JPH0346212A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の分野〉 この発明は電子部品高密度実装用混成回路基板等に内蔵
されるコンデンサに関するものである。

〈従来技術と課題〉 従来、コンデンサとして、特開昭６３−１５８８２９　
号公報に示すものがある。これは第４図に示すようにＴ
ａのような皮膜形成金属１０１上に陽極酸化法により誘
電体酸化皮膜１０２を形威し、該誘電体酸化皮膜１０２
上に固体電解質として導電性高分子膜１０３を成膜し、
これらを１対の電極層１０４，１０５で挟み込んだもの
である。

しかし、上記従来のものは、誘電体酸化皮膜１０２を陽
極酸化法で形成しており、また、誘電体酸化皮膜破損に
よるコンデンサ電極７１１０４，１０５間の短絡を、導
電性高分子膜１０３の電解作用による誘電体酸化皮膜１
０２の自己修復機能で防止しようとしているものである
から、上記酸化皮膜１０２の母材は、該酸化皮膜１０２
が自己修復機能をもつＴａのような皮膜形成金属１０１
が不可欠である。このため、皮膜形成金属１０１自体の
材料や成膜コストで生産費が高くなる欠点がある。

〈発明の目的〉 この発明は上記従来のものの問題点を解消するためにな
されたもので、皮膜形成金属が不要で、製作条件が緩和
され、低コスト化を図り得るコンデンサを提供すること
を目的としている。

〈発明の構成と効果〉 この発明に係るコンデンサは、誘電体酸化皮膜と、この
誘電体酸化皮膜上に形成された導電性高分子膜と、上記
両者を挟み込む１対の電極層とで構成したものである。

この発明によれば、誘電体酸化皮膜上の導電性高分子膜
が電極層間の短絡時の誘電体酸化皮膜破損時に局部的に
絶縁化することにより、上記誘電体酸化皮膜が自己修復
するような母材を選定する必要がなくなり、製作の容易
化と低コスト化を図ることができる。

〈実施例の説明〉 以下、この発明の一実施例を図面にしたがって説明する
。

′ｓ１図はこの発明に係るコンデンサの一例を示す断面
図である。

同図において、１は第１の電極層で、たとえば絶縁基板
（図示せず〉上に形成されたＣｕ箔からなる。２は第１
の電極層１上に形成された誘電体酸化皮膜で、たとえば
Ｔａの酸化物であるＴａ２０５からなる。３は上記誘電
体酸化皮膜２上に形成された導電性高分子膜、たとえば
ポリピロールである。

４は上記導電性高分子ＰＡ３上に形成されて上記第１の
電極層１に対向する第２の電極層であり、たとえばＣｕ
１ｌｉからなる。

上記コンデンサの製造方法の一例を以下に説明する。

まず、Ｃｕ箔１を表面粗化する。これは、たとえば塩酸
のような無機酸を電解液として、互に対向する１対のカ
ーボン電極間に交流を通電して行なう。このＣｕ箔１の
粗化された面にＴａの酸化物であるＴａ２０５の誘電体
酸化度１ｉ２を成膜する。

Ｔａ２０５の比誘電率は２５と比較的大きく、酸化膜と
しては安定し、漏れ電流が小さく誘電体材料としては良
好な特性をもっている。上記誘電体酸化度ｌ１１２の成
膜は、純Ｔａを母材とする陽極酸化法ではなく、前記導
電性高分子１ｉ３を使用することにより、直接成膜する
方法で形成する。その方法は、有機化合物の加水分解を
利用したものである。

有機化合物原料は、たとえばＴａ　（ＯＣ２Ｈ２）　ｓ
（タンタルペンタエトキシド）、ＣＨ３ＣＯ０）Ｉ　　
（酢酸）およびＣ２Ｈ，Ｏ）！（エチレン）からなる。

誘電体酸化皮膜２の成膜は、Ｃｕ箔１を３，０００ｒｐ
ｍで回転させ、これに上記有機化合物原料の溶液を滴下
させるスピンコード法もしくは溶液内（浸漬するデイピ
ング法、あるいは溶液を噴流で塗布した後に空気中にお
いて、１２０℃で、３０分間乾燥させ、４００℃、１）
１ｒ焼成させたりする方法が採用される。

