JP3516167B2 - タンタルコンデンサチップの製造方法 - Google Patents
タンタルコンデンサチップの製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/15—Solid electrolytic capacitors
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
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- B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、タンタルコンデンサ
チップの製造方法、この方法によって製造されたタンタ
ルコンデンサチップ、および、このタンタルコンデンサ
チップを包含するタンタルコンデンサに関する。特に、
本願発明は、固体電解コンデンサの範疇に分類される乾
式タンタルコンデンサに関するものである。
チップの製造方法、この方法によって製造されたタンタ
ルコンデンサチップ、および、このタンタルコンデンサ
チップを包含するタンタルコンデンサに関する。特に、
本願発明は、固体電解コンデンサの範疇に分類される乾
式タンタルコンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】乾式タンタルコンデンサは、長寿命で
ある、温度特性が良好である、漏洩電流が少ない、
周波数特性が良好である、小型大容量である、との
数々の特徴を備えているため、最近多用される傾向にあ
る。
ある、温度特性が良好である、漏洩電流が少ない、
周波数特性が良好である、小型大容量である、との
数々の特徴を備えているため、最近多用される傾向にあ
る。
【０００３】樹脂モールドタイプのタンタルコンデンサ
の構造例を図１０に示す。エポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂パッケージ１内には、タンタルコンデンサチップ２が
包み込まれており、このタンタルコンデンサチップ２の
陽極タンタルワイヤ３および陰極素子部４は、上記樹脂
パッケージ１の外表面に一部が露出させられているフレ
ーム５，５に電気的に接続されている。このタンタルコ
ンデンサの製造は、樹脂パッケージ型の半導体等の電子
部品の製造とほぼ同様にして行われる。すなわち、製造
用フレームのリード部間を掛け渡すようにして上記タン
タルコンデンサチップ２をボンディングした後、このチ
ップを樹脂で包み込むモールド成形を行い、フレームの
不要部分を除去するとともにフレームのリード部を所定
の形状にフォーミングする。
の構造例を図１０に示す。エポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂パッケージ１内には、タンタルコンデンサチップ２が
包み込まれており、このタンタルコンデンサチップ２の
陽極タンタルワイヤ３および陰極素子部４は、上記樹脂
パッケージ１の外表面に一部が露出させられているフレ
ーム５，５に電気的に接続されている。このタンタルコ
ンデンサの製造は、樹脂パッケージ型の半導体等の電子
部品の製造とほぼ同様にして行われる。すなわち、製造
用フレームのリード部間を掛け渡すようにして上記タン
タルコンデンサチップ２をボンディングした後、このチ
ップを樹脂で包み込むモールド成形を行い、フレームの
不要部分を除去するとともにフレームのリード部を所定
の形状にフォーミングする。
【０００４】そして、上記タンタルコンデンサチップ２
の作製は、タンタルワイヤの基部が埋没するようにして
タンタル粉末を所定の形状に加圧成形し、これを高真空
において焼結して多孔質焼結体を作製し、この焼結体に
対して酸化被膜形成処理、半導体層形成処理、グラファ
イト塗布処理、および金属層形成処理等の所定の処理を
施すことによって行われる。上記酸化被膜形成処理は、
たとえば、上記多孔質焼結体を強酸性の液中に浸漬する
とともに電圧印加することにより行われ、この結果、焼
結体中のタンタル粉末粒子表面に薄状の五酸化タンタル
（Ｔａ2 Ｏ5 ）の被膜６（図１１）が形成される。この
五酸化タンタル被膜が誘電体酸化被膜として機能し、こ
の被膜の総面積が、コンデンサとしての容量を規定す
る。
の作製は、タンタルワイヤの基部が埋没するようにして
タンタル粉末を所定の形状に加圧成形し、これを高真空
において焼結して多孔質焼結体を作製し、この焼結体に
対して酸化被膜形成処理、半導体層形成処理、グラファ
イト塗布処理、および金属層形成処理等の所定の処理を
施すことによって行われる。上記酸化被膜形成処理は、
たとえば、上記多孔質焼結体を強酸性の液中に浸漬する
とともに電圧印加することにより行われ、この結果、焼
結体中のタンタル粉末粒子表面に薄状の五酸化タンタル
（Ｔａ2 Ｏ5 ）の被膜６（図１１）が形成される。この
五酸化タンタル被膜が誘電体酸化被膜として機能し、こ
の被膜の総面積が、コンデンサとしての容量を規定す
る。
【０００５】次に半導体層形成処理は、表面の全てが上
記のように五酸化タンタル被膜で覆われた上記焼結体の
多孔空洞部を半導体７（図１１）で埋めるものであっ
て、たとえば、上記酸化被膜成形処理後の焼結体を硝酸
マンガン溶液中に浸漬して空洞部中に含浸させられた硝
酸マンガン溶液を熱分解することによって、上記誘電体
酸化被膜上に酸化物半導体である二酸化マンガン（Ｍｎ
Ｏ2 ）を形成することにより行われる。かかる硝酸マン
ガン溶液の含浸およびこれを熱分解して二酸化マンガン
層を形成する処理は、複数回にわたって行われ、これに
