JPH05121274A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサ及びその製造方法Info
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- JPH05121274A JPH05121274A JP4062067A JP6206792A JPH05121274A JP H05121274 A JPH05121274 A JP H05121274A JP 4062067 A JP4062067 A JP 4062067A JP 6206792 A JP6206792 A JP 6206792A JP H05121274 A JPH05121274 A JP H05121274A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】固体電解コンデンサを高周波特性及び耐湿性に
優れ、かつ、外部からの応力に対して高い強度を有する
ようにする。 【構成】ワイヤ５が設けられ、かつ、弁作用金属を含む
Ｔａ焼結体１０の表面にＴａ2Ｏ5層１１を形成した後、
硝酸マンガン溶液を含浸し、含浸された硝酸マンガンを
熱分解させてＴａ2Ｏ5層１１上に第１ＭｎＯ2層１２及
び第２ＭｎＯ2層２０を形成する。ワイヤ５に導電性ペ
ースト６を塗布し、導電性ペースト６を介した電気的な
接続で電解酸化重合を行うことにより、第２ＭｎＯ2層
２０上に導電性高分子層を形成し、ついで、Ｇｒ層３０
及びＡｇ層４０を形成する。
優れ、かつ、外部からの応力に対して高い強度を有する
ようにする。 【構成】ワイヤ５が設けられ、かつ、弁作用金属を含む
Ｔａ焼結体１０の表面にＴａ2Ｏ5層１１を形成した後、
硝酸マンガン溶液を含浸し、含浸された硝酸マンガンを
熱分解させてＴａ2Ｏ5層１１上に第１ＭｎＯ2層１２及
び第２ＭｎＯ2層２０を形成する。ワイヤ５に導電性ペ
ースト６を塗布し、導電性ペースト６を介した電気的な
接続で電解酸化重合を行うことにより、第２ＭｎＯ2層
２０上に導電性高分子層を形成し、ついで、Ｇｒ層３０
及びＡｇ層４０を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解コンデンサ及
びその製造方法に関するものである。
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より知られている固体電解コンデン
サは、次のようにして製造される。先ず、タンタル(Ｔ
ａ)，アルミニウム(Ａｌ)，ニオブ(Ｎｂ)等の弁作用金
属の焼結体表面に、陽極酸化等によって酸化膜を形成す
る。そして、硝酸マンガン水溶液を含浸させた後、その
熱分解により電解質となる二酸化マンガン(ＭｎＯ2)層
を前記酸化膜上に形成する。最後に、二酸化マンガン層
上に電極取り出し用のグラファイト層及び銀層を形成す
ると、固体電解コンデンサが完成する。
サは、次のようにして製造される。先ず、タンタル(Ｔ
ａ)，アルミニウム(Ａｌ)，ニオブ(Ｎｂ)等の弁作用金
属の焼結体表面に、陽極酸化等によって酸化膜を形成す
る。そして、硝酸マンガン水溶液を含浸させた後、その
熱分解により電解質となる二酸化マンガン(ＭｎＯ2)層
を前記酸化膜上に形成する。最後に、二酸化マンガン層
上に電極取り出し用のグラファイト層及び銀層を形成す
ると、固体電解コンデンサが完成する。
【０００３】更に、具体例を挙げて上記固体電解コンデ
ンサについて説明する。図４はタンタルから成る固体電
解コンデンサの断面構造を示しており、図５はその多孔
性のタンタル焼結体(Ｔａ焼結体)１０の一部分につい
て、その上に五酸化タンタル層(Ｔａ2Ｏ5層)１１及び第
１二酸化マンガン層(第１ＭｎＯ2層)１２が形成されて
いく様子を断面的に示している。図４に示されている焼
結体層１５は、図５(ａ)〜(ｃ)に示すようにタンタル焼
結体１０表面に五酸化タンタル層１１及び第１二酸化マ
ンガン層１２が形成されたものである。タンタルから成
り、端子を構成するワイヤ５は、タンタル焼結体１０
(図５(ａ))と電気的に接続され、かつ、固定されてい
る。また、タンタル焼結体１０の陽極酸化時に、ワイヤ
５にも五酸化タンタル層１１が形成される(図４)。
ンサについて説明する。図４はタンタルから成る固体電
解コンデンサの断面構造を示しており、図５はその多孔
性のタンタル焼結体(Ｔａ焼結体)１０の一部分につい
て、その上に五酸化タンタル層(Ｔａ2Ｏ5層)１１及び第
１二酸化マンガン層(第１ＭｎＯ2層)１２が形成されて
いく様子を断面的に示している。図４に示されている焼
結体層１５は、図５(ａ)〜(ｃ)に示すようにタンタル焼
結体１０表面に五酸化タンタル層１１及び第１二酸化マ
ンガン層１２が形成されたものである。タンタルから成
り、端子を構成するワイヤ５は、タンタル焼結体１０
(図５(ａ))と電気的に接続され、かつ、固定されてい
る。また、タンタル焼結体１０の陽極酸化時に、ワイヤ
５にも五酸化タンタル層１１が形成される(図４)。
【０００４】図４に示すように、焼結体層１５の表面に
は第２二酸化マンガン層(第２ＭｎＯ2層)２０が形成さ
れているが、この層２０は焼結体層１５の内部には殆ど
入り込むことなく焼結体層１５の外表面を被覆してい
る。そして、第２二酸化マンガン層２０上にグラファイ
ト層(Ｇｒ層)３０及び銀層(Ａｇ層)４０が形成される。
は第２二酸化マンガン層(第２ＭｎＯ2層)２０が形成さ
れているが、この層２０は焼結体層１５の内部には殆ど
入り込むことなく焼結体層１５の外表面を被覆してい
る。そして、第２二酸化マンガン層２０上にグラファイ
ト層(Ｇｒ層)３０及び銀層(Ａｇ層)４０が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は、次のような問題がある。第１に、電解質となる二酸
化マンガンの比抵抗が高いため(１〜１０Ω・ｃｍ程
度)、高周波での等価直列抵抗が高いという問題があ
る。第２に、二酸化マンガン層は耐水性に劣るため、コ
ンデンサの耐湿性を向上させるのが難しいという問題が
ある。第３に、弁作用金属の焼結体の機械的強度が低い
