(57)【要約】【課題】  多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成された電解コンデンサにおいて、簡単に広い周波数領域で低いインピーダンスが得られるようにし、ノイズを広い周波数領域で簡単に除去できるようにする。【解決手段】  多孔質体からなる陽極１の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成されてなる電解コンデンサにおいて、誘電体層の厚みｔや、誘電体層の誘電率εや、一定方向の断面積ａが異なった領域を設け、それぞれの尖度ｋｔ，ｋε，ｋａが３以下になるようにした。【選択図】  図１
2005277140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成されてなる電解コンデンサにおいて、上記の誘電体層の厚みが異なった領域を有し、誘電体層の厚みをｔ、誘電体層全体の厚みの平均をｔ０、誘電体層が陽極と接触する面積の総和をＡｔ、誘電体層の厚みｔの分散をσｔ［＝∫Ａ（ｔ−ｔ０）２／ＡｔｄＡ］とした場合における、誘電体層の厚みｔに関する尖度ｋｔ［＝∫Ａ（ｔ−ｔ０）４／ＡｔｄＡ／σｔ２］が３以下であることを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項２】
多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成されてなる電解コンデンサにおいて、上記の誘電体層の誘電率が異なった領域を有し、誘電体層の誘電率をε、誘電体層全体の誘電率の平均をε０、誘電体層が陽極と接触する面積の総和をＡｔ、誘電体層の誘電率εの分散をσε［＝∫Ａ（ε−ε０）２／ＡｔｄＡ］とした場合における、誘電体層の誘電率εに関する尖度ｋε［＝∫Ａ（ε−ε０）４／ＡｔｄＡ／σε２］が３以下であることを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項３】
多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成されてなる電解コンデンサにおいて、一定方向の断面積が異なった領域を有し、一定方向の断面積をａ、一定方向の断面積の平均をａ０、上記の一定方向と垂直方向の長さをＬ、一定方向と垂直方向の長さの最大値をＬｔ、一定方向の断面積の分散をσａ［＝∫Ｌ（ａ−ａ０）２／ＬｔｄＬ］とした場合における、一定方向の断面積ａに関する尖度ｋａ［＝∫Ｌ（ａ−ａ０）４／ＬｔｄＬ／σａ２］が３以下であることを特徴とする電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成されてなる電解コンデンサに係り、特に、１つの電解コンデンサにおいて、広い周波数領域で低いインピーダンスが得られるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＰＵを含むの電子回路の電源ラインなどにおいて、整流を行うと共に高周波のノイズを除去するのにコンデンサが使用されている。
【０００３】
ここで、一般に使用されているコンデンサは、共振周波数においてインピーダンスが最も低く、共振周波数から離れた周波数においてはインピーダンスが大きく増加し、共振周波数の付近のノイズしか除去することができないという問題があった。
【０００４】
そして、従来においては、インピーダンスの低い周波数領域を広げるために、静電容量が異なる複数の積層コンデンサを並列に接続させるようにしたものや、セラミック焼結体の外表面に形成された一対の外部電極間において互いに並列に接続されて容量値が異なる第１，第２のコンデンサ素子が構成されるように、上記のセラミック焼結体内に複数の内部電極を設けるようにした複合型積層コンデンサが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかし、上記のように静電容量が異なる複数の積層コンデンサを並列に接続させる場合、複数個の積層コンデンサを用意して回路基板上に実装しなければならず、コストが高くつくと共に組立作業が面倒になり、また機器が大型化するという問題があった。
【０００６】
また、上記の複合型積層コンデンサにおいても、結果的には２つの積層コンデンサを構成することになり、コストが高くつくと共に、その製造が面倒であるという問題があった。
【０００７】