より、上記誘電体酸化被膜で覆われた焼結体内空洞部が
半導体である二酸化マンガンで埋められる。
記のように五酸化タンタル被膜で覆われた上記焼結体の
多孔空洞部を半導体７（図１１）で埋めるものであっ
て、たとえば、上記酸化被膜成形処理後の焼結体を硝酸
マンガン溶液中に浸漬して空洞部中に含浸させられた硝
酸マンガン溶液を熱分解することによって、上記誘電体
酸化被膜上に酸化物半導体である二酸化マンガン（Ｍｎ
Ｏ2 ）を形成することにより行われる。かかる硝酸マン
ガン溶液の含浸およびこれを熱分解して二酸化マンガン
層を形成する処理は、複数回にわたって行われ、これに
より、上記誘電体酸化被膜で覆われた焼結体内空洞部が
半導体である二酸化マンガンで埋められる。
【０００６】こうしてできた上記焼結体の外周部分に
は、グラファイト層８、および金属層９で覆い、この金
属層が陰極として機能する。
は、グラファイト層８、および金属層９で覆い、この金
属層が陰極として機能する。
【０００７】ところで、焼結前のタンタル粉末圧縮成形
体は、次のようにして作製するのが通常である。すなわ
ち、図１２に示すように、所定断面の貫通孔１０を有す
るダイス１１と、上記貫通孔内を上下動させられる下ポ
ンチ１２および上ポンチ１３とをもつ加圧成形装置１４
を用い、図１２の状態のように下ポンチ１２をある程度
上記貫通孔１０内に進入させた状態で上記貫通孔内に上
方からタンタル粉末１５を所定量投入した後、上ポンチ
１３を上記貫通孔１０に挿入し、そして下ポンチ１２お
よび上ポンチ１３を互いに近づけるように駆動して、上
記タンタル粉末１５を加圧成形する（図１３）。この
際、上ポンチ１３には、陽極となるべくタンタルワイヤ
３が保持されており、したがって、上記の加圧成形操作
によって、上記タンタルワイヤの一端が埋設されたタン
タル粉末成形体２ａができあがる。
体は、次のようにして作製するのが通常である。すなわ
ち、図１２に示すように、所定断面の貫通孔１０を有す
るダイス１１と、上記貫通孔内を上下動させられる下ポ
ンチ１２および上ポンチ１３とをもつ加圧成形装置１４
を用い、図１２の状態のように下ポンチ１２をある程度
上記貫通孔１０内に進入させた状態で上記貫通孔内に上
方からタンタル粉末１５を所定量投入した後、上ポンチ
１３を上記貫通孔１０に挿入し、そして下ポンチ１２お
よび上ポンチ１３を互いに近づけるように駆動して、上
記タンタル粉末１５を加圧成形する（図１３）。この
際、上ポンチ１３には、陽極となるべくタンタルワイヤ
３が保持されており、したがって、上記の加圧成形操作
によって、上記タンタルワイヤの一端が埋設されたタン
タル粉末成形体２ａができあがる。
【０００８】上記下ポンチ１２および上ポンチ１３の移
動行程は、たとえば、カム等によって規制される。上記
圧縮成形の比率は、成形体の嵩密度が６ないし８となる
ように設定される。タンタルの比重は、１６．６である
から、圧縮成形体２ａの内部には、タンタル粉末の固体
体積とほぼ同等の多孔状空間が形成されることになる。
なお、タンタル粉末は、１００〜３００メッシュのもの
が通常用いられる。
動行程は、たとえば、カム等によって規制される。上記
圧縮成形の比率は、成形体の嵩密度が６ないし８となる
ように設定される。タンタルの比重は、１６．６である
から、圧縮成形体２ａの内部には、タンタル粉末の固体
体積とほぼ同等の多孔状空間が形成されることになる。
なお、タンタル粉末は、１００〜３００メッシュのもの
が通常用いられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なダイス１１および上下のポンチ１２，１３による圧縮
成形を１の圧縮行程で行う場合、成形体の内部密度は一
様とはならず、図１４に模式的に示すように、外表面に
近い部分の密度が高く、内部に向かうほど密度が低くな
る傾向となる。これにより、次のような問題が生じる。
なダイス１１および上下のポンチ１２，１３による圧縮
成形を１の圧縮行程で行う場合、成形体の内部密度は一
様とはならず、図１４に模式的に示すように、外表面に
近い部分の密度が高く、内部に向かうほど密度が低くな
る傾向となる。これにより、次のような問題が生じる。
【００１０】第一に、上記圧縮成形体２ａの内部には、
陽極としてのタンタルワイヤ３が延入するが、内部に向
かうほど上記圧縮成形体の密度が低くなるため、焼結後
においてこの焼結体の中心部近くの上記タンタルワイヤ
に対する保持力が弱まってしまう。したがって、コンデ
ンサチップの特に陽極ワイヤ３に外力が作用すると、こ
れによって焼結体内部における陽極ワイヤとこれを取り
囲む焼結タンタル粒子との間の焼結接続がストレスに耐
えきれずに破損し、これによって誘電体酸化被膜が破損
して故障に到ることになる。乾式タンタルコンデンサ
は、既に説明したように数々の特徴をもつがために多用
されているのであるが、機械的ストレスあるいは熱的ス
トレスに弱いという欠点をもつのであり、かかる欠点
は、主として上述したことに起因しているのである。
陽極としてのタンタルワイヤ３が延入するが、内部に向
かうほど上記圧縮成形体の密度が低くなるため、焼結後
においてこの焼結体の中心部近くの上記タンタルワイヤ
に対する保持力が弱まってしまう。したがって、コンデ
ンサチップの特に陽極ワイヤ３に外力が作用すると、こ
れによって焼結体内部における陽極ワイヤとこれを取り
囲む焼結タンタル粒子との間の焼結接続がストレスに耐
えきれずに破損し、これによって誘電体酸化被膜が破損
して故障に到ることになる。乾式タンタルコンデンサ
は、既に説明したように数々の特徴をもつがために多用
されているのであるが、機械的ストレスあるいは熱的ス
