JPS6053454B2 - 焼結形コンデンサ素子の製造方法 - Google Patents
焼結形コンデンサ素子の製造方法Info
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- JPS6053454B2 JPS6053454B2 JP7291279A JP7291279A JPS6053454B2 JP S6053454 B2 JPS6053454 B2 JP S6053454B2 JP 7291279 A JP7291279 A JP 7291279A JP 7291279 A JP7291279 A JP 7291279A JP S6053454 B2 JPS6053454 B2 JP S6053454B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は弁作用を有する金属粉末を多孔質形状に焼結
した電解コンデンサ用コンデンサ素子の製造方法に関す
るものである。
した電解コンデンサ用コンデンサ素子の製造方法に関す
るものである。
一般に、電解コンデンサの素子は例えばタンタル、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
末を多孔質形状に成形・焼結して製造される。
オブ、アルミニウムなどのように弁作用を有する金属粉
末を多孔質形状に成形・焼結して製造される。
例えばこの製造を従来は次のように行つていた。 ます
前記金属粉末に樟脳等の有機質のバインダーを約１叩対
３重量％の割合で溶剤を介して混合しておく。
前記金属粉末に樟脳等の有機質のバインダーを約１叩対
３重量％の割合で溶剤を介して混合しておく。
そして、この混合物粉末を円柱状の空洞を持つ成形型の
中に所定量を入れ、更に空洞内の混合物粉末に弁作用を
有する金属線を植立させる。次に、空洞内の混合物粉末
を成形用上下パンチで加圧成形すると、第１図に示すよ
うに、金属線１に混合物粉末を加圧成形してなるコンデ
ンサ素子２が得られる。尚、金属粉末でけでは流動性が
悪く、従つて金属粉末だけを成形型の空洞に一定量を自
動的に入れることは非常に難しい。しかし、金属粉末に
バインダーを混合すると流動性が良くなり、上記作業が
スムーズになる。
中に所定量を入れ、更に空洞内の混合物粉末に弁作用を
有する金属線を植立させる。次に、空洞内の混合物粉末
を成形用上下パンチで加圧成形すると、第１図に示すよ
うに、金属線１に混合物粉末を加圧成形してなるコンデ
ンサ素子２が得られる。尚、金属粉末でけでは流動性が
悪く、従つて金属粉末だけを成形型の空洞に一定量を自
動的に入れることは非常に難しい。しかし、金属粉末に
バインダーを混合すると流動性が良くなり、上記作業が
スムーズになる。
これが金属粉末にバインダーを混合させる１つの理由で
ある。 次に加圧成形されたコンデンサ素子２は約７０
００〜８００℃の低温で予備焼結され、ここでバインダ
ーや溶剤の大部分が飛散して除去される。
ある。 次に加圧成形されたコンデンサ素子２は約７０
００〜８００℃の低温で予備焼結され、ここでバインダ
ーや溶剤の大部分が飛散して除去される。
そして、真空中で１４００〜２０００’Ｃの高温下で本
焼結されて、金属粉末による多孔質の結焼体が得られる
。つまり、バインダーが飛散することにより、それまで
在つたバインダーの部分が空孔となり、これにより多孔
質の焼結体が得られる。これがバインダーを金属粉末に
混合するもう１つの理由である。 後は上記焼結体を化
成液に浸漬して通電することにより、焼結体の全表面に
酸化皮膜を形成し、次に硝酸マンガン液等の半導体母液
に浸漬してから熱分解を行い、前記酸化皮膜上に半導体
層を形成する。
焼結されて、金属粉末による多孔質の結焼体が得られる
。つまり、バインダーが飛散することにより、それまで
在つたバインダーの部分が空孔となり、これにより多孔
質の焼結体が得られる。これがバインダーを金属粉末に
混合するもう１つの理由である。 後は上記焼結体を化
成液に浸漬して通電することにより、焼結体の全表面に
酸化皮膜を形成し、次に硝酸マンガン液等の半導体母液
に浸漬してから熱分解を行い、前記酸化皮膜上に半導体
層を形成する。
更に、この半導体層上にグラファイト層と銀ペースト層
の重合層からなる電極引出し層を形成し、この電極引出
し層にマイナス外部リード線を半田付けし、又上記した
金属線１にプラス外部リード線を溶接し、然る後にコン
デンサ素子全体を樹脂外装する。 ところで、上記焼成
から化成、熱分解を経たコンデンサ素子は第２図に示す
ような焼結体構造となる。
の重合層からなる電極引出し層を形成し、この電極引出
し層にマイナス外部リード線を半田付けし、又上記した
金属線１にプラス外部リード線を溶接し、然る後にコン
