JP2906473B2 - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサの製造方法Info
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- JP2906473B2 JP2906473B2 JP1230948A JP23094889A JP2906473B2 JP 2906473 B2 JP2906473 B2 JP 2906473B2 JP 1230948 A JP1230948 A JP 1230948A JP 23094889 A JP23094889 A JP 23094889A JP 2906473 B2 JP2906473 B2 JP 2906473B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、固体電解質を用いる固体電解コンデンサ
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
従来の技術 近年、電気機器等の回路のディジタル化に伴い、回路
に使われるコンデンサには、高周波域でのインピーダン
スが低く、小型かつ大容量であることが強く要求される
ようになってきた。
に使われるコンデンサには、高周波域でのインピーダン
スが低く、小型かつ大容量であることが強く要求される
ようになってきた。
このような状況の中、導電性固体を電解質とし大容量
固体電解コンデンサの開発が盛んで行われている。
固体電解コンデンサの開発が盛んで行われている。
従来、固体電解質として二酸化マンガンを用いた固体
電解コンデンサが良く知られているが、二酸化マンガン
の抵抗が高いために高周波領域で十分に低いインピーダ
ンスを得ることができなかった。
電解コンデンサが良く知られているが、二酸化マンガン
の抵抗が高いために高周波領域で十分に低いインピーダ
ンスを得ることができなかった。
この他、固体電解コンデンサとしては、二酸化マンガ
ン層の代わりに、導電性が高く陽極酸化性の優れた有機
半導体、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタンコンプレ
ックス塩（TCNQ塩）を固体電解質に使うもの（特開昭56
−10777号公報）が提案されている。
ン層の代わりに、導電性が高く陽極酸化性の優れた有機
半導体、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタンコンプレ
ックス塩（TCNQ塩）を固体電解質に使うもの（特開昭56
−10777号公報）が提案されている。
また、最近、ピロール、フランなどの複素環式化合物
モノマーと支持電解質を含ませた溶液を用い電解重合す
ることにより、支持電解質のアニオンをドーパントとし
て含む高導電性高分子層を固体電解質を使うもの（特開
昭60−37114号公報）が提案されている。さらに、導電
性高分子層の形成を、誘電体皮膜上に金属または導電性
を有する金属化合物（金属酸化物）を付着させた後、電
解重合反応用電極を前記金属または金属化合物に近接さ
せ電解重合することにより行うようにした固体電解コン
デンサも提案されている（特願昭63−142136号）。
モノマーと支持電解質を含ませた溶液を用い電解重合す
ることにより、支持電解質のアニオンをドーパントとし
て含む高導電性高分子層を固体電解質を使うもの（特開
昭60−37114号公報）が提案されている。さらに、導電
性高分子層の形成を、誘電体皮膜上に金属または導電性
を有する金属化合物（金属酸化物）を付着させた後、電
解重合反応用電極を前記金属または金属化合物に近接さ
せ電解重合することにより行うようにした固体電解コン
デンサも提案されている（特願昭63−142136号）。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、TCNQ塩を固体電解質とするコンデンサ
では、TCNQ塩を塗布する際に比抵抗上昇が起こる、陽極
金属箔との接着性が弱いといった問題があり、実用性が
薄い。
では、TCNQ塩を塗布する際に比抵抗上昇が起こる、陽極
金属箔との接着性が弱いといった問題があり、実用性が
薄い。
一方、電解重合高導電性高分子層を固体電解質とする
