JPS58218111A - 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】 本発明は固体電解コンデンサの製造方法に関し、特にコ
ンデンサエレメントに無電解メッキによる電極引出し層
を形成する工程に訂ける酸化層の劣化を軽減させること
を目的とするものである。

一般にこの棟固体電解フンデンサは例えばタンタル、ニ
オブ、アルミニウムなどのように弁作用を有する金属粉
末を円柱状に加圧成形し焼結してなるコンデンサエレメ
ントに予め弁作用を有する金属線を陽極リードとして植
立し、この陽極リードに第１の外部リニド部材を溶接す
ると共に、第２の外部リード部材を、コンデンサエレメ
ントの周面に酸化層、半導体層、グラファイト層を介し
て形成された電極引出し層に半田付け、し、かつコンデ
ンサエレメントの全周面を樹脂材にて被覆して構成され
ている。

ところで、コンデンサエレメントにおける電極引出し層
はグラファイト層が半田部材に対して殆んど濡ｎ性を示
さず、第２の外部リード部材のグラファイト層への半田
付けが手口」能に近いことに鑑み、グラファイ−ト層に
対する電気的９機械的な接続性に優れ、かつ半田部材に
対する濡れ性にも優ｎている導電部材にて形成さｎてい
る。

この導電部材としては例えば平均粒径が２〜３との銀粉
及び樹脂を含み、かつ全体に占める銀粉の割合を７０重
量％に設定したものが広く用いられている。尚、導電部
材は通常、銀粉、無機質材。

樹脂及び溶剤よりなる導電性懸濁液として構成されてお
り、電極引出し層はこの導電性懸濁液にコンデンサエレ
メントを浸漬し引上げ後、加熱処理することによって形
成される。そして、銀粉は樹脂の熱硬化によってコンデ
ンサエレメントの周面に固定されると共に、銀粉相互及
びグラファイト層との電気的な接続が良好に保たれる。

しかし乍ら、このような、固・体電解コンデンサが湿度
の高い雰囲気で使用に供されると、電極引出し層を構成
する銀は水分の存在によってイオン化し、マイグレーシ
ョン現象、を呈するようＶＣなる。

このために、銀のグラファイト層、半導体層、＠化層へ
の移動によって漏洩電流特性が損なわ扛る。

このようなマイグレーション現象は周囲条件、動作条件
などに影響舗る”も二であるが、特に第１゜第２の外部
リード部材に直流電圧が全く印加されていない状態で、
かつ湿度が高い程顕著に現われ、漏洩電流特性も著しく
損なわれる傾向にある。

従って、精密測定機器、工業用機器などのように長期間
に亘って安定かつ小さな漏洩電流値を要求される高信頼
性機器には使用が著しく制限されるという難点がある。

そｒＪｔに、本出願人は先にコンデンサエレメントに酸
化層、半導体層、グラファイト層を形成した後、グラフ
ァイト層上に無電解ニッケルメッキにて電極引出し層を
形成する固体電解コンデンサの製造方法を提案した。

この方法によれば、電極引出し層がニッケルにて構成さ
れるために、仮に電極引出し層上に銀を含む導電部材が
用いられたとしてもそれのコンデンサエレメント内への
マイグレーションを確実ニ防止でき、漏洩、電流特性を
著しく改善できるという優れた効果が樽らｎる。

しかし乍ら１．−電解＝ツケルメツキ処理工程に′：１ おいて、それの温度はコンデンサエレメントへのメッキ
層の生成が能率的に行われるように極力高く設定される
関係で、主としてコンデンサエレメントの表層部におけ
る酸化層が劣化され易い傾向にあり、こ【に起因して漏
洩電流特性が損なわれるという問題がある。

本発明はこのような点に鑑み、無電解メッキ処理工程に
おいてコンデンサエレメントの酸化層が少々劣化しても
漏洩電流特性への影響を極力軽減できる固体電解コンデ
ンサの製造方法を提供するもので、以下その一製造方法
について第１図〜第７図を参照して説明する。

