JPH02248027A - 固体電解コンデンサの電解質層の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は固体電解コンデンサの電解質層の形成方法に関
するものである。

従来の技術 これまでの固体電解コンデンサの二酸化マンガン電解質
層の形成方法として、第一の方法は、電極体を粘度の低
い低濃度の硝酸マンガン溶液に浸漬して含浸させ、そし
て適当な温度で熱分解を行う操作を数回操り返して内部
だ二酸化マンガンを満たし九後、続いて比重の高い高濃
度の硝酸マンガン溶液に浸漬して含浸させ、そして適当
な温度で熱分解を行う操作を数回操り返して表面に二酸
化マンガン電解質層を形成していた。

また第二の方法は、第一の方法と同様に電極体を比重の
低い低濃度の硝酸マンガン溶液に浸漬して含浸させ、そ
して適当な温度で熱分解を行う操作を数回繰り返して内
部に二酸化マンガンを満たした後、硝酸マンガン溶液に
二酸化マンガン粉末を分散させたスラリー液に浸漬して
付着させ、そして適当な温度で熱分解を行う操作を数回
繰シ返して表面に二酸化マンガン電解質層を形成してい
た。

さらに第三の方法は、電極体を比重の低い低濃度の硝酸
マンガン溶液に浸漬して含浸させ、そして適当な温度で
熱分解を行った後、適当な濃度の硝酸マンガン溶液に浸
漬して含浸させてから表面に二酸化マンガン粉末をふり
さけ、その後、熱分解を行うことによシ表面に二酸化マ
ンガン電解質層を形成してい友。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、これらの方法では次のような欠点があっ
た。すなわち、第一の方法では、必要でかつ充分な厚さ
の二酸化マンガン電解質層を形成するためには、硝酸マ
ンガン溶液の含浸工程と熱分解工程の繰り返し回数が多
くなってコスト高になるとともに、表面に均一な二酸化
マンガン電解質層が得られにくいという欠点があった。

また、さらに必要で、かつ充分な厚さの二酸化マンガン
電解質層を少ない熱分解回数で形成するためには、比重
の高い高濃度の硝酸マンガン溶液を使わなければならな
かったが、この比重の高い高濃度の硝酸マンガン溶液は
吸湿性が高いため、濃度の調整と管理が非常に難しいと
いう欠点があった。

また、第二の方法は硝酸マンガン溶液の含浸工程と熱分
解工程の繰り返し回数を減らせるという特徴はあるが、
スラリー液中の二酸化マンガン粉末を常に均一に分散さ
せておくことが難しいこと、スラリー液の゛組成の調整
と管理が難しいこと、および浸漬により表面に均一なス
ラリー層として付着させることが難しいことにより、不
均一な二酸化マンガン電解質層になるという欠点があっ
た。

さらに第三の方法は、二酸化マンガン粉末を均一な厚さ
にふりかけることが製造工法的に難しく、特に同時にた
くさんの電極体を処理する場合は、一定の厚さに均一に
付養させることが難しいという欠点を有するとともに、
特に陰になったりする部分には付着しなかったりすると
いう欠点があった。

本発明はこれらの欠点を解決した固体電解コンデンサの
電解質層の形成方法を提供することを目的とするもので
ある。

課、萌を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の固体電解コンデンサ
の電解質層の形成方法は、弁作用金属からなる陽極導出
線を具備した多孔質体の表面に誘電体酸化皮膜を形成し
て電極体を構成し、この電極体に電解質層、カーボン層
、陰極導電層を順次積層形成してコンデンサ素子を構成
し、このコンデンサ素子に端子を接続した固体電解コン
デンサにおいて、前記電極体に硝酸マンガン溶液を含浸
させた後、その表面に静電気により二酸化マンガン等の
電解質粉末粒子層を均一に吸着させ、その後、引き続い
て硝駿マンガン溶液の熱分解を行うようにしたものであ
る。

また本発明は、池の手段として、前記電極体に硝酸マン
ガン溶液を含浸させた後、続いて熱分解分行う工程を数
回繰シ返して内部に二酸化マンガンを満たし、その後、
引き続いて前記電極体に硝酸マンガン溶液を含浸させ、
その後、表面に静電気により二酸化マンガン粉末を吸着
させ、その後。

引き続いて熱分解を行うようにしたものである。

さらに本発明は、他の手段として、前記電極体に硝酸マ
ンガン溶液を含浸させた後、続いて熱分解を行う工程を
数回繰シ返して内部に二酸化マンガンを満たし、その後
、引き続いて前記電極体に硝酸マンガン溶液を含浸させ
、その後、表面に静電気によシ二酸化マンガン粉末を吸
着させ、その後、引き続いて熱分解を行い、さらに続、
いて硝酸マンガン溶液の含浸と熱分解を行う工程を数回
繰り返すようにしたものである。

