JP2001068381A - 固体電解コンデンサ素子 - Google Patents
固体電解コンデンサ素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低ＥＳＲ化及び低価格化を図る。
【解決手段】 固体電解コンデンサ素子１０は、弁作用
金属焼結体２１／酸化皮膜２２／導電性高分子層１３／
銀ペースト層２５からなる。従来の固体電解コンデンサ
素子の対向電極は、導電性高分子層／グラファイト層／
銀ペースト層の三層であった。本発明に係る固体電解コ
ンデンサ素子によれば、導電性高分子を耐熱性の高いも
のとし、グラファイト層を省略したことにより、その抵
抗分及び界面抵抗分を削減できるので、低ＥＳＲ化を達
成できる。また、製造工程が簡略化されるとともに、材
料費も低減されるので、低価格化も達成できる。
金属焼結体２１／酸化皮膜２２／導電性高分子層１３／
銀ペースト層２５からなる。従来の固体電解コンデンサ
素子の対向電極は、導電性高分子層／グラファイト層／
銀ペースト層の三層であった。本発明に係る固体電解コ
ンデンサ素子によれば、導電性高分子を耐熱性の高いも
のとし、グラファイト層を省略したことにより、その抵
抗分及び界面抵抗分を削減できるので、低ＥＳＲ化を達
成できる。また、製造工程が簡略化されるとともに、材
料費も低減されるので、低価格化も達成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム固体
電解コンデンサ、タンタル固体電解コンデンサ等に用い
られる、固体電解コンデンサ素子に関する。
電解コンデンサ、タンタル固体電解コンデンサ等に用い
られる、固体電解コンデンサ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の固体電解コンデンサ素子は、Ａ
ｌ，Ｔａ，Ｎｂ等の弁作用金属の表面に陽極酸化によっ
て酸化皮膜を形成し、対向電極としてＭｎＯ２等の金属
酸化物を用いたものである。この固体電解コンデンサ素
子に端子を接続し、全体に樹脂封止等を施すことによ
り、固体電解コンデンサ（以下、単に「コンデンサ」と
略称する。）が得られる。
ｌ，Ｔａ，Ｎｂ等の弁作用金属の表面に陽極酸化によっ
て酸化皮膜を形成し、対向電極としてＭｎＯ２等の金属
酸化物を用いたものである。この固体電解コンデンサ素
子に端子を接続し、全体に樹脂封止等を施すことによ
り、固体電解コンデンサ（以下、単に「コンデンサ」と
略称する。）が得られる。
【０００３】図３［１］は、このような従来の固体電解
コンデンサ素子を示す断面図である。以下、この図面に
基づき説明する。
コンデンサ素子を示す断面図である。以下、この図面に
基づき説明する。
【０００４】固体電解コンデンサ素子２０は、弁作用金
属焼結体２１／酸化皮膜２２／二酸化マンガン層２３／
グラファイト層２４／銀ペースト層２５からなる。弁作
用金属焼結体２１が陽極、酸化皮膜２２が誘電体、二酸
化マンガン層２３が固体電解質層、二酸化マンガン層２
３／グラファイト層２４／銀ペースト層２５が対向電極
である。
属焼結体２１／酸化皮膜２２／二酸化マンガン層２３／
グラファイト層２４／銀ペースト層２５からなる。弁作
用金属焼結体２１が陽極、酸化皮膜２２が誘電体、二酸
化マンガン層２３が固体電解質層、二酸化マンガン層２
３／グラファイト層２４／銀ペースト層２５が対向電極
である。
【０００５】二酸化マンガン層２３は、導電率が低く、
かつ表面の凹凸が激しい。銀ペースト層２５は、導電率
が高く、かつ表面の凹凸が少ない。グラファイト層２４
は、二酸化マンガン層２３と銀ペースト層２５との間に
あって、界面抵抗を低減させている。そのため、グラフ
ァイト層２４は、導電率が固体電解質と銀ペーストとの
中間（１０〜１００［Ｓ／ｃｍ］程度）であって、かつ
粒子の細かいものが望まれる。
かつ表面の凹凸が激しい。銀ペースト層２５は、導電率
が高く、かつ表面の凹凸が少ない。グラファイト層２４
は、二酸化マンガン層２３と銀ペースト層２５との間に
あって、界面抵抗を低減させている。そのため、グラフ
ァイト層２４は、導電率が固体電解質と銀ペーストとの
中間（１０〜１００［Ｓ／ｃｍ］程度）であって、かつ
粒子の細かいものが望まれる。
【０００６】コンデンサの技術動向としては、低ＥＳＲ
化が求められている。ＥＳＲとは、「等価直列抵抗」の
ことである。近年、低ＥＳＲ化を実現するために、固体
電解質として従来の二酸化マンガンに代えて導電性高分
子が用いられつつある。この導電性高分子の導電率は、
１０〜１００［Ｓ／ｃｍ］程度であり、二酸化マンガン
