(57)【要約】【課題】漏れ電流の増大や容量低下を防止することが可能な固体電解コンデンサおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】弁作用金属の多孔質焼結体１と、多孔質焼結体１の表面に積層された誘電体層２と、誘電体層２を覆う導電性高分子からなる固体電解質層３と、を備えた固体電解コンデンサＡであって、固体電解質層３は、Ｆｅキレート錯体３２またはキレート剤３１を含んでいる。【選択図】  図１
2008205164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属の多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体の表面に積層された誘電体層と、
上記誘電体層を覆う導電性高分子からなる固体電解質層と、
を備えた固体電解コンデンサであって、
上記固体電解質層は、Ｆｅキレート錯体またはキレート剤を含んでいることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
【請求項２】
弁作用金属の多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体の表面に誘電体層を形成する工程と、
上記誘電体層を覆う導電性高分子からなる固体電解質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であって、
上記固体電解質層を形成する工程の後に、上記誘電体層および上記固体電解質層が形成された上記多孔質焼結体を、キレート剤を含む溶液に浸漬させる工程をさらに有することを特徴とする、固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばタンタルなどの弁作用金属からなる多孔質焼結体に、誘電体層および導電性高分子からなる固体電解質層が積層された固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の固体電解コンデンサの一例を示している（たとえば、特許文献１）。同図に示された固体電解コンデンサＸは、陽極ワイヤ９２が突出した多孔質焼結体９１を備えており、たとえばＣｕ合金からなる陽極端子９６Ａおよび陰極端子９６Ｂを用いて回路基板に面実装可能に構成されている。陽極端子９６Ａは、陽極ワイヤ９２と導通している。多孔質焼結体９１の表面には、誘電体層９３および固体電解質層９４が積層されている。固体電解質層９４と陰極端子９６Ｂとは、導電体層９５によって接合されている。固体電解質層９４は、導電性高分子からなり、電解重合または化学重合によって形成される。導電体層９５は、たとえばグラファイト層およびＡｇ層が積層されている。
【０００３】
しかしながら、固体電解コンデンサＸの製造においては、固体電解質層９４を形成するために用いられたＦｅ3+イオンが固体電解質層９４中に残存する場合がある。このＦｅ3+イオンが誘電体層９３に浸入すると、漏れ電流を生じさせるおそれがある。また、固体電解コンデンサＸが使用されるにつれて、導電体層９５からのＡｇ+イオンや陰極端子９６ＢからのＣｕ2+イオンがと徐々に拡散する。これらの還元性が強いイオンが固体電解質層９４に浸入すると、固体電解質層９４を形成する導電性高分子が分解されてしまう。このようなことでは、固体電解コンデンサＸの容量低下や漏れ電流の増大が懸念される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０８６３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、漏れ電流の増大や容量低下を防止することが可能な固体電解コンデンサおよびその製造方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用金属の多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体の表面に積層された誘電体層と、上記誘電体層を覆う導電性高分子からなる固体電解質層と、を備えた固体電解コンデンサであって、上記固体電解質層は、Ｆｅキレート錯体またはキレート剤を含んでいることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記Ｆｅキレート錯体に含まれるＦｅは、上記キレート剤とキレート結合によって強固に結合された状態とされる。これにより、上記固体電解コンデンサの製造後、および上記固体電解コンデンサの使用中においても、上記固体電解質層からＦｅ3+イオンが上記誘電体層へと浸入することを抑制することが可能である。したがって、上記固体電解コンデンサの漏れ電流を小さくすることができる。また、上記固体電解質層に含まれる上記キレート剤は、上記固体電解コンデンサのその他の構成部材から拡散してきたＡｇ+イオンやＣｕ2+イオンとキレート結合することにより、キレート錯体を形成する。これにより、上記固体電解質層が、Ａｇ+イオンやＣｕ2+イオンによって分解されることを抑制することが可能であり、上記固体電解コンデンサの容量低下や漏れ電流の増大を防止することができる。
