JP2009071003A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサおよびその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】固体電解コンデンサは、金属箔からなる陽極体1と、この陽極体1の表面に形成された円筒状突起8と、陽極体1の表面および円筒状突起8の筒内外の表面に形成された金属層1aと、この金属層1aの表面に形成された誘電体層2と、この誘電体層2を覆うように形成された導電性高分子層3と、この導電性高分子層3を覆うように形成された陰極層4と、を備える。ここで、円筒状突起8は、単層構造のカーボンナノチューブにより構成され、金属箔からなる陽極体1の表面側と裏面側のそれぞれに直立して設けられる。そして、金属層1aは、円筒状突起8の外面側だけでなく内面側をほぼ均一に被覆し、その形状を反映して円筒状に形成されている。
【選択図】図3
Description
次に、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造プロセスについて説明する。図4は固体電解コンデンサの製造プロセスを説明するための概略断面図であり、図4(A)はカーボンナノチューブからなる円筒状突起形成後、図4(B)は金属層形成後、図4(C)は誘電体層形成後、図4(D)は導電性高分子層形成後に対応する。また、図5は円筒状突起形成後における固体電解コンデンサの上面図である。
実施例1では、以下の工程を経て固体電解コンデンサA1を作製した。
実施例2では、工程1Aにおける厚さ0.1mmを有する純度99.9%のアルミニウム箔に代えて厚さ0.1mmを有する純度99.9%のタンタル箔を用いたこと、工程3Aにおけるアルミニウム膜に代えてタンタル膜を用いたこと以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサA2を作製した。
実施例3では、工程1Aにおける厚さ0.1mmを有する純度99.9%のアルミニウム箔に代えて厚さ0.1mmを有する純度99.9%のニオブ箔を用いたこと、工程3Aにおけるアルミニウム膜に代えてニオブ膜を用いたこと以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサA3を作製した。
実施例4では、工程1Aにおける厚さ0.1mmを有する純度99.9%のアルミニウム箔はそのままで、工程3Aにおけるアルミニウム膜に代えてタンタル膜を用いたこと以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサA4を作製した。
実施例5では、工程1Aにおける厚さ0.1mmを有する純度99.9%のアルミニウム箔はそのままで、工程3Aにおけるアルミニウム膜に代えてニオブ膜を用いたこと以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサA5を作製した。
比較例1では、工程2Aにおけるカーボンナノチューブからなる円筒状突起の形成と、工程3Aにおけるアルミニウム膜のスパッタ形成と、を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサX1を作製した。
比較例2では、工程1Aにおける厚さ0.1mmを有する純度99.9%のアルミニウム箔に代えて厚さ0.1mmを有する純度99.9%のタンタル箔を用いたこと以外は、比較例1と同様にして固体電解コンデンサX2を作製した。
比較例3では、工程1Aにおける厚さ0.1mmを有する純度99.9%のアルミニウム箔に代えて厚さ0.1mmを有する純度99.9%のニオブ箔を用いたこと以外は、比較例1と同様にして固体電解コンデンサX3を作製した。
比較例4では、工程2Aにおけるカーボンナノチューブからなる円筒状突起の形成を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサX4を作製した。
各固体電解コンデンサについて静電容量および水中容量を評価した。表1に各固体電解コンデンサにおける静電容量および水中容量の評価結果を示す。ここで、水中容量は陽極体に誘電体層だけを形成したコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサ(工程4Aまで作製したコンデンサ)をアジピン酸液中に浸漬して測定した容量である。静電容量(水中容量)はLCRメータを用いて周波数120Hzにて測定した。なお、表中の静電容量の
測定値は、固体電解コンデンサ試料10個の平均値を用い、比較例1(固体電解コンデンサX1)における静電容量(水中容量)の測定結果を100として規格化している。
(固体電解コンデンサX1)や実施例1(固体電解コンデンサA1)よりも固体電解コンデンサの静電容量が増加する。これは、円筒状突起を設けたことによる陽極全体の表面積の増加に加え、固体電解コンデンサの誘電体層が酸化アルミニウムよりも比誘電率の高い酸化ニオブで構成されたことによると推察される。
、円筒状突起8を被覆する金属層1aにより陽極全体の表面積が増加したことによると推察される。
。
Claims (6)
- 第1の弁作用金属またはその合金の金属箔からなる陽極体と、
前記陽極体上に形成された複数の筒状突起と、
前記陽極体の表面および前記筒状突起の筒内外の表面に形成され、第2の弁作用金属またはその合金からなる金属層と、
前記金属層の表面に形成された誘電体層と、
前記誘電体層を覆うように形成された陰極と、
を備える、固体電解コンデンサ。 - 前記筒状突起は前記陽極体の表面に直立してい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。
- 前記第1の弁作用金属またはその合金と前記第2の弁作用金属またはその合金とは同じ金属または合金であることを特徴とする請求項1または2に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記第2の弁作用金属またはその合金の酸化物は前記第1の弁作用金属またはその合金の酸化物よりも誘電率が大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の固体電解コンデンサ。
- 第1の弁作用金属またはその合金の金属箔からなる陽極体上にカーボンナノチューブからなる複数の筒状突起を形成する第1の工程と、
スパッタ法を用いて前記陽極体の表面および前記筒状突起の筒内外の表面を被覆するように第2の弁作用金属またはその合金からなる金属層を形成する第2の工程と、
陽極酸化することにより前記金属層の表面に誘電体層を形成する第3の工程と、
前記誘電体層を覆うように陰極を形成する第4の工程と、
を備える、固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記第1の工程は、前記陽極体上に金属粒子触媒を分布させるステップと、前記金属粒子触媒を核としてカーボンナノチューブを成長させるステップと、を含むことを特徴とする請求項5に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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