に比べて１０〜１００倍高い。
化が求められている。ＥＳＲとは、「等価直列抵抗」の
ことである。近年、低ＥＳＲ化を実現するために、固体
電解質として従来の二酸化マンガンに代えて導電性高分
子が用いられつつある。この導電性高分子の導電率は、
１０〜１００［Ｓ／ｃｍ］程度であり、二酸化マンガン
に比べて１０〜１００倍高い。
【０００７】図３［２］は、固体電解質として二酸化マ
ンガンに代えて導電性高分子を用いた、従来の固体電解
コンデンサ素子を示す断面図である。以下、この図面に
基づき説明する。
ンガンに代えて導電性高分子を用いた、従来の固体電解
コンデンサ素子を示す断面図である。以下、この図面に
基づき説明する。
【０００８】従来の固体電解コンデンサ素子３０は、弁
作用金属焼結体２１／酸化皮膜２２／導電性高分子層３
３／グラファイト層２４／銀ペースト層２５からなる。
弁作用金属焼結体２１が陽極、酸化皮膜２２が誘電体、
導電性高分子層３３が固体電解質層、導電性高分子層３
３／グラファイト層２４／銀ペースト層２５が対向電極
である。
作用金属焼結体２１／酸化皮膜２２／導電性高分子層３
３／グラファイト層２４／銀ペースト層２５からなる。
弁作用金属焼結体２１が陽極、酸化皮膜２２が誘電体、
導電性高分子層３３が固体電解質層、導電性高分子層３
３／グラファイト層２４／銀ペースト層２５が対向電極
である。
【０００９】グラファイト層２４の役割は次のように考
えられている。．グラファイト層２４が酸素を遮断す
ることにより、導電性高分子層３３の酸化による熱劣化
を抑制する。．グラファイト層２４が導電性高分子層
３３と銀ペースト層２５との間の接触抵抗を低減させ
る。
えられている。．グラファイト層２４が酸素を遮断す
ることにより、導電性高分子層３３の酸化による熱劣化
を抑制する。．グラファイト層２４が導電性高分子層
３３と銀ペースト層２５との間の接触抵抗を低減させ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】近年、電子技術の急激
な進展に伴い、固体電解コンデンサ素子の更なる低ＥＳ
Ｒ化及び低価格化が求められている。しかしながら、現
在の技術ではそれらの実現が困難であった。
な進展に伴い、固体電解コンデンサ素子の更なる低ＥＳ
Ｒ化及び低価格化が求められている。しかしながら、現
在の技術ではそれらの実現が困難であった。
【００１１】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、更なる低ＥＳ
Ｒ化及び低価格化を実現可能とする、固体電解コンデン
サ素子を提供することにある。
Ｒ化及び低価格化を実現可能とする、固体電解コンデン
サ素子を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、近年の導電
性高分子の耐熱性が向上したこと、及び導電性高分子層
の表面が滑らかであることに着目し、グラファイト層を
用いない固体電解コンデンサ素子を試作してみた。その
結果、従来と同等以上の特性を有する固体電解コンデン
サ素子を得ることができた。つまり、グラファイト層の
抵抗が削減されるため、低ＥＳＲ化が実現できた。そし
て、グラファイト層が削減されるため、工程数及び材料
点数が減少することにより低価格化が実現できた。本発
明は、この知見に基づきなされたものである。
性高分子の耐熱性が向上したこと、及び導電性高分子層
の表面が滑らかであることに着目し、グラファイト層を
用いない固体電解コンデンサ素子を試作してみた。その
結果、従来と同等以上の特性を有する固体電解コンデン
サ素子を得ることができた。つまり、グラファイト層の
抵抗が削減されるため、低ＥＳＲ化が実現できた。そし
て、グラファイト層が削減されるため、工程数及び材料
点数が減少することにより低価格化が実現できた。本発
明は、この知見に基づきなされたものである。
【００１３】本発明は、弁作用金属からなる陽極と、弁
作用金属の酸化皮膜からなる誘電体と、誘電体を陽極と
共に挟持する対向電極とを備えた固体電解コンデンサ素
子において、対向電極を改良したものである。すなわ
ち、対向電極は、誘電体に接するとともに耐熱性の高い
導電性高分子からなる固体電解質層と、固体電解質層に
接する導電層とからなる。
作用金属の酸化皮膜からなる誘電体と、誘電体を陽極と
共に挟持する対向電極とを備えた固体電解コンデンサ素
子において、対向電極を改良したものである。すなわ
ち、対向電極は、誘電体に接するとともに耐熱性の高い
導電性高分子からなる固体電解質層と、固体電解質層に
