(57)【要約】【課題】  表面に誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極の内部まで十分に陰極となる金属が付与されて、陽極の内部における誘電体層の上にも適切に金属の陰極が形成されるようにし、等価直列抵抗が低く、かつ高容量な固体電解コンデンサが得られるようにする。【解決手段】  多孔質体からなる陽極１の表面に誘電体層が形成され、この誘電体層の上に金属を用いた陰極が形成された固体電解コンデンサを製造するにあたり、誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極の低温側から金属粉末が分散された分散液３を供給する一方、上記の陽極の高温側において上記の分散液を蒸発させて誘電体層の上に上記の金属を付与するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成され、この誘電体層の上に金属を用いた陰極が形成された固体電解コンデンサを製造するにあたり、誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極の低温側から金属粉末が分散された分散液を供給する一方、上記の陽極の高温側において上記の分散液を蒸発させて誘電体層の上に上記の金属を付与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】
請求項１に記載した固体電解コンデンサの製造方法において、金属粉末が分散された分散液が供給される陽極の供給側から離れた位置を加熱装置によって加熱させ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３】
請求項１又は請求項２に記載した固体電解コンデンサの製造方法において、金属粉末が分散された分散液が供給される陽極の供給側を冷却装置によって冷却させ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４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載した固体電解コンデンサの製造方法において、金属粉末が分散された分散液が供給される陽極の供給側より離れた位置から順々に供給側に向けて加熱させ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５】
請求項１に記載した固体電解コンデンサの製造方法において、誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極を金属粉末が分散された分散液中に浸漬させ、上記の陽極を金属粉末が分散された分散液から引き上げると共に、このように引き上げられた部分を加熱装置によって加熱させ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６】
誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極に金属粉末が分散された分散液を供給する供給装置と、この供給装置によって金属粉末が分散された分散液が供給される位置から離れた位置において、上記の陽極を加熱させる加熱装置を設けたことを特徴とする固体電解コンデンサの製造装置。
【請求項７】
誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極を浸漬させる金属粉末が分散された分散液を収容させた浸漬槽と、上記の分散液中に浸漬させた上記の陽極を浸漬槽から引き上げる引き上げ装置と、浸漬槽から引き上げられる陽極の端部側を加熱させる加熱装置とを設けたことを特徴とする固体電解コンデンサの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多孔質体で構成された陽極の表面に誘電体層が形成され、この誘電体層の上に金属を用いた陰極が形成された固体電解コンデンサの製造方法及びその製造装置に係り、特に、表面に誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極の内部まで十分に陰極となる金属が付与されて、陽極の内部における誘電体層の上にも適切に金属の陰極が形成されるようにし、等価直列抵抗が低く、かつ高容量な固体電解コンデンサが得られるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体電解コンデンサとしては、多孔質体で構成された陽極の表面に形成された誘電体層の上に、陰極として導電性高分子を設けたものが広く利用されている。
【０００３】
しかし、陰極に導電性高分子を用いた固体電解コンデンサの場合、この導電性高分子の比抵抗が高いため、得られた固体電解コンデンサの等価直列抵抗が高くなるという問題があった。
【０００４】
