JPH09320902A - Solid electrolytic capacitor - Google Patents

Solid electrolytic capacitor

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JPH09320902A
JPH09320902A JP8156240A JP15624096A JPH09320902A JP H09320902 A JPH09320902 A JP H09320902A JP 8156240 A JP8156240 A JP 8156240A JP 15624096 A JP15624096 A JP 15624096A JP H09320902 A JPH09320902 A JP H09320902A
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Michio Ogami
三千男 大上
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve characteristics such as tanδ, impedance and leakage current by spreading solution of conducting polymer containing carbon on an element wherein an oxide film is formed on a valve action metal, and arranging a conducting polymer film which forms at least a surface part. SOLUTION: In a capacitor element 1, a sintered body composed of fine particles of valve action metal or a body formed by laminating or winding valve action metal foils is used as a substratum, and an oxide film 2 is formed on the surface of the substratum. An anode lead 3 of tantalum or the like is led out from the element 1. A film 4 composed of conducting polymer is formed on the surface of the oxide film 2. Carbon 5 is mixed in at least the surface of the film 4. As the conducting polymer, polyaniline whose solubility to solvent is high is preferable. As carbon 5, a spherical form or a scale form or an undefined form is used. The average particle size is especially preferable to be 0.5-10μm. Its loadings to the conducting polymer is preferable to be 1:20-2:1 by volume ratio.

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
に関し、特に導電性ポリマーを固体電解質とする固体電
解コンデンサに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid electrolytic capacitor, and more particularly to 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としては、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
した構造のものがある。そして、チップ型等の固体電解
コンデンサの場合には、モールド法等により外装を形成
した後の内容積比をできるだけ大きくするため、通常、
コンデンサ素子は直方体状になっている。また、導電性
のポリマーとしては、ポリアセチレンやポリチオフェ
ン、ポリピロール、ポリアニリン等のπ共役系の有機導
電性ポリマーが知られている。そして、導電性ポリマー
の膜を形成するには原材料のモノマーを重合してポリマ
ー化する。例えば、酸化皮膜表面上においてモノマーを
化学酸化重合や気相酸化重合、電解重合等の重合反応を
させる。また、ポリアニリン等の導電性ポリマーは、予
じめ重合したポリマーを溶媒中に溶解した溶液中に、酸
化皮膜を形成後の素子を浸漬等して塗布し、その後、溶
媒を蒸発させて形成している。
2. Description of the Related Art As a solid electrolytic capacitor, for example, a foil or a sintered body of a valve metal such as aluminum or tantalum is anodized to form an oxide film, and then a conductive polymer is formed on the surface of the oxide film. There is a structure in which a cathode layer is formed by forming a film made of and further laminating a carbon layer or a silver layer on the surface of this film. And, in the case of a chip type solid electrolytic capacitor, in order to maximize the internal volume ratio after forming the exterior by a molding method, etc.
The capacitor element has a rectangular parallelepiped shape. As the conductive polymer, π-conjugated organic conductive polymers such as polyacetylene, polythiophene, polypyrrole, and polyaniline are known. Then, in order to form a film of a conductive polymer, monomers of raw materials are polymerized to be polymerized. For example, a monomer is subjected to a polymerization reaction such as chemical oxidative polymerization, gas phase oxidative polymerization, and electrolytic polymerization on the surface of the oxide film. The conductive polymer such as polyaniline is formed by dipping the element after the oxide film is formed in a solution prepared by dissolving a prepolymerized polymer in a solvent, and then evaporating the solvent. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、有機系等の
導電性ポリマー溶液は流動性が大きく粘度が低い。そし
て直方体状等の素子にこの有機系等の流動性の大きい導
電性ポリマー溶液を塗布し、乾燥すると、表面張力のた
め、素子の平面部分には肉厚の厚いそして稜線部分や角
部分には肉厚の薄い導電性ポリマーの膜が形成される。
By the way, a conductive polymer solution such as an organic one has a large fluidity and a low viscosity. Then, a conductive polymer solution having a high fluidity such as an organic system is applied to a rectangular parallelepiped-shaped element, and when dried, due to surface tension, the planar portion of the element is thick and the ridges and corners are thick. A thin film of conductive polymer is formed.