まず、第１図に系すように、弁作用を有する金属粉末を
円柱状に加圧成形し焼結してなるコンデンサニレメン）
ｌｆｔＰＨが８以上の塩基性溶液２に浸漬シ、コンデン
サエレメント１から導出した弁作用を有する金属線より
なる陽極！Ｊ−）−３カ（正、塩基性溶液２が負となる
ように直流電圧を１０〜３０分間印ＩＪ口する。これに
よって、コンデンサニレメン）１には第２図に示すよう
に主として表層部１ａに厚膜の酸化層４が形成される。

次に、このコンデンサエレメントｌを第３図に示すよつ
’（ｆｒ酸性溶液５に浸漬し、＠極す−ド３力く正、酸
性溶液５が負となるように第１図に示す化成電圧より低
い直流電圧を２〜４時間印加する。これによって、コン
デンサ千しメント１には第４図に示すように深層部１ｂ
に表層部ｌａの酸化層４より膜厚の薄い酸化層６が形成
さｎる。次に、第５図〜第６図に示すように、コンデン
サエレメントｌの酸化層上に半導体層７．グラ７７４１
層８を形成すス。そして、グラファイト層８上に無電解
メッキ処理を施すことにより電極引出し層９を形成する
。

次に、第７図に示すように、＠極す−ド３にＬ形の第１
の外部リード部材１０を溶接すると共に、電極゛引出し
層９に第２の外部リード部材１１を半田付けする。然る
後、コンデンサエレメント１の全周面を樹脂材１２にて
被覆することにより固体電解コンデンサが得られる。

このようにコンデンサエレメント１の表層部１ａには深
層部１ｂに比し厚膜の酸化層４が形成されているので、
無言１解メッキ処理工程において、それの温度を高く設
定することによって表層部１ａにおけるｉ化層４の表面
部分は劣化するものの、コンデンサエレメントに近い部
分では全く劣化しない。このために、表層部１ａの酸化
層４の電圧分担が大きく、かつ表面に劣化が生じていて
も、単位膜厚当りの分担電圧は小さくできる関係で、漏
洩電流特性を効果的に改善できる。

しかも、電極引出し層９はニツケ−ル、銅なとの無電解
メッキにて構成されているので、仮に高湿度雰囲気に無
負荷状態で放置しても、半導体層７゜酸化層４，６への
マイグレーションを防止でキ７．。

このために、表層部１ａの酸化層４の厚膜化と相俟って
漏洩電流特性を改善できる。

次に、具体的実施例について説明する。

実施例上 まず、タンタル粉末を３−５φＸ　４．０　＊＊の円柱
状［ＪＪＩＪ　圧成形し焼結してなるコンデンサエレメ
ントを濃度がＱ、ｌ容量幅でかつＰＨが８．４５の１１
１１１Ｉ酸アン、モニウム溶液に浸漬し、コンデンサエ
レメントより導出した０、５φａｍのタンタル線よりな
る＠極り一ドと硼酸アンモニウム溶液との間に２５０　
Ｖ　（Ｄ　直流電圧を印加する。尚、電流密度は１２０
　ｍＡ／りに設定した。これによってコンデンサエレメ
ントの端子電圧は３５分後に２５０ｖに到達した。そし
て、到達後、さらに５分間化成処理した処、コンデンサ
エレメントの表層部には４００ＯＡの酸化層が、深層部
には８００〜１２８０　Ｘの酸化層が形成された。次に
、このコンデンサエレメントを煮沸洗浄し乾燥した後、
濃度が０．１容量呪てかつＰＨが２．４８の燐酸水溶液
に浸漬し、１２６ｖの直流電圧を印加する。

尚、電流密度は３０ｍＡ／ｇに設定した。そして、３時
間化成処理した処、深層部には２０１６　Ａの酸化層が
形成された。次に、通常の方法にて二酸化マンガン層（
半導体層）、グラファイト層を形成する。

