JPH01225110A - 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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- JPH01225110A JPH01225110A JP4984188A JP4984188A JPH01225110A JP H01225110 A JPH01225110 A JP H01225110A JP 4984188 A JP4984188 A JP 4984188A JP 4984188 A JP4984188 A JP 4984188A JP H01225110 A JPH01225110 A JP H01225110A
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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、特に二酸化マンガンと導
電性ポリマーが固体電解質として用いられる固体電解コ
ンデンサに関するものである。
電性ポリマーが固体電解質として用いられる固体電解コ
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いる。
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いる。
このような高周波のコンデンサとしては従来、マイカコ
ンデンサ、フィルムコンデンサ、セラミックスコンデン
サなどが使用されているが、これらのコンデンサはいず
れも大容量化には適していない。
ンデンサ、フィルムコンデンサ、セラミックスコンデン
サなどが使用されているが、これらのコンデンサはいず
れも大容量化には適していない。
一方、小型で太古にのコンデンサとしては、アルミニウ
ム電解コンデンサやタンタルコンデンサなどがある。
ム電解コンデンサやタ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太容晴のもの
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、また高周波特性が悪いなどの欠点があった。
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、また高周波特性が悪いなどの欠点があった。
一方、タ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
どのアルミニウム電解コンデンサの欠点を克服している
。
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
どのアルミニウム電解コンデンサの欠点を克服している
。
[発明の解決しようとする課題]
しかしながら、誘電体酸化皮膜層への二酸化マンガン層
の形成には、硝酸マンガン水溶液を誘電体酸化皮膜層へ
含浸・付着させた後、250℃曲後で硝酸マンガンを熱
分解することで形成される。その際二酸化マンガンの付
着量を増加させるため通常士数回の含浸、熱分解の工程
を繰返す必要があり、また熱分解時に発生するNOX等
で誘電体酸化皮膜が損傷するため、前述の含浸・熱分解
工程の合い間に頻繁に電解液中で素子を再化成し損傷し
た誘電体酸化皮膜を修復しなければならず操作が非常に
煩雑な欠点を有していた。
の形成には、硝酸マンガン水溶液を誘電体酸化皮膜層へ
含浸・付着させた後、250℃曲後で硝酸マンガンを熱
分解することで形成される。その際二酸化マンガンの付
着量を増加させるため通常士数回の含浸、熱分解の工程
を繰返す必要があり、また熱分解時に発生するNOX等
で誘電体酸化皮膜が損傷するため、前述の含浸・熱分解
工程の合い間に頻繁に電解液中で素子を再化成し損傷し
た誘電体酸化皮膜を修復しなければならず操作が非常に
煩雑な欠点を有していた。
[課題を解決するための手段]
本発明はかかる欠点を排除すべくなされたものであり、
即ち、本発明は、陽極金属箔表面に誘電体酸化皮膜が形
成され、陰極箔と共に捲回してなる固体電解コンデサに
おいて、固体電解質が二酸化マンガンと導電性有機ポリ
マーであることを特徴とする固体電解コンデンサを提供
するにある。
即ち、本発明は、陽極金属箔表面に誘電体酸化皮膜が形