トレスに弱いという欠点をもつのであり、かかる欠点
は、主として上述したことに起因しているのである。
【００１１】第二の問題は、上述したように、圧縮成形
体２ａが真空焼結された後に誘電体酸化被膜形成処理お
よび半導体層形成処理が行われるのであるが、焼結体の
周囲部の密度が高いために、上記半導体層７を形成をす
るべく焼結体を硝酸マンガン溶液中に浸漬しても、この
硝酸マンガンが焼結体内部に浸入しにくくなるというこ
とである。このような硝酸マンガン溶液の含浸およびそ
の熱分解による二酸化マンガン層の形成は、焼結体内部
の多孔質空洞部を埋めるために繰り返し行われるのであ
るが、かかる処理を繰り返すうちに、より硝酸マンガン
溶液が焼結体内部に浸入しにくくなり、したがって、こ
の半導体層形成処理に多くの時間を要するか、または、
とりわけ焼結体内部における半導体層形成が不十分とな
って特性に悪影響を及ぼすという不具合が生じる。
体２ａが真空焼結された後に誘電体酸化被膜形成処理お
よび半導体層形成処理が行われるのであるが、焼結体の
周囲部の密度が高いために、上記半導体層７を形成をす
るべく焼結体を硝酸マンガン溶液中に浸漬しても、この
硝酸マンガンが焼結体内部に浸入しにくくなるというこ
とである。このような硝酸マンガン溶液の含浸およびそ
の熱分解による二酸化マンガン層の形成は、焼結体内部
の多孔質空洞部を埋めるために繰り返し行われるのであ
るが、かかる処理を繰り返すうちに、より硝酸マンガン
溶液が焼結体内部に浸入しにくくなり、したがって、こ
の半導体層形成処理に多くの時間を要するか、または、
とりわけ焼結体内部における半導体層形成が不十分とな
って特性に悪影響を及ぼすという不具合が生じる。
【００１２】本願発明は、上記の事情のもとで考え出さ
れたものであって、タンタルコンデンサチップを構成す
るタンタル粉末焼結体の密度を、表面部と内部とにおい
て差が生じないようにすることをその課題としている。
れたものであって、タンタルコンデンサチップを構成す
るタンタル粉末焼結体の密度を、表面部と内部とにおい
て差が生じないようにすることをその課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１４】すなわち、本願の請求項１に記載した発明
は、所定形状をもつとともにタンタルワイヤの一端が埋
没するタンタル粉末成形体を加圧形成した後このタンタ
ル粉末成形体を真空焼結し、次いで酸化被膜形成処理、
半導体層形成処理、グラファイト塗布処理、および金属
層形成処理を含む所定の処理を施してタンタルコンデン
サチップを製造する方法において、上記タンタル粉末成
形体の加圧成形は、複数回の加圧成形により行い、か
つ、上記複数回の加圧成形は、最終的な形状よりも小さ
い中間成形体を、上記タンタルワイヤの一端及び他端が
この中間成形体から突出するようにして形成する１また
は複数回の中間加圧成形作業と、この中間加圧成形作業
の後に行い、上記中間成形体における上記ワイヤの一端
側の面を覆うようにして最終加圧成形層を成形して最終
成形体を形成する最終加圧成形作業と、を含んでいるこ
とを特徴としている。
は、所定形状をもつとともにタンタルワイヤの一端が埋
没するタンタル粉末成形体を加圧形成した後このタンタ
ル粉末成形体を真空焼結し、次いで酸化被膜形成処理、
半導体層形成処理、グラファイト塗布処理、および金属
層形成処理を含む所定の処理を施してタンタルコンデン
サチップを製造する方法において、上記タンタル粉末成
形体の加圧成形は、複数回の加圧成形により行い、か
つ、上記複数回の加圧成形は、最終的な形状よりも小さ
い中間成形体を、上記タンタルワイヤの一端及び他端が
この中間成形体から突出するようにして形成する１また
は複数回の中間加圧成形作業と、この中間加圧成形作業
の後に行い、上記中間成形体における上記ワイヤの一端
側の面を覆うようにして最終加圧成形層を成形して最終
成形体を形成する最終加圧成形作業と、を含んでいるこ
とを特徴としている。
【００１５】上記複数回の加圧成形は、少なくとも次の
二つの態様が考えられる。すなわち、その第一は、上記
中間成形体を順次取り巻くようにして複数層の加圧成形
層を形成するというものである（請求項２）。
二つの態様が考えられる。すなわち、その第一は、上記
中間成形体を順次取り巻くようにして複数層の加圧成形
層を形成するというものである（請求項２）。
【００１６】そして、その第二は、上記中間成形体に順
次積み重ねるようにして複数層の加圧成形層を形成する
というものである（請求項３）。
次積み重ねるようにして複数層の加圧成形層を形成する
というものである（請求項３）。
【００１７】
【発明の作用および効果】本願発明においては、タンタ
ル粉末の加圧成形体を作製するにあたり、これを一回の
加圧成形により行うのではなく、複数回に分けて行うよ
うにしている。すなわち、第一の態様によれば、最終的
な加圧成形体の形状よりも小さな中間成形体を加圧によ
り行い、そして、これを芯として、その周囲に加圧成形
層を形成し、これを所望回数繰り返すことにより、最終
的なタンタル粉末の加圧成形体を得るようにしている。
ル粉末の加圧成形体を作製するにあたり、これを一回の
加圧成形により行うのではなく、複数回に分けて行うよ
うにしている。すなわち、第一の態様によれば、最終的
な加圧成形体の形状よりも小さな中間成形体を加圧によ
り行い、そして、これを芯として、その周囲に加圧成形
層を形成し、これを所望回数繰り返すことにより、最終
的なタンタル粉末の加圧成形体を得るようにしている。
【００１８】加圧成形は、ダイスの孔内に投入したタン
