JP2001196274A - 固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/0029—Processes of manufacture
- H01G9/0032—Processes of manufacture formation of the dielectric layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】弁作用金属粉末の加圧成形体を焼結し、焼結体
の表面に母材弁作用金属の酸化皮膜を形成した陽極体を
製造するに当って、焼結後陽極酸化までの間に生じる焼
結体の自然酸化を防止し、固体電解コンデンサにしたと
き漏れ電流特性を改善する。また、焼結体を輸送あるい
保管するときの自然発火を防止する。 【解決手段】弁作用金属の粉末を加圧成形して所定形状
の成形体１を形成し（図１（ａ））、成形体を焼結して
焼結体３を形成した（図１（ｂ））後、陽極酸化により
焼結体の表面に本来の酸化皮膜４を所定の厚さ形成する
（図１（ｄ））前に、電気化学的な方法により、予め焼
結体３の表面に予備酸化皮膜９を形成する（図１
（ｃ））。予備酸化皮膜９は陽極酸化或いはバレルめっ
きで形成し、自然酸化で形成される厚さ（タンタルの場
合、５ｎｍ）より厚く、本来の酸化皮膜４より薄くす
る。
の表面に母材弁作用金属の酸化皮膜を形成した陽極体を
製造するに当って、焼結後陽極酸化までの間に生じる焼
結体の自然酸化を防止し、固体電解コンデンサにしたと
き漏れ電流特性を改善する。また、焼結体を輸送あるい
保管するときの自然発火を防止する。 【解決手段】弁作用金属の粉末を加圧成形して所定形状
の成形体１を形成し（図１（ａ））、成形体を焼結して
焼結体３を形成した（図１（ｂ））後、陽極酸化により
焼結体の表面に本来の酸化皮膜４を所定の厚さ形成する
（図１（ｄ））前に、電気化学的な方法により、予め焼
結体３の表面に予備酸化皮膜９を形成する（図１
（ｃ））。予備酸化皮膜９は陽極酸化或いはバレルめっ
きで形成し、自然酸化で形成される厚さ（タンタルの場
合、５ｎｍ）より厚く、本来の酸化皮膜４より薄くす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サ用陽極体の製造方法に関し、特に、弁作用金属の粉末
を加圧成形し、焼結して多孔質にしたものの表面に母材
金属の酸化皮膜を形成する工程を有する固体電解コンデ
ンサ用陽極体の製造方法に関する。
サ用陽極体の製造方法に関し、特に、弁作用金属の粉末
を加圧成形し、焼結して多孔質にしたものの表面に母材
金属の酸化皮膜を形成する工程を有する固体電解コンデ
ンサ用陽極体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の陽極体の従来の製造方法につい
て、タンタル固体電解コンデンサを例にし、図２を参照
して説明する。図２は、従来の製造方法による陽極体の
製造途中の断面を、工程順に示す図である。図２を参照
して、始めに、タンタルの粉末とバインダーとを混合し
て金型の中に入れ、加圧成形して、円柱状或いは角柱状
の成形体１を得る（図２（ａ））。その際、成形体の一
端面に、同じタンタルのワイヤ２を植立するようにす
る。このワイヤ２は、のちに固体電解コンデンサとした
ときに陽極リードとなるものである。
て、タンタル固体電解コンデンサを例にし、図２を参照
して説明する。図２は、従来の製造方法による陽極体の
製造途中の断面を、工程順に示す図である。図２を参照
して、始めに、タンタルの粉末とバインダーとを混合し
て金型の中に入れ、加圧成形して、円柱状或いは角柱状
の成形体１を得る（図２（ａ））。その際、成形体の一
端面に、同じタンタルのワイヤ２を植立するようにす
る。このワイヤ２は、のちに固体電解コンデンサとした
ときに陽極リードとなるものである。
【０００３】次に、上述のタンタルワイヤ２付きの成形
体１を焼結して、多孔質の焼結体３にする（図２
（ｂ））。
体１を焼結して、多孔質の焼結体３にする（図２
（ｂ））。
【０００４】次いで、焼結体３の表面に、その焼結体の
母材金属であるタンタルの酸化皮膜（酸化タンタル：Ｔ
ａ2 Ｏ5 ）４を所定の厚さに形成して、陽極体を得る
（図２（ｃ））。酸化タンタル皮膜４の形成には、陽極
酸化法が用いられる。陽極酸化の方法を模式的に示す図
３を参照して、容器５の中に例えばリン酸水溶液のよう
な化成溶液６を満たし、その化成溶液６の中に、焼結体
３と電極７とを対向するようにして浸漬させる。そし
て、直流電源８のプラス極を焼結体のタンタルワイヤ２
に接続しマイナス極を電極７に接続して、焼結体３と電
極７との間に直流電圧（化成電圧）ＶA を印加し、化成
溶液６を流れる電流が予め定めておいた一定電流以下に
なるまで化成電圧ＶA を印加し続ける。このとき、焼結
体３に形成される酸化タンタル皮膜４の厚さは、上述の
