JPS639111A - 電解コンデンサ - Google Patents
電解コンデンサInfo
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- JPS639111A JPS639111A JP61151716A JP15171686A JPS639111A JP S639111 A JPS639111 A JP S639111A JP 61151716 A JP61151716 A JP 61151716A JP 15171686 A JP15171686 A JP 15171686A JP S639111 A JPS639111 A JP S639111A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電解コンデンサに関し、特にアルミニウムーチ
タン合金を陽極体とする電解コンデンサに関する。
タン合金を陽極体とする電解コンデンサに関する。
従来、アルミニウムーチタン合金を陽極体とする電３￥
コンデンサは、アルミニウム電解コンデンサ並の低価格
性とタンタル電解コンデンサ並の小型性を同時に有する
電解コンデンサとして開発されている（特公昭５８−１
１４７７、特公昭６０−４８０９０．特公昭６Ｏ−４４
８２２）。また、この種の電解コンデンサにおける陽極
リードワイヤとしては、窒化処理したチタンワイヤが使
用されている（米国特許４５１７７２７．特願昭５７−
１１１１０２）。
コンデンサは、アルミニウム電解コンデンサ並の低価格
性とタンタル電解コンデンサ並の小型性を同時に有する
電解コンデンサとして開発されている（特公昭５８−１
１４７７、特公昭６０−４８０９０．特公昭６Ｏ−４４
８２２）。また、この種の電解コンデンサにおける陽極
リードワイヤとしては、窒化処理したチタンワイヤが使
用されている（米国特許４５１７７２７．特願昭５７−
１１１１０２）。
このような電解コンデンサでは、陽極リードワイヤとし
ての窒化処理したチタンワイヤは、出発材料として窒化
チタンを使用しながら、そのワイヤ表面組成は最終的に
は陽極体と同一組成のアルミニウムーチタン合金になり
、良好な特性が得られるという優れた特徴を備えている
。
ての窒化処理したチタンワイヤは、出発材料として窒化
チタンを使用しながら、そのワイヤ表面組成は最終的に
は陽極体と同一組成のアルミニウムーチタン合金になり
、良好な特性が得られるという優れた特徴を備えている
。
上述した従来の電解コンデンサでは、陽極リードワイヤ
を焼結体本゛体と同一のアルミニウムーチタン合金とし
ているため、チタンがその表面に強固な自然酸化膜を生
成して窒化処理時に窒化むらを生じ易い。このため、焼
結後のワイヤ表面の合金組成が不安定となり、組成むら
が発生して漏れ電流不良が生じ、大量生産時の品質の安
定性に問題が生じることになる。
を焼結体本゛体と同一のアルミニウムーチタン合金とし
ているため、チタンがその表面に強固な自然酸化膜を生
成して窒化処理時に窒化むらを生じ易い。このため、焼
結後のワイヤ表面の合金組成が不安定となり、組成むら
が発生して漏れ電流不良が生じ、大量生産時の品質の安
定性に問題が生じることになる。
本発明の電解コンデンサは、以上の問題に鑑み、アルミ
ニウムーチタン合金を陽極体とする電解コンデンサの漏
れ電流不良発生率を低減してその安定性を向上するもの
である。
ニウムーチタン合金を陽極体とする電解コンデンサの漏
れ電流不良発生率を低減してその安定性を向上するもの
である。
本発明の電解コンデンサは、アルミニウムとチタンもし
くは水素化チタンの混合粉末のプレス形成体を焼結する
電解コンデンサのリードワイヤに、２４００℃以上の融
点を有する高融点金属製のワイヤを使用している。
くは水素化チタンの混合粉末のプレス形成体を焼結する
電解コンデンサのリードワイヤに、２４００℃以上の融
点を有する高融点金属製のワイヤを使用している。
ここで、高融点金属とは、具体的にはタングステン（Ｗ
）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔ ａ ）＋ニオ
ブ（Ｎｂ）等の金属を指しており、Ｔａのように本来そ
の材料自体の性質として電解コンデンサに必要な良質の
陽極酸化被膜を形成し得る金属は言うに及ばず、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｎｂのような本来良好な陽極酸化被膜形成性を有し
ていない金属をも含んでいる。
）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔ ａ ）＋ニオ
ブ（Ｎｂ）等の金属を指しており、Ｔａのように本来そ
