JPH01205414A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
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- JPH01205414A JPH01205414A JP63230122A JP23012288A JPH01205414A JP H01205414 A JPH01205414 A JP H01205414A JP 63230122 A JP63230122 A JP 63230122A JP 23012288 A JP23012288 A JP 23012288A JP H01205414 A JPH01205414 A JP H01205414A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は固体電解コンデンサ、特に、固体電解質として
導電性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサに関す
るものである。
導電性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサに関す
るものである。
[従来の技術]
近年、電子機器の小型化、軽量化に伴って、高周波数領
域におけるインピーダンスが低く、小型で大容量のコン
デンサが要求されるようになってきた。
域におけるインピーダンスが低く、小型で大容量のコン
デンサが要求されるようになってきた。
このような高周波用のコンデンサとしては従来、マイカ
コンデンサ、フィルムコンデンザ、セラミックコンデン
ザなどが使用されているが、これらのコンデンサはいず
れも大容量化に適したものではない。
コンデンサ、フィルムコンデンザ、セラミックコンデン
ザなどが使用されているが、これらのコンデンサはいず
れも大容量化に適したものではない。
一方、小型で大容量のコンデンサとしては、アルミニウ
ム電解コンデンサやクンタルコンデンサなどがある。
ム電解コンデンサやクンタルコンデンサなどがある。
アルミニウム電解コンデンサは低コストで大容量のもの
が得られるという利点はあるが、電解液を用いているた
めに経時的に電解液が蒸発することによる容量劣化があ
り、また高周波特性か悪いなど欠点があった。
が得られるという利点はあるが、電解液を用いているた
めに経時的に電解液が蒸発することによる容量劣化があ
り、また高周波特性か悪いなど欠点があった。
一方、クンタル固体電解コンデンサは、電解質として固
体の二酸化マンガンなどを用いることによって容量劣化
などアルミニウム電解コンデンサの欠点を克服している
。しかしながら、この固体電解質は硝酸マンガン水溶液
を弁作用金属体に含浸・付着させた後、350℃前後で
硝酸マンガンを熱分解して形成され、二酸化マンガンの
付着量を増加させるために通常数回ないし士数回の含浸
・熱分解の工程を繰り返す必要があるため、熱分解時に
誘電体としての酸化皮膜の損傷が発生したり、あるいは
二酸化マンガン皮膜の補修能力が低いなどの欠点があっ
た。
体の二酸化マンガンなどを用いることによって容量劣化
などアルミニウム電解コンデンサの欠点を克服している
。しかしながら、この固体電解質は硝酸マンガン水溶液
を弁作用金属体に含浸・付着させた後、350℃前後で
硝酸マンガンを熱分解して形成され、二酸化マンガンの
付着量を増加させるために通常数回ないし士数回の含浸
・熱分解の工程を繰り返す必要があるため、熱分解時に
誘電体としての酸化皮膜の損傷が発生したり、あるいは
二酸化マンガン皮膜の補修能力が低いなどの欠点があっ
た。
そこでこれらの欠点を解消するため、特開昭58−17
609号公報などに、誘電体酸化皮膜の補修性が優れ、
かつ導電性の良好な有機固体電解質として、7,7,8
.8テトラシアノキノジメタン錯塩(以下、TCNQC
N上略称する)を用いたものが提案されている。この特
開昭58−17609号公報には、Nの位置をアルキル
基で置換したインキノリンとTCNQCN上よりなる有
機半導体を固体電解質として用い、このTCNQCN上
分解する前に冷却・固化して固体電解質層を形成したも
のが開示されている。
609号公報などに、誘電体酸化皮膜の補修性が優れ、
かつ導電性の良好な有機固体電解質として、7,7,8
.8テトラシアノキノジメタン錯塩(以下、TCNQC
N上略称する)を用いたものが提案されている。この特
開昭58−17609号公報には、Nの位置をアルキル
基で置換したインキノリンとTCNQCN上よりなる有
機半導体を固体電解質として用い、このTCNQCN上
分解する前に冷却・固化して固体電解質層を形成したも
のが開示されている。
又、ビロールやチオフェン等の複素五員環化合物とポリ
ビニルアルコールとの重合体を固体電解質として用いる
ことも提案されている。
ビニルアルコールとの重合体を固体電解質として用いる
ことも提案されている。
(特開昭63−102309号公報参照)[発明の解決
しようとする課題] しかしながら、このようなTCNQCN上用いた固体電
解コンデンサにおいては、前記浸漬後の冷却・固化の際
、TCNQCN上結晶化して誘導体酸化皮膜に充分密着
しないため、初期の静電容量が得られないという問題点
があった。
しようとする課題] しかしながら、このようなTCNQCN上用いた固体電
解コンデンサにおいては、前記浸漬後の冷却・固化の際
、TCNQCN上結晶化して誘導体酸化皮膜に充分密着
しないため、初期の静電容量が得られないという問題点
があった。
また、TCNQCN上熱に対する安定性が不十分なため
、高温で溶融状態に保持すると短時間で熱分解を起こし
て電気絶縁体化する。したがって、含浸処理を極めて短
時間のうちに行なった後、急冷処理する操作とそのため
の複雑な装置が必要となり、製造コストが高いという問
題点があった。
、高温で溶融状態に保持すると短時間で熱分解を起こし
て電気絶縁体化する。したがって、含浸処理を極めて短
