JPWO2014091744A1 - Solid electrolytic capacitor - Google Patents
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Abstract
陽極(1)と、この陽極(1)の表面に形成される誘電体層(2)と、この誘電体層(2)の表面に形成される中間層(3)と、この中間層(3)の表面に形成される固体電解質層(4)とを備えた固体電解コンデンサ(10)に関する。前記中間層(3)は、前記固体電解質層(4)の仕事関数よりも小さい最低空軌道を有するn型有機半導体と、非晶性の絶縁性高分子とを含有している。また、前記中間層(3)に代えて、非晶質の電荷移動錯体を含有している中間層(30)を備えている。Anode (1), dielectric layer (2) formed on the surface of anode (1), intermediate layer (3) formed on the surface of dielectric layer (2), and intermediate layer (3 ) On the surface of the solid electrolytic capacitor (10). The intermediate layer (3) contains an n-type organic semiconductor having the lowest vacant orbit smaller than the work function of the solid electrolyte layer (4), and an amorphous insulating polymer. Further, an intermediate layer (30) containing an amorphous charge transfer complex is provided in place of the intermediate layer (3).
Description
本発明は、電子機器等に用いられる固体電解コンデンサに関するものである。 The present invention relates to a solid electrolytic capacitor used for electronic equipment and the like.
近年、電子機器の小型化、軽量化に伴って、小型で大容量の高周波用のコンデンサが要求されるようになり、かかるコンデンサとして、導電性高分子化合物を用いて固体電解質層を形成した固体電解コンデンサが提案されている。このような固体電解コンデンサにおいては、静電容量、tanδ、等価直列抵抗、漏れ電流などが主な性能指標であり、コンデンサの信頼性としては長期にわたって上記性能指標の変化が少ないことに加え、漏れ電流の非常に小さいコンデンサが求められている。 In recent years, along with the downsizing and weight reduction of electronic devices, there has been a demand for small, high-capacity high-frequency capacitors, and as such capacitors, solids in which a solid electrolyte layer is formed using a conductive polymer compound. Electrolytic capacitors have been proposed. In such a solid electrolytic capacitor, capacitance, tan δ, equivalent series resistance, leakage current, etc. are the main performance indicators, and the reliability of the capacitor has little change in the above performance indicators over a long period of time. There is a need for capacitors with very low current.
しかし、固体電解コンデンサに用いられるタンタル、ニオブ、チタンまたはアルミニウムなどに形成された誘電体酸化皮膜には欠陥部が存在し、漏れ電流の増大や耐電圧性の低下により高い信頼性が得られないという問題があった。そこで、この問題を解決するために、1つには誘電体酸化皮膜の膜厚を厚くして漏れ電流を抑制する方法が一般的に行われている。ところが、誘電体酸化皮膜を厚くすると、以下の式に示されるように主要な性能である静電容量が低下してしまう。例えば、下記式において、dが2倍となった場合はCが1/2倍に低下するため、dを厚くすることでCの性能を大きく落とすことになる。 However, the dielectric oxide film formed on tantalum, niobium, titanium, or aluminum used for solid electrolytic capacitors has defects, and high reliability cannot be obtained due to increase in leakage current and decrease in voltage resistance. There was a problem. Therefore, in order to solve this problem, one method is generally used in which the thickness of the dielectric oxide film is increased to suppress the leakage current. However, when the dielectric oxide film is thickened, the electrostatic capacity, which is the main performance, is lowered as shown in the following equation. For example, in the following formula, when d is doubled, C is reduced by a factor of 1/2. Therefore, increasing the thickness of d greatly reduces the performance of C.
(C:静電容量、d:膜厚、S:面積、ε0:真空の誘電率、εr:誘電体の比誘電率)
そこで、上記の課題を解決する手段として誘電体と陰極の間に材料層を形成する方法がある。例えば、特許文献1においては、陽極酸化により誘電体を形成した後に、素子をPVA溶液に浸漬し、それにより誘電体上にPVAの膜を形成し、高耐電圧化を実現するものである。しかし、この方法では、PVAの膜を均一に形成した場合、誘電率の低いPVAが絶縁体層として形成されるため容量低下が発生することがあった。また、特許文献2、3においては、誘電体層の欠陥部に局所的に絶縁性薄膜層を電着法により形成し、この絶縁性薄膜層により誘電体層の欠陥部を補修する技術が提案されている。しかしながら、この方法では、局所的ではあるが、絶縁性薄膜層が絶縁体層として形成されるため容量低下することがあった。(C: electrostatic capacity, d: film thickness, S: area, ε0: dielectric constant of vacuum, εr: relative dielectric constant of dielectric)
Therefore, there is a method of forming a material layer between the dielectric and the cathode as a means for solving the above-described problems. For example, in
また、特許文献1に示される方法では、PVAの膜を均一に形成した場合でも、材料層(PVAの膜)の抵抗が高いため、ESR(等価直列抵抗)が上昇することがあった。
Further, in the method disclosed in
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、漏れ電流を効果的に抑制することができる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。 This invention is made | formed in view of said point, and it aims at providing the solid electrolytic capacitor which can suppress a leakage current effectively.
本発明に係る固体電解コンデンサは、陽極と、この陽極の表面に形成される誘電体層と、この誘電体層の表面に形成される中間層と、この中間層の表面に形成される固体電解質層とを備えた固体電解コンデンサであって、前記中間層は、前記固体電解質層の仕事関数よりも小さい最低空軌道を有するn型有機半導体と、非晶性の絶縁性高分子とを含有していることを特徴とするものである。 A solid electrolytic capacitor according to the present invention includes an anode, a dielectric layer formed on the surface of the anode, an intermediate layer formed on the surface of the dielectric layer, and a solid electrolyte formed on the surface of the intermediate layer. And the intermediate layer includes an n-type organic semiconductor having a minimum vacant orbit smaller than a work function of the solid electrolyte layer, and an amorphous insulating polymer. It is characterized by that.
