JP2006352172A - 固体電解コンデンサとその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陰極箔の表面に化成皮膜を形成し、さらにその上に金属窒化物からなる皮膜を形成することにより、この金属窒化物が陰極箔の表面に形成された化成皮膜の一部を除去して、金属窒化物と陰極箔金属とが導通する。その結果、陰極箔の容量が無限大となり、陰極箔表面の容量成分がなくなり、結果として、陽極箔と陰極箔の合成容量であるコンデンサの静電容量が、陽極箔のみの静電容量と等しくなって最大となる。また、陰極箔の容量成分がなくなることによって、その誘電損失分もなくなるので、tanδも低減する。従って、本発明によれば、ESRの低減を図り、容量出現率の向上を可能とした固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することができる。
【選択図】なし
Description
この式から明らかなように、静電容量の増大を図るためには、電極表面積の拡大、高誘電率を有する絶縁膜材料の選択、絶縁膜の薄膜化が有効である。これらのうち、電極表面積の拡大を図るべく単純に大きな電極を用いることは、電解コンデンサの大型化を招くだけなので好ましくない。そのため、従来から、電極材料の基材であるアルミニウム箔の表面にエッチング処理を施して凹凸を形成することにより、実質的な表面積を拡大することが行われている。
以下、本発明の第1実施形態を表1に従って具体的に説明する。
高純度のアルミニウム箔(純度99%、厚さ50μm)を4mm×30mmに切断したものを被処理材として使用し、エッチング処理後、化成電圧2Vで0.15%のリン酸二水素アンモニウムの水溶液で化成し、さらにその表面にTiN膜を陰極アークプラズマ蒸着法により形成した。なお、陰極アークプラズマ蒸着法の条件は、窒素雰囲気中でTiターゲットを用い、高純度のアルミニウム箔を200℃に加熱し、5×10−3Torr、300A、20Vで行った。そして、この陰極箔を陽極箔及びセパレータと共に巻回して、素子形状が4φ×7Lのコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子にEDTモノマーを含浸し、さらに酸化剤溶液として45%のパラトルエンスルホン酸第二鉄のブタノール溶液を含浸して、100℃、1時間加熱した。その後、コンデンサ素子の表面を樹脂で被覆し、エージングを行って、固体電解コンデンサを形成した。なお、この固体電解コンデンサの定格電圧は6.3WV、定格容量は33μFである。
被処理材には実施例1と同じものを用い、エッチング処理後、化成電圧2Vで0.15%のリン酸二水素アンモニウムの水溶液で化成して陰極箔を作成した。そして、この陰極箔を用い、実施例1と同様にして固体電解コンデンサを形成した。
被処理材には実施例1と同じものを用い、表面に化成皮膜及び金属窒化物からなる皮膜を形成していないものを陰極箔として用いた。そして、この陰極箔を用い、実施例1と同様にして固体電解コンデンサを形成した。
上記の方法により得られた実施例1、比較例1及び従来例1の固体電解コンデンサの電気的特性を表1に示す。
本実施形態は、電解質層として二酸化鉛を用いた巻回型の固体電解コンデンサに関するものである。なお、本発明に係る表面に化成皮膜を形成し、さらにその上に金属窒化物からなる皮膜を形成した陰極箔は、以下の実施例2のように作成した。また、比較例2として、陰極表面に実施例2と同じ化成電圧で化成皮膜のみを形成した陰極箔を用い、従来例2として通常の陰極箔を用いた。
高純度のアルミニウム箔(純度99%、厚さ50μm)を4mm×30mmに切断したものを被処理材として使用し、エッチング処理後、化成電圧2Vで0.15%のリン酸二水素アンモニウムの水溶液で化成し、さらにその表面にTiN膜を陰極アークプラズマ蒸着法により形成した。なお、陰極アークプラズマ蒸着法の条件は、窒素雰囲気中でTiターゲットを用い、高純度のアルミニウム箔を200℃に加熱し、5×10−3Torr、300A、20Vで行った。そして、この陰極箔を陽極箔及びセパレータと共に巻回して、素子形状が4φ×7Lのコンデンサ素子を形成した。このコンデンサ素子を、3モル/リットルの酢酸鉛水溶液に浸漬し、ここに、同量の3モル/リットルの過硫酸アンモニウム水溶液を加え、室温で1時間放置した。次いで、このコンデンサ素子を水洗、乾燥した後、実施例1と同様にして、定格電圧6.3WV、定格容量22μFの固体電解コンデンサを形成した。
被処理材には実施例2と同じものを用い、エッチング処理後、化成電圧2Vで0.15%のリン酸二水素アンモニウムの水溶液で化成して陰極箔を作成した。そして、この陰極箔を用い、実施例2と同様にして固体電解コンデンサを形成した。
被処理材には実施例2と同じものを用い、表面に化成皮膜及び金属窒化物からなる皮膜を形成していないものを陰極箔として用いた。そして、この陰極箔を用い、実施例2と同様にして固体電解コンデンサを形成した。
上記の方法により得られた実施例2、比較例2及び従来例2の固体電解コンデンサの電気的特性を表2に示す。
Claims (9)
- 弁金属からなる陰極箔と表面に酸化皮膜を形成した弁金属からなる陽極箔とを、セパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成し、前記陰極箔と陽極箔の間に導電性ポリマーからなる電解質層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
前記陰極箔の表面に化成皮膜を形成し、さらにその上に化成皮膜の一部を除去するよう蒸着層を形成するとともに、蒸着層と陰極箔を導通させたことを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 弁金属からなる陰極箔と表面に酸化皮膜を形成した弁金属からなる陽極箔とを、セパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成し、前記陰極箔と陽極箔の間に二酸化鉛からなる電解質層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
前記陰極箔の表面に化成皮膜を形成し、さらにその上に化成皮膜の一部を除去するよう蒸着層を形成するとともに、蒸着層と陰極箔を導通させたことを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 蒸着層が金属窒化物からなる皮膜であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記導電性ポリマーが、ポリエチレンジオキシチオフェンであ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。
- 前記弁金属がアルミニウムであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記金属窒化物が、TiN、ZrN、TaN、NbNのいずれかであ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。
- 前記蒸着法が、陰極アークプラズマ蒸着法であることを特徴とする請求項7に記載の固体電解コンデンサ。
- 弁金属からなる陰極箔と表面に酸化皮膜を形成した弁金属からなる陽極箔とを、セパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成し、前記陰極箔と陽極箔の間に導電性ポリマーからなる電解質層を形成する固体電解コンデンサの製造方法において、
前記陰極箔の表面に化成皮膜を形成し、さらにその上に化成皮膜の一部を除去するよう蒸着層を形成するとともに、蒸着層と陰極箔を導通させることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 弁金属からなる陰極箔と表面に酸化皮膜を形成した弁金属からなる陽極箔とを、セパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成し、前記陰極箔と陽極箔の間に二酸化鉛からなる電解質層を形成する固体電解コンデンサの製造方法において、
前記陰極箔の表面に化成皮膜を形成し、さらにその上に化成皮膜の一部を除去するよう蒸着層を形成するとともに、蒸着層と陰極箔を導通させることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
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