JP2002299171A - Solid electrolytic capacitor and manufacturing method therefor - Google Patents
Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、固体電解コンデ
ンサの製造方法にかかり、特に導電性高分子を電解質に
用いた固体電解コンデンサに関する。The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, and more particularly, to a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer as an electrolyte.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体電解コンデンサに用いる固体電解質
としては、二酸化マンガンや７、７、８、８−テトラシ
アノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体が知られている。ま
た、近年では３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸
化剤との化学重合反応により生成されるポリエチレンジ
オキシチオフェンが知られている。2. Description of the Related Art Manganese dioxide and a complex of 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ) are known as solid electrolytes used for solid electrolytic capacitors. In recent years, polyethylene dioxythiophene produced by a chemical polymerization reaction between 3,4-ethylenedioxythiophene and an oxidizing agent has been known.
【０００３】二酸化マンガンからなる固体電解質層は、
硝酸マンガン水溶液に、タンタルの焼結体からなる陽極
素子を浸漬し、３００℃〜４００℃前後の温度で熱分解
して生成している。このような固体電解質層を用いたコ
ンデンサでは、硝酸マンガンの熱分解の際に酸化皮膜層
が破損し易く、そのため漏れ電流が大きくなる傾向が見
られ、また二酸化マンガン自体の比抵抗も高いためにイ
ンピーダンス特性において充分満足できる特性を得るこ
とは困難であった。また熱処理によるリード線の損傷も
あり、後工程として接続用の外部端子を別途設ける必要
があった。A solid electrolyte layer made of manganese dioxide is
The anode element made of a sintered body of tantalum is immersed in an aqueous solution of manganese nitrate, and is produced by thermal decomposition at a temperature of about 300 to 400 ° C. In such a capacitor using a solid electrolyte layer, the oxide film layer is easily damaged during the thermal decomposition of manganese nitrate, which tends to increase the leakage current, and the specific resistance of manganese dioxide itself is high. It has been difficult to obtain sufficiently satisfactory impedance characteristics. In addition, the lead wire was damaged by the heat treatment, and it was necessary to separately provide an external terminal for connection as a later process.
【０００４】ＴＣＮＱ錯体を用いた固体電解コンデンサ
としては、特開昭５８−１９１４１４号公報に記載され
たものなどが知られており、ＴＣＮＱ錯体を熱溶融して
陽極電極に浸漬、塗布して固体電解質層を形成してい
る。このＴＣＮＱ錯体は、導電性が高く、周波数特性や
温度特性において良好な結果を得ることができる。しか
し、ＴＣＮＱ錯体は溶融したのち短時間で絶縁体に移行
する性質があるため、コンデンサの製造過程における温
度管理が困難であるほか、ＴＣＮＱ錯体自体が耐熱性に
欠けるため、プリント基板に実装する際の半田熱により
著しい特性変動が見られる。As a solid electrolytic capacitor using a TCNQ complex, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-191414 is known. An electrolyte layer is formed. This TCNQ complex has high conductivity and can obtain good results in frequency characteristics and temperature characteristics. However, since the TCNQ complex has the property of transferring to an insulator in a short time after being melted, it is difficult to control the temperature in the manufacturing process of the capacitor, and since the TCNQ complex itself lacks heat resistance, it is difficult to mount it on a printed circuit board. A remarkable characteristic change is seen by the solder heat.
【０００５】これら二酸化マンガンやＴＣＮＱ錯体の持
つ不都合を解決するため、ポリピロール等の導電性高分
子を固体電解質層として用いることが試みられている。
特に近年では、３，４−エチレンジオキシチオフェンと
酸化剤との化学重合反応が緩やかなことに着目し、巻回
型のコンデンサ素子の内部に緻密で均一なポリエチレン
ジオキシチオフェンからなる固体電解質層を生成して電
気的特性に優れかつ大容量の固体電解コンデンサが実現
されている。[0005] In order to solve the disadvantages of these manganese dioxide and TCNQ complexes, attempts have been made to use a conductive polymer such as polypyrrole as a solid electrolyte layer.
