JPH06151258A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
- Publication number
- JPH06151258A JPH06151258A JP29902392A JP29902392A JPH06151258A JP H06151258 A JPH06151258 A JP H06151258A JP 29902392 A JP29902392 A JP 29902392A JP 29902392 A JP29902392 A JP 29902392A JP H06151258 A JPH06151258 A JP H06151258A
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- JP
- Japan
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- electrolytic capacitor
- solid electrolytic
- ruthenium oxide
- electrolyte
- Prior art date
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- Pending
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- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体電解質を酸化ルテニウム層−導電性高分
子層とハイブリット化することにより高容量で高周波特
性の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。 【構成】 弁金属（タンタル電極体１）の酸化皮膜２上
に低抵抗（１０-3Ω・ｃｍ）の酸化ルテニウム層３を酸
化皮膜２に損傷を与えない程度に薄層化し細孔内部に形
成し，導電性高分子層４を外部引出電極５につなげるた
めの電解質としてハイブリット構造にさせる。
子層とハイブリット化することにより高容量で高周波特
性の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。 【構成】 弁金属（タンタル電極体１）の酸化皮膜２上
に低抵抗（１０-3Ω・ｃｍ）の酸化ルテニウム層３を酸
化皮膜２に損傷を与えない程度に薄層化し細孔内部に形
成し，導電性高分子層４を外部引出電極５につなげるた
めの電解質としてハイブリット構造にさせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンデンサ特性，特に大
容量，高周波特性の優れた固体電解コンデンサに関す
る。
容量，高周波特性の優れた固体電解コンデンサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】大容量タイプのコンデンサとしてアルミ
ニウム電解コンデンサあるいはタンタル電解コンデンサ
がある。これらのコンデンサは誘電体が陽極酸化法で作
られるため非常に均質な酸化皮膜が得られ，電極体の表
面積を増加することにより大容量化が可能であった。
ニウム電解コンデンサあるいはタンタル電解コンデンサ
がある。これらのコンデンサは誘電体が陽極酸化法で作
られるため非常に均質な酸化皮膜が得られ，電極体の表
面積を増加することにより大容量化が可能であった。
【０００３】しかし，逆に酸化皮膜が薄く，かつ大面積
であるため酸化皮膜の損傷による漏れ電流の増加をきた
すおそれがあった。その酸化皮膜の損傷を修復するた
め，電解質を設け修復作用をもたらしていた。この電解
質としてはアルミニウム電解コンデンサでは有機溶媒
（たとえばγ−ブチロラクトン）に電解質を溶かしたも
のが用いられている。
であるため酸化皮膜の損傷による漏れ電流の増加をきた
すおそれがあった。その酸化皮膜の損傷を修復するた
め，電解質を設け修復作用をもたらしていた。この電解
質としてはアルミニウム電解コンデンサでは有機溶媒
（たとえばγ−ブチロラクトン）に電解質を溶かしたも
のが用いられている。
【０００４】しかし，このような液体電解質の場合，電
解質のイオン伝導性を利用しているため高周波特性およ
び低温特性が劣るという欠点を有していた。そのため，
タンタル電解コンデンサやアルミ電解コンデンサでは固
体電解質化が進められており，その電解質の１つとして
二酸化マンガン−ポリピロール複合固体電解質が用いら
れている（特開平１−２５３２２６号公報）。
解質のイオン伝導性を利用しているため高周波特性およ
び低温特性が劣るという欠点を有していた。そのため，
タンタル電解コンデンサやアルミ電解コンデンサでは固
体電解質化が進められており，その電解質の１つとして
二酸化マンガン−ポリピロール複合固体電解質が用いら
