JP4430440B2 - Manufacturing method of anode body for solid electrolytic capacitor - Google Patents

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Description

本発明は、固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an anode body for a solid electrolytic capacitor.

従来の固体電解コンデンサに用いられる陽極体は、図2のように弁作用金属粉末3とバインダーとを混合することにより、弁作用金属粉末3の造粒を行い、これを加圧成形し、この成形体に陽極リード2を植立したものを高温・真空焼結することにより得られる。   The anode body used in the conventional solid electrolytic capacitor is prepared by granulating the valve metal powder 3 by mixing the valve metal powder 3 and a binder as shown in FIG. It can be obtained by sintering the anode lead 2 on the molded body at a high temperature and under vacuum sintering.

上記の固体電解コンデンサ陽極体は、弁作用金属粉末3をポリビニルアルコール(PVA)等の液状または霧状バインダーを用いて造粒し、弁作用金属粉末の流れ性・成形性を高めたのち、加圧成形、焼結を行うことにより製造される(例えば特許文献1参照)。   In the solid electrolytic capacitor anode body, the valve action metal powder 3 is granulated using a liquid or mist binder such as polyvinyl alcohol (PVA) to improve the flowability and formability of the valve action metal powder, It is manufactured by performing pressure forming and sintering (see, for example, Patent Document 1).

さらに、液状または霧状バインダーで造粒した弁作用金属粉末をそのまま使用すると、焼結後の陽極体において、弁作用金属粉末間が密に接し合っているため、固体電解質形成の工程において、陽極体内へ固体電解質母液(例えば、硝酸マンガン溶液)を含浸するパス(経路)が狭くなり、tanδ値、ESR値が増大するという問題があり、その対策として、図3のように、液状バインダー混合後の造粒粉末にさらに固形バインダー7をそのまま混合し、該パスを拡大する技術が用いられている(例えば、特許文献2参照)。   Furthermore, if the valve metal powder granulated with a liquid or mist binder is used as it is, the anode metal body after sintering is in close contact with the valve metal powder. There is a problem that the path (path) for impregnating the solid electrolyte mother liquor (for example, manganese nitrate solution) into the body becomes narrow and the tan δ value and ESR value increase. As a countermeasure, as shown in FIG. A technique of further mixing the solid binder 7 as it is with the granulated powder and expanding the path is used (for example, see Patent Document 2).

また、一般に成形体からバインダーを除去する方法としては、高温・真空での熱分解・飛散が用いられている。
特開平5−65502号公報 特開平9−134854号公報
In general, as a method for removing the binder from the molded body, thermal decomposition and scattering at high temperature and vacuum are used.
JP-A-5-65502 JP-A-9-134854

上記のように、液状バインダーで一旦造粒し、その後、固形バインダー7をそのまま混合した弁作用金属粉末3を加圧成形する従来の方法では、陽極体内へ固体電解質母液が含浸するパスを拡大し、容量出現率を増加させ、tanδ値、ESR値を低減することは、ある程度まで可能であるが、焼結体8の密度バラツキにより部分的に機械的強度が低下し、固体電解コンデンサの製造過程、または製造後のストレスにより、漏れ電流が増加するという問題がある。   As described above, in the conventional method in which the valve action metal powder 3 obtained by granulating once with a liquid binder and then mixing the solid binder 7 as it is, the path through which the solid electrolyte mother liquor is impregnated into the anode body is expanded. Although it is possible to increase the capacity appearance rate and reduce the tan δ value and the ESR value to some extent, the mechanical strength partially decreases due to the density variation of the sintered body 8, and the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor There is a problem that leakage current increases due to post-manufacture stress.

これは、固形バインダー7が弁作用金属粉末3に対し比重が極端に小さいため、両者の混合粉末を成形金型に導入すると、固形バインダー7は上方向に、弁作用金属粉末3は下方向に偏り、不均一な分散状態になることによるものである。そして、焼結後、焼結体内部に空孔11のバラツキ(偏り)が生じるため(図6)、固体電解コンデンサのtanδ値、ESR値にバラツキが発生するという問題もあった。   This is because the solid binder 7 has an extremely small specific gravity with respect to the valve metal powder 3, and when the mixed powder of both is introduced into the molding die, the solid binder 7 is upward and the valve metal powder 3 is downward. This is due to bias and non-uniform dispersion. And after sintering, since there is variation (bias) in the pores 11 inside the sintered body (FIG. 6), there is also a problem that variation occurs in the tan δ value and ESR value of the solid electrolytic capacitor.

