JPH09251930A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
- Publication number
- JPH09251930A JPH09251930A JP5970896A JP5970896A JPH09251930A JP H09251930 A JPH09251930 A JP H09251930A JP 5970896 A JP5970896 A JP 5970896A JP 5970896 A JP5970896 A JP 5970896A JP H09251930 A JPH09251930 A JP H09251930A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- semiconductor layer
- solid electrolytic
- layer
- lead dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温安定性、漏れ電流および耐圧に優れ、等
価直列抵抗および高周波におけるインピーダンスを下
げ、高周波特性を向上させる。 【解決手段】 弁作用金属からなる陽極体2の表面に陽
極酸化皮膜4を形成し、さらにその上に5価または/お
よび6価の金属イオンを含む二酸化鉛を主成分とする半
導体層5を形成する。また、この半導体層5の上にカー
ボン層6を介して導電層7を積層形成する。このような
構造においては、陽極基体2の外部表面の抵抗を下げる
ことができる共に、多孔体内部の誘電体酸化皮膜から外
部表面までの抵抗も下げることができ、かつ誘電体酸化
皮膜との構造上並びに電気的に良好な接触が得られる。
これによって、固体電解コンデンサの低周波から高周波
域にいたる等価直列抵抗およびインピーダンスを低減す
ることができ、かつ漏れ電流が少なく、はんだ耐熱の優
れたコンデンサを得ることができる。
価直列抵抗および高周波におけるインピーダンスを下
げ、高周波特性を向上させる。 【解決手段】 弁作用金属からなる陽極体2の表面に陽
極酸化皮膜4を形成し、さらにその上に5価または/お
よび6価の金属イオンを含む二酸化鉛を主成分とする半
導体層5を形成する。また、この半導体層5の上にカー
ボン層6を介して導電層7を積層形成する。このような
構造においては、陽極基体2の外部表面の抵抗を下げる
ことができる共に、多孔体内部の誘電体酸化皮膜から外
部表面までの抵抗も下げることができ、かつ誘電体酸化
皮膜との構造上並びに電気的に良好な接触が得られる。
これによって、固体電解コンデンサの低周波から高周波
域にいたる等価直列抵抗およびインピーダンスを低減す
ることができ、かつ漏れ電流が少なく、はんだ耐熱の優
れたコンデンサを得ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サに関し、特に等価直列抵抗を下げ、高周波特性を向上
させるようにした固体電解コンデンサに関するものであ
る。
サに関し、特に等価直列抵抗を下げ、高周波特性を向上
させるようにした固体電解コンデンサに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電子機器のデジタル化、高周波化が進む
中で、機器の電源回路に組み込まれる固体電解コンデン
サも高周波特性の良好なものが要求されている。
中で、機器の電源回路に組み込まれる固体電解コンデン
サも高周波特性の良好なものが要求されている。
【0003】固体電解コンデンサの高周波特性は、コン
デンサの陰極の等価直列抵抗の影響が非常に大きい。等
価直列抵抗は、3つの抵抗成分、すなわち誘電体の絶縁
抵抗(漏れ電流)、電極、リードフレームなどのインダ
クタンスおよび抵抗からなる。等価直列抵抗を小さくす
るために、固体電解コンデンサの陰極の半導体層とし
て、鉛化合物を用いる方法が開示されている。例えば、
特開昭62−189713号公報(以下、先行発明1と
いう)には、α型PbO2 側を導電体層とする固体電解
コンデンサが開示されている。この導電体層は、鉛含有
化合物と酸化剤の混合溶液のpHを7.5以上にして化
学的析出によって形成される。また、特開昭63−51
621号公報(以下、先行発明2という)には、二酸化
鉛と硫酸鉛との混合物からなる層を半導体層とする固体
電解コンデンサが開示されている。この二酸化鉛と硫酸
鉛からなる半導体層は、鉛イオンと過硫酸イオンを含ん
だ反応母液から同様に化学的に析出させて形成される。
デンサの陰極の等価直列抵抗の影響が非常に大きい。等
価直列抵抗は、3つの抵抗成分、すなわち誘電体の絶縁
抵抗(漏れ電流)、電極、リードフレームなどのインダ
クタンスおよび抵抗からなる。等価直列抵抗を小さくす
るために、固体電解コンデンサの陰極の半導体層とし
て、鉛化合物を用いる方法が開示されている。例えば、
特開昭62−189713号公報(以下、先行発明1と
いう)には、α型PbO2 側を導電体層とする固体電解
コンデンサが開示されている。この導電体層は、鉛含有
化合物と酸化剤の混合溶液のpHを7.5以上にして化
学的析出によって形成される。また、特開昭63−51
621号公報(以下、先行発明2という)には、二酸化
鉛と硫酸鉛との混合物からなる層を半導体層とする固体
