JP2009141044A

JP2009141044A - Solid electrolytic capacitor element and production method thereof

Info

Publication number: JP2009141044A
Application number: JP2007314379A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Nakajima; 克己中島
Original assignee: Nichicon Corp
Current assignee: Nichicon Corp
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid electrolytic capacitor element capable of improving the mechanical strength and of suppressing the increase of a leak current; and a production method thereof. <P>SOLUTION: This solid electrolytic capacitor element is produced by this production method thereof comprising: forming a molded article by compression-molding a valve action metal powder in which an anode lead is implanted; and forming a sintered body by sintering the molded article, wherein the molded article comprises: a layer produced by compression-molding a first valve action metal powder in which a binder is blended and an anode lead is implanted; and a layer produced by compression-molding a layer of a second valve action metal powder containing no binder. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体電解コンデンサ素子およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a solid electrolytic capacitor element and a method for manufacturing the same.

一般に、固体電解コンデンサ素子を製造する場合、弁作用金属粉末を加圧成形する工程において、弁作用金属粉末にバインダーを添加して成形を行う。このバインダーを添加しないと、連続成形時における弁作用金属粉末の流れ性が悪化し、成形素子の重量にばらつきが生じ、重量が少ない素子の機械的強度が弱くなり、固体電解コンデンサの製造過程で加わるストレスにより、漏れ電流が増加することがあった。 Generally, when manufacturing a solid electrolytic capacitor element, in the step of pressure-molding the valve metal powder, a binder is added to the valve metal powder to perform molding. If this binder is not added, the flowability of the valve metal powder during continuous molding deteriorates, the weight of the molding element varies, the mechanical strength of the element with low weight is weakened, and in the process of manufacturing a solid electrolytic capacitor Leakage current may increase due to the applied stress.

このため、従来、固体電解コンデンサ素子は、弁作用金属粉末に液状または霧状としたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等のバインダーを添加して造粒粉末を形成し、図５に示すように、造粒粉末３を金型に供給するとともに、金型中の造粒粉末３に陽極リード４を植立し、加圧成形して成形体を形成し、さらに、この成形体を高温で真空焼結することによって製造されている（特許文献１参照）。
しかし、この方法では、加圧成形後に成形体を金型から取り出した時生じるバインダーの弾性膨張によって、成形体の機械的強度が低下するという問題があった。 For this reason, conventionally, a solid electrolytic capacitor element has a granulated powder formed by adding a liquid or mist-like binder such as polyvinyl alcohol (PVA) to a valve action metal powder. As shown in FIG. While supplying the powder 3 to the mold, the anode lead 4 is planted on the granulated powder 3 in the mold, and pressure-molded to form a molded body. Further, the molded body is vacuum sintered at a high temperature. (See Patent Document 1).
However, this method has a problem that the mechanical strength of the molded body is lowered due to the elastic expansion of the binder that occurs when the molded body is taken out of the mold after pressure molding.

また、加圧成形工程を、第１のバインダーにて第１の弁作用金属粉末を造粒後、陽極リード４を植立して加圧成形する第１の工程と、該成形体を、第２のバインダーにて第２の弁作用金属粉末を造粒した造粒粉末で覆い、加圧成形する第２の工程とから構成するとともに、弁作用金属粉末に対する第１のバインダーの混合率を、第２のバインダーの混合率より高くする固体電解コンデンサ素子の製造方法が提案されている（特許文献２参照）。 In addition, the pressure molding step includes the first step of granulating the first valve metal powder with the first binder and then planting the anode lead 4 to perform the pressure molding. The second valve action metal powder is covered with a granulated powder obtained by granulating the second valve action metal powder with 2 binder, and the second step of pressure molding is used. The mixing ratio of the first binder to the valve action metal powder is A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor element in which the mixing ratio of the second binder is higher than that of the second binder has been proposed (see Patent Document 2).