作用 上記した本発明の固体電解コンデンサの電解質層の形成
方法によれば、電極体に硝酸マンガン溶液を含浸させた
後、その表面に静電気により二酸化マンガン等の電解質
粉末粒子層を均一に吸着させるようにしたもので、二酸
化マンガン等の電解質粉末に静電気により電荷を帯電さ
せると、電解質粉末はマイナスに帯電され、そしてこの
電解質粉末をプラスにアースされた電極体に近づけると
、この電極体の表面に電解質粉末は吸着されること【な
シ、この場合、陰の部分まで回シ込んで吸着されること
になるため、これにより、電極体の表面に均一な二酸化
マンガン等の電解質粉末粒子層を容易に形成することが
できる。

この時、同時に前記電極体から引き出されている陽原導
出線等にも二酸化マンガン等の電解質粉末が吸着される
ことになるが、これは後で除去する必要があり、そのた
め、本発明においては、電極体の表面に二酸化マンガン
等の電解質粉末粒子層を吸着させた後、引き続いて硝１
俊マンガン溶液の熱分解を行うようにしているもので、
電極体の表面の二酸化マンガン等の電解實粉木粒子はこ
の熱分解によって生成する電解質の結合剤的作用で電極
体の表面に密着すると同時に各粒子間の結合が行われ、
そしてこの場合、熱分解によって、硝酸マンガン溶液を
付着させた表面の電解質粉末粒子層だけが密着すること
になり、その結果、その也の陽極導出線等に吸着されて
いる二酸化マンガン等の電解質粉末は水？かけるか、あ
るいは振動を与えるか、またはエアーを吹きつけること
により、容易に除去することができる。

上記方法により電極体の表面に一定の厚さで非常に均一
な二酸化マンガン等の電解質粉末粒子層を容易に形成す
ることができるが、この粉末粒子層は、まだ粒子間に空
隙があって多孔質であるために充分な特性が得られない
場合があるので、特性の優れた安定なコンデンサを得る
ためにはこの空隙を埋めて緻密な電解質粉末粒子層にす
る必要がある。本発明においては、引き続いて硝酸マン
ガン溶液を含浸させて熱分解を行う工程を必要に応じて
複数回繰り返すようにしているため、均一で緻密な電解
質粉末粒子層を形成することができるものである。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図は本発明の固体電解コンデンサの電解質層
の形成方法に用いた静電吸着装置の構造を示したもので
、吸着槽１の下部に静電エアースプレーガン２が取り付
けられておシ、そしてこの吸着層１と静電エアースプレ
ーガン２の間に５ｏＫＶ〜１ｓｏｘｖの直流高電圧発生
装置３から直流高電圧が印加されるようになっている。

また前記吸着槽１の内部には電極体４が固定できるよう
になっている。さらに前記静電エアースプレーガン２に
は、エアーで二酸化マンガン粉末が送シ込めるコンプレ
ッサーを備え、かつ二酸化マンガン粉末を収容するタン
ク６が接続されている。

前記電極体４は縦（Ｏｆｆｌｍ、横３．Ｏｍｍ、長さ１
．４ｍａ＋のタンタル多孔質体で構成され、かつこのタ
ンタル多孔質体は弁作用金属であるタンタル金属からな
る陽極導出線６を具備しており、そしてこのタンタル多
孔質体を陽極導出線６の部分でステンレス板７に接続し
、このステンレス板７を吸着槽１内に支持した状態で、
−船釣な陽極酸化方法により１１６ｖの電圧を印加して
タンタル多孔質体の表面に誘電体酸化皮膜を形成してい
るものである。

上記誘電体酸化皮膜を形成した電極体４を一般的な方法
で比重１．２０の硝酸マンガン溶液に浸漬してそれを含
浸させ、かつ表面にもその液を充分付着させた後、２６
０℃の電気炉で５分間硝酸マンガン溶液の熱分解を行う
工程を２回繰り返して内部に二酸化マンガンを満たし、
その後、引き続いてこの電極体４を比重１．４０の硝酸
マンガン溶液に浸漬して引き上げた後、表面張力で電極
体４の表面や底部に盛り上がっている液をエアーで払い
落とし、その後、この電極体４を吸着槽１にセットした
。

一方、直流高電圧発生装置３により７０ＫＶの出力でコ
ロナ放電をさせるとともに、二酸化マンガン粉末を収容
するタンク６より粒子径が６〜１０μｍのγ−二酸化マ
ンガン粉木８を静電エアースプレーガン２により５０ｋ
ｇ／ｃｒＩＬの圧力で２秒間吸着槽１内に吐出させた。