本発明にあっては、前記n型有機半導体は、シアノ基、ニトロ基、スルホ基などの電子吸引基を含む芳香族系化合物であることが好ましい。 In the present invention, the n-type organic semiconductor is preferably an aromatic compound containing an electron withdrawing group such as a cyano group, a nitro group, or a sulfo group.
本発明にあっては、前記n型有機半導体は、テトラシアノキノジメタン及びその誘導体であることが好ましい。 In the present invention, the n-type organic semiconductor is preferably tetracyanoquinodimethane and its derivatives.
本発明にあっては、前記絶縁性高分子は可溶性の非芳香族系高分子であることが好ましい。 In the present invention, the insulating polymer is preferably a soluble non-aromatic polymer.
本発明にあっては、前記絶縁性高分子はポリメチルメタクリレートであることが好ましい。 In the present invention, the insulating polymer is preferably polymethyl methacrylate.
また、本発明に係る固体電解コンデンサは、陽極と、この陽極の表面に形成される誘電体層と、この誘電体層の表面に形成される中間層と、この中間層の表面に形成される固体電解質層とを備えた固体電解コンデンサであって、前記中間層が非晶質の電荷移動錯体を含有していることを特徴とするものである。 The solid electrolytic capacitor according to the present invention is formed on the anode, the dielectric layer formed on the surface of the anode, the intermediate layer formed on the surface of the dielectric layer, and the surface of the intermediate layer. A solid electrolytic capacitor comprising a solid electrolyte layer, wherein the intermediate layer contains an amorphous charge transfer complex.
本発明にあっては、前記非晶質の電荷移動錯体は、前記固体電解質層の仕事関数よりも小さい最低空軌道を有するn型有機半導体と、高分子p型半導体とを含有していることが好ましい。 In the present invention, the amorphous charge transfer complex contains an n-type organic semiconductor having a lowest vacant orbit smaller than a work function of the solid electrolyte layer, and a polymer p-type semiconductor. Is preferred.
本発明にあっては、前記高分子p型半導体が、前記誘電体層を構成する誘電体の伝導帯の底よりも高い最低空軌道を有することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the polymer p-type semiconductor has a lowest empty orbit higher than a bottom of a conduction band of a dielectric constituting the dielectric layer.
本発明にあっては、前記高分子p型半導体が、アリールアミン系有機材料であることが好ましい。 In the present invention, the polymer p-type semiconductor is preferably an arylamine organic material.
本発明にあっては、前記非晶質の電荷移動錯体に含有されるn型有機半導体が、テトラシアノキノジメタン及びその誘導体であることが好ましい。 In the present invention, the n-type organic semiconductor contained in the amorphous charge transfer complex is preferably tetracyanoquinodimethane and its derivatives.
本発明にあっては、前記高分子p型半導体が、ポリビニルカルバゾールであることが好ましい。 In the present invention, the polymer p-type semiconductor is preferably polyvinyl carbazole.
本発明は、固体電解質層の仕事関数よりも小さい最低空軌道を有するn型有機半導体と、非晶性の絶縁性高分子とを中間層に含有させることにより、漏れ電流を効果的に抑制することができる固体電解コンデンサを得ることができるものである。 The present invention effectively suppresses leakage current by including an n-type organic semiconductor having the lowest vacant orbit smaller than the work function of the solid electrolyte layer and an amorphous insulating polymer in the intermediate layer. A solid electrolytic capacitor that can be obtained is obtained.
また、本発明は、中間層に非晶質の電荷移動錯体を含有させることにより、漏れ電流を効果的に抑制することができる固体電解コンデンサを得ることができるものである。 Moreover, this invention can obtain the solid electrolytic capacitor which can suppress a leakage current effectively by containing an amorphous charge-transfer complex in an intermediate | middle layer.
以下、本発明を実施するための第1の実施形態を説明する。 Hereinafter, a first embodiment for carrying out the present invention will be described.
本実施の形態の固体電解コンデンサ10は、図1に示すように、陽極1と、陽極1の表面に形成される誘電体層2と、誘電体層2の表面に形成される中間層3と、中間層3の表面に形成される固体電解質層4とを備える。また、本実施の形態の固体電解コンデンサ10は、固体電解質層4の表面に形成される陰極層5を設けることができる。さらに、本実施の形態の固体電解コンデンサ10は、その周りがモールド外装樹脂6で覆われている。このモールド外装樹脂6は、陽極1、誘電体層2、中間層3、固体電解質層4、及び陰極層5を覆っている。上記陽極1には、陽極リード7が埋設されて接続されている。また、陽極リード7には陽極端子11が接続されている。上記陰極層5には陰極端子8が接着剤9により接着されて接続されている。陽極端子11及び陰極端子8はモールド外装樹脂6の外部に引き出され、固体電解コンデンサ10の外部に露出している。
As shown in FIG. 1, solid
陽極1は、弁金属(弁作用金属)又は弁金属を主成分とする合金からなる粉末を成形し、この成形体を焼結することにより作製することができる。この場合、陽極1は、多孔質体から形成されている。図1においては示されていないが、多孔質体である陽極1には、その内部から外部に連通する微細な孔が多数形成されている。このように作製された陽極1は外形が略直方体となるように作製することができる。弁金属としては、例えば、タンタル、ニオブ、チタン、アルミニウム、ハフニウム、ジルコニウム等が挙げられる。これらの中でも、誘電体である酸化物が高温でも比較的安定であるタンタル、ニオブ、アルミニウム、チタンが特に好ましく用いられる。弁金属を主成分とする合金としては、タンタルとニオブ等の2種類以上からなる弁金属同士の合金が挙げられる。
