JPH11329902A - 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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- JPH11329902A JPH11329902A JP10133791A JP13379198A JPH11329902A JP H11329902 A JPH11329902 A JP H11329902A JP 10133791 A JP10133791 A JP 10133791A JP 13379198 A JP13379198 A JP 13379198A JP H11329902 A JPH11329902 A JP H11329902A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、部品実装時のリフロー工程の前後
で、静電容量の変化が少ないニオブ固体電解コンデンサ
及びその製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ニオブの金属粉末を成形し、次いで焼結
して得られる陽極体の表面部分に形成される誘電体層
が、ニオブ酸化物層及びニオブ窒化物領域からなること
を特徴とする固体電解コンデンサ及びその製造方法。
で、静電容量の変化が少ないニオブ固体電解コンデンサ
及びその製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ニオブの金属粉末を成形し、次いで焼結
して得られる陽極体の表面部分に形成される誘電体層
が、ニオブ酸化物層及びニオブ窒化物領域からなること
を特徴とする固体電解コンデンサ及びその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニオブを陽極体と
して用いた固体電解コンデンサ（以下ニオブ固体電解コ
ンデンサ）に関し、特に、リフロー工程前後における静
電容量の変化の少ない固体電解コンデンサ及びその製造
方法に関する。
して用いた固体電解コンデンサ（以下ニオブ固体電解コ
ンデンサ）に関し、特に、リフロー工程前後における静
電容量の変化の少ない固体電解コンデンサ及びその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体電解コンデンサは一般的に、弁作用
金属焼結体の表面に誘電体層として酸化物層を有し、そ
の上に陰極層が形成され、さらに陰極層から陰極引き出
し用リードが配設された構造となっている。
金属焼結体の表面に誘電体層として酸化物層を有し、そ
の上に陰極層が形成され、さらに陰極層から陰極引き出
し用リードが配設された構造となっている。
【０００３】ここで、弁作用金属の焼結体は、弁作用金
属の粉末を圧縮成形し、高温真空中で加熱されることに
より得られ、酸化物層は、陽極化成することにより形成
される。
属の粉末を圧縮成形し、高温真空中で加熱されることに
より得られ、酸化物層は、陽極化成することにより形成
される。
【０００４】弁作用金属は、弁作用を持つ一群の金属を
いい、例えば、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、
ニオブ、ハフニウム、タンタル等が挙げられるが、この
中で実用化されているのは、現時点では、アルミニウム
とタンタルに限定される。さらに、アルミニウムについ
ては、エッチング箔を陽極体として使用することが一般
的であり、弁作用金属焼結体を用いた固体電解コンデン
サは、タンタルを陽極体として用いた固体電解コンデン
サ（以下タンタル固体電解コンデンサ）のみといっても
過言ではない。
いい、例えば、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、
ニオブ、ハフニウム、タンタル等が挙げられるが、この
中で実用化されているのは、現時点では、アルミニウム
とタンタルに限定される。さらに、アルミニウムについ
ては、エッチング箔を陽極体として使用することが一般
