JP2008283040A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】固体電解質層の厚さを均一化することが可能な固体電解コンデンサの製造方法を提供すること。
【解決手段】弁作用金属の微粉末11を含む加圧成形体1Aを形成する工程と、加圧成形体1Aを焼結することにより多孔質焼結体を形成する工程と、上記多孔質焼結体の表面に誘電体層を形成する工程と、上記誘電体層を覆う固体電解質層を形成する工程と、を有する、固体電解コンデンサの製造方法であって、加圧成形体1Aを形成する工程においては、加圧成形体1Aの少なくとも表層部1Abに、弁作用金属の微粉末11に加えて、融点が上記弁作用金属を焼結する温度よりも低い補助金属の微粉末12を分布させ、加圧成形体1Aを焼結する工程においては、上記補助金属を溶融させることにより、加圧成形体1Aから上記補助金属を除去する。
【選択図】 図2
【解決手段】弁作用金属の微粉末11を含む加圧成形体1Aを形成する工程と、加圧成形体1Aを焼結することにより多孔質焼結体を形成する工程と、上記多孔質焼結体の表面に誘電体層を形成する工程と、上記誘電体層を覆う固体電解質層を形成する工程と、を有する、固体電解コンデンサの製造方法であって、加圧成形体1Aを形成する工程においては、加圧成形体1Aの少なくとも表層部1Abに、弁作用金属の微粉末11に加えて、融点が上記弁作用金属を焼結する温度よりも低い補助金属の微粉末12を分布させ、加圧成形体1Aを焼結する工程においては、上記補助金属を溶融させることにより、加圧成形体1Aから上記補助金属を除去する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、たとえばタンタルまたはニオブなどの弁作用金属からなる多孔質焼結体を備えた固体電解コンデンサの製造方法に関する。
固体電解コンデンサは、誘電体層と固体電解質層とが積層された構造を有しており、電気回路のノイズ除去や電源供給の補助に用いられる(たとえば、特許文献1参照)。従来の固体電解コンデンサの製造は、たとえば以下のようにして行われる。まず、弁作用金属の微粉末を金型を用いて加圧することにより、加圧成形体を形成する。この加圧成形体を焼結することにより、図6に示すように、陽極ワイヤ91aが設けられた多孔質焼結体91を形成する。次いで、多孔質焼結体91をリン酸水溶液などの化成液に浸漬する。そして、陽極酸化処理を施すことにより、多孔質焼結体91の表面に誘電体層92を形成する。次いで、多孔質焼結体91を硝酸マンガン水溶液に浸漬させた後に、多孔質焼結体91を硝酸マンガン水溶液から引き揚げる。そして、硝酸マンガン水溶液が付着した多孔質焼結体91に対して焼成処理を施す。これにより、二酸化マンガンからなる固体電解質層93が形成される。
近年、固体電解コンデンサの大容量化を目的として、多孔質焼結体91の高密度化が指向されている。このため、上記加圧成形体を形成する圧力が高められている。これにより、多孔質焼結体91の外表面は、金属光沢を放つほどの平滑面となることが多い。このような多孔質焼結体91を硝酸マンガン水溶液に浸漬させると、硝酸マンガン水溶液が多孔質焼結体91の外表面を伝わり、多孔質焼結体91の下側部分に溜まりやすい。このため、図7に示すように、固体電解質層93のうち多孔質焼結体91の下側部分を覆う部分の厚さが不当に厚くなってしまう。固体電解質層93にこのような厚さの不均一があると、多孔質焼結体91を覆う樹脂パッケージをモールド成形する際に、固体電解質層93を上記樹脂パッケージによって十分に覆うことができないという不具合が生じていた。
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、固体電解質層の厚さを均一化することが可能な固体電解コンデンサの製造方法を提供することをその課題とする。
本発明によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属の微粉末を含む加圧成形体を形成する工程と、上記加圧成形体を焼結することにより多孔質焼結体を形成する工程と、上記多孔質焼結体の表面に誘電体層を形成する工程と、上記誘電体層を覆う固体電解質層を形成する工程と、を有する、固体電解コンデンサの製造方法であって、上記加圧成形体を形成する工程においては、上記加圧成形体の少なくとも表層部に、上記弁作用金属の微粉末に加えて、融点が上記弁作用金属を焼結する温度よりも低い補助金属の微粉末を分布させ、上記加圧成形体を焼結する工程においては、上記補助金属を溶融させることにより、上記加圧成形体から上記補助金属を除去することを特徴としている。
