JPH04177811A - 固体電解コンデンサの電解質層の形成方法 - Google Patents

固体電解コンデンサの電解質層の形成方法

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JPH04177811A
JPH04177811A JP30744290A JP30744290A JPH04177811A JP H04177811 A JPH04177811 A JP H04177811A JP 30744290 A JP30744290 A JP 30744290A JP 30744290 A JP30744290 A JP 30744290A JP H04177811 A JPH04177811 A JP H04177811A
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JP
Japan
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electrode body
nitrate solution
manganese nitrate
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silicon dioxide
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JP30744290A
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Junichi Kurita
淳一 栗田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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 本発明は誘電体層を保護する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 従来の固体電解コンデンサは、タンタル、アルミニウム
、ニオブ、チタンなどの弁作用を有する金属の粉末に、
弁作用を有する金属よりなるリード線を植設して加圧成
形し、かつ焼結したコンデンサ素子の表面に、誘電体酸
化皮膜、二酸化マンガン層、カーボン層、銀ペイント層
を順次形成した後、外部引出しリード線を導出し、そし
てコンデンサ素子を含む主要部分を外装樹脂で外装する
ことにより構成していた。
そして、この固体電解コンデンサにおける二酸化マンガ
ン層の形成の第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含浸させた後、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、その後、引き続いて比重の高い高濃度の硝酸マ
ンガン溶液に含浸させた後、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層を形成し
ていた。また、第2の方法は、第1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
に二酸化珪素粉末粒子を分散させた液に含浸させ、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問題点があ
った。すなわち、第1の方法では、必要で、かつ充分な
厚さの二酸化マンガン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(
なってコスト高になるとともに、表面に均一な二酸化マ
ンガン層が得られにくいという問題点があった。そして
また必要で、かつ充分な厚さの二酸化マンガン層を少な
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問題点が
あった。
また第2の方法は、硝酸マンガン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、溶液
中の二酸化珪素粉末粒子を常に均一に分散させておくこ
とが難しいこと、および浸漬により表面に均一な分散液
として付着させることが難しいことにより、不均一な二
酸化マンガン層になるという問題点があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、電極体の表面に一定の厚さで非常に均一な電解質
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、第1の手段として、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なる電極体に硝酸マンガン溶液を
含浸させ、その後、その表面に静電気により二酸化珪素
粉末粒子を均一に吸着させ、さらに引き続いて前記硝酸
マンガン溶液の熱分解を行って電解質層を形成するよう
にしたものである。
また、近年、固体電解コンデンサの主材料である弁作用
金属粉末は微細化が進んでいるが、この弁作用金属粉末
が微細化されると容量の引き出し性が悪くなる傾向にあ
るため、本発明は上記した方法で電解質層を形成する場
合に、第2の手段として、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
てなる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予め二酸化
マンガンを満たしたコンデンサ素子を用いるようにした
ものである。
そしてまた上記容量の引き出し性が悪くなることに伴っ
て損失角の正接値(tanδ)は大きくなってきている
もので、これらを解決するために、本発明は第3の手段
として、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た電極体に硝酸マ
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予め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
させるとともに、その表面に静電気により二酸化珪素粉
末粒子を均一に吸着させ、その後、さらに引き続いて前
記硝酸マンガン溶液の熱分解を行い、さらにその後、引
き続いて硝酸マンガン溶液の含浸と熱分解を行う工程を
数回繰り返して電解質層を形成する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、電極体の表面に一定の厚さで非常に均一
な電解質層を極めて容易に形成することができ、その結
果、工程のトラブルを大幅に解消することができるため
、生産性の向上が図れる。また少ない熱分解回数で必要
な厚さの電解質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。
そしてまた電解質層を形成する場合、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
必要な厚さの電解質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。
さらに前述したように電極体の表面に一定の厚さで非常
に均一な電解質層を形成することができるため、工程歩
留まりの向上が図れるとともに、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、かつ耐圧のばらつきも小さくすることができるなど
、固体電解コンデンサの大幅な品質の向上が図れるもの
である。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。第1図は本発明の一実施例における固体電解コ
ンデンサの電解質層の形成方法に用いた静電咬着装置の
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り、そしてこの吸着槽1
と静電エアースプレーガン2の間に、10kV〜100
kVの高電圧発生装置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おり、さらに前記静電エアー
スプレーガン2には、エアーで二酸化珪素粉末粒子が送
り込めるコンプレッサーを備え、かつ二酸化珪素粉末粒
子を収容するタンク5が接続されている。
前記電極体4 ハMl 4.0mm、横3.0M、 長
す1.4簡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、−
船釣な陽極酸化方法により1)5V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するもの
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、25
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、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、二酸化珪素粉末粒子を収容
するタンク5より粒子径7〜40μmの二酸化珪素粉末
粒子8を静電エアースプレーガン2により50瞳/−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30μm〜50μmの二酸化珪素粉
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
電気により二酸化珪素粉末粒子に電荷を帯電させると、
二酸化珪素粉末粒子は、マイナスに帯電され、そしてこ
の二酸化珪素粉末粒子がアースされた電極体4に近づく
と、二酸化珪素粉末粒子は電極体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
た二酸化珪素粉末粒子が引き付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の表面に均一な二酸化珪素の粒子層を形成す
ることができる。
このとき、同時に前記電極体4の表面に二酸化珪素の粉
末粒子を吸着させた後、続いて250 tの電気炉で5
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材的作用で電極体
4の表面の二酸化珪素粉末粒子は電極体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
の二酸化珪素粉末粒子層だけが密着することになる。
ソシてこの熱分解の後、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珪素粉末粒子は
水をかけて除去した。この場合、水板外に振動を与える
か、またはスプレーエアーを吹きつけることによっても
、前記二酸化珪素粉末粒子は容易に除去することができ
るものである。
その後、さらに引き続いて、前記電極体4を比重1.4
0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、250℃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回繰り返して電解質層を形成した
またこの後、引き続いて、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、さらに樹脂外装を施すことにより、35V6
.8μFの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。比
較のために従来例で述べた第1の方法で作成したコンデ
ンサの特性を併せて示す。
(以下余白) 第1表 工程歩留まりと耐電圧の測定結果(35V6.8μF)
第2表 高温負荷試験、耐湿性試験の短絡不良率(35V6.8
 tt F ) 上記第1表および第2表から明らかなように、本発明の
一実施例における固体電解コンデンサの電解質層の形成
方法によれば、工程歩留まりの向上が図れるとともに、
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、かつ耐電圧のばらつきも小さ
くすることができる等、従来の方法では得られない品質
の向上を図ることができるものである。
また前記電極体4の表面に吸着させる二酸化珪素粉末粒
子層の厚さは、二酸化珪素粉末粒子の吐出時間および吐
出距離などを変えることにより、調整することができる
。二酸化珪素粉末粒子の粒子径は、あまり小さいと、粒
子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などにより押し上げられ
易くなり、その結果、電極体4の表面に均一に形成させ
た電解質層が破壊されるため、平均粒子径は7μm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(なって均一な吸着が難しくなるため、40μm以
下が望ましいことを実験的に確認した。
なお、上記一実施例においては、陽極導出&I6と、電
極体4を構成する多孔質体をそれぞれ弁作用金属である
タンタルにより構成したものについて説明したが、アル
ミニウム、チタンなどの弁作用金属で構成しても良いこ
とは言うまでもない。
発明の効果 以上のように、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、電極体の表面に一定の厚さで非常
に均一な電解質層をきわ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、生産性の向上が図れる。
また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。
そしてまた電解質層を形成する場合、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
必要な厚さの電解質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。
さらに前述したように電極体の表面に一定の厚さで非常
に均一な電解質層を形成することができるため、工程歩
留まりの向上が図れるとともに、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、かつ耐電圧のばらつき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図れるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における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・・・・・・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、5・・・・・・タンク、6・・・・・
・陽極導出線、7・・・・・・ステンレス板、8・・・
・・・二酸化珪素粉末粒子。