このため、近年においては、表面に誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極に、金や銀などの金属微粉末を有機溶媒に分散させた分散液を含浸させ、これを熱処理して、誘電体層の上に上記の金属からなる陰極を形成するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかし、上記のように表面に誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極に、金や銀などの金属微粉末を有機溶媒に分散させた分散液を含浸させ、これを熱処理した場合、多孔質体からなる陽極の外面側から上記の分散液の蒸発が生じ、内部に含浸されていた分散液が順々に多孔質体からなる陽極の外面側に導かれて蒸発し、多孔質体からなる陽極の外面側にだけ多くの金属が付着し、内部に付着する金属が非常に少なくなり、多孔質体からなる陽極の内部において誘電体層の上に形成される陰極の面積が非常に小さくなって、高容量の固体電解コンデンサを得ることが困難になるという問題があった。
【特許文献１】特開平９−２０５０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、固体電解コンデンサにおける上記のような問題を解決することを課題とするものであり、表面に誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極の内部まで十分に陰極となる金属が付与されて、陽極の内部における誘電体層の上にも適切に金属の陰極が形成されるようにし、等価直列抵抗が低く、かつ高容量な固体電解コンデンサが得られるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明における固体電解コンデンサの製造方法においては、上記のような問題を解決するため、多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成され、この誘電体層の上に金属を用いた陰極が形成された固体電解コンデンサを製造するにあたり、誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極の低温側から金属粉末が分散された分散液を供給する一方、上記の陽極の高温側において上記の分散液を蒸発させて誘電体層の上に上記の金属を付与するようにした。
【０００８】
ここで、上記のように誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極の低温側から金属粉末が分散された分散液を供給する一方、上記の陽極の高温側において上記の分散液を蒸発させて誘電体層の上に上記の金属を付与するにあたっては、例えば、金属粒子が分散された分散液が供給される陽極の供給側から離れた位置を加熱装置によって加熱させるようにしたり、金属粒子が分散された分散液が供給される陽極の供給側を冷却装置によって冷却させるようにしたり、金属粒子が分散された分散液が供給される陽極の供給側より離れた位置から順々に供給側に向けて加熱させるようにしたり、誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極を金属粒子が分散された分散液中に浸漬させ、上記の陽極を金属粒子が分散された分散液から引き上げると共に、このように引き上げられた部分を加熱装置によって加熱させるようにすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明においては、上記のように多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成され、この誘電体層の上に金属を用いた陰極が形成された固体電解コンデンサを製造するにあたり、誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極の低温側から金属粒子が分散された分散液を供給する一方、上記の陽極の高温側において上記の分散液を蒸発させるようにしたため、陽極の高温側から順々に分散液が蒸発されて、分散液中の金属粒子が陽極の高温側から順々に陽極の表面に形成された誘電体層の上に析出して、多孔質体からなる陽極の内部まで十分に陰極となる金属が付与されるようになる。
【００１０】
この結果、多孔質体からなる陽極の内部における誘電体層の上にも十分に金属が付与されて、誘電体層の上に形成される金属からなる陰極の面積が非常に大きくなり、等価直列抵抗が低く、かつ高容量な固体電解コンデンサが得られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法及び製造装置を添付図面に基づいて具体的に説明すると共に、この実施形態に係る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製造した場合、多孔質体からなる陽極の内部まで陰極となる金属が十分に付与されるようになることを明らかにする。なお、この発明に係る固体電解コンデンサの製造方法及び製造装置は、下記の実施形態に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
【００１２】
（実施形態１）
この実施形態においては、タンタル、ニオブ、チタン、タングステン等の陽極材料で形成された多孔質体からなる陽極を用い、この陽極を陽極酸化させて、この陽極の内部の表面までその酸化物からなる誘電体層を形成した。
【００１３】