時間のうちに行なった後、急冷処理する操作とそのため
の複雑な装置が必要となり、製造コストが高いという問
題点があった。
更にTCNQCN上用いたコンデンサは半田耐熱性がな
(、即ち260℃10秒の熱衝撃において、漏れ電流が
著しく増大し、コンデンサのデツプ化が著しく困t、f
fであった。
(、即ち260℃10秒の熱衝撃において、漏れ電流が
著しく増大し、コンデンサのデツプ化が著しく困t、f
fであった。
又、複素五員環化合物とポリビニルアルコールとの重合
体を用いたコンデンサにあっては、やはり半田耐熱性か
なく、高温時におりる漏れ電流か増大し、コンデンサの
チップ化が著しく困難であった。
体を用いたコンデンサにあっては、やはり半田耐熱性か
なく、高温時におりる漏れ電流か増大し、コンデンサの
チップ化が著しく困難であった。
[課題を解決するだめの手段]
本発明は、前記の問題点を解決して、電気電導性か優れ
固体電解質層の形成か容易な導電性高分子化合物を固体
電解質として用いることにより、従来の固体電解コンデ
ンサと比較して製造コストが安く、所期の静電容量が確
実に得られ、誘電体酸化皮膜の損傷かな(、漏れ電流の
少ない固体電解コンデンサを提供することを目的どして
いる。
固体電解質層の形成か容易な導電性高分子化合物を固体
電解質として用いることにより、従来の固体電解コンデ
ンサと比較して製造コストが安く、所期の静電容量が確
実に得られ、誘電体酸化皮膜の損傷かな(、漏れ電流の
少ない固体電解コンデンサを提供することを目的どして
いる。
かくして本発明は、誘電体酸化皮膜上に導電性高分子化
合物よりなる固体電解質層を形成してなる固体電解コン
デンサにおいて、前記導電性高分子化合物が、リン酸、
リン酸モノエステル、リン酸ジエステルまたはその塩か
らなる群から選ばれた少なくとも一種かドープされた導
電性高分子化合物であることを特徴とする固体電解コン
デンサを提供するものである。本発明に、!3ける導電
性高分子化合物は下記式(A)で表わされる繰り返し単
位を有する重合体であり、 [但し、式中R1、R2はそれぞれ水素、ハロゲン、ア
ルキル基、アリール基、アルキルアリール基(R”とR
2が環状構造をなしてもよい)、Xは−0−9〜S−、
−N−(R3は水素、アルキル基、アリール基、アルキ
ルアリール基)を示す。] 具体的にはポリピロール、N置換ポリピロール、β置換
ポリピロール、ポリチオフェン、β置換ポリチオフェン
、ポリフラン、β置換ポリフラン等の芳香族複素環式化
合物等があげられる。
合物よりなる固体電解質層を形成してなる固体電解コン
デンサにおいて、前記導電性高分子化合物が、リン酸、
リン酸モノエステル、リン酸ジエステルまたはその塩か
らなる群から選ばれた少なくとも一種かドープされた導
電性高分子化合物であることを特徴とする固体電解コン
デンサを提供するものである。本発明に、!3ける導電
性高分子化合物は下記式(A)で表わされる繰り返し単
位を有する重合体であり、 [但し、式中R1、R2はそれぞれ水素、ハロゲン、ア
ルキル基、アリール基、アルキルアリール基(R”とR
2が環状構造をなしてもよい)、Xは−0−9〜S−、
−N−(R3は水素、アルキル基、アリール基、アルキ
ルアリール基)を示す。] 具体的にはポリピロール、N置換ポリピロール、β置換
ポリピロール、ポリチオフェン、β置換ポリチオフェン
、ポリフラン、β置換ポリフラン等の芳香族複素環式化
合物等があげられる。
導電性重合体の構造としては、モノマーが例えば芳香族
複素環式化合物である場合は下記式(但し、式中R4〜
R8は、それぞれ水素、ハロゲン、アルキル基、アリー
ル基、アルキルアリール基を示す。) ○ (ここでA はアニオン、Xは」1記の式(A)と同じ
、nは3以上の整数を示す。) で表されるが、モノマーユニットの3〜5個について電
気化学量論数のアニオンか結合する。
複素環式化合物である場合は下記式(但し、式中R4〜
R8は、それぞれ水素、ハロゲン、アルキル基、アリー
ル基、アルキルアリール基を示す。) ○ (ここでA はアニオン、Xは」1記の式(A)と同じ
、nは3以上の整数を示す。) で表されるが、モノマーユニットの3〜5個について電
気化学量論数のアニオンか結合する。
このようなアニオンは通常はドーパントと呼ばれ、導電
性高分子の伝導度に大きな影響を与えることが知られて
いる。
性高分子の伝導度に大きな影響を与えることが知られて
いる。
本発明は、リン酸又はその塩、リン酸モノエステル又は
その塩、リン酸ジエステル又はその塩から選ばれた少な
くとも]種を導電性高分子化合物のドーパントの少なく
とも1部として用いることにより、前記導電性高分子に
高い電導度を付与するとともに、著しい誘電体酸化皮膜
の補修能力を付与でき、コンデンサの漏れ電流を非常に
小さくできることをみいだしたことに基づいているもの
で、前記ドーパントがポリマー中に含まれていれば良く
、他のドーパント例えばアリールスルボン酸系のドーパ
ント等とポリマー中に共存していてもよい。
その塩、リン酸ジエステル又はその塩から選ばれた少な
くとも]種を導電性高分子化合物のドーパントの少なく
とも1部として用いることにより、前記導電性高分子に
高い電導度を付与するとともに、著しい誘電体酸化皮膜
の補修能力を付与でき、コンデンサの漏れ電流を非常に
小さくできることをみいだしたことに基づいているもの
で、前記ドーパントがポリマー中に含まれていれば良く
、他のドーパント例えばアリールスルボン酸系のドーパ
ント等とポリマー中に共存していてもよい。
本発明で使用されるリン酸エステルとしてはリン酸モノ
n−ブヂルエステル又はリン酸ジn−ブヂルエステル、
リン酸モノエヂルエステル又はリン酸ジエヂルエステル
、リン酸モノドテシルエステル等のアルキルリン酸エス
テル又はそれらの塩、フェニルリン酸、ジフェニルリン
酸、αナフチルリン酸等のアリールリン酸エステル又は
それらの塩等やフィチン酸又はその塩かあげられる。
n−ブヂルエステル又はリン酸ジn−ブヂルエステル、
