JPS602768B2 - solid electrolytic capacitor - Google Patents

solid electrolytic capacitor

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JPS602768B2
JPS602768B2 JP11865176A JP11865176A JPS602768B2 JP S602768 B2 JPS602768 B2 JP S602768B2 JP 11865176 A JP11865176 A JP 11865176A JP 11865176 A JP11865176 A JP 11865176A JP S602768 B2 JPS602768 B2 JP S602768B2
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solid electrolyte
electrolytic capacitor
solid electrolytic
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昭彦 吉田
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタンタル(Ta)、アルミニウム(AZ)等の
弁作用金属を陽極体の基体とする固体電解コンデンサに
関し、特にこの固体電解質を改善し、誘電損失(tan
6)、漏れ電流(LC)の低い固体電解コンデンサを得
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a solid electrolytic capacitor whose anode body is made of a valve metal such as tantalum (Ta) or aluminum (AZ), and in particular improves this solid electrolyte to reduce dielectric loss (tan
6) A solid electrolytic capacitor with low leakage current (LC) is obtained.

一般に固体電解コンデンサで陽極体の基体にTaを用い
たものは、Ta基体表面に誘電体酸化皮膜である酸化タ
ンタル(Ta2Q)成膜を形成して陽極体を構成し、そ
してこの陽極体のTもQ皮膜上に固体電解質層を形成し
、さらにこの固体電解質層上に陰極層、陰極導電体層を
順次積層形成することにより構成されている。
Generally, in solid electrolytic capacitors that use Ta as the base of the anode body, the anode body is formed by forming a tantalum oxide (Ta2Q) film, which is a dielectric oxide film, on the surface of the Ta base body. Also, a solid electrolyte layer is formed on the Q film, and a cathode layer and a cathode conductor layer are sequentially laminated on this solid electrolyte layer.

Ta205皮膜は陽極化成により生成されたもので、整
流作用を有し、その膜厚は50A〜2000Aで非常に
薄く、また譲亀率が20〜30と高くコンデンサの容量
部を構成している。ところが、このようにして生成され
たTa205皮膜も、皮膜内に多くの欠陥点を有し、コ
ンデンサとして使用した場合にはその欠陥点により漏れ
電流が増大し、極端な皮膜の欠陥点には過大電流が集中
して流れるという問題が発生する。この時、Tも05皮
膜上に形成した固体電解質層により、第1図に示すよう
にTa基体1上のTを05皮膜2の欠陥点に固体電解質
層3から熱的または電気化学的に02‐イオンが供給さ
れてTを05皮膜2の欠陥点の修復が成され、Ta20
5皮膜2における漏れ電流は低くなる。このような作用
を一般に「自己修復作用」と呼ぶ。すなわち、Tを05
皮膜上に形成する固体電解質層は、Ta205皮膜に酸
素を供給し、コンデンサの漏れ電流を低くするとともに
、耐圧を上げているのである。
The Ta205 film is produced by anodization, has a rectifying effect, has a very thin film thickness of 50 to 2000 A, and has a high yield ratio of 20 to 30, and constitutes the capacitance portion of the capacitor. However, the Ta205 film produced in this way also has many defect points within the film, and when used as a capacitor, the leakage current increases due to the defect points, and excessive A problem arises in which the current flows in a concentrated manner. At this time, as shown in FIG. 1, T on the Ta substrate 1 is thermally or electrochemically applied to the defective point of the 05 film 2 from the solid electrolyte layer 3 using the solid electrolyte layer formed on the 05 film. - Ions are supplied to repair the defects in T05 film 2, and Ta20
5 The leakage current in the film 2 becomes low. This kind of action is generally called "self-repairing action." That is, T is 05
The solid electrolyte layer formed on the film supplies oxygen to the Ta205 film, lowering the leakage current of the capacitor and increasing its breakdown voltage.

従って、固体電解コンデンサの固体電解質としては、ま
ず第1にTa205への酸素供給能力の大きな、すなわ
ち酸化力の強い金属酸化物であること、第2にコンデン
サの抵抗成分であるtan6を小さくするために電気抵
抗が低いことが要求される。
Therefore, as a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor, firstly, it must be a metal oxide with a large ability to supply oxygen to Ta205, that is, a metal oxide with strong oxidizing power, and secondly, it must be used to reduce tan6, which is the resistance component of the capacitor. requires low electrical resistance.

