WO2005086193A1 - 固体電解コンデンサ、固体電解コンデンサに用いる陽極、およびそのような陽極の製造方法 - Google Patents

Abstract

　固体電解コンデンサ用の電極（Ａ１）は、弁作用金属からなる金属板（１）と、この金属板（１）上に形成され且つ弁作用金属からなる多孔質焼結体（２ａ、２ｂ）とを備えている。この多孔質焼結体は、第１焼結体（２ａ）と、この第１焼結体（２ａ）および金属板（１）間に介在する第２焼結体（２ｂ）とを含む。第１焼結体（２ａ）の密度は、第２焼結体（２ｂ）の密度よりも大きい。                                                                         

Description

明 細 書

固体電解コンデンサ、固体電解コンデンサに用いる陽極、およびそのよう な陽極の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、弁作用を有する金属材料力 なる多孔質焼結体を用いた固体電解コン デンサに関し、特に、そのような固体電解コンデンサに用いる陽極に関する。また、本 発明は、そのような陽極の製造方法に関する。

背景技術

[0002] 固体電解コンデンサに用いられる陽極の一例が下記の特許文献 1に開示されてい る。この従来の陽極は、本願の図 15Aに示すように、金属板 91と、この金属板上に形 成された多孔質焼結体 94を含む。金属板 91および焼結体 94の各々は、弁作用を 有する金属材料 (以下、「弁作用金属」と言う）力もなる。図示された陽極 Xは、図 15B に示すように、弁作用金属の粉末 92を含有する所定の材料 93を金属板 91上に塗 布したのち、この材料 93を焼結することにより製造される。このような方法によれば、 平面視にお!/、て所望の大きさを有し且つ厚みの小さな焼結体 94を容易に形成する ことができる。このことは、陽極 Xが用いられる固体電解コンデンサの容量や、 ESR ( 等価直列抵抗)、 ESL (等価直列インダクタンス)の調節が容易であることを意味して いる。

[0003] 特許文献 1：特開昭 59— 219923号公報

[0004] 近年、さまざまな電子機器が小型化される傾向にある。それに応じて、このような電 子機器に組み込まれる固体電解コンデンサも小型であることが求められる。一方、電 源供給の大容量ィ匕に対応するためには、コンデンサの静電容量を大きくすることが 必要である。上述した陽極 Xを利用した固体電解コンデンサにおいて、同コンデンサ の大型化を抑制しつつその容量を大きくするためには、焼結体 94の単位体積当たり の静電容量を大きくすればよい。し力しながら、陽極 Xの製造においては、材料 93の 焼結の際に、この材料に含まれるバインダ溶液等が揮発し、陽極金属板 91上に残さ れた粉末 92が焼結されて多孔質焼結体 94を構成する。この過程において、多孔質 焼結体 94の密度を高めるための特別な処理はなされない。その結果、陽極 Xは、多 孔質焼結体 94の単位体積当りの静電容量が十分に高いものでなぐ上記固体電解 コンデンサの小型化および大容量ィ匕の要請に適切に応えることができないという問 題があった。

発明の開示

[0005] 本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。そこで本発明は、小型 ィ匕と大容量化との両立を図ることが可能な固体電解コンデンサ用の陽極を提供する ことをその課題とする。また、本発明は、そのような陽極を備えた固体電解コンデンサ を提供することを別の課題とする。さらに本発明は、そのような陽極の製造方法を提 供することをさらに別の課題とする。

[0006] 上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

[0007] 本発明の第 1の側面により提供される固体電解コンデンサ用の陽極は、弁作用金 属からなる金属板と、上記金属板上に形成され且つ弁作用金属からなる多孔質焼結 体と、を備えている。上記多孔質焼結体は、第 1焼結体と、この第 1焼結体および上 記金属板間に介在する第 2焼結体とを含む。上記第 1焼結体は、上記第 2焼結体より も大きな密度を有している。

