JP6010772B2 - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Description
以下、図1および図2を用いて、本発明の固体電解コンデンサの実施の形態について説明する。図1は、実施の形態1の固体電解コンデンサの一例の模式的な断面図を、図2は、図1に示す領域Aの模式的な拡大図を示している。
以下、図2〜図4を用いて、本発明の固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す実施の形態2について説明する。図3は、実施の形態2の固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートであり、図4(A)〜(E)は、本発明の固体電解コンデンサの製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。なお、本実施の形態において製造される固体電解コンデンサの構成は、実施の形態1の固体電解コンデンサと同様である。
まず、図3のステップS11において、図3(A)に示すように、陽極体11を形成する。たとえば、第1金属の粉末を準備し、棒状体の陽極リード12の長手方向の一端側を第1金属の粉末に埋め込んだ状態で、当該粉末を所望の形状に成形した成形体を形成する。次に、この成形体を焼結して、多孔質構造の陽極体11を形成する。
次に、図3のステップS12において、陽極体11の表面に第1金属と異なる第2金属からなる金属被膜、および第2金属の酸化物からなる金属酸化物被膜の少なくとも一方を形成する。金属被膜は、蒸着法、スパッタ法などの気相法を用いて陽極体11の表面に第2金属の粒子を付着させることによって形成することができる。また、金属酸化物被膜は、上記気相法を用いて、または電着法、ゾル−ゲル法などの液相法を用いて陽極体11の表面に第2金属の酸化物の粒子を付着させることによって形成することができる。このような方法を用いて金属被膜または金属酸化物被膜を形成することによって、該被膜を陽極体11の表面により均一に、また高い密着性で形成することができる。
次に、図3のステップS13において、陽極体11の表面に第1誘電体被膜13aを形成する(図2参照。)。第1誘電体被膜13aは、金属被膜または金属酸化物被膜がその表面に形成された陽極体11を化成処理することによって形成することができる。
次に、図3のステップS14において、陽極体11の上に、第2金属を含む複合金属酸化物からなる第2誘電体被膜13bを形成する(図2参照。)。第2誘電体被膜13bは、金属被膜または金属酸化物被膜がその表面に形成された陽極体11を水熱処理することによって形成することができる。
次に、図3のステップS15において、図4(C)に示すように、誘電体被膜13の上に固体電解質層14を形成する。固体電解質層14は、特に限定されず、公知のいずれの固体電解質を用いることができる。特に、導電性の高さから、導電性高分子層を用いることが好ましい。以下に、ポリチオフェンからなる固体電解質層14の化学重合による形成方法の一例について説明する。
次に、図3のステップS16において、図4(D)に示すように、固体電解質層14上に、カーボン層15および銀ペイント層16を含む陰極層を形成する。カーボン層15および銀ペイント層16のそれぞれの形成方法は特に限定されない。
次に、図3のステップS17において、図4(E)に示すように、コンデンサ素子10を封止して、固体電解コンデンサを製造する。封止の方法としては、特に限定されないが、たとえば、以下の方法がある。
図5は、実施の形態3の固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態の固体電解コンデンサの製造方法は、第2誘電体被膜13bを形成する工程の後に第1誘電体被膜13aを形成する工程を含む点で、実施の形態2と異なっており、その他の工程は実施の形態2と同様である。また、各工程の詳細についても、実施の形態2と同様であるため、その説明は繰り返さない。
図6は、実施の形態4の固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態の固体電解コンデンサの製造方法は、第1誘電体被膜13aを形成する工程の後に、金属被膜および/または金属酸化物被膜を形成する工程を含む点で、実施の形態2と異なっており、その他の工程は実施の形態2と同様である。また、各工程の詳細についても、実施の形態2と同様であるため、その説明は繰り返さない。
図7は、実施の形態5の固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態の固体電解コンデンサの製造方法は、金属皮膜および/または金属酸化物被膜を形成する工程(ステップS21)の後に、陽極体を形成する工程(ステップS22)を含む点で、実施の形態2と異なっており、その他の工程は実施の形態1と同様である。以下、実施の形態2と異なる工程について説明する。
まず、図7のステップS21において、第1金属の粒子の表面に、第1金属とは異なる第2金属からなる金属被膜および第2金属の酸化物からなる金属酸化物被膜の少なくとも一方を形成する。金属被膜は、たとえば、第1金属の粒子の表面に第2金属の粒子を付着させることによって形成することができる。また、金属酸化物被膜は、たとえば、第1金属の粒子の表面に第2金属の酸化物の粒子を付着させることによって形成することができる。その具体的な方法は、上述の気相法および液相法と同様であるため、その説明は繰り返さない。