現在は固体電解質として二酸化マンガン (Mn02)、二酸化鉛(Pb02)が前述の条件を満
足し、かつ安価であることから一般に多く用いられてい
る。
Currently, manganese dioxide (Mn02) and lead dioxide (Pb02) are commonly used as solid electrolytes because they satisfy the above-mentioned conditions and are inexpensive.

本発明は固体電解質として現在、一般に多く用いている
Mn02,Pb02よりもさらに好ましい性能を示す酸
化ルテニウム(Rぴ02)、酸化イリジウム(1の2)
、酸化レニウム(Re02)、酸化ロジウム(Rh02
)、酸化オスミウム(0s02)を採用し、低tan6
、低LCの固体電解コンデンサを得るものである。
The present invention uses ruthenium oxide (Rpi02) and iridium oxide (1 of 2), which exhibit more favorable performance than Mn02 and Pb02, which are currently widely used as solid electrolytes.
, rhenium oxide (Re02), rhodium oxide (Rh02)
), osmium oxide (0s02) is used, and low tan6
, to obtain a low LC solid electrolytic capacitor.

以下、Ru02を代表例としてMn02に対する優位性
、コンデンサの電解質への適性について詳細に説明する
Hereinafter, the superiority of Ru02 over Mn02 and its suitability as an electrolyte for capacitors will be explained in detail using Ru02 as a representative example.

まずは両者の電気抵抗について説明すると、MnQの電
気抵抗は、Mn(N03)2 の熱分解、Mn塩液の電
解、蒸着、スパッタリング等その製作の仕方によって種
々差異があるが、大体の=10‐1〜1ぴ○即位で、半
導体の領域に属するもので、実際上でもMn02はn型
、Mn203はp型半導体の挙動を示す。
First, to explain the electrical resistance of both, the electrical resistance of MnQ varies depending on the manufacturing method such as thermal decomposition of Mn(N03)2, electrolysis of Mn salt solution, vapor deposition, sputtering, etc., but it is approximately = 10- 1 to 1 pi○, and belong to the semiconductor domain, and in practice, Mn02 behaves as an n-type semiconductor, and Mn203 behaves as a p-type semiconductor.

これに対して、次の金属酸化物は、その製法によって種
々差違があるのものの、以下に示すようにMn02より
も電気抵抗が低いものである。RJ02 10
‐5〜10‐2Q,奴Ir。
On the other hand, the following metal oxides have lower electrical resistance than Mn02, as shown below, although there are various differences depending on the manufacturing method. RJ02 10
-5~10-2Q, Guy Ir.

2 5×10‐5Q。2 5×10-5Q.

伽Re。佽Re.

2 1XI。2 1XI.

‐4Q.伽Rh。-4Q.佽Rh.

2 <10一4Q・Cの OS。2 <10-4Q・C O.S.

2 6×10‐5Q,抑 ここで、コンデンサのtan8について説明する。2 6×10-5Q, suppression Here, tan8 of the capacitor will be explained.

電解コンデンサの等価回路は、一般的には第2図に示す
ように表わされ、抵抗成分としては、Ta205に起因
する抵抗R,と、固体電解質、その他リード線等に起因
する抵抗R2とに分割され、tan6は次式に示すよう
に表わすことができる。
The equivalent circuit of an electrolytic capacitor is generally expressed as shown in Figure 2, and the resistance components include resistance R caused by Ta205, and resistance R2 caused by the solid electrolyte and other lead wires. tan6 can be expressed as shown in the following equation.

tan6ニのCRのC(RI十R2)ニのCRI十のC
R2この式でのCR,はTa205の抵抗であるので、
陽極化成条件、その他の条件に関連し、仇CR2は固体
電解質の物性に起因するものでその厚さ、熱分解付着状
態、電気抵抗に大きく左右される。すなわち、電気抵抗
の低い物質を固体電解質として用いれば、のCR2も小
さくなり、コンデンサのねn6も低下する。従って、R
山02をはじめとする前述の金属酸化物を固体電解質と
して用いた場合には、MnQよりも電気抵抗が低いため
、低ねn6のコンデンサを得る上で非常に有効である。
tan6 ni CR's C (RI 10 R2) ni's CRI 10's C
R2 CR in this formula is the resistance of Ta205, so
Regarding the anodization conditions and other conditions, the enemy CR2 is caused by the physical properties of the solid electrolyte and is greatly influenced by its thickness, thermal decomposition adhesion state, and electrical resistance. That is, if a substance with low electrical resistance is used as the solid electrolyte, the CR2 of the capacitor will also be reduced, and the capacitor's current n6 will also be reduced. Therefore, R
When the aforementioned metal oxides such as Mt. 02 are used as the solid electrolyte, they have a lower electrical resistance than MnQ, and are therefore very effective in obtaining a capacitor with a low n6 value.