また、固形バインダー7を用いない場合、造粒時の液状バインダーの量を増加することにより、陽極体内へ固体電解質母液が含浸するパスを拡大し、容量出現率を増加させ、tanδ値、ESR値を低減することは可能であるが(図5)、この場合、焼結体全体の機械的強度が低下してしまい、固体電解コンデンサ製造過程、または製造後のストレスにより、漏れ電流が増加するという問題がある。   Further, when the solid binder 7 is not used, by increasing the amount of the liquid binder at the time of granulation, the path through which the solid electrolyte mother liquor is impregnated into the anode body is expanded, the capacity appearance rate is increased, the tan δ value, the ESR value However, in this case, the mechanical strength of the entire sintered body is lowered, and the leakage current increases due to the solid electrolytic capacitor manufacturing process or post-manufacture stress. There's a problem.

上記のような問題があったため、漏れ電流の増加を抑え、かつtanδ値、ESR値を低減し、バラツキを抑えることができる固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法が求められていた。   Because of the above problems, there has been a demand for a method for manufacturing an anode body for a solid electrolytic capacitor that can suppress an increase in leakage current, reduce a tan δ value and an ESR value, and suppress variations.

本発明は、上記の問題を解決するもので、tanδ、ESR特性を改善し、そのバラツキを小さくするとともに、漏れ電流特性を改善した固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法を提供するものである。
すなわち、バインダーを混合した弁作用金属の粉末を加圧成形する工程と、該成形体を焼結する工程とを有する固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法において、
加圧成形する工程が、第1のバインダーにて第1の弁作用金属粉末を造粒後、陽極リード2を植立して加圧成形する第1の工程と、該成形体を、第2のバインダーにて第2の弁作用金属粉末を造粒した造粒粉末で覆い加圧成形する第2の工程とからなり、弁作用金属粉末に対する第1のバインダーの混合率が、3.0〜30.0wt%であり、第2のバインダーの混合率が0.1〜3.0wt%である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である。
The present invention solves the above-described problems, and provides a method for producing an anode body for a solid electrolytic capacitor that improves tan δ and ESR characteristics, reduces variations, and improves leakage current characteristics.
That is, in a method for producing an anode body for a solid electrolytic capacitor having a step of pressure-molding a powder of a valve action metal mixed with a binder, and a step of sintering the molded body,
The step of pressure forming includes the first step of granulating the first valve action metal powder with the first binder and then implanting and pressing the anode lead 2, The second valve action metal powder is granulated with the second powder, and the second step is press-molded. The mixing ratio of the first binder to the valve action metal powder is 3.0 to 3.0. It is 30.0 wt%, and the mixing rate of a 2nd binder is 0.1-3.0 wt%, It is a manufacturing method of the anode body for solid electrolytic capacitors characterized by the above-mentioned.

さらに、第1および/または第2のバインダーが液状または霧状で、弁作用金属粉末と混合する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である。   Furthermore, the first and / or second binder is in a liquid or mist form and is mixed with a valve action metal powder. This is a method for producing an anode body for a solid electrolytic capacitor.

また、上記のバインダーが、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、アクリル系樹脂、安息香酸、または樟脳である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である。   The binder may be polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, acrylic resin, benzoic acid, or camphor, which is a method for producing an anode body for a solid electrolytic capacitor.

外周部を覆う第2の加圧成形に使用する弁作用金属粉末5のバインダー量が相対的に少ないことにより、固体電解コンデンサ形成過程または形成後のストレスに対して強い焼結体外周部となり、陽極リード2植立部基部の機械的強度も強くなる。
また、陽極リード2を植立する第1の加圧成形に使用する弁作用金属粉末4のバインダー量を相対的に多くし、固体電解質母液が含浸しにくい陽極体内部の空孔率を均一に高くすることで、容量出現率を増加させ、tanδ値、ESR値を低減することができる。
よって、固体電解コンデンサ製造過程または製造後のストレスによる、漏れ電流増加が抑えられる。
さらに、液状バインダーだけを使用すると、弁作用金属粉末3を均一にコーティングでき、焼結体内部に偏りのない均一な空孔が形成されるため、弁作用金属の密度バラツキもなく、部分的な機械的強度低下も起こらない。
このように、漏れ電流、tanδ、ESR各特性において、レベル/バラツキとも優れ、容量出現率が高く、かつ耐熱試験においても漏れ電流値が安定した固体電解コンデンサ用陽極体を得ることができる。
By the relatively small amount of the binder of the valve action metal powder 5 used for the second pressure molding covering the outer peripheral portion, it becomes a sintered body outer peripheral portion that is strong against the process of forming the solid electrolytic capacitor or the stress after the formation, The mechanical strength of the base portion of the anode lead 2 planted portion is also increased.
Moreover, the amount of the binder of the valve action metal powder 4 used for the first pressure forming for planting the anode lead 2 is relatively increased, and the porosity inside the anode body which is difficult to be impregnated with the solid electrolyte mother liquor is made uniform. By increasing the capacity, the capacity appearance rate can be increased, and the tan δ value and the ESR value can be reduced.
Therefore, an increase in leakage current due to the solid electrolytic capacitor manufacturing process or post-manufacture stress can be suppressed.
Furthermore, when only the liquid binder is used, the valve action metal powder 3 can be uniformly coated, and uniform voids are formed in the sintered body without unevenness. There is no reduction in mechanical strength.
As described above, it is possible to obtain an anode body for a solid electrolytic capacitor that is excellent in level / variation in leakage current, tan δ, and ESR characteristics, has a high capacity appearance rate, and has a stable leakage current value even in a heat resistance test.

