(57)【要約】【課題】  等価直列抵抗（ＥＳＲ）特性、漏れ電流特性の良い薄型固体電解コンデンサ用陽極体の製造方法を提供する。【解決手段】  弁作用金属粉末を加圧成形してなる成形体を、高温、高真空中で焼結して多孔質焼結体を形成した後、弁作用金属からなる陽極リード線を多孔質焼結体に溶接し、酸化皮膜層、固体電解質層、陰極引出層を順次形成してなる固体電解コンデンサ用素子およびその製造方法において、  上記陽極リード線が、多孔質焼結体厚さの１／３〜１／２倍の厚さに扁平加工されており、該扁平部と多孔質焼結体とを溶接してなり、  また、陽極リード線の扁平部の長さが、陽極リード線径の１／２〜１倍であることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属粉末を加圧成形してなる成形体を、高温、高真空中で焼結して多孔質焼結体を形成した後、弁作用金属からなる陽極リード線を多孔質焼結体に溶接し、酸化皮膜層、固体電解質層、陰極引出層を順次形成してなる固体電解コンデンサ用素子において、
上記陽極リード線が、多孔質焼結体厚さの１／３〜１／２倍の厚さに扁平加工されており、該扁平部と多孔質焼結体とを溶接してなることを特徴とする固体電解コンデンサ用素子。
【請求項２】
請求項１記載の陽極リード線の扁平部の長さが、陽極リード線径の１／２〜１倍であることを特徴とする固体電解コンデンサ用素子。
【請求項３】
弁作用金属粉末を加圧成形してなる成形体を、高温、高真空中で焼結して多孔質焼結体を形成した後、弁作用金属からなる陽極リード線を多孔質焼結体に溶接し、酸化皮膜層、固体電解質層、陰極引出層を順次形成してなる固体電解コンデンサ用素子の製造方法において、
上記陽極リード線が、多孔質焼結体厚さの１／３〜１／２倍の厚さに扁平加工されており、該扁平部と多孔質焼結体とを溶接してなることを特徴とする固体電解コンデンサ用素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の陽極リード線の扁平部の長さが、陽極リード線径の１／２〜１倍であることを特徴とする固体電解コンデンサ用素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解コンデンサ用素子およびこれを用いた電解コンデンサ用素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電子機器の小形、低背化に伴い、電子部品に対する小形、低背化の要求が高まってきている。従来の固体電解コンデンサに用いられる陽極体素子は、加圧成形金型内に弁作用金属粉末を充填した後、弁作用金属からなる陽極リード線の一端を埋設して加圧成形し、さらにこの成形体を高温、高真空中で焼結することにより作製している。
しかし、弁作用金属粉末に陽極リード線を埋設した素子では、埋設された陽極リードが素子表面積の拡大に寄与しないため、加圧成形金型内に弁作用金属粉末を充填して加圧成形し、この成形体を高温、高真空中で焼結した後、この焼結体と陽極リード線とを抵抗溶接し、接続する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、薄型の陽極体素子を得る方法として、弁作用金属からなる陽極リード線の先端部分を扁平に加工した後、該陽極リード線を埋設して加圧成形し、さらに焼結することで薄型の電解コンデンサ用素子を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、弁作用金属からなる陽極リード線の先端部分を扁平に加工した後、その扁平部分を弁作用金属粉末とバインダーを含有する薄片状成形体で挟んだ積層構造にすることで、陽極リード線がより固定された成形体を形成し、この成形体を焼結することで、電解コンデンサ用素子を製造する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平８−８１４４号公報
【特許文献２】実開昭５９−１８７１２９号公報
【特許文献３】特開２００２−３０５１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の焼結体と陽極リード線とを抵抗溶接する方法では、抵抗溶接により溶接点の陽極リード線が溶けて膨らむため、陽極リード線径を焼結体厚さよりも細くする必要があり、ＥＳＲが高くなるという問題があった。
【０００５】
さらに、上記特許文献２で開示されている方法で薄型素子を成形する場合、陽極リード線の扁平部の機械的強度が弱くなるため、折れ曲がり易く、また開口面積の小さい薄型素子用成形金型に弁作用金属粉末とバインダーの混合物を充填した後に、陽極リード線を挿入するのは困難であった。