Particularly in recent years, focusing on the fact that the chemical polymerization reaction between 3,4-ethylenedioxythiophene and an oxidizing agent is slow, a solid electrolyte layer made of dense and uniform polyethylenedioxythiophene is wound inside a spirally wound capacitor element. To realize a solid electrolytic capacitor having excellent electric characteristics and a large capacity.
【０００６】ポリエチレンジオキシチオフェンは、３，
４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤との化学重合
反応により生成されるが、具体的には、陽極電極箔と陰
極電極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素
子に、３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤と
を含浸し、熱処理により化学重合反応を促進させ、両極
電極箔と密着する、緻密で均一な電解質層をセパレータ
内に形成している（特開平１０−３４０８３１号公
報）。[0006] Polyethylene dioxythiophene is
It is produced by a chemical polymerization reaction between 4-ethylenedioxythiophene and an oxidizing agent. Specifically, 3,4-ethylene is added to a capacitor element in which an anode electrode foil and a cathode electrode foil are wound via a separator. The separator is impregnated with dioxythiophene and an oxidizing agent, promotes a chemical polymerization reaction by heat treatment, and forms a dense and uniform electrolyte layer in the separator, which is in close contact with the bipolar electrode foil (JP-A-10-340831). .
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、環境保護の
観点から、電子機器の基板に電解コンデンサなどの電子
部品を実装する際、鉛を含まないハンダを用いることが
検討されている。このような鉛を含まないハンダを用い
た実装では、ハンダ付け温度、リフロー温度が鉛を含む
ハンダを用いた場合よりも高温になることが指摘されて
いるため（おおむね２０〜３０℃の温度上昇を伴うと言
われている）、電子部品においても、従来より高温にな
るハンダ付け温度に対応した仕様が各種検討されてい
る。From the viewpoint of environmental protection, it has been studied to use lead-free solder when mounting an electronic component such as an electrolytic capacitor on a substrate of an electronic device. It has been pointed out that the soldering temperature and the reflow temperature in such mounting using lead-free solder are higher than those in the case of using lead-containing solder (temperature rise of about 20 to 30 ° C.). Various specifications have also been studied for electronic components that correspond to soldering temperatures that are higher than before.
【０００８】ポリエチレンジオキシチオフェンを用いた
固体電解コンデンサの場合、高い温度でハンダ付けをす
ると漏れ電流特性が増大する傾向がある。このような、
高い温度でのハンダ付けによる漏れ電流特性の増大は、
場合によっては初期値の１０〜２００倍にも達する。そ
のメカニズムは不明だが、熱ストレスの影響が考えら
れ、求められる特性としては、ハンダ付け後も初期値と
同レベルが望ましいが、少なくとも製品規格値以内の漏
れ電流特性を維持している必要がある。In the case of a solid electrolytic capacitor using polyethylene dioxythiophene, when soldering is performed at a high temperature, leakage current characteristics tend to increase. like this,
The increase in leakage current characteristics due to soldering at high temperatures
In some cases, it reaches 10 to 200 times the initial value. Although the mechanism is unknown, the effects of thermal stress are considered, and the required characteristics are preferably the same level as the initial value after soldering, but it is necessary to maintain at least the leakage current characteristics within the product standard value .
【０００９】このような、ハンダ付け後の漏れ電流特性
を、製品規格値以内に維持するには、３，４−エチレン
ジオキシチオフェンと酸化剤との化学重合反応における
熱処理温度を高温にすると実現できることが判明してい
る。しかし一方で、重合反応の熱処理温度を高くする
と、ショートの発生が頻発するなど耐電圧特性に悪影響
が及ぶことも判明している。In order to maintain such a leakage current characteristic after soldering within a product specification value, a high heat treatment temperature in a chemical polymerization reaction between 3,4-ethylenedioxythiophene and an oxidizing agent is realized. It turns out we can. However, it has also been found that increasing the heat treatment temperature of the polymerization reaction adversely affects withstand voltage characteristics, such as frequent occurrence of short circuits.