ため、外部からの応力に対して弱いという問題がある。
通常、この応力を緩和するために二酸化マンガン層の厚
さを３０〜４０μｍと厚くしているが、それでも酸化膜
が極めて薄い(数１０〜数１０００オングストローム程
度)ため、物理的ストレスに対して弱く、ショートしや
すいといった問題がある。
は、次のような問題がある。第１に、電解質となる二酸
化マンガンの比抵抗が高いため(１〜１０Ω・ｃｍ程
度)、高周波での等価直列抵抗が高いという問題があ
る。第２に、二酸化マンガン層は耐水性に劣るため、コ
ンデンサの耐湿性を向上させるのが難しいという問題が
ある。第３に、弁作用金属の焼結体の機械的強度が低い
ため、外部からの応力に対して弱いという問題がある。
通常、この応力を緩和するために二酸化マンガン層の厚
さを３０〜４０μｍと厚くしているが、それでも酸化膜
が極めて薄い(数１０〜数１０００オングストローム程
度)ため、物理的ストレスに対して弱く、ショートしや
すいといった問題がある。
【０００６】本発明はこれらの点に鑑みなされたもので
あって、高周波特性及び耐湿性に優れ、かつ、外部から
の応力に対して高い強度を有する固体電解コンデンサを
提供することを目的とする。更に、このような固体電解
コンデンサの製造方法を提供することをも目的とする。
あって、高周波特性及び耐湿性に優れ、かつ、外部から
の応力に対して高い強度を有する固体電解コンデンサを
提供することを目的とする。更に、このような固体電解
コンデンサの製造方法を提供することをも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の固体電解コンデンサは、弁作用金属から成る焼
結体に誘電体皮膜と金属酸化物層を順次形成し、その外
表面を導電性高分子層で被覆して構成される。
本発明の固体電解コンデンサは、弁作用金属から成る焼
結体に誘電体皮膜と金属酸化物層を順次形成し、その外
表面を導電性高分子層で被覆して構成される。
【０００８】前記導電性高分子層は、前記焼結体の外表
面に形成されている金属酸化物層を直接被覆するように
形成されていてもよく、更に、金属酸化物層上に設けら
れたグラファイト等から成る他の層を被覆するように形
成されていてもよい。
面に形成されている金属酸化物層を直接被覆するように
形成されていてもよく、更に、金属酸化物層上に設けら
れたグラファイト等から成る他の層を被覆するように形
成されていてもよい。
【０００９】本発明の第１の固体電解コンデンサの製造
方法は、端子が設けられ、かつ、弁作用金属から成る焼
結体の表面に誘電体皮膜を形成した後、該誘電体皮膜上
に金属酸化物層を形成する固体電解コンデンサの製造方
法において、前記端子に導電性ペーストを塗布し、該導
電性ペーストを介した前記金属酸化物層との電気的な接
続で電解酸化重合を行うことにより、前記金属酸化物層
上に導電性高分子層を形成することを特徴としている。
方法は、端子が設けられ、かつ、弁作用金属から成る焼
結体の表面に誘電体皮膜を形成した後、該誘電体皮膜上
に金属酸化物層を形成する固体電解コンデンサの製造方
法において、前記端子に導電性ペーストを塗布し、該導
電性ペーストを介した前記金属酸化物層との電気的な接
続で電解酸化重合を行うことにより、前記金属酸化物層
上に導電性高分子層を形成することを特徴としている。
【００１０】本発明の第２の固体電解コンデンサの製造
方法は、端子が設けられ、かつ、弁作用金属から成る焼
結体の表面に誘電体皮膜を形成した後、該誘電体皮膜上
に金属酸化物層を形成する固体電解コンデンサの製造方
法において、前記端子及び金属酸化物層上にグラファイ
ト層を形成し、該グラファイト層を介した前記金属酸化
物層との電気的な接続で電解酸化重合を行うことによ
り、前記グラファイト層上に導電性高分子層を形成する
ことを特徴としている。
方法は、端子が設けられ、かつ、弁作用金属から成る焼
結体の表面に誘電体皮膜を形成した後、該誘電体皮膜上
に金属酸化物層を形成する固体電解コンデンサの製造方
法において、前記端子及び金属酸化物層上にグラファイ
ト層を形成し、該グラファイト層を介した前記金属酸化
物層との電気的な接続で電解酸化重合を行うことによ
り、前記グラファイト層上に導電性高分子層を形成する
ことを特徴としている。
【００１１】本発明の第３の固体電解コンデンサの製造
方法は、弁作用金属を含む焼結体の表面に誘電体皮膜を
形成した後、該誘電体皮膜上に金属酸化物層を形成する
固体電解コンデンサの製造方法において、前記金属酸化
物層が形成された焼結体を導電性高分子の原料となるモ
ノマーを含む電解液に浸漬した後、酸性環境下で重合を
行うことにより前記金属酸化物層上に導電性高分子層を
形成することを特徴としている。
方法は、弁作用金属を含む焼結体の表面に誘電体皮膜を
形成した後、該誘電体皮膜上に金属酸化物層を形成する
固体電解コンデンサの製造方法において、前記金属酸化
物層が形成された焼結体を導電性高分子の原料となるモ
ノマーを含む電解液に浸漬した後、酸性環境下で重合を
行うことにより前記金属酸化物層上に導電性高分子層を
形成することを特徴としている。
【００１２】
【作用】上記固体電解コンデンサの構成によると、金属
酸化物層の上の導電性高分子層は、比抵抗が低い(例え
ば０．０１Ω・ｃｍ程度)導電性高分子から成っているの
で、高周波での等価直列抵抗が低くなる。また、導電性
高分子層がバッファコートとして機能するので、外部か
らの水分の進入や応力が緩和される。
酸化物層の上の導電性高分子層は、比抵抗が低い(例え
ば０．０１Ω・ｃｍ程度)導電性高分子から成っているの
で、高周波での等価直列抵抗が低くなる。また、導電性
高分子層がバッファコートとして機能するので、外部か
らの水分の進入や応力が緩和される。
【００１３】上記第１の固体電解コンデンサの製造方法
によると、導電性ペーストが電解酸化重合のための電気
的な接続を担うので、金属酸化物層上でも導電性高分子
層は形成される。
によると、導電性ペーストが電解酸化重合のための電気
的な接続を担うので、金属酸化物層上でも導電性高分子
層は形成される。
【００１４】上記第２の固体電解コンデンサの製造方法
によると、金属酸化物層上のグラファイト層が電解酸化