電解コンデンサが開示されている。この二酸化鉛と硫酸
鉛からなる半導体層は、鉛イオンと過硫酸イオンを含ん
だ反応母液から同様に化学的に析出させて形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た先行発明1による固体電解コンデンサにおいては、高
温での安定性はよいものの、等価直列抵抗が低くなら
ず、高周波特性が十分にはよくならないという問題があ
った。先行発明2の固体電解コンデンサは、漏れ電流や
耐圧は改善されるが、導電体層に絶縁物である硫酸鉛を
含むため、導電度が10-1〜10s・cm程度であり、
特にタンタル固体電解コンデンサでは等価直列抵抗が十
分に小さくならないという問題があった。
た先行発明1による固体電解コンデンサにおいては、高
温での安定性はよいものの、等価直列抵抗が低くなら
ず、高周波特性が十分にはよくならないという問題があ
った。先行発明2の固体電解コンデンサは、漏れ電流や
耐圧は改善されるが、導電体層に絶縁物である硫酸鉛を
含むため、導電度が10-1〜10s・cm程度であり、
特にタンタル固体電解コンデンサでは等価直列抵抗が十
分に小さくならないという問題があった。
【0005】そこで、コンデンサの等価直列抵抗、イン
ピーダンス、漏れ電流および耐圧について多方面にわた
って種々検討してきた結果、陽極酸化膜の表面に5価と
6価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸化
鉛を主成分とする半導体層を形成すると、漏れ電流およ
び耐圧に優れ等価直列抵抗とインピーダンスが低く、高
周波特性を改善できることを突き止めた。
ピーダンス、漏れ電流および耐圧について多方面にわた
って種々検討してきた結果、陽極酸化膜の表面に5価と
6価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸化
鉛を主成分とする半導体層を形成すると、漏れ電流およ
び耐圧に優れ等価直列抵抗とインピーダンスが低く、高
周波特性を改善できることを突き止めた。
【0006】本発明は、上記した従来の問題点および検
討結果に基づいてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、高温安定性、漏れ電流および耐圧に優れるととも
に、高周波における等価直列抵抗およびインピーダンス
を下げ、高周波特性を向上させるようにした固体電解コ
ンデンサを提供することにある。
討結果に基づいてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、高温安定性、漏れ電流および耐圧に優れるととも
に、高周波における等価直列抵抗およびインピーダンス
を下げ、高周波特性を向上させるようにした固体電解コ
ンデンサを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、弁作用を有する金属からなる陽極基体の表
面に誘導体酸化皮膜、この誘電体酸化皮膜上に5価と6
価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸化鉛
を主成分とする半導体層、この半導体層の上に(a)カ
ーボン層、(b)金属または金属ペースト層、または
(c)カーボン層と金属または金属ペースト層が順次形
成された構造体からなることを特徴とする。また、本発
明は、半導体層が、P,Sb,Bi,V,Nb,Ta,
Mo,W,Cr,Se,Teイオンのいずれか、あるい
はこれらの中の複数の金属イオンを含む二酸化鉛または
二酸化鉛と硫酸鉛からなる半導体層であることを特徴と
する。また、本発明は、半導体層が、鉛イオンに対して
0.001〜5atom%の5価と6価の金属イオンのうち
の少なくとも一方を含む二酸化鉛を主成分とする半導体
層であることを特徴とする。
に本発明は、弁作用を有する金属からなる陽極基体の表
面に誘導体酸化皮膜、この誘電体酸化皮膜上に5価と6
価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸化鉛
を主成分とする半導体層、この半導体層の上に(a)カ
ーボン層、(b)金属または金属ペースト層、または
(c)カーボン層と金属または金属ペースト層が順次形
成された構造体からなることを特徴とする。また、本発
明は、半導体層が、P,Sb,Bi,V,Nb,Ta,
Mo,W,Cr,Se,Teイオンのいずれか、あるい
はこれらの中の複数の金属イオンを含む二酸化鉛または
二酸化鉛と硫酸鉛からなる半導体層であることを特徴と
する。また、本発明は、半導体層が、鉛イオンに対して
0.001〜5atom%の5価と6価の金属イオンのうち
の少なくとも一方を含む二酸化鉛を主成分とする半導体
層であることを特徴とする。
【0008】二酸化鉛に5価と6価の金属イオンのうち
の少なくとも一方をドープすることによって二酸化鉛ま
たは二酸化鉛と硫酸鉛の混合物の層の電気抵抗が低くな
り、コンデンサの内部の等価直列抵抗を低減する。5価
および6価の金属イオンは、n型の半導体であるPbO
2 のPb4+を置換してドナーとして働き、PbO2 バル
クのキャリア濃度を高めることができる。これによって
PbO2 の電気抵抗が低減する。α型PbO2 とβ型P
