DE10393733T5

DE10393733T5 - Festelektrolytkondensator

Info

Publication number: DE10393733T5
Application number: DE10393733T
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Fujimoto; Satoru Yoshimitsu; Yasushi Yoshida; Hiromu Saito
Original assignee: Saga Sanyo Industry Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd; Japan Capacitor Industrial Co Ltd
Current assignee: Saga Sanyo Industry Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd; Japan Capacitor Industrial Co Ltd
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2023-11-18
Also published as: AU2003280836A8; JP2004221512A; AU2003280836A1; TWI230955B; US20060018078A1; JP4201623B2; US7428139B2; US20070115613A1; WO2004047131A1; US7158367B2; KR20050085034A; DE10393733B4; TW200416760A; KR100987852B1

Abstract

Festelektrolytkondensator mit einem Kondensatorelement (2), das eine Anodenfolie (4) und eine Kathodenfolie (5) aufweist, die mit einer dazwischen angeordneten Trennschicht (6) aufgerollt sind, und einer darin vorgesehenen Schicht aus Festelektrolyt oder einem elektrisch leitfähigen Polymer, wobei die Kathodenfolie (5) mit einem Film aus titanhaltigem Verbundmetallnitrid beschichtet ist.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Festelektrolytkondensator, der durch Rollen einer Anodenfolie und einer Kathodenfolie hergestellt ist.
STAND DER TECHNIK
2 ist eine Vorderansicht im Schnitt eines Festelektrolytkondensators 1 gemäß dem Stand der Technik und 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kondensatorelementes 2 (siehe geprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. HEI4-19695 (1992)).
Der Festelektrolytkondensator 1 hat ein Aluminiumgehäuse 3 mit einer oberen Öffnung, das Kondensatorelement, das im Gehäuse 3 enthalten ist, und eine Gummidichtung 30, die die obere Öffnung des Gehäuses 3 abdichtet. Der obere Kantenteil des Gehäuses 3 ist gekrümmt, um die Dichtung 30 zu fixieren, und an der Oberseite des Gehäuses 3 ist eine Kunststoffauflageplatte 31 befestigt. Von dem Kondensatorelement 2 erstrecken sich Zuleitungsdrähte 21, 21 durch die Dichtung 30 und die Auflageplatte 31 und sind dann seitlich gebogen.
Wie in der 1 gezeigt, hat das Kondensatorelement 2 eine Anodenfolie 4 aus einer Aluminiumfolie, die mit einem dielektrischen Oxidfilm beschichtet ist, und eine Kathodenfolie 5 aus einer Aluminiumfolie, die zusammen zu einer Rolle aufgerollt sind, wobei ein Trennelement 6 aus einem dielektrischen Material, wie beispielsweise Pa pier, zwischen diesen angeordnet ist und durch ein Band 26 fixiert ist. Das Kondensatorelement 2 enthält ferner einen Festelektrolyt, wie beispielsweise TCNQ-(7,7,8,8-Tetracyanoquinodimethan)-Komplexsalz, das imprägniert ist, oder eine darin vorgesehene elektrisch leitfähige Polymerschicht. Von der Anodenfolie und der Kathodenfolie 5 erstrecken sich jeweils Kontaktfahnen 25, 25 und von den Kontaktfahnen 25, 25 aus erstrecken sich jeweils Zuleitungsdrähte 21, 21.
Wenn zwischen den Folien 4 und 5 die elektrisch leitfähige Polymerschicht ausgebildet ist, wird das Kondensatorelement mit einem Lösungsgemisch imprägniert, das n-Butylalkohol als Verdünnungsmittel, 3,4-Ethylendioxythiophen und Eisen-p-Toluolsulfonat enthält, gefolgt von einer thermischen Polymerisation.
Obwohl der Festelektrolytkondensator 1 mit einer derartigen Konstruktion weit verbreitet ist, besteht die Nachfrage nach einem Kondensator mit kleinerer Baugröße und größerer Kapazität. Insoweit ist ein Kondensator vorgeschlagen worden, der eine Kathodenfolie 5 hat, die mit einem Metallnitridfilm beschichtet ist, wie dies später beschrieben wird (siehe ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2000-114108).