重合のための電気的な接続を担うので、金属酸化物層上
でグラファイト層を介して導電性高分子層が形成され
る。
によると、金属酸化物層上のグラファイト層が電解酸化
重合のための電気的な接続を担うので、金属酸化物層上
でグラファイト層を介して導電性高分子層が形成され
る。
【００１５】上記第３の固体電解コンデンサの製造方法
によると、酸性環境下で、導電性高分子の原料となるモ
ノマーを含む電解液が重合するので、金属酸化物層の上
で導電性高分子層が容易に形成される。
によると、酸性環境下で、導電性高分子の原料となるモ
ノマーを含む電解液が重合するので、金属酸化物層の上
で導電性高分子層が容易に形成される。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。尚、図４及び図５に示す従来例の各部と同一の部
分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
する。尚、図４及び図５に示す従来例の各部と同一の部
分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００１７】図１は本発明の第１実施例である固体電解
コンデンサの製造工程を示している。まず、１４０ＣＶ
／ｐのタンタル焼結体１０(図１(ａ))を０．１重量％リ
ン酸水溶液に浸漬し、１００〜２００Ｖで２〜３時間の
陽極酸化を行うことによって、図1(ｂ)に示すようにタ
ンタル焼結体１０表面及びワイヤ５の一部表面に五酸化
タンタル(Ｔａ2Ｏ5)層１１を形成した。
コンデンサの製造工程を示している。まず、１４０ＣＶ
／ｐのタンタル焼結体１０(図１(ａ))を０．１重量％リ
ン酸水溶液に浸漬し、１００〜２００Ｖで２〜３時間の
陽極酸化を行うことによって、図1(ｂ)に示すようにタ
ンタル焼結体１０表面及びワイヤ５の一部表面に五酸化
タンタル(Ｔａ2Ｏ5)層１１を形成した。
【００１８】次に、陽極酸化されたタンタル焼結体１０
を純水で洗浄した後、４０〜６０重量％硝酸マンガン水
溶液に浸漬した。そして、水分を蒸発させた後、２００
〜３００℃で熱分解した。硝酸マンガン水溶液をタンタ
ル焼結体１０に含浸し、熱分解する工程を５回繰り返し
行った。これにより、図１(ｃ)に示すように五酸化タン
タル層１１(図１(ｂ))上に第１二酸化マンガン層１２が
形成されてタンタル焼結体１０は焼結体層１５となり、
更に図１(ｄ)に示すように焼結体層１５上には第２二酸
化マンガン層２０が形成される。
を純水で洗浄した後、４０〜６０重量％硝酸マンガン水
溶液に浸漬した。そして、水分を蒸発させた後、２００
〜３００℃で熱分解した。硝酸マンガン水溶液をタンタ
ル焼結体１０に含浸し、熱分解する工程を５回繰り返し
行った。これにより、図１(ｃ)に示すように五酸化タン
タル層１１(図１(ｂ))上に第１二酸化マンガン層１２が
形成されてタンタル焼結体１０は焼結体層１５となり、
更に図１(ｄ)に示すように焼結体層１５上には第２二酸
化マンガン層２０が形成される。
【００１９】尚、後記性能試験での比較用の従来例のサ
ンプルを、図１(ａ)〜(ｄ)の工程により本実施例と同様
にして作製した。但し、含浸工程及び熱分解工程につい
ては１０回行った。最初の７回の含浸により主に焼結体
の内表面に第１二酸化マンガン層を形成し、続く３回の
含浸では比重の異なる硝酸マンガン水溶液を用いて主に
焼結体の外表面に第２二酸化マンガン層を形成した。本
実施例では、後記ポリピロール層５０の形成によって耐
応力性の向上が可能であるため、１種類の硝酸マンガン
水溶液で第１二酸化マンガン層１２及び第２二酸化マン
ガン層２０を形成しているが、比較用の従来例と同様に
比重の異なる硝酸マンガン水溶液を用いた２工程の含浸
により第１二酸化マンガン層１２及び第２二酸化マンガ
ン層２０を形成してもよい。
ンプルを、図１(ａ)〜(ｄ)の工程により本実施例と同様
にして作製した。但し、含浸工程及び熱分解工程につい
ては１０回行った。最初の７回の含浸により主に焼結体
の内表面に第１二酸化マンガン層を形成し、続く３回の
含浸では比重の異なる硝酸マンガン水溶液を用いて主に
焼結体の外表面に第２二酸化マンガン層を形成した。本
実施例では、後記ポリピロール層５０の形成によって耐
応力性の向上が可能であるため、１種類の硝酸マンガン
水溶液で第１二酸化マンガン層１２及び第２二酸化マン
ガン層２０を形成しているが、比較用の従来例と同様に
比重の異なる硝酸マンガン水溶液を用いた２工程の含浸
により第１二酸化マンガン層１２及び第２二酸化マンガ
ン層２０を形成してもよい。
【００２０】次に、導電性ペースト６を図１(ｅ)に示す
ように、ワイヤ５の一部に塗布することによって、ワイ
ヤ５と第２二酸化マンガン層２０とを電気的に接続し
た。第２二酸化マンガン層２０の上に後記ポリピロール
層５０(同図(ｇ))を電気的に付けようとしても、ワイヤ
５と第１，第２二酸化マンガン層１２，２０との間には
絶縁物である五酸化タンタル層１１があるので導電性高
分子層を形成することができない。従って、後記ポリピ
ロール層５０のような導電性高分子層を電解酸化重合で
形成する場合、第２二酸化マンガン層２０を陽極とする
必要があるため、本実施例では第１，第２二酸化マンガ
ン層１２，２０の形成後、電極取り出し用の導電性ペー
スト６をワイヤ５の一部に塗布するのである。このよう
な導電性ペースト６としては、例えばグラファイト等か
ら成るものを用いることができる。
ように、ワイヤ５の一部に塗布することによって、ワイ
ヤ５と第２二酸化マンガン層２０とを電気的に接続し
た。第２二酸化マンガン層２０の上に後記ポリピロール
層５０(同図(ｇ))を電気的に付けようとしても、ワイヤ
５と第１，第２二酸化マンガン層１２，２０との間には
絶縁物である五酸化タンタル層１１があるので導電性高
分子層を形成することができない。従って、後記ポリピ
ロール層５０のような導電性高分子層を電解酸化重合で
形成する場合、第２二酸化マンガン層２０を陽極とする
必要があるため、本実施例では第１，第２二酸化マンガ
ン層１２，２０の形成後、電極取り出し用の導電性ペー
スト６をワイヤ５の一部に塗布するのである。このよう
