コンデンサ
【目的】 複雑な製造工程を必要とせず、生産性に優れ、かつ、小型、大容量で高周波特性に優れたコンデンサを提供する。
【構成】 チタンを主成分とする金属よりなる多孔性の焼結体２と、該焼結体の表面の少なくとも一部に形成された一般式ＡＴｉＯ3 （但し、ＡはＢａまたはＳｒ）で表されるペロブスカイト型複合酸化物を主成分とする誘電体膜３と、該誘電体膜３の表面に形成された導体または半導体と、該導体または半導体と導通し、前記焼結体と対向する対向電極とを備え、前記導体または半導体は、金属酸化物と導電性高分子化合物の２層構造からなるコンデンサである。そして、前記金属酸化物は、マンガン、ニッケル及び銅から選ばれた少なくとも一種類の金属の酸化物からなり、また、前記導電性高分子材料はポリピロールまたはＴＣＮＱ型錯塩からなる。
【構成】 チタンを主成分とする金属よりなる多孔性の焼結体２と、該焼結体の表面の少なくとも一部に形成された一般式ＡＴｉＯ3 （但し、ＡはＢａまたはＳｒ）で表されるペロブスカイト型複合酸化物を主成分とする誘電体膜３と、該誘電体膜３の表面に形成された導体または半導体と、該導体または半導体と導通し、前記焼結体と対向する対向電極とを備え、前記導体または半導体は、金属酸化物と導電性高分子化合物の２層構造からなるコンデンサである。そして、前記金属酸化物は、マンガン、ニッケル及び銅から選ばれた少なくとも一種類の金属の酸化物からなり、また、前記導電性高分子材料はポリピロールまたはＴＣＮＱ型錯塩からなる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、コンデンサに関し、詳しくは、小型で大きな静電容量を得ることが可能なコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の小型大容量コンデンサとしては、例えば、タンタル電解コンデンサ、アルミニウム電解コンデンサなどの電解コンデンサが知られている。
【０００３】タンタル電解コンデンサは、金属タンタルの陽極酸化皮膜を誘電体として利用したコンデンサであり、長寿命であること、温度特性が良好であること、小型化できること、周波数特性が比較的良好であることなどの特徴を有している。
【０００４】また、アルミニウム電解コンデンサは、上記のタンタル電解コンデンサよりも大きな静電容量を得ることができるという特徴を有しており、電源回路などに広く用いられている。
【０００５】さらに、上記の電解コンデンサのほかにも、小型大容量コンデンサとして、積層セラミックコンデンサが広く用いられている。この積層セラミックコンデンサは周波数特性が良好であることや絶縁抵抗が高いこと、また、単位体積当たりの静電容量が大きいことなどの特徴を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、タンタル電解コンデンサにおいては、タンタルの地金が高価であるため、製品であるコンデンサが高価なものになるという問題点があり、また、構造的に単一酸化物層を誘電体層に使用しているため、誘電体層を高誘電率化することが困難であり、したがって、大容量化には限界があるという問題点がある。
【０００７】また、アルミニウム電解コンデンサにおいては、アルミニウムの陽極酸化膜を誘電体層として利用しているが、漏れ電流が大きく、寿命が短いという問題点がある。
【０００８】さらに、上記のいずれの電解コンデンサにも極性があり、電気、電子回路に組み込む工程で、その方向（極性）を識別して組み込まなければならないため、実装工程での作業性が悪いという問題点と、等価直列抵抗が大きいために、高周波特性が悪いという問題点を併せてもっている。
【０００９】また、積層セラミックコンデンサにおいては、小型、大容量化を図るために、誘電体の厚みを薄くする試みがなされているが、１μｍを下回る誘電体の厚さで良好な積層構造を実現することはできていない。
