JPS61240625A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は固体電解質を有する固体電解コンデンサに関す
るものである。

従来の技術 最近、電気機器のディジタル化にともなって、そこに使
用されるコンデンサも高周波領域においてインピーダン
スが低く、小型大容量化への要求が高捷っている。従来
、高周波領域用のコンデンサとしてはプラスチックフィ
ルムコンデンザ、マイカコンデンザ、積層セラミックコ
ンデンザなどが用いられている。またその他にアルミニ
ウム乾式電解コンデンサやアルミニウムまたはタンタル
固体電解コンデンサなどり！ある。アルミニウム乾式ｉ
ｔ解コンデンサでは、エツチングを施した陽・陰極アル
ミニウム箔を紙のセパレータを介して巻き取り、液状の
電解質を用いている。又、アルミニウムやタンタル固体
電解コンデンサでは前記アルミニウム電解コンデンサの
特性改良のため電解質の固体化がなされている。この固
体電解質形成には硝酸マンガン液に陽極箔を浸漬し、３
５０℃前後の高温炉中にて熱分解し、二酸化マンガン層
をつくる。このコンデンサの場合、電解質が固体のため
に高温における電解質の流出、低温域での凝固から生ず
る機能低下などの欠点がなく。液状電解質と比べて良好
な周波数特性、温度特性を示す、また、アルミニウム電
解コンデンサはタンクルミ解コンデンザと同様誘電体と
なる酸化皮膜をひじょうに薄くできるために大容量を実
現できる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながらこのように種々のコンデンサが使用されて
いるが、フィルムコンデンサおよヒマイカコンデンサで
は形状が大きくなってしまうために大容量化がむずかし
く、捷だ積層セラミックコンデンサは、小型大容量の要
望から生まれたものであるが、価格が非常に高くなるこ
とと、温度特性が悪いことなどの欠点を有している。ア
ルミニウム電解コンデンサは酸化皮膜の損傷が起き易い
ために酸化皮膜と陰極間に電解質を施し随時損傷を修復
する必要がある。このため電解質に液状のものを使用し
ているものは、電解質の液もれやイオン電導性などの理
由から経時的に静電容量の減少や損失の増大をもたらす
ことと高周波特性、低温領域での損失が大きいことなど
の欠点を有している。また固体電解質のものについても
、高温で数回熱分解することによる酸化皮膜の損傷及び
二酸化マンガンの比抵抗が高いことなどの理由から高周
波域での損失は十分に小さいとは言えない。

さらに、ＴＣＮＱ塩などの有機半導体を用いた固体電解
コンデンサは、二酸化マンガンを用いたものに比して優
れた高周波特性を示すが、有機半導体を塗布する際の比
抵抗の上昇、陽極箔への接着性が弱いことなどが原因で
理想的な特性を示すとは言えない。

本発明は上記従来の欠点を解消し、小形で高周波特性の
良好な固体電解コンデンサを提供することを目的とする
ものである。

・　問題点を解決するだめの手段 本発明は上記目的を達成するもので、その基本構成は、
電極間に電解重合で得られる導電性高分子を固体電解質
として有するものである。

作　　用 本発明は上記構成のように、電解重合により得た導電性
高分子を固体電解質として電極に付着形成させることに
より従来のコンデンサの問題点である高周波領域の特性
劣化、大容量大型化などの欠点を改善することができる
。

６　・・−。

本発明で開示する固体電解コンデンサに使用される導電
性高分子としてはポリピロールあるいはポリフランが好
適である。上記固体電解コンデンサの固体電解質として
用いる導電性高分子の合成法として電解重合を行なうが
、本発明では水溶液中の電解重合であることが望ましい
。導電性高分子のモノマー（ピロールＣ４Ｈ４ＮＨ、フ
ランＣ４Ｈ４０）を溶媒（Ｈ２Ｏ）に溶かすため、親油
性と新水性をもつ有機酸（アジピン酸など）を支持電解
質として使用する。上記水溶液中にコンデンサの陽極を
浸漬し、０．１　ｍＡ／　ｃｉ〜１０　ｍＡ／　６１４
の定電流を１０分〜６０分くらい流し続けると陽極に電
解重合で得られる皮膜が形成される。更に、この重合膜
を付着させた陽極をホウ酸水溶液中で化成すると、重合
膜の下に陽極酸化皮膜が形成されることが判明した。こ
の場合陽極酸化を行なうのは導電性高分子を付着した前
でも後でも良いが、陽極酸化皮膜の的性質は後から化成
した方がより望ましい。