な導電性ペースト６としては、例えばグラファイト等か
ら成るものを用いることができる。
【００２１】ついで、図１(ｆ)に示すように、ワイヤ５
をプラス、電解液７の槽８をマイナスにして焼結体１個
当たり１００μＡ、３０〜６０分の電解酸化重合を行う
ことによって、図１(ｇ)に示すような厚さ約３０μｍの
ポリピロール層５０を形成した。尚、導電性高分子層で
あるポリピロール層５０の厚さは、電気量(クーロン量)
の調整で制御可能である。
をプラス、電解液７の槽８をマイナスにして焼結体１個
当たり１００μＡ、３０〜６０分の電解酸化重合を行う
ことによって、図１(ｇ)に示すような厚さ約３０μｍの
ポリピロール層５０を形成した。尚、導電性高分子層で
あるポリピロール層５０の厚さは、電気量(クーロン量)
の調整で制御可能である。
【００２２】本実施例では、ポリピロール層５０の原料
となるモノマーとしてピロール０．５〜１．０ｗｔ％
と，溶媒としてアセトニトリルと，支持電解質としてｐ
−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム０．５
〜１．０ｗｔ％とから成る電解液を用いた。
となるモノマーとしてピロール０．５〜１．０ｗｔ％
と，溶媒としてアセトニトリルと，支持電解質としてｐ
−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム０．５
〜１．０ｗｔ％とから成る電解液を用いた。
【００２３】導電性高分子層の原料となるモノマーとし
ては、ピロール，フラン，チオフェン等を用いることが
できる。これらのモノマーから構成されたポリマーは、
従来より導電性高分子として知られている。尚、導電性
高分子を形成するものであれば上記モノマーに限らず用
いることができる。なかでも、ピロールを用いると、抵
抗が低いポリピロール層５０を形成することができるの
で好ましい。溶媒としては上記アセトニトリル等の極性
非プロトン溶媒等を用いることができ、支持電解質とし
ては上記ｐ−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニ
ウム等の一価の陰イオンが生じるもの等を用いることが
できる。
ては、ピロール，フラン，チオフェン等を用いることが
できる。これらのモノマーから構成されたポリマーは、
従来より導電性高分子として知られている。尚、導電性
高分子を形成するものであれば上記モノマーに限らず用
いることができる。なかでも、ピロールを用いると、抵
抗が低いポリピロール層５０を形成することができるの
で好ましい。溶媒としては上記アセトニトリル等の極性
非プロトン溶媒等を用いることができ、支持電解質とし
ては上記ｐ−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニ
ウム等の一価の陰イオンが生じるもの等を用いることが
できる。
【００２４】ポリピロール層５０は、モールド部分等か
らの応力を緩和したり、外部からの水分の進入を防止す
ることにより耐湿性を向上させたりするバッファコー
ト、即ち緩衝部材としての機能がある。
らの応力を緩和したり、外部からの水分の進入を防止す
ることにより耐湿性を向上させたりするバッファコー
ト、即ち緩衝部材としての機能がある。
【００２５】ポリピロール層５０の形成完了後、図１
(ｈ)に示すように導電性ペースト６をピンセットで剥離
除去した。導電性ペースト６の除去は、プラズマによる
除去等の従来より知られている物理的・化学的処理によ
り行うことができる。尚、導電性ペースト６の除去は、
ポリピロール層５０の形成後であれば、いつ行ってもよ
い。
(ｈ)に示すように導電性ペースト６をピンセットで剥離
除去した。導電性ペースト６の除去は、プラズマによる
除去等の従来より知られている物理的・化学的処理によ
り行うことができる。尚、導電性ペースト６の除去は、
ポリピロール層５０の形成後であれば、いつ行ってもよ
い。
【００２６】次に、図１(ｉ)に示すようにグラファイト
の液に浸漬塗布することによりグラファイト層３０を形
成し、銀ペーストを塗布することにより銀層４０を形成
した。これらの外装の金属層の形成は、従来より固体電
解コンデンサの製造方法として知られている方法に従っ
て行うことができる。同様に、上記比較用の従来例のサ
ンプルについても、第２二酸化マンガン２０上にグラフ
ァイト層３０及び銀層４０を形成した。
の液に浸漬塗布することによりグラファイト層３０を形
成し、銀ペーストを塗布することにより銀層４０を形成
した。これらの外装の金属層の形成は、従来より固体電
解コンデンサの製造方法として知られている方法に従っ
て行うことができる。同様に、上記比較用の従来例のサ
ンプルについても、第２二酸化マンガン２０上にグラフ
ァイト層３０及び銀層４０を形成した。
【００２７】上記方法により得られた固体電解コンデン
サのサンプルについて、以下に示す性能試験を行い、従
来例のサンプルと併せ表１にその結果を示す。
サのサンプルについて、以下に示す性能試験を行い、従
来例のサンプルと併せ表１にその結果を示す。
【００２８】［高周波での等価直列抵抗の測定］サンプ
ルの高周波(１００ＫＨｚ)での等価直列抵抗(高周波Ｅ
ＳＲ)を測定した。
ルの高周波(１００ＫＨｚ)での等価直列抵抗(高周波Ｅ
ＳＲ)を測定した。
【００２９】［耐湿性の測定］一定の湿度(８５℃，８
５％)の部屋にサンプルを放置し、試験開始時の容量Ｃ
と500時間後の容量変化量ΔＣとを測定し、容量変化率
ΔＣ／Ｃを求めた。
５％)の部屋にサンプルを放置し、試験開始時の容量Ｃ
と500時間後の容量変化量ΔＣとを測定し、容量変化率
ΔＣ／Ｃを求めた。
【００３０】［熱衝撃試験］温度サイクル試験(−５５
℃，３０分；１２５℃，３０分)の結果を表１に示す。
固体電解コンデンサには、温度変化に起因するストレス
により酸化膜(Ｔａ2Ｏ5層１１)が壊れると、ショートモ
ードによって燃えてしまうという致命的な欠陥がある。
従って、この熱衝撃試験によりどの程度の熱衝撃でショ
ートモードに行くかを、電気特性の変化で調べることに
よって、耐応力性を知ることができるのである。