【0004】そして、コンデンサ素子にモールド外装を
形成する際や、コンデンサを実装する際に、コンデンサ
素子の各部分に熱応力が加わる。この時、コンデンサ素
子の稜線部分や角部分は導電性ポリマーの肉厚が比較的
に薄く、熱応力の影響を受け易い。そのために、固体電
解コンデンサのtanδやインピーダンス、漏れ電流等の
各特性が劣化し易い欠点がある。
Thermal stress is applied to each part of the capacitor element when forming a molded package on the capacitor element or mounting the capacitor. At this time, the ridges and corners of the capacitor element are relatively thin in thickness of the conductive polymer and are easily affected by thermal stress. Therefore, there are drawbacks that the characteristics such as tan δ, impedance, and leakage current of the solid electrolytic capacitor are easily deteriorated.

【0005】また、有機系等の流動性の大きい導電性ポ
リマー溶液を塗布して形成した導電性ポリマーの膜は、
表面が平滑であり、陰極層であるカーボン層等との接触
抵抗が比較的大きく、高周波におけるインピーダンスが
高い欠点がある。
A conductive polymer film formed by applying a conductive polymer solution having a high fluidity such as an organic system is
It has the disadvantages that the surface is smooth, the contact resistance with the carbon layer, which is the cathode layer, etc., is relatively large, and the impedance at high frequencies is high.

【0006】本発明は、以上の欠点を改良し、tanδや
インピーダンス、漏れ電流等の各特性を向上できる固体
電解コンデンサを提供することを課題とするものであ
る。
An object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor which is capable of improving the above-mentioned drawbacks and improving characteristics such as tan δ, impedance and leakage current.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
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に
おいて、カーボン入りの導電性ポリマーの溶液を塗布し
て少なくとも表面部分を形成した導電性ポリマーの膜を
設けることを特徴とする固体電解コンデンサを提供する
ものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a solid electrolytic capacitor in which a film of a conductive polymer is laminated on an element having an oxide film formed on a valve metal, and a conductive material containing carbon is used. The present invention provides a solid electrolytic capacitor, characterized in that a conductive polymer film having at least a surface portion formed by applying a solution of a conductive polymer is provided.

【0008】導電性ポリマーの溶液中にカーボンを混合
すると、溶液の流動性が抑制され粘度を上げることが出
来る。このため、素子の稜線部分や角部分の箇所にも肉
厚の厚い導電性ポリマーの膜を形成できる。従って、モ
ールド外装を形成する際、素子の稜線部分等に熱応力が
加わっても、その影響を軽減できる。それ故、固体電解
コンデンサのtanδや 漏れ電流等の特性を向上できる。
また、導電性ポリマーの膜の表面部分は、カーボンを含
む導電性ポリマーの溶液を塗布して形成しているため、
凹凸状になっている。従って、導電性ポリマーの膜とカ
ーボン層等との接触面積が大きくなる。また、カーボン
は導電性である。そのため、導電性ポリマーの膜とカー
ボン層等との接触抵抗を低くでき、低周波から高周波領
域において等価直列抵抗及びインピーダンスを低下でき
る。
When carbon is mixed in the solution of the conductive polymer, the fluidity of the solution is suppressed and the viscosity can be increased. For this reason, a thick conductive polymer film can be formed at the ridges and corners of the device. Therefore, when the mold exterior is formed, even if thermal stress is applied to the ridge line portion of the element, the effect thereof can be reduced. Therefore, characteristics such as tan δ and leakage current of the solid electrolytic capacitor can be improved.
Further, since the surface portion of the conductive polymer film is formed by applying a solution of a conductive polymer containing carbon,
It is uneven. Therefore, the contact area between the conductive polymer film and the carbon layer is increased. Also, carbon is electrically conductive. Therefore, the contact resistance between the conductive polymer film and the carbon layer can be lowered, and the equivalent series resistance and impedance can be lowered in the low frequency region to the high frequency region.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。先ず、弁作用金属はタンタルやア
ルミニウム等を用いる。また、素子1は、図1に示す通
り、弁作用金属の微粉末からなる焼結体や、弁作用金属
箔を積層したり巻回したものを基本に用い、その表面に
酸化皮膜2を設けている。素子1からはタンタル等の陽
極リード線3を引き出している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, tantalum, aluminum, or the like is used as the valve metal. Further, as shown in FIG. 1, the element 1 is basically a sintered body made of fine powder of valve metal or a laminated or wound valve metal foil, and an oxide film 2 is provided on the surface thereof. ing. An anode lead wire 3 of tantalum or the like is drawn out from the element 1.

