JPH1197297A - 固体電解コンデンサ用コンデンサ素子における固体電解質層の形成方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンデンサ素子１のチップ片２に、固体電解
質層用液体の浸透と、その後における焼成との繰り返に
て固体電解質層６ａを形成する場合に、この固体電解質
層の形成にてチップ片が、チップ片に浸透する余剰の液
体のために、その下端部が膨らんだ形状になることを回
避する。 【手段】 前記チップ片２に固体電解質層用の液体を浸
透する工程と、前記チップ片を焼成する工程との間に、
前記チップ片における下端面２ｂに液体吸収体Ｅを接触
又は近接する工程を付加して、余剰の液体を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンタル又はアル
ミ等の固体電解コンデンサにおいて、そのコンデンサ素
子におけるチップ片に対して陰極側となる固体電解質層
を形成する方法、及び、その装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】一般に、
この種の固体電解コンデンサには、おおまかに言って、
例えば、特開昭６０−２２０９２２号公報等に記載さ
れ、且つ、図１及び図２に示すように構成した固体電解
コンデンサ１００と、例えば、特開平２−１０５５１３
号公報等に記載され、且つ、図３に示すように構成した
安全ヒューズ付き固体電解コンデンサ２００とがある。

【０００３】前者の固体電解コンデンサ１００は、金属
粉末の焼結体製チップ片２とこのチップ片２の一端面２
ａより突出する陽極棒３とから成るコンデンサ素子１
を、左右一対のリード端子４，５の間に、当該コンデン
サ素子１における陽極棒３を一方のリード端子４に対し
て溶接等に固着するように配設し、このコンデンサ素子
１におけるチップ片２の少なくとも外周面２ｃに形成し
た陰極側電極膜６に、他方のリード端子５を接続する一
方、これらの全体を合成樹脂製のモールド部７にてパッ
ケージして成る構造である。

【０００４】また、後者の安全ヒューズ付き固体電解コ
ンデンサ２００は、同じく金属粉末の焼結体製チップ片
２とこのチップ片２より突出する陽極棒３とから成るコ
ンデンサ素子１を、左右一対のリード端子４，５の間
に、当該コンデンサ素子１における陽極棒３を一方のリ
ード端子４に対して溶接等に固着するように配設し、こ
のコンデンサ素子１におけるチップ片２の少なくとも外
周面２ｃに形成した陰極側電極膜６と、他方のリード端
子５との間を、過電流又は温度の上昇によって溶断する
ようにした安全ヒューズ線８を介して接続する一方、こ
れらの全体を合成樹脂製のモールド部７にてパッケージ
して成る構造である。

【０００５】なお、これらの固体電解コンデンサ１０
０，２００において、その両リード端子４，５は、モー
ルド部７を成形したあとにおいて、二点鎖線で示すよう
に、当該モールド部７の裏面側に折り曲げられている。
また、前記安全ヒューズ線８には、シリコーン樹脂等の
弾性樹脂８ａが塗着されている。これらの固体電解コン
デンサ１００，２００に使用するコンデンサ素子１を製
造するに際しては、以下に述べる方法が採用されてい
る。

【０００６】すなわち、先づ、タンタル等の金属粉末
を、図４に示すように、外形寸法ｄ０の断面角型等の多
孔質のチップ片２に、当該チップ片２内にタンタル等の
金属製陽極棒３の一部を埋設するようにして固め成形し
たのち焼結し、この複数個を、図５に示すように、金属
バー１０に固着する。次いで、前記各チップ片２を、図
６に示すように、処理槽Ａ内に入れたりん酸水溶液等の
化成液Ｂに浸漬した状態で直流電流を印加して陽極酸化
を行うことにより、当該チップ片２における各金属粉末
の表面及び前記陽極棒３における一部の表面に五酸化タ
ンタル等の誘電体膜を形成する。

【０００７】次に、前記金属バー１０に固着した各チッ
プ片２を、図７に示すように、処理槽Ｃ内に装填したの
ち、処理槽Ｃ内に、硝酸マンガン水溶液Ｄを、供給弁Ｃ
１より当該硝酸マンガン水溶液Ｄの液面が前記チップ片
２における上端面２ａと略同一面になる高さまで供給し
て、硝酸マンガン水溶液Ｄをチップ片２の内部まで浸透
したのち、前記処理槽Ｃ内における硝酸マンガン水溶液
Ｄの全てを、図８に示すように、排出弁Ｃ２より排出し
て、液切りを行い、次いで、各チップ片２を乾燥・焼成
することを複数回にわたって繰り返し、これによって、
前記五酸化タンタル等の誘電体膜の表面に、二酸化マン
ガン等の金属酸化物による固体電解質層６ａを形成す
る。