【００１０】この発明は、高温での熱処理による化学重
合反応によって、酸化剤の溶媒や未反応のモノマーが蒸
散し、ポリエチレンジオキシチオフェンを用いた固体電
解コンデンサの漏れ電流特性を改善することができると
の知見に基づきなされたもので、高い温度でのハンダ付
けによっても電気的特性に影響が及ばない固体電解コン
デンサ及びその製造方法の実現を目的としている。According to the present invention, the solvent of the oxidizing agent and the unreacted monomer evaporate due to the chemical polymerization reaction by the heat treatment at a high temperature, and the leakage current characteristic of the solid electrolytic capacitor using polyethylene dioxythiophene can be improved. It is an object of the present invention to realize a solid electrolytic capacitor in which electrical characteristics are not affected even by soldering at a high temperature and a method of manufacturing the same.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明は、陽極電極箔
と陰極電極箔とをセパレータを介して巻回したコンデン
サ素子に、重合性モノマーと酸化剤とを含浸し、熱処理
による化学重合でコンデンサ素子内に導電性ポリマーを
生成した後、コンデンサ素子を外装ケースに収納すると
ともに外装ケースの開口部を密封し、その後に、２００
℃以上３００℃以下の温度下で、３０秒ないし１２０秒
放置することを特徴とし、またこのような製造方法によ
って製造された固体電解コンデンサであることを特徴と
している。According to the present invention, a capacitor element in which an anode electrode foil and a cathode electrode foil are wound through a separator is impregnated with a polymerizable monomer and an oxidizing agent, and the capacitor element is chemically polymerized by heat treatment. After the conductive polymer is generated in the element, the capacitor element is housed in the outer case and the opening of the outer case is sealed.
It is characterized by being left at a temperature of not less than 300 ° C. and not more than 300 ° C. for 30 seconds to 120 seconds, and is characterized by being a solid electrolytic capacitor manufactured by such a manufacturing method.
【００１２】そして、上記の発明において、重合性モノ
マーがチオフェン誘電体であり、さらにチオフェン誘電
体が３，４−エチレンジオキシチオフェンであることを
特徴としている。In the above invention, the polymerizable monomer is a thiophene dielectric, and the thiophene dielectric is 3,4-ethylenedioxythiophene.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】次いで、本発明の実施の形態を、
図面を用いて説明する。図１は、本発明の固体電解コン
デンサの製造方法では、アルミニウム等の弁作用金属か
らなり表面に酸化皮膜層が形成された陽極電極箔１と、
陰極電極箔２とを、ビニロン繊維、ポリエチレンテレフ
タレート繊維等の合成繊維を主体とする不織布からなる
セパレータ３を介して巻回してコンデンサ素子５を形成
している。そして、このコンデンサ素子５に、重合性モ
ノマーと溶媒中の酸化剤とを含浸し、あるいは重合性モ
ノマーと溶媒中の酸化剤とを混合した溶液を含浸し、コ
ンデンサ素子５中での化学重合反応により生成した導電
性ポリマーを固体電解質層としてセパレータ３で保持し
ている。Next, an embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present invention, in which an anode electrode foil 1 made of a valve metal such as aluminum and having an oxide film layer formed on a surface thereof;
The capacitor element 5 is formed by winding the cathode electrode foil 2 and the separator 3 made of a nonwoven fabric mainly composed of synthetic fibers such as vinylon fiber and polyethylene terephthalate fiber. Then, the capacitor element 5 is impregnated with a polymerizable monomer and an oxidizing agent in a solvent, or is impregnated with a solution obtained by mixing a polymerizable monomer and an oxidizing agent in a solvent. Is held by the separator 3 as a solid electrolyte layer.
【００１４】上記の導電性モノマーとしては（化１）で
示されるチオフェン誘電体を挙げることができ、なかで
も反応性、電気特性の良好な３，４−エチレンジオキシ
チオフェンが好適である。Examples of the conductive monomer include a thiophene dielectric represented by the following chemical formula (1). Among them, 3,4-ethylenedioxythiophene having good reactivity and good electrical properties is preferable.