コンデンサでは、誘電体皮膜上に電解重合層を形成する
こと自体に技術的な困難がある。通常の陽極（例えば、
白金、カーボン等）上に、複素環式化合物であるピロー
ル、チオフェン、これらの誘導体と適当な支持電解質と
の溶液を用い高導電性の電解重合膜を形成できることが
既に知られているが、絶縁物である誘電体皮膜が電流を
流さないために導電性高分子層を誘電体皮膜上に電解重
合形成することは原理的に困難なことだからである。
コンデンサでは、誘電体皮膜上に電解重合層を形成する
こと自体に技術的な困難がある。通常の陽極（例えば、
白金、カーボン等）上に、複素環式化合物であるピロー
ル、チオフェン、これらの誘導体と適当な支持電解質と
の溶液を用い高導電性の電解重合膜を形成できることが
既に知られているが、絶縁物である誘電体皮膜が電流を
流さないために導電性高分子層を誘電体皮膜上に電解重
合形成することは原理的に困難なことだからである。
誘電体皮膜（酸化皮膜）を形成する前に電解重合導電
性高分子層を先形成し、その後、化成反応により誘電体
皮膜を後形成することも可能ではあるが、この場合は、
電解重合高分子層の変質・劣化や同高分子層・金属体間
の剥離が起こるため、実際には十分な特性のコンデンサ
が得られず、実用性が薄い。
性高分子層を先形成し、その後、化成反応により誘電体
皮膜を後形成することも可能ではあるが、この場合は、
電解重合高分子層の変質・劣化や同高分子層・金属体間
の剥離が起こるため、実際には十分な特性のコンデンサ
が得られず、実用性が薄い。
さらに、誘電体皮膜の上に形成した導電性物質（導電
層）に重合反応用電極を経由して電解重合導電性高分子
層を形成する場合、高分子層の形成は容易であるが、得
られたコンデンサは、漏れ電流が多く、耐電圧特性が良
くないという問題がある。
層）に重合反応用電極を経由して電解重合導電性高分子
層を形成する場合、高分子層の形成は容易であるが、得
られたコンデンサは、漏れ電流が多く、耐電圧特性が良
くないという問題がある。
この発明は、上記の事情に鑑み、固体電解質用の電解
重合高分子層を備え、漏れ電流が少なく、しかも、耐電
圧特性の優れた固体電解コンデンサが得られる方法を提
供することを課題とする。
重合高分子層を備え、漏れ電流が少なく、しかも、耐電
圧特性の優れた固体電解コンデンサが得られる方法を提
供することを課題とする。
課題を解決するための手段 上記第１の課題を解決するため、請求項１〜４記載の
固体電解コンデンサの製造方法では、陽極酸化や陽極化
成などにより表面に誘電体皮膜（酸化皮膜）が形成され
同皮膜上に導電層が積層されてなる金属体（弁金属）の
前記導電層に重合反応用電極を接触させるとともに前記
金属体を前記電極の電位と同電位に保持しておいて、電
解重合反応を行うことにより、固体電解質用の導電性高
分子層を前記導電層上に積層形成するようにしている。
固体電解コンデンサの製造方法では、陽極酸化や陽極化
成などにより表面に誘電体皮膜（酸化皮膜）が形成され
同皮膜上に導電層が積層されてなる金属体（弁金属）の
前記導電層に重合反応用電極を接触させるとともに前記
金属体を前記電極の電位と同電位に保持しておいて、電
解重合反応を行うことにより、固体電解質用の導電性高
分子層を前記導電層上に積層形成するようにしている。
この発明における陽極酸化や陽極化成等により誘電体
皮膜（酸化皮膜）が表面に形成された金属体の金属に
は、請求項２記載の発明のように、例えば、アルミニウ
ム、タンタルのうちの少なくともひとつが挙げられる。
金属体は、より具体的には、アルミニウム箔、タンタル
箔、さらには、チタン箔、あるいは、これらの金属の合
金箔等である。
皮膜（酸化皮膜）が表面に形成された金属体の金属に
は、請求項２記載の発明のように、例えば、アルミニウ
ム、タンタルのうちの少なくともひとつが挙げられる。
金属体は、より具体的には、アルミニウム箔、タンタル
箔、さらには、チタン箔、あるいは、これらの金属の合
金箔等である。
誘電体皮膜上に積層形成された導電層としては、例え
ば、請求項３記載の発明のように、二酸化マンガン等の
マンガン酸化物からなるものが好適である。
ば、請求項３記載の発明のように、二酸化マンガン等の
マンガン酸化物からなるものが好適である。
この発明の電解重合用の電解液が含む複素環式化合物