次に、上述の金属酸化物の代表例としてのRの2につい
て、その特性を種々述べる。
Next, various characteristics of R2 as a representative example of the metal oxide mentioned above will be described.

まず、Rの2の化成性能にっし、て説明する。Rの2が
化成性能を有することを確認するために次のような実験
を行なった。
First, the chemical formation performance of R2 will be explained. The following experiment was conducted to confirm that R-2 has chemical formation performance.

第3図に示すように、コンデンサ級のTa基板4上に塩
化ルテニウム(Rに夕3 )の熱分解により膜厚約50
0山のRu02膜5を形成するとともに、さらにこのR
J02膜5上に金(Au)の蒸着により電極6を形成し
た試料7を、第4図に示すように直流電源8と電流計9
との開回路に、Ta基板4を陽極、電極6を陰極として
挿入接続し、試料7に定電圧を印加して化成電流を調べ
た。
As shown in Fig. 3, a film of about 50 mm thick is formed by thermal decomposition of ruthenium chloride (R) on a capacitor-grade Ta substrate 4.
In addition to forming the Ru02 film 5 with zero peaks, this R
A sample 7 with an electrode 6 formed by vapor deposition of gold (Au) on the J02 film 5 is connected to a DC power source 8 and an ammeter 9 as shown in FIG.
The Ta substrate 4 was inserted and connected as an anode and the electrode 6 as a cathode into the open circuit of the sample 7, and a constant voltage was applied to the sample 7 to examine the chemical formation current.

なお、第4図で1川ま電流計9の数値を記録するデコー
ダである。この実験の結果を示すのが第5図の化成電流
曲線図で、10Vの直流定電圧の印加によって、印加直
後電流の急激な上昇が見られるが、数秒後には電流は下
降し始め、さらに電圧を印加し続けると、徐々に一定値
に近づく。
In addition, in FIG. 4, one river is a decoder that records the numerical value of the ammeter 9. The result of this experiment is shown in the chemical current curve diagram in Figure 5. By applying a constant DC voltage of 10 V, a rapid rise in current can be seen immediately after application, but after a few seconds, the current begins to fall, and the voltage If you continue to apply , it will gradually approach a constant value.

20V,30Vと印加電圧を上昇させた場合も、印加電
圧が10Vの場合と同じような電流曲線を示す。このよ
うな現象は、直流定電圧の印加によってTa205の誘
電体皮膜力汀a基板4とRuQ膜5との間に生成してい
るために生じるもので、時間が経過するとともに一定に
近づく電流値はTa2Q皮膜の漏れ電流に相当する。
Even when the applied voltage is increased to 20V and 30V, the same current curve as when the applied voltage is 10V is shown. This phenomenon occurs because the Ta205 dielectric film force is generated between the Ta205 dielectric film 4 and the RuQ film 5 due to the application of a constant DC voltage, and the current value approaches a constant value as time passes. corresponds to the leakage current of the Ta2Q film.

すなわち、電圧印加によってRu02膜5から02‐イ
オンがTa基板4に供給され「 Ta基板4上にTも0
5陽極酸化膜が生成しているのであり、R山02による
raの園相陽極酸化が生じていると解釈してよい。この
ように、前記の実験により、Ru02には酸素供給館力
があり、コンデンサの固体電解質の能力としての自己修
復能力を有することがわかる。以上述べたようにRの2
には酸素供給能力があり、なおかつMh02より電気抵
抗が低いため、固体電解コンデンサの固体電解質として
用いた場合、低tan6、低LCの固体電解コンデンサ
とすることができる。また、MN02以外の酸化物、す
なわちlrQ,R山02,Rh02,0s02について
もRu02と同じくMnQより翼気抵抗の低い金属酸化
物で、しかも酸素供給能力を有し、コンデンサの自己疹
復作用も有することから、Rの2と同様に低tan6、
低LCの固体電解コンデンサを得ることができる。
That is, by applying a voltage, 02-ions are supplied from the Ru02 film 5 to the Ta substrate 4, and ``02-ions are also formed on the Ta substrate 4''.
5 anodic oxide film is formed, and it can be interpreted that the RA phase anodic oxidation is occurring due to the R mountain 02. As described above, the above experiment shows that Ru02 has the ability to supply oxygen and has the ability to self-repair as a solid electrolyte in a capacitor. As mentioned above, R's 2
has an oxygen supply ability and has a lower electrical resistance than Mh02, so when used as a solid electrolyte in a solid electrolytic capacitor, it can be made into a solid electrolytic capacitor with low tan6 and low LC. In addition, oxides other than MN02, namely lrQ, Ryama02, Rh02, and 0s02, are also metal oxides with lower air resistance than MnQ, like Ru02, and also have oxygen supply ability, and are also free from self-induced reactions to capacitors. Because it has low tan6, similar to R2,
A solid electrolytic capacitor with low LC can be obtained.