の材料自体の性質として電解コンデンサに必要な良質の
陽極酸化被膜を形成し得る金属は言うに及ばず、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｎｂのような本来良好な陽極酸化被膜形成性を有し
ていない金属をも含んでいる。
このように、本発明において広い範囲の高融点金属を採
用可能な理由は、次の通りである。
用可能な理由は、次の通りである。
即ち、アルミニウムとチタンもしくは水素化チタンの混
合粉末のプレス成形体を焼結すると、５００〜６００℃
で合金化反応が起こり、最終焼結温度（１１００℃程度
）で均一なＡｌ−Ｔｉ合金多孔質焼結体となるが、アル
ミニウムは融点が低く蒸気圧が高い金属なので、この過
程で焼結体近傍にアルミニウム蒸気が発生する。この結
果、高融点金属のリードワイヤ表面全体をアルミニウム
蒸気が覆い、アルミニウム成分が付着する。
合粉末のプレス成形体を焼結すると、５００〜６００℃
で合金化反応が起こり、最終焼結温度（１１００℃程度
）で均一なＡｌ−Ｔｉ合金多孔質焼結体となるが、アル
ミニウムは融点が低く蒸気圧が高い金属なので、この過
程で焼結体近傍にアルミニウム蒸気が発生する。この結
果、高融点金属のリードワイヤ表面全体をアルミニウム
蒸気が覆い、アルミニウム成分が付着する。
一般には、高温でアルミニウムが付着した場合、ワイヤ
材料との合金化拡散反応が進み、ワイヤ表面は最終的に
アルミニウムとワイヤ材料との合金となってしまう。し
かるに、リードワイヤ材質が高融点金属であると、高融
点であるがために物質の拡散、移動が起こり難く、結果
としてワイヤ表面には純アルミニウム層が残されること
になる。
材料との合金化拡散反応が進み、ワイヤ表面は最終的に
アルミニウムとワイヤ材料との合金となってしまう。し
かるに、リードワイヤ材質が高融点金属であると、高融
点であるがために物質の拡散、移動が起こり難く、結果
としてワイヤ表面には純アルミニウム層が残されること
になる。
したがって、リードワイヤの出発材料として、陽極酸化
膜形成性に問題があり、そのままでは電解コンデンサ用
リードワイヤとしての使用に耐えない材料を用いながら
、最終的にアルミニウムという良質の陽極酸化膜を形成
し得る材料をリードワイヤに使用したのと同じ効果が得
られることになる。周知のように、アルミニウムはアル
ミ電解コンデンサとして大量に市販されていることから
明らかなように、優れた陽極酸化膜形成性を有している
。つまり、電解コンデンサ材料として使用する場合、特
性発現の上で重要なのは、陽極酸化膜の形成される表面
からの厚さが数μｍ程度の層の組成であって、これより
内側のリードワイヤの芯部の材質は問題にはならない。
膜形成性に問題があり、そのままでは電解コンデンサ用
リードワイヤとしての使用に耐えない材料を用いながら
、最終的にアルミニウムという良質の陽極酸化膜を形成
し得る材料をリードワイヤに使用したのと同じ効果が得
られることになる。周知のように、アルミニウムはアル
ミ電解コンデンサとして大量に市販されていることから
明らかなように、優れた陽極酸化膜形成性を有している
。つまり、電解コンデンサ材料として使用する場合、特
性発現の上で重要なのは、陽極酸化膜の形成される表面
からの厚さが数μｍ程度の層の組成であって、これより
内側のリードワイヤの芯部の材質は問題にはならない。
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の電解コンデンサの断面図で
あり、同図（ａ）のようにアルミニウムと水素化チタン
（Ａ ＲＴ ｉ Ｈｚ ）又はアルミニウムとチタン（
Ａｌ２−Ｔｉ）の混合粉プレス体１に高融点金蓬（タン
グステン）のリードワイヤ２を植設している。そして、
これを焼結することにより、同図（ｂ）のように混合粉
プレス体はＡ／−Ｔｉ合金多孔質焼結体ＩＡとして構成
され、かつリードワイヤ２の表面には純Ａ１層３が形成
され、これが陽極体として構成されることになる。
あり、同図（ａ）のようにアルミニウムと水素化チタン
（Ａ ＲＴ ｉ Ｈｚ ）又はアルミニウムとチタン（
Ａｌ２−Ｔｉ）の混合粉プレス体１に高融点金蓬（タン
グステン）のリードワイヤ２を植設している。そして、
これを焼結することにより、同図（ｂ）のように混合粉
プレス体はＡ／−Ｔｉ合金多孔質焼結体ＩＡとして構成
され、かつリードワイヤ２の表面には純Ａ１層３が形成
され、これが陽極体として構成されることになる。
この電解コンデンサにおいて、上記したように陽極体を
得るために、アルミニウムと水素化チタンの混合粉末に
タングステンワイヤを埋込みプレスして焼結体を温度１
１００℃で陽極酸化して試料を作成し、このワイヤ表面
の深さ方向の組成分析を行った結果（オージェ分光分析
