JPH06252001A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歩留まりならびに信頼性においても優れたも
のが得られ、且つ容易に量産することができる固体電解
コンデンサおよびその製造方法を提供することを目的と
する。 【構成】 多孔性陽極体６の表面に誘電体酸化皮膜８、
電解質層９を形成し、希薄高分子溶液に含浸し電解質層
９のピンホール１１、樹脂薄膜１０を形成し、次にコロ
イダルカーボン溶液に含浸することによりカーボン層１
２と、金属導電性塗料による陰極層１３を形成して固体
電解コンデンサを形成し、電解質層９のピンホール１１
にカーボン層１２を形成しないようにして信頼性の向上
を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器に利用され
る固体電解コンデンサおよびその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に固体電解コンデンサは、図４に示
すようにタンタル、アルミニウム等の弁作用金属よりな
る多孔性陽極体１に陽極酸化により誘電体酸化皮膜２を
形成し、そしてこの誘電体酸化皮膜２上に二酸化マンガ
ン層よりなる電解質層３を形成した後、コロイダルカー
ボン液に浸漬、乾燥することによりカーボン層４を形成
し、次に導電性銀塗料により陰極層５を形成して構成し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に多孔性陽極体１
は数μｍの弁作用金属粉末を形成し、真空中で焼成する
ことにより形成されているもので、極めて複雑な表面構
造をしており、前述した二酸化マンガン層よりなる電解
質層３の形成工程においては、誘電体酸化皮膜２を有す
る多孔性陽極体１の全表面を被覆するために、多孔性陽
極体１に硝酸マンガンを含浸させて熱分解することを数
回ないし十数回くり返すことによって行われている。

【０００４】しかしながら一般には熱分解により形成さ
れる二酸化マンガン層で多孔性陽極体１の誘電体酸化皮
膜２の全表面を完全に被覆することは困難であり、続い
てコロイダルカーボン液に浸漬、乾燥してなるカーボン
層４の形成工程において、コロイダルカーボンが二酸化
マンガンよりなる電解質層３のピンホールを通過し、誘
電体酸化皮膜２に直接接するか、またはごく近傍にカー
ボン層４が形成され、タンタル固体電解コンデンサの完
成品の漏れ電流特性不良や、製品の僅かな熱的物理的ス
トレスにより故障が発生し、信頼性を低下するものが存
在するという問題点があった。

【０００５】本発明はこのような問題点を解決するもの
で、完成品の歩留まりの向上、漏れ電流の特性安定化に
よる信頼性の高い固体電解コンデンサおよびその製造方
法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の固体電解コンデンサは、誘電体酸化皮膜を形
成した多孔性陽極体の表面に少なくともピンホール部に
樹脂薄膜を形成した電解質層、カーボン層、陰極層を形
成する構成としたものである。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、誘電体酸化皮膜を形成した
多孔性陽極体表面に電解質層を形成する際に残存するピ
ンホールに希薄高分子溶液による樹脂薄膜が形成され、
コロイダルカーボン液に浸漬したときにカーボン層がピ
ンホールを通じて誘電体酸化皮膜に直接接したり、又
は、ごく近傍に接近して形成することが防止でき、その
ことに起因する短絡不良の発生や信頼性低下の要因を減
少することができるものである。また、多孔性陽極体表
面に形成される電解質層も極めて多孔性であるため希薄
高分子溶液により形成された薄膜層も電解質層の極表面
では、次に形成されるカーボン層と電気的接触が取れる
ものである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。