的であり、弁作用金属焼結体を用いた固体電解コンデン
サは、タンタルを陽極体として用いた固体電解コンデン
サ（以下タンタル固体電解コンデンサ）のみといっても
過言ではない。
【０００５】この最大の理由は、静電容量の安定性であ
る。例えば、ニオブ固体電解コンデンサの場合、前に述
べたタンタル固体電解コンデンサと比較して、誘電体層
の酸化物層が熱の影響を非常に受けやすく、そのため静
電容量が変化しやすい。特に、部品リフロー工程におい
て、温度２００〜２６０℃、時間にして数秒〜１０秒程
度の加熱により、静電容量が変化するため、実用化に到
らなかった経緯がある。
る。例えば、ニオブ固体電解コンデンサの場合、前に述
べたタンタル固体電解コンデンサと比較して、誘電体層
の酸化物層が熱の影響を非常に受けやすく、そのため静
電容量が変化しやすい。特に、部品リフロー工程におい
て、温度２００〜２６０℃、時間にして数秒〜１０秒程
度の加熱により、静電容量が変化するため、実用化に到
らなかった経緯がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、部品
実装時のリフロー工程の前後で、静電容量の変化が少な
いニオブ固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供す
ることである。
実装時のリフロー工程の前後で、静電容量の変化が少な
いニオブ固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供す
ることである。
【０００７】
【発明を解決するための手段】本発明は、ニオブの金属
粉末を成形し、次いで焼結して得られる陽極体の表面部
分に形成される誘電体層が、ニオブ酸化物層及びニオブ
窒化物領域からなることを特徴とする固体電解コンデン
サに関する。
粉末を成形し、次いで焼結して得られる陽極体の表面部
分に形成される誘電体層が、ニオブ酸化物層及びニオブ
窒化物領域からなることを特徴とする固体電解コンデン
サに関する。
【０００８】また、本発明はニオブの金属粉末を成形
し、次いで焼結して得られる陽極体の表面を窒化処理す
る工程と、この窒化処理された陽極体を陽極化成してニ
オブ酸化物層及びニオブ窒化物領域からなる誘電体層を
形成する工程とを有する固体電解コンデンサの製造方法
に関する。
し、次いで焼結して得られる陽極体の表面を窒化処理す
る工程と、この窒化処理された陽極体を陽極化成してニ
オブ酸化物層及びニオブ窒化物領域からなる誘電体層を
形成する工程とを有する固体電解コンデンサの製造方法
に関する。
【０００９】本発明によれば、部品実装時のリフロー工
程において、著しく静電容量の変動を抑えることが可能
になる。
程において、著しく静電容量の変動を抑えることが可能
になる。
【００１０】この理由としては、本発明者は、以下のよ
うに推定する。すなわち、リフロー工程等の加熱工程に
おいて、酸化物層から、ニオブ陽極基体側に酸素拡散が
おこり、静電容量が増大する。しかし、誘電体中に含ま
れる窒素は、酸素ほどは拡散が起こらないため、結果的
に誘電体中の窒化物の相対的割合が増大することにな
る。ここで、窒化物は、酸化物と比較すると誘電率が低
いため、窒化物の相対的割合の増大は、静電容量を下げ
る効果がある。以上より、発明者は、酸素拡散による静
電容量の増加が、誘電率の低い窒化物の相対的割合の増
加により相殺されていると推定しているのである。
うに推定する。すなわち、リフロー工程等の加熱工程に
おいて、酸化物層から、ニオブ陽極基体側に酸素拡散が
おこり、静電容量が増大する。しかし、誘電体中に含ま
れる窒素は、酸素ほどは拡散が起こらないため、結果的
に誘電体中の窒化物の相対的割合が増大することにな
る。ここで、窒化物は、酸化物と比較すると誘電率が低
いため、窒化物の相対的割合の増大は、静電容量を下げ
る効果がある。以上より、発明者は、酸素拡散による静
電容量の増加が、誘電率の低い窒化物の相対的割合の増
