JPH0727848B2 - Method for manufacturing solid electrolytic capacitor - Google Patents

Method for manufacturing solid electrolytic capacitor

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JPH0727848B2
JPH0727848B2 JP62039205A JP3920587A JPH0727848B2 JP H0727848 B2 JPH0727848 B2 JP H0727848B2 JP 62039205 A JP62039205 A JP 62039205A JP 3920587 A JP3920587 A JP 3920587A JP H0727848 B2 JPH0727848 B2 JP H0727848B2
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晴義 渡部
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Showa Denko KK
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は高温で安定性の優れた固体電解コンデンサの製
造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor having excellent stability at high temperatures.

[従来の技術] 一般に固体電解コンデンサの素子は、弁作用金属からな
る陽極基体に酸化皮膜層を形成し、この酸化皮膜層の外
面に対向電極として二酸化マンガンなどの半導体層を形
成し、さらに銀ペースト等の導電体層を形成して接触抵
抗を減少している。
[Prior Art] Generally, in an element of a solid electrolytic capacitor, an oxide film layer is formed on an anode substrate made of a valve metal, and a semiconductor layer such as manganese dioxide is formed on the outer surface of the oxide film layer as a counter electrode. A conductor layer such as paste is formed to reduce the contact resistance.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら上記固体電解コンデンサは、高温長期寿命
試験を行なうと時間経過にともなって損失係数の増大を
もたらすという欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned solid electrolytic capacitor has a drawback that a loss coefficient increases with time when a high temperature long-term life test is performed.

本発明者等は、上記の問題点を解決すべく鋭意研究した
結果、まず半導体層を洗浄し、つづいて導電体層の成分
を種々変えることによって高温安定性が改良されること
を発見した。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the high temperature stability is improved by first cleaning the semiconductor layer and subsequently changing various components of the conductor layer.

本発明は、上記の発見に基づいてなされたもので、高温
安定性が長期にわたって劣化しない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。
The present invention has been made based on the above findings, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in which high temperature stability does not deteriorate for a long period of time.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、上記の目的を達成するためになされたもの
で、その要旨は弁作用を有する金属からなる陽極基体の
表面に、誘電体酸化皮膜、半導体層、導電体層を順次形
成してなる固体電解コンデンサの製造方法において、前
記半導体層の表面を洗浄した後、前記導電体層として半
導体を形成する金属酸化物粉と金属粉を主成分とするペ
ースト層を形成する工程からなる固体電解コンデンサの
製造方法、および前記半導体層の表面を洗浄した後、前
記導電体として金属粉と前記半導体層を形成する金属酸
化物粉、および金属塩粉とを主成分とするペースト層を
形成する工程からなる固体電解コンデンサの製造方法に
ある。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to achieve the above object, and its gist is to provide a dielectric oxide film, a semiconductor layer on the surface of an anode base made of a metal having a valve action. In a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor in which conductor layers are sequentially formed, a metal oxide powder for forming a semiconductor as the conductor layer and a paste containing metal powder as a main component after cleaning the surface of the semiconductor layer A method of manufacturing a solid electrolytic capacitor comprising a step of forming a layer, and after cleaning the surface of the semiconductor layer, mainly a metal powder as the conductor and a metal oxide powder forming the semiconductor layer, and a metal salt powder. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, which comprises the step of forming a paste layer as a component.

[発明の具体的構成および作用] 以下、本発明の固体電解コンデンサの製造方法について
説明する。
[Specific Configuration and Action of the Invention] Hereinafter, a method for manufacturing the solid electrolytic capacitor of the present invention will be described.

本発明の固体電解コンデンサの陽極として用いられる弁
金属基体としては、例えばアルミニウム、タンタル、ニ
オブ、チタン及びこれらを基質とする合金等、弁作用を
有する金属がいずれも使用できる。
As the valve metal substrate used as the anode of the solid electrolytic capacitor of the present invention, any metal having a valve action such as aluminum, tantalum, niobium, titanium and alloys having these as substrates can be used.

陽極基体表面の酸化皮膜層は、陽極基体表層部分に設け
られた陽極基体自体の酸化物層であってもよく、あるい
は、陽極基体の表面上に設けられた他の誘電体酸化物の
層であってもよいが、特に陽極弁金属自体の酸化物から
なる層であることが望ましい。いずれの場合にも酸化物
層を設ける方法としては、電解液を用いた陽極化成法な
ど従来公知の方法を用いることができる。
The oxide film layer on the surface of the anode substrate may be an oxide layer of the anode substrate itself provided on the surface layer of the anode substrate, or may be a layer of another dielectric oxide provided on the surface of the anode substrate. It may be present, but it is particularly preferable that the layer is made of an oxide of the anode valve metal itself. In any case, as a method for providing the oxide layer, a conventionally known method such as an anodization method using an electrolytic solution can be used.

