JP2009505413A - 固体コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
固体コンデンサおよびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009505413A JP2009505413A JP2008526555A JP2008526555A JP2009505413A JP 2009505413 A JP2009505413 A JP 2009505413A JP 2008526555 A JP2008526555 A JP 2008526555A JP 2008526555 A JP2008526555 A JP 2008526555A JP 2009505413 A JP2009505413 A JP 2009505413A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid capacitor
- forming
- layer
- solid
- conductive polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 119
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims abstract description 38
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- BFRGSJVXBIWTCF-UHFFFAOYSA-N niobium monoxide Chemical compound [Nb]=O BFRGSJVXBIWTCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 23
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 16
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 14
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 14
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 7
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FYMCOOOLDFPFPN-UHFFFAOYSA-K iron(3+);4-methylbenzenesulfonate Chemical compound [Fe+3].CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1.CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1.CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 FYMCOOOLDFPFPN-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 claims description 6
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 4
- 239000012705 liquid precursor Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 4
- 238000007743 anodising Methods 0.000 claims description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 claims description 2
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 74
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 12
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- -1 sulfonic acid ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000003090 exacerbative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
- H01G9/025—Solid electrolytes
- H01G9/032—Inorganic semiconducting electrolytes, e.g. MnO2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/48—Conductive polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/54—Electrolytes
- H01G11/56—Solid electrolytes, e.g. gels; Additives therein
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/0029—Processes of manufacture
- H01G9/0036—Formation of the solid electrolyte layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
- H01G9/025—Solid electrolytes
- H01G9/028—Organic semiconducting electrolytes, e.g. TCNQ
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
- H01G9/052—Sintered electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/15—Solid electrolytic capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本発明は、固体コンデンサの分野に関し、特に、多孔質導電性の金属酸化物の陽極体から形成され、導電性ポリマの陰極層を有する固体電解コンデンサを製造する方法と、それによって形成されるコンデンサに関する。本発明に係る固体コンデンサは、多孔質陽極体と、多孔質陽極体の表面上に形成される誘電体層と、誘電体層上に形成される陰極層とを含み、陽極体が導電性セラミック材料から形成され、陰極層が導電性ポリマ材料から形成される組合せを特徴とする。導電性セラミック材料は、金属酸化物または金属窒化物でよい。
Description
本発明は固体コンデンサの分野に関し、特に、多孔質導電性の金属酸化物の陽極体から形成され、導電性ポリマの陰極層を有する固体電解コンデンサを製造する方法と、それによって形成されるコンデンサに関する。
固体コンデンサ(solid state capacitor)は、主に、このようなコンデンサ内に備えられる大きな表面積と薄い誘電体によって、比較的限られた容積空間中に極めて大きな静電容量を備えることが可能であるために貴重である。固体コンデンサは、当技術分野において製造され、酸化されて誘電層を形成することが可能な弁作用(valve action)材料を使用する。典型的な弁作用金属はニオブとタンタルである。この製造方法は、固体コンデンサ形成材料の粉末の塊を準備する工程と、この塊を所定の形状に形成するために圧縮する工程と、圧縮された塊を焼結してこの塊を単体の多孔質体(unitary porous body)に一体化する工程と、この多孔質体に陽極処理を行って多孔質体中の表面上に誘電体コーティングを形成する工程と、その後、この誘電体コーティング上に導電性陰極層コーティングを形成する工程とを含む。
このような固体コンデンサでは、陽極処理(anodised)された部品(component)はコンデンサの陽極を画定し、誘電体上の導電性コーティングが陰極すなわち対極を形成する。
当技術分野では、陽極および誘電体層を形成するために多様な固体材料が使用されてきた。当技術分野における主要な固体コンデンサは、タンタルおよび五酸化タンタルをそれぞれベースとした陽極および誘電体を有する。ニオブをベースとしたコンデンサは30年間知られているが、コンデンサ用の純度と品位のニオブ粉末を得ることが困難なこと等により、このようなコンデンサの性能は限られていた。近年、ニオブは経済性を備える好適な粉末として注目されるようになった。
