JP2002134367A - タンタル金属粉の多孔質成形体、タンタル電解コンデンサ用陽極素子及びこれを用いたタンタル電解コンデンサ、並びにタンタル電解コンデンサ用陽極素子の製造方法。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンタル金属粉の多孔質体の空孔率を制御
して、静電容量の調整を行うと共に、タンタルコンデン
サ用陽極素子作成時の化成処理をし易い、孔径、空孔率
の大きなタンタル金属の多孔質成形体を作製する。 【解決手段】タンタル金属粉と、溶剤と結着剤とからな
る分散液を所定の容器に充填し、真空凍結乾燥すること
により、孔径、空孔率の大きな多孔質成形体を作製し、
該成形体の焼結を行った後、タンタル電解コンデンサ用
陽極素子とする。成形体中の樹脂量の低減が可能なた
め、焼結後の残留カーボン量が少なくすることが出来、
分散液中の磁性紛量、溶剤量等を調整して、また成形体
形成後の成型圧力を調整して、多孔質体の孔径、空孔率
を制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンタル電解コン
デンサ用陽極素子、及びこれを用いたタンタル電解コン
デンサに使用されるタンタル金属多孔質体の製造方法に
関する。さらに、該多孔質体を用いたタンタル電解コン
デンサ用陽極素子及びタンタル電解コンデンサ及びそれ
らを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、表面実装デバイスの小型化技術が
飛躍的に進歩し、携帯電話、パソコン、デジタルカメラ
など、電子機器における部品基板への実装技術が高密度
化している。こうした中、電子部品であるコンデンサ素
子においても、その小型化、高容量化の要求に対して、
種々研究がなされている。現在一般に使用されているコ
ンデンサ素子としては、積層セラミックコンデンサ、ア
ルミ電解コンデンサ、タンタル電解コンデンサ等がその
主流となっているが、特にタンタル電解コンデンサがそ
の特長とする小型大容量化のため、盛んな研究が行われ
ている。

【０００３】タンタル金属と同じような特徴を有する材
料としては、いわゆる弁作用金属として、アルミニウ
ム、ニオブ、チタン等の金属類の材料があげられるが、
耐熱性、耐食性、誘電体皮膜形成性の点において、タン
タル金属が高い需要を得ている。

【０００４】上記のタンタル金属粉末を用いたタンタル
電解コンデンサの製造方法としては、通常、陽極金属と
してタンタルを使用し、バインダーとしての役割を担う
樹脂とタンタル金属粉末とを金型に投入し、これらをプ
レス加工してチップ化した素子を作製する。このときタ
ンタル金属粉末の粒子径、充填密度にばらつきが生じる
と電気特性に影響を及ぼすため、上記材料の充填方法、
プレス条件等を厳密に管理しなければならない。

【０００５】このように作製されたチップ化素子に、陽
極の役割を担う部材（通常はタンタルリード線）を設け
るが、この陽極部材は、金型内に植立させてタンタル金
属粉末を加圧成形するプレス加工時に設けても良いし、
後述する樹脂蒸発除去工程後に溶着して設けてもよい
し、あるいは、用途に応じてはリード線を設けなくても
良い。上記工程により得られた素子は、真空中において
高温加熱処理することにより、素子中の不要な樹脂を蒸
発除去する工程を経る。この工程により、タンタル金属
粉末間に存在していた樹脂が蒸発除去され、かつ、タン
タル金属粉末同士の接触点における融着により、多孔質
体の形態をなすタンタル電解コンデンサ用陽極素子が得
られる。

【０００６】このようにして得られたタンタル電解コン
デンサ用陽極素子を電解液槽中に入れ、所定の直流電圧
を加えて化成処理を行ってタンタル金属粉末表面に酸化
タンタル皮膜を形成させた後、素子を硝酸マンガン液中
に浸漬させて、酸化タンタル皮膜表面に二酸化マンガン
を付着させる。この後、さらにカーボン、銀ペースト陰
極層処理を施して樹脂外装して、最終的なタンタル電解
コンデンサを得る。