接する導電層とからなる。
【００１４】耐熱性の高い導電性高分子とは、例えば、
１００℃の環境中で１０００時間保持した場合に、導電
率が初期値の８５％以上ある導電性高分子をいう。ま
た、導電性高分子の導電率は、好ましくは３０〜１００
［Ｓ／ｃｍ］である。３０［Ｓ／ｃｍ］以下では低ＥＳ
Ｒ化が実現困難になるため、１００［Ｓ／ｃｍ］以上で
は洩れ電流が大きくなるためである。導電性高分子の具
体例としては、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチ
オフェン等が挙げられる。これらの場合、導電層として
は銀ペーストが好ましい。
１００℃の環境中で１０００時間保持した場合に、導電
率が初期値の８５％以上ある導電性高分子をいう。ま
た、導電性高分子の導電率は、好ましくは３０〜１００
［Ｓ／ｃｍ］である。３０［Ｓ／ｃｍ］以下では低ＥＳ
Ｒ化が実現困難になるため、１００［Ｓ／ｃｍ］以上で
は洩れ電流が大きくなるためである。導電性高分子の具
体例としては、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチ
オフェン等が挙げられる。これらの場合、導電層として
は銀ペーストが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る固体電解コ
ンデンサ素子の一実施形態を示す断面図である。以下、
この図面に基づき説明する。
ンデンサ素子の一実施形態を示す断面図である。以下、
この図面に基づき説明する。
【００１６】固体電解コンデンサ素子１０は、弁作用金
属焼結体２１／酸化皮膜２２／導電性高分子層１３／銀
ペースト層２５からなる。弁作用金属焼結体２１が陽
極、酸化皮膜２２が誘電体、導電性高分子層１３が固体
電解質層、銀ペースト層２５が導電層、導電性高分子層
１３／銀ペースト層２５が対向電極である。
属焼結体２１／酸化皮膜２２／導電性高分子層１３／銀
ペースト層２５からなる。弁作用金属焼結体２１が陽
極、酸化皮膜２２が誘電体、導電性高分子層１３が固体
電解質層、銀ペースト層２５が導電層、導電性高分子層
１３／銀ペースト層２５が対向電極である。
【００１７】図２は、本実施形態の実施例、及びその比
較例における各特性を示す図表である。以下、図１、図
２及び図３［２］に基づき説明する。図２には、樹脂外
装後の１［ｋＨｚ］での容量、１００［ｋＨｚ］でのＥ
ＳＲ、６．３［Ｖ］／１分間充電後の漏れ電流値、１０
５［℃］−５００時間の高温暴露をしたときのＥＳＲ特
性変化（初期値に対する変化）を記載した。
較例における各特性を示す図表である。以下、図１、図
２及び図３［２］に基づき説明する。図２には、樹脂外
装後の１［ｋＨｚ］での容量、１００［ｋＨｚ］でのＥ
ＳＲ、６．３［Ｖ］／１分間充電後の漏れ電流値、１０
５［℃］−５００時間の高温暴露をしたときのＥＳＲ特
性変化（初期値に対する変化）を記載した。
【００１８】
【実施例１】図１において、弁作用金属焼結体２１とし
て、縦４．０［ｍｍ］×横３．６［ｍｍ］×厚さ１．８
［ｍｍ］のタンタル微粉末焼結体を用いた。そして、弁
作用金属焼結体２１をリン酸水溶液に浸漬し、２０
［Ｖ］で陽極酸化することにより酸化皮膜２２を形成し
た。続いて、酸化皮膜２２の表面に、ポリ３，４−エチ
レンジオキシチオフェンからなる導電性高分子層１３を
形成した。このとき、導電性高分子層１３の膜厚は５〜
５０［μｍ］であった。最後に、導電性高分子層１３の
表面に銀ペースト層２５を形成することにより、固体電
解コンデンサ素子１０を得た。
て、縦４．０［ｍｍ］×横３．６［ｍｍ］×厚さ１．８
［ｍｍ］のタンタル微粉末焼結体を用いた。そして、弁
作用金属焼結体２１をリン酸水溶液に浸漬し、２０
［Ｖ］で陽極酸化することにより酸化皮膜２２を形成し
た。続いて、酸化皮膜２２の表面に、ポリ３，４−エチ
レンジオキシチオフェンからなる導電性高分子層１３を
形成した。このとき、導電性高分子層１３の膜厚は５〜
５０［μｍ］であった。最後に、導電性高分子層１３の
表面に銀ペースト層２５を形成することにより、固体電
解コンデンサ素子１０を得た。
【００１９】図２に示すように、固体電解コンデンサ素
子１０のコンデンサ特性（容量、誘電正接、漏れ電流）
を測定したところ、良好な特性、特に従来技術よりもＥ
ＳＲの低い特性が得られた。更に、固体電解コンデンサ
素子１０に陽・陰極端子接続後、モールド外装して得ら
れたコンデンサにおいても、良好な特性が得られた。
子１０のコンデンサ特性（容量、誘電正接、漏れ電流）
