JPH0722288A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサおよびその製造方法Info
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Abstract
条件下での使用において陰極層に割れや剥離が生じ、電
気的導通性が劣化する。この陰極層の割れ、剥離を防止
する。 【構成】陽極リード2が植立された弁作用金属からなる
陽極体1上に誘電体酸化被膜層4と二酸化マンガン層
5、グラファイト粉末を含有する二酸化マンガン層6、
グラファイト層7a(またはパラジウム入りグラファイ
ト層7b)銀ペースト層8a(またはニッケルめっき層
8b)を順次形成して固体電解コンデンサを構成するこ
とにより、陰極層の割れ、剥離を防止する。
Description
する。特に固体電解コンデンサの陰極取り出しの構造お
よびその製造方法に関する。
に示すように弁作用を有する金属の粉末が加圧成型され
てなる陽極体1に弁作用を有する金属線2が陽極リード
として予め植立されて真空中で焼結され、陽極酸化の手
法により陽極体1の外周面に誘電体酸化被膜層4が形成
され、この誘電体酸化被膜層の外周面に対向電極として
二酸化マンガン等の半導体酸化物層5が形成され、さら
に接触抵抗を減らすためのグラファイト層7aを介して
銀ペースト層8aが被着されて陰極層が形成されコンデ
ンサ素子が構成される。
陰極各層間の機械的な接続強度が小さく、高温,高湿,
高圧条件下での使用において陰極層に割れや剥離が生じ
電気的導通性が劣化し、誘電体損失やインピーダンスが
増大するという問題点があった。上述した電気的導通性
の劣化を抑制するために特開平2−11009号公報に
は図2(B)に示すように図2(A)と同一の材料を用
い、同一の工程を経て半導体酸化物層5まで形成した素
子をパラジウム粉末を混合したグラファイトペースト中
に浸漬、乾燥しパラジウム入りグラファイト層7bを形
成し、該パラジウム入りグラファイト層上に無電解めっ
きを行ない、無電解ニッケルめっき層8bを形成してい
る。
高温、高湿、高圧条件下での使用時に陰極各層間、特に
半導体酸化物層とグラファイト層の界面の割れ、剥離が
生じ、電気的導通性が劣化し、誘電体損失やインピーダ
ンスが増大するという問題点があった。
子、グラファイト粒子のマイグレーションにより、漏れ
電流が増大するという問題点もあった。
ンサは陽極リードが植立された弁作用金属からなる陽極
体上に誘電体酸化被膜層と半導体酸化物層、グラファイ
ト層および金属層が順次形成された陰極層を有する固体
電解コンデンサにおいて、前記半導体酸化物層とグラフ
ァイト層の間にグラファイト粉末を含有する半導体酸化
物層を有することを特徴として構成される。
陽極リードが植立された弁作用金属からなる陽極体上に
誘電体酸化被膜層と半導体酸化物層、グラファイト層お
よび金属層が順次形成された陰極層を有する固体電解コ
ンデンサにおいて、前記半導体酸化物層とグラファイト
層の間にグラファイト粉末を含有する半導体酸化物層を
有することを特徴として構成される。
する。
固体電解コンデンサの素子構造を示す模式断面図であ
る。
する金属の一つであるタンタル粉末を加圧成型し真空焼
結された陽極体1にはタンタル材の陽極リード2を植立
する。陽極リード植立面には樹脂層3を形成した後、陽
極酸化の手法により誘電体酸化被膜層4及び半導体酸化
物層である二酸化マンガン層5を形成する。次いで本発
明の方法を用い二酸化マンガン層5の外側にはグラファ
イト粉末を含有する二酸化マンガン層6を形成する。そ
の後、従来の製造方法に従いグラファイト層7a,銀ペ
ースト層8aを順次形成し本発明の固体電解コンデンサ
の素子を得た。
く、第一の実施例と同一の材料を用い同一の工程を経て
グラファイト粉末を含有する二酸化マンガン層6まで形
成した素子をパラジウム粉末を混合したグラファイトペ
ースト中に浸漬、乾燥しパラジウム入りグラファイト層
7bを形成し、このパラジウム入りグラファイト層7b
上に無電解めっきを行ない、無電解ニッケルめっき層8
bを形成し、固体電解コンデンサの素子を得た。
いて詳細に説明する。図3は本発明の固体電解コンデン
サの素子製造工程のフローチャートである。公知の手法
により二酸化マンガン層5まで形成された素子を硝酸マ
ンガン溶液にグラファイト粉末を懸濁した混合液に浸漬
した後、温度200〜250℃の雰囲気中で熱分解し、
グラファイト粉末を含有する二酸化マンガン層6(被着
厚み1μm〜5μm)を形成する。上記混合液は、それ
ぞれ重量比で硝酸マンガン溶液70%、グラファイト粉
末30%を混合し、有機溶剤で希釈したものを使用し
た。また上記混合液に用いたグラファイト粉末の粒径は
約1μmとした。
に該グラファイト粉末を含有する二酸化マンガン層6の
形成された素子を浸漬し、150〜200℃の雰囲気中
で乾燥してグラファイト層7aを形成する。このグラフ
ァイト層7aに用いたグラファイト粉末の粒径は、グラ
ファイト粉末を含有する二酸化マンガン層6に用いたグ
ラファイト粉末の粒径とほぼ同一とした。次に銀粉末、
エポキシ樹脂、硬化剤が混合され、酢酸ブチルで希釈さ
れた銀ペースト中に素子を浸漬し、150〜200℃の
雰囲気中で乾燥硬化し銀ペースト層8aを形成し、本発
明の第一の実施例の固体電解コンデンサの素子とした。
