JPH05121273A - 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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- JPH05121273A JPH05121273A JP30849591A JP30849591A JPH05121273A JP H05121273 A JPH05121273 A JP H05121273A JP 30849591 A JP30849591 A JP 30849591A JP 30849591 A JP30849591 A JP 30849591A JP H05121273 A JPH05121273 A JP H05121273A
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- polymerization
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電解重合法により電解重合膜を形成する際に
用いられる電解重合液のpH値とそのモノマー濃度をほ
ぼ一定に保つことにより、電解重合液の繰り返し使用を
可能にするとともに、製品の不良率を改善させる。 【構成】 電解重合液LのpHを測定するpH電極10
と、電解重合時に陽極箔2に印加される重合電圧を測定
する電圧計4と、電解重合液Lにそのモノマーを補給す
るモノマー補給槽5と、同電解重合液Lに酸またはアル
カリのpH調整液を供給するpH調整液供給槽8,9
と、中央演算処理手段(CPU)6,11とを備え、p
H電極10および電圧計4からの検出信号に基づいてモ
ノマー補給槽5とpH調整液供給槽8,9からそれぞれ
適量のモノマーおよびpH調整液を供給して、電解重合
液LのpHとモノマー濃度を制御しながら電解重合膜を
形成する。
用いられる電解重合液のpH値とそのモノマー濃度をほ
ぼ一定に保つことにより、電解重合液の繰り返し使用を
可能にするとともに、製品の不良率を改善させる。 【構成】 電解重合液LのpHを測定するpH電極10
と、電解重合時に陽極箔2に印加される重合電圧を測定
する電圧計4と、電解重合液Lにそのモノマーを補給す
るモノマー補給槽5と、同電解重合液Lに酸またはアル
カリのpH調整液を供給するpH調整液供給槽8,9
と、中央演算処理手段(CPU)6,11とを備え、p
H電極10および電圧計4からの検出信号に基づいてモ
ノマー補給槽5とpH調整液供給槽8,9からそれぞれ
適量のモノマーおよびpH調整液を供給して、電解重合
液LのpHとモノマー濃度を制御しながら電解重合膜を
形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は固体電解コンデンサの製
造方法に関し、さらに詳しく言えば、導電性高分子物質
からなる固体電解質を備えた固体電解コンデンサの製造
方法に関するものである。
造方法に関し、さらに詳しく言えば、導電性高分子物質
からなる固体電解質を備えた固体電解コンデンサの製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムの陽極箔に導電性高分子物
質(ポリピロールやポリチォフェンなどの複素環式化合
物)からなる固体電解質を形成するには、化学酸化重合
と電解重合の2段階の工程を行なうようにしている。
質(ポリピロールやポリチォフェンなどの複素環式化合
物)からなる固体電解質を形成するには、化学酸化重合
と電解重合の2段階の工程を行なうようにしている。
【0003】ポリピロールを例にとって説明すると、ま
ず、アルミニウムからなる陽極箔に陽極端子としてのタ
ブ端子を溶接もしくはかしめにより取り付け、ピロール
モノマー溶液中に浸漬する。次に、酸化剤を含む溶液中
に浸漬し、陽極箔の表面(誘電体酸化被膜)に化学酸化
重合膜を形成する。
ず、アルミニウムからなる陽極箔に陽極端子としてのタ
ブ端子を溶接もしくはかしめにより取り付け、ピロール
モノマー溶液中に浸漬する。次に、酸化剤を含む溶液中
に浸漬し、陽極箔の表面(誘電体酸化被膜)に化学酸化
重合膜を形成する。
【0004】しかる後、ピロールを主剤とする電解重合
