(57)【要約】【課題】多数の固体電解コンデンサの製造方法において、電極体である弁金属多孔質体の厚さを均一に製造することで、静電容量を一定に保ち、固体電解コンデンサの厚さの精度を高めることができる電極体の製造方法及び固体電解コンデンサの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】所望の等幅の弁金属箔１に合うような鋳型２１に弁金属粉末ペーストを入れて、この弁金属粉末ペーストを乾燥して、前記等幅の弁金属箔１の片面又は両面を覆うようにこの乾燥させた弁金属粉末ペースト２２と前記等幅の弁金属箔１とを圧着した後に焼結する電極体の製造方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
等幅の弁金属箔に合うような鋳型に弁金属粉末ペーストを一定量入れて、この弁金属粉末ペーストを乾燥して、前記等幅の弁金属箔の片面又は両面を覆うようにこの乾燥させた弁金属粉末ペーストと前記等幅の弁金属箔を少なくとも等幅の弁金属箔の一端が露出するように圧着した後に焼結する電極体の製造方法。
【請求項２】
キャリアテープに弁金属粉末ペーストを層状に形成し、この弁金属粉末ペーストの層を等幅の弁金属箔に合うように切り取り、この切り取った弁金属粉末ペースト片を前記等幅の弁金属箔の片面又は両面に転写し、加圧後に焼結する電極体の製造方法。
【請求項３】
切り取った弁金属粉末ペースト片の断面の横方向の長さが等幅の弁金属箔の断面の横方向の長さより長くなるようにした請求項２記載の電極体の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の製造方法で製造された電極体の弁金属多孔質体の表面に誘電体被膜を形成し、前記誘電体被膜に固体電解質を形成する固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
弁金属粉末ペーストにアクリルバインダを含む請求項４記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
切り取った弁金属粉末ペースト片がキャリアテープに複数並ぶように切り取った請求項４記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項７】
等幅の弁金属箔または弁金属粉末にタンタルまたは／及びニオブを用いた請求項４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、電極体の製造方法及び固体電解コンデンサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体電解コンデンサを生産ラインにより多量に製造する際は、コンデンサの静電容量をそれぞれ一定にするために、電極体となる弁金属多孔質体の重量をより一定にすることが求められる。そのため従来は、タンタル電解コンデンサ用の電極体の製造方法として、タンタル金属粉末と、ポリビニルブチラール等の結着材と溶剤とからなる弁金属粉末ペーストをタンタルリード線に塗布して、これを一体として焼結してタンタル電解コンデンサ用電極体を製造する方法を行っている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００２−２４６２７５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、上記の製造方法では陽極となる弁金属多孔質体の重量を均一に製造することができないという課題があった。
【０００５】
上記の製造方法は、弁金属粉末ペーストがある程度の粘性を有するために、タンタルリード線上に弁金属粉末ペーストを添付した場合には、弁金属粉末ペーストの表面を平面状に形成することが困難であるため、タンタルリード線とこの弁金属粉末ペーストを一体として焼結させたタンタルの多孔質体の厚さは不均一なものとなってしまう。
【０００６】
また、タンタルリード線にマスクを配置し、その上に弁金属粉末ペーストを塗布させて、電極体を製造することも考えられる。しかし、この製造方法ではマスクを外す必要があるため、弁金属多孔質体のエッジ部分がたってしまい、結果として弁金属多孔質体の厚さを均一に製造することが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するもので、弁金属多孔質体の厚さが均一である電極体の製造方法及び固体電解コンデンサ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】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、等幅の弁金属箔に合うような鋳型に弁金属粉末ペーストを一定量入れて、この弁金属粉末ペーストを乾燥して、前記等幅の弁金属箔の片面又は両面を覆うようにこの乾燥させた弁金属粉末ペーストと前記等幅の弁金属箔を少なくとも等幅の弁金属箔の一端が露出するように圧着した後に焼結する電極体の製造方法である。