JPH09320897A - Manufacture of solid-electrolytic capacitor - Google Patents

Manufacture of solid-electrolytic capacitor

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JPH09320897A
JPH09320897A JP16119196A JP16119196A JPH09320897A JP H09320897 A JPH09320897 A JP H09320897A JP 16119196 A JP16119196 A JP 16119196A JP 16119196 A JP16119196 A JP 16119196A JP H09320897 A JPH09320897 A JP H09320897A
Authority
JP
Japan
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solution
polyaniline
conductive polymer
film
acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP16119196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michio Ogami
三千男 大上
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Lincstech Circuit Co Ltd
Original Assignee
Hitachi AIC Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi AIC Inc filed Critical Hitachi AIC Inc
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Publication of JPH09320897A publication Critical patent/JPH09320897A/en
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily manufacturing a solid-electrolytic capacitor, wherein characteristics thereof such as electrostatic capacity, tan δ, impedance, and leakage current, etc., are improved. SOLUTION: In a manufacturing method for a solid-electrolytic capacitor wherein an electrically conductive polymer film is stacked on an element 1 consisting of a valve action metal member formed with an oxide film 3 thereon, the film of the electrically conductive polymer 6 is formed by carrying out a process of spreading a solution of the electrically conductive polymer 6 on the element 1, and after this process, carrying out a process of spreading a dedoped polymer solution and then bringing a doping solution in contact with it.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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
の製造方法に関し、特に導電性ポリマーを固体電解質と
する固体電解コンデンサの製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, and more particularly to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer as a solid electrolyte.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体電解コンデンサは、例えばアルミニ
ウムやタンタル等の弁作用金属の箔や焼結体を陽極酸化
して酸化皮膜を形成し、次に、この酸化皮膜の表面に導
電性のポリマーからなる膜を形成し、さらに、この膜の
表面にカーボン層や銀層を積層して陰極層を形成して製
造する。そして導電性のポリマーからなる膜は、1)予
めドープして導電性としたポリマーの溶液を塗布する
か、2)脱ドープしたポリマーの溶液を塗布しその後ド
ーピング溶液に接触して導電性とすることによって形成
している。
2. Description of the Related Art A solid electrolytic capacitor is formed by anodizing a foil or sintered body of a valve metal such as aluminum or tantalum to form an oxide film, and then forming a conductive polymer on the surface of the oxide film. Is formed, and further, a carbon layer or a silver layer is laminated on the surface of this film to form a cathode layer to manufacture. Then, the film made of a conductive polymer is 1) coated with a solution of a polymer that has been previously doped to make it conductive, or 2) coated with a solution of a polymer that has been undoped, and then brought into contact with a doping solution to make it conductive. Is formed by

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、導電性ポリマ
ーの溶液は、ドーパントが溶解し難いため、低濃度のも
のしか得られない。このため、所定の厚さの導電性ポリ
マーの膜を得るために、溶液の塗布回数を多くしなけれ
ばならず、製造時間が長くなり、不良を生じ易くなる欠
点がある。
However, since the dopant is difficult to dissolve in the solution of the conductive polymer, only a low-concentration solution can be obtained. For this reason, in order to obtain a conductive polymer film having a predetermined thickness, it is necessary to increase the number of times the solution is applied, resulting in a long manufacturing time and a possibility of causing defects.

【0004】また、脱ドープしたポリマーの溶液を用い
る場合には、濃度の高いものが得られ、所定の厚さの導
電性ポリマーの膜を得るための塗布回数は少なくてす
む。しかし、溶液を塗布等した後にドーピング溶液に接
触しているため、外表面に近い部分はドーピングされる
が、内部の方がドーピングされ難い。このため、静電容
量やtanδ、インピーダンス、漏れ電流等の特性を改良
し難い欠点がある。
Further, when a solution of the dedoped polymer is used, a solution having a high concentration can be obtained, and the number of times of coating for obtaining a conductive polymer film having a predetermined thickness can be reduced. However, since the solution is in contact with the doping solution after being applied, the portion near the outer surface is doped, but the inner portion is less likely to be doped. Therefore, it is difficult to improve characteristics such as capacitance, tan δ, impedance, and leakage current.

【0005】本発明は、以上の欠点を改良し、容易に製
造でき、静電容量やtanδ、インピーダンス、漏れ電流
等の特性を向上できる固体電解コンデンサの製造方法を
提供することを課題とするものである。
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, which is capable of improving the above-mentioned drawbacks, can be easily manufactured, and can improve the characteristics such as capacitance, tan δ, impedance and leakage current. Is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、弁作用金属に酸化皮膜を形成した素子
に導電性ポリマーの膜を積層する固体電解コンデンサの
製造方法において、素子に導電性ポリマーの溶液を塗布
する工程と、この工程後に脱ドープしたポリマーの溶液
を塗布し、次いでドーピング溶液を接触する工程とを行
ない導電性ポリマーの膜を形成することを特徴とする固
体電解コンデンサの製造方法を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in which a conductive polymer film is laminated on a device having an oxide film formed on a valve metal. Solid electrolyte characterized by forming a conductive polymer film by performing a step of applying a solution of a conductive polymer on the substrate, a step of applying a solution of a dedoped polymer after this step, and then a step of contacting with a doping solution. A method for manufacturing a capacitor is provided.