また、本発明において使用する半導体層の組成及び作製
方法に特に制限はないが、コンデンサの性能を高めるた
めには二酸化鉛もしくは、二酸化鉛と硫酸鉛を主成分と
して、従来公知の化学的析出法、或は電気化学的析出法
で作製するのが好ましい。
Further, the composition of the semiconductor layer used in the present invention and the method for producing the same are not particularly limited, but in order to improve the performance of the capacitor, lead dioxide, or lead dioxide and lead sulfate as main components, and a conventionally known chemical deposition method are used. Alternatively, it is preferably produced by an electrochemical deposition method.

化学的析出法としては、例えば、鉛含有化合物と酸化剤
を含んだ反応母液から化学的に析出させる方法が挙げら
れる。
Examples of the chemical deposition method include a method of chemically depositing from a reaction mother liquor containing a lead-containing compound and an oxidizing agent.

鉛含有化合物としては、例えばオキシン、アセチルアセ
トン、ピロメコン酸、サリチル酸、アリザリン、ポリ酢
酸ビニル、ポルフィリン系化合物、クラウン化合物、ク
リプテート化合物等のキレート形成性化合物に鉛の原子
が配位結合もしくはイオン結合している鉛含有化合物、
クエン酸鉛、酢酸鉛、塩基性酢酸鉛、塩化鉛、臭化鉛、
過塩素酸鉛、塩素酸鉛、リードサルファメイト、六弗化
ケイ素鉛、臭素酸鉛、ホウフッ化鉛、酢酸鉛水和物、硝
酸鉛等があげられる。これらの鉛含有化合物は、反応母
液に使用する溶剤によって適宜選択される。溶剤として
は、水または有機溶媒が使用される。鉛含有化合物は、
2種以上混合して使用しても良い。
As the lead-containing compound, for example, a lead atom is coordinate-bonded or ion-bonded to a chelate-forming compound such as oxine, acetylacetone, pyromeconic acid, salicylic acid, alizarin, polyvinyl acetate, porphyrin compounds, crown compounds, and cryptate compounds. Lead-containing compounds,
Lead citrate, lead acetate, basic lead acetate, lead chloride, lead bromide,
Examples thereof include lead perchlorate, lead chlorate, lead sulfamate, lead hexafluoride, lead bromate, lead borofluoride, lead acetate hydrate, and lead nitrate. These lead-containing compounds are appropriately selected depending on the solvent used in the reaction mother liquor. Water or an organic solvent is used as the solvent. Lead-containing compounds are
You may use it in mixture of 2 or more types.

反応母液中の鉛含有化合物の濃度は、飽和溶解度を与え
る濃度から0.05モル/lの範囲内であり、好ましくは飽和
溶解度を与える濃度から0.1モル/lの範囲内であり、よ
り好ましくは飽和溶解度を与える濃度から0.5モル/lの
範囲である。反応母液中の鉛含有化合物の濃度が0.05モ
ル/l未満では、性能の良好な固体電解コンデンサを得る
ことができない。また反応母液中の鉛含有化合物の濃度
が飽和溶解度を越える場合は、増量添加によるメリット
が認められない。
The concentration of the lead-containing compound in the reaction mother liquor is in the range of 0.05 mol / l from the concentration giving the saturated solubility, preferably in the range of 0.1 mol / l from the concentration giving the saturated solubility, more preferably the saturated solubility. From the concentration giving 0.5 mol / l. If the concentration of the lead-containing compound in the reaction mother liquor is less than 0.05 mol / l, a solid electrolytic capacitor with good performance cannot be obtained. Further, when the concentration of the lead-containing compound in the reaction mother liquor exceeds the saturation solubility, the merit of increasing the addition amount is not recognized.

酸化剤としては、例えばキノン、クロラニル、ピリジン
‐N-オキサイド、ジメチルスルフォキサイド、クロム
酸、過マンガン酸カリ、セレンオキサイド、酢酸水銀、
酸化バナジウム、塩素酸ナトリウム、塩化第二鉄、過酸
化水素、サラシ粉、過酸化ベンゾイル等が挙げられる。
これらの酸化剤は、反応母液に使用する溶剤によって適
宜に選択すればよい。また酸化剤は、2種以上混合して
使用してもよい。
Examples of the oxidizing agent include quinone, chloranil, pyridine-N-oxide, dimethyl sulfoxide, chromic acid, potassium permanganate, selenium oxide, mercury acetate,
Examples thereof include vanadium oxide, sodium chlorate, ferric chloride, hydrogen peroxide, coconut powder, and benzoyl peroxide.
These oxidizing agents may be appropriately selected depending on the solvent used in the reaction mother liquor. Also, two or more oxidizing agents may be mixed and used.

酸化剤の使用量は、鉛含有化合物の使用モル量の0.1〜
5倍モルの範囲内であることが好ましい。酸化剤の使用
割合が鉛含有化合物の使用モル量の5倍モルより多い場
合は、コスト的にメリットはなく、また0.1倍モルより
少ない場合は、性能の良好な固体電解コンデンサが得ら
れない。
The amount of the oxidizing agent used is 0.1 to the molar amount of the lead-containing compound used.
It is preferably within a 5-fold molar range. If the proportion of the oxidizing agent used is more than 5 times the mole amount of the lead-containing compound used, there is no cost advantage, and if it is less than 0.1 times the mole amount, a solid electrolytic capacitor with good performance cannot be obtained.