化成電圧ＶA によって決まる。尚、図２（ｂ）において
は、焼結体３の外表面に酸化タンタルの皮膜４が形成さ
れた状態しか表せていないが、焼結体の外表面のみなら
ず、内部に複雑に入り組んだ微細孔の内表面にも酸化タ
ンタル皮膜４が形成されているのは、勿論である。
母材金属であるタンタルの酸化皮膜（酸化タンタル：Ｔ
ａ2 Ｏ5 ）４を所定の厚さに形成して、陽極体を得る
（図２（ｃ））。酸化タンタル皮膜４の形成には、陽極
酸化法が用いられる。陽極酸化の方法を模式的に示す図
３を参照して、容器５の中に例えばリン酸水溶液のよう
な化成溶液６を満たし、その化成溶液６の中に、焼結体
３と電極７とを対向するようにして浸漬させる。そし
て、直流電源８のプラス極を焼結体のタンタルワイヤ２
に接続しマイナス極を電極７に接続して、焼結体３と電
極７との間に直流電圧（化成電圧）ＶA を印加し、化成
溶液６を流れる電流が予め定めておいた一定電流以下に
なるまで化成電圧ＶA を印加し続ける。このとき、焼結
体３に形成される酸化タンタル皮膜４の厚さは、上述の
化成電圧ＶA によって決まる。尚、図２（ｂ）において
は、焼結体３の外表面に酸化タンタルの皮膜４が形成さ
れた状態しか表せていないが、焼結体の外表面のみなら
ず、内部に複雑に入り組んだ微細孔の内表面にも酸化タ
ンタル皮膜４が形成されているのは、勿論である。
【０００５】上述の陽極体を用いて固体電解コンデンサ
を製造するには、この後、公知の方法によって、陽極体
の酸化タンタル皮膜４上に、例えば二酸化マンガンや導
電性高分子のような固体電解質の層を形成し、更に、グ
ラファイト層と銀ペースト層とをこの順に形成したもの
のような陰極導体層を形成する。次いで、タンタルワイ
ヤ２に外部との接続用の端子（外部陽極端子）を溶接
し、陰極導体層には外部陰極端子を導電性接着剤で接着
するなどして陽・陰両外部端子を取付け、エポキシ樹脂
でモールド外装するなどしたあと外部端子を整形して、
タンタル固体電解コンデンサを完成する。
を製造するには、この後、公知の方法によって、陽極体
の酸化タンタル皮膜４上に、例えば二酸化マンガンや導
電性高分子のような固体電解質の層を形成し、更に、グ
ラファイト層と銀ペースト層とをこの順に形成したもの
のような陰極導体層を形成する。次いで、タンタルワイ
ヤ２に外部との接続用の端子（外部陽極端子）を溶接
し、陰極導体層には外部陰極端子を導電性接着剤で接着
するなどして陽・陰両外部端子を取付け、エポキシ樹脂
でモールド外装するなどしたあと外部端子を整形して、
タンタル固体電解コンデンサを完成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上述し
た従来の製造方法によって形成した陽極体を用いた固体
電解コンデンサには漏れ電流特性に改善の余地があるこ
と及び、それが陽極体の製造過程で、焼結体３を形成し
た（図２（ｂ））あと酸化タンタル皮膜４を形成する
（図２（ｃ））までの間に、陽極酸化前の保管中の焼結
体が自然酸化（意図的には化学反応のエネルギーを加え
ない状態での酸化）することに起因することを見出し
た。
た従来の製造方法によって形成した陽極体を用いた固体
電解コンデンサには漏れ電流特性に改善の余地があるこ
と及び、それが陽極体の製造過程で、焼結体３を形成し
た（図２（ｂ））あと酸化タンタル皮膜４を形成する
（図２（ｃ））までの間に、陽極酸化前の保管中の焼結
体が自然酸化（意図的には化学反応のエネルギーを加え
ない状態での酸化）することに起因することを見出し
た。
【０００７】すなわち、焼結は通常、例えばタンタルで
あれば１２００〜１６００℃程度というような、金属を
溶融させない程度の相当高い温度で行われる。従って、
焼結中に金属が酸化してしまわないように、１．３３×
１０-4Ｐａ程度の真空中で焼結を行う。また、焼結が終
了して装置から焼結体を取り出すときは、温度を例えば
１００℃程度以下に下げた後、装置内の雰囲気をアルゴ
ンや窒素のような不活性ガスで置換してから焼結体を取
り出すなどして、焼結体が空気に触れて気相での自然酸
化が起らないように注意を払う。空気などによる気相で
の自然酸化によって生じた酸化タンタル皮膜は、陽極酸
化のような電気化学的な方法で形成する酸化タンタル皮
膜に比べ結晶性が低級で欠陥が多く、コンデンサの漏れ
電流特性に悪影響を与えることが知られているからであ
る。
あれば１２００〜１６００℃程度というような、金属を
溶融させない程度の相当高い温度で行われる。従って、
焼結中に金属が酸化してしまわないように、１．３３×
１０-4Ｐａ程度の真空中で焼結を行う。また、焼結が終
了して装置から焼結体を取り出すときは、温度を例えば
１００℃程度以下に下げた後、装置内の雰囲気をアルゴ
ンや窒素のような不活性ガスで置換してから焼結体を取
り出すなどして、焼結体が空気に触れて気相での自然酸
