JPH1112601A - タンタル粉末及びそれを用いた固体電解コンデンサ - Google Patents
タンタル粉末及びそれを用いた固体電解コンデンサInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体電解コンデンサ用タンタル粉末は、成形
体密度を高くすると固体電解コンデンサの特性に悪影響
が生じる。 【解決手段】 固体電解コンデンサの陽極体に用いられ
るタンクル粉末として、粉末ＣＶ40,000μＦＶ／ｇ以上
の原粉（ＨｉｇｈＣＶ粉末）に、同粉末の粉末粒径が４
０μｍ〜２００μｍの凝集粉を２〜５ｗ％添加する。Ｈ
ｉｇｈＣＶ粉末に、４０μｍ〜２００μｍの凝集粉を添
加することにより粉末の粒度分布を調整し比較的大きな
二次粒子を増やす。これにより、成形時粉末同士の接合
力（アンカー効果）を高める事ができ、成形体強度を高
める事ができる。また、成形体強度を一定にすれば、成
形体密度を下げて成形することが可能となり、電気的特
性（ＣＶ，ｔａｎδなど）の改善を行うことが可能とな
る。
体密度を高くすると固体電解コンデンサの特性に悪影響
が生じる。 【解決手段】 固体電解コンデンサの陽極体に用いられ
るタンクル粉末として、粉末ＣＶ40,000μＦＶ／ｇ以上
の原粉（ＨｉｇｈＣＶ粉末）に、同粉末の粉末粒径が４
０μｍ〜２００μｍの凝集粉を２〜５ｗ％添加する。Ｈ
ｉｇｈＣＶ粉末に、４０μｍ〜２００μｍの凝集粉を添
加することにより粉末の粒度分布を調整し比較的大きな
二次粒子を増やす。これにより、成形時粉末同士の接合
力（アンカー効果）を高める事ができ、成形体強度を高
める事ができる。また、成形体強度を一定にすれば、成
形体密度を下げて成形することが可能となり、電気的特
性（ＣＶ，ｔａｎδなど）の改善を行うことが可能とな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はタンクル粉末及びそ
れを用いた固体電解コンデンサに関する。
れを用いた固体電解コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】固体電解コンデンサ用タンタル粉末は通
常、フッ化タンタル酸カリウムの金属ナトリウムによる
還元で製造される。このようにして得られたタンクル粉
末に適当なバインダを調合し、成形、焼結をすることに
より固体電解コンデンサ陽極体を得る事が出来る。一般
に粉末ＣＶが高いＨｉｇｈＣＶ粉末になるにつれて粉末
粒径も小さくなり、成形体強度が弱くなるため、成形体
強度を高くするために成形体密度を高くすることが行な
われている。しかし、成形体密度を高くするとＣＶ（容
量）の滅少やｔａｎδの増大が起こり、固体電解コンデ
ンサの特性に悪影響を及ぽすことが一般的に知られてい
る。
常、フッ化タンタル酸カリウムの金属ナトリウムによる
還元で製造される。このようにして得られたタンクル粉
末に適当なバインダを調合し、成形、焼結をすることに
より固体電解コンデンサ陽極体を得る事が出来る。一般
に粉末ＣＶが高いＨｉｇｈＣＶ粉末になるにつれて粉末
粒径も小さくなり、成形体強度が弱くなるため、成形体
強度を高くするために成形体密度を高くすることが行な
われている。しかし、成形体密度を高くするとＣＶ（容
量）の滅少やｔａｎδの増大が起こり、固体電解コンデ
ンサの特性に悪影響を及ぽすことが一般的に知られてい
る。
【０００３】このような問題の改善策として、例えば、
特開平８−９７０９５号公報では、平均粒径１．０〜
５．０μｍのタンタル粉末に１０〜５００ｎｍのタンタ
ル粉末を１〜２５ｗ％混合しており、これにより、焼結
