(57)【要約】【課題】導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサに関し、酸化劣化と組み立て時のストレスにより特性が劣化するという課題を解決し、耐湿性と漏れ電流特性に優れた固体電解コンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】コンデンサ素子１の陽極部を皿状の第１金属ケース８に接続し、同陰極部を皿状の第２金属ケース９に接続すると共に、この第２金属ケース９が第１金属ケース８を塞ぐように結合した構成により、第１／第２金属ケース８，９を結合することにより高い封止力を発揮して優れた気密性を保つことができるため、この中に収容されたコンデンサ素子１に外部の酸素が到達して酸化劣化を起こす確率は極めて低くなると共に組み立て時にストレスがかからなくなり、耐湿性と漏れ電流特性に優れ、かつ薄型化を図った固体電解コンデンサを提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性高分子を固体電解質に用い、かつ陽極取り出し部と陰極取り出し部が形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極取り出し部が接続された皿状の第１金属ケースと、同じく陰極取り出し部が接続されて上記第１金属ケースを塞ぐように結合された皿状の第２金属ケースと、上記第１金属ケースと第２金属ケース間の周縁に配設されて絶縁と封止を行う封口材からなるコイン形固体電解コンデンサ。
【請求項２】
コンデンサ素子が、表面が粗面化され、かつ誘電体酸化皮膜層が形成された弁作用金属箔からなる陽極体に絶縁部を設けて陽極部と陰極部に分離し、この陰極部に導電性高分子からなる固体電解質層、陰極層が順次積層形成されたものである請求項１に記載のコイン形固体電解コンデンサ。
【請求項３】
コンデンサ素子が、エッチングされて誘電体酸化皮膜層が形成された陽極箔とエッチングされた陰極箔をその間にセパレータを介在させて積層し、かつ上記陽極箔と陰極箔の間に導電性高分子からなる固体電解質層が形成されたものである請求項１に記載のコイン形固体電解コンデンサ。
【請求項４】
固体電解質層を形成する導電性高分子がポリピロール、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェンのいずれか一つ以上の導電性高分子およびその誘電体、および／またはそれらの化合物からなる請求項１に記載のコイン形固体電解コンデンサ。
【請求項５】
第１金属ケースへのコンデンサ素子の固定が絶縁部材を介して行われた請求項１に記載のコイン形固体電解コンデンサ。
【請求項６】
第２金属ケースへのコンデンサ素子の固定が銀ペースト、カーボンペースト、導電性接着剤のいずれかを介して行われた請求項１に記載のコイン形固体電解コンデンサ。
【請求項７】
コンデンサ素子が複数枚積層された請求項１に記載のコイン形固体電解コンデンサ。
【請求項８】
第１金属ケースならびに第２金属ケースに外部端子の一端を夫々接合し、この一対の外部端子の他端を同一面に配設して基板への実装面にした請求項１に記載のコイン形固体電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器に使用されるコンデンサの中で、特に低背化と耐湿特性、および漏れ電流特性に優れた導電性高分子を固体電解質に用いたコイン形固体電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高周波化に伴って電子部品の一つであるコンデンサにも従来よりも高周波領域でのＥＳＲ（等価直列抵抗）特性に優れるコンデンサが求められてきており、この要求に応えるために電気伝導度の高い導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサが種々検討されている。
【０００３】
図７はこの種の従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図、図８はこの固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子を示した一部切り欠き斜視図であり、図７と図８において２４はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子２４は弁作用金属であるアルミニウム箔からなる陽極体２５の表面を粗面化し、これを化成処理することにより誘電体である酸化アルミニウムの化成皮膜（図示せず）を形成した後、この陽極体２５の所定の位置に絶縁部を形成するポリイミド粘着テープ２６を貼り付けることによって陽極部２７と陰極部２８に分離し、この陰極部２８の表面に導電性高分子からなる固体電解質層２９、カーボンと銀ペーストからなる陰極層３０を順次積層形成することによって構成されているものである。
【０００４】