【0010】酸化皮膜2の表面には導電性ポリマーから
なる膜4を設ける。そしてこの膜4の少なくとも表面部
分にはカーボン5を混合する。導電性ポリマーとして
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。
A film 4 made of a conductive polymer is provided on the surface of the oxide film 2. Then, carbon 5 is mixed with at least the surface portion of the film 4. As the conductive polymer, simple substances such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyparaphenylene, and polyacetylene, and mixtures of these with polymers such as polystyrene, polyethylene, polymethylmethacrylate, and polyacrylonitrile butadiene-styrene are used. Among them, polyaniline has a high solubility in a solvent, and a relatively high concentration solution can be prepared.

【0011】また、カーボンは球形状や鱗片状あるいは
不定形などの形状で、かつ結晶性または非結晶性とす
る。そしてこのカーボンの平均粒子径は0.1〜50μ
mの範囲がよく、特に0.5〜10μmの範囲が好まし
い。この平均粒子径が0.1μmより小さいと、配合量
が少ない場合には、導電性ポリマーの溶液の流動性が改
善され難く粘度が上がらなくなる。そして、導電性ポリ
マー溶液中のカーボンの配合量は、導電性ポリマーに対
して体積比で1:20〜2:1の範囲が好ましい。配合
量が1/20より少ないと導電性ポリマー溶液の流動性
を改善し難くなる。また、配合量が2倍より多いと、カ
ーボン粒子間を結合している導電性ポリマーが少なくな
り、高周波領域においてコンデンサのインピーダンス特
性等を改良し難くなる。さらに、導電性ポリマー膜のカ
ーボンを混入した表面部分の厚さは1〜100μmの範
囲がよく、好ましくは5〜50μmの範囲がよい。
The carbon has a spherical shape, a scaly shape, an amorphous shape, or the like, and is crystalline or amorphous. And the average particle diameter of this carbon is 0.1 to 50 μm.
The range of m is good, and the range of 0.5 to 10 μm is particularly preferable. When the average particle diameter is smaller than 0.1 μm, the fluidity of the solution of the conductive polymer is difficult to improve and the viscosity cannot be increased when the blending amount is small. And, the compounding amount of carbon in the conductive polymer solution is preferably in the range of 1:20 to 2: 1 by volume ratio with respect to the conductive polymer. If the blending amount is less than 1/20, it becomes difficult to improve the fluidity of the conductive polymer solution. On the other hand, if the blending amount is more than twice, the conductive polymer binding between the carbon particles is reduced, and it becomes difficult to improve the impedance characteristics and the like of the capacitor in the high frequency region. Further, the thickness of the carbon-containing surface portion of the conductive polymer film is preferably in the range of 1 to 100 μm, and more preferably in the range of 5 to 50 μm.