【０００７】以上の工程において、多孔質体の孔径や空
孔率は、該多孔質体から電解コンデンサ用の陽極素子を
形成する際にコンデンサの容量に直接係わる特性である
が、これらの制御は従来はタンタル金属粉の粒径、造粒
状態、あるいはプレス加工時の圧力などにより行われて
きた。このため、広い範囲にわたって孔径や空孔率の値
を調整することは困難であり、特に樹脂を溶媒に溶かし
てタンタル金属粉に噴霧、乾燥して作製した金属粉の造
粒体を、成形、焼結する従来広く行われていた方法で
は、空孔の孔径が小さくなりすぎる傾向があった。この
ため、化成処理に際し、電解液が空孔にすみやかに充分
浸透せず、全てのタンタル粉の表面に、良好な酸化タン
タルの皮膜を形成するとは限らなかった。

【０００８】今後、コンデンサの静電容量を上げるため
に、タンタル金属粉の粒子サイズはより小さくなると考
えられるが、この場合、従来より広く用いられていた方
法では、孔径はますます小さくなり、上記理由により酸
化タンタルの皮膜が当初考えられていた以上に形成され
ず、コンデンサの静電容量が上がらない等の問題を有し
ている。空孔率を上げる手段としては、この他に、タン
タル金属粉に混合する樹脂量を増やし金属粉間の間隔を
広げる方法が考えられるが、樹脂量を増やしたとき焼結
後の残留炭素量が増加し、漏れ電流が多くなる問題点が
発生していた。

【０００９】このように従来の方法では、広い範囲にわ
たる孔径や空孔率の制御が難しく、特に孔径が大きく、
空孔率の大きいタンタルコンデンサ用に適した多孔質体
を作成するのが困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記タンタ
ル金属粉の多孔質体の空孔率を広範囲に制御することが
可能で、特に孔径と空孔率の大きなタンタル金属粉の多
孔質成形体、タンタル電解コンデンサ用陽極素子及びこ
れを用いたタンタル電解コンデンサ、及びその製造方法
を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記実状
を鑑みて鋭意検討したところ、少なくとも、タンタル金
属粉と、溶剤と、結着剤とを分散させて得たタンタル金
属粉の分散液を所定の形状に入れて凍結真空乾燥法によ
り乾燥して形成することを特徴とするタンタル金属粉の
多孔質成形体は、溶剤の仕込量により空孔率を調整でき
ることを見出した。この多孔質成形体を焼結することに
より、その空孔率を自由に制御したタンタル電解コンデ
ンサ素子を作製することができ、また、空孔率が非常に
大きいタンタルコンデンサ素子を作製することもでき
る。

【００１２】さらにタンタル金属粉の多孔質成形体の作
製にあたっては、上記分散液を支持体上に塗布した後、
該塗布物を凍結真空乾燥法により乾燥して、支持体から
剥離することにより作製することができ、特に膜厚の薄
い多孔質成形体を従来より簡便に作製することができる
ため好ましい。また上記タンタル金属粉の多孔質体の製
造方法に使用される溶剤は、その凝固点が−４０℃以上
であることが凍結を行い易いため好ましい。

【００１３】さらに、少なくとも、タンタル金属粉と、
溶剤と、結着剤とを分散させて得たタンタル金属粉の分
散液を所定の形状の容器に入れて凍結真空乾燥法により
乾燥して形成した後、該形成物を焼結することを特徴と
するタンタル電解コンデンサ用陽極素子の製造方法、さ
らに該陽極素子を樹脂外装する工程を含むタンタル電解
コンデンサの製造方法は、陽極素子の孔径制御、空孔率
の自由な制御が可能で、これらを制御することによっ
て、タンタル電解コンデンサの静電容量自体を制御する
ことが可能である。さらに本願発明の方法によると、従
来の製造方法では不可能であった空孔率の大きい陽極素
子、もしくはこのような陽極素子を持つタンタル電解コ
ンデンサを容易に作製することができる。このため粒径
の細かなタンタル金属粉を使用したときも、酸化タンタ
ルの皮膜の出来やすい適正な孔径の空孔を形成できるた
め、タンタル電解コンデンサの静電容量を効果的に上昇
させることができる。

【００１４】本発明の製造方法においては、タンタル金
属粉末と溶剤と結着剤とからなる分散液を所定の容器内
で凍結させ、かつ減圧を行う。凍結された分散液は、樹
脂を含む凍結した溶媒中に、タンタル磁性紛末が一定密
度で保持された状態であり、凍結状態を保ちつつ減圧す
ることによって、溶媒が固体状態から直接気体となっ
て、排気、除去される。このため凍結された分散液から
溶媒部分が徐々に欠落し、一定の孔径、空孔率を有する
多孔質体が形成される。この過程で、溶媒中の樹脂は発
泡し、タンタル金属粉末間を粗に繋いだ状態となる。

