67.2	62.1	0.6
제4 실시예	61.9	64.4	59.5	0.7
제1 비교예	681.1	785.3	551.2	0.7
제3 비교예	121.7	135.8	111.1	0.7
제4 비교예	159.1	219.0	101.4	8.0

누설 전류(㎂)	평균값	최대값	최소값
종래예	0.3	1.0	0.1
제1 실시예	0.4	0.9	0.1
제2 실시예	0.4	0.8	0.1
제3 실시예	0.3	1.1	0.1
제4 실시예	0.3	0.9	0.1
제1 비교예	0.4	1.2	0.1
제3 비교예	0.5	1.0	0.1
제4 비교예	0.4	1.0	0.1

상기의 표 2∼표 4로부터, 종래의 고체 전해 컨덴서(1)로부터 카본층(6)을 생략한 제1 비교예, 혼합층(4)을 형성했지만 카본 분말(80)이 인편 형상 은 분말(8)에 대하여 질량비로 0.77% 미만의 제3 비교예의 고체 전해 컨덴서(1)는, 비저항값이 종래예 및 제1 실시예∼제4 실시예의 값과 거의 동등함에도 불구하고 ESR이 증대하였다. 인편 형상 은 분말이 아니고 부정형 은 분말을 사용한 제4 비교예의 고체 전해 컨덴서(1)는, 비저항값 및 ESR의 증대가 발생하였다. 이것은, 볼 형상이나 부정형의 은 분말과 카본 분말과 바인더로 이루어지는 페이스트를 이용하여 혼합층을 형성한 경우, 도 10에 도시한 바와 같이, 입경이 작은 카본 분말(80)이 은 분말(8)보다도 아래로 침전하여 편재한다. 이를 위해, 은 분말(8)(8)끼리의 간극에는 많은 카본 분말(80)이 들어가지 않은 것으로 사료된다.

그 한편, 혼합층(4)을 형성한 제1 실시예∼제4 실시예의 고체 전해 컨덴서(1)에서는, 종래예 이하의 ESR값을 나타내었다. 이 이유로서, 인편 형상 은 분말(8)과 카본 분말(80)을 이용함으로써, 은 분말(8)(8)끼리의 간극에 적극적으로 카본 분말(80)을 포함시킬 수 있고, ESR을 대폭 저감할 수 있었다고 생각되어진다. 이에 의해, 고체 전해 컨덴서(1)는 낮은 ESR을 유지하면서, 고체 전해질층(3) 상에 카본층(6)과 은 페이스트층(60)을 형성하고 있던 종래의 구성에 비하여, 제조 시간을 짧게 할 수 있었다.

발명자는 은 분말와 카본 분말의 비율을 다양하게 바꿔, 실험하였다. 그 결과, 은 분말에 대한 카본 분말의 비율이 0.77%보다 작아지면, 인편 형상 은 분말(8)(8)끼리의 간극 및 인편 형상 은 분말(8)와 고체 전해질층과의 간극에 들어가는 카본 분말이 충분하지 않기 때문에 ESR이 너무 커지게 된다. 반대로, 10.8%를 넘으면, 페이스트화가 곤란하게 되었다. 따라서, 은 분말에 대한 카본 분말의 비율은, 0.77∼10.8%의 범위가 실용적이며, 가능하면 1∼8%가 바람직하다. 또한, 카본 분말의 비표면적이 600∼1200㎡/g의 범위에서 실용적인 ESR을 얻을 수 있었다.

상기 실시예의 설명은, 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 특허 청구의 범위에 기재된 발명을 한정하고, 혹은 범위를 감축하도록 해서는 안된다. 또한, 본 발명의 각 부 구성은 상기 실시예에 한하지 않고, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 범위 내에서 여러가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.

발명자의 연구 결과, ESR을 낮추기 위해서는, XY 방향의 비저항을 내림과 함께, 컨덴서 소자(2)의 Z 방향의 저항값을 내리는 것이 중요하다는 것을 발견하였다. 구체적으로 설명하면, 발명자의 실험에서, 동일한 비저항의 은 페이스트라도 ESR이 크게 상이한 결과가 얻어지며, 비저항의 개선만으로는 컨덴서의 ESR을 개선할 수 없는 것이 확인되었다. 또, Z 방향에서의 저항값에 대하여 발명자는 (a) 음극층(5) 내부에서의 고체 전해질층(3)과 카본, 은 등의 도전층과의 층간의 접촉 저항, (b) 음극층(5) 내부에서의 도전성 분말의 입자간의 접촉 저항, (c) 음극층(5)과 접착용 은 페이스트와의 접촉 저항의 값을 적게 함으로써 저ESR화가 달성되는 것을 발견하였다.

