(57)【要約】【課題】固体電解コンデンサを製造する際、焼結体表面近傍を覆う誘電体皮膜を選択的に厚く形成し、コンデンサの容量が低下することなく、陰極形成工程や外装工程における応力や機械的ストレスによって発生する誘電体皮膜の損傷による漏れ電流特性の劣化を防止するために陽極酸化工程に塩基性の陽極酸化液を使用する場合、当該陽極酸化液中のアンモニア基が揮発することにより陽極酸化液の電導度が低下しやすく、誘電体皮膜の形成が安定せず、電気特性バラツキが発生するという課題があった。【解決手段】弁作用を有する金属からなる多孔質焼結体に、誘電体皮膜を形成する工程において、温度が３０〜５０℃の塩基性溶液を用いて陽極酸化を行う工程と、酸性溶液を用いて陽極酸化を行う工程を含むことを特徴とする。この塩基性溶液のｐＨは８〜１０であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属粉末を加圧成形し、焼結して得られた多孔質焼結体に誘電体皮膜、固体電解質層および陰極引出層を順次形成したコンデンサ素子を含む固体電解コンデンサの製造方法であって、
当該方法の陽極酸化にて誘電体皮膜を形成する工程が、塩基性溶液を用いて陽極酸化を行う工程と、酸性溶液を用いて陽極酸化を行う工程とを含む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】
上記塩基性溶液の温度が、３０〜５０℃であることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
上記塩基性溶液のｐＨが、８〜１０であることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
上記塩基性溶液が、ホウ酸アンモニウム、または炭酸アンモニウムを含むことを特徴とする請求項１または２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、各種電子機器に利用される固体電解コンデンサの製造方法に関し、特に、固体電解コンデンサの陽極酸化方法の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体電解コンデンサは、タンタルまたはニオブ等の弁作用を有する金属粉末を加圧して多孔質成形体を形成し、この多孔質成形体を焼結して多孔質焼結体を形成し、さらに、この多孔質焼結体に誘電体皮膜を形成し、陰極として導電性高分子または二酸化マンガンからなる固体電解質層、陰極引出層となるグラファイト層と陰極銀層などを順次形成して構成される。
一般的に、前記誘電体皮膜を形成する場合、多孔質焼結体を６０〜８０℃に保持した陽極酸化液であるリン酸などの酸性電解質溶液に浸漬し、電解質溶液中で電圧を印加することにより形成する方法が使用されていた。
【０００３】
一方、誘電体皮膜は非常に薄く、損傷しやすいため、陰極形成工程や外装工程における応力や機械的ストレスにより、焼結体表面の誘電体皮膜が損傷し漏れ電流特性の劣化が発生する問題がある。
【０００４】
上記問題の解決のため、誘電体皮膜を６０〜８０℃に保持した塩基性の陽極酸化液を用いて厚く形成することで、陰極形成工程や外装工程における応力や機械的ストレスによって発生する誘電体皮膜の損傷による漏れ電流特性の劣化を防止できることが知られている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開昭５８−１９００１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の従来法では、塩基性の陽極酸化液中に含まれる塩基が揮発することにより、時間の経過とともに、陽極酸化液の電導度が低下し、誘電体皮膜が安定して形成されないため、電導度が低下した陽極酸化液で形成した誘電体皮膜では、漏れ電流値が悪化するという課題を有していた。
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、誘電体皮膜を安定して厚く形成し、陰極形成工程や外装工程における応力や機械的ストレスによって発生する誘電体皮膜の損傷による漏れ電流特性の劣化を防止することで、長時間、塩基性陽極酸化液を使用しても、長期に渡って固体電解コンデンサを使用した際の漏れ電流が小さい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】