【００１５】このように、従来の製造方法のように、焼
結後に空孔となるべき箇所を必ずしも予め樹脂で充填し
ておく必要がなく、溶媒の凍結、乾燥という方法で空孔
を確保しているため、樹脂の使用量を減らすことがで
き、焼結後の残留炭素量の低減も可能となる。すなわち
本発明の方法は、タンタル金属粉末が溶媒と結着剤とと
もに均一分散した分散液を、その状態のままで凍結する
ことにより予備成形しており、溶媒の部分だけを排気で
除去することにより空孔としている。このため、従来多
用されている方法において、タンタル金属粉の表面に樹
脂を付着させ、成形体作製用の型に入れて成形するとき
のように、重力でタンタル金属粉が圧縮されて高密度に
充填されることがなく、はるかに低いタンタル金属粉末
の充填濃度のままで多孔質成形体を作製することができ
る。

【００１６】さらにまた、本願発明に記載の製造方法に
より製造した焼結前の多孔質成形体は、スポンジ状の性
状を有しており、容易に圧縮されて塑性変形を起こしや
すい。このため圧縮圧力を変化させてその圧縮率を変化
させることによっても孔径を容易に制御することができ
る。

【００１７】本発明に記載のタンタル金属の多孔質成形
体の製造方法においては、所定形状の容器にタンタル金
属分散液を充填して凍結真空乾燥を行うが、容器の寸
法、形状は特に規定がなく、自由に選定することができ
る。ただしタンタル電解コンデンサ用陽極素子用の成形
体作製のためには、膜厚の薄い成形体を作製することが
好ましく、トレイ状の浅い容器が好ましい。

【００１８】本発明に記載したタンタル金属分散液を用
いる多孔質体の製造方法においては、分散液を塗布用の
塗料として用いて、塗布により膜状の多孔質成形体を形
成することができる。特に支持体上への塗布工程を経
て、該塗布物を凍結真空乾燥し、該支持体からの剥離に
より多孔質成形体を得る方法では、膜厚の薄い薄膜状の
多孔質成形体を容易に作製することができる。さらにま
た上記したような、本発明のタンタル多孔質成形体の圧
縮容易性を利用し、焼結前の膜状の多孔質成形体に圧力
を加えることにより、従来の樹脂とタンタル金属粉の混
合物を焼結する方法によってはなし得なかった、さらに
非常に膜厚の薄い焼結体を容易に作製することができ、
コンデンサー素子のＥＳＲを大幅に低減することができ
る。

【００１９】さらに本発明に記載したタンタル金属多孔
質成形体は、タンタル金属粉の表面が樹脂等の有機物で
被覆されているため発火の危険性もなく、長期保存が可
能なため、原料としての安全性も優れている。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明に適するタンタル金属粉の純度は９９．５％以上の
ものが好ましく、平均一次粒子径は０．０１〜５．０μ
ｍであることが好ましく、特に０．０１〜１．０μｍで
あることが好ましい。タンタル金属と同じような特徴を
有する材料としては、いわゆる弁作用金属として、アル
ミニウム、ニオブ、チタン等の金属類の材料があげら
れ、これら金属も同様な表面処理をおこなうことができ
る。

【００２１】本発明に用いる結着剤としては、樹脂を用
いることが好ましく、適する樹脂としては、ポリビニル
ブチラール樹脂、塩化ビニル樹脂、ホルマール樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリサルホン樹脂、スチレン系樹脂、
ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルア
ルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エーテル系
樹脂等の熱可塑性樹脂、或いは、シリコン樹脂、シリコ
ン−アルキット樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、フェノー
ル樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができ、これらの
樹脂は疎水性でも親水性でも良い。