ついで、上記誘電体酸化度ＷＡ２の表面に、導電性高分
子膜３として、導電性が高く、化学的に安定したポリピ
ロールを用いる。この高分子膜３を用いることにより、
コンデンサの等個直列抵抗を１００ｓ／ｍ以上に変えら
れ、インピーダンスの周波数特性を改善することができ
る。この高分子膜３の成膜方法はつぎのようである。

上記誘電体酸化皮膜２等が形成されたものを、硝酸マン
ガン溶液中に浸漬し、４００℃程度の焼成を経てＴａ２
Ｏ５上に重合用電極として、Ｍ２Ｏ２を成膜する。これ
をアセトニトリル、テトラエチルアンモニウムテトラ−
フルオロボレートおよびビロール車量体の溶液中に浸漬
し、同時に前記Ｍ、０□膜に通電することにより、電解
重合を行なって、Ｔａ２ｅｓ皮ＩＩ！２上にポリピロー
ルの高分子膜３を重合成膜する。

つぎに、上記ポリピロールの高分子膜３に対向電極層と
して第２の電極層４を成膜する。この成膜は、まず、無
電解Ｃｕメツキにより、０．５μ程度の厚さに成膜し、
これを電極層として、以下に示す電解メツキ法により所
定の膜厚に形成する。すなわち、硫酸銅２００〜２５０
　ｇ／ｕ、金属銅５０〜６２ｇ／℃、塩素５０〜１２ｈ
ｇ／ｊ２の混合液をメツキ浴として、Ｃｕ箔１側の電流
密度を０．５〜５Ａ／ｃｍ”、陽極銅板を１〜１０　Ａ
／ｄｒｎ’として通電し、浴温２０〜５０℃において、
１０μ祷度のＣｕ対向電極４を形成する。

上記構成において、誘電体酸化皮膜２の破損時に導電性
高分子膜３の局部的絶縁化でコンデンサ極間の絶縁が確
保される。上記高分子膜３の絶縁化についての測定を第
２図に示す。

Ｃｕｔ極１側を正極、白金端子２１側を負極とし、この
白金端子２１を導電中室高分子膜３に接触させて両者１
．３間に電圧を印加する。この電圧を徐々に上げると、
第３図に示すように９０Ｖ程度で誘電体酸化皮膜２に局
部的な絶縁破壊が起こり（第２図斜線部）、この時、電
流は第３図のように電源の電流制限まで一気に上昇した
。この時、アークが発生し、その熱エネルギーにより導
電性高分子膜３が上記絶縁破壊の部分に対応して第２図
斜線部のように絶縁化されて第３図のように電流が零で
、電圧が９０Ｖの状態に戻ることが確認された。

ところで、この種の導電性高分子膜３は、本来の高分子
材に、たとえばアルミナやカーボンブラックのような導
電性微粉末を混入し、特殊な製造工程を経て本来の絶縁
材が導電性をもつように形成されたものである。したが
って、上記絶縁化は、この高分子膜３の短絡電流が流れ
た部分の破壊により、この部分の導電性がなくなって本
来の絶縁材に復帰して絶縁膜として作用するものと推測
される。

上記絶縁化により、電極層１．４間の絶縁が再び保たれ
るようになり、コンデンサ特性が修復維持される。

ここで、上記誘電体酸化皮膜２の破損時の電極層１，４
間の短絡防止は、導電性高分子膜３の絶縁下に行なわれ
るため、上記誘電体酸化皮膜２が自己修復するＴａのよ
うな皮膜形成金属の選定は不要となる。

したがって、たとえば希少金属であるＴａを用いる場合
、その量を大幅に少なくして材料コストを低減すること
ができ、また皮膜形成金属の成膜工程も省かれて製作も
容易となり、結果的に生産コストを大幅に低減すること
ができる。

また、陽極酸化で誘電体酸化皮膜２を形成しないので、
陽極酸化膜が不安定であるとして、コンデンサへの応用
がしにくかった高誘電率のＴｌＯ２等を、誘電体酸化皮
膜２として積極的に導入することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るコンデンサの一例を示す断面図
、′ｓ２図は導電性高分子膜の絶縁化確認実験の説明図
、第３図は第２図に示す実験による電圧および電流の変
化を示す図、第４図は従来のコンデンサを示す断面図で
ある。 １．４・・・電極層、２・・・誘電体酸化皮膜、３・・
・導電性高分子膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体酸化皮膜と、この誘電体酸化皮膜上に形成
   された導電性高分子膜と、上記両膜を挟み込む１対の電
   極層とを備えたコンデンサ。