さらに最近になって、導電性一酸化ニオブで作られた陽極と、五酸化ニオブをベースとした誘電体とを有するコンデンサが開発された。五酸化ニオブの酸化物粉末を還元して酸化ニオブ陽極を形成することが開示されている(例えば、特許文献1(Fifeら)、特許文献2(Fifeら)、特許文献3(Fifeら)、特許文献4(Kimmelら)、特許文献5(Fifeら)、および特許文献6(Kimmelら)参照)。これらの文献の開示内容を本明細書の一部としてここに援用する。
一酸化ニオブをベースとしたコンデンサは、タンタルおよびニオブ金属コンデンサよりも著しく利点がある。第1に、ニオブおよびその酸化物は、タンタルよりも、より広く入手可能であり潜在的に処理が安価である。第2に、一酸化ニオブをベースとしたコンデンサは、タンタルおよびニオブよりも、さらなる酸化に対してより安定であり、過電圧(または過負荷)時に熱暴走の傾向が少ない。第3に、一酸化ニオブは、ニオブおよびタンタルと比べ、最小発火エネルギー(ignition energy)が数桁低い。一酸化ニオブと対照的に、ニオブおよびタンタルコンデンサ陽極は標準的な応用条件で発火によって故障し、明らかに関連する火災の危険性をこのコンデンサが組み込まれている装置にもたらす。したがって、発火の危険性が高い用途、または、軍事、航空電子工学、または医療電子工学用途等の極めて高い信頼性が要求される場合には、一酸化ニオブをベースとしたコンデンサは、ニオブまたはタンタルに対して、より安全で信頼性の高い代替品となる。
一酸化ニオブをベースとしたコンデンサは、このタイプのコンデンサに特有な、故障に対して耐性の高い機構を備える。絶縁破壊の後、短絡したコンデンサは初め非常に高い抵抗を有すが、これにより、漏れ電流をコンデンサの熱暴走点以下の水準に抑える。これは、熱暴走とコンデンサの発火を防止し、また、このコンデンサが少なくともある程度機能し続けることを可能とする。
この効果の原点は、複数の安定な酸化状態で存在するニオブの能力にある。短絡発生の間に、短絡経路に沿ってNbO2を生成するために十分なエネルギーが存在すると考えられる。NbO2は半導電性酸化物であり、短絡経路の抵抗を増加させて、これを事実上絶縁する。対照的に、タンタルでは安定な亜酸化物を形成せず短絡抵抗が低いままであり、十分なエネルギーが供給されるとコンデンサは熱暴走に入る可能性がある。ニオブ金属コンデンサは、一酸化ニオブコンデンサと同様に、安定な酸化物を形成することができる。しかし、最初に形成される安定な酸化物は導電性の高い一酸化ニオブであるため、短絡経路の抵抗値を増加させず、したがってニオブ金属コンデンサは熱暴走に入る。
一酸化ニオブをベースとしたコンデンサは、過熱(overheat)時にその構造を不可逆的に非導電性構造に変化させる能力があるため、これによる自己回復過程を利用する利点がある。誘電体層に欠陥が現れると、抵抗率が局部的に減少し、抵抗率が低下した場所を介して増加電流が流れる。次に、この増加電流は、誘電体との境界上の固体電解質を過熱させる。固体電解質は局部的に非導電性の形態へ変化し、漏れがある場所の中の欠陥を実質的に塞ぐため、漏れがある場所の導電性を減少させる。
従来のコンデンサの陰極は、主に二酸化マンガンから製造され、総称的にマンガン化(manganizing)と称される工程によって形成される。この工程において、導電性の対極コーティングが、陽極処理で形成された誘電体上に形成される。マンガン化処理は典型的に、硝酸マンガンの溶液中に陽極処理した素子を浸漬することによって実施され、含浸した素子を湿気のある雰囲気中で加熱し、この硝酸塩を固形導電性二酸化マンガンに変える。陰極としての二酸化マンガンの使用には、不利な点もいくつかある。第1に、典型的なコンデンサの多孔質構造中に塗布した後の体積導電率は、典型的に0.1S/cmである。このような高い体積導電率は、低中周波数でコンデンサの全ESR(等価直列抵抗)に悪影響を与える。さらに、二酸化マンガンは強力な酸化剤である。コンデンサの一部が過熱した場合、二酸化マンガンは多量の酸素を供給可能であり、コンデンサの熱暴走を悪化させる。
タンタルコンデンサで使用する際の二酸化マンガンに関連する問題を克服するために、導電性ポリマを含むコンデンサが開発された。このようなポリマをベースとしたコンデンサは10から100S/cmもの高い導電率を有し、これは誘電体から外部接触子に著しい損失なしに電流を伝導するのに十分である。ポリマをベースとした対極は、自己回復性および十分な熱安定性を示す。
タンタルコンデンサ中の導電性ポリマ層の使用を開示した特許公開が数件ある。
サカタらは、粘性のある導電性ポリマがタンタル陽極の粗い表面を濡らす能力を持たない問題に対処している(例えば、特許文献7参照)。二段階のポリマ形成工程が開示され、この中で第1の導電層が化学酸化とその場(in situ)重合工程によって形成される。次に、第2の非ドープのポリマ層が第1の層の上に形成され、第2の層が続いてドープされてこれに導電性を与える。第1の層の塗布では、ピロールのモノマ(pyrrole monomer)が塗布され、次に酸化され、ポリピロールを形成する。
サカタらは、導電性ポリマ層とグラファイト陰極層との間の粘着性の問題に対処している(例えば、特許文献8参照)。これは、ポリマ表面を粗くし、層間の機械的結合性を向上させることにより解決している。
サカタら、およびクドーらは、導電性ポリマ層を有するタンタルコンデンサを開示している(例えば、特許文献9および特許文献10参照)。
サカタらは、粘性のある導電性ポリマがタンタル陽極の粗い表面を濡らす能力を持たない問題に対処している(例えば、特許文献7参照)。二段階のポリマ形成工程が開示され、この中で第1の導電層が化学酸化とその場(in situ)重合工程によって形成される。次に、第2の非ドープのポリマ層が第1の層の上に形成され、第2の層が続いてドープされてこれに導電性を与える。第1の層の塗布では、ピロールのモノマ(pyrrole monomer)が塗布され、次に酸化され、ポリピロールを形成する。
サカタらは、導電性ポリマ層とグラファイト陰極層との間の粘着性の問題に対処している(例えば、特許文献8参照)。これは、ポリマ表面を粗くし、層間の機械的結合性を向上させることにより解決している。
サカタら、およびクドーらは、導電性ポリマ層を有するタンタルコンデンサを開示している(例えば、特許文献9および特許文献10参照)。
金属酸化物または金属窒化物などの導電性セラミック材料をベースとしたコンデンサの製造は、ある種の問題をもたらす。特に、陽極体の細孔は、この陽極体の細孔に液体が入ることによって密着性の陰極層の形成が困難になるような大きさである。本発明は、この問題および他の問題を解決しようとするものである。
本発明の一態様によると、多孔質陽極体と、多孔質陽極体の表面上に形成される誘電体層と、誘電体層上に形成される陰極層とを含み、陽極体が導電性セラミック材料から形成され、陰極層が導電性ポリマ材料から形成される組合せを特徴とする固体コンデンサが提供される。
本発明の他の態様によると、
(i)多孔質陽極体を準備する工程と、
(ii)多孔質陽極体の表面上に誘電体層を形成する工程と、
(iii)誘電体層上に陰極層を形成する工程とを含み、陽極体が導電性セラミック材料から形成され、陰極層が導電性ポリマ材料から形成される組合せを特徴とする固体コンデンサを形成する方法が提供される。
(i)多孔質陽極体を準備する工程と、
(ii)多孔質陽極体の表面上に誘電体層を形成する工程と、
(iii)誘電体層上に陰極層を形成する工程とを含み、陽極体が導電性セラミック材料から形成され、陰極層が導電性ポリマ材料から形成される組合せを特徴とする固体コンデンサを形成する方法が提供される。
導電性セラミック材料は、金属酸化物または金属窒化物でよい。好ましくは、金属酸化物は酸化ニオブである。酸化ニオブは、ニオブ:酸素の原子比が1:0.5から1:2.5である。典型的には、酸化ニオブは一酸化ニオブ、または、平均でニオブの酸素に対する比率が約1である酸化ニオブの組合せを含む。
特性を向上させるために、酸化ニオブは少なくとも2,000ppmの窒素を含有してよい。
従来通り、導電性セラミックは、グリーンパウダ(green powder)微粒子プリフォーム(pre-form)の焼結(sintering)によって、陽極体に形成してよい。
特性を向上させるために、酸化ニオブは少なくとも2,000ppmの窒素を含有してよい。
従来通り、導電性セラミックは、グリーンパウダ(green powder)微粒子プリフォーム(pre-form)の焼結(sintering)によって、陽極体に形成してよい。
本発明のある態様では、導電性ポリマ層は、導電性ポリマ材料の複数層の積層体を含む。これは、層毎に細孔が徐々に密着して充填されることを可能とし、陽極体全体で誘電体上に陰極層を良好に塗布することを可能とする。
導電性ポリマは、好ましくは内在的な導電性ポリマを含む。このようなポリマは、外来的な導電性ポリマと異なり、カーボンブラックのような導電性充填剤を添加してバルク(bulk)のポリマに導電性を与えることが可能となる。導電性ポリマは、アセチレン、チオフェン、ピロール、またはアニリンのモノマ単位またはそれらの混合物をベースとしたものでよい。
好適な実施形態では、導電性ポリマはポリチオフェンを含む。ポリチオフェンは、ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェンでよい。
