JPS6123647B2 - - Google Patents

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JPS6123647B2
JPS6123647B2 JP51088100A JP8810076A JPS6123647B2 JP S6123647 B2 JPS6123647 B2 JP S6123647B2 JP 51088100 A JP51088100 A JP 51088100A JP 8810076 A JP8810076 A JP 8810076A JP S6123647 B2 JPS6123647 B2 JP S6123647B2
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JP
Japan
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voltage
additional layer
cathode
capacitor
capacitor body
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JP51088100A
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English (en)
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JPS5213655A (en
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Shunaaberu Uerunaa
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Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of JPS5213655A publication Critical patent/JPS5213655A/ja
Publication of JPS6123647B2 publication Critical patent/JPS6123647B2/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15Solid electrolytic capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、誘電体として作用する酸化皮膜を備
え弁作用金属、特にタンタルより成る焼結された
陽極と、半導電性酸化金属、特に二酸化マンガン
より成る陰極と、リード線としてろう付け可能な
金属、特に銀より成る金属層を備えたグラフアイ
ト層とを有し、陰極のグラフアイト粒子により被
われない個所上およびグラフアイト粒子間におい
て半導電性酸化金属より成る付加層が備えられて
いる乾式電解コンデンサに関するものである。こ
のようなコンデンサは既に本出願人により提案さ
れている(昭和51年特許願第23677号―特開昭51
―113155号―)。 本発明は、合理的であると共に、同時にインピ
ーダンス、損失係数および残留電流のような良好
な電気的値を供給しまたある領域内のこれらの値
のばらつきの比較的僅少であるこの種のコンデン
サの簡単な製造方法を提供することを目的とす
る。 この目的は本発明によれば、電導体として作用
する酸化皮膜を備え弁作用金属より成る焼結され
た陽極と、半導電性酸化金属より成る陰極と、電
流リード部としてろう付け可能な金属層を備えた
グラフアイト層と、金属(マンガン、鉛、亜鉛、
鉄、銅またはビスマス)の半導電性酸化物又は金
属(マンガンとリチウム、マンガンと亜鉛、亜鉛
とリチウム)の半導電性混合酸化物から成る付加
層とを備え、付加層は前記グラフアイト層のグラ
フアイト粒子により覆われていない陰極の個所上
およびグラフアイト粒子間に存在する乾式電解コ
ンデンサの製造方法において、焼結された陽極に
誘電体として作用する酸化皮膜を設けた後、陰極
を作るのに必要な元素の熱分解可能な化合物を有
する浴中に前記陽極と酸化皮膜から成るコンデン
サ素体を浸漬し、この浸漬後電圧UT1をコンデン
サ素体に印加し、時間t1後電圧UT1を電圧UP1
下げ、次いでコンデンサ素体を浴より取り出し、
熱分解によつて陰極を形成し、その後グラフアイ
ト層を形成し、次いで付加層を作るのに必要な元
素の熱分解可能な化合物を有する浴中にコンデン
サ素体を浸漬し、この浸漬後電圧UT2をコンデン
サ素体に印加し、時間t3後電圧UT2を電圧UP2
下げ、時間t2後コンデンサ素体を浴から取り出
し、熱分解により付加層を形成し、次いで乾式電
解コンデンサの仕上げを行い、前記時間t1,t2
t3は1〜6分であり、電圧UT1,UT2,UP1およ
びUP2の定格電圧UNに対する関係は
【表】 であることによつて達成される。 タンタルコンデンサの形成のためのこれ迄用い
られた方法、即ちタンタル乾式電解コンデンサの
製造方法によれば、誘電体として作用する酸化皮
膜を備えたタンタル焼結陽極上に陰極として用い
られる二酸化マンガン層は硝酸マンガン浴中への
浸漬およびこれに続く熱分解によつて作られる。
良好な陰極層を得るためには、これらの両処理工
程は数回行なわれなければならない。浸漬の回数
は陽極の大きさ及び使用される浸漬溶液の濃度に
関係する。浸漬、熱分解工程は、誘電体として作
用する酸化皮膜中の熱分解によつて生じた障害を
再び除去することを目的とする中間化成処理によ
