JPS5934122Y2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は固体電解コンテ゛ンサに関し、特に陰極引出リ
ード端子の引出し構造の改良に関する。

従来、固体電解コンデンサは、第１図に示すようにタン
タル、アルミニウム、ニオブ等の通称弁作用を有する金
属体１を陽極体とし、電気化学的にこの金属体１の表面
に陽極酸化して誘電体としての酸化皮膜２を形成する。

その後、該皮膜２上に硝酸マンガン等の半導体母液を加
熱分解す・ることによりあるいは電解法、化学的酸化法
により二酸化マンガン等の半導体層３を形成している。

陽極体として焼結体を用いる場合は硝酸マンガンの熱分
解法が一般的に適用されているが、陽極酸化皮膜の表面
に充分な量の二酸化マンガンを付着させるために、この
工程は数回繰返して行なわれている。

次いでこの半導体層３上に半導体層３と外部引出し導電
体層との接触抵抗を低くするためグラファイト４を焼付
け、更に半田接着が可能な銀ペースト層５を形成する。

ここで陰極リード引出し端子７は、該銀ペースト層５上
に半田６を介して接続する。

しかる後、エポキシ樹脂やシリコン樹脂を塗布したり、
金属ケースに収納したりして外装し、エージング処理を
行なってコンテ゛ンサとして完成される。

かかる製品構造では陰極引出しリード端子の接続工程は
、製造工程の最終段階にならざるを得ないので、製品の
電気特性は完成品になるまでチェックすることはできな
かった。

そのため製造工程の途中で異常が発生しても異常情報は
最終工程で初めて収集されることになる。

しかも完成品となってからの異常発生の解明には多大な
る工数と時間を要し、逐次流れる量産ラインにおいては
その損害たるや美大なものとなっていた。

又、従来の構造および製造方法では、第５図に示す如く
多くの工程を経ざるを得なく、それだけ費用や経費やノ
ードタイムの増大を惹起し、製造原価を低下し得ないば
かりか特性劣化の危険性をまぬがれながった。

本考案の目的はか・る従来の欠点を解決した固体電解コ
ンテ゛ンサを提供することにある。

本考案による固体電解コンデンサはあらかじめ導電性金
属体表面に半導体層を被着させてなる陰極リードをコン
デンサ素子の半導体層内に設けた構造を特徴とするもの
である。

第２図は本考案による固体電解コンデンサの−実施例を
断面図により示すもので、金属体表面に二酸化マンガン
などの半導体層を被着させた陰極リード端子７ａをグラ
ファイト層、銀ペースト層及び半田層を介さないで、該
素子上の二酸化マンガンなどの半導体層３内に端子７ａ
を直接配設している（第２図）。

このため本考案により当然陰極リード引出し端子を接続
するためのグラファイト層形成工程、銀ペースト層形成
、半田層形成工程が省略でき、かつ副次的に他の工程も
第６図の如く簡略化される。

したがって、それに伴う材料費の主流を占める銀ペース
トの節約になり大巾なコストダウンが計れる。

かつコンデンサ素子に対する熱的、機械的損傷も軽減さ
れることになり、電気的特性および信頼性を高め歩留り
も向上する。

次に実施例によって本考案をさらに詳細に説明する。

実施例１ 高純度のタンタル粉末を４．０ｍｍφＸ５．０ｍｍ１に
プレス成型し、温度１７００℃で３０分間焼結した陽極
体を、予め該陽極体に埋込んだＱ、５ｍｍφのタンタル
線と陽極リード端子を溶接し該陽極リード端子を該端子
の保持具に一定の間隔で接続した。

一方、陰極側のリード端子は、第３図に示した如く、鉄
、ニッケル等の金属線８の表面を順次メッキをし易くす
るための下表の銅クラフト層（又は銅フラッシュ層）９
および半田メッキ層１０を被着した従来から用いられて
いる固体電解コンデンサ用の陰極リード材の上層に二酸
化マンガン等の半導体１１を電解メッキ法等により被着
せしめたリード端子７ａを保持具に陽極体と一定の間隔
を保持してセットした。

こ・で端子７ａは第４図に示した如く半導体層１１の形
成前に金属線８が陽極体と接触しても絶縁されるように
その先端部をマツチ棒状に、金属材の段階で前もって耐
食性、耐熱性エポキシ樹脂２０を塗布しておくことが好
ましい。