次に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[実施例1]
本発明による固体電解コンデンサ用陽極体を以下のようにして作製した。
まず、1〜400μm程度の粒度分布を有する、弁作用金属であるタンタル粉末3に、弁作用金属重量に対して10.0wt%のポリビニルアルコールを水に溶解した液状バインダー(第1のバインダー)を混合し、造粒粉末4を得た。
また、同様の粒度分布を有するタンタル粉末3に、弁作用金属重量に対して、1.0wt%のポリビニルアルコールを水に溶解した液状バインダー(第2のバインダー)を混合し、造粒粉末5を得た。
[Example 1]
An anode body for a solid electrolytic capacitor according to the present invention was produced as follows.
First, a liquid binder (first binder) obtained by dissolving 10.0 wt% of polyvinyl alcohol in water with respect to the weight of the valve metal in tantalum powder 3 which is a valve metal having a particle size distribution of about 1 to 400 μm. By mixing, granulated powder 4 was obtained.
Further, a liquid binder (second binder) in which 1.0 wt% of polyvinyl alcohol is dissolved in water is mixed with tantalum powder 3 having the same particle size distribution with respect to the weight of the valve metal, and granulated powder 5 is obtained. Obtained.

次に、上記の造粒粉末4を用いて陽極リード2を植立させ、第1の加圧成形を行い成形体を形成した。   Next, the anode lead 2 was planted using the granulated powder 4 described above, and first compaction was performed to form a compact.

そして、上記成形体の外周部を造粒粉末5で覆い、第2の加圧成形を行い、図1に示す成形体1を形成した。   And the outer peripheral part of the said molded object was covered with the granulated powder 5, the 2nd press molding was performed, and the molded object 1 shown in FIG. 1 was formed.

その後、1325℃の高真空雰囲気中で成形体中のバインダーを熱分解して飛散させた後、1325℃で焼結し、タンタル陽極体8を得た。
更に、この陽極体を0.1wt%リン酸溶液中で18V化成し、酸化タンタル皮膜を形成し、その上に固体電解質層として二酸化マンガン層、陰極引出層としてカーボン層および銀ペースト層を順次形成して、タンタル固体電解コンデンサ素子を得た。
そして、このコンデンサ素子の陽極リード2を、溶接により陽極端子に接続するとともに、陰極層を導電性塗料により陰極端子に接続した後、外装樹脂を施すことによりチップ形タンタル固体電解コンデンサを作製した。
Thereafter, the binder in the molded body was thermally decomposed and scattered in a high vacuum atmosphere at 1325 ° C., and then sintered at 1325 ° C. to obtain a tantalum anode body 8.
Furthermore, this anode body was converted to 18 V in a 0.1 wt% phosphoric acid solution to form a tantalum oxide film, and a manganese dioxide layer as a solid electrolyte layer, and a carbon layer and a silver paste layer as a cathode lead layer were sequentially formed thereon. Thus, a tantalum solid electrolytic capacitor element was obtained.
Then, the anode lead 2 of the capacitor element was connected to the anode terminal by welding, and the cathode layer was connected to the cathode terminal by a conductive paint, and then a chip type tantalum solid electrolytic capacitor was produced by applying an exterior resin.

[実施例3、4、7、8、比較例2、5、6、9
表1に示すように、液状バインダー量を弁作用金属重量に対して1.0〜40.0wt%の範囲で混合して造粒粉末4とし、また、液状バインダー量を弁作用金属重量に対して0.05〜5.0wt%の範囲で混合して造粒粉末5とし、上記実施例1と同様にして、造粒粉末4による第1の加圧成形、造粒粉末5による第2の加圧成形、加熱処理、焼結、化成、組立てを行い、実施例3、4、7、8、比較例2、5、6、9のチップ形タンタル固体電解コンデンサを作製した。
[Examples 3, 4, 7, 8 and Comparative Examples 2, 5, 6, 9 ]
As shown in Table 1, the amount of liquid binder is mixed in the range of 1.0 to 40.0 wt% with respect to the weight of valve action metal to form granulated powder 4, and the amount of liquid binder is based on the weight of valve action metal. In the range of 0.05 to 5.0 wt%, granulated powder 5 is obtained, and in the same manner as in Example 1, the first pressure molding with granulated powder 4 and the second with granulated powder 5 are performed. The chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 3 , 4, 7, and 8 and Comparative Examples 2, 5 , 6 , and 9 were manufactured by performing pressure molding, heat treatment, sintering, chemical conversion, and assembly.