タル粉末をポンチによって圧縮して行うのが通常であ
り、こうして形成される成形体は、このポンチにより圧
縮力を直接受ける外表面ないしはその近傍の密度が内部
の密度よりも高くなる傾向となる。本願発明では、かか
る圧縮操作を複数回に分けて行うことにより、ポンチあ
るいはダイスの内壁によって押されることにより生じる
比較的密度の高い層が複数層にわたって形成されること
になる。
タル粉末をポンチによって圧縮して行うのが通常であ
り、こうして形成される成形体は、このポンチにより圧
縮力を直接受ける外表面ないしはその近傍の密度が内部
の密度よりも高くなる傾向となる。本願発明では、かか
る圧縮操作を複数回に分けて行うことにより、ポンチあ
るいはダイスの内壁によって押されることにより生じる
比較的密度の高い層が複数層にわたって形成されること
になる。
【００１９】したがって、上記圧縮成形体を焼結した後
において、陽極タンタルワイヤが、焼結体の表面に近い
部分と、中心部に近い部分との双方において、密度の高
い層によって保持されることになり、結局、タンタルワ
イヤに作用する外力に対するこのワイヤの保持耐久性が
高められ、従前のこの種の乾式タンタルコンデンサに見
られたような機械的ストレスあるいは熱的ストレスに対
する脆弱性が改善される。
において、陽極タンタルワイヤが、焼結体の表面に近い
部分と、中心部に近い部分との双方において、密度の高
い層によって保持されることになり、結局、タンタルワ
イヤに作用する外力に対するこのワイヤの保持耐久性が
高められ、従前のこの種の乾式タンタルコンデンサに見
られたような機械的ストレスあるいは熱的ストレスに対
する脆弱性が改善される。
【００２０】さらに、タンタル焼結体の密度が全体とし
て平均化され、従前のように所定の嵩密度まで加圧成形
した状態において表面部ないしその近傍のみに偏って高
密度層が形成されるということがなくなる。したがっ
て、たとえば硝酸マンガン溶液を含浸してこれを熱分解
するという操作を繰り返す半導体層形成処理において、
上記硝酸マンガン溶液の焼結体内部への浸入が促進さ
れ、したがって、この半導体層形成処理をより容易にか
つ短時間で行うことができるようになるとともに、内部
における半導体層の不完全形成が有効に回避される。こ
れにより、タンタルコンデンサの製造の効率が改善され
るとともに、性能の均一化が図られる。
て平均化され、従前のように所定の嵩密度まで加圧成形
した状態において表面部ないしその近傍のみに偏って高
密度層が形成されるということがなくなる。したがっ
て、たとえば硝酸マンガン溶液を含浸してこれを熱分解
するという操作を繰り返す半導体層形成処理において、
上記硝酸マンガン溶液の焼結体内部への浸入が促進さ
れ、したがって、この半導体層形成処理をより容易にか
つ短時間で行うことができるようになるとともに、内部
における半導体層の不完全形成が有効に回避される。こ
れにより、タンタルコンデンサの製造の効率が改善され
るとともに、性能の均一化が図られる。
【００２１】
【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を図
面を参照しつつ、具体的に説明する。
面を参照しつつ、具体的に説明する。
【００２２】図２ないし図７は、本願発明方法の第一の
実施例を説明するための図である。
実施例を説明するための図である。
【００２３】この実施例は、図１に模式的に示すような
密度構造をもつ加圧成形体１６を得るように構成したも
のである。この図からわかるように、この実施例では、
最終的な形状よりも小さい第一の中間成形体１６ａの周
囲に、第二、第三の加圧成形層１６ｂ，１６ｃを順次形
成するというようにして、複数層の加圧成形層を形成
し、最終的な形状を得るようにした例である。
密度構造をもつ加圧成形体１６を得るように構成したも
のである。この図からわかるように、この実施例では、
最終的な形状よりも小さい第一の中間成形体１６ａの周
囲に、第二、第三の加圧成形層１６ｂ，１６ｃを順次形
成するというようにして、複数層の加圧成形層を形成
し、最終的な形状を得るようにした例である。
【００２４】かかる複数回にわたる加圧成形は、それぞ
れ、以下に説明するようにして、行われる。
れ、以下に説明するようにして、行われる。
【００２５】まず、図２に示すように、得るべき最終的
な形状に対応する寸法よりも小さい貫通孔１０ａを有す
るダイス１１ａと、このダイスの孔１０ａ内を上下動す
る下ポンチ１２ａおよび上ポンチ１３ａを有する加圧成
形装置１４ａを用い、図２に示すようにして下ポンチ１
２ａが所定量上記ダイスの孔内に進入した状態において
上方から上記孔内に所定量のタンタル粉末１５を投入
し、その上でタンタルワイヤ３を保持する上ポンチ１３
ａを上記孔１０ａ内に下動進入させるとともに、これら
両ポンチ間の間隔が所定となるまで両ポンチ１２ａ，１
３ａを互いに近づけるように駆動する。この時、下ポン
チ１２ａには、あらかじめタンタルワイヤ３の下端部を
受け入れるための孔１７が開けられており、その結果、
図３に示すような第一の中間成形体１６ａができあが
る。
な形状に対応する寸法よりも小さい貫通孔１０ａを有す
るダイス１１ａと、このダイスの孔１０ａ内を上下動す
る下ポンチ１２ａおよび上ポンチ１３ａを有する加圧成
形装置１４ａを用い、図２に示すようにして下ポンチ１
２ａが所定量上記ダイスの孔内に進入した状態において
上方から上記孔内に所定量のタンタル粉末１５を投入
し、その上でタンタルワイヤ３を保持する上ポンチ１３
ａを上記孔１０ａ内に下動進入させるとともに、これら
両ポンチ間の間隔が所定となるまで両ポンチ１２ａ，１