しかし、上記の方法においては、素子外部でバインダーの弾性膨脹が生じ、機械的強度が低下し、電解コンデンサの製造過程で生じる圧力や応力等の影響で漏れ電流が増加するという問題があった。さらに、成形体素子の体積を多段階に大きくしているため、段階的に成形する度に成形金型を変える必要が生じ、工数がかかるという問題があった。 However, the above-described method has a problem that elastic expansion of the binder occurs outside the device, the mechanical strength decreases, and the leakage current increases due to the influence of pressure, stress and the like generated in the manufacturing process of the electrolytic capacitor. Furthermore, since the volume of the molded body element is increased in multiple stages, there is a problem that it is necessary to change the molding die every time the molding is performed in stages, and man-hours are required.

また近年、固体電解コンデンサの小形化、薄形化に伴い、固体電解コンデンサ素子に使用される弁作用金属粉末の微細化に伴い、焼結温度の低温化が進んでいる。その結果、固体電解コンデンサ素子の機械的強度低下が顕著となり、固体電解コンデンサの製造過程において漏れ電流が増加するという問題が生じている。
特に、成形体における陽極リード植立面においては、粉末と陽極リードとの接合が弱くなるため、製造過程で生じる圧力や応力等の影響を受けやすくなっている。 In recent years, with the miniaturization and thinning of solid electrolytic capacitors, the sintering temperature has been lowered with the miniaturization of valve action metal powders used in solid electrolytic capacitor elements. As a result, the mechanical strength of the solid electrolytic capacitor element is significantly reduced, and there is a problem that leakage current increases in the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor.
In particular, on the anode lead planting surface of the molded body, since the bonding between the powder and the anode lead is weak, it is easily affected by pressure, stress, and the like generated in the manufacturing process.

特開平５−６５５０２号公報JP-A-5-65502 特開２００５−２７６９２３号公報JP 2005-276923 A

本発明は、上記課題を解決するもので、比較的簡易な方法で機械的強度を改善し、漏れ電流の増加を抑制しうる固体電解コンデンサ素子およびその製造方法を提供することにある。 The present invention solves the above-described problems, and provides a solid electrolytic capacitor element that can improve mechanical strength and suppress an increase in leakage current by a relatively simple method and a method for manufacturing the same.

本発明の構成は、陽極リードを植立した弁作用金属粉末を加圧成形して成形体を形成し、該成形体を焼結して焼結体を形成する固体電解コンデンサ素子の製造方法において、前記成形体が、バインダーを添加した第１の弁作用金属粉末層と、少なくとも第１の弁作用金属粉末層の陽極リード植立面上に、バインダーを添加しないで形成された第２の弁作用金属粉末層とからなることを特徴とする固体電解コンデンサ素子である。 The structure of the present invention is a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor element in which a valve-acting metal powder having an anode lead implanted therein is pressure-molded to form a molded body, and the molded body is sintered to form a sintered body. The second valve is formed by adding the binder to the first valve-acting metal powder layer to which the binder is added and at least the anode lead planting surface of the first valve-acting metal powder layer without adding the binder. A solid electrolytic capacitor element comprising an active metal powder layer.

さらに、上記構成において、前記第２の弁作用金属粉末が、前記第１および第２の弁作用金属粉末を合わせた弁作用金属粉末全供給量に対し０．５〜２０．０ｗｔ％を占めることが好ましい。 Furthermore, in the above configuration, the second valve metal powder occupies 0.5 to 20.0 wt% with respect to the total supply amount of the valve metal powder combined with the first and second valve metal powders. Is preferred.

また、弁作用金属粉末を加圧成形して成形体を形成し、該成形体を焼結して焼結体を形成する固体電解コンデンサ素子の製造方法において、前記成形体が、バインダーを添加した第１の弁作用金属粉末に陽極リードを植立して加圧成形し、少なくとも前記成形体の前記陽極リードを植立した面に、バインダーを添加しない第２の弁作用金属粉末の層を形成することを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法である。 Further, in the method of manufacturing a solid electrolytic capacitor element in which a valve-acting metal powder is pressure-molded to form a molded body, and the molded body is sintered to form a sintered body, the molded body is added with a binder. An anode lead is planted on the first valve metal powder and pressure-molded, and a layer of the second valve metal powder without adding a binder is formed on at least the surface of the molded body on which the anode lead is planted. A method of manufacturing a solid electrolytic capacitor element.