(比較例
表1に示すように、液状バインダー量を弁作用金属重量に対して3.0wt%で混合して造粒粉末4とし、また、液状バインダー量を弁作用金属重量に対して10.0wt%で混合して造粒粉末5とし、上記実施例1と同様にして造粒粉末4による第1の加圧成形、造粒粉末5による第2の加圧成形、加熱処理、焼結、化成、組立てを行い、比較例のチップ形タンタル固体電解コンデンサを作製した。
(Comparative Example 1 )
As shown in Table 1, the amount of liquid binder is mixed at 3.0 wt% with respect to the weight of the valve action metal to obtain granulated powder 4, and the amount of liquid binder is 10.0 wt% with respect to the weight of the valve action metal. A granulated powder 5 is mixed, and in the same manner as in Example 1, the first pressure molding with the granulated powder 4, the second pressure molding with the granulated powder 5, heat treatment, sintering, chemical conversion, assembly The chip type tantalum solid electrolytic capacitor of Comparative Example 1 was produced.

Figure 0004430440
Figure 0004430440

(従来例1)
実施例1と同様、1〜400μm程度の粒度分布を有するタンタル粉末3に、弁作用金属重量に対して3.0wt%のポリビニルアルコールを水に溶解した液状バインダーを混合し、造粒粉末6を得た。
次に、固形バインダー7として弁作用金属重量に対して3.0wt%で、粒径200μm以下のポリビニルアルコールを、上記造粒粉末6と混合した。
(Conventional example 1)
As in Example 1, a tantalum powder 3 having a particle size distribution of about 1 to 400 μm is mixed with a liquid binder obtained by dissolving 3.0 wt% of polyvinyl alcohol in water with respect to the weight of the valve action metal. Obtained.
Next, a polyvinyl alcohol having a solid binder 7 of 3.0 wt% with respect to the valve action metal weight and a particle size of 200 μm or less was mixed with the granulated powder 6.

上記混合タンタル粉末を使用し、陽極リード2を植立させ、加圧成形して図3に示す成形体8を形成した。   Using the mixed tantalum powder, the anode lead 2 was planted and pressure-molded to form a molded body 8 shown in FIG.

次に、実施例1と同様に、加熱処理、焼結、化成、組立てを行い、チップ形タンタル固体電解コンデンサを作製した。   Next, in the same manner as in Example 1, heat treatment, sintering, chemical conversion, and assembly were performed to produce a chip-type tantalum solid electrolytic capacitor.

(従来例2)
実施例1と同様、1〜400μm程度の粒度分布を有するタンタル粉末3に、弁作用金属重量に対して10.0wt%のポリビニルアルコールを水に溶解した液状バインダーを混合し、造粒粉末4を得た。
(Conventional example 2)
Similar to Example 1, tantalum powder 3 having a particle size distribution of about 1 to 400 μm was mixed with a liquid binder in which 10.0 wt% of polyvinyl alcohol was dissolved in water with respect to the weight of the valve metal, and granulated powder 4 was obtained. Obtained.

上記造粒粉末4を使用し、陽極リード2を植立させ、加圧成形して図2に示す成形体1を形成した。   Using the granulated powder 4, the anode lead 2 was planted and pressure-molded to form a molded body 1 shown in FIG.

次に、実施例1と同様に、加熱処理、焼結、化成、組立てを行い、チップ形固体電解コンデンサを作製した。   Next, in the same manner as in Example 1, heat treatment, sintering, chemical conversion, and assembly were performed to produce a chip-type solid electrolytic capacitor.

図1〜3は、タンタル成形体1(タンタル造粒粉末の加圧成形後、バインダー除去前)を示す模式断面図であり、図1は実施例1、図2は従来例2、図3は従来例1の断面図である。   1 to 3 are schematic cross-sectional views showing a tantalum molded body 1 (after pressure forming of tantalum granulated powder and before binder removal). FIG. 1 shows Example 1, FIG. 2 shows Conventional Example 2, and FIG. It is sectional drawing of the prior art example 1. FIG.

図4〜6は、タンタル焼結体8(酸化タンタル皮膜形成前)を示す模式断面図であり、図4は実施例1、図5は従来例2、図6は従来例1の模式断面図である。   4 to 6 are schematic cross-sectional views showing a tantalum sintered body 8 (before tantalum oxide film formation). FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of Example 1, FIG. 5 is Conventional Example 2, and FIG. It is.

図7は、タンタル焼結体8の空孔径と空孔体積率との関係を、実施例1、従来例1、2で比較した図である。   FIG. 7 is a diagram comparing the relationship between the hole diameter and the hole volume ratio of the tantalum sintered body 8 in Example 1 and Conventional Examples 1 and 2.