【０００６】
上記問題を解決可能な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、焼結して得られた多孔質焼結体に誘電体皮膜、固体電解質層および陰極引出層を順次形成したコンデンサ素子を含む固体電解コンデンサの製造方法であって、
当該方法の陽極酸化にて誘電体皮膜を形成する工程が、塩基性溶液を用いて陽極酸化を行う工程と、酸性溶液を用いて陽極酸化を行う工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前述の特徴を有した固体電解コンデンサの製造方法において、前記塩基性溶液の温度が、３０〜５０℃であることを特徴とするものでもある。
【０００８】
さらに、本発明は、前述の特徴を有した固体電解コンデンサの製造方法において、前記塩基性溶液のｐＨが、８〜１０であることを特徴とするものでもある。
【０００９】
また、本発明は、前述の特徴を有した固体電解コンデンサの製造方法において、前記塩基性溶液が、ホウ酸アンモニウム、または炭酸アンモニウムを含むことを特徴とするものでもある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、前述の従来の問題点を解決できる。即ち、塩基性溶液にて陽極酸化を行った後、酸性溶液にて陽極酸化を行うことで、誘電体皮膜を安定して厚く形成できるため、陰極形成工程や外装工程における応力や機械的ストレスによって発生する誘電体皮膜の損傷による漏れ電流特性の劣化を安定して防止できる。
よって、塩基性陽極酸化液を長期に渡って使用しても漏れ電流が小さい固体電解コンデンサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の固体電解コンデンサの製造方法における各工程について説明する。
まず、タンタルやニオブ等の弁作用を有する金属粉末を加圧して形成した多孔質成形体を焼結することにより多孔質焼結体を作製した。
【００１２】
そして、弁作用を有する金属の表面を陽極酸化して誘電体皮膜を形成する第１の工程である、温度が３０〜５０℃の塩基性溶液を用いて陽極酸化を行う。
この際、塩基性溶液の温度が３０℃よりも低い場合には、漏れ電流が高くなる傾向が見られ、逆に塩基性溶液の温度が５０℃よりも高い場合には、固体電解コンデンサを長期に渡って使用した際の漏れ電流値が高くなる傾向がみられるので好ましくない。本発明では、塩基性溶液としては、例えば、ホウ酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、蓚酸アンモニウムが好ましく、陽極酸化の条件としては、３５〜４０℃、１０〜１５０Ｖ、５〜１２０秒間の範囲が望ましい。
【００１３】
更に、第２の工程である、酸性溶液を用いて陽極酸化を行う。
一般的には、４０〜９０℃、６〜１４０Ｖ、０．５〜１０時間の条件にて陽極酸化を行う。酸性溶液としては、リン酸、硝酸、アジピン酸、クエン酸、酢酸、蓚酸、酒石酸、ホウ酸が好適である。
以下、本発明の実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
［実施例１］
タンタル粉末を加圧成形した多孔質成形体を高温で真空焼結した後、陽極酸化液として温度が３０℃でかつｐＨが８であり、経過時間が０ｈのホウ酸アンモニウム水溶液中にて、電圧６０Ｖを３０秒間印加して、多孔質焼結体を陽極酸化した。
続いて、リン酸水溶液中にて陽極酸化電圧２０Ｖを３時間印加して、塩基性溶液による誘電体皮膜上に酸性溶液による誘電体皮膜を更に形成し、硝酸マンガン水溶液に含浸した後、２００〜４００℃での熱分解を複数回数繰り返し、誘電体皮膜上に二酸化マンガン層を充分に形成した。
さらに、黒鉛粉末を懸濁させたグラファイト液に浸漬し、恒温槽で乾燥後、銀ペーストに浸漬・乾燥して陰極引出層を形成してコンデンサ素子を構成した。
【００１５】
