JPS58135624A - アルミニウム固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

アルミニウム固体電解コンデンサの製造方法

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JPS58135624A
JPS58135624A JP1867582A JP1867582A JPS58135624A JP S58135624 A JPS58135624 A JP S58135624A JP 1867582 A JP1867582 A JP 1867582A JP 1867582 A JP1867582 A JP 1867582A JP S58135624 A JPS58135624 A JP S58135624A
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別所 國晴
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Fujitsu Ltd
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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】 (&)発明の技術分野 本発明は電気的特性を向上したアルミニウム固体電解コ
ンデンサの製造方法に関する。
(b)  技術の背景 アルミニラふ固体電解コンデンサの陽極素子としては、
純[99,99−のアルミニウム(以下AI)の板、I
I或はU@の焼結体などが用いられ、これに陽極リード
線としてハンダメッキ軟鋼線を溶接或はA11lを挿入
し焼結することによりx子が作られている。
ここで、コンデンサの靜電容icと電極面積Sとの間に
は C−’    (PF) 3.6 t d 但し −・・・・・・誘電体の誘電率 S−・・・・・・電極面積(clI) d−・・・・誘電体の厚さくclI) の関係があり、電解コンデンサの誘電体はM陽極素子上
に形成された酸化皮膜であるので、ヒの陽極素子の表面
積を増すためにエツチング或は歓粉末の焼結と太う処理
方法がとられておシ、実効表面積を数100倍にまで拡
大している。
かかる陽極素子1は弱酸の塩を溶質とする水溶液中で電
解翫化して表面のMをコンデンサのi**皮膜として作
用する酸化皮[2に変え、この上に二酸化!ンガン(M
nOl)半導体層3を硝酸マンガン(Mn(NOs)t
)水溶液中に陽極素子1を會浸し、次にこれを熱分解す
る工程を繰返すことにより形成し、この上に陰極兼導体
層としてグラファイト層4と銀塗膜層5を設け、これに
陰極リードII6をハンダ付けしてコンデンサ素子が形
成されている。
次に、かかるコンデンサ素子はこの上に樹脂塗装などの
外装が施されて固体電解コンデンサが完成する。
ここで固体電解コンデンサの特性の良否は耐凪漏れ電流
値および誘電損失値の大小によp評価されるが、これは
コンデンサの誘電体として働らく酸化皮膜の良否によシ
決るものである。
本発明は良質の酸化皮膜をもつ固体電解コンデンサの製
造方法に関するものである。
(C)従来技術と問題点 M固体電解コンデンサの陽極素子は先に記したようにエ
ツチング素子或は焼結素子の形で表面倍率を高めた構造
のものが用いられている。
ここでは本発明に関係のあるエツチング素子を用いた固
体電解コンデンサの製造方法について説明する。
M陽極素子の高倍率化のためのエツチングは塩酸(HO
2)を主成分とする液中にリード線部を除い九M!Iを
浸漬し、これを陽極として直流電圧或は脈流電圧を印加
し塩素イオン(CLイオン)の侵蝕作用を利用してエツ
チングを行い、M面上に微細な鋸歯状凹凸を形成して表
面倍率を高めている。
これがエツチングである。
ここでCtイオンは腐蝕性のイオンであシ、このイオン
の残存紘以後の化成処理においては致命的な欠陥を形成
するので、エツチング処理後の陽極素子は充分に洗滌し
てCtイオンを除去することが必要である。然しMは頗
る活性な金属であp1水洗洗滌中に容易に水酸化物(A
i(OH)s )を作シ易く、この存在は特性劣化につ
ながる。一方、エツチング孔に入シ込んだ洗滌水は容易
に除去で亀ないので、熱風吹つけ或は電気炉中を通過せ
しめることKよ〉急速な陽極素子O乾燥を行うてい丸然
し乍ら電解コンデンサ工場内の相対IL&はかなシ高く
、かかる条件では空気に触れることによシ生じた酸化皮
膜(r’−AI、 O,)は容易に水加して水酸化物C
