JP2001237146A - Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same - Google Patents
Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サおよびその製造方法に関する。The present invention relates to a solid electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、小型大容量で高周波特性に優れた
固体電解コンデンサが要望されている。この要望に応え
るために、特開平2−130906号公報は高分子固体
電解質から形成された固体電解質層を有する固体電解コ
ンデンサを提案している。このような固体電解コンデン
サは下記のようにして製造される。2. Description of the Related Art In recent years, a solid electrolytic capacitor having a small size, a large capacity, and excellent high-frequency characteristics has been demanded. To meet this demand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-130906 proposes a solid electrolytic capacitor having a solid electrolyte layer formed from a polymer solid electrolyte. Such a solid electrolytic capacitor is manufactured as follows.
【0003】まず、タンタル、アルミニウム、およびニ
オブなどの弁金属からなる多孔体を陽極酸化することに
より、多孔体表面に化成皮膜を成長させる。この化成皮
膜上に高分子固体電解質からなる固体電解質層を形成す
る。続いて、固体電解質層の表面にカーボン層を形成
し、さらにカーボン層上に銀を含有する塗料を塗布して
銀導電性樹脂層からなる陰極引出電極を設ける。カーボ
ン層は、固体電解質層と銀導電性樹脂層とを接合して、
コンデンサ内での導通を向上させる。[0003] First, a chemical conversion film is grown on the surface of a porous body by anodizing a porous body made of a valve metal such as tantalum, aluminum, and niobium. A solid electrolyte layer made of a solid polymer electrolyte is formed on the chemical conversion film. Subsequently, a carbon layer is formed on the surface of the solid electrolyte layer, and a paint containing silver is applied on the carbon layer to provide a cathode extraction electrode made of a silver conductive resin layer. The carbon layer joins the solid electrolyte layer and the silver conductive resin layer,
Improves conduction in the capacitor.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高分子
固体電解質はコンデンサの製造工程時における様々な熱
処理により酸素劣化し、電導度が低下する。従って、固
体電解コンデンサの静電容量が低下し、等価直列抵
抗("Equivalent series resi
stance"以下、ESRと称する)および誘電損失
が増大するという問題があった。However, the solid polymer electrolyte deteriorates in oxygen due to various heat treatments during the manufacturing process of the capacitor, and the conductivity decreases. Therefore, the capacitance of the solid electrolytic capacitor is reduced, and the equivalent series resistance ("Equivalent series resistance") is reduced.
There is a problem that the "stand" (hereinafter referred to as ESR) and dielectric loss increase.
【0005】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、大容量で、ESRが低く、損
失の小さい固体電解コンデンサおよびその製造方法を提
供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a large-capacity, low-ESR, low-loss solid electrolytic capacitor and a method of manufacturing the same.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の固体電解コンデ
ンサは、弁金属からなる陽極電極体と、陽極電極体上に
形成された陽極酸化皮膜と、陽極酸化皮膜上に形成され
た、酸素捕捉性金属有機錯体を添加物として含む高分子
固体電解質からなる固体電解質層とを有する。固体電解
質層が添加物として酸素捕捉性金属有機錯体を含むの
で、酸素補足性金属錯体が外部から固体電解質層に酸素
が浸入するのを抑制し、酸素が固体電解質層表面の細孔
から内部に拡散するのを経時的に遅延させ、固体電解質
層周囲における酸素濃度の増加を抑えることができる。
従って、固体電界コンデンサの製造工程時における様々
な熱処理によって固体電解質層が酸素劣化し、電導度が
低下するのが抑制されるので、大容量で、ESRが低
く、誘電損失の小さい固体電解コンデンサを提供するこ
とができる。上記の「固体電解質層が酸素劣化する」と
は、固体電解質層に含まれる高分子固体電解質が酸素と
結合することにより、高分子固体電解質の有する自由電
子が減少し、導電性が低下することを示す。According to the present invention, there is provided a solid electrolytic capacitor comprising: an anode electrode body made of a valve metal; an anodic oxide film formed on the anode electrode body; and an oxygen scavenging film formed on the anodic oxide film. A solid electrolyte layer made of a polymer solid electrolyte containing a reactive metal organic complex as an additive. Since the solid electrolyte layer contains an oxygen-scavenging metal-organic complex as an additive, the oxygen-scavenging metal complex suppresses the intrusion of oxygen from the outside into the solid electrolyte layer, and oxygen moves from the pores on the surface of the solid electrolyte layer to the inside. The diffusion can be delayed with time, and an increase in the oxygen concentration around the solid electrolyte layer can be suppressed.