Es wird das Prinzip der Erhöhung der Kapazität des Kondensators durch Beschichten der Kathodenfolie 5 mit einem Metallnitridfilm erläutert. Im Allgemeinen ist der dielektrische Oxidfilm nicht absichtlich auf der Kathodenfolie 5 ausgebildet, sondern bildet sich durch natürliche Oxidation. Daher ist die Kapazität C des Kondensators äquivalent einer Kapazität, die erhalten wird, wenn die Kapazität Ca der Anodenfolie 4 und die Kapazität Cc der Kathodenfolie 5 in Reihe geschaltet werden und durch die folgende Gleichung repräsentiert werden: C = Ca × Cc/(Ca + Cc) = Ca × 1/(Ca/Cc + 1)
Das heißt, wenn die Kathodenfolie 5 die Kapazität Cc hat, ist die Kapazität C des Kondensators kleiner als die Kapazität Ca der Anodenfolie 4.
Wenn auf der Kathodenfolie 5 durch Aufsprühen oder Dampfabscheidung ein Film 52 aus einem Metallnitrid, wie beispielsweise TiN, ausgebildet wird, dringen jedoch die Moleküle des aufgebrachten Metallnitrids in den Oxidfilm 51 ein, um die Aluminiumbasis der Kathodenfolie 5 zu kontaktieren. Daher sind die Basis und das Metallnitrid miteinander elektrisch verbunden, so dass die Kathodenfolie 5 keine Kapazität hat. Somit kann die Kapazität des Kondensators erhöht werden, ohne dass die Größe des Kondensators größer wird.
Diese Anordnung hat jedoch die folgenden Nachteile.
Wenn die mit dem Metallnitridfilm 52 beschichtete Kathodenfolie 5 für die Herstellung des Kondensatorelementes aufgerollt wird, besteht die Tendenz, dass der Film 52 sich infolge einer Zugkraft oder einer Verdrillungskraft, mit der die Kathodenfolie 5 beaufschlagt ist, abschält oder bricht. Als Ergebnis wird ein Leckagestrom erhöht. Wenn ferner zwischen den Folien 4 und 5 die elektrisch leitfähige Polymerschicht ausgebildet ist, besteht durch Imprägnieren des Kondensatorelementes 2 mit dem Lösungsgemisch, das 3,4-Ethylendioxythiophen und Eisen-p-Toluolsulfonat enthält, die Gefahr, dass der Film 52 erodiert, weil die Eisen-p-Toluolsulfonatlösung stark sauer ist. Dies führt ebenfalls zu einer Erhöhung des Leckagestroms.
Die mit dem Metallnitridfilm 52 beschichte Kathodenfolie 5 wird mit der Zeit graduell oxidiert. Daraus resultiert, dass die Kathodenfolie 5 eine Kapazität hat, wodurch die Neigung besteht, dass die Kapazität des Festelektrolytkondensators 1 verringert wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Festelektrolytkondensator zu schaffen, der im Wesentlichen frei von der Erhöhung des Leckagestroms ist und eine größere Kapazität hat und einen niedrigere ESR (Äquivalentreihenwiderstand) hat.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Ein erfindungsgemäßer Festelektrolytkondensator 1 hat ein Kondensatorelement 2 mit einer Anodenfolie 4 und einer Kathodenfolie 5, die mit einer dazwischen angeordneten Trennschicht 6 aufgerollt sind, und einer Festelektrolytschicht oder einer elektrisch leitfähigen Polymerschicht, die darin vorgesehen ist. Die Kathodenfolie 5 ist mit einem Film aus titanhaltigem Verbundmetallnitrid beschichtet.
Alternativ ist die Kathodenfolie 5 mit einem Film beschichtet, der eine Titannitridschicht enthält. Der Film enthält ferner eine Titanschicht, die unter der Titannitridschicht auf der Kathodenfolie 5 liegt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kondensatorelementes gemäß dem Stand der Technik;
2 ist eine Vorderansicht im Schnitt eines Festelektrolytkondensators gemäß dem Stand der Technik;
3 ist eine schematische Ansicht im Schnitt zur Veranschaulichung eines Teiles eines Kondensatorelementes;
4 ist eine Ansicht im Schnitt, um zu erläutern, wie der Metallnitridfilm in einen Oxidfilm eindringt, um eine Basis zu erreichen; und
5 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Kratztestes.
BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden im Einzelnen unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
Der Festelektrolytkondensator 1 hat im Wesentlichen die gleiche Gesamtkonstruktion wie der in der 2 gezeigte Kondensator gemäß dem Stand der Technik. Wie in der 1 gezeigt, hat ein Kondensatorelement 2 eine Anodenfolie 4 aus einer Aluminiumfolie mit einem darauf elektrochemisch ausgebildeten Film und eine Kathodenfolie 5 aus einer Aluminiumfolie, die mit einer dazwischen angeordneten isolierenden Trennschicht 6 und die durch ein Band 26 befestigt ist, zusammen zu einer Rolle aufgerollt sind. Das Kondensatorelement 2 enthält ferner einen Festelektrolyt, wie beispielsweise ein TCNQ-Komplex-Salz, mit dem dieses imprägniert ist, oder eine elektrisch leitfähige Polymerschicht, die darin vorgesehen ist. Von dem Kondensatorelement 2 geht ein Paar Zuleitungsdrähte 21, 21 aus.
Auf der Kathodenfolie 5 ist ein Film, bestehend aus einer dünnen Titan-(Ti)-Schicht und einer dünnen Titannitridschicht, ausgebildet und hat daher, wie vorstehend beschrieben, keine Kapazität.
Das Kondensatorelement 2 wird auf die folgende Art und Weise hergestellt. Erstens wird ein Aluminiumfolienstreifen, der aus einer Aluminiumfolie ausgeschnitten ist, einem Ätzvorgang und einem elektrochemischen Vorgang unterzogen, um mit dem dielektrischen Oxidfilm 40 versehen zu werden (siehe 3). Somit ist die Anodenfolie 4 hergestellt. Der Ätzvorgang raut die Oberflächen der Anodenfolie 4 auf, um die Oberfläche der Anodenfolie 4 zu vergrößern, um dadurch die Kapazität der Anodenfolie 4 zu erhöhen.
Andererseits werden auf den Oberflächen der Kathodenfolie 5 durch Dampfabscheidung von Titan in Vakuum Titanschichten und auf den Titanschichten durch Dampfabscheidung von Titannitrid in Vakuum Titannitridschichten ausgebildet. Die Dampfabscheidung von Titannitrid wird durch Verdampfen von Titan in einer Stickstoff- oder Ammoniakatmosphäre erzielt. Nach der Ausbildung der Titanschichten wird Stickstoff oder desgleichen in eine Vakuumkammer eingeleitet, um die Ausbildung eines Oxidfilms während der Verdampfung von Titan zu verhindern. Somit wird die Ausbildung der Titanschicht erzielt. Für die Ausbildung der Titanschichten und der Titannitridschichten können auch Elektronenstrahlverdampfung, Plasmabogenverdampfung oder dergleichen verwendet werden. Anstatt der Dampfabscheidung kann für die Filmausbildung auch ein Sprühen oder eine CVD verwendet werden.
Dann werden die Anodenfolie 4 und die Kathodenfolie 5 mit einer dazwischen angeordneten isolierenden Trennschicht 6, die durch ein Band 26 befestigt ist, zu einer Rolle zusammengerollt. Da die Anodenfolie 4 durch Schneiden des Folienstreifens aus der Aluminiumfolie, wie vorstehend beschrieben, hergestellt ist, sind die Endflächen der Anodenfolie 4 nicht mit dem dielektrischen Oxidfilm versehen. Daher wird das Kondensatorelement 2 einem elektrochemischen Vorgang unterzogen, um auf den Endflächen der Anodenfolie 4 die dielektrischen Oxidfilme auszubilden. Danach wird das Kondensatorelement 2 bei 280°C zur Stabilisierung der Eigenschaften der dielektrischen Oxidfilme wärmebehandelt.
Dann wird das Kondensatorelement 2 mit einem Lösungsgemisch imprägniert, das n-Butylalkohol als Verdünnungsmittel, 3,4-Ethylendioxythiophen und Eisen-p-Toluolsulfonat enthält, gefolgt von einer thermischen Polymerisation. Auf diese Art und Weise ist zwischen den Folien 4 und 5 die elektrisch leitfähige Polymerschicht 50 ausgebildet, wodurch das Kondensatorelement 2 fertig gestellt ist. Das Kondensatorelement 2 wird im Gehäuse 3 auf die gleiche Art und Weise wie beim Stand der Technik abgedichtet, wodurch der Festelektrolytkondensator 1 fertig gestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform wird die elektrisch leitfähige Polymerschicht 50 aus einem elektrisch-leitfähigen Polythiophenpolymer gebildet, kann jedoch aus einem elektrisch leitfähigen Polypyrrol oder Polyanilinpolymer bestehen. Statt der elektrisch leitfähigen Polymerschicht kann eine Festelektrolytschicht, wie beispielsweise aus einem TCNQ-Komplex-Salz, gebildet werden.