bO2 のそれぞれが単一相でも、また混相であっても、
さらに二酸化鉛と硫酸鉛の混合物であっても電気抵抗を
低減でき、この作用によってコンデンサの内部の等価直
列抵抗を低減することができる。5価と6価の金属イオ
ンのうちの少なくとも一方が鉛イオンに対して0.00
1atom%以下ではPbO2 中のキャリア濃度が低いため
に、二酸化鉛の電気抵抗は下がらず効果を生じない。ま
た、5atom%以上では不純物によるキャリアの散乱によ
って電気抵抗が上昇し、コンデンサの等価直列抵抗が大
きくなる。
の少なくとも一方をドープすることによって二酸化鉛ま
たは二酸化鉛と硫酸鉛の混合物の層の電気抵抗が低くな
り、コンデンサの内部の等価直列抵抗を低減する。5価
および6価の金属イオンは、n型の半導体であるPbO
2 のPb4+を置換してドナーとして働き、PbO2 バル
クのキャリア濃度を高めることができる。これによって
PbO2 の電気抵抗が低減する。α型PbO2 とβ型P
bO2 のそれぞれが単一相でも、また混相であっても、
さらに二酸化鉛と硫酸鉛の混合物であっても電気抵抗を
低減でき、この作用によってコンデンサの内部の等価直
列抵抗を低減することができる。5価と6価の金属イオ
ンのうちの少なくとも一方が鉛イオンに対して0.00
1atom%以下ではPbO2 中のキャリア濃度が低いため
に、二酸化鉛の電気抵抗は下がらず効果を生じない。ま
た、5atom%以上では不純物によるキャリアの散乱によ
って電気抵抗が上昇し、コンデンサの等価直列抵抗が大
きくなる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る固
体電解コンデンサの一実施の形態を示す断面図である。
固体電解コンデンサ1は、陽極リード線3を埋設した弁
作用金属からなる陽極基体2を備え、その表面全体に誘
電体酸化皮膜4を形成し、さらにその上に二酸化鉛を主
成分とする半導体層5を形成している。また、半導体層
5の表面にカーボン層6を介して導電体層7を形成し、
陽極リード線3にリードフレーム(陽極端子)8を溶接
し、導電体層7にリードフレーム9を導電性ペースト1
0で接合し、エポキシ樹脂11によってリードフレーム
8,9の一部を除く全体を外装している。12はふっ素
樹脂からなる撥水板である。
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る固
体電解コンデンサの一実施の形態を示す断面図である。
固体電解コンデンサ1は、陽極リード線3を埋設した弁
作用金属からなる陽極基体2を備え、その表面全体に誘
電体酸化皮膜4を形成し、さらにその上に二酸化鉛を主
成分とする半導体層5を形成している。また、半導体層
5の表面にカーボン層6を介して導電体層7を形成し、
陽極リード線3にリードフレーム(陽極端子)8を溶接
し、導電体層7にリードフレーム9を導電性ペースト1
0で接合し、エポキシ樹脂11によってリードフレーム
8,9の一部を除く全体を外装している。12はふっ素
樹脂からなる撥水板である。
【0010】弁作用を有する金属としては、タンタル、
アルミニウム、ニオブ等の金属を用いることができる。
タンタルは、微粉末を焼結し陽極となるタンタル線を多
孔質のタンタル焼結体に付けたペレットの形態で用いら
れる。アルミニウムの場合は、アルミニウム箔を陽極と
して表面を電気化学的にエッチングして表面に細孔を形
成した形態で用いられる。
アルミニウム、ニオブ等の金属を用いることができる。
タンタルは、微粉末を焼結し陽極となるタンタル線を多
孔質のタンタル焼結体に付けたペレットの形態で用いら
れる。アルミニウムの場合は、アルミニウム箔を陽極と
して表面を電気化学的にエッチングして表面に細孔を形
成した形態で用いられる。
【0011】タンタル焼結体またはアルミニウム箔から
なる陽極基体2の表面に形成される誘電体酸化皮膜4
は、通常電気化学的な陽極化成によって形成される。陽
極化成される酸化皮膜は、タンタル焼結体に付けられた
タンタル線またはアルミニウム箔に付けられたリード線
を陽極として、硝酸、燐酸、酢酸、蓚酸などの酸溶液中
で溶液を陰極とし、数V〜数十Vの電圧を印加すること
によって形成することができる。陽極化成した誘電体酸
化皮膜4の上には、5価と6価の金属イオンのうちの少
なくとも一方を含む二酸化鉛または二酸化鉛と硫酸鉛の
混合物からなる微結晶の半導体層5が形成される。二酸
化鉛は、α型PbO2 、またはα型PbO2 とβ型Pb
O2 の混合物またはβ型PbO2 の微結晶である。
なる陽極基体2の表面に形成される誘電体酸化皮膜4
は、通常電気化学的な陽極化成によって形成される。陽
極化成される酸化皮膜は、タンタル焼結体に付けられた
タンタル線またはアルミニウム箔に付けられたリード線
を陽極として、硝酸、燐酸、酢酸、蓚酸などの酸溶液中
で溶液を陰極とし、数V〜数十Vの電圧を印加すること
によって形成することができる。陽極化成した誘電体酸
化皮膜4の上には、5価と6価の金属イオンのうちの少
なくとも一方を含む二酸化鉛または二酸化鉛と硫酸鉛の
混合物からなる微結晶の半導体層5が形成される。二酸
化鉛は、α型PbO2 、またはα型PbO2 とβ型Pb
O2 の混合物またはβ型PbO2 の微結晶である。