Therefore, since the solid electrolyte layer is prevented from being oxygen-degraded by various heat treatments during the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor and the electric conductivity is suppressed from decreasing, a solid electrolytic capacitor having a large capacity, a low ESR, and a small dielectric loss is used. Can be provided. The above "solid electrolyte layer undergoes oxygen degradation" means that the polymer solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer is bonded to oxygen, thereby reducing the free electrons of the polymer solid electrolyte and lowering the conductivity. Is shown.
【0007】上記弁金属は、アルミニウム、タンタル、
およびニオブからなる群から選択された少なくとも1つ
であることが好ましい。The valve metal is aluminum, tantalum,
And at least one selected from the group consisting of niobium.
【0008】上記酸素捕捉性金属有機錯体の電導度が約
1.0×10-7S/cm以上であれば、酸素捕捉性金属
有機錯体の固体電解質層への添加による電導度低下を防
ぐことができる。When the conductivity of the oxygen-scavenging metal-organic complex is about 1.0 × 10 −7 S / cm or more, it is possible to prevent the decrease in conductivity due to the addition of the oxygen-scavenging metal-organic complex to the solid electrolyte layer. Can be.
【0009】上記固体電解質層が高分子固体電解質に対
して酸素捕捉性金属有機錯体を0.2重量%以上10重
量%以下含有すれば、酸素捕捉性金属有機錯体の固体電
解質層への添加による固体電解質層の電導度低下を防ぐ
ことができる。When the solid electrolyte layer contains the oxygen-scavenging metal-organic complex in an amount of 0.2% by weight or more and 10% by weight or less with respect to the polymer solid electrolyte, the oxygen-scavenging metal-organic complex is added to the solid electrolyte layer. A decrease in the conductivity of the solid electrolyte layer can be prevented.
【0010】上記酸素捕捉性金属有機錯体がフタロシア
ニン金属錯体であることが好ましい。It is preferable that the oxygen-scavenging metal organic complex is a phthalocyanine metal complex.
【0011】上記酸素捕捉性金属有機錯体に含まれる金
属が鉄、コバルト、銅およびニッケルからなる群から選
択されることが好ましい。Preferably, the metal contained in the oxygen-scavenging metal-organic complex is selected from the group consisting of iron, cobalt, copper and nickel.
【0012】上記高分子固体電解質は、ピロール、アニ
リン、および3、4−エチレンジオキシチオフェンから
なる群から選択される少なくとも1つの高分子であるこ
とが好ましい。Preferably, the solid polymer electrolyte is at least one polymer selected from the group consisting of pyrrole, aniline, and 3,4-ethylenedioxythiophene.
【0013】本発明の固体電解コンデンサの製造方法
は、弁金属からなる陽極電極体を陽極酸化して形成した
陽極酸化皮膜上に、添加物として酸素捕捉性金属有機錯
体を含む高分子固体電解質からなる固体電解質層を形成
する工程と、固体電解質層上に陰極電極層を形成する工
程とを包含する。添加物として酸素捕捉性金属有機錯体
を含む高分子固体電解質から固体電解質層を形成するの
で、固体電界コンデンサの製造工程時における様々な熱
処理によって固体電解質層が酸素劣化し、電導度が低下
することが抑制される。従って、大容量で、ESRが低
く、誘電損失の小さい固体電解コンデンサを容易に製造
することができる。The method of manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present invention is characterized in that a polymer solid electrolyte containing an oxygen-scavenging metal organic complex as an additive is formed on an anodic oxide film formed by anodizing an anode electrode body made of a valve metal. Forming a solid electrolyte layer, and forming a cathode electrode layer on the solid electrolyte layer. Since the solid electrolyte layer is formed from a polymer solid electrolyte containing an oxygen-scavenging metal-organic complex as an additive, various heat treatments during the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor cause the solid electrolyte layer to undergo oxygen degradation and lower conductivity. Is suppressed. Therefore, a solid electrolytic capacitor having a large capacity, a low ESR, and a small dielectric loss can be easily manufactured.
【0014】上記固体電解質層を形成する工程におい
て、酸素捕捉性金属有機錯体を添加物として含有する重
合液を用いることが好ましい。In the step of forming the solid electrolyte layer, it is preferable to use a polymerization liquid containing an oxygen-scavenging metal organic complex as an additive.