れている（特開平１−２５３２２６号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし，二酸化マンガ
ンの比抵抗は１０Ω／ｃｍ程度であり，それほど低い値
でないため，ポリピロールの膜成長が不連続で，容量達
成率が理論容量の８０〜９０％で，高周波領域のインピ
ーダンスも積層セラミックコンデンサと比較して１オー
ダー高い値となっている。
ンの比抵抗は１０Ω／ｃｍ程度であり，それほど低い値
でないため，ポリピロールの膜成長が不連続で，容量達
成率が理論容量の８０〜９０％で，高周波領域のインピ
ーダンスも積層セラミックコンデンサと比較して１オー
ダー高い値となっている。
【０００６】一方，これらの電解コンデンサもますます
小形大容量化が要求されてきており，たとえばアルミ電
解コンデンサではエッチング倍率を高くし，微細孔の中
まで利用しようとしており，タンタル電解コンデンサで
は微細粉の焼結体を利用し比表面積を大きくし細孔の中
からも静電容量を取り出そうと努力がなされている。
小形大容量化が要求されてきており，たとえばアルミ電
解コンデンサではエッチング倍率を高くし，微細孔の中
まで利用しようとしており，タンタル電解コンデンサで
は微細粉の焼結体を利用し比表面積を大きくし細孔の中
からも静電容量を取り出そうと努力がなされている。
【０００７】しかし，たとえば３００００ＣＶ／ｇの微
細粉の焼結体のタンタル電解コンデンサと同等の大きさ
で，５００００ＣＶ／ｇの微細粉の焼結体のタンタル電
解コンデンサを二酸化マンガンを電解質として従来と同
様に作製した場合，ｔａｎδ，インピーダンスが大きく
なるという欠点を有していた。
細粉の焼結体のタンタル電解コンデンサと同等の大きさ
で，５００００ＣＶ／ｇの微細粉の焼結体のタンタル電
解コンデンサを二酸化マンガンを電解質として従来と同
様に作製した場合，ｔａｎδ，インピーダンスが大きく
なるという欠点を有していた。
【０００８】本発明は，上記従来の問題点を解決するも
ので，従来の二酸化マンガンより低抵抗の酸化ルテニウ
ムを利用しつつ，電解質全体としての導電性を改良し，
小形高容量化を可能にするとともに高周波特性のよい固
体電解コンデンサを提供することを目的とするものであ
る。
ので，従来の二酸化マンガンより低抵抗の酸化ルテニウ
ムを利用しつつ，電解質全体としての導電性を改良し，
小形高容量化を可能にするとともに高周波特性のよい固
体電解コンデンサを提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために，弁金属の酸化皮膜上に，酸化ルテニウム層
を薄く均一に付着させ、前記酸化ルテニウム層上にハイ
ブリット構成の導電性高分子層を形成し，前記酸化ルテ
ニウム層と導電性高分子層を複合固体電解質として用い
るとともに、導電性高分子層を陰極引出電極に接合した
固体電解コンデンサの構成とする。
するために，弁金属の酸化皮膜上に，酸化ルテニウム層
を薄く均一に付着させ、前記酸化ルテニウム層上にハイ
ブリット構成の導電性高分子層を形成し，前記酸化ルテ
ニウム層と導電性高分子層を複合固体電解質として用い
るとともに、導電性高分子層を陰極引出電極に接合した
固体電解コンデンサの構成とする。
【００１０】
【作用】上記構成において酸化ルテニウムは導電性の良
い物質であり，酸化物であるため，アルミ電解コンデン
サやタンタル電解コンデンサの酸化皮膜上につけやす
く，かつ細孔内部に形成しやすいため，静電容量を取り
出すのに有効である。
い物質であり，酸化物であるため，アルミ電解コンデン
サやタンタル電解コンデンサの酸化皮膜上につけやす
く，かつ細孔内部に形成しやすいため，静電容量を取り
出すのに有効である。
【００１１】しかし，酸化ルテニウムだけをこれらのコ
ンデンサの電解質として直接用いた場合，細孔内部から
陰極引出電極までつなぐのに厚膜化するために硝酸ルテ
ニウムの熱分解する際の高温処理の繰り返しにより，酸
化皮膜が損傷し漏れ電流が多くなる。よって，酸化ルテ
ニウムは弁金属の酸化皮膜上に薄層化して形成されて酸
化皮膜に損傷を与えない。また導電性高分子は外部引出
電極につなげるための電解質として機能をもち、前記ル
テニウム、導電性高分子は役割を分担するとともにそれ
ぞれの特質を効率よく生かすことができる。
ンデンサの電解質として直接用いた場合，細孔内部から
陰極引出電極までつなぐのに厚膜化するために硝酸ルテ
ニウムの熱分解する際の高温処理の繰り返しにより，酸
化皮膜が損傷し漏れ電流が多くなる。よって，酸化ルテ
ニウムは弁金属の酸化皮膜上に薄層化して形成されて酸
化皮膜に損傷を与えない。また導電性高分子は外部引出
電極につなげるための電解質として機能をもち、前記ル
テニウム、導電性高分子は役割を分担するとともにそれ
ぞれの特質を効率よく生かすことができる。
【００１２】
【実施例】以下，本発明の一実施例について図１を参照
しながら説明する。図１に示すタンタル電極体１は，３
００００ＣＶ／ｇの微細粉の焼結体をリン酸溶液中で５
