JPH07201656A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二酸化マンガンを微細な細孔内部にまで形成
し、小形大容量化を可能にするとともに、漏れ電流低減
を図るものである。 【構成】 弁金属の多孔質電極体上に形成された陽極酸
化皮膜上に、一度、二酸化マンガンを形成した(二酸化
マンガン形成工程)後に、界面活性剤を水もしくは酸を
含む水溶液に添加した溶液中で、少なくとも洗浄工程あ
るいは電圧を印加し陽極酸化皮膜を修復する工程(皮膜
修復工程)を行うことにより、陽極酸化皮膜上あるいは
二酸化マンガン上に界面活性剤を残留させ、次の硝酸マ
ンガン溶液の含浸性を向上させたため、熱分解して得ら
れる二酸化マンガンが陽極酸化皮膜全面に付着し、被覆
率が向上する。かつ被覆率が向上することで大容量とな
り、酸化皮膜と二酸化マンガン界面で酸化皮膜の修復能
力を有している二酸化マンガン量が増え、漏れ電流が低
減するという特性の固体電解コンデンサとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ特に固体電
解コンデンサの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】固体電解コンデンサの製造方法として
は、一般に、タンタル，アルミニウム，チタンなど、い
わゆる弁金属よりなる多孔体に陽極酸化により化成皮膜
を成長させる工程と、この化成皮膜上に二酸化マンガン
よりなる半導体層を形成する工程とを含む方法が知られ
ている。二酸化マンガン層を形成する工程は、化成皮膜
を有する多孔体に硝酸マンガン水溶液を含浸・付着させ
て熱分解する工程と、水洗あるいは水溶液中で電圧印加
し酸化皮膜を修復する工程を数回ないし十数回繰り返す
ことによって行われる。この際、タンタル電解コンデン
サやアルミ電解コンデンサでは酸化皮膜が薄く、かつ大
面積であるため酸化皮膜の損傷による漏れ電流の増加を
きたすおそれがあった。また、二酸化マンガンの比抵抗
は10Ω・cm程度であり、それほど低い値でなく、かつ細
孔内部に均質な二酸化マンガン層が形成されにくいた
め、高周波領域のインピーダンスも積層セラミックコン
デンサと比較して１オーダー以上高い値となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の電解コンデンサもますます小形大容量化が要求されて
きており、例えばアルミ電解コンデンサではエッチング
倍率を高くし、微細孔の中まで利用しようとしており、
タンタル電解コンデンサでは微細粉の焼結体を利用し比
表面積を大きくし細孔の中からも静電容量を取り出そう
と努力がなされている。しかし、例えば30000ＣＶ／gの
微細粉の焼結体のタンタル電解コンデンサと同等の大き
さで、50000ＣＶ／gの微細粉の焼結体のタンタル電解コ
ンデンサを二酸化マンガンを電解質として従来と同様に
作製した場合、静電容量の低下，漏れ電流が大きくなる
という欠点を有していた。本発明は、上記従来の問題点
を解決するもので、二酸化マンガンを微細な細孔内部に
まで形成し、小形大容量化を可能にするとともに、漏れ
電流の低減を図った固体電解コンデンサの製造方法を提
供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、弁金属の多孔質電極体上に形成された陽極
酸化皮膜上に、硝酸マンガン水溶液を含浸させ熱分解す
ることにより二酸化マンガン層を形成した後、界面活性
剤を水もしくは酸を含む水溶液に添加した溶液中で、少
なくとも洗浄工程あるいは電圧を印加し陽極酸化皮膜を
修復する工程を行うことを特徴とする固体電解コンデン
サの製造方法を実現するものである。

【０００５】

【作用】したがって、本発明によれば、多孔質電極体上
に形成された陽極酸化皮膜上に、一度、二酸化マンガン
を形成した後に、界面活性剤を水もしくは酸を含む水溶
液に添加した溶液中で、少なくとも洗浄工程あるいは電
圧を印加し陽極酸化皮膜を修復する工程を行うことによ
り、陽極酸化皮膜上あるいは二酸化マンガン上に界面活
性剤を残留させ、次の硝酸マンガン溶液の含浸性を向上
させたため、熱分解して得られる二酸化マンガンが陽極
酸化皮膜全面に付着し、被覆率が向上する。したがっ
て、被覆率が向上することで大容量となり、酸化皮膜と
二酸化マンガン界面で酸化皮膜の修復能力を有している
二酸化マンガン量が増え、漏れ電流が低減する。