リン酸モノエヂルエステル又はリン酸ジエヂルエステル
、リン酸モノドテシルエステル等のアルキルリン酸エス
テル又はそれらの塩、フェニルリン酸、ジフェニルリン
酸、αナフチルリン酸等のアリールリン酸エステル又は
それらの塩等やフィチン酸又はその塩かあげられる。
以」二列記したリン酸エステル又はその塩においては、
アルキル基又はアリール基にハロゲンその他の官能基が
導入されていても良い。
アルキル基又はアリール基にハロゲンその他の官能基が
導入されていても良い。
導電性高分子化合物を生成させる方法としては通冨、電
解重合法とイL学的重合法がある。電解重合法では、た
とえば前記のリン酸、リン酸エステル又はその塩の溶液
中に前述の式(A)で示される高分子化合物のモノマー
を溶解した溶液に陰極箔をおよび陽極箔を浸漬し、陽極
と陰極との間に通電することにより、陽極上にリン酸、
リン酸エステル又はその塩のアニオンがドープされた導
電性高分子化合物を生成させる。化学的重合法では、た
とえば酸化剤と前記アニオンの共存下でモノマーを液相
または気相中で重合させることにより、導電性高分子化
合物を生成させる。化学的重合法で使用する酸化剤とし
ては、特に限定されないが、過硫酸塩、過酸化水素、塩
化第2鉄などの三価の鉄イオンを含む塩、四価のセリウ
ム塩、ベンゾキノン等のキノン類など、千ツマ−の酸化
電位よりも高い酸化還元電位を有する化合物が、単独ま
たは二種以上混合して好適に使用される。
解重合法とイL学的重合法がある。電解重合法では、た
とえば前記のリン酸、リン酸エステル又はその塩の溶液
中に前述の式(A)で示される高分子化合物のモノマー
を溶解した溶液に陰極箔をおよび陽極箔を浸漬し、陽極
と陰極との間に通電することにより、陽極上にリン酸、
リン酸エステル又はその塩のアニオンがドープされた導
電性高分子化合物を生成させる。化学的重合法では、た
とえば酸化剤と前記アニオンの共存下でモノマーを液相
または気相中で重合させることにより、導電性高分子化
合物を生成させる。化学的重合法で使用する酸化剤とし
ては、特に限定されないが、過硫酸塩、過酸化水素、塩
化第2鉄などの三価の鉄イオンを含む塩、四価のセリウ
ム塩、ベンゾキノン等のキノン類など、千ツマ−の酸化
電位よりも高い酸化還元電位を有する化合物が、単独ま
たは二種以上混合して好適に使用される。
更に本発明者の検討によると、この様な導電性高分子化
合物は、特定の化合物を併用することにより、半田耐熱
性を一層効果的に改善し得ることか見出された。そして
この結果、コンデンサからの漏れ電流を効果的に抑制す
ることが見出された。
合物は、特定の化合物を併用することにより、半田耐熱
性を一層効果的に改善し得ることか見出された。そして
この結果、コンデンサからの漏れ電流を効果的に抑制す
ることが見出された。
この様な特定な化合物は、柔軟性を有する高分子化合物
であり、具体的にはポリウレタン、ポリエチレングリコ
ール、ポリビニルアルコールか挙げられ、これらは適宜
一種以上を用い得る。柔軟性を示す尺度としては、ポリ
マーの縦弾性率(ヤング率)で示される。縦弾性率が1
02〜10−2kg/mm2、好ましくは10〜10−
’kg/mm2が採用される。
であり、具体的にはポリウレタン、ポリエチレングリコ
ール、ポリビニルアルコールか挙げられ、これらは適宜
一種以上を用い得る。柔軟性を示す尺度としては、ポリ
マーの縦弾性率(ヤング率)で示される。縦弾性率が1
02〜10−2kg/mm2、好ましくは10〜10−
’kg/mm2が採用される。
これら柔軟性を有する高分子化合物は、前記リン酸分に
よりドープされた導電性化合物に混合される。
よりドープされた導電性化合物に混合される。
柔軟性を有する高分子化合物の使用量は、01〜50重
量%、好ましくは0.3〜30重量%程度を採用するの
が適当である。
量%、好ましくは0.3〜30重量%程度を採用するの
が適当である。
更に、本発明者の検討によると、柔軟性を有する高分子
化合物は、リン酸分によりドープされた導電性化合物の
表面に存在させることによす、より一層半田耐熱性が向
上されることが見出された。この場合、リン酸分により
ドープされた導電性高分子化合物には、柔軟性を有する
高分子化合物が混合されていても差し支えない。
化合物は、リン酸分によりドープされた導電性化合物の
表面に存在させることによす、より一層半田耐熱性が向
上されることが見出された。この場合、リン酸分により
ドープされた導電性高分子化合物には、柔軟性を有する
高分子化合物が混合されていても差し支えない。
そして、本発明者が更に検討を進めた処、柔軟性を有す
る高分子化合物が用いられる場合には、リン酸分以外の
ドープ剤によりドープされた導電性高分子化合物に対し
ても半田耐熱性を向上させ得る場合があることが見出さ
れた。
る高分子化合物が用いられる場合には、リン酸分以外の
ドープ剤によりドープされた導電性高分子化合物に対し
ても半田耐熱性を向上させ得る場合があることが見出さ
れた。
即ち、リン酸分以外のドープ剤によりドープされた導電
性高分子化合物に対しては、その少なくとも表面に柔軟
性を有する高分子化合物を存在せしめる。
性高分子化合物に対しては、その少なくとも表面に柔軟
性を有する高分子化合物を存在せしめる。
この場合、柔軟性を有する高分子化合物は、導電性高分
子化合物の表面にのみ存在する場合、或は導電性高分子
化合物と混合され、更にその表面に層状に柔軟性を有す
る高分子化合物だけが存在する場合がある。これら2つ
の場合、前者よりも後者の方が半田耐熱性が高い。
子化合物の表面にのみ存在する場合、或は導電性高分子
化合物と混合され、更にその表面に層状に柔軟性を有す
る高分子化合物だけが存在する場合がある。これら2つ
の場合、前者よりも後者の方が半田耐熱性が高い。
本発明に用い得るリン酸分以外のドープ剤としては、例
えばアリルスルホン酸等のスルホン酸系その他公知のア
ニオン系ドープ剤が挙げられる。
えばアリルスルホン酸等のスルホン酸系その他公知のア
ニオン系ドープ剤が挙げられる。
