(57)【要約】【課題】  陽極導線と陽極体との実質的な接触面積を大きくし得、しかもコーナー部分の平滑性を向上し得、その結果、安定して陽極体への固定しうるので陽極体全体の導線としての機能を十分に発揮しうるタンタルもしくはニオブ（Ｎｂ）陽極導線を提供する。【解決手段】  タンタルもしくはニオブ材料からなり、形状がテープ状であり、そのコーナー部分がアールを付与された曲面形状を有する電解コンデンサ用陽極導線。テープ状の形状は通常厚さ１０〜５００μｍ、幅０．５〜５ｍｍであり、幅方向の断面形状は、好適にはコーナー部分にアールを有する四辺形、楕円形、もしくは各アール値を変えた変形な四辺形である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンタルもしくはニオブ材料からなり、形状がテープ状であり、そのコーナー部分がアールを付与された曲面形状を有する電解コンデンサ用陽極導線。
【請求項２】
導線の幅方向の断面形状が、楕円形もしくはコーナー部分にアールを有する四辺形である請求項１記載の電解コンデンサ用陽極導線。
【請求項３】
各コーナー部分のアールが異なっていてもよい請求項２記載の電解コンデンサ用陽極導線。
【請求項４】
幅方向の断面が厚さ１０〜５００μｍ、幅０．５〜５ｍｍである請求項１〜３のいずれか記載の電解コンデンサ用陽極導線。
【請求項５】
タンタルもしくはニオブ材料が希土類元素を０．０１〜３ppm含有する請求項１〜４のいずれか記載の電解コンデンサ用陽極導線。
【請求項６】
希土類元素がイットリウム、ネオジムもしくはセリウムの１種以上から選ばれる請求項５記載の電解コンデンサ用陽極導線。
【請求項７】
タンタル材料がさらにタングステン、モリブデンもしくはニオブの１種以上を１０〜５００ppm含有する請求項１〜６のいずれか記載の電解コンデンサ用陽極導線。
【請求項８】
ニオブ材料がさらにタングステンもしくはモリブデンの１種以上を１０〜５００ppm含有する請求項１〜６のいずれか記載の電解コンデンサ用陽極導線。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか記載の導線を含んでなる電解コンデンサ用陽極。
【請求項１０】
請求項９記載の電解コンデンサ用陽極を含んでなる電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ用陽極導線、ならびにそれを用いてなる電解コンデンサ用陽極および電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解コンデンサには通常、陽極導線(ワイヤ)が用いられている。タンタル（Ｔａ）導線の場合、２つの方法が一般的であり、１つはタンタルインゴットより加工する方法により製造される。すなわち、タンタル粉末を溶解し、インゴットとした後に、鍛造、圧延し、ついでスリッティングもしくは溝ロール加工を行うものであり、タンタルの融点が３０００℃であるため、ほとんどの不純物は蒸発除去される。もう１つは粉末冶金法により、タンタル粉末をプレス成形し、焼結させ得られる焼結体を圧延し、ついでスリッティングもしくは溝ロール加工するるものである。この方法は溶解しないので純度の点ではやや難があるが、必要な添加剤を均一に混合して特性をコントロールし易い利点を有する。このような方法で製造されるタンタル陽極導線は断面がいわゆる丸型であるが、最近、陽極体との接触面積を大きくすることを目的として扁平な帯状（テープ状）の導線も提案されている（特許文献１）。しかしながら、このような改良された導線は陽極体への固定が丸型に比べて容易ではなく、成形性に難点を有する。すなわち、スリッティング時にはコーナー部分にバリが発生し易く、コーナー部分の平滑性の向上が課題となり、またロール加工においてもコーナー部分の平滑性の向上が課題となる。
【０００３】
【特許文献１】ＤＥ１００４０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決し、陽極導線と陽極体との実質的な接触面積を大きくし得、しかもコーナー部分の平滑性を向上し得、その結果、安定して陽極体へ固定しうるので十分に発揮しうるタンタルもしくはニオブ（Ｎｂ）陽極導線を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するために以下の発明を提供する。
（１）タンタルもしくはニオブ材料からなり、形状がテープ状であり、そのコーナー部分がアールを付与された曲面形状を有する電解コンデンサ用陽極導線；
（２）導線の幅方向の断面形状が、楕円形もしくはコーナー部分にアールを有する四辺形である（１）記載の電解コンデンサ用陽極導線；
（３）各コーナー部分のアールが異なっていてもよい（２）記載の電解コンデンサ用陽極導線；
（４）幅方向の断面が厚さ１０〜５００μｍ、幅０．５〜５ｍｍである（１）〜（３）のいずれか記載の電解コンデンサ用陽極導線；
（５）タンタルもしくはニオブ材料が希土類元素を０．０１〜３ppm含有する（１）〜（４）のいずれか記載の電解コンデンサ用陽極導線；
（６）希土類元素がイットリウム、ネオジムもしくはセリウムの１種以上から選ばれる（５）記載の電解コンデンサ用陽極導線；