この場合、陰極側のリード端子と陽極側リード端子とは
完全に絶縁化されている。

これらの保持具をバッチに組込んだ後、陽極端子側を共
通に接続、電源の陽極端子に挾み込んで化成液０．１％
Ｈ３ＰＯ４浴中で化成電圧１４０Ｖ、Ｄ。

Ｃ１で陽極酸化し、誘電体としての酸化皮膜を形成した
。

完了後１０％Ｈ３ＰＯ４液中に移し個々の素子静電容量
洩れ電流等を自動的に測定して規格外れの場合は再度陽
極酸化を繰返した。

その後、煮沸洗浄を十分行なったのち、硝酸マンガン液
中に含浸、高温槽中で加熱分解し二酸化マンガンを該酸
化皮膜上及び陰極リード線上に付着せしめた。

この加熱一工程を数回繰返した後、再度側々の製品の静
電容量、損失角の正接を測定、酸化皮膜の形成後の値と
比較して所望値が出現していない場合は加熱分解工程を
追加した。

しかる後、従来のグラファイト、銀ペースト半田層を介
さないで直接エポキシ樹脂で外装し完成品とした。

加熱分解完了後は、定格電圧の１．３倍の電圧を個々の
製品に印加し、この状態を維持しながら樹脂外装工程、
捺印工程中で行ない、か・る工程とエージングとを同時
に実施した。

本考案の固体電解コンデンサの製造工程では、従来の固
体電解コンデンサの製造工程に比較して、大巾に製造工
程が簡略化でき、製造原価は加工費で４０％、材料費で
約２０％節約できた。

一方、特性面においても酸化皮膜形成後及び二酸化マン
ガン形成後のチェック、補正で、静電容量不良は全くな
くなり、しかも全製品は所望の静電容量の±５％以内に
おさえることかで゛きた。

損失角については平均値としては従来品に比してや・大
きくなったが偏差は大巾に減少した。

又、エージング工程が樹脂外装や捺印乾燥時の高温に長
時間さらされ遂行され、しかも製品側々で管理されてい
るため、不良品は完全にとりのぞくことができるばかり
か、時間的に不良発生の推移が観察されロフト単位の品
質が保障可能となった。

また完成品の高温負荷寿命試験（定格電圧８５℃、１０
００時間）の結果、製品故障率は従来品の２％／１００
０ Ｈから０．０２％／１０００ Ｈに改善された。

さらに固体電解コンデンサの不良の主流を占める洩れ電
流不良が大巾に減少し歩留が従来の８０％から９５％に
向上した。

実施例２ 前述した実施例１では、比較的小容量の固体電解コンテ
゛ンサについては、従来と同等もしくはそれ以上の特性
を示したが、大容量のコンデンサでは損失角の正接にや
や増大のきらいがあった。

これらの解析の結果、前記の結果は半導体層としての二
酸化マンガン粒子間の接触抵抗に問題があることが判明
した。

そこで実施例１と同様に陽極酸化皮膜形成工程、二酸化
マンガン形成を経たのち、微粒子のカーボンを焼付塗布
（いわゆるグラファイト層形成）する工程を組み込むこ
とにより、すなわち陰極引き出し端子の埋設された半導
体層を被う如くグラファイト層を設けた構造とすること
により損失角の正接、インピーダンス特性が著しく改良
され、大容量のコンデンサについても十分本考案の構造
で従来工法の製品に同等もしくはそれ以上の値を示すこ
とが確認された。

第１表に従来工法および実施例１、実施例２により製作
した３５■、１０μＦのタンタル固体電解コンデンサの
特性を示す。

以上、実施例として陰極リード端子を酸化皮膜形成前に
セットした場合のみ挙げたが、酸化皮膜形成後あるいは
二酸化マンガン等の半導体層形成時にセットしても前記
効果がある。

本考案の構造を有した固体電解コンデンサは、コンデン
サの性能、信頼性を向上させ、かつ材料の節減、製造工
程の画期的な簡略化による原価低減が計れることができ
、工業上極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固体電解コンデンサの模型的断面図、第
２図は本考案の一実施例の固体電解コンデンサの模型的
断面図を示し、第３図は本考案の実施例において用いた
陰極リードの断面図、第４図は第１の実施例において用
いた陰極リードの断面図、第５図は従来工法によるタン
タル固体電解コンデンサの製造工程図、第６図は本考案
の第１実施例によるタンタル固体電解コンテ゛ンサの製
造工程図を示す。 図中の符号 １：陽極体、２：酸化皮膜、３：半導体層
、４：グラファイト層、５：銀ペースト層、６：半田層
、７，７ ａ ：陰極リード端子、８：金属線、９：銅
クラフト層（又は銅フラッシュ層）、１０：半田メッキ
、１１：半導体層、１２：炭素微粉末層、１１：半導体
と炭素微粉末との混合層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁作用を有する金属からなる金属体を陽極とし、該金属
   体の表面を陽極酸化した誘電体皮膜上に順次形成された
   半導体層に導電性金属体表面に半導体を被着せしめた陰
   極リードを配設したことを特徴とする固体電解コンテ゛
   ンサ。