モノマーとしては、例えば、ピロール、チオフェン、こ
れらの誘導体（例えば、Ｎ−メチルピロール）の少なく
ともひとつが挙げられるが、他に、「フラン」等でもよ
く、そして、支持電解質としては、例えば、「トリイソ
プロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ｎ−ブチル
リン酸エステル」等が挙げられる。例えば、ピロールを
用いた場合には、請求項４記載の発明のように、導電性
高分子層はポリピロールである。
モノマーとしては、例えば、ピロール、チオフェン、こ
れらの誘導体（例えば、Ｎ−メチルピロール）の少なく
ともひとつが挙げられるが、他に、「フラン」等でもよ
く、そして、支持電解質としては、例えば、「トリイソ
プロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ｎ−ブチル
リン酸エステル」等が挙げられる。例えば、ピロールを
用いた場合には、請求項４記載の発明のように、導電性
高分子層はポリピロールである。
また、上記モノマーや支持電解質をそれぞれ単独で用
いず、支持電解質を複数種混合して用いたり、ピロー
ル、チオフェンをそれぞれの誘導体と混合して用いるな
ど上記モノマーも複数種併用するようにしてもよい。そ
れに、固体電解質を複合化するために、電解液に適当な
添加剤を入れるようにしてもよい。
いず、支持電解質を複数種混合して用いたり、ピロー
ル、チオフェンをそれぞれの誘導体と混合して用いるな
ど上記モノマーも複数種併用するようにしてもよい。そ
れに、固体電解質を複合化するために、電解液に適当な
添加剤を入れるようにしてもよい。
この発明は、上記例示の化合物や処理工程に限らな
い。例示以外の代替え可能な化合物や処理工程を用いて
もよいことはいうまでもない。
い。例示以外の代替え可能な化合物や処理工程を用いて
もよいことはいうまでもない。
作 用 この発明の製造方法では、電解酸化重合が進行する
間、金属体が電解重合反応用電極と同じ電位に保持され
ており、金属体電位が負になる状態が起こらないため、
誘電体皮膜の溶解を引き起こすようなことがない。従来
の場合、誘電体皮膜で隔てられ金属体の電位が負にな
り、誘電体皮膜の溶解が起こっていたのである。
間、金属体が電解重合反応用電極と同じ電位に保持され
ており、金属体電位が負になる状態が起こらないため、
誘電体皮膜の溶解を引き起こすようなことがない。従来
の場合、誘電体皮膜で隔てられ金属体の電位が負にな
り、誘電体皮膜の溶解が起こっていたのである。
さらに、電解重合反応用電極によって誘電体皮膜が損
傷した場合でも、金属体には正の電位がかかっているた
めに、電解重合反応中に化成が進み損傷部分が修復され
る。
傷した場合でも、金属体には正の電位がかかっているた
めに、電解重合反応中に化成が進み損傷部分が修復され
る。
このようなことにより、誘電体皮膜の損傷がない状態
で電解重合高導電性高分子層が形成されるため、漏れ電
流が少なく、耐電圧特性に優れた固体電解コンデンサを
得ることができる。
で電解重合高導電性高分子層が形成されるため、漏れ電
流が少なく、耐電圧特性に優れた固体電解コンデンサを
得ることができる。
もちろん、得られたコンデンサは、導電層の働きによ
り、良好な膜質の電解重合導電性高分子層からなる固体
電解質が備わるため、周波数特性や損失特性なども優れ
ている。
り、良好な膜質の電解重合導電性高分子層からなる固体
電解質が備わるため、周波数特性や損失特性なども優れ
ている。
実施例 以下、この発明にかかる固体電解コンデンサの製造方
法の具体的実施例を説明する。
法の具体的実施例を説明する。
−実施例１− かしめにより陽極リードを取着した縦7mm×横10mmの
アルミニウムエッチド箔を３％アジピン酸アンモニウム
水溶液を用い、約70℃、印加電圧70Vの条件で陽極酸化
することにより、エッチド箔表面に誘電体皮膜を形成し
た。ついで、硝酸マンガン30％水溶液に浸漬し自然乾燥
させた後、250℃で30分間加熱し熱分解処理を行い、二
酸化マンガンを付着させ誘電体皮膜に導電層を積層形成
した。続いて、導電層を設けたエッチド箔を、ピロール
（0.5M）、トリイソプロピルナフタレンスルホン酸ナト
リウム（0.1M）および水からなる電解液中に配置し、表
面をポリピロールで被覆した重合反応用電極を導電層に
