JPH02277213A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - 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製造方法に関するもので
あり、更に詳しく言えば、部分的に誘電体皮膜を強化し
た固体電解コンデンサの製造方法に関するものである。

従来の技術 従来の固体電解コンデンサは、第４図に示すように構成
されている。すなわち、タンタル、アルミニウム、ニオ
ブ、チタン等、弁作用を有する金属粉末に、弁作用を有
する金属リード７を植設して加圧成形し焼結したコンデ
ンサ素子８の表面に陽極酸化皮膜ｌ、半導体層２．コａ
イダルカーボン層３．導電性ペイント層４を順次形成し
た後、第１の外部リード５ａをコンデンサ素子８の金属
リード７に溶接し、第２の外部リード５ｂを導電性ペイ
ント層４より半田付けあるいは導電性接着材にて導出し
、コンデンサ素子８を含む主要部分を外装樹脂６にて外
装して構成されている。

ところで、コンデンサ素子８の表面に形成される陽極酸
化皮膜１はコンデンサ素子８を導電性水溶液に浸漬し、
コンデンサ素子８を陽極、導電性水溶液を負極として定
格使用電圧に応じた所定の直流電圧を印加し長時間保持
し、陽極酸化法によって形成されるため、コンデンサ素
子８の内外部表面には、はぼ均一に誘電体酸化皮膜１が
形成されている。そして陽極酸化皮膜１の表面には固体
電解質である半導体層２が形成され、半導体層２の酸化
皮膜の修復能力や自己絶縁能力によってコンデンサの耐
電圧特性を所有することができるものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この陽極酸化皮膜１はその表面上に形成
される半導体層２が、コンデンサ素子８に半導体母液を
含浸させ、されを２００℃以上の温度で熱分解すること
を７〜１０回繰り返し、最終的に析出した半導体層の余
剰部分を物理的に除去する工程を経て形成されるため、
特にコンデンサ素子８の外装部表面において著しく劣化
し、耐電圧を低下させるとともに、その後の組立工程に
おいても物理的ストレスを受は易く、更に、完成品の各
種環境試験においても外装樹脂６や半導体層２の膨張収
縮による物理的ストレスを直接受は易いため、爛れ電流
特性の劣化や短絡故障の発生はほとんどがコンデンサ素
子８の外表面の陽極酸化皮膜１の部分で発生している。

この素子は、等価的には例えば第５図に示すように誘電
体皮膜１によるコンデンサ分と、半導体層２の抵抗分と
の直列回路として表すことができるものであるが、半導
体層２の厚みの差によって素子上面部８ａと、側面部８
ｂ、下面部８Ｃで構成されるコンデンサ部では、それぞ
れ等価的に接続される抵抗分の大きさはおのずと上面部
８ａでは小さ（、側面部８ｂ、下面部８Ｃでは大きくな
る。

従って、コンデンサ素子８に、陽極リード、導電性ペイ
ント層を介して直流電圧が印加された場合、直列抵抗分
の大きい側面部８ｂ、下面部８Ｃよりむしろ直列抵抗分
の小さい上面部８ａで耐電圧特性が損なわれ易い欠点が
あった。

また、その後の組立工程において上面部８ａは、物理的
ストレスを受は易く、更に外装樹脂６を施した製品の各
種環境試験においても外装樹脂６の膨張収縮による物理
的ストレスを直接受は易いため、漏れ電流特性の劣化や
短絡故障の発生は、コンデンサ素子８の上面部の誘電体
皮膜部分に集中する欠点があった。

本発明は、このような問題点を解決するもので、耐電圧
特性、耐物理的ストレス性を向上させることを目的とす
るものである。

課題を解決するための手段 本発明はこのような課題を解決するために、コンデンサ
素子の脆弱部の誘電体皮膜を局部的に厚（形成する方法
であり、その技術的手段としては、比重１．５以上の疎
水性溶液を化成槽に満たした上に、比重１．５未満の導
電性水溶液を満たした二層液を化成液として用い、コン
デンサ素子を二層にまたがるように浸漬する、即ち、コ
ンデンサ素子の脆弱部を導電性水溶液部に浸漬しそれ以
外の部分を疎水性溶液部に浸漬し、このものを所定の定
格電圧に応じたものよりも高い電圧で陽極酸化を行い導
電性水溶液部に浸漬した部分に局部的に厚い誘電体皮膜
を形成し、その後−船釣な方法で定格電圧に応じた電圧
で陽極酸化を行い均一な誘電体酸化皮膜を形成し、順次
、半導体層。

陰極層を形成して固体電解コンデンサを得るものである
。

作用 上記方法とすることにより、コンデンサ素子脆弱部の耐
電圧を高くすることができ、固体電解コンデンサの耐電
圧特性を向上させることができる。

また、コンデンサ素子の脆弱部の耐物理的ストレス性が
増し、組立工程の短絡不良率を低減でき、更に各種環境
試験において、信頼性向上を図ることができる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。

