JPH0141011B2 - - Google Patents
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- JPH0141011B2 JPH0141011B2 JP57074342A JP7434282A JPH0141011B2 JP H0141011 B2 JPH0141011 B2 JP H0141011B2 JP 57074342 A JP57074342 A JP 57074342A JP 7434282 A JP7434282 A JP 7434282A JP H0141011 B2 JPH0141011 B2 JP H0141011B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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Description
本発明は固体電解コンデンサの製造方法に関
し、特にコンデンサエレメントの表層部に厚膜の
酸化層を形成する方法の改良に関するものであ
る。 一般にこの種固体電解コンデンサは例えば第１
図〜第２図に示すように、タンタル、ニオブ、ア
ルミニウムなどのように弁作用を有する金属粉末
を円柱状に加圧成形し焼結してなるコンデンサエ
レメントＡに予め弁作用を有する金属線を陽極リ
ードＢとして植立し、この陽極リードＢの導出部
分に第１の外部リード部材Ｃを溶接すると共に、
第２の外部リード部材Ｄを、コンデンサエレメン
トＡの周面に酸化層Ｅ、半導体層Ｆ、グラフアイ
ト層Ｇを介して形成された電極引出し層Ｈに半田
付けし、かつコンデンサエレメントＡを含む主要
部分を樹脂材Ｋにて被覆して構成されている。 ところで、コンデンサエレメントＡの酸化層Ｅ
はコンデンサエレメントＡを燐酸水溶液などの化
成液に浸漬し、コンデンサエレメントＡが正、化
成液が負となるように所定の直流電圧を長時間に
亘つて印加することによつて形成される関係で、
コンデンサエレメントＡの表層部及び深層部には
膜厚のほぼ均一な酸化層Ｅが形成される。そし
て、酸化層上には半導体層Ｆが形成されるため
に、それから酸化層Ｅへの酸素補給効果によつて
耐圧特性の優れたコンデンサを得ることができ
る。 しかし乍ら、このコンデンサは等価的には例え
ば第３図に示すように、酸化層Ｅによるコンデン
サ分と半導体層Ｆ、グラフアイト層Ｇの抵抗分と
の直列回路として表わすことができるものである
が、コンデンサエレメントＡが極く微細な多孔質
に構成されていることもあつて、それの深層部に
おける酸化層Ｅによつて構成されるコンデンサの
一方の電極としてのグラフアイト層Ｇの電極引出
し層Ｈに至るまでの経路が長く、その分だけ直列
抵抗分も増加することになるし、特にグラフアイ
ト層Ｇが充分に形成されていない場合にはさらに
増加する。その反面、表層部においてはグラフア
イト層Ｇの電極引出し層Ｈに至る経路がそれの膜
厚程度ないしそれに近似する程度となるために、
グラフアイト層Ｇによる直列抵抗分は深層部に比
し格段に小さくなる。 従つて、コンデンサエレメントＡに陽極リード
Ｂ及び電極引出し層Ｈを介して直流電圧を印加し
た場合、直列抵抗分の大きい深層部よりむしろ直
列抵抗分の小さい表層部のコンデンサ部における
電圧分担が大きくなると考えられる。このため
に、コンデンサエレメントＡに欠陥部が存在する
場合には深層部よりむしろ電圧分担の大きい表層
部において劣化ないし破壊され易く、漏洩電流特
性、耐圧特性も損なわれ易い。 このような問題に対する一つの解決法として、
特開昭54−152148号公報にはコンデンサエレメン
トを酸性溶液にて化成処理した後、溶融状態のス
テアリン酸に浸漬し、充分に含浸させた後、表層
部のステアリン酸のみを除去し、再度酸性溶液を
用いて化成処理することにより、コンデンサエレ
メントの表層部に深層部に比し厚膜の酸化層を形
成する方法が開示されている。 この方法によれば、コンデンサエレメントの表
層部にのみ厚膜の酸化層が形成されるので、仮に
表層部に欠陥部が存在しても酸化層の厚膜化によ
つて単位膜厚当りの電圧分担を軽減できることに
より、劣化ないし破壊を効果的に抑制でき、良好
な漏洩電流特性、耐圧特性を得ることができるも
のである。 しかし乍ら、コンデンサエレメントの表層部に
厚膜の酸化層を選択的に形成するための、深層部
に含浸させたステアリン酸は所望の特性を得るた