【0012】二酸化鉛または二酸化鉛と硫酸鉛にドープ
する5価と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方と
しては、P5+,Sb5+,Bi5+,V5+,Nb5+,T
a5+,Mo5+,W6+,Cr6+,Se6+,Te6+が好まし
く、二酸化鉛または二酸化鉛と硫酸鉛の混合物に対する
濃度を0.001〜5atom%の範囲にすると、コンデン
サとしての良好な特性を得るすることができる。とりわ
け、5価と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方の
濃度が0.01〜0.5atom%の範囲では、特にコンデ
ンサの等価直列抵抗が低く、良好な高周波特性を得るこ
とができる。5価および6価の金属イオンが鉛に対して
0.001atom%以下では、PbO2 中のキャリア濃度
が変わらないために二酸化鉛の電気抵抗が下がらず大き
な効果を生じない。また、5atom%以上では不純物によ
るキャリアの散乱によって電気抵抗が上昇し、固体電解
コンデンサの等価直列抵抗が逆に大きくなってしまうの
で好ましくない。
する5価と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方と
しては、P5+,Sb5+,Bi5+,V5+,Nb5+,T
a5+,Mo5+,W6+,Cr6+,Se6+,Te6+が好まし
く、二酸化鉛または二酸化鉛と硫酸鉛の混合物に対する
濃度を0.001〜5atom%の範囲にすると、コンデン
サとしての良好な特性を得るすることができる。とりわ
け、5価と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方の
濃度が0.01〜0.5atom%の範囲では、特にコンデ
ンサの等価直列抵抗が低く、良好な高周波特性を得るこ
とができる。5価および6価の金属イオンが鉛に対して
0.001atom%以下では、PbO2 中のキャリア濃度
が変わらないために二酸化鉛の電気抵抗が下がらず大き
な効果を生じない。また、5atom%以上では不純物によ
るキャリアの散乱によって電気抵抗が上昇し、固体電解
コンデンサの等価直列抵抗が逆に大きくなってしまうの
で好ましくない。
【0013】二酸化鉛または二酸化鉛と硫酸鉛の混合物
からなる半導体層は、鉛イオンを含む溶液からの電解酸
化あるいは鉛イオンと過硫酸イオン等の酸化剤を含む溶
液から化学的な酸化反応によって析出される。鉛イオン
種および過硫酸イオン種には特に制限はないが、鉛イオ
ン種を与える化合物の代表例としては、例えばクエン酸
鉛、酢酸鉛、塩基性酢酸鉛、硝酸鉛、酢酸鉛水和物等が
挙げられる。一方、過硫酸イオン種を与える化合物の代
表例としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ、過硫
酸、過硫酸ナトリウム等を挙げることができる。また、
これらの過硫酸化合物に過硫化水素を加えたカロ酸を含
む溶液および過硫化水素水が挙げられる。
からなる半導体層は、鉛イオンを含む溶液からの電解酸
化あるいは鉛イオンと過硫酸イオン等の酸化剤を含む溶
液から化学的な酸化反応によって析出される。鉛イオン
種および過硫酸イオン種には特に制限はないが、鉛イオ
ン種を与える化合物の代表例としては、例えばクエン酸
鉛、酢酸鉛、塩基性酢酸鉛、硝酸鉛、酢酸鉛水和物等が
挙げられる。一方、過硫酸イオン種を与える化合物の代
表例としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ、過硫
酸、過硫酸ナトリウム等を挙げることができる。また、
これらの過硫酸化合物に過硫化水素を加えたカロ酸を含
む溶液および過硫化水素水が挙げられる。
【0014】誘電体酸化皮膜4の上に、二酸化鉛または
二酸化鉛と硫酸鉛の混合物を形成する工程は、数回繰り
返して行うことができる。二酸化鉛または二酸化鉛と硫
酸鉛は、初めの数回は主に多孔体の内部表面に析出し、
回数とともに多孔体の細孔を埋めていく。細孔が埋めら
れると、陽極基体2の表面に達し、表面に鉛化合物の層
が形成されていく。このため、初めの数回を5価と6価
の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸化鉛ま
たは二酸化鉛と硫酸鉛の混合物とし、残りの数回を5価
と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含まない
二酸化鉛または二酸化鉛と硫酸鉛の混合物にすることが
できる。これによって、耐圧が大きく、漏れ電流が低
く、かつ低インピーダンスのコンデンサを得ることがで
きる。また、初めの数回だけでなく、残りの数回ともに
5価と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む
二酸化鉛と硫酸鉛の混合物にすることができる。これに
よって、特に高周波域でインピーダンスの低いコンデン
サを得ることができる。
二酸化鉛と硫酸鉛の混合物を形成する工程は、数回繰り
返して行うことができる。二酸化鉛または二酸化鉛と硫
酸鉛は、初めの数回は主に多孔体の内部表面に析出し、
回数とともに多孔体の細孔を埋めていく。細孔が埋めら
れると、陽極基体2の表面に達し、表面に鉛化合物の層
