JPH0396209A - 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、引き続いて比重１．７５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り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。

そしてまた、第３の方法は、特開昭６３−２６５４１７
号公報にも示されているように、電極体を比重の低い低
濃度の硝酸マンガン溶液に浸潰して含浸させ、適当な温
度で熱分解を行う操作を３回繰り返した後、適当な濃度
の硝酸マンガン溶液に浸漬して含浸させ、その後、表面
の硝酸マンガン溶液をガーゼまたは綿布で拭き取るか、
あるいは５０℃で５〜１０分乾燥させて半乾き状態で表
面にそれぞれ二酸化マンガン粉末をふりかけ、さらにそ
の後、硝酸マンガン溶液の熱分解を行うことにより、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の方法においては、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
均一に分散させてお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
一なスラリ一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
末がふりかかった場所から優先的に二酸化マンガン粉末
に硝酸マンガン溶液が吸い取られ、そして毛細管現象に
より二酸化マンガン粉末の表面に硝酸マンガン溶液が滲
み込んでさらにその上に続いてふりかかってくる二酸化
マンガン粉末が付着するため、一番最後にふりかかった
場所は硝酸マンガン溶液が不足することになり、その結
果、二酸化マンガン粉末の付着量が少なくなるため、電
極体の全表面に均一な厚さの二酸化マンガン電解質層を
形成することが難しく、特にたくさんの電極体を同時に
処理する場合は、すべての電極体に同時に二酸化マンガ
ン粉末をふりかけて一定の厚さに均一に付着させるとい
うことは難しいという欠点を有していた。また二酸化マ
ンガン粉末の付着力も弱いため、ふりかけた二酸化マン
ガン粉末が工程の振動等によりばらばらと落下し、さら
に不均一になるという欠点を有していた。

本発明は上記従来の欠点を解決するもので、強固な付着
力が得られ、かつ厚さの均一な二酸化マンガン電解質層
を形成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その表面に
付着させ、その後、この電極体を１２０℃〜１８０℃で
加熱して前記硝酸マンガン溶液の一部に熱分解反応を起
こさせて半固体状の粘稠な物質を生成し、かつその表面
に静電気により電解質の粉末粒子層を吸着形成し、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、電極体に硝酸マンガン溶液を含
浸させてその表面に付着させ、その後、この電極体を１
２０℃〜１８０℃で加熱して前記硝酸マンガン溶液の一
部に熱分解反応を起こさせて半固体状の粘稠な物質を生
成するようにしているため、電極体の表面に電解質の粉
末粒子層を形成する場合、この半固体状の粘稠な物質に
よる粘着力が働くとともに、その後の静電気による静電
吸着力とが相乗的に作用することになり、その結果、両
者の力で電解質の粉末粒子を電極体の表面に付着させる
ことができるため、非常に強固な付着をさせることがで
きる。そしてこの後、硝酸マンガン溶液の熱分解を行う
ようにしているため、厚さが一定で、かつ均一な電解質
の粉末粒子層を容易に形成することが可能となるもので
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の下部に電極２が取り付けられており、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５から直流高電圧が印加されるように
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ブレッサー７を備えている。

前記電極体６は縦４　．　Ｏ　ｗａ　．横３　．　０　
ＩＩｍ　，長さ１．４−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を具備しており、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１１５Ｖ
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１．２０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、２５０℃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２回繰り返した。続いてこの電極
体６を比重１．６０の硝酸マンガン溶液に浸漬して引き
上げ、その後、１５０℃の雰囲気中で１０分間加熱する
ことにより、水の除去を行うとともに、硝酸マンガン溶
液の一部に熱分解反応を起こさせて半固体状の粘稠な物
質を生成した。

そしてこの半固体状の粘稠な物質の表面には凹凸が生じ
る場合があるが、この場合、コンブレッサー７のエアー
で吹き落とすことにより、表面を平滑にすることができ
る。また半固体状の粘稠な物質は吸湿性が強いため、１
５０℃の雰囲気中より取り出して大気にさらすと数秒か
ら数十秒で空気中の水分を吸収して低粘稠化することに
なり、これにより、この半固体状の粘稠な物質は二酸化
マンガン粉末粒子との付着性がさらに良い状態となるも
ので、したがって半固体状の粘稠な物質を生成した後、
室温で数十秒間以上放置するのが望ましい。

また加熱する雰囲気温度が１００℃以下では、半固体状
の粘稠な物質は得られず、また１８０℃を越えると完全
に分解して固体状になってしまうため、加熱する雰囲気
温度は１００℃〜１８０℃の範囲で半固体状の粘稠な物
質を生成することができるが、１２０℃〜１８０℃の範
囲が最も望ましいものである。このように半固体状の粘
稠な物質を生成した電極体６は、次に吸着槽１にセット
した。