【化１】 ここで、ＸはＯまたはＳ、ＸがＯのとき、Ａはアルキレ
ン、またはポリオキシアルキレン、Ｘの少なくとも一方
がＳのとき、Ａはアルキレン、ポリオキシアルキレン、
置換アルキレン、置換ポリオキシアルキレン、ここで、
置換基はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基であ
る。Embedded image Here, X is O or S, when X is O, A is alkylene or polyoxyalkylene, when at least one of X is S, A is alkylene, polyoxyalkylene,
Substituted alkylene, substituted polyoxyalkylene, wherein
The substituent is an alkyl group, an alkenyl group, or an alkoxy group.
【００１５】陽極電極箔１は、アルミニウム等の弁作用
金属からなり、その表面を、塩化物水溶液中での電気化
学的なエッチング処理により粗面化して多数のエッチン
グピットを形成している。更にこの陽極電極箔１の表面
には、ホウ酸アンモニウム等の水溶液中で電圧を印加し
て誘電体となる酸化皮膜層を形成している。陰極電極箔
２は、陽極電極箔１と同様にアルミニウム等からなり、
表面にエッチング処理のみが施されているものを用い
る。The anode electrode foil 1 is made of a valve metal such as aluminum, and its surface is roughened by electrochemical etching in a chloride aqueous solution to form a large number of etching pits. Further, on the surface of the anode electrode foil 1, a voltage is applied in an aqueous solution of ammonium borate or the like to form an oxide film layer serving as a dielectric. The cathode electrode foil 2 is made of aluminum or the like, like the anode electrode foil 1,
A material whose surface has been subjected to only etching treatment is used.
【００１６】陽極電極箔１及び陰極電極箔２にはそれぞ
れの電極を外部に接続するためのリード線４が、ステッ
チ、超音波溶接等の公知の手段により接続されている。
このリード線４は、アルミニウム等からなり、陽極電極
箔１、陰極電極箔２との接続部と外部との電気的な接続
を担う外部接続部からなり、巻回したコンデンサ素子５
の端面から導出される。Lead wires 4 for connecting the respective electrodes to the outside are connected to the anode electrode foil 1 and the cathode electrode foil 2 by known means such as stitching and ultrasonic welding.
The lead wire 4 is made of aluminum or the like, and has an external connection portion for electrically connecting a connection portion with the anode electrode foil 1 and the cathode electrode foil 2 to the outside.
From the end face of
【００１７】セパレータ３は、合成繊維を主体とする不
織布で、この他に合成繊維と、ガラス繊維、紙繊維など
とを混抄した不織布を用いることもできる。なお、上記
不織布は、坪量が６〜３６ｇ／ｍ2 、繊維径５〜３０μ
ｍ、厚さ３０〜１５０μｍ、密度０．２〜０．５ｇ／ｍ
3 のものを用いている。The separator 3 is a non-woven fabric mainly composed of synthetic fibers. In addition, a non-woven fabric in which synthetic fibers, glass fibers, paper fibers and the like are mixed may be used. The nonwoven fabric has a basis weight of 6 to 36 g / m 2 and a fiber diameter of 5 to 30 μm.
m, thickness 30-150 μm, density 0.2-0.5 g / m
Three of them are used.
【００１８】コンデンサ素子５は、上記の陽極電極箔１
と陰極電極箔２とを、セパレータ３を間に挟むようにし
て巻き取って形成している。両極電極箔１、２の寸法
は、製造する固体電解コンデンサの仕様に応じて任意で
あり、セパレータ３も両極電極箔１、２の寸法に応じて
これよりやや大きい幅寸法のものを用いればよい。The capacitor element 5 is made of the above-mentioned anode electrode foil 1
And the cathode electrode foil 2 are wound up with the separator 3 interposed therebetween. The dimensions of the bipolar electrode foils 1 and 2 are arbitrary according to the specifications of the solid electrolytic capacitor to be manufactured, and the separator 3 may have a width slightly larger than this according to the dimensions of the bipolar electrode foils 1 and 2. .