第１図はタンタル、チタン、ニオブ、アルミニウム等の
弁作用を有する金属粉末焼結体を示す図であり、φ２，
３閣×Ｉｌ　３，０−の円柱型である。

１０は焼結体１２に植設された０、３ｎｍφの陽極リー
ドで、焼結体１２と同一金属部材により構成されている
。

このコンデンサ素子に、第２図に示すように、化成槽１
５に比重１．５以上の疎水性溶液１４を満たし、その上
に比重１．５未満の導電性水溶液１３を満たした二層の
液を化成液として用い、コンデンサ素子を二層にまたが
るように浸漬する。

即ち、コンデンサ素子の上面部を導電性水溶液１３部に
浸漬しそれ以外の部分を疎水性溶液１４部に浸漬するよ
うにする。このものを所定の定格電圧に応じたものより
も高い電圧で陽極酸化を行うことにより導電性水溶液に
浸漬した部分に局部的に厚い誘電体皮膜を形成させるこ
とができる。

次に具体的実施例を従来例と比較して説明する。

実施例として以下の化成液を使用した。

（以　　下　　余　　白） 表１　使用化成液 コンデンサ素子をシリコンオイル及びりん酸水溶液の二
層液にまたがって浸漬しコンデンサ素子上面部のみ、り
ん酸水溶液に浸漬するように保持する。素子を陽極、化
成液を負極として１２０ｍ　Ａ　／　ｇの電流値で８０
Ｖまで昇圧し、１０分間保持することにより、第１図の
コンデンサ素子の上面部に誘電体皮膜１１を形成する。

水洗した後続いて０，１ｍｏｉ！／１りん酸水溶液中、
１２０ｍＡ／ｇの電流値で５５Ｖまで昇圧し、２時間保
持して化成し素子側面部、下面部、内部の誘電体皮膜を
形成した。比較用として従来通りの方法で０．１ｍｏｅ
／１りん酸水溶液中、１２０ｍＡ／ｇの電流値で５５Ｖ
まで昇圧し、２時間保持したものを使用する。りん酸水
溶液を用いて化成したものは、素子上面部、側面部、下
面部、内部とも均一な誘電体皮膜が形成されていた。こ
の後、誘電体皮膜表面に、半導体層、コロイダルカーボ
ン層、導電性ペイント層を形成した後、外部引出しリー
ドを導出した後、外装樹脂を施し、製品とする。

製１品の短絡不良率、・容量特性、耐電圧特性を表２に
示す。

表２　短絡不良率、容量特性、耐電圧特性本発明のコン
デンサ素子の上面部の誘電体皮膜を局部的に厚く形成し
た局部化成製品の短絡不良率は減少している。また、耐
電圧特性は上昇している。これより短絡不良率、耐電圧
特性は改善されることが確認できた。

この製品を８５℃９０％耐湿寿命試験に１０００時間供
した。結果を第３図に示す。

試験後、従来の製品は、漏れ電流値が増加しているが、
本発明の局部化成製品は漏れ電流特性劣化がほとんどな
い。これより耐湿寿命試験信頼性は、改善されることが
確認できた。

発明の効果 本発明のように、コンデンサ素子脆弱部の誘電体皮膜を
厚（形成した固体電解コンデンサは、従来の均一に化成
した固体電解コンデンサに比べて、製品の不良率は減少
しており、また耐電圧特性は向上している。

更に、耐湿寿命試験に供した際の信頼性は改善され、そ
の実用的効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による製造方法により得られ
るコンデンサ素子の斜視図、第２図は本発明を実現する
ための化成を示す説明図、第３図は本発明品の特性を示
す特性図、第４図は従来の固体電解コンデンサを示す断
面図、第５図は一般的なコンデンサと等価直列回路を説
明する説明図である。 １０・・・・・・陽極リード、１１・・・・・・誘電体
皮膜、１２・・・・・・焼結体、１３・・・・・・導電
性水溶液、１４・・・・・・疎水性溶液、１５・・・・
・・化成槽。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名図 初 期 ２α）ＱＨｒ 第 図 δｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）比重１．５以上の疎水性溶液を満たした上に比重
   １．５未満の導電性水溶液を満たした二層液を化成液と
   して用い、コンデンサ素子を二層にまたがるように浸漬
   して陽極酸化を行い、導電性水溶液に浸漬した部分に局
   部的に厚い誘電体皮膜を形成した固体電解コンデンサ製
   造方法。
2. （２）誘電体皮膜を厚く形成した部分が上面部及び電流
   集中部位である請求項１記載の固体電解コンデンサの製
   造方法。
3. （３）請求項１記載の製造方法にてなる固体電解コンデ
   ンサ。