【００１０】そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決し、複雑な製造工程を必要とせず、生産性に優れ、かつ、小型でありながら大容量を有し、高周波特性に優れたコンデンサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は請求項１において、コンデンサは、チタンを主成分とする金属よりなる多孔性の焼結体と、該焼結体の表面の少なくとも一部に形成された一般式ＡＴｉＯ3 （但し、ＡはＢａまたはＳｒ）で表されるペロブスカイト型複合酸化物を主成分とする誘電体膜と、該誘電体膜の表面に形成された導体または半導体と、該導体または半導体と導通し、前記焼結体と対向する対向電極とを備え、前記導体または半導体は、金属酸化物の上に導電性高分子化合物が形成された２層構造からなることを特徴とするものである。
【００１２】また、請求項２において、金属酸化物はマンガン、ニッケルおよび銅から選ばれた少なくとも１種類の金属酸化物からなることを特徴とするものである。
【００１３】また、請求項３において、金属酸化物は二酸化マンガンであることを特徴とするものである。
【００１４】また、請求項４において、導電性高分子材料はポリピロールまたはＴＣＮＱ型錯塩であることを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】本発明によれば、コンデンサにおいて、チタンを主成分とする金属よりなる多孔性の焼結体の表面に、一般式ＡＴｉＯ3 （但し、ＡはＢａまたはＳｒ）で表されるペロブスカイト型複合酸化物を主成分とする誘電体膜が形成され、さらにこの誘電体膜上に導体または半導体からなる電極が形成されているため、焼結体を大きくしなくとも、電極となる焼結体の表面積、および導体または半導体からなる電極の表面積を増大させることが可能になる。したがって、コンデンサ全体を大型化することなく、大きな静電容量を実現することができる。
【００１６】また、誘電体膜を、一般式ＡＴｉＯ3 （但し、ＡはＢａまたはＳｒ）で表されるペロブスカイト型複合酸化物膜を主成分として、焼結体表面に形成することにより、さらに大きな静電容量を実現することが可能になる。
【００１７】また、誘電体膜の表面に形成される導体または半導体は、金属酸化物の上に導電性高分子化合物が形成された２層構造からなることにより、誘電体膜と金属酸化物の間にはバリアが形成されて良好な絶縁性が得られ、導電性高分子によって対向電極に低抵抗で導かれる。そのため、高周波特性に優れたコンデンサを実現することが可能になる。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１９】図１は本発明のコンデンサの多孔性の焼結体部分の拡大断面図である。１は埋設されたチタンワイヤー、２は多孔性の焼結体、３は焼結体表面に形成された誘電体膜、４は誘電体膜表面に形成された導体または半導体からなる電極、をそれぞれ示している。
【００２０】図２は本発明のコンデンサの断面図である。１はチタンワイヤー、５は多孔性の焼結体からなるコンデンサ素子、６はグラファイト層、７は銀電極層、８はリード線、９ははんだ、１０は外装樹脂、をそれぞれ示している。
【００２１】図３は多孔性の焼結体に誘電体膜を形成する装置の概略図である。２は多孔性の焼結体、１１はフッ素樹脂製ビーカー、１２は水熱処理溶液、１３は白金板、１４はオートクレーブ、１５は直流電源、１６は白金線、をそれぞれ示している。
【００２２】（実施例１）まず、チタン金属からなる多孔性の焼結体を得た。すなわち、平均粒径が５０μｍのチタン金属粉末を円柱状に成形した。この際、一方の取り出しリード線として、チタンワイヤーの一部をチタン金属粉末に埋設して成形した。その後、この成形体を５×１０-6〜３×１０-7ｔｏｒｒの真空中、８００℃の温度で焼成して多孔性の焼結体を得た。
【００２３】次に、この多孔性の焼結体に図３に示す装置を用いて誘電体膜を形成した。
