JPH07120613B2 - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサの製造方法Info
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- JPH07120613B2 JPH07120613B2 JP14098987A JP14098987A JPH07120613B2 JP H07120613 B2 JPH07120613 B2 JP H07120613B2 JP 14098987 A JP14098987 A JP 14098987A JP 14098987 A JP14098987 A JP 14098987A JP H07120613 B2 JPH07120613 B2 JP H07120613B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
この発明は二酸化鉛を電界質に用いた固体電解コンデン
サの改良に関する。
サの改良に関する。
固体電解コンデンサは、アルミニウム、タンタル、ニオ
ブなどの表面に絶縁性の酸化皮膜が形成されるいわゆる
弁金属を陽極に用い、前記酸化皮膜を誘電体層とし、こ
の上面に金属酸化物半導体や有機導電体を固体電解質層
として形成し、さらにその外面に陰極引出しのための導
電層を設けて構成されている。 固体電解質に用いられる金属酸化物には、硝酸マンガン
を加熱変成させた二酸化マンガンがよく知られている。 固体電解質としての二酸化鉛は、例えば特公昭49−2937
4号公報にあるように、二酸化マンガンに比べて電導度
が高い。また固体電解質形成過程でも二酸化マンガンの
ごとく、硝酸マンガンを加熱して二酸化マンガンに変成
するなどの加熱処理が不要で、常温または析出反応促進
のために精々100℃以下の加熱をおこなえばよい。この
ために、誘電体酸化皮膜の劣化が少なく、低損失で信頼
度の高い固体電解コンデンサを得ることができる。 二酸化鉛を固体電解質として、誘電体酸化皮膜上に形成
する手段には、前出の特公昭49−29374号公報に記載さ
れているように、酢酸鉛、塩化鉛、臭化鉛、硝酸鉛、ほ
う弗化鉛など鉛イオンを含む化合物を水もしくは他溶媒
中に溶解させた鉛イオンを含む溶液と、過硫酸アンモニ
ウム、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、ジメチルス
ルホキシド、キノンなどの酸化剤を水もしくは他の溶媒
へ溶解した溶液との混合溶液中に陽極体を浸漬し、化学
的な酸化反応によって二酸化鉛を析出する方法がある。 また特公昭39−285号公報のように、硝酸鉛溶液などの
鉛イオン溶液中に陽極を浸漬して、電解酸化する電気化
学的方法によるものが一般に知られている。
ブなどの表面に絶縁性の酸化皮膜が形成されるいわゆる
弁金属を陽極に用い、前記酸化皮膜を誘電体層とし、こ
の上面に金属酸化物半導体や有機導電体を固体電解質層
として形成し、さらにその外面に陰極引出しのための導
電層を設けて構成されている。 固体電解質に用いられる金属酸化物には、硝酸マンガン
を加熱変成させた二酸化マンガンがよく知られている。 固体電解質としての二酸化鉛は、例えば特公昭49−2937
4号公報にあるように、二酸化マンガンに比べて電導度
が高い。また固体電解質形成過程でも二酸化マンガンの
ごとく、硝酸マンガンを加熱して二酸化マンガンに変成
するなどの加熱処理が不要で、常温または析出反応促進
のために精々100℃以下の加熱をおこなえばよい。この
ために、誘電体酸化皮膜の劣化が少なく、低損失で信頼
度の高い固体電解コンデンサを得ることができる。 二酸化鉛を固体電解質として、誘電体酸化皮膜上に形成
する手段には、前出の特公昭49−29374号公報に記載さ
れているように、酢酸鉛、塩化鉛、臭化鉛、硝酸鉛、ほ
う弗化鉛など鉛イオンを含む化合物を水もしくは他溶媒
中に溶解させた鉛イオンを含む溶液と、過硫酸アンモニ
ウム、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、ジメチルス
ルホキシド、キノンなどの酸化剤を水もしくは他の溶媒
へ溶解した溶液との混合溶液中に陽極体を浸漬し、化学
的な酸化反応によって二酸化鉛を析出する方法がある。 また特公昭39−285号公報のように、硝酸鉛溶液などの