【００１９】モノマーである３，４−エチレンジオキシ
チオフェンは、特開平２−１５６１１号公報等により開
示された公知の製法により得ることができる。また、酸
化剤は、溶媒であるブタノールに溶解したｐ−トルエン
スルホン酸第二鉄を用いており、酸化剤はブタノールに
対して４０重量％ないし５５重量％の濃度、好ましくは
４５重量％ないし５０重量％であると良好な結果が得ら
れる。また、この酸化剤におけるブタノールとｐ−トル
エンスルホン酸第二鉄の比率は任意でよいが、モノマー
との配合比は１：２ないし１：１５の範囲が好適であ
る。The monomer, 3,4-ethylenedioxythiophene, can be obtained by a known production method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-15611. As the oxidizing agent, ferric p-toluenesulfonate dissolved in butanol as a solvent is used, and the oxidizing agent has a concentration of 40 to 55% by weight, preferably 45 to 50% by weight based on butanol. Good results are obtained with a percentage by weight. The ratio of butanol to ferric p-toluenesulfonate in this oxidizing agent may be arbitrary, but the mixing ratio with the monomer is preferably in the range of 1: 2 to 1:15.
【００２０】そして、コンデンサ素子５に好ましくは少
なくとも２回以上の異なる温度による熱処理を施してコ
ンデンサ素子５中での化学重合反応によるポリエチレン
ジオキシチオフェンを生成する。Then, the capacitor element 5 is subjected to heat treatment, preferably at least twice, at different temperatures to produce polyethylene dioxythiophene by a chemical polymerization reaction in the capacitor element 5.
【００２１】２回以上の異なる温度による熱処理のう
ち、１回目の熱処理の温度及び時間は酸化剤の溶媒の種
類、工程時間等により任意だが、溶媒がブタノールであ
る場合は、実験の結果、温度をブタノールの沸点よりも
低い２０℃ないし９０℃とすると良好な特性を得ること
ができる。そして、２回目以降の熱処理の温度は、１回
目の熱処理温度よりも高い９０℃を越え２００℃以下の
温度範囲で５分〜１２０分間施している。この熱処理時
間は１２０分を越えても本発明の効果は得られるが、工
程時間の効率を考慮すると１２０分以下が好ましい。そ
して、熱処理温度が高すぎると耐電圧特性に悪影響が及
ぶので、９０℃を越え１２０℃以下の温度範囲がさらに
好ましい。Of the heat treatments at two or more different temperatures, the temperature and the time of the first heat treatment are optional depending on the kind of the solvent of the oxidizing agent, the process time and the like. If the temperature is set to 20 ° C. to 90 ° C. lower than the boiling point of butanol, good characteristics can be obtained. The second and subsequent heat treatments are performed for 5 minutes to 120 minutes in a temperature range of more than 90 ° C. and 200 ° C. or less, which is higher than the temperature of the first heat treatment. Although the effect of the present invention can be obtained even if the heat treatment time exceeds 120 minutes, it is preferably 120 minutes or less in consideration of the efficiency of the process time. If the heat treatment temperature is too high, the withstand voltage characteristics are adversely affected. Therefore, a temperature range of more than 90 ° C. and 120 ° C. or less is more preferable.
【００２２】そして、このコンデンサ素子を外装ケース
に収納し、開口部を加締め加工によって、密封する。Then, the capacitor element is housed in an outer case, and the opening is sealed by caulking.
【００２３】その後、２００℃以上３００℃以下の温度
下で、３０秒ないし１２０秒放置する。Thereafter, it is left at a temperature of 200 ° C. or more and 300 ° C. or less for 30 seconds to 120 seconds.
【００２４】最後に、加熱、電圧印加してエージングを
行い、固体電解コンデンサが形成される。Finally, aging is performed by heating and applying a voltage to form a solid electrolytic capacitor.