また、３１はこのように構成されたコンデンサ素子２４を複数枚積層した状態で各コンデンサ素子２４の陽極部２７を一体に接合した陽極リードフレーム、３２は同様に各コンデンサ素子２４の陰極層３０を一体に接続した陰極リードフレーム、３３は上記陽極リードフレーム３１と陰極リードフレーム３２の一部が夫々外表面に露呈する状態で上記複数のコンデンサ素子２４を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂であり、この外装樹脂３３には一般にエポキシ系の樹脂が多く用いられている。
【０００５】
このように構成された従来の固体電解コンデンサは、外装樹脂３３から表出した陽極リードフレーム３１と陰極リードフレーム３２を外装樹脂３３の外表面に沿って側面から底面へと折り曲げることによって外部端子３１ａと３２ａを夫々形成し、これにより面実装型の固体電解コンデンサを構成したものであった。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平９−３２０８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記従来の固体電解コンデンサでは、固体電解質層２９を形成するための導電性高分子は種々のものが開発され、固体電解コンデンサへの応用開発が急ピッチで進められてはいるものの、これらの導電性高分子はいずれも有機物であるために酸素雰囲気下では酸化劣化を引き起こし、これにより導電性の低下や誘電体酸化皮膜層との密着性および安定性の低下を引き起こすことになり、これが原因で特に高湿度雰囲気下においてはコンデンサ特性の劣化（特に容量減少およびＥＳＲ増大）を引き起こすことがわかってきている。
【０００８】
これらの課題を解決するために、従来のこの種の固体電解コンデンサにおいては、特に、コンデンサ素子２４に接続された陰極リードフレーム３２の界面を粗面化することによりコンデンサ素子２４および陰極リードフレーム３２の一部をモールドする外装樹脂３３と陰極リードフレーム３２との密着性を改善し、さらに外装樹脂３３の肉厚を厚くすることにより陰極リードフレーム３２とコンデンサ素子２４との距離を離し、陰極リードフレーム３２と外装樹脂３３との接触距離を少しでも長くして酸素雰囲気下における酸化劣化を防止する試みが図られていた。
【０００９】
しかしながら、このように外装樹脂３３の肉厚を厚くして陰極リードフレーム３２とコンデンサ素子２４との距離を離すことにより陰極リードフレーム３２と外装樹脂３３との接触距離を長くする方法をとると外形寸法が大きくなり、この結果、小型化が極めて難しくなるという課題を有していた。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決し、外部の酸素がコンデンサ素子に到達することによる酸化劣化を阻止し、また組み立て時のストレスにより漏れ電流特性が悪化することがなく、かつ薄型化を図ることができるコイン形固体電解コンデンサを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、導電性高分子を固体電解質に用い、かつ陽極取り出し部と陰極取り出し部が形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極取り出し部が接続された皿状の第１金属ケースと、同じく陰極取り出し部が接続されて上記第１金属ケースを塞ぐように結合された皿状の第２金属ケースと、上記第１金属ケースと第２金属ケース間の周縁に配設されて絶縁と封止を行う封口材からなるコイン形固体電解コンデンサという構成のものであり、これにより、皿状の第１／第２金属ケースを結合することによって高い封止力を発揮して優れた気密性を保つことができるため、この中に収容されたコンデンサ素子に外部の酸素が到達して酸化劣化を起こす確率は極めて低くなることから、耐湿性に優れ、また、２つの皿状の金属ケースでコンデンサ素子を封止する構成のためにコンデンサ素子に対して物理的なストレスがかかることがなく、そのために漏れ電流特性の安定化を図り、かつ薄型化を図った固体電解コンデンサを安定して提供することができるという作用効果を有する。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、コンデンサ素子が、表面が粗面化され、かつ誘電体酸化皮膜層が形成された弁作用金属箔からなる陽極体に絶縁部を設けて陽極部と陰極部に分離し、この陰極部に導電性高分子からなる固体電解質層、陰極層が順次積層形成されたという構成にしたものである。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、コンデンサ素子が、エッチングされて誘電体酸化皮膜層が形成された陽極箔とエッチングされた陰極箔をその間にセパレータを介在させて積層し、かつ上記陽極箔と陰極箔の間に導電性高分子からなる固体電解質層が形成されたという構成にしたものである。