【0007】本発明は、導電性ポリマーの溶液と脱ドー
プしたポリマーの溶液とを用いて所定の厚さの導電性ポ
リマーの膜を形成しているため、導電性ポリマーの溶液
だけを用いて製造する場合に比較して製造時間を短縮し
易い。また、本発明は、脱ドープしたポリマーの溶液だ
けを用いた場合にはドーピングされ難い導電性ポリマー
の膜の内側を導電性ポリマーの溶液を塗布することによ
って形成し、これにより脱ドープしたポリマーの溶液を
用いて形成する膜の部分を薄くできる。このため、導電
性ポリマーの膜の内部から外表面まで充分にドーピング
でき、静電容量やtanδ等の特性を改良できる。
Since the present invention forms a film of a conductive polymer having a predetermined thickness using a solution of a conductive polymer and a solution of a dedoped polymer, it is manufactured using only the solution of a conductive polymer. It is easy to shorten the manufacturing time as compared with the case of performing. Further, the present invention is formed by applying a solution of a conductive polymer to the inside of a film of a conductive polymer which is difficult to be doped when only a solution of the dedoped polymer is used, and thereby the The portion of the film formed by using the solution can be thinned. Therefore, the conductive polymer film can be sufficiently doped from the inside to the outside surface, and characteristics such as capacitance and tan δ can be improved.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。先ず、弁作用金属はタンタルやアルミニウム、チ
タン等を用いる。そして、図1に示す通り、この弁作用
金属の微粉末を用いて円筒形や直方体形等の焼結体を形
成したり、弁作用金属箔を積層したり巻回して素子1を
形成する。例えば、タンタル粉末を用いる場合にはこの
粉末を所定の形状に成形し、その後、真空中において温
度1450〜1550℃で焼結して素子1を形成する。
この素子1からはタンタル等の陽極リード線2を引き出
している。
Embodiments of the present invention will be described below. First, tantalum, aluminum, titanium or the like is used as the valve metal. Then, as shown in FIG. 1, a fine powder of the valve action metal is used to form a sintered body such as a cylindrical shape or a rectangular parallelepiped shape, or a valve action metal foil is laminated or wound to form the element 1. For example, when tantalum powder is used, the powder is formed into a predetermined shape and then sintered at a temperature of 1450 to 1550 ° C. in vacuum to form the element 1.
An anode lead wire 2 made of tantalum or the like is drawn from the element 1.

【0009】次ぎにこの素子1を硝酸やリン酸等の水溶
液を用いて陽極化成し、酸化皮膜3を形成する。
Next, the element 1 is anodized using an aqueous solution of nitric acid, phosphoric acid or the like to form an oxide film 3.

【0010】酸化皮膜3を形成後、素子1を導電性ポリ
マーの溶液中に浸漬したり、この溶液を吹き付けたりし
て、酸化皮膜3の表面に導電性ポリマーの溶液を塗布す
る。塗布後、乾燥して溶媒を蒸発させる。そして必要に
応じてこの塗布から乾燥までの工程を繰り返して行な
い。所定の厚さの内側の導電性ポリマーの膜4を形成す
る。
After forming the oxide film 3, the element 1 is dipped in a solution of a conductive polymer or sprayed with this solution to apply the solution of the conductive polymer to the surface of the oxide film 3. After coating, it is dried and the solvent is evaporated. Then, if necessary, the steps from coating to drying are repeated. An inner conductive polymer film 4 having a predetermined thickness is formed.