3 ist eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Teils des Kondensatorelementes 2, das nach dem Imprägniervorgang erhalten wird. Auf der Kathodenfolie 5 sind die Titanschichten, die durch die Dampfabscheidung von Titan in Vakuum aus gebildet worden sind und die Titannitridschichten, die durch die Dampfabscheidung von Titannitrid in Vakuum ausgebildet worden sind. Die Analyse eines Schnittes durch die Kathodenfolie 5 offenbart, wie in der 3 gezeigt, dass die dünnen Filme, die auf der Kathodenfolie 5 ausgebildet sind, jeweils kontinuierlich von der Titannitridschicht 53 zu der Titanschicht 54 zur Kathodenfolie 5 hin variieren, und dass zwischen der Titannitridschicht 53 und der Titanschicht 54 keine definierte Grenzfläche vorhanden ist. Es wird angenommen, dass dies deshalb der Fall ist, weil Stickstoff des Titannitrids, das auf der Titanschicht abgeschieden ist, während der Dampfabscheidung des Titannitrids oder während eines darauf folgenden Schrittes des Herstellungsablaufs des Festelektrolytkondensators in die Titanschicht diffundiert.
Als Nächstes werden die Ergebnisse von Tests beschrieben, die an Festelektrolytkondensatoren durchgeführt worden sind, welche gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß dem Stand der Technik hergestellt worden sind.
Die Tabelle 1 zeigt die elektrischen Charakteristika der hergestellten Festelektrolytkondensatoren in einem Anfangszustand (unmittelbar nach der Herstellung). Das Beispiel 1 gemäß dem Stand der Technik ist ein Festelektrolytkondensator, der als Kathodenfolie eine geätzte Aluminiumfolie hat, und das Beispiel 2 gemäß dem Stand der Technik ist ein Festelektrolytkondensator, der als Kathodenfolie eine Aluminiumfolie hat, auf der ein dünner Titanfilm ausgebildet ist. Das Beispiel e gemäß dem Stand der Technik ist ein Festelektrolytkondensator, der als Kathodenfolie eine Aluminiumfolie aufweist, die mit einem dünnen Titannitridfilm versehen ist. Das Beispiel ist der vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Festelektrolytkondensator. Die Festelektrolytkondensatoren 1 haben jeweils einen Durchmesser von 6,3 mm, eine Höhe von 6,0 mm, eine Nennspannung von 4 V und eine Nennkapazität von 150 μF.
In der Tabelle 1 bezeichnet "Cap" die Kapazität des Kondensators (in μF) und "tanδ" bezeichnet den Dielektrizitätsverlust des Kondensators (in %). "ESR" bezeichnet den äquivalenten Reihenwiderstand des Kondensators (in mΩ) und "LC" bezeichnet den Leckagestrom des Kondensators (in μA). Die in der Tabelle 1 gezeigten Werte sind jeweils als ein Mittelwert der Messwerte von 40 Proben berechnet. Die Kapazität und der Dielektrizitätsverlust wurden bei einer Frequenz von 120 Hz gemessen. Der äquivalente Reihenwiderstand wurde bei einer Frequenz von 100 kHz gemessen. Der Leckagestrom wurde nach dem Ablauf von 2 Minuten nach Anlegen einer Nenn-Gleichspannung an den Festelektrolytkondensator 1 gemessen.
