JPH0722079B2 - 固体電解コンデンサの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、誘電体皮膜層上に化学的析出により形成され
た三酸化バナジウムの半導体層を有する性能の良好な固
体電解コンデンサの製造法に関する。

従来の技術 従来、二酸化マンガンを半導体層とする固体電解コンデ
ンサが知られている。しかしながら、この固体電解コン
デンサは、二酸化マンガンを誘電体皮膜層上に形成させ
る方法が硝酸マンガンを含んだ水溶液を高温で熱分解し
て形成させる方法であるため、誘電体皮膜（酸化皮膜）
が熱的に亀裂したり、さらには発生ガスによって化学的
に損傷するという問題がある。そのため、この固体電解
コンデンサに電圧を印加した際、その誘電体皮膜の欠陥
部に電流が集中し、絶縁破壊を起こす恐れがある。従っ
て、その耐電圧の信頼性を増すために、化成電圧を定格
電圧の３〜５倍にせねばならず、所定の容量を得るため
には、表面積の大きな大型の陽極体を使用せざるを得な
いという問題がある。

このような欠点を解決する方法として、有機半導体であ
るテトラシアノキノジメタン塩を電導性物質として使用
する方法（特開昭57−173928号公報等）が知られている
が、いかんせんテトラシアノキノジメタン塩のコストが
極めて高く、かつ塩であるため湿気に対して不安定であ
るという欠点がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、コストが安く、熱分解反応を利用せず
に、誘電体皮膜層上に導電体層を化学的析出によって形
成させた誘電正接が小さく、かつ漏れ電流の小さい性能
の良好な固体電解コンデンサを提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明者等は、鋭意検討した結果、誘電体皮膜層上に化
学的析出により三酸化バナジウムの半導体層を形成させ
ることにより、前記目的が有効に達せられることを見出
し、本発明に至った。即ち、本発明の方法に従えば、誘
電体皮膜層上に化学的析出により形成された三酸化バナ
ジウムの導電体層を有する固体電解コンデンサが提供さ
れる。

本発明における誘電体皮膜とは、当業界で周知であるア
ルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁金属の箔または焼
結体の酸化皮膜を意味し、公知の方法で得ることができ
る。

誘電体皮膜層上に三酸化バナジウムの半導体層を化学的
析出によって形成させるための反応母液としては、メタ
バナジン酸イオンおよび還元剤を含んだ溶液が使用され
る。

メタバナジン酸イオン種および還元剤には特に制限はな
く、メタバナジン酸イオン種を与える化合物の代表例と
しては、例えばメタバナジン酸ナトリウム，メタバナジ
ン酸アンモニウム等があげられる。一方、還元剤の代表
例としては、例えばリチウムアルミニウムハイドライ
ド，ナトリウムボロハイドライド，トリブチル水素化ス
ズ，ヒドラジン，亜鉛，次亜リン酸ナトリウム等があげ
られる。これらのメタバナジン酸イオン種を与える化合
物および還元剤は、それぞれ二種以上混合して使用して
もよい。

反応母液中のメタバナジン酸イオン濃度は、飽和溶解度
を与える濃度から0.03モル/lの範囲内であることが好ま
しい。反応母液中のメタバナジン酸イオンの濃度が0.03
モル/lより低い場合には、母液中のメタバナジン酸イオ
ン濃度が薄すぎるため塗布回数を多くしなければならな
いという難点がある。また、反応母液中のメタバナジン
酸イオンの濃度が飽和溶解度を超える場合は、増量添加
によるメリットが認められない。一方、反応母液中の還
元剤の濃度は、メタバナジン酸イオンに対してモル比で
３から0.5の範囲内であることが好ましい。反応母液中
の還元剤の濃度がメタバナジン酸イオンに対してモル比
で３より多いと、未反応の還元剤が残るためコスト高と
なり、また還元剤の濃度がメタバナジン酸イオンに対し
てモル比で0.5より少ないと、未反応のメタバナジン酸
イオンが残り電導性が悪くなるので好ましくない。