【０００８】そして、前記チップ片２における固体電解
質層６ａの表面に、グラファイト膜６ｂを、このグラフ
ァイト膜６ｂの表面に銀又はニッケル等の金属膜６ｃを
各々形成することにより、チップ片２における各側面２
ｃ及び下端面２ｂに、図９に示すように、これら固体電
解質層６ａ、グラファイト膜６ｂ及び金属膜６ｃにて構
成される陰極側電極膜６を形成すると言う方法が採用さ
れている。

【０００９】しかし、従来の固体電解コンデンサ１０
０，２００に使用するコンデンサ素子１におけるチップ
片２は、金属粉末を固め成形したときの形態において、
その外形寸法ｄ０を、当該チップ片２における上端面２
ａから下端面２ｂにわたって同じ寸法にすることによっ
て、その各外側面２ｃが、当該チップ片２における軸線
２ｄと平行になるように構成している。このために、以
下に述べるような問題があった。

【００１０】すなわち、前記チップ片２に対して前記陰
極側の電極膜６における二酸化マンガン等の金属酸化物
による固体電解質層６ａを、前記したように図７及び図
８に示す方法にて形成する場合において、前記処理槽Ｃ
内における硝酸マンガン水溶液Ｄの全てを、図８に示す
ように、排出弁Ｃ２より排出して、液切りを行ったと
き、チップ片２内に浸透した硝酸マンガン水溶液のうち
余剰の分が、チップ片２の下端面２ｂに向かって垂れ下
がって下端部に水滴状に溜まった状態になり、この状態
で乾燥・焼成することを繰り返すことになる。

【００１１】その結果、この固体電解質層６ａの膜厚さ
は、図９に示すように、上端面２ａから下端面２ｂに向
かって次第に肉厚状になるから、前記チップ片２の下端
部における最大外形寸法ｄ０max が、チップ片２におけ
る上端部における外形寸法よりも可成り大きくなると言
うように、チップ片２に対して前記固体電解質層６ａを
形成した後の形状が、図９に示すように、上端部から下
端部に向かって可成り大きく膨らんだ形状になるばかり
か、前記チップ片２に浸透付着する硝酸マンガン水溶液
の量が一定せずに多くなったり少なくなったりすること
により、前記チップ片２の下端部における最大外形寸法
ｄ０max が、大きくバラ付くことになる。

【００１２】これに加えて、前記固体電解質層６ａの表
面にグラファイト膜６ｂを形成するときも、前記固体電
解質層６ａを形成するときと同じ方法が採用されている
ことにより、チップ片２の形状が上端部から下端部に向
かって膨らんだ形状になる傾向が更に助長されるから、
コンデンサ素子を製造するに際して、形状及び寸法が所
定の範囲から外れると言う不良品の発生率が高いのであ
った。

【００１３】また、前記コンデンサ素子１におけるチッ
プ片２から突出する陽極棒３を、一方のリード端子４に
対して溶接等にて固定するときには、このコンデンサ素
子１におけるチップ片２は、図１０に示すように、前記
陽極棒３の曲がり等により、その軸線２ｄが上向きに適
宜角度α１だけ傾斜したり、或いは、その軸線２ｄが下
向きに適宜角度α２だけ傾斜したりする。

【００１４】これに加えて、更に、図１１に示すよう
に、同じく陽極棒３の曲がり等により、その軸線２ｄが
左右方向にもβ１，β２だけ傾斜するような取付け誤差
を生じるものである。従って、前記陰極側電極膜６を形
成した後におけるチップ片２の形状が、前記図９に示す
ように、上端部から下端部に向かって可成り大きく膨ら
んだ形状になっていると共に、下端部における最大外形
寸法ｄ０max が大きくバラ付いている場合には、前記上
下方向への傾斜角度α１，α２及び左右方向への傾斜角
度β１，β２の取付け誤差によって、チップ片２におけ
る各外側面２ｃに形成した陰極側電極膜６が、モールド
部７における上下両面７ａ，７ｂ及び左右両側面７ｃ，
７ｄに接近することになる。

【００１５】その結果、前記部分におけるモールド部７
の肉厚さ寸法Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ、Ｔ２ａ，Ｔ２ｂがきわめ
て薄くなったり、或いは、チップ片２における外周面２
ｂに形成した陰極側電極膜６が、モールド部７における
下面７ｂに露出したり、前記陰極側電極膜６に接続した
他方のリード端子５又は安全ヒューズ線８がモールド部
７における上面７ａに露出することに加えて、チップ片
２における外周面２ｂに形成した陰極側電極膜６が、モ
ールド部７における左右両側面７ｃ，７ｄに露出するこ
とになるから、モールド部７に成形に際して、不良品の
発生が多発することになる。

