JPH02230708A - 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〕 本発明はピロール、フラン、チ才フェン等の複素環式化
合物の導電性ポリマー薄膜層を電解質とする固体電解コ
ンデンサに関するものである。

〔従来技術〕

従来固体電解コンデンサには、二酸化マンガン（　Ｍ　
ｎ　Ｏ　＊　）やＴＣＮＱ塩等を固体電解質としたもの
があるが、この二酸化マンガン（ＭｎＯ．）やＴＣＮＱ
塩等を固体電解質とする固体電解コンデンサはその製造
等に難点があった。

そこで本出願人は製造が容易でコンデンサ特性の優れた
複素環式化合物の導電性ボリマー層を固体電解質とする
新しい型の固体電解コンデンサを開発している（例えば
、特開昭６１−２３１５号公報、特開昭６０−２４４０
１７号公報、特願昭６２−７３７４１号等）。

この固体電解コンデンサはアルミニュウム、タンタル、
チタン等の金属基体の表面に誘電体酸化皮膜層、ビロー
ル等の複素環式化合物の導電性ボノマー薄膜層及び電極
取り出しのための導電体層を順次形成したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記固体重解コンデンサにおいて、金属基体の表面に形
成された誘重体酸化皮膜の上にピロール等の複素環式化
合物の導電性ボリマー薄膜層を形成するには、金属基体
をビロール等の複素環式化合物及び支持電解質を含む電
解液中に浸し、金属体を陽極、電解液を陰極として所定
の直流電流を通電し、重解酸化重合により行なっている
。

この電解酸化重合による複素環式化合物の導里性ポリマ
ー薄膜滑の形成において、該導電性ボリマー薄膜は第６
図（ａ），（ｂ）．（ｃ）に示すように金属体の外周部
から中央に向かって成長して行く。従って、金属体の面
積が小さい場合は、この導電性ボリマー薄膜は金属体の
全面に略均等に形成されるが、第７図（ａ），（ｂ）に
示すように金属体の面積が大きい場合は中央部の導電性
ポリマー薄膜の厚さが外周部のそれより薄くなるか、或
るは中央部に形成されないという問題がある。

また、誘電体酸化皮膜の形成電圧が高くなると、複素環
式化合物の導電性ポリマー薄膜層の形成が困難になると
いう問題もあった。

そしてこれらの問題は完成した固体電解コンデンサの容
量にバラツキ等を生じ製品の品質向上の障害となるとい
う欠点があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので金属体の面積
の大／ＪＸにかかわらず複素環式化合物の導電性ボリマ
ー薄膜層が略均一に形成でき容量のバラツキ等の少ない
品質の優れた固体電解コンデンサを提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明は、金属基体の表面に誘
電体酸化皮膜層、複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜
層及び電極取り出しのための導電体層を順次形成してな
る固体電解コンデンサにおいて、金属基体の複素環式化
合物の導電性ボリマー薄膜層を形成する部分の所定個所
に一個又は複数の穴を形成するか或いは絶縁物を被覆し
てなる絶縁物被覆部を形成したことを特徴とする。

〔作用〕

上記の如く金属基体の複素環式化合物の導電性ポリマー
薄膜層を形成する部分の所定個所に一個又は複数の穴を
形成するか或いは絶縁物の被覆部を形成することにより
、金属体と電解液容器との間に直流電圧を印加して電解
酸化重合を行なった場合、ｔ流密度が金属基体の外周部
及び穴或いは絶縁物の被覆部周辺が大きくなるため、複
素環式化合物の導電性ボリマー薄膜はこの金属基体の外
周部及び穴或いは絶縁物の被覆部の周辺から成長してい
くため、導電性ポリマー薄膜は金属基体の全表面に略均
一に形成されると共に、その形成時間も短くなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ）．（ｂ）はそれぞれ本発明の固体電解コン
デンサに用いる金属基の形状を示す区である。第１図（
ａ）に示すものは、コンデンサの金属基体となる金属板
１の表面所定位置に絶縁塗料を塗布して絶縁層２を形成
し、該絶縁層２で区分された部分の一方の略中央部分に
１個の穴３を形成したものである。また、第１図（ｂ）
に示すものは、絶縁層２で区分された一方の部分に複数
個の穴４を形成したものである。この金属板１に用いる
金属としてはアルミニウム、チタン、タンタル等表面に
誘電体酸化皮膜を形成できる金属を用いる。前記絶縁層
２及び穴３，４の形成は金届板１の表面に誘電体酸化皮
膜を形成する前に行なってもよいし、また、反対に金属
板１の表面に誘電体酸化皮膜を形成してから形成しても
よい。