【００２４】すなわち、図３に示すように、０. ５モル／リットルの水酸化ストロンチウム水溶液を、水酸化ナトリウムを用いてｐＨ１３．５に調整した水熱処理溶液１２を準備した。次に、フッ素樹脂テフロン製ビーカー１１内で、この水熱処理溶液１２に多孔性の焼結体２および白金板１３を浸漬した。それとともに、オートクレーブ１４を密閉したときにも、外部の電源１５から、多孔性の焼結体２および白金板１３に電力を供給できるように、あらかじめ配線しておいた一対のフッ素樹脂コートを施した白金線１６を、多孔性の焼結体２および白金板１３に接続した。そして、ビーカー１１内の水熱処理液１２中に多孔性の焼結体２と白金板１３が浸漬された状態でオートクレーブ１４を密閉した。
【００２５】この状態で１５０℃まで昇温し、その後６０分間、この温度に保持して、水熱処理を行うと同時に、多孔性の焼結体２と白金板１３の間に直流電圧１０Ｖを印加して定電圧電解処理を施した。次に、処理後の多孔性の焼結体２を蒸留水中で十分に超音波洗浄した後、１２０℃で６０分間乾燥した。
【００２６】この方法により、図１に示すように、多孔性焼結体２の表面に厚さ約１. ０μｍのチタン酸ストロンチウムからなる誘電体膜３を形成した。
【００２７】つぎに、前記誘電体３を形成した前記多孔性の焼結体２を硝酸マンガン溶液に浸漬した後、温度２００〜４００℃で熱処理して、チタン酸ストロンチウムからなる誘電体膜３の表面に、二酸化マンガン層を形成する工程を５回行った。
【００２８】さらに、支持電解質とピロールモノマーを溶解した電解液中に、二酸化マンガン層を付けた多孔性の焼結体２を陽極として電解重合を行い、導電性の良好な層状のポリピロールを形成し、二層構造の導体または半導体からなる電極４を形成した。
【００２９】（実施例２）まず、実施例１と同様な方法で多孔性の焼結体を得た後、０．５モル／リットルの水酸化バリウム水溶液を水酸化ナトリウムを用いてｐＨ１４．０に調整した水熱処理溶液により、多孔性焼結体の全表面に厚さ約１．０μｍのチタン酸バリウムからなる誘電体膜を形成した。
【００３０】つぎに、前記誘電体膜を形成した多孔性の焼結体をニッケルのアルコキシド（例えば、日本化学産業製「ナフテックス」）に浸漬した後、温度３００〜４５０℃で熱処理して、誘電体膜の表面に酸化ニッケル層を形成する工程を５回行った。
【００３１】さらに、支持電解質とピロールモノマーを溶解した電解液中に、酸化ニッケル層を付けた多孔性の焼結体を陽極として電解重合を行い、導電性の良好な層状のポリピロールを形成した。
【００３２】（実施例３）まず、実施例２と同様な方法によって、多孔性の焼結体の全表面に厚さ約１．０μｍのチタン酸バリウムからなる誘電体膜を形成し、この焼結体を銅のアルコキシド（例えば、日本化学産業製「ナフテックス」）に浸漬した後、温度３００〜４５０℃の窒素雰囲気中で熱処理して、誘電体膜の表面に半導体の酸化銅（酸化銅と亜酸化銅の混合物）層を形成する工程を５回行った。
【００３３】さらに、支持電解質とピロールモノマーを溶解した電解液中に、酸化銅層を付けた多孔性焼結体を陽極として電解重合を行い、導電性の良好な層状のポリピロールを形成した。
【００３４】（実施例４）まず、実施例２と同様な方法によって、多孔性の焼結体の全表面に厚さ約１．０μｍのチタン酸バリウムからなる誘電体膜を形成した。
【００３５】つぎに、過マンガン酸カリウムの約０．３モル％水溶液を６５℃に加熱し、撹拌しながら、この中に前記誘電体膜を形成した多孔性の焼結体を浸漬し、メタノールと硝酸水溶液を滴下してｐＨを酸性にコントロールしながら、約１時間で厚さ約０．５μｍのＭｎＯ2 膜を生成させた。
【００３６】さらに、支持電解質とピロールモノマーを溶解した電解液中に、二酸化マンガン層を付けた多孔性の焼結体を陽極として電解重合を行い、導電性の良好な層状のポリピロールを形成した。
【００３７】（比較例）チタン酸ストロンチウムからなる誘電体膜を形成した多孔性の焼結体を硝酸マンガン溶液に浸漬した後、温度２００〜４００℃で熱処理して、誘電体膜の表面に金属酸化物の二酸化マンガン層を形成する工程を約２０回行った。