さらに、陽極リード線の扁平部分への粉末の回り込み（陽極リード線と粉末との付着面積）が少なくなるため、成形密度が低くなって、陽極リード線の素子に対する保持力が弱くなったり、素子表面に亀裂が生じるなど薄型化に限界がある問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献３で開示されている方法では、成形金型に弁作用金属粉末とバインダーの混合物を流し込み、加圧成形して成形体を形成する方法と比較して、成形密度を上げることが困難であるため、必要な機械的強度が得られず、固体電解コンデンサの漏れ電流特性が悪化する問題があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するもので、ＥＳＲ特性、漏れ電流特性の良好な固体電解コンデンサ用素子およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の固体電解コンデンサ用素子の製造方法は、弁作用金属粉末を加圧成形してなる成形体を、高温、高真空中で焼結して多孔質焼結体を形成した後、弁作用金属からなる陽極リード線を多孔質焼結体に溶接し、酸化皮膜層、固体電解質層、陰極引出層を順次形成してなる固体電解コンデンサ用素子において、
上記陽極リード線が、多孔質焼結体厚さの１／３〜１／２倍の厚さに扁平加工されており、該扁平部と多孔質焼結体とを溶接してなることを特徴とする固体電解コンデンサ用素子である。
【０００９】
また、上記陽極リード線の扁平部の長さが、陽極リード線の線径の１／２〜１倍であることを特徴とする固体電解コンデンサ用素子である。
【００１０】
また、弁作用金属粉末を加圧成形してなる成形体を、高温、高真空中で焼結して多孔質焼結体を形成した後、弁作用金属からなる陽極リード線を多孔質焼結体に溶接し、酸化皮膜層、固体電解質層、陰極引出層を順次形成してなる固体電解コンデンサ用素子の製造方法において、
上記陽極リード線が、多孔質焼結体厚さの１／３〜１／２倍の厚さに扁平加工されており、該扁平部と多孔質焼結体とを溶接してなることを特徴とする固体電解コンデンサ用素子の製造方法である。
【００１１】
さらに、上記陽極リード線の扁平部の長さが、陽極リード線径の１／２〜１倍であることを特徴とする固体電解コンデンサ用素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
このように、陽極リード線を成形素子内に埋設せずに金型で加圧成形するため、陽極リード線周囲の成形密度のバラつきや、成形体強度不足による素子のひび割れを起こすことがなく、機械的強度の高い成形体素子を作製することができるため、漏れ電流不良率を低減させることができる。
また、成形体素子の厚さに関係なく陽極リード線の線径を選択できるため、導通に必要な線径を確保することができ、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を低減することができる。そのため、従来技術よりも成形性が良く、かつ漏れ電流特性、ＥＳＲ特性の良好な薄型の固体電解コンデンサ用素子およびそれを用いた固体電解コンデンサを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施例１］
次に、本発明の実施例１について図１を参照しながら説明する。
弁作用金属粉末として公称１００ｋＣＶのタンタル粉末を用いた。このタンタル粉末に対し、カンファー等の公知のバインダーを混合した。
【００１４】
次に、この弁作用金属粉末を加圧成形し、１．２０ｍｍ×２．３０ｍｍ×０．４０ｍｍの寸法の成形体素子を形成した。この成形体を１２５０℃、１．０×１０‐３Ｐａ以下で１５分間焼結し、焼結体１ａを形成した。
【００１５】
次に、タンタルからなる線径φ０．４０ｍｍの弁作用金属陽極リード線２ａの先端から０．２０ｍｍ（陽極リード線径の１／２）の部分を焼結体厚さの１／２となる０．２０ｍｍ厚さの扁平状に加工して扁平部３ａを形成した。
【００１６】
次に、陽極リード線の扁平部３ａと前記焼結体１ａとを不活性ガス雰囲気下で抵抗溶接にて接合し、図１のような固体電解コンデンサ用素子を作製した。
【００１７】
その後、前記焼結体素子を陽極酸化して、酸化皮膜層を形成し、硝酸マンガン水溶液への含浸、熱分解を複数回繰り返して二酸化マンガンからなる固体電解質層を形成した後、カーボン層、銀層からなる陰極引出層を順次形成した。