デンサ素子全体を樹脂外装する。 ところで、上記焼成
から化成、熱分解を経たコンデンサ素子は第２図に示す
ような焼結体構造となる。
即ち、弁作用を有するＴａ等の金属焼結体３の表面にＴ
ａ２Ｏ５等を酸化皮膜４が形成され、更にその上にＭｎ
Ｏ２等の半導体層５が被着される。又、第２図の６はバ
インダーが飛散した後の空孔で、この空孔６によつて化
成液や半導体母液が内部まで浸透し、酸化皮膜４や半導
体層５が内部まで形成されることになる。しかし、実際
上は全てのバインダーが焼結時に飛散することはなく、
特に素子・内部のバインダーは第３図に示すように、本
焼結時にカーボン７の不純物となつて金属焼結体３上に
付着する場合があつた。この場合、金属の表面に酸化皮
膜４が形成されず、半導体層５だけが形成されることが
あるため、このカーボン７のところでマイナス電極側の
半導体層５とプラス電極側の金属焼結体３のショートが
起り、コンデンサの漏＾電流特性を悪くしていた。又、
この漏れ電流を改善するため、例えば真空度を上げ高温
で長時間焼結する必要があり、設備能力を低下させてい
た。又高温で焼くために容量が少なくなるという欠点が
あつた。このような問題を解決するために、例えば特公
昭５２−５０３８１号公報には弁作用を有する金属粉末
と酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化チタンなどの絶
縁性酸化物粉末とを混合してブレス成形し、焼結するこ
となく化成処理する電解コンデンサの製造方法が開示さ
れている。
ａ２Ｏ５等を酸化皮膜４が形成され、更にその上にＭｎ
Ｏ２等の半導体層５が被着される。又、第２図の６はバ
インダーが飛散した後の空孔で、この空孔６によつて化
成液や半導体母液が内部まで浸透し、酸化皮膜４や半導
体層５が内部まで形成されることになる。しかし、実際
上は全てのバインダーが焼結時に飛散することはなく、
特に素子・内部のバインダーは第３図に示すように、本
焼結時にカーボン７の不純物となつて金属焼結体３上に
付着する場合があつた。この場合、金属の表面に酸化皮
膜４が形成されず、半導体層５だけが形成されることが
あるため、このカーボン７のところでマイナス電極側の
半導体層５とプラス電極側の金属焼結体３のショートが
起り、コンデンサの漏＾電流特性を悪くしていた。又、
この漏れ電流を改善するため、例えば真空度を上げ高温
で長時間焼結する必要があり、設備能力を低下させてい
た。又高温で焼くために容量が少なくなるという欠点が
あつた。このような問題を解決するために、例えば特公
昭５２−５０３８１号公報には弁作用を有する金属粉末
と酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化チタンなどの絶
縁性酸化物粉末とを混合してブレス成形し、焼結するこ
となく化成処理する電解コンデンサの製造方法が開示さ
れている。
この方法によれば、バインダーの代りに除去する必要の
ない酸化物粉末が使用されているために、コンデンサの
静電容量を増大できる上、漏洩電流も改善できるなどの
効果が得られるものの、コンデンサ素子が焼結されてい
ないために、製造工程において割れ、欠けなどが生じ易
いという解一決すべき問題が残されている。
ない酸化物粉末が使用されているために、コンデンサの
静電容量を増大できる上、漏洩電流も改善できるなどの
効果が得られるものの、コンデンサ素子が焼結されてい
ないために、製造工程において割れ、欠けなどが生じ易
いという解一決すべき問題が残されている。
本発明は上記従来の欠点に鑑み、これを改良したもので
、以下説明する。
、以下説明する。
本発明はバインダーを全く使用しない方法で、原料粉末
として弁作用を有する金属粉末と、弁作＝用を有する金
属の酸化物粉末を混合したものを用いる方法である。
として弁作用を有する金属粉末と、弁作＝用を有する金
属の酸化物粉末を混合したものを用いる方法である。
この金属粉末とその酸化物粉末との比は１対０．１〜０
．５重量比にする。いま金属粉末をＴａ（タンタル）粉
末とし、その金属酸化物粉末を千１入粉末とした場合の
本発明の方法を次′に説明する。まずＴａ粉末対Ｔａ２
Ｏ５粉末の重量比を１対０．１〜０．５にして混合する
。
．５重量比にする。いま金属粉末をＴａ（タンタル）粉
末とし、その金属酸化物粉末を千１入粉末とした場合の
本発明の方法を次′に説明する。まずＴａ粉末対Ｔａ２
Ｏ５粉末の重量比を１対０．１〜０．５にして混合する
。
尚、Ｔａ粉末だけでは流動性が悪いが、これに′Ｔａ２
Ｏ５粉末を混合することによつて混合粉末の流動性は良
くなる。従つて、成形型に金属粉末の一定量を自動供給
することが容易になる。つまり、Ｔａ２Ｏ５粉末は従来
のバインダーと同様な作用をする。次に、混合粉末の加
圧成形が完了すると、その成形物を予備焼結なしに一気