体強度を高めることが可能な、電解コンデンサ用の陽極
材料としてのタンクル粉末を得ている。また、このタン
タル粉末は、平均粒径１．０〜５．０μｍのタンクル粉
末が、ＣＶ10,000〜15,000μＦ／ｇの高圧・低容量粉
末、ＣＶ15,000〜20,000μＦ／ｇの高圧・中容量粉末、
ＣＶ20,000〜30,000μＦ／ｇの中庄・高容量粉末及びＣ
Ｖ30,000μＦ／ｇの低圧・高容量粉末からなる群から選
ばれるものとされている。
特開平８−９７０９５号公報では、平均粒径１．０〜
５．０μｍのタンタル粉末に１０〜５００ｎｍのタンタ
ル粉末を１〜２５ｗ％混合しており、これにより、焼結
体強度を高めることが可能な、電解コンデンサ用の陽極
材料としてのタンクル粉末を得ている。また、このタン
タル粉末は、平均粒径１．０〜５．０μｍのタンクル粉
末が、ＣＶ10,000〜15,000μＦ／ｇの高圧・低容量粉
末、ＣＶ15,000〜20,000μＦ／ｇの高圧・中容量粉末、
ＣＶ20,000〜30,000μＦ／ｇの中庄・高容量粉末及びＣ
Ｖ30,000μＦ／ｇの低圧・高容量粉末からなる群から選
ばれるものとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
報に記載の技術では、平均粒径１０〜５００ｎｍのナノ
サイズのタンタル粉末を添加しいるため、焼結が進んで
陽極体の空孔分布が小さくなり、電気的特性（ｔａｎδ
値）に悪影響がでるという問題が生じる。
報に記載の技術では、平均粒径１０〜５００ｎｍのナノ
サイズのタンタル粉末を添加しいるため、焼結が進んで
陽極体の空孔分布が小さくなり、電気的特性（ｔａｎδ
値）に悪影響がでるという問題が生じる。
【０００５】本発明は成形体強度を高くすると共に、電
気的特性を改善することが可能なタンタル粉末及びそれ
を用いて固体電解コンデンサを提供することにある。
気的特性を改善することが可能なタンタル粉末及びそれ
を用いて固体電解コンデンサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、固体電解コン
デンサの陽極体に用いられるタンクル粉末として、粉末
ＣＶ40,000μＦＶ／ｇ以上の原粉（ＨｉｇｈＣＶ粉末）
に、同粉末の粉末粒径が４０μｍ〜２００μｍの凝集粉
を２〜５ｗ％添加したことを特徴とする。また、Ｈｉｇ
ｈＣＶ粉末に、粉末ＣＶ20,000μＦＶ／ｇ〜粉末ＣＶ3
0,000μＦＶ／ｇの粉末（ＬｏｗＣＶ粉末）を２〜５ｗ
％添加したことを特徴とする。また、本発明の固体電解
コンデンサは、これらのタンタル粉末を焼結した陽極体
を備えることを特徴とする。
デンサの陽極体に用いられるタンクル粉末として、粉末
ＣＶ40,000μＦＶ／ｇ以上の原粉（ＨｉｇｈＣＶ粉末）
に、同粉末の粉末粒径が４０μｍ〜２００μｍの凝集粉
を２〜５ｗ％添加したことを特徴とする。また、Ｈｉｇ
ｈＣＶ粉末に、粉末ＣＶ20,000μＦＶ／ｇ〜粉末ＣＶ3
0,000μＦＶ／ｇの粉末（ＬｏｗＣＶ粉末）を２〜５ｗ
％添加したことを特徴とする。また、本発明の固体電解
コンデンサは、これらのタンタル粉末を焼結した陽極体
を備えることを特徴とする。
【０００７】成形体強度の高いＬｏｗＣＶ粉末は、Ｈｉ
ｇｈＣＶ粉末の粒度分布に仕ベ４０μｍ〜２００μｍの
分布が多く含まれている。そこで、ＨｉｇｈＣＶ粉末の
原粉に、４０μｍ〜２００μｍの凝集粉を添加すること
により粉末の粒度分布を調整し比較的大きな二次粒子を
増やす。このことより、成形時粉末同士の接合力（アン
カー効果）を高める事ができ、成形体強度を高める事が
できる。また、成形体強度を一定にすれば、成形体密度