導電性ポリマは、誘電体層の表面上でモノマプリカーサ(monomer precursor)のその場重合によって形成してよい。これは、重合によって粘度が増加する前に、自由に流動するポリマプリカーサ(polymer precursor)が塗布されて、陽極体を濡らすことを可能とする。
重合は、好都合な電解重合でよく、電圧を陽極体に印可して重合を誘発させることができる。
導電性ポリマは、後で凝固を可能にするまたは凝固するように誘発される液体プリカーサとして塗布されてよい。
好ましくは、液体プリカーサは、複数の層中に塗布されるべきであり、これによって、複数の分離した層、好ましくは少なくとも4つの層を含む導電性ポリマ層積層体を形成する。
導電性ポリマは、誘電体層の表面上でモノマプリカーサ(monomer precursor)のその場重合によって形成してよい。これは、重合によって粘度が増加する前に、自由に流動するポリマプリカーサ(polymer precursor)が塗布されて、陽極体を濡らすことを可能とする。
重合は、好都合な電解重合でよく、電圧を陽極体に印可して重合を誘発させることができる。
導電性ポリマは、後で凝固を可能にするまたは凝固するように誘発される液体プリカーサとして塗布されてよい。
好ましくは、液体プリカーサは、複数の層中に塗布されるべきであり、これによって、複数の分離した層、好ましくは少なくとも4つの層を含む導電性ポリマ層積層体を形成する。
導電性ポリマは、過剰な電荷を供給し導電性を可能にするまたは補助するドープ剤をさらに含んでよい。ドープ剤は陰イオンを含んでよい。ドープ剤は、陰イオンと陽イオンとを含むイオン化合物を含んでよい。
一実施形態では、ドープ剤は、トシル酸鉄(III)を含む。
ドープ剤は、スルホン酸溶液を含んでよい、または、さらに含む。
ドープ剤は、ポリマ中の導電性を向上させ得ると共に、陽極体上でモノマのその場重合を誘発するまたは容易にする役割を果し得る。
ドープ剤は、スルホン酸溶液を含んでよい、または、さらに含む。
ドープ剤は、ポリマ中の導電性を向上させ得ると共に、陽極体上でモノマのその場重合を誘発するまたは容易にする役割を果し得る。
本発明の一態様では、導電性ポリマは、第1の層、次に第2の層に塗布し、次にこれらの層のうちの1つがポリマプリカーサ層となり、他の層がドープ剤層になることによって形成される。好ましくは、ドープ剤層は、プリカーサ層の前に誘電体層に塗布される。
ドープ剤層とプリカーサ層は交互に順次塗布されて、多層陰極層を構築してよい。
好ましくは、最終製品のコンデンサは、5nA/CVよりも小さなDCLを有する。最終製品のコンデンサは、1,000CV/gから400,000CV/gまでの比電荷を有する。誘電体層は、6Vから150Vまでの電圧での陽極処理によって形成してよい。
コンデンサは、通常、陽極および陰極端子を備え、典型的には、PCB搭載または回路集積用に端子表面を露出したままで絶縁材料中に封入される。
ドープ剤層とプリカーサ層は交互に順次塗布されて、多層陰極層を構築してよい。
好ましくは、最終製品のコンデンサは、5nA/CVよりも小さなDCLを有する。最終製品のコンデンサは、1,000CV/gから400,000CV/gまでの比電荷を有する。誘電体層は、6Vから150Vまでの電圧での陽極処理によって形成してよい。
コンデンサは、通常、陽極および陰極端子を備え、典型的には、PCB搭載または回路集積用に端子表面を露出したままで絶縁材料中に封入される。
酸化ニオブがセラミック材料の場合、使用する粉末は、コンデンサの等級(grade)、形状、大きさに適するどのようなものでもよい。一酸化ニオブは、粉末または複数の粒子の形態でよい。使用可能な粉末タイプの例には、薄片状、角状、塊状、およびこれらの混合物または変形物を含む。典型的は一酸化ニオブの粉末は、メッシュの大きさが0.1〜500μmのものを含む。
多孔質体は、所望の特性を有するコンデンサ陽極の形成を可能にする焼結温度にて形成してよい。好ましくは、多孔質焼結体陽極は、焼結温度1,100℃、さらに好ましくは、1,100℃から1,750℃、さらに好ましくは、1,300℃から1,500℃で形成される。
誘電体層は、五酸化ニオブでよい。誘電体層は、陽極酸化または当技術分野における既知の他の技術によって、多孔質焼結体陽極の表面上に形成してよい。
誘電体層は、五酸化ニオブでよい。誘電体層は、陽極酸化または当技術分野における既知の他の技術によって、多孔質焼結体陽極の表面上に形成してよい。
酸化剤が、ポリマ層の生成に必要になる場合がある。好適な酸化剤を使用して、求められるモノマを誘電体の表面上に重合させる補助としてもよい。モノマおよび酸化剤は、誘電体層の表面上に同時または順次堆積させてよい。誘電体表面は、モノマを誘電体表面上に塗布する前に酸化剤でコーティングしもよいし、モノマを誘電体層に塗布した後でも、いずれでもよい。典型的には、モノマは、塗布後の30分間は十分に重合させる。
モノマまたは酸化剤は、多孔質体またはチップのコーティングのために開発された任意の技術によって誘電体層の表面に塗布してよい。モノマまたは酸化剤は、溶液、噴霧、または蒸気の形態で塗布してよい。高導電性ポリマの重合用の酸化剤は、酸化機能と十分な電子親和性を有した従来のどのような陽イオンでもよい。好適な酸化剤は、第2鉄(III)イオンである。トシル酸鉄(III)を使用してよい。
ポリマ層を導電性にするために、ドープ剤が必要である。誘電体層の表面は、ドープ剤およびモノマおよび酸化剤によって、同時または順次コーティングを施してよい。酸化剤およびドープ剤は、単一のまたは分離した化合物として導入してよい。電子供与体として働く有機または無機のルイス酸が、好適なドープ剤である。例えば、有機スルホン酸のイオンを使用してよい。
必要な数のポリマ層を形成するために、上記の一連の工程を必要に応じて繰り返してよい。複数の導電ポリマ層を備えてよい。第1のポリマ層の表面上の1つ、2つ、または3つ以上の導電性ポリマ層は、誘電体層の表面上に直接設けてもよい。
陽極および陰極の端子設置手段を備えてよい。陽極の端子設置手段は、露出した電気接触面を有する金属板を含んでよく、これによってコンデンサは、平らな表面を底面にして、この平らな表面の接触面で自立する。
代わりに、多孔質焼結体陽極から陽極端子までを接続する機能を持つ陽極ワイヤが存在してもよい。陽極ワイヤは、多孔質焼結体陽極の中に圧入してもよいし、多孔質焼結陽極体に溶接、焼結または他の手段によって付着させてもよい。陽極ワイヤは、陽極処理の前の任意の時点で埋め込み、または付着させてよい。
陰極または陽極端子板または層は、グラファイトおよび/または銀ペースト層に接着することによって、下にある陰極または陽極層に接続してよい。
多孔質焼結体陽極、誘電体層、陰極層、および陰極および陽極端子は、端子を露出させて、熱硬化性ポリマで充填したシリカで封入してよい。
製造されたコンデンサについて電気特性試験の結果と併せ、本発明を実施するための最適な方法の例によって、本発明の具体的な実施形態を説明する。
多孔質焼結体陽極、誘電体層、陰極層、および陰極および陽極端子は、端子を露出させて、熱硬化性ポリマで充填したシリカで封入してよい。
製造されたコンデンサについて電気特性試験の結果と併せ、本発明を実施するための最適な方法の例によって、本発明の具体的な実施形態を説明する。
(実施例1)
一酸化ニオブの多孔質焼結体(1)は、一端でペレット(pellet)に埋め込まれた陽極端子ワイヤの周りにグリーンプリカーサペレットを圧縮および焼結することを含む、従来の手段によって形成した。この陽極には、陽極酸化が施され、多孔質焼結体の表面上の誘電層として、五酸化ニオブの薄膜(2)が形成された。個々のサンプルには、次いで、以下の方法によって、ポリ[(3,4−エチレンジオキシ)チオフェン]の6つの導電性層で、コーティングを施した。
一酸化ニオブの多孔質焼結体(1)は、一端でペレット(pellet)に埋め込まれた陽極端子ワイヤの周りにグリーンプリカーサペレットを圧縮および焼結することを含む、従来の手段によって形成した。この陽極には、陽極酸化が施され、多孔質焼結体の表面上の誘電層として、五酸化ニオブの薄膜(2)が形成された。個々のサンプルには、次いで、以下の方法によって、ポリ[(3,4−エチレンジオキシ)チオフェン]の6つの導電性層で、コーティングを施した。
全てのサンプルは、最初に、ブチルアルコール中の40%のトシル酸鉄(III)溶液に浸漬した。この例では、トシル酸鉄(III)は、ドープ剤および酸化剤の両方として作用する。サンプルは乾燥させて、次に、3,4−エチレンジオキシチオフェンの溶液中に浸漬した。サンプルは60分間重合させ、次に、アルコール浴(alcohol bath)中で洗浄した。この浸漬工程を繰り返し、5回のポリ[(3,4−エチレンジオキシ)チオフェン]層の各塗布後、サンプルを、リン酸溶液を用いて水中で後処理(heal)した。次に、炭素のペースト層および銀のペースト層をこのポリマ層上に形成した。導電性粘着剤を、陰極リードフレーム(lead frame)の表面、およびこの粘着層に貼り付けられた陰極層に塗布した。次に、陽極ワイヤの自由端を、陽極リードフレームに溶接した。アセンブリの全体(entire assembly)を、エポキシ樹脂で充填されたシリカで封入して、リードフレーム板に対応する露出した端子を有するチップコンデンサを完成させた。