℃，３０分；１２５℃，３０分)の結果を表１に示す。
固体電解コンデンサには、温度変化に起因するストレス
により酸化膜(Ｔａ2Ｏ5層１１)が壊れると、ショートモ
ードによって燃えてしまうという致命的な欠陥がある。
従って、この熱衝撃試験によりどの程度の熱衝撃でショ
ートモードに行くかを、電気特性の変化で調べることに
よって、耐応力性を知ることができるのである。
【００３１】図２は本発明の第２実施例である固体電解
コンデンサの製造工程を示している。尚、図２(ａ)〜
(ｄ)に示す工程は、図１(ａ)〜(ｄ)に示す工程と同一で
あるので、説明を省略する。
コンデンサの製造工程を示している。尚、図２(ａ)〜
(ｄ)に示す工程は、図１(ａ)〜(ｄ)に示す工程と同一で
あるので、説明を省略する。
【００３２】先にも述べたように、第２二酸化マンガン
層２０の上にポリピロール層５０を電気的に付けようと
しても、ワイヤ５と第１，第２二酸化マンガン層１２，
２０との間には絶縁物である五酸化タンタル層１１があ
るので付けることができない。従って、電気的に付ける
ためには第２二酸化マンガン層２０を電気的に陽極にし
なければならない。そこで、本実施例では、グラファイ
トの液にワイヤ５が付着するまで深く浸漬することによ
って、図２(ｅ)に示すように第１グラファイト層３１を
形成した。これにより、第１実施例において導電性ペー
スト６を塗布したのと同様の効果がある。
層２０の上にポリピロール層５０を電気的に付けようと
しても、ワイヤ５と第１，第２二酸化マンガン層１２，
２０との間には絶縁物である五酸化タンタル層１１があ
るので付けることができない。従って、電気的に付ける
ためには第２二酸化マンガン層２０を電気的に陽極にし
なければならない。そこで、本実施例では、グラファイ
トの液にワイヤ５が付着するまで深く浸漬することによ
って、図２(ｅ)に示すように第１グラファイト層３１を
形成した。これにより、第１実施例において導電性ペー
スト６を塗布したのと同様の効果がある。
【００３３】次に、図２(ｆ)に示すように、第１実施例
(図１(ｆ)，(ｇ))と同様に電解酸化重合法によって、厚
さ約３０μｍのポリピロール層５０を形成した。
(図１(ｆ)，(ｇ))と同様に電解酸化重合法によって、厚
さ約３０μｍのポリピロール層５０を形成した。
【００３４】ポリピロール層５０の形成完了後、図２
(ｈ)に示すようにグラファイト層３１のうち、ポリピロ
ール層５０から露出し、かつ、ワイヤ５及び第２二酸化
マンガン層２０と接触している部分をピンセットで剥離
除去した。グラファイト層３５の除去は、第１実施例で
の導電性ペースト６の除去と同様に、従来より知られて
いる物理的・化学的処理により行うことができ、また、
ピロール層５０の形成後であれば、いつ行ってもよい。
(ｈ)に示すようにグラファイト層３１のうち、ポリピロ
ール層５０から露出し、かつ、ワイヤ５及び第２二酸化
マンガン層２０と接触している部分をピンセットで剥離
除去した。グラファイト層３５の除去は、第１実施例で
の導電性ペースト６の除去と同様に、従来より知られて
いる物理的・化学的処理により行うことができ、また、
ピロール層５０の形成後であれば、いつ行ってもよい。
【００３５】次に、図２(ｉ)に示すように、第１実施例
(図１(ｉ))中のグラファイト層３０と同様に第２グラフ
ァイト層３２を形成し、更に第１実施例(図１(ｉ))と同
様に銀層４０を形成した。上記方法により得られた固体
電解コンデンサのサンプルについて前記性能試験を行っ
た結果、第１実施例と同様の結果が得られた。尚、第２
グラファイト層３２を銀層４０の下に付けるのは、前記
第１実施例と同様にポリピロール層５０との接触抵抗を
低くするためである。
(図１(ｉ))中のグラファイト層３０と同様に第２グラフ
ァイト層３２を形成し、更に第１実施例(図１(ｉ))と同
様に銀層４０を形成した。上記方法により得られた固体
電解コンデンサのサンプルについて前記性能試験を行っ
た結果、第１実施例と同様の結果が得られた。尚、第２
グラファイト層３２を銀層４０の下に付けるのは、前記
第１実施例と同様にポリピロール層５０との接触抵抗を
低くするためである。
【００３６】図３は本発明の第３実施例である固体電解
コンデンサの製造工程を示している。尚、図３(ａ)〜
(ｄ)に示す工程は、図１(ａ)〜(ｄ)に示す工程と同一で
あるので、説明を省略する。
コンデンサの製造工程を示している。尚、図３(ａ)〜
(ｄ)に示す工程は、図１(ａ)〜(ｄ)に示す工程と同一で
あるので、説明を省略する。
【００３７】前記第１及び第２実施例ではピロールの重
合を電解酸化重合法により行ったが、本実施例では次の
ようにしてピロールの重合を化学重合法により行った。
まず、図３(ｄ)に示すように第２二酸化マンガン層２０
の形成後、図３(ｅ)に示すように前記第１実施例で用い
たものと同様の電解液７に、２５２．５℃で５分浸漬し
た。そして、図２(ｆ)に示すように硫酸雰囲気中、５０
℃で３０分重合させた。このときの雰囲気は酸性環境で
あればよく、硫酸雰囲気に限らない。ここで、酸性環境
下とは、気相中での酸性雰囲気下、液相中での酸性溶液
下をいう。上記含浸工程及び重合工程を１〜数回繰り返
し、厚さ約３０μｍのポリピロール層５０を形成した。
(図３(ｇ))。尚、形成されるポリピロール層５０の抵抗
は、電解酸化重合法によるものよりも高いため、好まし
くは電解酸化重合法により重合を行うのがよい。
合を電解酸化重合法により行ったが、本実施例では次の
ようにしてピロールの重合を化学重合法により行った。
まず、図３(ｄ)に示すように第２二酸化マンガン層２０
の形成後、図３(ｅ)に示すように前記第１実施例で用い
たものと同様の電解液７に、２５２．５℃で５分浸漬し
た。そして、図２(ｆ)に示すように硫酸雰囲気中、５０
℃で３０分重合させた。このときの雰囲気は酸性環境で
あればよく、硫酸雰囲気に限らない。ここで、酸性環境
下とは、気相中での酸性雰囲気下、液相中での酸性溶液
下をいう。上記含浸工程及び重合工程を１〜数回繰り返
し、厚さ約３０μｍのポリピロール層５０を形成した。
(図３(ｇ))。尚、形成されるポリピロール層５０の抵抗