【００１６】このため従来のものでは、前記モールド部
７の成形に際して、前記のことに起因する不良品発生率
を低減することのために、チップ片２における全体の外
形寸法ｄ０を、その外側面２ｃに形成する陰極側電極膜
６における膜厚さが前記のようにチップ片２における上
端部から下端部に向かって肉厚状になると共に、下端部
における最大外形寸法ｄ０max がバラ付く分だけ予め小
さくするように構成しなければならないから、コンデン
サ素子の大容量化が妨げられるのであった。

【００１７】本発明は、コンデンサ素子におけるチップ
片に対して陰極側となる固体電解質層を形成するに際し
て、前記したような問題が発生しないようにした方法、
及びその装置を提供することを技術的課題とするもので
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明の方法は、「コンデンサ素子における多孔
質のチップ片に固体電解質層形成用液体を浸透する工程
と、その後において前記チップ片を焼成する工程とを適
宜回数繰り返すようにした固体電解質層の形成方法にお
いて、前記チップ片に固体電解質層形成用液体を浸透す
る工程と、前記チップ片を焼成する工程との間に、前記
チップ片における下端面に液体吸収体を接触又は近接す
る工程を付加した。」ことを特徴とするものである。

【００１９】また、本発明の装置は、「コンデンサ素子
における多孔質のチップ片を挿入した処理槽に、固体電
解質層形成用液体を前記チップ片の上端面までの高さに
供給する供給弁と、前記固体電解質層形成用液体を排出
する排出弁とを設ける一方、前記チップ片の焼成手段を
備えて成る固体電解質層の形成装置において、前記処理
槽内に、液体吸収体を、当該液体吸収体が前記処理槽内
に挿入したチップ片の下端面に接触又は近接するように
設ける。」と言う構成にした。

【００２０】

【発明の作用・効果】このように、チップ片に固体電解
質層形成用液体を浸透する工程と、前記チップ片を焼成
する工程との間に、前記チップ片における下端面に液体
吸収体を接触又は近接する工程を付加することにより、
前記チップ片に浸透した固体電解質層形成用液体のうち
チップ片の下端面に向かって垂れ下がる余剰分を、前記
チップ片の下端面に接触又は近接する液体吸収体に逐次
吸い取ることができるから、チップ片に対する固体電解
質層形成用液体の付着量を、略一定に揃えることができ
ると共に、その後における焼成にて形成される固体電解
質層の厚さが、チップ片の下端部において厚くなること
を回避できるのである。

【００２１】従って、本発明によると、固体電解質層、
ひいては、陰極側電極膜を形成した後におけるチップ片
の形状が、上端部から下端部に向かって膨らんだ形状に
なることを確実に少なくできると共に、陰極側電極膜を
形成した後におけるチップ片の最大外形寸法のバラ付き
を小さくすることができるから、コンデンサ素子の製造
に際して、その形状及び寸法が所定の範囲から外れると
言う不良品の発生率を大幅に低減できるのである。

【００２２】また、コンデンサ素子の部分をモールド部
によってパッケージするに際して、そのチップ片におけ
る軸線が取付け誤差によって上下方向及び左右方向に傾
斜している場合に、当該チップ片の外周面に形成した陰
極側電極膜とモールド部における上下両面及び左右両側
面との間の間隔が狭くなることを、前記チップ片の形下
端部が膨らんだ形状になることを小さくできると共にチ
ップ片の最大外形寸法のバラ付きを小さくすることがで
きる分だけ回避でき、その結果、前記チップ片の一端部
における外形寸法を、従来の場合よりも大きくできるか
ら、その分だけチップ片における体積を増大できて、コ
ンデンサ素子における大容量化を、その大型化を招来す
ることなく達成できる効果を有する。

【００２３】特に、請求項２に記載した装置によると、
前記した方法を、簡単な構造の装置によって実現できる
利点がある。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１２及び図１３の図面について説明する。これら図１２
及び図１３に符号Ｂで示す処理槽は、前記図７及び部８
に示す処理槽Ｂと同じものである。前記金属バー１０に
固着した各コンデンサ素子１におけるチップ片２を、図
１２に示すように、処理槽Ｃ内に装填したのち、処理槽
Ｃ内に、硝酸マンガン水溶液Ｄを、供給弁Ｃ１より当該
硝酸マンガン水溶液Ｄの液面が前記チップ片２における
上端面２ａと略同一面になる高さまで供給して、硝酸マ
ンガン水溶液Ｄをチップ片２の内部まで浸透したのち、
前記処理槽Ｃ内における硝酸マンガン水溶液Ｄの全て
を、図１３に示すように、排出弁Ｃ２より排出して、液
切りを行う。