【００３８】以上のようにして得られた実施例１〜４および比較例の、誘電体膜と導体または半導体を形成した各多孔性の焼結体に対して、図２に示すように、通常の固体電解コンデンサと同様に、順次、コンデンサ素子５に対し、グラファイト層６、銀電極層７を設けて対向電極を形成し、他方のリード線８をはんだ９によって取り付け、外装樹脂１０を施してコンデンサとした。
【００３９】そして、これらの作製したコンデンサについて、静電容量（周波数１ｋＨｚ，電圧１Ｖｒｍｓ）、ｔａｎδ（周波数１ｋＨｚ，電圧１Ｖｒｍｓ）、絶縁抵抗（電圧６．３Ｖｄｃ、１２０秒）および等価直列抵抗（ＥＳＲ；周波数１００ｋＨｚ、電圧１Ｖｒｍｓ）について測定した結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】上記の結果から分かるように、導電性高分子化合物の層を形成しなかった比較例では、実施例１と同じ多孔性の焼結体、チタン酸ストロンチウム薄膜および金属酸化物に二酸化マンガンを用いているが等価直列抵抗が増加した。
【００４２】なお、本実施例においては、バリウムやストロンチウムのイオン源として水酸化物を用いたが、これに限定されるものではなく、ｐＨ調整剤についても水酸化ナトリウムに限らず、他の水酸化物、例えば水酸化カリウムや水酸化リチウム等を用いることが可能である。また、金属酸化物は硝酸塩とアルコキシドについて示されているが、これに限定されるものではない。また、導電性高分子材料はポリピロールが示されているが、ＴＣＮＱ型錯塩を用いることも可能である。
【００４３】
【発明の効果】上記の説明で明らかなように、本発明のコンデンサは、多孔性焼結体と、前記焼結体の表面に形成された誘電体膜と、前記誘電体膜の表面に形成された導体または半導体と、前記導体または半導体と導通し、前記焼結体と対向する対向電極を備えて構成されており、多孔性の焼結体の上に直接誘電体膜を形成することにより、小型、大容量のコンデンサが得られ、かつ、複雑な製造工程を必要とせず、容易に製造することができる。さらに、前記誘電体膜がペロブスカイト型複合酸化物を主成分とするために、単一酸化物に比べて誘電率が大きく、より大容量のコンデンサを得られる。
【００４４】また、前記誘電体膜の表面に形成された導電性高分子化合物は、導電性の良好なポリピロールからなるため、従来の二酸化マンガンのみからなるコンデンサに比べて等価直列抵抗が小さく、高周波特性に優れる点で、特に有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンデンサの多孔性の焼結体の部分断面図である。
【図２】本発明のコンデンサの断面図である。
【図３】多孔性の焼結体に誘電体膜を形成する装置の概略図である。
【符号の説明】
１ チタンワイヤー
２ 多孔性の焼結体
３ 誘電体膜
４ 導体または半導体からなる電極
５ コンデンサ素子
６ グラファイト層
７ 銀電極層
８ リード線
９ はんだ
１０ 外装樹脂
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、コンデンサに関し、詳しくは、小型で大きな静電容量を得ることが可能なコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の小型大容量コンデンサとしては、例えば、タンタル電解コンデンサ、アルミニウム電解コンデンサなどの電解コンデンサが知られている。
【０００３】タンタル電解コンデンサは、金属タンタルの陽極酸化皮膜を誘電体として利用したコンデンサであり、長寿命であること、温度特性が良好であること、小型化できること、周波数特性が比較的良好であることなどの特徴を有している。
【０００４】また、アルミニウム電解コンデンサは、上記のタンタル電解コンデンサよりも大きな静電容量を得ることができるという特徴を有しており、電源回路などに広く用いられている。