鉛イオン溶液中に陽極を浸漬して、電解酸化する電気化
学的方法によるものが一般に知られている。
二酸化鉛の析出を化学的方法によりおこなうと、一度あ
るいは比較的少ない回数で所定の厚さの二酸化鉛層が形
成できる。しかしこの化学的方法によって形成した固体
電解質層は、その表面が粗面で、その外面に形成される
コロイダルカーボン層や導電ペーストなどの陰極引出し
層との接合が不完全となることが多い。また長時間使用
すると接合面で局所的に剥離をおこし、損失や内部抵抗
値が上昇する欠点もあった。 また電気化学的手段によって形成された二酸化鉛層は、
化学的手段によるものに比べ緻密な層が形成でき、陰極
引出し層との接合状態も良好で、長時間の使用において
も剥離等の不都合が生じにくい。しかし、二酸化鉛の形
成速度が化学的方法に比べて遅く、十分な厚さの固体電
解質層を得るには、長時間を要する欠点がある。 この発明は、上記の欠点を改良し、化学的方法ならびに
電気化学的方法双方の長所を生かし、特性劣化がなく、
かつ製造容易な固体電解コンデンサを提供することを目
的としたものである。
るいは比較的少ない回数で所定の厚さの二酸化鉛層が形
成できる。しかしこの化学的方法によって形成した固体
電解質層は、その表面が粗面で、その外面に形成される
コロイダルカーボン層や導電ペーストなどの陰極引出し
層との接合が不完全となることが多い。また長時間使用
すると接合面で局所的に剥離をおこし、損失や内部抵抗
値が上昇する欠点もあった。 また電気化学的手段によって形成された二酸化鉛層は、
化学的手段によるものに比べ緻密な層が形成でき、陰極
引出し層との接合状態も良好で、長時間の使用において
も剥離等の不都合が生じにくい。しかし、二酸化鉛の形
成速度が化学的方法に比べて遅く、十分な厚さの固体電
解質層を得るには、長時間を要する欠点がある。 この発明は、上記の欠点を改良し、化学的方法ならびに
電気化学的方法双方の長所を生かし、特性劣化がなく、
かつ製造容易な固体電解コンデンサを提供することを目
的としたものである。
この発明は、固体電解コンデンサの製造方法として、表
面に誘電体酸化皮膜層が形成された弁金属陽極の該誘電
体酸化皮膜層の上面に、化学的手段によって第１の二酸
化鉛層を形成するとともに、この第１の二酸化鉛層の上
面に電気化学的手段によって第２の二酸化鉛層を形成す
ることを特徴としている。 すなわちこの発明は、二酸化鉛からなる固体電解質層
を、化学的手段ならびに電気化学的手段の双方の手段を
順次用いて形成したものである。 図は、この発明により製造された固体電解コンデンサの
電極ならびに固体電解質層の構造を模式的にあらわした
もので、アルミニウム、タンタルなどの弁金属陽極１の
表面に、陽極酸化反応等の処理によって形成された誘電
体酸化皮膜層２が形成されている。この上面に、まず化
学的な手段による第１の二酸化鉛層３が形成され、その
上に電気化学的手段により、第２の二酸化鉛層４が形成
されている。そして、陰極引出しのための導電カーボン
層５および銀ペースト層６などの導電層からなる陰極引
出し手段が前記第２の二酸化鉛層に接して設けられてい
る。 なお弁金属陽極１および銀ペースト層６には、各々外部
引出しのためのリード線７、８が取り付けられ、外部と
の電気的接続が得られるようになっている。
面に誘電体酸化皮膜層が形成された弁金属陽極の該誘電
体酸化皮膜層の上面に、化学的手段によって第１の二酸
化鉛層を形成するとともに、この第１の二酸化鉛層の上
面に電気化学的手段によって第２の二酸化鉛層を形成す
ることを特徴としている。 すなわちこの発明は、二酸化鉛からなる固体電解質層
を、化学的手段ならびに電気化学的手段の双方の手段を
順次用いて形成したものである。 図は、この発明により製造された固体電解コンデンサの
電極ならびに固体電解質層の構造を模式的にあらわした
もので、アルミニウム、タンタルなどの弁金属陽極１の
表面に、陽極酸化反応等の処理によって形成された誘電
体酸化皮膜層２が形成されている。この上面に、まず化
学的な手段による第１の二酸化鉛層３が形成され、その
上に電気化学的手段により、第２の二酸化鉛層４が形成
されている。そして、陰極引出しのための導電カーボン
層５および銀ペースト層６などの導電層からなる陰極引