何れの場合においても、ドープされた導電性高分子化合
物と柔軟性を有する高分子化合物との混合手段としては
、適宜な手段を採用し得るが、次の様な化学重合法或は
電解重合法が好適である。
物と柔軟性を有する高分子化合物との混合手段としては
、適宜な手段を採用し得るが、次の様な化学重合法或は
電解重合法が好適である。
化学重合法としては、酸化剤とドーパントアニオン及び
柔軟性を有する高分子化合物の共存下に、前記(A)式
で示された高分子化合物のモノマーを液相で重合させる
。
柔軟性を有する高分子化合物の共存下に、前記(A)式
で示された高分子化合物のモノマーを液相で重合させる
。
化学的重合法において用いられる酸化剤としては、例え
ば硫酸塩、過酸化水素、塩化第2鉄等の3価の鉄イオン
を含む塩、4価のセリウム塩、ベンゾキノン等のキノン
類等モノマーの酸化電位よりも高い酸化還元電位を有す
る化合物が単独又は二種以上混合して用いられる。
ば硫酸塩、過酸化水素、塩化第2鉄等の3価の鉄イオン
を含む塩、4価のセリウム塩、ベンゾキノン等のキノン
類等モノマーの酸化電位よりも高い酸化還元電位を有す
る化合物が単独又は二種以上混合して用いられる。
又、電解重合法としては、ドーパントアニオン及び前記
の柔軟性を有する高分子化合物を含む溶液中に、前記(
A)式で示された高分子化合物のモノマーを?g解する
。そしてこのン容7夜に陽極箔と陰極箔とを通電するこ
とにより、両筒間に前記柔軟性を有する高分子化合物を
含む導電性高分子化合物を生成せしめる。
の柔軟性を有する高分子化合物を含む溶液中に、前記(
A)式で示された高分子化合物のモノマーを?g解する
。そしてこのン容7夜に陽極箔と陰極箔とを通電するこ
とにより、両筒間に前記柔軟性を有する高分子化合物を
含む導電性高分子化合物を生成せしめる。
他方、柔軟性を有する高分子化合物の層を、導電性高分
子化合物の表面に設りる手段としては、次の様な手段が
好ましい。
子化合物の表面に設りる手段としては、次の様な手段が
好ましい。
例えば捲回型の素子を用いて導電性高分子化合物が誘導
体酸化皮膜に前述した化学重合法又は電解重合法によっ
て形成される。
体酸化皮膜に前述した化学重合法又は電解重合法によっ
て形成される。
次いで柔軟性を有する高分子化合物が水やジメヂルポル
ムアミト、アセI・ニトリル等のン容媒に溶解若しくは
分散された液に、前記導電性高分子化合物表面を浸漬し
、次いで乾燥する。
ムアミト、アセI・ニトリル等のン容媒に溶解若しくは
分散された液に、前記導電性高分子化合物表面を浸漬し
、次いで乾燥する。
尚、柔軟性を有する高分子化合物中には活性炭、グラフ
ァイト、二酸化マンガン、金属等の微粒子を混合するこ
とにより、コンデンサのインピーダンスを低減すること
か出来る。
ァイト、二酸化マンガン、金属等の微粒子を混合するこ
とにより、コンデンサのインピーダンスを低減すること
か出来る。
以下、実施例および比較例に基づいて本発明を具体的に
説明する。
説明する。
1実施例コ
実施例1
捲回型アルミニウム電解コンデンサ素子(定格容量5
lLF、定格電圧25■)を、ピロール50部、エタノ
ール50部よりなる溶液に浸漬して5分間静置した。次
に、コンデンサ素子を溶液中から取り出して、過硫酸ア
ンモニウム20重量%とフェニルリン酸5重量%を含む
0°Cに保った水溶液に30分間浸漬して、ピロールを
コンデンサ素子表面で重合させた。反応終了後、未反応
の酸化剤と過剰の酸を水洗によって除去し、100°C
で1時間真空乾燥した。得られたコンデンサ素子をアル
ミニウムケースに収容し、樹脂で利口して固体電解コン
デンサを作製した。生成した重合体の電気伝導度は12
S/cmであった。
lLF、定格電圧25■)を、ピロール50部、エタノ
ール50部よりなる溶液に浸漬して5分間静置した。次
に、コンデンサ素子を溶液中から取り出して、過硫酸ア
ンモニウム20重量%とフェニルリン酸5重量%を含む
0°Cに保った水溶液に30分間浸漬して、ピロールを
コンデンサ素子表面で重合させた。反応終了後、未反応
の酸化剤と過剰の酸を水洗によって除去し、100°C
で1時間真空乾燥した。得られたコンデンサ素子をアル
ミニウムケースに収容し、樹脂で利口して固体電解コン
デンサを作製した。生成した重合体の電気伝導度は12
S/cmであった。
得られたコンデンサの特性は第1表に示す。
] 5
実施例2
実施例1と同じコンデンサ素子を用い、この素子をピロ
ールモノマー液に5分間浸漬した。
ールモノマー液に5分間浸漬した。
次にこのコンデンサ素子を液中から取り出して、5℃に
保った過硫酸アンモニウム10重量%、α−ナフヂルリ
ン酸2重量%を含む水溶液に30分間浸漬してピロール
をコンデンサ素子表面で重合させた。このようにして得
られた素子を実施例1と同様に処理して、固体電解コン
デンサを作製した。重合体の電気伝導度は15S/cm
であった。得られたコンデンサの特性は第1表に示す。
保った過硫酸アンモニウム10重量%、α−ナフヂルリ
ン酸2重量%を含む水溶液に30分間浸漬してピロール
をコンデンサ素子表面で重合させた。このようにして得
られた素子を実施例1と同様に処理して、固体電解コン
デンサを作製した。重合体の電気伝導度は15S/cm
であった。得られたコンデンサの特性は第1表に示す。
実施例3
実施例1と同じコンデンサ素子を用い、この素子をピロ
ールモノマー液に5分間浸漬した。
ールモノマー液に5分間浸漬した。
次にこのコンデンサ素子を液中から取り出して、5℃に
保った過硫酸アンモニウム10重量%、α−ナフタレン
スルボン酸2重量%、モノ−n−ドデシルリン酸1重量
%を含む水溶液に30分間浸漬してピロールをコンデン
サ素子表面で重合させた。このようにして得られた素子
を実施例1と同様に処理して、固体電解コンデンサを作
製した。重合体の電気伝導度は25 S/cmであった
。得られたコンデンサの特性は第1表に示す。
保った過硫酸アンモニウム10重量%、α−ナフタレン
スルボン酸2重量%、モノ−n−ドデシルリン酸1重量