(実施例2)
第2の一組のサンプルを製作した。一酸化ニオブの多孔質焼結体に陽極酸化を施し、各多孔質焼結体の表面上に五酸化ニオブの薄膜を形成した。各サンプルには、ポリ[(3,4−エチレンジオキシ)チオフェン]の6つの導電性薄膜で、コーティングを施した。具体的には、全てのサンプルを、ブチルアルコールおよびN−メチルピロリドン混合物および溶剤としての複数のアルコールの混合物中で40%のトシル酸鉄(III)の存在下で3,4−エチレンジオキシチオフェン酸化的重合によって予め重合された溶液中に浸漬した。サンプルを重合させ、次にアルコール浴中で洗浄した。ポリ[(3,4−エチレンジオキシ)チオフェン]層の塗布後、サンプルを、有機リン酸溶液を用いて水中で後処理(heal)した。この後、サンプルの第1のセットの形成において説明した同様の一連の工程を行い、チップコンデンサを完成させた。
第2の一組のサンプルを製作した。一酸化ニオブの多孔質焼結体に陽極酸化を施し、各多孔質焼結体の表面上に五酸化ニオブの薄膜を形成した。各サンプルには、ポリ[(3,4−エチレンジオキシ)チオフェン]の6つの導電性薄膜で、コーティングを施した。具体的には、全てのサンプルを、ブチルアルコールおよびN−メチルピロリドン混合物および溶剤としての複数のアルコールの混合物中で40%のトシル酸鉄(III)の存在下で3,4−エチレンジオキシチオフェン酸化的重合によって予め重合された溶液中に浸漬した。サンプルを重合させ、次にアルコール浴中で洗浄した。ポリ[(3,4−エチレンジオキシ)チオフェン]層の塗布後、サンプルを、有機リン酸溶液を用いて水中で後処理(heal)した。この後、サンプルの第1のセットの形成において説明した同様の一連の工程を行い、チップコンデンサを完成させた。
(比較例)
一組の比較例も製造し、試験した。従来の方法により、上述したサンプルのセットの製造で用いたものに相当する一酸化ニオブ多孔質焼結体に、二酸化マンガン導電性薄膜の2つの層でコーティングを施した。サンプルを、水中で硝酸マンガンの溶液に浸漬した。この例では、二酸化マンガンの導電性薄膜を得るために熱分解を施した。二酸化マンガン層の各塗布後、サンプルを、リン酸溶液を用いて水中で後処理(heal)した。この後、第1と第2のサンプルのセットの形成で説明した、同様の最後の端子設置と一連の封入工程を行い、チップコンデンサを完成させた。
一組の比較例も製造し、試験した。従来の方法により、上述したサンプルのセットの製造で用いたものに相当する一酸化ニオブ多孔質焼結体に、二酸化マンガン導電性薄膜の2つの層でコーティングを施した。サンプルを、水中で硝酸マンガンの溶液に浸漬した。この例では、二酸化マンガンの導電性薄膜を得るために熱分解を施した。二酸化マンガン層の各塗布後、サンプルを、リン酸溶液を用いて水中で後処理(heal)した。この後、第1と第2のサンプルのセットの形成で説明した、同様の最後の端子設置と一連の封入工程を行い、チップコンデンサを完成させた。
次いで、コンデンサの性能を評価し、その結果を以下の表に記載する。
本発明のコンデンサは、従来の陰極層製造法によって得られるものよりも、DfおよびDCL値が著しく向上していると結論づけてよいだろう。
Claims (30)
- 固体コンデンサであって、多孔質陽極体と、前記多孔質陽極体の表面上に形成される誘電体層と、前記誘電体層上に形成される陰極層とを含み、前記陽極体が導電性セラミック材料から形成され、前記陰極層が導電性ポリマ材料から形成される組合せを特徴とする固体コンデンサ。
- 固体コンデンサを形成する方法であって、
(i)多孔質陽極体を準備する工程と、
(ii)前記多孔質陽極体の表面上に誘電体層を形成する工程と、
(iii)前記誘電体層上に陰極層を形成する工程とを含み、前記陽極体が導電性セラミック材料から形成され、前記陰極層が導電性ポリマ材料から形成される組合せを特徴とする方法。 - 前記導電性セラミック材料は、金属酸化物または金属窒化物であることを特徴とする請求項1または2に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記金属酸化物は、酸化ニオブであることを特徴とする請求項3に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記酸化ニオブは、ニオブ:酸素の原子比が1:0.5から1:2.5であることを特徴とする請求項4に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記酸化ニオブは、一酸化ニオブを含むことを特徴とする請求項5に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記酸化ニオブは、少なくとも2,000ppmの窒素を含有することを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記導電性セラミックは、グリーンパウダ微粒子プリフォームの焼結によって陽極体に形成されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記導電性ポリマ層は、導電性ポリマ材料の複数層の積層体を含むことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記導電性ポリマは、内在的な導電性ポリマを含むことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記導電性ポリマは、アセチレン、チオフェン、ピロール、またはアニリンのモノマ単位またはその混合物をベースとしたものであることを特徴とする請求項10に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記導電性ポリマは、ポリチオフェンを含むことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記ポリチオフェンは、ポリ3,4−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12に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記導電性ポリマは、前記誘電体層の表面上でモノマプリカーサのその場重合によって形成されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記重合は、電解重合であることを特徴とする請求項14に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記導電性ポリマは、後で凝固を可能にするまたは凝固するように誘発される液体プリカーサとして塗布されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記液体プリカーサは、複数の層中に塗布され、これによって、複数の分離した層、好ましくは少なくとも4つの層を含む導電性ポリマ層積層体を形成することを特徴とする請求項16に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記導電性ポリマは、過剰な電荷を供給し、導電性を可能にするまたは補助するドープ剤をさらに含むことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記ドープ剤は、陰イオンを含むことを特徴とする請求項18に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記ドープ剤は、陰イオンと陽イオンとを含むイオン化合物を含むことを特徴とする請求項19に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記ドープ剤は、トシル酸鉄(III)を含むことを特徴とする請求項19に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記ドープ剤は、スルホン酸溶液を含むことを特徴とする請求項20または21に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記導電性ポリマは、第1の層、次に第2の層を塗布し、次に第1の層と第2の層のうちの1つがポリマプリカーサ層となり、もう一方の層がドープ剤層になることによって形成されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記ドープ剤層が、前記プリカーサ層の前に塗布されることを特徴とする請求項23に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- ドープ剤層とプリカーサ層が交互に順次塗布され、多層陰極層を構築することを特徴とする請求項23または24に記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記ドープ剤が、前記プリカーサの重合を誘発するまたは容易にすることを特徴とする請求項23から25のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 最終製品の前記固体コンデンサは、5nA/CVよりも小さなDCLを有することを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 最終製品の前記固体コンデンサは、1,000CV/gから400,000CV/gまでの比電荷を有することを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記誘電体層は、6Vから150Vまでの電圧での陽極処理によって形成されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