【0011】なお、導電性ポリマーの溶液は、例えば脱
ドープしたポリマーにドーパントを混合し、有機溶媒に
溶解して製造する。ポリマーとしては、ポリアニリンや
ポリピロール、ポリチオフェン、ポリパラフェニレン、
ポリアセチレン等の単体物質や、これらにポリスチレン
やポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアク
リロニトリルブタンジエン−スチレン等のポリマーを混
合したものを用いる。このうち、ポリアニリンは溶媒へ
の溶解度が高く、比較的高濃度の溶液を調製できる。そ
してポリマーとしてポリアニリンを用いた場合には、脱
ドープしたポリアニリンは、例えばアニリンの化学酸化
重合によって製造したポリアニリンをアルカリで脱ドー
プし、これを溶媒に溶解して製造する。アニリンを化学
酸化重合するには、アニリン塩をドーパントおよび酸化
剤を加えた水素溶液中で酸化重合させる。アニリン塩と
しては、アニリンの塩酸、硫酸、ホウフッ化水素酸等の
塩を用いる。また、ドーパントとしては塩酸、硫酸、ホ
ウフッ化水素酸等を用いる。さらに、酸化剤としては過
硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、過酸
化水素、過マンガン酸カリウム、塩化第2鉄等の高原子
価化合物で、アニリンを酸化できるものを用いる。そし
てアニリンを化学酸化重合する際には、反応熱で温度が
上昇するため、冷却して反応温度を0〜10℃に制御す
るとともに、酸化剤の水溶液を十分に時間をかけて反応
させる。また、生成したポリマーは繰り返し洗浄した
後、乾燥させる。この後、生成したポリアニリンの粉末
を、アンモニア水に濾過させて攪拌し、濾過分離するこ
とによって脱ドープしたポリアニリンが得られる。
The conductive polymer solution is prepared, for example, by mixing the dedoped polymer with a dopant and dissolving it in an organic solvent. As the polymer, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyparaphenylene,
A simple substance such as polyacetylene or a mixture of these with a polymer such as polystyrene, polyethylene, polymethylmethacrylate, or polyacrylonitrile butanediene-styrene is used. Among them, polyaniline has a high solubility in a solvent, and a relatively high concentration solution can be prepared. When polyaniline is used as the polymer, dedoped polyaniline is produced by, for example, dedoping polyaniline produced by chemical oxidative polymerization of aniline with an alkali and dissolving this in a solvent. In order to chemically oxidatively polymerize aniline, an aniline salt is oxidatively polymerized in a hydrogen solution containing a dopant and an oxidizing agent. As the aniline salt, salts of aniline such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and borofluoric acid are used. Further, hydrochloric acid, sulfuric acid, borofluoric acid, or the like is used as the dopant. Further, as the oxidizing agent, a persulfate such as ammonium persulfate and potassium persulfate, a high valence compound such as hydrogen peroxide, potassium permanganate and ferric chloride, which can oxidize aniline, is used. When the aniline is chemically oxidatively polymerized, the temperature rises due to the heat of reaction, so the temperature is cooled to control the reaction temperature to 0 to 10 ° C., and the aqueous solution of the oxidant is reacted for a sufficient time. Further, the produced polymer is repeatedly washed and then dried. Then, the produced polyaniline powder is filtered with ammonia water, stirred, and separated by filtration to obtain dedoped polyaniline.

【0012】また、ドーパントとしては、例えばカンフ
ァスルホン酸やドデシルベンゼンスルホン酸、P−トル
エンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、スチレンスル
ホン酸およびこれらのポリマー等の有機スルホン酸、フ
タル酸、シュウ酸、マレイン酸、クエン酸、クロロ酢
酸、ジクロロ酢酸、安息香酸、サリチル酸、などの脂肪
族または芳香族のカルボン酸、塩酸、硫酸、ホウフッ化
水素酸等を用いる。
As the dopant, for example, camphorsulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, P-toluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, styrenesulfonic acid and organic sulfonic acids such as polymers thereof, phthalic acid, oxalic acid and maleic acid. , Aliphatic or aromatic carboxylic acids such as citric acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, benzoic acid, salicylic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, borofluoric acid and the like are used.

【0013】そして有機溶剤としては、N−メチル−2
−ピロリドンやN,N’−ジメチルプロピレンユリア、
クロロホルム、m−クレゾール、トリクロロベンゼン、
キシレン、デカリン等を用いる。
As the organic solvent, N-methyl-2 is used.
-Pyrrolidone and N, N'-dimethylpropylene urea,
Chloroform, m-cresol, trichlorobenzene,
Xylene, decalin, etc. are used.

【0014】なお、導電性ポリマーがドープしたポリア
ニリン溶液の場合には、ポリアニリンの濃度が0.1〜
2wt%、ドーパント濃度が0.1〜2wt%の範囲が好ま
しい。
In the case of a polyaniline solution doped with a conductive polymer, the concentration of polyaniline is 0.1-0.1%.
A range of 2 wt% and a dopant concentration of 0.1 to 2 wt% is preferable.

【0015】次ぎに、導電性ポリマー溶液を用いて導電
性ポリマーの膜を形成した後、アルコール等の有機溶剤
で洗浄し、乾燥する。
Next, after forming a film of the conductive polymer using the conductive polymer solution, it is washed with an organic solvent such as alcohol and dried.

【0016】乾燥後、素子1を脱ドープしたポリマーの
溶液中に浸漬したり、この溶液を吹き付けたりして、導
電性ポリマーの膜の表面にポリマーの溶液を塗布する。
塗布後、乾燥して溶媒を蒸発させる。そしてこの塗布か
ら乾燥までの工程を必要に応じて繰り返して行ない、脱
ドープしたポリマーの膜を形成する。
After drying, the device 1 is dipped in a solution of the dedoped polymer or sprayed with this solution to apply the polymer solution to the surface of the conductive polymer film.
After coating, it is dried and the solvent is evaporated. Then, the steps from coating to drying are repeated as necessary to form a dedoped polymer film.