【０００６】

【実施例】本発明の一実施例について図１に示す工程
図、図２に示す固体電解質層を形成した状態を示す断面
図を参照しながら説明する。使用したタンタル電極体１
は、29000ＣＶ／gの微細粉の焼結体を80℃のリン酸溶液
中で50Ｖで化成を行い、酸化皮膜２を形成したものであ
る。図１に示すようにタンタル電極体１に硝酸マンガン
水溶液を含浸させ260℃で熱分解し、一度、二酸化マン
ガン層を形成した後、界面活性剤ポリオキシエチレンア
ルキルアミンを0.2重量％添加した水で洗浄を５分間行
い、その後ポリオキシエチレンアルキルアミンを0.2重
量％添加した0.05％酢酸溶液中で40Ｖの電圧を５分間印
加し、皮膜修復工程を行った。この二酸化マンガン形成
工程，洗浄工程，皮膜修復工程を５回繰り返し、続いて
5.9mol／１硝酸マンガン水溶液を含浸させ240℃で熱分
解、これを３回繰り返し行うことによって形成した。そ
の後、カーボン層，銀導電性樹脂層からなる陰極引出電
極４を設けた。

【０００７】本実施例によるタンタル固体電解コンデン
サの静電容量，漏れ電流を、界面活性剤を添加しない
水，酢酸溶液を用いて洗浄工程もしくは皮膜修復工程を
行って作製したタンタル固体電解コンデンサの特性と比
較して(表１)に示した。

【０００８】

【表１】

【０００９】静電容量は120Hzで測定し、漏れ電流は20
Ｖの電圧を印加し１分後の電流値を測定した。また、こ
のコンデンサの理論容量は8.5μFであり、これと実際の
静電容量とを比較して被覆率を求めた。(表１)より本実
施例によれば、洗浄水または酢酸水溶液に界面活性剤を
添加することによって、陽極酸化皮膜上あるいは二酸化
マンガン上に界面活性剤を残留させ、次の硝酸マンガン
溶液の含浸性を向上させ、陽極酸化皮膜との界面張力を
低減させたために微小な細孔内部に硝酸マンガン水溶液
が含浸され、濡れ性向上のために二酸化マンガンが陽極
酸化皮膜全面に付着し、被覆率が向上し静電容量が大き
くなる。陽極酸化皮膜と二酸化マンガン界面で酸化皮膜
の修復能力を有している二酸化マンガン量が増え、かつ
洗浄水，酢酸水溶液の濡れ性が向上することで皮膜修復
を完全に行うために漏れ電流が低減する。

【００１０】本実施例では、洗浄工程も皮膜修復工程も
行ったが、本発明は陽極酸化皮膜上あるいは二酸化マン
ガン上に界面活性剤を残留させることが目的であるの
で、洗浄，皮膜修復工程のどちらか一方だけを行っても
よい。また、弁金属がアルミニウム，チタンであっても
適用できることは類推できる。なお、本発明は固体電解
コンデンサへの二酸化マンガンの形成方法を限定するも
のであって、二酸化マンガン−導電性高分子複合固体電
解質などの構成を限定するものではない。界面活性剤と
しては、水に可溶でかつ弁金属の酸化物との界面張力を
減少させ、濡れ性を向上させるものであればよいことは
いうまでもない。

【００１１】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明の
固体電解コンデンサは多孔質電極体上に形成された陽極
酸化皮膜上に、一度、二酸化マンガンを形成した後に、
界面活性剤を水もしくは酸を含む水溶液に添加した溶液
中で、少なくとも洗浄工程あるいは電圧を印加し陽極酸
化皮膜を修復する工程を行うことにより、修復作用をよ
り完全にするとともに、陽極酸化皮膜上あるいは二酸化
マンガン上に界面活性剤を残留させ、次の硝酸マンガン
溶液の含浸性を向上させたため、熱分解して得られる二
酸化マンガンが陽極酸化皮膜全面に付着し、被覆率が向
上する。したがって、被覆率が向上することで大容量と
なり、酸化皮膜と二酸化マンガン界面で酸化皮膜の修復
能力を有している二酸化マンガン量が増え、漏れ電流が
低減するという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を表す工程図である。

【図２】本発明の一実施例における固体電解質層を形成
した状態を表す断面図である。

【符号の説明】

１…タンタル電極体、 ２…酸化皮膜、 ３…二酸化マ
ンガン層、 ４…陰極引出電極。

フロントページの続き (72)発明者 伊田 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁金属の多孔質電極体上に形成された陽
   極酸化皮膜上に、硝酸マンガン水溶液を含浸させ熱分解
   することにより二酸化マンガン層を形成した後、界面活
   性剤を水もしくは酸を含む水溶液に添加した溶液中で、
   少なくとも洗浄工程あるいは電圧を印加し陽極酸化皮膜
   を修復する工程を行うことを特徴とする固体電解コンデ
   ンサの製造方法。