JPS603768B2 - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体電解コンデンサの製造方法に関するもので
ある。

一般に固体電解コンデンサは例えば第１図〜第２図に示
すようにタンタル、ニオブ、アルミニウムなどのように
弁作用を有する金属粉末を円柱状に加圧成形し暁結して
なるコンデンサェレメントＡに予め弁作用を有する金属
部材を陽極リードＢとして楯立し、この陽極リードＢの
突出部分にＬ形に屈曲された第１の外部リード部材Ｃを
溶接すると共に、第２の外部リード部材Ｄをコンデンサ
ェレメントＡの表面に酸化層Ｅ、半導体層Ｆを介して形
成された電極引出し層Ｇに半田付けし、然る後、コンデ
ンサェレメントＡを含む主要部分を樹脂材印こて彼着し
て構成されている。

ところで、このコンデンサはコンデンサヱレメントＡに
おける酸化層Ｅ上に半導体層Ｆが重合して形成されてい
る関係で、酸化層Ｅのみのものに比べて高い電圧にて安
定に動作させることができるという特徴を有する。

しかし乍ら、このコンデンサは等価的には例えば第３図
に示すように酸化層別こよるコンデンサ分と半導体層Ｆ
の抵抗分との直列回路として表わすことができるもので
あるが、コンデンサェレメントＡが極〈微細な多孔質に
構成されていることもあって、コンデンサェレメントＡ
の内表面における酸化層Ｅ上に半導体層Ｆを重合して形
成することができても電極引出し層Ｇとしての金属層を
形成することはできない。

このために、コンデンサェレメントＡの外表面及び内表
面において構成されるコンデンサ部ではそれぞれに等価
的に接続される抵抗分の大きさは己ずと外表面では小さ
く内表面では大きくなる。従って、コンデンサェレメン
トＡに、陽極リードＢ及び電極引出し層Ｇを介して直流
電圧が印加された場合、直列抵抗分の大きい内表面より
むしろ直列抵抗分の小さい外表面で耐圧特性が損なわれ
易くなるという傾向にある。

それ故に、従来においては半導体層Ｆ自身の抵抗分を高
めることによって耐圧特性を改善することが試みられて
いるが、耐圧特性以外の特性例えば損失角特性（ねｎ６
）が著しく悪化するという問題があり、未だ充分に満足
しうる解決方法は見し、出されていない。

本発明はこのような点に鑑み、コンデンサ特性を犠牲に
することなく、耐圧特性を効果的に改善しうる固体電解
コンデンサの製造方法を提供するもので、以下実施例に
ついて説明する。

第４図〜第５図において、１は弁作用を有する金属粉末
を所望形状に加圧成形してなるコンデンサェレメントで
あって、図示例は弁作用を有する金属粉末を円柱状に加
圧成形し焼結して構成されているが、特性によっては焼
結操作を省略することもできる。

２はコンデンサェレメントーより導出された陽極リード
であって、例えば弁作用を有する金属部村にて構成され
ている。

尚、この陽極ＩＪ−ド２はコンデンサェレメント１に棺
立する他、外表面に溶接して導出することもできる。３
１はコンデンサェレメント１の内表面に形成された酸化
層であって、化成処理によって形成される。

３２はコンデンサェレメントーの外表面に形成された酸
化層であって、内表面の酸化層３，と同様の方法で形成
される。

尚、外表面の酸化層３２ は内表面の酸化層３，の厚み
より厚く形成されており、２倍以上が望ましい。４はコ
ンデンサェレメントーにおける内表面及び外表面の酸化
層３，，３２上に重合して形成された半導体層である。

５は主としてコンデンサェレメント１における外表面の
半導体層４上に形成された電極引出し層であって、例え
ばグラフアィト層上に銀ペースト層を重合して構成され
ているが、他の導電部材にて構成することもできる。