は、電解酸化重合法によるものよりも高いため、好まし
くは電解酸化重合法により重合を行うのがよい。
【００３８】次に、図３(ｈ)に示すように、第１実施例
(図１(ｉ))と同様にグラファイト層３０及び銀層４０を
形成した。上記方法により得られた固体電解コンデンサ
のサンプルについて前記性能試験を行った結果、第１実
施例と同様の結果が得られた。
(図１(ｉ))と同様にグラファイト層３０及び銀層４０を
形成した。上記方法により得られた固体電解コンデンサ
のサンプルについて前記性能試験を行った結果、第１実
施例と同様の結果が得られた。
【００３９】上記各実施例においては二酸化マンガンで
電解質を構成しているが、二酸化マンガンの代わりに酸
化鉛，酸化リチウム等の金属酸化物を用いてもよい。こ
れらの金属酸化物で金属酸化物層を形成した場合も、二
酸化マンガンを金属酸化物層とした場合と同様の効果を
得ることができた。
電解質を構成しているが、二酸化マンガンの代わりに酸
化鉛，酸化リチウム等の金属酸化物を用いてもよい。こ
れらの金属酸化物で金属酸化物層を形成した場合も、二
酸化マンガンを金属酸化物層とした場合と同様の効果を
得ることができた。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【発明の効果】以上説明した通り本発明の固体電解コン
デンサによれば、弁作用金属から成る焼結体に誘電体皮
膜と金属酸化物層を順次作成し、その外表面を導電性高
分子層で被覆することによって、高周波特性及び耐湿性
に優れ、かつ、外部からの応力に対して高い強度を有す
る固体電解コンデンサを実現することができる。
デンサによれば、弁作用金属から成る焼結体に誘電体皮
膜と金属酸化物層を順次作成し、その外表面を導電性高
分子層で被覆することによって、高周波特性及び耐湿性
に優れ、かつ、外部からの応力に対して高い強度を有す
る固体電解コンデンサを実現することができる。
【００４２】本発明の固体電解コンデンサの製造方法に
よれば、金属酸化物層上への導電性高分子層の形成が、
導電性ペースト又はグラファイト層を介した金属酸化物
層との電気的な接続による電解酸化重合で行われるた
め、上記固体電解コンデンサを容易に製造することがで
きる。また、この方法により形成される導電性高分子膜
は抵抗が低いため、製造された固体電解コンデンサも高
い高周波特性を有するという効果もある。
よれば、金属酸化物層上への導電性高分子層の形成が、
導電性ペースト又はグラファイト層を介した金属酸化物
層との電気的な接続による電解酸化重合で行われるた
め、上記固体電解コンデンサを容易に製造することがで
きる。また、この方法により形成される導電性高分子膜
は抵抗が低いため、製造された固体電解コンデンサも高
い高周波特性を有するという効果もある。
【００４３】また、本発明の固体電解コンデンサの製造
方法によれば、金属酸化物層上への導電性高分子層の形
成が、浸漬により含浸された電解液中のモノマーの酸性
環境下での重合という簡単な工程で行われるため、上記
固体電解コンデンサを容易、かつ、低コストで製造する
ことができる。
方法によれば、金属酸化物層上への導電性高分子層の形
成が、浸漬により含浸された電解液中のモノマーの酸性
環境下での重合という簡単な工程で行われるため、上記
固体電解コンデンサを容易、かつ、低コストで製造する
ことができる。
【００４４】また、これらの製造方法によれば、導電性
高分子層を含浸等により焼結体の内部にまで形成する必
要がないので、製造工程が簡単になるという効果もあ
る。
高分子層を含浸等により焼結体の内部にまで形成する必
要がないので、製造工程が簡単になるという効果もあ
る。
【図１】本発明の第１実施例の製造工程を示す図。
【図２】本発明の第２実施例の製造工程を示す図。
【図３】本発明の第３実施例の製造工程を示す図。
【図４】従来例の構造を示す断面図。
【図５】本発明の実施例及び従来例の製造工程において
焼結体内部の構造の変化を断面的に示す図。
焼結体内部の構造の変化を断面的に示す図。
５ …ワイヤ(端子) ６ …導電性ペースト ７ …電解液 ８ …槽 １０ …タンタル焼結体(Ｔａ焼結体) １１ …五酸化タンタル層(Ｔａ2Ｏ5層) １２ …第１二酸化マンガン層(第１ＭｎＯ2層) １５ …焼結体層 ２０ …第２二酸化マンガン層(第２ＭｎＯ2層) ３０ …グラファイト層(Ｇｒ層) ３１ …第１グラファイト層(第１Ｇｒ層） ３２ …第２グラファイト層（第２Ｇｒ層) ４０ …銀層(Ａｇ層) ５０ …ポリピロール層 Ａ …硫酸雰囲気
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は、次のような問題がある。第１に、弁作用金属の焼結
体の機械的強度が低いため、外部からの応力に対して弱
いという問題がある。通常、この応力を緩和するために
第２二酸化マンガン層の厚さを３０〜４０μｍと厚くし
ているが、それでも酸化膜が極めて薄い(数１０〜数１
０００オングストローム程度)ため、物理的ス トレスに
対して弱く、絶縁 破壊しやすいといった問題がある。第
２に、電解質となる二酸化マンガンの比抵抗が高いため
(１〜１０Ω・ｃｍ程度)、高周波での等価直列抵抗が高
いという問題がある。また、特開平２−３２５２１号
等、二酸化マンガン層のかわりに導電性高分子を用いる
方法では、高周波特性は向上するが、機械的強度が向上
しないという問題がある。
は、次のような問題がある。第１に、弁作用金属の焼結
体の機械的強度が低いため、外部からの応力に対して弱
いという問題がある。通常、この応力を緩和するために
第２二酸化マンガン層の厚さを３０〜４０μｍと厚くし
ているが、それでも酸化膜が極めて薄い(数１０〜数１
０００オングストローム程度)ため、物理的ス トレスに
対して弱く、絶縁 破壊しやすいといった問題がある。第
２に、電解質となる二酸化マンガンの比抵抗が高いため
(１〜１０Ω・ｃｍ程度)、高周波での等価直列抵抗が高
いという問題がある。また、特開平２−３２５２１号
等、二酸化マンガン層のかわりに導電性高分子を用いる
方法では、高周波特性は向上するが、機械的強度が向上