出し手段が前記第２の二酸化鉛層に接して設けられてい
る。 なお弁金属陽極１および銀ペースト層６には、各々外部
引出しのためのリード線７、８が取り付けられ、外部と
の電気的接続が得られるようになっている。
この発明によれば、二酸化鉛の固体電解質形成を、まず
第１の段階で化学的方法により形成するので、１度ある
いは、比較的少ない回数で所望の厚さの固体電解質を形
成する。次いで第２の段階として、電気化学的方法によ
って緻密な第２の二酸化鉛層を形成するので、その後の
コロイダルカーボン層や導電ペースト層と固体電解質層
との接合性が向上する。また長時間の使用による接合面
での剥離現象の発生が減少する。
第１の段階で化学的方法により形成するので、１度ある
いは、比較的少ない回数で所望の厚さの固体電解質を形
成する。次いで第２の段階として、電気化学的方法によ
って緻密な第２の二酸化鉛層を形成するので、その後の
コロイダルカーボン層や導電ペースト層と固体電解質層
との接合性が向上する。また長時間の使用による接合面
での剥離現象の発生が減少する。
次にこの発明の方法により固体電解コンデンサを作成
し、従来の方法によるものとの特性の比較をおこなった
結果を示す。 まず陽極箔として、厚さ80μｍの高純度のアルミニウム
箔を用意した。このアルミニウム箔はあらかじめエッチ
ング処理を施し表面積を拡大してしてある。この箔を70
Vの電圧で硼酸浴中で陽極酸化し、表面に誘電体絶縁酸
化皮膜を形成した。次にこの箔を1cm2の大きさに切断し
たものに、陽極引出しリード線を超音波溶接によって接
続した。 二酸化鉛層の形成は、まずこの箔を酢酸鉛50gを水40gに
溶解した溶液と、過硫酸アンモニウム60gを100gの水に
溶解した溶液との混合溶液中に、70℃で20分間浸漬して
二酸化鉛を化学的に析出させた。次にこの箔を水洗した
後、今度は酢酸鉛1Mol/lの濃度の溶液中に前記の箔を浸
漬し、銀／塩化銀基準電極比＋2Vの定電圧で、温度20℃
で20分間電気化学的に二酸化鉛の析出をおこなった。そ
して箔を水洗し、100℃で２時間乾燥させ、箔表面に銀
ペーストを塗布し、陰極引出しリード線を接続してこの
発明の固体電解コンデンサを完成させた。 また比較例１として、この発明の実施例と同じ箔を用
い、二酸化鉛の形成を第１段階の化学的方法のみによっ
たものと、比較例２として、同様に同じ箔を用い、第２
段階の電気化学的方法のみを適用して二酸化鉛層を形成
したものを作成した。これらの比較例についても銀ペー
ストを塗布し、陰極引出しリード線を接続して固体電解
コンデンサとした。 これらの固体電解コンデンサの特性を測定したところ以
下の表に示す結果が得られた。なお、測定は静電容量、
損失（Tanδ）、100KHzにおける等価直列抵抗値（ESR）
の３項目である。 この結果からわかるように、比較例１の化学的方法のみ
によるものは、静電容量は大差がないが、Tanδ、ESRの
いずれも本発明例のものに比べ劣っている。また、比較
例２の電気化学的方法のみによるものは、Tanδについ
ては本発明例のものと大差がないが、誘電体酸化皮膜層
と二酸化鉛層との接触部分が少なく、静電容量が極めて
低い値となっている。またESRについても本発明例に比
べて劣る結果となった。
し、従来の方法によるものとの特性の比較をおこなった
結果を示す。 まず陽極箔として、厚さ80μｍの高純度のアルミニウム
箔を用意した。このアルミニウム箔はあらかじめエッチ
ング処理を施し表面積を拡大してしてある。この箔を70
Vの電圧で硼酸浴中で陽極酸化し、表面に誘電体絶縁酸
化皮膜を形成した。次にこの箔を1cm2の大きさに切断し
たものに、陽極引出しリード線を超音波溶接によって接
続した。 二酸化鉛層の形成は、まずこの箔を酢酸鉛50gを水40gに
溶解した溶液と、過硫酸アンモニウム60gを100gの水に
溶解した溶液との混合溶液中に、70℃で20分間浸漬して
二酸化鉛を化学的に析出させた。次にこの箔を水洗した
後、今度は酢酸鉛1Mol/lの濃度の溶液中に前記の箔を浸
漬し、銀／塩化銀基準電極比＋2Vの定電圧で、温度20℃
で20分間電気化学的に二酸化鉛の析出をおこなった。そ
して箔を水洗し、100℃で２時間乾燥させ、箔表面に銀
ペーストを塗布し、陰極引出しリード線を接続してこの