【００２５】次いで、各チップ片２を乾燥・焼成するこ
とを複数回にわたって繰り返し、これによって、前記五
酸化タンタル等の誘電体膜の表面に、二酸化マンガン等
の金属酸化物による固体電解質層６ａを形成する。そし
て、本発明においては、前記処理槽Ｃの内底面に、多孔
質のスポンジ体等のように液体を吸収することができる
液体吸収体Ｅを装着して、前記処理槽Ｃ内に金属バー１
０に固着した各コンデンサ素子１におけるチップ片２を
挿入したとき、この各チップ片２における下端面２ｂ
が、前記液体吸収体Ｅに近接するか、或いは、接触する
ように構成する。

【００２６】このように構成することにより、前記処理
槽Ｃ内における硝酸マンガン水溶液Ｄの全てを、図１３
に示すように、排出弁Ｃ２より排出して液切りを行った
とき、前記各チップ片２に浸透した硝酸マンガン水溶液
Ｄのうちチップ片２の下端面２ｂに向かって垂れ下がる
余剰分は、前記各チップ片２の下端面２ｂに接触又は近
接する液体吸収体Ｅに逐次吸い取られることになるか
ら、各チップ片に対する硝酸マンガン水溶液Ｄの付着量
を、略一定に揃えることができると共に、その後におけ
る焼成にて形成される固体電解質層６ａの厚さを、図１
４に示すように、略一定にすることができて、チップ片
２の下端部において厚くなることを回避できるのであ
る。

【００２７】その結果、前記固体電解質層６ａの表面に
グラファイト膜６ｂを形成し、このグラファイト膜６ｂ
の表面に銀又はニッケル等の金属膜６ｃを形成すること
によって陰極側電極膜６とした場合に、各チップ片の形
状が、上端部から下端部に向かって膨らんだ形状になる
ことを確実に小さくできると共に、陰極側電極膜６を形
成した後におけるチップ片の最大外形寸法のバラ付きを
小さくすることができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】固体電解コンデンサの縦断正面図である。

【図２】図１のII−II視平断面図である。

【図３】安全ヒューズ付き固体電解コンデンサの縦断正
面図である。

【図４】コンデンサ素子を示す斜視図である。

【図５】前記コンデンサ素子の複数個をバーに固着した
状態を示す斜視図である。

【図６】前記コンデンサ素子に対して陽極酸化処理を行
っている状態を示す図である。

【図７】前記コンデンサ素子に従来の方法にて固体電解
質層を形成している状態を示す図である。

【図８】前記コンデンサ素子に従来の方法にて固体電解
質層を形成している状態を示す図である。

【図９】従来の方法によるコンデンサ素子の縦断正面図
である。

【図１０】前記コンデンサ素子を一方のリード端子に固
着したときの図である。

【図１１】図１０のXI−XI視平断面図である。

【図１２】本発明の方法にてコンデンサ素子に固体電解
質層を形成している状態を示す図である。

【図１３】本発明の方法にてコンデンサ素子に固体電解
質層を形成している状態を示す図である。

【図１４】本発明の方法によるコンデンサ素子の縦断正
面図である。

【符号の説明】

１ コンデンサ素子 ２ チップ片 ２ａ チップ片の上端面 ２ｂ チップ片の下端面 ３ 陽極棒 ６ 陰極側電極膜 ６ａ 固体電解質層 ６ｂ グラファイト膜６ｂ ６ｃ 金属膜 Ｃ 処理槽 Ｃ１ 供給弁 Ｃ２ 排出弁 Ｄ 硝酸マンガン水溶液 Ｅ 液体吸収体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンデンサ素子における多孔質のチップ片
   に固体電解質層用の液体を浸透する工程と、その後にお
   いて前記チップ片を焼成する工程とを適宜回数繰り返す
   ようにした固体電解質層の形成方法において、 前記チップ片に固体電解質層用の液体を浸透する工程
   と、前記チップ片を焼成する工程との間に、前記チップ
   片における下端面に液体吸収体を接触又は近接する工程
   を付加したことを特徴とする固体電解コンデンサ用コン
   デンサ素子における固体電解質層の形成方法。
2. 【請求項２】コンデンサ素子における多孔質のチップ片
   を挿入した処理槽に、固体電解質層形成用液体を前記チ
   ップ片の上端面までの高さに供給する供給弁と、前記固
   体電解質層形成用液体を排出する排出弁とを設ける一
   方、前記チップ片の焼成手段を備えて成る固体電解質層
   の形成装置において、 前記処理槽内に、液体吸収体を、当該液体吸収体が前記
   処理槽内に挿入したチップ片の下端面に接触又は近接す
   るように設けたことを特徴とする固体電解コンデンサ用
   コンデンサ素子における固体電解質層の形成装置。