JPH0239416A

JPH0239416A - 固体電解コンデンサ

Info

Publication number: JPH0239416A
Application number: JP18922088A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Nakai; 恭一中井; Yoshihiro Harakawa; 原川　順弘; Shinji Nakamura; 伸二中村; Kiyonari Takahashi; 聖也高橋
Original assignee: Nitsuko Corp
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1990-02-08

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】〔産業上の利用分野〕本発明はビロール、フラン、チオフェン等の複素環式化
合物の有機半導体を電解質とする固体電解コンデンサに
関し、特に小容量の固体電解コンデンサに関するもので
ある。

〔従来技術〕

従来固体電解コンデンサには、二酸化マンガン（Ｍ　ｎ
　Ｏｚ　）やＴＣＮＱ塩等を固体電解質計十うとしたも
のがあるが、この二酸化マンガン（Ｍ　ｎ○、）やＴＣ
ＮＱ塩等を固体電解質とする固体寛解コンデンサはその
製造方法等に難点があった。

そこで本出願人は製造方法が容易でコンデンサ特性の優
れた複素環式化合物のポリマー層を固体電解質とする新
しい固体電解コンデンサを開発し、それに関する技術の
特許出願も多くしている（例えば特開昭６１−２３１５
号公報、特開昭６０−２４４０１７号公報、特願昭６２
−７３７４１号等）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の複素環式物のポリマー層を電
解質とする固体Ｔ解コンデンサはアルミニウム等の表面
に誘電体酸化被膜を形成できる金属板又は箔を用い、該
金属板又は箔の表面に誘電体酸化皮膜層、複素環式化合
物のポリマー層、グラファイト層及び銀ペースト層を順
次形成して製造するものであり、静電容量の小さい領域
及び寸法の／ＪＸさい固体電解コンデンサとはなりにく
いという欠点があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、容量が極め
て小さく（０，０１μＦ〜１μＦ）、且つ寸法の極めて
小さい固体電解コンデンサを提供することにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記課題を解決するため本発明は、固体電解コンデンサ
を下記の如く構成した。即ち、表面に誘電体酸化皮膜を
形成できる棒状金属体又は誘電体酸化皮膜を形成できる
物質を表面に具備した棒状金属体の所定部分の表面に絶
縁材からなる絶縁帯を形成して該棒状基体の表面を２つ
に区分し、その一方の表面に誘電体酸化皮膜層、複素環
式化合物の導電性ポリマー層及び導電ペースト層を順次
形成してコンデンサ部を形成することを特徴とする。

また、誘電体酸化皮膜を形成できる金属ブロック又は誘
電体酸化皮膜を形成できる物質を表面に具備した金属ブ
ロックの１側面に棒状金属体を接合し、ブロックの表面
に誘電体酸化皮膜層、複素環式化合物の導電性ポリマー
層及び導電ペースト層を順次形成してコンデンサ部を形
成することをンサの一方の端子となる棒状金属体を接合
すると共に、該コンデンサ部を樹脂ケース内に挿入し、
該樹脂ケース内に樹脂材を充填して外装を施したことを
特徴とする。

また、コンデンサ部を筒状で且つ一端面にコンデンサの
一方の端子となる棒状金属体を接合した金属電極内に挿
入し、該金属電極内に導電ペーストを充填したことを特
徴とする。

また、コンデンサ部の導電ペースト層上にコンデンサの
一方の端子となる金属端子片を取り付けると共に、棒状
金属体にコンデンサの他方の端子となる金属端子片を取
り付け、更に該コンデンサ部に樹脂材からなる外装を施
し、該樹脂外装から外側に突出する両金属端子片を樹脂
外装の底面に折り曲げてコンデンサをチップ型としたこ
とを特徴とする。

〔作用〕

固体電解コンデンサを上記の如く構成することにより、
表面に誘電体酸化皮膜を形成できる棒状金属体又は誘電
体酸化皮膜を形成できる物質を表面に具備した棒状金属
体又は誘電体酸化皮膜を形成できる金属ブロック又は誘
電体酸化皮膜を形成できる物質を表面に具備した金属ブ
ロックの１側面に棒状金属体を接合したものをコンデン
サ基体として用いるから、これらを極めてノ」１さい寸
法のものにすることができ、小容量（０，０１μＦ〜１
μＦ）で且つ小寸法の固体電解コンデンサとすることが
容易となる。

また、該コンデンサ部を樹脂ケース内に挿入し、該樹脂
ケース樹内に樹脂材を充填して外装奔流すか又は、コン
デンサ部を筒状の金属電極内に挿入し、該金属電極内に
導電ペーストを充填するので、高温状態におけるコンデ
ンサ特性劣化が極めて少なくなる。