次に、上記のとおり作製したチップ形固体電解コンデンサの実施例1、従来例1、2の特性を比較した結果を、図8〜12に示す。
図8は漏れ電流値(定格電圧印加、1分後)、図9は120Hzでの容量出現率、図10はtanδ値、図11は100kHzでのESR値を比較した結果である。
また、図12は耐熱試験(260℃、10秒エアーリフロー×3回)前後の漏れ電流値の変化を比較した図である。
Next, the results of comparing the characteristics of Example 1 and Conventional Examples 1 and 2 of the chip-type solid electrolytic capacitor produced as described above are shown in FIGS.
8 shows the leakage current value (applied with rated voltage, 1 minute later), FIG. 9 shows the capacity appearance rate at 120 Hz, FIG. 10 shows the tan δ value, and FIG. 11 shows the result of comparison of the ESR value at 100 kHz.
FIG. 12 is a diagram comparing the changes in leakage current values before and after the heat resistance test (260 ° C., 10 seconds air reflow × 3 times).

さらに、図13は表1の実施例1、3、4、7、8、比較例2、5、6、9、比較例に用いた造粒粉末4の液状バインダー量、造粒粉末5の液状バインダー量と、電気特性との関係を示す図である。 Further, FIG. 13 shows the amount of the liquid binder of the granulated powder 4 used in Examples 1 , 3 , 4, 7, and 8, Comparative Examples 2, 5, 6, 9, and Comparative Example 1 in Table 1, It is a figure which shows the relationship between the amount of liquid binders, and an electrical property.

まず、成形体の模式断面図(図1〜3)について比較する。
図3に示すとおり、従来例1の成形体1では固形バインダー6が弁作用金属粉末6に対し比重が極端に小さいため、両者の混合粉末を金型で成形すると、固形バインダー7は上方向に、弁作用金属粉末6は下方向に偏り、空孔が不均一な分散状態になっている。
また、従来例1では、図2に示すとおり、空孔が全体に均一な分散状態になっている。
一方、実施例1では、図1に示すとおり、焼結体内部と外周部で、空孔がそれぞれ均一な分散状態になっている。
First, the schematic cross-sectional views (FIGS. 1 to 3) of the molded bodies will be compared.
As shown in FIG. 3, since the specific gravity of the solid binder 6 is extremely small with respect to the valve action metal powder 6 in the molded body 1 of the conventional example 1, when the mixed powder of both is molded with a mold, the solid binder 7 is upward. The valve action metal powder 6 is biased downward and the pores are in a non-uniform dispersion state.
Moreover, in the prior art 1, as shown in FIG. 2, the void | hole is in the uniform distribution state as a whole.
On the other hand, in Example 1, as shown in FIG. 1, the pores are in a uniform dispersed state inside and outside the sintered body.

次に、焼結体の模式断面図(図4〜6)について比較する。
図4〜6では上記バインダーの分散状態がバインダー除去後そのままの形になっている。
実施例1、従来例1、2とも固体電解質母液が含浸される空孔が形成されているが、その状態は各々異なる。
従来例1の焼結体8では、図6に示すとおり、空孔11が上方向に偏り、上部の機械的強度が弱い状態になっている。
また、従来例2では、図5に示すとおり、全体に均一な分散状態になっているが、焼結体全体の機械的強度が低下している。
一方、実施例1では、図4に示すとおり、焼結体内部と外周部で各々、空孔が均一に分散しており、焼結体外周部と陽極リード2の植立部の基部は空孔が少なく、固体電解コンデンサ形成過程または形成後のストレスに対して、強度が強くなっている。
Next, comparison will be made with respect to schematic sectional views (FIGS. 4 to 6) of the sintered bodies.
In FIGS. 4 to 6, the dispersed state of the binder is as it is after the binder is removed.
In Example 1 and Conventional Examples 1 and 2, pores that are impregnated with the solid electrolyte mother liquor are formed, but the states are different.
In the sintered body 8 of Conventional Example 1, as shown in FIG. 6, the holes 11 are biased upward, and the mechanical strength of the upper part is weak.
Moreover, in the prior art 2, as shown in FIG. 5, although it is in the uniform dispersion state as a whole, the mechanical strength of the whole sintered compact is falling.
On the other hand, in Example 1, as shown in FIG. 4, the pores are uniformly dispersed inside and outside the sintered body, and the base portion of the sintered body outer peripheral portion and the planted portion of the anode lead 2 is empty. There are few holes, and the strength is strong against the stress of the solid electrolytic capacitor formation process or after the formation.

