JPH0334525A - 固体電解コンデンサの電解質層の形成方法 - Google Patents

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 本発明は固体電解コンデンサの電解質層の形成方法に関
するものである。

従来の技術 従来は固体電解コンデンサの電解質層を形成する場合次
のような方法によう行っていた。

すなわち、第１の方法は、電極体を粘度の低い低濃度の
硝酸マンガン溶液に浸漬して含浸させ、適当な温度で熱
分解を行うという操作を数回繰り返して内部に二酸化マ
ンガンを満たし、その後、引き続いて比重１．７６以上
の高濃度の硝酸マンガン溶液に浸漬して含浸させ、適当
な温度で熱分解を行う操作を数回繰す返して表面に二酸
化マンガン電解質層を形成していた。

また、第２の方法は、電極体を比重の低い低濃度の硝酸
マンガン溶液に浸漬して含浸させ、適当な温度で熱分解
を行うという操作を数回繰９返して内部に二酸化マンガ
ンを満たし、その後、硝酸マンガン溶液に二酸化マンガ
ン粉末を分散させたスラリー液に浸漬して付着させ、適
当な温度で熱分解を行う操作を数回繰す返して表面に二
酸化マンガン電解質層を形成していた。

そしてまた、第３の方法は、特開昭６３−２６５４１７
号公報に示されているように、１極体を比重の低い低濃
度の硝酸マンガン溶液に浸漬して含浸させ、適当な温度
で熱分解を行うという操作を３回繰り返した後、適当な
濃度の硝酸マンガン溶液に浸漬して含浸させ、その後、
表面の硝酸マンガン溶液をガーゼまたは綿布で拭き取る
か、または５０℃で６〜１０分乾燥して半乾き状態とし
、そしてそれらに二酸化マンガン粉末をふ９かけた後に
熱分解を行うことによう１表面に二酸化マンガン電解質
層を形成していた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、これらの方法では次のような欠点があっ
た。第１の方法においては、必要で、かつ充分な厚さの
二酸化マンガン電解質層を形成するためには、硝酸マン
ガン溶液の含浸工程と熱分解工程の繰り返し回数が多く
なってコスト高になるとともに、表面に均一な二酸化マ
ンガン電解質層が得られにくいという欠点があった。

また必要で、かつ充分な厚さの二酸化マンガン電解質層
を少ない熱分解回数で形成するためには、比重１．７６
以上の高濃度の硝酸マンガン溶液を使わなければならな
いが、この比重の高い高濃度の硝酸マンガン溶液は、吸
湿性が高く、したがって濃度の調整と管理が非常に遺し
いという欠点があった。

また、第２の方法においては、硝酸マンガン溶液の含浸
工程と熱分解工程のａｂ返し回数を減らせるという特徴
があるが、スラリー溶液中の二酸化マンガン粉末を常に
均一に分散させてかくことが難しいこと、スラリー溶液
の組成の調整と管理が難しいこと、浸漬により表面に均
一なスラリー層として付着させることが難しいこと等に
よう。

不均一な二酸化マンガン電解質層になるという欠点があ
った。

そしてまた、第３の方法にかいては、ふうかかった場所
から優先的に二酸化マンガン粉末に硝酸マンガン水溶液
が吸い取られ、そして毛細管現象により二酸化マンガン
粉末の表面に硝酸マンガン水溶液が滲み込んでさらにそ
の上に続いてふｂかかってくる二酸化マンガン粉末が付
着するため、一番最後にふりかかった場所は硝酸マンガ
ン水溶液が不足するために二酸化マンガン粉末の付着量
が少なくなり、そのため、電極体の全表面に均一な厚さ
の層を形成することは難しく、特にたくさんの電極体を
同時に処理する場合は、すべての電極体に同時に二酸化
マンガン粉末をふりかけて一定の厚さに均一に付着させ
ることは濾しいという欠点があった。また、この場合、
付着力が弱いためにふりかけた二酸化マンガン粉末が工
程の振動等でばらばらと落下し、さらに不均一になると
いう欠点があった。そしてまた、前処理として５０℃で
乾燥しても上記した欠点は充分に解消されないものであ
った。

本発明は上記従来の欠点を解消することができる固体電
解コンデンサの電解質層の形成方法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 上記従来の課題を解決するために本発明の固体電解コン
デンサの電解質層の形成方法は、弁作用金属からなる陽
極導出線を具備する多孔質体の表面に誘電体性酸化皮膜
を形成した電極体に硝酸マンガン溶液を４含浸およびそ
の表面に付着させた後、これを１２０℃〜１８０℃で加
熱して前記硝酸マンガン溶液の一部に熱分解反応を起こ
させて半固体状の粘凋な物質を生成させ、続いて電解質
粉末槽に浸漬して粘凋な物質の表面に粉末状の電解質を
付着させじ次いで熱分解を行うようにしたものである。