また、コンデンサ部と棒状金属体とにそれぞれコンデン
サの端子となる金属端子片を取り付け、更に該コンデン
サ部に樹脂材からなる外装を施し、該金属端子片を樹脂
外装の底面に折り曲げてコンデンサをチップ型とするの
で、チップ型で小容量小型の固体電解コンデンサとなる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る固体電解コンデンサの構成を示す
図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は固体電解コン
デンサの斜視図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ線上
断面図である。１はコンデンサ基体となるアルミニウム
棒１であり、該アルミニウム棒１の所定位置表面に樹脂
材を塗布した絶縁帯層２を形成してアルミニウム棒１の
表面を２つに区分し、この区分した一方に誘電体酸化皮
膜層として酸化アルミニウムＭ３を形成し、該酸化アル
ミニウム層３の上に複素環式化合物のポリマー層として
導電性を有するビロールのポリマー層、即ちポリピロー
ル層４を形成する。更に、このポリピロール層４の上に
電極取り出しのためのグラファイト層５及び銀ペースト
層６を順次形成してコンデンサ部Ｃを形成し、該コンデ
ンサ部Ｃを金属製の円筒７の一側面に金属棒８を接合し
てなる金属電極内に挿入し、円筒７内に銀ペーストを充
填して固体電解コンデンサを構成する。

上記構成の固体電解コンデンサにおいて、アルミニウム
棒１として直径２ｒｒｆｍ以下のコンデンサ基体を用い
ると容！０．０１μＦ〜１μＦの固体電解コンデンサの
製造が可能である。

次に、上記酸化アルミニウム層３、ポリピロール層４、
グラファイト層５及び銀ペースト層６の形成上法を順次
説明する。

アルミニウム棒１の表面がエツチング処理等により粗面
化しており、この表面を粗面化したアルミニウム棒１の
所定位置正面に絶縁帯層２を形成した後、この絶縁帯層
２で区分された一方の表面に誘電体酸化皮膜層として公
知の化成化工程で酸化アルミニウム層３を形成する。こ
の酸化アルミニウム層３の形成は、例えばアジピン酸系
化成液中でアルミニウム棒１を陽極とし所定の化成化電
圧（１０Ｖ〜１００Ｖ）を印加して行なう。

次に、ポリピロール層４の形成は、例えばアセトニトリ
ル或いはアセトンを溶媒としてビロールとボロジサリチ
ル酸塩のアンモニウムボロジサリシレート（ＡＢＳ）と
を含む電解液中にアルミニウム棒１の酸化アルミニウム
層３が形成された部分を浸漬し、アルミニウム棒１を陽
極として所定の直流電流を通電することにより、前記電
解液中で電解酸化重合が起こり、酸化アルミニウム層３
の上に厚さ２０〜５０μｍの導電性のあるビロールのポ
リマー層、即ちポリピロール層４を形成する。なお、こ
のポリピロール層４の形成方法は、本出願人が先に出願
した特願昭６２−２２７６４７号に詳細に開示している
のでここではその詳細を省略する。

また、ポリピロール層４の上にグラファイト層５及び銀
ペースト層６を形成するには、グラファイト溶液中に浸
した後、硬化きせてグラファイト層５を形成し、その後
銀ペースト溶液中に浸して銀ペーストを塗布し、その後
硬化させることにより銀ペースト層６を形成する。

固体電解コンデンサを上記の構成とすることにより、ポ
リピロール層４、グラファイト層５及び銀ペースト居６
が順次形成されたコンデンサ部Ｃが金属電極の円筒７内
に挿入されているから、高温度におけるコンデンサ特性
の劣化を防止することが可能となる。

第２図はコンデンサ部Ｃを金属電極の円筒７に収容した
場合と収容しない場合の１８０’Ｃの恒温槽中に放置し
、周波数１００ＫＨｚにおけるインピーダンス値を測定
した結果を示す図である。同図において、横軸は放置時
間（時間）を示し、縦軸はインピーダンスの増加比を示
す。図中Ａはコンデンサ部Ｃを金属電極の円筒７に収容
した場合で、Ｂは収容しない場合をそれぞれ示す。図示
するように、Ａに示すようにコンデンサ部Ｃを金属電極
の円筒７に収容した場合は２０時間放置してもインピー
ダンス増加比が２倍以下に収まるのに対し、コンデンサ
部Ｃを金属電極の円筒７に収容しない場合は放置時間の
経過と共にインピーダンス増加比が大幅に大きくなるこ
とが分かる。