【０００５】さらに、上記の電解コンデンサのほかにも、小型大容量コンデンサとして、積層セラミックコンデンサが広く用いられている。この積層セラミックコンデンサは周波数特性が良好であることや絶縁抵抗が高いこと、また、単位体積当たりの静電容量が大きいことなどの特徴を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、タンタル電解コンデンサにおいては、タンタルの地金が高価であるため、製品であるコンデンサが高価なものになるという問題点があり、また、構造的に単一酸化物層を誘電体層に使用しているため、誘電体層を高誘電率化することが困難であり、したがって、大容量化には限界があるという問題点がある。
【０００７】また、アルミニウム電解コンデンサにおいては、アルミニウムの陽極酸化膜を誘電体層として利用しているが、漏れ電流が大きく、寿命が短いという問題点がある。
【０００８】さらに、上記のいずれの電解コンデンサにも極性があり、電気、電子回路に組み込む工程で、その方向（極性）を識別して組み込まなければならないため、実装工程での作業性が悪いという問題点と、等価直列抵抗が大きいために、高周波特性が悪いという問題点を併せてもっている。
【０００９】また、積層セラミックコンデンサにおいては、小型、大容量化を図るために、誘電体の厚みを薄くする試みがなされているが、１μｍを下回る誘電体の厚さで良好な積層構造を実現することはできていない。
【００１０】そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決し、複雑な製造工程を必要とせず、生産性に優れ、かつ、小型でありながら大容量を有し、高周波特性に優れたコンデンサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は請求項１において、コンデンサは、チタンを主成分とする金属よりなる多孔性の焼結体と、該焼結体の表面の少なくとも一部に形成された一般式ＡＴｉＯ3 （但し、ＡはＢａまたはＳｒ）で表されるペロブスカイト型複合酸化物を主成分とする誘電体膜と、該誘電体膜の表面に形成された導体または半導体と、該導体または半導体と導通し、前記焼結体と対向する対向電極とを備え、前記導体または半導体は、金属酸化物の上に導電性高分子化合物が形成された２層構造からなることを特徴とするものである。
【００１２】また、請求項２において、金属酸化物はマンガン、ニッケルおよび銅から選ばれた少なくとも１種類の金属酸化物からなることを特徴とするものである。
【００１３】また、請求項３において、金属酸化物は二酸化マンガンであることを特徴とするものである。
【００１４】また、請求項４において、導電性高分子材料はポリピロールまたはＴＣＮＱ型錯塩であることを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】本発明によれば、コンデンサにおいて、チタンを主成分とする金属よりなる多孔性の焼結体の表面に、一般式ＡＴｉＯ3 （但し、ＡはＢａまたはＳｒ）で表されるペロブスカイト型複合酸化物を主成分とする誘電体膜が形成され、さらにこの誘電体膜上に導体または半導体からなる電極が形成されているため、焼結体を大きくしなくとも、電極となる焼結体の表面積、および導体または半導体からなる電極の表面積を増大させることが可能になる。したがって、コンデンサ全体を大型化することなく、大きな静電容量を実現することができる。
【００１６】また、誘電体膜を、一般式ＡＴｉＯ3 （但し、ＡはＢａまたはＳｒ）で表されるペロブスカイト型複合酸化物膜を主成分として、焼結体表面に形成することにより、さらに大きな静電容量を実現することが可能になる。