液中に浸漬し、給電端子を例えば陽極端子に接触させて
箔表面に給電する。この場合、給電端子がプラス、電解
重合液の容器側がマイナスとされる。所定時間の通電に
より、化学酸化重合膜上に電解重合膜が形成される。
液中に浸漬し、給電端子を例えば陽極端子に接触させて
箔表面に給電する。この場合、給電端子がプラス、電解
重合液の容器側がマイナスとされる。所定時間の通電に
より、化学酸化重合膜上に電解重合膜が形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電解重合液
には水の溶媒中にピロールを例えば0.2mol/l
(リットル)、支持電解質としてのアルキルナフタレン
スルホン酸ナトリウムを0.2mol/l程度混合した
ものが用いられるが、数ロット連続して用いると、その
組成が変化し、通常では5〜6ロット目で電解重合膜の
生成が不均一となり、特性不良が多発していた。
には水の溶媒中にピロールを例えば0.2mol/l
(リットル)、支持電解質としてのアルキルナフタレン
スルホン酸ナトリウムを0.2mol/l程度混合した
ものが用いられるが、数ロット連続して用いると、その
組成が変化し、通常では5〜6ロット目で電解重合膜の
生成が不均一となり、特性不良が多発していた。
【0006】そのため、従来では電解重合液の使用回数
に限度を定め、その入れ替えを行なって製品特性の安定
化を図っているが、電解重合液は高価であるため、コス
ト的に好ましくない。また、その都度作業の中断を余儀
なくされるため、生産性の面でも問題とされていた。
に限度を定め、その入れ替えを行なって製品特性の安定
化を図っているが、電解重合液は高価であるため、コス
ト的に好ましくない。また、その都度作業の中断を余儀
なくされるため、生産性の面でも問題とされていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、電解重合液の
組成変化をpHおよび重合電圧により知ることができる
ことに着目してなされたもので、その構成上の特徴は、
アルミニウムの陽極箔に導電性高分子物質からなる固体
電解質を形成するにあたって、化学酸化重合法により化
学酸化重合膜を形成し、次に電解重合液中に浸漬し電解
重合法により同化学酸化重合膜上に電解重合膜を形成す
るようにした固体電解コンデンサの製造方法において、
上記電解重合液のpHを測定するpH測定手段と、電解
重合時に上記陽極箔に対して印加される重合電圧を測定
する重合電圧測定手段と、上記電解重合液にそのモノマ
ーを補給するモノマー補給手段と、同電解重合液に酸ま
たはアルカリのpH調整液を供給するpH調整液供給手
段と、中央処理制御手段(CPU)とを備え、上記pH
測定手段および上記重合電圧測定手段からの検出信号に
基づいて同CPUにより上記モノマー補給手段と上記p
H調整液供給手段を制御して、上記電解重合液のpHと
モノマー濃度を制御しながら電解重合膜を形成するよう
にしたことにある。
組成変化をpHおよび重合電圧により知ることができる
ことに着目してなされたもので、その構成上の特徴は、
アルミニウムの陽極箔に導電性高分子物質からなる固体
電解質を形成するにあたって、化学酸化重合法により化
学酸化重合膜を形成し、次に電解重合液中に浸漬し電解
重合法により同化学酸化重合膜上に電解重合膜を形成す
るようにした固体電解コンデンサの製造方法において、
上記電解重合液のpHを測定するpH測定手段と、電解
重合時に上記陽極箔に対して印加される重合電圧を測定
する重合電圧測定手段と、上記電解重合液にそのモノマ
ーを補給するモノマー補給手段と、同電解重合液に酸ま
たはアルカリのpH調整液を供給するpH調整液供給手
段と、中央処理制御手段(CPU)とを備え、上記pH
測定手段および上記重合電圧測定手段からの検出信号に
基づいて同CPUにより上記モノマー補給手段と上記p
H調整液供給手段を制御して、上記電解重合液のpHと
モノマー濃度を制御しながら電解重合膜を形成するよう
にしたことにある。
【0008】本発明において、電解重合液はモノマーと
支持電解質と溶媒からなる。モノマーには、ピロール、
チオフェン、フランなどの複素環式化合物が用いられ