- 前記コンデンサは、陽極および陰極端子を備え、かつ任意選択的に端子の表面が露出して封入されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の固体コンデンサまたは固体コンデンサを形成する方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB0517084A GB0517084D0 (en) | 2005-08-19 | 2005-08-19 | Polymer based solid state capacitors and a method of manufacturing them |
GB0517475A GB2429583B (en) | 2005-08-26 | 2005-08-26 | Solid state capacitors and method of manufacturing them |
PCT/GB2006/003108 WO2007020464A1 (en) | 2005-08-19 | 2006-08-18 | Solid state capacitors and method of manufacturing them |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009505413A true JP2009505413A (ja) | 2009-02-05 |
JP2009505413A5 JP2009505413A5 (ja) | 2009-04-30 |
Family
ID=37401001
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008526555A Pending JP2009505413A (ja) | 2005-08-19 | 2006-08-18 | 固体コンデンサおよびその製造方法 |
JP2008526553A Pending JP2009505412A (ja) | 2005-08-19 | 2006-08-18 | ポリマーベースの固体コンデンサおよびその製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008526553A Pending JP2009505412A (ja) | 2005-08-19 | 2006-08-18 | ポリマーベースの固体コンデンサおよびその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8264819B2 (ja) |
EP (2) | EP1922739A1 (ja) |
JP (2) | JP2009505413A (ja) |
WO (2) | WO2007020464A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014091648A1 (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 昭和電工株式会社 | 固体電解コンデンサ素子の製造方法 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8264819B2 (en) | 2005-08-19 | 2012-09-11 | Avx Corporation | Polymer based solid state capacitors and a method of manufacturing them |
GB0517952D0 (en) | 2005-09-02 | 2005-10-12 | Avx Ltd | Method of forming anode bodies for solid state capacitors |
GB2449885A (en) * | 2007-06-06 | 2008-12-10 | Avx Ltd | Method for forming conductive material layers in electronic components |
US7760487B2 (en) | 2007-10-22 | 2010-07-20 | Avx Corporation | Doped ceramic powder for use in forming capacitor anodes |
US7768773B2 (en) | 2008-01-22 | 2010-08-03 | Avx Corporation | Sintered anode pellet etched with an organic acid for use in an electrolytic capacitor |
US7760488B2 (en) | 2008-01-22 | 2010-07-20 | Avx Corporation | Sintered anode pellet treated with a surfactant for use in an electrolytic capacitor |
US7852615B2 (en) | 2008-01-22 | 2010-12-14 | Avx Corporation | Electrolytic capacitor anode treated with an organometallic compound |
US8238076B2 (en) * | 2008-09-04 | 2012-08-07 | Vishay Sprague, Inc. | Bulk capacitor and method |
JP2010177421A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサ |
US8203827B2 (en) | 2009-02-20 | 2012-06-19 | Avx Corporation | Anode for a solid electrolytic capacitor containing a non-metallic surface treatment |
JP5444057B2 (ja) | 2010-03-16 | 2014-03-19 | 信越ポリマー株式会社 | 固体電解キャパシタ及びその製造方法並びに固体電解キャパシタ用溶液 |
WO2012014621A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 透明導電膜、および有機エレクトロルミネッセンス素子 |
JP5983408B2 (ja) * | 2010-09-24 | 2016-08-31 | コニカミノルタ株式会社 | 透明電極の製造方法 |
US9396881B2 (en) | 2012-02-08 | 2016-07-19 | Showa Denko K.K. | Solid electrolytic capacitor |
DE102012004692A1 (de) * | 2012-03-12 | 2013-09-12 | Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg | Zusatz von Polymeren zu Thiophen-Monomeren bei der In Situ-Polymerisation |
Family Cites Families (74)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3345545A (en) | 1964-11-27 | 1967-10-03 | Johnson Matthey & Mallory Ltd | Solid electrolytic capacitor having minimum anode impedance |
US4084965A (en) | 1977-01-05 | 1978-04-18 | Fansteel Inc. | Columbium powder and method of making the same |
