JPH033220A - タンタル固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は、導電性高分子膜を固体電解質としたタンタル
固体電解コンデンサに関するものである。

（従来の技術） 誘電体酸化皮膜を形成したタンタル焼結体素子が、その
表面１こ、順次、化学重合によって形成した導電性高分
子膜（１）、電解重合によって形成した導電性高分子膜
（Ｕ）を有しており、該電解重合による導電性高分子膜
（ｎ）上にカーボン層および導電性塗膜を形成せしめた
構造のタンタル固体電解コンデンサが提案されている。

このコンデンサは従来の固体電解コンデンサに比べ、静
電容量が太き（温度特性、周波数特性が良いなどの特徴
を有するが、等価直列抵抗値（ＥＳＲ）あるいは損失角
の正接（ｔａｎδ）が大きいなどの改良すべき点が残さ
れていた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的とするところは、誘電体酸化皮膜を形成し
たタンタル焼結体素子の表面に固体電解質として導電性
高分子膜を形成せしめた構造の固体電解コンデンサにお
いて、等価直列抵抗が小さく、かつ、損失角の正接の小
さい、優れたコンデンサ特性を持つタンタル固体電解コ
ンデンサを提供することである。

［発明の構成１ （課題を解決するための手段） 本発明者らは鋭意研究の結果、上記目的を達成し得る固
体電解コンデンサを発明するに至った。

すなわち表面に誘電体酸化皮膜を形成したタンタル焼結
体素子が、その表面に順次、化学重合によって形成した
導電性高分子膜（１）、電解重合によって形成した導電
性高分子膜（ｎ）を有しており、該電解重合による導電
性高分子膜（ＩＩ）上にカーボン層及び導電性塗膜を有
しており、該カーボン層を形成するカーボン粒の平均粒
径が５μ℃以下であることを特徴とするタンタル固体電
解コンデンサである。

次に本発明を更に詳しく説明する。

陽極リードを取り出したタンタル焼結体素子を化成液中
で陽極酸化してタンタル焼結体表面に誘電体酸化皮膜を
形成する。ついで酸化皮膜上に導電性高分子膜ツマ−を
少なくとも０，０１ｎｏｌ／ρ含む溶液を均一に分散さ
せた後、酸化剤を０．００１１１ｏ１／１〜２ＩＩｌｏ
ｌ／ｌ含む溶液と接触させるが、または逆に酸化剤を均
一に分散した後、導電性高分子モノマー溶液と接触させ
る方法により化学重合した導電性高分子膜（１）を形成
し表面を導電化する。導電性高分子としてはポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリ７ランを用い、特に好ましく
はポリピロールを用いる。

化学重合に用いられる酸化剤は、ヨウ素、臭素、ヨウ化
臭素などのハロゲン、五７ツ化ヒ素、五フッ化アンチモ
ン、四７ツ化ケイ素、五塩化リン、五７ツ化リン、塩化
アルミニウム、塩化モリブデンなどの金属ハロゲン化物
、硫酸、硝酸、フルオロ硫酸、トリフルオロメタン硫酸
、クロロ硫酸などのプロシン酸、三酸化イオウ、二酸化
窒素などの含酸素化合物、過硫酸す）　ＩＪウム、過硫
酸アンモニウムなどの過硫酸塩、過酸化水素、過酢酸な
どの過酸化物などである。

化学重合後、漏れ電流を低下させるために化成液中で再
化成を行っても良い。　このようにして得られた素子は
、支持電解質０　、０１　ｍｏｌ／１〜２伯ｏ　ｌ　／
　（ｌおよび導電性高分子モノマー０，０１ａ＋ｏｌ／
ｇ〜Ｓｍｏｌ／（！を含む電解液中で電解重合を行なう
と化学重合した導電性高分子膜（１）上に均一な電解重
合導電性高分子膜（Ｉｆ）が形成される。

本発明の電解重合に用いられる支持電解質は、陰イオン
がへキサ７０ロリン、ヘキサフロロヒ素、テトラ７０ロ
ホウ素などのハロゲン化物アニオン、ヨウ素、臭素、塩
素などのハロゲンアニオン、過塩素酸アニオン、ベンゼ
ンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸すどのスル
ホン酸アニオンであり、また、陽イオンがリチウム、カ
リウム、ナトリウムなどのアルカリ金属カチオン、アン
モニウム、テトラアルキルアンモニウムなどの４級アン
モニウムカチオンである。化合物としてはＬｉＰＦａ、
ＬｉＡｓＦ５、ＬｉＣｌ０．、ＬｉＢＦ、。