【０００９】図１は本発明の固体電解コンデンサの一実
施例の断面図であり、図２は同要部の拡大断面図を示し
ている。

【００１０】図１，図２において、６は中央部にタンタ
ル線などの陽極導出線７を埋設するように数μｍのタン
タルやアルミニウムなどの弁作用金属粉末を成形し真空
中で焼成して形成された多孔性陽極体、８はこの多孔性
陽極体６を陽極酸化することにより表面に形成した誘電
体酸化皮膜、９はこの誘電体酸化皮膜８上に硝酸マンガ
ン溶液に含浸した後熱分解することを数回〜十数回くり
返すことによって形成した二酸化マンガンよりなる電解
質層、１０はこの電解質層９に形成されるピンホール１
１に形成された希薄高分子溶液により形成された樹脂薄
膜、１２は上記電解質層９上に形成されたコロイダルカ
ーボンからなるカーボン層、１３はこのカーボン層１２
上に形成された導電性銀塗料からなる陰極層、１４は陽
極導出線７の引出側とは反対側に形成された陰極導電体
層、１５は上記陽極導出線７および陰極導電体層１４の
一部を表出するように形成された外装樹脂、１６は上記
陽極導出線７の表出側に形成されたニッケルメッキから
なる陽極金属層、１７はこの陽極金属層１６上に形成さ
れた陽極半田層、１８は上記陰極導電体層１４の表出側
に形成されたニッケルメッキからなる陰極金属層、１９
はこの陰極金属層１８上に形成された陰極半田層であ
る。なお、２０は陽極導出線７にはめこまれたテフロン
ワッシャで電解質層９が陽極導出線７上に形成されるの
を阻止している。

【００１１】このような構成とすることにより、電解質
層９にはピンホール１１が残存することになるが、この
ピンホール１１内には樹脂薄膜１０が形成されているた
め、カーボン層１２を形成する際にコロイダルカーボン
がピンホール１１内に入りこまなくなるためカーボン層
１２が誘電体酸化皮膜８に直接接触したり、ごく近傍ま
で接近するといったことが無くなり、固体電解コンデン
サとしての短絡不良や信頼性低下の要因を排除すること
ができ品質面で著しく有利なものとすることができる。

【００１２】次に上記構成の固体電解コンデンサの製造
方法について図３に示すフローチャートを用いて説明す
る。数μｍのタンタルやアルミニウムなどの弁作用金属
粉末をタンタルなど陽極導出線７を中央部に埋設するよ
うに圧縮成形し、これを真空中で焼成して多孔性陽極体
６を形成し、この多孔性陽極体６の表面に陽極酸化によ
る誘電体酸化皮膜８を形成する。

【００１３】このように誘電体酸化皮膜８を形成した多
孔性陽極体６の陽極導出線７にはテフロンワッシャ２０
が挿着され、その後硝酸マンガン溶液中に含浸しては熱
分解して二酸化マンガンよりなる電解質層９を形成す
る。この電解質層９の形成には、所定の厚さを得るため
に硝酸マンガン溶液への含浸、熱分解の工程を数回〜十
数回繰返す。

【００１４】その後、水溶性セルロース系の希薄高分子
溶液に浸漬して少なくとも電解質層９に残存するピンホ
ール１１内に樹脂薄膜１０を形成する。この場合電解質
層９の外表面にも樹脂薄膜１０が形成されることになる
が、電解質層９自身も多孔性のため外表面に全面的に形
成されることはなく、かなりの部分で電解質層９が表出
する形となる。

【００１５】なお、電解質層９の外表面に一様に樹脂薄
膜１０が形成されるおそれがある場合には希薄高分子溶
液に浸漬した後、簡単に電解質層９の表面を洗浄してピ
ンホール１１内にのみ樹脂薄膜１０が形成されるように
することもできる。

【００１６】次に、少なくともピンホール１１内に樹脂
薄膜１０を形成した後、コロイダルカーボン液に浸漬し
乾燥してカーボン層１２を形成する。このとき、電解質
層９のピンホール１１内には樹脂薄膜１０が形成されて
いるため、ピンホール１１内までコロイダルカーボンは
入りこめず、電解質層９の外表面にのみカーボン層１２
が形成されることになる。

【００１７】このようにカーボン層１２を形成した後、
導電性銀塗料を塗布して硬化させて陰極層１３を形成す
る。この陰極層１３を形成した後、陽極導出線７の引出
側とは反対側に導電性銀塗料などを十分な厚さをもつよ
うに陰極導電体層１４を形成し、上記陽極導出線７の先
端の一部が表出するようにエポキシ系の樹脂でモールド
成形し外装樹脂１５を形成する。

