JP2872743B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

固体電解コンデンサ

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電解質層に有機導電ポリマー等の固体電
解質を用いた固体電解コンデンサに関する。
〔従来の技術〕
従来、電子回路の小型化、とりわけ混成集積回路化等
の要請から、電解コンデンサの小型化、チップ化が期待
されているが、その期待を担う電解コンデンサとして、
導電性高分子を用いた固体電解コンデンサがある。
この固体電解コンデンサでは、例えば、アルミニウム
板を陽極体に用いてその表面にエッチングにより拡面化
処理を行い、さらに、その表面に電解処理によって誘電
体層を形成し、この誘電体層の上面に有機半導体層を成
長させて電解質層を形成したものが知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、このような固体電解コンデンサは、原理的
な構造では従来の固体電解コンデンサと同様であるが、
低インピーダンス化等の電気的な特性を踏まえ、信頼性
の高い素子として実現するには、電極の取出し等で種々
の問題がある。
特に、陽極体を成す基板上に選択的に形成された誘電
体層上に、固体電解質層及び陰極体が形成されるが、こ
の固体電解質層に導電性高分子が使用されるので、陰極
端子の取出しが非常に厄介であり、低インピーダンス化
が期待できる導電性高分子を用いても、端子接続におい
て接続抵抗を増加させたり、接続の信頼性を低下させる
等の不都合がある。
また、コンデンサ素子自体が微細化されたとしても、
端子構造が複雑化し、固体電解コンデンサに対する端子
の占める割合が大きくなるので、容量形成上の体積効率
が低下する等の不都合もある。
さらに、固体電解コンデンサでは、ハンダリフローに
対する耐熱性や、空気中の水分による劣化を防止するた
めの耐湿性等を高めるとともに、生産コストの低減のた
めに生産性を向上させることが要請されている。
そこで、この発明は、電極端子の取出し構造の簡略
化、コンデンサ素子の保護の強化、大容量化及び容量調
整の簡易化を実現した固体電解コンデンサの提供を目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
即ち、この発明の固体電解コンデンサは、固体電解質
を用いた複数の電解質層(12、12A1、12A2、12B1、12
B2)が形成された陽極体(2)を、前記電解質層の間に
陰極端子(10、10A、10B)を挟んで折り畳み前記電解質
層を前記陰極端子を介して結合したものである。
〔作用〕
この発明の固体電解コンデンサは、陽極体の表面に固
体電解質を用いた複数の電解質層が形成され、各電解質
層を対向させるとともに各電解質層間に陰極端子を挟み
込んで陽極体を折り畳むことにより、単一のコンデンサ
素子としたものである。したがって、陽極体の間に電解
質層が挟み込まれて保護されているとともに、電解質層
間に単一の陰極端子が独立して形成されていることか
ら、陽極体と陰極端子との間で、固体電解質を用いた電
解質層で形成された静電容量(CA、CB)が並列化され
て取り出される。
〔実施例〕
第1図は、この発明の固体電解コンデンサの第1実施
例を示す。
この固体電解コンデンサは、第1図の(A)に示すよ
うに、板状の陽極体2がコ字状に折り曲げられて直方体
状を成すコンデンサ素子4が形成されており、その陽極
体2の端面に合成樹脂層6が形成されている。陽極体2
の折曲部には陽極端子8が溶接等の固着手段によって接
続され、合成樹脂層6を通して陰極端子10が引き出され
ている。陰極端子10の外面部は、ハンダ付けの便宜のた
め、合成樹脂層6から露出している。
コンデンサ素子4には、第1図の(B)に示すよう
に、陽極体2の内面側に固体電解質を用いた電解質層12
A、12Bが形成され、各電解質層12A、12Bは絶縁層14によ
って区画されている。各電解質層12A、12B間は、板状の
陰極端子10を挟んで例えば導電ペーストからなる導電性
接着剤16A、16Bを以て電気的に接続されている。また、
