(57)【要約】【課題】  固体電解コンデンサの静電容量の増大を図る。【解決手段】  タンタル粉末等を焼結したコンデンサ素子１の陽極導出線２に、撥水性を有するとともに熱収縮性を有する樹脂からなり、陽極導出線の外径よりも大きい内径を有するリング体３を挿入する。次いで、リング体３を挿入したコンデンサ素子１を、少なくとも焼結体が全て液面下となるように化成液１１に浸漬し、陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成する。この際リング体３は化成液面に浮くようになる。さらに、化成液１１よりコンデンサ素子１を引き上げて、リング体３を熱収縮させて、陽極導出線に密着させる。その後に、コンデンサ素子を重合性モノマー液、酸化剤溶液に順次浸漬して、誘電体酸化皮膜の上に固体電解質層を形成する。【選択図】  図１
2006108188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属の粉末を焼結した焼結体と、この焼結体の一端面から導出した陽極導出線からなるコンデンサ素子の表面に誘電体酸化皮膜を形成し、この誘電体酸化皮膜の上に固体電解質層および陰極層を順次形成し、さらに外装樹脂で被覆してなる固体電解コンデンサの製造方法において、
撥水性を有するとともに熱収縮性を有する樹脂からなり、陽極導出線の外径よりも大きい内径を有するリング体を陽極導出線に挿入する工程と、
リング体を挿入したコンデンサ素子を、少なくとも焼結体が全て液面下となるように化成液に浸漬し、陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成する工程と、
化成液よりコンデンサ素子を引き上げて、リング体を熱収縮させて、陽極導出線に密着させる工程と、
誘電体酸化皮膜の上に固体電解質層および陰極層を順次形成する工程を含む
固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
リング体を陽極導出線の挿入する工程の後に、陽極導出線の先端をフレームに溶接し、その後に陽極酸化皮膜を形成する工程を経ることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弁作用金属の粉末を焼結した焼結体と、この焼結体の一端面から導出した陽極導出線からなるコンデンサ素子の表面に誘電体酸化皮膜を形成し、この誘電体酸化皮膜の上に固体電解質層および陰極層を順次形成し、さらに外装樹脂で被覆してなる固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図であり、図４において１はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１は弁作用金属の一つであるタンタル金属粉末をプレス成形金型を用いて所望の形状にプレス成形することによって形成されたものである。コンデンサ素子１は、プレス成形時にコンデンサ素子１に埋設させて、タンタル線からなる陽極導出線２を有している。コンデンサ素子１にはその外表面に誘電体酸化皮膜層が形成され、この誘電体酸化皮膜層上に形成された固体電解質層４と、この固体電解質層４上に形成されたカーボン層５と銀ペースト層６であり、このカーボン層４と銀ペースト層５により陰極層が形成されているものである。さらに、陽極導出線２には陽極リード線７が溶接され、陰極層には陰極リード線８が接続されている。そして、コンデンサ素子１および陽極導出線２の全体と、陽極リード線７及び陰極リード線８のそれぞれ一部を埋設するように樹脂外装が施されている。
【０００３】
次に、このように構成された従来の固体電解コンデンサの製造方法について説明すると、まず所望の形状・寸法に形成されたプレス成形金型内にタンタル金属粉末を投入すると共に、タンタル線からなる陽極導出線２をその一端が表出するように埋設し、これをプレス加工して成形体を作製する。続いて、この成形体を高温真空下で焼結することにより多孔質のコンデンサ素子１を作製する。続いて、このコンデンサ素子１をりん酸水溶液や硝酸水溶液等の電解液中に浸漬し、固体電解コンデンサの定格電圧に見合った電圧で陽極酸化処理を行い、外表面に誘電体酸化皮膜層を形成する。続いて、この誘電体酸化皮膜層の上に二酸化マンガンや導電性高分子からなる固体電解質層４を形成し、さらにこの固体電解質層４上にカーボン層５と銀ペースト層６を順次形成し、さらに陽極導出線２に陽極リード線７を溶接するとともに、陰極層には陰極リード線８を接続する。そして、コンデンサ素子１および陽極導出線２の全体と、陽極リード線７及び陰極リード線８のそれぞれ一部を埋設するようにトランスファーモールドにより樹脂外装８が施し、樹脂外装８の側面に沿って、陽極リード線７及び陰極リード線８を折り曲げて、固体電解コンデンサを得ている。