【００１７】また、誘電体膜の表面に形成される導体または半導体は、金属酸化物の上に導電性高分子化合物が形成された２層構造からなることにより、誘電体膜と金属酸化物の間にはバリアが形成されて良好な絶縁性が得られ、導電性高分子によって対向電極に低抵抗で導かれる。そのため、高周波特性に優れたコンデンサを実現することが可能になる。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１９】図１は本発明のコンデンサの多孔性の焼結体部分の拡大断面図である。１は埋設されたチタンワイヤー、２は多孔性の焼結体、３は焼結体表面に形成された誘電体膜、４は誘電体膜表面に形成された導体または半導体からなる電極、をそれぞれ示している。
【００２０】図２は本発明のコンデンサの断面図である。１はチタンワイヤー、５は多孔性の焼結体からなるコンデンサ素子、６はグラファイト層、７は銀電極層、８はリード線、９ははんだ、１０は外装樹脂、をそれぞれ示している。
【００２１】図３は多孔性の焼結体に誘電体膜を形成する装置の概略図である。２は多孔性の焼結体、１１はフッ素樹脂製ビーカー、１２は水熱処理溶液、１３は白金板、１４はオートクレーブ、１５は直流電源、１６は白金線、をそれぞれ示している。
【００２２】（実施例１）まず、チタン金属からなる多孔性の焼結体を得た。すなわち、平均粒径が５０μｍのチタン金属粉末を円柱状に成形した。この際、一方の取り出しリード線として、チタンワイヤーの一部をチタン金属粉末に埋設して成形した。その後、この成形体を５×１０-6〜３×１０-7ｔｏｒｒの真空中、８００℃の温度で焼成して多孔性の焼結体を得た。
【００２３】次に、この多孔性の焼結体に図３に示す装置を用いて誘電体膜を形成した。
【００２４】すなわち、図３に示すように、０. ５モル／リットルの水酸化ストロンチウム水溶液を、水酸化ナトリウムを用いてｐＨ１３．５に調整した水熱処理溶液１２を準備した。次に、フッ素樹脂テフロン製ビーカー１１内で、この水熱処理溶液１２に多孔性の焼結体２および白金板１３を浸漬した。それとともに、オートクレーブ１４を密閉したときにも、外部の電源１５から、多孔性の焼結体２および白金板１３に電力を供給できるように、あらかじめ配線しておいた一対のフッ素樹脂コートを施した白金線１６を、多孔性の焼結体２および白金板１３に接続した。そして、ビーカー１１内の水熱処理液１２中に多孔性の焼結体２と白金板１３が浸漬された状態でオートクレーブ１４を密閉した。
【００２５】この状態で１５０℃まで昇温し、その後６０分間、この温度に保持して、水熱処理を行うと同時に、多孔性の焼結体２と白金板１３の間に直流電圧１０Ｖを印加して定電圧電解処理を施した。次に、処理後の多孔性の焼結体２を蒸留水中で十分に超音波洗浄した後、１２０℃で６０分間乾燥した。
【００２６】この方法により、図１に示すように、多孔性焼結体２の表面に厚さ約１. ０μｍのチタン酸ストロンチウムからなる誘電体膜３を形成した。
【００２７】つぎに、前記誘電体３を形成した前記多孔性の焼結体２を硝酸マンガン溶液に浸漬した後、温度２００〜４００℃で熱処理して、チタン酸ストロンチウムからなる誘電体膜３の表面に、二酸化マンガン層を形成する工程を５回行った。
【００２８】さらに、支持電解質とピロールモノマーを溶解した電解液中に、二酸化マンガン層を付けた多孔性の焼結体２を陽極として電解重合を行い、導電性の良好な層状のポリピロールを形成し、二層構造の導体または半導体からなる電極４を形成した。
【００２９】（実施例２）まず、実施例１と同様な方法で多孔性の焼結体を得た後、０．５モル／リットルの水酸化バリウム水溶液を水酸化ナトリウムを用いてｐＨ１４．０に調整した水熱処理溶液により、多孔性焼結体の全表面に厚さ約１．０μｍのチタン酸バリウムからなる誘電体膜を形成した。
【００３０】つぎに、前記誘電体膜を形成した多孔性の焼結体をニッケルのアルコキシド（例えば、日本化学産業製「ナフテックス」）に浸漬した後、温度３００〜４５０℃で熱処理して、誘電体膜の表面に酸化ニッケル層を形成する工程を５回行った。
【００３１】さらに、支持電解質とピロールモノマーを溶解した電解液中に、酸化ニッケル層を付けた多孔性の焼結体を陽極として電解重合を行い、導電性の良好な層状のポリピロールを形成した。
