(57)【要約】 【課題】  弁作用金属の粉末から得る焼結ペレットの実態表面積を大きくして直列抵抗を下げた固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  タンタルワイヤ１が引き出されタンタル粉末を加圧成形してなる成形体を、タンタル粉末を溶媒に分散させた浴に浸漬し引き上げて焼結し、表層部粉末凸部７を点在させた焼結ペレット２を形成する工程と、焼結ペレット２の表面に誘電体皮膜を形成する工程と、この誘電体皮膜上に二酸化マンガン層を形成する工程と、この二酸化マンガン層上にカーボン層及び銀層を順次形成する工程とを含んで製造する。またタンタル粉末を分散させる溶媒には単環式モノテルペンを用いる。【選択図】  図１
2005216981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属粉末の加圧成形体の表面に更に弁作用金属粉末を付加して凸部を点在させ焼結してなる焼結体と、前記焼結体の表面に形成された誘電体皮膜と、前記誘電体皮膜上に形成された二酸化マンガン層と、前記二酸化マンガン層上に直接形成された、カーボン層及び銀層とを有するコンデンサ素子を備えることを特徴とする固体電解コンデンサ。    
【請求項２】
前記焼結体は、弁作用金属粉末を加圧成形したあと、弁作用金属粉末を溶媒に分散させた浴に浸漬し引き上げて焼結してなる、凸部を点在させた焼結体であることを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記焼結体はタンタル粉末またはニオブ粉末の焼結体であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
弁作用金属粉末を加圧成形してなる成形体を、弁作用金属粉末を溶媒に分散させた浴に浸漬し引き上げて焼結し、凸部を点在させた焼結体を形成する工程と、前記焼結体の表面に誘電体皮膜を形成する工程と、前記誘電体皮膜上に二酸化マンガン層を形成する工程と、前記二酸化マンガン層上にカーボン層及び銀層を順次形成する工程とを含む固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記溶媒は単環式モノテルペンであることを特徴とする、請求項４に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記単環式モノテルペンはテルピネオール、テルピネン、テルピノレンのいずれかであることを特徴とする、請求項５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、固体電解コンデンサ及びその製造方法に関し、特に、陽極体に弁作用金属の粉末から得た焼結体を用い、固体電解質に二酸化マンガンを用いる固体電解コンデンサとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の固体電解コンデンサについて、タンタル固体電解コンデンサを例にして説明する。従来のタンタル固体電解コンデンサの素子の一例（従来例）の断面を模式的に図２に示す。この図に示すコンデンサ素子は、タンタル粉末を角柱あるいは円柱にプレス成形し焼結して得た微多孔質の焼結ペレット２と、その焼結ペレット２の内表面（内部の微細孔の表面）及び外表面に形成された酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の皮膜３と、酸化タンタル皮膜３上に形成された二酸化マンガン層４と、二酸化マンガン層４上のカーボン層５及びその上の銀層６とからなっている。焼結ペレット２は陽極体であり、酸化タンタル皮膜３は誘電体であり、二酸化マンガン層４は固体電解質である。この二酸化マンガン層４と、その上のカーボン層５と、更にその上の銀層６の三つの層で陰極側の引出し層をなしている。焼結ペレット２の長手方向の一端面に紙面上向きに飛び出すように植立されているタンタルワイヤ１は、陽極側の引出し線（陽極リード）として機能するものである。
【０００３】
上述のコンデンサ素子において、二酸化マンガン層４、カーボン層５及び銀層６の三つの層は陰極側の引出し層をなしているのであるが、この陰極側引出し層の構造に着目すると、二酸化マンガン層４と銀層６との間にカーボン層５を介在させている点に、従来例のコンデンサの構造上の特徴がある。このようにカーボン層を介在させるのは、次の理由による。すなわち、微多孔質の焼結ペレット２の表面に形成された酸化タンタル皮膜上の固体電解質の層である二酸化マンガン層４の表面は微細に粗面化されていて、通常、近似的に数ミクロン程度のピッチの凹凸をもっている。一方、銀層６を構成する銀粒子の粒径は、その二酸化マンガン層４の表面の凹凸のピッチと同程度かあるいはそれより大きい。従って、上記の微細に粗面化された二酸化マンガン層４上に直接銀層６を形成しようとすると、銀粒子は二酸化マンガン層４の内部（深い凹部）にまで入り込んで行かない。その結果、二酸化マンガン層４と銀層６との間の接触面積が小さくなり接触抵抗が高くなって、誘電体（この場合は、酸化タンタル皮膜３）に直列に加わる抵抗が大きくなってしまう。そこで、銀粒子より微粒の導電物質である微粉カーボン粒子を先に二酸化マンガン層４に付着させ、二酸化マンガン層の粗面を埋めておいてから銀層６を形成することで、上記陰極側の直列抵抗を下げているのである。このような技術は例えば特許文献１などにも開示されているとおりである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来例の固体電解コンデンサの製造方法によれば、タンタル、その上に形成される誘電体皮膜、二酸化マンガン、カーボン層、銀層の直列抵抗は、焼結ペレット表面積に大きく左右されることは知られている。すなわち、その直列抵抗の原因となる界面抵抗は焼結ペレットの実態表面積にほぼ反比例する。
【０００６】
