当社は、世界で初めてタンタルコンデンサの陰極層に導電性高分子を採用することに成功し、チップ型ポリマータンタルコンデンサ「NeoCapacitor®」を製品化しております。そして、ポリマータンタルコンデンサでは世界最大のコンデンサメーカーKEMET社（米国）との合弁*¹により、KEMET社のポリマータンタルコンデンサ「KO-CAP^®」を合わせたポリマータンタルコンデンサの世界シェアは60%*²でNo.1となっており、幅広いラインアップを様々な市場に展開しております。

車載グレードのチップ型ポリマータンタルコンデンサの新製品「PS/Uシリーズ」および「F/PUシリーズ」は、小型で大容量、低ESR、高い安全性を持つポリマータンタルコンデンサの特長をそのままに、広い使用温度範囲と各種信頼性評価に加えAEC-Q200への準拠、そしてIATF16949取得工場で生産。これらの新シリーズは、先進運転支援システム（ADAS）やインフォテインメントなどの高機能化が著しい車載機器や各種産業機器など、長寿命・高信頼性が求められつつ省スペース化が必要な高性能機器への採用が期待されております。

車載グレードのポリマータンタルコンデンサ

PS/Uシリーズ B2ケース（3528-21）
3.5±0.2×2.8±0.2×1.9±0.1（mm）

F/PUシリーズ Sケース（3216-12）
3.2±0.2×1.6±0.2×1.1±0.1（mm）
※F/PUシリーズは下面電極構造

*1：2017年にKEMET社の完全子会社となり、KEMET社が2020年にYAGEO（台湾）の子会社となったことから、現在はYAGEOの子会社となっております。

*2：2017年、数量ベース。当社 キャパシタ（事）販売推進部推定。

タンタルとタンタルコンデンサに関する正しい理解

ポリマータンタルコンデンサは、陽極にタンタル（Ta）、陰極に導電性高分子（ポリマー）を使用したタンタルコンデンサです。材料であるタンタル、そしてタンタルコンデンサには問題があると言うことで敬遠する回路設計者が少なからず存在しますが、実際は過去の情報や誤解によるものが多いです。ポリマータンタルコンデンサの優れた性能によって、機器設計の課題を解決できる機会を誤解によって失わないように、まずはよくある誤解と事実をまとめました。

① タンタルの原材料は枯渇する？

タンタルの地球規模の推定埋蔵量と資源は多く、おそらく今後500年の地球規模の需要を満たすのに十分以上です。
出典：アメリカ地質調査研究所 Fact Sheet 2014-3054 June-2014

② タンタルは頻繁に原材料の供給問題が発生する？

近年コンデンサメーカーは原材料の供給不足を防ぐため多くの取り組みを行っています。2000年～2010年までは、①鉱石がシングルソース、②高コストな地下採掘、③鉱石価格がコストを下回ると価格が回復するまで採掘を休止、などの状況がありましたが、2010年以降は、①複数の国、鉱石採掘場所からの調達、②露天掘りと地下採掘の混合、③複数の国や鉱山による市場価格の決定、によって安定した供給が図られております。

③ タンタルは紛争鉱物なので使用してはならない？

すず、タンタル、タングステン、金はドット・フランク法にて規制対象鉱物資源として定義されており、RMI（Responsible Minerals Initiative）によってそれらの鉱石を製錬する精錬所に問題が無いことを認定する制度があります。そしてRMIによって認定された精錬所で精錬された原材料（コンフリクトフリー）の使用は認められています。トーキンとKEMETではすべての原材料がRMIに認定された精錬所由来であることを確認していることに加え、2012年にタンタルの精錬粉末事業を傘下に収めております。鉱石の製錬から最終製品であるコンデンサの製造まで垂直統合しているため、より厳格にコンフリクトフリーを実現できる体制を構築しております。

④ タンタルコンデンサは故障すると発火する？

従来の二酸化マンガン（MnO₂）を陰極に使用したタンタルコンデンサは、誘電体層にクラックなどが生じた場合、熱によって二酸化マンガンから酸素が発生し、タンタルと反応して発火する可能性があります。ただし、ポリマータンタルコンデンサは熱が発生してもポリマーが酸化、絶縁化して発火を抑制します（詳細は後述）。

ポリマータンタルコンデンサの特長

トーキンのポリマータンタルコンデンサは、従来のタンタルコンデンサの陰極に使用されていた二酸化マンガン（MnO₂）の代わりに、導電性高分子（ポリマー）を使用したコンデンサです。異なるのは陰極材料のみで、従来のタンタルコンデンサの小型大容量という特長を継承し、二酸化マンガンと比較して導電率が高い導電性高分子を用いることにより等価直列抵抗（ESR）を大幅に低減。また、二酸化マンガンタンタルコンデンサは故障発生時の発火が問題とされているが、ポリマータンタルコンデンサは、導電性高分子材料により高い安全性を確保しております。

