JP2007227485A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】固体電解コンデンサ素子の陽極ワイヤに、硝酸マンガン水溶液の這い上がり防止用の液状絶縁性撥水剤を塗布する際、多孔質焼結体への垂れ、浸透をなくし、静電容量、誘電損失および等価直列抵抗に優れた固体電解コンデンサを提供する。
【解決手段】陽極ワイヤが溶接されるか、または陽極ワイヤの一端部が埋設されてなる弁作用金属の多孔質焼結体の表面に、酸化皮膜層、固体電解質層を形成し、さらに陰極引出層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極ワイヤ表面に粗面化部を形成後、液状の絶縁性撥水剤の塗布を行い、
また、上記の粗面化部形成方法は、レーザ、研磨または微細な粒子の噴射により行い、
さらに、上記の絶縁性撥水剤は、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂であることを特徴とする。
【選択図】図３
【解決手段】陽極ワイヤが溶接されるか、または陽極ワイヤの一端部が埋設されてなる弁作用金属の多孔質焼結体の表面に、酸化皮膜層、固体電解質層を形成し、さらに陰極引出層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極ワイヤ表面に粗面化部を形成後、液状の絶縁性撥水剤の塗布を行い、
また、上記の粗面化部形成方法は、レーザ、研磨または微細な粒子の噴射により行い、
さらに、上記の絶縁性撥水剤は、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂であることを特徴とする。
【選択図】図３
Description
本発明は、固体電解コンデンサに関し、特に、多孔質焼結体に溶接されるか、または一端部が埋設された陽極ワイヤの表面の一部を改良した固体電解コンデンサに関するものである。
従来より、電子回路においては、コンデンサが幅広く利用されている。コンデンサの中でも固体電解コンデンサは、比較的小形で大容量であることから電源回路等によく用いられている。
固体電解コンデンサとしては、たとえば図１に示す構成のものがある。この固体電解コンデンサ１の素子は、タンタル等の弁作用金属粉末からなる圧縮成形体を焼結して得られる多孔質焼結体に陽極ワイヤ６の一端部が埋設、あるいは溶接により一体化されている。多孔質焼結体の細孔３内には、たとえばＴａ２Ｏ５からなる酸化皮膜層４および二酸化マンガンからなる固体電解質層５が形成され、その上に陰極引出層としてカーボン層７および銀層８が形成されている。
この固体電解質層においては、多孔質焼結体を硝酸マンガン水溶液に一定時間浸漬させ、その後、２００〜４００℃で焼付を行うことにより形成される。また、多孔質焼結体を硝酸マンガン水溶液に浸漬させる時、液の表面張力により硝酸マンガン水溶液が陽極ワイヤに這い上がり、陽極ワイヤ上に固体電解質層が形成され、ショート不良が起こり易くなることがある。
そのため、一般に陽極ワイヤには、硝酸マンガン水溶液の這い上がりを防ぐため、液状の絶縁性撥水剤９の塗布または絶縁性撥水リング１０の挿入を行っている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３―２４３２５８号公報
この固体電解質層においては、多孔質焼結体を硝酸マンガン水溶液に一定時間浸漬させ、その後、２００〜４００℃で焼付を行うことにより形成される。また、多孔質焼結体を硝酸マンガン水溶液に浸漬させる時、液の表面張力により硝酸マンガン水溶液が陽極ワイヤに這い上がり、陽極ワイヤ上に固体電解質層が形成され、ショート不良が起こり易くなることがある。
そのため、一般に陽極ワイヤには、硝酸マンガン水溶液の這い上がりを防ぐため、液状の絶縁性撥水剤９の塗布または絶縁性撥水リング１０の挿入を行っている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記従来の陽極ワイヤでは、液体の絶縁性撥水剤を塗布する際に陽極ワイヤを伝わり、液状の絶縁性撥水剤が多孔質焼結体の上部に垂れ、多孔質焼結体の細孔内に浸透し、浸透した部分に固体電解質層が形成できず、静電容量、誘電損失および等価直列抵抗が劣化する問題があった。
また、絶縁性撥水リングを挿入する方法では、製品サイズが２０１２、１６０８等小形品への適用が困難であり、また、陽極ワイヤと絶縁性撥水リングの穴径に隙間が生じ易くなるため、硝酸マンガン水溶液の這い上がりを防止し難い問題があった。