化が起らないように注意を払う。空気などによる気相で
の自然酸化によって生じた酸化タンタル皮膜は、陽極酸
化のような電気化学的な方法で形成する酸化タンタル皮
膜に比べ結晶性が低級で欠陥が多く、コンデンサの漏れ
電流特性に悪影響を与えることが知られているからであ
る。
【０００８】しかしながら、上述のように焼結中或いは
焼結直後に焼結体に自然酸化が生じないようにした場合
でも、その後、誘電体である酸化タンタル皮膜を陽極酸
化で形成するまでの間に、自然酸化による酸化タンタル
皮膜が焼結体に形成されてしまうことがある。例えば、
生産工場の分散化に伴って、或る工場で製造した焼結体
を他府県や海外の工場に輸送する必要が生じることがあ
る。或いは、そのような遠隔地への輸送はない場合で
も、焼結工程（図２（ｂ））と陽極酸化工程（図２
（ｃ））とで処理能力が異なるときには、焼結体を在庫
として保管しなければならないことがある。上述のよう
な輸送中或いは保管中に、焼結体が雰囲気中の酸素或い
は空気に触れて、自然酸化が進行してしまうのである。
焼結直後に焼結体に自然酸化が生じないようにした場合
でも、その後、誘電体である酸化タンタル皮膜を陽極酸
化で形成するまでの間に、自然酸化による酸化タンタル
皮膜が焼結体に形成されてしまうことがある。例えば、
生産工場の分散化に伴って、或る工場で製造した焼結体
を他府県や海外の工場に輸送する必要が生じることがあ
る。或いは、そのような遠隔地への輸送はない場合で
も、焼結工程（図２（ｂ））と陽極酸化工程（図２
（ｃ））とで処理能力が異なるときには、焼結体を在庫
として保管しなければならないことがある。上述のよう
な輸送中或いは保管中に、焼結体が雰囲気中の酸素或い
は空気に触れて、自然酸化が進行してしまうのである。
【０００９】上述の輸送中或いは保管中の自然酸化は、
コンデンサにしたときの漏れ電流特性を悪化させるだけ
に止まらない。酸化の程度によっては、酸化に伴う発熱
によって焼結体そのものが分解して陽極体の製造に使用
できなくなったり、甚だしい場合は、保管容器などが発
火することもある。そのような自然発火は、ときに、水
蒸気爆発の恐れから消火に水を使うことはできず、塩或
いは砂で空気を遮断して消火するより他はないほど激し
い。
コンデンサにしたときの漏れ電流特性を悪化させるだけ
に止まらない。酸化の程度によっては、酸化に伴う発熱
によって焼結体そのものが分解して陽極体の製造に使用
できなくなったり、甚だしい場合は、保管容器などが発
火することもある。そのような自然発火は、ときに、水
蒸気爆発の恐れから消火に水を使うことはできず、塩或
いは砂で空気を遮断して消火するより他はないほど激し
い。
【００１０】上に述べた焼結体の保管中或いは輸送中に
おける自然酸化の影響の程度は、容器中にどの程度の数
量、密度で焼結体が保管されているか、或いは容器中の
酸素量や容器の材料等々の条件によって当然異なるが、
最近、自然酸化が生じ易くまたその悪影響は増大する傾
向にある。すなわち、近年、電子機器の小型、軽量化は
著しく、これに伴なって、固体電解コンデンサに対して
も小型・大容量化が強く望まれている。そこで、固体電
解コンデンサにおいては、タンタル粉末をより微粉化す
ることによって一定体積での表面積を大きくし、更に、
誘電体である酸化タンタル皮膜を薄くすることによって
面積当りの容量を大きくすることによって、一定体積で
得られる容量値を大きくするようになってきている。い
わゆるＨＩＣＶ（ハイ・シー・ヴイ）化と呼ばれる技術
動向である。
おける自然酸化の影響の程度は、容器中にどの程度の数
量、密度で焼結体が保管されているか、或いは容器中の
酸素量や容器の材料等々の条件によって当然異なるが、
最近、自然酸化が生じ易くまたその悪影響は増大する傾
向にある。すなわち、近年、電子機器の小型、軽量化は
著しく、これに伴なって、固体電解コンデンサに対して
も小型・大容量化が強く望まれている。そこで、固体電
解コンデンサにおいては、タンタル粉末をより微粉化す
ることによって一定体積での表面積を大きくし、更に、
誘電体である酸化タンタル皮膜を薄くすることによって
面積当りの容量を大きくすることによって、一定体積で
得られる容量値を大きくするようになってきている。い
わゆるＨＩＣＶ（ハイ・シー・ヴイ）化と呼ばれる技術
動向である。
【００１１】このようなＨＩＣＶ化された焼結体におい
ては、タンタル粉末が微粉化されて表面積が広く空気と
の接触面積が大きくなっていることから、従来に比べ自
然酸化が進み易く、自然発火の可能性が大きくなってい
る。しかも、陽極酸化で成長させる本来の（誘電体とし
ての）酸化タンタル皮膜が薄くなっていて、その分、自
然酸化による酸化タンタル皮膜の影響を受けやすくなっ
ているので、自然発火にまでは至らない場合でも、固体
電解コンデンサにしたときの漏れ電流特性が従来に比べ
悪化してしまう。
