(57)【要約】【課題】漏れ電流を抑制することが可能な固体電解コンデンサの製造方法を提供すること。【解決手段】弁作用金属からなる多孔質焼結体１と、多孔質焼結体１の表面に積層された誘電体層２および二酸化マンガンからなる固体電解質層と、を備えた固体電解コンデンサの製造方法であって、誘電体層２が形成された多孔質焼結体１を、過マンガン酸カリウム水溶液８１および硝酸マンガン水溶液８２のそれぞれに少なくとも１回以上浸漬させることにより、上記固体電解質層を形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体の表面に積層された誘電体層および二酸化マンガンからなる固体電解質層と、を備えた固体電解コンデンサの製造方法であって、
上記誘電体層が形成された多孔質焼結体を、過マンガン酸塩水溶液および二価マンガン塩水溶液のそれぞれに少なくとも１回以上浸漬させることにより、上記固体電解質層を形成することを特徴とする、固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
上記過マンガン酸塩水溶液および上記二価マンガン塩水溶液のそれぞれに少なくとも１回以上浸漬させることに加えて、さらに酸化剤としての硫酸または硝酸に１回以上浸漬させることにより、上記固体電解質層を形成する、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】
本発明は、たとえばタンタルまたはニオブなどの弁作用金属からなる多孔質焼結体を備えた固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体電解コンデンサは、誘電体層と固体電解質層とが積層された構造を有しており、電気回路のノイズ除去や電源供給の補助に用いられる（たとえば、特許文献１参照）。従来の固体電解コンデンサの製造は、たとえば以下のようにして行われる。まず、弁作用金属からなる多孔質焼結体を形成する。この多孔質焼結体には、その一部が突出した陽極ワイヤが設けられる。次いで、上記陽極ワイヤを把持しながら上記多孔質焼結体をリン酸水溶液などの化成液に浸漬する。そして、上記陽極ワイヤと上記化成液との間に直流電圧を印加する。この陽極酸化処理により、上記多孔質焼結体の表面に上記誘電体層が形成される。次いで、上記陽極ワイヤを把持しながら上記多孔質焼結体を硝酸マンガン水溶液に浸漬させた後に、上記多孔質焼結体を硝酸マンガン水溶液から引き揚げる。そして、硝酸マンガン水溶液が付着した上記多孔質焼結体に対して焼成処理を施す。これにより、二酸化マンガンからなる上記固体電解質層が形成される。
【０００３】
しかしながら、上記固体電解質層を形成するための焼成処理においては、硝酸マンガンを加熱分解するために、上記多孔質焼結体を２００℃以上に昇温させる必要がある。上記多孔質焼結体がこのような高温にさらされると、上記誘電体層や上記固体電解質層に微細なクラックが生じるおそれがある。これにより、上記固体電解コンデンサの漏れ電流が大きくなってしまうという問題がある。また、比較的高温とされる上記焼成処理を繰り返すと、たとえば上記多孔質焼結体を構成するニオブが不当に変質してしまう場合があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１０６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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って、漏れ電流を抑制することが可能な固体電解コンデンサの製造方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体の表面に積層された誘電体層および二酸化マンガンからなる固体電解質層と、を備えた固体電解コンデンサの製造方法であって、上記誘電体層が形成された多孔質焼結体を、過マンガン酸塩水溶液および二価マンガン塩水溶液のそれぞれに少なくとも１回以上浸漬させることにより、上記固体電解質層を形成することを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記固体電解質層を形成する工程において、上記多孔質焼結体の温度を６０〜１５０℃程度の比較的低温とすることが可能である。これにより、上記誘電体層や上記固体電解質層に微細なクラックが生じることを防止することが可能である。したがって、上記固体電解コンデンサの漏れ電流を抑制することができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記過マンガン酸塩水溶液および上記二価マンガン塩水溶液のそれぞれに少なくとも１回以上浸漬させることに加えて、さらに酸化剤としての硫酸または硝酸に１回以上浸漬させることにより、上記固体電解質層を形成する。このような構成によれば、上記固体電解質層を形成する工程において、たとえば８０℃程度の雰囲気温度で１時間程度放置することにより、上記固体電解質層を得ることができる。したがって、上記固体電解コンデンサの製造時間を短縮することができる。
【０００９】
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、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
まず、図１に示す多孔質焼結体１を用意する。多孔質焼結体１は、たとえばニオブまたはタンタルなどの弁作用金属の微粉末を陽極ワイヤ１０とともに金型を用いて加圧した後に、焼結処理を施すことによって形成する。次いで、陽極ワイヤ１０を把持しながら、多孔質焼結体１をたとえばリン酸水溶液などの化成液に浸漬させる。また、電極（図示略）を陽極ワイヤ１０に接続し、上記電極を上記化成液に浸漬させる。この状態で、直流電源（図示略）から電圧を印加すると、陽極酸化処理が施される。これにより、多孔質焼結体１の表面にたとえば五酸化ニオブまたは五酸化タンタルからなる誘電体層２が形成される。
【００１２】