つて中断される。この中間化成処理は例えば3度
目の浸漬、処理工程後毎におよび最後の浸漬、熱
分解後に行なわれる。 中間化成処理後はコンデンサ素体の乾燥が必要
であり、これには揮発性でない中間化成電解液の
使用の際は更に蒸溜水中の比較的長い洗滌が先行
する。その後二酸化マンガン層にグラフアイト層
が設けられる。続いてグラフアイト層上にろう付
け可能な銀導電ペースト層が付着される。本発明
の方法によれば、誘電体として作用する酸化皮膜
中の熱分解によつて生じた障害を除去するため従
来行われてきた中間化成処理およびその処理後に
必要な乾燥時間は不要になる。 陰極として用いられる二酸化マンガン層を作る
ため、コンデンサ素体は硝酸で酸性化された硝酸
マンガン浴(PH値1より小さいか1に等しい)中
へ浸漬される。コンデンサ素体は硝酸マンガン溶
液中へ浸漬される毎に同時に化成処理を受ける。
このため陽極を濡らした直後に電源が接続され且
つ電圧は0.1ないし10V/sの範囲、特に1V/sの一
定の上昇速度で規定された値UT1迄高められる。
時間t1(t1=1ないし6分、特に3.5分)後に陽極
を引上げる直前になつて始めて電圧はUT1から新
しい値UP1へ下げられる(降下速度1ないし100
V/s、特に10V/s)。電圧UP1を印加されることに
よつてコンデンサ素体は充電され、コンデンサ素
体は電荷を有することになる。そして陽極が硝酸
マンガンをMnO2に熱分解するための熱分解炉に
装入される前に、この電荷が放電されることはな
い。この浸漬、化成および熱分解過程はMnO2
が完全にできる迄数回繰返される。この繰返しの
回数は陽極の大きさおよび使用される浸漬溶液の
マンガン濃度に関係する。 最後の熱分解後陽極にグラフアイト層が設けら
れる。続いて半導電性付加層が作られるから、グ
ラフアイト層の乾燥は短時間で十分である。 ついで付加層の付着が行なわれ、このためコン
デンサ素体は浴に浸漬されまた付加層が続いて熱
分解によつて作られる。浴への浸漬もこれに続く
熱分解(約250℃における)もMnO2層を作る際
と同様にして、電圧UT2を印加し、時間t3後電圧
T2を電圧UP2に下げることによつて行われ、こ
の電圧UT2およびUP2は電圧UT1およびUP1より
低いか又はそれに等しい。 付加層としては酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化
鉄、酸化銅、酸化蒼鉛、酸化マンガン及び酸化リ
チウムの半導電性混合酸化物、酸化マンガン及び
酸化亜鉛の半導電性混合酸化物、酸化亜鉛及び酸
化リチウムの半導電性混合酸化物などを使用する
ことができ、付加層を作るための浴は、例えば硝
酸塩、酢酸塩のような熱分解可能な化合物中に、
付加層を形成する金属を含んでいる。付加層が作
られた後、コンデンサの仕上げとしてろう付け可
能な、例えば銀のような金属層が設けられる。 付加層を設けることによつて、コンデンサの縁
部領域における電界強度を低下させることができ
るとともに、自由電子の縁部濃度、したがつてそ
の注入率を減少させ、その結果残留電流を低くす
ることができ、またインピーダンス、損失係数な
どの電気値を改善することができる。 公知の方法に対する本発明による方法の大きな
利点は、コンデンサを作るために必要な全処理工
程(浸漬、熱分解、中間化成、洗浄、乾燥等)に
要する時間が僅かとなる点にある。本発明による
方法は、銀導電ペースト層の付着迄のすべての処
理工程が次々に、例えば4分間に行なわれること
ができるから、乾式電解コンデンサの製造工程の
自動化に適している。 本発明による方法の其の他の利点を、効果的な
構成を示す実施例によつて述べることとする。 実施例 1 定格値33μF/6Vのタンタル乾式コンデンサ
が本発明による方法によつて製造された。付加層
は酸化ビスマスより成り、コンデンサ素体を酸性
(PH値約0.3)の0.5Nの硝酸ビスマス浴へ浸漬する
ことによつて作られた。 第1図は損失係数tanδ(120Hz,25℃)の累積
度数Σ、また第2図はインピーダンスZ(10K
Hz,25℃)の累積度数を示す。両図には最終化成
処理(125℃.9V,14時間)前および後のこれら
電気的値が示されている。 更に両図には、同じ方法によつてではあるが、
酸化ビスマス付加層を設けることなく製造された
コンデンサの値が比較のため示されている。第1
図において最終化成処理前の損失係数に対する曲
線を1で、また最終化成処理後のものを2で示
す。曲線3は最終化成処理前の付加層を備えない
コンデンサの比較曲線であり、これに対して曲線
4は最終化成処理後の比較コンデンサの曲線を示
す。 第2図においては5で最終化成処理前のインピ
ーダンスZの曲線を示し、また6で最終化成処理
後のインピーダンスの曲線を示す。これらの曲線
は酸化ビスマス付加層を有するコンデンサに関す
るものである。最終化成処理前および後の付加層
を備えないコンデンサのインピーダンスを示す曲
線7および8は比較のために用いられるものであ
る。 両図において目につくことは、酸化ビスマス付
加層を備えたコンデンサの電気的値のばらつきは
極めて僅少であり、その際最終化成処理後の電気
的値は更に改善されているのに対し、付加層を備
えないコンデンサの損失係数およびインピーダン
スのばらつきは極めて大きく、その際これらの値
は最終化成処理後更に劣化したということであ
る。 実施例 2 定格値1.2μF/35Vのタンタル乾式電解コン
デンサが本発明による方法によつて製造され、そ
の際酸化ビスマス付加層はPH値約0.3の酸性の
0.5Nの硝酸ビスマス浴へコンデンサ素体を浸漬