Tabelle 1
Wie aus der Tabelle 1 zu ersehen ist, ist die Kapazität des Beispiels um ungefähr 10% größer als die Kapazität der Beispiele 2 und 3 gemäß dem Stand der Technik. Der Dielektrizitätsverlust des Beispiels ist etwas kleiner als der Dielektrizitätsverlust der Beispiele gemäß dem Stand der Technik. Der äquivalente Reihenwiderstand des Beispiels ist größer als die äquivalenten Reihenwiderstände der Beispiele gemäß dem Stand der Technik, aber um einen sehr geringen Prozentsatz. Der Leckagestrom des Beispiels ist äquivalent dem Leckagestrom des Beispiels 2 gemäß dem Stand der Technik, bei dem die Aluminiumfolie nur mit dem dünnen Titanfilm versehen verwendet worden ist, aber sehr viel kleiner als die Leckageströme der Beispiele 1 und 3 gemäß dem Stand der Technik. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Anfangskapazität des Festelektrolytkondensators 1 somit vergrößert werden, ohne dass die elektrischen Charakteristika einschließlich des dielektrischen Verlustes verschlechtert werden.
Nach der in der Tabelle 1 gezeigten Messung wurde ein Dauertest an den Kondensatoren gemäß der Beispiele des Standes der Technik und des Beispieles durchgeführt. Bei dem Dauertest wurde eine Nennspannung von 4 V an jeden der Kondensatoren bei einer Temperatur von 125°C für 1000 Stunden angelegt. In der Tabelle 2 sind die vor und nach dem Test gemessenen Werte der Kapazität und des äquivalenten Reihenwiderstandes und die Änderungsrate ΔC/C der Kapazität gezeigt. Wie in der Tabelle 1, sind die Werte jeweils als Mittelwert der für 40 Proben gemessenen Werte berechnet. Wie aus der Tabelle 2 zu ersehen ist, hat der erfindungsgemäße Festelektrolytkondensator eine kleinere Kapazitätsänderungsrate als Absolutwert als die Festelektrolytkondensatoren gemäß dem Stand der Technik und hatte selbst nach dem Dauertest eine große Kapazität. Nach dem Dauertest haben die Kondensatoren der Beispiele gemäß dem Stand der Technik und des Beispiels im Wesentlichen den gleichen äquivalenten Reihenwiderstand. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, verglichen mit dem Stand der Technik, die Änderung der Kapazität des Festelektrolytkondensators 1 mit der Zeit verringert werden, ohne dass der äquivalente Reihenwiderstand verschlechtert wird.
Tabelle 2
Zweite Ausführungsform
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird als Kathodenfolie 5 eine Aluminiumfolie verwendet, die auf ihren Oberflächen einen durch ein Ionenimplantierverfahren ausgebildeten Film aus titanhaltigem Verbundmetallnitrid, wie beispielsweise Aluminiumtitannitrid (TiAlN) oder Chromtitannitrid (TiCrN) ausgebildet hat. Die Aluminiumfolie kann zur Vorbereitung einem Ätzverfahren unterzogen worden sein oder nicht. Ein Kondensatorelement 2, das durch Rollen einer Anodenfolie 4 und der Kathodenfolie 5 hergestellt worden ist, wird mit einem elektrisch leitfähigen Polymer und einem Oxidationsagens auf die gleiche Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform imprägniert. Als Oxidationsagens wird eine alkoholische Lösung von 40 bis 60 Gew.-% Eisen-p-Toluolsulfonat verwendet.
Die Ausbildung des Films wird durch Abscheiden durch das Ionenimplantierverfahren erzielt. Die Ionenimplantierung kann durch ein Direktstromverfahren, ein Hochfrequenzverfahren, ein Clusterionenstrahlabscheideverfahren oder ein Heißkathodenverfahren erzielt werden. Für die Ausbildung des Films kann anstatt des Ionenimplantierverfahrens ein Vakuumabscheiden, eine Sprühen, eine thermische CVD, eine Plasma-CVD, Foto-CVD oder Laser-CVD verwendet werden. Das Ionenimplantierverfahren stellt angeblich eine höhere Haftungsfestigkeit des Films an der Aluminiumbasis als das Sprühverfahren sicher.
Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung stellte ein Kondensatorelement 2 unter Verwendung einer Kathodenfolie 5 her, die mit einem Film aus Aluminiumtitannitrid (TiAlN) versehen war, und stellte dann unter Verwendung dieses Kondensatorelementes 2 einen Festelektrolytkondensator 1 gemäß dem Beispiel 1 her.