The
誘電体層2は、陽極1と中間層3との間に介在している。誘電体層2は、例えば、弁金属又は弁金属を主成分とする合金の酸化物から形成することができる。誘電体層2は、陽極1が多孔質体である場合には、その孔の表面上にも形成することができる。図1においては、陽極1の外周側に形成された誘電体層2を模式的に示しており、上述の多孔質体の孔の表面に形成された誘電体層は図示していない。誘電体層2は、例えば、陽極1の表面を陽極酸化することにより形成することができる。
The
中間層3は電子トラップ層として作用するものであり、誘電体層2と固体電解質層4との間に介在している。中間層3は、固体電解質層4を構成する導電性高分子の仕事関数よりも小さい最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)を有するn型有機半導体と、非晶性の絶縁性高分子とを含有している。
The
上記n型有機半導体(電荷移動錯体のアクセプター)としては、シアノ基、ニトロ基、スルホ基などの電子吸引基を含む芳香族系化合物であることが好ましい。シアノ基、ニトロ基、スルホ基は電子吸引基の中でも誘起効果が大きいため、LUMO準位の低下に大きな効果を示すからである。また、上記n型有機半導体は、例えば、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、2,5−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン、11,11,12,12−テトラシアノナフト−2,6−キノジメタン、1,4−ベンゾキノン、2テトラフルオロ−1,4−ベンゾキノン、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン、4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレニリデンマロノニトリル等が挙げられる。これらの中でも、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)及びその誘導体であることが好ましい。TCNQは有機溶剤への溶解性が高く成膜が容易であり、n型有機半導体の中でも低いLUMO準位を有しているからである。このような最低空軌道を有するn型有機半導体は、固体電解質層4の導電性高分子の仕事関数よりも小さければ使用可能であるが、固体電解質層4の導電性高分子の仕事関数よりも0.2eVより低いLUMO準位を有することが好ましい。
The n-type organic semiconductor (acceptor of the charge transfer complex) is preferably an aromatic compound containing an electron-withdrawing group such as a cyano group, a nitro group, or a sulfo group. This is because a cyano group, a nitro group, and a sulfo group have a large inducing effect among electron withdrawing groups, and thus have a great effect on lowering the LUMO level. The n-type organic semiconductor is, for example, 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane, tetrafluorotetracyanoquinodimethane, 2,5-bis (2-hydroxyethoxy) -7,7,8. , 8-tetracyanoquinodimethane, tetracyanoethylene, 11,11,12,12-tetracyanonaphtho-2,6-quinodimethane, 1,4-benzoquinone, 2tetrafluoro-1,4-benzoquinone, 2,3 -Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, 4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,7-trinitro-9-fluorenylidenemalononitrile and the like. Among these, tetracyanoquinodimethane (TCNQ) and its derivatives are preferable. This is because TCNQ has high solubility in an organic solvent and can be easily formed, and has a low LUMO level among n-type organic semiconductors. Such an n-type organic semiconductor having the lowest vacant orbit can be used if it is smaller than the work function of the conductive polymer of the
中間層3に含有される非晶性の絶縁性高分子としては、水や有機溶剤(例えば、トルエンやアセトン等)に対して可溶性を有する非芳香族系高分子であることが好ましい。非芳香族系高分子は溶剤への溶解性が比較的高く成膜が容易であり、しかも非芳香族系であるためTCNQの電子伝導にほとんど影響しないからである。非晶性の絶縁性高分子としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート等が挙げられる。これらの中でも、ポリメチルメタクリレートを用いることが好ましい。ポリメチルメタクリレートは溶剤への溶解性が高く、作製プロセス中の酸性下においても劣化しにくいからである。
The amorphous insulating polymer contained in the
中間層3における上記n型有機半導体と上記絶縁性高分子との含有比率は、上記n型有機半導体の100質量部に対して、上記絶縁性高分子が25〜75質量部であることが好ましい。このような含有比率であれば、漏れ電流の低減と容量低下の抑制を両立させやすくなるものである。
The content ratio of the n-type organic semiconductor and the insulating polymer in the
固体電解質層4は、中間層3と陰極層5との間に介在している。固体電解質層4は、例えば、π共役結合を有する導電性高分子からなる導電性高分子層で形成することができる。上記導電性高分子を形成するための導電性高分子モノマーとしては、ピロール、チオフェン、またはアニリン及びこれらの誘導体を挙げることができる。モノマーの重合により、モノマーの繰り返し単位を有するπ共役系導電性高分子を得ることができる。従って、上記モノマーを用いることにより、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、及びこれらの共重合体等からなる導電性高分子を得ることができる。π共役系導電性高分子は、無置換のままでも十分な導電性を得ることができるが、導電性をより高めるためには、アルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基等の官能基をπ共役系導電性高分子に導入することが好ましい。
The