【0015】上記固体電解質層を形成する工程または陰
極電極層を形成する工程の少なくとも一方が空気中の酸
素分圧以下で行われれば、固体電解質層の電導度低下を
より防ぐことができる。If at least one of the step of forming the solid electrolyte layer and the step of forming the cathode electrode layer is performed at a partial pressure of oxygen or less in the air, a decrease in the electric conductivity of the solid electrolyte layer can be further prevented.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の固体電解コンデ
ンサ100の一実施例を示す断面概略図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention.
【0017】本発明の固体電解コンデンサ100は、弁
金属からなる陽極電極体2、陽極電極体2上に形成され
た陽極酸化皮膜4(誘電体層)、および、陽極酸化皮膜
4上に形成された固体電解質層6を有する。固体電解質
層6は、酸素捕捉性金属有機錯体12を添加物として含
む高分子固体電解質から形成されている。固体電解質層
6の上には例えばカーボン層8が形成され、このカーボ
ン層8を介して固体電解質層6と陰極電極体10とが接
続されている。The solid electrolytic capacitor 100 of the present invention has an anode electrode body 2 made of a valve metal, an anodic oxide film 4 (dielectric layer) formed on the anode electrode body 2, and an anodic oxide film 4 formed on the anodic oxide film 4. Solid electrolyte layer 6. The solid electrolyte layer 6 is formed from a polymer solid electrolyte containing the oxygen-scavenging metal-organic complex 12 as an additive. For example, a carbon layer 8 is formed on the solid electrolyte layer 6, and the solid electrolyte layer 6 and the cathode electrode body 10 are connected via the carbon layer 8.
【0018】陽極電極体2は、例えば、タンタル、アル
ミニウム、およびニオブ等の弁作用を有する金属(弁金
属)、またはその微粒子からなる多孔質焼結体から形成
される。実効表面積を増大させて静電容量をより大きく
するために、エッチングなどにより表面処理を施した弁
金属箔を陽極電極体2として用いてもよい。The anode electrode body 2 is made of, for example, a metal having a valve action (valve metal) such as tantalum, aluminum, and niobium, or a porous sintered body made of fine particles thereof. In order to increase the effective surface area and increase the capacitance, a valve metal foil subjected to a surface treatment by etching or the like may be used as the anode electrode body 2.
【0019】固体電解質層6は、酸素捕捉性金属有機錯
体12を添加物として含む高分子固体電解質から形成さ
れている。高分子固体電解質は例えば、ピロール、アニ
リン、チオフェン、および3,4―エチレンジオキシチ
オフェン等の単量体から形成される高分子である。化学
重合および電解重合のいずれの重合方法によって高分子
を形成してもよい。酸素捕捉性金属有機錯体12の添加
による固体電解質層6の電導度の低下を防ぐために、酸
素捕捉性金属有機錯体12の電導度は約1.0×10-7
S/cm以上であり、固体電解質層6が、酸素捕捉性金
属有機錯体12を高分子固体電解質に対して0.2重量
%以上10重量%以下含有することが好ましい。The solid electrolyte layer 6 is formed of a polymer solid electrolyte containing the oxygen-scavenging metal-organic complex 12 as an additive. The polymer solid electrolyte is, for example, a polymer formed from monomers such as pyrrole, aniline, thiophene, and 3,4-ethylenedioxythiophene. The polymer may be formed by any one of chemical polymerization and electrolytic polymerization. In order to prevent a decrease in the electric conductivity of the solid electrolyte layer 6 due to the addition of the oxygen-scavenging metal-organic complex 12, the electric conductivity of the oxygen-scavenging metal-organic complex 12 is about 1.0 × 10 −7.
S / cm or more, and the solid electrolyte layer 6 preferably contains the oxygen-scavenging metal-organic complex 12 in an amount of 0.2% by weight or more and 10% by weight or less based on the polymer solid electrolyte.
【0020】酸素捕捉性金属有機錯体12は例えば、フ
タロシアニン鉄(II)(電導度1.0×10-7S/c
m)、フタロシアニンコバルト(II)(電導度1.5×
10-7S/cm)、フタロシアニン銅(II)(電導度
2.8×10-7S/cm)およびフタロシアニンニッケ
ル(II)(電導度2.2×10-7S/cm)などのフタ
ロシアニン金属錯体であることが好ましい。なお、上記
に示した各種材料の電導度は、各種材料の粉末を理論密
度の50%になるように成形して測定した結果得られ
た。The oxygen-scavenging metal-organic complex 12 is, for example, phthalocyanine iron (II) (conductivity: 1.0 × 10 −7 S / c)
m), phthalocyanine cobalt (II) (conductivity 1.5 ×
Phthalocyanines such as 10 -7 S / cm), copper phthalocyanine (II) (conductivity 2.8 × 10 -7 S / cm) and nickel phthalocyanine (II) (conductivity 2.2 × 10 -7 S / cm) It is preferably a metal complex. The conductivity of the various materials described above was obtained as a result of molding powders of the various materials so as to have a density of 50% of the theoretical density.