めに、化成処理後に除去しなければならないので
あるが、これが除去に長時間を要し、量産工程へ
の適用が難しいという問題がある。 このステアリン酸の除去を大雑把に行えば、量
産工程への適用も可能になるのであるが、深層部
における酸化層上に半導体層を確実に形成するこ
とができなくなる関係で、酸化層のヒーリング作
用が損なわれ、所望のコンデンサ特性を期待でき
なくなるという重大な問題が発生する。 従つて、コンデンサエレメントの表層部に深層
部に比し厚膜の酸化層を、量産工程への適用性を
損なうことなく、能率的に形成できれば、漏洩電
流特性、耐圧特性などを改善できる上、コンデン
サの品位をも著しく高めることができ望ましいも
のである。 本発明者らは化成液として塩基性溶液が酸化層
の生成に主要な機能を呈する水酸イオン（OH-）
に富むことに着目して種々の塩基性溶液を化成液
として用いた場合の化成時間に対する酸化層の生
成膜厚の関係について検討した処、第４図に示す
結果が得られた。尚、コンデンサエレメントには
タンタル粉末を3.5〓×４mmの円柱状に加圧成形し
焼結したものを、化成液には濃度が0.01モルの炭
酸アンモニウム溶液（（NH4）2CO3・2H2O）、硼
酸アンモニウム溶液（（NH4）2・0.5B2O3・
8H2O）、アルミン酸ナトリウム溶液（NaAlO2）、
燐酸水溶液（参考）をそれぞれ用い、電流密度を
40ｍＡ／ｇに設定した。 同図によれば、炭酸アンモニウム溶液、硼酸ア
ンモニウム溶液、アルミン酸ナトリウム溶液を化
成液としたものでは酸化層（Ta2O5）の化成時間
に対する生成速度が早く、10〜20分で1150Å程度
に達しているのに対し、燐酸水溶液（酸性溶液）
では同一の膜厚を得るのに60分もの化成時間が必
要であることを示している。そして、化成処理の
完了したコンデンサエレメントを真二つに分断し
た処、それの表層部における化成色はすべての化
成液について同じであつたが、深層部においては
塩基性溶液を用いたものでは殆んど化成色は認め
られなかつたのに対し、燐酸水溶液では表層部、
深層部共に同じ化成色であつた。 又、塩基性溶液を用いた場合、化成時の電流密
度、化成電圧を高めることによつてコンデンサエ
レメントの表層部での酸化層の生成をより短時間
で、かつ、集中的に行わせうることも確認した。 このようなことから、塩基性溶液を化成液とす
ることによつて、コンデンサエレメントの表層部
から酸化層が生成されることが理解できる。 かかる結果から、塩基性溶液を化成液とした場
合、それのPH値が酸化層の生成の際の重要な因子
になることが考えられる。従つて、PH値が酸化層
の生成に如何に寄与しているかについて検討した
処、第５図に示す結果が得られた。尚、コンデン
サエレメント及び電流密度は上述と同一にした。 同図によれば、PH値が８以上において酸化層
（Ta2O5）の生成速度が早くなり、それ未満では
遅いことを示している。従つて、このことから、
PH値が８以上の塩基性溶液を用いることによつて
短時間でコンデンサエレメントの表層部に厚膜の
酸化層を形成できることが理解できる。 それ故に、本出願人は先にコンデンサエレメン
トを酸性溶液にて化成処理した後、PH８以上の塩
基性溶液にて再度化成処理することにより、コン
デンサエレメントの表層部に深層部に比し厚膜の
酸化層を形成する固体電解コンデンサの製造方法
を提案した。 この方法によれば、コンデンサエレメントの表
層部には深層部に比し厚膜の酸化層が形成される
ので、仮に電圧分担の大きい表層部に欠陥部が存
在していても、酸化層の厚膜化による単位膜厚当
りの分担電圧の減少によつて劣化ないし破壊を効
果的に改善でき、優れた漏洩電流特性、耐圧特性
を得ることができる上、膜厚の異なる酸化層の形
成には特開昭54−152148号公報に記載されている
ようにステアリン酸などの部材をコンデンサエレ
メントに含浸させる必要がなく、単に化成液の種
類を変更するだけでよいので、一連の化成作業を
能率的に遂行することができる上、量産工程へも
容易に適用できるなどの優れた効果が得られるも
のである。 しかし乍ら、この方法によれば、上述の優れた
効果が期待できる反面、漏洩電流のバラツキが大
きく、信頼性に乏しいという問題がある。 この原因については明らかではないが次のこと
が推察される。即ち、通常、コンデンサエレメン
トは酸性溶液を用いて長時間に亘つて化成処理さ
