JPH088202B2 - タンタル固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はタンタル固体電解コンデンサに関する。

（従来の技術） 従来のタンタル固体電解コンデンサはタンタルの微粉
末を成形し焼成して多孔質焼結体とし、タンタル線をこ
の多孔質焼結体に予め埋めるか、端面に溶接した構造の
素子を用いている。

そしてこの素子に陽極酸化して酸化皮膜を形成し、次
いで二酸化マンガン層、カーボン層、銀ペースト層を設
け、タンタル線には陽極端子を溶接し、銀ペースト層に
は陰極端子を導電ペーストで固着し、全体を樹脂で被覆
している。

このタンタル固体電解コンデンサは、テレビやVTR等
の電気機器の回路部品として用いている。そして電気機
器の小型化に伴って、回路部品を高密度にプリント配線
板に実装する。回路部品をより高密度に実装するにはモ
ジュール基板を利用すればよく、この場合、回路部品は
プリント配線板に直接接続する場合に比べてより高い温
度で半田付けする必要がある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来のタンタル固体電解コンデンサは、高温
度に加熱すると、短時間であっても陽極リード線とタン
タル焼結体との密着性が低いために、その間の化成皮膜
にクラックを生じ、漏れ電流が増大する欠点があった。

本発明の目的は、以上の欠点を改良し、高温度に加熱
されても漏れ電流の増大を軽減できるタンタル固体電解
コンデンサを提供するものである。

（課題を解決するための手段） 請求項１の発明は、上記の目的を達成するために、陽
極リード線の一端が埋め込まれた、タンタルの微粉末か
らなる焼結体を有するタンタル固体電解コンデンサにお
いて、タンタル合金又はタンタルよりも融点の低い金属
からなる陽極リード線を設けることを特徴とするタンタ
ル固体電解コンデンサを提供するものである。

請求項２の発明は、タンタル線に、タンタルよりも融
点の低い金属又はタンタル合金を被覆した陽極リード線
を設けることを特徴とするタンタル固体電解コンデンサ
を提供するものである。

（作用） 一般に合金系の融点は各成分の融点より低くなる。そ
して金属の焼結は誘電の0.8倍の温度付近で進行すると
思われる。従って、タンタル合金からなる陽極リード線
は、タンタル線よりも融点が低く、焼結が早く進行し、
その周辺のタンタル微粉末との密着性が向上する。それ
故、高温度で加熱されても、陽極リード線と焼結体との
間の化成皮膜にクラックが生じるのを防止でき、漏れ電
流の増大をおさえることができる。タンタルよりも融点
の低いチタンやニオブ、バナジウム等の金属の陽極リー
ド線を用いれば、タンタル合金と同様に焼結体との密着
性を改善でき、漏れ電流を減少できる。

また、タンタル線をより融点の低い金属やタンタル合
金で被覆した場合には、タンタル微粉末が焼結する前
に、タンタル線と被覆した金属との間で反応してタンタ
ルの合金が生成する。そしてこの生成したタンタル合金
とその周囲のタンタル微粉末との間で焼結が早く進行す
るため、陽極リード線と焼結体との密着性が向上し、漏
れ電流の増加がおさえられる。

（実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

先ず、タンタル合金やチタン、バナジウム等の金属か
らなる直径250μｍ陽極リード線を用い、この一端を埋
め込んだ状態で、平均粒径２μｍのタンタル粉末を２×
3.5×3mm角の大きさに成形する。そしてこれを温度1500
℃の真空中で焼成して多孔質のタンタルの焼結体を形成
する。

焼結後、陽極酸化して、外表面及び開気孔内壁面に酸化
タンタル膜を形成する。

陽極酸化後、水洗、乾燥し、硝酸マンガン水溶液を含
浸する。含浸後、温度280℃に加熱し、硝酸マンガンを
熱分解し、酸化タンタル膜の表面に二酸化マンガン層を
形成する。そしてこの焼付け処理により酸化タンタル膜
が劣化するため、再び陽極酸化してこの膜を修復する。
これ等の含浸、焼付け、再化成の工程は数回繰り返す。