次に、Ru02を実際にコンデンサの固体電解質として
用いる場合の使用法、生成法について説明する。一般に
、Ru02はRにそ3 の熱分解によって得られ、コン
デンサの固体電解質に用いるRu02の生成法としても
この熱分解による方法に従うのが一番適している。
Next, the usage and production method when Ru02 is actually used as a solid electrolyte of a capacitor will be explained. Generally, Ru02 is obtained by thermal decomposition of Riso3, and this thermal decomposition method is most suitable for producing Ru02 used in solid electrolytes of capacitors.

固体電解質として使用する方法としては、mMn02中
にRu02を無作為な状態で混入させて使用する方法、
‘2)Rの2だけを使用する方法、‘3}Rの2とMn
02とを積層して使用する方法、‘4)Rの2とMn0
2中にRu02を無作為な状態で混入させたものとを積
層して使用する方法、■MnQとMnQ中にRの2を無
作為な状態で混入させたものとを積層して使用する方法
がある。
Methods for using Ru02 as a solid electrolyte include mixing Ru02 in mMn02 in a random manner;
'2) Method of using only 2 of R, '3} 2 of R and Mn
Method of stacking and using 02, '4) R2 and Mn0
A method in which MnQ and MnQ in which Ru02 is mixed in a random manner are used in a layered manner; ■ A method in which MnQ and MnQ in which R2 is mixed in a random manner are laminated. There is.

mの方法はMm(N03)2 中にRuCど3 を添加
して生成したMm(N03)2 ,RuCZ3 混合溶
液に、表面にTa205皮膜を形成したTa基板を浸し
、熱分解する方法であり、第6図に示すような構造のも
のが得られる。
Method m is a method in which a Ta substrate with a Ta205 film formed on the surface is immersed in a mixed solution of Mm(N03)2 and RuCZ3 produced by adding RuC etc. to Mm(N03)2 and thermally decomposed. A structure as shown in FIG. 6 is obtained.

なお第6図において、11はTa基板、12はTa20
5皮膜、1 3はRu0214が混入したMn02層で
ある。また、‘2}の方法はRuCそ3 中に、表面に
Ta205皮膜を形成したTa基板を浸し、熱分解する
方法で、Ta2Q皮膜上にRu02のみの固体電解質層
が得られる。
In addition, in FIG. 6, 11 is a Ta substrate, 12 is a Ta20
5 film, 13 is Mn02 layer mixed with Ru0214. In addition, the method '2} is a method in which a Ta substrate with a Ta205 film formed on the surface is immersed in RuC solution and thermally decomposed, and a solid electrolyte layer of only Ru02 is obtained on the Ta2Q film.

‘3}の方法はRuC夕3 の熱分解とMn(N03)
2の熱分解とを適当に交互に行なうもので、第7図に示
すようにRu02とMh02との積層構造のものが得ら
れる。
'3} method involves thermal decomposition of RuC3 and Mn(N03)
By carrying out the thermal decomposition of 2 and 2 appropriately alternately, a laminated structure of Ru02 and Mh02 is obtained as shown in FIG.

