JP2004241435A - 固体電解コンデンサ用電極とその製造方法および固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】等価直列抵抗が小さく、弁金属の使用量が軽減された経済性と省資源化が可能な固体電解コンデンサ用電極とその製造方法および固体電解コンデンサを提供する。
【解決手段】弁金属箔（１１）を含む固体電解コンデンサ用電極であって、電極引き出し用金属箔（２３）主面の少なくとも一方の面に弁金属箔（１１）が積層されて接合され、弁金属箔（１１）の外側表面に弁金属の粉末を焼結した多孔質体（１２）が積層され、弁金属箔（１１）の層方向に電流を流す固体電解コンデンサ用電極とする。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解コンデンサ用電極とその製造方法および固体電解コンデンサに関するものであり、特に、高価な金属であるタンタルやニオブなどの弁金属箔の使用量を増加させずに陽極の抵抗を低減させた固体電解コンデンサ用電極とその製造方法および固体電解コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電源回路やパーソナルコンピュータのＣＰＵ周辺に使用される固体電解コンデンサは低背化、小型化、大容量化および高性能化が要請されている。また、高周波での使用に対応できるような等価直列抵抗の低下も望まれている。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、従来の固体電解コンデンサの一例について説明する。図１３は従来の固体電解コンデンサの断面模式図である。１は弁金属箔、２は弁金属の粉末を焼結した多孔質体（陽極体）、３は絶縁層、４は誘電体皮膜、５は固体電解質層、６は陰極層１（カーボン層）、７は陰極層２（銀ペイント層）、９は外装樹脂および１０ａは外部電極（陰極）、１０ｂは外部電極（陽極）である。
【０００４】
固体電解コンデンサ用電極は、陽極体２としてタンタル粉末を用い、これをアクリル系結合剤樹脂および溶媒中に混合分散し塗料を作製する。次に、穴の空いたメタルマスクを用い、弁金属箔１として使用するタンタル箔上に上記塗料を塗布、印刷、乾燥して陽極体２を形成する。この陽極体２を窒素雰囲気下で脱脂を行った後、真空中で焼結する。
【０００５】
タンタル箔と陽極体２の境界部を絶縁層３の耐熱性樹脂でマスクした後に、リン酸水溶液中で陽極酸化を実施して誘電体皮膜４を形成する。この上に化学酸化重合でポリピロールからなる固体電解質層５を形成し、この固体電解質層５上に陰極層１（カーボン層）６、陰極層２（銀ペイント層）７を順に形成する。外装樹脂９としてエポキシ樹脂でモールドし、外装樹脂９の側面で陽極側ではタンタル箔と陽極端子となる外部電極（陽極）１０ｂを接合し、陰極側においては陰極層２（銀ペイント層）７と陰極端子としての外部電極（陰極）１０ａを接合し、エージングを施すことにより固体電解コンデンサが得られる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、他の固体電解コンデンサ用の電極は、細孔を有する弁金属多孔体を陽極体として弁金属箔に接合させて電極となし、電極の細孔に誘電体層を形成し電解質を充填してコンデンサに利用されるものであるが、その特徴は、弁金属粉末で形成された複数の成形体を積層して焼結された焼結体を電極に利用するものであり、焼結体は、各成形体に対応する焼結層を積層した構造を有するものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２８９４８０号公報（第４頁および図１）
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−３５７６３５号公報（第３頁および図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の固体電解コンデンサではタンタルの比抵抗が大きいため、陽極リードにタンタル箔を用いた固体電解コンデンサでは等価直列抵抗を低下させるのが難しいこと、また等価直列抵抗を低下させたいためにタンタル箔を厚くするのはタンタルが高価で貴重な金属であることから経済性と省資源の点から好ましくないなどの課題があった。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑み、等価直列抵抗の小さい高性能の固体電解コンデンサを具現化するための固体電解コンデンサ用電極とその製造方法および固体電解コンデンサを提供することを目的とする。また、高価な弁金属の使用量を軽減することにより、経済性と省資源化に好ましい固体電解コンデンサ用電極とその製造方法および固体電解コンデンサを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の固体電解コンデンサ用電極は、弁金属箔を含む固体電解コンデンサ用電極であって、電極引き出し用金属箔主面の少なくとも一方の面に前記弁金属箔が積層されて接合され、前記弁金属箔の外側表面に弁金属の粉末を焼結した多孔質体が積層され、前記弁金属箔の層方向に電流を流すことを特徴とする。