次に、焼結体を１％コロイダルカーボン懸濁水に浸漬
し、乾燥して、二酸化マンガン層の表面にカーボン層を
形成する。

カーボン層を形成後、焼結体を導電性銀ペーストに浸
漬し、引上げ、温度180℃で1hr加熱し、銀ペースト層を
形成する。

銀ペースト層を形成後、陽極リード線をリードフレー
ムに溶接するとともに、銀ペースト層を導電性ペースト
でリードフレームに固着する。

その後、エポキシレジンをトランスファモールドして
エポキシ樹脂の外装を形成する。

外装後の大きさは、5.8×4.5×3.1mm角となった。

上記の実施例において陽極リード線の組成を変え、従
来例とともに耐熱衝撃テストを行なった。テストの条件
は、試料を各々1000ケづつ、温度280℃のはんだ浴中に
浸漬した。そして試料を取り出した後、20V印加時の漏
れ電流を測定し、その値が１μＡ以上の個数を求め表１
に示した。

表１から明らかな通り、本発明の実施例１〜実施例12
によれば、テストにより漏れ電流が１μＡ以上となるの
は０〜１ケであり全体の0.1％以下である。これに対し
て従来例は15ケであり1.5％となる。

なお、実施例１〜実施例５から明らかな通り、タンタ
ル合金からなる陽極リード線を用いた場合には、タンタ
ルの含有量は80原子％未満、チタンやバナジウムの何れ
か一方を20原子％より多くする方がよい。そして実施例
６〜実施例12から明らかな通り、タンタル以外の金属の
場合にはチタンとバナジウムとを合わせて60原子％より
多くする方がよい。

また、直径250μｍのタンタル線の表面にイオンプレ
ーティング法によりチタンやバナジウムを0.05μｍ〜30
μｍの厚さに被覆した陽極リード線を用い、他の製造条
件を上記の実施例と同一としたものについて、上記と同
じ条件の耐熱衝撃テストを行なった。漏れ電流が１μＡ
以上となる試料の個数は表２の通りとなった。

表２から明らかな通り、実施例13〜実施例23によれば、
漏れ電流が１μＡ以上となる個数は０〜５ケであり、全
体の0.5％以下であり、従来例の1.5％に比べて1/3以下
におさえられている。なお、被膜厚さ／線外径が0.0008
〜0.0833の範囲である方がより効果的である。

さらに、陽極リード線として直径150μｍのタンタル
線に、チタンやバナジウムをイオン打込法で各々表面濃
度を30原子割合に処理したものを用いた以外は最初の実
施例と同じ条件で製造した実施例を用い、同じ条件の耐
熱衝撃テストを行なった。結果は、チタンの打込んだ場
合も、バナジウムの場合も、漏れ電流が１μＡ以上とな
る個数は０であった。

（発明の効果） 以上の通り、請求項１の発明によれば、陽極リード線
をタンタル合金やチタン、バナジウム等からなる材質と
することによって、はんだ付けされる際に漏れ電流が増
大するのをおさえ特性を改善しうるタンタル固体電解コ
ンデンサが得られる。

また、請求項２の発明の通り、タンタルをチタンやバ
ナジウム等で被覆した陽極リード線を用いることによっ
てもはんだ付け時の漏れ電流の増大をおさえることので
きるタンタル固体電解コンデンサが得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 信之 福島県田村郡三春町大字熊耳大平16 日立 コンデンサ株式会社内 (72)発明者 佐野 真二 福島県田村郡三春町大字熊耳大平16 日立 コンデンサ株式会社内 (72)発明者 石内 和彦 福島県田村郡三春町大字熊耳大平16 日立 コンデンサ株式会社内 審査官 山崎 慎一

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽極リード線の一端が埋め込まれた、タン
   タルの微粉末からなる焼結体を有するタンタル固体電解
   コンデンサにおいて、タンタル合金又はタンタルよりも
   融点の低い金属からなる陽極リード線を設けることを特
   徴とするタンタル固体電解コンデンサ。
2. 【請求項２】陽極リード線の一端が埋め込まれた、タン
   タルの微粉末からなる焼結体を有するタンタル固体電解
   コンデンサにおいて、タンタル線に、タンタルよりも融
   点の低い金属又はタンタル合金を被覆した陽極リード線
   を設けることを特徴とするタンタル固体電解コンデン
   サ。