(57)【要約】【課題】漏れ電流が小さく、かつ信頼性の高い固体電解コンデンサを提供する。【解決手段】固体電解コンデンサ１の陽極箔２及び陰極箔３からは、それぞれリード棒６を介してリード線７が引き出されており、リード棒６の表面が導電性を有する樹脂８でコーティングされて、リード棒６が補強されている。そのため、リード棒６が受けるストレスが導電性樹脂８により緩和されることから、漏れ電流が小さく抑制されるとともにコンデンサ素子の信頼性も高くなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に酸化皮膜が形成された陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して巻回され、該セパレータに導電性高分子からなる固体電解質が保持された、固体電解コンデンサであって、
前記の陽極箔及び陰極箔から、それぞれリード棒を介してリード線が引き出されており、
前記リード棒の表面が導電性を有する樹脂でコーティングされていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記リード棒は、前記の陽極箔又は陰極箔に接続されるタブ部と、該タブ部の一端から伸延しかつその先端部に前記リード線が溶接された棒状の接続部とを有し、
前記導電性を有する樹脂は、前記リード棒のリード線溶接部付近を除いた少なくとも前記タブ部表面にコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記樹脂は、熱硬化性樹脂に導電性が付与されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂の何れか１種であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記熱硬化性樹脂に導電性フィラーが付与され、該導電性フィラーはカーボン系フィラーであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記固体電解質は、ポリアニリン、ポリピロール、及び、ポリエチレンジオキシチオフェンの何れか１種であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の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、固体電解コンデンサに関し、特に、導電性高分子からなる固体電解質を有する固体電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、アルミニウム、タンタル、または、ニオブ等の弁作用金属からなり、多数のエッチングピットや微細孔が形成された陽極箔を有する。また、この陽極箔の表面には誘電体となる酸化皮膜が形成され、酸化皮膜からは電極が引き出されている。
具体的には、酸化皮膜に電解質が接触しており、この電解質が、酸化皮膜からの電極の引き出しを行う真の陰極として機能する。ここで、この真の陰極としての電解質は、電解コンデンサの電気特性に大きな影響を及ぼすことから、従来から、様々な種類の電解質が採用された電解コンデンサが提案されている。
【０００３】
その中でも、固体電解コンデンサは、導電性を有する固体の電解質が用いられた電解コンデンサであり、電解質が液状であるものに比べて高周波領域におけるインピーダンス特性に優れている。また、固体電解質としては、導電性高分子であるポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）が一般的に用いられている。
【０００４】
また、デジタル化が進むに伴い、コンデンサの容量増加及び小形化に対する要求が高まってきているが、これらの相反する２つの要求を満たすことのできるコンデンサとして、巻回型の固体電解コンデンサがある。
この巻回型の固体電解コンデンサは、表面に酸化皮膜が形成された陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して巻回され、セパレータに導電性高分子からなる固体電解質が保持された構造を有し、電極面積を広く確保することが可能となっている（例えば、特許文献１参照）。また、陽極箔と陰極箔にはそれぞれ金属製のリード棒を介してリード線が接続されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８９２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した巻回型固体電解コンデンサは、組立やチップ加工を行う際に、陽極箔や陰極箔から引き出されたリード棒にストレスがかかりやすい構造となっている。そのため、リード棒に作用するストレスにより電極表面の酸化皮膜が剥離して漏れ電流が増大するという問題があった。また、これに伴ってコンデンサ素子の信頼性も低くなる。
【０００７】
本発明の目的は、漏れ電流が小さくかつ信頼性の高い固体電解コンデンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明の固体電解コンデンサは、表面に酸化皮膜が形成された陽極箔と陰極箔とがセパレータを介して巻回され、該セパレータに導電性高分子からなる固体電解質が保持された、固体電解コンデンサであって、前記の陽極箔及び陰極箔から、それぞれリード棒を介してリード線が引き出されており、前記リード棒の表面が導電性を有する樹脂でコーティングされていることを特徴とするものである。