【0021】固体電解質層6の上に形成され得るカーボ
ン層8は、例えばカーボン粒子から形成される。カーボ
ン層8は、固体電解質層6と銀導電性樹脂層からなる陰
極電極体10とを接合して、コンデンサ内での導通を向
上させる。The carbon layer 8 which can be formed on the solid electrolyte layer 6 is formed of, for example, carbon particles. The carbon layer 8 joins the solid electrolyte layer 6 and the cathode electrode body 10 made of a silver conductive resin layer to improve conduction in the capacitor.
【0022】以下に本発明の固体電解コンデンサ100
の製造方法を説明する。Hereinafter, the solid electrolytic capacitor 100 of the present invention will be described.
Will be described.
【0023】弁金属からなる陽極電極体2を当業者に公
知の方法を用いて陽極酸化し、陽極電極体2表面に誘電
体層である陽極酸化皮膜4を形成する。図1に示される
ように、実効表面積を増大させるために、エッチングな
どにより陽極電極体2を粗面化することが好ましい。陽
極酸化皮膜4は、陽極電極体2に形成された空孔部20
にも形成される。The anode electrode body 2 made of a valve metal is anodized by a method known to those skilled in the art, and an anodic oxide film 4 as a dielectric layer is formed on the surface of the anode electrode body 2. As shown in FIG. 1, in order to increase the effective surface area, it is preferable to roughen the anode electrode body 2 by etching or the like. The anodic oxide film 4 has a hole 20 formed in the anode electrode body 2.
Is also formed.
【0024】次に、添加物として酸素捕捉性有機錯体1
2を含む高分子固体電解質からなる固体電解質層6を陽
極酸化皮膜4上に形成する。固体電解質層6において、
添加物として含まれる例えばフタロシアニン金属錯体か
らなる酸素捕捉性有機錯体12は、高分子固体電解質の
重合反応には寄与しない。酸素捕捉性有機錯体12は、
固体電解質層6の外部から酸素が浸入するのを抑制し、
酸素が固体電解質層6表面の細孔から内部に拡散するの
を経時的に遅延させ、固体電解質層6の周囲における酸
素濃度の増加を抑えるように機能する。Next, an oxygen-scavenging organic complex 1 was used as an additive.
2 is formed on the anodic oxide film 4. In the solid electrolyte layer 6,
The oxygen-scavenging organic complex 12 composed of, for example, a phthalocyanine metal complex contained as an additive does not contribute to the polymerization reaction of the solid polymer electrolyte. The oxygen-scavenging organic complex 12 is
It suppresses oxygen from entering from outside the solid electrolyte layer 6,
It functions to delay the diffusion of oxygen from the pores on the surface of the solid electrolyte layer 6 to the inside over time, thereby suppressing an increase in the oxygen concentration around the solid electrolyte layer 6.
【0025】さらに固体電解質層6の上に当業者に公知
の方法により、カーボン層8を形成する。Further, a carbon layer 8 is formed on the solid electrolyte layer 6 by a method known to those skilled in the art.
【0026】続いて、当業者に公知の方法で例えば銀導
電性樹脂層からなる陰極電極層10をカーボン層8上に
形成し、固体電解コンデンサ100を完成する。Subsequently, a cathode electrode layer 10 made of, for example, a silver conductive resin layer is formed on the carbon layer 8 by a method known to those skilled in the art, and a solid electrolytic capacitor 100 is completed.
【0027】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体
的に説明する。Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
【0028】(実施例1)以下に実施例1の固体電解コ
ンデンサ100の製造方法を説明する。タンタル微細粉
からなる、サイズ1.4mm×3.0mm×3.8m
m、単位重量当たりの電気量42000μF・V/gの
多孔質焼結体(陽極電極体)2に、電圧32Vを印加し
ながら80℃のリン酸溶液中で陽極酸化により化成を行
い、誘電体層(陽極酸化皮膜)4を形成する。Embodiment 1 Hereinafter, a method for manufacturing the solid electrolytic capacitor 100 of Embodiment 1 will be described. Made of fine tantalum powder, size 1.4 mm x 3.0 mm x 3.8 m
m, a porous sintered body (anode electrode body) 2 having a quantity of electricity of 42,000 μF · V / g per unit weight was subjected to anodic oxidation in a phosphoric acid solution at 80 ° C. while applying a voltage of 32 V to form a dielectric material. A layer (anodized film) 4 is formed.
