JPS6025220A - 固体電解コンデンサの製造方法 - 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 この発明は固体電解コイデンサの製造方法に関する。

従来例の構成とその問題点 従来の固体電解コンデンサ（以−［メンタル固体電解コ
ンデンサを例にとる）は第１図に示ツーような断面構造
からなる。第１図（ａ）はタンタル１を基体としその表
面上に誘電性陽極金属酸化物としての酸化メンタル２を
、さらに半導電性金属酸化物（固体電解質）としての二
酸化マンガン３を積層後、対向電極としてのカーボン層
４．金属の陰極層５を形成しているか、または第１図（
ｂ）のようにカーボン層４の上に銀ペイント層６．Ｊ′
ｉんだ層７を形成している。

従来、上記のような構成を有するコンデンサにヒーーズ
を取付け、さらに陰極リードを接続したタイプのコンデ
ンサとして、たとえば実開昭５７−１５４１４２号公報
に開示されたものがある。このヒー−ズ入りコンデンサ
は第２図のような構成を有している。すなわち、図中人
の素子本体にリボンヒユーズ８を接続し、さらに陰極リ
ード線９を接続している。１０は陽極導出線、１１は陽
極リードである。公報においては、上記リボンヒユーズ
８と素子本体Ａ、陰極リード９との接続の態様に関して
は具体的に何も触れていない。

さらに、第１図（ａ）に示した金属の陰＠層５を溶射法
によＱ形成するというものが特開昭５２−５８８５９号
公報に記載されているが、この公報においても素子本体
と陰極リード−との接続の態様に関しては具体的に何も
触れていない。

また１ＭＰコンデンザで陰極電極から亜鉛かはんだのメ
タリコン（金属を溶融してこれを素子に吹きつけて電極
とする操作）を施したのち、リード線をはんだを用いて
接続するというものがあるが、このような製造方法では
工程が２工程とケる。

特に従来広く行われているヒユーズ入りコンデンサの製
造方法は、銀ペイントにクリームはんだをつけ、そこへ
リボンヒユーズをスポット溶接し、陰極リードを再びス
ポット溶接するというものであ）、次の点で改良の余地
がある。

■　銀ペイントとその下層のカーボンｈ’ｊ　、　上Ａ
’５のはんだ層との接着強度が満足できるとはいえず、
これらとの界面間の剥離がはんだ耐熱試験等で生じ１防
電正接ｔａｎδの増大が生じる。

■　銀ペイントは自然酸化や旨温高湿下で特に顕著な銀
のマイグレーションを生じ、漏れ電流ＬＣ不艮の大きな
要因となる。

以上のことから、特性の良好なと−−ズを具備したコン
デン°ｒを製造するには、その下ノ曽にある銀ペイント
に代替し、しかもリードの枢シ出しが容易な材料を用い
なければならないことがわかる。

発明の目的 この発明は、上記のような問題に鑑み、固体電解コンデ
ンサの除権製造工程を改善し、ヒユーズとしての役割全
具備し刊加価値か＋’Ｎ　（’　Ｌ　Ｃ、ｔａｎδ特性
の優れた、しかも生産効率の良い固体電解コンデンツー
の製造方法を提供することを目的とする。

発明の１４ζ成 この発明は、上記の目的を達成するため、以下の工程に
よジコンデンサ陰極層、ヒユーズを構成することを特徴
とする。

（ａ）　金属基体上に誘電性陽極酸化皮膜、半導電性金
属酸化物層（固体電解質層）、カーボン層とツバ次積層
後、金属の陰極層を溶射法によ膜形成する工程。

（ｂ）　上記金属陰極層上の一部分にヒーーズとなる金
属層を溶射法により形成する工程。

（ｃ）　上記ヒユーズ金属層に陰極リードを接続する工
程。

なお、前記溶射法としては、プラズマ溶射、ガス溶射、
アーク溶射、爆裂溶射２ｍ爆溶射の何れもが使える。ま
た、溶射金属としては銅、鉛、アルミニウムなどが適し
ている。ヒユーズ金属は鉛−スズ−ビスマス系またはこ
れにカドミウムを加えたものなど低層（点合金がよい。