各絶縁層14間及び各導電性接着剤16A、16B間で形成され
る空間部には、絶縁のため、封止樹脂18が充填されて、
電解質層12A、12Bに対する保護が図られている。
ところで、電解質層12A、12Bには、例えば、第2図に
示すように、アルミニウム等の弁金属で形成された帯状
の陽極体2が用いられており、陽極体2にはエッチング
処理の後、化成処理によって誘電体層121が形成され、
その誘電体層121の表面に、気相重合、化学重合又は電
解重合によってポリピロール等のポリマー膜からなる固
体電解質層122が形成され、その上面に実質的な陰極層
を成すカーボンペースト123及び銀ペースト124が印刷等
によって形成され、その上に陰極端子10を接続するため
の導電性接着剤16A、16Bが塗布されている。
以上の構成とすれば、陽極体2の表面に形成された電
解質層12A、12Bは共通の陰極端子10を介在した陽極体2
の折り畳みによって結合され、陽極端子8と陰極端子10
との間には第3図に示すように、電解質層12A、12Bの各
静電容量CA、CBが並列接続されたことになり、簡単な
電極構造を以て大容量化が図られる。
そして、この固体電解コンデンサは、例えば第4図及
び第5図に示す製造方法によって製造される。即ち、第
4図(A)及び第5図の(A)に示すように、準備工程
として、陽極体2は例えば厚さ1mm程度の純度の高いア
ルミニウム板又はアルミニウム合金板で形成され、この
陽極体2の表面には、陽極酸化等によって誘電体層121
が形成された後、その表面を選択的に区画して露出させ
る絶縁層14がスクリーン印刷によるレジスト層によって
形成される。この絶縁層14の開口部19には、気相重合、
化学重合又は電解重合によってポリピロール等のポリマ
ー膜からなる固体電解質層122が形成され、その上に導
電ペーストを用いたスクリーン印刷法や、銅、アルミニ
ウム等を用いた蒸着、スパッタ法等によって導電性金属
膜を形成するとともに、その上にカーボンペースト123
及び銀ペースト124を被着させて導電層を形成すること
により、第5図の(B)に示すように、陽極体2の表面
に電解質層12A、12Bが形成される。
次に、第4図の(B)及び第5図の(C)に示すよう
に、各電解質層12A、12Bの上面に導電ペーストからなる
導電性接着剤16A、16Bを設置するとともに、一方の電解
質層12B側に陰極端子10を接続する。陰極端子10には、
導電性接着剤16A、16Bに接続するためのリード部100が
一体に形成されている。
次に、電解質層12A、12Bを対向させて陽極体2を折り
曲げ、一方の電解質層12Bに接続されている陰極端子10
のリード部100の上面に電解質層12Aに設置された導電性
接着剤16Bを圧接し、陰極端子10の表裏面に電解質層12
A、12Bを接続する。
そして、第1図の(B)に示すように、陰極端子10の
一部とともに陽極体2の端面を覆う合成樹脂層6を形成
し、その合成樹脂層6から露出した陰極端子10をL字形
に折り曲げて外部接続用端子に成形する。
また、陽極体2の背面部には、外部接続用端子として
板状を成す陽極端子8を溶接等の固着手段によって固着
して固体電解コンデンサが完成し、各電解質層12A、12B
の並列化により、極めて簡単に大容量化が実現される。
次に、第6図及び第7図は、この発明の固体電解コン
デンサの第2実施例を示す。
この実施例の固体電解コンデンサでは、陽極端子8に
対して2つの陰極端子10A、10Bを形成し、複数の電解質
層12A1、12A2、12B1、12B2の積層化によって1つのコン
デンサ素子4が形成され、大容量化が図られている。
この固体電解コンデンサは、第6図に示すように、合
成樹脂層6で覆われたほぼ立方体状を成し、その一側面
部に陽極端子8が形成されるとともに、その反対側側面
部に段差を持たせた陰極端子10A、10Bが形成されてい
る。そして、この固体電解コンデンサには、第7図に示
すように、帯状を成す陽極体2の表面に一定の間隔を置
いて電解質層12A1、12A2、12B1、12B2が形成され、各電
解質層12A1〜12B2間は千鳥状に折り曲げられ、陽極体2
の密着部分には陽極端子8が導電性接着剤20を以て接続