[0008] このような構成によれば、上記第 1焼結体は、上記金属板から離間されることとなり、 直接的に接合されない。このため、上記第 1焼結体を形成する材料を選択するにあ たり、上記金属板との接合性を考慮する必要はない。その結果、材料選択の幅が広 がり、焼結体を高密度とするのに適した材料および製法を選択することが可能となる 。また、高密度の焼結体が得られることで、上記陽極は、そのサイズを小さくしつつ静 電容量を大きくすることが可能であり、固体電解コンデンサの小型化および大容量ィ匕 を図ることができる。一方、第 1焼結体の大容量化により、第 2焼結体は、さほど密度 を大きくする必要がない。そのために、第 2焼結体を形成する材料としては、第 1焼結 体および上記金属板の双方に接合させることに適したものを選択することができる。 このようにして、上記 2つの焼結体と上記金属板とを確実に接合するとともに、接合部 (延いては上記陽極）における電気抵抗およびインダクタンスを小さくすることが可能 である。 [0009] 好ましくは、上記第 1焼結体は、扁平状である。このような構成によれば、上記第 1 焼結体内の電流経路が短くなるために、所望の低抵抗ィ匕および低インダクタンス化 に有禾 ljである。

[0010] 好ましくは、上記金属板は、上記第 1および第 2焼結体を少なくとも部分的に保護 する金属ケースとして形成されている。このような構成によれば、固体電解コンデンサ の製造工程において、上記第 1焼結体および Zまたは第 2焼結体が、障害物などと 衝突して破損することを回避可能である。また、上記金属ケースは、たとえば榭脂と 比べて高剛性とすることが可能である。そのために、上記陽極を備えた固体電解コン デンサを使用する際に、上記第 1および第 2焼結体における発熱に起因して、上記 固体電解コンデンサが変形することを抑制することができる。

[0011] 好ましくは、上記第 1焼結体は、複数の焼結体要素を含み、これらの焼結体要素が 、これらの厚み方向と交差する方向に並んで配置されている。このような構成によれ ば、各焼結体要素を大型化することなぐこの陽極に含まれる第 1焼結体の体積 (焼 結体要素の合計体積)を大きくすることができる。第 1焼結体が大きいほど、これを扁 平かつ高密度に仕上げることは困難となるが、本構成においては、そのような不具合 を適切に回避することができる。また、上記複数の焼結体要素の体積の合計を大きく しつつ、上記陽極の高さを小さくすることが可能である。そのため、上記陽極は、固体 電解コンデンサの薄型化に好適である。

[0012] 本発明の第 2の側面によって提供される固体電解コンデンサは、上述した構成を有 する陽極を備えている。このような構成によれば、上記陽極についての説明力も理解 されるように、固体電解コンデンサの小型化と大容量化との両立を図ることが可能で あり、低 ESRィ匕および低 ESL化にも有利である。

[0013] 好ましくは、上記金属板の少なくとも一部が、外部接続用の外部陽極端子として機 能する。このような構成によれば、上記第 1焼結体と上記外部陽極端子との間の低抵 抗化と低インダクタンス化とを図ることができる。また、固体電解コンデンサを製造する ための部品点数を少なくすることが可能であり、製造効率の向上および製造コストの 抑制を図ることができる。

[0014] 本発明の第 3の側面によって提供される固体電解コンデンサ用の陽極の製造方法 は、弁作用金属の粉末を圧縮して形成された多孔質体と、弁作用金属からなる金属 板とを、弁作用金属の粉末を含む接合材を用いて接合する工程と、上記多孔質体を 上記金属板に接合させたまま加熱することにより多孔質焼結体を形成する工程と、を 有している。