ては、タンタル粉末が微粉化されて表面積が広く空気と
の接触面積が大きくなっていることから、従来に比べ自
然酸化が進み易く、自然発火の可能性が大きくなってい
る。しかも、陽極酸化で成長させる本来の（誘電体とし
ての）酸化タンタル皮膜が薄くなっていて、その分、自
然酸化による酸化タンタル皮膜の影響を受けやすくなっ
ているので、自然発火にまでは至らない場合でも、固体
電解コンデンサにしたときの漏れ電流特性が従来に比べ
悪化してしまう。
【００１２】従って、本発明は、弁作用金属の粉末を加
圧成形して所定形状の成形体を形成する工程と、得られ
た成形体を焼結して焼結体を形成する工程と、焼結体を
陽極酸化して、焼結体の表面にその母材の弁作用金属の
酸化皮膜を有する陽極体を形成する工程とを含む固体電
解コンデンサ用陽極体の製造方法において、焼結から陽
極酸化迄の間に焼結体に気相での自然酸化或いは自然発
火が生じないようにして、固体電解コンデンサにしたと
きの漏れ電流特性を向上させ、また、焼結体保管中の安
全性を高めることを目的とするものである。
圧成形して所定形状の成形体を形成する工程と、得られ
た成形体を焼結して焼結体を形成する工程と、焼結体を
陽極酸化して、焼結体の表面にその母材の弁作用金属の
酸化皮膜を有する陽極体を形成する工程とを含む固体電
解コンデンサ用陽極体の製造方法において、焼結から陽
極酸化迄の間に焼結体に気相での自然酸化或いは自然発
火が生じないようにして、固体電解コンデンサにしたと
きの漏れ電流特性を向上させ、また、焼結体保管中の安
全性を高めることを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の固体電解コンデ
ンサ用陽極体の製造方法は、弁作用金属の粉末を加圧成
形してなる成形体を焼結し、得られた焼結体の表面にそ
の母材の弁作用金属の陽極酸化皮膜を形成して陽極体を
得る固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法において、
前記弁作用金属の酸化皮膜を形成するのに先立って、前
記焼結体を予備的に酸化して、予め焼結体の表面をその
母材の弁作用金属の酸化皮膜で覆う予備酸化皮膜形成工
程を設けたことを特徴とする。
ンサ用陽極体の製造方法は、弁作用金属の粉末を加圧成
形してなる成形体を焼結し、得られた焼結体の表面にそ
の母材の弁作用金属の陽極酸化皮膜を形成して陽極体を
得る固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法において、
前記弁作用金属の酸化皮膜を形成するのに先立って、前
記焼結体を予備的に酸化して、予め焼結体の表面をその
母材の弁作用金属の酸化皮膜で覆う予備酸化皮膜形成工
程を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の製造方
法による陽極体の製造途中の断面を、工程順に示す図で
ある。図１と図２とを比較して、本発明の陽極体の製造
方法が従来の製造方法と異なるのは、焼結体３を形成す
る工程（図１（ｂ））と陽極酸化により酸化タンタル皮
膜４を形成する工程（図１（ｄ））との間に、焼結体の
表面に予め予備酸化皮膜９を形成する工程（図１
（ｃ））を設けたことである。以下に、タンタル固体電
解コンデンサ用の陽極体の製造に本発明を適用した二つ
の実施の形態について、説明する。
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の製造方
法による陽極体の製造途中の断面を、工程順に示す図で
ある。図１と図２とを比較して、本発明の陽極体の製造
方法が従来の製造方法と異なるのは、焼結体３を形成す
る工程（図１（ｂ））と陽極酸化により酸化タンタル皮
膜４を形成する工程（図１（ｄ））との間に、焼結体の
表面に予め予備酸化皮膜９を形成する工程（図１
（ｃ））を設けたことである。以下に、タンタル固体電
解コンデンサ用の陽極体の製造に本発明を適用した二つ
の実施の形態について、説明する。
【００１５】第１の実施の形態では、予備酸化皮膜９の
形成に、陽極酸化法を用いた例を示す。図１を参照し
て、始めに、タンタルの粉末にバインダーとを混合して
型に入れ、プレスして、円柱状或いは角柱状の成形体１
を形成する（図１（ａ））。その際、陽極リードとなる
べきタンタルワイヤ２を成形体１の一端面に植立するよ
うにする。
形成に、陽極酸化法を用いた例を示す。図１を参照し
て、始めに、タンタルの粉末にバインダーとを混合して
型に入れ、プレスして、円柱状或いは角柱状の成形体１
を形成する（図１（ａ））。その際、陽極リードとなる
べきタンタルワイヤ２を成形体１の一端面に植立するよ
うにする。
【００１６】次に、成形体１を温度：１２００〜１６０
０℃、真空度：１．３３×１０-4Ｐａの条件で焼結し
て、焼結体３を得る（図１（ｂ））。この工程までは、
従来の製造方法と同じである。