が形成されていく。このため、初めの数回を5価と6価
の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸化鉛ま
たは二酸化鉛と硫酸鉛の混合物とし、残りの数回を5価
と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含まない
二酸化鉛または二酸化鉛と硫酸鉛の混合物にすることが
できる。これによって、耐圧が大きく、漏れ電流が低
く、かつ低インピーダンスのコンデンサを得ることがで
きる。また、初めの数回だけでなく、残りの数回ともに
5価と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む
二酸化鉛と硫酸鉛の混合物にすることができる。これに
よって、特に高周波域でインピーダンスの低いコンデン
サを得ることができる。
【0015】誘電体酸化皮膜4の上に5価と6価の金属
イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸化鉛のみを形
成するには、鉛イオンと過硫酸イオンおよび5価と6価
の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む溶液から二
酸化鉛と硫酸鉛を析出させ、その後カルボン酸またはカ
ルボン酸塩を含む溶液に浸漬して硫酸鉛を溶出させ、二
酸化鉛だけを残すことができる。このとき、反応溶液に
もカルボン酸またはカルボン酸塩を加えた方が好まし
い。カルボン酸またはカルボン酸塩としては、酢酸、プ
ロピオン酸、酪酸、蓚酸、酒酸、琥珀酸、フマル酸、マ
レイン酸等のアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム
塩等が挙げられる。これらのカルボン酸、カルボン酸塩
は二種以上混合してもよい。
イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸化鉛のみを形
成するには、鉛イオンと過硫酸イオンおよび5価と6価
の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む溶液から二
酸化鉛と硫酸鉛を析出させ、その後カルボン酸またはカ
ルボン酸塩を含む溶液に浸漬して硫酸鉛を溶出させ、二
酸化鉛だけを残すことができる。このとき、反応溶液に
もカルボン酸またはカルボン酸塩を加えた方が好まし
い。カルボン酸またはカルボン酸塩としては、酢酸、プ
ロピオン酸、酪酸、蓚酸、酒酸、琥珀酸、フマル酸、マ
レイン酸等のアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム
塩等が挙げられる。これらのカルボン酸、カルボン酸塩
は二種以上混合してもよい。
【0016】二酸化鉛または二酸化鉛と硫酸鉛の混合物
にドープする5価、6価またはこれらの金属イオンは、
ハロゲン化塩、硝酸塩、バナジン酸塩、モリブデン酸
塩、タングステン酸塩、クロム酸塩、セレン酸、テルル
酸、硫酸塩、酢酸塩やカルボン酸塩や金属錯体の形で使
うことができ、具体的にはリン酸、リン酸アンモニウ
ム、塩化アンチモン、塩化ビスマス、硝酸ビスマス、塩
化バナジウム、バナジン酸アンモニウム、塩化ニオブ、
塩化タンタル、塩化モリブデン、モリブデン酸アンモニ
ウム、クロム酸アンモニウム、塩化クロム、セレン酸を
使うことができる。
にドープする5価、6価またはこれらの金属イオンは、
ハロゲン化塩、硝酸塩、バナジン酸塩、モリブデン酸
塩、タングステン酸塩、クロム酸塩、セレン酸、テルル
酸、硫酸塩、酢酸塩やカルボン酸塩や金属錯体の形で使
うことができ、具体的にはリン酸、リン酸アンモニウ
ム、塩化アンチモン、塩化ビスマス、硝酸ビスマス、塩
化バナジウム、バナジン酸アンモニウム、塩化ニオブ、
塩化タンタル、塩化モリブデン、モリブデン酸アンモニ
ウム、クロム酸アンモニウム、塩化クロム、セレン酸を
使うことができる。
【0017】このような構造からなる固体電解コンデン
サにおいては、5価と6価の金属イオンのうちの少なく
とも一方がドープされることによって二酸化鉛または二
酸化鉛と硫酸鉛の混合物の層の電気抵抗が低くなり、コ
ンデンサの内部の等価直列抵抗を低減できる。すなわ
ち、5価と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方
は、n型半導体であるPbO2 のPb+4を置換してドナ
ーとなる。これによって、PbO2 バルクのキャリア濃
度を高くでき、二酸化鉛の電気抵抗が低減する。α型P
bO2 、β型PbO2 の何れもn型半導体であり、α型
PbO2 とβ型PbO2 のそれぞれが単一相であって
も、さらに二酸化鉛と硫酸鉛の混合物であっても電気抵
抗を低減でき、この作用によってコンデンサの内部の等
価直列抵抗を低減できる。特に、5価と6価の金属イオ
ンのうちの少なくとも一方が鉛イオンに対して0.00
1〜5atom%の範囲であると、コンデンサの等価直列抵
抗が低く、良好な高周波特性を得ることができる。ま
た、耐圧が高く、漏れ電流を小さくすることができる。
サにおいては、5価と6価の金属イオンのうちの少なく
とも一方がドープされることによって二酸化鉛または二