二酸化鉛を主成分とする半導体層を形成する方法として
は、例えば鉛含有化合物を溶かした溶液と酸化剤を溶か
した溶液を混合して反応母液を調製した後、反応母液に
前記した酸化皮膜を設けた陽極基体を浸漬して化学的に
析出させる方法が挙げられる。
As a method of forming a semiconductor layer containing lead dioxide as a main component, for example, a reaction mother liquor is prepared by mixing a solution in which a lead-containing compound is dissolved and a solution in which an oxidizing agent is dissolved, and then the reaction mother liquor is coated with the above-described oxide film. A method of immersing the provided anode substrate and chemically precipitating it can be mentioned.

一方、電気化学的析出法としては、例えば本発明者等が
先に提案した高濃度の鉛含有化合物を含んだ電解液中で
電解酸化により二酸化鉛を析出させる方法等が挙げられ
る(特願昭61-26952)。
On the other hand, as the electrochemical deposition method, for example, the method proposed by the present inventors to deposit lead dioxide by electrolytic oxidation in an electrolytic solution containing a high-concentration lead-containing compound can be mentioned (Japanese Patent Application No. 2000-242242). 61-26952).

また、半導体層を本来、半導体の役割を果たす二酸化鉛
と絶縁物質である硫酸鉛を主成分とする層で構成すると
硫酸鉛の配合により、コンデンサの漏れ電流値を低減せ
しめることができる。一方、硫酸鉛の配合により半導体
層の電気伝導度が低くなるため損失係数値が大きくなる
が、従来の固体電解コンデンサと比較しても高水準の性
能を維持発現することができる。従って、半導体層を、
二酸化鉛と硫酸鉛の混合物で構成する場合、二酸化鉛を
10重量部以上100重量部未満に対して硫酸鉛を90重量部
以下という広範囲の組成で良好なコンデンサ性能を維持
発現することができるが、好ましくは二酸化鉛20〜50重
量部に対して硫酸鉛80〜50重量部、より好ましくは二酸
化鉛25〜35重量部に対して硫酸鉛75〜65重量部の範囲で
漏れ電流値と損失係数値のバランスが良好となる。二酸
化鉛が10重量部未満であると導電性が悪くなるために損
失係数が大きくなり、また容量が充分出現しない。
Further, when the semiconductor layer is composed of a layer containing lead dioxide which originally functions as a semiconductor and lead sulfate which is an insulating material as a main component, the leakage current value of the capacitor can be reduced by blending lead sulfate. On the other hand, the compounding of lead sulfate lowers the electric conductivity of the semiconductor layer and thus increases the loss coefficient value, but a high level of performance can be maintained and expressed even when compared with the conventional solid electrolytic capacitor. Therefore, the semiconductor layer is
If it is composed of a mixture of lead dioxide and lead sulfate,
Good capacitor performance can be maintained and expressed in a wide range of composition of 90 parts by weight or less of lead sulfate with respect to 10 parts by weight or more and less than 100 parts by weight, but lead sulfate is preferably used for 20 to 50 parts by weight of lead dioxide. 80 to 50 parts by weight, more preferably 25 to 35 parts by weight of lead dioxide, and 75 to 65 parts by weight of lead sulfate provide a good balance between the leakage current value and the loss coefficient value. If the amount of lead dioxide is less than 10 parts by weight, the conductivity is deteriorated, the loss factor increases, and the capacity does not appear sufficiently.

二酸化鉛と硫酸鉛を主成分とする半導体層は、例えば鉛
イオン及び過硫酸イオンを含んだ水溶液を反応母液とし
て化学的析出によって形成することができる。又、過硫
酸イオンを含まない適当な酸化剤を加えてもよい。
The semiconductor layer containing lead dioxide and lead sulfate as main components can be formed by chemical deposition using, for example, an aqueous solution containing lead ions and persulfate ions as a reaction mother liquor. Also, a suitable oxidizing agent containing no persulfate ion may be added.

母液中の鉛イオン濃度は、飽和溶解度を与える濃度から
0.05モル/l、好ましくは飽和溶解度を与える濃度から0.
1モル/l、より好ましくは飽和溶解度を与える濃度から
0.5モル/lの範囲内である。鉛イオンの濃度が飽和溶解
度より高い場合には、増量添加によるメリットがない。
また、鉛イオンの濃度が0.05モル/lより低い場合には、
母液中の鉛イオン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。
The concentration of lead ion in the mother liquor is calculated from
0.05 mol / l, preferably from a concentration giving a saturated solubility of 0.
1 mol / l, more preferably from a concentration that gives saturated solubility
Within the range of 0.5 mol / l. If the concentration of lead ions is higher than the saturation solubility, there is no merit by increasing the amount.
When the concentration of lead ions is lower than 0.05 mol / l,
There is a drawback in that the lead ions in the mother liquor are too thin and the number of times of application must be increased.