これによって乾燥させた弁金属粉末ペーストの厚さを均一にすることができ、また、この乾燥させた弁金属粉末を等幅の弁金属箔に圧着させて焼結させるため電極体の弁金属多孔質体の厚さを均一にして重量ばらつきの少ない電極体を製造することができる。さらに、鋳型を用いるため、弁金属多孔質体の厚みは薄くも厚くもでき、コンデンサ特性として様々な容量設計が可能となり、また、等幅の弁金属箔を用いるため低ＥＳＲにすることもできる。弁金属多孔質体の厚さを均一にして、電極体を製造することができる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、キャリアテープに弁金属粉末ペーストを層状に形成し、この弁金属粉末ペーストの層を等幅の弁金属箔に合うように切り取り、この切り取った弁金属粉末ペースト片を前記等幅の弁金属箔の片面又は両面に転写し、加圧後に、焼結する電極体の製造方法である。これによって、弁金属多孔質体の厚さを均一にして、電極体を製造することができる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、切り取った弁金属粉末のペースト片の断面の横方向の長さが等幅の弁金属箔の断面の横方向の長さより長くなるようにした電極体の製造方法である。これによって、等幅の弁金属箔の側面にも弁金属粉末ペーストで覆う電極体を容易に製造できる。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、上記の電極体の弁金属多孔質体の表面に誘電体被膜を形成し、前記誘電体被膜に固体電解質を形成する固体電解コンデンサの製造方法である。これによって、静電容量のばらつきの小さな固体電解コンデンサを製造することができる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、弁金属粉末ペーストにアクリルバインダを含む固体電解コンデンサの製造方法である。これによって、漏れ電流の小さな固体電解コンデンサを製造することができる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、切り取った弁金属粉末ペースト片の層がキャリアテープに複数並ぶように切り取った固体電解コンデンサの製造方法である。これによって、多数の固体電解コンデンサが弁金属多孔質体の厚さを均一にしつつ効率よく製造することができる。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、等幅の弁金属箔または弁金属粉末にタンタルまたは／及びニオブを用いた固体電解コンデンサの製造方法である。これによって、大容量の固体電解コンデンサを製造することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電極体の製造方法及び固体電解コンデンサの製造方法は弁金属粉末ペーストを一定量鋳型に入れることで、弁金属粉末ペーストの厚さを鋳型の深さに対応して均一にすることができるため、電極体である弁金属多孔質体の厚さが均一である固体電解コンデンサを製造することができる。
【００１７】
また、弁金属粉末ペーストを層状にキャリアテープに塗布して弁作用金属に転写することで、弁金属粉末ペーストの厚さを均一にすることができるため、電極体である弁金属多孔質体の厚さが均一である固体電解コンデンサを製造することができるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１，４，５，７に記載の発明について説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面図である。図１において１は陽極引出端子となる等幅の弁金属箔、２はこの等幅の弁金属箔１に形成された弁金属多孔質体であり、弁金属粉末ペーストを焼結させることで形成される。
【００２０】
また、３は弁金属多孔質体２の表面及び空孔表面に形成された誘電体被膜であり、陽極酸化により緻密で薄い膜を簡単に形成することができる。
【００２１】
さらに、４は誘電体被膜３に形成された固体電解質層であり、この固体電解質層４はポリピロールやポリチオフェンなどの導電性高分子を化学重合や電解重合によって形成することや硝酸マンガン溶液を含浸させて熱分解することによって二酸化マンガン層を形成することで得ることができる。これにより、インピーダンスの低い個体電解コンデンサとすることができて、より高周波応答性に優れたものとすることができる。
【００２２】
５は固体電解質層４上に形成された集電体であり、固体電解質層４上に導電ペーストを塗布したりして形成することができる。
【００２３】