【０００９】
第２の発明の固体電解コンデンサは、前記第１の発明において、前記リード棒は、前記の陽極箔又は陰極箔に接続されるタブ部と、該タブ部の一端から伸延しかつその先端部に前記リード線が溶接される棒状の接続部とを有し、前記導電性を有する樹脂は、前記リード棒のリード線溶接部付近を除いた少なくとも前記タブ部表面にコーティングされていることを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、リード棒をコーティングする樹脂は、耐熱性を考慮して、熱硬化性樹脂に導電性が付与されたものであることが好ましい（第３の発明）。尚、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等を用いることができる（第４の発明）。また、このような熱硬化性樹脂に導電性を付与するには、例えば、導電性フィラー等を付加すればよい。この導電性フィラーの一例としては、カーボン系フィラーが挙げられる（第５の発明）。
【００１１】
さらに、前記固体電解質は、ポリアニリン、ポリピロール、及び、ポリエチレンジオキシチオフェンの何れか１つであることが好ましい（第６の発明）。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、リード棒の表面が導電性を有する樹脂でコーティングされて、ストレスの加わるリード棒タブ部と接続部との境界付近のリード棒金属表面と導電性高分子との界面に弾力性のある樹脂が介在すること、また導電性高分子と金属との界面では剥離しやすいのに比べ、導電性高分子と樹脂との界面では、互いに有機材料であるため密着しやすいことから、当該リード棒の受けるストレスがこの導電性樹脂により緩和されると考えられる。そのため、リード棒および電極箔の表面に形成された酸化皮膜の剥離が防止されて、漏れ電流が低く抑制される。また、コンデンサ素子の信頼性も高くなる。なお、導電性樹脂を適用するのは、後述するリード棒タブ部と電極箔との接触抵抗を低減するためである。
【００１３】
第２の発明によれば、少なくともリード線の溶接部付近を除いたリード棒の表面に導電性を有する樹脂がコーティングされていることから、リード棒がストレスを受けやすい箇所を、導電性を有する樹脂により効率的に補強して、上記ストレスを緩和させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の固体電解コンデンサ１のコンデンサ素子１０は、陽極箔２と陰極箔３を備えており、これら陽極箔２と陰極箔３がセパレータ４を介して巻回された構造を有する。
【００１５】
陽極箔２は、アルミニウム等の弁作用金属で形成されている。図２に示すように、この陽極箔２の表面はエッチング処理により粗面化されるとともに、陽極酸化による酸化皮膜２ａが形成されている。また、陰極箔３も陽極箔２と同様にアルミニウム等で形成されており、その表面は粗面化されるとともに自然酸化皮膜３ａが形成されている。
また、セパレータ４の両面には導電性高分子からなる固体電解質５が保持されている。つまり、陽極箔２及び陰極箔３とセパレータ４の間に固体電解質５が挟持されている。導電性高分子からなる固体電解質５としては、ポリアニリン、ポリピロール、または、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）等を使用でき、このような固体電解質５は化学重合により生成される。
【００１６】
図１、図２に示すように、陽極箔２と陰極箔３からはそれぞれリード棒６が引き出されており、リード棒６を介して陽極箔２と陰極箔３にリード線７が接続されている。図３に示すように、リード棒６は、電極箔（陽極箔２、陰極箔３）に接続されるタブ部６ａと、このタブ部６ａの一端から伸延する丸棒状の接続部６ｂとを有し、接続部６ｂの先端部にリード線７が溶接されている。
【００１７】
また、図２〜４に示すように、タブ部６ａと接続部６ｂの表面が導電性を有する樹脂８でコーティングされており、リード棒６が補強されている。ここで、タブ部６ａはその表面全体が導電性樹脂８でコーティングされている。
一方、接続部６ｂにおいては、特に、接続部６ｂとリード線７との溶接部付近は酸化皮膜が形成されていないため導電性樹脂が付着すると、陽極と陰極のリード接続部６ｂ間での短絡となる可能性があり、リード線７との溶接部付近は導電性樹脂８でコーティングされていない。
また、この樹脂コーティングは、タブ部６ａの全体と接続部６ｂのリード線溶接部以外の部分を導電性樹脂の液に浸漬させた後、付着した樹脂を乾燥させることにより行われる。尚、樹脂８は導電性を有することから、この樹脂８を介してタブ部６ａ，６ａと電極箔２，３との間で電流を流すことができる。しかし、導電性樹脂でない場合、リードタブ部６ａ，６ａと電極箔２，３との加締接続部の接触抵抗が増加する。
【００１８】
このように、リード棒６の、タブ部６ａの表面と接続部６ｂ（リード線７の溶接部付近を除く）の表面が導電性を有する樹脂８でコーティングされていると、組立やチップ加工を行う際にリード棒６が受けるストレスが導電性樹脂８により緩和されると考えられる。そのため、リード棒タブ部６ａ，６ａや電極箔２，３の表面にそれぞれ形成された酸化皮膜２ａ，３ａの剥離が防止されて、漏れ電流が低く抑制される。また、コンデンサ素子１０の信頼性も高くなる。