実施例 以下に実施例を示す。

〔実施例１〕 重合性モノマー（ピロールＣ４Ｈ４ＮＨ）１Ｍ／ｌ。

７ジピン酸（ＨＯＯＣ（ＣＨ）４ＣＯＯＨ）ｏ、１Ｍ／
ｇ。

溶媒（Ｈ２Ｏ）１１の水溶液に表面をエツチングしだア
ルミニウム箔を浸漬し、陽極面積に対し１ｍＡ／Ｃ／！
の電流を３０分間流した。この際水溶液の温度は室温で
ある。そして次に水１１にアジピン酸３０ｇを加えた水
溶液に前記電解重合を終えた巻取りユニットの陽陰極箔
を浸漬し、１ｍＡ／ｆｆｌの定電流で１０ｏＶまで昇圧
し、１００Ｖにて３０分〜６０分間に電流を１μＡ／ｆ
ｆｌ以下にしばった。

なお、この時の水溶液の温度は７０°Ｃとした。このア
ジピン酸水溶液による化或は電解重合膜が存在しない場
合と全く同様に行なうことができた。

更にこの陽極箔にアクアダフグ及び銀ペーストを用いて
対極リードを取り出し、エポキシ樹脂により外装し、コ
ンデンサ素子を完成させた。

得られたコンテンツは１２０Ｈｚにおいて３．６μＦの
静電容量と、１．０％の損失を示した。同じ条件で化成
された陽極箔の液中容量は３．７μＦであったので９５
％の容量達成率となる。また１Ｍ　Ｈｚ　　におけるイ
ンピーダンス−は０．０８０であった。更に、ビロール
電解重合する支持電解質として、ｏ、２Ｍ／ｌのシュウ
酸を用いた場合、得られたコンデンサの損失は０．６％
と減少し、改良が認められた。

〔実施例２〕 重合性モノマーとしてフラン（Ｃ４Ｈ４０）を用いｏ、
１Ｍ／ｌ）のシュウ酸水溶液を用いアルミニウム表面に
厚さ１５ミクロンの重合膜を形成させた。

次にホウ酸水溶液（ｏ、１Ｍ／＃）の中で、１　ｍＡ／
ｃ、７の定電流で１５０Ｖまで昇圧し、更に１６０■の
電圧を１時間、電流が０．１μＡ／ＣｒＩとなる捷で保
持した。実施例１と同様の方法でリード付け、外装を施
し、コンデンサを試作し、初期特性を測定した。

１２０Ｈｚにおける容量は３．１μＦ、損失は１．５％
であり、ＩＭＨｚ　におけるインピーダンスは０．１０
であった。また、８５°Ｃでの負荷試験を１ｏ○○時間
行った結果、容量は２％減少し、損失は１．８％となっ
た。

発明の効果 以上のように本発明は、電解コンデンサの電解質として
電解重合によって得られる導電性高分子を用いることに
より、初期容量が犬きく、かつ容量経時変化が著しく小
さくなり、寸だ液体電解質と比べてｔａｎδ、高周波イ
ンピーダンス、Ｌ（４どが小さくなる。更に温度変化に
よる容量などの各特性の変化も少なくなりその効果は大
きい。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電解重合で得られる導電性高分子を固体電解質と
   して有する固体電解コンデンサ。
2. （２）導電性高分子がポリピロールあるいはポリフラン
   である特許請求の範囲第１項記載の固体電解コンデンサ
   。
3. （３）陽極に導電性高分子を電解重合して付着させるに
   際し、シュウ酸、アジピン酸等の有機酸を支持電解質と
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体
   電解コンデンサ。