３ａを互いに近づけるように駆動する。この時、下ポン
チ１２ａには、あらかじめタンタルワイヤ３の下端部を
受け入れるための孔１７が開けられており、その結果、
図３に示すような第一の中間成形体１６ａができあが
る。
【００２６】次に、上記第一の中間成形体１６ａの周囲
に第二の加圧成形層１６ｂが形成される。このための加
圧成形装置１４ｂを図４および図５に示す。
に第二の加圧成形層１６ｂが形成される。このための加
圧成形装置１４ｂを図４および図５に示す。
【００２７】この第二の加圧成形層を形成するための装
置１４ｂは、基本的には上記図２および図３に示した装
置と同様であるが、ダイス１１ｂの孔１０ｂの大きさが
より大きくなっている点と、上ポンチ１３ｂには単なる
タンタルワイヤ受け入れ孔１８が形成されている点で異
なっている。
置１４ｂは、基本的には上記図２および図３に示した装
置と同様であるが、ダイス１１ｂの孔１０ｂの大きさが
より大きくなっている点と、上ポンチ１３ｂには単なる
タンタルワイヤ受け入れ孔１８が形成されている点で異
なっている。
【００２８】まず、図４に示すように、下ポンチ１２ｂ
に、上記第一の中間成形体１６ａをセットする。そし
て、ダイス１１ｂの孔１０ｂ内に所定量のタンタル粉末
を投入した上、下ポンチ１２ｂと上ポンチ１３ｂとを互
いに所定距離まで近づくように駆動する。この結果、図
５に表れているような第一中間成形体１６ａを取り巻く
ように第二加圧成形層１６ｂが形成された第二中間成形
体１６ｂ’ができあがる。
に、上記第一の中間成形体１６ａをセットする。そし
て、ダイス１１ｂの孔１０ｂ内に所定量のタンタル粉末
を投入した上、下ポンチ１２ｂと上ポンチ１３ｂとを互
いに所定距離まで近づくように駆動する。この結果、図
５に表れているような第一中間成形体１６ａを取り巻く
ように第二加圧成形層１６ｂが形成された第二中間成形
体１６ｂ’ができあがる。
【００２９】そしてさらに、図６および図７に表れてい
るように、第三の加圧成形装置１４ｃを用い、上記第二
の加圧成形層１６ｂを形成するのと同様の手法によって
第三（最終）成形層１６ｃを形成する。すなわち、図６
に示すようにして下ポンチ１２ｃ上に上記第二中間成形
体をセットし、その上でダイスの孔内に所定量のタンタ
ル粉末を投入し、そして、上下のポンチ１２ｃ，１３ｃ
を互いに所定距離まで近づくように駆動する。
るように、第三の加圧成形装置１４ｃを用い、上記第二
の加圧成形層１６ｂを形成するのと同様の手法によって
第三（最終）成形層１６ｃを形成する。すなわち、図６
に示すようにして下ポンチ１２ｃ上に上記第二中間成形
体をセットし、その上でダイスの孔内に所定量のタンタ
ル粉末を投入し、そして、上下のポンチ１２ｃ，１３ｃ
を互いに所定距離まで近づくように駆動する。
【００３０】その結果、図７に示すような層構造をもつ
加圧成形体１６ができあがる。
加圧成形体１６ができあがる。
【００３１】このような加圧成形体１６に対するその後
の処理は、従前と同様である。すなわち、この成形体を
真空焼結して焼結体を造り、次いで酸化被膜形成処理を
行って焼結体表面に酸化被膜を形成し、次いで硝酸マン
ガン溶液を含浸するとともにこれを熱分解して上記誘電
体酸化被膜上に二酸化マンガンを形成する半導体層形成
処理を行う。そして、焼結体の周囲にグラファイトを塗
布するとともに、さらにこれを金属層で覆って陰極を形
成する。
の処理は、従前と同様である。すなわち、この成形体を
真空焼結して焼結体を造り、次いで酸化被膜形成処理を
行って焼結体表面に酸化被膜を形成し、次いで硝酸マン
ガン溶液を含浸するとともにこれを熱分解して上記誘電
体酸化被膜上に二酸化マンガンを形成する半導体層形成
処理を行う。そして、焼結体の周囲にグラファイトを塗
布するとともに、さらにこれを金属層で覆って陰極を形
成する。
【００３２】こうしてできたタンタルコンデンサチップ
２は、後述するようにして、たとえば、モールドタイプ
のコンデンサとされる。
２は、後述するようにして、たとえば、モールドタイプ
のコンデンサとされる。
【００３３】図１および図７からわかるように、この例
では、焼結体内に延入するタンタルワイヤ３が、複数の
高密度層を貫通して延びている。したがって、複数の高
密度層がタンタルワイヤを確実かつ安定的に保持し、ワ
イヤに対する外力が作用しても、焼結体内部においてワ
イヤとそれを取り巻く焼結タンタルとの間に剥離が起こ
るといった事態を有効に回避することができる。したが
って、とりわけ、ワイヤに対する外力に起因して焼結体
内部の酸化被膜が破損するリーク不良を効果的に回避す
ることができる。
では、焼結体内に延入するタンタルワイヤ３が、複数の
高密度層を貫通して延びている。したがって、複数の高
密度層がタンタルワイヤを確実かつ安定的に保持し、ワ
イヤに対する外力が作用しても、焼結体内部においてワ
イヤとそれを取り巻く焼結タンタルとの間に剥離が起こ
るといった事態を有効に回避することができる。したが
って、とりわけ、ワイヤに対する外力に起因して焼結体
内部の酸化被膜が破損するリーク不良を効果的に回避す
ることができる。
【００３４】また、焼結体の全体としての密度を所望に
設定するにあたり、高密度層を分散させているので、最
外表面の密度が従前に比して小さくなり、したがって、
半導体層形成処理においてこの焼結体を硝酸マンガン溶
液に浸漬した場合にこの溶液が焼結体内部まで浸透しや
すくなる。かかる処理は、多孔質焼結体の内部空間を酸
化物半導体としての酸化マンガンで埋めるべく、複数回
繰り返されるのであるが、本願発明方法ではかかる処理
を繰り返していくうちに表面近傍が目詰まりを起こして