従来技術においては焼結ペレットの表面積を大きくするためには、焼結ペレット寸法を大きくすることしかなく、限られた製品寸法の中に設計された焼結ペレットの大きさには限界がある。
【０００７】
従って本発明は、弁作用金属の粉末から得る焼結ペレットの実態表面積を大きくして直列抵抗を下げた固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の固体電解コンデンサは、弁作用金属粉末の加圧成形体の表面に更に弁作用金属粉末を付加して凸部を点在させ焼結してなる焼結体と、前記焼結体の表面に形成された誘電体皮膜と、前記誘電体皮膜上に形成された二酸化マンガン層と、前記二酸化マンガン層上に直接形成された、カーボン層及び銀層とを有するコンデンサ素子を備えることを特徴とする。
【０００９】
前記焼結体は、弁作用金属粉末を加圧成形したあと、弁作用金属粉末を溶媒に分散させた浴に浸漬し引き上げて焼結してなる、凸部を点在させた焼結体とすることができる。
【００１０】
前記焼結体はタンタル粉末またはニオブ粉末の焼結体とすることができる。
【００１１】
また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属粉末を加圧成形してなる成形体を、弁作用金属粉末を溶媒に分散させた浴に浸漬し引き上げて焼結し、凸部を点在させた焼結体を形成する工程と、前記焼結体の表面に誘電体皮膜を形成する工程と、前記誘電体皮膜上に二酸化マンガン層を形成する工程と、前記二酸化マンガン層上にカーボン層及び銀層を順次形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
前記溶媒は単環式モノテルペンとすることができる。
【００１３】
前記単環式モノテルペンはテルピネオール、テルピネン、テルピノレンのいずれかとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明においては、陽極体に弁作用金属の粉末から得た焼結体を用い、固体電解質に二酸化マンガンを用いる固体電解コンデンサを製造するに当って、焼結体の表面に形成された弁作用金属粉末からなる凸部が、固体電解コンデンサの陰極側の直列抵抗を小さくする作用をなす。すなわち、本発明によれば、弁作用金属の粉末から得る焼結ペレットの実態表面積を大きくして直列抵抗を下げた固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の一実施の形態について説明する。本発明の一実施の形態に係るタンタル固体電解コンデンサにおける表層部粉末凸部の形成後の断面を模式的に図１に示す。本実施の形態においては、先ず、タンタルの粉末にバインダを混合したものを、直方体にプレス成形する。このプレスでの成形の際に、別途、用意しておいたタンタルワイヤ１を、直方体の長手方向の一端面に植立する。このタンタルワイヤ１は、完成したコンデンサ素子で陽極リードとなるべきものである。
【００１６】
上述のようにして、従来公知の方法でプレス成形体まで形成したあと、そのプレス成形体上に、本実施の形態の方法により、数μｍ〜数十μｍの弁作用金属粉末を直接形成した。すなわち、粒径が上記範囲内の弁作用金属粉末粒子を溶媒である例えばテルピネオールに分散させて、弁作用金属粉末粒子の縣濁液を準備しておき、上記のプレス成形体を上記懸濁液に浸漬させ、引き上げ、真空中で１４００℃以上に加熱し、その表面付近に表層部粉末凸部７を点在させた焼結体を得る。なお、このときの溶媒には、テルピネオールに換えてテルピネン、テルピノレンなどの単環式モノテルペンを用いてもよい。このように、比重の高い弁作用金属粉末粒子を浮遊分散させる溶媒には粘性の高いものがよく、単環式モノテルペンは特に使いやすい。
【００１７】
以降、従来公知の方法により（図面についても従来例を示す図２を参照する）、この焼結ペレットをリン酸水溶液からなる化成溶液中に浸漬させ、焼結ペレット２にプラスの電位、化成溶液にマイナスの電位を与えて陽極化成して、焼結ペレットの外表面及び内部の微細孔の表面に誘電体層としての酸化タンタル皮膜３を形成する。更に、上記酸化タンタル皮膜３上に、固体電解質層としての二酸化マンガン層４を形成する。二酸化マンガン層４は、焼結ペレット２を硝酸マンガン水溶液中に浸漬させ、焼結ペレットに硝酸マンガン水溶液を含浸させて引き上げ、熱分解させる操作を繰り返して行うことで形成する。繰返しの途中で、熱分解による酸化タンタル皮膜の損傷を修復する目的で、再化成を行う。その二酸化マンガン層４上に、カーボン層５、銀層６を順次形成する。
【００１８】
これ以降も、従来公知の方法により、タンタルワイヤ１からなる陽極リードに図示しない外部陽極端子を溶接し、銀層６には同じく図示しない外部陰極端子を導電性接着剤で取り付け、エポキシ樹脂を用いたトランスファーモールド工法で外装を施したあと、陽、陰両外部端子の外装樹脂から出た部分を外装樹脂に沿って折り曲げ、整形して、本実施の形態に係るチップ型タンタル固体電解コンデンサを完成させる。
【００１９】
以上、弁作用金属としてタンタル粉末の焼結体を用いたタンタル固体電解コンデンサの構造と製造方法について説明したが、弁作用金属としてニオブ粉末の焼結体を用いたニオブ固体電解コンデンサの構造と製造方法もほぼ同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るタンタル固体電解コンデンサにおける、表層部粉末凸部の形成後の様子を模式的に示す断面図。
【図２】従来例のタンタル固体電解コンデンサにおける、コンデンサ素子を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１    タンタルワイヤ
２    焼結ペレット
３    酸化タンタル皮膜
４    二酸化マンガン層
５    カーボン層
６    銀層
７    表層部粉末凸部
【図１】
2005216981.tif 000003
【図２】
2005216981.tif 000004