%を含む水溶液に30分間浸漬してピロールをコンデン
サ素子表面で重合させた。このようにして得られた素子
を実施例1と同様に処理して、固体電解コンデンサを作
製した。重合体の電気伝導度は25 S/cmであった
。得られたコンデンサの特性は第1表に示す。
実施例4
実施例1と同じコンデンサ素子を用い、ピロールθ、I
N/Q、 リン酸OIN/Qの水溶液中に前記コンデン
サ素子を浸漬し、陽極及び陰極間に矩型波パルス電流(
電流密度5 mA/cm2(陽極箔面積換算)、デユー
ティファクター50%)を30分間通電してピロールを
電解重合した。このようにして得られた素子を実施例1
と同様に処理して、固体電解コンデンサを作製した。重
合体の電気伝導度ば5 S/cmであった。得られたコ
ンデンサの特性は第1表に示す。
N/Q、 リン酸OIN/Qの水溶液中に前記コンデン
サ素子を浸漬し、陽極及び陰極間に矩型波パルス電流(
電流密度5 mA/cm2(陽極箔面積換算)、デユー
ティファクター50%)を30分間通電してピロールを
電解重合した。このようにして得られた素子を実施例1
と同様に処理して、固体電解コンデンサを作製した。重
合体の電気伝導度ば5 S/cmであった。得られたコ
ンデンサの特性は第1表に示す。
実施例5
実施例1と同じコンデンサ素子を用い、この素子をピロ
ールモノマー液に5分間浸漬した。
ールモノマー液に5分間浸漬した。
次にこのコンデンサ素子を液中から取り出して、5℃に
保った過硫酸アンモニウム5重量%、フィチン酸5重量
%を含む水溶液に30分間浸漬してピロールなコンデン
サ素子表面で重合させた。このようにして得られた素子
を実施例1と同様に処理して、固体電解コンデンサを作
製した。重合体の電気伝導度は8 S/cmであった。
保った過硫酸アンモニウム5重量%、フィチン酸5重量
%を含む水溶液に30分間浸漬してピロールなコンデン
サ素子表面で重合させた。このようにして得られた素子
を実施例1と同様に処理して、固体電解コンデンサを作
製した。重合体の電気伝導度は8 S/cmであった。
得られたコンデンサの特性は第1表に示す。
実施例6
実施例1と同じコンデンサ素子を用い、チオフェン0.
1N/Q、リン酸0.2N/Q中で実施例4と同じ条件
でチオフェンをコンデンサ素子中に重合させた。このよ
うにして得られた素子を実施例1と同様に処理して、固
体電解コンデンサを作製した。重合体の電気伝導度ば1
1 S/cmであった。得られたコンデンサの特性は第
1表に示す。
1N/Q、リン酸0.2N/Q中で実施例4と同じ条件
でチオフェンをコンデンサ素子中に重合させた。このよ
うにして得られた素子を実施例1と同様に処理して、固
体電解コンデンサを作製した。重合体の電気伝導度ば1
1 S/cmであった。得られたコンデンサの特性は第
1表に示す。
比較例1
特開昭58’−19141,4号公報に開示されている
TCNQCN上中で比抵抗が最小(3,4ΩCm)のN
−n−ブヂルイソキノリニウム(TCNQ) 2錯塩を
用い、これをアルミニウム缶ケースに充填し、260℃
に保温しであるホットプレー1〜上にて溶融した。次に
、あらかじめ同じ温度に予熱しである捲回型アルミニウ
ム電解コンデンサ素子(定格容量5μF、定格電圧25
■)を、素早くアルミニウム缶ケースに入れてTCNQ
CN上含浸させ10秒間保持した後、ケースとともに引
き上げて自然放冷した。
TCNQCN上中で比抵抗が最小(3,4ΩCm)のN
−n−ブヂルイソキノリニウム(TCNQ) 2錯塩を
用い、これをアルミニウム缶ケースに充填し、260℃
に保温しであるホットプレー1〜上にて溶融した。次に
、あらかじめ同じ温度に予熱しである捲回型アルミニウ
ム電解コンデンサ素子(定格容量5μF、定格電圧25
■)を、素早くアルミニウム缶ケースに入れてTCNQ
CN上含浸させ10秒間保持した後、ケースとともに引
き上げて自然放冷した。
次に、開口部をエポキシ樹脂を用いて封口し固体電解コ
ンデンサを作製した。この固体電解コンデンサに125
°C定格電圧を1時間印加してエージングを行なった後
の特性を第1表に示した。
ンデンサを作製した。この固体電解コンデンサに125
°C定格電圧を1時間印加してエージングを行なった後
の特性を第1表に示した。
第1表
この結果から、TCNQCN上用いた従来の固体電解コ
ンデンサと比較して下記のような効果が得られる。
ンデンサと比較して下記のような効果が得られる。
(1)導電性高分子化合物の誘電体酸化皮膜への密着性
が優れているため、定格の容量が確実に得られる。
が優れているため、定格の容量が確実に得られる。
(2)コンデンサ素子を高温に加熱する必要がないので
、誘電体酸化皮膜の損傷の恐れがなく、また導電性高分
子化合物の誘電体酸化皮膜の補修能力が非常に優れてい
るため、漏れ電流を著しく減少させることができる。
、誘電体酸化皮膜の損傷の恐れがなく、また導電性高分
子化合物の誘電体酸化皮膜の補修能力が非常に優れてい
るため、漏れ電流を著しく減少させることができる。
(3)固体電解質の電気伝導度がTCNQCN上りも高
いためにtanδおよび等個直列抵抗が低く、高周波特
性が良好である。
いためにtanδおよび等個直列抵抗が低く、高周波特
性が良好である。
(4)製造コストが安い。
実施例7
捲回型アルミニウム電解コンデンサ素子(定格容量5μ
F、定格電圧25■)を、ピロールモノマー液に浸漬し
て5分間静置した。次にコンデンサ素子をモノマー液か
らとり出して、過硫酸アンモニウム10重量%、βナフ
タレンスルホン酸5重量%、αナフチルリン酸5重量%
、ポリエチレングリコール(分子量8500) 5重量
%を含むO′Cに保った水溶液に30分間浸漬して、β
ナフタレンスルホン酸イオンとαナフチルリン酸イオン
をドープしたポリピロールとポリエチレングリコールの
複合層を誘電体酸化皮膜上に重合させた。反応終了後、
未反応物質及び前記ポリピロール/ポリエチレングリコ
ール以外の反応生成物等を水洗ににって除去した。その