を下げて成形することが可能となり、電気的特性（Ｃ
Ｖ，ｔａｎδなど）の改善を行うことが可能となる。
ｇｈＣＶ粉末の粒度分布に仕ベ４０μｍ〜２００μｍの
分布が多く含まれている。そこで、ＨｉｇｈＣＶ粉末の
原粉に、４０μｍ〜２００μｍの凝集粉を添加すること
により粉末の粒度分布を調整し比較的大きな二次粒子を
増やす。このことより、成形時粉末同士の接合力（アン
カー効果）を高める事ができ、成形体強度を高める事が
できる。また、成形体強度を一定にすれば、成形体密度
を下げて成形することが可能となり、電気的特性（Ｃ
Ｖ，ｔａｎδなど）の改善を行うことが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明が適用される固体電
解コンデンサの断面構成図であり、タンタル粉末を焼結
して形成した陽極体１の一端部に凸部２を設け、この凸
部２内にタンタルなどからなる陽極用ワイヤ３を埋め込
む。そして、前記陽極体１の中間部に絶縁材からなる外
装４を設けるとともに、この外装４を挟んで陽極体１の
外側に陰極電極５を形成し、また前記凸部２側に陽極電
極６を形成している。
解コンデンサの断面構成図であり、タンタル粉末を焼結
して形成した陽極体１の一端部に凸部２を設け、この凸
部２内にタンタルなどからなる陽極用ワイヤ３を埋め込
む。そして、前記陽極体１の中間部に絶縁材からなる外
装４を設けるとともに、この外装４を挟んで陽極体１の
外側に陰極電極５を形成し、また前記凸部２側に陽極電
極６を形成している。
【０００９】図２は本発明にかかるタンタル粉末を用い
て前記固体電解コンデンサの陽極体を形成するための製
造方法を説明するためのフローチャートである。先ず、
タンタルの原粉を用意する（Ｓ１１）。また、これとは
別に、粉末粒径が異なる複数種類の凝集粉を用意する
（Ｓ１２）。そして、それぞれの凝集粉を秤量し、前記
原粉と混合した（Ｓ１３）。その後、各粉末に適当量の
バインダを加え調合し乾燥させる（Ｓ１４）。十分に乾
燥させたあと成形機にてタンタルワイヤと共に成形を行
なう（Ｓ１５）。そして各成形体を真空焼結を行なった
（Ｓ１６）。以降の工程は、これまでの固体電解コンデ
ンサの製造方法と同じであるため、フローチャートは省
略するが、前記焼結を行った後、リン酸水溶液中にて陽
極化成を行ない化成被膜を形成した。その後、前記した
外装、陰極電極、陽極電極を形成し、タンタル固体電解
コンデンサが形成される。
て前記固体電解コンデンサの陽極体を形成するための製
造方法を説明するためのフローチャートである。先ず、
タンタルの原粉を用意する（Ｓ１１）。また、これとは
別に、粉末粒径が異なる複数種類の凝集粉を用意する
（Ｓ１２）。そして、それぞれの凝集粉を秤量し、前記
原粉と混合した（Ｓ１３）。その後、各粉末に適当量の
バインダを加え調合し乾燥させる（Ｓ１４）。十分に乾
燥させたあと成形機にてタンタルワイヤと共に成形を行
なう（Ｓ１５）。そして各成形体を真空焼結を行なった
（Ｓ１６）。以降の工程は、これまでの固体電解コンデ
ンサの製造方法と同じであるため、フローチャートは省
略するが、前記焼結を行った後、リン酸水溶液中にて陽
極化成を行ない化成被膜を形成した。その後、前記した
外装、陰極電極、陽極電極を形成し、タンタル固体電解
コンデンサが形成される。
【００１０】
【実施例】 （実施例１）図２に示した工程において、原粉としてＣ
Ｖ50,000μＦＶ／ｇの粉末を使用した。また、これとは
別に、粉末粒径４０μｍ〜２００μｍの凝集粉と、４０
μｍ以下及び２００μｍ以上の凝集粉を用意した。そし
て、それぞれの凝集粉を表１に示した添加率になるよう