[0015] このような構成によれば、本発明の第 1の側面によって提供される固体電解コンデ ンサ用陽極を適切に、かつ効率良く製造することができる。特に、上記多孔質焼結体 を高密度に仕上げるためには、上記多孔質体としても、たとえば適切な平均粒径の 粉末を用いることにより、大きな圧力によって圧縮された後も微細な空間部を有する 密度の大きいものとして形成されることが好ましい。上記多孔質体は、上記金属板に 直接接合されていない。そのために、上記多孔質体はこの金属板との接合に適した 特性を有するものとする必要がなぐ密度の大きいものとして形成することができる。 その結果、上記多孔質焼結体を高密度に仕上げることができる。また、上記接合材 により形成される多孔質焼結体は、さほど高密度とする必要がない。したがって、上 記接合材としては、上記多孔質体と上記金属板との双方によく馴染み、かつ加熱さ れることによってこれらを適切に接合可能なものを選択することができる。

[0016] 本発明の第 4の側面によって提供される固体電解コンデンサ用陽極の製造方法は 、弁作用金属からなる多孔質焼結体、および、弁作用金属からなる金属板を準備す る工程と、上記多孔質焼結体と上記金属板とを、弁作用金属の粉末を含む接合材を 用いて接合する工程と、を有している。このような構成によっても、本発明の第 1の側 面によって提供される固体電解コンデンサ用陽極を適切に、かつ効率良く製造する ことができる。特に、上記多孔質焼結体は、たとえば多孔質体を単独で焼結すること により形成されたものであって、この焼結後に、上記金属板に接合される。このよう〖こ 、多孔質体を単独で焼結する場合には、高密度な多孔質焼結体を得るのに適切な 温度まで昇温させても、他の部材を過度に熱するという不具合が生じる虞れがない。 さらには、上記多孔質焼結体と上記金属板とを接合した後に上記接合材を焼結する 際には、高密度な多孔質焼結体を形成するほどの高温まで昇温させる必要がないの で、製造コストの抑制に有利である。

[0017] 本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明 によって、より明ら力となろう。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の第 1実施例に基づく固体電解コンデンサ用陽極を示す斜視図である。

[図 2]図 1における Π-Π線に沿う断面図である。

[図 3]図 1に示す陽極の製造方法の一工程を説明する断面図である。

[図 4]図 3の工程に続く工程を説明する断面図である。

[図 5]図 4の工程に続く工程を説明する断面図である。

[図 6]図 5の工程に続く工程を説明する断面図である。

[図 7]図 1に示す陽極を利用した固体電解コンデンサを説明する断面図である。

[図 8]図 7における vm-vm線に沿う断面図である。

[図 9]本発明の第 2実施例に基づく固体電解コンデンサ用陽極を示す斜視図である。

[図 10]図 9における X-X線に沿う断面図である。

[図 11]図 9における XI-XI線に沿う断面図である。

[図 12]図 9に示す陽極を利用した固体電解コンデンサを説明する断面図である。

[図 13]図 12における ΧΙΠ— ΧΠΙ線に沿う断面図である。

[図 14]本発明の第 3実施例に基づく固体電解コンデンサ用陽極を示す斜視図である

[図 15]図 15Aは従来の固体電解コンデンサ用陽極を示す断面図であり、図 15Bは 上記従来の陽極の製造方法を説明する断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、本発明の好ましい実施例につき、図面を参照して具体的に説明する。

[0020] 図 1および図 2は、本発明の第 1実施例に基づく固体電解コンデンサ用陽極の一例 を示している。図示された陽極 A1は、陽極金属板 1と、多孔質の第 1および第 2焼結 体 2a, 2bとを備えている。

[0021] 第 1焼結体 2aは、弁作用を有する金属材料（「弁作用金属」）であるニオブの粉末を 矩形の板状に加圧成形し、これを焼結することにより形成されている。第 1焼結体 2a は、第 2焼結体 2bを介して、陽極金属板 1上に設けられている。第 1焼結体 2aの材質 としては、弁作用を有する金属であればよぐニオブに代えてたとえばタンタルなどを 用いても良い。なお、ニオブは、タンタルと比べて難燃性に優れており、使用による発 熱を伴う第 1焼結体 2aの材料として好ましい。