前記金属板１の絶縁層２で区分され、穴３，４が形成さ
れた部分をピローノ呟フラン、チ才フェン等の複素環式
化合物及び支持電解質を含む電解液中に浸し、金属板１
を陽極、Ｔ解液を収容した容器を陰極として所定の直流
電流を通電し電解酸化重合により、複素環式化合物の導
電性ポリマー薄膜を形成する。

金属板１を上記形状にすることにより、電解酸化重合を
行なうと、第１図（ａ）に示す金属板１の場合は、金属
板１の外周部及び穴３の周囲の寛流密度が大きくなるた
め、第２図（ａ）．（ｂ），（Ｃ）に示すように、金属
板１の外周部及び穴３の周囲から複素環式化合物の導電
性ボリマー薄膜５が成長する。その結果、金属板１の穴
３が形成されない金属板の場合に比較し、表面に略均一
の複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜５が短時間に形
成される。

また、第１図（ｂ）に示す金属板１の場合は、金属板１
の外周部及び穴４の周囲の電流密度が大きくなるため、
第３図（ａ），（ｂ）．（Ｃ）に示すように、金属板１
の外周部及び穴４の周囲から複素環式化合物の導電性ボ
リマー薄膜５が成長し、表面に略均一の複素環式化合物
の導電性ポリマー薄膜５が短時間に形成される。

なお、上記実施例では金属板１に穴３又は穴４を形成す
る例を示したが、この穴３又は穴４を形成する部分を絶
縁物で被覆し、穴３又は穴４と同形状の絶縁物被覆部を
形成してもよい。このように金属板に１個又は複数の絶
縁物被覆部を形成した場合も、竃解酸化重合に際して金
属板１の外周部及び絶縁物被覆部の周辺の電流密度は大
きくなり、この部分から複素環式化合物の導電性ボリマ
ー薄膜が成長するから、上記穴３又は複数の穴４を形成
した金属板１の場合と略同様となる。

上記複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜５の上に電極
取り出しのための導電体層として、グラファイト層及び
銀ペースト層を順次形成し、金属板１の絶縁層２で区分
された他方の部分（穴３，４が形成されない部分）に陽
極端子、前記銀ぺ一スト層に陰極端子をそれぞれ取り付
けることにより固体電解コンデンサが完成する。また、
場合によっては樹脂等の外装を施す。

なお、上記複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜の形成
方法の詳細は、本出願人が先に出願した特願昭６２−２
２７６４７号に開示しており、本発明に直接関係がない
ので説明は省略する。

第４図（ａ），（ｂ）はそれぞれ金属板１に穴３を設け
ない場合と設けた場合の固体電解コンデンサの容量分布
状態を示す図である。ここで用いた金属板１は同図（ｃ
）に示すように絶縁層２で区分さ・れた一方の部分の寸
法が、ｗ．１４ｍ、横１０＝、穴３を設ける場合はこの
穴３の直径を１．７ｍとし、この金属板１を用いて定格
電圧１６ＷＶ及び定格容量３３μＦの固体電解コンデン
サをそれぞれ１０個（ｎ−１０）製造し、その容量分布
状態を示している。