作用 上記形成方法によれば、電極体の表面に強固に一定の厚
さの均一な粉末状の電解質層を極めて容易に形成するこ
とが可能となる。すなわち、成極体の表面を粘凋な物質
にしているため、粉末状の電解質を付着させてもそれが
毛細管現象にょう表面に滲んでくることがなく、粘凋な
物質の表面だけに付着させることができ名ため、一定の
厚さの均一な粉末状の電解質層を形成することができる
。

しかも、ふりかけたシ、吹き付けたりする必要もなく、
単に電解質粉末槽に浸漬するだけで均一な付着が可能と
なる。渣た。粘凋な物質への付着であるため、強固な付
着をさせることができる。そしてこれを熱分解すること
にょｂ厚さの一定な均一な電解質層を容易に形成するこ
とができるものである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。第１図は本発明の一実施例にかける固体電解コンデン
サの電極体に電解質となる二酸化マンガン粉末を付着さ
せた状態のモデル図を示したものである。まず、弁作用
金属であるタンタフし金属からなる陽極導出線１を具備
する縦４．０ｆｆｌｌＸ横３．０ｆｆｌｌＸ長さ１．４
ＭＭのタンタル多孔質体を陽極導出線１の部分でステン
レス板２に接続した後、この表面に一般的な陽極酸化方
法により１１６ｖの電圧を印加して誘電体性酸化皮膜３
を形成して電極体４を構成した。そしてこの電極体４を
一般的な方法で比重１．２０の硝酸マンガン溶液に浸漬
して含浸させて表面にも充分液を添加した後に２６０℃
で６分間の熱分解を行う工程を２回繰り返した。続いて
この電極体４を比重１．６０の硝酸マンガン溶液に浸漬
して引き上げた後、１６０℃の雰囲気中で１０分間加熱
してそれに含まれる水の除去と硝酸マンガン溶液の一部
に熱分解反応を起こさせて半固体状の粘凋な物質６を生
成させた。

この場合、生成した半固体状の粘凋な物質６には凹凸が
生じる場合があるため、このような場合にはエアーで吹
き落とすことにょす１表面を平滑にすることができる。

また前記半固体状の粘凋な物質５は吸温性が強いため、
１５０℃の雰囲気より取り出して大気にさらすと、数秒
から数十秒で空気中の水分を吸収して低粘凋化して二酸
化マンガン粉末との付着性の良い状態となるため、半固
体状の粘凋な物質６を生成した後、室温にて１０秒間以
上放置するようにしてもよいものである。

前記半固体状の粘凋な物質６は加熱する雰囲気温度が１
００℃以下では得られず、また１８０℃を超えると完全
に分解して固体状になってしまうため、１００℃〜１８
０℃の範囲内で行うことができるが、１２０℃〜１８０
℃の範囲が最も望ましい。

その後、この半固体状の粘　な物質６を生成させた電極
体４を、粒子径３０〜８０μ九のｒ−二酸化マンガン粉
末を満たした電解質粉末槽に電極体４が埋まるように浸
漬し、その後、陽極導出線１および電極体４の表面にへ
ばりついている余分の二酸化マンガン粉末粒子を振動を
加えることにより払い落として、表面に二酸化マンガン
粉末粒子層６を形成した。

上記した形成方法によれば、付着力が強固であるため、
少々の振動を与えても、半固体状の粘凋な物質６に付着
している部分の二酸化マンガン粉末は落下することはな
い。また、二酸化マンガン粉末は充分に脱水され、かつ
流動性の良いものが好ましい。これは、陽極尋出線１お
よび電極体４の表面に付着した二酸化マンガン粉末の上
にさらにへばりついてくる余分の二酸化マンガン粉末粒
子のへばりつきを防止するためであシ、さらに充分に脱
水されているものは半固体状の粘凋な物質６への付着が
容易になるからである。また二酸化マンガン粉末の粒子
径は４０μ胤〜６ｏμｍ程度の粒子の揃ったものが好ま
しい。これは−粒子でコンデンサの耐電圧を確保するの
に必要な二酸化マンガン粉末粒子層ｅの厚さを確保でき
る粒子径が望ましいからである。

また二酸化マンガン粉末の粒子径が１０μ扉よう小さい
と、粒子間の空隙が小さいため、熱分解の際の沸騰現象
時に発生する水蒸気や窒素酸化物のガス等によう押し上
げられやすくな９、そして付着した均一な二酸化マンガ
ン粉末粒子層６が破壊されるため、平均粒子径は１０μ
風以上が望ましい。この場合、粒子径があまｂ大きくな
ると、粒子が重くなって均一な吸着が雄しくなるため。

