JPS6048089B2 - 電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解コンデンサの製造方法に関し、特に小型大
容量でかつ信頼度の高い電解コンデンサ陽極体の製造方
法に関する。

一般に焼結型電解コンデンサの陽極体としては、タンタ
ル、アルミニウム、ニオブのようないわゆる弁作用金属
と呼はれる金属の粉末を一定の形に加圧成形した後、高
温真空中で焼結して得られる多孔質体が用いられている
。

この陽極体表面を電気化学的に酸化して、誘電体被膜を
形成させた後、さらにその外側に陰極層を設けて、電解
コンデンサが構成される。従来、この種の陽極焼結体１
の外形は第１図ａ、ｂおよびｃに示す如く、円柱状、角
柱状、円板状等の形状をしており、その中央部に弁作用
金属からなる陽極引き出し線２が設けられる。

すなわち弁作用金属の粉末中に予め、陽極引き出し線２
を埋込んでおき、加圧成形することにより、この陽極引
き出し線２を陽極成形体内部に固着させる。この後、こ
の陽極成形体を真空中で焼結して、陽極焼結体１が形成
される。このようにして得られた陽極体１を、電気化学
的に酸化する際には陽極体引き出し線２から陽極体１に
電流が供給される。

このため、陽極引き出し線２と、陽極体１は電気的に確
実に接続されている必要があり、また陽極体１内部は陽
極引き出し線２の近くほど電流密度が大きくなるので、
第３図に示す如く中央部に近づくにつれて、粉末相互間
の接続が強固であることが要求される。一方、従来の電
解コンデンサ素子の構造、特に円柱状および角柱状のも
のを得るには一般的に上下２方向からの加圧による金型
を用いた成形手段がとられている。このため、陽極成形
体の内部への加圧は粉末を介して作用することになり、
出来上つた陽極体成形体は第２図に示す如く内部ほど粉
末密度の低いものとなつている。換言すれば、陽極体体
を電気化学的に酸化する（陽極酸化）時に要求される陽
極体１内部の粉末相互間の接続状フ態とは逆に陽極体引
出し線の近くほど粉末の接続は弱くなつていると言える
。これは、加圧時の粉末相互作用に影響する点が大きく
、粉末の流動性を改善して、この逆の密度勾配を小さく
することが試みられているが、逆の密度勾配は、上下２
方５向からの加圧（２面プレス）の本質的な問題であり
、顕著な効果は現われていない。したがつて、従来のこ
の種の電解コンデンサの陽極焼結体１は、陽極体引き出
し線２と粉末との接触、および陽極引き出し線２近傍の
粉末相互間の接触において、有効接触面積が小さく、導
電性にバラツキを生ずるため、陽極体１各部に均等に電
流を分配することができず、誘電体酸化被膜の品質特性
に悪影響を与えていた。

さらに、陽極体１内部の粉末密度の低下は接続の機械的
強度の低下にもなるため、誘電体被膜を形成した後の製
造工程における、熱的ストレスや機械的ストレスによつ
て、粉末相互の接続が不安定になつたり、粉末の僅かな
動きに伴う接続点近傍の誘電体被膜の破壊、損傷を生ず
ることになる。

このような密度の逆勾配に起因する問題は、陽極体焼結
体１の外形寸法が大きいほど、即ち、大容量品および高
い定格電圧品になるほど、その影響度が大きくなる。

このことは外形寸法が大きくなるに従つて、その表面の
粉末密度と、内部中央の粉末密度との差が大きくなつて
いることを考えれば、当然の結果といえる。また、内部
中央の粉末密度を適正な値にするためブレス圧力を大き
くすると、第２図の如き密度分布をもつ陽極体１の周辺
部分は過剰密度となり多孔質体の特性を持たなくなつて
しまう。

