JPH04177817A - タンタル固体電解コンデンサ - 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 本発明はタンタル固体電解コンデンサに関するものであ
る。

従来の技術 従来のタンタル固体電解コンデンサは第５図に示すよう
に、まずタンタル陽極導出線１をタンタル粉末中に埋没
させて形成した後、焼結することにより、タンタル多孔
質電極体２を構成し、その後、このタンタル多孔質電極
体２の表面上に陽極酸化によりタンタル陽極酸化被膜層
３を形成し、さらに熱分解により二酸化マンガンからな
る固体電解質層４および第１のカーボン層５を順次積層
形成し、その後、さらに銀導電性塗料を塗布して乾燥さ
せることにより陰極層６を形成したものをコンデンサ素
子とし、そしてこのコンデンサ素子のタンタル陽極導出
線１を溶接により陽極端子７に接続するとともに、陰極
層６を銀接着剤８により陰極端子９に接続した後、外装
樹脂１０を施すことによりタンタル固体電解コンデンサ
を構成していた。

前記陰極層としては、第１のカーボン層５の上に銀導電
性塗料を塗布して乾燥させることにより形成される銀陰
極層の伯、銅導電性塗料からなる銅陰極層、ニッケル導
電性塗料からなるニッケル陰極層、パラジウム導電性塗
料からなるパラジウム陰極層、半田を溶射してなる半田
陰極層、および第１のカーボン層５の上に第２のカーボ
ン層を形成し、この上にニッケル鍍金をしてなるニッケ
ル金属陰極層がある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記した従来の構成における銀陰極層の
場合は、高温高湿中で銀のマイグレーションが起こり電
気短絡故障を起こすという問題点を有していた。また銅
陰極層の場合は、高温高湿中で銀陰極層のようにマイグ
レーションは起こさないが、金属粉末が酸化されてｊａ
ｎδ値が大きくなるという問題点を有していた。パラジ
ウム陰極層の場合は、高温高湿中でマイグレーションは
起こさないが、コストが高いという問題点を有していた
。半田陰極層の場合は、高温高湿中でマイグレーション
は起こしにくいが、陰極端子との接続が悪＜、特にコン
デンサ素子が小さい時は、二酸化マンガン層上への半田
層形成が麹しいという問題点を有していた。またニッケ
ル金属陰極層の場合は、高温高湿中でマイグレーション
は起こさないか、鍍金でニッケル金属陰極層を形成する
ため、工数が増えて作業性が悪（なるという問題点を有
していた。そしてまたニッケル陰極層の場合は、高温高
温中でマイグレーションは起こさないが、初期ｔａｎδ
値が高く、かつ高温高湿中でｊａｎδ値が大きくなると
いう問題点を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、低コスト
で、かつ初期ｊａｎδ値が小さく、さらに高温高湿中で
はｔａｎδ値変化が小さくて電気短絡故障は起こらず、
しかも陰極層形成が容易に行えるタンタル固体電解コン
デンサ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 上記目的を達成するために本発明のタンタル固体電解コ
ンデンサは、タンタル陽極導出線を有するタンタル多孔
質電極体の表面上にタンタル陽極酸化被膜層を形成し、
その後、二酸化マンガン層からなる固体電解質層、カー
ボン層、陰極層を順次積層したものをコンデンサ素子と
し、前記タンタル陽極導出線を陽極端子に、陰極層を陰
極端子にそれぞれ接続した後、前記コンデンサ素子を樹
脂外装してなるタンタル固体電解コンデンサにおいて、
前記陰極層を、熱可塑性樹脂と、平均粒子径１０〜６０
μｍの酸化ニッケル粉末にパラジウム粉末を混合した混
合粉末、あるいは酸化ニッケル粉末にニッケル粉末をパ
ラジウム金属で被覆した粉末を混合した混合粉末とから
なる酸化ニッケル−パラジウム陰極層で構成したもので
ある。