さらに、前記第２の弁作用金属粉末が、前記第１および第２の弁作用金属粉末を合わせた弁作用金属粉末全供給量に対し０．５〜２０．０ｗｔ％を占めることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the second valve metal powder occupies 0.5 to 20.0 wt% with respect to the total supply amount of the valve metal powder combined with the first and second valve metal powders.

本発明によれば、陽極リード植立面を機械的強度が比較的高い層（第２の弁作用金属粉末の層；バインダーなし）で形成しつつ、成形後に成形体を金型から取り出した時点における第１の弁作用金属粉末の層（バインダーを添加した層）の陽極リード植立面方向への弾性膨張を防ぐことができる。
よって、簡易な方法で、陽極リード植立面の機械的強度を比較的高くでき、弾性膨脹による成形体素子の機械的強度の低下を低減することができるため、固体電解コンデンサの製造過程に加わるストレスによる漏れ電流の増加を防止することができる。 According to the present invention, the anode lead planting surface is formed with a layer having a relatively high mechanical strength (second valve action metal powder layer; no binder), and the molded body is taken out from the mold after molding. It is possible to prevent elastic expansion of the first valve action metal powder layer (layer added with a binder) in the direction of the anode lead planting surface.
Therefore, the mechanical strength of the anode lead planting surface can be made relatively high by a simple method, and the decrease in the mechanical strength of the molded body element due to elastic expansion can be reduced. An increase in leakage current due to stress can be prevented.

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

［実施例１］
弁作用金属粉末として、粒径が０．１〜４００μｍ程度の粒度分布を有するタンタル粉末を使用し、また、バインダーとして、タンタル粉末の重量に対し５．０ｗｔ％のポリビニルアルコールを水に溶解して調製した液状バインダーを使用し、タンタル粉末にバインダーを添加することによって、第１の造粒粉末を作製した。また、弁作用金属粉末として、バインダーを含まない０．１〜４００μｍ程度の粒度分布を有するタンタル粉末を使用し、第２の造粒粉末を得た。
なお、粒径の測定は、走査型電子顕微鏡を用いてタンタル粉末を観察し、各タンタル粒子の水平方向の最大幅の測定値をその粒子の直径として行い、タンタル粒子１００個の直径の平均値を粒径とした。 [Example 1]
As the valve action metal powder, tantalum powder having a particle size distribution of about 0.1 to 400 μm is used, and as a binder, 5.0 wt% polyvinyl alcohol is dissolved in water with respect to the weight of the tantalum powder. A first granulated powder was prepared by using the prepared liquid binder and adding the binder to the tantalum powder. Moreover, the tantalum powder which has a particle size distribution of about 0.1-400 micrometers which does not contain a binder as valve action metal powder was used, and the 2nd granulated powder was obtained.
The particle diameter is measured by observing the tantalum powder using a scanning electron microscope, measuring the maximum width in the horizontal direction of each tantalum particle as the diameter of the particle, and averaging the diameters of 100 tantalum particles. Was the particle size.

そして、第１および第２の造粒粉末を、図４に示した工程において成形加工し、成形体を作製した。図４を参照して説明すると、まず、第１の工程（左端の図）として、第１の造粒粉末２を成形金型７に供給し、陽極リード４を植立した後、加圧成形した（左から２番目の図）。
さらに、第２の工程として、第２の造粒粉末３を、第１および第２の造粒粉末２、３の全供給量の５．０ｗｔ％を占める量だけ成形金型７に供給し（左から３番目の図）、加圧成形を行って成形体１を作製した（左から６番目の図）。作製した成形体１の構造を図１に模式的に示した。図１（Ａ）は、斜視図であり、図１（Ｂ）は、断面図である。 And the 1st and 2nd granulated powder was shape-processed in the process shown in FIG. 4, and the molded object was produced. Referring to FIG. 4, first, as a first step (leftmost figure), the first granulated powder 2 is supplied to the molding die 7 and the anode lead 4 is planted, followed by pressure molding. (Second figure from the left).
Further, as the second step, the second granulated powder 3 is supplied to the molding die 7 in an amount that accounts for 5.0 wt% of the total supply amount of the first and second granulated powders 2 and 3 ( The third figure from the left), and pressure forming was performed to produce a molded body 1 (the sixth figure from the left). The structure of the produced molded body 1 is schematically shown in FIG. FIG. 1A is a perspective view, and FIG. 1B is a cross-sectional view.