π共役系導電性高分子の具体例としては、ポリピロール、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルピロール)、ポリ(3−オクチルピロール)、ポリ(3−デシルピロール)、ポリ(3−ドデシルピロール)、ポリ(3,4−ジメチルピロール)、ポリ(3,4−ジブチルピロール)、ポリ(3−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルピロール)、ポリ(3−ヒドロキシピロール)、ポリ(3−メトキシピロール)、ポリ(3,4−エチレンジオキシピロール)、ポリチオフェン、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルチオフェン)、ポリ(3−オクチルチオフェン)、ポリ(3−デシルチオフェン)、ポリ(3−ドデシルチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルチオフェン)、ポリ(3−ブロモチオフェン)、ポリ(3,4−ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4−ジブチルチオフェン)、ポリ(3−ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3−エトキシチオフェン)、ポリ(3−ブトキシチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3−デシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブデンジオキシチオフェン)、ポリ(3−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルチオフェン)、ポリアニリン、ポリ(2−メチルアニリン)、ポリ(3−イソブチルアニリン)、ポリ(2−アニリンスルホン酸)、ポリ(3−アニリンスルホン酸)等が挙げられる。中でも、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)から選ばれる1種又は2種からなる(共)重合体が導電率の点から好適に用いられる。さらには、ポリピロール、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)は、導電性がより高くなる上に耐熱性が向上する点から、より好ましい。 Specific examples of the π-conjugated conductive polymer include polypyrrole, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylpyrrole), poly (3-octylpyrrole), poly (3-decylpyrrole), poly (3 -Dodecylpyrrole), poly (3,4-dimethylpyrrole), poly (3,4-dibutylpyrrole), poly (3-carboxypyrrole), poly (3-methyl-4-carboxypyrrole), poly (3-methyl) -4-carboxyethylpyrrole), poly (3-methyl-4-carboxybutylpyrrole), poly (3-hydroxypyrrole), poly (3-methoxypyrrole), poly (3,4-ethylenedioxypyrrole), polythiophene , Poly (3-methylthiophene), poly (3-hexylthiophene), poly (3-heptylthiophene), poly (3-o Tilthiophene), poly (3-decylthiophene), poly (3-dodecylthiophene), poly (3-octadecylthiophene), poly (3-bromothiophene), poly (3,4-dimethylthiophene), poly (3 4-dibutylthiophene), poly (3-hydroxythiophene), poly (3-methoxythiophene), poly (3-ethoxythiophene), poly (3-butoxythiophene), poly (3-hexyloxythiophene), poly (3 -Heptyloxythiophene), poly (3-octyloxythiophene), poly (3-decyloxythiophene), poly (3-dodecyloxythiophene), poly (3-octadecyloxythiophene), poly (3,4-dihydroxythiophene) ), Poly (3,4-dimethoxythiophene), poly (3, 4-ethylenedioxythiophene), poly (3,4-propylenedioxythiophene), poly (3,4-butenedioxythiophene), poly (3-carboxythiophene), poly (3-methyl-4-carboxythiophene) ), Poly (3-methyl-4-carboxyethylthiophene), poly (3-methyl-4-carboxybutylthiophene), polyaniline, poly (2-methylaniline), poly (3-isobutylaniline), poly (2- Aniline sulfonic acid), poly (3-aniline sulfonic acid) and the like. Among them, from one or two kinds selected from polypyrrole, polythiophene, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylthiophene), poly (3-methoxythiophene), and poly (3,4-ethylenedioxythiophene). The (co) polymer is preferably used from the viewpoint of conductivity. Furthermore, polypyrrole and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) are more preferable from the viewpoint of higher conductivity and improved heat resistance.
また、上記のような導電性高分子モノマーの重合開始剤として用いられる酸化剤としては、例えば、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄等の遷移金属化合物、パラトルエンスルホン酸鉄などの有機スルホン酸の遷移金属塩等が挙げられる。 Examples of the oxidizing agent used as the polymerization initiator for the conductive polymer monomer as described above include transition metal compounds such as ferric sulfate and ferric nitrate, and organic sulfonic acids such as iron paratoluenesulfonate. And transition metal salts.
陰極層5は、例えば、カーボン粒子を含有する第一層5aと、銀粒子を含有する第二層5bとを積層して形成することができる。第一層5aは、カーボンペーストを塗布した後、これを乾燥することにより形成することができる。第二層5bは、銀ペーストを塗布した後、これを乾燥することにより形成することができる。陰極層5は、陽極1の周囲に誘電体層2とは間隔をあけて配置されている。陰極層5において、第一層5aが誘電体層2側に配置され、第二層5bが誘電体層2とは反対側に配置されている。
The
上記のように形成される本実施の形態の固体電解コンデンサ10は、誘電体層2と固体電解質層4との間に、固体電解質層4の仕事関数よりも小さいLUMOを有するn型有機半導体を含有する中間層3が挿入されている。従って、誘電体層2と固体電解質層4の界面におけるショットキー障壁を大きくすることができ、陽極1と陰極層5との間で流れる漏れ電流を小さくすることができる。さらに、挿入した中間層3まで電子が移動して陰極として作用するために、静電容量を低下することが少ない。また、本実施の形態によれば、n型有機半導体と非晶性の絶縁性高分子を混合することで非結晶の中間層3を形成しているので、n型有機半導体の結晶粒界部に、固体電解質層4に含有される導電性高分子(例えば、ポリピロール)が浸入し、導電パスを形成することなく効果的に漏れ電流を低減することが可能である。
The solid
図2に、上記の固体電解コンデンサ10の一部の拡大断面図を示す。陽極1は、微視的には多数の粉末から構成され、これらの粉末の表面に誘電体層2が形成されている。これにより、陽極1及び誘電体層2が一つの多孔質体を構成している。この誘電体層2の表面に中間層3が形成されると、陽極1及び誘電体層2から構成される多孔質体の細孔内に中間層3が侵入する。このため、中間層3と誘電体層2との接触面積が増大し、これにより、陽極1の実効面積が増大する。このため、固体電解コンデンサ10の静電容量を増大しやすくなるものである。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of the solid
次に、本発明を実施するための第2の実施形態を説明する。 Next, a second embodiment for carrying out the present invention will be described.
