コンデンサ技術が高度化、相次ぎ新製品

 コンデンサは、成長著しい分野で新製品が相次いで開発されている。スマートフォンやタブレットPCといったモバイル機器向けに小型、薄型で高性能なコンデンサの技術が高度化。一方では、太陽光発電、エコカーなど、再生可能エネルギーや環境保全をキーワードにした新しい需要分野に向けての高性能コンデンサの開発も活発化してきた。これまでにない新しいマテリアル、プロセス技術を駆使している。

 スマートフォンやタブレット端末など小型、薄型、軽量で、高機能化するモバイル機器では、より小型化が要求される。また、高機能化に伴い電池の長寿命化、低消費電力化が強く求められている。対応する積層セラミックコンデンサは、0603サイズ、0402サイズといった極小チップにおける大容量化技術が進展。

IC電源向け、低ESL化が課題に
電源回路向けにはコンデンサの振動による「音鳴き」が設計課題となっており、金属端子付きタイプの積層セラミックコンデンサの搭載が進む。さらにICを駆動するDC―DCコンバータでは、IC1個当たり数十個の積層セラミックコンデンサが使用される。その点数削減のために低ESLコンデンサの要求が活発化。LW逆転タイプ、3端子タイプでの小型化、高性能化に向けた開発に弾みがつく。

タンタルコンデンサは、導電性高分子タイプ、マンガン電極タイプのいずれも大容量化の方向性としてタンタル粉末の微粉化技術の進展による高CVタンタル粉末の開発とその使いこなしが1つのポイント。現在では150kCV以上の高CVタンタル粉末が使用され、小型、薄型、大容量化技術が進展している。構造的には薄型化への対応が活発。体積当たりの容量アップの目的を含めて、端子構造を工夫した下面電極タイプ、リードフレームレスタイプの製品が充実している。

導電性高分子アルミ固体電解コンデンサは、小型、大容量で、低ESRを特徴としている。新製品としては、素子収納方法をアルミケースと封口ゴムからモールド樹脂パッケージに変更することで、体積効率を改善するとともに低背化を実現した新パッケージングを採用した巻回型が開発された。
また、厚みがわずか0.15ミリメートルの極薄チップが登場。これまでの巻回型および積層タイプにない新しい構造。積層セラミックコンデンサの大容量領域への参入が可能。

さらに電解質に導電性高分子と電解液の双方を複合使用した導電性高分子ハイブリッドアルミ電解コンデンサが開発された。ESRは、低ESR型アルミ電解コンデンサ(125℃対応)に対して約10分の1相当の20―120mΩ、洩れ電流は従来の導電性高分子アルミ固体電解コンデンサの約20分の1に低減した。

パワーコンデンサの開発活発化
一方、再生可能エネルギーやEV、HEVといったエコカーの分野ではパワーコンデンサの開発が活発化している。

大容量を特徴としているアルミ電解コンデンサは、特にネジ端子型、ラグ端子型といった大型品での新製品が相次いで開発されている。特にインバータ向けの高電圧化に向けての技術開発が活発。

フィルムコンデンサの場合もアルミ電解コンデンサと同様に再生可能エネルギーやエコカー分野が一大市場になってきた。風力発電向けでは、高電圧、大容量、メンテナンスフリーを実現するための、安全性強化、耐用期間からの長寿命化、さらに振動などの耐環境性能を満足する製品が望まれている。太陽光発電向けは、高電圧、低ESR、信頼性、長寿命を満足するフィルムコンデンサが要求されている。

さらに次世代の低損失送電システムとして注目されている高圧直流(HVDC)送電に向けた誘電体フィルムを使用したパワーコンデンサへの本格的な取り組みが始まっている。

パワーエレクトロニクス分野では、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタといった蓄電、エネルギー回生の用途が広がっている。キャパシタは、大量の電気を瞬時に充放電でき、繰り返し使用しても劣化が少ないのが大きな特徴。

これまで時間を短縮するために複合機に採用されているのをはじめ、UPSでは鉛蓄電池に代わって、環境を配慮する形で搭載が始まった。また、建機は油圧からモーター駆動へとなり、ハイブリッド建機の登場でキャパシタが利用されている。さらに太陽光発電からの変換した電気エネルギーを蓄電に、夜間に点灯するLED照明灯への応用も始まった。これらに加え、今後エコカーでの搭載が期待されている。減速エネルギー回生システムやアイドリングストップ向けなどでの採用が始まる。