実施例と同一の材料を用い、同一の工程を経てグラファ
イト粉末を含有する二酸化マンガン層6まで形成された
素子をグラファイト粉末、パラジウム粉末を懸濁した溶
液中に浸漬し、150〜200℃の雰囲気中で熱硬化し
てパラジウム入りグラファイト層7bを形成する。更に
パラジウム入りグラファイト層7b上には、めっき液と
して例えばジメチルアミノボランを還元剤とする無電解
ニッケルめっき液を使用して、めっきを行ない、ニッケ
ルめっき層8bと形成し、本発明の実施例の固体電解コ
ンデンサの素子とした。
ついて述べる。以上述べた本発明の二つの実施例と二つ
の従来例の固体電解コンデンサの中から任意に20個ず
つ抜取り、プレッシャークッカー試験(120℃、2気
圧の雰囲気に100hr無負荷で放置)に供した。図4
(A),(B)はそれぞれ本発明の第一の実施例の固体
電解コンデンサ、および第一の実施例の固体電解コンデ
ンサ(いずれも銀ペースト品)のtanδ(周波数12
0Hzにて測定)の推移を示す図である。第一の従来例
の固体電解コンデンサはtanδが著るしく劣化し、5
0hr後には測定不能のものがあった。一方、本発明の
第一の実施例の固体電解コンデンサでは100hr後で
もtanδの増加は、ごくわずかで経時劣化が少ない。
明の第二の実施例の固体電解コンデンサおよび第二の従
来例の固体電解コンデンサ(いずれもニッケルめっき
品)でプレッシャークッカー試験に供した時のtanδ
(周波数120Hzにて測定)の推移を示す図である。
本発明の第二の実施例の固体電解コンデンサは第二の従
来例の固体電解コンデンサに比してtanδが著るしく
小さく、経時劣化も少ない。
ンガン層6は二酸化マンガン層5とグラファイト層7
a,7bの性質を併せ持つため界面抵抗が低減され、イ
ンピーダンスを低減する効果を有する。図6は本発明の
第一の実施例および第一の従来例の固体電解コンデンサ
(いずれも銀ペースト品)のインピーダンス〜周波数特
性を示す図である。図7は本発明の第二の実施例および
第二の従来例の固体電解コンデンサ(いずれもニッケル
めっき品)のインピーダンス〜周波数特性を示す図であ
る。上記グラファイト粉末を含有する二層化マンガン層
6を有する固体電解コンデンサは従来例の固体電解コン
デンサに比してインピーダンス(106 Hz付近でのボ
トム値)は半分以下である。
いているが、弁作用を有するニオブ、チタン、アルミニ
ウム等の金属を用いてもよいことは勿論である。
層とグラファイト層の間にグラファイト粉末を含有する
半導体酸化物層を有することを特徴とする固体電解コン
デンサは、 (1)グラファイト粉末を含有する半導体酸化物層とグ
ラファイト層の界面でグラファイト粉末同士が凹凸をつ
くり、アンカー効果により、半導体物層とグラファイト
層の界面の割れ、剥離が防止され、高温、高湿、高圧条
件下での使用でもtanδの劣化を解消できる。
酸化物層は、半導体酸化物層とグラファイト層の双方の
性質を併せ持つため界面抵抗が低減され、インピーダン
スを従来品の半分以下にまで低減することが可能とな
る。
の実施例の固体電解コンデンサの素子構造を示す模式断
面図。
の固体電解コンデンサ素子構造を示す模式断面図。
ンサの製造工程を示すフローチャート。
の従来例の固体電解コンデンサをプレッシャークッカー
試験に供した時のtanfの推移を示す特性図。
の従来例の固体電解コンデンサをプレッシャークッカー
試験に供した時のtanfの推移を示す特性図。
の実施例の固体電解コンデンサのインピーダンス〜周波
数特性を示す特性図。
従来例の固体電解コンデンサのインピーダンス〜周波数
特性を示す特性図。
Claims (5)
- 【請求項1】 陽極リードが植立された弁作用金属から
なる陽極体上に誘電体酸化被膜層と半導体酸化物層、グ
ラファイト層および金属層が順次形成された陰極層を有
する固体電解コンデンサにおいて、前記半導体酸化物層
とグラファイト層の間にグラファイト粉末を含有する半
導体酸化物層を有することを特徴とする固体電解コンデ
ンサ。 - 【請求項2】 前記グラファイト粉末を含有する半導体
酸化物層のグラファイト粉末の粒径を0.1ミクロン〜
10ミクロンとしたことを特徴とする請求項1記載の固
体電解コンデンサ。 - 【請求項3】 前記グラファイト粉末を含有する半導体
酸化物層のグラファイト粉末の含有量が重量比で5〜5
0%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。 - 【請求項4】 前記グラファイト粉末を含有する半導体
酸化物層のグラファイト粉末の粒径とグラファイト層の
グラファイト粉末の粒径がほぼ同一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。 - 【請求項5】 陽極リードが植立された弁作用金属から
なる陽極体を形成する工程と、該陽極体上に誘電体酸化
被膜層を形成し、該誘電体酸化被膜層上に半導体酸化物
層、グラファイト層、金属層を順次形成し陰極層とする
工程とを有することを特徴とする固体電解コンデンサの
製造方法において前記半導体酸化物層とグラファイト層
の間にグラファイト粉末を含有する半導体酸化物層を形
成する工程を有することを特徴とする固体電解コンデン
サの製造方法。
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