上記課題を解決するため、本発明は、陽極ワイヤが溶接されるか、または陽極ワイヤの一端部が埋設されてなる弁作用金属の多孔質焼結体の表面に、酸化皮膜層、固体電解質層を形成し、さらに陰極引出層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
上記陽極ワイヤ表面に粗面化部を形成後、該粗面化部上に撥水性絶縁層を設けることを特徴とする固体電解コンデンサである。
上記陽極ワイヤ表面に粗面化部を形成後、該粗面化部上に撥水性絶縁層を設けることを特徴とする固体電解コンデンサである。
また、陽極ワイヤが溶接されるか、または陽極ワイヤの一端部が埋設されてなる弁作用金属の多孔質焼結体の表面に、酸化皮膜層、固体電解質層を形成し、さらに陰極引出層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
上記陽極ワイヤ表面に粗面化部を形成後、該粗面化部上に撥水性絶縁層を設けることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法である。
上記陽極ワイヤ表面に粗面化部を形成後、該粗面化部上に撥水性絶縁層を設けることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法である。
さらに、上記粗面化部形成方法は、レーザ、研磨または微細な粒子の噴射により行うことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法である。
また、上記絶縁性撥水剤は、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、または四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂であることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法である。
本発明は、上記のように構成することで、陽極ワイヤに粗面化部を形成後、液状の絶縁性撥水剤を塗布し、多孔質焼結体の上部への液状の絶縁性撥水剤の垂れや浸透が無くなるため、静電容量、誘電損失および等価直列抵抗に優れた固体電解コンデンサを提供することができる。
[実施例]
本発明の具体的な実施例について図面を参照しながら説明する。図２に本発明のタンタル固体電解コンデンサの断面図を示す。まず、タンタルからなる弁作用金属粉末を陽極ワイヤ６を埋設した状態で加圧成形し、成形体を作製した後、焼結し、多孔質焼結体を作製した。
本発明の具体的な実施例について図面を参照しながら説明する。図２に本発明のタンタル固体電解コンデンサの断面図を示す。まず、タンタルからなる弁作用金属粉末を陽極ワイヤ６を埋設した状態で加圧成形し、成形体を作製した後、焼結し、多孔質焼結体を作製した。
次に、図３に示すように、コンデンサ素子上面の陽極ワイヤ表面の周方向にレーザにより粗面化部１１を形成後、液状の絶縁性撥水剤９として四フッ化エチレン樹脂を塗布し、硬化を行った。
その後、この多孔質焼結体に酸化皮膜層、固体電解質層、カーボン層および銀層を順次形成し、この銀層と陰極引出端子とを導電性接着剤により接続し、前記陽極体から引き出した陽極ワイヤと陽極端子とを抵抗溶接により各々接続した後、外装樹脂を施すことにより定格１０Ｖ−２２μＦのチップ状固体電解コンデンサを１００００個作成した。
（従来例１）
陽極ワイヤに粗面化部を形成せず、陽極ワイヤに液状の絶縁性撥水剤として四フッ化エチレン樹脂を塗布した後硬化した以外は、実施例と同様の方法で定格１０Ｖ−２２μＦのチップ状固体電解コンデンサを１００００個作製した。
陽極ワイヤに粗面化部を形成せず、陽極ワイヤに液状の絶縁性撥水剤として四フッ化エチレン樹脂を塗布した後硬化した以外は、実施例と同様の方法で定格１０Ｖ−２２μＦのチップ状固体電解コンデンサを１００００個作製した。
（従来例２）
陽極ワイヤへの硝酸マンガン水溶液の這い上がり防止のため、四フッ化エチレン樹脂で構成された絶縁性撥水リングを使用した以外は、実施例と同様の方法で定格１０Ｖ−２２μＦのチップ状固体電解コンデンサを１００００個作製した。
陽極ワイヤへの硝酸マンガン水溶液の這い上がり防止のため、四フッ化エチレン樹脂で構成された絶縁性撥水リングを使用した以外は、実施例と同様の方法で定格１０Ｖ−２２μＦのチップ状固体電解コンデンサを１００００個作製した。