【００１２】
次に本発明の固体電解コンデンサ用電極の製造方法は、弁金属箔を含む固体電解コンデンサ用電極の製造方法であって、前記弁金属箔の片面に弁金属の粉末が焼結してなる多孔質体を形成し、電極引き出し用の金属箔の片面または両面に前記弁金属箔の他面を積層し接合させ、前記弁金属箔の層方向に電流を流すようにしたことを特徴とする。
【００１３】
次に本発明の固体電解コンデンサは、前記いずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極を組み込んだことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の電極は、電極引き出し用金属箔主面の少なくとも一方の面に弁金属箔が積層されて接合され、弁金属箔の外側表面に弁金属の粉末を焼結した多孔質体が積層され、前記弁金属箔の層方向に電流を流すことを特徴とする。すなわち、コンデンサ部においては電極引き出し用金属箔と弁金属箔と多孔質体との少なくとも３層で形成され、引き出し電極部においては電極引き出し用金属箔と弁金属箔の少なくとも２層で形成されている。その際に、前記多孔質体の積層部分より前記弁金属箔の積層接合部分の方を任意の長さで長くしてもよい。
【００１５】
また、電極引き出し用金属箔の好ましい厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下である。また、弁金属箔の好ましい厚さは、５μｍ以上５０μｍ以下である。さらに、多孔質体の好ましい厚さは、コンデンサの定格電圧、容量などにより適宜の厚さにする。
【００１６】
このような固体電解コンデンサ用電極を用いて固体電解コンデンサを作製することにより、等価直列抵抗の小さい高性能の固体電解コンデンサが得られ、また高価な弁金属の使用も抑制されることから、経済性と省資源化の観点においても好ましいものとなる。
【００１７】
本発明においては、前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔の間に金属の中間層を介在させて前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔を接合させることが好ましい。中間層を入れると、接合させた際の密着性が上がり、さらに等価直列抵抗を低減できる。中間層の好ましい厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下である。
【００１８】
前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔を真空中または不活性ガス雰囲気中で拡散接合させることが好ましい。これにより、弁金属の酸化又は窒化が防止できる。すなわち、真空中または不活性ガス雰囲気以外でタンタル、ニオブなどの弁金属を拡散接合する温度まで加熱すると、酸化又は窒化されてコンデンサ特性が劣化してしまう。
【００１９】
前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔を真空中または不活性ガス雰囲気中で拡散接合する温度が８００℃以上、１０５０℃以下であることが好ましい。１０５０℃を越えると融点を大きく越える場合があり、８００℃未満の温度範囲では接合することが困難である。
【００２０】
前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔が接合する面のうち、少なくとも一方の表面が鏡面処理されていることが好ましい。接合させた際の密着性が上がるからである。
【００２１】
前記固体電解コンデンサ用電極の表面または側面が部分的に電気的絶縁層で被覆されていることが好ましい。固体電解コンデンサの短絡の防止を行うとともに、誘電体皮膜の形成を支障なしに行えるようにするためである。
【００２２】
前記弁金属箔が、タンタル、ニオブ、タンタル合金およびニオブ合金から選ばれた少なくとも一つの金属箔であることが好ましい。弁金属箔としての特性が高いからである。
【００２３】
前記電極引き出し用金属箔がＣｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｇおよびこれらの合金から選ばれた少なくとも一つの金属箔であることが好ましい。導電性が高いからである。