[0022] 第 2焼結体 2bは、第 1焼結体 2aと陽極金属板 1との間に設けられている。第 2焼結 体 2bは、後述する製造方法により、ニオブの粉末を含んだ接合材を焼結することに より形成される。

[0023] 陽極金属板 1は、第 1および第 2焼結体 2a, 2bと同様にニオブ製であり、 2つの端 部 la, lbと中央部 lcとを有する。陽極金属板 1は、中央部 lcと各端部 la, lbとの間 に段差が生じるように折り曲げられている。中央部 lcの上面には、第 2焼結体 2bを介 して第 1焼結体 2aが積層されている。両端部 la, lbは、後述するように陽極 A1が用 V、られた固体電解コンデンサにお ヽて、外部接続用の外部陽極端子として利用され る。

[0024] 次に、上記した陽極 A1の製造方法の一例について図 3—図 6を参照しつつ説明 する。

[0025] まず、第 1焼結体 2aの原型となる多孔質体を形成する。この形成に際しては、図 3 に示すように、金型 6のダイ 61に形成された凹部 61aに、ニオブの粉末 21aを充填す る。次いで、図 4に示すように、ダイ 61の上方から、凹部 61aと嵌合可能とされたパン チ 62を下降させる。パンチ 62の下降により、凹部 61a内の粉末 21aが圧縮されて、 多孔質体 22aが形成される。パンチ 62による圧縮力としては、たとえば、粉末 21aを 、その嵩体積の 1Z2— 1Z3程度の体積を有する多孔質体 22aに圧縮成形可能な 程度とされる。なお、この後の工程において多孔質体 22aから形成される第 1焼結体 2aは、その内表面および外表面の一部に、誘電体層（図示略)や固体電解質層（図 示略)を形成するために、所定の溶液を含浸させる処理をする必要がある。したがつ て、このような処理を適切に行うためには、粉末 21aとしても、パンチ 62の圧縮により 高密度な多孔質体 22aとされつつ、その内部に微細な空間部を十分に形成可能な ものを選ぶことが望ましい。

[0026] 一方、図 5に示すように、中央部 lcと両端部 la, lbとに段差を生じるように折り曲げ 加工を施された陽極金属板 1を準備する。陽極金属板 1の中央部 lcの上面には、接 合材 23bを塗布する。この接合剤 23bは、ニオブの粉末 21bを、たとえばバインダ溶 液に混入させたものである。接合材 23bを介して、上述した多孔質体 22aを陽極金属 板 1に接合する。このようにして、図 6に示すように、陽極金属板 1上に接合材 23bを 介して多孔質体 22aが積層された陽極材料 A1 'が形成される。

[0027] この後は、多孔質体 22aを陽極金属板 1上に積層した状態で陽極材料 A1，全体を 加熱する。これにより多孔質体 22aを焼結させて第 1焼結体 2aを作製する。この際、 接合材 23bも加熱することにより、この接合材 23bに含まれるバインダ溶液が揮発す る。これと同時に、接合材 23bに含まれた粉末 21bを焼結させることによって第 2焼結 体 2bが得られる。この加熱に際しては、酸ィ匕ゃ窒化などを防止する観点から、たとえ ばアルゴンガスなどの雰囲気中にぉ 、て行なうことが好まし 、。

[0028] 陽極 A1に対して、たとえば、リン酸水溶液を用いた化成処理により第 1および第 2 焼結体 2a, 2bの内表面および外表面の一部に誘電体層を形成する。さらに硝酸マ ンガン溶液あるいは導電性ポリマー液などの処理液を用いて上記誘電体層上に固 体電解質層を形成する。このような処理を経て、陽極 A1を利用した固体電解コンデ ンサを製造することができる。