加により相殺されていると推定しているのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面を用い
て説明する。図１は、ニオブ固体電解コンデンサの一実
施形態を示す図である。この図において、ニオブ粉末を
成形し、次いで焼結して得られる陽極体の基体部分１
に、ニオブ金属リード線２が埋設されている。この陽極
体基体部分１の表面を覆うように、誘電体層３が設けら
れている。誘電体層３の厚みは、コンデンサの静電容量
の設計によって異なるが、例えば、５０〜３０００ｎｍ
程度の厚みとなる。
て説明する。図１は、ニオブ固体電解コンデンサの一実
施形態を示す図である。この図において、ニオブ粉末を
成形し、次いで焼結して得られる陽極体の基体部分１
に、ニオブ金属リード線２が埋設されている。この陽極
体基体部分１の表面を覆うように、誘電体層３が設けら
れている。誘電体層３の厚みは、コンデンサの静電容量
の設計によって異なるが、例えば、５０〜３０００ｎｍ
程度の厚みとなる。
【００１２】誘電体層３は、ニオブ酸化物層とニオブ窒
化物領域からなり、その構造は、以下の５通りが考えら
れる。 （１）図２に示すように、ニオブ金属陽極体の基体部分
６の上に形成された誘電体層７が形成され、この誘電体
層７が、ニオブ窒化物が均一分散したニオブ酸化物層８
である場合。この場合のように、ニオブ窒化物が、誘電
体層中で均一分散している場合も窒化物領域があるもの
とする。 （２）図３に示すように、ニオブ金属陽極体の基体部分
９の上に形成された誘電体層１０が形成され、この誘電
体層１０が、ニオブ窒化物のかたまり１１が、ニオブ酸
化物１２の中に存在している構造である場合。この場合
のように、ニオブ窒化物のかたまりが、ニオブ酸化物層
中に存在する場合も、ニオブ窒化物領域があるものとす
る。また、ニオブ窒化物領域が、酸化物層との間で明確
な境界がなくても良い。 （３）図４に示すように、ニオブ金属陽極体の基体部分
１３の上に形成された誘電体層１４が形成され、この誘
電体層１４が、ニオブ窒化物層１５が、ニオブ酸化物層
１６の中に層状に存在する構造である場合。ただし、こ
の層は、誘電体層の任意の部分に存在してもよい。この
場合のように、ニオブ窒化物層が、ニオブ酸化物層中に
存在する場合も、ニオブ窒化物領域があるものとする。
また、ニオブ窒化物領域が、酸化物層との間で明確な境
界がなくても良い。 （４）図１の誘電体層３が、部分的に（１）、（２）、
（３）のうち任意の２つの構造を有する誘電体層である
場合。 （５）図１の誘電体層３が、部分的に（１）、（２）、
（３）の３つの構造を有する誘電体層である場合。 本発明は（１）〜（５）のいずれの場合も含む。
化物領域からなり、その構造は、以下の５通りが考えら
れる。 （１）図２に示すように、ニオブ金属陽極体の基体部分
６の上に形成された誘電体層７が形成され、この誘電体
層７が、ニオブ窒化物が均一分散したニオブ酸化物層８
である場合。この場合のように、ニオブ窒化物が、誘電
体層中で均一分散している場合も窒化物領域があるもの
とする。 （２）図３に示すように、ニオブ金属陽極体の基体部分
９の上に形成された誘電体層１０が形成され、この誘電
体層１０が、ニオブ窒化物のかたまり１１が、ニオブ酸
化物１２の中に存在している構造である場合。この場合
のように、ニオブ窒化物のかたまりが、ニオブ酸化物層
中に存在する場合も、ニオブ窒化物領域があるものとす
る。また、ニオブ窒化物領域が、酸化物層との間で明確
な境界がなくても良い。 （３）図４に示すように、ニオブ金属陽極体の基体部分
１３の上に形成された誘電体層１４が形成され、この誘
電体層１４が、ニオブ窒化物層１５が、ニオブ酸化物層
１６の中に層状に存在する構造である場合。ただし、こ
の層は、誘電体層の任意の部分に存在してもよい。この
場合のように、ニオブ窒化物層が、ニオブ酸化物層中に
存在する場合も、ニオブ窒化物領域があるものとする。
また、ニオブ窒化物領域が、酸化物層との間で明確な境
界がなくても良い。 （４）図１の誘電体層３が、部分的に（１）、（２）、
（３）のうち任意の２つの構造を有する誘電体層である