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、固体電解質層を形成する導電性高分子がポリピロール、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェンのいずれか一つ以上の導電性高分子およびその誘導体、および／またはそれらの化合物からなるという構成にしたものである。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の発明は、第１金属ケースへのコンデンサ素子の固定が絶縁部材を介して行われたという構成にしたものである。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の発明は、第２金属ケースへのコンデンサ素子の固定が銀ペースト、カーボンペースト、導電性接着剤のいずれかを介して行われたという構成にしたものである。
【００１７】
本発明の請求項７に記載の発明は、コンデンサ素子が複数枚積層されたという構成にしたものであり、容易に大容量化が図れるという作用効果を有する。
【００１８】
本発明の請求項８に記載の発明は、第１金属ケースならびに第２金属ケースに外部端子の一端を夫々接合し、この一対の外部端子の他端を同一面に配設して基板への実装面にしたという構成のものであり、容易に面実装型に対応することができるという作用効果を有する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明によるコイン形固体電解コンデンサは、導電性高分子を固体電解質に用いたコンデンサ素子の陽極取り出し部を皿状の第１金属ケースに接続し、同じく陰極取り出し部を皿状の第２金属ケースに接続すると共に、この第２金属ケースが上記第１金属ケースを塞ぐように結合した構成としたことにより、第１／第２金属ケースを結合することによって高い封止力を発揮して優れた気密性を保つことができるため、この中に収容されたコンデンサ素子に外部の酸素が到達して酸化劣化を起こす確率は極めて低くなることから、耐湿性に優れ、また、２つの皿状の金属ケースでコンデンサ素子を封止する構成のためにコンデンサ素子に対して物理的なストレスがかかることがなく、そのために漏れ電流特性の安定化を図り、かつ薄型化を図った固体電解コンデンサを安定して提供することができるという格別の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１，２，４〜６に記載の発明について説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態１によるコイン形固体電解コンデンサの構成を示した断面図、図２はこのコイン形固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子を示した一部切り欠き斜視図であり、図１、図２において１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１は弁作用金属であるアルミニウム箔からなる陽極体２の表面を粗面化し、これを化成処理することにより誘電体である酸化アルミニウムの化成皮膜（図示せず）を形成した後、この陽極体２の所定の位置に絶縁部を形成するポリイミド粘着テープ３を貼り付けることによって陽極部４と陰極部５に分離し、この陰極部５の表面に導電性高分子であるポリピロールからなる固体電解質層６、カーボンと銀ペーストからなる陰極層７を順次積層形成することによって構成したものである。
【００２２】
８と９は円形皿状に形成された第１金属ケースと第２金属ケース、１０は上記第１金属ケース８の内面にコンデンサ素子１を固定する際に絶縁、または絶縁と固定を行うための絶縁シート、１１は第１金属ケース８にコンデンサ素子１の陽極部４を電気的に接続するためのリード線、１２は上記第２金属ケース９の内面にコンデンサ素子１を固定すると共に陰極層７を電気的に接続するための導電性接着剤であり、この構成によって第１金属ケース８が陽極に、第２金属ケース９が陰極となるものである。
【００２３】
１３は上記第１金属ケース８と第２金属ケース９間の周縁に配設されて第１／第２金属ケース８，９の周縁をカーリング加工して結合することにより絶縁と封止を行う封口材であり、本実施の形態ではこの封口材１３としてブチルゴムを用いて構成した。
【００２４】
このように構成された本実施の形態によるコイン形固体電解コンデンサは、皿状の第１／第２金属ケース８，９を結合することによって高い封止力を発揮して優れた気密性を保つことができるため、この中に収容されたコンデンサ素子１に外部の酸素が到達して酸化劣化を起こす確率は極めて低くなり、これにより、耐湿性に優れ、かつ薄型化を図った固体電解コンデンサを実現することができるようになるものであり、また、皿状の第１／第２金属ケース８，９でコンデンサ素子１を封止する構成のため、封止の際にコンデンサ素子１に機械的なストレスがかからないため、漏れ電流の低い固体電解コンデンサを実現することができるようになるものであり、このような耐湿特性および漏れ電流の特性を比較例としての従来品と比較した結果を（表１）に示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
