JPS6410928B2 - - 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するも
のである。 従来、電解コンデンサ用の陽極体材料として
は、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、バナジウ
ム、ハフニウム、チタン、アルミニウム等の所謂
弁作用金属が知られており、過去多くの研究者が
これらの金属の単体あるいは合金系に対して電解
コンデンサとしての基礎特性を調べ、実用化を検
討して来た。 しかし、コンデンサとして実用化しうるために
は、その陽極体材料固有の酸化皮膜の漏れ電流、
誘電損失などの電気的特性が一定の水準に達して
いなければならず、現在実用化されている電解コ
ンデンサは、タンタルおよびアルミニウムを陽極
体としたものだけである。 タンタルを陽極材料とするコンデンサは、漏れ
電流、誘電損失などの電気的特性が優れており、
安定で極めて信頼性が高く、かつ小型で大容量の
ものが得られるという点に特徴がある。 しかし、タンタルはここ数年の需要増大に対し
て供給が追いつかず、資源が不足していることも
あつて材料価格の高騰が著しく、製品価格の上昇
を招いている。一方、アルミニウムを陽極材料と
するコンデンサは安価であるという点に特徴があ
るが、小型大容量化がより困難なことのほか、電
気的特性および安定性の点でタンタルを陽極材料
とするコンデンサに劣つている。 このような情況から、漏れ電流、誘電損失など
の電気的特性および安定性が優れていると共に、
小型大容量化が可能であり、かつ安価で安定供給
可能な材料を陽極体とした電解コンデンサの開発
が強く望まれていた。 本発明者らは、種々検討した結果原料として水
素化チタンとアルミニウムの粉末を使用し、これ
らの粉末を混合、プレス、焼結してなるアルミニ
ウム―チタン合金多孔質焼結体を陽極体とした場
合にこのような要望に叶う電解コンデンサ用多孔
質体の得られることを見出し、すでに提案した。 また、このアルミニウム―チタン合金を陽極体
とした場合、陽極酸化に最適な化成液がリン酸水
溶液であることも既に提案した。 しかし、本発明者らは、リン酸水溶液による
Al―Ti合金多孔質体の陽極酸化について、更に
詳細に検討を続けた結果、一つの問題点を見出し
た。それは、固体化後（Agペースト後）樹脂外
装を施すと静電容量が減少することである。この
容量減少は、減少率として最高10％を越える場合
もある。この現象は、MnO₂陰極が、化成皮膜表
面を完全に密着して被覆していないために起こる
と考えられる。 銀ペースト処理後の時点では多孔質体内部が外
気に通じているためにペレツト内部に外部湿気に
よる吸着水が存在してこれが電極のかわりとなつ
て、MnO₂が完全に密着して被覆していない化成
皮膜部（非固体化領域と称する）分の容量も検出
している。一方樹脂外装したものは、Agペース
ト時点に比べると外気と遮断された状態であり、
しかも樹脂の熱硬化時（100℃以上）にペレツト
内部の吸着水がとんでしまい、MnO₂によつて完
全に密着、被覆された部分（固体化領域と称す
る）の容量だけしか検出されなくなる。従つて、
樹脂外装後の静電容量とAgペースト後の静電容
量との比がほぼMnO₂の被覆率に対応すると考え
られる。 樹脂外装時の容量減少、すなわちMnO₂の被覆
率の低下は、CV値の減少につながり、実質上好
ましいことではない。特に容量減少率が10％を越
える場合には影響が大きい。 本発明の目的は、このような静電容量の目減り
を防ぎ、粉末のCVを有効利用できる製造方法を
提供することにある。 本発明の製造方法によれば、Al―Ti合金から
なる多孔質陽極体に対し陽極酸化処理を最終化成
電圧より低い一定電圧までをリン酸水溶液中で行