このような構成によれば、上記加圧成形体の表層部において、上記補助金属の微粉末が存在していた部分が、新たな細孔となり、または既存の細孔を拡大させる部分となる。加圧成形における加圧力が高められることにより、これにより、上記固体電解質層を形成するためのたとえば硝酸マンガン水溶液を、上記多孔質焼結体の上記表層部に形成された細孔によって適切に吸収することができる。この結果、硝酸マンガン水溶液が上記多孔質焼結体の下側部分に不当に溜まってしまうことが回避される。したがって、上記固体電解質層の均一化を図ることが可能であり、上記固体電解コンデンサを適切に製造することができる。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記加圧成形体を形成する工程においては、上記弁作用金属の微粉末を用いて予備加圧成形体を形成した後に、上記弁作用金属の微粉末と上記補助金属の微粉末とを用いて上記予備加圧成形体を覆った状態で加圧成形を行うことにより上記加圧成形体を形成する。このような構成によれば、上記補助金属の微粉末が含まれる部分の厚さを、たとえば硝酸マンガン水溶液を吸収するのに適した厚さとしつつ、補助金属の微粉末が不当に残存してしまう厚さとなることを回避することができる。また、上記加圧成形体の中央部分を占める上記予備加圧成形体を弁作用金属のみによって形成することは、上記固体電解コンデンサの静電容量を十分に大きいものとするのに有利である。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
まず、弁作用金属であるたとえばタンタルまたはニオブの微粉末を陽極ワイヤとともに金型を用いて加圧成形する。これにより、図1に示す中央部1Aaを形成する。中央部1Aaは、本発明で言う予備加圧成形体に相当する。陽極ワイヤ10は、タンタルまたはニオブからなり、以下に述べる製造方法において把持する部分として利用し、完成した後には陽極側の内部端子として機能する。
次いで、別の金型を用意する。この金型のキャビティは、中央部1Aaよりも一回り大きいものであり、たとえば中央部1Aaをセットした状態で中央部1Aaとの間に数十μm程度の隙間が生じる程度の大きさである。上記キャビティに、タンタルまたはニオブの微粉末と、アルミの微粉末とを混合したものを敷き詰める。アルミは、本発明で言う補助金属の一例である。そして、陽極ワイヤ10を把持しながら中央部1Aaを上記キャビティ内にセットする。この状態で加圧成形することにより、図2に示す加圧成形体1Aが得られる。加圧成形体1Aは、中央部1Aaとこれを覆う表層部1Abとによって構成されている。中央部1Aaがタンタルまたはニオブのみからなるのに対し、表層部1Abは、タンタルまたはニオブの微粉末11とアルミの微粉末12とが混ざり合った状態で加圧されたものとなっている。表層部1Abの厚さは、数十μm程度である。比較的大きな力で加圧されるため、加圧成形体1Aの外表面は、金属光沢を放つほどの平滑面に微小な細孔が形成された状態となっている。
次いで、加圧成形体1Aに対して焼結処理を施す。これにより、図3に示す多孔質焼結体1が得られる。このときの焼結温度は、たとえば1,500℃前後であり、少なくともアルミの融点である660℃よりも格段に高い。このため、表層部1Abに含まれていたアルミの微粉末12は、焼結処理において溶融してしまい、多孔質焼結体1には残存しない。これにより、多孔質焼結体1の表層部1bは、アルミの微粉末12が除去された分だけ中央部1aより細孔のサイズが大となり、または細孔の数が多いものとなっている。
焼結処理を施した後は、たとえば多孔質焼結体1をリン酸水溶液に浸漬させた状態で陽極酸化処理を施すことにより、図4に示す誘電体層2を形成する。本図においては、誘電体層2を理解の便宜上多孔質焼結体1を外側から覆う層として記載している。実際には、誘電体層2は、多孔質焼結体1の外表面および細孔内にわたって形成されている。
誘電体層2を形成した後は、固体電解質層3を形成する。固体電解質層3を形成するには、たとえば、多孔質焼結体1を硝酸マンガン水溶液に浸漬させた後に、多孔質焼結体1を硝酸マンガン水溶液から引き揚げる。そして、硝酸マンガン水溶液が付着した多孔質焼結体1に対して焼成処理を施す。これにより、二酸化マンガンからなる固体電解質層3が形成される。多孔質焼結体1を硝酸マンガン水溶液から引き揚げたときには、多孔質焼結体1に付着した硝酸マンガン水溶液が、表層部1bの比較的大である細孔に吸収されやすい。このため、硝酸マンガン水溶液が垂れてしまい、多孔質焼結体1の下方部分に溜まってしまうことを防止することができる。
この後は、図5に示すようにたとえばグラファイト層および銀層からなる導電体層4を形成する。陽極ワイヤ10には、導電部材61を介して陽極端子6Aを接合する。導電体層4には、陰極端子6Bを接合する。そして、多孔質焼結体1を覆うように、樹脂パッケージ7をたとえばモールド成形する。以上の工程を経ることにより、固体電解コンデンサAが得られる。
次に、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の作用について説明する。
本実施形態によれば、加圧成形体1Aを焼結することにより多孔質焼結体1を形成する工程において、アルミの微粉末12は除去される。このため、アルミの微粉末12が存在していた部分が、新たな細孔となる。加圧成形における加圧力が高められることにより、加圧成形体1Aの外表面が金属光沢を放つほどの平滑面となっていたとしても、この外表面に新たな細孔が生成され、または既存の細孔のサイズが大となることとなる。これにより、固体電解質層3を形成するためのたとえば硝酸マンガン水溶液を、多孔質焼結体1の表層部1bに形成された細孔によって適切に吸収することができる。この結果、硝酸マンガン水溶液が多孔質焼結体1の下側部分に不当に溜まってしまうことが回避される。したがって、固体電解質層3の厚さの均一化を図ることが可能であり、固体電解コンデンサAを適切に製造することができる。