（７）タンタル材料がさらにタングステン、モリブデンもしくはニオブの１種以上を１０〜５００ppm含有する（１）〜（６）のいずれか記載の電解コンデンサ用陽極導線；
（８）ニオブ材料がさらにタングステンもしくはモリブデンの１種以上を１０〜５００ppm含有する（１）〜（６）のいずれか記載の電解コンデンサ用陽極導線；
（９）（１）〜（８）のいずれか記載の導線を含んでなる電解コンデンサ用陽極；ならびに
（１０）（９）記載の電解コンデンサ用陽極を含んでなる電解コンデンサ、
である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のタンタルもしくはニオブ陽極導線によれば、陽極体との接触面積を大きくし得、しかもコーナー部分の平滑性を向上し得、その結果、安定して陽極体へ固定しうるので陽極体全体の導線としての機能を十分に発揮しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の電解コンデンサ用陽極導線は、タンタルもしくはニオブ材料からなり、形状がテープ状であり、そのコーナー部分がアールを付与された曲面形状を有する。テープ状形状は、用途により異なるが、厚さ１０〜５００μｍ、幅０．５〜５ｍｍであるのが通常である。そしてこの導線の幅方向の断面は通常四辺形であり、コーナー部分はアールを付与された曲面形状であることが必要である。このコーナー部分は、たとえば前記断面が四辺形の場合には四隅部であり、その曲面形状は各コーナーに対して自由に形成し得、したがって１つから４つのアールを付与しうる。そして各コーナーのアールのサイズは自由であり、同一アール値であっても異なるアール値であってもよく、通常アール値（曲率半径）は０．０１ｍｍ以上あれば管理可能である。したがって、本発明の導線は、幅方向の断面形状がコーナー部分にアールを有する四角形、楕円形、各アール値を変えた変形な四角形、等の種々の形状を採用しうる。また、曲面形状を有する部分の表面粗さは、一般ロール加工仕上げ程度から、必要に応じて研磨加工、エッチング等により粗さの小さい表面まで任意に選択しうる。
【０００８】
本発明において、コーナー部分にアールを付与された曲面形状を形成するには、たとえば次のような方法を採用しうる。
【０００９】
圧延法でテープ状導線を製造するに際して、コイル状のＴａもしくはＮｂ箔
をスリットし、これを用いてロール加工を行い、テープ状導線のコーナー部分にアールを付与する。この場合、ロール金型のコーナー部分を制御することにより所定のアールを付与しうる。
【００１０】
ロール加工でテープ状導線を製造するに際して、鍛造および/またはロール加
工により細線まで加工した材料を、最終ロール加工によりテープ状導線のコーナー部分にアールを付与する。この場合もロール金型のコーナー部分を制御することにより所定のアールを付与しうる。
【００１１】
ロール加工でテープ状導線を製造するに際しては、たとえば鍛造および/また
はロール加工により細線まで加工する段階でテープ状導線のコーナー部分にアールを付与し、最終ロールにおいて寸法制御することができる。
【００１２】
本発明において、電解コンデンサ用陽極導線製造の原料として用いられる、タンタルもしくはニオブ材料は、常法により得ることができる。たとえばタンタルもしくはニオブ粉末の製造方法は、フッ化タンタルカリウム、フッ化ニオブカリウム等のタンタルまたはニオブを含有する金属塩を希釈塩中でナトリウム、カリウム等を用いて７００℃以上の高温で還元する方法が一般的である。このような希釈塩としてはフッ化カリウム、塩化カリウム、塩化ナトリウムもしくはそれらを含む混合物が挙げられる。
【００１３】
本発明のタンタルもしくはニオブ材料は、通常、このようにして得られるタンタルもしくはニオブ材料に好適には希土類元素を添加して得られる。この希土類元素の添加は単体もしくは酸化物であるのが好適であり、たとえば原料粉末のブレンド時に、秤量して一緒にブレンドされ得る。このような希土類元素としてはスカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）ならびにランタノイド１５元素、すなわち原子番号５７〜７１のランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ），イッテルビウム（Ｙｂ）およびルテチウム（Ｌｕ）が挙げられるが、イットリウム、ネオジムもしくはセリウムの１種以上から選ばれるのが好適である。これらの希土類元素の含有量は０．０１〜３ppm、好ましくは０．０５〜１ppm、から選ばれるが、３ppmを超えるとコンデンサの漏れ電流の増大を招く恐れがあり、一方０．０１ppm未満であると結晶粒粗大抑制効果が発揮され難い。
【００１４】
本発明の１態様において、タンタル材料は後述するようにプレス（加圧）成形時のインサート特性をさらに向上させるために、さらにタングステン、モリブデンもしくはニオブの１種以上を１０〜５００ppm含有するのが好適である。また、同様に、ニオブ材料はさらにタングステンもしくはモリブデンの１種以上を１０〜５００ppm含有するのが好適である。これらの元素の添加は単体であるのが好適である。