金属板１に穴３を設けない場合は、第４図（ａ）に示す
ように容量は３０乃至３６μＦの範囲に分布するのに対
して、穴３を設けた場合は第４図（ｂ）に示すように、
容量は３２乃至３６μＦの範囲に分布することになる。

穴３を設けることにより、容量のバラッキが小さくなる
ことが確認できる。

第５図（ａ），（ｂ）はそれぞれ金属板１に穴３を設け
ない場合と設けた場合の複素環式化合物の導電性ポリマ
ー薄膜の厚さの測定結果を示す図である。ここでは第４
図（Ｃ）に示すものと同じ寸法形状の金属板１を用い、
測定点ｎ＝２０における複素環式化合物の導電性ボリマ
ー薄膜の厚さを測定した結果を示す。

金属板１に穴３を設けない場合は、第５図（ａ）に示す
ように複素環式化合物の導電性ボリマー薄膜の厚さは１
０乃至７５μｍの範囲に分布するのに対して、穴３を設
けた場合は第５図（ｂ）に示すように３０乃至５５μｍ
の範囲に分布することになる。即ち、穴３を設けること
により、導電性ポリマー薄膜の厚さが略均一になること
が確認できる。

なお、上記実施例ではコンデンサの金属基体として金属
板１を絶縁層２で区分しその一方に穴３又は穴４或いは
絶縁物被覆部を形成したものを示したが、金属基体はこ
れに限定されるものでなく、例えば金属基体の寸法形状
、穴及び絶縁物被覆部の形状寸法等には特別な限定はな
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、金属基体の複素環
式化合物の導電性ボリマー薄膜層を形成する部分の所定
個所に一個又は複数の穴を形成するか或いは一個又は複
数の絶縁物被覆部を形成することにより、下記のような
優れた効果が得られる。

（１〉複素環式化合物の導電性ボリマー薄膜は金属基体
の全表面に略均一に形成できるためコンデンサ容量のバ
ラッキが少なく製品の品質が向上する。

（２）複素環式化合物の導電性ボリマー薄膜は金属基体
の外周部からのみではなく、一個又は複数の穴或いは絶
縁物の被覆部周辺からも成長するから、導竃性ポリマー
薄膜の形成時間の短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）．（ｂ）はそれぞれ本発明の固体電解コン
デンサに用いる金属基体の形状を示す図、第２図（ａ）
，（ｂ），（ｃ）は第１図（ａ）に示す金属板の表面に
複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜が形成されていく
状態を示す図、第３図（ａ），（ｂ），（Ｃ）は第１図
（ｂ）に示す金属板の表面に複素環式化合物の導電性ポ
リマー薄膜が形成詐れていく状態を示す図、第４図（ａ
）．（ｂ）はそれぞれ金属板に穴を設けない場合と設け
た場合の固体電解コンデンサの容量分布状態を示す図、
同図（Ｃ）はそれに用いる金属板の形状を示す図、第５
図＃（ａ），（ｂ）はそれぞれ金属板に穴を設けない場
合と設けた場合の複素環式化合物の導電性ボリマー薄膜
の厚詐の測定結果を示す図、第６図（ａ），（ｂ），（
ｃ）及び第７図（ａ），（ｂ）は従来の金属板に複素環
式化合物の導電性ボリマー薄膜が形成されていく状態を
示す図である。 図中、１・・・・金属板、２・・・・絶縁層、３，４・
・・・穴、５・・・・複素環式化合物の導電性ボリマー
薄膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属基体の表面に誘電体酸化皮膜層、複素環式化合物の
   導電性ポリマー薄膜層及び電極取り出しのための導電体
   層を順次形成してなる固体電解コンデンサにおいて、前
   記金属基体の複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜層を
   形成する部分の所定個所に一個又は複数の穴を形成する
   か或いは絶縁物を被覆してなる一個又は複数個の絶縁物
   被覆部を形成したことを特徴とする固体電解コンデンサ
   。