作用 上記した構成によれば、陰極層を形成する粉末として、
酸化ニッケル粉末にパラジウム粉末を混合した混合粉末
、あるいは酸化ニッケル粉末にニッケル粉末をパラジウ
ム金属で被覆した粉末を混合した混合粉末を使用してい
るため、従来のパラジウム粉末だけのときより、陰極層
に占めるパラジウム金属の量を減少させることができ、
これにより、陰極層を形成する粉末の材料費の低減を図
ることができる。また混合粉末である酸化ニッケル粉末
は、ニッケル粉末を３００〜４００℃で加熱して薄い酸
化被膜を形成した酸化ニッケル粉末を使用し、そしてそ
の粉末粒子径を大きくすると、酸化しにくくなるととも
に、塗膜の抵抗値が小さくなることから塗膜状態を考慮
して比較的大きい平均粒子径１０〜６０μｍのものを使
用しているものである。

またニッケル粉末をパラジウム金属で被覆した粉末は、
外部からの化学的影響を受けても内部金属の性質は変わ
らず、ニッケル粉末を被覆したパラジウム金属の特性を
示すため、パラジウム粉末の代用として使用することが
できる。

そしてまた陰極層を酸化ニッケル粉末と熱可塑性樹脂か
ら形成した場合、外装を施していないと、高温高湿中で
酸化ニッケル粉末の酸化が激しくなってｊａｎδ値が大
きくなるが、本発明においては、酸化ニッケル粉末に化
学的に安定なパラシウム粉末を混合した混合粉末、ある
いは酸化ニッケル粉末にニッケル粉末をパラジウム金属
で被覆した粉末を混合した混合粉末を使用しているため
、酸化ニッケル粉末の酸化の影響を少なくすることがで
きる。この場合、混合粉末のパラジウム粉末、あるいは
ニッケル粉末をパラジウム金属で被覆した粉末の量が増
えるとｊａｎδ値は安定するが、粉末の材料費はコスト
アップとなるものである。さらにバインダーとして、耐
湿試験でコンデンサ素子とマツチングした熱可塑性樹脂
を使用しているため初期ｊａｎδ値を小さくすることが
できるとともに、高温高湿中でのｊａｎδ値変化を小さ
（することができる。

このように、上記構成によれば、低コストで形成するこ
とができ、かつ初期ｊａｎδ値が小さく、しかも高温高
湿中でのｊａｎδ値変化も小さく、さらには電気短絡故
障が起こることもないタンタル固体電解コンデンサを得
ることができるものである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。第１図は本発明の一実施例における固体電解コンデン
サで、酸化ニッケル−パラジウム陰極層からなるチップ
状タンタル固体電解コンデンサの側断面図を示したもの
である。

この第１図に示すように、タンタル金属粉末１００ｍｇ
に断面が円形の線径０．３ｍのタンタル線を埋設してタ
ンタル陽極導出線１１とし、かつこれらを−船釣な方法
で焼結することにより、３５Ｖ６．８μＦ用のタンタル
多孔質電極体１２を構成し、そして絶縁板をタンタル陽
極導出線１１の根本部に取付けた後、陽極酸化によりタ
ンタル多孔質電極体１２の表面にタンタル陽極酸化被膜
層１３を形成し、その後、二酸化マンガン層からなる固
体電解質層１４、カーボン層１５を順次形成し、さらに
このカーボン層１５の上に、平均粒子径４０μｍの酸化
ニッケル粉末：平均粒子径５μｍのパラジウム粉末ニア
クリル樹脂＝４２．５：４２．５：１５（重量配合比）
の混合物と適度の溶剤とからなる酸化ニッケル−パラジ
ウム導電性塗料を塗布して１２０℃で１０分乾燥させる
ことにより、酸化ニッケル−パラジウム陰極層１６を形
成してコンデンサ素子を構成している。

次に内部陰極端子を構成する酸化ニッケル−パラジウム
陰極層１６に銀接着材１７を塗布し、そしてこの上に外
部陰極端子１８を配設するとともに、この外部陰極端子
１８を酸化ニッケル−パラジウム陰極層１６に銀接着剤
１７を介して接続し、さらにタンタル陽極導出線１１と
外部陽極端子１９を溶接により接続する。この場合、前
記コンデンサ素子における酸化ニッケル−パラジウム陰
極層１６と外部陰極端子１８とが確実に接続されるよう
に少し加圧して１８０℃で６０分の条件で乾燥させて接
続するようにしている。その後、互いに反対方向の両端
に外部陰極端子１８と外部陽極端子１９が引き出される
ようにトランスファーモールド金型にセットして外装樹
脂２０を施し、そしてこの外部陰極端子１８と外部陽極
端子１９はコンデンサ本体の下方に向かって端面および
底面に沿わせて内側に折り曲げ加工することにより、チ
ップ状タンタル固体電解コンデンサを構成している。