ない、その後最終化成電圧までを乳酸アルミニウ
ムもしくはホウ酸アンモニウムの水溶液中で行な
い、次にリン酸水溶液または前記２種類のアンモ
ニウム系水溶液のうちの一つで再度前記最終化成
電圧まで陽極酸化を行なうことにより、樹脂外装
時の容量減少率を小さくすることが可能となる。 以下、本発明を実施例に従つて詳細に説明す
る。 実施例 平均粒径3μmのA1粉末及び平均粒径3μmの水
素化チタン粉末を、AlとTiの原子比が54：46と
なるように混合し、円柱形に圧縮成型後、真空中
において1070℃で２時間保持し焼成焼結を行なう
ことによつて、Al―Ti合金多孔質体を作製し、
陽極体とした。 次に、これらの陽極体を0.5体積％のリン酸水
溶液中で60Vまで陽極酸化を行ない（陽極酸化１
―）、その後すべて80V迄１体積％の乳酸アン
モニウムまたは、１重量％のホウ酸アンモニウム
を含む２種類の水溶液で別々に陽極酸化を行なつ
た。（陽極酸化１―） 更に、前記の陽極酸化１―に使用した化成液
の異なる２種類の陽極化成体の各々について、
0.005体積％のリン酸水溶液中で80V迄再度陽極
酸化を行なつた。（陽極酸化２） また比較のため、従来方法として陽極酸化１を
最終化成電圧の80V迄0.5体積％のリン酸水溶液
中で行ない、次に0.005体積％のリン酸水溶液中
で80V迄再度陽極酸化を行なつた試料を作製し
た。 上記３種類の化成方法で得た80Vf化成体に対
し、硝酸マンガンの含浸、熱分解を６回くり返し
た後、グラフフアイト、Agペースト焼付けを行
なつた。Agペースト焼付後の静電容量は３種類
の化成水準共約6.5μF（120Hz）であつた。（各30p
の平均値） 続いて、半田デイツプの後樹脂デイツプを行な
つて外装仕上げをした。使用した樹脂は熱硬化性
の二液性エポキシ樹脂である。樹脂外装後の120
Hzでの静電容量と、そのAgペースト後の静電容
量に対する変化率（減少率）を表に示す。また、
漏れ電流（LC）については20.8V（16Vw×1.3）
の印加電圧で85℃―16Hrのエツチングを行なつ
た後の値（中央値）を表中に示す。（16V評価―
５分値）

【表】 表からわかるように、本発明の陽極酸化処理方
法によれば、Agペースト後の静電容量に対する
樹脂外装後の容量減少率が、従来のリン酸水溶液
のみによる化成方法に比べて著しく小さくなつて
おり、（減少率1/3以下）、最終的に大きな静電容
量値が得られている。また、漏れ電流値も本発明
の陽極酸化処理によるものの方が小さな値を示し
ている。なお、陽極酸化２を行なうのは、漏れ電
流値をより小さくすることができるからである。 また、この実施例では、陽極酸化２にリン酸水
溶液（0.005vol％）を使用した場合について示し
たが、乳酸アンモニウムもしくはホウ酸アンモニ
ウムの水溶液を使用しても同様な効果の得られる
ことを確認した。 以上説明したように、本発明の製造方法は、静
電容量の実質的な目減りを防ぎ、原料粉末のCV
値を有効利用できるという意味において、その有
効性の高いことは明らかである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミニウムとチタンからなる合金を陽極金
   属とし、これを陽極酸化した後固体陰極半導体
   層、外部陰極を順次形成して樹脂外装する電解コ
   ンデンサの製造方法において、陽極酸化処理を最
   終化成電圧より低い一定電圧まではリン酸水溶液
   中で行ない、その後最終化成電圧までを乳酸アン
   モニウムもしくはホウ酸アンモニウムの水溶液中
   で行ない、次にリン酸水溶液または前記２種類の
   アンモニウム系水溶液のうちの一つで再度前記最
   終化成電圧迄陽極酸化を行なう陽極酸化工程を有
   することを特徴とする電解コンデンサの製造方
   法。