【００２５】通常、３，４−エチレンジオキシチオフェ
ンと溶媒中の酸化剤とを混合した場合、室温以上の熱処
理において化学重合反応は進行してポリエチレンジオキ
シチオフェンが生成されるが、コンデンサ素子５内の溶
媒や未反応のモノマー残留物が多くなり、各種の電気特
性特にリフロー特性に悪影響を及ぼしてしまう。Normally, when 3,4-ethylenedioxythiophene and an oxidizing agent in a solvent are mixed, the chemical polymerization reaction proceeds by heat treatment at room temperature or higher to produce polyethylenedioxythiophene. The amount of the solvent and unreacted monomer residues increases, which adversely affects various electric characteristics, particularly reflow characteristics.
【００２６】そこで、この発明のように、電解質を形成
したコンデンサ素子を外装ケースに収納、密閉した後
に、２００℃以上３００℃以下の温度したで、３０秒な
いし１２０秒放置することによって、残留する溶媒や未
反応のモノマーをガス化させてしまう。その後にエージ
ングすることによって、所定の電気特性をもつ固体電解
コンデンサを得ることができる。したがって、これらの
残留物による電気特性の悪影響を防止することができ
る。特にリフロー試験において、リフロー中の残留物の
ガス化が抑制されるので、コンデンサケースの膨れやそ
れに伴う電気特性の劣化を防止することができる。ここ
で、放置時間が１２０秒を越えても本発明の効果は得ら
れるものであるが、効果は同等であるので工程時間の効
率を考えると１２０秒以下が好ましい。Therefore, as in the present invention, the capacitor element formed with the electrolyte is housed in an outer case, sealed, and then left at a temperature of 200 ° C. or more and 300 ° C. or less for 30 seconds to 120 seconds to remain. It gasifies the solvent and unreacted monomers. After aging, a solid electrolytic capacitor having predetermined electrical characteristics can be obtained. Therefore, it is possible to prevent adverse effects on the electrical characteristics due to these residues. In particular, in the reflow test, gasification of the residue during the reflow is suppressed, so that it is possible to prevent the capacitor case from swelling and the accompanying deterioration in electrical characteristics. Here, the effect of the present invention can be obtained even if the leaving time exceeds 120 seconds, but the effect is the same, so that considering the efficiency of the process time, 120 seconds or less is preferable.
【００２７】[0027]
【実施例】次に、発明における固体電解コンデンサの製
造方法を具体的に説明する。陽極電極箔１及び陰極電極
箔２は、弁作用金属、例えばアルミニウム、タンタルか
らなり、その表面には予めエッチング処理が施されて表
面積が拡大されている。陽極電極箔１については、更に
化成処理が施され、表面に酸化アルミニウムからなる酸
化皮膜層が形成されている。この陽極電極箔１及び陰極
電極箔２を、ビニロン繊維を主体とする不織布からなる
セパレータ３を介して巻回し、コンデンサ素子５を得
る。Next, a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present invention will be specifically described. The anode electrode foil 1 and the cathode electrode foil 2 are made of a valve metal, for example, aluminum or tantalum, and the surfaces thereof have been subjected to an etching treatment in advance to increase the surface area. The anode electrode foil 1 is further subjected to a chemical conversion treatment to form an oxide film layer made of aluminum oxide on the surface. The anode electrode foil 1 and the cathode electrode foil 2 are wound via a separator 3 made of a non-woven fabric mainly composed of vinylon fibers to obtain a capacitor element 5.
【００２８】この実施例において、コンデンサ素子５
は、径寸法が１０φ、縦寸法が８ｍｍ、また定格電圧１
６ＷＶ、定格静電容量１８０μＦのものを用いている。
なおコンデンサ素子５の陽極電極箔１、陰極電極箔２に
はそれぞれリード線４が電気的に接続され、コンデンサ
素子５の端面から突出している。In this embodiment, the capacitor element 5
Has a diameter of 10φ, a vertical dimension of 8 mm, and a rated voltage of 1.
6 WV and a rated capacitance of 180 μF are used.
Lead wires 4 are electrically connected to the anode electrode foil 1 and the cathode electrode foil 2 of the capacitor element 5, respectively, and protrude from the end face of the capacitor element 5.