）を第２図に示す。図において、縦軸は任意スケールで
の各成分のオージェ信号強度を示し、横軸はイオンスパ
ッタ時間、即ちワイヤ表面から中心方向に向かう深さを
示している。つまり、スパッタ時間零が表面であり、時
間の増加とともにワイヤ中心方向−こ近くなる。
得るために、アルミニウムと水素化チタンの混合粉末に
タングステンワイヤを埋込みプレスして焼結体を温度１
１００℃で陽極酸化して試料を作成し、このワイヤ表面
の深さ方向の組成分析を行った結果（オージェ分光分析
）を第２図に示す。図において、縦軸は任意スケールで
の各成分のオージェ信号強度を示し、横軸はイオンスパ
ッタ時間、即ちワイヤ表面から中心方向に向かう深さを
示している。つまり、スパッタ時間零が表面であり、時
間の増加とともにワイヤ中心方向−こ近くなる。
図中、酸素プロファイルの強度が減少して行く部分が陽
極酸化膜と下地金属との界面であり、酸化波ｙ厚の表面
から杓４１５のところ迄タングステン強度は零であり、
実質的に純アルミニウムの酸化被膜（非結晶ＡＩｔ Ｃ
ｈ ）となっているのがわかる（酸化膜〜下地金属の界
面は、ＷとＡＩｔの合金の酸化膜となっている）。タン
グステンそのものは、もともと良質の陽極酸化被膜形成
性に乏しい材料であるが、焼結時のアルミニウム蒸気に
より、ワイヤ表面に純アルミニウム層が形成された結果
、良好な陽極酸化特性を示すようになったのである。
極酸化膜と下地金属との界面であり、酸化波ｙ厚の表面
から杓４１５のところ迄タングステン強度は零であり、
実質的に純アルミニウムの酸化被膜（非結晶ＡＩｔ Ｃ
ｈ ）となっているのがわかる（酸化膜〜下地金属の界
面は、ＷとＡＩｔの合金の酸化膜となっている）。タン
グステンそのものは、もともと良質の陽極酸化被膜形成
性に乏しい材料であるが、焼結時のアルミニウム蒸気に
より、ワイヤ表面に純アルミニウム層が形成された結果
、良好な陽極酸化特性を示すようになったのである。
ここでは、タングステンの例を示したが、モリブデン、
タンタル、ニオブについても同様にその表面に純アルミ
ニウム層が形成できることが確認された。
タンタル、ニオブについても同様にその表面に純アルミ
ニウム層が形成できることが確認された。
なお、融点が２４００℃以下の金属については、アルミ
ニウムとの相互拡散が起こり易く、ワイヤ表面が合金化
してしまうので、目的の効果が得られないことになる。
ニウムとの相互拡散が起こり易く、ワイヤ表面が合金化
してしまうので、目的の効果が得られないことになる。
実際に、アルミニウムが５４原子％となるように水素化
チタンとアルミニウムの粉末を混合し、表１に示すよう
な直径０．３μｍの５種のリードワイヤを埋込みリード
ワイヤとして２ ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で加圧成形し、
プレス成形体試料とした。プレス成形体１儒当たりの混
合粉未使用量は４０ ｍ ｇとした。リードワイヤ５種
の内一種（魚５）を比較例として、従来使用してきた窒
化チタンワイヤとした。窒化チタンワイヤの窒化処理条
件は、これまでと同様の条件（例えば、米国特許４５１
７７２７或いは特願昭５７−１１１１０２中に記載され
ているものと同一）とした。
チタンとアルミニウムの粉末を混合し、表１に示すよう
な直径０．３μｍの５種のリードワイヤを埋込みリード
ワイヤとして２ ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で加圧成形し、
プレス成形体試料とした。プレス成形体１儒当たりの混
合粉未使用量は４０ ｍ ｇとした。リードワイヤ５種
の内一種（魚５）を比較例として、従来使用してきた窒
化チタンワイヤとした。窒化チタンワイヤの窒化処理条
件は、これまでと同様の条件（例えば、米国特許４５１
７７２７或いは特願昭５７−１１１１０２中に記載され
ているものと同一）とした。
以下、第１表中、リードワイヤ番号をそのまま実験水準
番号（試料番号）として使用する。
番号（試料番号）として使用する。
タンタル製蓋付き容器中に上記プレス成形体を各水準毎
に２０００個づつ入れ、Ｉ Ｘ １０−”ａｍ）Ｉｇの
減圧下１１００℃で焼結してアルミニウム合金の多孔質
焼結体とした。蓋付き容器を使用するのは、試料（プレ
ス成形体）近傍のアルミニウム蒸気の充満度を上げ、ア
ルミニウム成分がリードワイヤ表面に効率良く付着させ
るためである。
に２０００個づつ入れ、Ｉ Ｘ １０−”ａｍ）Ｉｇの
減圧下１１００℃で焼結してアルミニウム合金の多孔質
焼結体とした。蓋付き容器を使用するのは、試料（プレ
ス成形体）近傍のアルミニウム蒸気の充満度を上げ、ア
ルミニウム成分がリードワイヤ表面に効率良く付着させ
るためである。
