(57)【要約】【課題】陽極体と陽極リード線との結合強度がばらつくために誘電体酸化皮膜層を破壊して漏れ電流が増加するという課題を解決し、外部ストレスに強く、優れた漏れ電流特性の固体電解コンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】陽極導出線２を埋設した弁作用金属粉末を成形・焼結した陽極体１に誘電体酸化皮膜層３、固体電解質層４、陰極層５を順次形成して構成された固体電解コンデンサにおいて、上記陽極リード線２が陽極体１を形成する弁作用金属粉末の融点より低い融点の金属からなる構成にしたことにより、弁作用金属粉末−陽極リード線２間の金属融着効率を高めて結合強度を向上させることができるようになり、外部ストレスに強く、優れた漏れ電流特性を示す固体電解コンデンサが安定して得られる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極導出線をその一端が表出するように埋設した弁作用金属粉末からなる成形体を焼結した多孔質の陽極体の外表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層を順次形成して構成された固体電解コンデンサにおいて、上記陽極導出線が、陽極体を形成する弁作用金属粉末の融点より低い融点の金属からなる固体電解コンデンサ。
【請求項２】
陽極導出線が弁作用金属からなる請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
陽極導出線が少なくとも２種類以上の組成の合金からなる請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
陽極導出線が断面矩形である請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
陽極導出線がニオブからなる請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
陽極体を形成する弁作用金属粉末がタンタルからなる請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用される固体電解コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５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５において８は陽極体であり、この陽極体８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り、９はこのプレス成形時に陽極体８に埋設されたタンタル線からなる陽極リード線である。１０は上記陽極体８の外表面に形成された誘電体酸化皮膜層、１１はこの誘電体酸化皮膜層１０上に形成された固体電解質層、１２ａと１２ｂはこの固体電解質層１１上に形成されたカーボン層と銀ペースト層であり、このカーボン層１２ａと銀ペースト層１２ｂにより陰極層１２が形成されているものである。
【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リード線９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陽極体８を作製する。続いて、この陽極体８をりん酸水溶液や硝酸水溶液等の電解液中で目的とする容量に見合った電圧で陽極酸化を行う化成処理により外表面に誘電体酸化皮膜層１０を形成する。続いて、この誘電体酸化皮膜層１０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１１を形成し、さらにこの固体電解質層１１上にカーボン層１２ａと銀ペースト層１２ｂを形成することにより陰極層１２を形成して固体電解コンデンサが作製されるものである。
【０００４】
なお、このようにして作製された固体電解コンデンサは、図示しない陽極リードフレームと陰極リードフレームを上記陽極体８から表出した陽極リード線９と陰極層１２に夫々接続した後、上記陽極リードフレームと陰極リードフレームの一部が夫々外部に露呈する状態で図示しない絶縁性の外装樹脂で被覆することによって最終製品となるように構成されたものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の固体電解コンデンサでは、焼結により陽極体８を作製しているためにその強度にバラツキが発生し、特に陽極体８とこの陽極体８に埋設された陽極リード線９との結合強度のバラツキが大きくなりやすいという課題を有していた。
【０００６】
すなわち、上記陽極体８の強度というのは、タンタル金属粉末−タンタル金属粉末間、またはタンタル金属粉末−タンタル製陽極リード線９間の金属融着によるものであるため、タンタルの融点まで温度を上昇させて焼結を行っても、タンタル金属粉末どうしは良好な金属融着をして優れた結合強度が安定して得られるものの、これと比較してタンタル金属粉末−タンタル製陽極リード線９間はお互いにその表面状態が異なるために良好な金属融着と優れた結合強度を安定して得ることが難しく、そのためにタンタル金属粉末−タンタル製陽極リード線９間の結合強度が弱いものは固体電解質層１１形成工程や組み立て工程、あるいは外装樹脂成形工程等における外部ストレスによって焼結体である陽極体８にカケやクラックが発生し易くなり、化成処理によって形成した誘電体酸化皮膜層１０を破壊して漏れ電流が増加するようになるという課題を有したものであった。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題を解決し、外部ストレスに強く、優れた漏れ電流特性を示す固体電解コンデンサを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、陽極導出線をその一端が表出するように埋設した弁作用金属粉末からなる成形体を焼結した多孔質の陽極体の外表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層を順次形成して構成された固体電解コンデンサにおいて、上記陽極導出線が、陽極体を形成する弁作用金属粉末の融点より低い融点の金属からなる構成にしたものであり、これにより、弁作用金属粉末−陽極リード線間の金属融着効率を高めて結合強度を向上させることができるようになるため、外部ストレスに強く、優れた漏れ電流特性の固体電解コンデンサが得られるという作用効果を有する。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、陽極導出線が弁作用金属からなる構成にしたものであり、これにより、固体電解コンデンサの性能を向上させることができるという作用効果を有する。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、陽極導出線が少なくとも２種類以上の組成の合金からなる構成にしたものである。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、陽極導出線が断面矩形である構成にしたものであり、これにより、請求項１に記載の発明により得られる作用効果をより安定して得ることができるという作用効果を有する。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、陽極導出線がニオブからなる構成にしたものであり、これにより、請求項２に記載の発明により得られる作用効果をより安定して得ることができるという作用効果を有する。