【0012】また、導電性ポリマーの膜4の表面にはカ
ーボンペーストからなるカーボン層6や銀ペーストから
なる銀層7を積層して陰極層を設けてコンデンサ素子8
を形成している。そして銀層7に陰極端子9を銀導電性
ペースト10により接続するとともに、陽極リード線3
に陽極端子11を溶接している。そして全体を樹脂外装
12で被覆している。
On the surface of the conductive polymer film 4, a carbon layer 6 made of carbon paste and a silver layer 7 made of silver paste are laminated to form a cathode layer, and a capacitor element 8 is provided.
Is formed. Then, the cathode terminal 9 is connected to the silver layer 7 by the silver conductive paste 10, and the anode lead wire 3
The anode terminal 11 is welded to. And the whole is covered with the resin exterior 12.

【0013】次に、上記の実施の形態の固体電解コンデ
ンサ13の製造方法を説明する。先ず、タンタルやアル
ミニウム等を用いて所定の形状の素子1を形成する。そ
してこの素子1を硝酸やリン酸等の水溶液を用いて陽極
化成して酸化皮膜2を形成する。
Next, a method of manufacturing the solid electrolytic capacitor 13 of the above embodiment will be described. First, the element 1 having a predetermined shape is formed using tantalum, aluminum, or the like. Then, the element 1 is anodized using an aqueous solution of nitric acid, phosphoric acid or the like to form an oxide film 2.

【0014】酸化皮膜2を形成後、この素子1をカーボ
ン5を含まない導電性ポリマー溶液中に浸漬したり、こ
の液を吹き付けたりして、酸化皮膜2の表面に導電性ポ
リマー溶液を塗布する。塗布後、溶媒を蒸発し、乾燥さ
せる。そしてこの導電性ポリマー溶液を塗布してから乾
燥するまでの工程を必要に応じて繰り返して行ない、素
子1に所定の厚さのカーボン5を含まない導電性ポリマ
ーの膜を形成する。
After forming the oxide film 2, the element 1 is dipped in a conductive polymer solution containing no carbon 5 or sprayed with this solution to apply the conductive polymer solution to the surface of the oxide film 2. . After application, the solvent is evaporated and dried. The steps from application of the conductive polymer solution to drying are repeated as necessary to form a conductive polymer film containing no carbon 5 and having a predetermined thickness on the element 1.

【0015】このカーボン5を含まない導電性ポリマー
の膜を形成後、素子1をカーボン5を分散した導電性ポ
リマー溶液中に浸漬等してこの液を塗布し、次いで溶媒
を蒸発し、乾燥する。そしてこの液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、所定の厚さの
カーボン5を含む導電性ポリマーの膜を形成する。
After forming the conductive polymer film containing no carbon 5, the element 1 is dipped in a conductive polymer solution in which carbon 5 is dispersed to apply this solution, and then the solvent is evaporated and dried. . Then, the steps from application of the liquid to drying are repeated as necessary to form a conductive polymer film containing carbon 5 having a predetermined thickness.

【0016】なお、導電性ポリマー溶液としてポリアニ
リン溶液を用いる場合には、予じめドープしたポリアニ
リン溶液を塗布し、溶媒を蒸発し、乾燥して膜を形成す
るか、脱ドープしたポリアニリン溶液を塗布後、ドーピ
ング溶液を塗布してドーピングし、その後同様な処理を
行ない膜を形成する。
When a polyaniline solution is used as the conductive polymer solution, a previously doped polyaniline solution is applied and the solvent is evaporated and dried to form a film, or a dedoped polyaniline solution is applied. After that, a doping solution is applied and doping is performed, and then a similar process is performed to form a film.