一方、直流高電圧発生装置５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５〜１０
μｍのγ一二酸化マンガン粉末４に電荷を与えた。これ
により、電極体６の誘電体性酸化皮膜の表面に、静電吸
着により厚さ５０〜７０μｍのγ一二酸化マンガン粉末
粒子層を形成することができた。

この場合、電極体６の表面にへばりついている余分なγ
−二酸化マンガン粉末粒子は振動を加えて払い落とすこ
とにより、電極体６の表面に均一なγ−二酸化マンガン
粉末粒子層を形成した。そして上記形成方法によれば、
付着力が強固であるため、少々の振動を与えても、半固
体状の粘稠な物質に付着している部分のγ一二酸化マン
ガン粉末粒子が落下することはない。

またγ−二酸化マンガン粉末粒子の粒子径は４０〜５０
μｍ程度の粒子の揃ったものが最も好ましいもので、こ
れは一粒子で電解コンデンサの耐電圧を確保するのに必
要なγ−二酸化マンガン粉末粒子層の厚さを確保できる
粒子径が望ましいがらである。

例えば、γ−二酸化マンガン粉末粒子の粒子径が１０μ
ｍより小さいと、粒子間の空隙が小さいため、熱分解の
際の沸騰現象により発生する水蒸気や窒素酸化物のガス
等に押し上げられやすくなり、そしてこれにより付着し
た均一なγ−二酸化マンガン粉末粒子層が破壊されるた
め、平均粒子径は１０μｍ以上が望ましい。しかし、こ
の平均粒子径も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、１００μｍ以下が望まし
いことを実験的に確認した。逆に１００μｍ以上の重い
大きな粒子径のものを強固に付着させようとする場合は
粘稠な物質への付着が不可欠となる。

このように厚さ５０〜７０μｍのγ一二酸化マンガン粉
末粒子層を形成した後、引き続いて２５０℃の電気炉で
硝酸マンガン溶液の熱分解を５分間行った。この熱分解
の後、引き統いて比重ｌ．４０の硝酸マンガン溶液に浸
漬して２５０℃で５分間の熱分解を汗う工程を．２回繰
り返して二酸化マンガン粉末粒子層よりなる電解質層の
形成を完了した。

続いて、その上にカーボン層、陰極導電層となる銀撞料
層を順次積層形成し、そして陽極導出線８には陽極端子
を接続し、かっ銀揄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、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表および第２表に示した通りである。

（以　下　余　白） 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、耐湿性試験での故障率
を改善することができ、かつ耐電圧のバラッキも小さく
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。

なお、上記実施例においては、電解質の粉末粒子として
二酸化マンガン粉末粒子を用いたものについて説明した
が、水酸化マンガン粉末粒子や二酸化鉛粉末粒子であっ
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
てその表面に付着させ、その後、この電極体を１２０℃
〜１８０℃で加熱して前記硝酸マンガン溶液の一部に熱
分解反応を起こさせて半固体状の粘稠な物質を生成し、
かつその表面に静電気により電解質の粉末粒子層を吸着
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、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、電極体の表面に電解質
の粉末粒子層を形成する場合、半固体状の粘稠な物質に
よる粘着力が働くとともに、その後の静電気による静電
吸着力とが相乗的に作用することになり、その結果、両
者の力で電解質の粉末粒子を電極体の表面に付着させる
ことができるため、非常に強固な付着をさせることがで
き、そしてこの後、硝酸マンガン溶液の熱分解を行うよ
うにしているため、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。

（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、耐湿性試験での故障率を改善
することができ、かつ耐電圧のバラッキも小さくするこ
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・・・・・・コンブレッサー
、８・・・・・・陽極導出線、９・・・・・・ステンレ
ス板。

Claims (5)

【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その表面に付着させ、その後、
   この電極体を１２０℃〜１８０℃で加熱して前記硝酸マ
   ンガン溶液の一部に熱分解反応を起こさせて半固体状の
   粘稠な物質を生成し、かつその表面に静電気により電解
   質の粉末粒子層を吸着形成し、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）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その表面に付着させ、その後、
   この電極体を１２０℃〜１８０℃で加熱して前記硝酸マ
   ンガン溶液の一部に熱分解反応を起こさせて半固体状の
   粘稠な物質を生成し、その後、室温にて１０秒間以上吸
   湿させて低粘稠化し、かつその表面に静電気により電解
   質の粉末粒子層を吸着形成する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。
3. （３）電解質の粉末粒子が二酸化マンガン粉末粒子であ
   る請求項１または請求項２記載の固体電解コンデンサの
   電解質層の形成方法。
4. （４）電解質の粉末粒子が水酸化マンガン粉末粒子であ
   る請求項１または請求項２記載の固体電解コンデンサの
   電解質層の形成方法。
5. （５）電解質の粉末粒子が二酸化鉛粉末粒子である請求
   項１または請求項２記載の固体電解コンデンサの電解質
   層の形成方法。