【００３２】（実施例３）まず、実施例２と同様な方法によって、多孔性の焼結体の全表面に厚さ約１．０μｍのチタン酸バリウムからなる誘電体膜を形成し、この焼結体を銅のアルコキシド（例えば、日本化学産業製「ナフテックス」）に浸漬した後、温度３００〜４５０℃の窒素雰囲気中で熱処理して、誘電体膜の表面に半導体の酸化銅（酸化銅と亜酸化銅の混合物）層を形成する工程を５回行った。
【００３３】さらに、支持電解質とピロールモノマーを溶解した電解液中に、酸化銅層を付けた多孔性焼結体を陽極として電解重合を行い、導電性の良好な層状のポリピロールを形成した。
【００３４】（実施例４）まず、実施例２と同様な方法によって、多孔性の焼結体の全表面に厚さ約１．０μｍのチタン酸バリウムからなる誘電体膜を形成した。
【００３５】つぎに、過マンガン酸カリウムの約０．３モル％水溶液を６５℃に加熱し、撹拌しながら、この中に前記誘電体膜を形成した多孔性の焼結体を浸漬し、メタノールと硝酸水溶液を滴下してｐＨを酸性にコントロールしながら、約１時間で厚さ約０．５μｍのＭｎＯ2 膜を生成させた。
【００３６】さらに、支持電解質とピロールモノマーを溶解した電解液中に、二酸化マンガン層を付けた多孔性の焼結体を陽極として電解重合を行い、導電性の良好な層状のポリピロールを形成した。
【００３７】（比較例）チタン酸ストロンチウムからなる誘電体膜を形成した多孔性の焼結体を硝酸マンガン溶液に浸漬した後、温度２００〜４００℃で熱処理して、誘電体膜の表面に金属酸化物の二酸化マンガン層を形成する工程を約２０回行った。
【００３８】以上のようにして得られた実施例１〜４および比較例の、誘電体膜と導体または半導体を形成した各多孔性の焼結体に対して、図２に示すように、通常の固体電解コンデンサと同様に、順次、コンデンサ素子５に対し、グラファイト層６、銀電極層７を設けて対向電極を形成し、他方のリード線８をはんだ９によって取り付け、外装樹脂１０を施してコンデンサとした。
【００３９】そして、これらの作製したコンデンサについて、静電容量（周波数１ｋＨｚ，電圧１Ｖｒｍｓ）、ｔａｎδ（周波数１ｋＨｚ，電圧１Ｖｒｍｓ）、絶縁抵抗（電圧６．３Ｖｄｃ、１２０秒）および等価直列抵抗（ＥＳＲ；周波数１００ｋＨｚ、電圧１Ｖｒｍｓ）について測定した結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】上記の結果から分かるように、導電性高分子化合物の層を形成しなかった比較例では、実施例１と同じ多孔性の焼結体、チタン酸ストロンチウム薄膜および金属酸化物に二酸化マンガンを用いているが等価直列抵抗が増加した。
【００４２】なお、本実施例においては、バリウムやストロンチウムのイオン源として水酸化物を用いたが、これに限定されるものではなく、ｐＨ調整剤についても水酸化ナトリウムに限らず、他の水酸化物、例えば水酸化カリウムや水酸化リチウム等を用いることが可能である。また、金属酸化物は硝酸塩とアルコキシドについて示されているが、これに限定されるものではない。また、導電性高分子材料はポリピロールが示されているが、ＴＣＮＱ型錯塩を用いることも可能である。
【００４３】
【発明の効果】上記の説明で明らかなように、本発明のコンデンサは、多孔性焼結体と、前記焼結体の表面に形成された誘電体膜と、前記誘電体膜の表面に形成された導体または半導体と、前記導体または半導体と導通し、前記焼結体と対向する対向電極を備えて構成されており、多孔性の焼結体の上に直接誘電体膜を形成することにより、小型、大容量のコンデンサが得られ、かつ、複雑な製造工程を必要とせず、容易に製造することができる。さらに、前記誘電体膜がペロブスカイト型複合酸化物を主成分とするために、単一酸化物に比べて誘電率が大きく、より大容量のコンデンサを得られる。