（表１）から明らかなように、本実施の形態によるコイン形固体電解コンデンサは、エージング後の漏れ電流の値が従来品に比べて低くなっている。これは、従来品では重合後のコンデンサ素子を外装樹脂で覆う際に機械的なストレスがかかるのに対し、本実施の形態による固体電解コンデンサでは、コンデンサ素子を封止する際に機械的なストレスがかからないことによるためである。また、８５℃８５％ＲＨの試験において、本実施の形態による固体電解コンデンサは、従来品に比べて初期の静電容量に対する変化率が小さくなっている。これは、従来品では８５℃８５％の雰囲気において水分が外装樹脂を通じてコンデンサ素子内に浸入するためである。これに対して本実施の形態による固体電解コンデンサは、封止をブチルゴムを用いた封口材１３で行っているため、高温でのゴムの膨張により面透過が抑えられているためである。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、第１金属ケース８にコンデンサ素子１の陽極部４を電気的に接続する手段としてリード線１１を用いた構成を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１金属ケース８に陽極部４を直接接続する構成にしても良いものである。
【００２８】
また、コンデンサ素子１を構成する導電性高分子からなる固体電解質層６としてポリピロールを用いた例で説明したが、これ以外にポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェンを単独で、あるいはこれらを組み合わせて用いても良いものである。
【００２９】
また、コンデンサ素子１を構成する弁作用金属からなる陽極体２としてアルミニウム箔を用いた例で説明したが、これ以外にタンタル箔、ニオブ箔等を用いても同様の作用効果が得られるものである。
【００３０】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について説明する。
【００３１】
本実施の形態は上記実施の形態１によるコイン形固体電解コンデンサのコンデンサ素子の構成が異なるものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
【００３２】
図３は本発明の実施の形態２によるコイン形固体電解コンデンサの構成を示した一部切り欠き斜視図、図４はこのコイン形固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子を示した断面図であり、図３、図４において１４はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１４はアルミニウム箔をエッチングして誘電体酸化皮膜層（図示せず）が形成された陽極箔１５と、同じくアルミニウム箔をエッチングした陰極箔１６を、その間にポリエチレンテレフタレートの不織布からなるセパレータ１７を介在させて積層し、かつ上記陽極箔１５と陰極箔１６の間に導電性高分子であるポリエチレンジオキシチオフェンからなる固体電解質層１８を形成して構成したものである。
【００３３】
８と９は第１金属ケースと第２金属ケースであり、上記コンデンサ素子１４は上記実施の形態１と同様に図示しない手段によって陽極箔１５が第１金属ケース８に、陰極箔１６が第２金属ケース９に夫々電気的に接続され、かつ第１金属ケース８と第２金属ケース９間の周縁に封口材１３を配設してカーリング加工することにより組み立てられ、第１金属ケース８が陽極に、第２金属ケース９が陰極となるように構成されたものである。
【００３４】
このように構成された本実施の形態によるコイン形固体電解コンデンサは、上記実施の形態１によるコイン形固体電解コンデンサと同様に、優れた気密性を発揮して耐湿性に優れ、かつ薄型化を図った固体電解コンデンサを提供することができるものである。また、皿状の第１／第２金属ケース８，９でコンデンサ素子１４を封止する構成のために封止の際にコンデンサ素子１４に機械的なストレスがかからず、そのために漏れ電流の低い固体電解コンデンサを実現することができるようになるものである。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、コンデンサ素子１４を構成する導電性高分子からなる固体電解質層１８としてポリエチレンジオキシチオフェンを用いた例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ポリアニリン、ポリピロールを単独で、あるいはこれらを組み合わせて用いた構成にしても同様の作用効果が得られるものである。
【００３６】