０Ｖで化成を行い酸化皮膜２を有する。前記酸化皮膜２
をもつ電極体１上には１ｍｏｌ／ｌ硝酸ルテニウム溶液
の熱分解を２回行うことによって０．０５〜０．１μｍ
の厚さの膜よりなる酸化ルテニウム層３を形成し，次い
でその上にピロール０．４ｍｏｌ／ｌ，トルエンスルホ
ン酸アンモニウム塩０．１ｍｏｌ／ｌ，アセトントリル
溶媒の混合液を重合液として，５Ｖ印加を５０分行い，
導電性ポリピロール層４を形成した。これを乾燥処理し
た後，カーボン層，銀導電性樹脂層からなる陰極引出電
極５を設けた。
しながら説明する。図１に示すタンタル電極体１は，３
００００ＣＶ／ｇの微細粉の焼結体をリン酸溶液中で５
０Ｖで化成を行い酸化皮膜２を有する。前記酸化皮膜２
をもつ電極体１上には１ｍｏｌ／ｌ硝酸ルテニウム溶液
の熱分解を２回行うことによって０．０５〜０．１μｍ
の厚さの膜よりなる酸化ルテニウム層３を形成し，次い
でその上にピロール０．４ｍｏｌ／ｌ，トルエンスルホ
ン酸アンモニウム塩０．１ｍｏｌ／ｌ，アセトントリル
溶媒の混合液を重合液として，５Ｖ印加を５０分行い，
導電性ポリピロール層４を形成した。これを乾燥処理し
た後，カーボン層，銀導電性樹脂層からなる陰極引出電
極５を設けた。
【００１３】本実施例によるタンタル固体電解コンデン
サの静電容量，ｔａｎδ，インピーダンスを，酸化ルテ
ニウム層に代えて二酸化マンガン層を施したタンタル固
体電解コンデンサの特性と比較して（表１）および図２
に示した。
サの静電容量，ｔａｎδ，インピーダンスを，酸化ルテ
ニウム層に代えて二酸化マンガン層を施したタンタル固
体電解コンデンサの特性と比較して（表１）および図２
に示した。
【００１４】
【表１】 なお静電容量，ｔａｎδは１２０Ｈｚで測定し，インピ
ーダンスは１００Ｈｚから４０ＭＨｚで測定した。この
コンデンサの理論容量は４．４μＦである。また，１６
Ｖでの漏れ電流は３μＡ以下で実用上問題はなかった。
ーダンスは１００Ｈｚから４０ＭＨｚで測定した。この
コンデンサの理論容量は４．４μＦである。また，１６
Ｖでの漏れ電流は３μＡ以下で実用上問題はなかった。
【００１５】（表１）、図２より明らかなように本実施
例によれば，コンデンサ特性，特に高容量で高周波特性
の優れた固体電解コンデンサが得られる。これはタンタ
ルの酸化皮膜２上に低抵抗（１０-3Ω・ｃｍ）の酸化ル
テニウム層３が酸化皮膜２に損傷を与えない程度に薄層
化し細孔内部に形成され、そして，細孔内部には入りに
くいが集電効果の高い導電性高分子層４が外部引出電極
５につなげるための電解質としてハイブリット構造とな
ることによる。
例によれば，コンデンサ特性，特に高容量で高周波特性
の優れた固体電解コンデンサが得られる。これはタンタ
ルの酸化皮膜２上に低抵抗（１０-3Ω・ｃｍ）の酸化ル
テニウム層３が酸化皮膜２に損傷を与えない程度に薄層
化し細孔内部に形成され、そして，細孔内部には入りに
くいが集電効果の高い導電性高分子層４が外部引出電極
５につなげるための電解質としてハイブリット構造とな
ることによる。
【００１６】なお酸化ルテニウム層の膜厚，導電性高分
子の種類，弁金属の種類によりコンデンサ特性は変化す
るが，酸化ルテニウム−導電性高分子のハイブリット構
造による優れたコンデンサ特性が得られることはいうま
でもない。
子の種類，弁金属の種類によりコンデンサ特性は変化す
るが，酸化ルテニウム−導電性高分子のハイブリット構
造による優れたコンデンサ特性が得られることはいうま
でもない。
【００１７】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に，本発明の固体電解コンデンサは弁金属の酸化皮膜上
に低抵抗（１０-3Ω／ｃｍ）の酸化ルテニウムを酸化皮
膜に損傷を与えない程度に薄層化し細孔内部に形成し，
細孔内部には入りにくいが集電効果の高い導電性高分子
を陰極引出電極につなげるための電解質としてハイブリ
ット構造にし，役割を分担するとともにそれぞれの特質
を効率よく利用したために，コンデンサ特性，特に高容
量で高周波特性の優れた固体電解コンデンサとなる。
に，本発明の固体電解コンデンサは弁金属の酸化皮膜上
に低抵抗（１０-3Ω／ｃｍ）の酸化ルテニウムを酸化皮
膜に損傷を与えない程度に薄層化し細孔内部に形成し，
細孔内部には入りにくいが集電効果の高い導電性高分子
を陰極引出電極につなげるための電解質としてハイブリ
ット構造にし，役割を分担するとともにそれぞれの特質
を効率よく利用したために，コンデンサ特性，特に高容
量で高周波特性の優れた固体電解コンデンサとなる。
【図１】本発明の一実施例における固体電解質層を形成
した状態を表す断面図
した状態を表す断面図
【図２】本発明の一実施例および比較例のインピーダン
スの周波数特性を表す特性図
スの周波数特性を表す特性図
１ タンタル電極体 ２ 酸化皮膜 ３ 酸化ルテニウム層 ４ 導電性高分子層 ５ 陰極引出電極
