JP4845699B2 - 固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Description
(固体電解コンデンサの構成)
以下において、第1実施形態に係る固体電解コンデンサの構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る固体電解コンデンサ10の構成を示す図である。
以下において、第1実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図4は、第1実施形態に係る固体電解コンデンサ10の製造方法を示すフロー図である。
第1実施形態に係る固体電解コンデンサ10によれば、第1陰極層13AがPEDOTを含むため、第1陰極層13Aの導電性が向上する。また、第1陰極層13AがPPyを含み、第2陰極層13BがPPyによって構成されるため、第1陰極層13Aと第2陰極層13Bとの境界面における接触抵抗が低減する。これによって、固体電解コンデンサ10のESRの低減を図ることができる。
以下において、実施例に係る固体電解コンデンサと比較例に係る固体電解コンデンサとの比較結果について説明する。ここで、実施例と比較例とでは、誘電体層上に設けられる陰極層の構成が異なっていることに留意すべきである。
実施例1に係る固体電解コンデンサでは、陰極層は、PEDOTとPPyとが混在する第1陰極層(第1陰極層13A)と、PPyによって構成される第2陰極層(第2陰極層13B)とを有する。
比較例1に係る固体電解コンデンサは、陰極層は、PPyによって構成される第1陰極層と、PPyによって構成される第2陰極層とを有する。すなわち、比較例1に係る固体電解コンデンサは、PEDOTとPPyとが混在する第1陰極層に代えて、PPyのみによって構成される第1陰極層を有する。なお、比較例1では、第1陰極層を化学重合で形成した。
比較例2に係る固体電解コンデンサは、陰極層は、PEDOTによって構成される第1陰極層と、PPyによって構成される第2陰極層とを有する。すなわち、比較例2に係る固体電解コンデンサは、PEDOTとPPyとが混在する第1陰極層に代えて、PEDOTのみによって構成される第1陰極層を有する。なお、比較例2では、第1陰極層を化学重合で形成した。
比較例3に係る固体電解コンデンサは、陰極層は、PPyによって構成される層のみを有する。すなわち、比較例3に係る固体電解コンデンサは、PEDOTとPPyとが混在する第1陰極層を形成せずに、PPyのみによって構成される第2陰極層のみを有する。なお、比較例3では、上述した実施例1と同様に、第2陰極層を電解重合で形成した。
比較例4に係る固体電解コンデンサは、陰極層は、PEDOTによって構成される第1陰極層と、PPyによって構成される第2陰極層とを有する。すなわち、比較例4に係る固体電解コンデンサは、PEDOTとPPyとが混在する第1陰極層に代えて、PEDOTのみによって構成される第1陰極層を有する。
上述した実施例1、比較例1〜比較例4について、100kHzでのESR及び120Hzでの静電容量の測定をLCRメータを用いて行った。
上述した実施例1、比較例2及び比較例4について、図6に示す測定装置を用いて、PEDOTが誘電体層を被覆する被覆率の測定を行った。被覆率の測定では、第2陰極層を形成せずに第1陰極層のみを形成したコンデンサ素子を用いた。図6に示す測定装置では、30wt%の硫酸水溶液中に活性炭電極が浸漬されている。
以下において、実施例に係る固体電解コンデンサの測定結果についてさらに説明する。具体的には、上述したPEDOT反応処理(ステップ22)において、EDOTモノマーの蒸気をコンデンサ素子の表面で反応させる時間を変更して、PEDOT被覆率が異なる第1陰極層(実施例2〜実施例12)を形成した。実施例2〜実施例12について、EDOTモノマーの蒸気をコンデンサ素子の表面で反応させる時間は、30秒、1分、2分、3分、5分、10分、15分、25分、40分、90分、120分であった。
以下において、実施例に係る固体電解コンデンサの測定結果についてさらに説明する。具体的には、上述したPEDOT反応処理(ステップ22)において、EDOTモノマーの蒸気をコンデンサ素子の表面で反応させた後に行われる熱処理(1)において、温度条件を変更して第1陰極層(実施例13〜実施例20)を形成した。実施例13〜実施例20について、熱処理(1)の温度は、75℃、80℃、100℃、130℃、150℃、170℃、180℃、190℃であった。
以下において、実施例に係る固体電解コンデンサの測定結果についてさらに説明する。具体的には、上述した酸化処理(1)(ステップ21)及び酸化処理(2)(ステップ23)において、コンデンサ素子を浸漬させる酸化剤水溶液に含まれる酸化剤の種類を変更して第1陰極層(実施例21〜実施例35)を形成した。
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
Claims (6)
- 陽極基体と、前記陽極基体上に設けられた誘電体層と、前記誘電体層上に設けられた第1陰極層と、前記第1陰極層上に設けられた第2陰極層とを備えた固体電解コンデンサであって、
前記第1陰極層は、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリピロールとによって構成される層であり、
前記第2陰極層は、ポリピロールによって構成される層であることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 前記誘電体層の表面において、前記第1陰極層を構成するポリエチレンジオキシチオフェンが前記誘電体層を被覆する被覆率は、0%よりも大きく、80%よりも小さい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。
- 前記誘電体層の表面において、前記第1陰極層を構成するポリエチレンジオキシチオフェンが前記誘電体層を被覆する被覆率は、2%よりも大きく、35%よりも小さい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陰極層のポリエチレンジオキシチオフェンは、前記誘電体層の一部を被覆し、
前記第1陰極層のポリピロールは、前記誘電体層の前記ポリエチレンジオキシチオフェンで被覆されていない部分を被覆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。 - 陽極基体上に誘電体層を形成するステップと、前記誘電体層上に第1陰極層を形成するステップと、前記第1陰極層上に第2陰極層を形成するステップとを含む固体電解コンデンサの製造方法であって、
前記第1陰極層を形成するステップは、
前記誘電体層の表面を部分的にポリエチレンジオキシチオフェンで被覆するステップと、
前記誘電体層の前記ポリエチレンジオキシチオフェンで被覆されていない部分をポリピロールで被覆するステップと、を含み、
前記第2陰極層を形成するステップは、前記第1陰極層をポリピロールで被覆するステップを含むことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記第1陰極層を形成するステップは、
前記第1陰極層のポリエチレンジオキシチオフェンを、化学重合により形成するステップと、
前記第1陰極層のポリピロールを、化学重合により形成するステップと、を含み、
前記第2陰極層を形成するステップは、前記第2陰極層のポリピロールを電解重合により形成するステップ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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