次に、各水準の焼結体２０００個をすべてリン酸水溶液
中８０Ｖの陽極酸化を行い、１２０Ｈ！での静電容量（
Ｃ１２゜）、酸化被膜の誘電損失（ｔａｎ ６ｆ）及び
１６Ｖ印加時の漏れ電流（ＬＣ）を測定した。Ｃ＋Ｚ。
中８０Ｖの陽極酸化を行い、１２０Ｈ！での静電容量（
Ｃ１２゜）、酸化被膜の誘電損失（ｔａｎ ６ｆ）及び
１６Ｖ印加時の漏れ電流（ＬＣ）を測定した。Ｃ＋Ｚ。
、 ｔａｎ δｆ測測定３０％硫酸水溶液中で行った。
測定試料数は、ＬＣについては全数、Ｃ＋Ｚ。、 ｔａ
ｎ ６ ｆについては各水準１００個づつとした。
ｎ ６ ｆについては各水準１００個づつとした。
得られたデータを第２表に示す、ＬＣは各水準共０．２
μ八以下の値のものを良品としてその平均値を示し、０
．２μＡより大きいものを不良品とし、不良発生率とし
て示した。Ｃ１，。、ｔａｎ ６ ｆは各水準共測定し
た１００個全敗の平均値を示した。
μ八以下の値のものを良品としてその平均値を示し、０
．２μＡより大きいものを不良品とし、不良発生率とし
て示した。Ｃ１，。、ｔａｎ ６ ｆは各水準共測定し
た１００個全敗の平均値を示した。
次に、各水準共ＣＩ２゜、 ｔａｎ δｆ測測定使用し
た１００個を除＜１９００個すべてについて、固体電解
コンデンサ製造に適用される通常の方法、即ち硝酸マン
ガンの含浸、熱分解によるＭｎＯ２陰極付けを行い、更
にグラファイト、１！ペースト付け、半田ディツプ、樹
脂外装を行って固体コンデンサとした。
た１００個を除＜１９００個すべてについて、固体電解
コンデンサ製造に適用される通常の方法、即ち硝酸マン
ガンの含浸、熱分解によるＭｎＯ２陰極付けを行い、更
にグラファイト、１！ペースト付け、半田ディツプ、樹
脂外装を行って固体コンデンサとした。
固体化後についても陽極酸化後と同様Ｃ＋Ｚ。。
ｔａｎ δｆ及びＬＣの測定データを第３表に示す。
但し、ここでのｔａｎ δｆは、ＭｎＯ□等外部陰極の
透過直列抵抗（Ｅ ＣＲ）を含むコンデンサ全体として
の損失を示す。また、ＬＣの良品範囲は０．５μＡ以下
とし、０．５μＡより大きいものを不良品とした。
透過直列抵抗（Ｅ ＣＲ）を含むコンデンサ全体として
の損失を示す。また、ＬＣの良品範囲は０．５μＡ以下
とし、０．５μＡより大きいものを不良品とした。
第２表及び第３表から判るように、陽極酸化後。
固体化後共にＣＩ ２゜、 ｊａｎ δｆ、ＬＣ良品平
均値には殆ど差がないが、ＬＣ不良発生率には大きな差
が生じている。すなわち、比較例として示した従来技術
による試料番号（リードワイヤ、窒化チタンワイヤ）の
場合の不良発生率が陽極酸化後１１％、固体化後１３％
と大きい。これに対し、本発明による試料番号１，２．
３．４ （リードワイヤが夫々タングステン、モリブデ
ン、タンタル。
均値には殆ど差がないが、ＬＣ不良発生率には大きな差
が生じている。すなわち、比較例として示した従来技術
による試料番号（リードワイヤ、窒化チタンワイヤ）の
場合の不良発生率が陽極酸化後１１％、固体化後１３％
と大きい。これに対し、本発明による試料番号１，２．
３．４ （リードワイヤが夫々タングステン、モリブデ
ン、タンタル。
ニオブ）の場合は、陽極酸化後２〜３％、固体化後４〜
６％と遥かに小さな値を示しており、漏れ電流の不良発
生率が大幅に低減されていることが判る。
６％と遥かに小さな値を示しており、漏れ電流の不良発
生率が大幅に低減されていることが判る。
以上説明したように本発明は、アルミニウムとチタンも
しくは水素化チタンの混合粉末のプレス形成体を焼結す
る電解コンデンサのリードワイヤに、２４００℃以上の
融点を有する高融点金属製のワイヤを使用しているので
、漏れ電流不良発生率が低く、品質安定型の良い電解コ
ンデンサを得ることができる。
しくは水素化チタンの混合粉末のプレス形成体を焼結す
る電解コンデンサのリードワイヤに、２４００℃以上の
融点を有する高融点金属製のワイヤを使用しているので
、漏れ電流不良発生率が低く、品質安定型の良い電解コ
ンデンサを得ることができる。
第１図（ａ）、 （ｂ）は本発明の一実施例を示す一
部破断斜視図、第２図はリードワイヤ表面をオージェ分
光法により深さ方向の組成分析を行った結果を示す図で
ある。 １・・・Ａｌ−ＴｉＨ２混合粉プレス体、ＩＡ・・・Ａ
ｌ−Ｔｉ合金多孔賞焼結体、２・・・高融点金属リード
ワイヤ、３・・・純Ａ１層。 第２図 Ａオン・スハ０ツク咬ｒｆｌ（分） 手続主甫正書（自発） 昭和６２年 ２月 ２日
部破断斜視図、第２図はリードワイヤ表面をオージェ分
光法により深さ方向の組成分析を行った結果を示す図で
ある。 １・・・Ａｌ−ＴｉＨ２混合粉プレス体、ＩＡ・・・Ａ
ｌ−Ｔｉ合金多孔賞焼結体、２・・・高融点金属リード