すなわち、陽極酸化を行なう際に、電解液が陽極体内部
に十分浸透しなかつたり、誘電体となる酸化被膜が形成
されても、その上を被覆する陰極層を形成する際に硝酸
マンガン液が十分浸透しないという本質的な問題が発生
し、大容量の電解コンデンサを得ることは出来ない。逆
に陽極体１内部の粉末密度分布が一様に均等一にするこ
とが出来れば、従来のコンデンサ陽極体１の内部中央部
近傍の低密度値で均等成形を行なうことによつて、静電
容量の大幅増加と、品質の高安定化が可能である。

本発明の目的は、これら従来の欠点を解決した２電解コ
ンデンサを提供することにあ。

本発明によれば弁作用金属粉末を加圧成形して陽極体を
形成する電解コンデンサの製造方法において、陽極体成
形品の相対向する加圧面の少なくとも一面の中央部に周
辺部より高い突出部を形成４する第１段成形工程と、上
記突出部を加圧してその高さを第１段成形品のときの高
さよりも低くする第２段成形工程とを含むことを特徴と
する電解コンデンサの製造方法が得られる。

以下本発明を図面について詳細に説明する。

第４図乃至第７図は本発明の実施例を示す断面図である
。加圧成形の第１成形段階として、例えば第４図ａ１第
５図ａに示す如き上下面から加圧される円筒状および扁
平状陽極体２に対して、予め、陽極引出し線２の一部が
埋設されている中央部近傍の加圧面間の距離がその周辺
部の加圧面間距離よりも長くなるよう成形しておく。次
に、このようにして得られた加圧面間の距離の長い部分
クを第２成形段階の加圧成形により、第４図ｂ１第５図
ｂに示す如く短かくして、陽極体１周辺部の加圧面間の
距離に近づける。この場合、当然のことであるが、第１
成形段階の加圧力よりも第２成形段階の加圧力の方が大
き７くなる。

このため、第１成形段階の成形品は、目的とする陽極体
１、の金属粉末密度よりも低い値となるように加圧力を
下げて成形しておくことが必要である。こうして得られ
た陽極体１は、第１成形段階時ｊにあつた突出部１ａも
第２成形段階後にほぼなくなつてしまうため、従来の陽
極体１と比較しても外形寸法的にはほとんど相違しない
ものとなつている。

しかも、陽極体１内部の金属粉末密度分布については従
来の陽極体１よりも著しく改善されており、本発明の２
段階成形法により得られた陽極体１は静電容量が大きく
、かつ高品質、高安定の電解コンデンサとなる。第６図
Ａ，ｂ，ｃは従来の陽極体と本発明の実施例とについて
、陽極体（第６図ａ）の内部断面Ｂ−Ｂ″方向の金属粉
末相対密度分布を比較したものである。

第６図ｂに示した従来の陽極体１の分布に対し、第６図
ｃに示した本発明の実施例の分布を見て明らかな如く、
陽極体の内部密度が明らかに一様化されている。以上、
本発明により、大容量化に伴う材料の低減、および高品
質高安定に伴う製造歩留の向上など生産性に及ぼす改善
効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ−ｃは従来の電解コンデンサ陽極体の斜視図。 第２図は、従来の電解コンデンサ陽極体の金属粉末分布
を表わす断面図。第３図は電解コンデンサの製造特性上
要求される理想的な陽極体の金属粉末分布を表わす断面
図。第４図Ａ，ｂおよび第５図Ａ，ｂは本発明の実施例
を示す断面図てあり、第４図ａ１第５図ａは第１段成形
品、第４図ｂ１第５図ｂは第２段成形品を示す。第６図
ａ−ｃは従来の電解コンデンサ（第６図ｂ）と、本発明
の一実施例（第６図ｃ）の金属粉末密度分布比較図。１
・・・・・・陽極体（陽極焼結体）、２・・・・・・陽
極引出し線、１ａ・・・・・・突出部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁作用金属粉末を加圧成形して陽極体を形成する電
   解コンデンサの製造方法において、陽極体成形品の相対
   向する加圧面の少なくとも一面の中央部に周辺部より高
   い突出部を形成する第１段成形工程と、前記突出部を加
   圧してその高さを前記第１段成形品のときの高さよりも
   低くする第２段成形工程とを含むことを特徴とする電解
   コンデンサの製造方法。