れる関係で、生成される酸化層に仮にナトリウ
ム、カリ、鉄などの不純物がとり込まれたとして
も、酸性溶液の長時間に亘るエツチング効果によ
つてかなり除去される。このために、最終的には
良質で緻密な酸化層が形成される。ところが、上
述の本出願人の提案に係る方法のように塩基性溶
液を用いて化成処理した場合、コンデンサエレメ
ントの表層部には短時間で厚膜の酸化層を形成で
きるものの、上述のような不純物がとり込まれた
状態で酸化層が形成された場合には塩基性溶液に
エツチング効果が期待できないこともあつて、こ
れらの不純物を除去することが難しく、これがた
めに、漏洩電流のバラツキが大きくなるものと推
察される。 従つて、本発明者らは塩基性溶液による酸化層
の緻密性の向上、欠陥部の減少につき、さらに徹
底的に検討した処、塩基性溶液による化成処理後
に、酸性溶液を用いて化成処理すればよいことを
見出した。 本発明はこのような事実に基いて具体化された
もので、弁作用を有する金属粉末を所望形状に加
圧成形し焼結してなるコンデンサエレメントをPH
が８以上の塩基性溶液を用いて化成処理すること
により、コンデンサエレメントの表層部に深層部
より厚膜の酸化層を形成する工程と、この工程
後、コンデンサエレメントを酸性溶液を用いて化
成処理することにより、コンデンサエレメントの
深層部に、塩基性溶液による深層部の酸化層の膜
厚より厚く、かつ表層部より薄い膜厚の酸化層を
形成する工程とを含むことを特徴とするものであ
る。 この発明によれば、コンデンサエレメントの表
層部には深層部に比し厚膜の酸化層が形成される
ので、仮に電圧分担の大きい表層部に欠陥部が存
在していても、酸化層の厚膜化による単位膜厚当
りの分担電圧の減少によつて劣化ないし破壊を効
果的に改善でき、優れた漏洩電流特性、耐圧特性
を得ることができる。 特に、塩基性溶液を用いた化成処理が、酸性溶
液を用いた化成処理に先立つて行われる関係で、
仮に塩基性溶液による酸化層に不純物がとり込ま
れるなどの欠陥部が生じていても、その後に行わ
れる酸性溶液による長時間に亘る化成処理によつ
て修復できる。このために、漏洩電流のバラツキ
の少ないコンデンサを得ることができる。 又、酸性溶液を用いた化成処理において、その
電圧はコンデンサエレメントの深層部に、塩基性
溶液による深層部の酸化層の膜厚より厚く、かつ
表層部より薄い膜厚の酸化層が形成されるように
設定されているので、深層部の酸化層の膜厚を均
一にできる。従つて、表層部の酸化層の膜厚に少
少のバラツキが生じても、全表面積に占める割合
の大きい深層部の酸化層の膜厚を均一化すること
によつて、静電容量のバラツキを本出願人の先の
提案方法に比し改善できる。 尚、先の提案では酸性溶液を用いた化成処理に
よつてコンデンサエレメントの深層部に形成され
た膜厚の均一な酸化層上に、塩基性溶液を用いた
化成処理によつてさらに酸化層を生成させている
ので、作業条件などによつて最終的な膜厚を一定
化し難く、これがために、静電容量のバラツキが
大きくなるものと考えられる。 次に具体的実施例について説明する。 実施例 １ まず、第６図に示すように、タンタル粉末を
3.5〓×４mmの円柱状に加圧成形し焼結してなるコ
ンデンサエレメント１を濃度が0.1容量％でかつ
PHが8.45の硼酸アンモニウム溶液２に浸漬し、コ
ンデンサエレメント１より導出した〓mmのタンタ
ル線よりなる陽極リード３が正、硼酸アンモニウ
ム溶液２が負となるように250Vの直流電圧を印
加する。尚、電流密度は120ｍＡ／ｇに設定した。
これによつて、コンデンサエレメント１の端子電
圧は35分後に250Vに到達した。そして、到達後、
さらに５分間化成処理した処、第７図に示すよう
に、コンデンサエレメント１の表層部１ｂには
4000Åの酸化層４が、深層部１ａには800〜1280
Åの酸化層４ａが形成された。次に、コンデンサ
エレメント１を煮沸洗浄し乾燥した後、第８図に
示すように、濃度が0.1容量％でかつPHが2.48の
燐酸水溶液５に浸漬し、陽極リード３が正、燐酸
水溶液５が負となるように126Vの直流電圧を印
加する。尚、電流密度は30ｍＡ／ｇに設定した。
そして、３時間化成処理した処、第９図に示すよ
うに深層部１ａには2016Åの酸化層６が形成され
た。以下通常の方法にてタンタル固体電解コンデ
ンサを製作する。 次にこのコンデンサの漏洩電流、静電容量を測
定した処、第１表に示す結果が得られた。尚、同
