JPH0722286A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

固体電解コンデンサの製造方法

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JPH0722286A
JPH0722286A JP15030193A JP15030193A JPH0722286A JP H0722286 A JPH0722286 A JP H0722286A JP 15030193 A JP15030193 A JP 15030193A JP 15030193 A JP15030193 A JP 15030193A JP H0722286 A JPH0722286 A JP H0722286A
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JP
Japan
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electrolytic capacitor
ruthenium
solid electrolytic
surfactant
ruthenium oxide
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Pending
Application number
JP15030193A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Yoshida
雅憲 吉田
Masakazu Tanahashi
正和 棚橋
Yasuhiko Nakada
泰彦 中田
Tetsuyuki Okano
哲之 岡野
Yoshiki Murakami
義樹 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化ルテニウムを微細な細孔内部にまで形成
し、小形高容量化を可能にするとともに、tanδ、漏
れ電流、高周波特性の改良を目的とするものである。 【構成】 弁金属の多孔質電極体1上に形成された陽極
酸化皮膜2上に、界面活性剤を添加した硝酸ルテニウム
水溶液を含浸させた後、熱分解することにより酸化ルテ
ニウム層3を形成したために、酸化ルテニウムが陽極酸
化皮膜全面に付着し、被覆率が向上し高容量となり、酸
化皮膜と酸化ルテニウム界面で酸化皮膜の修復能力を有
している酸化ルテニウム量が増え漏れ電流が低減する。
かつ細孔内部のつまり具合が改善されるために、導電パ
スが広がり低抵抗となるために、tanδ、高周波にお
けるインピーダンスが低減するという優れた固体電解コ
ンデンサとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ、特に固体
電解コンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来固体電解コンデンサの製造方法とし
ては、一般に、タンタル、アルミニウム、チタンなど、
いわゆる弁金属よりなる多孔体に陽極酸化により化成皮
膜を成長させる工程と、この化成皮膜上に二酸化マンガ
ンよりなる半導体層を形成する工程とを経る方法が知ら
れている。
【0003】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く、かつ細孔内
部に均質な二酸化マンガン層が形成されにくいため、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オーダー以上高い値となっている。
【0004】そのため、電解質の高電導化として、酸化
ルテニウム−導電性高分子複合固体電解質(特開平4−
299023)や、二酸化マンガン−酸化ルテニウム複
合固体電解質(特開平4−301959)が用いられて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、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、例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。
【0006】しかし、例えば30,000CV/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、50,000CV/gの微細粉の焼結体のタンタル
電解コンデンサを、酸化ルテニウムを電解質として従来
と同様に作製した場合、静電容量の低下、tanδ、イ
ンピーダンス、漏れ電流が大きくなるという課題が存在
する。
【0007】本発明は、上記従来の固体電解コンデンサ
の製造方法の課題を解決するもので、酸化ルテニウムを
微細な細孔内部にまで形成し、小形高容量化を可能にす
るとともにtanδ、漏れ電流、高周波特性の優れた固
体電解コンデンサの製造方法を提供することを目的とす
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、弁金属の多孔
質電極体上に形成された陽極酸化皮膜上に、界面活性剤
を添加した硝酸ルテニウム水溶液を含浸させた後、熱分
解することにより酸化ルテニウム層を形成する固体電解
コンデンサの製造方法である。
【0009】
【作用】本発明によれば、硝酸ルテニウム水溶液に界面
活性剤を添加し、陽極酸化皮膜との界面張力を低減させ
たために微小な細孔内部に硝酸ルテニウム水溶液が含浸
され、熱分解して得られる酸化ルテニウムが陽極酸化皮
膜全面に付着し、被覆率が向上する。かつ細孔内部のつ
まり具合が改善されるために、導電パスが広がり低抵抗
となる。
【0010】この被覆率が向上することで高容量とな
り、酸化皮膜と酸化ルテニウム界面で酸化皮膜の修復能
力を有している酸化ルテニウム量が増え漏れ電流が低減
する。また、導電パスが広がり低抵抗となるために、t
anδ、高周波におけるインピーダンスが低減する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0012】(実施例1)図1において、使用したタン
タル電極体1は、42,000CV/gの微細粉の焼結
体を80℃のリン酸溶液中で20Vで化成を行い、酸化
皮膜2を形成したものである。
【0013】まず、図1に示すように、界面活性剤ポリ
オキシエチレンアルキルアミンを0.1重量%添加した
1mol/l硝酸ルテニウム水溶液を含浸させ熱分解を
2回行うことによって、酸化ルテニウム層3を形成し、
次いでその上に導電性高分子ポリピロール層4を、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、重合膜を形成し
た。これを乾燥処理した後、カーボン層、銀導電性樹脂
層からなる外部引出電極5を設けた。
【0014】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、漏れ電流