【０００８】
本発明の第２の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属の多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体の表面に誘電体層を形成する工程と、上記誘電体層を覆う導電性高分子からなる固体電解質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であって、上記固体電解質層を形成する工程の後に、上記誘電体層および上記固体電解質層が形成された上記多孔質焼結体を、キレート剤を含む溶液に浸漬させる工程をさらに有することを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、上記固体電解質層の形成において用いられたＦｅ3+イオンが上記固体電解質層に残留すると、このＦｅ3+イオンと上記キレート剤とがキレート結合することにより、Ｆｅキレート錯体が形成される。また、上記キレート剤の一部は、そのままの状態で上記固体電解質層内に残留することとなる。したがって、本発明の第１の側面によって提供される固体電解コンデンサを適切に製造することが可能であり、上記固体電解コンデンサの容量低下や漏れ電流の増大を防止することができる。
【００１０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る固体電解コンデンサの一実施形態を示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡは、多孔質焼結体１、誘電体層２、固体電解質層３、導電体層４、陽極端子５Ａ、陰極端子５Ｂ、および樹脂パッケージ６を備えている。
【００１３】
多孔質焼結体１は、ニオブまたはタンタルなどの弁作用金属からなり、多数の細孔が形成された構造とされている。本実施形態においては、多孔質焼結体１は、直方体形状とされている。多孔質焼結体１からは、陽極ワイヤ１０が突出している。陽極ワイヤ１０は、ニオブまたはタンタルなどの弁作用金属からなり、その一部が多孔質焼結体１内に進入している。
【００１４】
誘電体層２は、多孔質焼結体１の表面に形成されており、たとえば五酸化ニオブまたは五酸化タンタルなどの弁作用金属の酸化物からなる。この誘電体層２は、多孔質焼結体１の上記細孔を覆っている。
【００１５】
固体電解質層３は、誘電体層２上に積層されており、多孔質焼結体１の上記細孔を埋めるように形成されている。固体電解質層３は、たとえばポリエチレンジオキシチオフェンまたはポリピロールなどの導電性高分子からなる。また、固体電解質層３は、キレート剤３１およびＦｅキレート錯体３２を含んでいる。キレート剤３１は、たとえばエチレンジアミン四酢酸であり、金属元素とキレート結合することによりキレート錯体を形成可能な物質である。Ｆｅキレート錯体３２は、たとえばＦｅ3+とエチレンジアミン四酢酸とのキレート錯体である。なお、図１の部分拡大図および図３においては、理解の便宜上キレート剤３１およびＦｅキレート錯体３２を小丸形状として表している。
【００１６】
導電体層４は、固体電解質層３を覆っており、たとえばグラファイト層とＡｇ層とが積層されたものである。導電体層４と陰極端子５Ｂとは、Ａｇを含む接着層４１によって接着されている。
【００１７】
陽極端子５Ａは、たとえばＣｕ、Ｎｉまたはこれらの合金からなる板状部材であり、導電部材５１を介して陽極ワイヤ１０に導通している。陽極端子５Ａは、固体電解コンデンサＡをたとえば回路基板に面実装するために用いられる部分である。
【００１８】
陰極端子５Ｂは、たとえばＣｕ、Ｎｉまたはこれらの合金からなる板状部材であり、導電体層４によって固体電解質層３と導通している。陰極端子５Ｂは、固体電解コンデンサＡの面実装に用いられる。
【００１９】
樹脂パッケージ６は、たとえばエポキシ樹脂からなり、多孔質焼結体１を保護するためのものである。陽極端子５Ａおよび陰極端子５Ｂは、それぞれの一部ずつが、樹脂パッケージ６から露出している。
【００２０】
次に、固体電解コンデンサＡの製造方法の一例について、以下に説明する。
【００２１】
図２は、固体電解コンデンサＡの製造方法の手順を示している。まず、弁作用金属からなる粉末成形体を形成する。たとえばタンタルやニオブの微粉末を用意し、この微粉末を金型に充填する。この際、タンタルやニオブからなる陽極ワイヤ１０を上記微粉末に進入させておく。この状態で、上記金型により上記微粉末を加圧することにより、たとえば直方体形状の粉末成形体が形成される。この粉末成形体に対して焼結処理を施すことにより、多孔質焼結体１が得られる。