フロントページの続き (72)発明者 岡野 哲之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 村上 義樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 弁金属上に形成された酸化皮膜上に酸化
ルテニウム層を形成するとともに酸化ルテニウム層上に
ハイブリット構成にした導電性高分子層を形成し，この
導電性高分子層を陰極引出電極と接合した固体電解コン
デンサ。 - 【請求項２】 酸化ルテニウム層が０．１μｍ以下の薄
層である請求項１記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項３】 導電性高分子がポリピロールである請求
項１または２記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項４】 弁金属がタンタル焼結体である請求項
１，２または３のいずれかに記載の固体電解コンデン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29902392A JPH06151258A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29902392A JPH06151258A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 固体電解コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151258A true JPH06151258A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17867225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29902392A Pending JPH06151258A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06151258A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7126813B2 (en) | 2005-03-23 | 2006-10-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing solid electrolytic capacitor anode material |
| US7206192B2 (en) | 2005-02-23 | 2007-04-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor and fabrication method therefor |
| US7855869B2 (en) | 2006-12-20 | 2010-12-21 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor |
| US10218262B1 (en) | 2017-09-25 | 2019-02-26 | Otis Elevator Company | Hybrid direct current link system for a regenerative drive |
-
1992
- 1992-11-10 JP JP29902392A patent/JPH06151258A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7206192B2 (en) | 2005-02-23 | 2007-04-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor and fabrication method therefor |
| US7126813B2 (en) | 2005-03-23 | 2006-10-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing solid electrolytic capacitor anode material |
| US7855869B2 (en) | 2006-12-20 | 2010-12-21 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor |
| US10218262B1 (en) | 2017-09-25 | 2019-02-26 | Otis Elevator Company | Hybrid direct current link system for a regenerative drive |
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