その後、成形体１を、６００℃の高真空雰囲気中に入れて成形体中のバインダーを熱分解して飛散させた後、１３００℃で１０分間焼結し、タンタル焼結体を得た。さらに、この陽極体を０．１ｗｔ％リン酸溶液中で１８Ｖで化成し、五酸化タンタルからなる酸化皮膜を形成し、その上に固体電解質層として二酸化マンガン層、陰極引出層としてカーボン層および銀ペースト層を順次形成して、固体電解コンデンサ素子を得た。 Thereafter, the molded body 1 was put in a high vacuum atmosphere at 600 ° C., the binder in the molded body was thermally decomposed and scattered, and then sintered at 1300 ° C. for 10 minutes to obtain a tantalum sintered body. Furthermore, this anode body was formed at 18 V in a 0.1 wt% phosphoric acid solution to form an oxide film made of tantalum pentoxide, on which a manganese dioxide layer as a solid electrolyte layer, a carbon layer as a cathode lead layer, and silver Paste layers were sequentially formed to obtain a solid electrolytic capacitor element.

そして、このコンデンサ素子の陽極リード４を、溶接により陽極端子に接続するとともに、陰極層を導電性接着剤により陰極端子に接続した後、外装樹脂を施すことによりチップ状タンタル固体電解コンデンサを１０００個作製した。 Then, the anode lead 4 of this capacitor element is connected to the anode terminal by welding, and after the cathode layer is connected to the cathode terminal by a conductive adhesive, an exterior resin is applied to provide 1000 chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitors. Produced.

［実施例２〜４、比較例１、２］
第１の工程として、第１の造粒粉末２を成形金型７に供給し、陽極リード４を植立しつつ加圧成形した後、第２の工程において、第２の造粒粉末３を、実施例１とは異なる割合で（以下の表１参照）成形金型７に供給し、加圧成形した以外は、実施例１と同様にしてチップ状タンタル固体電解コンデンサを作製した。 [Examples 2 to 4, Comparative Examples 1 and 2]
As a 1st process, after supplying the 1st granulated powder 2 to the shaping | molding die 7, and press-molding while planting the anode lead 4, in the 2nd process, the 2nd granulated powder 3 is used. A chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1, except that the molding die 7 was supplied at a rate different from that in Example 1 (see Table 1 below) and pressure-molded.

（従来例１）
実施例１で使用したものと同じ第１の造粒粉末を使用し、図５に示した工程において加圧成形を行い、成形体を作製した。図５を参照して説明すると、第１の造粒粉末２を成形金型７に供給し（左端の図）、陽極リード４を植立させた後（左から４番目の図）、加圧成形して成形体１を作製した（左から５番目の図）。作製した成形体１の構造を図２に模式的に示す。図２（Ａ）は、斜視図であり、図２（Ｂ）は、断面図である。
成形体形成後は、実施例１と同様の方法でチップ状タンタル固体電解コンデンサを作製した。 (Conventional example 1)
The same first granulated powder as used in Example 1 was used, and pressure molding was performed in the process shown in FIG. 5 to produce a molded body. Referring to FIG. 5, the first granulated powder 2 is supplied to the molding die 7 (left end figure), and after the anode lead 4 is planted (fourth figure from the left), pressurization is performed. The molded body 1 was produced by molding (the fifth figure from the left). The structure of the produced molded body 1 is schematically shown in FIG. 2A is a perspective view, and FIG. 2B is a cross-sectional view.
After forming the molded body, a chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1.

（従来例２）
弁作用金属粉末として、実施例１と同様のタンタル粉末を使用し、また、バインダーとして、タンタル粉末の重量に対し１０．０ｗｔ％のポリビニルアルコールを水に溶解して調製した液状バインダーを使用し、タンタル粉末にバインダーを添加することによって、第３の造粒粉末を作製した。 (Conventional example 2)
As the valve metal powder, the same tantalum powder as in Example 1 is used, and as the binder, a liquid binder prepared by dissolving 10.0 wt% polyvinyl alcohol in water with respect to the weight of the tantalum powder is used, A third granulated powder was prepared by adding a binder to the tantalum powder.

