JPS62189714A - 固体電解コンデンサの半導体層形成方法 - Google Patents
固体電解コンデンサの半導体層形成方法Info
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- JPS62189714A JPS62189714A JP61030790A JP3079086A JPS62189714A JP S62189714 A JPS62189714 A JP S62189714A JP 61030790 A JP61030790 A JP 61030790A JP 3079086 A JP3079086 A JP 3079086A JP S62189714 A JPS62189714 A JP S62189714A
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Landscapes
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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、固体電解コンテン４ノ′に係り、特に固体電
解質のポリマー膜を半導体層とするコンデンサにおける
半導体層の形成方法に関する。
解質のポリマー膜を半導体層とするコンデンサにおける
半導体層の形成方法に関する。
従来、アルミニウム、タンタルなどの弁作用のある金属
を陽極体とする固体電解コンデンサにおいて、半導体層
の固体電解質としては無機半導体の２酸化マンガンＭ
−Ｏｚおよび有機半導体のＴＣＮＱ（テトラシアノキノ
ジメタン）錯塩を用いたものが周知である。上記２種の
固体電解質は、ともに浸漬・加熱固化のくり返しにより
作成される。
を陽極体とする固体電解コンデンサにおいて、半導体層
の固体電解質としては無機半導体の２酸化マンガンＭ
−Ｏｚおよび有機半導体のＴＣＮＱ（テトラシアノキノ
ジメタン）錯塩を用いたものが周知である。上記２種の
固体電解質は、ともに浸漬・加熱固化のくり返しにより
作成される。
このようなくり返しを行なうので、工程が複雑であり、
また半導体層の膜厚などの制御が難しい。
また半導体層の膜厚などの制御が難しい。
複雑な工程で生産性が低いので小容量のコンデンイナの
製作には難点があるとともに、大容計のコンデンサの製
作では、高温で加熱するので、熱歪の影響が大きく良好
な半導体層を得ることができなかった。上記２種の固体
電解質は浸漬し、相当な高温で加熱固化するものである
から、陽極体表面にレジスト部材でパターンを設は局所
的に半導体層を形成するようなプロセスは困難である。
製作には難点があるとともに、大容計のコンデンサの製
作では、高温で加熱するので、熱歪の影響が大きく良好
な半導体層を得ることができなかった。上記２種の固体
電解質は浸漬し、相当な高温で加熱固化するものである
から、陽極体表面にレジスト部材でパターンを設は局所
的に半導体層を形成するようなプロセスは困難である。
また固体電解質は粒状体で、固体電解質その他を形成後
チップに分離切断するようなプロセスも実行でき雇いン
゛″互のように、プロセスとしての自由度が低く、大き
なパターンを形成しておいて、チップに分解する方法は
とれず、中容量のコンデンサにしか実現できないのが現
状である。
チップに分離切断するようなプロセスも実行でき雇いン
゛″互のように、プロセスとしての自由度が低く、大き
なパターンを形成しておいて、チップに分解する方法は
とれず、中容量のコンデンサにしか実現できないのが現
状である。
しかし、固体電解質として、導電性のポリマー膜を用い
れば、上記問題点はほとんど解決され、プロセス選択の
自由度が大きく適当なプロセスにより、チップ型の小容
量コンデンサから大容量コンデンサまで範囲の広い製品
を製作することができる。
れば、上記問題点はほとんど解決され、プロセス選択の
自由度が大きく適当なプロセスにより、チップ型の小容
量コンデンサから大容量コンデンサまで範囲の広い製品
を製作することができる。
ポリマー膜の形成は、複素環式化合物であるピロール、
チオフェンなどの重合体を電解酸化重合により形成させ
るが、電解酸化重合は金・白金などの不活性な金属表面
にはよく形成できるが、陽極体への形成は良くない。こ
の理由は、明確でないがζ以下のように推察される。電