１００μ風以下が望ましいことを実検的に確認した。

逆に、１００μ肌以上の重い大きな粒子径のものを強固
に付着させようとする場合には粘凋な物質への付着が不
可欠となる。

半固体状の粘凋な物−ｉ５に付着させる粉末状の電解質
としては、実施例で示した二酸化マンガン粉末の他に、
水酸化マンガン粉末、二酸化鉛等の粒子を用いても同様
の効果を奏するものである。

二酸化マンガン粉末粒子層６を形成した後、引き、続い
て２６０℃の電気炉で６分間の熱分解を行った。その後
、さらに引き続いて、比重１．４０の硝酸マンガン溶液
に浸漬して２６０℃で６分間の熱分解を行う工程を２回
縁す返して電解質層となる二酸化マンガン粉末粒子層６
の形成を完成させた。

続いてこの二酸化マンガン粉末粒子層６の上にカーボン
層、銀塗料層を順次積層形成し、そして陽極導出線１に
は陽極端子を、銀塗料層には陰極端子をそれぞれ接続し
、さらに樹脂外装を施して３５　Ｖ　６．８μＦの固体
電解コンデンサを完成させた。

第１表は工程不良率と耐電圧の測定結果を示したもので
ある。

第１表 第２表は高温負荷試験での短絡故障と耐湿性試験での故
障の故の結果を示したもの（ｒ／ｎｒ：故障の数　ｎ：
試験の数）である。

上記第１表、第２表からも明らかなように、本発明の方
法によれば、歩留まｂの向上が図れるとともに、高温負
荷試験での短絡故障率、耐湿性試験での故障率を改善す
ることができ、これによシ、耐電圧のバラツキが小さく
なる等、従来の方法では得られない品質の向上が図れた
。

発明の効果 上記実施例の説明から明らかなように本発明の固体藏解
コンデンサの電解質層の形成方法によれば、次のような
すぐれ”た効果を有するものである。

Ｏ）電極体の表面に一定の厚さの均一な粉末状の電解質
層を極めて容易に形成することができるため、工程のト
ラブμが大幅に解消されて生産性の向上が図れる。

＠）少ない熱分解回数で必要な厚さの電解質層を形成す
ることができるため、工程を短縮化することができる。

ｒｓ）これまでより濃度の低い（比重の小さい）硝酸マ
ンガン溶液を使って必要な厚さの電解質層を形成するこ
とができるため、溶液の濃度管理が非常に容易になる。

（４）電極体の表面に一定の厚さの均一な粉末状の電解
質層を形成することができるため、歩留まシの向上が図
れるとともに、高温負荷試製での短絡故障率、耐湿性試
験での故障率を改善することができ、これにより、耐電
圧のバラツキが小さくなる等、コンデンサの大幅な品質
の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかける固体電解コンデｙす
の電極体に電解質となる二酸化マンガン粉末を付着させ
た状態のモデル図である。 １・・・・・・陽極導出線、３・・・・・・誘電体性酸
化皮膜、４・・・・・・′電極体、５・・・・・・半固
体状の粘凋な物質、６・・・・・・二酸化マンガン粉末
粒子４（電解質層）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁作用金属からなる陽極導出線を具備する多孔質
   体の表面に誘電体性酸化皮膜を形成した電極体に硝酸マ
   ンガン溶液を含浸およびその表面に付着させた後、これ
   を１２０℃〜１８０℃で加熱して前記硝酸マンガン溶液
   の一部に熱分解反応を起こさせて半固体状の粘凋な物質
   を生成させ、続いて電解質粉末槽に浸漬して粘凋な物質
   の表面に粉末状の電解質を付着させ、次いで硝酸マンガ
   ン溶液の熱分解を行うことを特徴とする固体電解コンデ
   ンサの電解質層の形成方法。
2. （２）弁作用金属からなる陽極導出線を具備する多孔質
   体の表面に誘電体性酸化皮膜を形成した電極体に硝酸マ
   ンガン溶液を含浸およびその表面に付着させた後、これ
   を１２０℃〜１８０℃で加熱して前記硝酸マンガン溶液
   の一部に熱分解反応を起こさせて半固体状の粘凋な物質
   を生成させ、その後、室温にて１０秒間以上吸湿させて
   低粘凋化し、さらにその後、電解質粉末槽に浸漬して前
   記低粘凋な物質の表面に粉末状の電解質を付着させるこ
   とを特徴とする固体電解コンデンサの電解質層の形成方
   法。
3. （３）粉末状の電解質が二酸化マンガン粉末であること
   を特徴とする請求項１または２記載の固体電解コンデン
   サの電解質層の形成方法。