JPH0722285A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

固体電解コンデンサの製造方法

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JPH0722285A
JPH0722285A JP15030093A JP15030093A JPH0722285A JP H0722285 A JPH0722285 A JP H0722285A JP 15030093 A JP15030093 A JP 15030093A JP 15030093 A JP15030093 A JP 15030093A JP H0722285 A JPH0722285 A JP H0722285A
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JP
Japan
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manganese dioxide
electrolytic capacitor
solid electrolytic
surfactant
manganese
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Application number
JP15030093A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Yoshida
雅憲 吉田
Masakazu Tanahashi
正和 棚橋
Yasuhiko Nakada
泰彦 中田
Tetsuyuki Okano
哲之 岡野
Yoshiki Murakami
義樹 村上
Takashi Ida
隆 伊田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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、小形高容量化を可能にするとともに、tanδ、漏
れ電流、高周波特性の改良を目的とするものである。 【構成】 弁金属の多孔質電極体1上に形成された陽極
酸化皮膜2上に、界面活性剤を添加した硝酸マンガン水
溶液を含浸させた後、熱分解することにより二酸化マン
ガン層3を形成したために、二酸化マンガンが陽極酸化
皮膜全面に付着し、被覆率が向上し高容量となり、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。か
つ細孔内部のつまり具合が改善されるために、導電パス
が広がり低抵抗となり、tanδ、高周波におけるイン
ピーダンスが低減するという優れた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】従来、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経る方法が
知られている。
【0003】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を数回ないし十数回くり返すこと
によって行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】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上記酸化皮膜が
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。
【0005】すなわち、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。
【0006】しかし、例えば30,000CV/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、50,000CV/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、tanδ、イン
ピーダンス、漏れ電流が大きくなるという課題が存在す
る。
【0007】本発明は、上記従来の電解コンデンサの課
題を解決するもので、二酸化マンガンを微細な細孔内部
にまで形成し、小形高容量化を可能にするとともに、t
anδ、漏れ電流、高周波特性が優れた固体電解コンデ
ンサを製造する方法を提供することを目的とするもので
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、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、界面活性剤
を添加した硝酸マンガン水溶液を含浸させた後、熱分解
することにより二酸化マンガン層を形成する固体電解コ
ンデンサの製造方法である。
【0009】
【作用】本発明によれば、硝酸マンガン水溶液に界面活
性剤を添加し、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
るため、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。かつ細孔内部の
つまり具合が改善されるために、導電パスが広がり低抵
抗となる。
【0010】このように被覆率が向上することで高容量
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。
【0011】また、導電パスが広がり低抵抗となるため
に、tanδ、高周波におけるインピーダンスが低減す
る。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0013】(実施例1)図1に示すように、使用した
タンタル電極体1は、42,000CV/gの微細粉の
焼結体を80℃のリン酸溶液中で20Vで化成を行い、
酸化皮膜2を形成したものである。
【0014】そこでまず、図1に示すように、界面活性
剤ポリオキシエチレンアルキルアミンを0.1重量%添
加した3mol/l硝酸マンガン水溶液を含浸させ28
0℃で熱分解し、これを5回繰り返し、続いて0.1重
量%添加した5.9mol/l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、二酸化マンガン層3を形成した。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。
【0015】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、tanδ、インピーダンス、漏れ電流
を、界面活性剤を添加しない硝酸マンガン溶液を用いて
二酸化マンガン層3を形成させ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。
【0016】
【表1】
【0017】静電容量、tanδは120Hzで測定
し、インピーダンスは1MHzで測定し、漏れ電流は6
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285μF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
り分かるように、本実施例によれば、硝酸マンガン水溶
液に界面活性剤を添加し、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
が含浸されるため、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。同
時に熱分解工程において、細孔の入口付近に二酸化マン
ガンが付着して細孔内部への入口をふさいでも、次の硝
酸マンガン溶液が濡れやすいために細孔内部に侵入し、
細孔内部に二酸化マンガンが形成され、つまり具合が改
善されるために、導電パスが広がり低抵抗となり、ta
nδ、高周波におけるインピーダンスが低減する。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
有しいる二酸化マンガン量が増え漏れ電流が低減する。
【0018】また、高濃度溶液でも細孔内部に入りやす
いため、一度の熱分解で大量の二酸化マンガンを付着さ
せることができるので、熱分解工程の回数を低減でき、
熱分解時に発生する熱ストレスによる特性悪化が抑えら
れ、またコストの低減も可能である。また、硝酸マンガ
ン溶液にアンモニアを添加してスラリー化させた溶液に
も適用できる。さらに、弁金属がアルミニウム、チタン
であっても適用できる。
【0019】本発明では、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特に限定するものではな
い。
【0020】(実施例2)本発明の第2の実施例とし
て、(実施例1)に示した方法で、(表2)に示す各種
界面活性剤を添加して作製したコンデンサと各界面活性
剤の種類との関係を(表3)に示す。
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】(表3)より明らかなように非イオン性界
面活性剤の一例ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル、陽イオン性
界面活性剤の一例ステアリルトリメチルアンモニウムク
ロライド、両性界面活性剤の一例ラウリルジメチルアミ
ンオキシドが、コンデンサ特性を改善させることがで
き、これに反して陰イオン性界面活性剤の一例ラウリル
硫酸アンモニウムは特性を改善させることかできなかっ
た。
【0024】なお、陽イオン性界面活性剤の一例ステア
リルトリメチルアンモニウムクロライドについてはコン
デンサ特性向上に効果があるが、ハロゲン化物イオンを
含むため、弁金属が腐食されやすく、信頼性に問題があ
る。アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンにつ
いても含まないほうがよい。界面活性剤としては、強酸
である硝酸マンガン溶液に可溶で、かつ弁金属との界面
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。
【0025】(実施例3)本発明の第3の実施例とし
て、非イオン性界面活性剤の一例ポリオキシエチレンア
ルキルアミンの添加濃度とコンデンサの電気的特性との
関係を(表4)に示す。
【0026】
【表4】
【0027】(表4)から明らかなように、界面活性剤
の添加量が0.000001〜2重量%の範囲でコンデ
ンサ特性が向上しているが、好ましくは0.00001
〜1重量%の範囲がよい。
【0028】実施例2に示す他の界面活性剤についても
行った結果、効果の大小はあるものの界面活性剤の添加
量が0.000001〜2重量%の範囲でコンデンサ特
性が向上していた。
【0029】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、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、界面活性剤を添加した硝酸マンガン水溶液
を含浸させた後、熱分解することにより二酸化マンガン
層を形成するために、二酸化マンガンが陽極酸化皮膜全
面に付着し、被覆率が向上し高容量となり、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。また、細
孔内部のつまり具合が改善されるために、導電パスが広
がり低抵抗となるために、tanδ、高周波におけるイ
ンピーダンスが低減するという優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における固体電解コンデンサ
の製造方法を説明するための固体電解層を形成した状態
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 岡野 哲之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 村上 義樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (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 (4)