さらに、タンタル焼結体8の空孔径と空孔体積率との関係図(図7)について比較する。
従来例2では1種類の空孔径を有しているのに対し、実施例1では2種類の空孔径を有しており、焼結体内部と外周部に別々の空孔状態を形成していることが分かる。
従来例1は2種類の空孔径を有してはいるが、一方は固形バインダー7による極端に大きい空孔径であり、密度バラツキが大きいことが分かる。
Furthermore, the relationship diagram (FIG. 7) between the hole diameter and the hole volume ratio of the tantalum sintered body 8 will be compared.
Conventional Example 2 has one type of pore diameter, whereas Example 1 has two types of pore size, and separate pore states are formed in the sintered body and on the outer periphery. I understand that.
Although Conventional Example 1 has two types of pore diameters, one is an extremely large pore diameter due to the solid binder 7, and it can be seen that there is a large density variation.

次に、チップ形タンタル固体電解コンデンサの漏れ電流値について比較する。
図8に示すとおり、実施例1は従来例1、2よりレベル、バラツキとも良好な結果を示している。
実施例1では、固体電解コンデンサ形成過程のストレスに対して弱い焼結体外周部と、陽極リード2植立部基部の機械的強度が強くなり、漏れ電流が低レベルに抑えられていると考えられる。
Next, the leakage current value of the chip type tantalum solid electrolytic capacitor will be compared.
As shown in FIG. 8, Example 1 shows better results than both of Conventional Examples 1 and 2 in terms of level and variation.
In Example 1, it is considered that the mechanical strength of the outer periphery of the sintered body, which is weak against the stress in the process of forming the solid electrolytic capacitor, and the base portion of the anode lead 2 planting portion is increased, and the leakage current is suppressed to a low level. It is done.

さらに、チップ形タンタル固体電解コンデンサの容量出現率、tanδ値、ESR値について比較する。
図9〜11に示すとおり、実施例1は従来例1、2に比べ、レベル、バラツキとも良好な結果を示している。
実施例1では、固体電解質母液が含浸しやすくなるように焼結体内部に均一かつ十分な量の空孔が形成されていると考えられる。
Further, the capacity appearance rate, tan δ value, and ESR value of the chip-type tantalum solid electrolytic capacitor will be compared.
As shown in FIGS. 9 to 11, Example 1 shows better results in terms of both level and variation than Conventional Examples 1 and 2.
In Example 1, it is considered that a uniform and sufficient amount of pores are formed inside the sintered body so that the solid electrolyte mother liquor is easily impregnated.

次に、チップ形タンタル固体電解コンデンサの耐熱試験前後の漏れ電流値変化について比較する。
図12に示すとおり、実施例1は、従来例1、2よりレベル、バラツキとも良好な結果を示した。
実施例1は、固体電解コンデンサ形成後のストレスに対して弱い焼結体外周部と、陽極リード2植立部基部の機械的強度が強くなり、漏れ電流が低レベルに抑えられていると考えられる。
Next, a change in leakage current value before and after the heat resistance test of the chip-type tantalum solid electrolytic capacitor will be compared.
As shown in FIG. 12, Example 1 showed better results in both level and variation than Conventional Examples 1 and 2.
In Example 1, it is considered that the mechanical strength of the sintered body outer peripheral portion weak against stress after the formation of the solid electrolytic capacitor and the anode lead 2 planted portion base portion is increased, and the leakage current is suppressed to a low level. It is done.

次に、表1の実施例3、4、7、8、比較例2、5、6、9、比較例に用いた造粒粉末4の液状バインダー量、造粒粉末5の液状バインダー量と、電気特性との関係を示す図13について説明する。
造粒粉末4に使用する液状バインダーの量は、弁作用金属重量に対して3.0wt%未満であると、焼結体内部に形成される空孔が小さくなり、容量出現率、tanδ特性、ESR特性の改善効果が得られない。
また、弁作用金属重量に対して30.0wt%を超えると、加圧後の成形体の機械的強度が極端に弱くなり、チップ形固体電解コンデンサ形成後の漏れ電流が増大するため、造粒粉末4に使用する液状バインダーの量は弁作用金属重量に対して3.0〜30.0wt%の範囲であることが望ましい。
なお、造粒粉末4に使用する液状バインダーの量を弁作用金属に対して3.0wt%、造粒粉末5に使用する液状バインダーの量を弁作用金属に対して10.0wt%とし(比較例)、上記実施例8と混合率の大小を逆にした場合、容量出現率、tanδ特性、漏れ電流特性が悪化しており、好ましくないことが分かる。
Next, Examples 3 , 4, 7, and 8, Comparative Examples 2 , 5 , 6 , and 9 in Table 1, the amount of liquid binder of granulated powder 4 used in Comparative Example 1 , the amount of liquid binder of granulated powder 5 and FIG. 13 showing the relationship with the electrical characteristics will be described.
When the amount of the liquid binder used for the granulated powder 4 is less than 3.0 wt% with respect to the weight of the valve metal, pores formed inside the sintered body are reduced, and the capacity appearance rate, tan δ characteristics, The effect of improving the ESR characteristic cannot be obtained.
Further, if it exceeds 30.0 wt% with respect to the weight of the valve metal, the mechanical strength of the molded body after pressurization becomes extremely weak, and the leakage current after the formation of the chip-type solid electrolytic capacitor increases. The amount of the liquid binder used for the powder 4 is preferably in the range of 3.0 to 30.0 wt% with respect to the weight of the valve action metal.
The amount of the liquid binder used for the granulated powder 4 is 3.0 wt% with respect to the valve action metal, and the amount of the liquid binder used for the granulated powder 5 is 10.0 wt% with respect to the valve action metal (comparison). Example 1 ) When the mixing ratio is reversed from that in Example 8, the capacity appearance rate, the tan δ characteristic, and the leakage current characteristic are deteriorated, which is not preferable.