【0017】ドープしたポリアニリン溶液は、脱ドープ
したポリアニリンにプロトン酸を混合し、有機溶媒に溶
解して製造する。プロトン酸としては、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
族のカルボン酸等と混合し、これらを有機溶剤に溶解さ
せて製造する。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。このドープしたポリアニリ
ン溶液は、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。
The doped polyaniline solution is prepared by mixing the undoped polyaniline with a protic acid and dissolving it in an organic solvent. Examples of the protonic acid include camphorsulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, P-toluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, styrenesulfonic acid, organic sulfonic acids such as polymers thereof, phthalic acid,
It is prepared by mixing with an carboxylic acid such as oxalic acid, maleic acid, citric acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, benzoic acid, salicylic acid or the like, and dissolving them in an organic solvent. As the organic solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N′-dimethylpropyleneurea, chloroform, m-cresol, trichlorobenzene, xylene, decalin or the like is used. The doped polyaniline solution preferably has a polyaniline concentration of 0.1 to 2 wt% and a dopant concentration of 0.1 to 2 wt%.

【0018】また、脱ドープしたポリアニリン溶液は、
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、アニリン塩をプ
ロトン酸および酸化剤を加えた水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、プロトン酸として
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、アンモニア水に懸濁させて攪拌
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。次に、この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、濾過分離した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。
The dedoped polyaniline solution is
Polyaniline produced by chemical oxidative polymerization of aniline is dedoped with an alkali and dissolved in a solvent to produce. For chemical oxidative polymerization of aniline, the aniline salt is oxidatively polymerized in an aqueous solution containing a protonic acid and an oxidizing agent. As the aniline salt, salts of aniline such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and borofluoric acid are used. Also, as the protic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, or the like is used. 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. Thereafter, the produced polyaniline powder is suspended in aqueous ammonia, stirred, and separated by filtration to obtain dedoped polyaniline. Next, the dedoped polyaniline is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone or a mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolid and another solvent to produce a dedoped polyaniline solution. 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 type, a reducing agent is added to the undoped polyaniline solution, or the undoped polyaniline separated by filtration 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%.

【0019】脱ドープしたポリアニリン溶液を用いて導
電性ポリマーの膜を形成するには、この溶液を塗布して
膜にした後、ドーピング溶液を塗布してドーピングし導
電性を付与する。ドーピング溶液は、プロトン酸やプロ
トン酸と酸化剤とを有機溶剤に溶解したものを用いる。
有機溶剤は、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。また、酸化剤としては、例
えば、ジスルフィド化合物、ベンゾチアゾリルスルフェ
ンアミド化合物、キノンジオキシム化合物等を用いる。
To form a conductive polymer film using a dedoped polyaniline solution, the solution is applied to form a film, and then a doping solution is applied to dope the film to impart conductivity. As the doping solution, a protic acid or a solution of a protic acid and an oxidizing agent in an organic solvent is used.
Organic solvents include, for example, ketones and esters, alcohols, aromatic hydrocarbons, nitriles, cellosolves,
A nitrogen-containing compound or the like is used. Further, as the oxidizing agent, for example, a disulfide compound, a benzothiazolylsulfenamide compound, a quinonedioxime compound, or the like is used.