M(OH)m )K変質し易い。それ故にエツチング処
理後の陽極素子の保存は充分な注意が必要であるが、量
産工程においては充分な管理は難しく、成る程度の水酸
化物の生成は避けることができない。次に陽極素子は弱
酸或は強酸の塩、例えば硼酸アンモン((NH4)s 
%Ov )−燐酸2水素アンモン(1%HsPO4)な
どの水溶液中で陽極酸化して必要とする耐圧をもつ酸化
皮膜からなる化成皮膜が作られる。然し乍ら、との化成
皮膜は全部が均一な組成をもり酸化皮膜ではなく化成電
圧によシ異なるが金属側よシミ解液側に行くに従って不
完全な酸化皮膜に移行し、液Kl!する部分は水酸化物
で終っている。そこで、との化成皮膜の安定化のために
必要な場合は熱鶏運を行い、水酸化物を脱水して酸化物
に変え、また安定な結晶構造に変えることが行われてい
る。然し乍ら、大気中に放置しておく場合拡大気中の湿
度によ)化成皮膜の表面層が再び水酸化物に戻j)li
e電皮腹皮膜性劣化を生ずる慣れが避けられなかりた。
(dJ  発Ijliの目的 本発明はM水酸化皮膜(AI(OH)l )の存在が固
体電解コンテ7重0@性劣化を生じていることに着目し
、これを除去することKよ)電気的特性を向上すること
を目的とするtのである。
(・)発明の構成 本発明は燐酸(HaP04)・りGl−!酸(Chis
 )混液がM化成皮膜特に水酸化皮膜を溶解する性質を
利用して固体電解コンデンサ製造過程中に生ずる水酸化
皮膜を除去するものである。こOHIPO4Cr驚偽混
液処理は化成前および化成後の陽極素子に適用されるが
、この液組成、処理条件および効果を述べると次のよう
である。
ヒこで使用した混液O組成は HaP04   =”−35@@/L CrmOs  ’=−”  20j /zからなる公知
の液組成であシ、これを75℃に加熱したものを用い九
。なお、この混液へ0陽m累子の浸漬時間は3分間とし
九が厳重な必要条件ではなく、この値を中心に適宜変更
してよい。
(・−1) 化成前の素子に対する影響素子寸法が6X
3X2@1111り矩形なM陽極素子を電解エツチング
処理し充分に水洗洗滌し乾燥処理済みのものを試料とし
、これを温度25℃、相対湿度60−の大気中に24時
間放置した。
まず、放置した陽極累子群をムとBC)2群に分ち、A
群はその11硼酸アンそン水11を中f125Vまで化
成し、充分に漏れ電流をIRり死後、水洗洗滌し80℃
で30分間乾燥し友。次にB群紘、Ha P 04・C
rHO@処理を行い水洗後A群と同じ条件で化成し乾燥
した。
jg2図はA、B2群の陽極素子について、素子当、9
1 mAの電流密度で再化成を行った場合の化成電圧値
の変化を示すものである。
すなわち従来の方法で化成したA群は破線で示すように
30〜5ovtで急上昇し、その後緩かに・−圧が上昇
して125VK適するが、このことは化成皮膜の耐圧が
水洗乾燥処理中に125vより約50vにまで低下して
いることを示している。一方B評は集線で示すように直
ちKm圧が急上昇しオーパージ瓢−ト後元の化成電圧値
である128Vに達し、その後緩かに電圧が上昇するが
、このことは化成皮lIの耐圧がそのまま維持されてい
たことを示している。
以上のことはエツチング処還後の水洗洗滌および乾燥処
11において生じた水酸化皮膜At(OH)mは化成に
際して一応耐圧のある酸化物!lI似O状I!になるが
、本質的に構造変化を生ずるものではないこと、またヒ
0AI(OH)aが存在すると耐圧のある化成皮膜の成
長が着しく阻害されていることを示している。を九、3
群の化成特性から陽極素子上に存在するn(oH)aを
除去して後化成することにより耐圧のある化成皮膜を生
ずることを示しているO Ha図はかかるA群および3群の陽極素子をそのtま用
いて製作した固体電解コンデンサの特性で、第3図(4
)は誘電正接値をt九同図CB)は漏れ電流値について
両者の違を示している。
すなわち耐圧の減少はM(OH)sの存在によるもので
あ夛、その影響はコンデンサの損失の増大と漏洩電流の
増加となって構われることが判る。
これらのことからエッチングエ楊の後洗滌と乾燥工程で
生ずる水酸化物AI(OH)mについては除去すること
が必要で、仮冷生じた場合もこれをfI!−解除去して
おくことが必要なことが判る。
(・−2) 化成後の素子に対する影響光に配し九よう
にM陽4M素子を化成して生じた化成皮膜は化成電圧に
依存して結晶構造を異にするが化成液に接する部分はA
L(OH)sよシなっており、また化成皮膜には化成液
の溶質イオンがトラップされている。それ故に化成皮膜