なお、第7図において、15はTa基板、16はTa2
4皮膜、17はRの2層、18はMn02層である。さ
らに、‘41,■の方法は、RuC〆3 またはMn(
NQ)2 の熱分解とMn(N03)2 中にRuCそ
3を添加して生成したMh(N03)2 ,RuCそ3
混合溶液の熱分解とを適当に交互に行なうもので、R
ぬ2またはMh02とRu02が混入したMn02との
積層構造のものが得られる。
In addition, in FIG. 7, 15 is a Ta substrate, 16 is a Ta2
4 films, 17 is two layers of R, and 18 is Mn02 layer. Furthermore, the method of '41, ■, RuC〆3 or Mn(
Mh(N03)2, RuCso3 produced by thermal decomposition of NQ)2 and adding RuCso3 to Mn(N03)2
The thermal decomposition of the mixed solution is carried out alternately, and R
A laminated structure of Mn02 or Mh02 mixed with Ru02 is obtained.

ここで、Rに夕3 の熱分解反応について説明する。Here, the thermal decomposition reaction of R and E3 will be explained.

RuC〆3を熱分解すると、次式に示すようにRJ02
とCそ2とになる。
When RuC〆3 is thermally decomposed, RJ02 is obtained as shown in the following formula.
and C so2.

波JCそ3 十202一次V02十父そ2 ↑このRに
夕3 の熱分解温度は熱天秤により測定した結果、32
0℃以上である。
Wave JC So3 1202 Primary V02 Juchi So2 ↑The thermal decomposition temperature of this R is 32 as measured by a thermobalance.
The temperature is 0°C or higher.

ところが、250q○〜300qo位の温度でRに夕3
を熱分解したもの、すなわちRにそ3の熱分解中間生
成物でRが十とRぴ十を含む混合酸化物でも前記固体化
成能力を有する。また、Mn(N03)2 にRuC〆
3 を添加して熱分解を行なう場合、生成したMN02
(Mn(NQ)2 の熱分解温度130℃)の触媒作用
によってRに夕3の熱分解温度が低くなり、熱天秤によ
り測定した結果、250qo〜300℃でRuQが生成
する。なお、このとき必ずしもRu02ばかりが生成さ
れなく、MnQ内にはR心夕3の中間生成物も生成され
ている。このように、{11〜【51のいずれの方法を
用いてもTa205の熱劣化の影響の少ない200℃〜
300℃の熱分解温度でRの2またはその中間生成体を
得ることができ、しかもRの2およびその中間生成体い
ずれも固体電解質として適している。
However, at a temperature of about 250q○ to 300qo
Even a mixed oxide containing 10 and 10 R, which is a thermal decomposition intermediate product of R and 3, has the above-mentioned solid formation ability. Furthermore, when thermal decomposition is performed by adding RuC〆3 to Mn(N03)2, the generated MN02
Due to the catalytic action of (the thermal decomposition temperature of Mn(NQ)2 130°C), the thermal decomposition temperature of R is lowered, and as measured by a thermobalance, RuQ is produced at 250 to 300°C. Note that, at this time, not only Ru02 is necessarily generated, but an intermediate product of R-3 is also generated in MnQ. In this way, no matter which method of {11 to [51] is used, Ta205 can be heated at temperatures from 200°C to less affected by thermal deterioration.
R2 or its intermediate products can be obtained at a thermal decomposition temperature of 300° C., and both R2 and its intermediate products are suitable as solid electrolytes.

また、競綾体のような多孔性の陽極体を用いる場合、M
b(N03)2 の浸贋熱分解のサイクルは1回のみで
は不充分で2回〜1の回線返す必要があるが、Rにそ3
のMn(N03)2への添加は必ずしも熱分解すべて
に適用する必要はない。
In addition, when using a porous anode body such as a twill body, M
One cycle of immersion pyrolysis of b(N03)2 is insufficient and it is necessary to return the circuit two to one times, but R
The addition of Mn(N03)2 to Mn(N03)2 does not necessarily have to be applied to all pyrolysis processes.

すなわち、前述の【3’〜■の方法に示すように数回の
熱分解のうちの少なくとも1回RuCそ3を添加したM
n(N03)2を用いればよいのである。また、Ru0
2だけを固体電解質として使用する■の方法は、R虻〆
3が高価であることから経済的でなく、‘1ぬいいま{
3’〜{5)の方法を用いる方が経済的である。R山0
2を使用した場合の効果についても、‘1’〜t5}の
いずれの方法の場合もそれほど差異はないが、前述の(
3’〜‘5)の方法が経済的、特性的に若干優れている
That is, as shown in the above-mentioned method [3' to
It is sufficient to use n(N03)2. Also, Ru0
Method 2, in which only 2 is used as a solid electrolyte, is not economical because 3 is expensive, and 2 is not economical.
It is more economical to use methods 3' to {5). R mountain 0
Regarding the effect when using 2, there is not much difference in any of the methods '1' to t5}, but the above-mentioned (
Methods 3' to 5) are slightly superior in terms of economy and properties.