【００２４】
前記金属の中間層がＡｇまたはＡｇ−Ｃｕ合金であることが好ましい。弁金属、電極引き出し用電極よりも低融点で、さらに弁金属、電極引き出し用電極と脆弱な金属間化合物を形成させないためである。
【００２５】
本発明の固体電解コンデンサ用電極は、積層型固体電解コンデンサ、３端子または４端子固体電解コンデンサ、または回路基板内に埋め込みコンデンサ内蔵基板にするために用いられる固体電解コンデンサ等に有用である。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は第１の実施の形態における固体電解コンデンサ用電極の構造を示す斜視図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線における断面の模式図であり、図３は図１の固体電解コンデンサ用電極を用いて作製した固体電解コンデンの断面の模式図である。
【００２８】
図１から図３において、１１は弁金属箔、１２は弁金属の粉末を焼結してなる多孔質体（陽極体）、１３は絶縁層、１４は誘電体皮膜、１５は固体電解質層、１６は陰極層１（カーボン層）、１７は陰極層２（銀ペイント層）、１９は外装樹脂、２０ａは外部電極（陰極）、２０ｂは外部電極（陽極）、２２は中間層および２３は電極引き出し用金属箔である。
【００２９】
従来の固体電解コンデンサ用電極では比較的厚い弁金属箔を用いて、その上に弁金属の粉末を焼結した多孔質体が形成されている構成であるのに対して、本実施の形態における固体電解コンデンサ用電極では図１と図２に示すように、高価な弁金属の使用量をできるだけ軽減するために比較的薄い弁金属箔１１を使用し、このような比較的薄い弁金属箔１１を用いる代償として、弁金属の粉末が焼結された多孔質体１２のない側の面に比較的廉価な金属の箔からなる電極引き出し用金属箔２３を接合して構成される。図２の矢印Ａは、電流の流れる方向を示す。
【００３０】
このようにすることにより、本実施の形態においては省資源化された等価直列抵抗の小さい高性能の固体電解コンデンサ用電極が得られる。
【００３１】
以下に実施の形態１の固体電解コンデンサ用電極の製造方法について述べる。
【００３２】
図１と図２に示すように、弁金属箔１１の片面に弁金属の粉末を焼結した多孔質体１２を形成するには、アクリル系樹脂と溶媒からなる溶液に弁金属の粉末を加えて分散機や混練機を用いて弁金属粉末を含有する塗料を調整し、得られた塗料を弁金属箔１１にスクリーン印刷などの方法により塗布する。なお、上記の方法の代わりに、弁金属の粉末を所望の形状に成型したものを弁金属箔に載置させることも可能である。しかるのちに、これを焼結することにより、弁金属の片面に弁金属の粉末を焼結させてなる多孔質体１２を具備した弁金属箔１１が得られる。
【００３３】
弁金属箔１１としては、タンタル、ニオブ、タンタル合金、ニオブ合金などが使用可能である。弁金属箔１１に接合する電極引き出し用金属箔２３としてはＣｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｇまたはこれらの合金はいずれも使用可能であり、なかでも銅は比抵抗が小さいので好ましい。弁金属箔と電極引き出し用金属箔２３の接合に際しては、真空中または不活性ガス雰囲気中で、弁金属箔と電極引き出し用金属箔が拡散接合できる温度まで適宜加熱し、さらには必要に応じて適宜加圧することで行う。
【００３４】
また、弁金属箔１１と電極引き出し用金属箔２３の間にＡｇまたはＡｇ−Ｃｕ合金からなる金属の中間層２２を介在させてもよい。ＡｇまたはＡｇ−Ｃｕ合金からなる金属の中間層２２を介在させた場合、８００〜１０５０℃の温度に加熱して拡散接合を行う。１０５０℃を越えると融点を大きく越える場合があり、８００℃未満の温度範囲では接合することは困難である。
【００３５】
中間層２２として用いる金属は箔であることが取り扱う上で簡便であるが、粉末でもよい。また、箔を用いる代わりに、あらかじめ銀めっきや銀と銅の合金めっきを電極引き出し用金属箔に施したものを用いて、めっき膜面において弁金属箔と接合させることも可能である。めっき膜としては銀めっきや銀と銅の合金めっきを１〜１０μｍの厚さに施したものが接合の際の温度が比較的低いことから好ましい。
【００３６】
さらに、弁金属箔と電極引き出し用電極が接合する面のうち、どちらか一方または両方の表面を鏡面処理してもよい。鏡面処理を施すことにより、接合させた際の密着性が上がる。
【００３７】