秤量し、前記原粉と混合した。その後、各粉末に適当量
のバインダを加え調合し乾燥させ、十分に乾燥させたあ
と成形機にてタンタルワイヤと共に成形を行なう。成形
体寸法は、Ｄφ：６ｍｍ、成形体密度Ｄｇ：４．５ｇ／
ｃｃにて成形体を製作した。そして各成形体を１４００
℃にて３０分間真空焼結を行なった。
Ｖ50,000μＦＶ／ｇの粉末を使用した。また、これとは
別に、粉末粒径４０μｍ〜２００μｍの凝集粉と、４０
μｍ以下及び２００μｍ以上の凝集粉を用意した。そし
て、それぞれの凝集粉を表１に示した添加率になるよう
秤量し、前記原粉と混合した。その後、各粉末に適当量
のバインダを加え調合し乾燥させ、十分に乾燥させたあ
と成形機にてタンタルワイヤと共に成形を行なう。成形
体寸法は、Ｄφ：６ｍｍ、成形体密度Ｄｇ：４．５ｇ／
ｃｃにて成形体を製作した。そして各成形体を１４００
℃にて３０分間真空焼結を行なった。
【００１１】ここで、前記した原粉と凝集粉との混合に
おいては、表１に示す種々の混合割合のものを製造し、
その上で形成された成形体試料１から２３における成形
体強度、電気的特性及び収縮率を表１に示す。なお表
中、試料番号欄に記載の、※１は凝集粉の添加量が本発
明の範囲外のものを示し、※２は添加粉末粒径が本発明
の範囲外のものを示し、※３は添加率、添加粉末粒経と
もに本発明の範囲外のものを示す。
おいては、表１に示す種々の混合割合のものを製造し、
その上で形成された成形体試料１から２３における成形
体強度、電気的特性及び収縮率を表１に示す。なお表
中、試料番号欄に記載の、※１は凝集粉の添加量が本発
明の範囲外のものを示し、※２は添加粉末粒径が本発明
の範囲外のものを示し、※３は添加率、添加粉末粒経と
もに本発明の範囲外のものを示す。
【００１２】表１から判るように、凝集粉を２ｗ％以上
添加する事により成形体強度が高くなり、強度ばらつき
も小さくする事ができる。添加率０ｗ％の水準では、成
形体強度が弱くばらつきが大きい。前記したように、調
合前に原粉と凝集粉を混合することで、原粉に凝集粉が
均一に混合する事ができ成形体強度のばらつきを小さく
する事が可能である。また、ｔａｎδ値も添加率が多く
なるにつれて良好な結果が得られている。しかし、添加
率が５ｗ％以上、例えば６ｗ％では、ＣＶ値が下がり電
気的特性を確保できなくなる。添加粉末粒径が、本発明
の範囲外である４０μｍ以下粉末では、粒径の小さい粉
末が増え焼結が進み易くなるためｔａｎδ値が悪くな
る。逆に２００μｍ以上では、ＣＶ値が下がり電気的特
性を確保できなくなっている。本発明の添加率及び添加
粉末粒径範囲では、成形体強度が高くばらつきが小さ
く、電気的特徴も確保できていることがわかる。
添加する事により成形体強度が高くなり、強度ばらつき
も小さくする事ができる。添加率０ｗ％の水準では、成
形体強度が弱くばらつきが大きい。前記したように、調
合前に原粉と凝集粉を混合することで、原粉に凝集粉が
均一に混合する事ができ成形体強度のばらつきを小さく
する事が可能である。また、ｔａｎδ値も添加率が多く
なるにつれて良好な結果が得られている。しかし、添加
率が５ｗ％以上、例えば６ｗ％では、ＣＶ値が下がり電
気的特性を確保できなくなる。添加粉末粒径が、本発明
の範囲外である４０μｍ以下粉末では、粒径の小さい粉
末が増え焼結が進み易くなるためｔａｎδ値が悪くな
る。逆に２００μｍ以上では、ＣＶ値が下がり電気的特
性を確保できなくなっている。本発明の添加率及び添加
粉末粒径範囲では、成形体強度が高くばらつきが小さ
く、電気的特徴も確保できていることがわかる。
【００１３】（実施例２）ここでは、原粉にＣＶ50,000