することによつて作られた。インピーダンスZ
(10KHz)の平均値はこれらコンデンサにおいて
は、付加層を備えないこの種コンデンサで41.9オ
ームであるのに対し、15.1オームになつた。残留
電流(電圧1.1UNの印加後30秒で測定)は0.01μ
Aより小さかつた。 実施例 3 定格値1.2μF/35Vのタンタル乾式電解コン
デンサが本発明による方法によつて製造された。
付加層として酸化鉛層が0.5Nの硝酸鉛浴への浸
漬および続いての熱分解によつて作られた。これ
らコンデンサのインピーダンス値Z(10KHz)の
平均値は付加層を備えないコンデンサにおいては
41.9オームであるに対し16.1オームになつた。こ
れらのコンデンサも0.01μAより小さい残留電流
を示す。 第3図においては実施例2および3によつて製
造されたコンデンサの損失係数tanδ(120Hz,25
℃)の累積度数Σが示されている。曲線9は酸化
ビスマス付加層を有する実施例2によつて製造さ
れたコンデンサに関し、また曲線10は酸化鉛付
加層を有する実施例3によつて製造されたコンデ
ンサに関するものである。比較のため曲線11は
付加層を備えないコンデンサに対する損失係数
tanδの累積度数を示す。 実施例 4および5 定格値10μF/35Vのタンタル乾式電解コンデ
ンサが本発明による方法により酸化亜鉛付加層な
いしは酸化ビスマス付加層を備えて製造された。
付加層は0.5Nの硝酸亜鉛浴ないしは0.5Nの硝酸
ビスマス浴へコンデンサ素体を浸漬し、続いて熱
分解することによつて作られた。 第4図には損失係数tanδ(120Hz,25℃)に対
する最終化成処理時間te(125℃,35V)の影響
を示す。曲線12は酸化亜鉛付加層を備えたコン
デンサに関し、また曲線13は酸化ビスマス付加
層を備えたコンデンサに関するものである。比較
のため曲線14は付加層を備えずに製造されたコ
ンデンサに対する値を示す。曲線15は別の中間
化成処理を行なう公知の方法によつて製造された
コンデンサの値を示す。 第3図および第4図より本発明による方法の利
点を直接推定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は損失係数の累積度数折れ線グラフ、第
2図はインピーダンスの累積度数折れ線グラフ、
第3図は損失係数の累積度数折れ線グラフ、第4
図は損失係数と最終化成処理時間との関係を示す
それぞれ特性線図である。 tanδ……損失係数、Z……インピーダンス、
e……最終化成処理時間、Σ……累積度数。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 誘電体として作用する酸化皮膜を備え弁作用
    金属より成る焼結された陽極と、半導電性酸化金
    属より成る陰極と、電流リード部としてろう付け
    可能な金属層を備えたグラフアイト層と、金属
    (マンガン、鉛、亜鉛、鉄、銅またはビスマス)
    の半導電性酸化物又は金属(マンガンとリチウ
    ム、マンガンと亜鉛、亜鉛とリチウム)の半導電
    性混合酸化物から成る付加層とを備え、付加層は
    前記グラフアイト層のグラフアイト粒子により覆
    われていない陰極の個所上およびグラフアイト粒
    子間に存在する乾式電解コンデンサの製造方法に
    おいて、焼結された陽極に誘電体として作用する
    酸化皮膜を設けた後、陰極を作るのに必要な元素
    の熱分解可能な化合物を有する浴中に前記陽極と
    酸化皮膜から成るコンデンサ素体を浸漬し、この
    浸漬後電圧UT1をコンデンサ素体に印加し、時間
    t1後電圧UT1を電圧UP1に下げ、次いでコンデン
    サ素体を浴より取り出し、熱分解によつて陰極を
    形成し、その後グラフアイト層を形成し、次いで
    付加層を作るのに必要な元素の熱分解可能な化合
    物を有する浴中にコンデンサ素体を浸漬し、この
    浸漬後電圧UT2をコンデンサ素体に印加し、時間
    t3後電圧UT2を電圧UP2に下げ、時間t2後コンデ
    ンサ素体を浴から取り出し、熱分解により付加層
    を形成し、次いで乾式電解コンデンサの仕上げを
    行い、前記時間t1,t2,t3は1〜6分であり、電
    圧UT1,UT2,UP1およびP2の定格電圧UNに対す
    る関係は 【表】 であることを特徴とする乾式電解コンデンサの製
    造方法。 2 陰極を形成するための処理工程である浴中へ
    の浸漬および熱分解を一回または複数回繰返すこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 3 処理工程を2回ないし4回繰返すことを特徴
    とする特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 陰極を形成するため酸性の硝酸マンガン浴を
    使用することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    ないし第3項のいずれか1項に記載の方法。 5 PH値が1より小さいか1に等しい浴を使用す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
    方法。 6 酸化性のため硝酸を使用することを特徴とす
    る特許請求の範囲第5項記載の方法。 7 付加層を作るため硝酸ビスマスを使用するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第6
