JPH07130579A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
体電解コンデンサにおいても、容量出現率をが高くし、
高周波特性を良好にする。 【構成】陽極となる弁作用金属1上に酸化皮膜2を形成
し、この酸化皮膜2の表面にモノマー化合物溶液を塗布
しこれを乾燥させて固体状モノマー化合物を形成し、こ
の固体状モノマー化合物に酸化剤溶液を接触させて重合
反応により導電性高分子層3を形成する。
Description
解質とする固体電解コンデンサの製造方法に関し、特に
周波数特性の優れた固体電解コンデンサの製造方法に関
する。
るいはアルミニウムなどの弁作用金属の多孔質成形体を
第1の電極(陽極)とし、その酸化皮膜を誘電体、そし
て二酸化マンガン(MnO2 )や7,7,8,8−テト
ラシアノキノジメタン(TCNQ)錯塩等の固体電解質
を第2の電極(陰極)の一部とする構造を有している。
この場合、固体電解質には多孔質成形内部の誘電体全面
と電極リード間を電気的に接続する機能を有し、かつ誘
電体酸化皮膜の欠陥に起因する電気的短絡を修復する機
能を有することが望ましい。その結果、導電率は高いが
誘電体修復機能がない金属は固体電解質として使用でき
ず、短絡電流による熱などによって絶縁体に転移する二
酸化マンガン等が用いられてきた。
るものでは、その導電率が充分でないため、高周波域で
のインピーダンスが大きく、またTCNQ錯塩が熱分解
し易いため、耐熱性が劣っている。
の開発が進み、その結果ポリアセチレン、ポリパラフェ
ニレン、ポリピロール、ポリアニリンなどの共役系高分
子に電子供与性や電子吸引性化合物(ドーパント)を添
加(ドーピング)した導電性高分子が開発されている。
は、図2に示すように、導電性高分子のモノマーを液相
で誘電体となる誘電体酸化皮膜2の表面に導入した後、
有機酸を共存させた酸化剤溶液を導入することにより、
導電性高分子膜3を形成する方法が示されている。この
導電性高分子膜3にはグラファイト層(4)と銀ベース
ト層とからなる電極6を順次形成される。
予め酸化剤を分散させた高分子膜で酸化皮膜を被覆した
後、導電性高分子のモノマーを接触させて高分子膜と導
電性高分子の複合膜を形成する方法も提案されている。
デンサの製造方法において、特開平1―24410号公
報では、酸化皮膜2に形成された導電性高分子の液状モ
ノマーが、次工程の酸化剤溶液に接触させる時に酸化剤
溶液中に拡散してしまうため、必要量の導電性高分子が
形成されず、非常に拡面化された酸化皮膜を利用した現
在のコンデンサでは容量出現率(設計値に対する実際の
静電容量値)の低いコンデンサしか製造出来ないという
欠点があった。
は、予め酸化剤を高分子膜に分散させているので、次工
程のモノマー導入時の酸化剤の拡散はないが、本来導電
性のない高分子膜と導電性高分子との複合膜が酸化皮膜
上に形成されるため、製造されたコンデンサの周波数特
性が著しく劣化するという問題点があった。
し、非常に拡面化した酸化皮膜を利用したのコンデンサ
素子でも容量出現率を高くし、かつ高周波領域まで良好
な特性をもつ固体電解コンデンサの製造方法を提供する
ことにある。
金属の酸化皮膜を誘電体とし、導電性高分子を固体電解
質とする固体電解コンデンサの製造方法において、前記
誘電体酸化皮膜の表面に、モノマー化合物溶液を塗布し
これを乾燥させて固体状モノマー化合物を形成する工程
と、前記固体状モノマー化合物に酸化剤溶液を接触させ
て重合反応により導電性高分子層を形成する工程とを含
むことを特徴とする。
るフローチャート、図2は図1により製作された固体電
解コンデンサの模式的断面図である。この固体電解コン
デンサの製造に当たっては、まず図1のステップS1
で、陽極となる弁作用金属1の表面を凹凸化し、ミクロ
な細孔を多数形成してその表面積を大きくする。この細
孔壁面に沿ってを陽極酸化により誘電体である酸化皮膜
2を形成する。次にステップS2で、酸化皮膜2の表面
にモノマー化合物溶液を塗布し、乾燥させて固体状モノ
マー化合物の固体電解質(導電性高分子層)3をその凹
凸の細孔の奥深くまで入り込むように形成する。次にス
テップ3で酸化剤溶液を接触させ重合反応により化学酸
化重合導電性高分子膜3を形成する。続いてステップ4
で導電性高分子層3の反対側に陰極となる金属電極5を
取付ける。この電極5と導電性高分子層3との間には接
触を良好に保持するカーボン層(グラファイト層)4を
設けることもできる。さらに、電極リード6,7を引き
出して取付ける。
1mmの直方体状のタンタル微粉末焼結体ペレット(C
V積値[1g当りの静電容量μFと陽極酸化電圧Vとの
積]30,000/g)を0.1wt%燐酸水溶液中で
48Vで陽極酸化し、洗浄し乾燥した。次いでエタノー
ル70wt%、水30wt%の混合溶媒にアニリンとp
―トルエンスルフォン酸とが等モルで溶媒重量に対して
15wt%となるように混合してアニリン煙溶液を調整
した。次に、0°Cに保持しながら焼結体ペレットを3
0秒間アニリン煙溶液に浸漬した後、室温で10分間放
置したところ、焼結体ペレットの表面状およびその内部
にアニリン塩が固体状に析出した。
二クロム酸アンモニウムと40wt%p―トルエンスル
フォン酸を含有する水溶液に30秒間浸漬した後、焼結