なお、上記実施例ではコンデンサ基体としてアルミニウ
ム棒１を用いたが、コンデンサ基体はアルミニウム棒１
に限定されるものではなく、例えば、タンタル棒、ニオ
ブ棒、チタン棒等の表面に誘電体酸化皮膜層を形成でき
る金属棒であればよい。また、表面に誘電体酸化皮膜層
を形成できる物資を具備する金属棒でよいことも当然で
ある。

また、コンデンサ基体の形状も棒状に限定されるもので
はなく、例えば第３図に示すようにコンデンサ部Ｃを形
成するコンデンサ形成部２２と端子部分となる棒状部分
２１を一体に形成し、コンデンサ形成部２２の径を棒状
部２１のそれより大きくしたコンデンサ基体を用いても
よく、また、第４図に示すようにコンデンサ形成部２４
を径（７）大きい円柱状のブロックとし、該コンデンサ
形成部２４の端面にそれより径の小さい棒状部２３の一
端をつき合わせ溶接したコンデンサ基体を用いてもよく
、また、第５図に示すようにコンデンサ形成部２６を矩
形状のブロックとし、該コンデンサ形成部２６の端面に
棒状部２５の一端をつき合わせ溶接したコンデンサ基体
を用いてもよい。

なお、コンデンサ形成部２６の製造方法としては、第６
図（ａ）に示すように板厚のアルミニウム板２７を用意
し、該アルミニウム板２７の表面をエツチング処理した
後、同図（ｂ）に示すように矩形状のブロックに切断し
てコンデンサ形成部２６を形成し、該コンデンサ形成部
２６端面に綻同図（ｃ）に示すような棒状部材２５をつ
き合わせ接合して製作する。

なお、第３図、第４図及び第５図に示すコンデンサ基体
を用いる場合は、第１図に示すコンデンサ基体と同様棒
状部材２１，２３．２５のつき合わせ接合部近傍２１ａ
、２３ａ、２５ａに樹脂材を塗布して絶縁帯層を形成し
た後、コンデンサ形成部２２，２４．２６に誘電体酸化
被膜、複素環式化合物のポリマー層、グラファイト層及
び銀ペースト層を形成する。

なお、第１図、第３図、第４図及び第５図に示すコンデ
ンサ基体として、例えばアルミニウムを使用する場合、
絶縁帯層を樹脂材を塗布して形成する代わりに、この部
分にコンデンサ形成部分に形成した陽極酸化皮膜の化成
継電圧より、１．２倍以上の化成→電圧で陽極酸化被膜
を形成し、その後コンデンサ形成部分に複素環式化合物
のポリマー層を電解酸化重合で形成してもよい。この場
合、１２倍以上の化成化電圧で陽極酸化被膜を形成した
部分にはコンデンサ形成部分の陽極酸化被膜より皮膜層
の皮膜層が厚くなるから、この部分に複素環式化合物の
ポリマー層は形成されないので、複素環式化合物のポリ
マー層はコンデンサ形成部分にのみ形成されることにな
る。第７図は上記構造のコンデンサ部Ｃの外装の一例を
示す断面図である。同図に示すように、コンデンサ部Ｃ
ノ銀ペースト層に銀ペーストで端子用の棒状体２８を同
じく銀ペーストで接合した後、コンデンサ部Ｃを樹脂ケ
ース２９の内に挿入し、樹脂ケース２９とコンデンサ部
Ｃの間隙部に樹脂材を充填して外装を施し℃いる。

また、第８図は固体電解コンデンサをチップ型に構成し
た場合の断面図である。図示するようにコンデンサ部Ｃ
の銀ペースト層にリン青銅等の導電性の良好な金属材か
らなる金属端子片３１を銀ペーストで接合すると共に、
他方の棒状体に金属端子片３２を溶接で接合し、その後
コンデンサ部Ｃ及び金属端子片３１．３２の所定部分に
樹脂モールド外装３３を施し、金属端子片３１．３２を
樹脂モールド外装３３を側面から底面に折り曲げて底部
に露出させる。

上記実施例においては、複素環式化合物のポリマー層と
してピロールのポリマー層を形成する例を示したが、複
素環式化合物としてはこれに限定きれるものではなく、
フラン、チオフェンを用いこれらのポリマー層をコンデ
ンサ部の誘電体酸化皮膜層の上に形成し、これらを固体
Ｔ解質としてもよい。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明によれば以下のような優れ
た効果が得られる。

■表面に誘電体酸化皮膜を形成できる棒状金属体又は誘
電体酸化皮膜を形成できる物質を表面に具備した棒状金
属体又は誘電体酸化皮膜を形成できる金属ブロック又は
誘電体酸化皮膜を形成できる物質を表面に具備した金属
ブロックの１側面に棒状金属体を接合したものをコンデ
ンサ基体として用いるから、これらを極めて小さい寸法
のものにすることができ、小容量（０，０１μＦ〜１１
μＦ）で且つ／ＪＸ寸法の固体電解コンデンサとなる。