次に本発明の実施の形態１の固体電解コンデンサの製造方法を図２〜図４を用いて説明する。
【００２４】
図２は、鋳型に弁金属粉末ペーストを一定量入れて乾燥した状態の断面図である。２１は弁金属粉末ペーストを入れるための鋳型であり、鉄系の金属やテフロン（米国デュポン社の登録商標）等の樹脂等で作製される。弁金属粉末ペーストを入れる鋳型２１の凹み部分の断面の長さは、等幅の弁金属箔１の断面の横方向の長さより長くなるようにし、完成する電極体について弁金属多孔質体が、等幅の弁金属箔１の側面を覆うように構成するようにする。
【００２５】
まず、鋳型２１の凹み部分に弁金属粉末ペーストを一定量入れる。この鋳型２１に入れる弁金属粉末ペーストの量により、電極体の容量が定まる。ここで、弁金属粉末ペーストは、平均粒子径０．１μｍの公称１５万ＣＶタンタル粉末を用い、これをアクリルバインダ及び溶媒中に混合分散し作製した。なお、本発明の実施の形態１では、弁金属粉末ペーストにタンタルを用いたが、ニオブでもよく、またタンタル及びニオブの混合物等であってもよい。
【００２６】
次に、この弁金属粉末ペーストを乾燥させる。乾燥は、弁金属粉末のペーストの中に含まれる有機溶剤を蒸発できる程度であればよい。ここでは、温度を１５０℃、時間を数１０分程度とする。なお、この乾燥の際の温度及び時間は弁金属粉末ペーストに含まれる有機溶剤の成分で異なる。２２は乾燥した弁金属粉末ペーストである。そして、等幅の弁金属箔１の上下面に鋳型２１の凹み部分が位置するように、それぞれの鋳型２１又は等幅の弁金属箔１を配置する。ここで、等幅の弁金属箔１は、厚み２５μｍのタンタル箔を用いた。なお、本発明の実施の形態１では、等幅の弁金属箔１にタンタルを用いたが、ニオブでもよく、またタンタル及びニオブの混合物等であってもよい。
【００２７】
なお、本発明の実施の形態１では、等幅の弁金属箔１を３個ならべているが、必ずしも三つである必要はなく、１個、２個、または４個以上であってもよい。また、鋳型２１を等幅の弁金属箔１の上方及び下方に配置するが、等幅の弁金属箔１の片面を乾燥した弁金属粉末ペースト２２で覆う構成の場合は、弁金属粉末ペーストを入れた鋳型２１を上面又は下面に配置すればよく、鋳型２１を等幅の弁金属箔１の上方及び下方に配置するならば、片方の鋳型２１の凹み部分に弁金属粉末ペーストを入れればよい。
【００２８】
図３は、図２の状態から弁金属粉末ペースト２２を等幅の弁金属箔１に圧着させた状態の断面図である。
【００２９】
図２の状態から、それぞれの鋳型２１の凹み部分に入る乾燥させた弁金属粉末ペースト２２が等幅の弁金属箔１を挟み込むように、それぞれの鋳型２１を重ねる。これにより、乾燥させた弁金属粉末ペースト２２と等幅の弁金属箔１が圧着される。弁金属粉末ペースト２２は、弁金属粉末ペースト２２の断面の横方向の長さが等幅の弁金属箔１の断面の横方向の長さより長いため、等幅の弁金属箔１に圧着されると等幅の弁金属箔１の上下の両面を覆うだけでなく側面も覆う構成となる。
【００３０】
図４は、等幅の弁金属箔及び弁金属多孔質体の断面図である。焼結は、鋳型２１から乾燥させた弁金属粉末ペースト２２を外したものを、４００℃窒素雰囲気下で脱脂を行い、１３００℃の真空中で行われる。これによって、乾燥させた弁金属粉末ペースト２２は、弁金属多孔質体４１となる。
【００３１】
上記の工程を経て電極体が製造される。さらに、固体電解コンデンサを製造するには、以下の工程を要する。
【００３２】
まず、電極体をりん酸水溶液中で１２Ｖの陽極酸化を実施して弁金属多孔質体４１の表面及び空孔表面に誘電体被膜３を形成する。次に、化学重合でポリピロールの固体電解質層４を形成し、この固体電解質層４の上にカーボン層、銀ペイント層を形成して、集電体５とする。これによって、図１に示す固体電解コンデンサが製造される。
【００３３】
上記のように本発明の実施の形態１では、弁金属粉末ペーストを鋳型２１に入れるため、弁金属粉末ペーストの厚さを鋳型２１の深さに対応して均一にすることができ、乾燥した弁金属粉末ペースト２２及び焼結後の弁金属多孔質体４１についても同様に、厚さを均一にすることができる。また、鋳型２１の凹み部分の深さを変えることで、弁金属多孔質体４１の厚さを均一な状態を保ちつつ厚くも薄くにも変えることが可能である。
【００３４】
また、弁金属粉末ペースト２２の上面及び下面は、重ねられた鋳型２１による圧力を受けるため、表面を平面状に形成することができる。
【００３５】
また、弁金属粉末ペースト２２の断面の横方向の長さが等幅の弁金属箔１の断面の横方向の長さより長いため、等幅の弁金属箔１に圧着されると等幅の弁金属箔１の側面を覆うことができ、鋳型２１を重ねているため、この等幅の弁金属箔１の側面についても弁金属多孔質体４１の厚さを均一にすることができる。
【００３６】
また、乾燥させた弁金属粉末ペースト２２を鋳型２１から外すため、弁金属多孔質体のエッジ部分がたつことなく、弁金属多孔質体４１の厚さを均一にすることができる。