このようにして得られた本発明の固体電解コンデンサ用電極を用いて、固体電解コンデンサを作製する方法は次に述べるようにして行う。図３に示すように、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などからなる絶縁層１３を弁金属箔１１と弁金属粉末が焼結された多孔質体１２との境界部や電極引き出し用金属箔２３の所定の箇所を被覆することにより、固体電解コンデンサの短絡の防止を行うとともに、誘電体皮膜の形成を支障なしに行えるようにする。被覆する方法はスクリーン印刷、浸漬、塗布、ダイコート法などが用いられるが、これらの方法は被覆される箇所により適宜選択される。
【００３８】
次に、弁金属粉末が焼結された多孔質体１２の表面に陽極酸化により緻密で薄い誘電体皮膜１４を形成し、この誘電体皮膜１４の上に固体電解質層１５を形成する。固体電解質層１５はポリピロールやポリチオフェンなどの導電性高分子層を化学重合や電解重合によって形成させることができる。また、硝酸マンガン溶液を含浸させてから熱分解を行うことによって二酸化マンガン層からなる固体電解質層１５を形成することも可能である。上記の２つの固体電解質の形成で特徴的なことは、固体電解質層としてポリピロールやポリチオフェンの導電性高分子を用いる前者の場合には、インピーダンスの低い高周波応答性に優れた固体電解コンデンサを作製することができるのに対して、固体電解質層として二酸化マンガン層を用いる後者の場合には二酸化マンガン層の形成方法はすでに確立された技術となっていて、二酸化マンガン層の膜が緻密で膜厚の制御も容易に行うことができることから生産性や信頼性の向上を図ることが可能である。
【００３９】
固体電解質層１５の上に陰極層１（カーボン層）１６を形成し、さらにその上にもうひとつの陰極層（銀ペイント）１７を形成することにより、陰極用の外部電極２０を容易に取り出せるようにする。本実施の形態における外部電極２０はめっきや金属ペーストの塗布などにより形成することができる。外装１９を形成するための外装樹脂としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられることが多いが、耐熱性に優れたポリフェニレンサルファイドなどの熱可塑性樹脂も使用が可能である。
【００４０】
（実施の形態２）
第２の実施の形態について、図４から図６を用いて説明する。図４は第２の実施の形態における固体電解コンデンサ用電極の構造を示す斜視図であり、図５は図４のＩＩ−ＩＩ線における断面の模式図であり、図６は図４の固体電解コンデンサ用電極を用いて作製した固体電解コンデンの断面の模式図である。
【００４１】
図４から図６において、１１は弁金属箔、１２は弁金属の粉末を焼結した多孔質体（陽極体）、１３は絶縁層、１４は誘電体皮膜、１５は固体電解質層、１６は陰極層１（カーボン層）、１７は陰極層２（銀ペイント層）、１９は外装樹脂、２０ａは外部電極（陰極）、２０ｂは外部電極（陽極）、２２は中間層および２３は電極引き出し用金属箔である。
【００４２】
実施の形態１においては、弁金属箔の片面に弁金属の粉末を焼結してなる多孔質体を備えた前記弁金属箔の他面を電極引き出し用金属箔の片面に接合させて固体電解コンデンサ用電極を構成した例について説明したが、実施の形態２においては弁金属箔の片面に弁金属の粉末を焼結した多孔質体を備えた前記弁金属箔を２枚用いて、それぞれの弁金属箔において前記の多孔質体が存在しない面を電極引き出し用金属箔の両面に接合させて固体電解コンデンサ用電極を構成する。
【００４３】
次に実施の形態２の固体電解コンデンサの製造方法について述べる。実施の形態１の第１の製造方法と同様に、弁金属箔上に多孔質体の弁金属焼結体を形成する。その焼結体を形成した弁金属箔を２枚と、電極引き出し用金属箔１枚を準備し、電極引き出し用金属箔の両面と多孔質体を形成した弁金属箔の多孔質体が形成されていない面とを接合させる。接合方法は、第１の製造方法と同じ方法を用いることができる。
【００４４】
このようにして得られた本発明の固体電解コンデンサ用電極を用いて、固体電解コンデンサを作製する方法についても、実施の形態１で用いた方法を用いることができ、同様の方法で、図６に示すように、固体電解コンデンサを形成する。
【００４５】
このようにして固体電解コンデンサ用電極を構成することにより、電極引き出し用金属箔２３の両面が弁金属で被覆され、さらにその外側の両面には弁金属の焼結体からなる多孔質体１２がそれぞれ具備された構造となり、小型で高容量の固体電解コンデンサ用電極が得られる。
【００４６】
（実施の形態３）
本発明の固体電解コンデンサ用電極を用いて、１つの固体電解コンデンサの内部に、図７に示すように複数個の固体電解コンデンサ用電極を内蔵した積層型固体電解コンデンサを形成することもできる。図７において、図３における外部電極（陰極）２０ａと外部電極（陽極）２０ｂと外装樹脂１９を取り除いた固体電解コンデンサ用電極部分２７を３個積層し、外装樹脂１９を形成した後、大きな外部電極（陰極）２０ａと外部電極（陽極）２０ｂを設けた。この場合、高価な弁金属箔の使用量を抑制しながら、従来の積層型固体電解コンデンサよりも等価直列抵抗の低い積層型固体電解コンデンサを得ることができる。