【0017】脱ドープしたポリマーとしてポリアニリン
を用いる場合には、脱ドープしたポリアニリンをN−メ
チル−2−ピロリドンや、N−メチル−2−ピロリドン
と他の溶剤との混合溶媒に溶解して、脱ドープしたポリ
アニリン溶液を製造する。この際、脱ドープしたポリア
ニリンに還元剤を加えて還元型の脱ドープしたポリアニ
リンにした方が溶解度を大きくできる。還元型にするに
は、脱ドープしたポリアニリン溶液に還元剤を加える
か、濾過分離し、脱ドープしたポリアニリンを非溶剤に
分散させて還元剤を加える。還元剤としてはフェニルヒ
ドラジンやヒドラジン、ヒドラジン水和物、硫酸ヒドラ
ジン等のヒドラジン化合物や水素化還元金属化合物等を
用いる。この際、ポリアニリンの濃度は5〜10%の範
囲がよい。
When polyaniline is used as the dedoped polymer, the dedoped polyaniline is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone or a mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolidone and another solvent to remove the polyaniline. A doped polyaniline solution is prepared. At this time, the solubility can be increased by adding a reducing agent to the dedoped polyaniline to form the reduced dedoped polyaniline. In order to obtain the reduced form, a reducing agent is added to the dedoped polyaniline solution or is separated by filtration, and the dedoped polyaniline is dispersed in a non-solvent and the reducing agent is added. As the reducing agent, hydrazine compounds such as phenylhydrazine, hydrazine, hydrazine hydrate, and hydrazine sulfate, and hydrogenated metal compounds are used. At this time, the concentration of polyaniline is preferably in the range of 5 to 10%.

【0018】脱ドープしたポリアニリン溶液を塗布した
後、素子1をドーピング溶液に数10分〜数時間浸漬し
て接触し、脱ドープしたポリマーの膜をドーピングし、
外側の導電性ポリマーの膜5を形成する。そして内側の
導電性ポリマーの膜4と外側の導電性ポリマーの膜5と
により導電性ポリマーの膜6を構成する。
After applying the dedoped polyaniline solution, the element 1 is immersed in the doping solution for several tens of minutes to several hours to be contacted, and the dedoped polymer film is doped,
An outer conductive polymer film 5 is formed. The conductive polymer film 4 on the inner side and the conductive polymer film 5 on the outer side form a conductive polymer film 6.

【0019】なお、ドーピング溶液は、例えばドーパン
トあるいはドーパントと酸化剤とを有機溶媒に溶解した
組成にする。ドーパントや酸化剤は例えば導電性ポリマ
ー溶液を製造する際に用いた物質から選んで用いる。そ
してこれ等の物質の濃度は0.01〜1mol/lの範囲が
好ましい。また、有機溶媒は、例えば、ケトン類やエス
テル類、アルコール類、芳香族炭化水素類、ニトリル
類、セルソルブ類、含チッ素化合物等を用いる。
The doping solution has a composition in which, for example, a dopant or a dopant and an oxidizing agent are dissolved in an organic solvent. The dopant and the oxidant are selected from the substances used when producing the conductive polymer solution, for example. The concentration of these substances is preferably in the range of 0.01 to 1 mol / l. Further, as the organic solvent, for example, ketones, esters, alcohols, aromatic hydrocarbons, nitriles, cellosolves, nitrogen-containing compounds and the like are used.

【0020】導電性ポリマーの膜6を形成後、この膜6
の表面にカーボンペーストを塗布してカーボン層7を形
成し、さらに、カーボン層7の表面に銀ペーストを塗布
して銀層8を形成する。銀層8を形成後、この銀層8に
銀導電性ペースト9により陰極端子10を接続するとと
もに、陽極リード線2に陽極端子11を接続する。樹脂
モールド法や樹脂ディップ法等により樹脂外装12を形
成する。
After forming the conductive polymer film 6, the film 6 is formed.
A carbon paste is applied to the surface of to form a carbon layer 7, and a silver paste is applied to the surface of the carbon layer 7 to form a silver layer 8. After forming the silver layer 8, the cathode terminal 10 is connected to the silver layer 8 by the silver conductive paste 9 and the anode terminal 11 is connected to the anode lead wire 2. The resin exterior 12 is formed by a resin molding method, a resin dipping method, or the like.

【0021】[0021]