解酸化重合反応は、弁作用のある金属の陽極体表面に設
けた絶縁性の陽極酸化膜を介し行なうが、重合反応と同
時に陽極体表面の酸化反応も生じ、両方の反応の競合に
より、重合反応においてポリマーが低分子量のときに、
陽極体表面付近にとどまれなくて電解液中に拡散する傾
向があるためと考えられる。
チオフェンなどの重合体を電解酸化重合により形成させ
るが、電解酸化重合は金・白金などの不活性な金属表面
にはよく形成できるが、陽極体への形成は良くない。こ
の理由は、明確でないがζ以下のように推察される。電
解酸化重合反応は、弁作用のある金属の陽極体表面に設
けた絶縁性の陽極酸化膜を介し行なうが、重合反応と同
時に陽極体表面の酸化反応も生じ、両方の反応の競合に
より、重合反応においてポリマーが低分子量のときに、
陽極体表面付近にとどまれなくて電解液中に拡散する傾
向があるためと考えられる。
なお、半導体層形成の良・不良は、直接的には判断でき
ないので、コンデンサ特性を検証して、耐圧、等個直列
抵抗によって判断される。
ないので、コンデンサ特性を検証して、耐圧、等個直列
抵抗によって判断される。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、表面を陽極酸化し
た弁作用のある金属の陽極体上に、コンデンサとして良
好な特性を与える固体電解質のポリマー膜を形成する方
法を提供することにある。
た弁作用のある金属の陽極体上に、コンデンサとして良
好な特性を与える固体電解質のポリマー膜を形成する方
法を提供することにある。
本発明では、固体電解質のポリマー膜としては、複素環
式化合物であるピロールとその特定の誘導体を用いる。
式化合物であるピロールとその特定の誘導体を用いる。
すなわち下記の複素環式化合物および支持塩を含む電解
液中で、−２５℃ないし一４５℃の温度範囲内で電解酸
化重合を行ない、固体電解質のポリマー膜を形成させる
。
液中で、−２５℃ないし一４５℃の温度範囲内で電解酸
化重合を行ない、固体電解質のポリマー膜を形成させる
。
後述する実施例で説明するように、上記手段で形成した
半導体層を用いたコンデンサは良好な電気的特性を与え
る。これは、電解液を低温にすることにより、陽極体表
面での単量体もしくは低重合体の分子運動が緩やかにな
り、液中に拡散しないで、表面付近にとどまるため、ポ
リマー膜の形成が順調に行なわれ、均一な良好な半導体
層となるためと推量される。
半導体層を用いたコンデンサは良好な電気的特性を与え
る。これは、電解液を低温にすることにより、陽極体表
面での単量体もしくは低重合体の分子運動が緩やかにな
り、液中に拡散しないで、表面付近にとどまるため、ポ
リマー膜の形成が順調に行なわれ、均一な良好な半導体
層となるためと推量される。
以下、図面を参照して、本発明の実施例につき説明する
。以下の実施例では、陽極体としてアルミニウムを用い
、表面を粗面化したアルミニウムエツチド箔を１０龍×
５０■１に切断し、アジピン酸系化成液中で第１表に示
す各電圧で定電圧化成を行ない、前記箔表面に陽極酸化
膜を形成する。
。以下の実施例では、陽極体としてアルミニウムを用い
、表面を粗面化したアルミニウムエツチド箔を１０龍×
５０■１に切断し、アジピン酸系化成液中で第１表に示
す各電圧で定電圧化成を行ない、前記箔表面に陽極酸化
膜を形成する。
第１表
次に、たとえばアセトニトリルｌｌを溶媒として、ピロ
ール０．０５ｍｏｌ （３，０ｇ＞と支持塩のアンモ
ニウムボロジサリチレート約０．０２ｍｏ ｌ （６
，０ｇ）とを溶解した電解液中でポリピロール膜の陽極
酸化重合を行なう。第１図はこの工程を行なう状況を図
式的に示したもので、酸化処理をしたアルミニウムエツ
チドＭ１を前記電解液２に含浸し、電池４の陽極に接続
するとともに、アルミニウムエツチド箔ｌの両側に対向
して２枚のステンレス板３を配置し、電池４の陰極に接
続する。電解液２は一４０℃に冷却してこの工程中一定
に保つ。
ール０．０５ｍｏｌ （３，０ｇ＞と支持塩のアンモ
ニウムボロジサリチレート約０．０２ｍｏ ｌ （６
，０ｇ）とを溶解した電解液中でポリピロール膜の陽極
酸化重合を行なう。第１図はこの工程を行なう状況を図
式的に示したもので、酸化処理をしたアルミニウムエツ
チドＭ１を前記電解液２に含浸し、電池４の陽極に接続
するとともに、アルミニウムエツチド箔ｌの両側に対向