成され、陰極箔と共に捲回してなる固体電解コンデサに
おいて、固体電解質が二酸化マンガンと導電性有機ポリ
マーであることを特徴とする固体電解コンデンサを提供
するにある。
本発明に用いられる二酸化マンガン層は公知の方法で形
成することが可能である。例えば、硝酸マンガン溶液や
マンガンアセチルアセトナトで代表される有機マンガン
錯体の溶液等を誘電体酸化皮膜に含浸後、空気中又は不
活性ガス中簿で熱分解することで形成できる。又、微粉
砕した二酸化マンガンを適当な溶媒に分散した後誘電体
酸化皮膜に含浸することもできる。本発明における導電
性ポリマーは誘電体酸化皮膜層に形成された二酸化マン
ガン層と陰極箔との電気的接触を良好ならしめるために
用いられるものであり、ポリマーの電導度が二酸化マン
ガンの電導度よりも極力大きいものが好ましい。
成することが可能である。例えば、硝酸マンガン溶液や
マンガンアセチルアセトナトで代表される有機マンガン
錯体の溶液等を誘電体酸化皮膜に含浸後、空気中又は不
活性ガス中簿で熱分解することで形成できる。又、微粉
砕した二酸化マンガンを適当な溶媒に分散した後誘電体
酸化皮膜に含浸することもできる。本発明における導電
性ポリマーは誘電体酸化皮膜層に形成された二酸化マン
ガン層と陰極箔との電気的接触を良好ならしめるために
用いられるものであり、ポリマーの電導度が二酸化マン
ガンの電導度よりも極力大きいものが好ましい。
本発明の導電性ポリマーを構成する千ツマ−としては種
々のものが挙げられるが、具体的にはビロール、N−置
換ビロール、β−置換ビロール、チオフェン、フラン、
β−置換フラン、アニリン、置換アニリンなどである。
々のものが挙げられるが、具体的にはビロール、N−置
換ビロール、β−置換ビロール、チオフェン、フラン、
β−置換フラン、アニリン、置換アニリンなどである。
しかして、本発明の導電性ポリマーは、上記の如き重合
可能なモノマーを化学的に又は電気化学的に重合してな
るものであるが、重合体としての構造は、好ましくは下
記式[I1あるいは[TI ]で表わされる繰返し単位
を有するものである。
可能なモノマーを化学的に又は電気化学的に重合してな
るものであるが、重合体としての構造は、好ましくは下
記式[I1あるいは[TI ]で表わされる繰返し単位
を有するものである。
ここでR’−R’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R2は
環状構造をなしてもよい)。
ル基、アリール基、アルキルアリール基(R’とR2は
環状構造をなしてもよい)。
Xは一〇−,−S−、−N−(R’は水素、アルキル基
、7 ’J−ル基、アルキルアリール基)を示す。
、7 ’J−ル基、アルキルアリール基)を示す。
導電性ポリマーの構造としては、千ツマ−が例えば、芳
香族複素環式化合物である場合は下記式 O ここでA はアニオン、Xは上記の式[I]と同じ、n
は3以上の整数を示す。
香族複素環式化合物である場合は下記式 O ここでA はアニオン、Xは上記の式[I]と同じ、n
は3以上の整数を示す。
で表わされるが、千ツマーユニットの3〜5個について
電気化学量論数のアニオンが結合する。
電気化学量論数のアニオンが結合する。
このようなアニオンは通常ドーパントと呼ばれ、導電性
ポリマーの電導度に大きな影響を与えることが知られて
おり、本発明においては高い電導性を与えるドーパント
を反応等に共ひさせることで電導度の非常に大きいポリ
マーを形成することができる。
ポリマーの電導度に大きな影響を与えることが知られて
おり、本発明においては高い電導性を与えるドーパント
を反応等に共ひさせることで電導度の非常に大きいポリ
マーを形成することができる。
電解重合可能な千ツマ−がアニリン又はその誘導体であ
る場合は、千ツマーユニット1個に対して電気化学量論
数のアニオンが結合するとされている。
る場合は、千ツマーユニット1個に対して電気化学量論
数のアニオンが結合するとされている。
本発明における導電性ポリマーの形成は、前述のモノマ
ーを公知の重合方法例えば、電解酸化重合法、液相化学
重合法、気相化学重合法等でコンデンサ素子内に重合す
ることでなされる。
ーを公知の重合方法例えば、電解酸化重合法、液相化学
重合法、気相化学重合法等でコンデンサ素子内に重合す
ることでなされる。