以上のようにして構成されたチップ状タンタル固体電解
コンデンサは、陰極層が合成樹脂とパラジウム粉末とか
らなるものより低コストであり、かつ初期ｊａｎδ値も
小さく、しかも高温高質中におけるｊａｎδ値変化も小
さく、電気短絡故障は起こらないものとなる。

なお、前記酸化ニッケル−パラジウム導電性塗料を構成
するパラジウム粉末の代りに、ニッケル粉末をパラジウ
ム金属で被覆した粉末を使用しても上記一実施例と同様
の効果を得ることができる。

次に酸化ニッケル−パラジウム陰極層１６を構成する酸
化ニッケル粉末の粒子径について説明する。各粒子径の
酸化ニッケル粉末を、酸化ニッケル粉末：平均粒子径５
μｍのパラジウム粉末ニアクリル樹脂＝４２．５　：　
４２．５　：　１５　（重量配合比）の混合物と適度の
溶剤とで塗料化しておき、その後、カーボン層１５を形
成した３５Ｖ、６．８μＦの電極体素子に前記各粒子径
の酸化ニッケル−パラジウム導電性塗料を塗布し、かつ
１２０℃で１０分乾燥させて酸化ニッケル−パラジウム
陰極層１６を形成することにより、コンデンサ素子の組
み立てを行い、そしてこれらのｊａｎδ値を測定周波数
ｆ＝１ｋＨｚで測定した結果を第２図に示す。この第２
図は酸化ニッケル粉末の粒子径とｊａｎδ値の関係図を
示したもので、この第２図からも明らかなように、粒子
径が１０μｍより小さくなるとｊａｎδ値は太き（なり
、一方６０μｍ以上になると塗膜の表面状態が悪くなる
もので、このことから酸化ニッケル粉末の粒子径は１０
〜６０μｍが良い。

次に酸化ニッケル粉末とパラジウム粉末の重量配合比に
ついて説明する。平均粒子径３０μｍの酸化ニッケル粉
末と平均粒子径５μｍのパラジウム粉末とからなる重量
配合比の異なる各種混合粉末ニアクリル樹脂＝８５：１
５（重量配合比）の混合物を適度の溶剤で塗料化してお
き、その後、カーボン層１５を形成した３５Ｖ、６．８
μＦの電極体素子に前記各種混合粉末からなる酸化ニッ
ケル−パラジウム導電性塗料を塗布し、かつ１２０℃で
１０分乾燥させて酸化ニッケル−パラジウム陰極層１６
を形成することにより、コンデンサ素子の組み立てを行
い、そしてこれらのｊａｎδ値を測定周波数ｆ　＝　１
　ｋＨｚで測定した結果を第３図に示す。この第３図は
酸化ニッケル粉末とパラジウム粉末の配合比とｊａｎδ
値の関係図を示したもので、この第３図からも明らかな
ように混合粉末の酸化ニッケル粉末が増えると、ｊａｎ
δ値のバラツキは大きくなるものである。

上記した酸化ニッケル−パラジウム導電性塗料のバイン
ダーとして、熱硬化性樹脂（エポキシ。

フェノール）、熱可塑性樹脂（アクリル、ポリエステル
）を採用して各種の導電性塗料を作成し、これらをそれ
ぞれ３５Ｖ、６．８μＦの電極体素子に塗布して乾燥さ
せることにより、コンデンサ素子の組み立てを行い、そ
してこれらの耐湿試験をした結果を第４図に示す。この
第４図は各バインダー（樹脂）のＰＣＴ試験におけるｔ
ａｎδ値の変化図を示したもので、この第４図から明ら
かなように、熱可塑性樹脂の方が耐湿でのｊａｎδ値変
化は小さい。この場合の酸化ニッケル−パラジウム導電
性塗料は、平均粒子径３０μｍの酸化ニッケル粉末：平
均粒子径５μｍのパラジウム粉末：各種樹脂＝４２．５
　：　４２．５　：　１５　（重量配合比）の混合物と
適度の溶剤とからなり、乾燥条件は熱可塑性樹脂、熱硬
化性樹脂のいずれも１２０℃で１０分とした（熱硬化性
樹脂は現時点では未硬化であるが、接着剤の乾燥時に同
時に硬化するものである。）。