【００３７】
また、等幅の弁金属箔を用いるため、電極体として抵抗を低くすることができ、低ＥＳＲの固体電解コンデンサとすることができる。
【００３８】
さらに、弁金属粉末ペースト２２はバインダにアクリルバインダを用いるため、脱脂、焼結で弁金属多孔質体４１に炭素として残留されにくく、漏れ電流の小さな固体電解コンデンサとすることができる。
【００３９】
上記の固体電解コンデンサの製造方法によって量産される固体電解コンデンサは、弁金属多孔質体４１の厚さを均一にし、弁金属粉末の量を一定にすることができるため、静電容量を一定に保ちつつ、量産が容易である。また、所望の静電容量のコンデンサをこの方法によって量産する場合は、静電容量を一定に保つことが可能であるため、不良品が製造されるのをより防ぐことができる。
【００４０】
さらに、弁金属多孔質体４１の厚さを均一に保つことで、製造される固体電解コンデンサの厚さの精度を高めることができ、この固体電解コンデンサを樹脂で外装する場合も固体電解コンデンサが露出することなく外装でき信頼性を高めることができる。この方法で製造された電解コンデンサの特性を（表１）に示す。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２，３，６に記載の発明について説明する。
【００４３】
本発明の実施の形態２における製造方法について図５〜図７を用いて説明する。
【００４４】
本発明の実施の形態２の製造方法により製造される固体電解コンデンサは、図１に示す固体電解コンデンサと同様である。
【００４５】
図５は、弁金属粉末ペーストが印刷されたキャリアテープの断面図である。図５において、５１はキャリアテープであり、ＰＥＴフィルム等を用いる。そして、そのキャリアテープ５１の表面に、弁金属粉末ペーストをダイコータで弁金属粉末ペーストを層状に形成する。弁金属粉末ペーストの層５２は、キャリアテープ５１へダイコータで形成されるため、粘度が低くても十分である。なお、弁金属粉末ペーストの層５２は、本発明の実施の形態１で用いたものと同様の材料でよい。
【００４６】
図６は、図５の状態から、弁金属粉末ペーストの層５２を切り取った後のキャリアテープの正面図である。図６において、６１は弁金属粉末ペーストの層５２を切り取った弁金属粉末ペースト片である。
【００４７】
すなわち、弁金属粉末ペースト片６１は、まず図５の状態のキャリアテープに、まず弁金属粉末ペーストの層５２を等幅の弁金属箔に合うように切り込みを入れてその周囲を剥がし取る。そして、キャリアテープ５１の上に残った弁金属粉末ペーストの層５２が、弁金属粉末ペースト片６１となる。
【００４８】
この弁金属粉末ペーストの層５２の切り取りは、弁金属粉末ペースト片６１の縦方向（図６の紙面においては上下方向）の長さが、等幅の弁金属箔１の縦方向（図１の紙面においてＹ軸方向）より短く、また弁金属粉末ペースト片６１の横方向（図６の紙面においては左右方向）の長さが、等幅の弁金属箔１の横方向（図１の紙面においてＸ軸方向）より長くなるように切り取る。これにより、弁金属粉末ペーストの層５２は、等幅の弁金属箔１に合うように切り取られる。
【００４９】
この工程により、切り取り後に残る弁金属粉末ペースト片６１が、キャリアテープ５１に複数並ぶこととなる。
【００５０】
なお、この弁金属粉末ペーストの層５２の切り取りは、製造する固体電解コンデンサの電極体の形状によって変えれば良い。また、本発明の実施の形態２では、キャリアテープ５１に弁金属粉末ペースト片６１が１列に並べられているが、２列以上であってもよい。
【００５１】
図７は、図６で示すキャリアテープにより弁金属粉末ペースト片６１を等幅の弁金属箔１に転写する時の断面図である。図７において、図６に示すキャリアテープ５１を、等幅の弁金属箔１の上下に配置されるように２枚用いる。また、等幅の弁金属箔１の上方に配置されたキャリアテープ５１は、弁金属粉末ペースト片６１の下面が等幅の弁金属箔１の上面と接するように、等幅の弁金属箔１の下方に配置されたキャリアテープ５１は、弁金属粉末ペースト片６１の上面が等幅の弁金属箔１の下面と接するように配置する。なお、等幅の弁金属箔１は、本発明の実施の形態１で用いたものと同様の材料でよい。
【００５２】
２枚のキャリアテープ５１は、ローラ７１を用いて送り出し、同時に２枚のキャリアテープ５１に挟まれる等幅の弁金属箔１も送り出す。そして、等幅の弁金属箔１と弁金属粉末ペースト片６１とが接するところで転写が行われるとともに、上下のローラのギャップを調整することで圧着することも可能である。
【００５３】
次に、キャリアテープ５１を弁金属粉末ペースト片６１から剥がし取り、その後に焼結する。
【００５４】
