JPH07226338A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間のエージングで歩留の良好な固体電解
コンデンサを製造する方法を提供する。 【構成】 誘電体酸化皮膜層を有する陽極基体に、半導
体層を化学的析出法で積層する際に、陽極基体に電圧を
印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体電解コンデンサの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】弁金属からなる陽極基体の表面に誘電体
酸化皮膜層、半導体層および導電体層を積層した固体電
解コンデンサは従来、半導体層として二酸化マンガン、
二酸化鉛、二酸化鉛と硫酸鉛との組成物や、ＴＣＮＱ
塩、導電性高分子等の有機半導体を用いたものが知られ
ている。この中で二酸化鉛、二酸化鉛と硫酸鉛との組成
物を半導体層として用いたものがとりわけ耐熱性及び高
周波特性の点で優れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た固体電解コンデンサは、半導体層を形成するときに誘
電体酸化皮膜層を多かれ少なかれ傷つけられるため、通
常はエージング操作によって誘電体酸化皮膜層を修復す
る必要がある。二酸化鉛と硫酸鉛との組成物を半導体層
として用いた固体電解コンデンサの作製時においても、
エージング操作によって漏れ電流（以下ＬＣと略す）を
低減させるが、工業生産上、エージング時間を出来るだ
け短くして漏れ電流を低減させることが望まれていた。
エージング操作とは、固体電解コンデンサの製造の際、
導電体層を形成後（樹脂で封止しする前または後）に、
固体電解コンデンサ素子に通電し、誘電体酸化皮膜層を
修復する操作をいう。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するためになされたもので、その要旨は、表面に誘
電体酸化皮膜層を有する弁作用金属からなる陽極基体
に、半導体を化学的析出法で形成積層し、さらに半導体
層上に導電体層を形成して固体電解コンデンサを製造す
る際に、半導体層形成時に陽極基体に電圧印加すること
にある。半導体としては、二酸化鉛と硫酸鉛との組成物
が好適に使用できる。

【０００５】以下、本発明の方法についてさらに詳しく
説明する。本発明の製造方法による固体電解コンデンサ
の陽極として用いられる弁作用金属からなる陽極基体と
しては、例えばアルミニウム、タンタル、ニオブ、チタ
ンおよびこれらを基質とする合金等、弁作用を有する金
属がいずれも使用できる。このような陽極基体は、公知
の手法により表面がエッチングされていてもよいし、弁
作用金属粉末を焼結したものであってもよい。陽極基体
の表面に設ける誘電体酸化皮膜層は、陽極基体表面部分
に設けられた陽極基体自体の酸化物層であってもよく、
或は、陽極基体の表面上に設けられた他の誘電体酸化物
の層であってもよいが、特に陽極弁金属自体の酸化物か
らなる層であることが望ましい。いずれの場合も酸化物
層を設ける方法としては、電解液を用いた陽極化成法な
ど従来公知の方法を用いることができる。

【０００６】次に、誘電体酸化皮膜層上に後で詳細に説
明する半導体層を化学的析出法で形成するが、陽極基体
の一部を陽極部として残しておき残部に半導体層を形成
する。また、あらかじめ陽極基体に陽極リードを設けて
おき、陽極リードの一部を残して残部に半導体層を形成
してもよい。このような陽極部と半導体層形成部との界
面に絶縁材料ではち巻き状に絶縁帯を設けておくと半導
体層形成時の作業性が良好となり好都合である。化学的
析出法で形成される半導体層として、二酸化鉛と硫酸鉛
からなる半導体層、三酸化バナジンからなる半導体層、
酸化第２タリウムからなる半導体層等があげられる。

【０００７】以下、二酸化鉛と硫酸鉛との組成物からな
る半導体層を例にとってさらに詳しく説明する。二酸化
鉛と硫酸鉛との組成物からなる半導体層を化学的析出法
で形成するために、鉛含有化合物と過硫酸イオンを含む
溶液を反応母液として用いる。鉛含有化合物としては、
例えば、オキシン、アセチルアセトン、ピロメコン酸、
サリチル酸、アリザリン、ポリ酢酸ビニル、ポリフィリ
ン系化合物、クラウン化合物、クリプテート化合物等の
キレート形成性化合物に鉛の原子が配位結合もしくはイ
オン結合している鉛含有化合物、クエン酸鉛、酢酸鉛、
塩基性酢酸鉛、塩化鉛、臭化鉛、過塩素酸鉛、塩素酸
鉛、リードサルファイトメイト、六弗化ケイ素鉛、臭素
酸鉛、ホウフッ化鉛、酢酸鉛水和物、硝酸鉛等があげら
れる。これらの鉛含有化合物は２種以上混合して使用し
てよい。過硫酸イオン種を与える化合物としては、例え
ば、過硫酸カリ、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウ
ム等があげられる。過硫酸イオン種を与える化合物は、
２種以上混合して使用してもよい。陽極基体の表面に誘
電体酸化皮膜層が形成された固体電解コンデンサ素子を
前記反応母液に浸漬し、この反応母液を加温して半導体
層を形成する。