さらに、上記のような何れの積層コンデンサにおいても、単に２つの積層コンデンサを並列に接続させているだけに過ぎず、インピーダンスの低い周波数領域を十分に広げることは困難であった。
【特許文献１】特開平８−１６２３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、ＣＰＵを含むの電子回路の電源ラインなどにおいて、整流を行うと共に高周波のノイズを除去するのに使用するコンデンサにおける上記のような問題を解決することを課題とするものであり、多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成されてなる電解コンデンサにおいて、簡単に広い周波数領域で低いインピーダンスが得られるようにして、ノイズを広い周波数領域で除去できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明における第１の電解コンデンサにおいては、上記のような課題を解決するため、多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成されてなる電解コンデンサにおいて、上記の誘電体層の厚みが異なった領域を設け、誘電体層の厚みをｔ、誘電体層全体の厚みの平均をｔ０、誘電体層が陽極と接触する面積の総和をＡｔ、誘電体層の厚みｔの分散をσｔ［＝∫Ａ（ｔ−ｔ０）２／ＡｔｄＡ］とした場合における、誘電体層の厚みｔに関する尖度ｋｔ［＝∫Ａ（ｔ−ｔ０）４／ＡｔｄＡ／σｔ２］が３以下になるようにした。
【００１０】
また、この発明における第２の電解コンデンサにおいては、上記のような課題を解決するため、多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成されてなる電解コンデンサにおいて、上記の誘電体層の誘電率が異なった領域を設け、誘電体層の誘電率をε、誘電体層全体の誘電率の平均をε０、誘電体層が陽極と接触する面積の総和をＡｔ、誘電体層の誘電率εの分散をσε［＝∫Ａ（ε−ε０）２／ＡｔｄＡ］とした場合における、誘電体層の誘電率εに関する尖度ｋε［＝∫Ａ（ε−ε０）４／ＡｔｄＡ／σε２］が３以下になるようにした。
【００１１】
また、この発明における第３の電解コンデンサにおいては、上記のような課題を解決するため、多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成されてなる電解コンデンサにおいて、一定方向の断面積が異なった領域を設け、一定方向の断面積をａ、一定方向の断面積の平均をａ０、上記の一定方向と垂直方向の長さをＬ、一定方向と垂直方向の長さの最大値をＬｔ、一定方向の断面積の分散をσａ［＝∫Ｌ（ａ−ａ０）２／ＬｔｄＬ］とした場合における、一定方向の断面積ａに関する尖度ｋａ［＝∫Ｌ（ａ−ａ０）４／ＬｔｄＬ／σａ２］が３以下になるようにした。
【００１２】
ここで、コンデンサの静電容量Ｃは、誘電体層の厚みをｔ、誘電体層の面積をＡ、誘電体層の誘電率をεとした場合、Ｃ＝ε・Ａ／ｔで表わされ、上記のように誘電体層の厚みや、誘電体層の誘電率や、一定方向の断面積が異なった領域を設けると、このように誘電体層の厚みや、誘電体層の誘電率や、一定方向の断面積が異なった領域において、コンデンサの静電容量Ｃが変化するようになり、上記のように各尖度ｋｔ，ｋε，ｋａが３以下になるようにすると、コンデンサの静電容量Ｃが上記の領域において十分に変化するようになる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明における第１〜第３の電解コンデンサにおいては、上記のように多孔質体からなる陽極の表面に誘電体層が形成されると共にこの誘電体層の上に陰極層が形成されてなる電解コンデンサにおいて、誘電体層の厚みや、誘電体層の誘電率や、一定方向の断面積が異なった領域を設け、それぞれの尖度ｋｔ，ｋε，ｋａが３以下になるようにしたため、このように誘電体層の厚みや、誘電体層の誘電率や、一定方向の断面積が異なった領域において、その静電容量が適切に変化するようになり、これにより広い周波数領域で低いインピーダンスが得られるようになり、ノイズを広い周波数領域で除去できるようになる。
【００１４】