０℃、真空度：１．３３×１０-4Ｐａの条件で焼結し
て、焼結体３を得る（図１（ｂ））。この工程までは、
従来の製造方法と同じである。
【００１７】次いで、焼結体３の表面に、予備酸化皮膜
９として、陽極酸化による酸化タンタル皮膜を形成する
（図１（ｃ））。この予備酸化皮膜９の形成は、本来の
酸化タンタル皮膜４（図１（ｄ）参照）を形成するとき
と同じ方法で行う。すなわち、図３に示すように、例え
ばリン酸水溶液などのような化成溶液６中で焼結体３と
電極７とを対向させ、焼結体のタンタルワイヤ２に高
位、電極７に低位の直流電圧を印加する。形成する予備
酸化（タンタル）皮膜９の厚さは、自然酸化によって形
成される酸化タンタル皮膜より厚く、コンデンサの誘電
体としての本来の酸化タンタル皮膜４より薄くなくては
ならない。ここで、一般に、温度が決っている場合の気
相反応による酸化皮膜の厚さは、長時間の酸化では時間
の平方根に比例し、時間の経過に伴って飽和する傾向が
あり、タンタルの場合、室温ではほぼ５ｎｍであること
が知られている。一方、コンデンサの誘電体としての本
来の酸化タンタル皮膜４の厚さ、換言すれば陽極酸化工
程（図１（ｄ））の際に加える化成電圧ＶA は、満足す
べき容量や漏れ電流特性などを勘案して決められるが、
通常、１０ｎｍ程度以上になるようにする。従って、予
備酸化タンタル皮膜９は、少なくとも５ｎｍより厚く、
１０ｎｍより薄くする。ここで、金属タンタルを陽極酸
化したとき形成される酸化タンタル皮膜の厚さは、単位
電圧当り約１．７ｎｍ／ボルトであることが知られてい
るので、図１（ｃ）における予備酸化皮膜形成工程で
は、化成電圧ＶA を約３〜６Ｖ程度に選べばよい。尚、
図３には、陽極酸化の原理に対する理解を容易にするた
めに、焼結体を１個だけ処理するときの状態を示した
が、実際の製造に当っては、生産効率を高めるために、
金属製の帯状の平板（帯板）に多数の焼結体を、それぞ
れのタンタルワイヤ２を帯板に溶接することによって取
付け、その帯板と電極７との間に化成電圧を与えること
によって、一度の陽極酸化で多数の焼結体を処理するの
が一般的である。
９として、陽極酸化による酸化タンタル皮膜を形成する
（図１（ｃ））。この予備酸化皮膜９の形成は、本来の
酸化タンタル皮膜４（図１（ｄ）参照）を形成するとき
と同じ方法で行う。すなわち、図３に示すように、例え
ばリン酸水溶液などのような化成溶液６中で焼結体３と
電極７とを対向させ、焼結体のタンタルワイヤ２に高
位、電極７に低位の直流電圧を印加する。形成する予備
酸化（タンタル）皮膜９の厚さは、自然酸化によって形
成される酸化タンタル皮膜より厚く、コンデンサの誘電
体としての本来の酸化タンタル皮膜４より薄くなくては
ならない。ここで、一般に、温度が決っている場合の気
相反応による酸化皮膜の厚さは、長時間の酸化では時間
の平方根に比例し、時間の経過に伴って飽和する傾向が
あり、タンタルの場合、室温ではほぼ５ｎｍであること
が知られている。一方、コンデンサの誘電体としての本
来の酸化タンタル皮膜４の厚さ、換言すれば陽極酸化工
程（図１（ｄ））の際に加える化成電圧ＶA は、満足す
べき容量や漏れ電流特性などを勘案して決められるが、
通常、１０ｎｍ程度以上になるようにする。従って、予
備酸化タンタル皮膜９は、少なくとも５ｎｍより厚く、
１０ｎｍより薄くする。ここで、金属タンタルを陽極酸
化したとき形成される酸化タンタル皮膜の厚さは、単位
電圧当り約１．７ｎｍ／ボルトであることが知られてい
るので、図１（ｃ）における予備酸化皮膜形成工程で
は、化成電圧ＶA を約３〜６Ｖ程度に選べばよい。尚、
図３には、陽極酸化の原理に対する理解を容易にするた
めに、焼結体を１個だけ処理するときの状態を示した
が、実際の製造に当っては、生産効率を高めるために、
金属製の帯状の平板（帯板）に多数の焼結体を、それぞ
れのタンタルワイヤ２を帯板に溶接することによって取
付け、その帯板と電極７との間に化成電圧を与えること
によって、一度の陽極酸化で多数の焼結体を処理するの
が一般的である。
【００１８】上述のようにして焼結体３の表面に予備酸
化皮膜９を形成した後、陽極酸化により、上記予備酸化
皮膜９より厚い、本来の酸化タンタル皮膜４を形成して
本実施の形態に係る陽極体を得る（図１（ｄ））。その
場合、陽極酸化による酸化タンタル皮膜の厚さは飽くま
でも化成電圧で決まるので、予め予備酸化皮膜９が形成
されていても、その予備酸化皮膜９が本来の酸化タンタ
ル皮膜４より薄いものであれば、図１（ｄ）における本
来の酸化タンタル皮膜４の形成に何ら障害は生じない。
しかも、予備酸化皮膜９は電気化学的方法により意図的
に化学反応のエネルギーを与えて形成したものであるの
で、空気による自然酸化の酸化タンタル皮膜とは違って
結晶性が良好で、欠陥が少なく、コンデンサにしたとき
の漏れ電流特性に何ら悪影響を及ぼさない。