US4118727A (en) | 1977-09-09 | 1978-10-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | MOX multi-layer switching device comprising niobium oxide |
US4149876A (en) | 1978-06-06 | 1979-04-17 | Fansteel Inc. | Process for producing tantalum and columbium powder |
SU1057995A1 (ru) | 1981-12-05 | 1983-11-30 | Предприятие П/Я А-3529 | Способ изготовлени объемно-пористого анода электролитического конденсатора |
US4722756A (en) * | 1987-02-27 | 1988-02-02 | Cabot Corp | Method for deoxidizing tantalum material |
DE3814730A1 (de) | 1988-04-30 | 1989-11-09 | Bayer Ag | Feststoff-elektrolyte und diese enthaltende elektrolyt-kondensatoren |
US4957541A (en) * | 1988-11-01 | 1990-09-18 | Nrc, Inc. | Capacitor grade tantalum powder |
US5098485A (en) * | 1990-09-19 | 1992-03-24 | Evans Findings Company | Method of making electrically insulating metallic oxides electrically conductive |
US5427840A (en) * | 1990-11-29 | 1995-06-27 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Thermal transfer sheet |
US5198187A (en) * | 1991-11-20 | 1993-03-30 | University Of Florida | Methods for production of surface coated niobium reinforcements for intermetallic matrix composites |
US5357399A (en) | 1992-09-25 | 1994-10-18 | Avx Corporation | Mass production method for the manufacture of surface mount solid state capacitor and resulting capacitor |
US5306479A (en) * | 1992-11-20 | 1994-04-26 | Teledyne Industries, Inc. (California Corp.) | Process for synthesizing niobium dioxide and mixed metal oxides containing niobium |
JP2765462B2 (ja) | 1993-07-27 | 1998-06-18 | 日本電気株式会社 | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
US5495386A (en) | 1993-08-03 | 1996-02-27 | Avx Corporation | Electrical components, such as capacitors, and methods for their manufacture |
JPH07135126A (ja) | 1993-11-10 | 1995-05-23 | Nec Corp | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
US5432223A (en) * | 1994-08-16 | 1995-07-11 | National Research Council Of Canada | Segregation-free metallurgical blends containing a modified PVP binder |
ES2147583T3 (es) | 1994-08-24 | 2000-09-16 | Quebec Metal Powders Ltd | Procedimiento e instalacion de la metalurgia de los polvos que comprende una lubricacion electrostatica de las paredes de la matriz. |
JP3068430B2 (ja) * | 1995-04-25 | 2000-07-24 | 富山日本電気株式会社 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
US5812367A (en) * | 1996-04-04 | 1998-09-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitors comprising a conductive layer made of a polymer of pyrrole or its derivative |
US5993513A (en) * | 1996-04-05 | 1999-11-30 | Cabot Corporation | Method for controlling the oxygen content in valve metal materials |
JP3863232B2 (ja) * | 1996-09-27 | 2006-12-27 | ローム株式会社 | 固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子の構造及びコンデンサ素子におけるチップ体の固め成形方法 |
US6165623A (en) | 1996-11-07 | 2000-12-26 | Cabot Corporation | Niobium powders and niobium electrolytic capacitors |
GB9700566D0 (en) | 1997-01-13 | 1997-03-05 | Avx Ltd | Binder removal |
JP3254163B2 (ja) | 1997-02-28 | 2002-02-04 | 昭和電工株式会社 | コンデンサ |
US6051326A (en) | 1997-04-26 | 2000-04-18 | Cabot Corporation | Valve metal compositions and method |
JP3241636B2 (ja) * | 1997-06-25 | 2001-12-25 | 富山日本電気株式会社 | 導電性高分子固体電解コンデンサの製造方法 |
US6051044A (en) | 1998-05-04 | 2000-04-18 | Cabot Corporation | Nitrided niobium powders and niobium electrolytic capacitors |
US6322912B1 (en) | 1998-09-16 | 2001-11-27 | Cabot Corporation | Electrolytic capacitor anode of valve metal oxide |
US6391275B1 (en) | 1998-09-16 | 2002-05-21 | Cabot Corporation | Methods to partially reduce a niobium metal oxide and oxygen reduced niobium oxides |
US6462934B2 (en) * | 1998-09-16 | 2002-10-08 | Cabot Corporation | Methods to partially reduce a niobium metal oxide and oxygen reduced niobium oxides |
US6416730B1 (en) | 1998-09-16 | 2002-07-09 | Cabot Corporation | Methods to partially reduce a niobium metal oxide oxygen reduced niobium oxides |