【００２２】これら樹脂はここに挙げたものに限定され
るものではなく、またその使用に際しては単独、或いは
２種類以上混合して用いることができる。

【００２３】本発明に適する溶剤は、たとえば、高級炭
化水素類のデカンなど、芳香族炭化水素類のベンゼン、
O-キシレンなど、ハロゲン化炭化水素類の1,1,1-トリク
ロロエタンなど、水・アルコール類の水、ベンジルアル
コール、グリセリンなど、フェノール類のフェノールな
ど、エーテル類のアニソールなど、ケトン類の樟脳な
ど、エステル類のステアリン酸エステルなど、融点が−
４０℃以上の各種溶剤を挙げることができる。これら溶
剤はここに挙げたものに限定されるものではなく、その
使用に際しては単独、或いは２種類以上混合して用いる
ことができる。

【００２４】本発明の分散液の作製には、分散剤を使用
することができる。好適な分散剤としては、チタン、シ
リコン、アルミニウム、ジルコニウム等を含有するカッ
プリング剤、ＨＬＢ値が６以上で好ましくは８以下のア
ニオン系、カチオン系、両性又は非イオン系界面活性
剤、大豆レシチン、ソルスパーズ、等の各種分散剤を挙
げることができる。これら分散剤はここに挙げたものに
限定されるものではなく、その使用に際しては単独、或
いは２種類以上混合して用いることができる。

【００２５】上記のような、タンタル金属粉と、溶剤
と、樹脂と必要により分散剤とを所望の割合で混合し
て、分散手段により分散させたタンタル金属粉の分散液
を得ることができるが、凍結乾燥を行う場合のタンタル
金属粉の分散液中の固形分濃度の範囲は、０．５％〜８
０％が好ましく、特に、１〜５０％が好ましい。

【００２６】分散手段としては、例えば、二本ロール、
三本ロール、ボールミル、サンドミル、ペブルミル、ト
ロンミル、サンドグラインダー、セグバリアトライタ
ー、高速インペラー分散機、高速ストーンミル、高速度
衝撃ミル、ニーダー、ホモジナイザー、超音波分散機等
により、混練、分散することができる。

【００２７】こうして得られたタンタル金属粉の分散液
を所定の型あるいは凹版に入れて、凍結真空乾燥に移行
させることができる。

【００２８】凍結真空乾燥は、例えば、タンタル金属
粉、水、及び分散剤を含むタンタル金属粉の分散液の場
合は、大気圧で０℃以下に予備凍結し、理論上は０℃に
おける水の蒸気圧４．５mmＨg （＝６００Ｐａ）を越え
ないよう真空度をコントロールすれば良い。乾燥速度、
コントロールのやり易さを加味すれば１mmＨg （＝１３
３．３２Ｐａ）以下にして、その蒸気圧で凍結する温度
まで、温度を上げることが好ましい。

【００２９】また、有機溶剤を使用する場合の具体的な
一例を挙げれば、１，１，２−トリクロロエタンを用い
たタンタル金属粉の分散液の場合、大気圧で−３７℃以
下にすれば凍結するので、液体窒素等を用いることによ
り簡単に予備凍結することができる。１，１，２−トリ
クロロエタンの室温における蒸気圧は１５mmＨg （＝２
０００Ｐａ）程度なので、例えば１mmＨg 以下にすれ
ば、水の場合と同様に乾燥することができる。

【００３０】本発明によれば、１μｍ以下のタンタル金
属粉の分散液が分散状態を維持したまま、凍結固化され
て、溶剤分が揮発するので、極めて嵩高で脆い多孔質体
ができる。したがって、本発明の多孔質体の孔径分布を
制御するためには、プレス機等で圧縮して密度を上げて
孔径制御しても良いし、分散液の溶剤量を調整して孔径
制御しても良い。

【００３１】多孔質体を作製するときは、種々の公知の
方法により成形体を形成することができる。例えば、凹
版あるいは鋳型にタンタル金属粉分散液を流し込む方法
を適用することも可能である。また、成形体の作製方法
は、例えば鋳型にタンタル金属粉分散液を流し込んだ
後、タンタル金属粉末の粒子径の著しい変形を生じない
程度にプレスしてもよい。

【００３２】特に膜状の多孔質成形体を形成するときは
例えば、公知のロール塗布方法等、具体的には、エアー
ドクターコート、ブレードコート、ロッドコート、押し
出しコート、エアーナイフコート、スクイズコート、含
侵コート、リバースロールコート、トランスファーロー
ルコート、グラビアコート、キスコート、キャストコー
ト、スプレイコート等により基体上に塗布物を塗布して
形成することができる。