Ferner stellte die Anmelderin der vorliegenden Erfindung ein Kondensatorelement 2 unter Verwendung einer Kathodenfolie 5 her, die mit einem Film aus Chromtitannitrid (TiCrN) versehen war, und stellte dann unter Verwendung dieses Kondensatorelementes 2 einen Festelektrolytkondensator 1 gemäß dem Beispiel 2 her. Es wurde ein Festelektrolytkondensator 1 gemäß dem Beispiel des Standes der Technik auf die gleiche Art und Weise wie beim Beispiel 3 gemäß dem Stand der Technik unter Verwendung einer Aluminiumfolie, die mit einem dünnen Film aus Titannitrid versehen war, als Kathodenfolie 5 hergestellt.
Diese Festelektrolytkondensatoren 1 hatten jeweils eine Nennspannung von 6,3 V und eine Kapazität von 180 μF und die Fälle derselben hatten jeweils einen Durchmesser von 6,3 mm und eine Höhe von 6,0 mm.
Die Kapazitäten ("Cap" in μF) der Kondensatoren gemäß der Beispiele und des Beispiels gemäß dem Stand der Technik wurden bei einer Frequenz von 120 Hz gemessen und die äquivalenten Reihenwiderstände ("ESR" in mΩ) der Kondensatoren wurden bei einer Frequenz von 100 kHz gemessen. Die Leckageströme ("LC" in μA) der Kondensatoren wurden gemessen, nachdem eine Gleichspannung des Nennstroms für 2 Minuten angelegt worden war. Die Ergebnisse der Messung sind in der Tabelle 3 gezeigt, in welcher die Werte der elektrischen Charakteristika jeweils als Mittelwert der für 20 Proben gemessenen Werte berechnet worden sind.
Tabelle 3
Bei dem Ritztest wurde, wie in der 5 gezeigt, eine keilförmige Diamantklinge 9 mit einer konstanten Geschwindigkeit (ungefähr 2 mm/sec) unter Pressen gegen die Kathodenfolie 5 über diese gezogen, wobei die Diamantklinge 9 mit Lasten beauf schlagt wurde. Es wurde die beaufschlagte Last bestimmt, bei der der Film abgeschält wurde.
Wie aus dem Vergleich zwischen den vorstehend beschriebenen Ergebnissen zu ersehen ist, kann die Kapazität des Festelektrolytkondensators 1 erhöht und der äquivalente Reihenwiderstand und der Leckagestrom entsprechend verringert werden, indem die Haftungsfestigkeit des Films an der Aluminiumbasis verbessert wird. Obwohl die Kondensatorelemente 2 der der Messung unterzogenen Festelektrolytkondensatoren 1 Kathodenfolien 5 enthalten, die jeweils mit dem Aluminiumtitannitridfilm und dem Chromtitannitridfilm versehen sind, zeigt ein Festelektrolytkondensator, der eine Kathodenelektrode 5 hat, die mit einem Zirkontitannitrid-(TiZrN)-Film oder einem Titancarbonitrid-(TiCN)-Film versehen ist, angeblich im Wesentlichen die gleichen Ergebnisse.
In dem Festelektrolytkondensator 1 mit der Kathodenfolie 5, die mit dem titanhaltigen Verbundmetallnitridfilm versehen ist, ist die Haftungsfestigkeit des Films an der Aluminiumbasis der Kathodenfolie 5 verbessert, indem der Film auf der Kathodenfolie 5 aus einer nicht stöchiometrischen Nitridverbindung (die nicht durch eine einfache chemische Formel repräsentiert werden kann) gebildet ist. Ein Teil eines Metalls in dem Verbundmetallnitrid wird in Kontakt mit Luft oxidiert, wodurch er passiviert ist. Somit ist die Bindungskraft zwischen Metallmolekülen in dem Verbundmetallnitrid erhöht. Als ein Ergebnis ist der Korrosionswiderstand des Films verbessert.
Daher besteht eine geringere Gefahr, dass der Film abgeschält und mit Rissen versehen wird, wenn die Kathodenfolie 5 gerollt wird. Ferner besteht eine geringere Gefahr, dass der Film erodiert, wenn die elektrisch leitfähige Polymerschicht gebildet wird. Somit kann eine größere Kapazität und ein niedrigerer ESR erzielt werden, ohne dass der Leckagestrom des Festelektrolytkondensators 1 erhöht wird.