【0029】単量体である3,4−エチレンジオキシチ
オフェン140gと、酸化剤かつドーパントであるp−
トルエンスルホン酸鉄(III)1100gと、添加物で
ある酸素捕捉性金属有機錯体としてフタロシアニン鉄
(II)とを、溶媒1−ブタノ−ル800gに混合して重
合液を調製し、4℃に保つ。混合するフタロシアニン鉄
(II)の重量をそれぞれ変化させ、7種類の重合液を調
製する。混合するフタロシアニン鉄(II)の重量はそれ
ぞれ、0.2g(得られる固体電解質層の重量に対して
0.1重量%)、0.4g(得られる固体電解質層の重
量に対して0.2重量%)、1g(得られる固体電解質
層の重量に対して0.5重量%)、4g(得られる固体
電解質層の重量に対して2重量%)、10g(得られる
固体電解質層の重量に対して5重量%)、20g(得ら
れる固体電解質層の重量に対して10重量%)、および
40g(得られる固体電解質層の重量に対して20重量
%)である。これらの重合液にそれぞれ陽極酸化皮膜4
が形成された多孔質焼結体2を15分間浸漬する。重合
液から多孔質焼結体2を取り出し、雰囲気温度を室温〜
150℃に徐々に昇温して、1−ブタノールの気化、お
よび3,4−エチレンジオキシチオフェンの酸化重合を
行う。その後、多孔質焼結体2の洗浄および乾燥を行
う。この浸漬、酸化重合、洗浄および乾燥の工程を8回
繰り返すことにより、固体電解質層6を陽極酸化皮膜4
上に形成する。140 g of 3,4-ethylenedioxythiophene as a monomer and p-type as an oxidizing agent and a dopant
1100 g of iron (III) toluenesulfonate and iron (II) phthalocyanine as an oxygen-scavenging metal organic complex as an additive are mixed with 800 g of 1-butanol as a solvent to prepare a polymerization solution, and kept at 4 ° C. . The weight of the phthalocyanine iron (II) to be mixed is varied to prepare seven types of polymerization liquids. The weight of the phthalocyanine iron (II) to be mixed was 0.2 g (0.1% by weight based on the weight of the obtained solid electrolyte layer) and 0.4 g (0.2% based on the weight of the obtained solid electrolyte layer). %, 1 g (0.5% by weight based on the weight of the obtained solid electrolyte layer), 4 g (2% by weight based on the weight of the obtained solid electrolyte layer), 10 g (based on the weight of the obtained solid electrolyte layer) 5% by weight), 20 g (10% by weight based on the weight of the obtained solid electrolyte layer), and 40 g (20% by weight based on the weight of the obtained solid electrolyte layer). Anodized film 4
Is immersed for 15 minutes. The porous sintered body 2 is taken out of the polymerization solution, and the ambient temperature is set to a room temperature to room temperature.
The temperature is gradually raised to 150 ° C. to vaporize 1-butanol and oxidative polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene. After that, the porous sintered body 2 is washed and dried. By repeating the immersion, oxidative polymerization, washing, and drying steps eight times, the solid electrolyte layer 6 is anodized.
Form on top.
【0030】次に、2%水溶性アクリルバインダーを含
み、粒径約10nm〜5μmのカーボン粒子120g/
リットル溶液を調製する。このカーボン粒子溶液に陽極
酸化皮膜4および固体電解質層6を有する多孔質焼結体
2を3分間浸漬した後、120℃で30分間乾燥し、固
体電解質層6上にカーボン層8を形成する。Next, 120 g / carbon particles containing a 2% water-soluble acrylic binder and having a particle size of about 10 nm to 5 μm.
Prepare a liter solution. The porous sintered body 2 having the anodic oxide film 4 and the solid electrolyte layer 6 is immersed in the carbon particle solution for 3 minutes, and then dried at 120 ° C. for 30 minutes to form the carbon layer 8 on the solid electrolyte layer 6.