場合。 （５）図１の誘電体層３が、部分的に（１）、（２）、
（３）の３つの構造を有する誘電体層である場合。 本発明は（１）〜（５）のいずれの場合も含む。
【００１３】ニオブ窒化物の含有量は、ニオブの金属粉
末を成形し、次いで焼結して得られた陽極体を窒化処理
した後の窒素含有量という形で定量される。窒素含有量
が増加すると、リフロー工程前後の静電容量の変化率が
減少するが、コンデンサの漏れ電流の値も増加するた
め、両者のバランスから、９００〜２３００ｐｐｍの含
有量であることが好ましい。
末を成形し、次いで焼結して得られた陽極体を窒化処理
した後の窒素含有量という形で定量される。窒素含有量
が増加すると、リフロー工程前後の静電容量の変化率が
減少するが、コンデンサの漏れ電流の値も増加するた
め、両者のバランスから、９００〜２３００ｐｐｍの含
有量であることが好ましい。
【００１４】次に、図１に示すように、誘電体層３の外
側に陰極層が形成されている。陰極層として、通常用い
られるものは使用できるが、例えば、二酸化マンガン
層、次いでグラファイト層、次いで銀ペースト層が、順
次形成された陰極層を使用することができる。
側に陰極層が形成されている。陰極層として、通常用い
られるものは使用できるが、例えば、二酸化マンガン
層、次いでグラファイト層、次いで銀ペースト層が、順
次形成された陰極層を使用することができる。
【００１５】また、前記二酸化マンガンの代わりに導電
性高分子材料層を設けることも可能である。二酸化マン
ガン層の形成には、２００℃以上の加熱工程を伴うが、
導電性高分子材料層の形成は、常温で行うことが可能で
あり、静電容量の安定化の目的のためには、工程的に有
利であると言える。導電性高分子材料とは、半導体領域
以上の導電性を示す高分子材料のことをいい、ポリアセ
チレン、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリピロ
ール、ポリチオフェン等が挙げられる。この中で、ポリ
ピロールが、周波数特性がよく、電解酸化重合にて、膜
形成性が良好な点から最適といえる。
性高分子材料層を設けることも可能である。二酸化マン
ガン層の形成には、２００℃以上の加熱工程を伴うが、
導電性高分子材料層の形成は、常温で行うことが可能で
あり、静電容量の安定化の目的のためには、工程的に有
利であると言える。導電性高分子材料とは、半導体領域
以上の導電性を示す高分子材料のことをいい、ポリアセ
チレン、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリピロ
ール、ポリチオフェン等が挙げられる。この中で、ポリ
ピロールが、周波数特性がよく、電解酸化重合にて、膜
形成性が良好な点から最適といえる。
【００１６】この陰極層の外側に、図１に示すように、
陰極層に接する形で陰極引き出し用のリード５が配設さ
れている。さらにニオブ固体電解コンデンサは、エポキ
シ樹脂で外装されている。
陰極層に接する形で陰極引き出し用のリード５が配設さ
れている。さらにニオブ固体電解コンデンサは、エポキ
シ樹脂で外装されている。
【００１７】続いてこの固体電解コンデンサの製造方法
の一実施形態を説明する。平均粒径１〜１００μｍ程度
のニオブ金属の粉末をある程度成形性を高めるためにバ
インダーを混合し、二次凝集した造粒粉を作製する。次
いで、図５に示すように、この造粒粉１７にニオブ金属
リード線１８を埋設し、プレス工法により圧縮成形す
る。この圧縮成形体１９を１０-5Ｔｏｒｒ以下の高真
空、さらに好ましくは１０ -6Ｔｏｒｒ以下の高真空中
で、１２００℃〜１７００℃の温度で焼結する。
の一実施形態を説明する。平均粒径１〜１００μｍ程度
のニオブ金属の粉末をある程度成形性を高めるためにバ
インダーを混合し、二次凝集した造粒粉を作製する。次
いで、図５に示すように、この造粒粉１７にニオブ金属
リード線１８を埋設し、プレス工法により圧縮成形す
る。この圧縮成形体１９を１０-5Ｔｏｒｒ以下の高真
空、さらに好ましくは１０ -6Ｔｏｒｒ以下の高真空中