一方、母液中の過硫酸イオン濃度は鉛イオンに対してモ
ル比で5から0.05の範囲内である。過硫酸イオンの濃度
が鉛イオンに対してモル比で5より多いと、未反応の過
硫酸イオンが残るためコスト高となり、また過硫酸イオ
ンの濃度が鉛イオンに対してモル比で0.05より少ない
と、未反応の鉛イオンが残り導電性が悪くなるので好ま
しくない。
On the other hand, the concentration of persulfate ions in the mother liquor is in the range of 5 to 0.05 in terms of molar ratio with respect to lead ions. If the concentration of persulfate ion is more than 5 with respect to the lead ion, unreacted persulfate ion remains, resulting in higher cost, and the concentration of persulfate ion is less than 0.05 with respect to the lead ion. If so, unreacted lead ions remain and the conductivity deteriorates, which is not preferable.

鉄イオン種を与える化合物としては、例えばクエン酸
鉛、過塩素酸鉛、硝酸鉛、酢酸鉛、塩基性酢酸鉛、塩素
酸鉛、リードサルファメイト、六弗化ケイ素鉛、臭素酸
鉛、塩化鉛、臭化鉛等が挙げられる。これらの鉛イオン
種を与える化合物は2種以上混合して使用してもよい。
Examples of compounds that give iron ion species include lead citrate, lead perchlorate, lead nitrate, lead acetate, basic lead acetate, lead chlorate, lead sulfamate, lead hexafluoride, lead bromate, and lead chloride. , Lead bromide and the like. Two or more kinds of compounds that give these lead ion species may be mixed and used.

一方、過硫酸イオン種を与える化合物としては、例えば
過硫酸カリ、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等
が挙げられる。これらの過硫酸イオン種を与える化合物
は、2種以上混合して使用してもよい。
On the other hand, examples of the compound that provides the persulfate ion species include potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate. Two or more kinds of these compounds giving the persulfate ion species may be mixed and used.

また、酸化剤としては、例えば過酸化水素、次亜塩素酸
カルシウム、亜塩素酸カルシウム、塩素酸カルシウム、
過塩素酸カルシウム等が挙げられる。
Further, as the oxidizing agent, for example, hydrogen peroxide, calcium hypochlorite, calcium chlorite, calcium chlorate,
Examples thereof include calcium perchlorate.

次に、上述のようにして形成された半導体層は、超音波
洗浄により、その表面を洗浄する。
Next, the surface of the semiconductor layer formed as described above is cleaned by ultrasonic cleaning.

超音波洗浄を行う時に使用する媒体は、水またはアルコ
ール等の有機溶媒が用いられる。また、超音波洗浄を行
う時の出力、温度および超音波洗浄時間等については、
使用する陽極基体の種類、または形成された半導体層の
種類、組成等によって変化するため、あらかじめ行う予
備実験により決定される。また、半導体層の表面の洗浄
には、超音波洗浄に加えてエチルアルコール、メチルア
ルコール等の有機溶媒による洗浄、水洗浄などの工程が
入っても良く、これらの洗浄工程が付加されることによ
って超音波洗浄の効果はさらに良くなる。
As a medium used for ultrasonic cleaning, an organic solvent such as water or alcohol is used. Regarding the output, temperature, ultrasonic cleaning time, etc. when performing ultrasonic cleaning,
Since it varies depending on the type of anode substrate used, the type and composition of the formed semiconductor layer, it is determined by preliminary experiments conducted in advance. Further, in order to clean the surface of the semiconductor layer, in addition to ultrasonic cleaning, steps such as cleaning with an organic solvent such as ethyl alcohol and methyl alcohol, water cleaning, etc. may be included, and by adding these cleaning steps, The effect of ultrasonic cleaning is further improved.