また、このように内部の表面まで誘電体層が形成された陽極に対して陰極となる金属を付与するにあたり、陰極に用いる銀などの金属粒子を有機溶媒に分散させた分散液を調製した。ここで、上記の金属粒子としては、この金属粒子が陽極の内部まで十分に供給されるように、粒径が１ｎｍ〜１００ｎｍになった銀などの金属ナノ粒子を用いることが好ましい。
【００１４】
そして、この実施形態においては、図１に示すように、上記のように内部の表面まで誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極１の一端側に、金メッシュ等の液分散供給用シート２を介してペルチェモジュール等の冷却装置１０を設けると共に、上記の金属粒子が分散された分散液を上記の陽極１に供給するための供給装置２０を設ける一方、この陽極１の反対側の端部に、陽極１を加熱させる加熱装置３０を設けるようにした。
【００１５】
そして、この実施形態においては、上記のように陽極１の一端側に設けられた冷却装置１０により陽極１の一端側を冷却させる一方、陽極１の反対側の端部に設けられた加熱装置３０により陽極１の反対側の端部を加熱させ、この状態で、上記の供給装置１０から金属粒子が分散された分散液を、上記の液分散供給用シート２を介して上記の多孔質体からなる陽極１に供給するようにした。
【００１６】
このように金属粒子が分散された分散液を、上記の液分散供給用シート２を介して上記の多孔質体からなる陽極１に供給すると、金属粒子が分散された分散液が多孔質体からなる陽極１の一端側から加熱装置３０により加熱されている陽極１の反対側の端部に導かれ、この反対側の端部において、分散液中の有機溶媒が蒸発して、分散液中の金属粒子が陽極１の表面に形成されている誘電体層の上に付与されるようになった。
【００１７】
そして、このように加熱装置３０により加熱されている端部側において、陽極１の内部の表面に形成されている誘電体層の上にも金属粒子が十分に付与されると、金属粒子が分散された分散液が加熱装置３０により加熱されている端部側に導かれにくくなり、この結果、加熱されている端部側から順々に上記のようにして分散液中の金属粒子が陽極１の表面に形成されている誘電体層の上に付与され、陽極１の表面に形成されている誘電体層全体に金属粒子が十分に付与されるようになった。
【００１８】
そして、このように陽極１の表面に形成されている誘電体層全体に金属粒子が付与させた後は、これを加熱処理して、誘電体層の上に付与された金属粒子相互を結合させ、誘電体層の上に上記の金属からなる陰極が形成された固体電解コンデンサを作製した。
【００１９】
このようにして作製した固体電解コンデンサは、多孔質体からなる陽極１の内部における誘電体層の上にも十分に金属が付与されて陰極が形成され、陰極の面積が非常に大きくなり、等価直列抵抗が低く、かつ高容量な固体電解コンデンサが得られた。
【００２０】
ここで、上記の陽極１として、多孔質体からなるタンタル焼結体を用い、このタンタル焼結体をリン酸溶液中で陽極酸化させて、タンタル焼結体の表面にタンタル酸化物からなる誘電体層を形成したものを用いる一方、上記の金属粒子の分散液として、粒径が１０ｎｍの銀粒子をトルエンに対して３０重量％の割合で分散させた分散液を用いるようにした。
【００２１】
そして、上記の実施形態に示すように、上記の多孔質体からなる陽極１における一端側を上記の冷却装置１０により冷却させて１０℃〜４５℃の範囲で維持させる一方、この陽極１の反対側の端部を上記の加熱装置３０により加熱させて３０℃〜８５℃の範囲で維持させ、この状態で、上記の銀粒子が分散された分散液を供給装置１０から液分散供給用シート２を介して陽極１に供給し、陽極１の表面に形成されている誘電体層の上に銀粒子を付与させるようにした。
【００２２】
そして、このように誘電体層の上に銀粒子を付与させたものを、マッフル炉において３００℃で１５分間熱処理して、実施例となる固体電解コンデンサを作製した。
【００２３】
一方、上記のようにして作製した固体電解コンデンサと比較するため、上記のタンタル焼結体の表面にタンタル酸化物からなる誘電体層が形成された陽極１を上記の銀粒子が分散された分散液中に浸漬させて、この陽極１に上記の分散液を含浸させた後、これをマッフル炉において３００℃で１５分間熱処理する操作を５回繰り返して、比較例となる固体電解コンデンサを作製した。
【００２４】
そして、上記のようにして作製した実施例及び比較例の各固体電解コンデンサの断面を光学顕微鏡で観察し、またＥＰＭＡにより分析した結果、実施例の固体電解コンデンサにおいては、多孔質体からなる陽極１の内部まで銀の陰極が適切に形成されていたが、比較例の固体電解コンデンサにおいては、多孔質体からなる陽極１の表面から１００μｍ程度の深さまでの部分に銀の陰極が形成されていただけであった。
【００２５】
（実施形態２）
この実施形態においては、図２に示すように、内部の表面まで誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極１の一端側に、金メッシュ等の液分散供給用シート２を介して金属粒子が分散された分散液を上記の陽極１に供給するための供給装置２０を設けると共に、この供給装置２０の周囲に、この供給装置２０に収容された金属粒子の分散液を冷却させる冷却装置１０を設けるようにした。また、この陽極１の反対側の端部には、陽極１を加熱させる加熱用ランプ３０からなる加熱装置３０を設けると共に、陽極１の周囲において熱を遮蔽する熱遮蔽板３１を設けるようにした。