化皮膜９を形成した後、陽極酸化により、上記予備酸化
皮膜９より厚い、本来の酸化タンタル皮膜４を形成して
本実施の形態に係る陽極体を得る（図１（ｄ））。その
場合、陽極酸化による酸化タンタル皮膜の厚さは飽くま
でも化成電圧で決まるので、予め予備酸化皮膜９が形成
されていても、その予備酸化皮膜９が本来の酸化タンタ
ル皮膜４より薄いものであれば、図１（ｄ）における本
来の酸化タンタル皮膜４の形成に何ら障害は生じない。
しかも、予備酸化皮膜９は電気化学的方法により意図的
に化学反応のエネルギーを与えて形成したものであるの
で、空気による自然酸化の酸化タンタル皮膜とは違って
結晶性が良好で、欠陥が少なく、コンデンサにしたとき
の漏れ電流特性に何ら悪影響を及ぼさない。
【００１９】次に、第２の実施の形態は、図１（ｃ）に
おける予備酸化皮膜４の形成にバレルめっき法を用いた
例である。バレルめっきの方法を模式的に示す図４を参
照して、本実施の形態においては、導電性の回転軸１０
を中心に回転する多数の孔があいた導電性の容器中１１
に、複数の焼結体３を（帯板などに取り付けない）個々
ばらばらの状態で入れ、容器１１を回転させながら個々
の焼結体を化成溶液６に接触させることで、焼結体の表
面に電気化学的に予備酸化皮膜９を形成する。この方法
によれば、陽極酸化法を用いた第１の実施の形態に比
べ、次の陽極酸化工程（図１（ｄ））までの間の保管ス
ペースが小さくて済む。予備酸化皮膜９を陽極酸化によ
って形成する第１の実施の形態の場合には、前述したよ
うに、複数の焼結体を帯板に一定間隔で取り付けた上で
予備陽極酸化をするので、その後も予備陽極酸化の際と
同じ形態で保管することになり、焼結体と焼結体との間
の空間の分保管スペースが大きくなるのに対し、バレル
めっき法による第２の実施の形態の場合には、個々の焼
結体どうしが分離、独立しているので、焼結体どうしの
間の空間を詰めることができるからである。また、これ
と同じ理由で、予備酸化皮膜形成工程における生産性を
高めることができる。
おける予備酸化皮膜４の形成にバレルめっき法を用いた
例である。バレルめっきの方法を模式的に示す図４を参
照して、本実施の形態においては、導電性の回転軸１０
を中心に回転する多数の孔があいた導電性の容器中１１
に、複数の焼結体３を（帯板などに取り付けない）個々
ばらばらの状態で入れ、容器１１を回転させながら個々
の焼結体を化成溶液６に接触させることで、焼結体の表
面に電気化学的に予備酸化皮膜９を形成する。この方法
によれば、陽極酸化法を用いた第１の実施の形態に比
べ、次の陽極酸化工程（図１（ｄ））までの間の保管ス
ペースが小さくて済む。予備酸化皮膜９を陽極酸化によ
って形成する第１の実施の形態の場合には、前述したよ
うに、複数の焼結体を帯板に一定間隔で取り付けた上で
予備陽極酸化をするので、その後も予備陽極酸化の際と
同じ形態で保管することになり、焼結体と焼結体との間
の空間の分保管スペースが大きくなるのに対し、バレル
めっき法による第２の実施の形態の場合には、個々の焼
結体どうしが分離、独立しているので、焼結体どうしの
間の空間を詰めることができるからである。また、これ
と同じ理由で、予備酸化皮膜形成工程における生産性を
高めることができる。
【００２０】予備酸化皮膜９の形成にバレルめっき法を
用いる場合は、皮膜形成中に焼結体どうしが接触するこ
とによって、予備酸化皮膜９に微小な傷がつくことがあ
る。しかしながら、本発明の作用原理は予備酸化皮膜９
を形成することによって焼結体と空気との接触面積を小
さくすることにあるので、予備酸化皮膜に生じた微小な
傷は、発明の作用効果を得るうえで何の障害にもならな
い。
用いる場合は、皮膜形成中に焼結体どうしが接触するこ
とによって、予備酸化皮膜９に微小な傷がつくことがあ
る。しかしながら、本発明の作用原理は予備酸化皮膜９
を形成することによって焼結体と空気との接触面積を小
さくすることにあるので、予備酸化皮膜に生じた微小な
傷は、発明の作用効果を得るうえで何の障害にもならな
い。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
弁作用金属の粉末を加圧成形して得た成形体を焼結し、
その焼結体の表面に母材の弁作用金属の酸化皮膜を形成
して陽極体を製造するに当り、焼結後陽極酸化までの間
に生じる焼結体の自然酸化を防止し、固体電解コンデン
サにしたときの漏れ電流特性を改善することができる。
更には、焼結体の自然発火を防止できるので、保管中或
いは輸送中の安全性を高めることができる。
弁作用金属の粉末を加圧成形して得た成形体を焼結し、
その焼結体の表面に母材の弁作用金属の酸化皮膜を形成
して陽極体を製造するに当り、焼結後陽極酸化までの間
に生じる焼結体の自然酸化を防止し、固体電解コンデン
サにしたときの漏れ電流特性を改善することができる。
更には、焼結体の自然発火を防止できるので、保管中或