表において、(1)は本発明品、(2)は本発明の前提
品、(3)は従来品である。(2)は本発明方法における
塩基性溶液と酸性溶液とによる化成順序を逆に
し、酸性溶液による化成電圧を105Vに設定した
ものであり、(3)は濃度が0.1容量％でかつPHが
2.48の燐酸水溶液を用い、140Vの直流電圧を印
加して化成処理したものである。
し、特にコンデンサエレメントの表層部に厚膜の
酸化層を形成する方法の改良に関するものであ
る。 一般にこの種固体電解コンデンサは例えば第１
図〜第２図に示すように、タンタル、ニオブ、ア
ルミニウムなどのように弁作用を有する金属粉末
を円柱状に加圧成形し焼結してなるコンデンサエ
レメントＡに予め弁作用を有する金属線を陽極リ
ードＢとして植立し、この陽極リードＢの導出部
分に第１の外部リード部材Ｃを溶接すると共に、
第２の外部リード部材Ｄを、コンデンサエレメン
トＡの周面に酸化層Ｅ、半導体層Ｆ、グラフアイ
ト層Ｇを介して形成された電極引出し層Ｈに半田
付けし、かつコンデンサエレメントＡを含む主要
部分を樹脂材Ｋにて被覆して構成されている。 ところで、コンデンサエレメントＡの酸化層Ｅ
はコンデンサエレメントＡを燐酸水溶液などの化
成液に浸漬し、コンデンサエレメントＡが正、化
成液が負となるように所定の直流電圧を長時間に
亘つて印加することによつて形成される関係で、
コンデンサエレメントＡの表層部及び深層部には
膜厚のほぼ均一な酸化層Ｅが形成される。そし
て、酸化層上には半導体層Ｆが形成されるため
に、それから酸化層Ｅへの酸素補給効果によつて
耐圧特性の優れたコンデンサを得ることができ
る。 しかし乍ら、このコンデンサは等価的には例え
ば第３図に示すように、酸化層Ｅによるコンデン
サ分と半導体層Ｆ、グラフアイト層Ｇの抵抗分と
の直列回路として表わすことができるものである
が、コンデンサエレメントＡが極く微細な多孔質
に構成されていることもあつて、それの深層部に
おける酸化層Ｅによつて構成されるコンデンサの
一方の電極としてのグラフアイト層Ｇの電極引出
し層Ｈに至るまでの経路が長く、その分だけ直列
抵抗分も増加することになるし、特にグラフアイ
ト層Ｇが充分に形成されていない場合にはさらに
増加する。その反面、表層部においてはグラフア
イト層Ｇの電極引出し層Ｈに至る経路がそれの膜
厚程度ないしそれに近似する程度となるために、
グラフアイト層Ｇによる直列抵抗分は深層部に比
し格段に小さくなる。 従つて、コンデンサエレメントＡに陽極リード
Ｂ及び電極引出し層Ｈを介して直流電圧を印加し
た場合、直列抵抗分の大きい深層部よりむしろ直
列抵抗分の小さい表層部のコンデンサ部における
電圧分担が大きくなると考えられる。このため
に、コンデンサエレメントＡに欠陥部が存在する
場合には深層部よりむしろ電圧分担の大きい表層
部において劣化ないし破壊され易く、漏洩電流特
性、耐圧特性も損なわれ易い。 このような問題に対する一つの解決法として、
特開昭54−152148号公報にはコンデンサエレメン
トを酸性溶液にて化成処理した後、溶融状態のス
テアリン酸に浸漬し、充分に含浸させた後、表層
部のステアリン酸のみを除去し、再度酸性溶液を
用いて化成処理することにより、コンデンサエレ
メントの表層部に深層部に比し厚膜の酸化層を形
成する方法が開示されている。 この方法によれば、コンデンサエレメントの表
層部にのみ厚膜の酸化層が形成されるので、仮に
表層部に欠陥部が存在しても酸化層の厚膜化によ
つて単位膜厚当りの電圧分担を軽減できることに
より、劣化ないし破壊を効果的に抑制でき、良好
な漏洩電流特性、耐圧特性を得ることができるも
のである。 しかし乍ら、コンデンサエレメントの表層部に
厚膜の酸化層を選択的に形成するための、深層部
に含浸させたステアリン酸は所望の特性を得るた
めに、化成処理後に除去しなければならないので
あるが、これが除去に長時間を要し、量産工程へ
の適用が難しいという問題がある。 このステアリン酸の除去を大雑把に行えば、量
産工程への適用も可能になるのであるが、深層部
における酸化層上に半導体層を確実に形成するこ
とができなくなる関係で、酸化層のヒーリング作
用が損なわれ、所望のコンデンサ特性を期待でき
なくなるという重大な問題が発生する。 従つて、コンデンサエレメントの表層部に深層
部に比し厚膜の酸化層を、量産工程への適用性を
損なうことなく、能率的に形成できれば、漏洩電
