JPH0334526A - 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 従来は固体電解コンデンサの電解質層を形成する場合、
次のような方法により行っていた。

すなわち、第１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、適当な温度で熱
分解を行うという操作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、引き続いて比重１．７６以上
の高濃度の硝酸マンガン溶液に浸漬して含浸させ、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。

また、第２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、適当な温度で熱分解
を行うという操作を数回繰す返して内部に二酸化マンガ
ンを満たし、その後、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、適
当な温度で熱分解を行う操作を数回繰９返して表面に二
酸化マンガン電解質層を形成していた。

そしてまた、第３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、適当な温度で
熱分解を行った後、さらに適当な濃度の硝酸マンガン溶
液に浸漬して含浸させ、その後、表面に二酸化マンガン
粉末をふりかけ；熱分解を行うことによう１表面に二酸
化マンガン電解質層を形成していた。

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。第１の方法にかいては、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１．７５以上の高濃度の硝酸マンガン溶液を使わな
ければならないが、この比重の高い高濃度の硝酸マンガ
ン溶液は、吸湿性が高く、したがって濃度の調整と管理
が非常に難しいという欠点があった。

また、第２の方法においては、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
があるが、スラリー溶液中の二酸化マンガン粉末を常に
均一に分散させてかくことが難しいこと、スラリー溶液
の組成の調整と管理が難しいこと、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等に
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。

そしてまた、第３の方法においては、二酸化マンガン粉
末を均一な厚さにふシ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
の厚さに均一に付着させることは難しく、また影になっ
たｂする部分には付着しなかったシする等の欠点があっ
た。

本発明は上記従来の欠点を解消することができる固体電
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。

課題を解決するための手段 上記従来の課題を解決するために１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
陽極導出線を具備する多孔質体の表面に誘電体性酸化皮
膜を形成した電極体に硝酸マンガン溶液を含浸させて熱
分解を行い、内部に二酸化マンガンを満たすとともに、
この熱分解処理は二酸化マンガンにより、表面の誘電体
性酸化皮膜の色が黒灰色化する状態まで数回繰少返し行
い、続いて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の粉末層を吸着形成し、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ある。

作用 上記形成方法によれば、二酸化マンガンにより、表面の
誘電体性酸化皮膜の色が黒灰色化するまで数回の繰す返
し処理を行い、続いて熱分解性溶液を含浸させた後、そ
の表面に静電気により電解質の粉末層を吸着形成し、続
いて熱分解を行うようにしているため、誘電体性酸化皮
膜の表面には導電性を有する二酸化マンガンがわずかに
存在することになシ、その結果、二酸化マンガン等の電
解質の粉末は誘電体性酸化皮膜の表面に非常に吸着され
やすくなるため、電極体の表面に電解質の粉末層を密着
性よく強固に吸着形成することが可能となる。さらに影
となる部分までも電解質の粉末粒子を容易に回シ込１せ
ることかできるため、電極体の表面の全面にわたって一
定の厚さの均一な電解質の、粉末層を容易に強固に吸着
形成することが可能となるものである。

実施例 以下、本発哄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の下部に電極２が取シ付けられており、そし
て多孔板３の上にγ二酸化マンガン粉末４が置かれ、直
流高電圧発生装置６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６が固
定できるようになっている。さらに前記吸着槽１の外側
には吸着槽１内にエアーを送り込むコンプレッサー７を
備えている。

前記電極体６は縦４．０団、横３．０肋、長さ１．４閣
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８を具備して釦り、そしてこのタンタル多孔質体を陽
極導出線８の部分でステンレス板９に接続し、かつこの
ステンレス板９を吸着槽１内に支持した状態で、一般的
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性酸化皮膜を形成するもので
ある。

そして上記誘電体性酸化皮膜を表面に形成した電極体６
を一般的な方法で比重１．３０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、２６０℃の電気炉で硝酸マンガン溶液の熱分
解を５分間行う工程を３回縁シ返して内部に二酸化マン
ガンを満たした。

この場合、誘電体性酸化皮膜は絶縁体であるため、やや
密着が悪く、そこで、本発明に釦いては、前記誘電体性
酸化皮膜の表面に導電性の二酸化マンガンをわずかに存
在させてかくと、二酸化マンガン粉末が非常に吸着され
やすくなり、かつ密着性も向上することを見い出したも
ので、すなわち、本発明の一実施例に釦いては、誘電体
性酸化皮膜の表面への二酸化マンガン粉末の静電吸着が
容易に行えるようにするとともに、その密着強度を上げ
るために、前述した熱分解処理を、陽極酸化電圧値に応
じて本来有する固有の誘電体性酸化皮膜の色が、この誘
電体性酸化皮膜の表面に被着した二酸化マンガンにより
黒灰色化する状態渣で数回繰り返して行う、すなわち黒
灰色化処理を行うようにしたものであるが、この黒灰色
化する状態は、電極体６の大きさ、密度、使用する材料
の種類、陽極酸化電圧値、硝酸マンガン溶液の含浸量に
よって異なってくるため、単に硝酸マンガン溶液の比重
、熱分解の繰り返し回数だけでこの状態を設定すること
は難しく、この黒灰色化する状態を作り出すには、すべ
ての電極体について体験的に見い出してゆくことが必要
である。本発明の一実施例の電極体６については、前述
した熱分解処理を３回繰り返して行ったが、この回数が
最も適当であった。