さらに、造粒粉末5に使用する液状バインダーの量は、弁作用金属重量に対して0.1wt%未満であると、弁作用金属粉末の造粒効果が小さく、粉末の流れ性が悪化する。
また、弁作用金属重量に対して3.0wt%を超えると、焼結体外周部の機械的強度が低下し、チップ形固体電解コンデンサ形成過程と形成後の漏れ電流特性改善効果が得られないため、造粒粉末5に使用する液状バインダーの量は弁作用金属重量に対して0.1〜3.0wt%の範囲であることが望ましい。
上記実施例における造粒粉末4,5の液状バインダーとして、ポリビニルアルコールを液状で使用したが、ポリビニルブチラール、アクリル系樹脂、安息香酸、樟脳を使用しても同様の効果が得られる。
また、上記実施例における造粒粉末4、5の液状バインダーはいずれもポリビニルアルコールを液状で使用したが、造粒粉末4の液状バインダーと造粒粉末5の液状バインダーをポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、アクリル系樹脂、安息香酸、樟脳のうち、2種類以上を組み合わせて使用しても同様の効果が得られる。
そして、上記実施例においてバインダーは液状で弁作用金属に混合したが、霧状で混合しても同様の効果が得られる。
Furthermore, when the amount of the liquid binder used in the granulated powder 5 is less than 0.1 wt% with respect to the weight of the valve metal, the granulation effect of the valve metal powder is small, and the flowability of the powder is deteriorated.
If the weight exceeds 3.0 wt% with respect to the weight of the valve metal, the mechanical strength of the outer periphery of the sintered body is reduced, and the chip-type solid electrolytic capacitor forming process and the effect of improving the leakage current characteristics after forming cannot be obtained. Therefore, the amount of the liquid binder used for the granulated powder 5 is desirably in the range of 0.1 to 3.0 wt% with respect to the valve action metal weight.
As a liquid binder for the granulated powders 4 and 5 in the above examples, polyvinyl alcohol was used in liquid form, but the same effect can be obtained by using polyvinyl butyral, acrylic resin, benzoic acid, and camphor.
Moreover, although the liquid binder of the granulated powder 4 and 5 in the said Example all used polyvinyl alcohol in the liquid state, the liquid binder of the granulated powder 4 and the liquid binder of the granulated powder 5 are polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, acrylic. The same effect can be obtained even when two or more types of resin, benzoic acid, and camphor are used in combination.
And in the said Example, although the binder was liquid and mixed with the valve action metal, the same effect will be acquired even if it mixes in mist form.

上記実施例の弁作用金属粉末として、タンタルを使用したが、ニオブ、アルミニウム、チタン等を使用しても同様の効果が得られる。   Although tantalum was used as the valve action metal powder in the above example, the same effect can be obtained by using niobium, aluminum, titanium or the like.

また、上記実施例の固体電解質として、二酸化マンガンを使用したが、ポリチオフェン、ポリピロールまたはポリアニリン等の導電性高分子で、公知のものが使用できる。   Moreover, although manganese dioxide was used as the solid electrolyte of the above-mentioned example, a known conductive polymer such as polythiophene, polypyrrole or polyaniline can be used.