これにより、電極体４の表面に厚さ６０〜７０μｍのγ
−二酸化マンガン粉末粒子層を吸着させることができた
。この場合、直流高電圧発生装置３によりコロナ放電を
させて、すなわち静電気により二酸化マンガン粉末に電
荷を帯電させると、二酸化マンガン粉末はマイナスに帯
電され、そしてこの二酸化マンガン粉床がプラスにアー
スされた電極体４に近づくと、二酸化マンガン粉末は電
極体４の表面に吸着されるものである。そしてこの吸着
は陰の部分にも電荷を持った二酸化マンガン粉末粒子が
引きつけられて回り込むという形でまんべんなく行われ
ることになるため、これにより、電極体４の表面に均一
なγ二酸化マンガン粉末粒子層を形成することができる
。

この時、同時に前記電極体４から引き出されている陽極
導出線６や、それにつながるステンレス板７にも二酸化
マンガン粉末が吸着されるため、これを後で除去する必
要があるが、本発明の実施例においては、電極体４の表
面に二酸化マンガン粉末を吸着させた後、続いて２５０
℃の電気炉で６分間硝酸マンガン溶液の熱分解を行った
。この熱分解によって生成する二酸化マンガンの結合剤
的作用で電極体４の表面の二酸化マンガン粉木粒子は電
極体４の表面に密着すると同時に各粒子間の結合が行わ
れ、そしてこの場合、熱分解によって、硝酸マンガン溶
液を付着させた表面の二酸化マンガン粉末粒子層だけが
密着することになる。

この熱分解の後、陽極導出線６や、それにつながるステ
ンレス板７に吸着されている二酸化マンガン粉末は水を
かけて除去した。この場合、水以外に振動を与えるか、
またはスプレーを吹きつけることによっても、前記二酸
化マンガン粉末は容易に除去することができるものであ
る。

さらに引き続いて、前記電極体４を比重１．４０の硝酸
マンガン溶液に浸漬してそれを含浸させるとともに、２
５０℃の電気炉で５分間、硝酸マンガン溶液の熱分解を
行う工程を２回繰り返して二酸化マンガン粉末粒子層よ
シなる電解質層を形成した。

続いて、その上にカーボン層、陰極導電層となる銀塗料
層を順次積層形成し、そして陽極導出線６には附属端子
を接続し、かつ銀塗料層には陰極端子を接続し、さらに
樹脂外装をすることにより３５　Ｖ　６，８μＦのコン
デンサ素子を完成させた。

その特性は第１表および第２表に示した通りである。

第１表 工程歩留まりと耐電圧の測定結果（３５ｖｅ、ｓμＦ）
第２表 高温負荷試験、耐湿性試験の短絡故障率（３５１６，Ｂ
シ）上記第１表および第２表から明らかなように、本発
明の方法によれば、工程歩留ｉ９の向上がはかれるとと
もに、高温負荷試験での短絡故障率、耐湿性試験での短
絡故障率を改善することができ、かつ耐電圧のバラツキ
も小さくすることができる等、従来の方法では得られな
い品質の向上をはかることができるものである。

前記電極体４の表面に吸着させる二酸化マンガン粉末粒
子層の厚さは、二酸化マンガン粉末の吐出世、吐出時間
および吐出距離等を変えることにより調整することがで
きる。

また硝酸マンガン溶液の付着または含浸量が多いと、熱
分解の際に、電極体４の表面に均一に吸着させた二酸化
マンガン粉末粒子層を下から押し上げ、そしてこの二酸
化マンガン粉末粒子層を破壊して凹凸を生じさせてしま
うため、電極体４の大きさに応じて最適の量を選択しな
ければならないが、その量は熱分解工程で、電極体４の
表面に均一に吸着させた電解粉末粒子層が不均一になら
ない程度の少ない量であればよいものである。

そしてまた二酸化マンガン粉末の粒子径は、あまシ小さ
いと、粒そ間の空隙が小さいため、熱分解の際に、沸騰
時に発生する水蒸気や窒素酸化物のガス等によシ押し上
げられやすくなり、その結果、電極体４の表面に均一に
吸着させた二酸化マンガンの粉末粒子層が破壊されるた
め、平均粒子径は１μｍ以上が望ましく、一方、粒子径
があまり大きくなると、粒子が重くなって均一な吸着が
難しくなるため、５０μｍ以下が望ましいことを実験的
に確認した。

なお、上記実施例においては、電解質粉末として二酸化
マンガン粉末を用いたものについて説明したが、水酸化
マンガン粉末や二酸化鉛粉末であっても、上記実施例と
同様の作用効果を奏するものである。

発明の効果 上記実施例の説明から明らかなように、本発明の固体電
解コンデンサの電解質層の形成方法によれば、電極体に
硝酸マンガン溶液を含浸させた後、その表面に静電気に
より二酸化マンガン等の電解質粉末粒子層を均一に吸着
させ、その後、引き続いて硝酸マンガン溶液の熱分解を
行うようにしたもので、次のような種々のすぐれた効果
を奏するものである。