[0029] 図 7および図 8は、陽極 A1が用いられた固体電解コンデンサの一例を示している。

図示された固体電解コンデンサ B1は、上述した陽極 A1に加えて、陰極金属板 3、封 止榭脂 5などを備えている。陰極金属板 3は、導電層 4を介して第 1焼結体 2aの上面 に接着されており、第 1焼結体 2aに形成された固体電解質層（図示略)と導通してい る。導電層 4は、たとえば上記固体電解質層上に積層されたグラフアイト層と銀ペース ト層とにより構成されている。封止榭脂 5は、第 1および第 2焼結体 2a, 2b、陽極金属 板 1および陰極金属板 3を部分的に覆うように設けられている。陽極金属板 1のうち、 封止榭脂 5から露出した両端部 la, lbが、それぞれ入力用および出力用の外部陽 極端子となっている。また、陰極金属板 3のうち、封止榭脂 5から露出した部分が、入 力用および出力用の外部陰極端子 3a, 3bとなっている。このように、固体電解コンデ ンサ B1は、入力用および出力用の外部陽極端子 la, lbと入力用および出力用の 外部陰極端子 3a, 3bとを備えることにより、これらを利用して面実装可能ないわゆる 四端子型の固体電解コンデンサとして構成されている。

[0030] 上記構成においては、第 1焼結体 2aは、陽極金属板 1に対して直接接合されてい ない。そのために、第 1焼結体 2aを陽極金属板 1との接合に適した特性を有するもの とする必要がない。たとえば、多孔質体 22aの材料として、高い圧力で圧縮されること により高密度とされつつ、内部に微細な空間部を形成するのに適した平均粒径の粉 末を選択することが可能である。また、上述した製造方法によれば、多孔質体 22aを 、あら力じめ加圧成形により高密度に形成しておくことにより、第 1焼結体 2aを高密度 に仕上げることができる。第 1焼結体 2aが高密度であると、単位体積当りの静電容量 を大きくすることが可能であり、固体電解コンデンサ B1について、小型化と大容量ィ匕 とを図ることができる。一方、第 1焼結体 2aにより固体電解コンデンサ B1の大容量ィ匕 が可能であるために、第 2焼結体 2bは、さほど高密度に仕上げる必要がない。たとえ ば第 2焼結体 2bは、第 1焼結体 2aと陽極金属板 1とを接合するのに適した平均粒径 を有する粉末 2 lbやバインダ溶液を含んだ接合材 23bを用いて形成することができ る。したがって、第 1および第 2焼結体 2a, 2bと陽極金属板 1との接合を確実ィ匕すると ともに、これらの低抵抗ィ匕および低インダクタンス化により固体電解コンデンサ B1の 低 ESRィ匕および低 ESL化を図ることができる。

[0031] 第 1焼結体 2aは、扁平状であるために、陽極金属板 1および陰極金属板 3との間の 電流経路が短縮化される。これ〖こより、陽極金属板 1および陰極金属板 3間の低抵抗 化および低インダクタンス化が達成され、固体電解コンデンサ B1の低 ESRィ匕および 低 ESLィ匕に好適である。

[0032] 外部陽極端子 la, lbは、陽極金属板 1の一部を利用して形成されている。このた めに、外部陽極端子 la, lb形成用の部材を別途用意する必要がない。したがって、 固体電解コンデンサ B1の製造における効率向上および低コストィ匕を図ることができ る。また、外部陽極端子および陽極金属板の一体形成により、複数の金属部材どうし を接合する必要がなぐ低 ESRィ匕および低 ESL化に有利である。