μＦＶ／ｇの粉末を使用し、また、予めＬｏｗＣＶ粉末
（20,000μＦＶ／ｇ）の粉末を用意した。原粉を表２に
示した添加率になるよう秤量し、図１に示したように原
粉と凝集粉を混合した。後は、実施例１と同様にして試
料を製作し評価を行なった。このようにして得られた成
形体の成形体強度、電気的特性及び収縮率を表２に示
す。なお表中、試料番号において、※はＬｏＷＣＶ粉末
の添加量が本発明の範囲外のものを示す。表２に示した
ように、ＬｏｗＣＶ粉末を添加する事によっても実施例
１と同様の結果を得る事ができる。
μＦＶ／ｇの粉末を使用し、また、予めＬｏｗＣＶ粉末
（20,000μＦＶ／ｇ）の粉末を用意した。原粉を表２に
示した添加率になるよう秤量し、図１に示したように原
粉と凝集粉を混合した。後は、実施例１と同様にして試
料を製作し評価を行なった。このようにして得られた成
形体の成形体強度、電気的特性及び収縮率を表２に示
す。なお表中、試料番号において、※はＬｏＷＣＶ粉末
の添加量が本発明の範囲外のものを示す。表２に示した
ように、ＬｏｗＣＶ粉末を添加する事によっても実施例
１と同様の結果を得る事ができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、Ｈｉｇｈ
ＣＶ粉末に、凝集粉又はＬｏｗＣＶ粉末を添加すること
により、成形時のアンカー効果が従来のものよりも顕著
に得られることになり、成形体強度を高くすることがで
きる。また、予め凝集している粉末を添加することによ
り、焼結時の収縮率が大きくならず陽極体の空孔分布が
小さくならないため、電気的特性を改善することができ
る。
ＣＶ粉末に、凝集粉又はＬｏｗＣＶ粉末を添加すること
により、成形時のアンカー効果が従来のものよりも顕著
に得られることになり、成形体強度を高くすることがで
きる。また、予め凝集している粉末を添加することによ
り、焼結時の収縮率が大きくならず陽極体の空孔分布が
小さくならないため、電気的特性を改善することができ
る。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される固体電解コンデンサの概略
構造の断面図である。
構造の断面図である。
【図２】本発明にかかる製造方法を工程順に示す断面図
である。
である。
１ 陽極体 ２ 凸部 ３ ワイヤ ４ 外装 ５ 陰極電極 ６ 陽極電極
Claims (3)
- 【請求項１】 固体電解コンデンサの陽極体に用いられ
るタンクル粉末であって、粉末ＣＶ40,000μＦＶ／ｇ以
上の原粉に、同粉末の粉末粒径が４０μｍ〜２００μｍ
の凝集粉を２〜５ｗ％添加したことを特徴とするタンタ
ル粉末。 - 【請求項２】 固体電解コンデンサの陽極体に用いられ
るタンクル粉末であって、粉末ＣＶ40,000μＦＶ／ｇ以
上の原粉に、粉末ＣＶ20,000μＦＶ／ｇ〜粉末ＣＶ30,0
00μＦＶ／ｇの粉末を２〜５ｗ％添加したことを特徴と
するタンタル粉末。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のタンタ
ル粉末を焼結した陽極体を備えることを特徴とする固定
電解コンデンサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9173660A JP2894326B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | タンタル粉末及びそれを用いた固体電解コンデンサ |
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