US6072694A (en) * | 1998-09-30 | 2000-06-06 | Kemet Electronics Corporation | Electrolytic capacitor with improved leakage and dissipation factor |
CA2287783C (en) * | 1998-11-05 | 2005-09-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for the compaction of powders for powder metallurgy |
IL145498A (en) * | 1999-03-19 | 2005-05-17 | Cabot Corp | Making niobium and other metal powders by milling |
US6375704B1 (en) | 1999-05-12 | 2002-04-23 | Cabot Corporation | High capacitance niobium powders and electrolytic capacitor anodes |
US6483694B1 (en) * | 1999-06-22 | 2002-11-19 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Electrode for electrolytic capacitor, electrolytic capacitor, and manufacturing method therefor |
GB9918852D0 (en) | 1999-08-10 | 1999-10-13 | Avx Ltd | Manufacture of solid state capacitors |
DE19953946A1 (de) * | 1999-11-09 | 2001-05-10 | Starck H C Gmbh Co Kg | Kondensatorpulver |
US6563695B1 (en) * | 1999-11-16 | 2003-05-13 | Cabot Supermetals K.K. | Powdered tantalum, niobium, production process thereof, and porous sintered body and solid electrolytic capacitor using the powdered tantalum or niobium |
US6365094B1 (en) | 2000-01-31 | 2002-04-02 | Stackpole Limited | Lubricated die |
US6576099B2 (en) | 2000-03-23 | 2003-06-10 | Cabot Corporation | Oxygen reduced niobium oxides |
AU2001248805A1 (en) | 2000-04-21 | 2001-11-07 | Showa Denko K K | Niobium sintered body, production method therefor, and capacitor using the same |
IL139351A0 (en) * | 2000-10-30 | 2001-11-25 | Al Coat Ltd | Solutions of conducting polyaniline |
KR20030046520A (ko) | 2000-11-06 | 2003-06-12 | 캐보트 코포레이션 | 개질된 산소 환원된 밸브 금속 산화물 |
KR100812689B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2008-03-13 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 커패시터용 니오브 분말, 그 소결체 및 소결체를 이용한커패시터 |
US6455443B1 (en) | 2001-02-21 | 2002-09-24 | International Business Machines Corporation | Method of fabricating low-dielectric constant interlevel dielectric films for BEOL interconnects with enhanced adhesion and low-defect density |
US7149074B2 (en) | 2001-04-19 | 2006-12-12 | Cabot Corporation | Methods of making a niobium metal oxide |
US20030104923A1 (en) * | 2001-05-15 | 2003-06-05 | Showa Denko K.K. | Niobium oxide powder, niobium oxide sintered body and capacitor using the sintered body |
JP2002367867A (ja) * | 2001-06-06 | 2002-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解コンデンサ用電極部材とその製造方法及びこれを用いた固体電解コンデンサ |
US6674635B1 (en) * | 2001-06-11 | 2004-01-06 | Avx Corporation | Protective coating for electrolytic capacitors |
JP3906043B2 (ja) | 2001-08-20 | 2007-04-18 | 三洋電機株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
DE10237577A1 (de) | 2002-08-16 | 2004-02-26 | H.C. Starck Gmbh | Substituierte Poly(alkylendioxythiophene) als Feststoffelektrolyte in Elektrolytkondensatoren |
JP4596543B2 (ja) * | 2003-01-31 | 2010-12-08 | 昭和電工株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
US7157073B2 (en) * | 2003-05-02 | 2007-01-02 | Reading Alloys, Inc. | Production of high-purity niobium monoxide and capacitor production therefrom |
CN1549286A (zh) | 2003-05-08 | 2004-11-24 | 中南大学 | 一氧化铌电解电容器阳极及其制造方法 |
CN1253276C (zh) | 2003-06-25 | 2006-04-26 | 中南大学 | 一种用于温压的模壁润滑模具 |
EP1498391B1 (de) * | 2003-07-15 | 2010-05-05 | H.C. Starck GmbH | Niobsuboxidpulver |
DE10333156A1 (de) | 2003-07-22 | 2005-02-24 | H.C. Starck Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Niobsuboxid |
DE10347702B4 (de) * | 2003-10-14 | 2007-03-29 | H.C. Starck Gmbh | Sinterkörper auf Basis Niobsuboxid |
DE502004009915D1 (de) * | 2003-10-17 | 2009-10-01 | Starck H C Gmbh | Elektrolytkondensatoren mit polymerer Aussenschicht |
TWI239542B (en) | 2003-12-26 | 2005-09-11 | Ind Tech Res Inst | Solid-state, electrolytic capacitor, fabrication method thereof, and coupling agent used therefor |
US7803235B2 (en) | 2004-01-08 | 2010-09-28 | Cabot Corporation | Passivation of tantalum and other metal powders using oxygen |