接触させ、同電極と陽極リードに同時に3Vの直流電圧を
30分間印加して電解重合反応を行ない、固体電解質用の
電解重合導電性ポリピロール層を導電層の上に積層形成
した。
アルミニウムエッチド箔を３％アジピン酸アンモニウム
水溶液を用い、約70℃、印加電圧70Vの条件で陽極酸化
することにより、エッチド箔表面に誘電体皮膜を形成し
た。ついで、硝酸マンガン30％水溶液に浸漬し自然乾燥
させた後、250℃で30分間加熱し熱分解処理を行い、二
酸化マンガンを付着させ誘電体皮膜に導電層を積層形成
した。続いて、導電層を設けたエッチド箔を、ピロール
（0.5M）、トリイソプロピルナフタレンスルホン酸ナト
リウム（0.1M）および水からなる電解液中に配置し、表
面をポリピロールで被覆した重合反応用電極を導電層に
接触させ、同電極と陽極リードに同時に3Vの直流電圧を
30分間印加して電解重合反応を行ない、固体電解質用の
電解重合導電性ポリピロール層を導電層の上に積層形成
した。
固体電解質形成の後、水洗し乾燥してから、電解重合
層の上にカーボンペーストと銀ペーストを順に塗布する
とともに陰極リードを取り出して、固体電解コンデンサ
を得た。製作個数は10個である。
層の上にカーボンペーストと銀ペーストを順に塗布する
とともに陰極リードを取り出して、固体電解コンデンサ
を得た。製作個数は10個である。
得られた固体電解コンデンサを20Vで１時間エージン
グした後、初期容量（120Hz）、16Vの電圧印加開始
から２分後の漏れ電流、および、耐電圧を測定した。
測定結果（10個の平均値）は以下の通りである。
グした後、初期容量（120Hz）、16Vの電圧印加開始
から２分後の漏れ電流、および、耐電圧を測定した。
測定結果（10個の平均値）は以下の通りである。
初期容量（120Hz） …5.3μＦ 漏れ電流 …0.11μＡ 耐電圧 …40.5V 比較のために、電解重合中、陽極リードには電圧を印
加しなかった他は、上記と同様にして固体電解コンデン
サを得た。
加しなかった他は、上記と同様にして固体電解コンデン
サを得た。
各特性の測定結果は以下の通りである。
初期容量（120Hz） …5.2μＦ 漏れ電流 …2.3μＡ 耐電圧 …31.2V 両者を比べれば、この発明による固体電解コンデンサ
の方が、漏れ電流が耐電圧の点で遥かに優れていること
が良く分かる。
の方が、漏れ電流が耐電圧の点で遥かに優れていること
が良く分かる。
−実施例２− トリイソプロプルナフタレンスルホン酸ナトリウムに
代えて、ｎ−ブチルリン酸エステルを用いた以外は実施
例１と同様にして固体電解コンデンサを得た。各特性を
測定した結果、実施例１の場合と同様、陽極リードと重
合反応電極の両方に電圧を印加するこの発明の固体電解
コンデンサの方が、漏れ電流や耐電圧の点で優れている
ことが確認できた。
代えて、ｎ−ブチルリン酸エステルを用いた以外は実施
例１と同様にして固体電解コンデンサを得た。各特性を
測定した結果、実施例１の場合と同様、陽極リードと重
合反応電極の両方に電圧を印加するこの発明の固体電解
コンデンサの方が、漏れ電流や耐電圧の点で優れている
ことが確認できた。
−実施例３− 陽極酸化を行ったアルミニウムエッチド箔に代えて、
エンボス加工後に10％燐酸水溶液を用いて、90℃で陽極
酸化し表面に誘電体皮膜を形成した縦8mm×横10mmのタ
ンタル箔を用いた他は、実施例１と同様にして、固体電
解コンデンサを得た。各特性を測定した結果、実施例１
の場合と同様、陽極リードと重合反応電極の両方に電圧
を印加するこの発明による固体電解コンデンサの方が、
漏れ電流や耐電圧の点で優れていることが確認できた。
エンボス加工後に10％燐酸水溶液を用いて、90℃で陽極
酸化し表面に誘電体皮膜を形成した縦8mm×横10mmのタ
ンタル箔を用いた他は、実施例１と同様にして、固体電
解コンデンサを得た。各特性を測定した結果、実施例１
の場合と同様、陽極リードと重合反応電極の両方に電圧
を印加するこの発明による固体電解コンデンサの方が、
漏れ電流や耐電圧の点で優れていることが確認できた。
発明の効果 以上に述べたように、請求項１〜４記載の製造方法で
は、電解重合の際、重合反応用電極と金属体を同電位に
しておくため、漏れ電流が少なく優れた耐電圧特性の固
体電解コンデンサぎ得られる。
