(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属の粉末を多孔質の立方体に固め成形して焼結したチップ体と，このチップ体を固めるときその一端面から直角方向に突出するようにこのチップ体内に埋設して成る陽極ワイヤと，前記チップ体における弁作用金属粉末の表面に形成した誘電体膜と，この誘電体膜の表面に形成した固体電解質層と，この固体電解質層の表面に形成した陰極側電極膜とから成る固体電解コンデンサ用のコンデンサ素子において，
前記チップ体は，当該チップ体における前記一端面と直角な各側面のうち前記陽極ワイヤを挟んで左右両側に位置する両側面からの圧縮にて固め成形されており，前記両側面の各々には，当該両側面のうち前記陽極ワイヤを挟む両側の部位に凹所が前記固め成形のときに凹み形成され，更に，この各凹所は，前記チップ体のうち前記一端面と反対側の他端面には達しない形態であることを特徴とする固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子の構造。
【請求項２】
下部成形金型の上面に設けた開放型の成形用溝内に，当該成形用溝における左右両端内の各々に横成形金型を成形用溝の長手方向に沿って往復動自在に挿入した状態で，弁作用金属の粉末を充填する工程と，
次いで，前記下部成形金型の上面に，前記成形用溝と直角方向に延びる陽極ワイヤを下面から突出するように保持した上部成形金型を，当該上部成形金型にて前記成形用溝の上面に塞ぐように型合わせする工程と，
次いで，前記両横成形金型を，前記陽極ワイヤに向かって前進動することによって，前記弁作用金属の粉末を多孔質立方体のチップ体に固め成形する工程と，
を備えて成るチップ体の固め成形方法において，
前記両横成形金型の各々における先端面のうち前記陽極ワイヤを挟む両側の部位には，前記チップ体の側面に凹所を形成するための突起部が設けられ，この各突起部は，前記成形用溝の内底面には達しない形態であることを特徴とする固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子におけるチップ体の固め成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，タンタル固体電解コンデンサ等のようにコンデンサ素子に弁作用金属粉末を多孔質に焼結したチップ体を使用した固体電解コンデンサにおいて，そのコンデンサ素子の構造と，このコンデンサ素子に使用するチップ体の固め成形方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に，この種の固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子Ａは，図１に示すように，タンタル等のような弁作用の金属粉末を多孔質の立方体に固め成形したのち焼結して成るチップ体Ａ１と，当該チップ体Ａ１の内部に一部が埋設され，且つ，このチップ体Ａ１における一端面Ａ１′から突出するタンタル等の金属製の陽極ワイヤＡ２とで構成し，そのチップ体Ａ１を，図２に示すように，りん酸水溶液Ｂ等の化成液中に，当該チップ体Ａ１における一端面Ａ１′が液面から適宜深さＨの部位に位置するように浸漬した状態で，直流電流を印加して陽極酸化を行うことにより，このチップ体Ａ１における金属粉末の表面及び前記陽極ワイヤＡ２の付け根部の表面に，図３に示すように，五酸化タンタル等の誘電体膜Ａ３を形成し，次いで，前記チップ体Ａ１を，図４に示すように，硝酸マンガン水溶液Ｃ中に，当該チップ体Ａ１における一端面Ａ１′が硝酸マンガン水溶液Ｃの液面より沈まない状態にまで浸漬してチップ体Ａ１の内部に硝酸マンガン水溶液を浸透したのち引き揚げて焼成することを複数回にわたって繰り返すことにより，図４に示すように，前記誘電体膜Ａ３の表面に二酸化マンガン等の固体電解質層Ａ４を形成し，更に，この固体電解質層Ａ４の表面に，グラファイト層を下地として銀又はニッケル等の金属膜による陰極側端子電極膜Ａ５を形成すると言う構成にしている。
【０００３】