次に、本発明において超音波洗浄された半導体層上に設
けられる誘電体層は、金属酸化物粉と金属粉を主成分と
したペースト層であって、特に金属酸化物粉としては半
導体層を形成する金属酸化物を用いるのが望ましい。ま
た、半導体層上に設けられる導電体層は、前記半導体層
を形成する金属酸化物粉と、金属塩粉と金属粉を主成分
としたペースト層であってもよい。半導体を形成する金
属酸化物粉(以下単に「金属酸化物粉」という)して
は、例えば二酸化マンガン、二酸化錫、二酸化タングス
テン、二酸化鉛、一酸化銅、一酸化亜鉛、一酸化ニッケ
ル、一酸化コバルト、二酸化チタン、三二酸化鉄、チタ
ン酸バリウム、酸化タンタル、三二酸化バナジウム、三
酸化タングステン等が挙げられ、特に導電性の良好な点
から二酸化鉛が望ましい。また、金属塩粉としては、例
えば、硫酸マンガン、硫酸コバルト、硫酸鉛、硫酸銅、
硫酸ニッケル、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭
酸鉛、炭酸マンガン等が挙げられ、特に硫酸鉛が望まし
い。更に、金属粉としては、例えば銀粉、金粉、パラジ
ウム粉、銅粉、ニッケル粉、銀と銅との合金粉、銀とニ
ッケルの合金粉、銀コート銅粉、銀コートニッケル粉、
銀コートカーボン粉およびこれらの合金粉が挙げられ
る。
Next, in the present invention, the dielectric layer provided on the ultrasonically cleaned semiconductor layer is a paste layer containing metal oxide powder and metal powder as the main components, and particularly as the metal oxide powder, the semiconductor layer is the semiconductor layer. It is desirable to use the metal oxide that forms. Further, the conductor layer provided on the semiconductor layer may be a metal oxide powder forming the semiconductor layer, and a paste layer containing metal salt powder and metal powder as main components. Examples of the metal oxide powder forming a semiconductor (hereinafter simply referred to as “metal oxide powder”) include manganese dioxide, tin dioxide, tungsten dioxide, lead dioxide, copper monoxide, zinc monoxide, nickel monoxide, and monoxide. Examples thereof include cobalt, titanium dioxide, iron sesquioxide, barium titanate, tantalum oxide, vanadium sesquioxide, tungsten trioxide and the like, and lead dioxide is particularly preferable from the viewpoint of good conductivity. As the metal salt powder, for example, manganese sulfate, cobalt sulfate, lead sulfate, copper sulfate,
Examples thereof include nickel sulfate, magnesium carbonate, calcium carbonate, lead carbonate, manganese carbonate, and the like, and lead sulfate is particularly desirable. Further, as the metal powder, for example, silver powder, gold powder, palladium powder, copper powder, nickel powder, alloy powder of silver and copper, alloy powder of silver and nickel, silver-coated copper powder, silver-coated nickel powder,
Examples thereof include silver-coated carbon powder and alloy powders thereof.

この金属粉は導電性ペーストの導電性を良好とならしめ
るために薄片状、サンゴ状であることが好ましいが、通
常の球状、あるいは球状に類似の形状のものであっても
よい。
The metal powder is preferably in the shape of flakes or corals in order to improve the conductivity of the conductive paste, but may be in the shape of a normal sphere or a shape similar to a sphere.

また、ペースト中の金属酸化物粉あるいは金属酸化物粉
と金属塩粉の、ペースト中の金属粉に対する含有割合は
重量で、金属粉の1/6倍から6倍の範囲内であることが
好ましい。金属酸化物粉あるいは金属酸化物粉と金属塩
粉の割合が金属粉の1/6倍未満では、作製した固体電解
コンデンサの高温安定性が不充分になる可能性があり、
また、金属粉の6倍を越えると導電性が不充分になる可
能性がある。
In addition, the content ratio of the metal oxide powder or the metal oxide powder and the metal salt powder in the paste to the metal powder in the paste is preferably within the range of 1/6 to 6 times that of the metal powder. . If the ratio of the metal oxide powder or the metal oxide powder and the metal salt powder is less than 1/6 of the metal powder, the high temperature stability of the manufactured solid electrolytic capacitor may be insufficient,
Further, if it exceeds 6 times that of the metal powder, the conductivity may become insufficient.

上記、金属粉と、金属酸化物粉あるいは金属酸化物粉と
金属塩粉の作用は次のように推定される。すなわち、金
属粉の導電率に比して金属酸化物粉あるいは金属酸化物
粉と金属塩粉の導電率は1/100〜1/1000程度であるが、
ペースト中へ金属粉と一緒に分散させたとき、金属粉の
みを分散させたときに比してそれ程導電性はそこなわれ
ない。他方、高温安定性については、有機高分子材であ
るペーストの熱膨張係数は大きくこの係数を小とするこ
とが熱ストレスを生じないために重要なことと考えられ
るが、前記の金属酸化物粉あるいは金属酸化物粉と金属
塩粉は熱膨張係数を小とする効果を有している。
The action of the metal powder and the metal oxide powder or the metal oxide powder and the metal salt powder is presumed as follows. That is, the conductivity of the metal oxide powder or the metal oxide powder and the metal salt powder is about 1/100 to 1/1000 compared to the conductivity of the metal powder,
When dispersed together with the metal powder in the paste, the conductivity is not so deteriorated as compared with the case where only the metal powder is dispersed. On the other hand, regarding the high temperature stability, it is considered that the coefficient of thermal expansion of the paste which is an organic polymer material is large and it is important to make this coefficient small so that thermal stress does not occur. Alternatively, the metal oxide powder and the metal salt powder have the effect of reducing the coefficient of thermal expansion.

金属酸化物粉と金属粉を主成分としたペースト、あるい
は金属酸化物粉と金属塩粉および金属粉を主成分とした
ペーストは、例えば二酸化鉛を金属粉、あるいは半導体
層が二酸化鉛を主成分とする層であるときは二酸化鉛と
絶縁物である鉛系化合物、例えば硫酸鉛と金属粉とを適
当な樹脂もしくはオリゴマーと溶媒によって混合して得
られる。
The paste containing metal oxide powder and metal powder as a main component, or the paste containing metal oxide powder, metal salt powder, and metal powder as a main component is, for example, lead dioxide as a metal powder, or a semiconductor layer containing lead dioxide as a main component. In the case of such a layer, it is obtained by mixing lead dioxide and a lead-based compound that is an insulator, such as lead sulfate and metal powder, with a suitable resin or oligomer and a solvent.