に本焼結、即ち、真空中で例えば約１７００Ｃで約３０
分間本焼結する。この時にＴａ２Ｏ，粉末は還元されて
酸素が飛散し、残つたＴａ成分だけが先のＴａ粉末と一
体となつて焼結される。そして、Ｔａ２Ｏ５粉ｌ末から
飛び出した酸素の占めていた部分が空間として残り、こ
こが空孔の一部として形成される。実際、このＴａ２Ｏ
５粉末を焼結して還元させると、還元後に残つた焼結体
は還元前の体積より約２割ばかり減少し、この減少した
分が空孔として残り、従来製法のものより空孔度が向上
し、かつ機械的強度も格段に向上した。又、仮にＴａ２
α粉末の一部が還元されずにそのままＴａ２Ｏ５として
残つても絶縁体であるから、後工程でその表面に半導体
層が被着してもショートの問題は発生しない。尚、後工
程である化成処理や熱分解処理などは従来同様に行う。
いまＴａ粉末１００に対し、Ｔａ２Ｏ５粉末２０の重量
比で混合した粉末を直径が１．論φ、高さが１．８ｍの
大きさで０．５ｍφの金属線を植立して加圧成形し、焼
結して製品化したコンデンサの漏れ電流と、成形後の素
子の欠け等による不良発生率を同寸法の従来コンデンサ
（バインダーを用いたもの）ど比較すると次表の結果を
得た。
Ｏ５粉末を混合することによつて混合粉末の流動性は良
くなる。従つて、成形型に金属粉末の一定量を自動供給
することが容易になる。つまり、Ｔａ２Ｏ５粉末は従来
のバインダーと同様な作用をする。次に、混合粉末の加
圧成形が完了すると、その成形物を予備焼結なしに一気
に本焼結、即ち、真空中で例えば約１７００Ｃで約３０
分間本焼結する。この時にＴａ２Ｏ，粉末は還元されて
酸素が飛散し、残つたＴａ成分だけが先のＴａ粉末と一
体となつて焼結される。そして、Ｔａ２Ｏ５粉ｌ末から
飛び出した酸素の占めていた部分が空間として残り、こ
こが空孔の一部として形成される。実際、このＴａ２Ｏ
５粉末を焼結して還元させると、還元後に残つた焼結体
は還元前の体積より約２割ばかり減少し、この減少した
分が空孔として残り、従来製法のものより空孔度が向上
し、かつ機械的強度も格段に向上した。又、仮にＴａ２
α粉末の一部が還元されずにそのままＴａ２Ｏ５として
残つても絶縁体であるから、後工程でその表面に半導体
層が被着してもショートの問題は発生しない。尚、後工
程である化成処理や熱分解処理などは従来同様に行う。
いまＴａ粉末１００に対し、Ｔａ２Ｏ５粉末２０の重量
比で混合した粉末を直径が１．論φ、高さが１．８ｍの
大きさで０．５ｍφの金属線を植立して加圧成形し、焼
結して製品化したコンデンサの漏れ電流と、成形後の素
子の欠け等による不良発生率を同寸法の従来コンデンサ
（バインダーを用いたもの）ど比較すると次表の結果を
得た。
この表から明らかなように、本発明の場合は本焼結時に
カーボン等の不純物ができないため、漏れ電流が従来の
約１′３に減つた。
カーボン等の不純物ができないため、漏れ電流が従来の
約１′３に減つた。
又、Ｔａ２Ｏ５のような金属酸化物の還元で空孔を作る
ため、加圧成形時の加圧力が比較的大きくでき、そのた
め焼結されたコンデンサ素子の機械的強度が増し、不良
率が従来の約１１３になつた。尚、金属粉末ど金属酸化
物粉末は１対０．１〜０．５重量比で混合させることが
最良で、仮に金属酸化物粉末の重量比が０．１未満だと
少な過ぎて、混合粉末の良好な流動性が得られない。
ため、加圧成形時の加圧力が比較的大きくでき、そのた
め焼結されたコンデンサ素子の機械的強度が増し、不良
率が従来の約１１３になつた。尚、金属粉末ど金属酸化
物粉末は１対０．１〜０．５重量比で混合させることが
最良で、仮に金属酸化物粉末の重量比が０．１未満だと
少な過ぎて、混合粉末の良好な流動性が得られない。
又、金属酸化物粉末の重量比が０．５を越えると、焼結
後の素子の機械的強度が弱くなり特性劣下を引き起しや
すくなる。又、弁作用を有する金属粉末とこれに混入す
る弁作用を有する金属の酸化物粉末とは上述のようにＴ
ａとＴａ２Ｏ５の組合せの他Ｔａとニオブの酸化物、チ
タンの酸化物のように異種の組合せとすることもできる
。以上説明したように、本発明によれば金属酸化物粉末
を従来のバインダーの代りに用いるため、本焼結の前の
予備焼結のような脱バインダー工程が省け、工数の簡略
化が図れる。
後の素子の機械的強度が弱くなり特性劣下を引き起しや
すくなる。又、弁作用を有する金属粉末とこれに混入す
る弁作用を有する金属の酸化物粉末とは上述のようにＴ
ａとＴａ２Ｏ５の組合せの他Ｔａとニオブの酸化物、チ
タンの酸化物のように異種の組合せとすることもできる
。以上説明したように、本発明によれば金属酸化物粉末
を従来のバインダーの代りに用いるため、本焼結の前の
予備焼結のような脱バインダー工程が省け、工数の簡略
化が図れる。
又、金属酸化物は絶縁体であるため、これが焼結時に還
