JPS58107622A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体電解ユンデンサの製造方法に関する。

固体電解コンデンサの従来の製造方法として、例えば、
タンタル固体電解コンデンサの場合について第１図によ
シ説明する。先ずタンタル粉末に陽極導出線（１）を埋
設して一定形状に成形し、これを真空焼纏して多孔性の
焼結体（匂を作る。その後、この表面に誘電体性酸化皮
膜（３）を形成させて電極（４）を得、更にその表面に
二酸化マンガン層（５）を形成させる為に、硝酸マンガ
ン（Ｍｎ　＜ＮＯ３）　＠　）溶液に電極（４）を浸漬
し、多孔質内部に含浸せしめ、２ｏｏ〜４００℃の雰囲
気中で分解させて二酸化マンガン（β←、Ｍ！Ｑ愈）ｇ
：＠換せし１７）　Ｊｊ）ヤＯ後、更にこの表面にカー
ボン層（−１、銀塗料層（７）、半田層（８）などを順
次積層形成してコンデンサ素子となし、これに陽極端子
（９）及び陰極端子１１αを接続し、樹脂（Ｉｌｌ外装
を行ってタンタル固体電解コンデンサとなしている。こ
の場合、電極（４）を硝酸マンガン溶液に浸漬し、含浸
された後、熱分解する操作を電極１４）の大きさ又は多
孔度に応じて下記反応式に示すように数回（駒〜１５回
）繰返して、電極（４）内部に充分二酸化マンガンを充
填させると共に、表面にも二酸化マンガン層（６）を形
成せしめている。

Ｍ　ｎ　（ＮＯＩ）　＠　＊　ｘＨｌｏ−４１ｎｏ、　
＋　２ＮＯｌｔ十ＸＨ，Ｏ↑しかし１把の反応弐アわか
るように、熱分解時にＮＯＡガスが発生すると同時に水
蒸気も発生するため、二酸化マンガン層ＣＩ＋にはどう
してもガスの抜は出す微細な空孔Ｑ２があき、いわゆる
多孔質の二酸化マンガンを形成されることになる。ｔた
表面では１分解反応によって泡が発生した９、硝酸マン
ガン溶液がたれたりして凹凸が発生し、表面の二酸化マ
ンガン層＋６１　ｆｔ均一に平滑に形成させることは非
常に困爛である。即ちこのことによって、二酸化マンガ
ン層（５）が多孔質であったり、表面が凹凸になったり
、シかも層の厚さが不均一になったり、いわゆるパフツ
キをつくっていることになっている。このことがコンデ
ンサの特性に大きなパブツキをもたらし、コンーデンサ
の信頼性を低下させているしく特に耐電圧゛゛のバフツ
キ大）、寸法も大きくしている。すなわち固体電解コン
デンサにおいては、この二酸化マンガン層（５）を均一
に。

しかも微細な空孔Ｑ２）も可能な限り無くし、均一に形
成させることが品質の安定化１品質の改善、信頼性向と
、及び生産性向とへの正装な要素となっている。　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　１本発明はと記の
点に鑑み、均一な、しかも空孔のない緻密な二酸化マン
ガン層を形成できる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。

すなわち本発明は、電極の多孔質の内部線従来と同じ方
法ソ、いわゆる硝酸マンガンの熱分解により二酸化マン
ガン層を形成してこれを第１の二酸化マンガン層とし、
更にその表面部に紘二酸化マンガン塗料にて微細な空孔
のない一凹凸のない。

均一な第２の二酸化マンガン層を形成させることを特徴
とするものである。

以下、第２図を参照しながらさらに詳細に説明する。第
２図■は硝酸マンガン溶液の熱分解によって得られる第
１の二酸化マンガン層と、二酸化マンガンを微分化し、
これを塗料化して塗付して形成した第２の二酸化マンガ
ン層とを備えたタンタル固体電解コンデンサの笠体断面
−図であり、同図（へ）は多孔質の電極の内部に第１の
二酸化ζンガンが充填され表面部にも若干該二酸化マン
ガンが表われ、そのとに二酸化マンガン塗料層を形成し
た拡大図である。

多孔質の１極内部に二酸化マンガンを充分に充填させる
方法に２いては１種々の方法について試みて来たが、硝
酸マンガン溶液を含浸せしめこれを熱分解によシ二酸化
マンガンに転換する方法が現状では最も優れた方法であ
る。二酸化マンガンを内部まで充分に充填する理由は、
内部の誘電体性酸化皮膜の表面を十分に被って静電容量
を引出すためである。しかしこの熱分解法は内部まで充
分に二酸化マンガンを充填することができる方法である
が、反面、前述したように表面は多孔性の空孔の多い、
凹凸の多い、不均一な層になってしまう欠点がある。こ
の欠点を解決するため、第２図に示すように、二酸化マ
ンガンを塗料化し、これを従来の熱分解法により形成し
た第１の二酸化マンガン層（１１の表面に塗付・形成す
ることにより、空孔のない、凹凸のない、均一な、平滑
な第２の二酸化マンガン層０４ｔ−被着形成することが
本発明の特徴である。その他は従来法と同様である。