反応母液は、メタバナジン酸イオン種を与える化合物と
還元剤を同時に溶剤に溶解させて使用してもよく、また
は予めメタバナジン酸イオン種を与える化合物と還元剤
の溶剤溶液をそれぞれ別個に調製しておいて使用直前に
混合して使用してもよい。

使用される溶剤は、メタバナジン酸イオン種を与える化
合物および還元剤を溶解するものであればいずれでもよ
く、一般には水または有機溶媒が使用される。溶剤は、
使用するメタバナジン酸イオン種を与える化合物や還元
剤の種類によって適宜に選択される。

本発明の固体電解コンデンサは、誘電体皮膜を有するア
ルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用金属に、メタ
バナジン酸イオンおよび還元剤を含んだ反応母液を塗布
するか、または誘電体皮膜を有する弁作用金属を反応母
液に浸漬して、反応母液を誘電体皮膜に進入させ、放置
した後、水洗い乾燥して製造される。放置するときの温
度は、常温から100℃の範囲内であることが好ましい。
放置時間は、放置温度によって異なるので一概には決め
られず、通常は三酸化バナジウムの生成程度を観察判断
することによって適宜に決められる。

発明の効果 本発明の方法により製造される固体電解コンデンサは、
従来公知の固体電解コンデンサに比較して以下のような
利点を有している。

高温に加熱することなく誘電体皮膜層上に三酸化バナ
ジウム半導体層を形成できるので、陽極の誘電体皮膜を
損傷する恐れがなく、補修のための陽極酸化（再化成）
を行なう必要もない。そのため、定格電圧を従来の数倍
にあげることができ、同容量、同定格電圧のコンデンサ
を得るのに、従来のものに比較して形状を小型化でき
る。

漏れ電流が小さい。

高耐圧のコンデンサを作製することができる。

三酸化バナジウムの電導度が10^-2〜10⁰ｓ・cm^-1と十
分に高いためインピーダンスが低い。

高周波数特性が良い。

実施例 以下、実施例および比較例をあげて本発明をさらに詳細
に説明する。なお、各例の固体電解コンデンサの特性値
を表に示した。

実施例１ 厚さ100μｍのアルミニウム箔（純度99.99％）を陽極と
し、直流および交流の交互使用により、箔の表面を電気
化学的にエッチングして平均細孔径２μｍで、比表面積
を12m²/gとした。次いで、このエッチング処理したアル
ミニウム箔をホウ酸アンモニウムの液中で電気化学的に
処理してアルミニウム箔上に誘電体の薄層（アルミナ）
を形成した。

メタバナジン酸アンモニウムの濃度が0.6モル/lの水溶
液とナトリウムボロハイドライドの濃度が1.0モル/lの
水溶液を混合して反応母液を得た。この反応母液を直ち
に上記した誘電体薄層に塗布し、減圧下で３時間放置し
たところ、誘電体薄層上に三酸化バナジウム層が形成さ
れた。次いで、三酸化バナジウム層を水で充分洗浄した
後、110℃で３時間減圧乾燥した。三酸化バナジウム層
の上にカーボンペーストを塗布して乾燥した後、さらに
その上に銀ペーストを塗布して乾燥した。次いで、リー
ド線を半田付けした後、モールド外装して固体電解コン
デンサを作製した。

実施例２ 実施例１において、反応母液としてメタバナジン酸アン
モニウムの水溶液とナトリウムボロハイドライドの水溶
液の代りにメタバナジン酸ナトリウムの濃度が0.9モル/
lの水溶液と次亜リン酸ナトリウムの濃度が1.5モル/lの
水溶液を使用した以外は、実施例１と同様にして固体電
解コンデンサを作製した。

比較例１ 実施例１と同じ誘電体層をもったアルミニウム箔に、従
来公知の硝酸マンガンを300℃で熱分解することによっ
て二酸化マンガンを形成させて固体電解コンデンサを作
製した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体皮膜層上に、半導体層として三酸化
   バナジウムを化学的析出により形成することを特徴とす
   る固体電解コンデンサの製造法。
2. 【請求項２】三酸化バナジウムを化学的に析出させる反
   応母液がメタバナジン酸イオンと還元剤を含んだ溶液で
   ある特許請求の範囲第（１）項記載の固体電解コンデン
   サの製造法。