酸化鉛と硫酸鉛の混合物の層の電気抵抗が低くなり、コ
ンデンサの内部の等価直列抵抗を低減できる。すなわ
ち、5価と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方
は、n型半導体であるPbO2 のPb+4を置換してドナ
ーとなる。これによって、PbO2 バルクのキャリア濃
度を高くでき、二酸化鉛の電気抵抗が低減する。α型P
bO2 、β型PbO2 の何れもn型半導体であり、α型
PbO2 とβ型PbO2 のそれぞれが単一相であって
も、さらに二酸化鉛と硫酸鉛の混合物であっても電気抵
抗を低減でき、この作用によってコンデンサの内部の等
価直列抵抗を低減できる。特に、5価と6価の金属イオ
ンのうちの少なくとも一方が鉛イオンに対して0.00
1〜5atom%の範囲であると、コンデンサの等価直列抵
抗が低く、良好な高周波特性を得ることができる。ま
た、耐圧が高く、漏れ電流を小さくすることができる。
【0018】以下、実施例および比較例を示して本発明
をさらに詳しく説明する。
をさらに詳しく説明する。
実施例1 タンタル線を埋め込んだタンタル粉末の成形体を130
0〜1500°Cで焼結してタンタル焼結体ペレットを
作製した。タンタル線を陽極として硝酸水溶液中で化成
し、ペレットの多孔体の内部表面にタンタルの陽極化成
皮膜を形成した。次に、酢酸鉛三水和物の濃度が0.2
モル/lの水溶液を調製し、鉛イオンに対して0.0
1,0.05,0.1,0.5,1%のモリブデンイオ
ンをモリブデン酸アンモニウムの形で各々加えた5種類
の水溶液を調製した。また、別に過硫酸アンモニウムの
0.2モル/lの水溶液を調製した。5種類の鉛の溶液
および過硫酸アンモニウムの水溶液を冷却した後に、鉛
の溶液と過硫酸アンモニウムの溶液を混合し反応溶液を
調製した。
0〜1500°Cで焼結してタンタル焼結体ペレットを
作製した。タンタル線を陽極として硝酸水溶液中で化成
し、ペレットの多孔体の内部表面にタンタルの陽極化成
皮膜を形成した。次に、酢酸鉛三水和物の濃度が0.2
モル/lの水溶液を調製し、鉛イオンに対して0.0
1,0.05,0.1,0.5,1%のモリブデンイオ
ンをモリブデン酸アンモニウムの形で各々加えた5種類
の水溶液を調製した。また、別に過硫酸アンモニウムの
0.2モル/lの水溶液を調製した。5種類の鉛の溶液
および過硫酸アンモニウムの水溶液を冷却した後に、鉛
の溶液と過硫酸アンモニウムの溶液を混合し反応溶液を
調製した。
【0019】タンタル焼結体ペレットを反応溶液に浸漬
した後に昇温し、40°Cで1時間放置し、タンタル多
孔体の陽極化成皮膜上に二酸化鉛と硫酸鉛の混合物の層
を析出させた。水洗浄を繰り返した後、十分に乾燥し
た。上記のプロセスを5回繰り返してタンタル多孔体の
内部を埋め、ペレットの表面を十分被覆するように鉛化
合物の層を形成した。鉛化合物の層をX線回折により調
べた結果、二酸化鉛と硫酸鉛の混合物であった。
した後に昇温し、40°Cで1時間放置し、タンタル多
孔体の陽極化成皮膜上に二酸化鉛と硫酸鉛の混合物の層
を析出させた。水洗浄を繰り返した後、十分に乾燥し
た。上記のプロセスを5回繰り返してタンタル多孔体の
内部を埋め、ペレットの表面を十分被覆するように鉛化
合物の層を形成した。鉛化合物の層をX線回折により調
べた結果、二酸化鉛と硫酸鉛の混合物であった。
【0020】鉛化合物の半導体層の上にコロイドカーボ
ンを塗布した後に、カーボン層の上に銀ペーストを塗布
して熱硬化させ、導電体層を形成した。上記のペレット
を導電性ペーストでリードフレームに接着するととも
に、陽極となるタンタル線をリードフレームに溶接し
た。導電性ペーストを熱硬化させた後、合成樹脂でモー
ルドし、固体電解コンデンサを作製した。
ンを塗布した後に、カーボン層の上に銀ペーストを塗布
して熱硬化させ、導電体層を形成した。上記のペレット
を導電性ペーストでリードフレームに接着するととも
に、陽極となるタンタル線をリードフレームに溶接し
た。導電性ペーストを熱硬化させた後、合成樹脂でモー
ルドし、固体電解コンデンサを作製した。
【0021】比較例1 反応溶液として、酢酸鉛三水和物の濃度が0.2モル/
l、過硫酸アンモニウムの濃度が0.2モル/lの水溶
液を調製し、実施例1と同じようにして鉛化合物を形成
するプロセスを5回繰り返して陽極化成したタンタル多
孔体に鉛化合物の導電体層を形成した。形成された鉛化
合物をX線回折により調べた結果、実施例1と同じく二
酸化鉛と硫酸鉛の混合物であった。以下、実施例1と同
様にしてコンデンサを作製した。
l、過硫酸アンモニウムの濃度が0.2モル/lの水溶
液を調製し、実施例1と同じようにして鉛化合物を形成
するプロセスを5回繰り返して陽極化成したタンタル多
孔体に鉛化合物の導電体層を形成した。形成された鉛化
合物をX線回折により調べた結果、実施例1と同じく二
酸化鉛と硫酸鉛の混合物であった。以下、実施例1と同
様にしてコンデンサを作製した。
【0022】表1に上記した実施例1と比較例1で製作
した各々10点のコンデンサにおけるモリブデンと鉛の
割合、等価直列抵抗、インピーダンス、tanδ(誘電
正接)および漏れ電流の平均値を示す。
した各々10点のコンデンサにおけるモリブデンと鉛の
割合、等価直列抵抗、インピーダンス、tanδ(誘電