また、この発明における第１〜第３の電解コンデンサにおいては、上記のように1つの電解コンデンサにおいて、誘電体層の厚みや、誘電体層の誘電率や、一定方向の断面積が異なった領域を設けるだけでよく、またこのような領域を複数設けるようにしたり、誘電体層の厚みや誘電体層の誘電率や一定方向の断面積を連続して変化させることも簡単に行えて、簡単に広い周波数領域で低いインピーダンスが得られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、この発明の実施形態に係る電解コンデンサを添付図面に基づいて具体的に説明すると共に、この実施形態に係る電解コンデンサにおいては、広い周波数領域で低いインピーダンスが得られることを明らかにする。なお、この発明に係る電解コンデンサは、下記の実施形態に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
【００１６】
（実施形態１）
この実施形態１においては、多孔質体からなる陽極１として、図１に示すように、長さ方向に連続して厚みが変化した長さ方向の断面が台形状になったタンタル焼結体を用い、この陽極１の焼結時に、台形状になった陽極１の片面に外部陽極１ａとしてタンタル板を接合させた。
【００１７】
次いで、上記のタンタル焼結体からなる陽極１をリン酸溶液中に浸漬させ、この状態で電流を流してタンタル焼結体からなる陽極１を陽極酸化し、上記の陽極１の内部表面までタンタル酸化物からなる誘電体層（図示せず）を形成した後、この誘電体層の上に重合によってポリピロールからなる陰極層（図示せず）を形成した。
【００１８】
そして、上記のように誘電体層と陰極層が形成された陽極１において、上記の外部陽極１ａと対向する台形状になった面に、銀ペーストとカーボンペーストとを用いてＳＵＳ板からなる外部陰極２を接合させて電解コンデンサを作製した。
【００１９】
このようにして作製した実施形態１の電解コンデンサにおいては、誘電体層の断面積がその長さ方向に連続して変化しているため、この電解コンデンサにおける静電容量が長さ方向に連続して変化し、静電容量が異なる多数の積層コンデンサを並列に接続させた場合と同じ状態になり、広い周波数領域で低いインピーダンスが得られるようになる。
【００２０】
ここで、上記のタンタル焼結体からなる陽極１として、幅が５ｍｍ，長さが５０ｍｍ，一端側の厚みが１ｍｍ，他端側の厚みが１０ｍｍになったものを用い、上記のようにして実施例の電解コンデンサを作製した場合、この電解コンデンサにおける長さ方向の断面積に関する上記の尖度ｋａは１．８程度になる。
【００２１】
これに対して、タンタル焼結体からなる陽極１として、図２に示すように、幅が５ｍｍ，長さが５０ｍｍ，厚みが一定の３ｍｍになったものを用い、それ以外は、上記の実施例と同様にして比較例の電解コンデンサを作製した場合、この電解コンデンサにおける長さ方向の断面積に関する上記の尖度ｋａは３を大きく超えた値になる。
【００２２】
そして、上記のように作製した実施例及び比較例の各電解コンデンサにおける周波数に対するインピーダンスの変化を調べ、実施例の結果を実線で、比較例の結果を破線で図３に示した。
【００２３】
この結果、比較例の電解コンデンサにおいては、共振周波数付近における周波数の変化に対するインピーダンスの増加が急激で、ノイズを除去するのに適したインピーダンスＺＬ以下の周波数領域が狭くなっていたのに対して、実施例の電解コンデンサにおいては、共振周波数付近における周波数の変化に対するインピーダンスの増加がなだらかになっており、ノイズを除去するのに適したインピーダンスＺＬ以下の周波数領域が広くなっていた。
【００２４】
（実施形態２）
この実施形態２においては、多孔質体からなる陽極１として、図２に示した比較例のものと同様に、厚みが一定しタンタル焼結体を用い、この陽極１の焼結時に、この陽極１の片面に外部陽極１ａとしてタンタル板を接合させた。
【００２５】
そして、この実施形態２においては、上記のタンタル焼結体からなる陽極１をリン酸溶液中に浸漬させ、この状態で電流を流してタンタル焼結体からなる陽極１を陽極酸化させて、この陽極１の内部表面までタンタル酸化物からなる誘電体層（図示せず）を形成するにあたり、リン酸溶液中に浸漬させた上記の陽極１を、徐々にリン酸溶液中から引き上げながら陽極酸化させて、陽極１に形成される誘電体層の厚みが、引き上げ側の端部から他端側に向けて連続して増加するようにした。
【００２６】
このようにして、陽極１に一端側から他端側に向けて連続して厚みが増加するように誘電体層を形成した後は、上記の実施形態１の場合と同様にして、この誘電体層の上に重合によってポリピロールからなる陰極層（図示せず）を形成し、このように陰極層が形成された陽極１において、上記の外部陽極１ａと対向する面に、銀ペーストとカーボンペーストとを用いてＳＵＳ板からなる外部陰極２を接合させて電解コンデンサを作製した。