[0033] なお、上述した製造方法とは異なり、多孔質体 22aを加圧成形した後に、この多孔 質体 22aを単独で焼結して第 1焼結体 2aを形成し、この第 1焼結体 2aを陽極金属板 1に接合材 23bを介して接合してもよい。このような製造方法によれば、多孔質体 22a を焼結する処理においては、接合材 23bは焼結されない。接合材 23bに含まれる粉 末 21bとしては、第 1焼結体 2aおよび陽極金属板 1とよく馴染むように、比較的平均 粒径の小さいものが用いられる場合がある。このような粉末 21bは、比較的低い温度 において焼結されうる。このため、粉末 21bが多孔質体 22aとともに過熱されると過度 に焼結されることとなり、第 1焼結体 2aまたは陽極金属板 1と第 2焼結体 2bとの接合 が適切に行われないことが起こりうる。このような不具合は、上述したように、多孔質体 22aを単独で焼結することにより解消される。得られた第 1焼結体 2aを接合材 23bを 介して陽極金属板 1に接合した後、接合材 23bを焼結するのに適した温度まで昇温 させることにより、第 2焼結体 2bと陽極金属板 1とを適切に接合することができる。

[0034] 図 9一図 14は、本発明の他の実施例を示している。これらの図において、上記第 1 実施例と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。

[0035] 図 9一図 11は、本発明の第 2実施例に基づく固体電解コンデンサ用陽極の一例を 示している。図示された陽極 A2は、上記陽極金属板 1にかえて金属ケース 11を備え ている点で、上記第 1実施例と異なる。金属ケース 11は、互いに逆方向に突出した 2 つの端部 11a, l ibと、ベース部 l lc、および、 4つの側壁部 l idを含んでいる。端部 11a, l ibは、後述する固体電解コンデンサにおいて、入力用および出力用の外部 陽極端子として利用される。ベース部 11cおよび 4つの側壁部 l idは、第 1および第 2焼結体 2a, 2bを収容する空間を規定している。図 10に示すように、第 1焼結体 2a の上面は、側壁部 Idの上縁よりも低い位置にある。すなわち、第 1焼結体 2a (および 第 2焼結体 2b)は、上記収容空間内に完全に収容されている。

[0036] このような構成によれば、たとえば陽極 A2を搬送する際などにおいて、焼結体 2a, 2bがその周囲にある物体（「障害物」）と衝突することを回避することができる。焼結体 2a (あるいは 2b)が障害物と衝突すると、当該焼結体の外表面に形成された微細な 孔が塞がれるおそれがある。このような場合には、誘電体層や固体電解質層を形成 するための溶液を焼結体 2aに適切に含浸させることが困難となり、誘電体層や固体 電解質層が適切に形成されない。このような欠陥がある陽極を用いた固体電解コン デンサにおいては、静電容量が不足したり、漏れ電流が大きくなるなどの不具合が生 じうる。本発明の第 2実施例によれば、このような不具合を回避して、固体電解コンデ ンサを適切に製造することができる。

[0037] 図 12および図 13は、上述した陽極 A2を利用した固体電解コンデンサの一例を示 している。なお、図 12— 13と図 9一 11とでは、陽極 A2の上下が相互に反対となるよ うに描かれている。図 12および 13に示す固体電解コンデンサ B2においては、第 1焼 結体 2aの下面に導電層 4を介して陰極金属板 3が積層されて 、る。陰極金属板 3は 、その中央部 3cが、封止榭脂 5により覆われており、封止榭脂 5から露出した両端部 が外部陰極端子 3a, 3bとなっている。絶縁榭脂 51は、固体電解コンデンサ B2の製 造において、導電層 4や固体電解質層（図示せず)が金属カバー 11と不当に導通す ることを回避するためのものである。絶縁部 52は、第 1および第 2焼結体 2a, 2bの一 部に絶縁榭脂 51が進入した部分であり、絶縁榭脂 51と同様の機能を有する。金属 ケース 11の外表面の大部分には、榭脂コーティング 53が施されている。これにより、 固体電解コンデンサ B2および他の電子部品が、たとえば回路基板上に実装された 場合において、当該電子部品と金属ケース 11とが不当に導通することを防止するこ とがでさる。