の耐蝕性は使用した化成液により左右され、ま九化成後
の熱処理は化成FL膜の耐圧の同上に貢献する。
すなわち加熱によりAl(OH)sは脱水されてr’M
40 Bへと変化する。
2Al(OH)m −3HtO→Ak Osそれ故に加
熱により化成皮膜の耐圧は増加する筈である。
第4wJはこの関係を示すもので、素子寸法が6X3X
21111のものについて第2図のA群素子と同じ素子
を100〜450℃の温度で20分に亘りて熱処理して
耐圧向上の状態を調べたものでわシ、測定方法社第2図
の場合と同様である。この図から判るように熱処理温度
が高い程酸化皮膜の耐圧は向上し、450℃、20分間
の熱処理によって耐圧は約50Vより約130Vtで向
上させることができ、それ故に熱処理は固体電解コンデ
ンサの製造?c1!に用いられている。然し一方では熱
処理によp酸化皮膜が撥水性を帯びこれ以降性われるM
n(NOs)mへの浸漬処理で濡れ性を悪くすると云う
欠点がある。
本発明は加熱処進後の化成素子をH,PO4・Cr@O
@温液の中に75℃で約3分間浸漬することによ1値(
oH)io形で残存している酸化皮膜を除くと共に撥水
性をも無くするものである。
第5図は本発明の効果を示すもので、横軸には処理方法
を変えて作りた固体電解コンデンサの素子Ofs別を、
tた縦軸にはコンデンサの41性をとりである。ここで
種類Aは従来のよ514cエツチング素子を水洗洗滌後
乾燥し化成後Mn(NOs)*処理を行ったもの、種類
Cはエツチング素子を水洗洗滌後乾燥し化成後熱処理を
行ったもの、また種類りは種類Cc1素子群を熱処理後
Ha P 04・Cr鵞Q、混液中で75℃で3分間浸
漬し、その後再化成したものである。
第5図から明らかなように、H@PO4・Cr装0@処
理によシ固体電解コンデンサの特性が向上すると共に撥
水性も改醤することができる。
(f)  発明の効果 本発明はエツチング後の洗滌乾燥および化成後に陽1I
iix子上に生ずるm (OH) sが同体電解コンデ
ンサの耐圧劣化および特性劣化の原因であることを見出
し、これをHs P 04・Cr*0sll+液に浸漬
することによル溶解除去することを本旨とするものであ
り、エツチング工程後および化成後に行われる熱処理工
程彼にH@PO4・Cr1O1処理を行って不要の水酸
化皮層を除くことによシ耐圧および特性が凌れ、且つ経
時変化の少いM固体電解コンデンサ
【図面の簡単な説明】
第1図はM固体電解コンデンサの構成図、第2図はエツ
チング素子に対するHs PO4・Cr麓Os 混液浸
漬処理の効果、第3図囚、@は固体電解コンデンサの特
性比較、@4図は化成した酸化皮膜に対する熱処理効果
、また嬉5図(2)、@は固体電解コンデンサの特性比
較である。 図において、人は従来方法による素子特性、Bはエツチ
ング後Ha P 04・Cr@OH混液処理した素子特
性、Cは従来方法による素子に化成後熱処理を施した素
子特性、DはC素子に更にus PO4・Cr2 O@
混液処理をし九素子特性。 第1r¥J     第1 1邦        蔓3図 第4図 処R通度 〔゛す

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高純度のアルミニウム線或はアルミニウム板からなる陽
    極素子に電解酸化処理を施してこの表面を該金属の酸化
    物よシなる誘電層に変え、艶にこの上に酸化性半導体層
    およびグラファイト層を形成し、該グラファイト層の上
    に塗布された導電塗膜を通じて嬢砺リード線をと)出す
    構成をとるアルミニウム固体電解コンデンサにおいて、
    エツチング工程後および化成後に陽極素子を燐酸・クロ
    ーム酸水溶液に浸漬して“不要の水酸化アルミニウムを
    除去することを%*とするアルミニウム固体電解コンデ
    ンサの製造方法。
JP1867582A 1982-02-08 1982-02-08 アルミニウム固体電解コンデンサの製造方法 Pending JPS58135624A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63146424A (ja) * 1986-12-10 1988-06-18 松下電器産業株式会社 アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法
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