【００１９】
また、この導電性樹脂８は、耐熱性を考慮して、熱硬化性樹脂に導電性が付与されたものであることが好ましい。この熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等を用いることができる。また、このような熱硬化性樹脂に導電性を付与するには、例えば、導電性フィラー等を付加すればよい。この導電性フィラーの一例としては、カーボン系フィラーが挙げられる。
【００２０】
次に、本発明のより具体的な実施例を比較例と合わせて説明する。
（実施例）
実施例の固体電解コンデンサを以下のような工程で作製した。
（１）まず、リード棒のタブ部と接続部（リード線溶接部分を除く）を、カーボン系フィラーが付与されて導電性を有するエポキシ樹脂の中に浸漬させ、さらに、１００℃で２０分間保持して乾燥させて、リード線溶接部付近を除いたリード棒表面を導電性エポキシ樹脂でコーティングした。尚、ストレスの加わるリード棒タブ部と接続部との境界付近のみに、樹脂をコーティングしてもよいが、作業性がよく安価な方法の上記の浸漬方法により、タブ部表面と接続部のリード線溶接部付近を除く部分の表面にコーティングするのが好ましい。よって、リード棒タブ部と電極箔との加締接続部の接触抵抗が増加するのを防止するため導電性樹脂とするのが好ましい。
【００２１】
（２）次に、陽極箔と陰極箔の表面にそれぞれ酸化皮膜を形成した後に、これら陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回させた。このとき、陽極箔２と陰極箔３に、上記樹脂コーティングがなされたリード棒をそれぞれ接続しておく。そして、図１に示すような、上面から２本のリード線がそれぞれ引き出されたコンデンサ素子１０を作製した。
【００２２】
（３）さらに、このコンデンサ素子を、３，４−エチレンジオキシチオフェンとｐ−トルエンスルホン酸鉄（III）とをｉ−プロパノールに溶解した溶液（モノマーと酸化剤のモル比１：１．５）に浸漬させた後、１００℃で６０分間保持して化学重合を行わせ、陽極箔及び陰極箔とセパレータとの間にＰＥＤＴからなる固体電解質を形成した。このようにして得られたコンデンサ素子を有底筒状の外装ケースに収納し、開口部をゴムパッキング等により密封した。
【００２３】
（比較例）
一方、比較例は、従来の固体電解コンデンサを採用した。この比較例のコンデンサの作製工程は、上記（１）の工程において、上記のリード棒を導電性樹脂でコーティングしない点を除けば、前述の実施例と同じである。
【００２４】
また、以上の実施例と比較例で、コンデンサ素子作製のために用いられる陽極箔及び陰極箔は全て同じ幅、長さである（具体的には、幅５ｍｍ、長さ１２５ｍｍ）。
【００２５】
以上の実施例及び比較例における電気特性の測定結果を表１に示す。また、高温負荷試験において測定された漏れ電流値を図５に示す。尚、それぞれの定格電圧は４．０Ｖ、試験温度は１０５℃である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１から明らかなように、実施例の固体電解コンデンサは、比較例のものより小さい漏れ電流値を示している。また、図５のグラフから、実施例の固体電解コンデンサ１は高温負荷試験においても小さい漏れ電流値で推移していることがわかる。
【００２８】
尚、前述した実施例においては、導電性が付与される樹脂としてエポキシ樹脂を用いたが、シリコーン樹脂を用いた場合にも同様の効果が得られることが確認された。
【００２９】
また、前述した実施例においては、ＰＥＤＴを固体電解質として用いたが、ＰＥＤＴ以外の公知の導電性高分子（例えばポリアニリンやポリピロール）を固体電解質として用いた場合にも同様の効果が得られることが確認された。
【００３０】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、リード線溶接部付近を除いたリード棒の表面が導電性樹脂でコーティングされている例について記載したが、ストレスが加わるリード棒タブ部と接続部との境界付近の表面が導電性樹脂でコーティングされている場合でも本発明の目的は十分に達成し得ると推察される。その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内で種々の設計変更及び修正を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサの概略斜視図である。
【図２】固体電解コンデンサの積層構造を概略的に示す図である。
【図３】リード棒の平面図である。
【図４】図３のIV-IV線断面図である。
【図５】高温負荷試験における漏れ電流の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１  固体電解コンデンサ
２  陽極箔
２ａ  酸化皮膜
３  陰極箔
３ａ  酸化皮膜
４  セパレータ
５  固体電解質
６  リード棒
６ａ  タブ部
６ｂ  接続部
７  リード線
８  樹脂
１０  コンデンサ素子
【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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