【００４７】
また、本発明の固体電解コンデンサ用電極を用いて、３端子または４端子固体電解コンデンサを形成することもできる。例えば、図８は３端子固体電解コンデンサの一例断面図であり、陰極層（銀ペイント層）１７の下に銀接着剤２４を介して外部電極（陰極）２０ａを形成した以外は図３の構造と実質的に同一である。図９は図８の底面図であり、外部電極（陰極）２０ａは１個と、両側面の外部電極（陽極）２０ｂの２個を合計して３個の端子が存在する。
【００４８】
図１０〜図１１Ａ及び図１１Ｂは４端子固体電解コンデンサの一例である。図１０（断面図）において、陰極層（銀ペイント層）１７の下に銀接着剤２４を介して外部電極（陰極）２０ａを形成している点は図８と共通するが、図１１Ａ（底面図）に示すように外部電極（陰極）２０ａは２個あり、両側面の外部電極（陽極）２０ｂの２個と合計して４個の端子が存在する。図１１Ｂはこの４端子固体電解コンデンサの斜視図である。
【００４９】
以上の３端子または４端子固体電解コンデンサの場合も、高価な弁金属箔の使用量を抑制しながらも、従来の３端子または４端子固体電解コンデンサよりも等価直列抵抗の低い固体電解コンデンサを得ることができる。
【００５０】
また、本発明の固体電解コンデンサ用電極を用いて形成した固体電解コンデンサを回路基板内に埋め込んだコンデンサ内蔵基板を形成することもできる。一例を図１２の断面図に示すように、回路基板２６の内部に本発明の固体電解コンデンサ２８を埋め込み、回路パターン電極２５ａ，２５ｂと電気的に接続している。このようなコンデンサ内蔵基板は、携帯電話の基板や、ＰＤＡ（携帯端末機）等に使用され、回路部品内蔵モジュールの薄型化ができ、高密度実装化され、小型で高性能なモジュールが得られる。
【００５１】
以上の場合も高価な弁金属箔の使用量を抑制しながら、従来の固体電解コンデンサよりも等価直列抵抗の低い固体電解コンデンサを基板に内蔵するため、従来のコンデンサ内蔵基板よりも高性能なコンデンサ内蔵基板を得ることができる。すなわち、いずれの本実施の形態においても、比較的高価な弁金属の使用はできるだけ抑制するかわりに、廉価で比較的抵抗の低い金属を電極引き出し用金属箔として用いることにより、省資源化された等価直列抵抗の小さい高性能の固体電解コンデンサ用電極を提供することが可能である。さらに、本発明の固体電解コンデンサ用電極と従来の固体電解コンデンサ用電極で同じ厚みの弁金属箔を用いる場合、弁金属箔の厚みが薄くなればなるほど、従来の固体電解コンデンサの等価直列抵抗は増加するが、本発明の固体電解コンデンサ用電極を用いた固体電解コンデンサでは、電極引き出し用金属箔を備えるため、等価直列抵抗の増加を抑えることができる。
【００５２】
【実施例】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
【００５３】
（実施例１）
タンタル粉末をアクリル系結合剤樹脂と溶媒からなる溶液に分散させて、タンタル粉末を含有する塗料を調整した。次に、長さ４ｍｍ、幅３．２ｍｍの印刷エリアを有するメタルマスクを用い、長さ６ｍｍ、幅３．２ｍｍ、厚さ１０μｍのタンタル箔上に上記塗料を印刷して乾燥し、３００μｍ厚さを有するタンタルの粉末からなる成形体（陽極体）を具備したタンタル箔を作製した。
【００５４】
この陽極体を４００℃の窒素雰囲気のもとで、脱脂処理を行ってから真空中で１３５０℃の温度に加熱してタンタルの粉末を焼結させた。
【００５５】
前記のようにして得られたタンタルの焼結体からなる多孔質体を片面に形成したタンタル箔を用いて、前記の多孔質体がない側のタンタル面に電極引き出し用金属箔として１０μｍの銅箔を接合させた。その際、約５μｍの厚さのＡｇ（７２％）−Ｃｕ合金箔を中間層として介在させて、真空中で８００℃に加熱した。なお、前記のＡｇ−Ｃｕ合金の組成は共晶組成に近く、操作温度はその融点よりわずかに高くなるように設定した。
【００５６】
このようにして、タンタル箔の片面に金属タンタルの粉末を焼結してなる多孔質体を備え、他の面にはＡｇ−Ｃｕ合金層を介して銅箔を拡散接合により貼付させた固体電解コンデンサ用電極を得ることができた。
【００５７】
こうして得られた固体電解コンデンサ用電極を用いて、固体電解コンデンサを作製するために、タンタル粉末が焼結された多孔質体とタンタル箔の境界部をはじめ、電極引き出し用金属箔がタンタル箔で被覆されていない箇所、すなわち電極引き出し用金属が露出している部分を耐熱性のエポキシ樹脂で被覆した。
【００５８】