【0031】さらに、カーボン層8上に銀導電性樹脂を
塗布し、180℃で1時間乾燥硬化させ、銀導電性樹脂
層からなる陰極引出電極(陰極電極体)10を設ける。
その後150℃で8時間熱処理を行い、本実施例1の7
種類の固体電解コンデンサ100を完成する。Further, a silver conductive resin is applied on the carbon layer 8 and dried and cured at 180 ° C. for 1 hour to provide a cathode extraction electrode (cathode electrode body) 10 made of the silver conductive resin layer.
After that, heat treatment was performed at 150 ° C. for 8 hours,
A type of solid electrolytic capacitor 100 is completed.
【0032】(実施例2)本実施例2においては、添加
物である酸素捕捉性有機錯体として、フタロシアニンコ
バルト(II)、フタロシアニン銅(II)およびフタロシ
アニンニッケル(II)を使用する。これらの酸素捕捉性
有機錯体が添加剤としてそれぞれ混合された固体電解質
層6を有する3種類の固体電解コンデンサ100を作製
する。Example 2 In Example 2, phthalocyanine cobalt (II), phthalocyanine copper (II) and phthalocyanine nickel (II) are used as the oxygen-scavenging organic complexes as additives. Three types of solid electrolytic capacitors 100 having a solid electrolyte layer 6 in which these oxygen-scavenging organic complexes are mixed as additives are produced.
【0033】上記3種類の酸素捕捉性有機錯体は、固体
電解質層6を形成するための重合液にそれぞれ10g
(得られる固体電解質層6の重量に対して5重量%)混
合される。異なる酸素捕捉性有機錯体を添加剤として使
用する以外は上記の実施例1と同様にして本実施例2の
3種類の固体電解コンデンサ100を完成する。Each of the above three types of oxygen-scavenging organic complexes is added in an amount of 10 g to a polymerization solution for forming the solid electrolyte layer 6.
(5% by weight based on the weight of the obtained solid electrolyte layer 6). Three types of solid electrolytic capacitors 100 of Example 2 are completed in the same manner as in Example 1 except that a different oxygen-scavenging organic complex is used as an additive.
【0034】(比較例)図2は、比較例の固体電解コン
デンサ200を示す断面概略図である。固体電解コンデ
ンサ200は、弁金属の多孔質焼結体からなる陽極電極
体2と陽極電極体2に対向する銀導電性樹脂層からなる
陰極電極体10との間に、陽極電極体2の陽極酸化膜4
(誘電体層)、固体電解質層18、およびカーボン層8
を有する。固体電解コンデンサ200は酸素捕捉性金属
有機錯体を含まない。上記実施例と実質的に同様の機能
を有する部材は同じ参照符号で示し、その詳細な説明は
省略する。(Comparative Example) FIG. 2 is a schematic sectional view showing a solid electrolytic capacitor 200 of a comparative example. The solid electrolytic capacitor 200 is provided between the anode electrode body 2 made of a porous sintered body of valve metal and the cathode electrode body 10 made of a silver conductive resin layer facing the anode electrode body 2. Oxide film 4
(Dielectric layer), solid electrolyte layer 18, and carbon layer 8
Having. The solid electrolytic capacitor 200 does not include an oxygen-scavenging metal-organic complex. Members having functions substantially similar to those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0035】以下に比較例の固体電解コンデンサ200
の製造方法を説明する。Hereinafter, a solid electrolytic capacitor 200 of a comparative example will be described.
Will be described.
【0036】上述の実施例と同様に、多孔質焼結体(陽
極電極体)2表面に誘電体層(陽極酸化皮膜)4を形成
する。As in the above-described embodiment, a dielectric layer (anodic oxide film) 4 is formed on the surface of the porous sintered body (anode electrode body) 2.
【0037】続いて、単量体である3,4−エチレンジ
オキシチオフェン140gと、酸化剤かつドーパントで
あるp−トルエンスルホン酸鉄(III)1100gと
を、溶媒1−ブタノ−ル800gに混合して調製した4
℃の重合液に、陽極酸化膜4を有する多孔質焼結体2を
15分間浸漬する。重合液から多孔質焼結体2を取り出
し、雰囲気温度を室温〜150℃に徐々に昇温させて1
−ブタノールの気化、および3,4−エチレンジオキシ
チオフェンの酸化重合を行う。その後、多孔質焼結体2
の洗浄および乾燥を行う。この浸漬、酸化重合、洗浄お
よび乾燥の工程をを8回繰り返し行うことにより、固体
電解質層18を陽極酸化皮膜4上に形成する。Subsequently, 140 g of 3,4-ethylenedioxythiophene as a monomer and 1100 g of iron (III) p-toluenesulfonate as an oxidizing agent and a dopant were mixed with 800 g of 1-butanol as a solvent. 4 prepared
The porous sintered body 2 having the anodic oxide film 4 is immersed in the polymerization liquid at 15 ° C. for 15 minutes. The porous sintered body 2 is taken out of the polymerization solution, and the temperature of the atmosphere is gradually increased from room temperature to 150 ° C.