【００１８】この外装樹脂１５の形成後、陰極導電体層
１４の一部が表出するように研磨あるいは外装樹脂１５
の切断を行い、陽極導出線７を外装樹脂１５の端面に沿
うように折曲げ、続いて全体にサンドブラストなどの処
理を施した後全面にニッケルメッキを施し、このニッケ
ルメッキの中央部を除去して陽極金属層１６、陰極金属
層１８に分離し、これらの上に半田メッキを施して陽極
半田層１７、陰極半田層１９を形成してチップタイプの
固体電解コンデンサを完成させる。

【００１９】このような方法とすることにより、カーボ
ン層１２が電解質層９のピンホール１１内に形成される
ことがないため、信頼性の高い固体電解コンデンサを得
ることができる。

【００２０】次に本発明の具体例について説明する。重
量９６mgのタンタル陽極体２４Ｖで化成し、誘電体酸化
皮膜を形成した。その後、比重１．３５（５０℃）の硝
酸マンガンを含浸させ、かつ２５０℃の熱風循環式熱分
解装置を用いて１０分間の熱分解を行った。この場合、
含浸−熱分解の操作を５回くり返して行った。さらに比
重１．８５（５０℃）の硝酸マンガンを含浸させ前記と
同条件で熱分解を行った。この場合、含浸−熱分解の操
作を３回くり返し二酸化マンガン層を形成した。次に
（表１）に示す水溶性セルロース系高分子溶液に含浸し
乾燥後、コロイダルカーボン液を含浸し乾燥してカーボ
ン層を形成し、さらに導電性塗料により陰極層を形成し
外部リードを設け、外装樹脂を施してタンタル固体電解
コンデンサを作成しそれらのコンデンサの特性、不良
率、信頼性を比較した。また、セルロース系高分子溶液
を含浸しない他は全く同一条件で作成したものを比較例
とした。それらの結果を（表１）（表２）に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】上記（表１）（表２）から明らかなよう
に、本発明の不良率は比較例に対して半減することにな
り、耐熱性試験での累積故障率も約１桁低く抑えること
もできる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明の固体電解コンデン
サおよびその製造方法によれば誘電体酸化皮膜を形成し
た多孔性陽極体の表面に二酸化マンガンよりなる電解質
層を形成した後に希薄高分子溶液に含浸し、二酸化マン
ガン層のピンホールや二酸化マンガン層の極めて薄い凹
部を高分子薄膜で被覆するため、その後にコロイダルカ
ーボン溶液に含浸することにより形成されるカーボン層
が誘電体酸化皮膜にカーボンが直接接したり極近傍に形
成されず、漏れ電流特性に関する歩留まりおよび熱的物
理的ストレスを受けたときの信頼性を向上することが可
能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体電解コンデンサの一実施例を示す
断面図

【図２】同要部の拡大断面図

【図３】同固体電解コンデンサの製造方法の一実施例を
示す要部のフローチャート

【図４】従来の固体電解コンデンサを示す要部の拡大断
面図

【符号の説明】

６ 多孔性陽極体 ７ 陽極導出線 ８ 誘電体酸化皮膜 ９ 電解質層 １０ 樹脂薄膜 １１ ピンホール １２ カーボン層 １３ 陰極層 １４ 陰極導電体層 １５ 外装樹脂 １６ 陽極金属層 １７ 陽極半田層 １８ 陰極金属層 １９ 陰極半田層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極導出線を具備した弁作用金属からな
   る多孔性陽極体の表面に誘電体酸化皮膜、少なくともピ
   ンホール部に樹脂薄膜を形成した電解質層、カーボン層
   および陰極層を形成してなる固体電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 陽極導出線を具備した弁作用金属からな
   る多孔性陽極体の表面に誘電体酸化皮膜を形成した後電
   解質層を形成し、この電解質層を形成した状態で希薄高
   分子溶液に含浸して少なくとも電解質層のピンホール部
   に樹脂薄膜を形成し、その上にカーボン層および陰極層
   を形成する固体電解コンデンサの製造方法。
3. 【請求項３】 希薄高分子液に含浸した後電解質層の外
   表面を洗浄して外表面に付着した樹脂薄膜を除去するよ
   うにした請求項２記載の固体電解コンデンサの製造方
   法。