しないという問題がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】本発明はこれらの点に鑑みなされたもので
あって、外部からの応力に対して高い強度を有し、か
つ、高周波特性に優れた固体電解コンデンサを提供する
ことを目的とする。更に、このような固体電解コンデン
サの製造方法を提供することをも目的とする。
あって、外部からの応力に対して高い強度を有し、か
つ、高周波特性に優れた固体電解コンデンサを提供する
ことを目的とする。更に、このような固体電解コンデン
サの製造方法を提供することをも目的とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【作用】上記固体電解コンデンサの構成によると、例え
ば二酸化マンガン層の上の導電性高分子層は、バッファ
コートとして機能するので、外部からの応力を吸収し酸
化膜の絶縁破壊を防ぎ、機械的強度が向上する。また、
導電性高分子層は比抵抗が低い(例えば０．０１Ω・ｃｍ
程度)導電性高分子から成っているので、高周波での等
価直列抵抗が低くなる。
ば二酸化マンガン層の上の導電性高分子層は、バッファ
コートとして機能するので、外部からの応力を吸収し酸
化膜の絶縁破壊を防ぎ、機械的強度が向上する。また、
導電性高分子層は比抵抗が低い(例えば０．０１Ω・ｃｍ
程度)導電性高分子から成っているので、高周波での等
価直列抵抗が低くなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】［荷重試験］固体電解コンデンサには、外
部からの物理的ストレスにより、酸化膜(Ｔａ 2Ｏ 5層１
１)が絶縁破壊を起こしショートモードによって燃えて
しまうという致命的な欠陥がある。従って、荷重試験に
よりサンプルが絶縁破壊を起こすまでの機械的強度を知
ることができる。
部からの物理的ストレスにより、酸化膜(Ｔａ 2Ｏ 5層１
１)が絶縁破壊を起こしショートモードによって燃えて
しまうという致命的な欠陥がある。従って、荷重試験に
よりサンプルが絶縁破壊を起こすまでの機械的強度を知
ることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】［高周波での等価直列抵抗の測定］サンプ
ルの高周波(１００ｋＨｚ)での等価直列抵抗(高周波Ｅ
ＳＲ)を測定した。
ルの高周波(１００ｋＨｚ)での等価直列抵抗(高周波Ｅ
ＳＲ)を測定した。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】
【表１】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】
【発明の効果】以上説明した通り本発明の固体電解コン
デンサによれば、表 面側から順に誘電体皮膜と 二酸化マ
ンガン層とを有し 、かつ、弁作用金属から成 る焼結体を
外表面において 導電性高分子層で被覆する ことによっ
て、外部からの 応力(例えば、半田実装時の樹脂からの
応力や、実装時の機械的衝撃)に対して高い強度を有
し、かつ、高周波特性の優れた固体電解コンデンサを実
現することができる。
デンサによれば、表 面側から順に誘電体皮膜と 二酸化マ
ンガン層とを有し 、かつ、弁作用金属から成 る焼結体を
外表面において 導電性高分子層で被覆する ことによっ
て、外部からの 応力(例えば、半田実装時の樹脂からの
応力や、実装時の機械的衝撃)に対して高い強度を有
し、かつ、高周波特性の優れた固体電解コンデンサを実
現することができる。
Claims (5)
- 【請求項１】弁作用金属から成る焼結体に誘電体皮膜と
金属酸化物層を順次形成し、その外表面を導電性高分子
層で被覆して成る固体電解コンデンサ。 - 【請求項２】前記導電性高分子層が、前記焼結体の外表
面に形成されている金属酸化物層を直接被覆することを
特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項３】端子が設けられ、かつ、弁作用金属から成
る焼結体の表面に誘電体皮膜を形成した後、該誘電体皮
膜上に金属酸化物層を形成する固体電解コンデンサの製
造方法において、 前記端子に導電性ペーストを塗布し、該導電性ペースト
を介した前記金属酸化物層との電気的な接続で電解酸化
重合を行うことにより、前記金属酸化物層上に導電性高
分子層を形成することを特徴とする固体電解コンデンサ
の製造方法。 - 【請求項４】端子が設けられ、かつ、弁作用金属から成
る焼結体の表面に誘電体皮膜を形成した後、該誘電体皮
膜上に金属酸化物層を形成する固体電解コンデンサの製
造方法において、 前記端子及び金属酸化物層上にグラファイト層を形成
し、該グラファイト層を介した前記金属酸化物層との電
気的な接続で電解酸化重合を行うことにより、前記グラ
ファイト層上に導電性高分子層を形成することを特徴と
する固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項５】弁作用金属を含む焼結体の表面に誘電体皮
膜を形成した後、該誘電体皮膜上に金属酸化物層を形成
する固体電解コンデンサの製造方法において、前記金属
酸化物層が形成された焼結体を導電性高分子の原料とな
るモノマーを含む電解液に浸漬した後、酸性環境下で重
合を行うことにより前記金属酸化物層上に導電性高分子
層を形成することを特徴とする固体電解コンデンサの製
造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062067A JPH05121274A (ja) | 1991-09-05 | 1992-03-18 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| DE4229461A DE4229461C2 (de) | 1991-09-05 | 1992-09-03 | Festkörperelektrolytkondensator und Verfahren zu dessen Herstellung |
| KR1019920016073A KR100259217B1 (ko) | 1991-09-05 | 1992-09-04 | 고체전해 콘덴서 및 그 제조방법 |