実施例の説明 この発明の固体電解コンデンサのａ選的な製造方法を述
べたのち具体例をあげることにする。

■　２００メツシュ８度のタンタルの粉末を型に入れ、
１〜５　ｔｏｎ／　ｃｎｆぐらいの圧力で成形する。そ
の後１０　ｍｍＨｙ、　１８００〜２０００℃程度の温
度で焼結して多孔性素体に作シ上げる。

■　さらに、硫酸、リン酸などを用いて焼結体を陽極酸
化し、誘電性陽極酸化皮膜を形成させる。

■　続いて硝酸マンガン溶液中に素体を浸漬後、炉中で
水分を蒸発したのち、亜硝酸ガスがなくなるまで分解し
酸化皮膜上に二酸化マンガン層を形成する。

■　さらに、カーボンの水溶液に浸漬し、カーボン層を
形成する。

■　次に第３図（ａ）に示すように陽極導出線１０をマ
スク１２し、同図（ｂ）のように陰極金属層５として銅
、鉛、アルミニウムなどを用い同図（ａ）のカーボン層
４上に溶射により形成する。

■　さらに陰極金属層５にスリット１４をあけてマスク
１３をし、陰極金）／ＡＡｓ２Ｏ一部分釦同様な溶射法
で同図ＣＣ）のように鉛−スズ−ビスマス−カドミウム
系のような低融点合金層を形成しヒユーズ金属層１５と
する。

■　仁のヒーーズ金属層１５に同図（ｄ）のように陰極
リード９をスポット溶接し、素子として完成する。この
スポット溶接が容易に行えるようにヒーーズ金属層１５
の厚みが陰極金属層５よりも十分厚くされている。

上記方法により製造されたコンデンサの構成断面図を第
４図、第５図に示す。

第４図は直方体状のもので、同図（ａ）は斜視図。

（ｂ）　Ｆｉ断面図である。

第５図はガラスを基盤１６としてスパッタリングにより
タンタル薄膜を形成し、その後は上記方法によｆ）素子
を作製したものである。

図中１はタンタルのような弁作用金属であり、２Ｉ／′
ｉ、酸化タンタルのような誘電体性陽極酸化皮膜、３は
二酸化マンガンのような半導電性金属酸化物層（固体電
解質層ン、４Ｖｉ力−ボン層、５はこの発明の方法の溶
剤により形成されグζ陰極金属層、１５はヒユーズ層、
９は陰極リード、１０は陽極導出線、１６はガラス等の
絶縁物基盤である。

次にこの発明の具体的な実施例を示す。

（実施例１） ２０ｍｐのタンタル焼結体表面を１ｑ６／ユウ酸水溶液
で１＃極酸化し、酸化タンタル膜全形成する。

この基本釦比重１，５の硝酸マノガン水溶液を含ませ、
３００℃で熱分解し二酸化マンガン層を形成させる。こ
の含浸、熱分解操作を３回縁ジ返し、再びシーウ酸１％
液で酸化タンタル膜を電気化学的に修復させた後、コロ
イダルカーボンへｉ＆ｆｆし乾燥によりカーボン層４を
形成づ−る。ついでアルゴンガスを用いて銅をプラズマ
浴射し、陰極金属層５ｆ！：形成し、その一部表面上に
鉛−スズ−ビスマス−カドミウム合金を同方法により溶
射しヒーーズ金属層１５を形成する。

このような工程を経て製造されたタンタル固体電解コン
デンサの特性と従来品の特性を第１表に示す。

第１表 このように、この発明の製造方法によるコンデンサは従
来のものと比較してＬＣ，―δともに良好であることが
わかる。これは、プラズマ溶射法による陰極形成が従来
のものと比べ物理的に強固に接着しているため、界面間
の接触抵抗が小さくなっていることや銀ペイントを用い
ていないため、釧ペイントのマイグレーションなどがな
くなったためでちると考えられる。

（実施例２） アルミナ基板の上にスパッタリングによりタンタルを５
×１０−の大きさで形成し〈実施例１）と同様に１％シ
スウ酸水溶液で陽極酸化し、開化タンタル膜を形成する
。この基体に比Ｍ１．５の硝岐マンガン水溶液に浸漬し
、３００℃で熱分解し二酸化マンガン層を形成する。こ
の會浸、熱分解操作を３回縁シ返し再びシーウ酸１条液
で酸化タンタル膜を電気化学的に修役後、カーボンｈ６
４を形成しアルゴンガス中で銅をプラズマ溶剤し、陰極
金ノ・５１層５を鉛−スズ−ビスマス−カドミウム合金
を同方法により溶射しヒユーズ金属層１５ケ形成する。