又、溶媒可溶性の導電性ポリマー溶液をコンデンサ素子
に含浸後乾燥して導電性ポリマーを形成することも可能
である。
に含浸後乾燥して導電性ポリマーを形成することも可能
である。
[実施例]
実施例1
厚さ100μのアルミ箔を電気化学的にエツチング後、
ホウ酸中で電気化学的に陽極酸化して誘電体酸化皮膜を
形成した陽極箔と、アルミ製の陰極箔とをマニラ紙をセ
パレータとして巻き取られた捲回型アルミ電解コンデン
サ素子(定格0.22μF、25V)を40重量%の硝
酸マンガン水溶液に浸漬して硝酸マンガンを含浸した。
ホウ酸中で電気化学的に陽極酸化して誘電体酸化皮膜を
形成した陽極箔と、アルミ製の陰極箔とをマニラ紙をセ
パレータとして巻き取られた捲回型アルミ電解コンデン
サ素子(定格0.22μF、25V)を40重量%の硝
酸マンガン水溶液に浸漬して硝酸マンガンを含浸した。
次にこの素子を空気中180℃の電気炉中で加熱し、硝
酸マンガンを熱分解して二酸化マンガン層を誘電体酸化
皮膜中に形成した。次にこの素子をビロールモノマー液
中に浸漬してビロールを素子に含浸後、0℃に保ったま
ま過硫酸アンモニウム10重量%、トルエンスルホン酸
ソーダ5重量%を含む水溶液に1時間浸漬してビロール
なコンデンサ素子内に重合させた。反応終了後、未反応
の酸化剤とドーパントを水洗によって除去し、100℃
で1時間乾燥した。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、樹脂で封口して固体電解コンデン
サを作製した。
酸マンガンを熱分解して二酸化マンガン層を誘電体酸化
皮膜中に形成した。次にこの素子をビロールモノマー液
中に浸漬してビロールを素子に含浸後、0℃に保ったま
ま過硫酸アンモニウム10重量%、トルエンスルホン酸
ソーダ5重量%を含む水溶液に1時間浸漬してビロール
なコンデンサ素子内に重合させた。反応終了後、未反応
の酸化剤とドーパントを水洗によって除去し、100℃
で1時間乾燥した。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、樹脂で封口して固体電解コンデン
サを作製した。
本実施例で得られた二酸化マンガン及びポリピロールの
電導度を測定したところ、それぞれ10− ’ Scm
−’及び253cm−’であり、ポリピロールの電導度
は二酸化マンガンのそれよりも2桁高い値であった。
電導度を測定したところ、それぞれ10− ’ Scm
−’及び253cm−’であり、ポリピロールの電導度
は二酸化マンガンのそれよりも2桁高い値であった。
この固体電解コンデンサに50℃で定格電圧を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
。
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
。
実施例2
実施例1と同様の操作で二酸化マンガン層を形成した素
子を過硫酸アンモニウム10重量%、aナフタレンスル
ホン酸ソーダ5重量%を含も水溶液に浸漬後、室温で真
空乾燥して酸化剤及びドーパントをコンデンサ素子に含
浸した。次にこの素子を0℃、l0mm11gの減圧下
でビロール蒸気を導入してビロールの気相重合を1時間
行なった。反応終了後未反応の酸化剤とドーパントを水
洗によって除去し、その後実施例■と同様の操作で固体
電解コンデンサを作成した。得られたコンデンサの特性
を第1表に示す。
子を過硫酸アンモニウム10重量%、aナフタレンスル
ホン酸ソーダ5重量%を含も水溶液に浸漬後、室温で真
空乾燥して酸化剤及びドーパントをコンデンサ素子に含
浸した。次にこの素子を0℃、l0mm11gの減圧下
でビロール蒸気を導入してビロールの気相重合を1時間
行なった。反応終了後未反応の酸化剤とドーパントを水
洗によって除去し、その後実施例■と同様の操作で固体
電解コンデンサを作成した。得られたコンデンサの特性
を第1表に示す。
実施例3
実施例1と同様の操作で二酸化マンガン層を形成した素
子をベンゼンスルホン酸ソーダ5重量%、ビロール0.
IM/ I2を含む水溶液に浸漬し、陽極箔をΦに陰
極箔をOとして直流25Vを印加してポリピロールをコ
ンデンサ素子内に電解重合法により形成した。その後実
施例1と同様の操作で固体電解コンデンサを試作した。
子をベンゼンスルホン酸ソーダ5重量%、ビロール0.