後ポリエチレングリコール(分子量8500) 20重
量%の水溶液に前記素子を浸漬し、その後真空中100
°Cで乾燥してポリピロール/ポリエチレン複合層上に
ポリエチレングリコール層を形成したコンデンサを得た
。なおこのポリエチレングリコールの縦弾性係数’r:
J: 12kg/mn+2であった。
F、定格電圧25■)を、ピロールモノマー液に浸漬し
て5分間静置した。次にコンデンサ素子をモノマー液か
らとり出して、過硫酸アンモニウム10重量%、βナフ
タレンスルホン酸5重量%、αナフチルリン酸5重量%
、ポリエチレングリコール(分子量8500) 5重量
%を含むO′Cに保った水溶液に30分間浸漬して、β
ナフタレンスルホン酸イオンとαナフチルリン酸イオン
をドープしたポリピロールとポリエチレングリコールの
複合層を誘電体酸化皮膜上に重合させた。反応終了後、
未反応物質及び前記ポリピロール/ポリエチレングリコ
ール以外の反応生成物等を水洗ににって除去した。その
後ポリエチレングリコール(分子量8500) 20重
量%の水溶液に前記素子を浸漬し、その後真空中100
°Cで乾燥してポリピロール/ポリエチレン複合層上に
ポリエチレングリコール層を形成したコンデンサを得た
。なおこのポリエチレングリコールの縦弾性係数’r:
J: 12kg/mn+2であった。
次にこのコンデンサをアルミケースに収容し、樹脂封口
後、エポキシ樹脂でモールトシてチップ型固体電解コン
デンサを作成した。このコンデンサを25°Cで定格電
圧を1時間印加してエツジングした後、260°Cで溶
融しているはんだ洛中に10秒間浸漬した後放冷しては
んだ耐熱試験を行った。試験前後の特性を第2表に示す
。
後、エポキシ樹脂でモールトシてチップ型固体電解コン
デンサを作成した。このコンデンサを25°Cで定格電
圧を1時間印加してエツジングした後、260°Cで溶
融しているはんだ洛中に10秒間浸漬した後放冷しては
んだ耐熱試験を行った。試験前後の特性を第2表に示す
。
実施例8
実施例7と同様に、コンデンサ素子にポリピロールとポ
リエチレンの複合層を誘電体酸化皮膜上に重合させた。
リエチレンの複合層を誘電体酸化皮膜上に重合させた。
その後この素子を、ポリエチレングリコール(平均分子
量8500)を10重量%溶解し市販の水性グラフアイ
l−(日本アチソン社製、商品名アクアダック)を8重
量%分散させた水溶液に浸漬した。その後100°C真
空中で乾燥してポリエチレン/ポリピロール複合層上に
グラフアイl−微粒子を含有したポリエチレン層を形成
したコンデンサを得た。これを実施例7と同様にチップ
化し半H」耐熱性試験を行った。結果を第2表に示す。
量8500)を10重量%溶解し市販の水性グラフアイ
l−(日本アチソン社製、商品名アクアダック)を8重
量%分散させた水溶液に浸漬した。その後100°C真
空中で乾燥してポリエチレン/ポリピロール複合層上に
グラフアイl−微粒子を含有したポリエチレン層を形成
したコンデンサを得た。これを実施例7と同様にチップ
化し半H」耐熱性試験を行った。結果を第2表に示す。
尚、このポリエチレングリコール/水性グラファイト複
合体の縦弾性係数は20kg/mm2であつjこ 。
合体の縦弾性係数は20kg/mm2であつjこ 。
実施例9
実施例7で用いたものと同じコンデンサ素子を用い、こ
れをピロールモノー液夜に5分間漫/Hした。
れをピロールモノー液夜に5分間漫/Hした。
次にこのコンデンサ素子をモノマーl夜からとり出して
、トルエンスルホン酸5重量%、過硫酸アンモニウム5
重量%、ポリビニルアルコール(重合度300 )
1重量%を含む0°Cに保つた2 、j 水溶液に1時間浸漬して、トルエンスルホン酸イオンを
ドープしたポリピロールとポリビニルアルコールの複合
層を誘電体酸化皮膜上に重合させた。反応終了後、未反
応物質及びポリビニルアルコール/ポリピロール以外の
反応生成物を水洗して除去した。
、トルエンスルホン酸5重量%、過硫酸アンモニウム5
重量%、ポリビニルアルコール(重合度300 )
1重量%を含む0°Cに保つた2 、j 水溶液に1時間浸漬して、トルエンスルホン酸イオンを
ドープしたポリピロールとポリビニルアルコールの複合
層を誘電体酸化皮膜上に重合させた。反応終了後、未反
応物質及びポリビニルアルコール/ポリピロール以外の
反応生成物を水洗して除去した。
次にこの素子を、特公昭52−3677の実施例に開示
しであるポリプロプレンエーテルグリコール、I・ルエ
ンジイソシアネート、ジエヂレントリアミンを反応させ
て作成したボリウレクン20重量%分散液(乾燥後の弾
性係数0、3kg/mm2)に浸漬し、その後真空中1
00℃で乾燥してポリビニルアルコール/ポリピロール
複合層」二にポリウレタン層を形成したコンデンサを得
た。これを実施例7と同様にチップ化し半田耐熱性試験
を行った。結果を第2表に示す。
しであるポリプロプレンエーテルグリコール、I・ルエ
ンジイソシアネート、ジエヂレントリアミンを反応させ
て作成したボリウレクン20重量%分散液(乾燥後の弾
性係数0、3kg/mm2)に浸漬し、その後真空中1
00℃で乾燥してポリビニルアルコール/ポリピロール
複合層」二にポリウレタン層を形成したコンデンサを得
た。これを実施例7と同様にチップ化し半田耐熱性試験
を行った。結果を第2表に示す。
実施例10
実施例9のポリウレタン分散液の代りに前記分散液に市
販のニッケル微粒子(日興ファインプロダクツ(株)社
製、平均粒径5 (1m )を40重量%分散した液を
用いた以外は全〈実施例9と同様の操作でデツプ型コン
デンサを試作し半田耐熱性を調べた。結果を第2表に示
す。尚、このポリウレタン/Ni粉複合体の弾性係数は
]、、8kg/mm2であった。
販のニッケル微粒子(日興ファインプロダクツ(株)社
製、平均粒径5 (1m )を40重量%分散した液を
用いた以外は全〈実施例9と同様の操作でデツプ型コン
デンサを試作し半田耐熱性を調べた。結果を第2表に示
す。尚、このポリウレタン/Ni粉複合体の弾性係数は