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した多孔質
    体の表面に誘電体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、その後、その表面に静電気により
    二酸化珪素粉末粒子を均一に吸着させ、さらに引き続い
    て前記硝酸マンガン溶液の熱分解を行って電解質層を形
    成する工程を有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。
  2. (2)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た電極体に硝酸マン
    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予め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
    せるとともに、その表面に静電気により二酸化珪素粉末
    粒子を均一に吸着させ、その後、さらに引き続いて硝酸
    マンガン溶液の熱分解を行って電解質層を形成する工程
    を有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)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た電極体に硝酸マン
    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予め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
    せるとともに、その表面に静電気により二酸化珪素粉末
    粒子を均一に吸着させ、その後、さらに引き続いて硝酸
    マンガン溶液の熱分解を行い、さらにその後、引き続い
    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
    り返して電解質層を形成する工程を有することを特徴と
    する固体電解コンデンサの電解質層の形成方法。
  4. (4)静電気の帯電電圧は10kV以上である請求項1
    、2、3のいずれかに記載の固体電解コンデンサの電解
    質層の形成方法。
  5. (5)使用する二酸化珪素の粉末粒子径は7μm以上で
    、かつ40μm以下である請求項1、2、3のいずれか
    に記載の固体電解コンデンサの電解質層の形成方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010082561A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Dainippon Printing Co Ltd 積層体の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010082561A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Dainippon Printing Co Ltd 積層体の製造方法

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