続いて、陽極リードと陽極リードフレームとを抵抗溶接により接続し、陰極引出層と陰極リードフレームとを導電性接着剤で接続した後、トランスファーモールドにより樹脂外装することで、固体電解コンデンサを１００００個作製した。
【００１８】
［実施例２］
次に、実施例２について説明する。
陽極リード線２ａの扁平部の厚さを、焼結体厚さの１／３に扁平状に加工して０．１３ｍｍとした以外は、実施例１と同様の方法で固体電解コンデンサを１００００個作製した。
【００１９】
（比較例）
次に、比較例について図２を用いて説明する。
陽極リード線２ａの扁平部の長さを、先端から陽極リード線径の１／３である０．１３ｍｍに加工し、扁平部３ｂを形成した以外は、実施例１と同様の方法で固体電解コンデンサを１００００個作製した。
【００２０】
（従来例１）
次に、従来例１について図３を用いて説明する。
加圧成形金型内に弁作用金属粉末を充填した後、実施例１と同様に一部を扁平状に加工したφ０．４０ｍｍの陽極リード線の先端を埋め込んで加圧成形して、図３に示す固体電解コンデンサ用素子を作製した以外は、実施例１と同様の方法で固体電解コンデンサを１００００個作製した。
【００２１】
（従来例２）
次に、従来例２について図４を用いて説明する。
弁作用金属粉末のシート１ｂを２枚作製し、実施例１と同様に先端を扁平状に加工したφ０．４０ｍｍの陽極リード線の先端を挟み込んで加圧成形して、図４のような固体電解コンデンサ用素子を作製した以外は、実施例１と同様の方法で固体電解コンデンサを１００００個作製した。
【００２２】
（従来例３）
次に、従来例３について図５を用いて説明する。
加圧成形金型内に弁作用金属粉末を充填した後、φ０．１９ｍｍの陽極リード線２ｂの先端を埋込んで加圧成形して図５のような固体電解コンデンサ用素子を作製した以外は、実施例１と同様の方法で固体電解コンデンサを１００００個作製した。
【００２３】
ここで、使用した陽極リード線の線径をφ０．１９ｍｍとしたのは、素子厚さに対する成形性を確保するためである。線径φ０．４０ｍｍの陽極リード線では、陽極リード線を素子内に保持できなかったため、成形することは不可能であった。
【００２４】
（従来例４）
次に、従来例４について図６を用いて説明する。
焼結体１ａに、φ０．１９ｍｍの陽極リード線２ｂの先端を抵抗溶接して図６のような固体電解コンデンサ用素子を作製した以外は、実施例１と同様の方法で固体電解コンデンサを１００００個作製した。
【００２５】
ここで、使用した陽極リード線の線径をφ０．１９ｍｍとしたのは、溶接時の溶接点膨らみが焼結体厚さを超えないようにするためである。
なお、φ０．４０ｍｍの陽極リード線を用いた場合、溶接点の膨らみにより溶接部分が焼結体の厚さを超えたり、ストレスによって焼結体に亀裂が生じる問題が生じた。
【００２６】
以上の実施例、比較例、従来例各々のＥＳＲ値、漏れ電流をＥＩＡＪ  ＲＣ−２３６１（日本電子機械工業会規格）に示された方法で各々１００００個測定した。
なお、漏れ電流の測定結果より漏れ電流不良率を算出した。得られた結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１の結果から明らかなように、実施例を比較例、従来例と比較すると、実施例は、ＥＳＲ特性が良好で、漏れ電流不良率が低減していることが分かる。これは、必要な陽極リード線の線径を確保でき、また素子強度を強固にできたためと考えられる。
【００２９】
また、比較例のように、陽極リード線の先端の扁平部を陽極リード線径の１／２未満である０．１３ｍｍの長さに扁平加工して溶接すると、溶接時に扁平していない部分まで溶解し、溶接部分の膨らみが大き過ぎて焼結体素子の厚さを超えてしまい、焼結体に亀裂が生じたため、漏れ電流不良率、ＥＳＲ特性がともに悪化した。
さらに、陽極リード線の先端の扁平部を陽極リード線径の１倍を超える長さに扁平加工して溶接すると、強度の弱い扁平部の面積が増えたため、漏れ電流不良率が増加する傾向にあった。
よって、扁平部の長さは、陽極リード線の線径の１／２〜１倍の範囲とすることが望ましい。
【００３０】
さらに、従来例１では、ＥＳＲ値は実施例と同様に低い。しかしながら、漏れ電流不良率が高くなった。これは、陽極リード線の扁平部への弁作用金属粉末の回り込みが少なく、成形密度が低くなり、陽極リード線の保持力が弱く、また素子表面に亀裂が生じるなど成形性が悪化したためと考えられる。
【００３１】
さらに、従来例２では、成形は容易であるが、成形金型に弁作用金属粉末を流し込み、加圧成形して成形体を形成する方法に比べて成形密度を上げることが困難なため、機械的強度不足による漏れ電流不良率が高くなった。