본 발명에서는, 이 점을 감안하여, 고체 전해질층(3)의 외측에 인편 형상 은 분말 및 카본 분말의 혼합층(4)을 직접 형성하고 있다. 카본 분말은 인편 형상 은 분말보다도 입경이 작고, 고체 전해질층(3)과 은 입자의 간극, 및 은 입자끼리의 간극에 카본 분말이 들어가는 것에 의해, 은 입자가 고체 전해질층(3) 및 다른 인접하는 은 입자에 접하는 접촉 면적을 보조적으로 향상시킨다. 즉, 고체 전해질층(3)과 인편 형상 은 분말 및 카본 분말의 혼합층(4)의 계면에서는, 도 2 및 도 3과 같이 고체 전해질층(3)과 은 입자 사이의 도통 외에, 카본 분말의 보조적 도통에 의해, Z 방향에의 병렬 회로적인 작용이 증가한다. 이것은 계면뿐만 아니라, 은 입자 사이에서도 마찬가지의 작용이 기능하고 있으며, 결과적으로 ESR을 낮게 할 수 있다.

또한, 고체 전해질층(3) 상에는, 인편 형상 은 분말 및 카본 분말의 혼합층(4)을 직접 형성하면 되어, 고체 전해질층(3) 상에 카본층(6)과 은 페이스트층(60)을 형성하였던 종래의 구성에 비하여, 제조 시간을 짧게 할 수 있다.

도 1은 고체 전해 컨덴서의 정면 단면도.

도 2는 인편 형상 은 분말와 카본 분말의 확대도.

도 3은 인편 형상 은 분말와 카본 분말의 확대도.

도 4는 종래의 고체 전해 컨덴서의 정면 단면도.

도 5는 적합하지 않은 은 페이스트층과 고체 전해질층의 확대도.

도 6은 적합하지 않은 은 페이스트층과 고체 전해질층의 확대도.

도 7은 적합하지 않은 카본층과 고체 전해질층의 확대도.

도 8은 적합하지 않은 카본층과 고체 전해질층의 확대도.

도 9는 종래의 은 페이스트의 전기 저항을 측정하는 상태를 도시하는 도면.

도 10은 카본 분말이 은 분말보다도 아래로 침전되어 있는 상태를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 고체 전해 컨덴서

2 : 컨덴서 소자

3 : 고체 전해질층

4 : 혼합층

5 : 음극층

6 : 카본층

7 : 하우징

8 : 인편 형상 은 분말

9 : 음극 리드 프레임

20 : 양극체

21 : 유전체 산화 피막

60 : 은 페이스트층

65 : 은 페이스트

66 : 평판

67 : 전극

80 : 카본 분말

90 : 양극 리드 프레임

Claims

양극체 상에 유전체 산화 피막을 개재하여 음극층을 형성하고, 상기 음극층은 유전체 산화 피막에 접하는 고체 전해질층을 갖는 고체 전해 컨덴서에 있어서, 상기 음극층은, 고체 전해질층의 외측에 인편(鱗片) 형상 은(銀) 분말 및 카본 분말의 혼합층을 직접 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 고체 전해 컨덴서.
제1항에 있어서,

카본 분말은, 인편 형상 은 분말보다도 평균 입경이 작고, 은 입자와 고체 전해질층 사이의 간극 및 은 입자 사이의 간극에 들어가며, 보조적으로 도통하는 것을 특징으로 하는 고체 전해 컨덴서.
제1항 또는 제2항에 있어서,

음극층과 음극 리드 프레임은, 접착용 은 페이스트에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 전해 컨덴서.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

카본 분말은, 인편 형상 은 분말에 대하여 질량비는 1∼8%이고, 카본 분말의 비표면적은 600∼1200㎡/g이고, 인편 형상 은 분말은 비표면적은 0.5∼1.5㎡/g인 고체 전해 컨덴서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

고체 전해질층은, 폴리티오펜계, 폴리피롤계의 도전성 고분자로 형성되는 고체 전해 컨덴서.