（１）上記した形成方法により、電極体の表面に一定の
厚さで非常に均一な二酸化マンガン等の電解質粉末粒子
層を極めて容易に形成することができるため、工程のト
ラブルを大幅に解消することができ、その結果、生産性
の向上がはかれる。

（２）少ない熱分解回数で必要な厚さの二酸化マンガン
等の電解質粉末粒子層を形成することができるため、工
程を短縮化することができる。

（３）　　これまでに比べ、濃度の低い（比重の小さい
）硝酸マンガン溶液を使って必要な厚さの二酸化マンガ
ン等の電解質粉末粒子層を形成することができるため、
硝酸マンガン溶液の濃度管理が非常に容易になる。

（４３Ｋ極体の表面に一定の厚さで非常に均一な二酸化
マンガン等の電解質粉末粒子層を形成することができる
ため、工程歩留まりの向上がはかれるとともに、高温負
荷試験での短絡故障率、耐湿性試験での短絡故障率を改
善することができ、かつ耐電圧のバラツキも小さくする
ことができる等、固体電解コンデンサの大幅な品質の向
上がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の固体電解コンデンサの電解質層の形成
方法に用いた静電吸着装置の構造を示す概略図である。 １・・・・・・吸着種、２・・・・・・静電エアースプ
レーガン、３・・・・・・直流高電圧発生装置、４・・
・・・電極体、６・・・・・・コンプレッサーを備えた
タンク、６・・・・・・附属導出線、７・・・・・・ス
テンレス板、８・・・・・電荷を持たせたγ−二酸化マ
ンガン粉木。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁作用金属からなる陽極導出線を具備した多孔質
   体の表面に誘電体酸化皮膜を形成して電極体を構成し、
   この電極体に電解質層，カーボン層，陰極導電層を順次
   積層形成してコンデンサ素子を構成し、このコンデンサ
   素子に端子を接続した固体電解コンデンサにおいて、前
   記電極体に硝酸マンガン溶液を含浸させた後、その表面
   に静電気により電解質粉末粒子層を均一に吸着させ、そ
   の後、引き続いて硝酸マンガン溶液の熱分解を行うこと
   を特徴とする固体電解コンデンサの電解質層の形成方法
   。
2. （２）電極体に含浸させる熱分解性溶液の量は、電解質
   粉末粒子層を電極体の表面に均一に吸着させた後に引き
   続いて行う熱分解工程で、電極体の表面に均一に吸着さ
   せた電解質粉末粒子層が不均一にならない程度の少ない
   量である請求項１記載の固体電解コンデンサの電解質層
   の形成方法。
3. （３）電解質粉末が二酸化マンガン粉末である請求項１
   記載の固体電解コンデンサの電解質層の形成方法。
4. （４）電解質粉末が水酸化マンガン粉末である請求項１
   記載の固体電解コンデンサの電解質層の形成方法。
5. （５）電解質粉末が二酸化鉛粉末である請求項１記載の
   固体電解コンデンサの電解質層の形成方法。
6. （６）弁作用金属からなる陽極導出線を具備した多孔質
   体の表面に誘電体酸化皮膜を形成して電極体を構成し、
   この電極体に電解質層，カーボン層，陰極導電層を順次
   積層形成してコンデンサ素子を構成し、このコンデンサ
   素子に端子を接続した固体電解コンデンサにおいて、前
   記電極体に硝酸マンガン溶液を含浸させた後、続いて熱
   分解を行う工程を数回繰り返して内部に二酸化マンガン
   を満たし、その後、引き続いて前記電極体に硝酸マンガ
   ン溶液を含浸させ、その後、表面に静電気により二酸化
   マンガン粉末を吸着させ、その後、引き続いて熱分解を
   行うことを特徴とする固体電解コンデンサの電解質層の
   形成方法。
7. （７）弁作用金属からなる陽極導出線を具備した多孔質
   体の表面に誘電体酸化皮膜を形成して電極体を構成し、
   この電極体に電解質層，カーボン層，陰極導電層を順次
   積層形成してコンデンサ素子を構成し、このコンデンサ
   素子に端子を接続した固体電解コンデンサにおいて、前
   記電極体に硝酸マンガン溶液を含浸させた後、続いて熱
   分解を行う工程を数回繰り返して内部に二酸化マンガン
   を満たし、その後、引き続いて前記電極体に硝酸マンガ
   ン溶液を含浸させ、その後、表面に静電気により二酸化
   マンガン等の電解質粉末を吸着させ、その後、引き続い
   て熱分解を行い、さらに続いて硝酸マンガン溶液の含浸
   と熱分解を行う工程を数回繰り返すようにしたことを特
   徴とする固体電解コンデンサの電解質層の形成方法。