いは輸送中の安全性を高めることができる。
【図１】本発明の製造方法による陽極体の製造途中の断
面を、工程順に示す図である。
面を、工程順に示す図である。
【図２】従来の製造方法による陽極体の製造途中の断面
を、工程順に示す図である。
を、工程順に示す図である。
【図３】陽極酸化の方法を模式的に示す図である。
【図４】バレルめっきの方法を模式的に示す図である。
１ 成形体 ２ タンタルワイヤ ３ 焼結体 ４ 酸化タンタル皮膜 ５ 容器 ６ 化成溶液 ７ 電極 ８ 電源 ９ 予備酸化皮膜 １０ 回転軸 １１ 容器
Claims (6)
- 【請求項１】 弁作用金属の粉末を加圧成形してなる成
形体を焼結し、得られた焼結体の表面にその母材の弁作
用金属の陽極酸化皮膜を形成して陽極体を得る固体電解
コンデンサ用陽極体の製造方法において、 前記弁作用金属の酸化皮膜を形成するのに先立って、前
記焼結体を予備的に酸化して、予め焼結体の表面をその
母材の弁作用金属の酸化皮膜で覆う予備酸化皮膜形成工
程を設けたことを特徴とする固体電解コンデンサ用陽極
体の製造方法。 - 【請求項２】 弁作用金属の粉末を加圧成形して所定形
状の成形体を形成する成形体形成工程と、 前記成形体を焼結して焼結体を形成する焼結工程と、 電気化学的な方法により、予め前記焼結体の表面にその
母材の弁作用金属の酸化皮膜からなる予備酸化皮膜を形
成する予備酸化皮膜形成工程と、 前記予備酸化皮膜形成済みの焼結体を陽極酸化して、焼
結体の表面にその母材の弁作用金属の酸化皮膜を有する
陽極体を形成する陽極酸化工程とを含む固体電解コンデ
ンサ用陽極体の製造方法。 - 【請求項３】 前記予備酸化皮膜形成工程では、陽極酸
化法により前記予備酸化皮膜を形成することを特徴とす
る、請求項１又は請求項２に記載の固体電解コンデンサ
用陽極体の製造方法。 - 【請求項４】 前記予備酸化皮膜形成工程では、バレル
めっき法により予備酸化皮膜を形成することを特徴とす
る、請求項１又は請求項２に記載の固体電解コンデンサ
用陽極体の製造方法。 - 【請求項５】 前記弁作用金属にタンタルを用いること
を特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の固体
電解コンデンサ用陽極体の製造方法。 - 【請求項６】 前記予備酸化皮膜形成工程では、５ｎｍ
より厚い酸化タンタル皮膜を形成することを特徴とす
る、請求項５に記載の固体電解コンデンサ用陽極体の製
造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003428A JP2001196274A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法 |
| US09/750,795 US20010007167A1 (en) | 2000-01-12 | 2001-01-02 | Fabrication method of solid electrolytic capacitor |
| EP01100679A EP1117110A3 (en) | 2000-01-12 | 2001-01-11 | Fabrication method of solid electrolytic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003428A JP2001196274A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001196274A true JP2001196274A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=18532377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000003428A Pending JP2001196274A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010007167A1 (ja) |
| EP (1) | EP1117110A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001196274A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4787967B2 (ja) * | 2005-06-09 | 2011-10-05 | 国立大学法人東京農工大学 | 電解コンデンサ素子及びその製造方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7837743B2 (en) * | 2007-09-24 | 2010-11-23 | Medtronic, Inc. | Tantalum anodes for high voltage capacitors employed by implantable medical devices and fabrication thereof |