流特性、耐圧特性などを改善できる上、コンデン
サの品位をも著しく高めることができ望ましいも
のである。 本発明者らは化成液として塩基性溶液が酸化層
の生成に主要な機能を呈する水酸イオン（OH-）
に富むことに着目して種々の塩基性溶液を化成液
として用いた場合の化成時間に対する酸化層の生
成膜厚の関係について検討した処、第４図に示す
結果が得られた。尚、コンデンサエレメントには
タンタル粉末を3.5〓×４mmの円柱状に加圧成形し
焼結したものを、化成液には濃度が0.01モルの炭
酸アンモニウム溶液（（NH4）2CO3・2H2O）、硼
酸アンモニウム溶液（（NH4）2・0.5B2O3・
8H2O）、アルミン酸ナトリウム溶液（NaAlO2）、
燐酸水溶液（参考）をそれぞれ用い、電流密度を
40ｍＡ／ｇに設定した。 同図によれば、炭酸アンモニウム溶液、硼酸ア
ンモニウム溶液、アルミン酸ナトリウム溶液を化
成液としたものでは酸化層（Ta2O5）の化成時間
に対する生成速度が早く、10〜20分で1150Å程度
に達しているのに対し、燐酸水溶液（酸性溶液）
では同一の膜厚を得るのに60分もの化成時間が必
要であることを示している。そして、化成処理の
完了したコンデンサエレメントを真二つに分断し
た処、それの表層部における化成色はすべての化
成液について同じであつたが、深層部においては
塩基性溶液を用いたものでは殆んど化成色は認め
られなかつたのに対し、燐酸水溶液では表層部、
深層部共に同じ化成色であつた。 又、塩基性溶液を用いた場合、化成時の電流密
度、化成電圧を高めることによつてコンデンサエ
レメントの表層部での酸化層の生成をより短時間
で、かつ、集中的に行わせうることも確認した。 このようなことから、塩基性溶液を化成液とす
ることによつて、コンデンサエレメントの表層部
から酸化層が生成されることが理解できる。 かかる結果から、塩基性溶液を化成液とした場
合、それのPH値が酸化層の生成の際の重要な因子
になることが考えられる。従つて、PH値が酸化層
の生成に如何に寄与しているかについて検討した
処、第５図に示す結果が得られた。尚、コンデン
サエレメント及び電流密度は上述と同一にした。 同図によれば、PH値が８以上において酸化層
（Ta2O5）の生成速度が早くなり、それ未満では
遅いことを示している。従つて、このことから、
PH値が８以上の塩基性溶液を用いることによつて
短時間でコンデンサエレメントの表層部に厚膜の
酸化層を形成できることが理解できる。 それ故に、本出願人は先にコンデンサエレメン
トを酸性溶液にて化成処理した後、PH８以上の塩
基性溶液にて再度化成処理することにより、コン
デンサエレメントの表層部に深層部に比し厚膜の
酸化層を形成する固体電解コンデンサの製造方法
を提案した。 この方法によれば、コンデンサエレメントの表
層部には深層部に比し厚膜の酸化層が形成される
ので、仮に電圧分担の大きい表層部に欠陥部が存
在していても、酸化層の厚膜化による単位膜厚当
りの分担電圧の減少によつて劣化ないし破壊を効
果的に改善でき、優れた漏洩電流特性、耐圧特性
を得ることができる上、膜厚の異なる酸化層の形
成には特開昭54−152148号公報に記載されている
ようにステアリン酸などの部材をコンデンサエレ
メントに含浸させる必要がなく、単に化成液の種
類を変更するだけでよいので、一連の化成作業を
能率的に遂行することができる上、量産工程へも
容易に適用できるなどの優れた効果が得られるも
のである。 しかし乍ら、この方法によれば、上述の優れた
効果が期待できる反面、漏洩電流のバラツキが大
きく、信頼性に乏しいという問題がある。 この原因については明らかではないが次のこと
が推察される。即ち、通常、コンデンサエレメン
トは酸性溶液を用いて長時間に亘つて化成処理さ
れる関係で、生成される酸化層に仮にナトリウ
ム、カリ、鉄などの不純物がとり込まれたとして
も、酸性溶液の長時間に亘るエツチング効果によ
つてかなり除去される。このために、最終的には
良質で緻密な酸化層が形成される。ところが、上
述の本出願人の提案に係る方法のように塩基性溶
液を用いて化成処理した場合、コンデンサエレメ
ントの表層部には短時間で厚膜の酸化層を形成で
きるものの、上述のような不純物がとり込まれた
状態で酸化層が形成された場合には塩基性溶液に
エツチング効果が期待できないこともあつて、こ
れらの不純物を除去することが難しく、これがた
めに、漏洩電流のバラツキが大きくなるものと推