【００２９】このコンデンサ素子５に、３，４−エチレ
ンジオキシチオフェンと酸化剤とを含浸する。酸化剤
は、ブタノールに対して５０重量％の配分で溶解したｐ
−トルエンスルホン酸第二鉄を用い、３，４−エチレン
ジオキシチオフェンに対して酸化剤を１：５で含浸し
た。This capacitor element 5 is impregnated with 3,4-ethylenedioxythiophene and an oxidizing agent. The oxidizing agent was dissolved in p butanol in a proportion of 50% by weight.
Using ferric toluenesulfonate, 3,4-ethylenedioxythiophene was impregnated with an oxidizing agent at a ratio of 1: 5.
【００３０】次いで、３，４−エチレンジオキシチオフ
ェンと酸化剤とを含浸したコンデンサ素子１０に、６０
℃で１時間の熱処理を施して化学重合反応を促進させ
る。この時の熱処理では、緩やかに化学重合反応は進
み、陽極電極箔１のエッチングピット８の内部にポリマ
ーであるポリエチレンジオキシチオフェンが生成され
る。一方、溶媒であるブタノールは完全には除去され
ず、したがって、以降の熱処理でも化学重合反応は進行
することになる。次いで、１２０℃または１５０℃で１
時間の熱処理を施し、化学重合反応を更に促進させて重
合度を上げる。Next, the capacitor element 10 impregnated with 3,4-ethylenedioxythiophene and an oxidizing agent
Heat treatment at 1 ° C. for 1 hour accelerates the chemical polymerization reaction. In the heat treatment at this time, the chemical polymerization reaction proceeds slowly, and polyethylene dioxythiophene as a polymer is generated inside the etching pits 8 of the anode electrode foil 1. On the other hand, butanol as a solvent is not completely removed, and therefore, the chemical polymerization reaction proceeds even in the subsequent heat treatment. Then, at 120 ° C or 150 ° C,
Heat treatment is performed for a long time to further promote the chemical polymerization reaction to increase the degree of polymerization.
【００３１】このようにして形成された、陽極電極箔１
と陰極電極箔２との間に介在したセパレータ３が固体電
解質層を保持したコンデンサ素子５を、外装樹脂層で覆
い、あるいは外装ケースに収納して外装ケースの開口部
を封口ゴム等で封止する。The anode electrode foil 1 thus formed
The capacitor element 5 holding the solid electrolyte layer by the separator 3 interposed between the capacitor element 5 and the cathode electrode foil 2 is covered with an outer resin layer or housed in an outer case and the opening of the outer case is sealed with a sealing rubber or the like. I do.
【００３２】そして、２００、２５０℃、３０〜３００
秒、放置し、その後に、加熱、電圧印加してエージング
を行い、固体電解コンデンサを形成する。Then, at 200, 250 ° C., 30 to 300
After standing for a few seconds, aging is performed by heating and applying a voltage to form a solid electrolytic capacitor.
【００３３】次に、以上の実施例による固体電解コンデ
ンサにおいて、放置の条件による初期特性とリフロー後
の特性について、二回目の熱処理を１２０℃、１時間で
行った結果を（表１）に、１５０℃、１時間で行った結
果を（表２）に示す。Next, in the solid electrolytic capacitor according to the above embodiment, the results of the second heat treatment performed at 120 ° C. for 1 hour with respect to the initial characteristics under the conditions of standing and the characteristics after reflow are shown in Table 1. The results obtained at 150 ° C. for 1 hour are shown in Table 2.