さらに、弁作用金属粉末として、実施例１と同様のタンタル粉末を使用し、また、バインダーとして、タンタル粉末の重量に対し５．０ｗｔ％のポリビニルアルコールを水に溶解して調製した液状バインダーを使用し、タンタル粉末にバインダーを添加することによって、第４の造粒粉末を作製した。 Furthermore, the same tantalum powder as in Example 1 is used as the valve action metal powder, and the liquid binder prepared by dissolving 5.0 wt% polyvinyl alcohol in water with respect to the weight of the tantalum powder is used as the binder. Then, a fourth granulated powder was produced by adding a binder to the tantalum powder.

そして、第３および第４の造粒粉末を、図６に示した工程において加圧成形し、成形体１を作製した。図６を参照して説明すると、まず、第１の工程として、第３の造粒粉末５を成形金型７’に供給し（左端の図）、陽極リード４を植立した後、加圧成形した（左から２番目の図）。続けて、第４の造粒粉末６を成形金型７’に供給し、第１の工程で得た成形体の外側を第３の造粒粉末５によって覆い（左から３番目の図）、加圧成形して成形体１を作製した（左から５番目の図）。作製した成形体１の構造を図３に模式的に示す。図３（Ａ）は、斜視図であり、図３（Ｂ）は断面図である。
成形体形成後は、実施例１と同様にチップ状タンタル固体電解コンデンサを作製した。 And the 3rd and 4th granulated powder was pressure-molded in the process shown in FIG. Referring to FIG. 6, first, as a first step, the third granulated powder 5 is supplied to the molding die 7 ′ (leftmost figure), and after the anode lead 4 is planted, pressurization is performed. Molded (second figure from the left). Subsequently, the fourth granulated powder 6 is supplied to the molding die 7 ′, and the outside of the molded body obtained in the first step is covered with the third granulated powder 5 (third figure from the left), The compact 1 was produced by pressure molding (fifth diagram from the left). The structure of the produced molded body 1 is schematically shown in FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 3B is a cross-sectional view.
After forming the molded body, a chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1.

そして、実施例１および従来例１、２のチップ状タンタル固体電解コンデンサについて、種々の特性を測定した。測定結果を、図７〜図１１に示す。
図７は、陽極リード植立面の機械的強度を比較すべく、焼結体から陽極リードを引抜くのに要する力をプッシュプルゲージで測定した結果である。図８は、漏れ電流値（定格電圧印加、１分後）の測定結果であり、図９は、１２０Ｈｚでの静電容量出現率の測定結果であり、図１０は、ｔａｎδ値の測定結果であり、図１１は、１００ｋＨｚでのＥＳＲ値の測定結果である。 Various characteristics of the chip-like tantalum solid electrolytic capacitors of Example 1 and Conventional Examples 1 and 2 were measured. The measurement results are shown in FIGS.
FIG. 7 shows the result of measuring the force required to pull out the anode lead from the sintered body with a push-pull gauge in order to compare the mechanical strength of the anode lead planting surface. FIG. 8 shows the measurement result of the leakage current value (applied with the rated voltage, after 1 minute), FIG. 9 shows the measurement result of the capacitance appearance rate at 120 Hz, and FIG. 10 shows the measurement result of the tan δ value. FIG. 11 shows the measurement result of the ESR value at 100 kHz.

さらに、図１２〜図１５は、実施例１〜４および比較例１、２のタンタル固体電解コンデンサについて、種々の電気特性の比較図である。 Further, FIGS. 12 to 15 are comparison diagrams of various electrical characteristics of the tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.