を、界面活性剤を添加しない硝酸ルテニウム溶液を用い
て酸化ルテニウム層3を形成させたタンタル固体電解コ
ンデンサの特性と比較して(表1)に示した。
【0015】
【表1】
【0016】静電容量、tanδは120Hzで測定
し、インピーダンスは1MHzで測定し、漏れ電流は6
Vの電圧を印加し1分後の電流値を測定した。また、こ
のコンデンサの理論容量は285μFであり、これと実
際の静電容量とを比較して被覆率を求めた。(表1)よ
り分かるように、本実施例によれば、硝酸ルテニウム水
溶液に界面活性剤を添加し、陽極酸化皮膜との界面張力
を低減させたために微小な細孔内部に硝酸ルテニウム水
溶液が含浸されるため、酸化ルテニウムが陽極酸化皮膜
全面に付着し、被覆率が向上し、静電容量が大きくな
る。同時に熱分解工程において、細孔の入口付近に酸化
ルテニウムが付着して細孔内部への入口をふさいでも、
次の硝酸ルテニウム溶液が濡れやすいために細孔内部に
侵入し、細孔内部に酸化ルテニウムが形成され、つまり
具合が改善されるために、導電パスが広がり低抵抗とな
り、tanδ、高周波におけるインピーダンスが低減す
る。陽極酸化皮膜と酸化ルテニウム界面で酸化皮膜の修
復能力を有している酸化ルテニウム量が増え漏れ電流が
低減する。
【0017】また、硝酸ルテニウム溶液にアンモニアを
添加してスラリー化させた溶液にも適用でき、また、弁
金属がアルミニウム、チタンであっても適用できること
はいうまでもない。
【0018】また、本発明は、二酸化マンガン−酸化ル
テニウム複合固体電解質、二酸化マンガン−酸化ルテニ
ウム混合固体電解質などにも適用でき、電解質の構成を
限定するものではない。 (実施例2)本発明の第2の実施例として、(実施例
1)に示した方法で(表2)に示す各種界面活性剤を添
加して作製したコンデンサと、それら界面活性剤の種類
との関係を(表3)に示す。
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】(表3)より明らかなように非イオン性界
面活性剤の一例ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル、陽イオン性
界面活性剤の一例ステアリルトリメチルアンモニウムク
ロライド、両性界面活性剤の一例ラウリルジメチルアミ
ンオキシドが、コンデンサ特性を改善させることがで
き、これに反して、陰イオン性界面活性剤の一例ラウリ
ル硫酸アンモニウムは特性を改善させることかできなか
った。
【0022】陽イオン性界面活性剤の一例ステアリルト
リメチルアンモニウムクロライドについてはコンデンサ
特性向上に効果があるが、ハロゲン化物イオンを含むた
め、弁金属が腐食されやすく、信頼性に問題がある。ア
ルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンについても
含まないほうがよい。界面活性剤としては、強酸である
硝酸ルテニウム溶液に可溶で、かつ弁金属との界面張力
を減少させ、濡れ性を向上させるものであればよいこと
はいうまでもない。 (実施例3)本発明の第3の実施例として、非イオン性
界面活性剤の一例ポリオキシエチレンアルキルアミンの
添加濃度とコンデンサの電気的特性との関係を(表4)
に示す。
【0023】
【表4】
【0024】(表4)から明らかなように、界面活性剤
の添加量が0.000001〜5重量%の範囲でコンデ
ンサ特性が向上しているが、好ましくは0.00001
〜1重量%の範囲がよい。
【0025】実施例2に示す他の界面活性剤についても
行った結果、効果の大小はあるものの界面活性剤の添加
量が0.000001〜5重量%の範囲でコンデンサ特
性が向上していた。
【0026】
【発明の効果】以上述べたところ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多孔質電極体上
に形成された陽極酸化皮膜上に、界面活性剤を添加した
硝酸ルテニウム水溶液を含浸させた後、熱分解すること
により酸化ルテニウム層を形成するために、酸化ルテニ
ウムが陽極酸化皮膜全面に付着し、被覆率が向上し高容
量となり、酸化皮膜と酸化ルテニウム界面で酸化皮膜の
修復能力を有している酸化ルテニウム量が増え漏れ電流
が低減する。また、細孔内部のつまり具合が改善される
ために、導電パスが広がり低抵抗となり、tanδ、高
周波におけるインピーダンスが低減するという優れたも
のとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における固体電解コンデンサ
の製造方法における固体電解質層を形成した状態を表す
断面図である。
【符号の説明】
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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁金属の多孔質電極体上に形成された陽
    極酸化皮膜上に、界面活性剤を添加した硝酸ルテニウム
    水溶液を含浸させた後、熱分解することにより酸化ルテ
    ニウム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。
  2. 【請求項2】 界面活性剤の添加量が、硝酸ルテニウム
    水溶液に対して0.00001〜1重量%であることを
    特徴とする請求項1記載の固体電解コンデンサの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 界面活性剤が、非イオン性界面活性剤、
    陽イオン性界面活性剤又は、両性界面活性剤であること
    を特徴とする請求項1又は2記載の固体電解コンデンサ
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 界面活性剤が、アルカリ金属イオン、ア
    ルカリ土類金属イオン、又はハロゲン化物イオンを含ま
    ないことを特徴とする請求項1、2又は3記載の固体電
    解コンデンサの製造方法。
JP15030193A 1993-06-22 1993-06-22 固体電解コンデンサの製造方法 Pending JPH0722286A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100377302B1 (ko) * 2000-10-25 2003-03-26 김광범 루테늄 옥사이드 수화물 박막 전극 제조 방법 및 장치
CN102324323A (zh) * 2011-07-12 2012-01-18 乳源瑶族自治县东阳光化成箔有限公司 一种中高压化成箔的制造方法
CN102324324A (zh) * 2011-07-12 2012-01-18 乳源瑶族自治县东阳光化成箔有限公司 100~150v低压化成箔的制造方法

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