【００２２】
次に、多孔質焼結体１の表面に誘電体層２を形成する。誘電体層２の形成には、化成処理を用いる。たとえば化成液としてのリン酸水溶液に多孔質焼結体１を浸漬させた状態で、多孔質焼結体１に所定の電圧を印加する。この陽極酸化処理によって、多孔質焼結体１の表面に酸化タンタルまたは五酸化ニオブからなる誘電体層２が形成される。
【００２３】
次に、固体電解質層３を形成する。固体電解質層３の形成は、たとえばパラトルエンスルホン酸鉄エタノール溶液とＥＤＯＴ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）溶液とに交互に浸漬させることと浸漬後に乾燥させることとによる、いわゆる重合反応によって行う。この重合反応に用いられる上記溶液に含まれるＦｅ3+イオンの一部が、固体電解質層３内に残留する。
【００２４】
次に、図３に示すように、誘電体層２および固体電解質層３が形成された多孔質焼結体１を溶液３０に浸漬させる。溶液３０には、キレート剤３１としてのエチレンジアミン四酢酸が混入されている。浸漬条件としては、たとえば溶液３０の温度を常温から６０℃程度、浸漬時間を数十秒から数百秒とする。そして、溶液３０から多孔質焼結体１を引き揚げた後に、雰囲気温度６０〜１０５℃とした状態で数十分〜１時間程度、多孔質焼結体１を乾燥させる。このような処理を施すことにより、固体電解質層３内に残留していたＦｅ3+イオンとキレート剤３１としてのエチレンジアミン四酢酸とがキレート結合することとなり、図１に示すＦｅキレート錯体３２が形成される。また、キレート剤３１の一部が、そのままの状態で固体電解質層３内に残留する。
【００２５】
この後は、固体電解質層３にグラファイト層およびＡｇ層を塗布することにより導電体層４を形成する。また、導電部材５１、陽極端子５Ａ、および陰極端子５Ｂを接合する。そして、たとえばエポキシ樹脂を用いたモールド成形によって樹脂パッケージ６を形成する。以上の工程によって、図１に示す固体電解コンデンサＡが得られる。
【００２６】
次に、固体電解コンデンサＡの作用について説明する。
【００２７】
本実施形態によれば、Ｆｅキレート錯体３２に含まれるＦｅは、キレート剤３１とキレート結合によって強固に結合された状態となっている。これにより、固体電解コンデンサＡの製造後、および固体電解コンデンサＡの使用中においても、固体電解質層３からＦｅ3+イオンが誘電体層２へと浸入することを抑制することが可能である。したがって、固体電解コンデンサＡの漏れ電流を小さくすることができる。
【００２８】
また、固体電解質層３に含まれるキレート剤３１は、導電体層４または接着層４１から拡散したＡｇ+イオンや陰極端子５Ｂから拡散したＣｕ2+イオンとキレート結合することにより、キレート錯体を形成する。これにより、固体電解質層３が、Ａｇ+イオンやＣｕ2+イオンによって分解されることを抑制することが可能である。したがって、固体電解コンデンサＡの容量低下や漏れ電流の増大を防止することができる。
【００２９】
本発明に係る固体電解コンデンサおよびその製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る固体電解コンデンサおよびその製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３０】
本発明で言うキレート剤としては、Ｆｅ3+などの金属イオンと強固なキレート錯体を形成可能なものであればよく、エチレンジアミン四酢酸のほかにニトリロ三酢酸などのアミノカルボン酸塩やポルフィリンを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフロー図である。
【図３】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法において、多孔質焼結体を溶液に浸漬する工程を示す断面図である。
【図４】従来の固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ      固体電解コンデンサ
１      多孔質焼結体
２      誘電体層
３      固体電解質層
４      導電体層
５Ａ    陽極端子
５Ｂ    陰極端子
６      樹脂パッケージ
１０    陽極ワイヤ
３０    溶液
３１    キレート剤
３２    Ｆｅキレート錯体
【図１】
2008205164.tif 000003
【図２】
2008205164.tif 000004
【図３】
2008205164.tif 000005
【図４】
2008205164.tif 000006