察される。 従つて、本発明者らは塩基性溶液による酸化層
の緻密性の向上、欠陥部の減少につき、さらに徹
底的に検討した処、塩基性溶液による化成処理後
に、酸性溶液を用いて化成処理すればよいことを
見出した。 本発明はこのような事実に基いて具体化された
もので、弁作用を有する金属粉末を所望形状に加
圧成形し焼結してなるコンデンサエレメントをPH
が８以上の塩基性溶液を用いて化成処理すること
により、コンデンサエレメントの表層部に深層部
より厚膜の酸化層を形成する工程と、この工程
後、コンデンサエレメントを酸性溶液を用いて化
成処理することにより、コンデンサエレメントの
深層部に、塩基性溶液による深層部の酸化層の膜
厚より厚く、かつ表層部より薄い膜厚の酸化層を
形成する工程とを含むことを特徴とするものであ
る。 この発明によれば、コンデンサエレメントの表
層部には深層部に比し厚膜の酸化層が形成される
ので、仮に電圧分担の大きい表層部に欠陥部が存
在していても、酸化層の厚膜化による単位膜厚当
りの分担電圧の減少によつて劣化ないし破壊を効
果的に改善でき、優れた漏洩電流特性、耐圧特性
を得ることができる。 特に、塩基性溶液を用いた化成処理が、酸性溶
液を用いた化成処理に先立つて行われる関係で、
仮に塩基性溶液による酸化層に不純物がとり込ま
れるなどの欠陥部が生じていても、その後に行わ
れる酸性溶液による長時間に亘る化成処理によつ
て修復できる。このために、漏洩電流のバラツキ
の少ないコンデンサを得ることができる。 又、酸性溶液を用いた化成処理において、その
電圧はコンデンサエレメントの深層部に、塩基性
溶液による深層部の酸化層の膜厚より厚く、かつ
表層部より薄い膜厚の酸化層が形成されるように
設定されているので、深層部の酸化層の膜厚を均
一にできる。従つて、表層部の酸化層の膜厚に少
少のバラツキが生じても、全表面積に占める割合
の大きい深層部の酸化層の膜厚を均一化すること
によつて、静電容量のバラツキを本出願人の先の
提案方法に比し改善できる。 尚、先の提案では酸性溶液を用いた化成処理に
よつてコンデンサエレメントの深層部に形成され
た膜厚の均一な酸化層上に、塩基性溶液を用いた
化成処理によつてさらに酸化層を生成させている
ので、作業条件などによつて最終的な膜厚を一定
化し難く、これがために、静電容量のバラツキが
大きくなるものと考えられる。 次に具体的実施例について説明する。 実施例 １ まず、第６図に示すように、タンタル粉末を
3.5〓×４mmの円柱状に加圧成形し焼結してなるコ
ンデンサエレメント１を濃度が0.1容量％でかつ
PHが8.45の硼酸アンモニウム溶液２に浸漬し、コ
ンデンサエレメント１より導出した〓mmのタンタ
ル線よりなる陽極リード３が正、硼酸アンモニウ
ム溶液２が負となるように250Vの直流電圧を印
加する。尚、電流密度は120ｍＡ／ｇに設定した。
これによつて、コンデンサエレメント１の端子電
圧は35分後に250Vに到達した。そして、到達後、
さらに５分間化成処理した処、第７図に示すよう
に、コンデンサエレメント１の表層部１ｂには
4000Åの酸化層４が、深層部１ａには800〜1280
Åの酸化層４ａが形成された。次に、コンデンサ
エレメント１を煮沸洗浄し乾燥した後、第８図に
示すように、濃度が0.1容量％でかつPHが2.48の
燐酸水溶液５に浸漬し、陽極リード３が正、燐酸
水溶液５が負となるように126Vの直流電圧を印
加する。尚、電流密度は30ｍＡ／ｇに設定した。
そして、３時間化成処理した処、第９図に示すよ
うに深層部１ａには2016Åの酸化層６が形成され
た。以下通常の方法にてタンタル固体電解コンデ
ンサを製作する。 次にこのコンデンサの漏洩電流、静電容量を測
定した処、第１表に示す結果が得られた。尚、同
表において、(1)は本発明品、(2)は本発明の前提
品、(3)は従来品である。(2)は本発明方法における
塩基性溶液と酸性溶液とによる化成順序を逆に
し、酸性溶液による化成電圧を105Vに設定した
ものであり、(3)は濃度が0.1容量％でかつPHが
2.48の燐酸水溶液を用い、140Vの直流電圧を印
加して化成処理したものである。
【表】
上表より明らかなように、グループ(1)はグルー
プ(2)、(3)に比し、漏洩電流のバラツキが格段に改
善されている。これは硼酸アンモニウム溶液によ
る化成処理後に燐酸水溶液にて再度化成処理する
ことにより、不純物金属の除去、修復性が向上す