本第2の実施形態の固体電解コンデンサ10は、第1の実施形態の固体電解コンデンサ10と同様に、図1に示す構成を有している。
The solid
本第2の実施形態の固体電解コンデンサ10において、第1の実施形態の固体電解コンデンサ10と相違する点は、中間層30(3)の構成であり、その他の構成要素は第1の実施形態の固体電解コンデンサ10と同様である。
The solid
本第2の実施形態の固体電解コンデンサ10において、中間層30は誘電体層2と固体電解質層4との間に介在されて電子トラップ層として作用し、前記中間層30は、非晶質の電荷移動錯体を含有して形成されている。この非晶質の電荷移動錯体としては、固体電解質層4を構成する導電性高分子の仕事関数よりも小さい最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)を有するn型有機半導体を用いるのが好ましい。これにより、誘電体層2と固体電解質層4との間に、固体電解質層4の仕事関数よりも小さいLUMOを有するn型有機半導体を含有する中間層30が挿入されることになる。従って、誘電体層2と固体電解質層4の界面におけるショットキー障壁を大きくすることができ、陽極1と陰極層5との間で流れる漏れ電流を小さくすることができる。上記n型有機半導体(電荷移動錯体のアクセプター)としては、シアノ基、ニトロ基、スルホ基などの電子吸引基を含む芳香族系化合物であることが好ましい。また、上記n型有機半導体は、例えば、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、2,5−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン、11,11,12,12−テトラシアノナフト−2,6−キノジメタン、1,4−ベンゾキノン、2テトラフルオロ−1,4−ベンゾキノン、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン、4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレニリデンマロノニトリル等が挙げられる。これらの中でも、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)及びその誘導体であることが好ましい。TCNQは有機溶剤への溶解性が高く成膜が容易であり、n型有機半導体の中でも低いLUMO準位を有しているからである。このような最低空軌道を有するn型有機半導体は、固体電解質層4の導電性高分子の仕事関数よりも小さければ使用可能であるが、固体電解質層4の導電性高分子の仕事関数よりも0.2eVより低いLUMO準位を有することが好ましい。
In the solid
中間層30にはさらに非晶質の電荷移動錯体として、高分子p型半導体が含有されていることが好ましい。この態様によれば、n型有機半導体と高分子p型半導体が混在する非結晶の電荷移動錯体で中間層30が形成されている。このため、n型有機半導体の結晶粒界部に、固体電解質層4に含有される導電性高分子(例えば、ポリピロール)が浸入し、導電パスを形成することなく効果的に漏れ電流を低減しつつ、電荷移動錯体形成から有機半導体層(中間層30)への低抵抗化による等価直列抵抗(ESR)の低下が可能となるものである。また、誘電体層2を構成する誘電体の伝導帯の底よりも中間層30の高分子p型半導体のLUMOが低い場合、高分子p型半導体を経由して誘電体層2へ電荷注入されることが考えられるため、高分子p型半導体としては、誘電体層2を構成する誘電体の伝導帯の底よりも高いLUMOを有することが有効である。
The
上記高分子p型半導体(電荷移動錯体のドナー)としてはアリールアミン系有機材料であることが好ましい。アリールアミン系材料はアミンの電子供与効果によりp型を発現しやすいからである。高分子p型半導体としては、例えば、ポリビニルカルバゾール、ポリ[ビス(4−フェニル)(2,4,6−トリメチルフェニル)アミン]、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン]、ポリ[2−メトキシ−5−(2−エチルヘキシルオキシ)−1,4−フェニレンビニレン]、ポリ(3−ヘキシルチオフェン−2,5−ジイル)、ポリ[N−9’−ヘプタデカニル−2,7−カルバゾール−alt−5,5−(4’,7’−di−2−チエニル−2’,1’,3’−ベンゾチアジアゾール)]、ポリ[[9−(1−オクチルノニル)−9H−カルバゾール−2,7−ジイル]−2,5−チオフェンジイル−2,1,3−ベンゾチアジアゾール−4,7−ジイル−2,5−チオフェンジイル]等が挙げられる。これらの中でも、ポリビニルカルバゾール(PVCz)であることが好ましい。好ましい理由としてはPVCzは2.3eVの高いLUMOを有し、ホール伝導性のみを示し電子伝導性を示さないため、PVCzから誘電体への電子移動がないことが挙げられる。また、誘電体層2を構成する誘電体の伝導帯の底よりもLUMOが高い高分子p型半導体を用いる場合は、誘電体層2を構成する誘電体の伝導帯の底よりも高分子p型半導体のLUMOが0.2eV以上高いことが好ましい。
The polymer p-type semiconductor (charge transfer complex donor) is preferably an arylamine organic material. This is because the arylamine-based material easily develops p-type due to the electron donating effect of amine. Examples of the polymer p-type semiconductor include polyvinyl carbazole, poly [bis (4-phenyl) (2,4,6-trimethylphenyl) amine], and poly [N, N′-bis (4-butylphenyl) -N. , N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine], poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene], poly (3-hexylthiophene) -2,5-diyl), poly [N-9'-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5- (4 ', 7'-di-2-thienyl-2', 1 ', 3' -Benzothiadiazole)], poly [[9- (1-octylnonyl) -9H-carbazole-2,7-diyl] -2,5-thiophendiyl-2,1,3-benzothiadiazole-4,7-
中間層30における上記n型有機半導体と上記高分子p型半導体との含有比率は、上記n型有機半導体の100質量部に対して、上記高分子p型半導体が25〜75質量部であることが好ましい。このような含有比率であれば、低ESRと漏れ電流の低減とを両立させやすくなるものである。
The content ratio of the n-type organic semiconductor and the polymer p-type semiconductor in the
上記のように形成される第2の実施形態の固体電解コンデンサ10は、誘電体層2と固体電解質層4との間に、非晶質の電荷移動錯体を含有する中間層30が挿入されている。従って、誘電体層2と固体電解質層4の界面におけるショットキー障壁を大きくすることができ、陽極1と陰極層5との間で流れる漏れ電流を小さくすることができる。
In the solid
尚、本第2の実施形態の固体電解コンデンサ10においても、図2に示される構成になっており、陽極1は、微視的には多数の粉末から構成され、これらの粉末の表面に誘電体層2が形成されている。これにより、陽極1及び誘電体層2が一つの多孔質体を構成している。この誘電体層2の表面に中間層30が形成されると、陽極1及び誘電体層2から構成される多孔質体の細孔内に中間層30が侵入される。このため、中間層30と誘電体層2との接触面積が増大し、これにより、陽極1の実効面積が増大する。このため、固体電解コンデンサ10の静電容量を増大しやすくなるものである。
Note that the solid
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
(実施例1)
[ステップ1]
タンタル焼結体素子(陽極)を0.017質量%リン酸中で12Vの定電圧で陽極酸化し、誘電体酸化膜(誘電体層)を形成した。Example 1
[Step 1]
The tantalum sintered body element (anode) was anodized at a constant voltage of 12 V in 0.017% by mass phosphoric acid to form a dielectric oxide film (dielectric layer).