なお、本発明の実施の形態２においては、等幅の弁金属箔１を３個並べているが、必ずしも三つである必要はなく、１個、２個、または４個以上であってもよい。また、キャリアテープ５１を等幅の弁金属箔１の上方及び下方に配置するが、等幅の弁金属箔１の片面を弁金属粉末ペーストで覆う構成の場合は、キャリアテープ５１を上面又は下面に配置すればよい。また、キャリアテープ５１を送り出すためにローラ７１を用いているが、ローラ以外の方法で、キャリアテープ５１を移動させてもよい。さらに、印刷の方法としてダイコータ手法を用いたが、スクリーン印刷、ディスペンサー、その他の手法であってもよい。
【００５５】
上記の工程を経て、電極体が製造される。さらに、固体電解コンデンサを製造するには、以下の工程を要する。
【００５６】
まず、電極体をりん酸水溶液中で７．５Ｖの陽極酸化を実施して弁金属多孔質体２の表面及び空孔表面に誘電体被膜３を形成する。次に、誘電体被膜２上に化学重合でポリチオフェンの固体電解質層４を形成して、この固体電解質層４の上にカーボン層、銀ペイント層を形成し、集電体５とする。これによって、図１に示す固体電解コンデンサが製造される。
【００５７】
上記のように本発明の実施の形態１では、弁金属粉末ペーストの層５２は層状にキャリアテープ５１にダイコータで形成されるため、弁金属粉末ペーストの層５２は厚さが均一であるから、焼結後の弁金属多孔質体２の厚さを均一にすることができる。
【００５８】
また、弁金属粉末ペーストの層５２はキャリアテープ５１に層状に形成されるから、キャリアテープ５１を剥がした後の弁金属粉末ペースト片６１の上面及び下面を平らにすることができ、弁金属多孔質体の厚さを均一にすることができる。
【００５９】
また、キャリアテープ５１に層状に形成された弁金属粉末ペーストの層５２は、ダイコータで塗布の後に乾燥されているため、この弁金属粉末ペーストの層５２を所望の形状に加工して周囲を剥がし取ったとしても、キャリアテープ５１上のこの残った弁金属粉末ペースト片６１のエッジがたつことがない。そのため、弁金属多孔質体２の厚さを均一にすることができる。
【００６０】
また、切り取り後に残る弁金属粉末ペースト片６１は、キャリアテープ５１に複数並べられるため、電極体の製造効率を上げることができる。
【００６１】
さらに、弁金属粉末ペースト片６１を等幅の弁金属箔に転写する際に圧力を加えるが、ローラのギャップを調整することにより圧力を調整することで、弁金属多孔質体２の厚さを均一に保ちつつ、精度よく厚さの調整をすることができる。
【００６２】
上記の固体電解コンデンサの製造方法によって製造される多量の固体電解コンデンサは、弁金属多孔質体２の厚さを均一にすることができるため、静電容量を一定に保ちつつ、多量の製造が可能である。また、所望の静電容量のコンデンサをこの方法によって多量に製造する場合は、静電容量を一定に保つことが可能であるから、不良品が製造されるのをより防ぐことができる。
【００６３】
さらに、弁金属多孔質体２の厚さを均一に保つことで、製造される固体電解コンデンサの厚さの精度を高めることができ、樹脂で外装する場合も固体電解コンデンサが露出することなく外装でき信頼性を高める。
【００６４】
また、等幅の弁金属箔を用いるため低ＥＳＲの固体電解コンデンサを製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明にかかる電極体の製造方法及び固体電解コンデンサの製造方法は弁金属粉末ペーストの厚さを鋳型の深さに対応して均一にすることができるため、弁金属多孔質体の厚さが均一である固体電解コンデンサを製造する方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面図
【図２】同実施の形態における鋳型に弁金属粉末ペーストを一定量入れた状態の断面図
【図３】同実施の形態における弁金属粉末ペーストを等幅の弁金属箔に圧着させた状態の断面図
【図４】同実施の形態における等幅の弁金属箔及び弁金属多孔質体の断面図
【図５】本発明の実施の形態２における弁金属粉末ペーストが塗布されたキャリアテープの断面図
【図６】同実施の形態における弁金属粉末ペーストの層を切り取った後のキャリアテープの正面図
【図７】同実施の形態における弁金属粉末ペースト片を等幅の弁金属箔に転写する時の断面図
【符号の説明】
【００６７】
１  等幅の弁金属箔
２  弁金属多孔質体
３  誘電体被膜
４  固体電解質層
５  集電体
【図１】
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【図２】
2005136163.tif 000005
【図３】
2005136163.tif 000006
【図４】
2005136163.tif 000007
【図５】
2005136163.tif 000008
【図６】
2005136163.tif 000009
【図７】
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