【００３４】[0034]
【表１】 [Table 1]
【００３５】[0035]
【表２】 [Table 2]
【００３６】表１から明らかなように、固体電解質を形
成したコンデンサ素子を外装ケースに収納、密封した
後、２００〜２５０℃、３０〜１２０℃の条件下で高温
放置することにより、ＥＳＲ特性等の電気的特性に悪影
響を及ぼすことなく、ハンダ付け後の電気的特性、特に
漏れ電流特性が、改善できるようになる。また、二回目
の熱処理が１５０℃の方が１２０℃より、ハンダ付け後
の漏れ電流特性はより改善されている。As is clear from Table 1, the capacitor element formed with the solid electrolyte is housed in an outer case, sealed, and then left at a high temperature of 200 to 250 ° C. and 30 to 120 ° C. to obtain an ESR characteristic and the like. The electrical characteristics after soldering, especially the leakage current characteristics, can be improved without adversely affecting the electrical characteristics of the device. Further, the leakage current characteristics after soldering are more improved when the second heat treatment is performed at 150 ° C. than at 120 ° C.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上のようにこの発明は、陽極電極箔と
陰極電極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ
素子に、重合性モノマーと酸化剤とを含浸し、熱処理に
よる化学重合でコンデンサ素子内に導電性ポリマーを生
成した後、コンデンサ素子を外装ケースに収納するとと
もに外装ケースの開口部を密封する固体電解コンデンサ
の製造方法において、コンデンサ素子を外装ケースに収
納した後、２００℃以上３００℃以下の温度下で、３０
秒ないし１２０秒放置することを特徴としているので、
エッチングピット内部にまで緻密で均一な固体電解質層
を形成することができるとともに、高温のハンダ付け後
の外観及び電気的特性、特に漏れ電流特性を、初期規格
値以内に維持することができる固体電解コンデンサとそ
の製造方法を提供することができる。As described above, according to the present invention, a capacitor element obtained by winding an anode electrode foil and a cathode electrode foil via a separator is impregnated with a polymerizable monomer and an oxidizing agent, and the capacitor is obtained by chemical polymerization through heat treatment. After producing a conductive polymer in the element, the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in which the capacitor element is housed in the outer case and the opening of the outer case is sealed. 30 ° C or lower,
Because it is characterized by leaving it for 120 seconds to 120 seconds,
A solid electrolyte capable of forming a dense and uniform solid electrolyte layer even inside the etching pit, and maintaining the appearance and electrical characteristics after high-temperature soldering, particularly leakage current characteristics, within initial specification values. A capacitor and a method for manufacturing the same can be provided.
【図１】本発明で用いるコンデンサ素子の分解斜視図で
ある。FIG. 1 is an exploded perspective view of a capacitor element used in the present invention.
１ 陽極電極箔 ２ 陰極電極箔 ３ セパレータ ４ リード線 ５ コンデンサ素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anode electrode foil 2 Cathode electrode foil 3 Separator 4 Lead wire 5 Capacitor element
Claims (4)
を介して巻回したコンデンサ素子に、重合性モノマーと
酸化剤とを含浸し、熱処理による化学重合でコンデンサ
素子内に導電性ポリマーを生成した後、コンデンサ素子
を外装ケースに収納するとともに外装ケースの開口部を
密封する固体電解コンデンサの製造方法において、コン
デンサ素子を外装ケースに収納した後、２００℃以上３
００℃以下の温度下で、３０秒ないし１２０秒放置する
工程を含む固体電解コンデンサの製造方法。A capacitor element in which an anode electrode foil and a cathode electrode foil are wound via a separator is impregnated with a polymerizable monomer and an oxidizing agent, and a conductive polymer is formed in the capacitor element by chemical polymerization by heat treatment. After that, in the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in which the capacitor element is housed in the outer case and the opening of the outer case is sealed, after the capacitor element is housed in the outer case, the temperature is 200 ° C. or more.
A method for producing a solid electrolytic capacitor, comprising a step of leaving at a temperature of 00 ° C. or lower for 30 seconds to 120 seconds.
る請求項１記載の固体電解コンデンサの製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the polymerizable monomer is a thiophene dielectric.
オキシチオフェンである請求項２記載の固体電解コンデ
ンサの製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the thiophene dielectric is 3,4-ethylenedioxythiophene.
で製造された固体電解コンデンサ。4. A solid electrolytic capacitor manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
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| JPH04357815A (en) * | 1991-06-04 | 1992-12-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacture of solid electrolytic capacitor |
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