小型大容量による省スペース化

ポリマータンタルコンデンサの特長である小型大容量により、複数のMLCC（積層セラミックコンデンサ）構成を例えば1個で置き換えることができ、基板スペースの削減が可能です。また、チップ型ケースであることから低背化要求にも対応できます。

良好なDCバイアス特性と温度特性により容量変動対策が大幅に軽減

ポリマータンタルコンデンサには、MLCCに見られるDCバイアスによる静電容量の減少がほとんどなく、温度変化による静電容量の減少も少ないことから、これらを見込んだ静電容量のマージン設計やコスト増を大幅に軽減できます。静電容量の変動は、回路が正常に動作しない、温度変動によって動作に異常が生じるなどの問題につながるので、非常に重要なポイントであります。

音鳴りが発生しない

MLCCはセラミック素材特有の圧電効果により、条件によって音鳴り（音響ノイズ）が発生する場合がありますが、ポリマータンタルコンデンサでは音鳴りは原理的には発生しません。使用する機器によって音鳴りは大きな問題となるので、対策が及ばない場合はコンデンサの種類の変更が必要になる場合があります。

高い安全性

タンタルコンデンサが敬遠される大きな理由として、故障時に発火の恐れがあることが挙げられます。これは事実ではありますが、発火の可能性があるのは従来の陰極が二酸化マンガンのタンタルであり、それも信頼性の確認が行われていないタイプのものです。トーキンのポリマータンタルコンデンサは陰極に導電性高分子を使用したことで、この問題を抑制しています。以下に、それぞれの故障時の振る舞いを示します。

従来のタンタルコンデンサは、二酸化マンガンがセラミックであり、温度が上昇してもその電気抵抗が著しく高くならないため電流が流れ続け、 タンタル（Ta）の発火に至る可能性がありますが、ポリマータンタルコンデンサは、ポリマーの酸化により絶縁化され電流が抑制されます。

高信頼性、少ないディレーティング要求

トーキンのポリマータンタルコンデンサは、ディレーティング要求が少なく、そのため、条件によってはより耐圧の低いものを使用できます。ディレーティング要求はメーカーによって異なりますが、その根拠となるのは製品の信頼性です。例としまして、他メーカーとのディレーティング要求の比較を示します。

車載グレードのチップ型ポリマータンタルコンデンサ：PS/UシリーズとF/PUシリーズ

PS/UシリーズおよびF/PUシリーズは、車載グレードのポリマータンタルコンデンサで、AEC-Q200に準拠しIATF16949取得工場にて生産されています。基本的な特長や安全性は前述の通りですが、両シリーズともに小型ケースを採用しており省スペース化に有用です。車載グレードとしての主な特長と、今回リリースされたラインアップを以下に示します。

主な特長

PS/Uシリーズ

F/PUシリーズ（下面電極構造）

アプリケーション

PS/UシリーズおよびF/PUシリーズは、車載システム、特にADASを構成するデバイスやインフォテインメントなどで省スペース化が必要な用途や、長寿命・高信頼性が求められる産業用PCや各種産業機器での採用が期待されています。ラインアップの定格電圧と静電容量から、高性能CPU、GPUやSoCの低電圧大電流電源ラインなどでのデカップリングやフィルタリングが主な直接的な用途となります。

まとめ

PS/UシリーズおよびF/PUシリーズは、車載グレードのチップ型ポリマータンタルコンデンサで、車載システムや長寿命・高信頼性が求められる各種産業機器などに向けた新製品です。広い温度範囲と信頼性評価に加えて、近年の車載グレードの基本となるAEC-Q200準拠に加えて、IATF16949 取得工場にて生産されています。

タンタルコンデンサと聞くと、特に故障時の発火の問題などから敬遠する向きが少なくありませんが、ポリマータンタルコンデンサは従来の二酸化マンガンタンタルコンデンサの小型で大容量という特長をそのままにESRを大幅に低減し、信頼性と安全性が十分確保されたタンタルコンデンサです。小型大容量、優れたDCバイアスおよび温度特性などの特長から、MLCCやアルミ電解コンデンサから置き換えることで、特に省スペース要求が厳しいアプリケーションへの貢献が期待できます。

当社は、国内において車載グレード品を広く展開する方針の基に、これらのシリーズのサポートを強化し、ラインアップ拡充をすすめて参ります。