このようにして作製されたヒー−ズ入りコンデンサは、
非常に薄くかつ大’４ｒ　ｆｆｉをもつことができる。

容ｔ　＋　Ｌ　Ｃ、ｔａｎδを始めとするコンデンサ特
性を第２表に示す。このように本製造方法による固体電
解コンデンサは、陰極に銀ペイントを使用しないため薄
膜化が図れ、さらに良好な特性を得ることができる。

（以　下　金　日） 第２表 （実施例３） （実施例１）で述べた方法により製造したコンデンサを
信頼性試験にかけ、従来のコンデンサと比較し７辷。試
験方法は各サンプルを１００個任意に選択し、５５℃、
９０％ＲＨ背囲気下に１０００時間放置後の特性変化を
初期値と比べ第３表Ｋまとめた。

本製造方法によるものは、従来のものに比べＬＣ，−δ
ともに高温下放置においても経時変化の少ないことがわ
かる。ＬＣは特に良く銀のマイグレーションがないため
であると考えられる。

（以　下　余　白） 第３表 （実施例４） 本製造方法によるコンデンサは、コンデンサ以外にヒユ
ーズとしての働きを兼ね備えている。そのヒユーズ溶断
試験を行った結果を図６に示す。

発明の効果 この発明の固体電解コンデンサのｉＪ！造方法によれば
、固体電解コンデンサの陰極製造工程を改善し、ヒユー
ズとしての役割を具備した付加価値の高い、しかもＬ　
Ｃ、Ｌ、Ｉｌｎ　（ｌ特性の侵れた固体電解コンデンサ
を生産効率よく得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は夫々従来のタンタル固体電
解コンデンサの構成断面図、第２図は従来のヒーーズつ
きコンデンサの１１ｑ成図、第３図（ａ）ないしくｄ）
はこの発明のコンデンサの製造工程図、第４図（ａ）　
、　（ｂ）は夫々コンデンサの斜視図と断面図、第５図
は別のコンデンサの斜視図、第６図はヒユーズの特性を
示すグラフである。 １・・・タンクル基体（金属基体）、２・・・酸化タン
タル（誘電性陽極酸化皮膜ン、３・二酸化マンガン（半
導電性金属酸化物層）、４　カーボン層、５・・陰極金
属層、９・・・陰栖リード、１５・・・ヒーーズ金属層 第　１　図 第２日 一溶ｗｒ　電気（Ａ） 第６′ｒＡ 第　３　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属基体上に防電性陽極酸化皮膜を形成する工程
   と、前記酸化皮膜上に半導電性金属酸化物層を形成する
   工程と、前記半導電性金属酸化物層上に対向電極として
   のカーボン層を形成する工程と、前記カーボン層上に溶
   射法によシ陰極金属層を形成する工程と、この陰極金属
   層上の一部分に溶射法によりヒユーズ金属層を形成する
   工程と、このヒユーズ金属層に陰極リード線を接続する
   工程とを含む固体電解コンデンサの製造方法。
2. （２）　上記溶射法として、プラズマ溶射、ガス溶射、
   アーク溶射、爆裂溶射、線爆溶射のうちの何れかの方法
   を用いる特許請求の範囲第（１）項記載の固体電解コン
   デンサの製造方法。
3. （３）　前記ヒユーズ金属層の厚みが、その下部の陰極
   金属層上 求の範囲第（１）項記載の固体電解コンデンサの製造方
   法。
4. （４）　前記グラズマ溶躬法により溶射する金属として
   銅、鉛、アルミニウムのうちの何れかを用いる特許請求
   の範囲第（１）項記載の固体電解コンデンサの製造方法
   。
5. （５）前記ヒユーズ金属層が、鉛−スズ−ビスマス系ま
   たはこれに力Ｆミウムを加えたものなどの低融点合金で
   ある特許請求の範囲第（４）項記載の固体電解コンデン
   サの製造方法。