[0038] 金属カバー 11は、封止榭脂 5と比べて剛性が高い。このために、固体電解コンデン サ B2が使用される際に、第 1および第 2焼結体 2a, 2bに発熱が生じた場合において も、固体電解コンデンサ B2全体が不当に橈むことを防止することができる。また、金 属カバー 11は、封止榭脂 5よりも熱伝導性に優れる。したがって、第 1および第 2焼 結体 2a, 2bから発生した熱を適切に放散することが可能であり、大容量の電源供給 に用いるのに適している。

[0039] 図 14は、本発明の第 3実施例に基づく陽極を示す。図示された陽極 A3は、第 1焼 結体が複数（図示した例では 2つ）の焼結体要素 2aからなる点が、第 1実施例の陽極 A1と異なる。焼結体要素 2aは、扁平状であり、これらの厚み方向（図 14における上 下方向）と交差する方向に並べて配置されている。陽極 A3は、上述した陽極 A1の 製造方法と同様の方法によって作製することができる。

[0040] 第 3実施例においては、複数の焼結体要素 2aを用いて第 1焼結体とする構成を採 用している。これにより、第 1焼結体の厚み (すなわち焼結体要素 2aの厚み）を薄くし つつ、第 1焼結体の体積 (すなわち焼結体要素 2aの合計体積)を大きくすることがで きる。もちろん、この要請 (厚みは薄ぐ体積は大きく）を第 1実施例（図 1参照）のよう に単一の焼結体で実現してもよい。しかしながら上述した加圧成形処理では、大型 であり且つ厚みが薄い多孔質体は、作成が困難である。このような場合には、第 1焼 結体を作成可能な複数の焼結体要素によって構成すればよい。第 3実施例によれば 、複数の焼結体要素 2aを用いることにより、固体電解コンデンサの薄型化や低 ESL 化の要請に応えつつ、大容量ィ匕を達成することができる。なお、焼結体要素 2aの個 数は 2つに限定されず、 3つ以上の焼結体要素を備える構成としても良い。また、複 数の焼結体要素をマトリクス状に配置した構成としても良い。

[0041] 本発明においては、固体電解コンデンサは、上述した実施例に限定されるもので はない。固体電解コンデンサの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である

[0042] 第 1焼結体としては、扁平状であることが低 ESRィ匕および低 ESL化のためには好ま しい。し力しながら本発明は、これに限定されず、扁平状以外の形状を有する第 1焼 結体を備えた構成としてもょ ヽ。

[0043] 弁作用金属としては、ニオブに代えて、たとえばタンタルでもよ 、。また、ニオブある いはタンタルを含む合金を用いてもよい。さらには、弁作用金属として酸化ニオブを 用いることちでさる。

[0044] 本発明者は、酸化ニオブの粉末からなる成形体 (ペレット）力 1100°C程度、好ま しくは 1400°C以上の温度において、純金属としてのニオブに対し非常に融着しゃす いことを見出した。これを裏付ける現象の一例としては、酸ィ匕ニオブ粉末力もなるペレ ットを、ニオブ力もなるトレー上で焼結させた場合において、上記ペレットの焼結体が 上記トレーに融着して取れなくなることがあげられる。また、本発明者は、このような融 着現象にぉ 、て、酸ィ匕ニオブ中の酸素が金属ニオブの中に拡散することを確認して いる。具体的には、ニオブ力もなる金属板（百ミクロンオーダーの厚みを有する）に、 酸ィ匕ニオブ粉末力もなるペレットを融着させた場合において、同金属板の裏面にお ける酸素含有量が増加していることを確認している。一方、酸化ニオブの粉末どうし は、金属ニオブの粉末どうしに比べて、焼結が進みにくい特性がある。この特性によ り、酸ィ匕ニオブ粉末力もなるペレットは、高い温度で焼結することが可能である。