IM/ I2を含む水溶液に浸漬し、陽極箔をΦに陰
極箔をOとして直流25Vを印加してポリピロールをコ
ンデンサ素子内に電解重合法により形成した。その後実
施例1と同様の操作で固体電解コンデンサを試作した。
得られた特性を第1表に示す。
比較例
実施例1と同様の条件で硝酸マンガンの含浸・熱分解を
10回繰返した。ただし、含浸・熱分解を2回繰返した
後に誘電体皮膜の損傷を修復するためリン酸アンモニウ
ム水溶液中で定格電圧を印加して再化成を行なった。そ
の後実施例1と同様の操作で固体電解コンデンサを作成
した。得られたコンデンサの特性を第1表に示す。
10回繰返した。ただし、含浸・熱分解を2回繰返した
後に誘電体皮膜の損傷を修復するためリン酸アンモニウ
ム水溶液中で定格電圧を印加して再化成を行なった。そ
の後実施例1と同様の操作で固体電解コンデンサを作成
した。得られたコンデンサの特性を第1表に示す。
第1表
” 12011zの値
” 25V印加1分値
1°100にIlzでの値
実施例では、硝酸マンガンの含浸・熱分解は1回である
が、これは特に限定されるものではない。
が、これは特に限定されるものではない。
又、導電性ポリマーとしてポリピロールを用いたが、特
にこれに限定されるものではない。
にこれに限定されるものではない。
本発明におけるセパレータは特にマニラ紙等に限定され
るものではなくカーボンベーパー等の他の材質でも良く
、また二酸化マンガン層の形成時に分解・消失するもの
であっても良い。
るものではなくカーボンベーパー等の他の材質でも良く
、また二酸化マンガン層の形成時に分解・消失するもの
であっても良い。
[発明の効果]
以上、実施例で明らかなように、本発明におけるコンデ
ンサはもれ電流が著しく小さく、また専価直列抵抗も非
常に小さい。即ち高周波特性が非常に優れていることが
わかる。
ンサはもれ電流が著しく小さく、また専価直列抵抗も非
常に小さい。即ち高周波特性が非常に優れていることが
わかる。
更に、本発明におけるコンデンサ製造の工程は従来の技
術に比べて非常に簡素であり、コンデンサ製造の作業効
率を飛躍的に向上させることができる。
術に比べて非常に簡素であり、コンデンサ製造の作業効
率を飛躍的に向上させることができる。
Claims (3)
- 1.陽極金属箔表面に誘電体酸化皮膜が形成され、陰極
金属箔と共に捲回してなる固体電解コンデサにおいて、
固体電解質が二酸化マンガンと導電性ポリマーであるこ
とを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 2.導電性ポリマーが下記式[ I ] ▲数式、化学式、表等があります▼ [但し、式中R^1、R^2は、それぞれハロゲン、水
素、アルキル基、アリール基、アルキル アリール基(R^1とR^2は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。] で表わされる繰返し単位からなる請求項1記載の固体電
解コンデンサ。 - 3.導電性ポリマーが下記式[II] ▲数式、化学式、表等があります▼ [但し、式中R^4〜R^8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。] で表わされる繰返し単位からなる請求項1記載の固体電
解コンデンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4984188A JPH01225110A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4984188A JPH01225110A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 固体電解コンデンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01225110A true JPH01225110A (ja) | 1989-09-08 |
Family
ID=12842302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4984188A Pending JPH01225110A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01225110A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02251126A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-08 | Nichicon Corp | 固体電解コンデンサの製造方法 |
US5461537A (en) * | 1993-07-29 | 1995-10-24 | Nec Corporation | Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same |
US6154358A (en) * | 1997-07-30 | 2000-11-28 | Nec Corporation | Solid electrolytic capacitor using a conducting polymer |
JP2008300463A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
JP2011014591A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解コンデンサの製造方法 |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP4984188A patent/JPH01225110A/ja active Pending
Cited By (6)
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---|---|---|---|---|
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US6154358A (en) * | 1997-07-30 | 2000-11-28 | Nec Corporation | Solid electrolytic capacitor using a conducting polymer |
US6210450B1 (en) | 1997-07-30 | 2001-04-03 | Nec Corporation | Method of making solid electrolyte capacitor using a conducting polymer solid electrolytic capacitor using a conducting polymer method of making |
JP2008300463A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
JP2011014591A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解コンデンサの製造方法 |
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