で、１２００℃〜１７００℃の温度で焼結する。
【００１８】次いで焼結後の冷却過程で窒素ガスを焼結
炉内に導入し、図６に示すように、焼結された陽極体２
０のニオブ金属２１の表面に窒化物２２を形成する。ニ
オブは、一定温度で、窒素雰囲気下に放置することによ
り、窒化物を形成することが知られているが、この方法
をとることにより、陽極体のごく表面を窒化処理しやす
い、また窒化物の量を制御しやすいといった利点があ
る。この窒化物の形成工程については、かならずしも冷
却過程で行う必要はなく、例えば、焼結体を常温に冷却
後に、再度窒素雰囲気下で加熱し、窒化物を形成するこ
とも可能である。次いで、窒化物が形成された陽極体表
面に、陽極化成により酸化物層を形成する。陽極化成と
は、陽極体と対向電極を電解液の中に浸し、陽極体を直
流電流の高電位側、対向電極を低電位側に接続し、電圧
（以下化成電圧）を印加することにより、酸化物層を形
成する工程をいう。本発明の製造方法では、窒化物が形
成された陽極体の表面を侵入する形で酸化物層が形成さ
れると同時に、窒化物も拡散により移動するため、誘電
体層の構造としては、図３，図４に示される構造の組み
合わせ、あるいは、図２、図３、図４に示される構造の
組み合わせになりやすい。この誘電体層上に、陰極層を
形成する。陰極層としては、通常用いられるものをしよ
うすることができ、例えば、誘電体層の上に、二酸化マ
ンガン層を形成し、その外側にグラファイト層、グラフ
ァイト層の外側に銀ペースト層を形成する。また、二酸
化マンガン層の代わりに導電性高分子材料を形成して、
さらに、その外側にグラファイト層、グラファイト層の
外側に銀ペーストを形成することも可能である。前述の
ように、二酸化マンガン層は、工業的には、硝酸マンガ
ンの熱分解形成されるため、２００℃以上の加熱工程を
伴うが、導電性高分子材料は、常温での電解酸化重合に
より形成できるため、静電容量の安定化といった観点か
らは、有利な製造方法といえる。
炉内に導入し、図６に示すように、焼結された陽極体２
０のニオブ金属２１の表面に窒化物２２を形成する。ニ
オブは、一定温度で、窒素雰囲気下に放置することによ
り、窒化物を形成することが知られているが、この方法
をとることにより、陽極体のごく表面を窒化処理しやす
い、また窒化物の量を制御しやすいといった利点があ
る。この窒化物の形成工程については、かならずしも冷
却過程で行う必要はなく、例えば、焼結体を常温に冷却
後に、再度窒素雰囲気下で加熱し、窒化物を形成するこ
とも可能である。次いで、窒化物が形成された陽極体表
面に、陽極化成により酸化物層を形成する。陽極化成と
は、陽極体と対向電極を電解液の中に浸し、陽極体を直
流電流の高電位側、対向電極を低電位側に接続し、電圧
（以下化成電圧）を印加することにより、酸化物層を形
成する工程をいう。本発明の製造方法では、窒化物が形
成された陽極体の表面を侵入する形で酸化物層が形成さ
れると同時に、窒化物も拡散により移動するため、誘電
体層の構造としては、図３，図４に示される構造の組み
合わせ、あるいは、図２、図３、図４に示される構造の
組み合わせになりやすい。この誘電体層上に、陰極層を
形成する。陰極層としては、通常用いられるものをしよ
うすることができ、例えば、誘電体層の上に、二酸化マ
ンガン層を形成し、その外側にグラファイト層、グラフ
ァイト層の外側に銀ペースト層を形成する。また、二酸
化マンガン層の代わりに導電性高分子材料を形成して、
さらに、その外側にグラファイト層、グラファイト層の
外側に銀ペーストを形成することも可能である。前述の
ように、二酸化マンガン層は、工業的には、硝酸マンガ
ンの熱分解形成されるため、２００℃以上の加熱工程を
伴うが、導電性高分子材料は、常温での電解酸化重合に
より形成できるため、静電容量の安定化といった観点か
らは、有利な製造方法といえる。
【００１９】導電性高分子材料の中では、前述のよう
に、周波数特性がよく、電解酸化重合で膜形成性のよい
ポリピロールがもっとも好ましい材料といえる。
に、周波数特性がよく、電解酸化重合で膜形成性のよい