硝酸マンガン溶液の浸透が阻害されるということがなく
なる。したがって、半導体層形成処理をより容易にかつ
短時間で行い得るようになるとともに、焼結体内部にお
ける半導体層の不完全な形成が都合よく回避され、特性
のばらつき等が改善される。
設定するにあたり、高密度層を分散させているので、最
外表面の密度が従前に比して小さくなり、したがって、
半導体層形成処理においてこの焼結体を硝酸マンガン溶
液に浸漬した場合にこの溶液が焼結体内部まで浸透しや
すくなる。かかる処理は、多孔質焼結体の内部空間を酸
化物半導体としての酸化マンガンで埋めるべく、複数回
繰り返されるのであるが、本願発明方法ではかかる処理
を繰り返していくうちに表面近傍が目詰まりを起こして
硝酸マンガン溶液の浸透が阻害されるということがなく
なる。したがって、半導体層形成処理をより容易にかつ
短時間で行い得るようになるとともに、焼結体内部にお
ける半導体層の不完全な形成が都合よく回避され、特性
のばらつき等が改善される。
【００３５】なお、半導体層成形処理において、二酸化
マンガン溶液のより効率的な浸透は、第一成形体１６ａ
の平均密度を、第三（最終）加圧成形層１６ｃの平均密
度よりも高くし、換言すると、中心部の平均密度を外周
部の平均密度よりも高く設定することによってより促進
される。本願発明では、タンタル粉末の加圧成形体を得
るために、上記のようにして、複数回の加圧成形を経る
ようにしているので、このような密度分布の設定ができ
るのである。ただしこの場合も、最終的な加圧成形体の
密度を所定のように設定するべきであることはいうまで
もない。また、加圧成形を何回に分けて行うかは選択的
な事項である。
マンガン溶液のより効率的な浸透は、第一成形体１６ａ
の平均密度を、第三（最終）加圧成形層１６ｃの平均密
度よりも高くし、換言すると、中心部の平均密度を外周
部の平均密度よりも高く設定することによってより促進
される。本願発明では、タンタル粉末の加圧成形体を得
るために、上記のようにして、複数回の加圧成形を経る
ようにしているので、このような密度分布の設定ができ
るのである。ただしこの場合も、最終的な加圧成形体の
密度を所定のように設定するべきであることはいうまで
もない。また、加圧成形を何回に分けて行うかは選択的
な事項である。
【００３６】図８および図９は、上記タンタル粉末の加
圧成形体を得るための方法の第二の例を示している。
圧成形体を得るための方法の第二の例を示している。
【００３７】この例では、図８に示すような層構造をも
つ成形体１９が得られる。すなわち、第一中間成形体１
９ａの上に、順次加圧成形層１９ｂ，１９ｃを積み重ね
てゆくのである。
つ成形体１９が得られる。すなわち、第一中間成形体１
９ａの上に、順次加圧成形層１９ｂ，１９ｃを積み重ね
てゆくのである。
【００３８】かかる加圧成形をするための装置および操
作は、たとえば次のようにして容易に行うことができ
る。
作は、たとえば次のようにして容易に行うことができ
る。
【００３９】まず、図９に示すように、タンタルワイヤ
３を下ポンチ１２に保持させておき、その上でダイス１
１の孔１０内に所定量、すなわち、最終的な成形体を得
るに必要な量よりも少ない量のタンタル粉末を投入し、
そして上ポンチ１３をダイスの孔１０内に下動進入させ
るとともに両ポンチを互いに近づけるように駆動する。
３を下ポンチ１２に保持させておき、その上でダイス１
１の孔１０内に所定量、すなわち、最終的な成形体を得
るに必要な量よりも少ない量のタンタル粉末を投入し、
そして上ポンチ１３をダイスの孔１０内に下動進入させ
るとともに両ポンチを互いに近づけるように駆動する。
【００４０】そうすると、図９に示すように、所定厚み
の加圧成形体１９ａができあがる。そして、上ポンチ１
３を上方に退動させた状態で上記第一の加圧成形体１９
ａの上に積み重ねるようにして、所定量のタンタル粉末
を投入し、その上で上ポンチ１３を下動させて第二の加
圧成形層１９ｂを形成する。かかる操作を繰り返すこと
により、図８に示すように、複数の層が積み重なったよ
うなタンタル粉末加圧成形体ができあがる。
の加圧成形体１９ａができあがる。そして、上ポンチ１
３を上方に退動させた状態で上記第一の加圧成形体１９
ａの上に積み重ねるようにして、所定量のタンタル粉末
を投入し、その上で上ポンチ１３を下動させて第二の加
圧成形層１９ｂを形成する。かかる操作を繰り返すこと
により、図８に示すように、複数の層が積み重なったよ
うなタンタル粉末加圧成形体ができあがる。
【００４１】この例においても、上ポンチによって直接
押される表面ないしその近傍の密度がそれよりも下方の
密度よりも高くなるのであり、したがって、図８に示す
ように、高密度層が平行に積層されるような構造ができ
あがる。
押される表面ないしその近傍の密度がそれよりも下方の
密度よりも高くなるのであり、したがって、図８に示す
ように、高密度層が平行に積層されるような構造ができ
あがる。
【００４２】こうしてできた加圧成形体は、上述と同様
にして焼結体とされ、そして酸化被膜形成処理、半導体
層形成処理、グラファイト塗布処理、および金属層形成
処理等の所定の処理が施されて最終的なタンタルコンデ
ンサチップが得られる。
にして焼結体とされ、そして酸化被膜形成処理、半導体
層形成処理、グラファイト塗布処理、および金属層形成
処理等の所定の処理が施されて最終的なタンタルコンデ
ンサチップが得られる。
【００４３】この例においても、図８からわかるよう
に、焼結体２内に延入するタンタルワイヤ３は、複数層
の高密度層を貫通して内部に延びている。換言すると、
このタンタルワイヤは、複数層の高密度層によって保持