【００１５】
本発明に係る電解コンデンサ用陽極導線は、このようなタンタルもしくはニオブ材料を用いてインゴット法もしくは粉末冶金法により好適に製造されうる。たとえば、インゴット法によれば、好適には希土類元素を０．５〜３wt％含有するタンタルもしくはニオブ粉末を好適には電子ビーム溶解により溶解し、インゴットを得る。上記のタンタルもしくはニオブ粉末は、希土類元素が溶解時に蒸発するのでインゴット中に０．０１〜３ppm残留するように、溶解温度等の条件を考慮して希土類元素含有量は０．５〜３wt％から選定される。ついで、得られるインゴットを用いて鍛造、圧延し、ついでスリッティングもしくは溝ロール加工することにより、好適には希土類元素を０．０１〜３ppm含有するタンタルもしくはニオブ材料からなり、形状がテープ状である導線を得ることができる。鍛造、圧延、スリッティングもしくは溝ロール加工自体は常法によることができる。一方、粉末冶金法によれば、好適には希土類元素を０．１〜１wt％含有するタンタルもしくはニオブ粉末をプレス成形し、ついで焼結して焼結体を得る。上記のタンタルもしくはニオブ粉末は、焼結時に希土類元素が蒸発するので焼結体中に０．０１〜３ppm残留するように、焼結温度等の条件を考慮して希土類元素含有量は０．１〜１wt％から選定される。ついで、得られる焼結体を圧延し、ついでスリッティングもしくは溝ロール加工することにより、希土類元素を０．０１〜３ppm含有するタンタルもしくはニオブ材料からなり、形状がテープ状である導線を得ることができる。圧延、スリッティングもしくは溝ロール加工自体は常法によることができる。その形状は幅方向断面が四辺形であるのが好適である。
【００１６】
このようにして得られる導線は電解コンデンサ用陽極として特に好適であり、常法により電解コンデンサ用陽極を作成しうる。本発明の導線を用いることにより、高温脆化を低減し、陽極体との実質的な接触面積を大きくし得、しかも意外なことに形状がテープ状であるにもかかわらず成形時の粉末へのインサート特性が改良され、かつ粉末との焼結特性が改良され導線の引抜き強度が向上するので、安定して陽極体への固定し得、その結果導線本来の特性を十分に発揮しうるタンタルもしくははニオブ陽極導線を提供し得る。
【００１７】
このような電解コンデンサ用陽極を含む電解コンデンサは常法により作製されうる。
【実施例】
【００１８】
以下実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１
ニッケル合金製の反応容器を１３０℃で乾燥した後、希釈塩として、フッ化カリウムを用いて、乾燥後、乾燥機より反応容器に充填した。この後、蓋を閉じて、充分にアルゴンガスで置換した。これを、８００℃に昇温して乾燥した後、還元剤として金属ナトリウムを用いてフッ化タンタルカリウムの還元を行った。これを冷却した後、蓋を開いて生成物を水洗し、さらに混酸を用いて洗浄し、タンタル粉末が得られた。
【００１９】
このタンタル粉末に酸化イットリウム約１wt％添加混合した後、３０００℃以上で電子ビーム溶解してインゴットとし、このインゴットの表面を切削除去した後、３０ｍｍまでプレス鍛造し、ついでロール圧延機で０．１５ｍｍまで圧延した。最後に、スリット機により所定の幅（２ｍｍ）まで切断してテープ状導線（断面０．１５×２ｍｍ）を作製した。これを用いてロール加工を行い、ロール金型のコーナー部分を制御しながらテープ状導線のコーナー部分に図１に示すアールを付与した。すなわち、図１はテープ状陽極導線（１）の断面略図であり、四個のコーナー部分のアールR１、R２、R３およびR４は同一とした。
タンタル粉末と有機バインダー樹脂を混合して加圧成形機の金型に充填し、そこに上記のテープ状導線の一端をインサートし、特定形状に加圧成形した。ついで、有機バインダー樹脂を４００℃でアルゴン気流中にて加熱して除去し、さらに高真空雰囲気炉（〜＜１０−５Ｔｏｒｒ）にて高温熱処理（約１３５０℃）し、多孔質焼結体を得た。インサート特性および焼結特性は著しく改良されていた。ついで、リン酸水溶液中でこの多孔質焼結体を陽極として陽極酸化し、その表面に誘電体皮膜を形成させた。その後、この誘電体皮膜上に固体電解質層、カーボン層および金属層を積層形成させ、固体電解コンデンサ素子を得た。
【００２０】
このコンデンサ素子は、さらに常法によりリードフレームに接続し、熱硬化性の合成樹脂によりモールドし、タンタル固体電解コンデンサとしうる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明のテープ状陽極導線を用いると、陽極体との実質的な接触面積を大きくし得、しかもコーナー部分の平滑性を向上し得、その結果、安定して陽極体へ固定しうるので陽極体全体の導線としての機能を十分に発揮しうる、タンタルもしくはニオブ陽極導線を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】テープ状陽極導線の断面略図。
【符号の説明】
【００２３】
１    テープ状陽極導線
【図１】
2006176841.tif 000003