６は例えばＬ形に屈曲された第１の外部リード部村であ
って、その屈曲部６ａは陽極リード２の突出部分２ａに
交叉して溶接されている。

７は第２の外部リード部村であって、その一端は電極引
出し層５に半田層８の形成と同時に半田付けされている
。

９はコンデンサェレメント１を含む主要部分を被覆する
ように外装された樹脂材である。

次にこのコンデンサの製造方法を第６図を参照して説明
する。

まず、同図ａに示すようにコンデンサェレメント１を化
成液１川こ浸潰し、陽極リード２に正極性の、化成液１
川こ負極性の直流電圧を印加する。すると、コンデンサ
ェレメント１の内表面及び外表面には誘電体層としての
酸化層３，が形成される。次に同図ｂに示すようにコン
デンサヱレメントーを溶融状態（融点：６９〜７０℃）
で電気的に絶縁性のステアリン酸１ １′に浸潰し、内
部に充分に含浸させてから、引き上げる。そして、同図
ｃに示すようにコンデンサェレメントーの外表面に被着
されたステアリン酸の被膜１１をエタノールによって除
去する。尚、１００℃の温水に極〈短時間浸潰して除去
することもできる。次に同図ｄに示すようにコンデンサ
ェレメント１を化成液１０に浸潰し、同図ａにおける化
成処理と同一の方法にて処理する。尚、化成電圧は同図
ａの場合の例えば２〜３倍以上に設定する。この化成処
理によってコンデンサェレメント１の外表面における酸
化層３，はさらに成長し、酸化層３，の厚みより厚い酸
化層３２となる。尚、酸化層３，の厚みは酸化層３，の
２倍以上が望ましい。次に同図ｅに示すようにコンデン
サェレメントーを例えば２６０〜３００ｑ０の高温雰囲
気炉内に入れ、内部に含浸されているステアリン酸を除
去する。充分に除去した後、同図ｆに示すようにコンデ
ンサェレメント１を化成液１０‘こ浸潰し、同図ａとほ
ぼ同程度の条件にて再化成処理する。然る後、通常の方
法にて第４図に示す固体電解コンデンサを得る。このよ
うにコンデンサェレメント１の外表面における酸化層３
２は内表面の酸化層３，の厚みより厚く設定されている
ので、酸化層上に重合される半導体層４による直列抵抗
分が小さくても耐圧特性を充分に改善できる。特に酸化
層３２は形成に当ってはステアリン酸をコンデンサェレ
メントＩの内部に含浸させることによって行われるので
、コンデンサェレメント１の外表面に厚みの厚い酸化層
３２を簡単に得ることができる。

又、コンデンサェレメント１からのステアリン酸の除去
にコンデンサェレメント１を３００℃前後に加熱する必
要がある関係で、アニール効果が期待できる。

さらには酸化層３２上に形成された半導体層の抵抗分は
全く増加させる必要がないので、損失角特性に悪影響を
及ぼすことがない。

この点、本発明者は第６図に示す方法にて、同図ａ，ｆ
の化成電圧を１５〜２０Ｖ、同図ｄの化成電圧を６０Ｖ
‘こそれぞれ設定し、ＯＦＩＯＩコンデンサを製作し特
性測定した処、下表に示す結果が得られた。

上表より明らかなように本発明品は従来品に比し、耐圧
をほぼ１５倍程度にまで高めることができる反面、静電
容量は酸化層３２の厚みを厚くするために若干減少する
が、実用上支障はない。

通常、ＯＦＩＯＩコンデンサの定格電圧は３．１５Ｖで
あるが、本発明品では耐圧がほぼ２倍程度に改善される
ために、例えば定格電圧を６Ｖ級として使用することも
可能である。その上、耐圧が第６図ａの化成電圧に近似
する関係で、定格電圧に対する化成電圧の比率則ち化成
倍率を小さくできるために、ＣＶ値の小さい金属粉末が
使用できコスト低減できる。尚、本発明は何ら上記実施
例にのみ制約されることなく、例えばコンデンサェレメ
ントの外表面における酸化層は内表面に酸化層を形成し
た後形成する他、それの形成前に形成することもできる
。

又、ステアリン酸は加熱によって除去する他、化学的に
除去することもできる。以上のように、本発明によれば
、コンデンサ特性を犠牲にすることなく、耐圧特性を効
果的に改善することができる。

図面の簡単な説頚 第１図は従来例の正断面図、第２図は第１図の×部拡大
断面図、第３図は等価回路図、第４図は本発明に係る固
体電解コンデンサを示す正断面図、第５図は第４図のＹ
部拡大断面図、第６図は本発明方法を説明するための正
断面図である。

図中、１はコンデンサエレメント、３１，３２は酸化層
、４は半導体層、１１′はステアリン酸である。汁ナ図 才３図 汁２図 オ４図 オタ図 才６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁作用を要する金属粉末を所望形状に加圧成形して
   なるコンデンサエレメントを化成液に浸漬して化成処理
   することによりコンデンサエレメントの内、外表面に酸
   化層を形成する工程と、コンデンサエレメントを溶融状
   態のステアリン酸に浸漬して内部に含浸させる工程と、
   ステアリン酸からコンデンサエレメントを引上げ後、コ
   ンデンサエレメントの外表面に付着しているステアリン
   酸を除去する工程と、コンデンサエレメントの内部にの
   みステアリン酸を含浸させた状態で化成液に浸漬して化
   成処理することによりコンデンサエレメントの外表面に
   酸化層を形成する工程と、化成処理後、コンデンサエレ
   メントの内部に含浸されたステアリン酸を除去する工程
   とを含み、上記化成処理によりコンデンサエレメントの
   外表面に内表面より厚みの厚い酸化層を形成することを
   特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。