[ステップ2]
PMMA濃度0.025質量%、TCNQ濃度0.025質量%となるようにトルエンに溶解させた溶液に素子を浸漬させた。その後乾燥させ溶媒を十分に除去して、PMMA:TCNQ膜(中間層)を形成した。[Step 2]
The device was immersed in a solution dissolved in toluene so that the PMMA concentration was 0.025% by mass and the TCNQ concentration was 0.025% by mass. Thereafter, drying was performed and the solvent was sufficiently removed to form a PMMA: TCNQ film (intermediate layer).
[ステップ3]
次に化学重合、続いて電解重合等によりポリピロール層(固体電解質層)をPMMA:TCNQ膜上に形成した。さらにカーボンペースト、銀ペーストを塗布し、陰極層を形成しコンデンサ素子を作成した。[Step 3]
Next, a polypyrrole layer (solid electrolyte layer) was formed on the PMMA: TCNQ film by chemical polymerization followed by electrolytic polymerization or the like. Further, a carbon paste and a silver paste were applied to form a cathode layer, thereby producing a capacitor element.
[ステップ4]
リードフレームに前記コンデンサ素子を載せた後、コンデンサ陰極層をフレームと接着した。[Step 4]
After the capacitor element was placed on the lead frame, the capacitor cathode layer was bonded to the frame.
[ステップ5]
次にエポキシ系のモールド樹脂で前記コンデンサ素子およびリードフレームをモールドした後、コンデンサ素子単位に切り分けてタンタルコンデンサ(固体電解コンデンサ)を作製した。[Step 5]
Next, the capacitor element and the lead frame were molded with an epoxy mold resin, and then cut into capacitor element units to produce tantalum capacitors (solid electrolytic capacitors).
(比較例1)
実施例1においてステップ2の工程を行わなかった以外は実施例1と同様にしてタンタルコンデンサを作製した。(Comparative Example 1)
A tantalum capacitor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the process of
(比較例2)
実施例1のステップ2において、PVAを濃度が0.05質量%となるように純水に溶解させた溶液に素子を浸漬させた。その後、乾燥させ溶媒を十分に除去して、PVA膜を形成した。さらにグルタルアルデヒドを濃度が0.56Mとなるように純水に溶解させた溶液に素子を浸漬させた。その後引き上げて65℃、30分間加熱しPVAを架橋させた。続いて、純水で洗浄して未反応のPVA及び、グルタルアルデヒドを除去し、架橋構造のPVA膜を形成した。その他のステップに関しては、実施例1と同様にしてタンタルコンデンサを作製した。(Comparative Example 2)
In
(比較例3)
実施例1のステップ2において、PMMAを用いないようにした。すなわち、TCNQ濃度0.025質量%となるようにトルエンに溶解させた溶液に素子を浸漬させた。その後乾燥させ溶媒を十分に除去して、TCNQ膜を形成した。このステップ以外は、実施例1と同様にしてタンタルコンデンサを作製した。(Comparative Example 3)
In
尚、TCNQの構造式と、PMMAの単位構造式と、PVAの単位構造式とを下記の化学式に示す。 The structural formula of TCNQ, the unit structural formula of PMMA, and the unit structural formula of PVA are shown in the following chemical formulas.
(評価)
上記実施例および比較例で作製したチップ状固体電解コンデンサ40個の静電容量と漏れ電流値を測定し、静電容量と漏れ電流値のそれぞれの平均値を求めた。静電容量は、LCRメータ(インダクタンス−キャパシタンス−レジスタンス測定装置)を用いて、周波数120Hzで測定した。漏れ電流の測定は室温下で定格電圧印加後40秒後の電流値を測定した。その結果を表1に示す。尚、表1には比較例1の静電容量及び漏れ電流を100とした指数で示す。また、表2には、タンタル(Ta)、酸化タンタル(Ta2O5)、ポリピロール(PPy)、TCNQの仕事関数と電子親和力を示す。(Evaluation)
The capacitance and leakage current value of 40 chip-shaped solid electrolytic capacitors produced in the above examples and comparative examples were measured, and the average values of the capacitance and leakage current value were obtained. The capacitance was measured at a frequency of 120 Hz using an LCR meter (inductance-capacitance-resistance measuring device). The leakage current was measured at 40 seconds after applying the rated voltage at room temperature. The results are shown in Table 1. Table 1 shows an index with the electrostatic capacity and leakage current of Comparative Example 1 as 100. Table 2 shows the work functions and electron affinity of tantalum (Ta), tantalum oxide (Ta2O5), polypyrrole (PPy), and TCNQ.
表1から明らかなように比較例1に比べ、実施例1のコンデンサは漏れ電流が小さいことから、中間層(PMMA:TCNQ層)を形成することにより、固体電解コンデンサの漏れ電流が減少することがわかる。これは、固体電解質層の仕事関数よりも小さいLUMOを有するTCNQを誘電体層と陰極層の間(界面)に形成することにより界面のエネルギー(ショットキー)障壁が高くなった為と考えられる。図3(a)に比較例1の状態を模式的に示す。Taからなる陽極1とPPyからなる固体電解質層4の間に、Ta2O5からなる誘電体層2が形成されている。通常、固体電解質層4よりも仕事関数の大きい誘電体層2がエネルギー障壁となっているが、漏れ電流が発生する場合がある(矢印aで示す)。一方、図3(b)に実施例1の状態を模式的に示す。Taからなる陽極1とPPyからなる固体電解質層4の間に、Ta2O5からなる誘電体層2が形成されている。また、誘電体層2と固体電解質層4の間には、固体電解質層4を構成する導電性高分子の仕事関数よりも小さいLUMOを有するn型有機半導体と、非晶性の絶縁性高分子とを含有する中間層3が形成されている。この場合、中間層3が電子トラップ層となるため、エネルギー障壁が作用しやすく、漏れ電流が発生しにくくなる(矢印bで示す)。
As apparent from Table 1, the leakage current of the solid electrolytic capacitor is reduced by forming the intermediate layer (PMMA: TCNQ layer) since the leakage current of the capacitor of Example 1 is smaller than that of Comparative Example 1. I understand. This is presumably because the interface (Schottky) barrier was increased by forming TCNQ having a LUMO smaller than the work function of the solid electrolyte layer between the dielectric layer and the cathode layer (interface). FIG. 3A schematically shows the state of Comparative Example 1. A
また、絶縁性高分子であるPVAを形成した比較例2に比べて実施例1のコンデンサは容量低下が小さいことから、n型有機半導体であるTCNQが陰極として機能していることがわかる。 Moreover, since the capacity | capacitance fall of the capacitor | condenser of Example 1 is small compared with the comparative example 2 which formed PVA which is an insulating polymer, it turns out that TCNQ which is an n-type organic semiconductor is functioning as a cathode.