次に、コンデンサエレメントをｏ、１．％のパラジウム
浴に１〜２秒間浸漬し、活性化処理する。引続き、コン
デンサエレメントを９０”Ｃの硫酸ニッケ″浴′°°分
１浸漬：力・り１１−処・厚５′″〜３μのニッケルメ
゛７キ層よりなる電極引出し層が・： 形成された。以下通常の方法にてタンタル固体電解コン
デンサを製作する。

次に、このコンデンサの初期における漏洩電流の不良発
生率を洞窟した処、下表に示す結果が得らｒした。尚、
従来例は濃度が０１容量％でかつＰＨが２．４８の燐酸
水溶液を用い、１４０■の直流電圧を印加して化成処理
し、表層部、深層部共に同一膜厚の酸化、層を形成した
ものである。

上表より明らかなようｒ木兄明品の不良発生率は従来品
の５．０％に比し、０．８％と格段に改＠はれている。

これはコンデンサエレメントの表層部の酸化層を深層部
に比し厚膜化したためと考えられる。

次に、これらのコ８ンデンサを温度が６５°Ｃ９相対湿
度が９５％の雰囲気に無負荷状態で１０００時間放置し
た後、４６Ｖで′３分間充電し、漏洩電流の不良発生率
を測定した処、本発明品、従来品共にマイグレーション
に起因する不良発生は全＜　Ｍｌぬられなかった。こｒ
しは電極引出し層力（二゛ンケルメッキにて構成さ扛て
いるためと考えられる。

実施例２ 実施例１において、硼酸アンモニウム溶液に代え、濃度
か０．１容量％で、かつＰＨが１１　、０５のアルミン
酸ナトリウム溶液を用いた処、実施例上と同様の効果が
得られた。

実施例３ 実施例上において、硼酸アンモニウム溶液に代え、濃度
が０．１容量％で、かつＰＨが９．１７の炭酸アンモニ
ウム溶液を用いた処、実施例１と同様の効果が得られた
。

尚、本発明において、無電解メッキ液は硫酸ニッケルの
他、塩化ニッケル、硫酸銅なども使用できる。又、グラ
ファイト層上に卑金属粉末を主成分とする導電層を形成
することもできる。又、コンデンサエレメントの表層部
における厚膜の酸化層の形成方法は上記実施例：にのみ
制約されない。

さらにはチップ彫にも適用しつる。

以上のように本発明によれば、無電解メッキ処理工程に
おいてコンデンサエレメントの表Ｎ　部における酸化層
に劣化が生じても、それの厚膜化によって漏洩電流特性
への影響を効果的に軽減できる０

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法の説明図であって、第１図は第１の化成
処理状態を示す側断面図、第２図はコンデンサエレメン
トの要部拡大図、第３図は第２の化成処理状態を示す側
断面図、第４図は第２の化成処理路Ｔ後におけるコンデ
ンサエレメントの要部拡大図、第５図は電極引出し層を
形成した状態を示す側断面図、第６図は第５図の要部拡
大図、第７図は完成状態を示す側断面図である。 図中、１はコンデンサエレメント、１ａは表面部、１ｂ
は深層部、３は陽極リード、４は厚膜の酸化層、７は半
導体層、８はグラファイト層、９は電極引出し層である
。１ｌｌｊ １１ト 第１図　　　　　第２図 第３図　　　　第４図 第５図　　　　第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁作用を有する金属粉末にて構成し、かつそれより弁作
   用を有する金属線を陽極リードとして導出シてなるコン
   デンサエレメントに酸化層を、表層部が深層部に比し厚
   膜となるように形成する工程と、コンデンサエレメント
   の酸化層上に半導体層、グラファイト層を形成する工程
   と、コンデンサエレメントの周面に無電解メッキにて電
   極引出し層を形成する工程きを含むことを特徴とする固
   体電解コンデンサの製造方法。