なお、ここでMn(N03)2 中にRMC夕3 を添
樋趣雪雲繊麗鰭果は、特に熱分解初期のMn(N03)
2 にRuC夕3を添加した時顕著である。
Here, RMC Yu3 is added to Mn(N03)2.
This is noticeable when RuC3 is added to 2.

これは、Rにそ3の鱗綾体紬孔中への浸透性が良いため
に得られるのであると思われる。また、Mn(N03)
2 の代りに、Mh(OH)2−Mn(N03)2 −
NH4N03−日20を基本として構成されるスラリー
状の混合溶液を用いてもよく、この場合には熱分解回数
を減らすとともに熱分解操作を極めて容易にすることが
できる。
This is thought to be due to the good permeability of R into the lepidomeniform pores of Part 3. Also, Mn(N03)
2 instead of Mh(OH)2-Mn(N03)2-
A slurry mixed solution based on NH4N03-day20 may be used, and in this case, the number of times of thermal decomposition can be reduced and the thermal decomposition operation can be made extremely easy.

しかも、この場合には第8図の走査型電子顕微鏡写真か
ら明らかなように粒径の細かい、均一な固体電解質層を
形成することができる。
Moreover, in this case, a uniform solid electrolyte layer with fine particle size can be formed, as is clear from the scanning electron micrograph of FIG.

なお、第8図はMn(OH)2 一Mn(N03)2
一NH4N03−日20にR心そ3を添加して構成した
スラリ‐状の熱分解性溶液を熱分解することによって形
成された固体電解質の3000倍の走査形電子顕微鏡写
真である。また、上詑説明では、RuCZ3 の熱分解
によりR山02またはその中間生成体を得る場合につい
て述べたが、Ruの硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩の熱分解に
よっても同機に得ることができ、lr,Re,Rh,瓜
についても同様な結果を得ることができ*るのである。
In addition, Fig. 8 shows Mn(OH)2 - Mn(N03)2
This is a 3000x scanning electron micrograph of a solid electrolyte formed by pyrolyzing a slurry-like pyrolyzable solution made by adding R core 3 to NH4N03-day20. In addition, in the above explanation, we described the case where R-mount 02 or its intermediate products are obtained by thermal decomposition of RuCZ3, but it can also be obtained by thermal decomposition of Ru nitrates, sulfates, and carbonates, and lr , Re, Rh, and melon can also obtain similar results*.

次に、前述したことを裏付けするために行なった具体的
な実験の結果を述べる。
Next, we will discuss the results of specific experiments conducted to support the above.

(実施例 1) 直径2.3肋、高さ3肋の円筒型のTa暁結体の表面に
、リン酸を用いて18V、、Tも05皮膜を形成して陽
極体を構成する。
(Example 1) A 18V, T05 film was formed using phosphoric acid on the surface of a cylindrical Ta compact having a diameter of 2.3 ribs and a height of 3 ribs to constitute an anode body.

この陽極体を比重1.6のMn(N03)2 に重量比
で10%のRuCそ3 を添加した混合溶液に浸潰し、
この後250qoで熱分解を行なう。この操作を5回線
返した後、コロィダルカーボン、銀ペイント、半田をそ
の上に順次積層形成して固体電解コンデンサを構成した
。この固体電解コンデンサ(本発明品)の性能をMh0
2のみを固体電解質として用いた固体電解コンデンサ(
従来品)の性能と比較して表1に示す。なお、表1中で
方式Aは熱分解全てのMn(N03)2 にRに〆3を
添加した場合、方式Bは熱分解初期のMn(N03)2
だけにRuC〆3 を添加した場合である。表 1 (実施例 2) 直径2.3側、高さ3側の円筒型のTa隣絹体表面に、
リン酸を用いて18VのTa24皮膜を形成して陽極体
を構成する。
This anode body was immersed in a mixed solution of Mn(N03)2 with a specific gravity of 1.6 and RuCso3 of 10% by weight added.
After this, thermal decomposition is performed at 250 qo. After repeating this operation five times, colloidal carbon, silver paint, and solder were successively laminated thereon to construct a solid electrolytic capacitor. The performance of this solid electrolytic capacitor (product of the present invention) is Mh0
Solid electrolytic capacitor using only 2 as solid electrolyte (
Table 1 shows a comparison with the performance of the conventional product. In Table 1, method A is the case where 3 is added to R for all the Mn(N03)2 in the thermal decomposition, and method B is the case where Mn(N03)2 at the initial stage of thermal decomposition is added.
This is the case where RuC〆3 is added only to the above. Table 1 (Example 2) On the surface of the cylindrical Ta adjacent silk body on the diameter 2.3 side and height 3 side,
A 18V Ta24 film is formed using phosphoric acid to constitute an anode body.