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。 実施例1:定格4V,10μFのタンタル固体電解コン
デンサの製造方法について述べる。弁作用金属としては
タンタル粉末を用いる。そして先ず、このタンタル粉末
を1.0×1.7×1.4mm角の直方体形に成形し、タ
ンタルの陽極リード線を引き出す。次に、この成形体を
温度1450℃で焼結する。焼結体を形成後、0.1%
の硝酸水溶液にこの焼結体を浸漬し、電圧24Vで陽極
化成して、酸化皮膜を形成する。また、1≪のエーレン
メイヤフラスコ中において、蒸留したアニリン50ml
と、35%塩酸50mlと、400mlの純水とを調製し、
アニリン溶液を製造する。その後、このフラスコを温度
0℃の冷却槽中に保持する。そして過硫酸アンモニウム
46gを純水100mlに溶解した溶液を上記アニリン溶
液に約2時間かけて滴下し、さらに攪拌を3時間続けて
行ない、アニリンを化学酸化重合する。そして沈澱物を
濾過し、純水で洗浄し、洗浄液のpHが6〜7になるま
で繰り返しデカンテーションする。また、水分を除去す
るため、エタノールとメタノールで洗浄し、その後、室
温で48時間減圧乾燥する。乾燥後、生成した粉末10
gを3%アンモニア1≪に分散させながら2時間攪拌し
て脱ドープし、濾過分離する。濾過後、純水で洗浄し、
次いでメタノールで洗浄する。洗浄後、減圧下で48時
間乾燥し、脱ドープしたポリアニリン粉末を製造する。
次に、この脱ドープしたポリアニリン粉末0.1gをP
−ドデシルベンゼンスルホン酸0.1gとを混合する。
混合した後、この混合物をキシレン20g中に溶解し、
超音波槽中2時間処理する。超音波処理後、未溶解物を
デカンテーションして除去し、P−ドデシルベンゼンス
ルホン酸を溶解したポリアニリン溶液を製造する。ま
た、別に、前記脱ドープしたポリアニリン粉末1gをN
−メチル−2−ピロリドン10gに溶解し、超音波槽中
で2時間処理する。超音波処理後、本溶解物をデカンテ
ーションして除去して脱ドープしたポリアニリン溶液を
製造する。さらに、ナフタレンスルホン酸0.5g、過
硫酸アンモニウム0.2gをブタノール20gに溶解し
てドーピング溶液を製造する。そして、先ず酸化被膜を
形成した素子をP−ドデシルベンゼンスルホン酸を溶解
したポリアニリン溶液中に5分間浸漬する。浸漬後空気
中において150℃で30分間乾燥して溶媒を蒸発させ
る。そしてこの浸漬から乾燥までの工程を2回繰り返し
て行ない、酸化皮膜の表面にP−ドデシルベンゼンスル
ホン酸をドーパントとするポリアニリンの膜を形成す
る。次に、このポリアニリンの膜を形成した素子を前記
の脱ドープしたポリアニリン溶液に2分間浸漬する。浸
漬後、空気中において温度150℃で30分間乾燥す
る。乾燥後、素子をドーピング溶液中に3時間浸漬して
接触する。浸漬後、エタノールで繰り返し洗浄する。洗
浄後、空気中において温度120℃で乾燥し、溶媒を蒸
発させ、P−ドデシルベンゼンスルホン酸をドーパント
とするポリアニリン膜の表面にナフタレンスルホン酸を
ドーパントとするポリアニリンの膜を積層する。そして
このP−ドデシルベンゼンスルホン酸をドーパントとす
るポリアニリン膜と、ナフタレンスルホン酸をドーパン
トとするポリアニリン膜とからなる導電性のポリアニリ
ン膜を形成後、素子をコロイダルカーボンの分散液中に
浸漬する。浸漬後、窒素雰囲気中において、温度150
℃で30分間乾燥してカーボン層を形成する。カーボン
層を形成後、このカーボン層の表面に銀ペーストを塗布
し、窒素雰囲気中において、温度150℃で30分間乾
燥して銀層を形成する。銀層を形成後、陽極端子と陰極
端子とを接続し、さらにエポキシ樹脂でモールド処理し
て樹脂外装を形成する。
Next, an embodiment of the present invention will be described. Example 1 A method for manufacturing a tantalum solid electrolytic capacitor having a rating of 4 V and 10 μF will be described. Tantalum powder is used as the valve metal. Then, first, this tantalum powder is molded into a rectangular parallelepiped shape of 1.0 × 1.7 × 1.4 mm square, and the tantalum anode lead wire is drawn out. Next, this compact is sintered at a temperature of 1450 ° C. 0.1% after forming a sintered body
This sintered body is dipped in the nitric acid aqueous solution of, and anodized at a voltage of 24 V to form an oxide film. 50 ml of distilled aniline in an Erlenmeyer flask of 1 <<
Prepare 50 ml of 35% hydrochloric acid and 400 ml of pure water,
An aniline solution is prepared. Thereafter, the flask is kept in a cooling bath at a temperature of 0 ° C. Then, a solution prepared by dissolving 46 g of ammonium persulfate in 100 ml of pure water is added dropwise to the above aniline solution over about 2 hours, and stirring is continued for 3 hours to chemically oxidize and polymerize aniline. Then, the precipitate is filtered, washed with pure water, and repeatedly decanted until the pH of the washing liquid becomes 6 to 7. Further, in order to remove water, the substrate is washed with ethanol and methanol, and then dried under reduced pressure at room temperature for 48 hours. Powder 10 produced after drying
g is dispersed in 3% ammonia 1 <<, stirred for 2 hours to dedope, and separated by filtration. After filtration, wash with pure water,
Then wash with methanol. After washing, it is dried under reduced pressure for 48 hours to produce undoped polyaniline powder.
Next, 0.1 g of this dedoped polyaniline powder was added to P
Mix with 0.1 g of dodecylbenzene sulfonic acid.
After mixing, dissolve the mixture in 20 g of xylene,
Treat in an ultrasonic bath for 2 hours. After ultrasonic treatment, undissolved substances are decanted and removed to produce a polyaniline solution in which P-dodecylbenzenesulfonic acid is dissolved. Separately, 1 g of the dedoped polyaniline powder was added to
Dissolve in 10 g of methyl-2-pyrrolidone and treat for 2 hours in an ultrasonic bath. After ultrasonic treatment, the main lysate is decanted and removed to produce a dedoped polyaniline solution. Further, 0.5 g of naphthalene sulfonic acid and 0.2 g of ammonium persulfate are dissolved in 20 g of butanol to prepare a doping solution. Then, first, the element having the oxide film formed thereon is immersed in a polyaniline solution in which P-dodecylbenzenesulfonic acid is dissolved for 5 minutes. After the immersion, it is dried in air at 150 ° C. for 30 minutes to evaporate the solvent. Then, the steps from dipping to drying are repeated twice to form a polyaniline film having P-dodecylbenzenesulfonic acid as a dopant on the surface of the oxide film. Next, the element having the polyaniline film formed thereon is immersed in the above-mentioned undoped polyaniline solution for 2 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the doping solution for 3 hours to make contact. After immersion, it is repeatedly washed with ethanol. After washing, it is dried in air at a temperature of 120 ° C., the solvent is evaporated, and a polyaniline film having naphthalenesulfonic acid as a dopant is laminated on the surface of the polyaniline film having P-dodecylbenzenesulfonic acid as a dopant. Then, after forming a conductive polyaniline film composed of this polyaniline film having P-dodecylbenzenesulfonic acid as a dopant and the polyaniline film having naphthalenesulfonic acid as a dopant, the device is immersed in a colloidal carbon dispersion liquid. After immersion, in a nitrogen atmosphere, a temperature of 150
Dry at 30 ° C. for 30 minutes to form a carbon layer. After forming the carbon layer, a silver paste is applied to the surface of the carbon layer and dried in a nitrogen atmosphere at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes to form a silver layer. After forming the silver layer, the anode terminal and the cathode terminal are connected to each other, and further a molding process is performed with an epoxy resin to form a resin exterior.