ＫＩ、ＮａＰＦ＝、ＮａＣ１○い　トルエンスルホン酸
ナトリウム、トルエンスルホン酸テｔラブチルアンモニ
ウムなどが挙げられる。

しかる後、この素子を平均粒径が５μ■以下のコロイダ
ルカーボンに浸漬して表面にカーボン層を形成する。カ
ーボン粒の粒径が前記範囲を外れると、等価直列抵抗が
大きくなったり、損失角の正接が大きくなる。該カーボ
ン粒の平均粒径は、好ましくは２μｍ以下である。更に
その上に導電性ペーストにより導電性塗膜を形成し、そ
の一部に陰極引出し用のリード線が接続される。導電性
ペーストトシては銀ペースト、銅ペースト、アルミペー
ストなどが使用できる。以上のように構成されたコンデ
ンサ素子は、樹脂モールドまたは樹脂ケース、金属ケー
スに密封するなどの外装により、本発明のタンタル固体
電解コンデンサを得る。

（作　　用） 本発明による固体電解コンデンサでは、等価直列抵抗（
ＥＳＲ）を著しく小さくすることかで外、かっ、損失角
の正接（ｔａｎδ）などのコンデンサ特性を損うことが
ない。

（実施例） 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

実１」［Ｌ 陽極リードを取り出したタンタル焼結体素子をリン酸化
成液中で１５０ｖで陽極酸化し誘電体酸化皮膜を形成し
た。

該素子を過酸化水素６ｍｏｌ／Ｉおよび硫酸０．３ｍｏ
ｌ／１を含む水溶液に室温で１０分間浸漬した。

つぎに該素子を取り出し、引き続きピロールモノマー原
液に１５分間浸漬して液相での化学酸化重合を行った。

洗浄、乾燥すると、誘電体酸化皮膜上に黒色の化学酸化
重合によるポリピロール膜が形成した。

次に該素子をリン酸化成液中で１００■で再化成した。

その後、電解液としてピロールモノマー〇、３ｍｏｌ／
ｌ、テトラエチルアンモニウムパラトルエンスルホン酸
０，３ｍｏｌ／ｌを含むアセトニトリル溶液をステンレ
ス槽に入れ、素子を電解液中に浸漬した。誘電体酸化皮
膜上に形成した化学酸化重合によるポリピロールの一部
にステンレスワイヤを接触して陽極とし、ステンレス槽
を陰極として、１ｍＡの定電流で３０分間電解し、化学
酸化重合によるポリピロール膜上に電解重合によるポリ
ピロール膜を形成した。電解液より取り出し洗浄、乾燥
後、該素子を平均粒径が０．１μωのコロイダルカーボ
ンに浸漬、乾燥し更１こ銀ペーストを塗布して陰極リー
ドを取り付け、エポキシ樹脂でモールドして定格電圧３
５Ｖ、公称静電容量１．５μＦのタンタル固体電解コン
デンサを得た。

完成したコンデンサ１２０Ｈｚにおける、損失角の正接
（ｔａｎδ）及び１００ＫＨｚでの等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）を第１表に示す。

尺亀鮭玄二Σ コロイダルカーボンの平均粒径が０．５μｍ（？施例２
）、１μｍ（実施例３）、３μｍ（実施例４）、５μｍ
（実施例５）である以外は実施例１に準じてコンデンサ
を完成した。完成したコンデンサの等価直列抵抗および
損失角の正接を第１表に示す。

比較例１ コロイダルカーボンの平均粒径が１０μ−である以外は
実施例１に準じてコンデンサを完成した。

完成したコンデンサの損失角の正接及び等価直列抵抗を
第１表に示す。

平均粒径が５μｍより大きいと、損失角の正接も等価直
列抵抗も大きすぎてコンデンサとして不適当である。

て、カーボン粒の平均粒径が５μｍ以下であるカーボン
を用いた素子は、５μ鴫より大きいカーボンを用いたコ
ンデンサに比べ等価直列抵抗および損失角の正接が小さ
い。

第１表

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に誘電体酸化皮膜を形成したタンタル焼結体
   素子が、その表面に、順次、化学重合によって形成した
   導電性高分子膜、電解重合によって形成した導電性高分
   子膜を有し、該電解重合による導電性高分子膜上にカー
   ボン層及び導電性塗膜を有しており、該カーボン層を形
   成するカーボン粒の平均粒径が５μｍ以下であることを
   特徴とするタンタル固体電解コンデンサ。
2. （２）カーボン粒の平均粒径が２μｍ以下である請求項
   （１）記載のタンタル固体電解コンデンサ。
3. （３）導電性高分子膜がポリピロールである請求項（１
   ）または請求項（２）記載のタンタル固体電解コンデン
   サ。