ワイヤ、３・・・純Ａ１層。 第２図 Ａオン・スハ０ツク咬ｒｆｌ（分） 手続主甫正書（自発） 昭和６２年 ２月 ２日
Claims (2)
- （１）リードワイヤを植設したアルミニウムとチタンも
しくは水素化チタンの混合粉末のプレス成形体を焼結し
て陽極体を構成してなる電解コンデンサにおいて、前記
リードワイヤに２４００℃以上の融点を有する高融点金
属を用いたことを特徴とする電解コンデンサ。 - （２）リードワイヤがタングステンである特許請求の範
囲第１項記載の電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61151716A JPS639111A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61151716A JPS639111A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639111A true JPS639111A (ja) | 1988-01-14 |
| JPH0553053B2 JPH0553053B2 (ja) | 1993-08-09 |
Family
ID=15524719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61151716A Granted JPS639111A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS639111A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011524629A (ja) * | 2008-06-02 | 2011-09-01 | ハー．ツェー．スタルク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 漏えい電流の少ない電解キャパシタを製造するための方法 |
| WO2021117617A1 (ja) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 金属線 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814521A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | 日本電気株式会社 | 電解コンデンサ |
| JPS59117212A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-06 | 日本電気株式会社 | 電解コンデンサ用多孔質焼結体の製造方法 |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP61151716A patent/JPS639111A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814521A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | 日本電気株式会社 | 電解コンデンサ |
| JPS59117212A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-06 | 日本電気株式会社 | 電解コンデンサ用多孔質焼結体の製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011524629A (ja) * | 2008-06-02 | 2011-09-01 | ハー．ツェー．スタルク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 漏えい電流の少ない電解キャパシタを製造するための方法 |
| WO2021117617A1 (ja) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 金属線 |
| JP2021095585A (ja) * | 2019-12-13 | 2021-06-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 金属線 |
| CN114729460A (zh) * | 2019-12-13 | 2022-07-08 | 松下知识产权经营株式会社 | 金属线 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0553053B2 (ja) | 1993-08-09 |
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