この陽極体を、濃度が10%のRに夕3溶液に浸潰し、
この後熱分解を行なう。この操作を5回線返した後、コ
ロィダルカーボン、銀ペイント、半田をその上に順次積
層形成して固体電解コンデンサを構成する。なお、固体
電解質をRu02だけで構成した固体電解コンデンサの
他に、R心〆3の熱分解の間に適当にMn(NQ)2
の熱分解を行なってRu02とMn02とが積層してい
る構造の固体電解質を有する固体電解コンデンサも試料
として製作した。
This anode body was immersed in a solution of R with a concentration of 10%,
After this, thermal decomposition is performed. After repeating this operation five times, colloidal carbon, silver paint, and solder are successively laminated thereon to form a solid electrolytic capacitor. In addition to solid electrolytic capacitors in which the solid electrolyte is composed only of Ru02, Mn(NQ)2 is appropriately added during the thermal decomposition of the R core
A solid electrolytic capacitor having a solid electrolyte with a structure in which Ru02 and Mn02 are laminated was also fabricated as a sample by thermal decomposition.

この2種の固体電解コンデンサ(本発明品)の性能をM
の2だけで固体電解質を構成した固体電解コンデンサの
性能と比較して表2に示す。表2この実験例1,2より
明らかなように、コンデンサの固体電解質としてRu0
2またはRu02とMn02との混合物を用いることに
より、容量および容量達成率が高くなるとともに、ねn
6,LCが安定して低くなり、また容量の周波数特性も
非常に良くなる。
The performance of these two types of solid electrolytic capacitors (products of the present invention) is M
Table 2 shows a comparison of the performance of a solid electrolytic capacitor whose solid electrolyte consists of only 2. Table 2 As is clear from Experimental Examples 1 and 2, Ru0 is used as a solid electrolyte for capacitors.
By using a mixture of Ru02 or Ru02 and Mn02, the capacity and capacity achievement rate are increased, and the
6. LC becomes stable and low, and the frequency characteristics of the capacitance also become very good.

なお、上記説明では省略したが、Ru,lr,Re,R
h,0sの酸化物を種々に組合せて混合したものも使用
可能で、Ru酸化物のみ、lr酸化物のみというように
単体で用いることに限定されない。
Although omitted in the above explanation, Ru, lr, Re, R
It is also possible to use a mixture of various combinations of h and 0s oxides, and it is not limited to using them alone, such as only Ru oxide or only lr oxide.

以上の説明から明らかなように本発明による固体電解コ
ンデンサは、固体電解質としてRu,lr,Re,Rh
,瓜の酸化物のうちの少なくとも1つを含むMN02ま
たはそれらの酸化物(RO02,lr02,Re02,
Rh02,0s02)のうちの少なくとも1つにより基
本的に構成したものを用いたもので、これによって容量
達成率が高くてtan6,LCが安定して低い、しかも
容量の周波数特性も非常に良いという電気特性の優れた
固体電解コンデンサを得ることができる。
As is clear from the above description, the solid electrolytic capacitor according to the present invention uses Ru, lr, Re, Rh as solid electrolytes.
, MN02 or their oxides (RO02, lr02, Re02,
Rh02, 0s02), which basically consists of at least one of the following: This has a high capacity achievement rate, stable low tan6 and LC, and also has very good capacitance frequency characteristics. A solid electrolytic capacitor with excellent electrical characteristics can be obtained.

