JPH0260118A - 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、チオフェン等の複素環式化
合物の有機半導体を電解質とする固体電解コンデンサに
関し、特に小容量の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（Ｍ　ｎ　Ｏ＊　）やＴＣＮ
Ｑ塩等を固体電解質とする固体電解コンデンサはその製
造方法等に難点があった。そこで本出願人は製造方法が
容易でコンデンサ特性の優れた複素環式化合物のポリマ
ー層を固体電解質とする新しい固体寛解コンデンサを開
発している（例えば特開昭６１−２３１５号公報、特開
昭６０−２４４０１７号公報、特願昭６２−７３７４１
号等）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の複素環式化合物のポリマー層を電解質とする
固体電解コンデンサは、等個直列抵抗（ＥＳＲ）が小言
い等種々のコンデンサ特性において優れたものではある
が、漏洩電流や温度特性の点で問題があり、この問題を
解決するため種々の複雑な工程の対策をとる必要があっ
た。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、特別な対策
を取る必要がなく、特に耐熱性が従来のフィルムコンデ
ンサに比較して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、固体寛解コンデンサ
を下記のように構成した。

導電性の金属基体の表面に複素環式化合物のポリマー薄
膜層を形成し、該複素環式化合物のポリマー薄膜層を絶
縁体化し、該絶縁体化された複素環式化合物のポリマー
薄膜層の表面に複素環式化合物の導電性ポリマー層を形
成し、該導電性ポリマー層の表面に導電体層を形成し、
該導電体層を一方の電極とする共に、前記金属基体を他
の電極とすることを特徴とする。

また、導電性の金属基板の所定部分に絶縁帯層を形成し
て該金属基板の表面を２つに区分し、該区分された金属
基板の一方の表面に複素環式化合物のポリマー薄膜層を
形成し、該複素環式化合物のポリマー薄膜層を絶縁体化
し、該絶縁体化された複素環式化合物のポリマー薄膜層
の表面に複素環式化合物の導電性ポリマー層を形成し、
該導電性ポリマー層の表面に導１体層を形成し、該導電
体層を一方の電極とする共に、前記金属基板を他の電極
とすることを特徴とする。

また、前記絶縁体化する複素環式化合物のポリマー薄膜
層を形成する金属基体又は金属基板の表面には誘電体酸
化皮膜層が形成されていることを特徴とする。

〔作用〕

固体電解コンデンサを上記の如く構成することにより、
絶縁体化した複素環式化合物のポリマー薄膜層が誘電体
として作用することになり、複素環式化合物のポリマー
は酸素のない雰囲気中では４００°Ｃ付近まで熱的に安
定したものであるから、例えば従来のフィルムコンデン
サに比べても耐熱性の優れた固体寛解コンデンサとなる
。

また、誘電体の絶縁体化された複素環式化合物のポリマ
ー層であるから漏洩電流の小きい固体電解コンデンサと
なる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る固体電解コンデンサの構造を示
す図で、同図（ａ）は一部切断外観斜視図、同図（ｂ）
はその切断部分の拡大断面図である。図示するように固
体寛解コンデンサは、導電性の金属基板１０所定位置の
全周面に帯状の絶縁帯層２を形成して金属基板１の全表
面を２つに区分し、その一方に絶縁体化された複素環式
化合物のポリマー薄膜層３を形成し、その全表面に導電
性の複素環式化合物のポリマー薄膜層４を形成し、更に
その上にグラファイト層５−１と銀ペースト層５−２と
からなる導電体層５を順次形成した構造である。また、
導電体層５の銀ペースト層５−２には電極端子６を銀ペ
ースト等の導１ペーストで接着固定し、絶縁帯層２で区
分きれた他方の金属基板１に電極端子６を溶接等で取り
付けている。

以下、上記構造の固体電解コンデンサの各部の詳細及び
その製造方法を第２図（ａ）〜（ｄ）を用いて詳細に説
明する。

金属基板１は導電性を有する金属からなるものであれば
よく、アルミニウム、チタン、タンタル等の弁作用を有
する金属に限定きれるものではなく、例えば、銅等の導
電性を有する金属であればよい。

絶縁帯層２は、金属基板１の所定位置に形成され（第２
図（ａ）参照）、該金属基板１の全表面を２つに区分し
、更に後の絶縁体化きれた複素環式化合物のポリマー薄
膜層３の形成及び導電性の複素環式化合物のポリマー薄
膜層４の形成工程で絶縁性等が劣化しない材料から形成
されるものであればよく、例えば絶縁樹脂材を金属基板
１の所定位置の全周に帯状に塗布して形成し、硬化させ
て形成しても良い。

絶縁体化させた複素環式化合物のポリマー薄膜層３及び
導電性の複素環式化合物のポリマー薄膜層４も複素環式
化合物のポリマー薄膜層の形成工程は前者の絶縁体化の
点を除けば両者路間−である。複素環式化合物としては
、ピロール、フラン、チオフェン等があり、ここではピ
ロールのポリマー薄膜層の形成を説明する。

アセトニトリル或いはアセトンを溶媒としてピロールと
ボロジサリチル酸塩のアンモニウムボロジサリチレート
（ＡＢＳ）とを含む電解液中に前記金属基板１の絶縁帯
層２で区分された一方の部分を浸漬し、金属基板１を陽
極として所定の直流電流を通電することにより、前記電
解液中で電解酸化重合が起こり、金属基板１の表面にピ
ロールのポリマー薄膜層、即ちポリピロール層が形成さ
れる。なお、このポリピロール層の形成方法は本出願人
が先に出願した特願昭６２−２２７６４７号に詳細に開
示しているのでここではその詳細を省略する。