されている。したがって、外力に対する耐久性が高ま
り、タンタルワイヤに外力が作用することに起因する焼
結体内部における酸化被膜の破損といった事態は、効果
的に回避されることになる。
に、焼結体２内に延入するタンタルワイヤ３は、複数層
の高密度層を貫通して内部に延びている。換言すると、
このタンタルワイヤは、複数層の高密度層によって保持
されている。したがって、外力に対する耐久性が高ま
り、タンタルワイヤに外力が作用することに起因する焼
結体内部における酸化被膜の破損といった事態は、効果
的に回避されることになる。
【００４４】また、全体としての平均嵩密度を所定のよ
うに設定しつつ、高密度層を分散させているので、概し
て焼結体の周囲に高密度層が集中するといったことがな
く、よって、上述の第一の実施例によって得られる焼結
体と同様、半導体層の形成処理が容易かつ効果的に行わ
れるようになる。
うに設定しつつ、高密度層を分散させているので、概し
て焼結体の周囲に高密度層が集中するといったことがな
く、よって、上述の第一の実施例によって得られる焼結
体と同様、半導体層の形成処理が容易かつ効果的に行わ
れるようになる。
【００４５】上記のようにして得られたタンタルコンデ
ンサチップ２は、従前と同様にして、たとえば樹脂パッ
ケージ型のタンタルコンデンサの作製に供される。すな
わち、所定の形態をもつ製造用フレーム上に上記チップ
２をボンディングし、その上で熱硬化性樹脂により上記
チップを包み込むモールド工程処理を行い、そして上記
製造用フレームのリードを切断して単体としてのコンデ
ンサを切り離すとともに、電極リードを所定の形状にフ
ォーミングする。これによって、たとえば図１０に示さ
れるような、いわゆる面実装型の樹脂パッケージタンタ
ルコンデンサが完成する。
ンサチップ２は、従前と同様にして、たとえば樹脂パッ
ケージ型のタンタルコンデンサの作製に供される。すな
わち、所定の形態をもつ製造用フレーム上に上記チップ
２をボンディングし、その上で熱硬化性樹脂により上記
チップを包み込むモールド工程処理を行い、そして上記
製造用フレームのリードを切断して単体としてのコンデ
ンサを切り離すとともに、電極リードを所定の形状にフ
ォーミングする。これによって、たとえば図１０に示さ
れるような、いわゆる面実装型の樹脂パッケージタンタ
ルコンデンサが完成する。
【００４６】もちろん、本願発明の範囲は上述した実施
例に限定されることはない。タンタル粉末を加圧成形す
るに際し、これをどのような形状にするかは問われない
し、また何回に分けて加圧成形するかも問われない。ま
た、タンタルコンデンサとしての最終形態は、樹脂パッ
ケージタイプの他、どのようなものであってもよい。ま
た、とりわけ第一の実施例に関して、複数次の中間成形
体を形成していくにあたり、複数に分けられた各加圧成
形処理を全て行った後に、焼結処理をする他、たとえ
ば、一次中間成形体を得た後これを焼結し、この焼結体
を芯としてその周囲に加圧成形体層を形成してその時点
でさらに焼結するといった手法も考えられ、もちろんこ
のような方法も本願発明の範囲に含まれる。
例に限定されることはない。タンタル粉末を加圧成形す
るに際し、これをどのような形状にするかは問われない
し、また何回に分けて加圧成形するかも問われない。ま
た、タンタルコンデンサとしての最終形態は、樹脂パッ
ケージタイプの他、どのようなものであってもよい。ま
た、とりわけ第一の実施例に関して、複数次の中間成形
体を形成していくにあたり、複数に分けられた各加圧成
形処理を全て行った後に、焼結処理をする他、たとえ
ば、一次中間成形体を得た後これを焼結し、この焼結体
を芯としてその周囲に加圧成形体層を形成してその時点
でさらに焼結するといった手法も考えられ、もちろんこ
のような方法も本願発明の範囲に含まれる。
【図１】本願発明方法で製造したタンタルコンデンサチ
ップの構造例を模式的に示す断面図である。
ップの構造例を模式的に示す断面図である。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】図１の構造をもつタンタルコンデンサチップの
製造方法の説明図である。
製造方法の説明図である。
【図８】本願発明の方法で製造したタンタルコンデンサ
チップの構造の他の例を模式的に示す断面図である。
チップの構造の他の例を模式的に示す断面図である。
【図９】図８の構造をもつタンタルコンデンサチップの
製造の一工程の説明図である。
製造の一工程の説明図である。
【図１０】タンタルコンデンサの構造例を示す断面図で
ある。
ある。
【図１１】タンタルコンデンサチップの一般的構造例を
模式的に示す断面図である。
模式的に示す断面図である。
【図１２】
【図１３】従来のタンタルコンデンサチップの製造方法
の説明図である。
の説明図である。
【図１４】従来の製造方法で製造されたタンタルコンデ
ンサチップの構造例を模式的に示す断面図である。
ンサチップの構造例を模式的に示す断面図である。
２ タンタルコンデンサ
３ タンタルワイヤ
４ 陰極素子部
１１ ダイス
１２ 上ポンチ
１３ 下ポンチ
１５ タンタル粉末
１６ 加圧成形体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 9/05
H01G 9/24
H01G 13/00
Claims (3)
- 【請求項１】 所定形状をもつとともにタンタルワイヤ
の一端が埋没するタンタル粉末成形体を加圧形成した後
このタンタル粉末成形体を真空焼結し、次いで酸化被膜
形成処理、半導体層形成処理、グラファイト塗布処理、