しかるのちに、８５℃のリン酸水溶液中で７．５Ｖの印加電圧において陽極酸化を施して、タンタル上に誘電体皮膜を形成した。引き続いて、化学酸化重合でポリピロールの固体電解質層を形成し、この固体電解質層上に陰極層としてカーボン層と銀ペイント層を順に形成させた。このようにして得られたものをエポキシ樹脂でモールドして外装を形成し、タンタル箔に貼付された電極引き出し用金属箔から陽極側の外部電極、他方銀ペイント層から陰極側の外部電極をそれぞれ導出し、エージングを施して、固体電解コンデンサを作製した。
【００５９】
（実施例２）
タンタル粉末の焼結体からなる多孔質体を具備した弁金属箔と電極引き出し用金属箔との間に介した中間層を５μｍのＡｇ−Ｃｕ合金から５μｍのＡｇ箔に変えて、真空中で８５０℃に加熱して、弁金属と電極引き出し用金属箔を接合した以外は、実施例１と同様に、固体電解コンデンサを作製した。
【００６０】
（実施例３）
電極引き出し用金属箔として、片面を鏡面研磨した１０μｍの銅箔を用意した。タンタル粉末の焼結体からなる多孔質体を具備した弁金属箔の他面と電極引き出し用金属箔の鏡面研磨した面の間に中間層を介さずに、真空中で１０５０℃に加熱して、弁金属と電極引き出し用金属箔を接合した以外は、実施例１と同様に、固体電解コンデンサを作製した。
【００６１】
実施例１から３で作製した固体電解コンデンサの１２０Ｈｚにおける静電容量と１ＭＨｚにおける等価直列抵抗を測定した結果を（表１）に示す。
【００６２】
（比較例１）
タンタル箔として２５μｍの厚さのものを使用し、その片面に実施例１と同様のタンタル粉末の焼結体からなる多孔質体を具備させ、タンタル箔の他面には電極引き出し用金属箔を貼付しなかったものを固体電解コンデンサ用電極として用いた以外は実施例１と同様に固体電解コンデンサを作製した。
【００６３】
比較例１で作製した固体電解コンデンサの１２０Ｈｚにおける静電容量と１ＭＨｚにおける等価直列抵抗を測定した結果を（表１）に示す。
【００６４】
（表１）に示すように、本発明の固体電解コンデンサ用電極を用いることにより、等価直列抵抗がより低い高性能の固体電解コンデンサを得ることができ、またタンタルの使用量を半減させることができた。
【００６５】
【表１】

【００６６】
（実施例４）
タンタル粉末をアクリル系結合剤樹脂と溶媒からなる溶液に分散させて、タンタル粉末を含有する塗料を実施例１と同様にして調整した。次に、長さ４ｍｍ×幅３．２ｍｍの印刷エリアを有するメタルマスクを用い、長さ６ｍｍ×幅３．２ｍｍ×厚さ１０μｍのタンタル箔の片面に上記塗料を印刷して乾燥し、３００μｍの厚さを有するタンタルの粉末からなる成形体（陽極体）を具備させたタンタル箔を実施例１と同様にして作製した。この陽極体を４００℃の窒素雰囲気のもとで、脱脂処理を行ってから真空中で１３５０℃の温度に加熱してタンタルの粉末を焼結させた。
【００６７】
次に、約２μｍの厚さのＡｇめっき膜を両面にそれぞれ被覆させた２５μｍ厚さを有する電極引き出し用金属銅箔を別途に用意した。
【００６８】
本実施例においては片面にタンタル粉末が焼結された多孔質体を具備したタンタル箔を２枚用意し、多孔質体の存在しない面を互いに対向させるように配置して、その間に表面に銀めっきを施した電極引き出し用金属銅箔を前記の２枚のタンタル箔で挟持するように前記の電極引き出し用金属銅箔を挿入し、真空中で８５０℃の温度で加熱して拡散接合させて一体化した。このようにして固体電解コンデンサ用電極を構成することにより、電極引き出し用金属銅箔の両面にタンタル粉末の多孔質体が具備されてなるタンタル箔が貼付されている構造となり、このような多孔質体の効率的な配置によって小型で高容量の固体電解コンデンサ用電極が得られた。
【００６９】
前記のようにして得られた固体電解コンデンサ用電極を用いて、固体電解コンデンサを実際に作製するために、タンタル粉末が焼結された多孔質体とタンタル箔の境界部をはじめ、電極引き出し用金属箔のタンタル箔で被覆されていない側面部分を耐熱性のエポキシ樹脂で被覆した。しかるのちに、８５℃のリン酸水溶液中で７．５Ｖの印加電圧において陽極酸化を施してタンタル上に誘電体皮膜を形成した。引き続いて、化学酸化重合でポリピロールの固体電解質層を形成し、この固体電解質層上に陰極層としてカーボン層と銀ペイント層を順に形成した。このようにして得られたものをエポキシ樹脂でモールドして外装を形成し、タンタル箔に貼付された電極引き出し用金属箔から陽極側の外部電極、他方銀ペイント層から陰極側の外部電極をそれぞれ導出し、エージングを施して、固体電解コンデンサを作製した。
【００７０】
実施例４で作製した固体電解コンデンサの１２０Ｈｚにおける静電容量と１ＭＨｚにおける等価直列抵抗を測定した結果を（表２）に示す。
【００７１】
（比較例２）