| US08/264,193 US5471365A (en) | 1991-09-05 | 1994-06-22 | Solid electrolytic capacitor and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-254596 | 1991-09-05 | ||
| JP25459691 | 1991-09-05 | ||
| JP4062067A JPH05121274A (ja) | 1991-09-05 | 1992-03-18 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121274A true JPH05121274A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=26403131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4062067A Pending JPH05121274A (ja) | 1991-09-05 | 1992-03-18 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5471365A (ja) |
| JP (1) | JPH05121274A (ja) |
| KR (1) | KR100259217B1 (ja) |
| DE (1) | DE4229461C2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5926362A (en) | 1997-05-01 | 1999-07-20 | Wilson Greatbatch Ltd. | Hermetically sealed capacitor |
| DE69833149T2 (de) * | 1997-06-20 | 2006-09-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Elektrolytkondensator und dessen Herstellungsverfahren |
| JP3231689B2 (ja) * | 1997-12-04 | 2001-11-26 | 富山日本電気株式会社 | 導電性高分子を用いた固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| KR100596166B1 (ko) * | 1998-06-11 | 2006-07-03 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 단판 콘덴서 소자 및 적층형 고체 전해 콘덴서 |
| JP2000082639A (ja) * | 1998-09-04 | 2000-03-21 | Nec Corp | Ｎｂコンデンサの製造方法 |
| KR100451406B1 (ko) * | 1999-02-18 | 2004-10-06 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 고체전해 콘덴서 및 그 제조방법 |
| WO2000067267A1 (fr) * | 1999-04-30 | 2000-11-09 | Showa Denko K.K. | Condensateur electrolytique solide et son procede de fabrication |
| US6627252B1 (en) | 2000-05-12 | 2003-09-30 | Maxwell Electronic Components, Inc. | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes |
| US6631074B2 (en) | 2000-05-12 | 2003-10-07 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes |
| US6813139B2 (en) * | 2001-11-02 | 2004-11-02 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes |
| US6643119B2 (en) | 2001-11-02 | 2003-11-04 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes |
| US7791860B2 (en) | 2003-07-09 | 2010-09-07 | Maxwell Technologies, Inc. | Particle based electrodes and methods of making same |
| US7352558B2 (en) | 2003-07-09 | 2008-04-01 | Maxwell Technologies, Inc. | Dry particle based capacitor and methods of making same |
| US7920371B2 (en) | 2003-09-12 | 2011-04-05 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrical energy storage devices with separator between electrodes and methods for fabricating the devices |
| US7090946B2 (en) | 2004-02-19 | 2006-08-15 | Maxwell Technologies, Inc. | Composite electrode and method for fabricating same |
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