るためと考えられる。又、静電容量のバラツキに
ついてはグループ(3)が優れているが、グループ(1)
はグループ(2)に比し、改善されている。これは深
層部の酸化層の膜厚が均一化されたためと考えら
れる。 次に、これらのコンデンサを温度が65℃、相対
湿度が95％の雰囲気に無負荷状態で放置し、500
時間、1000時間経過後に46Vで３分間充電し、漏
洩電流の不良発生率を測定した処、第２表に示す
結果が得られた。
プ(2)、(3)に比し、漏洩電流のバラツキが格段に改
善されている。これは硼酸アンモニウム溶液によ
る化成処理後に燐酸水溶液にて再度化成処理する
ことにより、不純物金属の除去、修復性が向上す
るためと考えられる。又、静電容量のバラツキに
ついてはグループ(3)が優れているが、グループ(1)
はグループ(2)に比し、改善されている。これは深
層部の酸化層の膜厚が均一化されたためと考えら
れる。 次に、これらのコンデンサを温度が65℃、相対
湿度が95％の雰囲気に無負荷状態で放置し、500
時間、1000時間経過後に46Vで３分間充電し、漏
洩電流の不良発生率を測定した処、第２表に示す
結果が得られた。
【表】
上表より明らかなように、グループ(1)、(2)はコ
ンデンサエレメントの表層部に深層部に比し厚膜
の配化層を形成しているので、グループ(3)に比
し、無負荷耐湿時の漏洩電流の不良発生率を著し
く改善できる。 さらに、これらのコンデンサに対して−55℃に
30分間、25℃に15分間、125℃に30分間、25℃に
15分間放置する４工程を１サイクルとする熱衝撃
試験を10サイクル行つた処、第３表に示す漏洩電
流特性が得られた。尚、表中、「前」は熱衝撃試
験前、「後」は熱衝撃試験後の漏洩電流特性を示
す。
ンデンサエレメントの表層部に深層部に比し厚膜
の配化層を形成しているので、グループ(3)に比
し、無負荷耐湿時の漏洩電流の不良発生率を著し
く改善できる。 さらに、これらのコンデンサに対して−55℃に
30分間、25℃に15分間、125℃に30分間、25℃に
15分間放置する４工程を１サイクルとする熱衝撃
試験を10サイクル行つた処、第３表に示す漏洩電
流特性が得られた。尚、表中、「前」は熱衝撃試
験前、「後」は熱衝撃試験後の漏洩電流特性を示
す。
【表】
上表より明らかなように、グループ(1)は熱衝撃
試験を加えても漏洩電流特性に殆んど変化が見ら
れないが、グループ(3)では熱衝撃試験後に極端に
特性劣化している。これはコンデンサエレメント
の表層部における酸化層が熱衝撃の影響を受ける
もので、本発明に係るグループ(1)では表層部に厚
膜の酸化層が形成されているために、良好な結果
が得られたものと考えられる。 実施例 ２ 実施例１において、硼酸アンモニウム溶液に代
え、濃度が0.1容量％で、かつPHが11.05のアルミ
ン酸ナトリウム溶液を用いた処、実施例１と同様
の効果が得られた。 実施例 ３ 実施例１において、硼酸アンモニウム溶液に代
え、濃度が0.1容量％で、かつPHが9.17の炭酸ア
ンモニウム溶液を用いた処、実施例１と同様の効
果が得られた。 尚、本発明において、酸性溶液は燐酸水溶液の
他、硫酸、塩酸など適宜の溶液を使用できるし、
塩基性溶液も上記実施例以外の苛性ソーダなども
使用できる。又、化成時の電流密度、電圧、時間
は本発明の目的の範囲内において適宜に変更でき
る。 以上のように本発明によれば、酸性溶液による
化成処理に先立つて塩基性溶液を用いた化成処理
を行うことによつて、コンデンサエレメントの表
層部に深層部に比し厚膜の酸化層を形成できる
し、それが良質でかつ緻密に形成される関係で、
漏洩電流特性などを効果的に改善できる。
試験を加えても漏洩電流特性に殆んど変化が見ら
れないが、グループ(3)では熱衝撃試験後に極端に
特性劣化している。これはコンデンサエレメント
の表層部における酸化層が熱衝撃の影響を受ける
もので、本発明に係るグループ(1)では表層部に厚
膜の酸化層が形成されているために、良好な結果
が得られたものと考えられる。 実施例 ２ 実施例１において、硼酸アンモニウム溶液に代
え、濃度が0.1容量％で、かつPHが11.05のアルミ
ン酸ナトリウム溶液を用いた処、実施例１と同様
の効果が得られた。 実施例 ３ 実施例１において、硼酸アンモニウム溶液に代
え、濃度が0.1容量％で、かつPHが9.17の炭酸ア
ンモニウム溶液を用いた処、実施例１と同様の効