【0022】実施例2:酸化皮膜の表面に積層する導電
性ポリマーの膜以外は実施例1と同一の条件とする。す
なわち、実施例1と同一の方法で製造した脱ドープした
ポリアニリン粉末0.1gを用い、この粉末とカンファ
スルホン酸0.1gとをm−クレゾール20gに加え、
超音波槽中で2時間攪拌して溶解させる。超音波処理
後、未溶解物をデカンテーションして除去し、カンファ
スルホン酸をドーパントとするポリアニリン溶液を製造
する。また、前記の脱ドープしたポリアニリン粉末を用
い、これをN−メチル−2−ピロリドンに溶解し、濃度
10%の脱ドープしたポリアニリン溶液を製造する。さ
らに、P−トルエンスルホン酸0.35gと、過硫酸ア
ンモニウム0.2gとをブタノールに溶解してドーピン
グ溶液を製造する。そして先ず、酸化皮膜を形成した素
子を前記のドープしたポリアニリン溶液に5分間浸漬す
る。浸漬後、空気中において温度150℃で30分間乾
燥する。この浸漬から乾燥までの工程を2回繰り返して
行ない、カンファスルホン酸をドーパントとするポリア
ニリン膜を形成する。次に、脱ドープしたポリアニリン
溶液に素子を2分間浸漬する。浸漬後、空気中において
温度150℃で30分間乾燥する。乾燥後、素子をドー
ピング溶液中に3時間浸漬する。浸漬後、素子を引き上
げて、エタノールで繰り返して洗浄する。洗浄後、空気
中において温度120℃で乾燥することによってP−ト
ルエンスルホン酸をドーパントとするポリアニリン膜を
形成する。
Example 2: The same conditions as in Example 1 are used except for the conductive polymer film laminated on the surface of the oxide film. That is, 0.1 g of dedoped polyaniline powder manufactured by the same method as in Example 1 was used, and this powder and 0.1 g of camphorsulfonic acid were added to 20 g of m-cresol,
Stir for 2 hours in an ultrasonic bath to dissolve. After ultrasonic treatment, the undissolved material is decanted and removed to produce a polyaniline solution containing camphorsulfonic acid as a dopant. Further, the above-mentioned dedoped polyaniline powder is used, and this is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a dedoped polyaniline solution having a concentration of 10%. Further, 0.35 g of P-toluenesulfonic acid and 0.2 g of ammonium persulfate are dissolved in butanol to prepare a doping solution. Then, first, the element having the oxide film formed thereon is immersed in the above-mentioned doped polyaniline solution for 5 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes. This process from dipping to drying is repeated twice to form a polyaniline film having camphorsulfonic acid as a dopant. Next, the device is immersed in the dedoped polyaniline solution for 2 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the doping solution for 3 hours. After the immersion, the element is pulled up and washed repeatedly with ethanol. After washing, it is dried in air at a temperature of 120 ° C. to form a polyaniline film having P-toluenesulfonic acid as a dopant.

