JP2008227399A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体電解質としての導電性高分子層を有する固体電解コンデンサの製造方法であって、該導電性固体層は、酸化剤として炭素縮合二環系スルホン酸金属塩を含有する溶液を用いて、モノマーを化学酸化重合させることにより形成され、該溶液中における、金属イオンに対する炭素縮合二環系スルホン酸イオンのモル比Xが、炭素縮合二環系スルホン酸金属塩の化学量論比Y未満であることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。上記溶液中における、金属イオンに対する炭素縮合二環系スルホン酸イオンのモル比Xは、炭素縮合二環系スルホン酸金属塩の化学量論比Y−0.5以上であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
X≧Y−0.5 (1)
上記炭素縮合二環系スルホン酸金属塩を構成する炭素縮合二環系化合物は、ナフタレンスルホン酸および/またはテトラリンスルホン酸であることが好ましい。
X≧Y−0.5 (1)
たとえば、炭素縮合二環系スルホン酸金属塩を構成する金属として鉄(III)を用いた場合、当該炭素縮合二環系スルホン酸金属塩の化学量論比は、3.0であるから、酸化剤溶液あるいはモノマー/酸化剤溶液中における金属イオンに対する炭素縮合二環系スルホン酸イオンのモル比は、3.0−0.5=2.5以上とすることが好ましい。同様に、炭素縮合二環系スルホン酸金属塩を構成する金属が銅(II)、クロム(VI)、セリウム(IV)、マンガン(VII)、亜鉛(II)である場合、酸化剤溶液あるいはモノマー/酸化剤溶液中における金属イオンに対する炭素縮合二環系スルホン酸イオンのモル比は、それぞれ1.5以上、5.5以上、3.5以上、6.5以上、1.5以上とすることが好ましい。酸化剤溶液あるいはモノマー/酸化剤溶液中における金属イオンに対する炭素縮合二環系スルホン酸イオンのモル比Xが、炭素縮合二環系スルホン酸金属塩の化学量論比Y−0.5未満である場合には、モノマー/酸化剤溶液を調整する際、金属酸化物を主成分とする沈殿が生じ、モノマーと酸化剤との均一な混合が困難となり、重合用溶液として適さなくなる場合がある。
(i)構成成分である炭素縮合二環系スルホン酸イオンと金属イオンとの組成比(炭素縮合二環系スルホン酸イオン/金属イオンモル比)が化学量論比より小さい炭素縮合二環系スルホン酸金属塩を溶媒に溶解する方法。この場合、モル比の調整のために、必要に応じてさらに金属成分含有化合物を添加してもよい。
(ii)化学量論組成を有する炭素縮合二環系スルホン酸金属塩と、金属成分含有化合物とを溶媒に添加する方法。この方法では、金属成分含有化合物の添加のより、所定の炭素縮合二環系スルホン酸イオン/金属イオンモル比に調整される。
エッチング処理および誘電体皮膜を形成するための化成処理を施したアルミニウムからなる陽極箔と、アルミニウムからなる対向陰極箔とを合成セルロース繊維のセパレータを介して円筒状に巻き取ることにより、図1に示されるような巻回型のコンデンサ素子を得た。ついで、当該コンデンサ素子を280℃で熱処理した。次に、酸化剤として炭素縮合二環系スルホン酸イオンと金属イオンとの組成比(炭素縮合二環系スルホン酸イオン/金属イオンモル比)が2.5であるナフタレンスルホン酸第二鉄と、モノマーの3,4−エチレンジオキシチオフェンとをn−ブタノールに溶解し、モノマー/酸化剤溶液(酸化剤濃度40質量%)を調製した後、当該溶液にコンデンサ素子を浸漬して引き上げ、150℃で酸化重合を行なうことにより、コンデンサ素子内の陽極と陰極との間に導電性高分子層を形成した。そして、当該コンデンサ素子をアルミケースに収容し、封止用ゴムパッキングを挿入して固定した後、アルミケースの開口部を、横絞りとカールを行なうことで封止し、エージング処理した。その後、コンデンサのカール面にプラスチック製の座板を挿入し、コンデンサ素子のリード線を電極端子としてプレス加工・折り曲げを行ない、固体電解コンデンサを完成させた(サイズ:直径6.3mm×高さ6mm)。固体電解コンデンサの定格電圧および定格容量を表2に示す。
酸化剤の種類および炭素縮合二環系スルホン酸イオンと金属イオンとの組成比(炭素縮合二環系スルホン酸イオン/金属イオンモル比)が表1に示されるとおりであること以外は実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した(サイズ:直径6.3mm×高さ6mm)。固体電解コンデンサの定格電圧および定格容量を表2に示す。
得られた固体電解コンデンサについて、初期の静電容量(測定周波数120MHz)およびESR値(測定周波数100kHz)と、リフロー試験(230〜250℃、30秒)後の静電容量(測定周波数120Hz)およびESR値(測定周波数100kHz)を測定し、これらの特性変化について評価した。結果を表2に示す。なお、表2に示される静電容量およびESR値は、固体電解コンデンサ50個の平均値である。
(C0:初期静電容量、C:リフロー試験後の静電容量)
また、表2における「ESR変化率ΔR(倍)」とは、次の式により算出された値である。
ΔR(倍)=R/R0
(R0:初期ESR値、R:リフロー試験後のESR値)
Claims (6)
- 固体電解質としての導電性高分子層を有する固体電解コンデンサの製造方法であって、
前記導電性固体層は、酸化剤として炭素縮合二環系スルホン酸金属塩を含有する溶液を用いて、モノマーを化学酸化重合させることにより形成され、
前記溶液中における、金属イオンに対する炭素縮合二環系スルホン酸イオンのモル比Xは、炭素縮合二環系スルホン酸金属塩の化学量論比Y未満であることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記溶液中における、金属イオンに対する炭素縮合二環系スルホン酸イオンのモル比Xは、下記式(1)を満足することを特徴とする請求項1に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
X≧Y−0.5 (1) - 前記炭素縮合二環系スルホン酸金属塩を構成する炭素縮合二環系化合物は、ナフタレンスルホン酸および/またはテトラリンスルホン酸であることを特徴とする請求項1または2に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記炭素縮合二環系スルホン酸金属塩を構成する金属は、鉄(III)、銅(II)、クロム(VI)、セリウム(IV)、マンガン(VII)、亜鉛(II)からなる群から選択される1種以上の金属であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記炭素縮合二環系スルホン酸金属塩を構成する金属は、鉄(III)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記モノマーは、3,4−エチレンジオキシチオフェンまたはその誘導体であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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