を測定したところ、良好な特性、特に従来技術よりもＥ
ＳＲの低い特性が得られた。更に、固体電解コンデンサ
素子１０に陽・陰極端子接続後、モールド外装して得ら
れたコンデンサにおいても、良好な特性が得られた。
【００２０】
【実施例２】図１において、実施例１の導電性高分子層
１３を、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンから
ポリアニリンに変更した。他の工程は実施例１と同様で
ある。得られたコンデンサの特性を図２に示す。
１３を、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンから
ポリアニリンに変更した。他の工程は実施例１と同様で
ある。得られたコンデンサの特性を図２に示す。
【００２１】
【比較例１】図３［２］において、実施例１と同様の条
件で導電性高分子ポリ３，４−エチレンジオキシチオフ
ェンからなる導電性高分子層３３を形成した。続いて、
順次グラファイト層２４、銀ペースト層２５を形成し
た。すなわち、対向電極を、導電性高分子層３３／グラ
ファイト層２４／銀ペースト層２５の三層構造とした。
件で導電性高分子ポリ３，４−エチレンジオキシチオフ
ェンからなる導電性高分子層３３を形成した。続いて、
順次グラファイト層２４、銀ペースト層２５を形成し
た。すなわち、対向電極を、導電性高分子層３３／グラ
ファイト層２４／銀ペースト層２５の三層構造とした。
【００２２】図２に示すように、固体電解コンデンサ素
子３０のコンデンサ特性（容量、誘電正接、漏れ電流）
を測定したところ、ＥＳＲ特性が実施例１に比べ約１５
％高かった。更に、固体電解コンデンサ素子３０に陽・
陰極端子接続後、モールド外装して得られたコンデンサ
においても、ＥＳＲ特性が約１５％高かった。
子３０のコンデンサ特性（容量、誘電正接、漏れ電流）
を測定したところ、ＥＳＲ特性が実施例１に比べ約１５
％高かった。更に、固体電解コンデンサ素子３０に陽・
陰極端子接続後、モールド外装して得られたコンデンサ
においても、ＥＳＲ特性が約１５％高かった。
【００２３】
【比較例２】実施例１の導電性高分子をポリピロール
（耐熱性の低い導電性高分子）に変更しただけで、対向
電極を導電性高分子層／銀ペースト層の二層構造とし
た。固体電解コンデンサ素子のコンデンサ特性（容量、
誘電正接、漏れ電流）は実施例１と同等であった。ただ
し、図２に示すように、ＥＳＲ特性は材料に起因して高
くなった。更に、固体電解コンデンサ素子に陽・陰極端
子接続後、モールド外装したコンデンサを１０５［℃］
−５００時間の高温暴露したときに、ＥＳＲ特性の劣化
が確認された。
（耐熱性の低い導電性高分子）に変更しただけで、対向
電極を導電性高分子層／銀ペースト層の二層構造とし
た。固体電解コンデンサ素子のコンデンサ特性（容量、
誘電正接、漏れ電流）は実施例１と同等であった。ただ
し、図２に示すように、ＥＳＲ特性は材料に起因して高
くなった。更に、固体電解コンデンサ素子に陽・陰極端
子接続後、モールド外装したコンデンサを１０５［℃］
−５００時間の高温暴露したときに、ＥＳＲ特性の劣化
が確認された。
【００２４】
【発明の効果】従来の固体電解コンデンサ素子の対向電
極は、導電性高分子層／グラファイト層／銀ペースト層
の三層であった。本発明に係る固体電解コンデンサ素子
によれば、導電性高分子を耐熱性の高いものとしたこと
により、グラファイト層を省略できる。そのため、グラ
ファイト層の抵抗分及びその界面抵抗分を削減できるの
で、低ＥＳＲ化を達成できる。また、製造工程が簡略化
されるとともに、材料費も低減されるので、低価格化も
達成できる。更に、グラファイト層の膜厚分だけ小型化
も達成できる。
極は、導電性高分子層／グラファイト層／銀ペースト層
の三層であった。本発明に係る固体電解コンデンサ素子
によれば、導電性高分子を耐熱性の高いものとしたこと
により、グラファイト層を省略できる。そのため、グラ
ファイト層の抵抗分及びその界面抵抗分を削減できるの
で、低ＥＳＲ化を達成できる。また、製造工程が簡略化
されるとともに、材料費も低減されるので、低価格化も
達成できる。更に、グラファイト層の膜厚分だけ小型化
も達成できる。
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサ素子の一実施
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図２】図１の固体電解コンデンサ素子の実施例及びそ
の比較例における、各特性を示す図表である。