【０００８】そして、この反応中または反応途中に陽極
基体に電圧を印加することが肝要である。印加電圧は誘
電体酸化皮膜の破壊電圧以下であり、作製した誘電体酸
化皮膜の種類、形状、厚さによって変化するため、予備
実験によって決定される。電圧の印加法は、１つ以上の
電圧を継続して、またはパルス状に、あるいは断続的に
印加される。また電圧印加方向は、陽極基体を正極に、
反応母液側を負極にして印加されるが、反応母液中に白
金、鉄、ニッケル、亜鉛、アルミ、タンタル等の金属ま
たは合金の板または箔を負極として浸漬して使用するこ
とが一般的である。この場合、反応装置を金属で設計し
ておき、反応装置自身を負極として使用してもさしつか
えない。次に、半導体層の上に、従来公知の銀ペースト
等の導電ペースト、または半田等の溶融金属からなる導
電体層を形成し、さらに陰極リードを接続した後、例え
ば、樹脂モールド、樹脂ケース、金属製の外装ケース、
樹脂のディッピング、ラミネートフィルムによる外装に
より各種用途の汎用コンデンサ製品とすることができ
る。

【０００９】

【作用】このような構成によって、半導体層を形成させ
る反応の過程で陽極基体に電圧を印加させると、半導体
層形成時に生じる誘電体酸化皮膜の劣傷が修復される。
従って、導電体層を形成後のエージングに要する時間が
短くても漏れ電流が所定値以下となる。さらに作製した
固体電解コンデンサの耐電圧も上昇する。

【００１０】

【実施例】以下、実施例および比較例を示して本発明を
さらに詳しく説明する。 実施例１〜１２、比較例１〜３ りん酸とりん酸アンモニウム水溶液中で化成処理した表
面に誘電体酸化皮膜層を形成した８５μＦ／ｃｍ² のア
ルミニウムエッチング箔（以下、化成箔と称する。）の
小片５ｍｍ×３ｍｍを用意した（絶縁破壊電圧１６
Ｖ）。次いでこの化成箔の３ｍｍ×３ｍｍの部分を表１
に示した反応母液中に浸漬し半導体層を形成した。この
半導体層形成時に表２に示した電圧印加条件で電圧印加
を行った。このような操作を３回くり返した後、銀ペー
スト浴に浸漬して半導体層上に導電体層を積層した。さ
らに別に用意したリードフレームに前記化成箔の陽極部
と、導電体層形成部を各々載置し、前者は熔接で、後者
は銀ペーストで接続した後、エポキシ樹脂でトランスフ
ァー成形により外装して（即ち、樹脂で封止して）固体
電解コンデンサを作製した。以上、実施例および比較例
で作製した固体電解コンデンサ各々４０点を１２５℃の
恒温槽に放置し、各々１０Ｖの電圧を印加して３０分エ
ージングした。この時、ＬＣが０．５μＡ以下になって
いる個数を「歩留」として、固体電解コンデンサの性能
と共に表３に示した。また、表３には各例の平均的な耐
電圧も併記した。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【表２】

【００１３】

【表３】

【００１４】比較例４ 実施例１で半導体層形成時に電圧印加を行わず、さらに
エージングを６時間行った以外は、実施例１と同様にし
て固体電解コンデンサを作製した。得られた固体電解コ
ンデンサの性能は、 容量 ９．５μF 、 tanδ 10KHz ６．２％、 ＬＣ
０．０３μA 歩留 ９３％、 耐電圧 １４Ｖ であった。尚、形成した半導体層の組成は、各例共二酸
化鉛が固体電解コンデンサとして高性能である組成の２
２重量％〜４６重量％、硫酸鉛が７８重量％〜５４重量
％に入ることをＸ線分析、赤外分光分析により確認し
た。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る固体
電解コンデンサの製造方法によれば、表面に誘電体酸化
皮膜層を有する弁作用金属からなる陽極基体に半導体を
化学的析出法で形成積層し、さらに半導体層上に導電体
層を形成してなる固体電解コンデンサの製造方法におい
て、半導体層形成時に陽極基体に電圧印加される。従っ
て誘電体酸化皮膜の修復が半導体層形成時に行われるの
で、短時間のエージング操作でも漏れ電流が少なくな
り、歩留の良い固体電解コンデンサを製造することがで
き耐電圧も高くなる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に誘電体酸化皮膜層を有する弁作用
   金属からなる陽極基体に半導体を化学的析出法で形成積
   層し、さらに半導体層上に導電体層を形成してなる固体
   電解コンデンサの製造方法において、半導体層形成時に
   陽極基体に電圧印加することを特徴とする固体電解コン
   デンサの製造方法。
2. 【請求項２】 半導体が二酸化鉛と硫酸鉛との組成物か
   らなることを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデ
   ンサの製造方法。