【００３３】また、各種印刷方法を適用することも可能
である。具体的には、孔版印刷方法、凹版印刷方法、平
版印刷方法などを用いて基体上に所定の大きさに塗布物
を印刷することができる。特に、孔版印刷方法を使用す
ることは、薄膜の成形物の形状を所望の形状、例えば直
方体状の形状、円柱状の形状、あるいは櫛の歯形状のよ
うに、種々の形状に形成することができるので好まし
い。このような塗布、印刷による方法によって成形を行
うにあたっては、塗布物（印刷物）の厚さは、本発明に
おいては、塗布物の湿時厚さが１０μｍ〜１ｍｍの範囲
が好ましい。

【００３４】また塗布される基体の材料としては、種々
の性状、形状の物質を基体として用いることができる
が、タンタル金属板を用いてその上にタンタル金属粉分
散液を塗布し、これを一体として焼結処理してタンタル
電解コンデンサ用陽極素子として形成させても良く、ま
た金属板のかわりにタンタル金属箔、アルミ箔等の金属
箔を利用してもよい。また一方、剥離層を設けたポリエ
チレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）等を
基体として、このフィルム上にタンタル金属粉末分散液
を塗布し、塗布物の凍結真空乾燥後、フィルム上より塗
布物を剥離して、この塗布物のみを焼結処理する方法を
用いると、多孔質の薄膜部分のみが分離作製できるため
好ましい。このように、塗布物を剥離してタンタル電解
コンデンサ用陽極素子とするには、剥離性や塗布物自体
の強度特性の面から、剥離層の樹脂としてはポリビニル
アルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチラー
ル樹脂、あるいはアクリル樹脂等の樹脂を使用すること
が好ましい。

【００３５】このようにして得られた塗布物を、例え
ば、約６０℃で約６０〜１２０分乾燥し、次いで約３０
０〜６００℃の熱処理工程によって有機物質の除去を行
い、さらに約１０〜３０分間、約１２００〜１６００℃
の高温加熱処理を行って完全に有機物質の除去を行うと
ともに、タンタル金属粉末同士を融着させることによ
り、タンタル電解コンデンサ用陽極素子が得られる。

【００３６】得られたタンタル電解コンデンサ用陽極素
子は均一の多孔質体となり、これを電解液槽に入れ、該
素子に所定の直流電圧を加えることにより、該素子の表
面に酸化タンタル皮膜を形成させる。そして、酸化皮膜
の形成後、該素子を硝酸マンガン液中に浸漬させると、
該素子表面の酸化タンタル皮膜表面上に、さらに半導体
となる二酸化マンガン皮膜を形成させることができる。

【００３７】上述のようにして得られた素子を、陰極層
処理し、例えば樹脂成形加工による、あるいは、樹脂溶
液中に浸漬させて形成させる、等の樹脂外装を施して、
タンタル電解コンデンサとするのであるが、本発明によ
ればタンタル電解コンデンサ用陽極素子自体が小型化、
薄膜化が可能であるとともに、該素子１ｍｇ当たり０．
１μＦ以上の静電容量を有するコンデンサを得ることが
できるのである。

【００３８】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例の範囲に限定される
ものではない。 （実施例１）平均１次粒子径０．５μｍのタンタル金属
粉末１００ｇ、ポリビニルアセタール樹脂「ＫＷ−３」
（積水化学工業（株）製）５ｇ、溶媒である水５０ｇ、
および３ｍｍ径のスチールボール５０ｇを１００ｃｃの
ポリ瓶に入れて混合し、振とう機（ペイントコンディシ
ョナー）を用いて０．５時間練肉して、タンタル金属粉
の分散液を得た。

【００３９】このタンタル金属粉の分散液を平型トレイ
に１００ｇ移し、液体窒素中にトレイを浸積し予備凍結
した後、凍結真空乾燥を行った。凍結真空乾燥機は日本
真空（株）製の「ＤＦＭ−０５ＡＳ」を用いた。予備凍
結したタンタル金属粉の分散液を、あらかじめ約−４０
℃に冷却した棚にのせて、真空度７〜１０Ｐａで２０時
間の凍結真空乾燥後、密度１．８の嵩高のスポンジ状シ
ートとしてタンタル金属粉の多孔質体を得た。