【0020】カーボンを含まない導電性ポリマーの膜と
カーボン入りの導電性ポリマーの膜とからなる導電性ポ
リマーの膜4を形成後、この膜4の表面にカーボンペー
ストを塗布してカーボン層6を形成し、さらに、カーボ
ン層6の表面に銀ペーストを塗布して銀層7を形成す
る。銀層7を形成後、この銀層7に陰極端子9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。そして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 a conductive polymer film 4 consisting of a conductive polymer film containing no carbon and a conductive polymer film containing carbon, a carbon paste is applied to the surface of the film 4 to form a carbon layer 6. Then, a silver paste is applied to the surface of the carbon layer 6 to form the silver layer 7. After forming the silver layer 7, the cathode terminal 9 is connected to the silver layer 7 and the anode terminal 11 is connected to the anode lead wire 2. Then, 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:弁作用金属としてはタンタル粉末を用いる。
コンデンサ素子は1.0×1.7×1.4mm角の直方体
状とし、タンタルの陽極リード線を引き出す。このコン
デンサ素子には酸化皮膜を形成するとともに、この酸化
皮膜の表面にカーボンを含まないポリアニリンの膜と、
カーボンを含むポリアニリンの膜を順次積層し、表面部
分にカーボン入りのポリアニリンの膜を配置している。
カーボン入りのポリアニリンの膜の表面にはカーボン層
と銀層とを順次積層し、陰極層を形成している。そして
陽極リード線には陽極端子を接続し、銀層には陰極端子
を接続している。また、コンデンサ素子をエポキシ樹脂
からなる外装で被覆している。この固体電解コンデンサ
の定格は4V,10μFとする。
Next, an embodiment of the present invention will be described. Example 1: Tantalum powder is used as the valve metal.
The capacitor element is a rectangular parallelepiped of 1.0 x 1.7 x 1.4 mm square, and the tantalum anode lead wire is pulled out. An oxide film is formed on the capacitor element, and a carbon-free polyaniline film is formed on the surface of the oxide film.
Carbon-containing polyaniline films are sequentially laminated, and a carbon-containing polyaniline film is arranged on the surface portion.
A carbon layer and a silver layer are sequentially laminated on the surface of the carbon-containing polyaniline film to form a cathode layer. An anode terminal is connected to the anode lead wire and a cathode terminal is connected to the silver layer. Further, the capacitor element is covered with an exterior made of epoxy resin. The rating of this solid electrolytic capacitor is 4V, 10 μF.

【0022】この実施例1の固体電解コンデンサは次の
通りに製造する。先ず、タンタル粉末の成形体を形成
し、この成形体を温度1450℃で焼結する。そして焼
結体を形成後、0.1%の硝酸水溶液中にこの焼結体を
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、
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10g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、濾過する。濾過後、繰
り返し、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N−メチル−2−ピロリドン10
gに混合し、超音波槽で2時間処理する。この処理後、
溶液中の未溶解物をデカンテーションして除去し、脱ド
ープしたポリアニリン溶液を製造する。また、別に、P
−トルエンスルホン酸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。さらに、濃度10wt%の脱ドープしたポリ
アニリン溶液10gにカーボン粉末(粒度は2μm以
下:45%以上、2〜4μm:25%、4〜6μm:1
5%とする。)1gを加えて十分に混合し、カーボンを
含む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素子をカーボンを含まない脱ド
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120℃で30分間乾燥させ
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、エタノールで繰り返し洗浄する。洗浄後、
温度120℃で20分間乾燥し、溶媒を蒸発させて、酸
化皮膜の表面にカーボンを含まないポリアニリンの膜を
形成する。 カーボンを含まないポリアニリンの膜を形
成後、素子をカーボン入りの脱ドープしたポリアニリン
溶液中に2分間浸漬する。浸漬後、空気中において温度
120℃で30分間乾燥させる。乾燥後、素子をドーピ
ング溶液中に1時間浸漬する。浸漬後、エタノールで繰
り返し洗浄する。洗浄後、温度120℃で20分間乾燥
して溶媒を蒸発させて、カーボンを含まないポリアニリ
ンの膜の表面にカーボン入りのポリアニリンの膜を形成
する。カーボン入りのポリアニリンの膜を形成後、素子
をコロイダルカーボンの分散液中に浸漬し、カーボン層
を形成する。カーボン層を形成後、銀ペーストを塗布し
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。
The solid electrolytic capacitor of Example 1 is manufactured as follows. First, a molded body of tantalum powder is formed, and this molded body is sintered at a temperature of 1450 ° C. After forming the sintered body, the sintered body is immersed in a 0.1% aqueous nitric acid solution and anodized at a voltage of 24 V to form an oxide film. Also, in an Erlenmeyer flask of 1 <<,
50 ml of aniline, 50 ml of 35% hydrochloric acid and 400 ml of pure water are prepared to prepare an aniline solution. 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. After drying
10 g of the produced powder is stirred for 2 hours while being dispersed in 3% ammonia 1 << to be dedoped and filtered. After filtration, it is repeatedly washed with pure water and then 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 N-methyl-2-pyrrolidone 10
Mix with g and treat in an ultrasonic bath for 2 hours. After this processing,
The undissolved material in the solution is decanted and removed to produce a dedoped polyaniline solution. Also, separately, P
-Toluenesulfonic acid 0.5 g and ammonium persulfate 0.2 g are dissolved in butanol 20 g to prepare a doping solution. Furthermore, carbon powder (particle size: 2 μm or less: 45% or more, 2-4 μm: 25%, 4-6 μm: 1) was added to 10 g of a dedoped polyaniline solution having a concentration of 10 wt%.
5%. ) 1 g is added and mixed well to produce a carbon-containing dedoped polyaniline solution. Then, first, the element having the oxide film formed thereon is immersed in a dedoped polyaniline solution containing no carbon for 5 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the doping solution for 3 hours. After immersion, it is repeatedly washed with ethanol. After washing
It is dried at a temperature of 120 ° C. for 20 minutes and the solvent is evaporated to form a carbon-free polyaniline film on the surface of the oxide film. After forming a carbon-free polyaniline film, the device is immersed in a dedoped polyaniline solution containing carbon for 2 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the doping solution for 1 hour. After immersion, it is repeatedly washed with ethanol. After washing, the film is dried at a temperature of 120 ° C. for 20 minutes to evaporate the solvent and form a carbon-containing polyaniline film on the surface of the carbon-free polyaniline film. After forming a carbon-containing polyaniline film, the device is immersed in a colloidal carbon dispersion liquid to form a carbon layer. After forming the carbon layer, silver paste is applied to form the 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.

