(57)【要約】      （修正有）【課題】弁作用金属粉末の流れ性を改善し、特性バラツキが少なく、成形時に成形金型の磨耗が少ない固体電解コンデンサ素子の製造方法を提供する。【解決手段】弁作用金属粉末と添加剤とを混合後、成形、焼結して焼結体を形成し、該焼結体に酸化皮膜および陰極層を形成する固体電解コンデンサ素子の製造方法において、直鎖型飽和脂肪酸を有機溶媒中に溶解して添加剤とし、弁作用金属粉末に混合、乾燥することを特徴とし、上記直鎖型飽和脂肪酸がステアリン酸、パルミチン酸であり、かつ、添加量が弁作用金属重量比で、０．０５〜１５．０ｗｔ％であることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属粉末と添加剤とを混合後、成形、焼結して焼結体を形成し、該焼結体に酸化皮膜および陰極層を形成する固体電解コンデンサ素子の製造方法において、
添加剤が、有機溶媒に溶解した直鎖型飽和脂肪酸であることを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の直鎖型飽和脂肪酸がステアリン酸、またはパルミチン酸であることを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の直鎖型飽和脂肪酸の添加量が弁作用金属重量比で０．０５〜１５．０ｗｔ％であることを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンタル、ニオブ等弁作用金属を使用した固体電解コンデンサ素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体電解コンデンサに用いる素子は、弁作用金属粉末と液状バインダーとを混合することにより、弁作用金属粉末の造粒を行い、これを圧縮成形により成形し、さらにこの成形体に陽極リードを植立したものを高温・高真空焼結して作製する。
【０００３】
この従来の固体電解コンデンサ素子の製造方法は、弁作用金属粉末を造粒し、弁作用金属粉末中の微粒子量を低減することで、粉末の流れ性を高め、成形金型へ供給し、圧縮成形を行っている。例えば、流動式造粒機を用いるタンタル粉末の造粒においては、液状バインダーとして水またはリン酸のような液状の無機バインダーをスプレーして一次造粒を行い、続いてＰＶＡ等の液状の有機バインダーをスプレーして最終造粒する方法等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
また、添加剤混合後の弁作用金属造粒粉の流れ性をさらに良好にするため、２０〜４００μｍの範囲に整粒する技術も使用されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−６５５０２号公報
【特許文献２】特開平４−１３６１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、添加剤として造粒用液状バインダーを使用した場合、添加剤混合後の弁作用金属粉末の粒度分布は、大きい粒径側にシフトし、この平均粒径の増大により成形金型サイズが超小形の成形機で成形した場合、成形密度がばらつく問題があった。
【０００５】
また、上記添加剤のような造粒用バインダーとして、樟脳、安息香酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリメタクリル酸メチル、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ホルマール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリサルホン樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、エーテル系樹脂、シリコン樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、セルロース樹脂、ニトロセルロース樹脂、天然樹脂、フェノール樹脂等を用いた場合、成形金型と圧縮成形体との離型性が悪いため、成形金型の摩耗が激しく、頻繁に金型が破損するという問題があった。
【０００６】
上記のような問題があったため、成形密度のバラツキが少なく、かつ成形時の成形金型の磨耗・破損を低減することができる固体電解コンデンサ用素子の製造方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するもので、弁作用金属粉末と添加剤とを混合後、成形、焼結して焼結体を形成し、該焼結体に酸化皮膜および陰極層を形成する固体電解コンデンサ素子の製造方法において、
添加剤が、有機溶媒に溶解した直鎖型飽和脂肪酸であることを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法である。
【０００８】
また、上記記載の直鎖型飽和脂肪酸がステアリン酸、パルミチン酸であることを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法である。
【０００９】
さらに、上記記載の直鎖型飽和脂肪酸の添加量が弁作用金属重量比で０．０５〜１５．０ｗｔ％であることを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
弁作用金属粉末に添加剤として、有機溶媒中に溶解した直鎖型飽和脂肪酸を使用し、乾燥後成形することで、弁作用金属粉末が直鎖型飽和脂肪酸で薄膜コーティングされた状態になり、粉末粒子同士が絡み合わず、滑りやすいため、流れ性が向上し、かつ、上記添加剤には造粒作用がなく、混合後の弁作用金属粉末の粒度分布は混合前の粒度分布とほとんど変化しないため、成形金型サイズが超小形の場合でも成形時の密度バラツキを低減することができる。
【００１１】