【０００４】
そして、この固体電解質層を形成する際には、コンデンサ素子を硝酸マンガン溶液に浸漬し、その後に焼成することにより二酸化マンガンからなる固体電解質層を形成することや、重合させることにより導電性高分子となる重合性モノマー液、および酸化剤溶液に順次浸漬して、重合性モノマーを重合させて、導電性高分子からなる固体電解質を形成することが多いが、このような固体電解質を形成する溶液にコンデンサ素子を浸漬した時に、溶液が陽極導出線に沿ってはい上がり、陽極導出線の誘電体酸化皮膜が形成されていない部分にまで、固体電解質層が形成されるおそれがある。そしてこの誘電体酸化皮膜が形成されていない部分は絶縁体としての機能を有していないため、固体電解質と金属との間でショートが発生してしまうことになる。
【０００５】
このような溶液のはい上がりを防止するために、陽極導出線には熱収縮性のリング体を挿入し、このリング体を熱収縮させることにより陽極導出線に固定して、固体電解質溶液のはい上がりを防止することが行われている。例えば、特開平７−２０１６６２号では、導電性高分子を形成する際の反応溶液のタンタルワイヤーへの毛管現象による這い上がりを防止することを目的として、陽性導出線の導出部にブロック材を形成したものが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２０１６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の固体電解コンデンサでは、リング体を陽極導出線に挿入して、収縮させて固定した後に、コンデンサ素子の陽極酸化処理を行っていた。そのため、リング体が陽極導出線の導出部に固定された状態では、リング体と陽極導出線の導出面との間隔が狭く、化成液が十分に行き届かずに、誘電体酸化皮膜が形成されない場合がある。
【０００８】
誘電体酸化皮膜が形成されていないところに固体電解質層が形成されると、その部分でショートが発生してしまうため、従来は陽極導出線を導出した端面にまで固体電解質層を形成することができなかった。しかしながら、より大きな静電容量の固体電解コンデンサを得るためには、この陽極導出線を導出した端面にまで固体電解質層を形成をする必要がある。
【０００９】
そこで、リング体をコンデンサ素子の陽極導出線を導出した端面から離間させて陽極導出線に取り付けて、陽極体の陽極酸化処理から固体電解質層の形成までを行うことも行われているが、リング体を陽極導出線の導出端面から離間させて取り付けることは、その位置制御が困難であり、工程の複雑化を引き起こしていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで請求項１に係る発明では、固体電解コンデンサの製造方法として、弁作用金属の粉末を焼結した焼結体と、この焼結体の一端面から導出した陽極導出線からなるコンデンサ素子の表面に誘電体酸化皮膜を形成し、この誘電体酸化皮膜の上に固体電解質層および陰極層を順次形成し、さらに外装樹脂で被覆してなる固体電解コンデンサの製造方法において、撥水性を有するとともに熱収縮性を有する樹脂からなり、陽極導出線の外径よりも大きい内径を有するリング体を陽極導出線に挿入する工程と、リング体を挿入したコンデンサ素子を、少なくとも焼結体が全て液面下となるように化成液に浸漬し、陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成する工程と、化成液よりコンデンサ素子を引き上げて、リング体を熱収縮させて、陽極導出線に密着させる工程と、誘電体酸化皮膜の上に固体電解質層および陰極層を順次形成する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法によって、固体電解コンデンサを作成した。