まず、図１〜図３を参照して、成形体の構造について比較する。
図２に示すように、従来例１の成形体では、陽極リード植立面を含む成形体の全体にわたってバインダーが含まれている。また、図３に示すように、従来例２の成形体では、成形体の外周部は陽極リード植立面を含め、バインダーの混合量が少ないが、成形体の全体にわたってバインダーが含まれている。従来例１、２のいずれにおいても、成形後に成形体を金型から取り出した時点で、バインダーを含んだ部分によるバインダーの弾性膨張によって成形体の機械的強度が低下する。 First, referring to FIGS. 1 to 3, the structures of the molded bodies will be compared.
As shown in FIG. 2, in the molded body of Conventional Example 1, the binder is contained throughout the molded body including the anode lead planting surface. Further, as shown in FIG. 3, in the molded body of Conventional Example 2, the outer peripheral portion of the molded body includes the anode lead planting surface and the amount of binder mixed is small, but the binder is included throughout the molded body. . In any of the conventional examples 1 and 2, when the molded body is taken out from the mold after molding, the mechanical strength of the molded body decreases due to the elastic expansion of the binder due to the portion containing the binder.

一方、実施例１では、図１に示すように、陽極リード植立面にバインダーを含まない層を形成し、成形後の成形体の弾性膨張を防ぐことによって、陽極リード植立面の機械的強度を他の部分より高くすることができる。その結果、図７に示すように、実施例１では、焼結体から陽極リードを引抜くのに必要な力が、従来例１、２より大きくなり、従来は電解コンデンサの製造過程で圧力や応力等に対して脆弱な部分であった陽極リード植立面の機械的強度が向上していることが分かる。 On the other hand, in Example 1, as shown in FIG. 1, by forming a layer that does not contain a binder on the anode lead planting surface and preventing elastic expansion of the molded body after molding, the mechanical property of the anode lead planting surface is increased. The strength can be made higher than other parts. As a result, as shown in FIG. 7, in Example 1, the force required to pull out the anode lead from the sintered body is larger than that in Conventional Examples 1 and 2. Conventionally, in the manufacturing process of the electrolytic capacitor, It can be seen that the mechanical strength of the anode lead planting surface, which was a portion vulnerable to stress or the like, has been improved.

次に、チップ状タンタル固体電解コンデンサの漏れ電流値について比較する。
図８に示すとおり、実施例１は、従来例１、２より漏れ電流の値が低く、良好な結果を示している。これは、実施例１では、従来は電解コンデンサ製造過程で脆弱な部分であった陽極リード植立面の機械的強度が高くなり、かつ成形体内部に成形体の機械的強度が低い部分が存在せず、漏れ電流が低レベルに抑制されているからであると考えられる。 Next, the leakage current value of the chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor will be compared.
As shown in FIG. 8, Example 1 has a lower leakage current value than Conventional Examples 1 and 2 and shows good results. This is because, in Example 1, the mechanical strength of the anode lead planting surface, which was a fragile part in the electrolytic capacitor manufacturing process in the past, is high, and there is a portion in the molded body where the mechanical strength of the molded body is low. This is probably because the leakage current is suppressed to a low level.

さらに、チップ状タンタル固体電解コンデンサの静電容量出現率、ｔａｎδ値、ＥＳＲ値について比較する。図９〜図１１に示すとおり、実施例１は従来例１、２に比べ、レベル、バラツキとも同等以上の結果を示している。 Further, the capacitance appearance rate, the tan δ value, and the ESR value of the chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor are compared. As shown in FIGS. 9 to 11, the first example shows results equal to or higher than the conventional examples 1 and 2 in both level and variation.