また、直鎖型飽和脂肪酸は滑り性が良いため、成形金型と圧縮成形体との離型性が向上し、成形金型の摩耗が小さく、成形金型の磨耗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［実施例１］
以下に、本発明による固体電解コンデンサ素子の製造方法を説明する。まず、１〜４００μｍ程度の粒度分布を有するタンタル粉末５００ｇと、添加剤として弁作用金属重量比で０．０１ｗｔ％のステアリン酸を２０±５℃のエタノール中に溶解した溶液１００ｍｌとを混合後、４０±５℃の恒温槽中で乾燥した。
【００１３】
次に、上記粉末を用い、陽極リードを植立させ、圧縮成形して成形体素子を形成した。
【００１４】
［実施例２〜７］
ステアリン酸の添加量を弁作用金属重量比で０．０５ｗｔ％、０．１０ｗｔ％、１．０ｗｔ％、１０．０ｗｔ％、１５．０ｗｔ％、２０．０ｗｔ％とした以外は実施例１と同様の方法で成形体素子を形成した。
【００１５】
（従来例）
実施例１と同様の１〜４００μｍ程度の粒度分布を有するタンタル粉末と、液状バインダーとして弁作用金属重量比で１．０ｗｔ％のポリビニルブチラールを２０±５℃のエタノール中に溶解した溶液中で混合後、４０±５℃の恒温槽中で乾燥させた。
【００１６】
次に、上記粉末を用いて、実施例１と同様の方法で成形体素子を形成した。
実施例１〜７、従来例の弁作用金属粉末についてそれぞれ、粒度分布、流れ性、成形時に成形金型から成形体を押し出す摩擦力、成形体の重量のばらつきを測定した。測定結果を図１〜４に示す。
【００１７】
さらに、上記成形体素子を高温・高真空雰囲気中で焼結し、該焼結体をリン酸溶液中で化成し、酸化タンタル皮膜を形成した後、固体電解質層としての二酸化マンガン層、陰極引き出し層としてのカーボン層および銀ペースト層を順次形成して、タンタル固体電解コンデンサ素子を得た。
そして、このコンデンサ素子の陽極リードを溶接により陽極端子に接続するとともに、陰極層を導電性塗料により陰極端子に接続した後、外装樹脂を施すことにより定格１０Ｖ
−１０μＦのチップ状固体電解コンデンサを作製した。
各条件のコンデンサ素子について、１２０Ｈｚにおける容量値、ｔａｎδ値と定格電圧を印加したときの１分後の漏れ電流値を図５〜７に示す。
【００１８】
［粒度分布の比較］
図１から明らかなように、弁作用金属粉末にステアリン酸を０．０５〜１５．０ｗｔ％（実施例２〜６）添加した混合後の弁作用金属粉末の粒度分布は、混合前と比較し、ほぼ同等であるが、２０．０ｗｔ％（実施例７）では、粒度分布が若干大きい粒径側にシフトした。また従来例は、実施例７と比較し、粒度分布が大きい粒径側にシフトした。
【００１９】
［弁作用金属粉末の流れ性の比較］
また、図２から明らかなように、ステアリン酸の添加量が増加するほど、弁作用金属粉末の流れ性が改善した（実施例１〜７）。これは、ステアリン酸により、弁作用金属粉末の粒子同士が絡みつき難く、滑りやすくなったためである。ただし、添加量が０．０１ｗｔ％（実施例１）と少ない場合は、従来例と比較し、流れ性の改善が見られない。
【００２０】
［成形金型と圧縮成形体との摩擦力の比較］
また、図３から明らかなように、実施例２〜７は、従来例と比較し、ステアリン酸の添加量が増加するほど、成形金型と圧縮成形体との摩擦力が小さくなった。これは、ステアリン酸により、成形金型と弁作用金属粉末との滑り性が良く、離型性が改善したためである。ただし、添加量が０．０１ｗｔ％（実施例１）では、粉末の流れ性が悪く、金型内に十分に供給できないため、成形不可能であった。
【００２１】
［成形体の重量バラツキの比較］
また、図４から明らかなように、実施例２〜６は、従来例と比較して成形体の重量バラツキが小さいが、添加量が２０．０ｗｔ％（実施例７）では、成形体の重量バラツキが大きくなった。
【００２２】
［製品の電気特性の比較］
さらに、図５〜７から明らかなように、実施例２〜６は、従来例と比較して製品の容量値、ｔａｎδ値、漏れ電流値のバラツキが小さくなった。これは、前述したように成形体の重量バラツキが低減したためである。
ただし、添加量が２０．０ｗｔ％（実施例７）では、バラツキが大きくなった。
以上より、ステアリン酸の添加範囲は０．０５〜１５．０ｗｔ％が望ましい。０．０５ｗｔ％未満では、粉末の流れ性が悪くなることで成形が不可能になり、また２０．０ｗｔ％を超えると、成形体の重量バラツキが大きくなる。
【００２３】
実施例１〜７の添加剤として、ステアリン酸を使用したが、パルミチン酸を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、実施例１〜７の弁作用金属粉末として、タンタルを使用したが、ニオブ、アルミニウム、チタン等を使用しても同様の効果が得られる。
【００２５】
さらに、実施例１〜７の固体電解質として、二酸化マンガンを使用したが、ポリチオフェン、ポリピロールまたはポリアニリン等の導電性高分子を使用しても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１〜７、従来例における添加剤混合後の弁作用金属粉末の粒度分布を比較した図である。
【図２】実施例１〜７、従来例における添加剤混合後の弁作用金属粉末の流れ性を比較した図である。
【図３】実施例１〜７、従来例における添加剤混合後の弁作用金属粉末を圧縮成形後、金型から押し出す時の摩擦力を比較した図である。
【図４】実施例１〜７、従来例における添加剤混合後の弁作用金属粉末を圧縮成形した時の成形体の重量バラツキを比較した図である。
【図５】実施例１〜７、従来例における固体電解コンデンサの容量値を比較した図である。
【図６】実施例１〜７、従来例における固体電解コンデンサのｔａｎδ値を比較した図である。
【図７】実施例１〜７、従来例における固体電解コンデンサの漏れ電流値を比較した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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