【００１１】
撥水性を有するとともに熱収縮性を有する樹脂からなり、陽極導出線の外径よりも大きい内径を有するリング体を陽極導出線に挿入し、この状態でコンデンサ素子を、少なくとも焼結体が全て液面下となるように化成液に浸漬して陽極酸化による誘電体酸化皮膜を形成すると、コンデンサ素子が化成液に浸漬している部分、すなわちコンデンサ素子の全面と、陽極導出線の一部に誘電体酸化皮膜が形成されるようになる。そして、その後に化成液よりコンデンサ素子を引き上げて、リング体を熱収縮させて、陽極導出線に密着させることにより、リング体は陽極導出線の根元部分に固定される。
【００１２】
このように、コンデンサ素子の化成工程では、リング体が液面に浮くことにより、誘電体酸化皮膜が形成される部分を広くすることができる。
【００１３】
そのため、コンデンサ素子の陽極導出線を導出した端面は、固体電解質を形成する溶液を浸漬することができ、コンデンサ素子の陽極導出線を導出した端面に固体電解質層を形成することができる。しかも、その後の固体電解質の形成工程では、リング体は陽極導出線に固定されているため、固体電解質を形成する溶液のはい上がりがリング体によって阻害されるため、誘電体酸化皮膜が形成されていない部分には固体電解質層が形成されることがない。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法において、リング体を陽極導出線の挿入する工程の後に、陽極導出線の先端をフレームに溶接し、その後に陽極酸化皮膜を形成する工程を経ることを特徴とする。
【００１５】
リング体を陽極導出線に挿入する工程の後に、陽極導出線の先端をフレームに溶接しておくと、複数のコンデンサ素子の陽極酸化処理、および固体電解質層の形成を金属板フレームに接続したまま連続して、かつ複数個のコンデンサ素子に対して同時に行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。
【００１６】
仮にコンデンサ素子の陽極酸化処理の後にリング体を挿入しようとした場合には、コンデンサ素子を陽極酸化処理する際に給電用の金属板フレームに接続、或いはチャック等で把持して陽極酸化処理を行うことになり、その後に、金属板フレームやチャックからコンデンサ素子を一端離脱させて、リング体を挿入することが必要になる。そして、固体電解質を形成する工程において、再び金属板フレームやチャックにコンデンサ素子を取り付けて作業する必要があり、作業効率の悪化を招いてしまう。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の製造方法によって製造された固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の陽極導出線を導出した端面にまで固体電解質を形成することができ、固体電解コンデンサの静電容量の増大を図ることができる。
【００１８】
また、この発明の製造方法によると、コンデンサ素子の陽極酸化処理、および固体電解質層の形成を金属板フレームに接続したまま連続して、かつ複数個のコンデンサ素子に対して同時に行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次にこの発明を実施するための最良の形態について図１と共に説明する。
【００２０】
先ず、タンタルやアルミニウム、ニオブ等の弁作用金属の微粉末に、カンファやアクリル系樹脂等を有機溶剤で溶かしたバインダーを添加し、混合する。混合した後、加熱して有機溶剤を揮発して除去する。次に、この弁作用金属の粉末を、円筒形や角形等の形状にプレス等で圧縮成型する。この際、タンタル等の弁作用金属からなる陽極導出線の一端を粉末中に挿入し、他端を引き出した構造にする。圧縮成型後、真空中等の雰囲気中において高温度で焼成して、図１（ａ）に示す通りのコンデンサ素子１を形成する。
【００２１】
焼成の後、このコンデンサ素子１の陽極導出線２には、陽極導出線の外径よりも大きな内径を持つリング体３を挿する。リング体３は熱収縮性のテトラフルオロエチレンやシリコーンゴム、シリコーン樹脂等からなり、水よりも比重が軽く、さらに撥水性をも有するものを選択する。
【００２２】