【００２７】
このようにして作製した実施形態２の電解コンデンサにおいては、上記のように誘電体層の厚みが引き上げ側の端部から他端側に向けて連続して増加するように変化しているため、この電解コンデンサにおける静電容量が引き上げ側の端部から他端側に向けて連続して変化し、静電容量が異なる多数の積層コンデンサを並列に接続させた場合と同じ状態になり、広い周波数領域で低いインピーダンスが得られるようになる。
【００２８】
そして、この実施形態２の電解コンデンサにおいて、誘電体層の厚みに関する上記の尖度ｋｔが３以下になるようにすると、上記の実施例のものと同様に、共振周波数付近における周波数の変化に対するインピーダンスの増加がなだらかになって、ノイズを除去するのに適したインピーダンスＺＬ以下の周波数領域が広くなる。
【００２９】
（実施形態３）
この実施形態３においては、上記の実施形態２の場合と同様に、多孔質体からなる陽極１として、図２に示した比較例のものと同様に、厚みが一定しタンタル焼結体を用い、この陽極１の焼結時に、この陽極１の片面に外部陽極１ａとしてタンタル板を接合させた。
【００３０】
そして、上記のタンタル焼結体からなる陽極１をリン酸溶液中に浸漬させ、この状態で電流を流してタンタル焼結体からなる陽極１を陽極酸化させて、この陽極１の内部表面までタンタル酸化物からなる誘電体層（図示せず）を形成するにあたり、この実施形態３においても、上記の実施形態２の場合と同様に、リン酸溶液中に浸漬させた上記の陽極１を徐々に引き上げながら陽極酸化させて、陽極１に形成される第１の誘電体層の厚みが、引き上げ側の一端側から他端側に向けて連続して増加するようにした。
【００３１】
次いで、この実施形態３においては、上記の陽極１を、さらに適当なドーパントを添加させたリン酸溶液中に浸漬させ、この陽極１を上記の場合とは逆の他端側から徐々に引き上げながら陽極酸化させて、上記の第１の誘電体層と誘電率が異なる第２の誘電体層を、上記の他端側から一端側に向けて厚みが増加するように形成し、第１の誘電体層と第２の誘電体層とを合わせた誘電体層全体の厚みが一定であるが、誘電率が一端側から他端側に向けて連続して変化した誘電体層を形成した。
【００３２】
このようにして、陽極１に、誘電体層全体の厚みが一定であるが誘電率が一端側から他端側に向けて連続して変化した誘電体層を形成した後は、上記の実施形態１の場合と同様にして、この誘電体層の上に重合によってポリピロールからなる陰極層（図示せず）を形成し、このように陰極層が形成された陽極１において、上記の外部陽極１ａと対向する面に、銀ペーストとカーボンペーストとを用いてＳＵＳ板からなる外部陰極２を接合させて電解コンデンサを作製した。
【００３３】
このようにして作製した実施形態３の電解コンデンサにおいては、上記のように誘電体層における誘電率が一端側から他端側に向けて連続して変化しているため、この電解コンデンサにおける静電容量が一端側から他端側に向けて連続して変化し、静電容量が異なる多数の積層コンデンサを並列に接続させた場合と同じ状態になり、広い周波数領域で低いインピーダンスが得られるようになる。
【００３４】
そして、この実施形態３の電解コンデンサにおいて、誘電体層の誘電率εに関する尖度ｋεが３以下になるようにすると、上記の実施例のものと同様に、共振周波数付近における周波数の変化に対するインピーダンスの増加がなだらかになって、ノイズを除去するのに適したインピーダンスＺＬ以下の周波数領域が広くなる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施形態１における電解コンデンサの概略斜視図である。
【図２】比較例の電解コンデンサの概略斜視図である。
【図３】この発明の実施例及び比較例の各電解コンデンサにおける周波数に対するインピーダンスの変化を示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  陽極
１ａ  外部陽極
２  外部陰極
【図１】
2005277140.tif 000003
【図２】
2005277140.tif 000004
【図３】
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