JP5645152B2 - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
誘電体酸化皮膜の上に形成する非絶縁性の酸化物膜としては、酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン等から成る酸化物膜を挙げることができるが、なかでも酸化ケイ素から成る酸化物膜がより好ましい。これらの酸化物膜の絶縁性は低く、誘電体酸化皮膜の電気的特性にほとんど影響を与えない。
本発明に係る非絶縁性の酸化物膜は、例えば、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法、CVD法)等を用いて形成することができる。
重合性モノマーとして3,4−エチレンジオキシチオフェン(以下、EDOTという)を用いた場合、コンデンサ素子基材に含浸するEDOTとしては、EDOTモノマーを用いることができるが、EDOTと揮発性溶媒とを混合したモノマー溶液を用いることもできる。
酸化剤としては、パラトルエンスルホン酸第二鉄などの有機スルホン酸金属塩や、過ヨウ素酸もしくはヨウ素酸を用いることができる。
修復化成の化成液としては、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム等のリン酸系の化成液、ホウ酸アンモニウム等のホウ酸系の化成液、アジピン酸アンモニウム等のアジピン酸系の化成液を用いることができるが、なかでも、リン酸二水素アンモニウムを用いることが望ましい。
本発明に用いられる重合性モノマーとしては、上記EDOTの他に、EDOT以外のチオフェン誘導体、アニリン、ピロール、フラン、アセチレンまたはそれらの誘導体であって、所定の酸化剤により酸化重合され、導電性ポリマーを形成するものであれば適用することができる。なお、チオフェン誘導体としては、下記の構造式のものを用いることができる。
本発明の作用効果は、以下の通りであると考えられる。
従来の固体電解コンデンサにおいては、重合反応に用いる酸化剤の酸化作用によって誘電体酸化皮膜が損傷を受け、この酸化皮膜の耐電圧特性が低下するという問題点があった。
以下のようにして実施例1及び比較例2の試料を作製し、電気的特性を評価した。
(a)基材作製
4V相当のAl酸化皮膜を有するACエッチド箔を、一本の分岐を有する1cm2の円形に打ち抜いた。この基材をアジピン酸アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、および、水(7.5g:0.05g:100g)から成る水溶液(30℃)に浸漬させた。電流密度200μA・cm-2で、所定の電圧まで立ち上げ、10分間保持し、打ち抜き後の基材エッジ部に、4V相当のAl酸化皮膜を形成させた。その後、この基材を水で十分に洗浄し、自然乾燥させた。
有機ケイ素化合物であるテトラエトキシシランを用いた化学気相成長法により、Al酸化皮膜上にシロキサン結合を有する保護皮膜(本発明の非絶縁性の酸化物膜)を、実施例1〜3および比較例2につき、それぞれ蒸着時間を変えて形成させた。なお、比較例1の試料としては保護皮膜を形成しないAl化成箔を作製した。
上記のようにして作製した実施例1〜3及び比較例1、2の各試料について、以下のようにして電気的特性を評価した。
これに対して、比較例2では蒸着時間を実施例3よりさらに長くしたにも拘らず、ピット内部の膜厚みは実施例3と同等であり、また箔容量の減少も見られない。このことから、ピット内部の膜厚を50nm以上となるように蒸着を続けても、ピット外表面側を非絶縁性の酸化物膜が塞ぐために、それ以上のピット内部への非絶縁性の酸化物膜形成が困難になっていると考えられる。
上記試験例1の実施例1〜3および比較例2の試料と同様の方法で、保護皮膜を形成させたAl化成箔を作製し試料とした。また、比較例1の試料としては保護皮膜を形成しないAl化成箔を作製した。このようにして作製したAl化成箔について、以下のようにして耐酸性を評価した。
Claims (6)
- 粗面化したアルミニウム箔の表面のピット内部に形成された誘電体酸化皮膜の上面に、前記ピットが塞がれない範囲内の膜厚となる蒸着時間をもって、化学蒸着法により、非絶縁性の酸化物膜を形成し、この上に酸化重合性の導電性ポリマーからなる固体電解質層を形成し、
前記非絶縁性の酸化物膜の比抵抗が、10 8 〜10 11 Ω・cmであることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 前記非絶縁性の酸化物膜が、酸化ケイ素からな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。
- 前記固体電解コンデンサが、巻回型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。
- 前記固体電解コンデンサが、箔または板状の拡面化した弁金属の表面に陽極酸化皮膜層を形成し、その上に導電性ポリマーからなる固体電解質層を形成し、その上にグラファイト層、銀ペースト層を順次形成して陰極部を形成する平板型であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記導電性ポリマーからなる固体電解質層が、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。
- 有機ケイ素化合物を用い、化学蒸着法によって、粗面化したアルミニウム箔の表面のピット内部に形成された誘電体酸化皮膜の上面に、前記ピットが塞がれない範囲内の膜厚となる蒸着時間をもって、非絶縁性の酸化物膜を形成し、この上に酸化重合性の導電性ポリマーからなる固体電解質層を形成し、
前記非絶縁性の酸化物膜の比抵抗が、10 8 〜10 11 Ω・cmであることす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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