して２枚のステンレス板３を配置し、電池４の陰極に接
続する。電解液２は一４０℃に冷却してこの工程中一定
に保つ。
重合反応は、約３０ｍＡの電流を連続して、１０分間流
して行なう。前記反応を終えて、ポリピロール膜に被覆
された箔を純水で洗浄した後、再化成を同じくアジピン
酸系化成液中で第１表の化成電圧の約３／４の電圧で行
なう。これは酸化膜に欠陥部分ができることがあるので
、そのような事故をなくすためである。
して行なう。前記反応を終えて、ポリピロール膜に被覆
された箔を純水で洗浄した後、再化成を同じくアジピン
酸系化成液中で第１表の化成電圧の約３／４の電圧で行
なう。これは酸化膜に欠陥部分ができることがあるので
、そのような事故をなくすためである。
次に、再化成を終えた箔を純水で洗浄、乾燥し真空蒸着
法により根を蒸着し、銀ペーストで陰極リードを引出し
コンデンサとする。第２図がコンデンサの断面図で、６
がアルミニウム酸・ノチド箔で先端が陽極リードになっ
ている。コンデンサ構成要素部は、アルミニウム酸化膜
９．ポリピロール膜８．銀蒸着膜７で形成され、銀ペー
スト１０によって陰極リード５が接続される。
法により根を蒸着し、銀ペーストで陰極リードを引出し
コンデンサとする。第２図がコンデンサの断面図で、６
がアルミニウム酸・ノチド箔で先端が陽極リードになっ
ている。コンデンサ構成要素部は、アルミニウム酸化膜
９．ポリピロール膜８．銀蒸着膜７で形成され、銀ペー
スト１０によって陰極リード５が接続される。
コンデンサの電気的特性を第２表に示す。このデータは
、Ｃａｐが単位面積当りの容量（μＦ／ｃｎｔ）、損失
角ｔ ａ ｎδが測定周波数１２０１１ｚ、印加電圧１
．Ｏｖ （ＡＣ）の測定値、漏れ電流が化成電圧の１７
２で、２分間印加したときの値、ＥＳＲが等個直列抵抗
で１ｏＯＫＩＩｚの測定値である。
、Ｃａｐが単位面積当りの容量（μＦ／ｃｎｔ）、損失
角ｔ ａ ｎδが測定周波数１２０１１ｚ、印加電圧１
．Ｏｖ （ＡＣ）の測定値、漏れ電流が化成電圧の１７
２で、２分間印加したときの値、ＥＳＲが等個直列抵抗
で１ｏＯＫＩＩｚの測定値である。
第２表
第３図は周波数・インピーダンスＣｆ−Ｚ）特性を示す
もので、第２表の２０Ｖ化成品のデータである。純然た
るキャパシタンスとして求めた理想ラインと実測値とは
ほぼ３００ＫＩＩｚまで合致する。従来の方法による容
量値の近い、定格電圧１０ｖでＣａ ｐ ２２μＦのア
ルミニウム電解コンデンサと比較すると、改善効果が顕
著である。
もので、第２表の２０Ｖ化成品のデータである。純然た
るキャパシタンスとして求めた理想ラインと実測値とは
ほぼ３００ＫＩＩｚまで合致する。従来の方法による容
量値の近い、定格電圧１０ｖでＣａ ｐ ２２μＦのア
ルミニウム電解コンデンサと比較すると、改善効果が顕
著である。
上記実施例は電解液温度が約−４０℃であったが、−３
０℃とし、他の工程をずぺて同一としてコンデンサを製
作した第２の実施例の結果を第３表に示す。測定特性は
同一であり、はぼ同様な結果を得ている。
０℃とし、他の工程をずぺて同一としてコンデンサを製
作した第２の実施例の結果を第３表に示す。測定特性は
同一であり、はぼ同様な結果を得ている。
なお、複素環式化合物で、３位、４位にメチル基などを
導入すると、重合反応位が２，５位に固定され、得られ
たポリマーの分子構造は専電性が良くなる。
導入すると、重合反応位が２，５位に固定され、得られ
たポリマーの分子構造は専電性が良くなる。
第３表
〔発明の効果〕
以上、詳しく説明したように、弁作用のある金属を陽極
体とし、陽極体の酸化膜表面に、複素環式化合物のピロ
ールあるいはピロール誘導体を含む電解液中で低温にお
いて電解酸化重合反応により固体電解質のポリマー膜を
形成し、このポリマー膜を半導体層として良好な特性の
コンデンサを得ることができる。
体とし、陽極体の酸化膜表面に、複素環式化合物のピロ
ールあるいはピロール誘導体を含む電解液中で低温にお
いて電解酸化重合反応により固体電解質のポリマー膜を
形成し、このポリマー膜を半導体層として良好な特性の
コンデンサを得ることができる。
電解酸化重合は、−２５℃〜−４５℃の温度範囲で行な
うことで特性のよいポリマー膜を得る。
うことで特性のよいポリマー膜を得る。
温度範囲については温度が下限より低温になると、反応
速度が遅くなり、上限より高温になると、ポリマー膜形