Es ist anzumerken, dass der Umfang der Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist, beispielsweise kann die obere Öffnung des Gehäuses 3 mit einem Epoxidharz abgedichtet sein. Ferner kann der Kondensator eine Konstruktion vom Radialleitertyp aufweisen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
1. In dem Festelektrolytkondensator 1 mit der Kathodenfolie 5, die mit dem titanhaltigen Verbundmetallnitridfilm versehen ist, ist die Haftungsfestigkeit des Films an der Aluminiumbasis der Kathodenfolie 5 verbessert, indem der Film aus der nicht stöchiometrischen Nitridverbindung (die nicht durch eine einfache chemische Formel repräsentiert werden kann) auf der Kathodenfolie 5 gebildet ist. Ein Teil des Metalls in dem Verbundmetallnitrid ist in Kontakt mit Luft oxidiert, wodurch er passiviert ist. Somit ist die Bindungskraft zwischen Metallmolekülen in dem Verbundmetallnitrid erhöht. Als ein Ergebnis ist der Korrosionswiderstand des Films verbessert.
Daher besteht eine geringere Gefahr, dass der Film beim Rollen der Kathodenfolie abgeschält wird und mit Rissen versehen wird. Ferner besteht eine geringere Gefahr, dass der Film erodiert, wenn die elektrisch leitfähige Polymerschicht gebildet ist. Somit kann eine größere Kapazität und ein geringerer ESR erzielt werden, ohne dass der Leckagestrom des Festelektrolytkondensators 1 erhöht wird.
2. Im Fall des Festelektrolytkondensators 1, der die Kathodenfolie 5 hat, welche mit der Titanschicht und der Titannitridschicht versehen ist, kann die Änderung der Kapazität mit der Zeit, verglichen mit dem Festelektrolytkondensator 1, mit der Kathodenfolie 5, die nur mit der Titanschicht oder nur der Titannitridschicht versehen ist, verringert werden. Das Ausbilden der Titanschicht und der Titannitridschicht auf der Kathodenfolie 5 erhöht die Anfangskapazität des Festelektrolytkondensators 1, verglichen mit dem Festelektrolytkondensator 1 gemäß dem Stand der Technik.
Zusammenfassung
Ein Festelektrolytkondensator (1) hat ein Kondensatorelement (2), das eine Anodenfolie (4) und eine Kathodenfolie (5) aufweist, die mit einer dazwischen angeordneten Trennschicht (6) aufgerollt sind, und in welchem eine Festelektrolytschicht oder eine elektrisch leitfähige Polymerschicht ausgebildet ist. Die Kathodenfolie (5) ist mit einem Film aus einem titanhaltigen Verbundmetallnitrid beschichtet. Das Verbundmetallnitrid ist ein Aluminiumtitannitrid, Chromtitannitrid, Zirkontitannitrid oder Titancarbonitrid.

Claims

Festelektrolytkondensator mit einem Kondensatorelement (2), das eine Anodenfolie (4) und eine Kathodenfolie (5) aufweist, die mit einer dazwischen angeordneten Trennschicht (6) aufgerollt sind, und einer darin vorgesehenen Schicht aus Festelektrolyt oder einem elektrisch leitfähigen Polymer, wobei die Kathodenfolie (5) mit einem Film aus titanhaltigem Verbundmetallnitrid beschichtet ist.
Festelektrolytkondensator nach Anspruch 1, wobei das titanhaltige Verbundmetallnitrid ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aluminiumtitannitrid, Chromtitannitrid, Zirkontitannitrid und Titancarbonitrid.
Festelektrolytkondensator mit einem Kondensatorelement (2), das eine Anodenfolie (4) und eine Kathodenfolie (5) aufweist, die mit einer dazwischen angeordneten Trennschicht (6) aufgerollt sind, und einer darin angeordneten Schicht aus einem Festelektrolyt oder einem elektrisch leitfähigen Polymer, wobei die Kathodenfolie (5) mit einem Film beschichtet ist, bestehend aus einer Titannitridschicht, wobei der Film ferner eine Titanschicht aufweist, die unter der Titannitridschicht auf der Kathodenfolie (5) liegt.
Festelektrolytkondensator nach Anspruch 1, wobei der in dem Kondensatorelement (2) vorgesehene Elektrolyt ein elektrisch leitfähiges Polythiophenpolymer ist.
Festelektrolytkondensator nach Anspruch 3, wobei der in dem Kondensatorelement (2) vorgesehene Elektrolyt ein elektrisch leitfähiges Polythiophenpolymer ist.