元されて金属になるものの、仮に一部が還元されず金属
酸化物が残留してもバインダーのようなショート発生の
恐れがなく、従つて漏れ電流の改善が図れる。又、金属
酸化物が金属に還元されると、その後が空孔となり、た
めに従来より空孔度の大きい多孔質のコンデンサ素子の
作製が可能となる。更に、バインダーを用いないから、
加圧成形時の加圧力を大きくすることができ、従つて成
形後に欠けや割れ等のトラブルが減少し、不良率を小さ
くできる。
元されて金属になるものの、仮に一部が還元されず金属
酸化物が残留してもバインダーのようなショート発生の
恐れがなく、従つて漏れ電流の改善が図れる。又、金属
酸化物が金属に還元されると、その後が空孔となり、た
めに従来より空孔度の大きい多孔質のコンデンサ素子の
作製が可能となる。更に、バインダーを用いないから、
加圧成形時の加圧力を大きくすることができ、従つて成
形後に欠けや割れ等のトラブルが減少し、不良率を小さ
くできる。
第１図は焼結形コンデンサ素子の断面図、第２図は熱分
解後の正常な場合の素子内部説明図、第３図は第２図の
従来製法による異常個所の内部説明図である。
解後の正常な場合の素子内部説明図、第３図は第２図の
従来製法による異常個所の内部説明図である。
Claims (1)
- １ 弁作用を有する金属粉末と、弁作用を有する金属の
酸化物粉末とを１対０．１〜０．５重量比で混合したも
のをプレス成形した後、焼結して形成し、かつ焼結時に
酸化物粉末を還元することを特徴とする焼結形コンデン
サ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7291279A JPS6053454B2 (ja) | 1979-06-08 | 1979-06-08 | 焼結形コンデンサ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7291279A JPS6053454B2 (ja) | 1979-06-08 | 1979-06-08 | 焼結形コンデンサ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55165621A JPS55165621A (en) | 1980-12-24 |
| JPS6053454B2 true JPS6053454B2 (ja) | 1985-11-26 |
Family
ID=13503024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7291279A Expired JPS6053454B2 (ja) | 1979-06-08 | 1979-06-08 | 焼結形コンデンサ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053454B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6368353A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-28 | Dainippon Toryo Co Ltd | 研磨ツ−ル |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5621609A (en) * | 1994-12-09 | 1997-04-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Composite electrode materials for high energy and high power density energy storage devices |
| WO2015019987A1 (ja) * | 2013-08-05 | 2015-02-12 | 東洋アルミニウム株式会社 | アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 |
-
1979
- 1979-06-08 JP JP7291279A patent/JPS6053454B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6368353A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-28 | Dainippon Toryo Co Ltd | 研磨ツ−ル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55165621A (en) | 1980-12-24 |
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