前記二酸化マンガン塗料は粘度が高いため、熱分解法を
採用せずに電極（４）の内部に最初から充填・被着させ
ることはできないが、電極（４）の表面層に均一に一定
に被着形成することがきわめて容易なものである。これ
に用いる二酸化マンガン塗料は、数μ以下の二酸化マン
ガンの微粉末を用意し、これに耐熱性を有しかつ有機溶
剤に溶解する高分子材料９例えばメタクリル基の樹脂と
よく混練することによって、二酸化マンガン粉末を塗料
化することができる。このとき、二酸化マンガン塗料も
電解質としての役割をもたせねばならないので。

電気電導性の良いもので塗膜性の良い塗料にせねばなら
ない、そのためには、二酸化マンガンの微粉末と粘結剤
・塗膜剤である高分子材料との混合比をより良い割合に
条件を選定することが大事である。また二酸化マンガン
についても、電解二酸化マンガンけ−ＭｎＯ１）は水分
を多く含んでいるため電気電導性が悪いので、熱処理な
どを行って水分を除去するか、あるいは硝酸マンガンの
熱分解によって得られるβ−ＭｎＯ＆微粉化して用いる
などの、１工夫が必要である。　　　　　・□・ そこで、後者の熱分解によって得られたβ−ＭｎＯ２を
メノウの乳鉢で微粉化してこれにメチジメタクリｙ−）
樹脂を溶解させた酢酸ブチル溶液とよく混練して塗料化
し、種々の検討を行った。β−−へに対する。メチジメ
タクリレート樹脂の混合比は１０−２５ｗｔ％の範囲で
電気型導度も優れ、塗膜性も優れていることが実験的に
確認された。粘結剤・塗膜剤であるバインダーには、メ
チルメタクリＶ−Ｆ樹脂の外、弗素系°の樹脂、ポリイ
ミド系の樹脂など、塗料化が可能で耐熱性を有するもの
であればよいが、混合比はｔｌば前述の範囲内で行えば
好結果が得られる。この様にして得られた二酸化マンガ
ン塗料は、第１の二酸化マンガン層０３の表面に塗付す
ることにより、又は浸漬によって引上げるディップ法に
よって、均一なＭｔ−被着させ、ることができる、この
塗料は、塗付後、有機溶剤を１００シー４００℃で乾燥
させ、揮発させることにより、樹脂が硬化固着するので
、硝酸マンガンの熱分解反応の場合のように発泡したり
内部より分解ガスが発生することがないので、空孔のな
い、緻密な、　　　゛凹凸のない、均一な膜を・形成す
ることが可能となる。従って、必要とする一定の二酸化
マンガン層ａ４を形成することができるのでコンデンサ
の特性が非常に安定し、特に身耐電圧のパフツキを小さ
くすることが可能となり、耐電圧をとげることができる
。また安定した、信頼性の高いタンタル固体電解コンデ
ンサを得ることができる。また更に。

二酸化マンガン層（＋４に微細な空孔がないために、銀
イオンの通過する通路が塞がれて−るため、後工程で塗
付する銀導電性塗料層（１１の銀のマイグレーシーン現
象を起シ難（（することにな９．耐湿性を向とさせる効
果も大なものがある。塗付・乾燥回数は、塗料の粘度や
、コンデンサの目的とす゛る耐電圧によっても異るが、
１−３同種度塗付−乾燥を繰返すことにより容易にＭｎ
Ｏ□塗膜層塗膜層形４することができる。

電極１４）の内部に充填する二酸化マンガン層−は、前
述したように、硝酸マンガン溶液を熱分解することによ
って形成させるが、充分内部の誘電体性酸化度ｔｉｌｌ
（３）が二酸化マンガン層０３に被われるようにするた
めには、やは夕数回の繰返しを行わねばならない、また
外表面に塗付する二酸化マンガン塗料層ｔＪ４との密着
をよくするため、及び接触抵抗を小さくするためには、
電極（４）の内部が充分充填され外表面にも熱分解によ
る二酸化マンガン層−が若干表われてくる程度まで行っ
ておくのがよい。