    【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、界面活性剤を添加した硝酸マンガン水
    溶液を含浸させた後、熱分解することにより、二酸化マ
    ンガン層を形成することを特徴とする固体電解コンデン
    サの製造方法。
  2. 【請求項2】 界面活性剤の添加量が、硝酸マンガン水
    溶液に対して0.00001〜1重量%であることを特
    徴とする請求項1記載の固体電解コンデンサの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 界面活性剤が、非イオン性界面活性剤、
    陽イオン性界面活性剤又は、両性界面活性剤であること
    を特徴とする請求項1または2記載の固体電解コンデン
    サの製造方法。
  4. 【請求項4】 界面活性剤が、アルカリ金属イオン、ア
    ルカリ土類金属イオン、又は、ハロゲン化物イオンを含
    まないことを特徴とする請求項1、2または3記載の固
    体電解コンデンサの製造方法。
JP15030093A 1993-06-22 1993-06-22 固体電解コンデンサの製造方法 Pending JPH0722285A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009296009A (ja) * 2002-03-28 2009-12-17 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP2014049520A (ja) * 2012-08-30 2014-03-17 Avx Corp 固体電解コンデンサの製造方法および固体電解コンデンサ
CN106952730A (zh) * 2017-03-21 2017-07-14 电子科技大学 一种钽电容器二氧化锰被覆液及其制备方法

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