JPH0897095A - タンタル粉末及びそれを用いた電解コンデンサ - Google Patents
タンタル粉末及びそれを用いた電解コンデンサInfo
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Abstract
ワイヤーとの結合が強く、硝酸マンガンの熱分解にも耐
える強度をもち、かつ電気特性的にも高い耐電圧を有す
る陽極体の製造が可能なタンタル粉末、それを用いた電
解コンデンサ用の陽極体、及び該陽極体を使用した電解
コンデンサを提供する。 【構成】 通常の(平均粒径1.0〜5.0μmの)タンタ
ル粉末100重量部にナノサイズ(平均粒径10〜50
0nm)のタンタル粉末1〜25重量部を混合してなる電
解コンデンサ用の陽極材料としてのタンタル粉末;該タ
ンタル粉末を焼結してなる電解コンデンサ用の陽極体;
該陽極体を使用した電解コンデンサ。
Description
コンデンサ用の陽極材料としてのタンタル粉末、それを
用いた電解コンデンサ用の陽極体、及び該陽極体を使用
した電解コンデンサに関する。
は通常、弗化タンタル酸カリウム(K2TaF7) の金属ナト
リウムによる還元で製造される。 K2TaF7+5Na → Ta+2KF+5NaF この還元で得られたスポルト状のタンタルは、解砕後、
水洗して副生した塩を除去し、ついで酸洗、乾燥、熱処
理をした後、一部の粉末は酸素を低減させる目的で金属
マグネシウム等により脱酸し、製品となる。この様にし
て得られたタンタル粉末は適当なバインダーを添加し、
成形、焼結したあと、焼結体表面にリン酸水溶液などの
電解質中で陽極化成により五酸化タンタルの化成皮膜を
形成する。この化成皮膜が形成された焼結体は次いで、
硝酸マンガンの熱分解により二酸化マンガンが固体電解
質層として形成され、さらにグラファイト層、銀ペース
ト層が形成された後、樹脂外装され、固体電解コンデン
サができあがる。この際、リード線としてのタンタルワ
イヤーと焼結体との結合強度及び焼結体の強度が重要と
なる。
等により装着する際、熱ストレスのため樹脂が伸縮し、
タンタルワイヤーと焼結体の結合強度が弱いと、剥離し
て漏れ電流が増加する危険があるためである。又焼結体
の強度は、硝酸マンガンの熱分解により二酸化マンガン
を固体電解質層として形成する場合、熱ストレス及び副
生する硝酸ガスに耐えられるような十分強固なものであ
ることが要求される。一般にタンタルワイヤーとの強い
結合及び焼結体の強い強度を得るためには、通常成形密
度を高くとり、焼結温度を高くすることが行われてい
る。しかし、成形密度を高くし、焼結温度を高くするこ
とは又同時に電気特性のCV(容量)を減少させかつ、
硝酸マンガンの浸漬を困難にさせることになる。
は、低密度で成形し、低温で焼結してもタンタルワイヤ
ーとの結合が強く、硝酸マンガンの熱分解にも耐える強
度をもち、かつ電気特性的にも高い耐電圧(B.D.
V.)を有する陽極体の製造が可能なタンタル粉末、そ
れを用いた電解コンデンサ用の陽極体、及び該陽極体を
使用した電解コンデンサを提供することである。
粒径1.0〜5.0μmの)タンタル粉末100重量部にナ
ノサイズ(平均粒径10〜500nm)のタンタル粉末1
〜25重量部を混合してなる電解コンデンサ用の陽極材
料としてのタンタル粉末を提供するものである。本発明
はまた、上記タンタル粉末を焼結してなる電解コンデン
サ用の陽極体及び該陽極体を使用した電解コンデンサを
提供するものである。本発明に使用する通常のタンタル
粉末とは、弗化タンタル酸カリウムの金属ナトリウムに
よる還元で製造されるスポルト状のタンタル粉末を、解
砕後、水洗して塩を除去し、次いで酸洗、乾燥、熱処理
をした後、金属マグネシウム等により脱酸したものであ
り、通常1.0〜5.0μmの平均粒径を有するものであ
る。具体的にはCV10,000〜15,000μFV/gの高圧・
低容量粉末、CV15,000〜20,000μFV/gの高圧・中
容量粉末、CV20,000〜30,000μFV/gの中圧・高容
量粉末、CV30,000μFV/g以上の低圧・高容量粉末
等が挙げられる。
用される焼結性の高いナノサイズのタンタル粉末とは、
平均粒径が500nm以下、好ましくは200nm以下、最
も好ましくは10〜150nmのタンタル粉末であればよ
い。このようなタンタル粉末は例えば、上記弗化タンタ
ル酸カリウムのナトリウム還元で製造したものでも、又
五塩化タンタルの水素還元で製造したものでもよい。本
発明において、ナノサイズのタンタル粉末は、通常のタ
ンタル粉末100重量部に対して、1〜25重量部、好
ましくは5〜15重量部添加される。ナノサイズのタン
タル粉末を含む本発明のタンタル粉末は、低密度、例え
ば、4.0〜6.0g/cc、好ましくは4.5〜5.0g/ccで
成形し、比較的低温、例えば、1350〜1550℃で
15〜30時間焼結しても、ペレットの収縮が期待で
き、タンタルワイヤーとの結合が強く、硝酸マンガンの
熱分解温度にも耐える強度を持ち、かつ電気特性的にも
高耐電圧を有する陽極体を得ることができる。
V30000μFV/g)100重量部に弗化タンタル
酸カリウムの金属ナトリウム還元で製造したナノサイズ
(130nm)のタンタル粉末5重量部又は10重量部を
添加し、以下の条件で成形、焼結し、得られた陽極体の
物理特性及び電気特性を測定した。その結果を表1及び
表2にまとめた。添加したナノサイズタンタル粉末の物
性、陽極体の成形、焼結化成、測定条件は次の通りであ
る。
V15,000μFV/g)100重量部に実施例1で使
用したナノサイズのタンタル粉末5重量部又は10重量
部を添加し、以下の条件で成形焼結し、得られた陽極体
の物理特性及び電気特性を測定した。その結果を表3に
まとめた。 ペレット 直径3mm、0.3 g 、成形密度 5.0 g/cc 1550℃×30分焼結、0.01% H3PO4 90℃化成 140V化成、98V測定、B.D.V.1.0% H3PO4 90℃
のタンタル粉末を少量添加することにより、CV(容
量)、LC(漏れ電流)を低下させることなく、収縮率
(S.D.)を上げることができ、その結果ワイヤーとの結
合力、焼結ペレットの強度及び耐電圧を上げることが出
来る。
Claims (4)
- 【請求項1】 平均粒径1.0〜5.0μmのタンタル粉末
100重量部に平均粒径10〜500nmのタンタル粉末
1〜25重量部を混合してなる電解コンデンサ用の陽極
材料としてのタンタル粉末。 - 【請求項2】 平均粒径1.0〜5.0μmのタンタル粉末
が、CV10,000〜15,000μFV/gの高圧・低容量粉
末、CV15,000〜20,000μFV/gの高圧・中容量粉
末、CV20,000〜30,000μFV/gの中圧・高容量粉末
及びCV30,000μFV/g以上の低圧・高容量粉末から
なる群から選ばれる請求項1記載のタンタル粉末。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のタンタル粉末を焼
結してなる電解コンデンサ用の陽極体。 - 【請求項4】 請求項3記載の陽極体を使用した電解コ
ンデンサ。
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