]、、8kg/mm2であった。
実施例11
実施例7で用いたものと同じコンデンサ素子を用い、こ
れをピロールモノマー液に5分間浸漬した。次にこのコ
ンデンサ素子を、フェニルリン酸5重量%、過硫酸アン
モニウム5重量%を含むO′Cに保った水溶液に30分
間浸漬し、フェニルリン酸イオンをドープしたポリピロ
ール層を誘電体酸化皮膜上に形成した。反応終了後素子
を水洗乾燥し、その後実施例9で用いたポリウレタン分
散液を用いて同様にポリピロール層」二にポリウレタン
層を形成したコンデンサを得た。これを実施例7と同様
の操作でチップ化し半田耐熱性試験を行った。結果を第
2表に示す。
れをピロールモノマー液に5分間浸漬した。次にこのコ
ンデンサ素子を、フェニルリン酸5重量%、過硫酸アン
モニウム5重量%を含むO′Cに保った水溶液に30分
間浸漬し、フェニルリン酸イオンをドープしたポリピロ
ール層を誘電体酸化皮膜上に形成した。反応終了後素子
を水洗乾燥し、その後実施例9で用いたポリウレタン分
散液を用いて同様にポリピロール層」二にポリウレタン
層を形成したコンデンサを得た。これを実施例7と同様
の操作でチップ化し半田耐熱性試験を行った。結果を第
2表に示す。
実施例12
実施例7と同じコンデンサ素子を用い、ピロールモノマ
ー液に10分間浸漬した。次にこのコンデンサ素子を、
βナフタレンスルホン酸5重量%、過硫酸アンモニウム
10重量%を含む5°Cに保った水溶液に1時間浸漬し
、βナフタレンスルホン酸イオンをドープしたポリピロ
ール層を誘電体酸化皮膜上に形成した。反応終了後素子
を水洗、乾燥し、その後ポリエチレングリコール(分子
量50.000縦縦断性係数18kg/mm2)の10
重量%水溶液中に浸漬後乾燥してポリピロール層上にポ
リエヂレングリコール層を形成した。その後実施例7と
同様の操作でチップ化し、半田耐熱性試験を行った結果
を第2表に示す。
ー液に10分間浸漬した。次にこのコンデンサ素子を、
βナフタレンスルホン酸5重量%、過硫酸アンモニウム
10重量%を含む5°Cに保った水溶液に1時間浸漬し
、βナフタレンスルホン酸イオンをドープしたポリピロ
ール層を誘電体酸化皮膜上に形成した。反応終了後素子
を水洗、乾燥し、その後ポリエチレングリコール(分子
量50.000縦縦断性係数18kg/mm2)の10
重量%水溶液中に浸漬後乾燥してポリピロール層上にポ
リエヂレングリコール層を形成した。その後実施例7と
同様の操作でチップ化し、半田耐熱性試験を行った結果
を第2表に示す。
実施例13
実施例7と同じコンデンサ素子を用い、これをピロール
モノマー液に5分間浸漬した。次にモノマー液からとり
出して、フェニルリン酸5重量%、ポリエチレンオキサ
イド(平均分子量50.000) 5重量%、過硫酸ア
ンモニウム5重量%を含む0°Cに保った水溶液中に1
時間浸漬し、フェニルリン酸イオンをドープしたポリピ
ロール/ポリエチレンオキサイド複合層を誘電体酸化皮
膜上に形成させた。次に実施例7と同様の操作でコンデ
ンサをデツプ化し半田耐熱性試験を行った結果を第2表
に示す。
モノマー液に5分間浸漬した。次にモノマー液からとり
出して、フェニルリン酸5重量%、ポリエチレンオキサ
イド(平均分子量50.000) 5重量%、過硫酸ア
ンモニウム5重量%を含む0°Cに保った水溶液中に1
時間浸漬し、フェニルリン酸イオンをドープしたポリピ
ロール/ポリエチレンオキサイド複合層を誘電体酸化皮
膜上に形成させた。次に実施例7と同様の操作でコンデ
ンサをデツプ化し半田耐熱性試験を行った結果を第2表
に示す。
比較例2
実施例7と同じコンデンサ素子を用いて、これをピロー
ルモノマー液に10分間浸漬した。次にこの素子を、ト
ルエンスルホン酸5重量%過硫酸アンモニウム5重量%
、ポリビニルアルコール(重合度300 ) 1重量%
を含む0°Cに保った水溶液中に浸漬してトルエンスル
ボン酸イオンドープしたポリピロール/ポリビニルアル
コール複合層を誘電体酸化皮膜上に形成させた。素子を
水洗、乾燥した後実施例7と同様の操作でコンデンサを
チップ化し、半田耐熱性試験を行った結果を第2表に示
す。
ルモノマー液に10分間浸漬した。次にこの素子を、ト
ルエンスルホン酸5重量%過硫酸アンモニウム5重量%
、ポリビニルアルコール(重合度300 ) 1重量%
を含む0°Cに保った水溶液中に浸漬してトルエンスル
ボン酸イオンドープしたポリピロール/ポリビニルアル
コール複合層を誘電体酸化皮膜上に形成させた。素子を
水洗、乾燥した後実施例7と同様の操作でコンデンサを
チップ化し、半田耐熱性試験を行った結果を第2表に示
す。
比較例3
実施例7で用いた素子を使い、これに塩化第二鉄(Fe
C13)25 g及びポリビニルアルコール1.6gを
水100gに溶解させた水溶液を含浸した。次にこの液
がぬれている状態でピロールモノマー液の入った容器が
置かれている密閉容器内に前記素子を入れ、室温、常圧
で1時間ピロール気相で反応させ誘電体酸化皮膜上にポ
リピロール/ポリビニルアルコール複合層を形成した。
C13)25 g及びポリビニルアルコール1.6gを
水100gに溶解させた水溶液を含浸した。次にこの液
がぬれている状態でピロールモノマー液の入った容器が
置かれている密閉容器内に前記素子を入れ、室温、常圧
で1時間ピロール気相で反応させ誘電体酸化皮膜上にポ
リピロール/ポリビニルアルコール複合層を形成した。
次に素子を水洗、乾燥した後、実施例7と同様にチップ
化して半田耐熱性試験を行った結果を表2に示す。
化して半田耐熱性試験を行った結果を表2に示す。
第2表
もれ電流 定格値 0.01CV=1.25μAこの結
果より、実施例7〜】2においてポリピロール層又はポ
リピロール/ポリマー複合層上に柔軟なポリマーを形成
したコンデンサのもれ電流は、半田耐熱試験前後でほと
んど変化しておらず、優れた半田耐熱性を付与できるこ
とかわかる。また、実施例7.8.1.1..13にお
いてはリン酸等の1・−パントを用いているため、アリ
ールスルポン酸等の1−一パントを用いたポリピロール