次に、図１２〜図１５を参照して、実施例１〜４および比較例１、２のタンタル固体電解コンデンサの種々の電気的特性について比較する。
バインダーを含まない弁作用金属粉末（第２の造粒粉末）の供給量増加にともない、漏れ電流特性が改善されている。但し、バインダーを含まない弁作用金属粉末の供給量が２０．０ｗｔ％を超えると、静電容量出現率、ｔａｎδ特性、ＥＳＲ特性の悪化が顕著になる。
また、バインダーを含まない弁作用金属粉末の流れ性が悪化することで、粉末の供給量が少なくなり、重量が減少した成形体の外観にクラックが発生し、チップ状固体電解コンデンサ形成後の漏れ電流が増大する。
さらに、バインダーを含まない弁作用金属粉末の供給量が０．５ｗｔ％未満の場合（比較例１）、陽極リード線を植立した面の機械的強度の改善効果が少なく、漏れ電流特性が悪化する。このため、バインダーを含まない弁作用金属粉末の供給量は、第１および第２の弁作用金属粉末を合わせた弁作用金属粉末全供給量に対して０．５〜２０．０ｗｔ％の範囲であることが望ましい。 Next, various electrical characteristics of the tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 will be compared with reference to FIGS.
With an increase in the supply amount of the valve action metal powder (second granulated powder) that does not contain a binder, the leakage current characteristics are improved. However, when the supply amount of the valve action metal powder not containing the binder exceeds 20.0 wt%, the deterioration of the electrostatic capacity appearance rate, the tan δ characteristic, and the ESR characteristic becomes remarkable.
In addition, the flowability of the valve action metal powder that does not contain a binder deteriorates, resulting in a decrease in the amount of powder supply, cracks in the appearance of the molded body with reduced weight, and leakage after the formation of the chip-shaped solid electrolytic capacitor. The current increases.
Further, when the supply amount of the valve action metal powder not containing the binder is less than 0.5 wt% (Comparative Example 1), the effect of improving the mechanical strength of the surface on which the anode lead wire is planted is small, and the leakage current characteristic is deteriorated. To do. For this reason, the supply amount of the valve action metal powder not containing the binder is in the range of 0.5 to 20.0 wt% with respect to the total supply amount of the valve action metal powder including the first and second valve action metal powders. It is desirable to be.

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の構成は上述の実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、造粒粉末のバインダーとして、ポリビニルアルコールを使用したが、ポリビニルブチラール、アクリル系樹脂、安息香酸、または樟脳等、公知のものを使用することができる。
また、上記実施例では、弁作用金属粉末として、タンタルを使用したが、ニオブ、アルミニウム、チタン等を使用しても同様の効果が得られる。
また、上記実施例では、固体電解質として、二酸化マンガンを使用したが、ポリチオフェン、ポリピロールまたはポリアニリン等の導電性高分子で、公知のものを使用することもできる。 As mentioned above, although the preferable Example of this invention was described, the structure of this invention is not limited to the above-mentioned Example. For example, although polyvinyl alcohol is used as the binder of the granulated powder in the above-described examples, known materials such as polyvinyl butyral, acrylic resin, benzoic acid, or camphor can be used.
Moreover, in the said Example, although tantalum was used as valve action metal powder, even if it uses niobium, aluminum, titanium, etc., the same effect will be acquired.
Moreover, in the said Example, although manganese dioxide was used as a solid electrolyte, well-known things can also be used in electroconductive polymers, such as polythiophene, polypyrrole, or polyaniline.