■また、該コンデンサ部を樹脂ケース内に挿入し、該樹
脂ケース樹内に樹脂材を充填して外装を施すか又は、コ
ンデンサ部を筒状の金属電極内に挿入し、該金属電極内
に導電ペーストを充填するので、高温状態におけるコン
デンサ特性劣化が極めて少なくなる。

■また、コンデンサ部と棒状金属体とにそれぞれ金属端
子片を取り付け、更に該コンデンサ部に樹脂材からなる
外装を施し、該金属端子片を樹脂外装の底面に折り曲げ
てコンデンサをチップ型とするので、チップ型で小容量
ノＪ−型の固体電解コンデンサとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る固体電解コンデンサの構成を示す
図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は固体電解コン
デンサの斜視図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ線上
断面図、第２図は本発明の固体電解コンデンサの高温中
のインピーダンス値を測定した結果を示す図、第３図、
第４図、第５図はそれぞれ本発明に係る固体電解コンデ
ンサのコンデンサ基体を示す斜視図、第６図（ａ）。（ｂ）、（ｃ）は矩形状のコンデンサ形成部を有するコ
ンデンサ基体の製造方法を説明するための図、第７図、
第８図はそれぞれ本発明に係る固体電解コンデンサの外
装構成を示す断面図である。図中、１・・・・アルミニウム棒、２・・・・絶縁帯層
、３・・・・酸化アルミニウム層、４・・・・ポリピロ
ール居、５・・・・グラファイト層、６・・・・銀ペー
スト層、７・・・円筒、８・・・・金属棒、２１・・・
・棒状部分、２２・・・コンデンサ形成部、２３・・・
・棒状部分、２４・・・・コンデンサ形成部、２５・・
・・棒状部、２６・・・・コンデンサ形成部、２７・・
・・アルミニウム板、２８・・・・金属棒、２９・・・
・樹脂ケース、３０・・・・樹脂材、３１．３２・・・
・金属端子片、３３・・・・樹脂モールド外装。（ｂ）第１図／１０τ放１時望（Ｈ）第２図第３図第４図Ｃｂ）（Ｃ）第６図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面に誘電体酸化皮膜を形成できる金属又は誘電
体酸化皮膜を形成できる物質を表面に具備する金属から
なる棒状基体の表面に絶縁材からなる絶縁帯層を形成し
て該棒状基体の表面を２つに区分し、その一方の表面に
誘電体酸化皮膜層、複素環式化合物の導電性ポリマー層
及び導電ペースト層を順次形成してなるコンデンサ部を
有するコンデンサ素子を具備することを特徴とする固体
電解コンデンサ。
（２）表面に誘電体酸化皮膜を形成できる金属又は誘電
体酸化皮膜を形成できる物質を表面に具備した金属から
なるブロック基体の１側面に棒状金属体を接合し、前記
ブロック基体の表面に誘電体酸化皮膜層、複素環式化合
物の導電性ポリマー層及び導電ペースト層を順次形成し
てなるコンデンサ部を有するコンデンサ素子を具備する
ことを特徴とする固体電解コンデンサ。
（３）前記コンデンサ部の導電ペースト層面にコンデン
サ端子となる棒状金属体を接合すると共に、該コンデン
サ部を樹脂ケース内に挿入し、該樹脂ケース内に樹脂材
を充填して外装を施したことを特徴とする請求項（１）
又は（２）記載の固体電解コンデンサ。
（４）前記コンデンサ部を筒状で且つ一端面にコデンサ
の一方の端子となる棒状金属体を接合してなる金属電極
内に挿入し、該金属電極内に導電ペーストを充填したこ
とを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の固体電解
コンデンサ。
（５）前記コンデンサ部の導電ペースト層上にコンデン
サの一方の端子となる金属端子片を取り付けると共に、
前記棒状金属体にコンデンサの他方の端子となる金属端
子片を取り付け、更に該コンデンサ部に樹脂材からなる
外装を施し、該樹脂外装から外側に突出する両金属端子
片を樹脂外装の底面に折り曲げてコンデンサをチップ型
としたことを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の
固体電解コンデンサ。
（６）棒状金属体の材質がアルミニウムであり、且つ前
記コンデンサ部を接合した接合部近傍にコンデンサ部の
陽極酸化皮膜形成電圧より１．２倍以上高い化成電圧で
陽極酸化皮膜層を形成したことを特徴とする請求項（２
）又は（４）記載の固体電解コンデンサ。