タンタル箔として５０μｍの厚さのものを使用し、その両面に実施例４と同様のタンタルの焼結体からなる多孔質体を具備したものをそのまま固体電解コンデンサ用電極として用いた以外は実施例４に準じる方法で固体電解コンデンサを作製した。比較例２で作製した固体電解コンデンサの１２０Ｈｚにおける静電容量と１ＭＨｚにおける等価直列抵抗を測定した結果を（表２）に示す。
【００７２】
【表２】

【００７３】
（表２）に示すように、本発明の固体電解コンデンサ用電極を用いることにより、等価直列抵抗がより低い高性能の固体電解コンデンサを得ることができ、またタンタルの使用量を半減させることができた。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の固体電解コンデンサ用電極は、弁金属箔の片面に弁金属の粉末を焼結してなる多孔質体を備えた前記弁金属箔の他面を電極引き出し用金属箔の片面または両面に接合させて構成することにより、等価直列抵抗が小さく、弁金属の使用量が軽減され経済性と省資源化に寄与した固体電解コンデンサを具現化できる固体電解コンデンサ用電極を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における固体電解コンデンサ用電極の構造を示す斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線における模式的断面図である。
【図３】図１の固体電解コンデンサ用電極を用いて作製した固体電解コンデンサの模式的断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における固体電解コンデンサ用電極を示す斜視図である。
【図５】図４のＩＩ−ＩＩ線における模式的断面図である。
【図６】図４の固体電解コンデンサ用電極を用いて作製した固体電解コンデンの模式的断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における積層型固体電解コンデンサの模式的断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における３端子固体電解コンデンサの模式的断面図である。
【図９】同、図８の底面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態における４端子固体電解コンデンサの模式的断面図である。
【図１１】Ａは同、図１０の底面図、Ｂは斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態におけるコンデンサ内蔵基板の模式的断面図である。
【図１３】従来の固体電解コンデンサの模式図断面図である。
【符号の説明】
１，１１ 弁金属箔
２，１２ 弁金属の粉末を焼結させた多孔質体（陽極体）
３，１３ 絶縁層
４，１４ 誘電体皮膜
５，１５ 固体電解質層
６，１６ 陰極層１（カーボン層）
７，１７ 陰極層２（銀ペイント層）
９，１９ 外装樹脂
１０ａ，２０ａ 外部電極（陰極）
１０ｂ，２０ｂ 外部電極（陽極）
２２ 中間層
２３ 電極引き出し用金属箔
２４ 銀接着剤
２５ａ，２５ｂ 回路パターン電極
２６ 回路基板
２７ 固体電解コンデンサ用電極部分
２８ 固体電解コンデンサ
Ａ 電流の流れる方向

Claims (23)

1. 弁金属箔を含む固体電解コンデンサ用電極であって、
   電極引き出し用金属箔主面の少なくとも一方の面に前記弁金属箔が積層されて接合され、
   前記弁金属箔の外側表面に弁金属の粉末を焼結した多孔質体が積層され、
   前記弁金属箔の層方向に電流を流すことを特徴とする固体電解コンデンサ用電極。
2. 前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔の間に金属の中間層を介在させて前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔を接合させた請求項１に記載の固体電解コンデンサ用電極。
3. 前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔を真空中または不活性ガス雰囲気中で拡散接合させた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ用電極。
4. 前記多孔質体の積層部分より前記弁金属箔の積層接合部分の方が長い請求項１に記載の固体電解コンデンサ用電極。
5. 前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔が接合する面のうち、少なくとも一方の表面が鏡面処理されている請求項１から４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極。