正接)および漏れ電流の平均値を示す。
【0023】
【表1】
【0024】実施例2 実施例1と同様にしてタンタル焼結体ペレットを作製し
た。ペレットの多孔体の内部表面にタンタルの陽極化成
皮膜を形成した。酢酸鉛三水和物を0.5モル/l、酢
酸アンモニウムを1.0モル/lの水溶液を調製し、鉛
イオンに対して0.01,0.05,0.1,0.5,
1atom%のビスマスイオンを酢酸ビスマスの形で各々加
えた5種類の水溶液を調製した。また、別に過硫酸アン
モニウムの0.5モル/lの水溶液を調製した。冷却し
た5種類の鉛の溶液および過硫酸アンモニウムの溶液を
それぞれ混合し反応溶液を調製した。
た。ペレットの多孔体の内部表面にタンタルの陽極化成
皮膜を形成した。酢酸鉛三水和物を0.5モル/l、酢
酸アンモニウムを1.0モル/lの水溶液を調製し、鉛
イオンに対して0.01,0.05,0.1,0.5,
1atom%のビスマスイオンを酢酸ビスマスの形で各々加
えた5種類の水溶液を調製した。また、別に過硫酸アン
モニウムの0.5モル/lの水溶液を調製した。冷却し
た5種類の鉛の溶液および過硫酸アンモニウムの溶液を
それぞれ混合し反応溶液を調製した。
【0025】タンタル焼結体ペレットを0°Cにした反
応溶液に浸漬して昇温した後に、40°Cで1時間放置
し、実施例1と同様に陽極化成皮膜上に二酸化鉛の層と
その上に硫酸鉛が析出した層を形成した。次に、45°
に過熱した0.5モル/lの濃度の酢酸アンモニウム水
溶液に上記のペレットを浸漬し、二酸化鉛の層の上に析
出した硫酸鉛を上記の浸漬によって溶出させ、ペレット
から除去した。水洗浄を繰り返した後、十分に乾燥し
た。上記のプロセスを5回繰り返してタンタル多孔体の
内部を埋め、ペレットの表面を十分被覆するように二酸
化鉛を形成した。
応溶液に浸漬して昇温した後に、40°Cで1時間放置
し、実施例1と同様に陽極化成皮膜上に二酸化鉛の層と
その上に硫酸鉛が析出した層を形成した。次に、45°
に過熱した0.5モル/lの濃度の酢酸アンモニウム水
溶液に上記のペレットを浸漬し、二酸化鉛の層の上に析
出した硫酸鉛を上記の浸漬によって溶出させ、ペレット
から除去した。水洗浄を繰り返した後、十分に乾燥し
た。上記のプロセスを5回繰り返してタンタル多孔体の
内部を埋め、ペレットの表面を十分被覆するように二酸
化鉛を形成した。
【0026】半導体層の二酸化鉛をX線回折により調べ
た結果、α型PbO2 とβ型PbO2 の混合相であり、
α型が55%、β型が45%であることを確認した。以
下、上記のプロセス以外は、実施例1と同様にしてコン
デンサを作製した。
た結果、α型PbO2 とβ型PbO2 の混合相であり、
α型が55%、β型が45%であることを確認した。以
下、上記のプロセス以外は、実施例1と同様にしてコン
デンサを作製した。
【0027】比較例2 実施例2と同様にタンタルペレットを浸漬する反応溶液
が、酢酸鉛三水和物の濃度を0.5モル/l、酢酸アン
モニウムの濃度を1.0モル/lの水溶液とし、ビスマ
スイオンを加えない水溶液を調製した。また、濃度が
0.5モル/lの過硫酸アンモニウムの水溶液を調製
し、以下実施例2と同じようにして5回プロセスを繰り
返して二酸化鉛を析出させた。また、上記のプロセス以
外は、実施例1と同様にしてコンデンサを作製した。
が、酢酸鉛三水和物の濃度を0.5モル/l、酢酸アン
モニウムの濃度を1.0モル/lの水溶液とし、ビスマ
スイオンを加えない水溶液を調製した。また、濃度が
0.5モル/lの過硫酸アンモニウムの水溶液を調製
し、以下実施例2と同じようにして5回プロセスを繰り
返して二酸化鉛を析出させた。また、上記のプロセス以
外は、実施例1と同様にしてコンデンサを作製した。
【0028】表2に上記した実施例2と比較例2で製作
した各々10点のコンデンサにおけるビスマスと鉛の割
合、等価直列抵抗、インピーダンス、tanδ(誘電正
接)および漏れ電流の平均値を示す。
した各々10点のコンデンサにおけるビスマスと鉛の割
合、等価直列抵抗、インピーダンス、tanδ(誘電正
接)および漏れ電流の平均値を示す。
【0029】
【表2】
【0030】実施例3 実施例2と同様にして、陽極化成皮膜をタンタル焼結体
の内部表面に形成したタンタル焼結体ペレットを作製し
た。酢酸鉛三水和物が0.5モル/lの水溶液を調製
し、鉛イオンに対して0.1atom%の各々P5+,N
b5+,W6+,Se6+,Te6+,V6+のイオンを燐酸、塩
化ニオブ,タングステン酸、クロム酸、セレン酸、テル
ル酸、バナジン酸アンモニウムの形で各々加えた7種類
の水溶液を調製した。また、過硫酸アンモニウムの0.
5モル/lの水溶液を調製した。冷却した7種類の鉛の
溶液と過硫酸アンモニウムの溶液をそれぞれ混合し、反
応溶液を調製した。以下、上記のプロセス以外は、実施
例1と同様にしてコンデンサを作製した。
の内部表面に形成したタンタル焼結体ペレットを作製し
た。酢酸鉛三水和物が0.5モル/lの水溶液を調製
し、鉛イオンに対して0.1atom%の各々P5+,N
b5+,W6+,Se6+,Te6+,V6+のイオンを燐酸、塩
化ニオブ,タングステン酸、クロム酸、セレン酸、テル
ル酸、バナジン酸アンモニウムの形で各々加えた7種類
の水溶液を調製した。また、過硫酸アンモニウムの0.