上記樹脂もしくはオリゴマーとしては、公知の導電ペー
ストに使用される樹脂もしくはオリゴマーが使用され、
例えばアクリル樹脂、アルキッド樹脂、フッ素樹脂、ビ
ニル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹
脂、ノボラック、レゾール等が挙げられる。しかし、当
然のことながら、これらに限定されるものではない。ま
た、使用される溶媒は、これらの樹脂もしくはオリゴマ
ーを溶解するものであればよく公知の溶媒が用いられ
る。樹脂もしくはオリゴマーが液体の時は溶媒を使用し
なくてもよい。さらに熱硬化性の樹脂もしくはオリゴマ
ーの場合、公知の硬化剤を加えてもよく、あるいは、硬
化剤の入った液を別に作製し、使用時に調合して使用し
てもよい。
As the resin or oligomer, a resin or oligomer used in known conductive paste is used,
For example, acrylic resin, alkyd resin, fluororesin, vinyl resin, silicone resin, epoxy resin, urethane resin, novolac, resol and the like can be mentioned. However, of course, it is not limited to these. The solvent used may be any known solvent as long as it can dissolve these resins or oligomers. When the resin or oligomer is liquid, no solvent may be used. Further, in the case of a thermosetting resin or oligomer, a known curing agent may be added, or a liquid containing a curing agent may be separately prepared and used at the time of use.

ペースト中に占める金属粉と金属酸化物粉、あるいは金
属粉と、金属酸化物粉と金属塩粉(以下、総称して粉体
という)の割合は、35〜95重量%であり、特に55〜95重
量%が好ましい。粉体の割合が35重量%未満では、ペー
ストの導電性が不充分であり、また95重量%を越えると
ペーストの接着性が不充分であり、共に固体電解コンデ
ンサの性能が悪くなる。
The ratio of the metal powder and the metal oxide powder, or the metal powder, and the metal oxide powder and the metal salt powder (hereinafter collectively referred to as powder) in the paste is 35 to 95% by weight, and particularly 55 to 95% by weight is preferred. If the content of the powder is less than 35% by weight, the conductivity of the paste is insufficient, and if it exceeds 95% by weight, the adhesiveness of the paste is insufficient, and the performance of the solid electrolytic capacitor is deteriorated.

本発明の方法によって作製した固体電解コンデンサは例
えば樹脂モールド、樹脂ケース、金属製の外装ケース、
樹脂のディッピング、ラミネートフィルムによる外装に
より各種用途の汎用コンデンサ製品とすることができ
る。
The solid electrolytic capacitor produced by the method of the present invention is, for example, a resin mold, a resin case, a metal outer case,
General-purpose capacitor products for various applications can be made by dipping resin and packaging with a laminated film.

[実施例] 以下、実施例、比較例を示して、本発明を説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples.

実施例1 長さ2cm、巾0.5cmのアルミニウム箔を陽極とし、交流に
より箔の表面を電気化学的にエッチング処理した後、エ
ッチングアルミニウム箔に陽極端子をかしめ付けし、陽
極端子を接続した。次いで、ホウ酸とホウ酸アンモニウ
ムの水溶液中で電気化学的に処理してアルミナの酸化皮
膜を形成し、低圧用エッチングアルミニウム化成箔(約
1.0μF/cm2)を得た。ついで、酢酸鉛三水和物1モル/l
水溶液に化成箔を浸漬し、酢酸鉛三水和物に対して0.5
倍モルの過酸化水素の希釈水溶液を加えた。1時間放置
した後、化成箔上に析出した二酸化鉛層を水中で3分間
超音波洗浄した後120℃で減圧乾燥した。さらに、この
化成箔を、溶媒として酢酸ブチルを使用し、銀粉32重量
部(以下、部と記す)、二酸化鉛60部、ウレタン樹脂8
部からなるペーストに浸漬し引き上げた後、100℃で乾
燥した。陰極を前記したペーストで接続した後、樹脂封
口して固体電解コンデンサを作製した。
Example 1 An aluminum foil having a length of 2 cm and a width of 0.5 cm was used as an anode, the surface of the foil was electrochemically etched by an alternating current, and then the anode terminal was caulked to the etched aluminum foil to connect the anode terminal. Next, it is electrochemically treated in an aqueous solution of boric acid and ammonium borate to form an alumina oxide film, and the low-voltage etched aluminum conversion foil (approx.
1.0 μF / cm 2 ) was obtained. Then, lead acetate trihydrate 1 mol / l
Dip the formed foil in an aqueous solution and add 0.5% to lead acetate trihydrate.
A double molar aqueous solution of hydrogen peroxide was added. After standing for 1 hour, the lead dioxide layer deposited on the chemical conversion foil was ultrasonically washed in water for 3 minutes and then dried under reduced pressure at 120 ° C. Further, using this chemical conversion foil, butyl acetate was used as a solvent, and 32 parts by weight of silver powder (hereinafter referred to as “part”), 60 parts of lead dioxide, and urethane resin 8
After being dipped in a paste consisting of parts and pulled up, it was dried at 100 ° C. After connecting the cathode with the above-mentioned paste, the resin was sealed to produce a solid electrolytic capacitor.