6. 前記固体電解コンデンサ用電極の表面または側面が部分的に電気的絶縁層で被覆されている請求項１から５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極。
7. 前記弁金属箔が、タンタル、ニオブ、タンタル合金およびニオブ合金から選ばれた少なくとも一つの金属箔である請求項１から６のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極。
8. 前記電極引き出し用金属箔がＣｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｇおよびこれらの合金から選ばれた少なくとも一つの金属箔である請求項１から７のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極。
9. 前記金属の中間層がＡｇまたはＡｇ−Ｃｕ合金である請求項２に記載の固体電解コンデンサ用電極。
10. 弁金属箔を含む固体電解コンデンサ用電極の製造方法であって、
    前記弁金属箔の片面に弁金属の粉末が焼結してなる多孔質体を形成し、
    電極引き出し用の金属箔の片面または両面に前記弁金属箔の他面を積層し接合し、前記弁金属箔の層方向に電流を流すようにしたことを特徴とする固体電解コンデンサ用電極の製造方法。
11. 前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔の間に金属の中間層を介在させて前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔を接合させる請求項１０に記載の固体電解コンデンサ用電極の製造方法。
12. 前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔を真空中または不活性ガス雰囲気中で拡散接合させる請求項１０から１１のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極の製造方法。
13. 前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔を真空中または不活性ガス雰囲気中で拡散接合する温度が８００℃以上、１０５０℃以下である請求項１２に記載の固体電解コンデンサ用電極の製造方法。
14. 前記弁金属箔と前記電極引き出し用金属箔が接合する面のうち、少なくとも一方の表面を鏡面処理する工程をさらに含む請求項１０から１３のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極の製造方法。
15. 前記固体電解コンデンサ用電極の表面または側面を部分的に電気的絶縁層で被覆する工程をさらに含む請求項１０から１４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極の製造方法。
16. 前記弁金属箔がタンタル、ニオブ、タンタル合金およびニオブ合金から選ばれた少なくとも一つの金属箔である請求項１０から１５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極の製造方法。
17. 前記電極引き出し用金属箔がＣｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｇおよびこれらの合金から選ばれた少なくとも一つの金属箔である請求項１０から１６のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極の製造方法。
18. 前記金属の中間層がＡｇまたはＡｇ−Ｃｕ合金である請求項１１に記載の固体電解コンデンサ用電極の製造方法。
19. 請求項１から９のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用電極を組み込んだ固体電解コンデンサ。
20. 請求項１０から１８のいずれかに記載の方法により得られた固体電解コンデンサ用電極を組み込んだ固体電解コンデンサ。
21. 前記固体電解コンデンサが、積層型固体電解コンデンサである請求項１９または２０に記載の固体電解コンデンサ。
22. 前記固体電解コンデンサが、３端子または４端子固体電解コンデンサである請求項１９または２０に記載の固体電解コンデンサ。
23. 前記固体電解コンデンサが、回路基板内に埋め込み、コンデンサ内蔵基板にするために用いられる請求項１９から２２のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。

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