    項のいずれか1項に記載の方法。 8 付加層を作るため硝酸鉛を使用することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項ないし第6項のい
    ずれか1項に記載の方法。 9 付加層を作るため硝酸亜鉛を使用することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第6項い
    ずれか1項に記載の方法。 10 陰極を形成するためコンデンサ素体を浴に
    浸漬後最初に印加する電圧UT1および付加層を形
    成するためコンデンサ素体を浴に浸漬後印加する
    電圧UT2はコンデンサの定格電圧UNより高く、
    コンデンサの化成処理電圧より低いことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項ないし第9項のいずれ
    か1項に記載の方法。 11 陰極を形成するため素体に印加する電圧U
    T1は付加層を形成するためコンデンサ素体に印加
    する電圧UT2より大きいことを特徴とする特許請
    求の範囲第10項記載の方法。 12 陰極を形成するためコンデンサ素体に最初
    に印加した電圧UT1より下げる電圧UP1は付加層
    を形成するためコンデンサ素体に最初に印加した
    電圧UT2より下げる電圧UP2より大きいことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項ないし第11項の
    いずれか1項に記載の方法。 13 陰極および付加層を形成するためコンデン
    サ素体に最初に印加する電圧UT1,UT2は0.1な
    いし10V/sの電圧上昇速度で印加することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項ないし第12項のい
    ずれか1項に記載の方法。 14 電圧上昇速度は1V/sの値であることを特
    徴とする特許請求の範囲第13項記載の方法。 15 陰極および付加層を形成するためコンデン
    サ素体に最初に印加した電圧UT1,UT2より下げ
    る電圧UP1,UP2は1ない100V/sの電圧降下速度
    で印加することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項ないし第14項のいずれか1項に記載の方法。 16 電圧降下速度は10V/sの値であることを特
    徴とする特許請求の範囲第15項記載の方法。 17 陰極および付加層を形成するためコンデン
    サ素体に最初に印加する電圧の印加時間t1,t2
    t3は3.5分の値であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 18 熱分解を約250ないし300℃で行うことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項ないし第17項の
    いずれか1項に記載の方法。 19 陰極、グラフアイト層、付加層及びろう付
    金属層の個々の製造工程を同一の長さの時間内に
    行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第18項のいずれか1項に記載の方法。 20 各製造工程を4分の時間内に行うことを特
    徴とする特許請求の範囲第19項記載の方法。
JP51088100A 1975-07-23 1976-07-23 Method of manufacturing dry electrolytic capacitor Granted JPS5213655A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2532971A DE2532971C3 (de) 1975-07-23 1975-07-23 Verfahren zur Herstellung eines Trocken-Elektrolytkondensators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5213655A JPS5213655A (en) 1977-02-02
JPS6123647B2 true JPS6123647B2 (ja) 1986-06-06

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JP (1) JPS5213655A (ja)
DE (1) DE2532971C3 (ja)
FR (1) FR2319186A2 (ja)
GB (1) GB1540248A (ja)
IT (1) IT1066906B (ja)

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FR2319186A2 (fr) 1977-02-18
DE2532971A1 (de) 1977-01-27
US4079503A (en) 1978-03-21
JPS5213655A (en) 1977-02-02
DE2532971C3 (de) 1979-06-21
IT1066906B (it) 1985-03-12
FR2319186B2 (ja) 1984-05-18
GB1540248A (en) 1979-02-07
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