の比較例における、各特性を示す図表である。
【図３】従来の固体電解コンデンサ素子を示す断面図で
あり、図３［１］が第一例、図３［２］が第二例であ
る。
あり、図３［１］が第一例、図３［２］が第二例であ
る。
【符号の説明】 １０ 固体電解コンデンサ素子 １３ 導電性高分子層 ２１ 弁作用金属焼結体 ２２ 酸化皮膜 ２５ 銀ペースト層
Claims (6)
- 【請求項１】 弁作用金属からなる陽極と、前記弁作用
金属の酸化皮膜からなる誘電体と、この誘電体を前記陽
極と共に挟持する対向電極と、 を備えた固体電解コンデンサ素子において、 前記対向電極は、前記誘電体に接するとともに耐熱性の
高い導電性高分子からなる固体電解質層と、この固体電
解質層に接する導電層とからなる、 ことを特徴とする固体電解コンデンサ素子。 - 【請求項２】 前記耐熱性の高い導電性高分子とは、１
００［℃］の環境中で１０００時間保持した場合に、導
電率が初期値の８５％以上ある導電性高分子をいう、 請求項１記載の固体電解コンデンサ素子。 - 【請求項３】 前記導電性高分子の導電率が３０〜１０
０［Ｓ／ｃｍ］である、 請求項１又は２記載の固体電解コンデンサ素子。 - 【請求項４】 前記導電性高分子がポリアニリンであ
る、 請求項１記載の固体電解コンデンサ素子。 - 【請求項５】 前記導電性高分子がポリエチレンジオキ
シチオフェンである、 請求項１記載の固体電解コンデンサ素子。 - 【請求項６】 前記導電層が銀ペーストからなる、 請求項４又は５記載の固体電解コンデンサ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24430199A JP2001068381A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 固体電解コンデンサ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24430199A JP2001068381A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 固体電解コンデンサ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068381A true JP2001068381A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17116712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24430199A Withdrawn JP2001068381A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 固体電解コンデンサ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001068381A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059776A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ |
| JP2005033813A (ja) * | 2004-07-26 | 2005-02-03 | Nec Corp | シールドスリップ線路型素子 |
| US6873518B2 (en) | 2001-09-20 | 2005-03-29 | Nec Corporation | Shielded strip line device and method of manufacture thereof |
| JP2008300637A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | E I Du Pont De Nemours & Co | 固体電解コンデンサ電極用導体ペーストおよび該導体ペーストを使用した固体電解コンデンサの電極の製造方法 |
| JP2012069788A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解コンデンサ |
-
1999
- 1999-08-31 JP JP24430199A patent/JP2001068381A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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