【0023】実施例3:酸化皮膜の表面に積層する導電
性ポリマーの膜以外は実施例1と同一の条件とする。す
なわち、実施例1と同一の方法で製造した脱ドープした
ポリアニリン粉末を0.1gを用い、この粉末とP−オ
クチルベンゼン0.1gとをm−クレゾールに加え、実
施例1と同一の方法で処理して、P−オクチルベンゼン
をドーパントとするポリアニリン溶液を製造する。ま
た、前記の脱ドープしたポリアニリン粉末を用い、N−
メチル−2−ピロリドンに溶解し、濃度10%の脱ドー
プしたポリアニリン溶液を製造する。そして先ず、酸化
皮膜を形成したの素子を前記のドープしたポリアニリン
溶液中に5分間浸漬する。浸漬後、空気中において温度
150℃で30分間乾燥する。乾燥後、空気中において
温度150℃で30分間乾燥する。この浸漬から乾燥ま
でを2回繰り返して、P−オクチルベンゼンをドーパン
トとするポリアニリン膜を形成する。次に、濃度10%
の脱ドープしたポリアニリン溶液に素子を2分間浸漬す
る。浸漬後、空気中において温度150℃で30分間乾
燥する。乾燥後、素子を実施例1と同一のドーピング溶
液に3時間浸漬する。浸漬後、素子を引き上げて、エタ
ノールで繰り返して洗浄する。洗浄後、空気中において
温度120℃で乾燥することによってナフタレンスルホ
ン酸をドーパントとするポリアニリン膜を形成する。
Example 3: The conditions are the same as in Example 1 except for the conductive polymer film laminated on the surface of the oxide film. That is, 0.1 g of the dedoped polyaniline powder produced by the same method as in Example 1 was used, and this powder and 0.1 g of P-octylbenzene were added to m-cresol, and the same method as in Example 1 was performed. By processing, a polyaniline solution containing P-octylbenzene as a dopant is manufactured. Further, using the above-mentioned dedoped polyaniline powder, N-
Dissolve in methyl-2-pyrrolidone to prepare a 10% concentration dedoped polyaniline solution. Then, first, the element having the oxide film formed thereon is immersed in the above-mentioned doped polyaniline solution for 5 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes. After drying, it is dried in air at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes. This dipping to drying is repeated twice to form a polyaniline film having P-octylbenzene as a dopant. Next, concentration 10%
Immerse the device in the dedoped polyaniline solution of 1. for 2 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the same doping solution as in Example 1 for 3 hours. After the immersion, the element is pulled up and washed repeatedly with ethanol. After washing, it is dried in air at a temperature of 120 ° C. to form a polyaniline film having naphthalenesulfonic acid as a dopant.

【0024】次に、実施例1〜実施例3のタンタル固体
電解コンデンサについて、比較例とともに、初期特性及
び温度150℃の高温雰囲気中に10時間放置する高温
無負荷放置試験後の各特性を測定し、表1に示した。な
お、測定は、静電容量とtanδとが120Hz、インピ
ーダンスが100KHz及び漏れ電流が4V印加して行
なう。また、比較例の製造方法は次の通りとする。
Next, with respect to the tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 1 to 3, the initial characteristics and the respective characteristics after the high temperature no-load leaving test of leaving them in the high temperature atmosphere of 150 ° C. for 10 hours were measured together with the comparative example. The results are shown in Table 1. The measurement is performed by applying a capacitance and tan δ of 120 Hz, an impedance of 100 KHz and a leakage current of 4V. The manufacturing method of the comparative example is as follows.

【0025】比較例1:酸化皮膜の表面に積層する導電
性ポリマーの膜以外は実施例1と同一の条件で製造す
る。すなわち、実施例1と同一の方法で製造した脱ドー
プしたポリアニリン粉末を0.1gを用い、これをN−
メチル−2−ピロリドン10gに溶解して濃度10%の
脱ドープしたポリアニリン溶液を製造する。また、ナフ
タレンスルホン酸2.5gを純水20gに溶解してドー
ピング溶液を製造する。そして、酸化皮膜を形成した素
子を前記の脱ドープしたポリアニリン溶液に5分間浸漬
する。浸漬後、空気中において温度100℃で30分間
乾燥する。この浸漬から乾燥までの工程を2回繰り返
す。この後、素子を50℃のドーピング溶液中に3時間
浸漬する。浸漬後、素子を引き上げて、エタノールで繰
り返して洗浄する。洗浄後、空気中において温度70℃
で30分間乾燥し、さらに温度120℃で30分間乾燥
して、導電性ポリアニリンの膜を形成する。
Comparative Example 1: The same conditions as in Example 1 were used except that the conductive polymer film was laminated on the surface of the oxide film. That is, 0.1 g of dedoped polyaniline powder produced by the same method as in Example 1 was used, and N-
Dissolve in 10 g of methyl-2-pyrrolidone to prepare a 10% concentration dedoped polyaniline solution. Further, 2.5 g of naphthalene sulfonic acid is dissolved in 20 g of pure water to produce a doping solution. Then, the element having the oxide film formed thereon is immersed in the above-mentioned dedoped polyaniline solution for 5 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 100 ° C. for 30 minutes. This process from immersion to drying is repeated twice. After this, the device is immersed in a doping solution at 50 ° C. for 3 hours. After the immersion, the element is pulled up and washed repeatedly with ethanol. After washing, the temperature in air is 70 ℃
For 30 minutes and then at 120 ° C. for 30 minutes to form a conductive polyaniline film.