（比較例１）
陽極ワイヤへの硝酸マンガン水溶液の這い上がり防止のための絶縁性撥水剤を使用しなかった以外は、実施例と同様の方法で定格１０Ｖ−２２μＦのチップ状固体電解コンデンサを１００００個作製した。
陽極ワイヤへの硝酸マンガン水溶液の這い上がり防止のための絶縁性撥水剤を使用しなかった以外は、実施例と同様の方法で定格１０Ｖ−２２μＦのチップ状固体電解コンデンサを１００００個作製した。
上記の実施例、従来例１、２および比較例１で作製した固体電解コンデンサの電気特性を測定した。その結果を表１に示す。静電容量および誘電損失は１２０Ｈｚ、等価直列抵抗は１００ｋＨｚで各々測定を行った平均値である。ショート不良率は、定格電圧を１分印加した後の不良率である。
[表１]
表１に示すように、実施例は、従来例１と比較し、絶縁性撥水剤垂れの発生率が改善されたため、静電容量、誘電損失および等価直列抵抗とも良好な効果がみられる。
また、従来例２と比較し、絶縁性撥水剤を塗布しているため、ショート発生率に改善効果がみられる。そして、絶縁性撥水剤のショート発生率の改善効果は、比較例１により明らかである。
これは、本発明により、液状の絶縁性撥水剤の多孔質焼結体の上部への垂れ、および多孔質焼結体の細孔内への浸透が無くなり、細孔内に多くの固体電解質層を形成することができたためと考えられる。
また、従来例２と比較し、絶縁性撥水剤を塗布しているため、ショート発生率に改善効果がみられる。そして、絶縁性撥水剤のショート発生率の改善効果は、比較例１により明らかである。
これは、本発明により、液状の絶縁性撥水剤の多孔質焼結体の上部への垂れ、および多孔質焼結体の細孔内への浸透が無くなり、細孔内に多くの固体電解質層を形成することができたためと考えられる。
本発明では、レーザを用いて陽極ワイヤ表面に粗面化部を形成したが、研磨および微細な粒子の噴射装置を用いて粗面化部を形成しても同様の効果が得られる。
また、本発明では、絶縁性撥水剤として四フッ化エチレン樹脂を用いたが、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂を用いても同様の効果が得られる。
１ 固体電解コンデンサ
２ 陽極体
３ 細孔
４ 酸化皮膜層
５ 固体電解質層
６ 陽極ワイヤ
７ カーボン層
８ 銀層
９ 絶縁性撥水剤
１０ 絶縁性撥水リング
１１ 粗面化部
２ 陽極体
３ 細孔
４ 酸化皮膜層
５ 固体電解質層
６ 陽極ワイヤ
７ カーボン層
８ 銀層
９ 絶縁性撥水剤
１０ 絶縁性撥水リング
１１ 粗面化部
Claims (4)
- 陽極ワイヤが溶接されるか、または陽極ワイヤの一端部が埋設されてなる、弁作用金属の多孔質焼結体の表面に、酸化皮膜層、固体電解質層を形成し、さらに陰極引出層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
上記陽極ワイヤ表面に粗面化部を設け、該粗面化部上に撥水性絶縁層を設けることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 陽極ワイヤが溶接されるか、または陽極ワイヤの一端部が埋設されてなる、弁作用金属の多孔質焼結体の表面に、酸化皮膜層、固体電解質層を形成し、さらに陰極引出層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
上記陽極ワイヤ表面に粗面化部を設け、該粗面化部上に撥水性絶縁層を設けることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 請求項２記載の粗面化部の形成方法が、レーザ、研磨または微細な粒子の噴射により行うことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
- 請求項１記載の絶縁性撥水剤が、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂であることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
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2006
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