系よりももれ電流か著しく低いことかわかる。
果より、実施例7〜】2においてポリピロール層又はポ
リピロール/ポリマー複合層上に柔軟なポリマーを形成
したコンデンサのもれ電流は、半田耐熱試験前後でほと
んど変化しておらず、優れた半田耐熱性を付与できるこ
とかわかる。また、実施例7.8.1.1..13にお
いてはリン酸等の1・−パントを用いているため、アリ
ールスルポン酸等の1−一パントを用いたポリピロール
系よりももれ電流か著しく低いことかわかる。
実施例13に13いては、半田耐熱試験後にもれ電流か
約200倍に増加しているが、リン酸系の1−一パント
を用いることで初期のもれ電流か低いためもれ電流の定
格値0.0]CV = 1.25+1A以下であり問題
がない。
約200倍に増加しているが、リン酸系の1−一パント
を用いることで初期のもれ電流か低いためもれ電流の定
格値0.0]CV = 1.25+1A以下であり問題
がない。
一方比較例2,3においては半田耐熱後もれ電流が定格
値よりも1ケタ大きくなってしまい、半田耐熱性がない
ことかわかる。
値よりも1ケタ大きくなってしまい、半田耐熱性がない
ことかわかる。
・・・】、 百1゛)甲ト)31′−イー+ A’1
寸手続補正書 昭和63年11月(1日
寸手続補正書 昭和63年11月(1日
Claims (6)
- (1)誘電体酸化皮膜上に導電性高分子化合物よりなる
固体電解質層を形成してなる固体電解コンデンサにおい
て、前記導電性高分子化合物が、リン酸、リン酸モノエ
ステル、リン酸ジエステル又はその塩から選ばれた少な
くとも一種がドープされた導電性高分子化合物 であることを特徴とする固体電解コンデン サ。 - (2)誘電体酸化皮膜上に導電性高分子化合物よりなる
固体電解質層を形成してなる固体電解コンデンサにおい
て、前記導電性高分子化合物の少なくとも表面に柔軟性
を有する高分子化合物層を存在せしめたことを特徴とす
る固体電解コンデンサ。 - (3)導電性高分子化合物か、リン酸、リン酸モノエス
テル、リン酸ジエステル又はその塩から選ばれた少なく
とも一種がドープされた導電性高分子化合物である請求
項(2)の固体電解コンデンサ。 - (4)誘電体酸化皮膜上に導電性高分子化合物よりなる
固体電解質層を形成してなる固体電解コンデンサにおい
て、前記導電性高分子化合物が、リン酸、リン酸モノエ
ステル、リン酸ジエステル又はその塩から選ばれた少な
くとも一種がドープされた導電性高分子化合物であり、
且これに柔軟性を有する高分子化合物が混合されている
ことを特徴とする固体電解コンデンサ。 - (5)導電性高分子を形成する母体高分子が下記式(A
) ▲数式、化学式、表等があります▼ (A) [但し、式中R^1、R^2はそれぞれ水素、ハロゲン
、アルキル基、アリール基、アルキルア リール基(R^1とR^2が環状構造をなしてもよい)
、Xは−O−,−S−,▲数式、化学式、表等がありま
す▼(R^3は水素、アルキル基、アリール基、アルキ
ルアリー ル基)を示す。] で表わされる繰り返し単位を有する重合体である請求項
(1)又は(2)又は(3)の固体電解コンデンサ。 - (6)柔軟性を有する高分子化合物がポリウレタン、ポ
リエチレングリコール、ポリビニルアルコールから選ば
れた少なくとも一種であ る請求項(2)又は(4)の固体電解コンデンサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27342887 | 1987-10-30 | ||
JP62-273428 | 1987-10-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01205414A true JPH01205414A (ja) | 1989-08-17 |
Family
ID=17527764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63230122A Pending JPH01205414A (ja) | 1987-10-30 | 1988-09-16 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4858078A (ja) |
JP (1) | JPH01205414A (ja) |
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JP2013539227A (ja) * | 2010-10-01 | 2013-10-17 | ヘレウス プレシャス メタルズ ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 固体電解質としてのpedot/pssを含むコンデンサにおける電気的パラメータをポリアルキレングリコールによって改善する方法 |
US9508491B2 (en) | 2010-10-01 | 2016-11-29 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Method for improving electrical parameters in capacitors comprising PEDOT/PSS as a solid electrolyte through a polyalkylene glycol |
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-
1988
- 1988-09-16 JP JP63230122A patent/JPH01205414A/ja active Pending
- 1988-10-28 US US07/264,036 patent/US4858078A/en not_active Expired - Fee Related
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