次に実験結果を示す、硝酸マンガン溶液をＺＳＯ℃で熱
分解して得られた二酸化マンガンの腕管。

メノウの乳鉢で微細に粉砕した５０ｔの微緒にメチジメ
タクリ〜樹脂ＺＳ　ｔ＠酢酸ブチμに溶解させた溶液に
混合しよく混練して塗料化した。一方。

１６マ１０ＩＩＦ・用として一般的な方法で製作した電
極に、硝酸マンガンを含浸せしめこれを２５０℃で１紛
間熱分解することを５回繰返し、この表面に先に用意し
た二酸化マンガン塗料を塗付して１００’Ｃ，１０分の
乾燥を行い、第２の二酸化マンガン層を形成した。あと
は一般的な方法にてカーボン層・陰極層を形成し、陽極
・陰極端子を接続して、樹脂をディップ外装して完成品
とした。この結果得られた固体電解コンデンサと従来品
との耐電圧特性を第３図に、また雰囲気温度５５℃、湿
度９５％の条件下における短絡故障数（累積）を下記第
１表にそれぞれ示す、第１図及び下記第１表からもわか
るように１本発明にかかるものは、耐電圧のパラツキが
小さく全体的に高い耐電圧を示すこと、及び耐湿性（高
温・高湿度中）においても短絡故障が非常に少ないこと
が確認できた。

第１表 また、二酸化マンガン微粉末をメチμメタクリＩｖ樹脂
の混合比によってコンデンサのｔａｌＥＩＪがどの様に
変化するかについての検討を行った結果を下記第２表に
示す、バインダー（粘結剤）が多いと塗膜性が良くなる
が、塗料の抵抗値が大きくなづてｔａｎａが大きくなる
こと、ま九、逆にバインダーが少ないと塗膜性が悪く、
塗付したときの塗膜層が弱く、剥れ易い欠点があり、下
記第２表からもわかるように、二酸化マンガビ微粉末重
量に対して、粘結剤の混合比が５Ｍ５ｗｔ％が実用範囲
である。

その他の有機溶剤型のシリコン系樹脂、ポリイミド系樹
脂についても試みたがほぼ同様の結果が得られた。

第２表 以上説明したように、本発明にかかる固体電解コンデン
サの製造方法によれば、電解質層としての二酸化マンガ
ン層を均一に：Ｌかも微細な空孔も可能な限り無くシ、
均一に形成させることができるので１品質の安定化、品
質の改善、信頼性向と、及び生産性向Ｊ＋を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図■は従来法により得られた固体電解コンデｙｔの
断面図、同図０は同要部拡大断面図、第２図りは本発明
にかかる製造方法によって得られた固体電解コン、デン
号の断面図、同図０は同要部拡大断面図、第３図は本発
明方法により得られた固体電解コンダンすと従来方法に
より得られた固体電解コンデンサの耐電圧テスト結果の
説明図である。 （１）・・・陽極導出線、Ｑ）・−焼結体、（２）−誘
電体性酸化被膜％（４）・−電１１ｓｌ−・カーボン層
、（マ）・−銀塗料層、＋９１−陽極端子、ＩＭＩ−陰
極端子、（ｌｌｌ−・樹脂、Ｉｓ・・・第１の二酸化マ
ンガン層、１１４−・・第３の二酸化マンガン層 代理人　　森　本　義　弘 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　陽極導出線を具備するＴｉ、Ａｊなどの弁作用全域
   の微粉末を成形して多孔質成形体を得、これを焼結して
   焼結体を得、その表面に誘電体性酸化皮膜を形成して電
   極となし、硝酸マンガン溶液を前記電極に含浸せしめて
   ２０　Ｇ−４００℃で熱分解し、前記電極内部で二酸化
   マンガンに転換せしめる仁とを数回繰返すことによシ前
   記電極の空孔部に充分二酸化マンガンを充填せしめた第
   １の二酸化マンガン層を形成し、この表面に二酸化マン
   ガン塗料層からなる第２の二酸化マンガン層を形成して
   これら第１及び第２の二酸化マンガン層により電解質と
   しての二酸化マンガン層を得、史にこれにカーボン層、
   銀塗料層などを順次積層癖成して固体電解コンデンヤ素
   子となし、これに陰極及び陽極瀘子を接続し、樹脂外装
   して固体電解コンデンサを得る固体電解コンデンサの製
   造方法。 ′Ｌ　第２の二酸化マンガン塗料層として微粉化の固体
   電解】ンデンサの製造方法。 ａ　二酸化マンガンの微粉末としてβ−ＭｎＯｍｔ主体
   とする二酸化マンガ−ンを用いる特許請求の範囲第２項
   記載の固体電解コンデンサの製造方法。 表　二酸化マンガン塗料層として二酸化マンガン微粉末
   に対して有機高分子粘結剤を重量比で５−２Ｓ％含むも
   のを用いる特許請求の範囲第２項記載の固体電解コンデ
   ンサの製造方法。