成がさまたげられる。なお、実施例の電解液中の支持塩
としてアンモニウムボロジサリチレートを用いたが、一
般的によく用いられるものであれば、どのようなもので
もよい。
速度が遅くなり、上限より高温になると、ポリマー膜形
成がさまたげられる。なお、実施例の電解液中の支持塩
としてアンモニウムボロジサリチレートを用いたが、一
般的によく用いられるものであれば、どのようなもので
もよい。
図面は実施例に関し、第１図は本発明による固体電解コ
ンデンサの半導体層形成工程の状況を示す図、第２図は
アルミニウム固体電解コンデンサの一例の断面図、第３
図はこのコンデンサのｆ−Ｚ特性を示す図である。 ｌ−・陽極酸化アルミニウムエツチド箔、２・・−電解
液、 ３・・・ステンレス板、４−電池、 ５−陰極リ
ード、 ６−アルミニウムエツチド箔、 ７−銀蒸着膜、 ８−ポリピロール膜、９−アルミニウ
ム酸化膜、 １０・・・銀ペースト。
ンデンサの半導体層形成工程の状況を示す図、第２図は
アルミニウム固体電解コンデンサの一例の断面図、第３
図はこのコンデンサのｆ−Ｚ特性を示す図である。 ｌ−・陽極酸化アルミニウムエツチド箔、２・・−電解
液、 ３・・・ステンレス板、４−電池、 ５−陰極リ
ード、 ６−アルミニウムエツチド箔、 ７−銀蒸着膜、 ８−ポリピロール膜、９−アルミニウ
ム酸化膜、 １０・・・銀ペースト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 固体電解コンデンサの製造に際し、陽極体表面の陽極
酸化膜上に、半導体層を形成する工程において、下記で
表わされる複素環式化合物 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｘ：Ｈ、−ＣＨ＿３または−ＣＨ＿２ＣＨ＿３）（Ｙ
：Ｈ、−ＣＨ＿３または−ＣＨ＿２ＣＨ＿３）および支
持塩を含む電解液中で、−２５℃ないし−４５℃の温度
範囲内で電解酸化重合を行ない、固体電解質のポリマー
膜を形成することを特徴とする固体電解コンデンサの半
導体層形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61030790A JPS62189714A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 固体電解コンデンサの半導体層形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61030790A JPS62189714A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 固体電解コンデンサの半導体層形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62189714A true JPS62189714A (ja) | 1987-08-19 |
| JPH0563009B2 JPH0563009B2 (ja) | 1993-09-09 |
Family
ID=12313469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61030790A Granted JPS62189714A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 固体電解コンデンサの半導体層形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62189714A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60244017A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-03 | 日通工株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| US4858078A (en) * | 1987-10-30 | 1989-08-15 | Asahi Glass Company Ltd. | Solid electrolytic capacitor |
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