および金属層形成処理を含む所定の処理を施してタンタ
ルコンデンサチップを製造する方法において、 上記タンタル粉末成形体の加圧成形は、複数回の加圧成
形により行い、かつ、 上記複数回の加圧成形は、最終的な形状よりも小さい中
間成形体を、上記タンタルワイヤの一端及び他端がこの
中間成形体から突出するようにして形成する１または複
数回の中間加圧成形作業と、この中間加圧成形作業の後
に行い、上記中間成形体における上記ワイヤの一端側の
面を覆うようにして最終加圧成形層を成形して最終成形
体を形成する最終加圧成形作業と、を含んでいることを
特徴とする、タンタルコンデンサチップの製造方法。 - 【請求項２】 上記複数回の加圧成形は、上記中間成形
体を順次取り巻くようにして複数層の加圧成形層を形成
することにより行う、請求項１の方法。 - 【請求項３】 上記複数回の加圧成形は、上記中間成形
体に順次積み重ねるようにして複数層の加圧成形層を形
成することにより行う、請求項１の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32815492A JP3516167B2 (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | タンタルコンデンサチップの製造方法 |
| US08/159,386 US5486977A (en) | 1992-12-08 | 1993-11-30 | Tantalum capacitor chip, process for making the same and tantalum capacitor incorporating the same |
| US08/557,483 US5667536A (en) | 1992-12-08 | 1995-11-14 | Process for making a tantalum capacitor chip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32815492A JP3516167B2 (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | タンタルコンデンサチップの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06176985A JPH06176985A (ja) | 1994-06-24 |
| JP3516167B2 true JP3516167B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=18207092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32815492A Expired - Fee Related JP3516167B2 (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | タンタルコンデンサチップの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5486977A (ja) |
| JP (1) | JP3516167B2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08162373A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-21 | Seiken:Kk | リード線埋没部に高嵩密度を有するタンタルコンデンサ素子 |
| US6075691A (en) * | 1997-03-06 | 2000-06-13 | Lucent Technologies Inc. | Thin film capacitors and process for making them |
| JP3233084B2 (ja) * | 1997-11-06 | 2001-11-26 | 日本電気株式会社 | 固体電解コンデンサの陽極体の製造方法 |
| EP1045410B1 (en) * | 1999-04-16 | 2007-01-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Anodic electrode for electrolytic capacitor and process of producing the same |
| US6611421B2 (en) * | 2000-09-08 | 2003-08-26 | Avx Corporation | Non-polarized tantalum capacitor and capacitor array |
| DE10131236B4 (de) * | 2001-06-28 | 2006-03-30 | Epcos Ag | Kondensator |
| JP4015602B2 (ja) * | 2003-09-02 | 2007-11-28 | ローム株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法、および製造装置 |
| US7207103B2 (en) * | 2003-12-08 | 2007-04-24 | Kemet Electronics Corporation | Powder compaction press for capacitor anodes |
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