【００４０】次に、タンタル金属粉の多孔質体を３．２
ｍｍ×４．４ｍｍに打ち抜いて、２枚の多孔質体を重
ね、タンタルワイヤを挿入した後、２００ｋｇ／ｃｍ²
の圧力でプレスした。次に、このタンタル金属の多孔質
体を、５×１０^-4Ｔｏｒｒの真空中で温度３５０℃、９
０分間処理し、有機物質（バインダー樹脂）の分解、除
去をおこない、さらに１３５０℃、２０分間の焼結処理
をおこなって、厚さが０．３ｍｍのタンタル電解コンデ
ンサ用の陽極素子を得た。この素子の密度および細孔分
布を水銀圧入法を用いて測定した。これは細孔に浸透す
る水銀の容積を、水銀の圧入圧力の関数として測定する
もので、多孔質体の細孔構造が特徴づけられる。測定に
は島津マイクロメトリティックスのポアサイザ９３２０
を用いた。測定結果を図１に示す。さらに、陽極素子を
燐酸溶液中で直流電圧２０Ｖを印加して陽極化成をおこ
ない。３０％硫酸中で静電容量と損失率を測定した。測
定結果を表１に示す。

【００４１】（実施例２）タンタル金属粉の多孔質体を
３．２ｍｍ×４．４ｍｍに打ち抜いて、２枚の多孔質体
を重ねタンタル線材を挿入した後、４００ｋｇ／ｃｍ²
の圧力でプレスする以外は実施例１と同様にして、０．
３ｍｍの厚さのタンタル電解コンデンサ用の陽極素子を
得た。この素子の密度および細孔分布を測定した。そし
て、陽極素子を燐酸溶液中で直流電圧２０Ｖを印加して
陽極化成をおこない。３０％硫酸中で静電容量と損失率
を測定した。これら測定結果を図１、表１に示す。

【００４２】（実施例３）タンタル金属粉の多孔質体を
３．２×４．４ｍｍに打ち抜いて、２枚の多孔質体を重
ねタンタル線材を挿入した後、８００ｋｇ／ｃｍ²の圧
力でプレスする以外は実施例１と同様にして、０．３ｍ
ｍの厚さのタンタル電解コンデンサ用の陽極素子を得
た。この素子の密度および細孔分布を測定した。そし
て、陽極素子を燐酸溶液中で直流電圧２０Ｖ印加して陽
極化成をおこない。３０％硫酸中で静電容量と損失率を
測定した。これら測定結果を、図１、表１に示す。

【００４３】（比較例１）実施例１と同様の平均一次粒
子径０．５μｍのタンタル金属粉を用意した。使用する
タンタル金属粉末の質量に対して１．５質量％の樟脳を
用意し、この樟脳をアルコールで溶解した溶媒を作成し
てタンタル金属粉に噴霧して、撹拌混合しながら乾燥し
て成形用試料とした。得られた成形用試料を金型に充填
し、タンタルワイヤーを植立させながら加圧成形した
後、実施例１と同様の焼結条件により焼結処理を行い、
３．２ｍｍ×４．４ｍｍ、厚さ０．９８ｍｍのタンタル
電解コンデンサ用陽極素子を得た。この素子の密度およ
び細孔分布を測定した。そして、陽極素子を燐酸溶液中
で直流電圧２０Ｖ印加して陽極化成をおこない。３０％
硫酸中で静電容量と損失率を測定した。これら測定結果
を図１、表１に示す。

【００４４】以下に上記実施例、比較例で作製したタン
タル電解コンデンサ用陽極素子についての測定例、比較
例を示す。

【表１】

【００４５】表１より、従来の製品に対して平均孔径を
自由に制御できること、また従来の製造方法によるより
も密度を減らし、平均孔径を上げることが可能であるこ
とがわかる。また同一粒径のタンタル金属粉末を用い
て、静電容量を上げることも可能であることがわかる。
さらに、またＥＳＲが大幅に低減している。これは、本
発明に記載した、塗布による膜状の多孔質成形体を用い
たため、膜厚が低減したためと考えられる。