なお、パラジウム粉末の平均粒子径、パラジウム金属で
被覆したニッケル粉末の平均粒子径は、塗膜の抵抗値、
二酸化マンガン層との接触抵抗、塗膜の状態を考慮する
と、１〜６０μｍが望ましく、また前記パラジウム金属
の厚みは０．０１μｍ以上が特性的には望ましいもので
ある。

発明の効果 以上のように本発明のタンタル固体電解コンデンサは、
陰極引出し部の構造として、熱可塑性樹脂と、平均粒子
径１０〜６０μｍの酸化ニッケル粉末にパラジウム粉末
を混合した混合粉末、あるいは酸化ニッケル粉末にニッ
ケル粉末をパラジウム金属で被覆した粉末を混合した混
合粉末とからなる酸化ニッケル−パラジウム陰極層を設
けた構造としているため、従来のパラジウム陰極層を有
するタンタル固体電解コンデンサに比べ低コスト化が図
れ、また従来のニッケル陰極層を有するタンタル固体電
解コンデンサに比べ、初期ｊａｎδ値も小さく、かつ耐
湿試験におけるｊａｎδ値変化も小さいものが得られ、
しかも従来の銀陰極層を有するタンタル固体電解コンデ
ンサのように耐湿試験において金属イオンの移行が起こ
るということもショート不良の発生も防止できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すタンタル固体電解コン
デンサの縦断面図、第２図は酸化ニッケル粉末の粒子径
とｊａｎδ値の関係図、第３図は酸化ニッケル粉末とパ
ラジウム粉末の配合比とｊａｎδ値の関係図、第４図は
各バインダー（樹脂）のＰＣＴ試験におけるｔａｎδ値
の変化図、第５図は従来のタンタル固体電解コンデンサ
を示す縦断面図である。 １１・・・・・・タンタル陽極導出線、１２・・・・・
・タンタル多孔質電極体、１３・・・・・・タンタル陽
極酸化被膜層、１４・・・・・・固体電解質層、１５・
・・・・・カーボン層、１６・・・・・・酸化ニッケル
−パラジウム陰極層、１７・・・・・・銀接着剤、１８
・・・・・・外部陰極端子、１９・・・・・・外部陽極
端子、２０・・・・・・外装樹脂。 代理人の氏名　弁理士小鍜治明　ほか２名第１図 ｆ４−一固体電ｆＩＮ’ｔＲ／’？−外り隔ｉｓ子１５
−−・カーボン層　　　　、ご−外装樹脂ｔｚ　　　　
ｚｔｔ　　　　　　　Ｈ 第２図 酸化ニッケル粉本の粒子径　（μｍ）−チ第３図 ＃１４ｂ＝ッｒ）Ｌ／＃Ｉｔ−１０り５　　　２５　　
　ｚ５　　　　θシ昆合粉本の配合化 １４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　タンタル陽極導出線を有するタンタル多孔質電極体の
   表面上にタンタル陽極酸化被膜層を形成し、その後、二
   酸化マンガン層からなる固体電解質層、カーボン層、陰
   極層を順次積層したものをコンデンサ素子とし、前記タ
   ンタル陽極導出線を陽極端子に、陰極層を陰極端子にそ
   れぞれ接続した後、前記コンデンサ素子を樹脂外装して
   なるタンタル固体電解コンデンサにおいて、前記陰極層
   を、熱可塑性樹脂と、平均粒子径１０〜６０μｍの酸化
   ニッケル粉末にパラジウム粉末を混合した混合粉末、あ
   るいは酸化ニッケル粉末にニッケル粉末をパラジウム金
   属で被覆した粉末を混合した混合粉末とからなる酸化ニ
   ッケル−パラジウム陰極層で構成したことを特徴とする
   タンタル固体電解コンデンサ。