次に、図２に示すように、過マンガン酸カリウム水溶液８１、硝酸マンガン水溶液８２、および硫酸８３を用意する。まず、多孔質焼結体１を過マンガン酸カリウム水溶液８１に浸漬させる。過マンガン酸カリウム水溶液８１は、本発明で言う過マンガン酸塩水溶液の一例である。所定の時間が経過した後に、多孔質焼結体１を過マンガン酸カリウム水溶液８１から引き揚げ、多孔質焼結体１を乾燥させる。
【００１３】
次に、多孔質焼結体１を硝酸マンガン水溶液８２に浸漬させる。硝酸マンガン水溶液８２は、本発明で言う二価マンガン塩水溶液の一例である。所定の時間が経過した後に、多孔質焼結体１を硝酸マンガン水溶液８２から引き揚げ、多孔質焼結体１を乾燥させる。
【００１４】
次に、多孔質焼結体１を硫酸８３に浸漬させる。硫酸８３は、酸化剤として機能する。所定の時間が経過した後に、多孔質焼結体１を硫酸８３から引き揚げ、多孔質焼結体１を乾燥させる。この後は、多孔質焼結体１を過マンガン酸カリウム水溶液８１、硝酸マンガン水溶液８２、および硫酸８３に浸漬させる作業を順次繰り返す。多孔質焼結体１を浸漬させる順序は、過マンガン酸カリウム水溶液８１、硝酸マンガン水溶液８２、および硫酸８３の順のほかに、たとえば、過マンガン酸カリウム水溶液８１および硝酸マンガン水溶液８２に複数回ずつ浸漬させた後に、硫酸８３に浸漬させる順でもよい。
【００１５】
多孔質焼結体１を過マンガン酸カリウム水溶液８１、硝酸マンガン水溶液８２、および硫酸８３に複数回ずつ浸漬させた後は、多孔質焼結体をたとえばオーブン（図示略）内に載置する。そして、上記オーブン内の温度を６０〜１５０℃程度、たとえば８０℃とした状態で１時間放置する。これにより、多孔質焼結体１に付着した過マンガン酸カリウム水溶液８１、硝酸マンガン水溶液８２、および硫酸８３が化学式１に示す化学反応を行う。この化学反応により、図３に示すように二酸化マンガンからなる固体電解質層３が得られる。
【００１６】
【化１】
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【００１７】
固体電解質層３を形成した後は、たとえば純水を用いた多孔質焼結体１の洗浄、および上記化成液を用いた再化成処理を行う。そして、図４に示すようにたとえばグラファイト層および銀層からなる導電体層４を形成する。陽極ワイヤ１０には、導電部材５を介して陽極端子６Ａを接合する。導電体層４には、陰極端子６Ｂを接合する。そして、多孔質焼結体１を覆うように、樹脂パッケージ７をたとえばモールド成形する。以上の工程を経ることにより、固体電解コンデンサＡが得られる。
【００１８】
次に、本実施形態の多孔質焼結体の製造方法の作用について説明する。
【００１９】
本実施形態によれば、固体電解質層３を形成する工程においては、多孔質焼結体１は、８０℃程度にまでしか昇温されない。多孔質焼結体１の温度が２００℃以下であれば、誘電体層２および固体電解質層３に微細なクラックが生じることを適切に防止することができる。また、多孔質焼結体１を構成するタンタルまたはニオブが不当に変質するおそれもない。したがって、固体電解コンデンサＡの漏れ電流を抑制することができる。
【００２０】
発明者らは、比較実験として、上述した実施形態によって製造した固体電解コンデンサＡと、硝酸マンガン水溶液に浸漬させることと焼成することとを繰り返す従来の手法によって固体電解質層を形成した固体電解コンデンサとの漏れ電流を計測した。この計測においては、６．３Ｖの電圧を６０ｓｅｃ印加した。その結果、従来の手法によって形成した固体電解コンデンサの漏れ電流が１０５ｍＡ程度であったのに対し、固体電解コンデンサＡの漏れ電流は５０ｍＡ程度であった。このように、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法によれば、従来の手法によって製造した固体電解コンデンサに対してその漏れ電流が半分以下である固体電解コンデンサを製造することができる。
【００２１】
また、過マンガン酸カリウム水溶液８１および硝酸マンガン水溶液８２に加えて硫酸８３に多孔質焼結体１を浸漬させることにより、二酸化マンガンを形成するための化学反応の進行を促進することが可能である。これにより、上記オーブンを用いた処理において、上記オーブン内の温度を８０℃という比較的低い温度としつつ、１時間程度の短時間で二酸化マンガンからなる固体電解質層３を形成することができる。
【００２２】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００２３】
過マンガン酸カリウム水溶液８１、硝酸マンガン水溶液８２、および硫酸８３に多孔質焼結体１を浸漬させる回数および順序は上述した構成に限定されず、適宜変更できる。上述した硫酸８３に浸漬させる処理に代えて、たとえば硝酸に浸漬させる処理としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例において、誘電体層が形成された状態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例において、固体電解質層を形成する工程を示す断面図である。
【図３】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例において、固体電解質層が形成された状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例によって製造された固体電解コンデンサを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
Ａ      固体電解コンデンサ
１      多孔質焼結体
２      誘電体層
３      固体電解質層
４      導電体層
５      導電部材
６Ａ    陽極端子
６Ｂ    陰極端子
７      樹脂パッケージ
１０    陽極ワイヤ
８１    過マンガン酸カリウム水溶液（過マンガン酸塩水溶液）
８２    硝酸マンガン水溶液（二価マンガン塩水溶液）
８３    硫酸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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