る。その濃度は、0.01〜5.0mol/l好ましく
は0.05〜3.0mol/lが良い。
支持電解質と溶媒からなる。モノマーには、ピロール、
チオフェン、フランなどの複素環式化合物が用いられ
る。その濃度は、0.01〜5.0mol/l好ましく
は0.05〜3.0mol/lが良い。
【0009】支持電解質には、P−トルエンスルホン
酸、ナフタレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などの
スルホン酸、安息香酸、アジピン酸、シュウ酸、フタル
酸などのカルボン酸、フェニルリン酸、ナフチルリン酸
などのリン酸、フェニルホウ酸などのホウ酸が単独であ
るいは混合して用いられるが、その濃度は0.01〜
5.0mol/l好ましくは0.05〜3.0mol/
lが良い。
酸、ナフタレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などの
スルホン酸、安息香酸、アジピン酸、シュウ酸、フタル
酸などのカルボン酸、フェニルリン酸、ナフチルリン酸
などのリン酸、フェニルホウ酸などのホウ酸が単独であ
るいは混合して用いられるが、その濃度は0.01〜
5.0mol/l好ましくは0.05〜3.0mol/
lが良い。
【0010】溶媒には、水、エタノール、プロパノール
などのプロトン性溶媒とアセトニトリル、プロピレンカ
ーボネイト、N,N−ジメチルホルムアミドなどの非プ
ロトン性溶媒が単独であるいは混合して用いられる。溶
媒の種類は支持電解質により適宜選択される。
などのプロトン性溶媒とアセトニトリル、プロピレンカ
ーボネイト、N,N−ジメチルホルムアミドなどの非プ
ロトン性溶媒が単独であるいは混合して用いられる。溶
媒の種類は支持電解質により適宜選択される。
【0011】
【作用】電解重合に際して、支持電解質として用いられ
る、例えばアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムの
内のアルキルナフタレンスルホン酸は電解重合膜の生成
に取り込まれるため、ナトリウムのみが電解重合液中に
残される。したがって、例えば新液のpHが7であった
としても、電解重合による使用を重ねるごとにそのpH
は9.5,10.3,10.8と上昇する。
る、例えばアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムの
内のアルキルナフタレンスルホン酸は電解重合膜の生成
に取り込まれるため、ナトリウムのみが電解重合液中に
残される。したがって、例えば新液のpHが7であった
としても、電解重合による使用を重ねるごとにそのpH
は9.5,10.3,10.8と上昇する。
【0012】また、重合電圧については、図2のピロー
ル濃度と重合電圧の関連グラフに示されているように、
ピロール濃度の低下に伴って、重合電圧が高くなる傾向
を示す。
ル濃度と重合電圧の関連グラフに示されているように、
ピロール濃度の低下に伴って、重合電圧が高くなる傾向
を示す。
【0013】本発明においては、これらの知見に基づ
き、pH測定手段にて電解重合液のpHを監視し、ま
た、重合電圧測定手段にて陽極箔に印加される重合電圧
を測定し、それらの値に基づいて適宜電解重合液にその
モノマーを補給するとともに、pH調整液を供給して、
同電解重合液の組成を常に所定の範囲に保持するように
している。
き、pH測定手段にて電解重合液のpHを監視し、ま
た、重合電圧測定手段にて陽極箔に印加される重合電圧
を測定し、それらの値に基づいて適宜電解重合液にその
モノマーを補給するとともに、pH調整液を供給して、
同電解重合液の組成を常に所定の範囲に保持するように
している。
【0014】本発明においては、上記電解重合液のpH
を7.0〜11.0の範囲に、より好ましくは7.0〜
8.5の範囲に保ち、また、モノマー濃度を0.01〜
5.0mol/lに保ちながら、電解重合膜を形成す
る。
を7.0〜11.0の範囲に、より好ましくは7.0〜
8.5の範囲に保ち、また、モノマー濃度を0.01〜
5.0mol/lに保ちながら、電解重合膜を形成す
る。
【0015】
【実施例】図1には本発明を実施する上で用いられる装