ところで，前記コンデンサ素子Ａを使用した固体電解コンデンサにあっては，積層型にコンデンサに比べて高周波域において可成り大きいインピーダンスを有するものであり，このインピーダンスは，前記誘電体膜Ａ３に対する前記固体電解質層Ａ４の接触面積が小さいと大きくなり，誘電体膜Ａ３に対する固体電解質層Ａ４の接触面積が大きいと小さくなると言うように誘電体膜Ａ３に対する固体電解質層Ａ４の接触面積に反比例することが知られている。
【０００４】
そこで，従来の固体電解コンデンサは，タンタル等の弁金属の粉末を多孔質の立方体形のチップ体Ａ１に固め成形するときにおいて，例えば，米国特許第3,345,545 号明細書に記載され，且つ，図１３及び図１４に示すように，その少なくとも一つの側面に，少なくとも一本の凹み溝Ａ６をチップ体Ａ１の一端面Ａ１′から他端面Ａ１″に向かって延びるように設けることにより，誘電体膜Ａ３に対する固体電解質層Ａ４の接触面積を増大するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように，チップ体Ａ１における少なくとも一つの側面に，少なくとも一本の凹み溝Ａ６をチップ体Ａ１の一端面Ａ１′から他端面Ａ１″に向かって延びるように設けることにより，前記固体電解質層Ａ４を形成するに際して，このチップ体Ａ１を硝酸マンガン水溶液を浸漬したときにおいて，硝酸マンガン水溶液のチップ体Ａ１内への浸透性を向上できることと，前記凹み溝Ａ６を設けたことによるチップ体の全表面積のアップとにより，誘電体膜Ａ３に対する固体電解質層Ａ４の接触面積を可成り増大することができる。
【０００６】
しかし，その反面，チップ体Ａ１の側面に設けた凹み溝Ａ６は，チップ体Ａ１の一端面Ａ１′から他端面Ａ１″に向かって延びる形態であることにより，前記チップ体Ａ１における体積が，前記凹み溝Ａ６を設けたことのために可成り減少し，静電容量が低くなる。従って，チップ体Ａ１に所定の静電容量を確保するためには，当該チップ体Ａ１の大きさを，前記凹み溝Ａ６を一端面Ａ１′から他端面Ａ１″に達するように設けた分だけ大きくしなければならないから，大型化を招来すると言う問題があった。
【０００７】
しかも，チップ体Ａ１の側面に設けた凹み溝Ａ６は，チップ体Ａ１の一端面Ａ１′から他端面Ａ１″に向かって延びる形態であることにより，前記固体電解質層Ａ４を形成するに際して，このチップ体Ａ１を，硝酸マンガン水溶液から引き揚げたとき，硝酸マンガン水溶液は，前記凹み溝Ａ６内に溜まることなく，この凹み溝Ａ６内から速やかに流れ落ちることになるから，チップ体Ａ１内への硝酸マンガン水溶液の浸透性の向上するには，チップ体Ａ１を硝酸マンガン水溶液に浸漬したのち引き揚げて焼成することの回数を多くしなければならないから，コストのアップを招来する点も問題であった。
【０００８】
また，従来，前記チップ体Ａ１を固め成形するに際しては，例えば，特開平７−７４０６２号公報等に記載されているように，成形金型に穿設した成形用孔内に，当該成形用孔内の下部に上下動式の下部成形金型を挿入した状態で，弁金属の粉末を充填し，次いで，前記成形用孔内に，陽極ワイヤＡ２を保持した上部成形金型を押し込むと同時に，前記下部成形金型を押し込むことにより，前記弁金属の粉末をチップ体Ａ１に，当該チップ体Ａ１内に陽極ワイヤＡ２の一部を埋設するように固め成形するようにしている。
【０００９】
しかし，この従来における固め成形方法は，チップ体Ａ１を，陽極ワイヤＡ２の軸線方向に圧縮しての成形であって，上下両成形金型の押し込みよる圧縮力が，前記陽極ワイヤＡ２の表面に対して直角方向に作用するものではないのであるから，金属粉末の陽極ワイヤＡ２に対する押圧力が不足し，陽極ワイヤＡ２がチップ体Ａ１から抜ける事態が多発すると言うように，固め成形に際しての不良品の発生率が高いばかりか，陽極ワイヤＡ２の付け根部の強度が低いことにより，この部分に前記誘電体膜Ａ３の破壊，つまり，絶縁破壊が発生し易いと言う問題もあった。
【００１０】