ポリピロールがもっとも好ましい材料といえる。
【００２０】この陰極層の上に、陰極引き出し用リード
を等を付与した後、エポキシ樹脂で封止し、固体電解コ
ンデンサを得る。
を等を付与した後、エポキシ樹脂で封止し、固体電解コ
ンデンサを得る。
【００２１】（実施例１）平均粒径１０μｍのニオブ金
属の粉末に３重量％のバインダーを混合し、二次凝集し
た造粒粉を作製した。次いで、図５に示すように、この
造粒粉１７を０．１５ｇ使用して、ニオブ金属リード線
２を埋設し、プレス工法により圧縮成形した。この圧縮
成形体３を１０-6Ｔｏｒｒ以下の高真空中で、１６００
℃の温度で３０分間焼結した。
属の粉末に３重量％のバインダーを混合し、二次凝集し
た造粒粉を作製した。次いで、図５に示すように、この
造粒粉１７を０．１５ｇ使用して、ニオブ金属リード線
２を埋設し、プレス工法により圧縮成形した。この圧縮
成形体３を１０-6Ｔｏｒｒ以下の高真空中で、１６００
℃の温度で３０分間焼結した。
【００２２】次いで焼結後の冷却過程で窒素ガスを焼結
炉内に導入し、窒化処理温度３００℃で、窒素の圧力３
００Ｔｏｒｒの雰囲気下に５分間保持し、図６に示すよ
うに、陽極体表面に窒化物２３を形成した。この陽極体
に対する窒素含有量は、８５０ｐｐｍであった。
炉内に導入し、窒化処理温度３００℃で、窒素の圧力３
００Ｔｏｒｒの雰囲気下に５分間保持し、図６に示すよ
うに、陽極体表面に窒化物２３を形成した。この陽極体
に対する窒素含有量は、８５０ｐｐｍであった。
【００２３】次いで、窒化物が形成された陽極体表面
に、陽極化成により酸化物層を形成した。この時、最終
の静電容量が２μＦになるように、陽極体に対向電極に
対して３０Ｖの化成電圧を印加し、酸化層を形成した。
に、陽極化成により酸化物層を形成した。この時、最終
の静電容量が２μＦになるように、陽極体に対向電極に
対して３０Ｖの化成電圧を印加し、酸化層を形成した。
【００２４】この酸化物層の上に、電解酸化重合によ
り、ポリピロール層を形成し、さらにグラファイト層、
銀ペースト層を順次形成した。この時のポリピロール層
の厚みは、１０〜２０μｍ、グラファイト層及び銀ペー
スト層の厚みは、それぞれ２０〜５０μｍであった。
り、ポリピロール層を形成し、さらにグラファイト層、
銀ペースト層を順次形成した。この時のポリピロール層
の厚みは、１０〜２０μｍ、グラファイト層及び銀ペー
スト層の厚みは、それぞれ２０〜５０μｍであった。
【００２５】さらに、陰極引き出し用のリード線を陰極
層の上に配設し、エポキシ樹脂で封止することにより、
所望の固体電解コンデンサを得た。
層の上に配設し、エポキシ樹脂で封止することにより、
所望の固体電解コンデンサを得た。
【００２６】この固体電解コンデンサに対し、リフロー
前後の静電容量の変化と漏れ電流の値を測定した。
前後の静電容量の変化と漏れ電流の値を測定した。
【００２７】本実施例の固体電解コンデンサに適用した
リフロー条件は、エアリフロー方式で、ピーク温度２４
０℃、ピーク温度保持時間１０秒で行った。
リフロー条件は、エアリフロー方式で、ピーク温度２４
０℃、ピーク温度保持時間１０秒で行った。
【００２８】静電容量の測定については、周波数１２０
Ｈｚ、実効電圧１．０Ｖ、バイアス１．５Ｖで行い、式
１に示されるリフロー前後の静電容量変化率により、評
価を行った。その結果を図７に示す。
Ｈｚ、実効電圧１．０Ｖ、バイアス１．５Ｖで行い、式
１に示されるリフロー前後の静電容量変化率により、評
価を行った。その結果を図７に示す。
【００２９】
【数１】 漏れ電流は、印加電圧は、化成電圧の７０％電圧で、印
加時間１分の条件で測定を行った。本実施例の化成電圧
は３０Ｖであるため、２１Ｖの電圧を印加した。その結
果を、図８に示す。
加時間１分の条件で測定を行った。本実施例の化成電圧
は３０Ｖであるため、２１Ｖの電圧を印加した。その結
果を、図８に示す。
【００３０】静電容量の変化率は、約６８％で窒化処理
の効果が認められた。また、漏れ電流の値は、約０．０
３μＦで良好な値を示した。
の効果が認められた。また、漏れ電流の値は、約０．０