その後、陽極リード線と陽極端子とを溶接により接続し、コンデンサ素子を形成する陰極引出層と陰極端子とを導電性接着剤で接続し、その後トランスファーモールドを行い、チップ型タンタル固体電解コンデンサを１００個作製した。
【００１６】
［実施例２］
陽極酸化液として、１６８ｈ使用したホウ酸アンモニウム水溶液を用いた点を除き、実施例１と同一手段にて製造し、実施例２のチップ型タンタル固体電解コンデンサを得た。
【００１７】
［実施例３］
陽極酸化液として、温度を５０℃とし、１６８ｈ使用したホウ酸アンモニウム水溶液を用いた点を除き、実施例１と同一手段にて製造し、実施例３のチップ型タンタル固体電解コンデンサを得た。
【００１８】
［実施例４］
陽極酸化液として、ｐＨを１０とし、１６８ｈ経過したホウ酸アンモニウム水溶液を用いた点を除き、実施例１と同一手段にて製造し、実施例４のチップ型タンタル固体電解コンデンサを得た。
【００１９】
［実施例５］
多孔質焼結体を作製後、第１の工程の陽極酸化液として、１６８ｈ経過した炭酸アンモニウム水溶液を用いて陽極酸化を行った点を除き、実施例１と同一手段にて製造し、実施例５のチップ型タンタル固体電解コンデンサを得た。
【００２０】
［従来例１］
塩基性溶液による陽極酸化工程として、液温度が６０℃のホウ酸アンモニウム水溶液を用い、酸性溶液による陽極酸化工程を行わなかった点を除き、実施例１と同一手段にて製造し、従来例１のチップ型タンタル固体電解コンデンサを得た。
【００２１】
［従来例２］
塩基性溶液による陽極酸化工程として、陽極酸化槽中で１６８ｈ経過したホウ酸アンモニウム水溶液を用いた点を除き、従来例１と同一手段にて製造し、従来例２のチップ型タンタル固体電解コンデンサを得た。
【００２２】
［比較例１］
液温度が２０℃のホウ酸アンモニウム水溶液を用いた点を除き、実施例１と同一手段にて製造し、比較例１のチップ型タンタル固体電解コンデンサを得た。
【００２３】
［比較例２］
ｐＨが７のホウ酸アンモニウム水溶液を用いた点を除き、実施例１と同一手段にて製造し、比較例２のチップ型タンタル固体電解コンデンサを得た。
【００２４】
［比較例３］
ｐＨが１１のホウ酸アンモニウム水溶液を用いた点を除き、実施例１と同一手段にて製造し、比較例３のチップ型タンタル固体電解コンデンサを得た。
【００２５】
上記実施例と比較例のチップ型タンタル固体電解コンデンサについて、初期と高温負荷（８５℃／ＲＶ）で２０００時間後の漏れ電流値の平均値を比較した結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１から明らかなように、実施例１及び実施例２は、従来例１及び従来例２と比較し、良好な漏れ電流値を得ることができた。これは、塩基性の陽極酸化液を３０℃で保持することで、６０℃で保持した場合より陽極酸化槽中で長時間経過しても揮発する塩基が少なくなるとともに、塩基性溶液による陽極酸化皮膜上に酸性溶液にて陽極酸化皮膜を形成したためと考えられる。
また、作製後長時間経過した溶液を用い陽極酸化しても良好な漏れ電流値を得ることができ、本発明の優位性が実証された。
【００２８】
また、表１から明らかなように、実施例５は実施例２と比較し、漏れ電流値がほぼ同等の特性を得ることができた。
よって、ホウ酸アンモニウム溶液、または炭酸アンモニウム溶液のいずれの塩基性の陽極酸化液を用いても、本発明の効果が得られることが実証された。
【００２９】
さらに、表１から明らかなように、実施例１は比較例１と比較し、漏れ電流値が良好であった。よって、塩基性の陽極酸化液を３０℃で保持することで、２０℃で保持した場合より、良好な特性が得られることが実証された。
【００３０】
また、表１から明らかなように、実施例１及び実施例４は、比較例２及び比較例３と比較し、漏れ電流値が良好であった。よって、塩基性陽極酸化液のｐＨを８〜１０とすることで、誘電体皮膜が安定的に形成され良好な特性が得られることが実証された。
【００３１】
本実施例においては、弁作用を有する金属としてタンタルを用いたが、ニオブ、アルミニウム等公知の弁作用を有する金属の場合であっても、タンタルの場合と同等の効果が得られることが確認された。