また，この従来の固め成形方法においては，前記成形金型における成形用孔の内面に突起を設けることにより，チップ体Ａ１の固め成形と同時に，その少なくとも一つの側面に前記突起にて前記した凹み溝Ａ６を形成するようにしているが，このように成形用孔の内面に，凹み溝Ａ１を形成するための突起を設けた場合であっても，この突起による陽極ワイヤの表面に対する直角方向の圧縮には，何ら寄与することがないのである。
【００１１】
本発明は，これらの問題を解消したコンデンサ素子の構造と，このコンデンサ素子におけるチップ体の固め成形方法とを提供することを技術的課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明の構造は，請求項１に記載したように，
「弁作用金属の粉末を多孔質の立方体に固め成形して焼結したチップ体と，このチップ体を固めるときその一端面から直角方向に突出するようにこのチップ体内に埋設して成る陽極ワイヤと，前記チップ体における弁作用金属粉末の表面に形成した誘電体膜と，この誘電体膜の表面に形成した固体電解質層と，この固体電解質層の表面に形成した陰極側電極膜とから成る固体電解コンデンサ用のコンデンサ素子において，
前記チップ体は，当該チップ体における前記一端面と直角な各側面のうち少なくとも前記陽極ワイヤを挟んで左右両側に位置する両側面からの圧縮にて固め成形されており，前記両側面の各々には，当該両側面のうち前記陽極ワイヤを挟む両側の部位に凹所が前記固め成形のときに凹み形成され，更に，この各凹所は，前記チップ体のうち前記一端面と反対側の他端面には達しない形態であることを特徴とする。」
ものである。
【００１３】
また，本発明の固め成形方法は，請求項２に記載したように，
「下部成形金型の上面に設けた開放型の成形用溝内に，当該成形用溝における左右両端内の各々に横成形金型を成形用溝の長手方向に沿って往復動自在に挿入した状態で，弁作用金属の粉末を充填する工程と，
次いで，前記下部成形金型の上面に，前記成形用溝と直角方向に延びる陽極ワイヤを下面から突出するように保持した上部成形金型を，当該上部成形金型にて前記成形用溝の上面に塞ぐように型合わせする工程と，
次いで，前記両横成形金型を，前記陽極ワイヤに向かって前進動することによって，前記弁作用金属の粉末を多孔質立方体のチップ体に固め成形する工程と，
を備えて成るチップ体の固め成形方法において，
前記両横成形金型の各々における先端面のうち前記陽極ワイヤを挟む両側の部位には，前記チップ体の側面に凹所を形成するための突起部が設けられ，この各突起部は，前記成形用溝の内底面には達しない形態であることを特徴とする。」
ものである。
【００１４】
【発明の作用・効果】
このように，チップ体における少なくとも二つの側面には，当該側面のうち陽極ワイヤを挟む両側の部位の各々に凹所を，当該凹所が少なくともチップ体の他端面に達しないように設けたことにより，従来と同様に，チップ体に対する固体電解質層の形成に際して，チップ体を硝酸マンガン水溶液に浸漬したときその内部への硝酸マンガン水溶液の浸透性を向上できると共に，チップ体における全表面積のアップを図ることができるものでありながら，凹所を設けたことによる体積の低下を，当該凹所がチップ体の他端面に達しないようにした分だけ防止することができる。
【００１５】
これに加えて，凹所がチップ体の他端面に達しない形態であることにより，チップ体を硝酸マンガン水溶液から引き揚げたとき，前記凹所内には硝酸マンガン水溶液が，当該凹所から引き揚げと同時に流出することなく，溜まった状態になり，そして，凹所内に溜まっている硝酸マンガン水溶液は，焼成工程までの間においてもチップ体の内部に浸透することになるから，チップ体の内部への硝酸マンガン水溶液の浸透性を，チップ体を硝酸マンガン水溶液に浸漬したのち引き揚げることの回数を多くすることなく，大幅に向上できるのである。
【００１６】
従って，本発明によると，コンデンサ素子におけるチップ体の体積を大きく減少することなく，誘電体膜に対する固体電解質層の接触面積を大幅に増大することができ，高周波域においてインピーダンスを呈するコンデンサ素子を安価に提供できる効果を有する。
【００１７】