体ペレットを取出し室温で30分間保持して重合を行
い、黒色のポリアニリンを酸化皮膜表面に形成した。更
に、p―トルエンスルフォン酸が7wt%となるエタノ
ール50wt%、水50wt%の混合溶媒の酸溶液に5
分間浸漬した後、室温で30分間放置した。
浸漬、重合および酸溶液への浸漬を6回繰返した後、カ
ーボンペースト(日本アチソン(株)、エレクトロダグ
112)、銀ペースト(藤倉化成(株)、ドータイトD
―550)を付け、陰極リードを引出し3エポキシ樹脂
で封止してコンデンサを完成した。
柱状のタンタル微粉末焼結体ペレット1(CV積値2
7,000/g)を0.1wt%燐酸水溶液中で13V
で陽極酸化して酸化皮膜2を形成した後、洗浄及び乾燥
を行った。次に、このペレットをメタノール70wt
%、水30wt%の混合溶液に、アニリンとp―トルエ
ンスルフォン酸とが等モルで溶媒重量に対して15wt
%となるように混合してアニリン塩溶液を調整した。次
に、0°Cに保持しながら焼結体ペレットを30秒間ア
ニリン煙溶液に浸漬した後、室温で10分間放置したと
ころ、焼結体ペレットの表面状およびその内部にアニリ
ン塩が固体状に析出した。
ペルオキソ二硫酸アンモニウムと15wt%p―トルエ
ンスルフォン酸を含有する水溶液に30秒間浸漬した
後、焼結体ペレットを取出し室温で30分間保持して重
合を行い、黒色のポリアニリンを酸化皮膜表面に形成し
た。これ以外は、実施例1と同様の方法で、リードを引
出してコンデンサを完成した。
高さ1mmの円柱状のタンタル微粉末焼結体ペレット1
を用い、エタノール70wt%、水30wt%の混合溶
液に、アニリンとベンゼンスルフォン酸とが等モルで溶
媒重量に対して15wt%となるように混合してアニリ
ン塩溶液を調整した。次に、0°Cに保持しながら焼結
体ペレットを30秒間アニリン塩溶液に浸漬した後、室
温で10分間放置したところ、焼結体ペレットの表面状
およびその内部にアニリン塩が固体状に析出した。
リンを重合し、リードを引出してコンデンサを完成させ
た。十分な厚さを得るための重合回数は6回であった。
mm、厚さ1mmの直方体状のタンタル微粉末焼結体ペ
レットを用いて、エタノール70wt%、水30wt%
の混合溶液に、アニリンが溶媒重量に対して15wt%
となるように混合してアニリン溶液を調整した。次に、
0°Cに保持しながら焼結体ペレットを30秒間アニリ
ン溶液に浸漬した後、室温で10分間放置したが、焼結
体ペレットの表面状およびその内部に固体状物質は析出
しなかった。
リンを重合し、リードを引出してコンデンサを完成させ
た。十分な厚さを得るための重合回数は50回であっ
た。
mm、厚さ1mmの直方体状のタンタル微粉末焼結体ペ
レットを用いて、エタノール70wt%、水30wt%
の混合溶液に、アニリンとp―トルエンスルフォン酸と
が等モルで溶媒重量に対して0.8wt%となるように
混合してアニリン塩溶液を調整した。次に、0°Cに保
持しながら焼結体ペレットを30秒間アニリン塩溶液に
浸漬した後、室温で10分間放置したところ、焼結体ペ
レットの表面状およびその内部にアニリン塩が非常にわ
ずかであるが固体状に析出した。これ以外は、具体例1
と同様の方法でアニリンを重合し、リードを引出してコ
ンデンサを完成させた。十分な厚さを得るための重合回
数は50回であった。
値、モノマー溶液の溶楳およびその混合割合(重量
比)、溶楳重量に対するモノマー濃度、重合回数、得ら
れたコンデンサの容量出現率(C/C0、電解質溶液中
の容量をC0とする)、漏れ電流(LC)および共振周
波数インピーダンス(Z)を次の表1に示す。
サは、非常に拡面化されたコンデンサ素子においても容
量出現率が大きく、共振周波数におけるインピーダンス
が小さく、高周波特性が良好であることが認められた。
分子膜の表面に凹凸を形成することによって、非常に拡
面化されたコンデンサ素子が形成されると共に、優れた
高周波特性をもった固体電解コンデンサを簡易に製造す
ることができるという効果がある。すなわち、単に酸化
皮膜上で液状モノマーを酸化剤によって重合させる方法
に比べて、拡面化されたコンデンサ素子でも容量出現率
が良好なコンデンサを製造でき、また予め酸化剤を含有
した絶縁性高分子を酸化皮膜上に形成してから導電性高
分子を形成する方法に比べて、直接酸化皮膜上に導電率
の高い導電性高分子を形成するので、共振周波数でのイ
ンピーダンスが非常に小さく、優れた高周波特性を有す
るコンデンサを製造できるという効果がある。
チャート。
の模式的断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 弁作用金属の酸化皮膜を誘電体とし、導
電性高分子を固体電解質とする固体電解コンデンサの製
造方法において、前記誘電体酸化皮膜の表面に、モノマ
ー化合物溶液を塗布しこれを乾燥させて固体状モノマー
化合物を形成する工程と、前記固体状モノマー化合物に
酸化剤溶液を接触させて重合反応により導電性高分子層
を形成する工程とを含むことを特徴とする固体電解コン
デンサの製造方法。 - 【請求項2】 モノマー化合物溶液の濃度が、1重量%
以上である請求項1記載の固体電解コンデンサの製造方
法。
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