上記ピロールのポリマー薄膜層は導電性を有するから、
これを絶縁化して絶縁体化した複素環式化合物のポリマ
ー薄膜層３（第２図（ｂ）参照）とするには、ピロール
のポリマー薄膜層を水を含む溶液中に浸漬するか、或い
は酸素を含む高温槽（１８０℃〜３５０”Ｃ）中に放置
することにより、水中の酸素或いは酸素雰囲気中の酸素
と、ポリマー薄膜層が反応し、ポリマー薄膜層が完全に
絶縁化される。

この絶縁体化した複素環式化合物のポリマー薄膜層３の
上に上記と同じ手法で導電性を有する複素環式化合物の
ポリマー薄膜層４を形成する（第２図（ｃ）参照）。

なお、複素環式化合物のポリマー薄膜層は、上記のよう
に電解酸化重合により形成するものに限定されるもので
はなく、例えば真空蒸着法によっても形成できる。特に
、絶縁体化きれる複素環式化合物のポリマー薄膜層３は
導電性を問題としないから、真空蒸着法によっても形成
されたものであってもよい。

次に、導電性の複素環式化合物のポリマー薄膜層４の上
にグラファイト層５−１を塗布し硬化させ、続いて銀ペ
ースト層５−２を塗布し硬化させて導電体層５を形成す
る（第２図（ｄ）参照）。

固体電解コンデンサを上記構成とすることにより、絶縁
体化した複素環式化合物のポリマー薄膜層３はフィルム
コンデンサのフィルムに相当することになる。しかも、
複素環式化合物のポリマーは、４００°Ｃ付近まで酸素
の雰囲気中では、熱的に安定であるから、樹脂フィルム
を用いるフィルムコンデンサに比較し耐熱性の優れたも
のとなる。また、複素環式化合物のポリマー薄膜層３は
完全に絶縁化されているので、漏洩電流の極めて小さい
コンデンサとなる。

なお、上記実施例では金属基板１に導電性の金属板を用
いたが、板状に限定されるものではなく、また、絶縁帯
層２は金属基板１の全表面を２つに区分し、その一方に
絶縁体化した複素環式化合物のポリマー薄膜層３や導電
性の複素環式化合物のポリマー薄膜層４等を形成するの
に好都合なもであり、本発明の固体電解コンデンサにお
いては、必ずしも必要なものではない。

また、金属基板１として、例えば表面に誘電体酸化皮膜
を形成できるアルミニウム、チタン、タンタル等の弁作
用を有する金属を用い、金属基板１の表面に誘電体酸化
皮膜を形成し、その上に絶縁体化された複素環式化合物
のポリマー薄膜層３を形成し、この誘電体酸化皮膜層と
絶縁体化した複素環式化合物のポリマー薄膜層３を誘電
体とすることにより、耐圧が更に向上した固体電解コン
デンサとすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、下記のような優れ
た効果が得られる。

■絶縁体化した複素環式化合物のポリマー薄膜層が誘電
体として作用することになり、複素環式化合物のポリマ
ーは酸素のない雰囲気中では４００°Ｃ付近まで熱的に
安定したものであるから、熱的に安定したものとなり、
例えば従来のフィルムコンデンサに比べても耐熱性の優
れた固体Ｔ解コンデンサとなる。

■金属基体又は金属基板の表面には誘電体酸化皮膜層を
形成し、その上に絶縁化した複素環式化合物のポリマー
薄膜層を形成し、これをコンデンサの誘電体とするから
、より耐圧の向上した固体寛解コンデンサとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る固体電解コンデンサの構造を示す
図で、同図（ａ）は一部切断外観斜視図、同図（ｂ）は
その切断部分の拡大断面図、第２図（ａ）乃至（ｄ）は
それぞれ固体電解コンデンサの製造工程を示す図である
。 図中、１・・・・金属基板、２・・・・絶縁帯層、３・
・・・絶縁体化きれた複素環式化合物のポリマー薄膜層
、４・・・・導電性の複素環式化合物のポリマー薄膜層
、５・・・・導電体層、６，７・・・・電極端子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性の金属基体の表面に複素環式化合物のポリ
   マー薄膜層を形成し、該複素環式化合物のポリマー薄膜
   層を絶縁体化し、該絶縁体化された複素環式化合物のポ
   リマー薄膜層の表面に複素環式化合物の導電性ポリマー
   層を形成し、該導電性ポリマー層の表面に導電体層を形
   成し、該導電体層を一方の電極とする共に、前記金属基
   体を他の電極とすることを特徴とする固体電解コンデン
   サ。
2. （２）導電性の金属基板の所定部分に絶縁帯層を形成し
   て該金属基板の表面を２つに区分し、該区分された金属
   基板の一方の表面に複素環式化合物のポリマー薄膜層を
   形成し、該複素環式化合物のポリマー薄膜層を絶縁体化
   し、該絶縁体化された複素環式化合物のポリマー薄膜層
   の表面に複素環式化合物の導電性ポリマー層を形成し、
   該導電性ポリマー層の表面に導電体層を形成し、該導電
   体層を一方の電極とすると共に、前記金属基板を他の電
   極とすることを特徴とする固体電解コンデンサ。
3. （３）前記絶縁体化された複素環式化合物のポリマー薄
   膜層を形成する金属基体又は金属基板の表面には誘電体
   酸化皮膜層が形成されていることを特徴とする請求項（
   １）又は（２）記載の固体電解コンデンサ。