本発明の１実施例によるタンタル粉末加圧成形体の模式図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram of the tantalum powder press-molding body by one Example of this invention, (A) is a perspective view, (B) is sectional drawing. 従来例によるタンタル粉末加圧成形体の図１に類似の模式図である。It is a schematic diagram similar to FIG. 1 of the tantalum powder press-molding body by a prior art example. 他の従来例によるタンタル粉末加圧成形体の図１に類似の模式図である。It is a schematic diagram similar to FIG. 1 of the tantalum powder press-molding body by another prior art example. 本発明の１実施例による成形体の作製方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the preparation methods of the molded object by one Example of this invention. 従来例による成形体の作製方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the preparation methods of the molded object by a prior art example. 他の従来例による成形体の作製方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the preparation methods of the molded object by another prior art example. 実施例１と従来例１、２の焼結体における陽極リード引抜き強度を比較した図である。It is the figure which compared the anode lead drawing strength in the sintered compact of Example 1 and the prior art examples 1 and 2. FIG. 実施例１と従来例１、２のチップ状タンタル固体電解コンデンサの漏れ電流値を比較した図である。It is the figure which compared the leakage current value of the chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor of Example 1 and the prior art examples 1 and 2. FIG. 実施例１と従来例１、２のチップ状タンタル固体電解コンデンサの静電容量出現率を比較した図である。It is the figure which compared the electrostatic capacitance appearance rate of the chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor of Example 1 and the prior art examples 1 and 2. FIG. 実施例１と従来例１、２のチップ状タンタル固体電解コンデンサのｔａｎδ値を比較した図である。It is the figure which compared the tan-delta value of the chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor of Example 1 and the prior art examples 1 and 2. FIG. 実施例１と従来例１、２のチップ状タンタル固体電解コンデンサのＥＳＲ値を比較した図である。It is the figure which compared the ESR value of the chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor of Example 1 and the prior art examples 1 and 2. FIG. 実施例１〜４および比較例１、２のチップ状タンタル固体電解コンデンサの容量出現率を比較した図である。It is the figure which compared the capacity | capacitance appearance rate of the chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor of Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2. FIG. 実施例１〜４および比較例１、２のチップ状タンタル固体電解コンデンサのｔａｎδ特性を比較した図である。It is the figure which compared the tan-delta characteristic of the chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor of Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2. FIG. 実施例１〜４および比較例１、２のチップ状タンタル固体電解コンデンサのＥＳＲ特性を比較した図である。It is the figure which compared the ESR characteristic of the chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor of Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2. FIG. 実施例１〜４および比較例１、２のチップ状タンタル固体電解コンデンサの漏れ電流特性を比較した図である。It is the figure which compared the leakage current characteristic of the chip-shaped tantalum solid electrolytic capacitor of Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１成形体
２第１の造粒粉末
３第２の造粒粉末
４陽極リード
５第３の造粒粉末
６第４の造粒粉末
７、７’ 金型 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Molded body 2 1st granulated powder 3 2nd granulated powder 4 Anode lead 5 3rd granulated powder 6 4th granulated powder 7, 7 'metal mold | die

Claims

陽極リードを植立した弁作用金属粉末を加圧成形して成形体を形成し、該成形体を焼結して焼結体を形成する固体電解コンデンサ素子において、
前記成形体が、バインダーを添加して形成された第１の弁作用金属粉末層と、
少なくとも第１の弁作用金属粉末層の陽極リード植立面上に、バインダーを添加しないで形成された第２の弁作用金属粉末層とからなることを特徴とする固体電解コンデンサ素子。 In a solid electrolytic capacitor element in which a valve-acting metal powder having an anode lead implanted therein is pressure-molded to form a molded body, and the molded body is sintered to form a sintered body.
The molded body is a first valve metal powder layer formed by adding a binder,
A solid electrolytic capacitor element comprising: a second valve action metal powder layer formed without adding a binder on at least an anode lead planting surface of the first valve action metal powder layer.

前記第２の弁作用金属粉末が、前記第１および第２の弁作用金属粉末を合わせた弁作用金属粉末全供給量に対し０．５〜２０．０ｗｔ％を占め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素子。 The said 2nd valve action metal powder occupies 0.5-20.0 wt% with respect to the total supply amount of the valve action metal powder which combined the said 1st and 2nd valve action metal powder. 1. The solid electrolytic capacitor element according to 1.

弁作用金属粉末を加圧成形して成形体を形成し、該成形体を焼結して焼結体を形成する固体電解コンデンサ素子の製造方法において、
前記成形体が、バインダーを添加した第１の弁作用金属粉末に陽極リードを植立して、加圧成形し、
少なくとも前記成形体の前記陽極リードを植立した面に、バインダーを添加しない第２の弁作用金属粉末の層を形成することを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。 In the method for producing a solid electrolytic capacitor element in which a valve-acting metal powder is pressure-molded to form a molded body, and the molded body is sintered to form a sintered body.
The molded body is a first valve-acting metal powder to which a binder is added, and an anode lead is planted and pressure-molded.
A method for producing a solid electrolytic capacitor element, wherein a layer of a second valve action metal powder not added with a binder is formed at least on the surface of the molded body on which the anode lead is planted.

前記第２の弁作用金属粉末が、前記第１および第２の弁作用金属粉末を合わせた弁作用金属粉末全供給量に対し０．５〜２０．０ｗｔ％を占めることを特徴とする請求項３に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。 The said 2nd valve action metal powder occupies 0.5-20.0 wt% with respect to the total supply amount of the valve action metal powder which combined the said 1st and 2nd valve action metal powder. 4. A method for producing a solid electrolytic capacitor element according to 3.