【００１３】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、陽極体を形成する弁作用金属粉末がタンタルからなる構成にしたものであり、これにより、請求項１に記載の発明により得られる作用効果をより安定して得ることができるという作用効果を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に請求項１〜６に記載の発明について説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの構成を示した断面図であり、図１において１は陽極体であり、この陽極体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り、２はこのプレス成形時に陽極体１に埋設されたニオブ線からなる陽極リード線である。３は上記陽極体１の外表面に形成された誘電体酸化皮膜層、４はこの誘電体酸化皮膜層３上に形成された固体電解質層、５ａと５ｂはこの固体電解質層４上に形成されたカーボン層と銀ペースト層であり、このカーボン層５ａと銀ペースト層５ｂにより陰極層５が形成されているものである。
【００１６】
次に、このように構成された本実施の形態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、ニオブ線からなる陽極リード線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陽極体１を作製する。
【００１７】
続いて、この陽極体１をりん酸水溶液や硝酸水溶液等の電解液中で目的とする容量に見合った電圧で陽極酸化を行う化成処理により外表面に誘電体酸化皮膜層３を形成する。続いて、この誘電体酸化皮膜層３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５ａと銀ペースト層５ｂを形成することにより陰極層５を形成して本実施の形態による固体電解コンデンサが作製されるものである。
【００１８】
なお、このようにして作製された固体電解コンデンサは、図示しない陽極リードフレームと陰極リードフレームを上記陽極体１から表出した陽極リード線２と陰極層５に夫々接続した後、上記陽極リードフレームと陰極リードフレームの一部が夫々外部に露呈する状態で図示しない絶縁性の外装樹脂で被覆することによって最終製品となるように構成されるものである。
【００１９】
図２は本実施の形態による固体電解コンデンサの陽極体１の内部構造を模式的に示したものであり、同図において６はタンタル金属粉末−タンタル金属粉末間の結合部、７はタンタル金属粉末−ニオブ製陽極リード線２間の結合部を示すものであり、本実施の形態では陽極体１を構成する弁作用金属にタンタル金属粉末を用い、陽極リード線２に弁作用金属の一つであるニオブを用いた構成としたことにより、タンタルの融点（３０００℃）に対してニオブの融点（２５００℃）の方が低いために陽極体１を高温真空下で焼結により作製する際の焼結温度をタンタルの融点である３０００℃で行った場合に、ニオブ製陽極リード線２はタンタル金属粉末よりもニオブ原子の体積拡散や表面拡散が起こり易くなることから金属融着が促進され、結果としてタンタル金属粉末−ニオブ製陽極リード線２間の結合部は良好な金属融着をして優れた結合強度が安定して得られるようになるため、外部ストレスに対しても強く、優れた漏れ電流特性を示す固体電解コンデンサを実現することができるようになるものである。
【００２０】
なお、本実施の形態では陽極体１を構成する弁作用金属粉末としてタンタル粉末を、このタンタルよりも融点が低い金属からなる陽極リード線２としてニオブを用いたものの組み合わせについてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、陽極体１を構成する弁作用金属粉末としてニオブ粉末を用いたり、陽極リード線２としてハフニウム（融点：２２００℃）、ジルコニウム（融点：１７５０℃）、チタン（融点：１６６０℃）、アルミニウム（融点：６６０℃）、あるいはこれらの合金を用いたりしても良いものであり、これらの材料の中からいくつかの材料を選定し、その組み合わせにより作製した陽極体１の陽極リード線引き抜き強度と漏れ電流を測定した結果を従来品を１としたときの特性値比で（表１）、ならびに図３、図４に示す。
【００２１】
なお、陽極体１からの陽極リード線２の引き抜き強度は、陽極体１部分から陽極リード線２が完全に抜け切るまでの強度を測定し、また漏れ電流特性は定格電圧印加後６０秒値を測定したものである。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
この（表１）から明らかなように、陽極体１を構成する材料ならびに陽極リード線２の材料共にタンタルを用いた従来品と比較して本発明によるものは陽極リード線引き抜き強度と漏れ電流特性共に大きな改善効果が得られることが分かり、特に実施例１（タンタル金属粉末の陽極体＋ニオブ製陽極リード線）、実施例３（タンタル金属粉末の陽極体＋ニオブ／ジルコニウム合金製陽極リード線）においては陽極リード線引き抜き強度と漏れ電流特性共に顕著な改善効果が得られるものである。
【００２４】
また、上記陽極リード線２を断面形状が矩形のものを用いることにより、陽極体１の弁作用金属粉末−陽極リード線２間の接触（結合）面積が増大するために外部ストレスに対して強くなり、この手段によっても優れた漏れ電流特性を示す固体電解コンデンサを安定して得ることができるものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明による固体電解コンデンサは、陽極導出線をその一端が表出するように埋設した弁作用金属粉末からなる成形体を焼結した多孔質の陽極体の外表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層を順次形成して構成された固体電解コンデンサにおいて、上記陽極リード線が、陽極体を形成する弁作用金属粉末の融点より低い融点の金属からなる構成にしたことにより、弁作用金属粉末−陽極リード線間の金属融着効率を高めて結合強度を向上させることができるようになるため、外部ストレスに強く、優れた漏れ電流特性を示す固体電解コンデンサを安定して得ることが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図２】同陽極体の内部構造を模式的に示した模式図
【図３】同リード線引き抜き強度を示した特性図
【図４】同漏れ電流特性を示した特性図
【図５】従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【符号の説明】
１　陽極体
２　陽極リード線
３　誘電体酸化皮膜層
４　固体電解質層
５　陰極層
５ａ　カーボン層
５ｂ　銀ペースト層
６　タンタル金属粉末−タンタル金属粉末間の結合部
７　タンタル金属粉末−ニオブ製陽極リード線間の結合部
【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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