そしてこの熱分解処理を３回繰り返して行った後、引き
続いてこの電極体６を比重１．４０の硝酸マンガン溶液
に浸漬して引き上げ、そして表面張力で電極体６の表面
や底部に盛り上がっている液をコンプレッサー７のエア
ーで払い落とし、その後、この電極体６を吸着槽１にセ
ットした。

一方、直流高電圧発生装置６により７０ＫＶの出力でコ
ロナ放電をさせて静電気を発生させ、粒子径が６〜１０
μｍのγ−二酸化マンガン粉末４に電荷を与えた。その
結果、Ｔｔ電極体の誘電体性酸化皮膜の表面に、静電吸
着により厚さ６０〜７０μｍのγ−二酸化マンガン粉末
粒子層を形成することができた。

この場合、直流高電圧発生装置５によシコロナ放電をさ
せて、すなわち静電気によシ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末がプラスにアース
された電極体６に近づくと、二酸化マンガン粉末は電極
体６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
きつけられて回ジ込むという形で１んべんなく行われる
ことになるため、これによシ、電極体６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た
。

この後、引き続いて２６０℃の電気炉で硝酸マンガン溶
液の熱分解を６分間行った。この場合、熱分解によって
生成される二酸化マンガンの結合剤的作用でｔＷＷＯ２
表面の二酸化マンガン粉末粒子は電極体６の表面に密着
すると同時に各粒子間の結合が行われる。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８や、それにつながるステン
レス板９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。

さらに引き続いて、前記電極体６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’Ｃの電気炉で硝酸マンガン溶液の熱分解を６分間
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
層を順次積層形威し、そして陽極導出線８には陽極端子
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シ、３５Ｖ６．８μＦの固体電
解コンデンサを完成させた。

その特性は第１表釦よび第２表に示した通りである。

第１表 工程不良率と耐電圧の測定結果 第２表 高温負荷試験での短絡故障と耐湿性 試験での故障の数の結果（ｒ／ｎ ｒ：故障の数、ｎ：試験の数） 上記第１表釦よび第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Ｈ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。

また吸着させる二酸化マンガン粉末粒子層の厚さは、粉
末の吐出量、時間および距離などを変えることによシ調
整することができる。そしてまた二酸化マンガン粉末の
粒子径はあ１り小さいと、粒子間の空隙が小さいため、
熱分解の際の沸騰現象および発生する水蒸気、窒素酸化
物のガス等によシ押し上げられやすくなり、これにより
吸着させた均一な粉末粒子層が破壊されるため、平均粒
子径は１μｍ以上が望ましい。

なお、上記実施例においては、電解質の粉末として二酸
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は。

弁作用金属からなる陽極導出線を具備する多孔質体の表
面に誘電体性酸化皮膜を形成した電極体に硝酸マンガン
溶液を含浸させて熱分解を行い、内部に二は化マンガン
を満たすとともに、この熱分解処理は、二酸化マンガン
により、表面の誘電体性酸化皮膜の色が黒灰色化する状
態まで数回繰９返し、続いて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の粉末層を吸着
形威し、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の粉末粒
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。

０）これ筐でに比べ、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
電解質の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。

（４）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の粉末粒子層を形成することができ
るため、工程歩留１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・・・・・・吸着槽、２・・・・・・電極、３・・・
・・・多孔板、４・・・・・・電荷を持たせたγ−二酸
化マンガン粉末、５・・・・・・直流高電圧発生装置、
６・・・・・・電極体、７・・・・・・コンプレッサー
、８・・・・・・陽極導出線、９・・・・・・ステンレ
ス板。

Claims (4)

【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する多孔質
   体の表面に誘電体性酸化皮膜を形成した電極体に硝酸マ
   ンガン溶液を含浸させて熱分解を行い、内部に二酸化マ
   ンガンを満たすとともに、この熱分解処理は、二酸化マ
   ンガンにより、表面の誘電体性酸化皮膜の色が黒灰色化
   する状態まで数回繰り返し行い、続いて硝酸マンガン溶
   液を含浸させた後、その表面に静電気により電解質の粉
   末層を吸着形成し、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）電解質の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。
3. （３）電解質の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。
4. （４）電解質の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。