また，本発明の固め成形方法は，チップ体を，下部成形金型における成形用溝内で両横成形金型の前進動により陽極ワイヤの軸線と直角方向に固め成形するものであって，これにより，弁作用金属粉末を，陽極ワイヤの表面に対して直角の方向に強く押圧することができ，これに加えて，前記両横成形金型の先端面に設けた凹所形成用突起部により，更に強く押圧することができて，陽極ワイヤのチップ体に対する付け根部の強度をアップできるから，陽極ワイヤの付け根部に，誘電体膜の破壊，つまり，絶縁破壊が発生すること，及び，陽極ワイヤがチップ体から抜けることを確実に防止でき，不良品の発生率を大幅に低減できるのである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態を，図６〜図８の図面について説明する。
【００１９】
この図において符号１は，タンタル等のような弁作用の金属粉末を多孔質の立方体に固め成形したのち焼結して成るチップ体を，符号２は，タンタル等の金属製の陽極ワイヤ２を各々示し，この陽極ワイヤ２は，前記チップ体１を以下に述べるように立方体に固め成形するときにおいて当該チップ体１における一端面１ａから直角に突出するようにして前記チップ体１内に一部埋設されている。
【００２０】
前記チップ体１における固め成形は，後述するように，当該チップ体１における前記一端面１ａと直角な各側面のうち少なくとも前記陽極ワイヤを挟んで左右両側に位置する両側面１ｂ，１ｃからの圧縮にて行われる。
【００２１】
そして，前記チップ体１において，前記一端面１ａと直角な四つの側面のうち前記陽極ワイヤ２を挟んでその両側に位置する互いに平行な二つの側面１ｂ，１ｃの各々には，当該両側面１ｂ，１ｃのうち前記陽極ワイヤ２を挟む両側の部位に凹所１ｄを，前記固め成形のときに同時に凹み形成して，この各凹所１ｄを，前記チップ体１のうち前記一端面１ａと反対側１ｅの他端面には達しない形態にする言う構成にする。
【００２２】
このように構成した陽極ワイヤ２付きチップ体１は，図２及び図４に示す従来の場合と同様に，りん酸水溶液Ｂ等の化成液中に，当該チップ体１における一端面１ａが液面から適宜深さＨの部位に位置するように浸漬した状態で，直流電流を印加して陽極酸化を行うことにより，このチップ体１における金属粉末の表面及び前記陽極ワイヤ２の付け根部の表面に五酸化タンタル等の誘電体膜を形成し，次いで，前記チップ体１を，硝酸マンガン水溶液中に，当該チップ体１における一端面１ａが硝酸マンガン水溶液の液面より沈まない状態にまで浸漬してチップ体１の内部に硝酸マンガン水溶液を浸透したのち引き揚げて焼成することを複数回にわたって繰り返して，前記誘電体膜の表面に二酸化マンガン等の固体電解質層を形成し，更に，この固体電解質層の表面に，グラファイト層を下地として銀又はニッケル等の金属膜による陰極側端子電極膜を形成することにより，所定のコンデンサ素子を製造する。
【００２３】
この場合において，前記チップ体１における二つの側面１ｂ，１ｃの各々に設けた凹所１ｄは，従来と異なり，チップ体１の他端面１ｅには達しない構成であることにより，チップ体１に対する固体電解質層の形成に際して，チップ体を硝酸マンガン水溶液に浸漬したときその内部への硝酸マンガン水溶液の浸透性を向上できると共に，チップ体１における全表面積のアップを図ることができるものでありながら，凹所１ｄを設けたことによる体積の低下を，当該凹所１ｄがチップ体１の他端面１ｅには達しないようにした分だけ防止することができる。
【００２４】
これに加えて，前記凹所１ｄがチップ体１の他端面１ｅには達しない形態であることにより，チップ体１を硝酸マンガン水溶液から引き揚げたとき，前記各凹所１ｄ内には硝酸マンガン水溶液が，当該凹所１ｄから引き揚げと同時に流出することなく，溜まった状態になり，そして，凹所１ｄ内に溜まっている硝酸マンガン水溶液は，焼成工程までの間においてもチップ体１の内部に浸透することになるから，チップ体１の内部への硝酸マンガン水溶液の浸透性を，チップ体１を硝酸マンガン水溶液に浸漬したのち引き揚げることの回数を多くすることなく，大幅に向上できるのである。