なお、Rにそ3等は高価であるが、前述のようにMn(
NQ)2との併用によって安価で高性能とすることがで
き、製造上、性能改善の上から非常に有効である。この
ように本発明は、固体電解コンデンサの固体電解質とし
てまったく新規なものを提供するもので、固体電解コン
デンサの技術発展に大きく貢献するものである。
In addition, R, etc. are expensive, but as mentioned above, Mn (
When used in combination with NQ)2, high performance can be obtained at low cost, and it is very effective in terms of manufacturing and performance improvement. As described above, the present invention provides a completely new solid electrolyte for solid electrolytic capacitors, and greatly contributes to the technological development of solid electrolytic capacitors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は一般の固体電解コンデンサにおける二酸化マン
ガン層の化成能力を説明するための説明図、第2図は一
般の固体電解コンデンサの電気的等価回路図、第3図は
酸化ルテニウムの化成能力を調べるために製作した試料
の正面図、第4図は第3図の試料を用いて酸化ルテニウ
ムの化成能力を測定するための電気回路図、第5図は酸
化ルテニウムの化成電流曲線図、第6図は本発明の一実
施例による固体電解コンデンサの要部構造を示す概略断
面図、第7図は本発明の他の実施例による固体電解コン
デンサの要部構造を示す概略断面図、第8図はMn(O
H)2 −Mn(N03)2N凡N03−日20にRに
そ3 を添加して生成したスラリー状の熱分解性溶液を
熱分解することにより生成される固体電解質層の300
ぴ青の走査型電子顕微鏡写真である。 0 11,16…・・・タンタル(Ta)基板(弁作用
金属の基体)、12,16・・…・酸化タンタル(Ta
205)皮膜(誘電体酸化皮膜)、13,18・・・…
二酸化マンガン(Mn02)層(固体電解質層)、14
……酸化ルテニウム(Ru02)、17…夕…酸化ルテ
ニウム(Rの2)層。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図
Figure 1 is an explanatory diagram to explain the formation ability of the manganese dioxide layer in a general solid electrolytic capacitor, Figure 2 is an electrical equivalent circuit diagram of a general solid electrolytic capacitor, and Figure 3 shows the formation ability of ruthenium oxide. Fig. 4 is an electric circuit diagram for measuring the chemical formation ability of ruthenium oxide using the sample shown in Fig. 3, Fig. 5 is a chemical formation current curve diagram of ruthenium oxide, and Fig. 6 is a front view of the sample prepared for investigation. 7 is a schematic cross-sectional view showing the main structure of a solid electrolytic capacitor according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the main structure of a solid electrolytic capacitor according to another embodiment of the present invention. is Mn(O
H)2-Mn(N03)2NN03-300% of the solid electrolyte layer produced by thermally decomposing a slurry-like pyrolyzable solution produced by adding So3 to R on 20 days.
This is a scanning electron micrograph of Piao. 0 11,16...Tantalum (Ta) substrate (valve metal base), 12,16...Tantalum oxide (Ta)
205) Film (dielectric oxide film), 13, 18...
Manganese dioxide (Mn02) layer (solid electrolyte layer), 14
...Ruthenium oxide (Ru02), 17...Ruthenium oxide (R2) layer. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 弁作用金属の基体表面に誘電体酸化皮膜を形成して
陽極体を構成し、この陽極体の誘電体酸化皮膜上に固体
電解質層、陰極層、および陰極導電体層を順次積層形成
してなり、前記固体電解質層はルテニウム、イリジウム
、レニウム、ロジウム、およびオスミウムからなる金属
群から選択された少なくとも1つを含む二酸化マンガン
、または前記金属群から選択された少なくとも1つの酸
化物により基本的に構成したことを特徴とする固体電解
コンデンサ。 2 固体電解質層がルテニウム、イリジウム、レニウム
、ロジウム、およびオスミウムからなる金属群から選択
された少なくとも1つを含む二酸化マンガンと前記金属
群から選択された少なくとも1つの酸化物とを積層して
構成された特許請求の範囲第1項に記載の固体電解コン
デンサ。
[Claims] 1. An anode body is formed by forming a dielectric oxide film on the surface of a valve metal base, and a solid electrolyte layer, a cathode layer, and a cathode conductor layer are formed on the dielectric oxide film of the anode body. The solid electrolyte layer is manganese dioxide containing at least one selected from the metal group consisting of ruthenium, iridium, rhenium, rhodium, and osmium, or at least one selected from the above metal group. A solid electrolytic capacitor characterized by being basically composed of oxides. 2. The solid electrolyte layer is formed by laminating manganese dioxide containing at least one selected from the metal group consisting of ruthenium, iridium, rhenium, rhodium, and osmium and at least one oxide selected from the metal group. A solid electrolytic capacitor according to claim 1.
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