【００２６】
そして、この実施形態においては、上記のように供給装置２０に設けられた冷却装置１０により供給装置２０内における金属粒子の分散液を冷却し、このように冷却された金属粒子の分散液を上記の供給装置１０により液分散供給用シート２を介して上記の多孔質体からなる陽極１の一端側から供給する一方、陽極１の反対側の端部においては、上記の加熱用ランプ３０からの熱が陽極１の一端側に向かわないように、熱遮蔽板３１により熱を遮蔽して、この陽極１の反対側の端部だけが加熱されるようにした。
【００２７】
そして、上記のように陽極１の一端側から供給された金属粒子の分散液が、陽極１の一端側から加熱されている陽極１の反対側の端部に導かれ、この反対側の端部において、分散液中の有機溶媒が蒸発して、分散液中の金属粒子が陽極１の内部の表面に形成されている誘電体層の上にも十分に付与されると、上記の熱遮蔽板３１を金属粒子の分散液が供給される陽極１の一端側に移動させて、陽極１の反対側の端部から陽極１の一端側に近づいた部分を加熱させ、このような操作を繰り返して、順々に上記の熱遮蔽板３１を金属粒子の分散液が供給される陽極１の一端側に移動させるようにした。このようにすると、金属粒子の分散液が供給される陽極１の一端側と反対側の端部から順々に分散液中の金属粒子が陽極１の表面に形成されている誘電体層の上に付与されるようになり、陽極１の表面に形成されている誘電体層全体に金属粒子が十分に付与されるようになった。
【００２８】
この結果、この実施形態２においても、上記の実施形態１の場合と同様に、多孔質体からなる陽極１の内部における誘電体層の上にも十分に金属が付与されて陰極が形成され、陰極の面積が非常に大きくなり、等価直列抵抗が低く、かつ高容量な固体電解コンデンサが得られた。
【００２９】
（実施形態３）
この実施形態においては、図３に示すように、金属粒子が分散された分散液３を浸漬槽２１に収容させ、この浸漬槽２１の周囲に冷却装置１０を設け、浸漬槽２１内に収容された金属粒子の分散液３を冷却させるようにした。
【００３０】
また、誘電体層が形成された多孔質体からなる陽極１の一端側から端子１ａを突出させ、この端子１ａを通して加熱装置３０により陽極１を加熱させるようにした。
【００３１】
そして、この実施形態においては、上記のように浸漬槽２１内に収容された金属粒子の分散液３を冷却装置１０により冷却し、このように冷却された金属粒子の分散液３中に、上記の端子１ａが上方に突出するようにして陽極１を浸漬させて、多孔質体からなる陽極１中に金属粒子の分散液３を含浸させると共に、上記のように突出した端子１ａを通して加熱装置３０により陽極１の端子１ａが設けられた端部を加熱させ、このように加熱された端部側において、上記のように含浸された分散液３中の有機溶媒を蒸発させ、分散液３中の金属粒子を陽極１の内部の表面に形成されている誘電体層の上にも十分に付与させるようにした。
【００３２】
そして、上記のように金属粒子の分散液３中に浸漬させた陽極１を徐々に引き上げ、上記のように含浸された分散液３中の有機溶媒を蒸発させて、分散液３中の金属粒子を陽極１の内部の表面に形成されている誘電体層の上にも十分に付与させるようにし、このような操作を繰り返して、陽極１を金属粒子の分散液３から引き上げるようにした。このようにすると、陽極１を金属粒子の分散液３から引き上げる端部から順々に分散液３中の金属粒子が陽極１の表面に形成されている誘電体層の上に付与されるようになり、陽極１の表面に形成されている誘電体層全体に金属粒子が十分に付与されるようになった。
【００３３】
この結果、この実施形態３においても、上記の実施形態１，２の場合と同様に、多孔質体からなる陽極１の内部における誘電体層の上にも十分に金属が付与されて陰極が形成され、陰極の面積が非常に大きくなり、等価直列抵抗が低く、かつ高容量な固体電解コンデンサが得られた。
【００３４】
なお、この実施形態３においては、金属粒子が分散された分散液３が収容された浸漬槽２１に１つの陽極１を浸漬させるようにしただけであるが、図４に示すように、複数の陽極１を金属粒子が分散された分散液３中に浸漬させて、複数の固体電解コンデンサをまとめて製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施形態１において、固体電解コンデンサを製造する状態を示した概略説明図である。
【図２】この発明の実施形態２において、固体電解コンデンサを製造する状態を示した概略説明図である。
【図３】この発明の実施形態３において、固体電解コンデンサを製造する状態を示した概略説明図である。
【図４】上記の実施形態３において、複数の固体電解コンデンサをまとめて製造する状態を示した概略説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  陽極
１ａ  端子
２  液分散供給用シート
３  金属粒子が分散された分散液
１０  冷却装置
２０  供給装置
２１  浸漬槽
３０  加熱装置
３１  熱遮蔽板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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