実施例2 実施例1と同様な化成箔の陽極端子以外の部分を、酢酸
鉛三水和物2.4モル/lの水溶液と過硫酸アンモニウム4
モル/lの水溶液の混合液(反応母液)に浸漬し、80℃で
30分反応させ、誘電体酸化皮膜層上に生じた二酸化鉛と
硫酸鉛からなる半導体層を水中で3分間超音波洗浄した
後、120℃で減圧乾燥した。生成した半導体層は二酸化
鉛と硫酸鉛から成り、二酸化鉛が約25重量%含まれるこ
とを質量分析、X線分析、赤外分光分析により確認し
た。
Example 2 A portion of the same formed foil as in Example 1 other than the anode terminal was treated with an aqueous solution of lead acetate trihydrate 2.4 mol / l and ammonium persulfate 4
Immerse in a mixed solution (reaction mother liquor) of a mol / l aqueous solution at 80 ℃
After reacting for 30 minutes, the semiconductor layer made of lead dioxide and lead sulfate formed on the dielectric oxide film layer was ultrasonically cleaned in water for 3 minutes and then dried under reduced pressure at 120 ° C. The produced semiconductor layer was composed of lead dioxide and lead sulfate, and it was confirmed by mass spectrometry, X-ray analysis and infrared spectroscopy that lead dioxide was contained in an amount of about 25% by weight.

次いで、半導体層上に銀粉30部、二酸化鉛60部、アクリ
ル樹脂10部からなるペーストを塗布し乾燥した後、実施
例1と同様な方法で陰極を取り出し、樹脂封口して固体
電解コンデンサを作製した。
Then, a paste consisting of 30 parts of silver powder, 60 parts of lead dioxide and 10 parts of acrylic resin was applied on the semiconductor layer and dried, and then the cathode was taken out in the same manner as in Example 1 and the resin was sealed to produce a solid electrolytic capacitor. did.

実施例3 実施例2で半導体形成の際の反応母液に、さらに過酸化
水素水を0.05モル/l加えた以外は、実施例2と同様にし
て半導体層を作製した。このときの半導体層は、二酸化
鉛と硫酸鉛からなる組成物であって、二酸化鉛が約50重
量%含まれることを確認した。
Example 3 A semiconductor layer was produced in the same manner as in Example 2 except that 0.05 mol / l of hydrogen peroxide solution was further added to the reaction mother liquor at the time of semiconductor formation in Example 2. It was confirmed that the semiconductor layer at this time was a composition composed of lead dioxide and lead sulfate, and contained about 50% by weight of lead dioxide.

さらに、この半導体層が形成された化成箔に、銀粉25
部、二酸化鉛65部、アクリル樹脂10部からなるペースト
を塗布し乾燥した後、実施例2と同様にして固体電解コ
ンデンサを作製した。
Furthermore, silver powder 25 is applied to the chemical conversion foil on which this semiconductor layer is formed.
Part, lead dioxide 65 parts, and acrylic resin 10 parts were applied and dried, and then a solid electrolytic capacitor was prepared in the same manner as in Example 2.

実施例4 実施例2で述べたと同様にして二酸化鉛と硫酸鉛とから
成る半導体層を形成した後、水中で3分間超音波洗浄を
行った。二酸化鉛は約25重量%含まれていることを確認
した。
Example 4 After a semiconductor layer made of lead dioxide and lead sulfate was formed in the same manner as described in Example 2, ultrasonic cleaning was performed in water for 3 minutes. It was confirmed that the lead dioxide content was about 25% by weight.

この半導体層上に、銀粉30部、二酸化鉛50部、硫酸鉛10
部、アクリル樹脂10部からなるペーストを塗布し乾燥し
た後、実施例1と同様な方法で陰極を取り出し樹脂封口
して固体電解コンデンサを作製した。
On this semiconductor layer, 30 parts of silver powder, 50 parts of lead dioxide, 10 parts of lead sulfate
Parts and 10 parts of acrylic resin were applied and dried, and then the cathode was taken out and the resin was sealed in the same manner as in Example 1 to prepare a solid electrolytic capacitor.

比較例1 実施例1でペースト中の二酸化鉛分を無くし、銀粉92
部、ウレタン樹脂8部として導電体層を形成した以外は
実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
Comparative Example 1 In Example 1, the lead dioxide content in the paste was eliminated and the silver powder 92
Section, and a solid electrolytic capacitor was prepared in the same manner as in Example 1 except that a conductor layer was formed as 8 parts of urethane resin.

比較例2 実施例1で半導体層を超音波で洗浄しなかった以外は実
施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
Comparative Example 2 A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the semiconductor layer was not cleaned with ultrasonic waves in Example 1.