[0045] 酸ィ匕ニオブの上記特性に鑑み、本発明のコンデンサ用陽極の各構成部材 (金属板 、第 1焼結体、第 2焼結体)を適宜、酸化ニオブ (あるいは酸化ニオブを含有する材料 )力も形成するようにしてもよい。たとえば、図 2において、金属板 1および第 1焼結体 2aをニオブで形成する一方、第 2焼結体 2bを酸ィ匕ニオブで形成する。このような構 成によれば、第 2焼結体 2bと金属板 1との接合および第 2焼結体 2bと第 1焼結体 2aと の接合を適切な強度をもって行うことが可能である。

[0046] 上述した酸ィヒニオブに対して、タンタル粉末やニオブ粉末は、比較的低!、温度で 容易に焼結する（換言すれば、高い温度で焼結できない)。このため、粉末粒径が小 さくなるにつれて、タンタル粉末やニオブ粉末力 なるペレットと金属板との間の焼結 を適切に行うことが困難となる。このような状況は、特に、ペレットが大型である場合に は好ましくない。すなわち、ペレットが大型であるほど、焼結時におけるペレットの収 縮が大きくなるが、そのために、焼結時におけるペレット (焼結体）と金属板との接合 が適切に行なわれないこととなる。焼結温度が低いことによる別の不具合は、以下の とおりである。大容量粉末を利用して成る固体電解コンデンサにおいては、単位面積 当たりの LCが増加する傾向にある。その理由の一つとして、焼結体中に残留する炭 素等の存在があげられる。このような残留炭素は、焼結温度が高ければ取り除くこと が可能であるが、タンタル粉末やニオブ粉末の焼結に用いられる低 、温度では取り 除くことができない。このような問題は、焼結温度が高い酸ィ匕ニオブの利用により解消 することが可能である。また、残留炭素は、酸化ニオブに含まれる酸素によっても除 去することができる。

[0047] 外部陽極端子が金属板に一体的に形成された構成を採用することが低抵抗化など を達成するうえで好ましいが、本発明はこれに限定されない。たとえば平板状の陽極 金属板に対して、別途用意した外部陽極端子用の部材を導通させた構成としてもよ い。固体電解コンデンサの構造としては、上述したコンデンサの構造に限定されず、 いわゆる二端子型または三端子型であってもよい。また、本発明においては、固体電 解コンデンサの用途は、特定のものに限定されない。

Claims

請求の範囲

[1] 弁作用金属からなる金属板と、

上記金属板上に形成され且つ弁作用金属からなる多孔質焼結体と、を備えており 上記多孔質焼結体は、第 1焼結体と、この第 1焼結体および上記金属板間に介在 する第 2焼結体とを含み、

上記第 1焼結体は、上記第 2焼結体よりも密度が大きいことを特徴とする、固体電解 コンデンサ用の陽極。

[2] 上記第 1焼結体は、扁平状である、請求項 1に記載の陽極。

[3] 上記金属板は、上記第 1焼結体および第 2焼結体を少なくとも部分的に保護する金 属ケースを構成している、請求項 1に記載の陽極。

[4] 上記第 1焼結体は、複数の焼結体要素を含み、これら焼結体要素が、これらの厚み 方向と交差する方向に並んで配置されて 、る、請求項 1に記載の陽極。

[5] 請求項 1に記載された陽極を備えていることを特徴とする、固体電解コンデンサ。

[6] 上記金属板の少なくとも一部が、外部接続用の外部陽極端子として機能する、請 求項 5に記載の固体電解コンデンサ。

[7] 弁作用金属の粉末を圧縮して形成された多孔質体と、弁作用金属からなる金属板 とを、弁作用金属の粉末を含む接合材を用いて接合し、

上記多孔質体を上記金属板に接合させたまま加熱することにより多孔質焼結体を 形成する、

各工程を有して ヽることを特徴とする、固体電解コンデンサ用陽極の製造方法。

[8] 弁作用金属からなる多孔質焼結体、および、弁作用金属からなる金属板を準備し、 上記多孔質焼結体と上記金属板とを、弁作用金属の粉末を含む接合材を用いて 相互に接合する、

各工程を有して ヽることを特徴とする、固体電解コンデンサ用陽極の製造方法。