-Vaporization of butanol and oxidative polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene. Then, the porous sintered body 2
Is washed and dried. The solid electrolyte layer 18 is formed on the anodic oxide film 4 by repeating the steps of immersion, oxidative polymerization, washing and drying eight times.
【0038】さらに、実施例と同様にカーボン層8およ
び銀導電性樹脂層からなる陰極電極体10を設け、固体
電解コンデンサ200を完成する。Further, similarly to the embodiment, a cathode electrode body 10 comprising a carbon layer 8 and a silver conductive resin layer is provided to complete a solid electrolytic capacitor 200.
【0039】実施例1および2による固体電解コンデン
サ100および比較例による固体電解コンデンサ200
の120Hzおよび100kHzにおける静電容量、な
らびに1MHzにおけるESRを表1に示す。The solid electrolytic capacitor 100 according to the first and second embodiments and the solid electrolytic capacitor 200 according to the comparative example
The capacitance at 120 Hz and 100 kHz and the ESR at 1 MHz are shown in Table 1.
【表1】 [Table 1]
【0040】表1より、本発明の実施例による固体電解
コンデンサ100の静電容量が比較例による固体電解コ
ンデンサ200の静電容量よりも高いことが分かる。ま
た、本発明の実施例による固体電解コンデンサ100の
ESRが比較例による固体電解コンデンサ200のES
Rよりも低いことが分かる。Table 1 shows that the capacitance of the solid electrolytic capacitor 100 according to the embodiment of the present invention is higher than the capacitance of the solid electrolytic capacitor 200 according to the comparative example. Further, the ESR of the solid electrolytic capacitor 100 according to the embodiment of the present invention is
It can be seen that it is lower than R.
【0041】これは、実施例の固体電解コンデンサ10
0において、固体電解質層8が添加物としてフタロシア
ニン鉄(II)(酸素捕捉性金属有機錯体12)を含むの
で、固体電界コンデンサの製造工程時における様々な熱
処理によって固体電解質層8が酸素劣化し、電導度が低
下するのが抑制されたためである。固体電解質層8中に
含まれるフタロシアニン鉄(II)は、固体電解質層8に
酸素が浸入するのを抑制し、また、酸素が固体電解質層
8表面の細孔から内部に拡散するのを経時的に遅延さ
せ、固体電解質層8周囲における酸素濃度の増加を抑え
ることができる。This corresponds to the solid electrolytic capacitor 10 of the embodiment.
0, the solid electrolyte layer 8 contains phthalocyanine iron (II) (oxygen trapping metal-organic complex 12) as an additive, so that the solid electrolyte layer 8 is oxygen-degraded by various heat treatments during the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor, This is because the decrease in the electric conductivity was suppressed. The iron (II) phthalocyanine contained in the solid electrolyte layer 8 suppresses the intrusion of oxygen into the solid electrolyte layer 8 and prevents the diffusion of oxygen from the pores on the surface of the solid electrolyte layer 8 to the inside over time. And an increase in the oxygen concentration around the solid electrolyte layer 8 can be suppressed.
【0042】さらに表1より、固体電解質層が高分子固
体電解質に対して酸素捕捉性金属有機錯体を0.2重量
%以上10重量%以下含有すればより好ましいことがわ
かる。酸素捕捉性金属有機錯体の固体電解質層への添加
による固体電解質層の電導度低下を防ぐことができるか
らである。Further, from Table 1, it can be seen that it is more preferable that the solid electrolyte layer contains the oxygen-scavenging metal-organic complex in an amount of 0.2 to 10% by weight based on the solid polymer electrolyte. This is because it is possible to prevent a decrease in the electric conductivity of the solid electrolyte layer due to the addition of the oxygen-scavenging metal organic complex to the solid electrolyte layer.
【0043】[0043]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、大容
量で、ESRが低く、誘電損失の小さい固体電解コンデ
ンサとその製造方法を提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a solid electrolytic capacitor having a large capacity, a low ESR and a small dielectric loss, and a method of manufacturing the same.
【図1】本発明の固体電解コンデンサの一実施例を示す
断面概略図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a solid electrolytic capacitor of the present invention.