また、コンデンサ素子１４を構成するセパレータ１７としてポリエチレンテレフタレートの不織布を用いた例で説明したが、これ以外に、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂繊維からなるセパレータ、あるいは、樹脂の不織布等を用いても同様の作用効果が得られるものである。
【００３７】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項７に記載の発明について説明する。
【００３８】
本実施の形態は上記実施の形態１によるコイン形固体電解コンデンサのコンデンサ素子を複数枚積層した構成のものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
【００３９】
図５は本発明の実施の形態３によるコイン形固体電解コンデンサの構成を示した断面図であり、図５において１は上記実施の形態１で図２を用いて説明したコンデンサ素子であり、本実施の形態ではこのコンデンサ素子１を２枚積層し、さらにこれらを一体化して銀ペーストからなる陰極層７を形成して構成したものである。
【００４０】
このような構成にすることにより、容易に大容量化と低ＥＳＲ化を図ることができるようになるものである。
【００４１】
なお、本実施の形態においてはコンデンサ素子１を２枚積層した例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、積層枚数を増やす程、その効果が大きくなるものである。
【００４２】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項８に記載の発明について説明する。
【００４３】
本実施の形態は上記実施の形態１によるコイン形固体電解コンデンサに電極取り出し用の外部端子を接合した構成のものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
【００４４】
図６（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態４によるコイン形固体電解コンデンサの構成を示した正面図であり、図６（ａ），（ｂ）において１９と２１は上記実施の形態１によるコイン形固体電解コンデンサの第１金属ケース８に夫々接合された陽極側電極取り出し用の外部端子、２０と２２は同第２金属ケース９に夫々接合された陰極側電極取り出し用の外部端子であり、上記外部端子１９（２１）は階段状に折り曲げられることにより他方の外部端子２０（２２）と共にプリント基板２３の実装面上に搭載されて面実装可能なように構成されたものである。
【００４５】
なお、図６（ａ）は外部端子１９と２０を相反する方向に取り出した構成のもので、図６（ｂ）は外部端子２１と２２を同一方向に取り出した構成のものを示し、使用される状況に合わせて対応すれば良いものである。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によるコイン形固体電解コンデンサは、耐湿性に優れ、かつ薄型化が図れるという特徴を有するため、特に低背化と耐湿特性が要求される分野における固体電解コンデンサ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１によるコイン形固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図２】同コイン形固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子を示した一部切り欠き斜視図
【図３】本発明の実施の形態２によるコイン形固体電解コンデンサの構成を示した一部切り欠き斜視図
【図４】同コイン形固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子を示した断面図
【図５】本発明の実施の形態３によるコイン形固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図６】（ａ），（ｂ）本発明の実施の形態４によるコイン形固体電解コンデンサの構成を示した正面図
【図７】従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図８】同固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子を示した一部切り欠き斜視図
【符号の説明】
【００４８】
１，１４  コンデンサ素子
２  陽極体
３  ポリイミド粘着テープ
４  陽極部
５  陰極部
６，１８  固体電解質層
７  陰極層
８  第１金属ケース
９  第２金属ケース
１０  絶縁シート
１１  リード線
１２  導電性接着剤
１３  封口材
１５  陽極箔
１６  陰極箔
１７  セパレータ
１９，２０，２１，２２  外部端子
２３  プリント基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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