され、また、電解質層12A1、12A2間に陰極端子10A、電
解質層12B1、12B2間に陰極端子10Bがそれぞれ接続され
ている。そして、陽極端子8は、導電性接着剤20からな
る導電層を以て陽極体2に固着され、また、各陰極端子
10A、10Bは陽極体2との電気的な絶縁を図るため、陽極
体2に絶縁性接着剤22を以て固着されている。
そして、この実施例の固体電解コンデンサでは、第8
図の(A)に示すように、千鳥状に折り曲げられた陽極
体2に陽極端子8が接続されるとともに、電解質層12A2
に陰極端子10A、電解質層12B2に陰極端子10Bが接続され
た後、第8図の(B)に示すように、陽極体2を上下方
向から圧接しながら電解質層12A1、12A2間に陰極端子10
A、電解質層12B1、12B2間に陰極端子10Bを接続するとと
もに、コンデンサ素子4の間に形成された隙間に封止樹
脂18を充填して固化させ、コンデンサ素子4の形状の安
定化を図る。そして、コンデンサ素子4の外面部を合成
樹脂層6で被覆した後、陽極端子8及び各陰極端子10
A、10Bを折り曲げて外部接続端子に成形し、固体電解コ
ンデンサが得られる。
このように構成されたことにより、第9図に示すよう
に、陽極端子8を中心とした電解質層12A1、12A2、12
B1、12B2を以て4つの静電容量CA1、CA2、CB1、CB2
が得られ、その直並列回路が構成される。したがって、
陰極端子10Aと陽極端子8との間に静電容量CA1、CA2
の並列化合成容量、陰極端子10Bと陽極端子8との間に
静電容量CB1、CB2の並列化合成容量が得られるととも
に、陰極端子10A、10Bを共通に接続することによる各静
電容量CA1、CA2、CB1、CB2の並列化で、大容量化が
図られることになる。
なお、各実施例では、固体電解質の上に実質的な陰極
を成すカーボンペースト及び銀ペーストを用いた場合に
ついて説明したが、カーボンペースト及び銀ペーストに
代え、固体電解質上に導電性接着剤を以て陰極端子を直
接接続しても同様の固体電解コンデンサが実現できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、次の効果が
得られる。
(a) 固体電解質を用いた複数の電解質層を形成した
陽極体を、電解質層間を向かい合わせるとともにその間
に陰極端子を介在させて折り畳んだので、陽極体によっ
て電解質層が保護されて耐湿性が高められ、固体電解コ
ンデンサの信頼性を向上させることができる。
(b) 各電解質層が陰極端子を介して結合される結
果、陽極体と陰極端子との間で各電解質層が並列化で
き、電極構造の簡略化とともに大容量化を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の固体電解コンデンサの第1実施例を
示し、(A)はその斜視図、(B)は(A)のIB-IB
線断面図、 第2図は第1図に示した固体電解コンデンサのコンデン
サ素子の構造を示す断面図、 第3図は第1図に示した固体電解コンデンサの等価回路
を示す図、 第4図及び第5図は第1図に示した固体電解コンデンサ
の製造方法を示す図、 第6図はこの発明の固体電解コンデンサの第2実施例を
示す斜視図、 第7図は第6図に示した固体電解コンデンサのVII-VII
線断面図、 第8図は第6図に示した固体電解コンデンサの製造工程
を示す断面図、 第9図は第6図に示した固体電解コンデンサの等価回路
を示す図である。 2……陽極体 4……コンデンサ素子 8……陽極端子 10、10A、10B……陰極端子 12、12A、12B、12A1、12A2、12B1、12B2……電解質層 122……固体電解質層

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固体電解質を用いた複数の電解質層が形成
    された陽極体を、前記電解質層の間に陰極端子を挟んで
    折り畳み前記電解質層間を前記陰極端子を介して結合し
    たことを特徴とする固体電解コンデンサ。
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