【図2】比較例の固体電解コンデンサを示す断面概略図
である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a solid electrolytic capacitor of a comparative example.
2 陽極電極体 4 陽極酸化皮膜 6 固体電解質層 8 カーボン層 10 陰極電極体 12 酸素捕捉性金属有機錯体 18 固体電解質層 100 固体電解コンデンサ 200 固体電解コンデンサ 2 Anode electrode body 4 Anodized film 6 Solid electrolyte layer 8 Carbon layer 10 Cathode electrode body 12 Oxygen scavenging metal organic complex 18 Solid electrolyte layer 100 Solid electrolytic capacitor 200 Solid electrolytic capacitor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 101/00 H01G 9/02 331G H01G 9/00 331H 9/24 A Fターム(参考) 4J002 CM021 CM051 CN061 EZ006 FD111 FD116 GQ02 4J032 BA04 BA13 BB01 BC01 BC21 CG01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08L 101/00 H01G 9/02 331G H01G 9/00 331H 9/24 A F-term (Reference) 4J002 CM021 CM051 CN061 EZ006 FD111 FD116 GQ02 4J032 BA04 BA13 BB01 BC01 BC21 CG01
Claims (10)
を添加物として含む高分子固体電解質からなり該陽極酸
化皮膜上に形成された固体電解質層とを有する、固体電
解コンデンサ。1. An anode electrode body made of a valve metal, an anodic oxide film formed on the anode electrode body, and a polymer containing an oxygen-scavenging metal organic complex as an additive so as to suppress a decrease in conductivity. A solid electrolytic capacitor comprising a solid electrolyte and a solid electrolyte layer formed on the anodic oxide film.
およびニオブからなる群から選択された少なくとも1つ
である、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。2. The valve metal is aluminum, tantalum,
The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the capacitor is at least one selected from the group consisting of niobium and niobium.
約1.0×10-7S/cm以上である、請求項1または
2に記載の固体電解コンデンサ。3. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the conductivity of the oxygen-scavenging metal-organic complex is about 1.0 × 10 −7 S / cm or more.
アニン金属錯体である、請求項1から3のいずれかに記
載の固体電解コンデンサ。4. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein said oxygen-scavenging metal-organic complex is a phthalocyanine metal complex.
金属が鉄、コバルト、銅およびニッケルからなる群から
選択される、請求項1から4のいずれかに記載の固体電
解コンデンサ。5. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the metal contained in the oxygen-scavenging metal-organic complex is selected from the group consisting of iron, cobalt, copper and nickel.
属有機錯体を前記高分子固体電解質に対して0.2重量
%以上10重量%以下含有する、請求項4に記載の固体
電解コンデンサ。6. The solid electrolytic capacitor according to claim 4, wherein the solid electrolyte layer contains the oxygen-scavenging metal-organic complex in an amount of 0.2% by weight or more and 10% by weight or less based on the solid polymer electrolyte.
リン、および3、4−エチレンジオキシチオフェンから
なる群から選択される少なくとも1つの高分子である、
請求項1から6のいずれかに記載の固体電解コンデン
サ。7. The polymer solid electrolyte is at least one polymer selected from the group consisting of pyrrole, aniline, and 3,4-ethylenedioxythiophene.
The solid electrolytic capacitor according to claim 1.
て形成した陽極酸化皮膜上に、添加物として酸素捕捉性
金属有機錯体を含む高分子固体電解質からなる固体電解
質層を形成する工程と、 該固体電解質層上に陰極電極層を形成する工程とを包含
する、固体電解コンデンサの製造方法。8. A step of forming a solid electrolyte layer made of a polymer solid electrolyte containing an oxygen-scavenging metal organic complex as an additive on an anodic oxide film formed by anodizing an anode electrode body made of a valve metal. Forming a cathode electrode layer on the solid electrolyte layer.
て、前記酸素捕捉性金属有機錯体を添加物として含有す
る重合液が用いられる、請求項8に記載の固体電解コン
デンサの製造方法。9. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 8, wherein in the step of forming the solid electrolyte layer, a polymerization liquid containing the oxygen-scavenging metal-organic complex as an additive is used.
は前記陰極電極層を形成する工程の少なくとも一方が空
気中の酸素分圧以下で行われる、請求項1から9のいず
れかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。10. The solid electrolyte according to claim 1, wherein at least one of the step of forming the solid electrolyte layer and the step of forming the cathode electrode layer is performed at a partial pressure of oxygen or less in air. Manufacturing method of capacitor.
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