実施例1〜4および比較例1,2において作製した固体電
解コンデンサの特性値を一括して第1表に示す。
Table 1 collectively shows the characteristic values of the solid electrolytic capacitors produced in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明に係る固体電解コンデンサの
製造方法によれば、形成された半導体層の表面を洗浄
し、しかる後、金属酸化物粉と金属粉を主成分とするペ
ースト層を導電体層として形成する工程、あるいは導電
体層として金属粉と金属酸化物粉と、金属塩粉を主成分
とするペースト層を形成する工程を有するので、半導体
層の表面を洗浄する工程と導電体層にペースト層を形成
する工程を組合せた相乗効果によって、極めて優れた高
温安定性を有する固体電解コンデンサを製造することが
できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the method for producing a solid electrolytic capacitor of the present invention, the surface of the formed semiconductor layer is cleaned, and thereafter, the metal oxide powder and the metal powder are used as the main components. The step of forming a paste layer as a conductor layer or a step of forming a paste layer containing metal powder, metal oxide powder, and metal salt powder as main components as a conductor layer is performed, so that the surface of the semiconductor layer is cleaned. The solid electrolytic capacitor having extremely excellent high-temperature stability can be manufactured by the synergistic effect of combining the step of forming and the step of forming the paste layer on the conductor layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−12447(JP,A) 特公 昭54−9705(JP,B2) 特公 昭60−48091(JP,B2) 実公 昭60−28131(JP,Y2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 54-12447 (JP, A) JP 54-9705 (JP, B2) JP 60-48091 (JP, B2) JP 60- 28131 (JP, Y2)

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】弁作用を有する金属からなる陽極基体の表
面に、誘電体酸化皮膜、半導体層、導電体層を順次形成
してなる固体電解コンデンサの製造方法において、前記
半導体層の表面を洗浄した後、前記導電体層として半導
体層を形成する金属酸化物粉と金属粉を主成分とするペ
ースト層を形成する工程からなることを特徴とする固体
電解コンデンサの製造方法。
1. A method of manufacturing a solid electrolytic capacitor comprising a dielectric oxide film, a semiconductor layer, and a conductor layer sequentially formed on the surface of an anode substrate made of a metal having a valve action, and the surface of the semiconductor layer is cleaned. After that, the method for producing a solid electrolytic capacitor, which comprises the step of forming a metal oxide powder for forming a semiconductor layer as the conductor layer and a paste layer containing metal powder as a main component.
【請求項2】半導体層が二酸化鉛を主成分とする層であ
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
造方法。
2. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the semiconductor layer is a layer containing lead dioxide as a main component.
【請求項3】半導体層が二酸化鉛と硫酸鉛を主成分とす
る層である特許請求の範囲第1項記載の固体電解コンデ
ンサの製造方法。
3. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the semiconductor layer is a layer containing lead dioxide and lead sulfate as main components.
【請求項4】金属酸化物粉が二酸化鉛粉である特許請求
の範囲第1項から第3項までのいずれかに記載の固体電
解コンデンサの製造方法。
4. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the metal oxide powder is lead dioxide powder.
【請求項5】半導体層の表面を超音波で洗浄する特許請
求の範囲第1項から第4項までのいずれかに記載の固体
電解コンデンサの製造方法。
5. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the surface of the semiconductor layer is cleaned with ultrasonic waves.
【請求項6】弁作用を有する金属からなる陽極基体の表
面に、誘電体酸化皮膜、半導体層、導電体層を順次形成
してなる固体電解コンデンサの製造方法において、前記
半導体層の表面を洗浄した後、前記導電体層として金属
粉と半導体層を形成する金属酸化物粉、及び金属塩粉と
を主成分とするペースト層を形成する工程からなること
を特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
6. A method for producing a solid electrolytic capacitor, which comprises sequentially forming a dielectric oxide film, a semiconductor layer and a conductor layer on the surface of an anode substrate made of a metal having a valve action, and cleaning the surface of the semiconductor layer. And a metal oxide powder forming a semiconductor layer as the conductor layer, and a step of forming a paste layer containing metal salt powder as a main component. .
【請求項7】半導体層が二酸化鉛を主成分とする層であ
る特許請求の範囲第6項記載の固体電解コンデンサの製
造方法。
7. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 6, wherein the semiconductor layer is a layer containing lead dioxide as a main component.
【請求項8】半導体層が二酸化鉛と硫酸鉛を主成分とす
る層である特許請求の範囲第6項記載の固体電解コンデ
ンサの製造方法。
8. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 6, wherein the semiconductor layer is a layer containing lead dioxide and lead sulfate as main components.
【請求項9】金属酸化物粉が二酸化鉛粉である特許請求
の範囲第6項から第8項までのいずれかに記載の固体電
解コンデンサの製造方法。
9. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 6, wherein the metal oxide powder is lead dioxide powder.
【請求項10】金属塩粉が硫酸鉛粉である特許請求の範
囲第6項から第9項までのいずれかに記載の固体電解コ
ンデンサの製造方法。
10. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 6, wherein the metal salt powder is lead sulfate powder.
【請求項11】半導体層の表面を超音波で洗浄する特許
請求の範囲第6項から第10項までのいずれかに記載の固
体電解コンデンサの製造方法。
11. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 6, wherein the surface of the semiconductor layer is cleaned with ultrasonic waves.
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