JP4884108B2 - 電解コンデンサ - Google Patents
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Description
この発明の1つの目的は、静電容量が大きい電解コンデンサを提供することである。
実験1の固体電解コンデンサでは、約2μmの平均粒径を有するニオブ(Nb)粒子と約2μmの平均粒径を有する一リン化ニオブ(NbP)粒子とを均一に混合したものを準備した。NbP粒子の割合は、Nb粒子とNbP粒子の合計重量に対して約0.02重量%とした。この混合粒子をプレス成形するとともに陽極リード14の一部を埋設した成形体11aを約3×10−3Paの減圧下で、約1100℃、約20分間の加熱することで焼結を行った。これにより得られた多孔質焼結体を実験1の陽極11として用いた。
実験2では、約0.02重量%のNbP粒子の代わりに約0.0125重量%の二リン
化ニオブ(NbP2)粒子を用いる以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサを作製した。
実験3では、約0.02重量%のNbP粒子の代わりに約0.05重量%の二リン化ニオブ(Nb3P)粒子を用いる以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサを作製した。
実験4では、約0.02重量%のNbP粒子の代わりに約0.01重量%のNbP粒子と約0.00625重量%のNbP2粒子とを用いる以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサを作製した。
実験5では、Nb粒子の代わりにアルミニウムを含むニオブ合金(Nb−Al)粒子を用いる以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサを作製した。なお、実験5で用いたNb−Al粒子は、ニオブおよびアルミニウムの総重量に対して約0.5重量%のアルミニウムを含んでいた。
実験6では、まず、約2μmの平均粒径を有するNb粒子を窒素雰囲気中で約600℃、約30分間加熱することにより、窒素を含むニオブ(Nb−N)粒子を作製した。そして、このNb−P粒子をNb粒子とNbP粒子との混合粒子の代わりに用いる以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサを作製した。
の表面に存在していることを確認した。また、Nb粒子の表面では、ニオブと窒素との存在比率(原子数比)は約1:1であり、窒化ニオブ(NbN)が存在していることがわかった。
実験7では、まず、約2μmの平均粒径を有するNb粒子をカーボンブラックと混合し、水素気流中で約1300℃に加熱することにより、炭素を含むニオブ(Nb−C)粒子を作製した。そして、このNb−C粒子をNb粒子とNbP粒子との混合粒子の代わりに用いる以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサを作製した。
実験8では、まず、五塩化ニオブと三臭化ホウ素および水素の混合気体を約1500℃で熱分解することにより、約2μmの平均粒径を有するホウ素を含むニオブ(Nb−B)粒子を作製した。そして、このNb−B粒子をNb粒子とNbP粒子との混合粒子の代わりに用いる以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサを作製した。
実験9では、Nb粒子とNbP粒子との混合粒子を用いる代わりに、Nb粒子に約85重量%の濃度のリン酸水溶液を添加した以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサを作製した。リン酸水溶液の添加量は、Nb粒子の総重量に対して、約1.9×10−4重量%とした。
実験10では、約0.02重量%のNbP粒子の代わりに約0.005重量%の粉末状のホウ素を用いる以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサを作製した。
0の陽極11には、ニオブおよびホウ素の総重量に対して、ホウ素が約50ppm含有されていることを確認した。また、陽極11を2次イオン質量分析(SIMS)で分析することにより、ホウ素はが存在する領域とホウ素の定量化とを行った。その結果、ホウ素は、ニオブ酸化物層12の表面(陰極13との界面)に偏在して存在しており、NbB2などのホウ化ニオブは存在していないことがわかった。
実験11では、NbP粒子を用いることなく、Nb粒子のみで多孔質焼結体を形成する以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサを作製した。
実験12〜22では、表2に示すように、NbP粒子の混合比を約0.02重量%に代えて、約0.002重量%〜約0.24重量%の範囲で変化させる以外は実験1と同様に、固体電解コンデンサをそれぞれ作製した。また、実験1と同様にICPにより陽極11の定量分析を行うとともに、約120kHzの周波数における静電容量をLCRメータを
用いて測定した。それぞれの結果を表2に示す。なお、実験22において、約0.24重量%のNbP粒子を混合して作製した陽極11では、多孔質焼結体の強度が十分でなかったので、上記実施形態の固体電解コンデンサを形成するのが困難であったので、静電容量の測定は行っていない。
10 コンデンサ素子
11 陽極
12 ニオブ酸化物層
13 陰極
13a 導電性高分子層
13b 第1導電層
13c 第2導電層
14 陽極リード
15 陽極端子
16 第3導電層
17 陰極端子
Claims (4)
- ニオブ粒子およびニオブ合金粒子の少なくともいずれか一方と、リン化ニオブ粒子との多孔質焼結体からなる陽極と、
前記陽極上に形成されたニオブ酸化物層と、
前記ニオブ酸化物層上に形成された陰極とを備え、
前記リン化ニオブ粒子は、一リン化ニオブ、二リン化ニオブおよび一リン化三ニオブからなるグループより選択される少なくとも1つにより構成され、前記陽極中の前記リン化ニオブ粒子の割合は、0.004重量%〜0.2重量%の範囲である電解コンデンサ。 - 前記陽極中のリンの濃度は、10ppm〜500ppmの範囲である、請求項1に記載の電解コンデンサ。
- 前記陽極中のリンの濃度は、20ppm〜50ppmの範囲である、請求項1に記載の電解コンデンサ。
- 前記陽極、前記ニオブ酸化物層および前記陰極を覆う外装体を有する、請求項1〜3に記載の電解コンデンサ。
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