5モル/lの水溶液を調製した。冷却した7種類の鉛の
溶液と過硫酸アンモニウムの溶液をそれぞれ混合し、反
応溶液を調製した。以下、上記のプロセス以外は、実施
例1と同様にしてコンデンサを作製した。
【0031】表3に上記した実施例3で製作した各々1
0点のコンデンサにおける金属イオンと鉛の割合、等価
直列抵抗、インピーダンス、tanδ(誘電正接)およ
び漏れ電流の平均値を示す。
0点のコンデンサにおける金属イオンと鉛の割合、等価
直列抵抗、インピーダンス、tanδ(誘電正接)およ
び漏れ電流の平均値を示す。
【0032】
【表3】
【0033】なお、図1に示した実施の形態において
は、半導体層5の上にカーボン層6を形成し、さらにそ
の上に導電体層7を形成し、実施例1,3ではカーボン
層の上に銀ペーストを塗布して導電体層を形成し、実施
例2では半導体層の上に導電体層を形成した例を示した
が、本発明はこれに限らず、カーボン層のみを形成した
ものであってもよい。
は、半導体層5の上にカーボン層6を形成し、さらにそ
の上に導電体層7を形成し、実施例1,3ではカーボン
層の上に銀ペーストを塗布して導電体層を形成し、実施
例2では半導体層の上に導電体層を形成した例を示した
が、本発明はこれに限らず、カーボン層のみを形成した
ものであってもよい。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る固体電
解コンデンサは、弁作用を有する金属からなる陽極基体
の表面に誘導体酸化皮膜、この誘電体酸化皮膜上に5価
と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸
化鉛を主成分とする半導体層、この半導体層の上に
(a)カーボン層、(b)金属または金属ペースト層、
または(c)カーボン層と金属または金属ペースト層が
順次形成したので、陽極基体の細孔の内部まで電気抵抗
の低い微小な二酸化鉛の結晶を高い密度で形成すること
ができる。その結果、陽極基体の外部表面の抵抗を下げ
ることができる共に、多孔体内部の誘電体酸化皮膜から
外部表面までの抵抗も下げることができ、かつ誘電体酸
化皮膜との構造上並びに電気的に良好な接触が得られ
る。これによって、固体電解コンデンサの低周波から高
周波域にいたる等価直列抵抗およびインピーダンスを低
減することができ、かつ漏れ電流が少なく、はんだ耐熱
の優れたコンデンサを得ることができる。
解コンデンサは、弁作用を有する金属からなる陽極基体
の表面に誘導体酸化皮膜、この誘電体酸化皮膜上に5価
と6価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸
化鉛を主成分とする半導体層、この半導体層の上に
(a)カーボン層、(b)金属または金属ペースト層、
または(c)カーボン層と金属または金属ペースト層が
順次形成したので、陽極基体の細孔の内部まで電気抵抗
の低い微小な二酸化鉛の結晶を高い密度で形成すること
ができる。その結果、陽極基体の外部表面の抵抗を下げ
ることができる共に、多孔体内部の誘電体酸化皮膜から
外部表面までの抵抗も下げることができ、かつ誘電体酸
化皮膜との構造上並びに電気的に良好な接触が得られ
る。これによって、固体電解コンデンサの低周波から高
周波域にいたる等価直列抵抗およびインピーダンスを低
減することができ、かつ漏れ電流が少なく、はんだ耐熱
の優れたコンデンサを得ることができる。
【図1】 本発明に係る固体電解コンデンサの一実施の
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
1…固体電解コンデンサ、2…陽極基体、3…陽極リー
ド線、4…誘電体酸化皮膜、5…半導体層、6…カーボ
ン層、7…導電体層、8…導電性ペースト、9…リード
フレーム(陽極端子)、10…リードフレーム(陰極端
子)、11…合成樹脂、12…ふっ素樹脂スペーサ。
ド線、4…誘電体酸化皮膜、5…半導体層、6…カーボ
ン層、7…導電体層、8…導電性ペースト、9…リード
フレーム(陽極端子)、10…リードフレーム(陰極端
子)、11…合成樹脂、12…ふっ素樹脂スペーサ。
Claims (3)
- 【請求項1】 弁作用を有する金属からなる陽極基体の
表面に誘導体酸化皮膜、この誘電体酸化皮膜上に5価と
6価の金属イオンのうちの少なくとも一方を含む二酸化
鉛を主成分とする半導体層、この半導体層の上に(a)
カーボン層、(b)金属または金属ペースト層、または
(c)カーボン層と金属または金属ペースト層が順次形
成された構造体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】 請求項1記載の固体電解コンデンサにお
いて、半導体層が、P,Sb,Bi,V,Nb,Ta,
Mo,W,Cr,Se,Teイオンのいずれか、あるい
はこれらの中の複数の金属イオンを含む二酸化鉛または
二酸化鉛と硫酸鉛からなる半導体層であることを特徴と
する固体電解コンデンサ。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の固体電解コンデ
ンサにおいて、半導体層が、鉛イオンに対して0.00
1〜5atom%の5価と6価の金属イオンのうちの少なく
とも一方を含む二酸化鉛を主成分とする半導体層である
ことを特徴とする固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5970896A JPH09251930A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5970896A JPH09251930A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 固体電解コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09251930A true JPH09251930A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13120992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5970896A Pending JPH09251930A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09251930A (ja) |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP5970896A patent/JPH09251930A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0637043A1 (en) | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing the same | |
| EP0899757B1 (en) | Fabrication method of solid electrolytic capacitor using organic conduction polymer | |
| EP0213631B1 (en) | Solid electrolytic capacitor and process for preparation thereof | |
| US3801479A (en) | Method of manufacturing solid electrolytic capacitors | |
| US4046645A (en) | Method of manufacturing solid electrolytic capacitor | |
| JPH09251929A (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| JP2000068160A (ja) | Ta固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| JPS6145852B2 (ja) | ||
| JP2637207B2 (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| US3226607A (en) | Electrical capacitor | |
| JPH05159979A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| JP2741619B2 (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| US3553087A (en) | Method of manufacturing solid electrolytic capacitors | |
| JP2000188241A (ja) | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 | |
| JP3546661B2 (ja) | コンデンサ及びその製造方法 | |
| JP3800913B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| JPH09293647A (ja) | タンタル固体電解コンデンサ | |
| JPS6026288B2 (ja) | 固体電解コンデンサ用焼結電極 | |
| JPH084058B2 (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| JPH0722080B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造法 | |
| JP2549702B2 (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| JP3505763B2 (ja) | チップ状固体電解コンデンサ | |
| JPH07226338A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| JP2773499B2 (ja) | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 | |
| JPS6323309A (ja) | 巻回型固体電解コンデンサの製造方法 |