そして、図１（ｂ）に示す通り、このコンデンサ素子１の陽極導出線２の箇所でステンレス製等の細長い金属板フレーム１０に接続する。このコンデンサ素子１の金属板フレーム１０への接続は複数個を接続する。
【００２３】
さらに、コンデンサ素子１を金属板フレーム４に接続した後、図１（ｃ）に示す通り、このコンデンサ素子１を硝酸やリン酸等の化成液１１中に浸漬して陽極酸化処理を行う。
【００２４】
陽極酸化処理を行う際、コンデンサ素子１の陽極導出線２が導出された端面が完全に液面下に浸漬する深さとする。このような深さまでコンデンサ素子１を浸漬した場合には、陽極導出線２に挿入したリング体３が液面に浮くようになる。そしてこの状態で金属板フレーム１０よりコンデンサ素子１に直流電流を供給し、コンデンサ素子１の表面に誘電体酸化皮膜を形成する。誘電体酸化皮膜は、化成液１１と接触している箇所で形成されるために、誘電体酸化皮膜はコンデンサ素子１のタンタル粉末を焼結した焼結体部分の全面と陽極導出線２の化成液に浸漬している部分に形成されるようになる。
【００２５】
そして、誘電体酸化皮膜を形成したコンデンサ素子１を化成液か１１ら引き上げ、コンデンサ素子１の洗浄・乾燥を行う。
【００２６】
次いで、図１（ｄ）に示すように、コンデンサ素子１を金属板フレーム１０に垂下させた状態でリング体を熱収縮させて、リング体３を陽極導出線２に固定する。熱収縮させる方法としては、コンデンサ素子１を加熱炉で加熱する方法や、コンデンサ素子１に熱風を吹きかける方法によって達成することができる。金属板フレーム１０にコンデンサ素子１を垂下させた状態では、リング体３はコンデンサ素子１の陽極導出線２の導出端面に接した状態となっている。そしてこの状態でリング体３を熱収縮することにより、リング体３は陽極導出線２の根元部分に固定されるようになる。
【００２７】
次に金属板フレーム１０に接続されたコンデンサ素子１を、図２（ａ）に示すように、重合性モノマー溶液、酸化剤溶液の浸漬して誘電体酸化皮膜の上に導電性高分子よりなる固体電解質層４を形成する。
【００２８】
この固体電解質層４を形成する工程においても、重合性モノマー溶液、酸化剤溶液へのコンデンサ素子の浸漬深さは、陽極導出線２が導出された端面が完全に液面下に浸漬する深さで、リング体３が取り付けられた位置までとする。この場合、リング体３は陽極導出線に固定された状態であるため、リング体３が移動することはない。重合性モノマー溶液と酸化剤溶液は、リング体３の撥水機能によって、リング体３の上へのはい上がりが防止される。また、リング体とコンデンサ素子の陽極導出線の導出端面の隙間に重合性モノマー溶液と酸化剤溶液が入り込むため、図２（ｂ）に示すように、陽極導出線２を導出した端面にまで固体電解質層が形成されるようになる。このように誘電体酸化皮膜の上に形成される固体電解質層の面積が広くなることにより、固体電解コンデンサの静電容量の増大を図ることができる。
【００２９】
さらに図３に示すように、固体電解質層４の上にカーボン層５及び銀ペースト層６からなる陰極層を形成し、さらに、陽極導出線および陰極層に陽極リードフレーム７、陰極リードフレーム８をそれぞれ接続し、さらに陽極体全体と、極リードフレーム、陰極リードフレームの一部を被覆するように、樹脂外装９を施して固体電解コンデンサを完成する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の固体電解コンデンサの製造方法を表す図面で、（ａ）〜（ｄ）は各工程を表す。
【図２】この発明の固体電解コンデンサの製造方法を表す図面で、（ａ）〜（ｂ）は図１の（ｄ）から続く各工程を表す。
【図３】この発明の製造方法によって製造された固体電解コンデンサの構造を示す断面図である。
【図４】従来の固体電解コンデンサの製造方法によって製造された固体電解コンデンサの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  コンデンサ素子
２  陽極導出線
３  リング体
４  固体電解質層
５  カーボン層
６  銀ペースト層
７  陽極リード線
８  陰極リード線
９  樹脂外装
１０  金属板フレーム
１１  化成液
【図１】
2006108188.tif 000003
【図２】
2006108188.tif 000004
【図３】
2006108188.tif 000005
【図４】
2006108188.tif 000006