【００４６】さらに細孔分布の測定結果を図１に示す。
実施例１〜３を比較例１とを比較すると孔径の大きい領
域に新たなピークが発生していることがわかる。従来の
方法では細孔直径０．３μｍ〜０．５μｍの領域に単一
ピークが生じるが、本願発明の方法ではその領域のピー
ク高が減少し、０．６μｍ以上の領域に第２のピークが
生じている。このように多孔質体の微小な孔径の比率が
減少し、より大きな孔径が増えるため、陽極素子作製時
の化成皮膜形成がより容易な細孔分布の状況となる。実
施例１、実施例２では、第２のピーク位置が１μｍ以上
となりさらに好ましい。さらに図１において、積算細孔
体積量を見ると、従来の方法による多孔質体の値が０．
１５ｃｍ³／ｇ以下であるのに対し、本願発明の方法に
よる多孔質体では、特に実施例１、２の細孔直径が大き
な実施例については、０．１５ｃｍ³／ｇより大きくな
っていて、陽極素子作製時の化成皮膜形成には好まし
い。

【００４７】このように本発明の方法によると、従来は
困難であった孔径や空孔率の制御を容易に行うことがで
き、さらに従来の方法で得られるよりもはるかに空孔率
の高い多孔質体を容易に作製することができる。従って
粒径の小さいタンタル金属粉を使用したときでも、陽極
素子作製時の化成皮膜形成に最も適した孔径や空孔率を
持ったタンタル金属多孔質体を形成することができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によるタンタル金属粉の多孔質成
形体の製造方法を用いると、自由に成形体の孔径や空隙
率を制御でき、このように作製した多孔質成形体を焼結
することによって、焼結後に形成されるタンタル電解コ
ンデンサの静電容量自体を制御することが可能である。

【００４９】また本発明に記載の製造方法を用いると、
孔径、空隙率の大きいタンタル電解コンデンサ用陽極素
子を容易に作製することができる。このため従来の製造
方法では孔径の小さくなりすぎる傾向のある、粒径の小
さいタンタル金属粉を用いた成形体に対して、本発明に
記載の方法を適用することにより、化成処理に適した孔
径の大きい多孔質成形体を製造することができる。この
成形体を用いてタンタル電解コンデンサ用陽極素子、タ
ンタル電解コンデンサを作製することにより、粒径の小
さいタンタル金属粉を用いて、効果的に静電容量の大き
い素子、コンデンサを作製することができる。

【００５０】さらには、支持体上に塗布された本発明に
記載の分散液を凍結真空乾燥して多孔質成形体を形成す
ることにより、従来の乾式成形法では困難であった成形
体の薄膜化も容易に実現でき、これを用いて焼結を行い
タンタル電解コンデンサ用陽極素子とすることで、ＥＳ
Ｒの大幅な低減が実現できる。

【００５１】さらに、このタンタル金属粉の多孔質体は
固体としてタンタル金属粉の表面が有機物で被覆されて
いるため発火しにくい。また、長期保存が可能であるた
め、原料としての安全性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明で作製したタンタル金属粉の多孔質
体の細孔分布を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森山 稔 東京都昭島市つつじが丘２−４−16−1106 Ｆターム(参考） 4K018 AA40 BA03 CA08 CA33 CA44 CA50 DA03 HA08 KA39

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、タンタル金属粉と、溶剤
   と、結着剤とからなる分散液を所定の形状の容器に充填
   し、凍結真空乾燥法により乾燥して形成することを特徴
   とするタンタル金属粉の多孔質成形体の製造方法。
2. 【請求項２】 少なくとも、タンタル金属粉と、溶剤
   と、結着剤とからなる分散液を支持体上に塗布後、凍結
   真空乾燥法により乾燥して、支持体から剥離することを
   特徴とするタンタル金属粉の多孔質成形体の製造方法。
3. 【請求項３】 溶剤の凝固点が−４０℃以上であること
   を特徴とする請求項１、２記載のタンタル金属粉の多孔
   質成形体の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１、２、３記載の製造方法による
   多孔質成形体を製造後、さらに焼結することを特徴とす
   るタンタル電解コンデンサ用陽極素子の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の製造方法によって製造さ
   れたタンタル電解コンデンサ用陽極素子を用いたことを
   特徴とするタンタル電解コンデンサ。
6. 【請求項６】 少なくとも、タンタル金属粉と、溶剤
   と、結着剤とからなる分散液を凍結真空乾燥法により乾
   燥して多孔質成形体を形成した後、該成形体を焼結して
   得られたことを特徴とするタンタル電解コンデンサ用陽
   極素子。