果が得られた。 尚、本発明において、酸性溶液は燐酸水溶液の
他、硫酸、塩酸など適宜の溶液を使用できるし、
塩基性溶液も上記実施例以外の苛性ソーダなども
使用できる。又、化成時の電流密度、電圧、時間
は本発明の目的の範囲内において適宜に変更でき
る。 以上のように本発明によれば、酸性溶液による
化成処理に先立つて塩基性溶液を用いた化成処理
を行うことによつて、コンデンサエレメントの表
層部に深層部に比し厚膜の酸化層を形成できる
し、それが良質でかつ緻密に形成される関係で、
漏洩電流特性などを効果的に改善できる。
第１図は従来の固体電解コンデンサの側断面
図、第２図は第１図のＸ部拡大図、第３図は等価
回路図、第４図は化成時間に対する酸化層の生成
膜厚の関係を示す図、第５図はPH値に対する酸化
層の生成速度の関係を示す図、第６図〜第９図は
本発明方法の説明図であつて、第６図は第１の化
成処理状態を示す側断面図、第７図はコンデンサ
エレメントの要部拡大図、第８図は第２の化成処
理状態を示す側断面図、第９図は第２の化成処理
終了後におけるコンデンサエレメントの要部拡大
図である。
図、第２図は第１図のＸ部拡大図、第３図は等価
回路図、第４図は化成時間に対する酸化層の生成
膜厚の関係を示す図、第５図はPH値に対する酸化
層の生成速度の関係を示す図、第６図〜第９図は
本発明方法の説明図であつて、第６図は第１の化
成処理状態を示す側断面図、第７図はコンデンサ
エレメントの要部拡大図、第８図は第２の化成処
理状態を示す側断面図、第９図は第２の化成処理
終了後におけるコンデンサエレメントの要部拡大
図である。
Claims (1)
- １ 弁作用を有する金属粉末を所望形状に加圧成
形し焼結してなるコンデンサエレメントをPHが８
以上の塩基性溶液を用いて化学処理することによ
り、コンデンサエレメントの表層部に深層部より
厚膜の酸化層を形成する工程と、この工程後、コ
ンデンサエレメントを酸性溶液を用いて化成処理
することにより、コンデンサエレメントの深層部
に、塩基性溶液による深層部の酸化層の膜厚より
厚く、かつ表層部より薄い膜厚の酸化層を形成す
る工程とを含むことを特徴とする固体電解コンデ
ンサの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57074342A JPS58190016A (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| KR1019830000559A KR900007685B1 (ko) | 1982-04-28 | 1983-02-11 | 고체전해 콘덴서의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57074342A JPS58190016A (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190016A JPS58190016A (ja) | 1983-11-05 |
| JPH0141011B2 true JPH0141011B2 (ja) | 1989-09-01 |
Family
ID=13544348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57074342A Granted JPS58190016A (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190016A (ja) |
| KR (1) | KR900007685B1 (ja) |
-
1982
- 1982-04-28 JP JP57074342A patent/JPS58190016A/ja active Granted
-
1983
- 1983-02-11 KR KR1019830000559A patent/KR900007685B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58190016A (ja) | 1983-11-05 |
| KR840003911A (ko) | 1984-10-04 |
| KR900007685B1 (ko) | 1990-10-18 |
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