JP4275044B2 (ja) | 2004-02-04 | 2009-06-10 | 三洋電機株式会社 | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
DE102004011214A1 (de) | 2004-03-04 | 2005-10-06 | W.C. Heraeus Gmbh | Hochtemperaturbeständiger Niob-Draht |
JP2005303062A (ja) | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Rubycon Corp | 電解コンデンサ駆動用電解液及び電解コンデンサ |
US7116548B2 (en) | 2004-04-23 | 2006-10-03 | Kemet Electronics Corporation | Fluted anode with minimal density gradients and capacitor comprising same |
DE102004022110A1 (de) | 2004-05-05 | 2005-12-01 | H.C. Starck Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren |
DE102005016727A1 (de) | 2005-04-11 | 2006-10-26 | H.C. Starck Gmbh | Elektrolytkondensatoren mit polymerer Außenschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung |
JP2006324555A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Nec Tokin Corp | 積層型コンデンサ及びその製造方法 |
US8264819B2 (en) | 2005-08-19 | 2012-09-11 | Avx Corporation | Polymer based solid state capacitors and a method of manufacturing them |
GB0517952D0 (en) | 2005-09-02 | 2005-10-12 | Avx Ltd | Method of forming anode bodies for solid state capacitors |
JP2009158692A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Nec Tokin Corp | 積層型固体電解コンデンサ |
US8203827B2 (en) * | 2009-02-20 | 2012-06-19 | Avx Corporation | Anode for a solid electrolytic capacitor containing a non-metallic surface treatment |
-
2006
- 2006-08-18 US US12/064,052 patent/US8264819B2/en active Active
- 2006-08-18 WO PCT/GB2006/003108 patent/WO2007020464A1/en active Application Filing
- 2006-08-18 WO PCT/GB2006/003096 patent/WO2007020458A1/en active Application Filing
- 2006-08-18 JP JP2008526555A patent/JP2009505413A/ja active Pending
- 2006-08-18 JP JP2008526553A patent/JP2009505412A/ja active Pending
- 2006-08-18 EP EP06765308A patent/EP1922739A1/en not_active Withdrawn
- 2006-08-18 EP EP06779168A patent/EP1915764A1/en not_active Withdrawn
- 2006-08-18 US US12/064,051 patent/US20080310080A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014091648A1 (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 昭和電工株式会社 | 固体電解コンデンサ素子の製造方法 |
JP5731720B2 (ja) * | 2012-12-11 | 2015-06-10 | 昭和電工株式会社 | 固体電解コンデンサ素子の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080310080A1 (en) | 2008-12-18 |
WO2007020458A1 (en) | 2007-02-22 |
EP1915764A1 (en) | 2008-04-30 |
EP1922739A1 (en) | 2008-05-21 |
US20090154058A1 (en) | 2009-06-18 |
WO2007020464A1 (en) | 2007-02-22 |
JP2009505412A (ja) | 2009-02-05 |
US8264819B2 (en) | 2012-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009505413A (ja) | 固体コンデンサおよびその製造方法 | |
KR101554049B1 (ko) | 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법 | |
JP5884068B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
KR20110056231A (ko) | 고체 전해 콘덴서의 제조 방법 | |
JPH0794368A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
JP3202668B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
KR100279098B1 (ko) | 고체전해콘덴서의제조방법 | |
WO2004070749A1 (ja) | コンデンサおよび該コンデンサの製造方法 | |
WO2020153242A1 (ja) | 電解コンデンサおよびその製造方法 | |
US9048024B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and method for producing the same | |
JP5062770B2 (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
JP5020020B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP2012069788A (ja) | 固体電解コンデンサ | |
US20160379761A1 (en) | Method for fabricating solid electrolytic capacitors | |
CN100468586C (zh) | 钽烧结体和使用该烧结体的电容器 | |
JP5611745B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法および固体電解コンデンサ | |
JP2007173454A (ja) | 固体電解コンデンサ | |
JP2001148330A (ja) | 金属酸化物電極上に伝導性高分子被膜を形成する方法およびこれを利用した固体電解コンデンサーの製造方法 | |
JP4632134B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
WO2023032603A1 (ja) | 固体電解コンデンサ用電極箔、それを用いた固体電解コンデンサ素子、および固体電解コンデンサ | |
JP2006024691A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
WO2022220235A1 (ja) | 電解コンデンサおよびその製造方法 | |
CN101273425A (zh) | 固态电容器及其制造方法 | |
JP2006147900A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
JP2006339182A (ja) | 固体電解コンデンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090310 |