【0026】比較例2:酸化皮膜の表面に積層する導電
性ポリマーの膜以外は実施例1と同一の条件とする。す
なわち、実施例1と同一の方法で製造した脱ドープした
ポリアニリン粉末0.1gを用い、この粉末とP−ドデ
シルベンゼンスルホン酸0.1gとをキシレン溶媒20
gに加え、超音波槽中で2時間処理する。超音波処理
後、溶液中の不溶物を濾過して取除き、P−ドデシルベ
ルゼンスルホン酸をドーパントとするポリアニリン溶液
を製造する。そし酸化皮膜を形成した素子をこのドープ
したポリアニリン溶液に5分間浸漬する。浸漬後、空気
中において温度100℃で30分間乾燥する。この浸漬
から乾燥までの処理を6回繰り返して導電性ポリアニリ
ン膜を形成する。
Comparative Example 2: The same conditions as in Example 1 were used except for the conductive polymer film laminated on the surface of the oxide film. That is, 0.1 g of dedoped polyaniline powder produced by the same method as in Example 1 was used, and this powder and 0.1 g of P-dodecylbenzenesulfonic acid were mixed with 20 g of xylene solvent.
In addition to g, treat in an ultrasonic bath for 2 hours. After the ultrasonic treatment, insoluble matters in the solution are removed by filtration to produce a polyaniline solution having P-dodecylbersensulfonic acid as a dopant. Then, the element having the oxide film formed thereon is immersed in this doped polyaniline solution for 5 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 100 ° C. for 30 minutes. This process from dipping to drying is repeated 6 times to form a conductive polyaniline film.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】表1から明らかな通り、初期の静電容量に
対する試験後の静電容量の変化率は、実施例1〜実施例
3が約1.5〜2.5%であるのに対して、比較例1及
び比較例2が約3.0〜13.6%となり、前者の方が
低くなっている。また、試験後において、実施例1〜実
施例3の方が比較例1及び比較例2に比べて、tanδが
約73.2〜86.8%に、インピーダンスが約68.
2〜73.8%にそして漏れ電流が10〜約66.7%
に低下している。
As is apparent from Table 1, the rate of change of the capacitance after the test with respect to the initial capacitance is about 1.5 to 2.5% in Examples 1 to 3. Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are about 3.0 to 13.6%, and the former is lower. Further, after the test, in Examples 1 to 3, tan δ was about 73.2 to 86.8% and impedance was about 68.2 as compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
2 to 73.8% and the leakage current is 10 to about 66.7%
Has fallen to.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、素子に導
電性ポリマーの溶液を塗布して内側の導電性ポリマーの
膜を形成し、その後、脱ドープしたポリマー溶液を塗布
し、次いでドーピング溶液を接触して外側の導電性ポリ
マーの膜を形成しているため、製造時間を短縮でき製造
が容易になるとともに、静電容量やtanδ、インピーダ
ンス、漏れ電流等の特性を安定にでき向上できる固体電
解コンデンサの製造方法が得られる。
As described above, according to the present invention, a solution of a conductive polymer is applied to an element to form an inner conductive polymer film, and then a dedoped polymer solution is applied, and then doping is performed. Since the film of the conductive polymer on the outside is formed by contacting the solution, the manufacturing time can be shortened and the manufacturing is facilitated, and the characteristics such as capacitance, tan δ, impedance and leakage current can be stabilized and improved. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態により製造した固体電解コ
ンデンサの断面図を示す。
FIG. 1 is a sectional view of a solid electrolytic capacitor manufactured according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…素子、 3…酸化皮膜、 6…導電性ポリマーの
膜。
1 ... Element, 3 ... Oxide film, 6 ... Conductive polymer film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弁作用金属に酸化皮膜を形成した素子に
導電性ポリマーの膜を積層する固体電解コンデンサの製
造方法において、素子に導電性ポリマーの溶液を塗布す
る工程と、この工程後に脱ドープしたポリマーの溶液を
塗布し、次いでドーピング溶液を接触する工程とを行な
い導電性ポリマーの膜を形成することを特徴とする固体
電解コンデンサの製造方法。
1. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, comprising laminating a conductive polymer film on an element having an oxide film formed on a valve metal, the step of applying a solution of the conductive polymer to the element, and dedoping after this step. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, comprising the steps of applying a solution of the polymer described above, and then contacting the solution with a doping solution to form a film of a conductive polymer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014136796A1 (en) * 2013-03-05 2014-09-12 昭和電工株式会社 Solid electrolyte capacitor and method for producing same
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