【００４４】また、前記誘電体膜の表面に形成された導電性高分子化合物は、導電性の良好なポリピロールからなるため、従来の二酸化マンガンのみからなるコンデンサに比べて等価直列抵抗が小さく、高周波特性に優れる点で、特に有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンデンサの多孔性の焼結体の部分断面図である。
【図２】本発明のコンデンサの断面図である。
【図３】多孔性の焼結体に誘電体膜を形成する装置の概略図である。
【符号の説明】
１ チタンワイヤー
２ 多孔性の焼結体
３ 誘電体膜
４ 導体または半導体からなる電極
５ コンデンサ素子
６ グラファイト層
７ 銀電極層
８ リード線
９ はんだ
１０ 外装樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】 チタンを主成分とする金属よりなる多孔性の焼結体と、該焼結体の表面の少なくとも一部に形成された一般式ＡＴｉＯ3 （但し、ＡはＢａまたはＳｒ）で表されるペロブスカイト型複合酸化物を主成分とする誘電体膜と、該誘電体膜の表面に形成された導体または半導体と、該導体または半導体と導通し、前記焼結体と対向する対向電極とを備え、前記導体または半導体は、金属酸化物の上に導電性高分子化合物が形成された二層構造からなることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】 金属酸化物はマンガン、ニッケルおよび銅から選ばれた少なくとも一種類の金属酸化物からなることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。
【請求項３】 金属酸化物は二酸化マンガンであることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。
【請求項４】 導電性高分子材料はポリピロールまたはＴＣＮＱ型錯塩であることを特徴とする請求項１、２および３のうちいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項１】 チタンを主成分とする金属よりなる多孔性の焼結体と、該焼結体の表面の少なくとも一部に形成された一般式ＡＴｉＯ3 （但し、ＡはＢａまたはＳｒ）で表されるペロブスカイト型複合酸化物を主成分とする誘電体膜と、該誘電体膜の表面に形成された導体または半導体と、該導体または半導体と導通し、前記焼結体と対向する対向電極とを備え、前記導体または半導体は、金属酸化物の上に導電性高分子化合物が形成された二層構造からなることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】 金属酸化物はマンガン、ニッケルおよび銅から選ばれた少なくとも一種類の金属酸化物からなることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。
【請求項３】 金属酸化物は二酸化マンガンであることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。
【請求項４】 導電性高分子材料はポリピロールまたはＴＣＮＱ型錯塩であることを特徴とする請求項１、２および３のうちいずれかに記載のコンデンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開平９−１７６８４
【公開日】平成９年（１９９７）１月１７日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−１６１０５３
【出願日】平成７年（１９９５）６月２７日
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【公開日】平成９年（１９９７）１月１７日
【国際特許分類】
【出願日】平成７年（１９９５）６月２７日
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
[ Back to top ]