| US9607770B2 (en) | 2012-06-22 | 2017-03-28 | Show A Denko K.K. | Method for producing capacitor |
| CN103354178A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-10-16 | 株洲宏达电子有限公司 | 一种高压固体钽电容器介质氧化膜的制造方法 |
| EP3139393A4 (en) * | 2014-05-01 | 2018-02-21 | Showa Denko K.K. | Method for manufacturing tungsten-based capacitor element |
| CN109285703A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-29 | 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司(国营第四三二六厂) | 提高钽电容器耐压能力的方法及制作钽电容器的方法 |
| US12002631B2 (en) * | 2021-10-20 | 2024-06-04 | KYOCERA AVX Components Corporation | Electrodeposited dielectric for a solid electrolytic capacitor |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2700225A1 (de) * | 1977-01-05 | 1978-07-13 | Licentia Gmbh | Verfahren zur anodischen oxidation von sinterkoerpern aus einem ventilmetall |
| NL7714173A (nl) * | 1977-01-07 | 1978-07-11 | Lignes Telegraph Telephon | Werkwijze voor de anodische oxydatie van gefritte anoden. |
| US4131520A (en) * | 1977-11-10 | 1978-12-26 | Sprague Electric Company | Two-stage anodization of capacitor electrodes |
| GB2140031B (en) * | 1983-05-18 | 1985-11-20 | Standard Telephones Cables Ltd | Anodic oxidation of tantalum |
| JPH02277212A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | タンタル電解コンデンサおよびその製造方法 |
| JP3362600B2 (ja) * | 1996-05-14 | 2003-01-07 | 松下電器産業株式会社 | コンデンサの製造方法 |
| JPH11150041A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-06-02 | Hitachi Aic Inc | 固体電解コンデンサの製造方法 |
-
2000
- 2000-01-12 JP JP2000003428A patent/JP2001196274A/ja active Pending
-
2001
- 2001-01-02 US US09/750,795 patent/US20010007167A1/en not_active Abandoned
- 2001-01-11 EP EP01100679A patent/EP1117110A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4787967B2 (ja) * | 2005-06-09 | 2011-10-05 | 国立大学法人東京農工大学 | 電解コンデンサ素子及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1117110A3 (en) | 2006-04-19 |
| EP1117110A2 (en) | 2001-07-18 |
| US20010007167A1 (en) | 2001-07-12 |
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