また、n型有機半導体であるTCNQを形成した比較例3に比べて実施例1のコンデンサは、容量低下がほぼ同じでありながら、漏れ電流が減少することがわかる。これは、中間層が非晶性の絶縁性高分子を含有するために、中間層3でのTCNQ錯体の形成を抑制することができ、エネルギー障壁による漏れ電流の低減効果を得やすくなった為と考えられる。
In addition, it can be seen that the capacitor of Example 1 has substantially the same decrease in capacitance but has a reduced leakage current as compared with Comparative Example 3 in which TCNQ, which is an n-type organic semiconductor, is formed. This is because since the intermediate layer contains an amorphous insulating polymer, the formation of the TCNQ complex in the
特に、弁金属としてニオブやチタンを用いた場合、誘電体層2がNb2O5やTiO2となるためエネルギー障壁が小さくなってしまう。これは、Ta2O5の誘電率が約3.0であるのに対して、Nb2O5やTiO2の誘電率が約4.5と高誘電率化するためであると考えられる。そこで、図3(b)に示すように本発明の中間層3を設ければ、エネルギー障壁が作用しやすく、漏れ電流が発生しにくくなる(矢印cで示す)。よって、弁金属としてニオブやチタンを用いたときには、本発明の効果はより大きくなる。
In particular, when niobium or titanium is used as the valve metal, the
(実施例2)
[ステップ1]
タンタル焼結体素子(陽極)を0.017質量%リン酸中で12Vの定電圧で陽極酸化し、誘電体酸化膜(誘電体層)を形成した。(Example 2)
[Step 1]
The tantalum sintered body element (anode) was anodized at a constant voltage of 12 V in 0.017% by mass phosphoric acid to form a dielectric oxide film (dielectric layer).
[ステップ2]
PVCz濃度0.025質量%、EtO−TCNQ濃度0.025質量%となるようにトルエンに溶解させた溶液に素子を浸漬させた。その後乾燥させ溶媒を十分に除去して、PVCz:EtO−TCNQ膜(中間層)を形成した。尚、EtO−TCNQは、2,5−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタンである。[Step 2]
The element was immersed in a solution dissolved in toluene so that the PVCz concentration was 0.025% by mass and the EtO-TCNQ concentration was 0.025% by mass. Thereafter, drying was performed to sufficiently remove the solvent, and a PVCz: EtO-TCNQ film (intermediate layer) was formed. EtO-TCNQ is 2,5-bis (2-hydroxyethoxy) -7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane.
[ステップ3]
次に化学重合、続いて電解重合等によりポリピロール層(固体電解質層)をPVCz:EtO−TCNQ膜上に形成した。さらにカーボンペースト、銀ペーストを塗布し、陰極層を形成しコンデンサ素子を作成した。[Step 3]
Next, a polypyrrole layer (solid electrolyte layer) was formed on the PVCz: EtO-TCNQ film by chemical polymerization, followed by electrolytic polymerization or the like. Further, a carbon paste and a silver paste were applied to form a cathode layer, thereby producing a capacitor element.
[ステップ4]
リードフレームに前記コンデンサ素子を載せた後、コンデンサ陰極層をフレームと接着した。[Step 4]
After the capacitor element was placed on the lead frame, the capacitor cathode layer was bonded to the frame.
[ステップ5]
次にエポキシ系のモールド樹脂で前記コンデンサ素子およびリードフレームをモールドした後、コンデンサ素子単位に切り分けてタンタルコンデンサ(固体電解コンデンサ)を作製した。[Step 5]
Next, the capacitor element and the lead frame were molded with an epoxy mold resin, and then cut into capacitor element units to produce tantalum capacitors (solid electrolytic capacitors).
(実施例3)
実施例2のステップ2において、EtO−TCNQの代わりにTCNQ(7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン)を用いた。すなわち、PVCz濃度0.025質量%、TCNQ濃度0.025質量%となるようにトルエンに溶解させた溶液に素子を浸漬させた。その後乾燥させ溶媒を十分に除去して、PVCz:TCNQ膜(中間層)を形成した。このステップ以外は、実施例2と同様にしてタンタルコンデンサを作製した。(Example 3)
In
(実施例4)
実施例2のステップ2において、EtO−TCNQの代わりにF4−TCNQ(テトラフルオロテトラシアノキノジメタン)を用いた。すなわち、PVCz濃度0.025質量%、F4−TCNQ濃度0.025質量%となるようにトルエンに溶解させた溶液に素子を浸漬させた。その後乾燥させ溶媒を十分に除去して、PVCz:F4−TCNQ膜(中間層)を形成した。このステップ以外は、実施例2と同様にしてタンタルコンデンサを作製した。Example 4
In
(比較例4)
実施例2においてステップ2の工程を行わなかった以外は実施例2と同様にしてタンタルコンデンサを作製した。(Comparative Example 4)
A tantalum capacitor was fabricated in the same manner as in Example 2 except that the process of
(比較例5)
実施例2のステップ2において、EtO−TCNQを用いないようにした。すなわち、PVCz濃度0.025質量%となるようにトルエンに溶解させた溶液に素子を浸漬させた。その後乾燥させ溶媒を十分に除去して、PVCz膜を形成した。このステップ以外は、実施例2と同様にしてタンタルコンデンサを作製した。(Comparative Example 5)
In
(比較例6)
実施例3のステップ2において、PVCzを用いないようにした。すなわち、TCNQ濃度0.025質量%となるようにトルエンに溶解させた溶液に素子を浸漬させた。その後乾燥させ溶媒を十分に除去して、TCNQ膜を形成した。このステップ以外は、実施例2と同様にしてタンタルコンデンサを作製した。(Comparative Example 6)
In
尚、EtO−TCNQとTCNQとF4−TCNQの構造式及びPVCzの単位構造式を下記の化学式に示す。 The structural formula of EtO-TCNQ, TCNQ, and F4-TCNQ and the unit structural formula of PVCz are shown in the following chemical formula.