【００３２】
さらに、従来例３では、陽極リード線の線径が細いため、ＥＳＲ特性が悪化した。
また、漏れ電流特性不良率が高くなった。これは、弁作用金属粉末とバインダーの混合物のみの金型による加圧成形に比べて、陽極リード線を埋め込みながらの加圧成形は、陽極リード線周辺の成形密度のバラつきにより陽極リード線の保持力が弱くなり、かつ成形体強度が劣化したことが原因と考えられる。
【００３３】
さらに、従来例４では、従来例３と同様に陽極リード線の線径が細いため、ＥＳＲ特性が悪化したが、陽極リード線と焼結体素子が溶接されているため、陽極リード線周囲の強度が強く、漏れ電流不良率は低かった。
【００３４】
次に、図７に示すように陽極リード線２ａの端部を、線径の１／４倍である０．１０ｍｍの厚さに扁平加工して溶接すると、扁平部分の強度が極端に弱くなり、固体電解コンデンサの製造過程でのストレスに耐え得るだけの機械的強度が得られず、組立不良が増加した。
また、図８に示すように陽極リード線２ａの端部を、線径の２／３倍である０．２５ｍｍの厚さに扁平加工して溶接すると、溶接部分の膨らみが大き過ぎるため、焼結体に負荷が掛かり、素子側面に割れが生じた。
よって、陽極リード線の扁平部の厚さは、線径の１／３〜１／２倍の範囲とすることが望ましい。
【００３５】
抵抗溶接により陽極リード線の溶接部分は溶け、その溶接点４は、通常陽極リード線径の１．２〜２.０倍の大きさに膨らむが、本発明のように扁平部の寸法を調整することで、使用する陽極リード線径を焼結体の厚さより太くすることも可能であり、また陽極リード線の線径が太い程ＥＳＲ特性は良好になるため、焼結体素子の厚さと同等かそれ以上にすることがより好ましい。
【００３６】
また、実施例では、弁作用金属粉末、および弁作用金属陽極リード線としてタンタルを用いたが、これに限定されるものではなく、ニオブを用いても同様の効果が得られる。
【００３７】
さらに、実施例では、固体電解質として二酸化マンガンを使用したが、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】
【００３８】
【図１】本発明による実施例１の固体電解コンデンサ用素子の模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】比較例による固体電解コンデンサ用素子の模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】従来例１による固体電解コンデンサ用素子の模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】従来例２による固体電解コンデンサ用素子の模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】従来例３による固体電解コンデンサ用素子の模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】従来例４による固体電解コンデンサ用素子の模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】陽極リード線の端部を線径の１／４倍の厚さに扁平加工して０．１０ｍｍとして抵抗溶接した場合の固体電解コンデンサ用素子の側面の模式図である。
【図８】陽極リード線の端部を線径の２／３倍の厚さに扁平加工して０．２７ｍｍとして抵抗溶接した場合の固体電解コンデンサ用素子の側面の模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ａ  弁作用金属粉末の焼結体
１ｂ  弁作用金属粉末のシート
２ａ  φ０．４０ｍｍの弁作用金属陽極リード線
２ｂ  φ０．１９ｍｍの弁作用金属陽極リード線
３ａ  扁平部（厚さは線径の１／２倍、長さは線径の１／２倍）
３ｂ  扁平部（厚さは線径の１／２倍、長さは線径の１／３倍）
３ｃ  扁平部（厚さは線径の１／４倍、長さは線径の１／２倍）
３ｄ  扁平部（厚さは線径の２／３倍、長さは線径の１／２倍）
４  溶接点膨らみ
【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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【図８】
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