置の一例が示されている。これによると、同装置は所定
容積の電解重合槽1を備えている。この実施例では、同
電解重合槽1内には、水を溶媒として、その中にピロー
ルを0.2mol/lと、支持電解質としてのアルキル
ナフタレンスルホン酸ナトリウムを0.2mol/lと
を混合した電解重合液Lが入れられている。
置の一例が示されている。これによると、同装置は所定
容積の電解重合槽1を備えている。この実施例では、同
電解重合槽1内には、水を溶媒として、その中にピロー
ルを0.2mol/lと、支持電解質としてのアルキル
ナフタレンスルホン酸ナトリウムを0.2mol/lと
を混合した電解重合液Lが入れられている。
【0016】この装置は、電解重合槽1内において陽極
箔2に対して重合電圧を印加するための定電流の重合用
電源3のほかに、その印加電圧を測定する電圧計4を有
している。また、電解重合槽1内にピロールを補給する
ための補給槽5を備えている。
箔2に対して重合電圧を印加するための定電流の重合用
電源3のほかに、その印加電圧を測定する電圧計4を有
している。また、電解重合槽1内にピロールを補給する
ための補給槽5を備えている。
【0017】この場合、電圧計4にて測定された電圧信
号は第1の中央演算処理手段(CPU)6に与えられ、
同CPU6はその電圧信号に基づいて補給槽5の制御弁
5aを開閉する。
号は第1の中央演算処理手段(CPU)6に与えられ、
同CPU6はその電圧信号に基づいて補給槽5の制御弁
5aを開閉する。
【0018】また、この電解重合槽1にはpH測定槽
7、酸(例えば、アルキルナフタレンスルホン酸)が貯
蔵される酸槽8およびアルカリ液(例えば、アンモニ
ア)が貯蔵される塩基槽9が付設されている。
7、酸(例えば、アルキルナフタレンスルホン酸)が貯
蔵される酸槽8およびアルカリ液(例えば、アンモニ
ア)が貯蔵される塩基槽9が付設されている。
【0019】pH測定槽7には制御弁7aを介して電解
重合槽1内の電解重合液Lが供給され、その電解重合液
LのpHがpH電極10によって検出される。なお、こ
の実施例とは異なり、pH測定槽7を省略してpH電極
10を直接電解重合槽1内に設けても良い。
重合槽1内の電解重合液Lが供給され、その電解重合液
LのpHがpH電極10によって検出される。なお、こ
の実施例とは異なり、pH測定槽7を省略してpH電極
10を直接電解重合槽1内に設けても良い。
【0020】pH電極10にて検出されたpH検出信号
は、第2の中央演算処理手段(CPU)11に入力さ
れ、同CPU11はそのpH検出信号に基づいて酸槽8
および塩基槽9の制御弁8a,9aを開閉する。また、
この第2のCPU11は、上記制御弁7aおよびpH測
定槽7の排出弁7bの開閉をも制御する。
は、第2の中央演算処理手段(CPU)11に入力さ
れ、同CPU11はそのpH検出信号に基づいて酸槽8
および塩基槽9の制御弁8a,9aを開閉する。また、
この第2のCPU11は、上記制御弁7aおよびpH測
定槽7の排出弁7bの開閉をも制御する。
【0021】なお、電解重合槽1とpH測定槽7内に
は、その槽内の電解重合液を撹拌して均一化する撹拌翼
12a,12bがそれぞれ設けられている。
は、その槽内の電解重合液を撹拌して均一化する撹拌翼
12a,12bがそれぞれ設けられている。
【0022】電解重合膜を形成するには、前工程におい
て化学酸化重合法により化学酸化重合膜が形成された陽
極箔2を電解重合液L内に浸漬する。図1では1枚の箔
しか示されていないが、実際には数10枚の箔がそれに
取付けられている陽極端子2aを介して図示しないフー
プ材に吊下げられた状態で、1ロットとして処理され
る。
て化学酸化重合法により化学酸化重合膜が形成された陽
極箔2を電解重合液L内に浸漬する。図1では1枚の箔
しか示されていないが、実際には数10枚の箔がそれに
取付けられている陽極端子2aを介して図示しないフー
プ材に吊下げられた状態で、1ロットとして処理され
る。
【0023】陽極箔2に対して重合用電源3のプラス側
給電端子3aを接触させる。なお、同重合用電源3のマ
イナス側給電端子3bは電解重合液L内に浸漬されてい
る。
給電端子3aを接触させる。なお、同重合用電源3のマ
イナス側給電端子3bは電解重合液L内に浸漬されてい