図8は、実施の形態6の固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態の固体電解コンデンサの製造方法は、第2誘電体被膜13bを形成する工程の後に第1誘電体被膜13aを形成する工程を含む点で、実施の形態5と異なっており、その他の工程は、実施の形態5と同様である。また、各工程の詳細についても、実施の形態2および実施の形態5と同様であるため、その説明は繰り返さない。
実施例1では、図1に示すような焼結体からなる陽極体を備える固体電解コンデンサであって、Ta2O5からなる第1誘電体被膜と、BaTiO3からなる第2誘電体被膜とを含む誘電体被膜を備える固体電解コンデンサを製造した。
実施例2では、蒸着法によって、タンタル粒子の表面に、平均厚みが120nmのチタンからなる金属被膜を形成した以外は、実施例1と同様の方法によって固体電解コンデンサを製造した。製造された固体電解コンデンサの定格電圧は16Vであり、縦×横×高さが7.3mm×4.3mm×2.0mmであった。なお、本実施例においては、30個の固体電解コンデンサを製造した。
比較例1では、タンタル粒子の表面にチタンからなる金属被膜を形成せず、また、水熱処理を行わなかった以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。製造された固体電解コンデンサの定格電圧は16Vであり、縦×横×高さが7.3mm×4.3mm×2.0mmであった。なお、本比較例においては、30個の固体電解コンデンサを製造した。
比較例2では、陽極体を構成する金属粉末として、平均粒径が30μmのチタン粒子を用いたこと、また、水熱処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。製造された固体電解コンデンサの定格電圧は16Vであり、縦×横×高さが7.3mm×4.3mm×2.0mmであった。なお、本比較例においては、30個の固体電解コンデンサを製造した。なお、平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いて測定した。
(静電容量)
実施例1、2および比較例1、2の固体電解コンデンサからそれぞれ10個ずつ抽出し、4端子測定用のLCRメータを用いて、それぞれの固体電解コンデンサの周波数120Hzにおける容量(μF)を測定し、それぞれの平均値を算出した。この結果を表1の「容量(μF)」に示した。
実施例1、2および比較例1、2の固体電解コンデンサからそれぞれ10個ずつ抽出し、定格電圧を2分間印加し、その後の各固体電解コンデンサの漏れ電流量を測定し、実施例1、2および各比較例1、2における漏れ電流の平均値を算出した。この結果を表1の「漏れ電流(μA)」に示した。
Claims (6)
- 第1金属からなる陽極体を形成する工程と、
前記陽極体の表面に、前記第1金属と異なる第2金属からなる金属被膜、および前記第2金属の酸化物からなる金属酸化物被膜の少なくとも一方を形成する工程と、
前記陽極体を水熱処理することによって、前記金属被膜または前記金属酸化物被膜を複合金属酸化物に変化させて、前記第2金属を含む複合金属酸化物からなる第2誘電体被膜を形成する工程と、
前記陽極体を水熱処理した後、前記陽極体を化成処理することによって、前記陽極体の表面部分を構成する前記第1金属を酸化物に変化させて、前記第1金属の酸化物からなる第1誘電体被膜を形成する工程と、
前記第1誘電体被膜および前記第2誘電体被膜からなる誘電体被膜の上に、固体電解質層を形成する工程と、を含む固体電解コンデンサの製造方法。 - 第1金属の粉末の表面に、前記第1金属とは異なる第2金属からなる金属被膜、および前記第2金属の酸化物からなる金属酸化物被膜の少なくとも一方を形成する工程と、
前記金属被膜または前記金属酸化物被膜が形成された第1金属の粉末を焼結して、前記金属被膜または前記金属酸化物被膜を表面に有する陽極体を形成する工程と、
前記陽極体を水熱処理することによって、前記金属被膜または前記金属酸化物被膜を複合金属酸化物に変化させて、前記第2金属を含む複合金属酸化物からなる第2誘電体被膜を形成する工程と、
前記陽極体を水熱処理した後、前記陽極体を化成処理することによって、前記陽極体の表面部分を構成する前記第1金属を酸化物に変化させて、前記第1金属の酸化物からなる第1誘電体被膜を形成する工程と、
前記第1誘電体被膜および前記第2誘電体被膜からなる誘電体被膜の上に、固体電解質層を形成する工程と、を含む固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記第1金属はタンタルまたはニオブであり、前記第2金属はチタンである、請求項1または2に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記複合金属酸化物は、ペロブスカイト型構造を有する、請求項1から3のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記複合金属酸化物は、チタン酸バリウムである、請求項1から4のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記金属被膜および前記金属酸化物被膜は、前記陽極体の表面を部分的に覆うように形成される、請求項1から5のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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