は、電解重合の際、重合反応用電極と金属体を同電位に
しておくため、漏れ電流が少なく優れた耐電圧特性の固
体電解コンデンサぎ得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 利邦 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番 １号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−74020（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−32619（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 9/028
Claims (4)
- 【請求項１】表面に誘電体皮膜が形成され同皮膜上に導
電層が積層されてなる金属体の前記導電層に重合反応用
電極を接触させるとともに前記金属体を前記電極の電位
と同電位に保持しておいて、電解重合反応を行うことに
より、固体電解質用の導電性高分子層を前記導電層上に
積層形成するようにする固体電解コンデンサの製造方
法。 - 【請求項２】金属体の金属が、アルミニウム、タンタル
のうちの少なくともひとつである請求項１記載の固体電
解コンデンサの製造方法。 - 【請求項３】導電層がマンガン酸化物からなる請求項１
または２記載の固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項４】導電性高分子層がポリピロールからなる請
求項１から３までのいずれかに記載の固体電解コンデン
サの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230948A JP2906473B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| EP19900309780 EP0416926A3 (en) | 1989-09-06 | 1990-09-06 | Method for manufacturing a solid electrolytic capacitor |
| US07/578,161 US5071521A (en) | 1989-09-06 | 1990-09-06 | Method for manufacturing a solid electrolytic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230948A JP2906473B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0393215A JPH0393215A (ja) | 1991-04-18 |
| JP2906473B2 true JP2906473B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=16915825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1230948A Expired - Lifetime JP2906473B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906473B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7010351B1 (ja) * | 2020-09-30 | 2022-01-26 | 日本ケミコン株式会社 | 陰極体及び電解コンデンサ |
| CN119965274B (zh) * | 2025-02-14 | 2025-10-10 | 昆明理工大学 | 一种负极添加剂及其制备方法与应用 |
-
1989
- 1989-09-06 JP JP1230948A patent/JP2906473B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0393215A (ja) | 1991-04-18 |
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