(評価)
上記実施例および比較例で作製したチップ状固体電解コンデンサ40個のESRと漏れ電流値を測定し、ESRと漏れ電流値のそれぞれの平均値を求めた。ESRの測定は、LCRメータ(インダクタンス−キャパシタンス−レジスタンス測定装置)を用いて、周波数100kHzで測定した。漏れ電流値の測定は室温下で定格電圧印加後40秒後の電流値を測定した。その結果を表3に示す。尚、表3において、漏れ電流については、比較例1の漏れ電流値を100とした割合を指数で示す。ESRに関しては、比較例4のESRを0とした差分で示す。また、表4には、タンタル(Ta)、酸化タンタル(Ta2O5)、ポリピロール(PPy)、TCNQ、F4−TCNQ、EtO−TCNQ、PVCzの仕事関数と電子親和力を示す。(Evaluation)
The ESR and leakage current value of 40 chip-shaped solid electrolytic capacitors produced in the above examples and comparative examples were measured, and the average values of the ESR and leakage current value were obtained. The ESR was measured at a frequency of 100 kHz using an LCR meter (inductance-capacitance-resistance measuring device). The leakage current value was measured at 40 seconds after applying the rated voltage at room temperature. The results are shown in Table 3. In Table 3, for the leakage current, a ratio with the leakage current value of Comparative Example 1 as 100 is indicated by an index. Regarding ESR, it shows by the difference which made ESR of the comparative example 4 0. Table 4 shows the work function and electron affinity of tantalum (Ta), tantalum oxide (Ta2O5), polypyrrole (PPy), TCNQ, F4-TCNQ, EtO-TCNQ, and PVCz.
表3から明らかなように比較例4に比べ、実施例2〜4のコンデンサは漏れ電流が小さいことから、PVCzとTCNQ又はその誘導体と含有する中間層を形成することにより、固体電解コンデンサの漏れ電流が減少することがわかる。これは固体電解質層の仕事関数よりも小さいLUMOを有するTCNQ又はその誘導体を誘電体層と陰極層の間(界面)に形成することにより界面のエネルギー(ショットキー)障壁が高くなった為と考えられる。図3(a)は比較例4の状態を模式的に示す。Taからなる陽極1とPPyからなる固体電解質層4の間に、Ta2O5からなる誘電体層2が形成されている。通常、固体電解質層4よりも仕事関数の大きい誘電体層2がエネルギー障壁となっているが、漏れ電流が発生する場合がある(矢印aで示す)。一方、図3(b)は実施例2〜4の状態を模式的に示す。Taからなる陽極1とPPyからなる固体電解質層4の間に、Ta2O5からなる誘電体層2が形成されている。また、誘電体層2と固体電解質層4の間には非結晶の電荷移動錯体を含有している中間層30が形成されている。この場合、中間層30が電子トラップ層となるため、エネルギー障壁が作用しやすく、漏れ電流が発生しにくくなる(矢印bで示す)。
As apparent from Table 3, the capacitors of Examples 2 to 4 have a smaller leakage current than Comparative Example 4, and therefore, by forming an intermediate layer containing PVCz and TCNQ or a derivative thereof, the leakage of the solid electrolytic capacitor It can be seen that the current decreases. This is thought to be due to the fact that the interface (Schottky) barrier is increased by forming TCNQ or a derivative thereof having a LUMO smaller than the work function of the solid electrolyte layer between the dielectric layer and the cathode layer (interface). It is done. FIG. 3A schematically shows the state of Comparative Example 4. A
また、比較例5、6に比べてTCNQ又はその誘導体とPVCzとを含有している実施例2〜4のコンデンサのESRが低下していることから、TCNQ又はその誘導体とPVCzとが非晶性の電荷移動錯体を形成することで低抵抗化していると考えられる。 Moreover, since ESR of the capacitor | condenser of Examples 2-4 containing TCNQ or its derivative (s) and PVCz is falling compared with Comparative Examples 5 and 6, TCNQ or its derivative (s) and PVCz are amorphous. It is considered that the resistance is reduced by forming a charge transfer complex of
また、実施例2〜4のようにLUMOが低くなるに従って漏れ電流が低下していることから、界面のショットキー障壁が高くなる為と考えられる。また、ESRの低下はPVCzのHOMOとの差が大きいため電荷発生しやすく抵抗が低くなるためだと思われる。 Further, since the leakage current decreases as the LUMO decreases as in Examples 2 to 4, it is considered that the Schottky barrier at the interface increases. The decrease in ESR seems to be due to the large difference between PVCz and HOMO, which is likely to generate charges and lower the resistance.
特に、弁金属としてニオブやチタンを用いた場合、誘電体層2がNb2O5やTiO2となるためエネルギー障壁が小さくなってしまう。これは、Ta2O5の誘電率が約3.0であるのに対して、Nb2O5やTiO2の誘電率が約4.5と高誘電率化するためであると考えられる。そこで、図3(b)に示すように本発明の中間層30を設ければ、エネルギー障壁が作用しやすく、漏れ電流が発生しにくくなる(矢印cで示す)。よって、弁金属としてニオブやチタンを用いたときには、本発明の効果はより大きくなる。
In particular, when niobium or titanium is used as the valve metal, the
1 陽極
2 誘電体層
3、30 中間層
4 固体電解質層
10 固体電解コンデンサDESCRIPTION OF
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