【００２５】
なお，前記凹所１ｄとしては，少なくともチップ体１における他端面１ｅには達しない境内であれば良く，図９に示すように，チップ体１の一端面１ａに達するように溝型に形成した凹所１ｄ′にしても良いことは勿論である。
【００２６】
次に，図１０〜図１２は，前記チップ体１の固め成形装置を示すもので，この固め成形装置は，上面に開放型の成形用溝４を横方向に延びるように刻設した下部成形金型３と，この下部成形金型３の上面に，その上面における成形用溝４を塞ぐように型合わせされる上部形成金型５と，前記成形用溝４における左右両端内の各々に往復動自在に挿入した左右一対の横成形金型６，７とによって構成され，前記両横成形金型６，７の先端面には，凹所形成用の突起部６ａ，７ａが設けられている。
【００２７】
そして，前記下部成形金型３における成形用溝４内のうち両横成形金型５，６間の部分に，弁作用金属の粉末を充填し，次いで，前記下部成形金型３の上面に，陽極ワイヤ２を下面から突出するように保持した上部成形金型５を，当該上部成形金型５にて前記成形用溝４の上面を塞ぐように型合わせし，次いで，前記両横成形金型６，７を，前記陽極ワイヤ２に向かって同時に前進動する。
【００２８】
これにより，前記弁作用金属の粉末を多孔質の立方体のチップ体１に，当該チップ体１における左右両側の二つの側面１ｂ，１ｃからの圧縮にて固め成形できるとともに，このチップ体１における前記両側面１ｂ，１ｃの各々に，凹所１ｄ′を凹み形成することができる。
【００２９】
そして，前記の固め成形は，弁作用金属の粉末を陽極ワイヤ２の軸線と直角方向に圧縮する固め成形であって，これにより，弁作用金属粉末を，陽極ワイヤ２の表面に対して直角の方向に強く押圧することができ，これに加えて，前記両横成形金型６，７の先端面に設けた凹所形成用突起部６ａ，７ａにより，更に強く押圧することができるから，陽極ワイヤ２がチップ体１から抜けることを確実に防止できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  コンデンサ素子におけるチップ体の斜視図である。
【図２】  チップ体に陽極酸化処理を施している状態を示す図である。
【図３】  陽極酸化処理を施して誘電体膜を形成した後の前記チップ体の縦断正面図である。
【図４】  前記チップ体を硝酸マンガン水溶液に浸漬した状態を示す図である。
【図５】  前記チップ体によるコンデンサ素子の縦断正面図である。
【図６】  本発明の実施形態によるチップ体の斜視図である。
【図７】  図６のVII −VII 視断面図である。
【図８】  図７のVIII−VIII視断面図である。
【図９】  本発明の実施形態における変形例を示す斜視図である。
【図１０】本発明によるチップ体を固め成形するための金型を示す斜視図である。
【図１１】図１０のXI−XI視断面図である。
【図１２】図１０のXII −XII 視断面図である。
【図１３】従来におけるコンデンサ素子のチップ体を示す斜視図である。
【図１４】図１３のXV−XV視断面図である。
【符号の説明】
１                チップ体
２                陽極ワイヤ
１ａ              チップ体の一端面
１ｂ，１ｃ        チップ体の側面
１ｄ，１ｄ′      チップ体の他端面
１ｅ              凹所
３                下部成形金型
４                成形用溝
５                上部成形金型
６，７            横成形金型
６ａ，７ａ        凹所形成用突起部
【図１】
0003863232.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003863232.tif 000013
【図１３】
0003863232.tif 000014
【図１４】
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