加圧成形体1Aを形成する際に、中央部1Aaを形成した後に表層部1Abを形成する、2段階の手法とすることにより、タンタルまたはアルミなどの弁作用金属の微粉末11のみからなる中央部1Aaと、アルミの微粉末12が含まれる表層部1Abとを完全に区画することができる。これにより、表層部1Abの厚さを、硝酸マンガン水溶液を吸収するのに適した厚さとしつつ、アルミの微粉末12が不当に残存してしまう厚さとなることを回避することができる。また、加圧成形体1Aの大部分を占める中央部1Aaを弁作用金属のみによって形成することは、固体電解コンデンサAの静電容量を十分に大きいものとするのに有利である。
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
本発明で言う弁作用金属は、タンタルおよびニオブに限定されない。また、本発明で言う補助金属としては、アルミのほかに、加圧成形に耐えうる剛性を備えるとともに、弁作用金属を焼結させる工程において適切に除去可能なものを用いればよい。固体電解質層は、二酸化マンガンからなるものに限定されず、たとえば導電性高分子からなるものであってもよい。
A 固体電解コンデンサ
1 多孔質焼結体
1a 中央部
1b 表層部
1A 加圧成形体
1Aa 中央部(予備加圧成形体)
1Ab 表層部
2 誘電体層
3 固体電解質層
4 導電体層
5 導電部材
6A 陽極端子
6B 陰極端子
7 樹脂パッケージ
10 陽極ワイヤ
11 タンタルまたはニオブ(弁作用金属)の微粉末
12 アルミ(補助金属)の微粉末
1 多孔質焼結体
1a 中央部
1b 表層部
1A 加圧成形体
1Aa 中央部(予備加圧成形体)
1Ab 表層部
2 誘電体層
3 固体電解質層
4 導電体層
5 導電部材
6A 陽極端子
6B 陰極端子
7 樹脂パッケージ
10 陽極ワイヤ
11 タンタルまたはニオブ(弁作用金属)の微粉末
12 アルミ(補助金属)の微粉末
Claims (2)
- 弁作用金属の微粉末を含む加圧成形体を形成する工程と、
上記加圧成形体を焼結することにより多孔質焼結体を形成する工程と、
上記多孔質焼結体の表面に誘電体層を形成する工程と、
上記誘電体層を覆う固体電解質層を形成する工程と、
を有する、固体電解コンデンサの製造方法であって、
上記加圧成形体を形成する工程においては、上記加圧成形体の少なくとも表層部に、上記弁作用金属の微粉末に加えて、融点が上記弁作用金属を焼結する温度よりも低い補助金属の微粉末を分布させ、
上記加圧成形体を焼結する工程においては、上記補助金属を溶融させることにより、上記加圧成形体から上記補助金属を除去することを特徴とする、固体電解コンデンサの製造方法。 - 上記加圧成形体を形成する工程においては、上記弁作用金属の微粉末を用いて予備加圧成形体を形成した後に、上記弁作用金属の微粉末と上記補助金属の微粉末とを用いて上記予備加圧成形体を覆った状態で加圧成形を行うことにより上記加圧成形体を形成する、請求項1に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007126719A JP2008283040A (ja) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
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JP2007126719A JP2008283040A (ja) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
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---|---|
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JP2007126719A Pending JP2008283040A (ja) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
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JP (1) | JP2008283040A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010125778A1 (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | 三洋電機株式会社 | コンデンサ用電極体、コンデンサ用電極体の製造方法、コンデンサ、およびコンデンサの製造方法 |
-
2007
- 2007-05-11 JP JP2007126719A patent/JP2008283040A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010125778A1 (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | 三洋電機株式会社 | コンデンサ用電極体、コンデンサ用電極体の製造方法、コンデンサ、およびコンデンサの製造方法 |
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