３μＦで良好な値を示した。
【００３１】（実施例２）〜（実施例５） 表１に示す温度で窒化処理を行い、焼結して得られた陽
極体に対する窒素含有量を表１に示すように変えた以外
は、実施例１と全く同じ方法で固体電解コンデンサを作
製した。静電容量変化率の結果を図７に示し、漏れ電流
の評価結果を図８に示す。
極体に対する窒素含有量を表１に示すように変えた以外
は、実施例１と全く同じ方法で固体電解コンデンサを作
製した。静電容量変化率の結果を図７に示し、漏れ電流
の評価結果を図８に示す。
【００３２】
【表１】 実施例１〜実施例５の結果をみると、窒化処理により、
静電容量の変化率が減少し、効果があることがわかる。
コンデンサの漏れ電流の値も増加するため、両者のバラ
ンスから、窒素含有量は、９００〜３０００ｐｐｍであ
ることが好ましく、静電容量の変化率が、±２０％の範
囲にある９００〜２３００ｐｐｍは、もっとも好まし
い。
静電容量の変化率が減少し、効果があることがわかる。
コンデンサの漏れ電流の値も増加するため、両者のバラ
ンスから、窒素含有量は、９００〜３０００ｐｐｍであ
ることが好ましく、静電容量の変化率が、±２０％の範
囲にある９００〜２３００ｐｐｍは、もっとも好まし
い。
【００３３】（比較例１）実施例１の窒化処理を行わな
かった以外は、全く実施例１と同様な方法で、固体電解
コンデンサを作製した。静電容量変化率の結果を図７に
示し、漏れ電流の評価結果を図８に示す。静電容量の変
化率が約１００％と窒化処理を行った場合と比較する
と、変化率が高いことがわかる。
かった以外は、全く実施例１と同様な方法で、固体電解
コンデンサを作製した。静電容量変化率の結果を図７に
示し、漏れ電流の評価結果を図８に示す。静電容量の変
化率が約１００％と窒化処理を行った場合と比較する
と、変化率が高いことがわかる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、ニオブを陽極体に用い
た固体電解コンデンサであって、後の部品リフロー工程
の前後で、静電容量の変化が少ない固体電解コンデンサ
及びその製造方法を提供することができる。
た固体電解コンデンサであって、後の部品リフロー工程
の前後で、静電容量の変化が少ない固体電解コンデンサ
及びその製造方法を提供することができる。
【図１】本発明の固体電解コンデンサの外装する前の断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の固体電解コンデンサの誘電体層拡大概
略図である。
略図である。
【図３】本発明の固体電解コンデンサの誘電体層拡大概
略図である。
略図である。
【図４】本発明の固体電解コンデンサの誘電体層拡大概
略図である。
略図である。
【図５】焼結前のニオブ金属粉末の圧縮成形体を示す概
略図である。
略図である。
【図６】表面を窒化処理した後の陽極体を示す概略図で
ある。
ある。
【図７】陽極体の窒素含有量とリフロー工程前後の静電
容量の関係を示す図である。
容量の関係を示す図である。
【図８】陽極体の窒素含有量と漏れ電流の関係を示す図
である。
である。
【符号の説明】 １ ニオブ金属陽極体 ２ ニオブ金属リード線 ３ 誘電体層 ４ 陰極層 ５ 陰極引き出し用リード ６ ニオブ金属陽極体の基体部分 ７ 誘電体層 ８ ニオブ窒化物が均一分散したニオブ酸化物層 ９ ニオブ金属陽極体の基体部分 １０ 誘電体層 １１ ニオブ窒化物のかたまり １２ ニオブ酸化物層 １３ ニオブ金属陽極体の基体部分 １４ 誘電体層 １５ ニオブ窒化物層 １６ ニオブ酸化物層 １７ ニオブ金属の粉末造粒粉 １８ ニオブ金属リード線 １９ 圧縮成形体 ２０ 焼結された陽極体 ２１ ニオブ金属 ２２ 窒化物
Claims (9)
- 【請求項１】 ニオブの金属粉末を成形し、次いで焼結
して得られる陽極体の表面部分に形成される誘電体層
が、ニオブ酸化物層及びニオブ窒化物領域からなること
を特徴とする固体電解コンデンサ。 - 【請求項２】 前記焼結して得られた陽極体を窒化処理