る。
【0024】この給電端子3a,3bを介して所定時間
通電することにより、陽極箔2の化学酸化重合膜上に電
解重合膜が形成されるのであるが、その重合電圧が電圧
計4によって読み取られ、その電圧検出信号が第1のC
PU6に入力される。
通電することにより、陽極箔2の化学酸化重合膜上に電
解重合膜が形成されるのであるが、その重合電圧が電圧
計4によって読み取られ、その電圧検出信号が第1のC
PU6に入力される。
【0025】第1のCPU6は同電圧検出信号の変化に
より、ピロールの減少度合いを感知し、予め定められて
いる基準値以下になった時点で制御弁5aを開き、補給
槽5から適量(例えば、0.03mol/l程度)のピ
ロールを電解重合液Lに供給する。
より、ピロールの減少度合いを感知し、予め定められて
いる基準値以下になった時点で制御弁5aを開き、補給
槽5から適量(例えば、0.03mol/l程度)のピ
ロールを電解重合液Lに供給する。
【0026】これと並行して、第2のCPU11により
制御弁7aが一定時間ごとに開かれ、pH測定槽7に電
解重合液Lのサンプルが取り込まれる。pH電極10に
より、同サンプルのpH値が測定され、そのpH測定信
号が第2のCPU11に与えられる。なおpH測定後、
同サンプルは排出弁7bを介して廃棄される。
制御弁7aが一定時間ごとに開かれ、pH測定槽7に電
解重合液Lのサンプルが取り込まれる。pH電極10に
より、同サンプルのpH値が測定され、そのpH測定信
号が第2のCPU11に与えられる。なおpH測定後、
同サンプルは排出弁7bを介して廃棄される。
【0027】第2のCPU11はそのpH測定信号によ
り、電解重合液Lが酸性となっている場合には、制御弁
9aを開いて塩基槽9より適量のアルカリ液を電解重合
槽1に供給する。他方、電解重合液Lが塩基性となって
いる場合には、制御弁8aを開いて酸槽8より適量の酸
を電解重合槽1に供給する。
り、電解重合液Lが酸性となっている場合には、制御弁
9aを開いて塩基槽9より適量のアルカリ液を電解重合
槽1に供給する。他方、電解重合液Lが塩基性となって
いる場合には、制御弁8aを開いて酸槽8より適量の酸
を電解重合槽1に供給する。
【0028】このようにして、電解重合液Lのピロール
濃度とpH値がほぼ一定に保たれ、製品の特性不良率が
大幅に改善される。また、高価な電解重合液Lを殆ど廃
棄することなく、その有効活用が図れる。
濃度とpH値がほぼ一定に保たれ、製品の特性不良率が
大幅に改善される。また、高価な電解重合液Lを殆ど廃
棄することなく、その有効活用が図れる。
【0029】上記実施例では第1のCPU6でピロール
の補給管理を行ない、第2のCPU11でpH管理を行
なうようにしているが、これは一例であって、その双方
の管理を同一のCPUによって行なわせることも可能で
ある。
の補給管理を行ない、第2のCPU11でpH管理を行
なうようにしているが、これは一例であって、その双方
の管理を同一のCPUによって行なわせることも可能で
ある。
【0030】表1に、液管理を行なわない場合の従来例
と、本発明にしたがって液管理を行なった実施例につい
て、1ロットを50個(陽極箔50枚)として、その重
合電圧の変化状態、漏れ電流の平均値(μA)、等価直
列抵抗の平均値(ESR;Ω)および不良率を比較対照
して示す。なお、この比較に用いられた製品は従来例、
実施例ともに定格10V4.7μFのアルミニウム固体
電解コンデンサであった。
と、本発明にしたがって液管理を行なった実施例につい
て、1ロットを50個(陽極箔50枚)として、その重
合電圧の変化状態、漏れ電流の平均値(μA)、等価直
列抵抗の平均値(ESR;Ω)および不良率を比較対照
して示す。なお、この比較に用いられた製品は従来例、
実施例ともに定格10V4.7μFのアルミニウム固体
電解コンデンサであった。
【0031】
【表1】
【0032】なお、この表1において、重合電圧は初回
ロットにのみその印加電圧を記入し、それ以降のロット
については、同印加電圧を基準としてその増減分の電圧
値を記入している。また、不良率については、分母が1
ロットの製品数で、分子が不良品数を示している。