発明の固体電解コンデンサを完成させた。 また比較例１として、この発明の実施例と同じ箔を用
い、二酸化鉛の形成を第１段階の化学的方法のみによっ
たものと、比較例２として、同様に同じ箔を用い、第２
段階の電気化学的方法のみを適用して二酸化鉛層を形成
したものを作成した。これらの比較例についても銀ペー
ストを塗布し、陰極引出しリード線を接続して固体電解
コンデンサとした。 これらの固体電解コンデンサの特性を測定したところ以
下の表に示す結果が得られた。なお、測定は静電容量、
損失（Tanδ）、100KHzにおける等価直列抵抗値（ESR）
の３項目である。 この結果からわかるように、比較例１の化学的方法のみ
によるものは、静電容量は大差がないが、Tanδ、ESRの
いずれも本発明例のものに比べ劣っている。また、比較
例２の電気化学的方法のみによるものは、Tanδについ
ては本発明例のものと大差がないが、誘電体酸化皮膜層
と二酸化鉛層との接触部分が少なく、静電容量が極めて
低い値となっている。またESRについても本発明例に比
べて劣る結果となった。
以上述べたように、この発明は、固体電解コンデンサの
製造方法において固体電解質である二酸化鉛層と、陰極
引出し層との接合が良好におこなわれ、損失、ESRなど
の電気特性に優れる。また長時間の使用において、固体
電解質層と陰極引出し層間の剥離が生じにくいため、長
時間にわたって安定した特性が維持でき、信頼性を高め
ることができる。 また固体電解質層の形成が短時間ででき、製造工程の簡
略化、効率化が図れる。
製造方法において固体電解質である二酸化鉛層と、陰極
引出し層との接合が良好におこなわれ、損失、ESRなど
の電気特性に優れる。また長時間の使用において、固体
電解質層と陰極引出し層間の剥離が生じにくいため、長
時間にわたって安定した特性が維持でき、信頼性を高め
ることができる。 また固体電解質層の形成が短時間ででき、製造工程の簡
略化、効率化が図れる。
図は、この発明により製造された固体電解コンデンサの
各層の構造を模式的にあらわした説明図である。 １……弁金属陽極 ２……誘電体酸化皮膜層 ３……第１の二酸化鉛層 ４……第２の二酸化鉛層 ５……導電カーボン層 ６……銀ペースト層 7,8……リード線
各層の構造を模式的にあらわした説明図である。 １……弁金属陽極 ２……誘電体酸化皮膜層 ３……第１の二酸化鉛層 ４……第２の二酸化鉛層 ５……導電カーボン層 ６……銀ペースト層 7,8……リード線
Claims (1)
- 【請求項１】表面に誘電体酸化皮膜層が形成された弁金
属陽極の該誘電体酸化皮膜層の上面に、化学的手段によ
って第１の二酸化鉛層を形成するとともに、この第１の
二酸化鉛層の上面に電気化学的手段によって第２の二酸
化鉛層を形成する固体電解コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14098987A JPH07120613B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14098987A JPH07120613B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63305509A JPS63305509A (ja) | 1988-12-13 |
| JPH07120613B2 true JPH07120613B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=15281554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14098987A Expired - Lifetime JPH07120613B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120613B2 (ja) |
-
1987
- 1987-06-05 JP JP14098987A patent/JPH07120613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63305509A (ja) | 1988-12-13 |
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