した後の窒素濃度が、９００〜２３００ｐｐｍ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。 - 【請求項３】 前記誘電体層の表面に、陰極層として導
電性高分子材料層、次いでグラファイト層、次いで銀ペ
ースト層が、設けられてい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。 - 【請求項４】 前記導電性高分子材料層が、ポリピロー
ルからなる導電性高分子材料層である請求項３記載の固
体電解コンデンサ。 - 【請求項５】 ニオブの金属粉末を成形し、次いで焼結
して得られる陽極体の表面を窒化処理する工程と、この
窒化処理された陽極体を陽極化成してニオブ酸化物層及
びニオブ窒化物領域からなる誘電体層を形成する工程と
を有する固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項６】 前記窒化処理が、ニオブの金属粉末を成
形し、次いで焼結して得られる陽極体を窒素雰囲気下で
加熱する窒化処理である請求項５記載の固体電解コンデ
ンサの製造方法。 - 【請求項７】 前記窒化処理により得られる陽極体中の
窒素濃度が、９００〜２３００ｐｐｍであることを特徴
とする請求項５記載の固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項８】 前記陽極化成の後、陰極層として導電性
高分子材料層、次いでグラファイト層、次いで銀ペース
ト層を設ける請求項７記載の固体電解コンデンサの製造
方法。 - 【請求項９】 前記導電性高分子材料層が、ポリピロー
ルからなる導電性高分子材料層である請求項８記載の固
体電解コンデンサの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13379198A JP3196832B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| US09/310,863 US6215652B1 (en) | 1998-05-15 | 1999-05-13 | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13379198A JP3196832B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329902A true JPH11329902A (ja) | 1999-11-30 |
| JP3196832B2 JP3196832B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=15113107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13379198A Expired - Fee Related JP3196832B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6215652B1 (ja) |
| JP (1) | JP3196832B2 (ja) |
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| KR100812689B1 (ko) | 2000-12-01 | 2008-03-13 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 커패시터용 니오브 분말, 그 소결체 및 소결체를 이용한커패시터 |
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| KR20010113845A (ko) | 1999-03-19 | 2001-12-28 | 마싸 앤 피네간 | 밀링에 의한 니오븀 및 기타 금속 분말의 제조 |
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