ロットにのみその印加電圧を記入し、それ以降のロット
については、同印加電圧を基準としてその増減分の電圧
値を記入している。また、不良率については、分母が1
ロットの製品数で、分子が不良品数を示している。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
pH測定手段と重合電圧測定手段を用いて、電解重合液
のpH値とそのモノマー濃度をほぼ一定に管理するよう
にしたことにより、その電解重合液の繰り返し使用が可
能になるとともに、製品の不良率も改善される、などの
効果が奏される。
pH測定手段と重合電圧測定手段を用いて、電解重合液
のpH値とそのモノマー濃度をほぼ一定に管理するよう
にしたことにより、その電解重合液の繰り返し使用が可
能になるとともに、製品の不良率も改善される、などの
効果が奏される。
【図1】本発明を実施する上で用いられる装置の一例を
示した模式図。
示した模式図。
【図2】ピロール濃度と重合電圧の関連を示したグラ
フ。
フ。
【符号の説明】 1 電解重合槽 2 陽極箔 3 重合用電源 4 電圧計 5 補給槽 6,11 CPU 7 pH測定槽 8 酸槽 9 塩基槽 10 pH電極
フロントページの続き (72)発明者 大久保 哲 神奈川県藤沢市辻堂新町2丁目2番1号 エルナ−株式会社内 (72)発明者 数原 学 神奈川県藤沢市辻堂新町2丁目2番1号 エルナ−株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】アルミニウムの陽極箔に導電性高分子物質
からなる固体電解質を形成するにあたって、化学酸化重
合法により化学酸化重合膜を形成し、次に電解重合液中
に浸漬し電解重合法により同化学酸化重合膜上に電解重
合膜を形成するようにした固体電解コンデンサの製造方
法において、上記電解重合液のpHを測定するpH測定
手段と、電解重合時に上記陽極箔に対して印加される重
合電圧を測定する重合電圧測定手段と、上記電解重合液
にそのモノマーを補給するモノマー補給手段と、同電解
重合液に酸またはアルカリのpH調整液を供給するpH
調整液供給手段と、中央演算処理手段(CPU)とを備
え、上記pH測定手段および上記重合電圧測定手段から
の検出信号に基づいて同CPUにより上記モノマー補給
手段と上記pH調整液供給手段を制御して、上記電解重
合液のpHとモノマー濃度を制御しながら電解重合膜を
形成するようにしたことを特徴とする固体電解コンデン
サの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30849591A JPH05121273A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30849591A JPH05121273A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121273A true JPH05121273A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17981703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30849591A Withdrawn JPH05121273A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121273A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005038834A1 (en) * | 2003-10-20 | 2005-04-28 | Showa Denko K.K. | Production method of a capacitor |
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1991
- 1991-10-28 JP JP30849591A patent/JPH05121273A/ja not_active Withdrawn
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