本発明の実施例によるタンタル粉末加圧成形体の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a tantalum powder pressure-formed body according to an embodiment of the present invention. 従来例によるタンタル粉末加圧成形体の模式断面図である。It is a schematic cross section of a tantalum powder pressure-formed body according to a conventional example. 他の従来例によるタンタル粉末加圧成形体の模式断面図である。It is a schematic cross section of a tantalum powder pressure-formed body according to another conventional example. 本発明の実施例によるタンタル焼結体8の模式断面図である。It is a schematic cross section of the tantalum sintered body 8 by the Example of this invention. 従来例によるタンタル焼結体の模式断面図である。It is a schematic cross section of the tantalum sintered compact by a prior art example. 他の従来例によるタンタル焼結体の模式断面図である。It is a schematic cross section of a tantalum sintered body according to another conventional example. 本発明の実施例1と従来例1、2のタンタル焼結体の空孔径と空孔体積率との関係を比較した図である。It is the figure which compared the relationship between the hole diameter of a tantalum sintered compact of Example 1 of this invention, and the prior art examples 1 and 2, and a void | hole volume ratio. 本発明の実施例1と従来例1、2のチップ形タンタル固体電解コンデンサ漏れ電流値を比較した図である。It is the figure which compared the chip-type tantalum solid electrolytic capacitor leakage current value of Example 1 of this invention, and the prior art examples 1 and 2. FIG. 本発明の実施例1と従来例1、2のチップ形タンタル固体電解コンデンサの容量出現率を比較した図である。It is the figure which compared the capacity | capacitance appearance rate of the chip-type tantalum solid electrolytic capacitor of Example 1 of this invention, and the prior art examples 1 and 2. FIG. 本発明の実施例1と従来例1、2のチップ形タンタル固体電解コンデンサのtanδ値を比較した図である。It is the figure which compared the tan-delta value of the chip-type tantalum solid electrolytic capacitor of Example 1 of this invention and the prior art examples 1 and 2. FIG. 本発明の実施例1と従来例1、2のチップ形タンタル固体電解コンデンサのESR値を比較した図である。It is the figure which compared the ESR value of the chip-type tantalum solid electrolytic capacitor of Example 1 of this invention and the prior art examples 1 and 2. FIG. 本発明の実施例1と従来例1、2のチップ形タンタル固体電解コンデンサの耐熱試験前後の漏れ電流値を比較した図である。It is the figure which compared the leakage current value before and behind the heat test of the chip-type tantalum solid electrolytic capacitor of Example 1 of the present invention and Conventional Examples 1 and 2. 本発明の実施例1、3、4、7、8、比較例2、5、6、9、比較例に用いた造粒粉末4の液状バインダー量、造粒粉末5の液状バインダー量と、電気特性との関係を示した図である。Examples 1 , 3 , 4, 7, 8 of the present invention , Comparative Examples 2, 5, 6, 9 , 9, the amount of liquid binder of granulated powder 4 used in Comparative Example 1 , the amount of liquid binder of granulated powder 5, It is the figure which showed the relationship with an electrical property.

符号の説明Explanation of symbols

1 成形体
2 陽極リード
3 弁作用金属粉末
4 液状バインダー10.0wt%の造粒粉末
5 液状バインダー1.0wt%の造粒粉末
6 液状バインダー3.0wt%の造粒粉末
7 固形バインダー
8 焼結体
9 空孔の多い焼結体部分
10 空孔の少ない焼結体部分
11 固形バインダーによる空孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Molded body 2 Anode lead 3 Valve action metal powder 4 Granulated powder of liquid binder 10.0 wt% 5 Granulated powder of liquid binder 1.0 wt% 6 Granulated powder of liquid binder 3.0 wt% 7 Solid binder 8 Sintered Body 9 Sintered body part with many pores 10 Sintered body part with few pores 11 Holes with solid binder

Claims (3)

バインダーを混合した弁作用金属の粉末を加圧成形する工程と、該成形体を焼結する工程とを有する固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法において、
加圧成形する工程が、第1のバインダーにて第1の弁作用金属粉末を造粒後、陽極リードを植立して加圧成形する第1の工程と、
該成形体を、第2のバインダーにて第2の弁作用金属粉末を造粒した造粒粉末で覆い加圧成形する第2の工程とからなり、
弁作用金属粉末に対する第1のバインダーの混合率が、3.0〜30.0wt%であり、第2のバインダーの混合率が0.1〜3.0wt%である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。
In the method for producing an anode body for a solid electrolytic capacitor, comprising: a step of pressure-molding a powder of a valve action metal mixed with a binder; and a step of sintering the molded body.
A step of pressure forming, after granulating the first valve action metal powder with a first binder, a first step of planting the anode lead and pressure forming;
The molded body comprises a second step of covering and pressing with a granulated powder obtained by granulating the second valve action metal powder with a second binder,
Solid electrolysis characterized in that the mixing ratio of the first binder with respect to the valve action metal powder is 3.0 to 30.0 wt%, and the mixing ratio of the second binder is 0.1 to 3.0 wt%. A method for producing a capacitor anode body.
請求項1記載の第1および/または第2のバインダーが液状または霧状で、弁作用金属粉末と混合する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。 A method for producing an anode body for a solid electrolytic capacitor, wherein the first and / or second binder according to claim 1 is in a liquid or mist form and is mixed with a valve action metal powder . 請求項1記載のバインダーが、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、アクリル系樹脂、安息香酸、または樟脳である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。 The method for producing an anode body for a solid electrolytic capacitor , wherein the binder according to claim 1 is polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, acrylic resin, benzoic acid, or camphor .
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