【0023】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。そ
して導電性ポリマーの膜は次の方法により形成する。す
なわち、実施例1と同一の条件で製造した脱ドープした
ポリアニリン粉末を0.1gと、ドデシルベンゼンスル
ホン酸0.18gとを乾燥窒素雰囲気中において、攪拌
機を用いて十分混合する。この後、この混合物をキシレ
ン20g中に溶解し、超音波槽中で48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、深緑色をした0.5wt%のドープしたポリアニリン
溶液を製造する。次に、このドープしたポリアニリン溶
液に酸化皮膜を形成後の素子を浸漬する。その後、素子
を引き上げて、エタノールで繰り返して洗浄し、さら
に、温度120℃で30分間乾燥する。そしてこの浸漬
から乾燥までの工程を4回繰り返して行ない、カーボン
を含まないポリアニリンの膜を形成する。また、濃度
0.5wt%のドープしたポリアニリン溶液20gにカー
ボン粉末(粒度は1μm以下:82%以上、1〜2μ
m:8%、2〜3μm:5%とする。)0.1gを加え
て十分に混合して、カーボンを含むドープしたポリアニ
リン溶液を製造する。そしてカーボンを含まないポリア
ニリンの膜を形成した素子をこの溶液中に2分間浸漬す
る。浸漬後、空気中において温度120℃で30分間乾
燥する。そしてこの浸漬及び乾燥の工程を2回繰り返
し、カーボン入りのポリアニリンの膜を形成する。
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. The conductive polymer film is formed by the following method. That is, 0.1 g of the dedoped polyaniline powder produced under the same conditions as in Example 1 and 0.18 g of dodecylbenzenesulfonic acid are thoroughly mixed in a dry nitrogen atmosphere with a stirrer. After this, the mixture is dissolved in 20 g of xylene and treated in an ultrasonic bath for 48 hours.
After sonication, the undissolved material is decanted and removed to produce a dark green, 0.5 wt% doped polyaniline solution. Next, the element after the oxide film is formed is dipped in the doped polyaniline solution. Then, the device is pulled up, washed repeatedly with ethanol, and further dried at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. Then, the steps from the dipping to the drying are repeated four times to form a carbon-free polyaniline film. In addition, carbon powder (particle size: 1 μm or less: 82% or more, 1-2 μ
m: 8% and 2-3 μm: 5%. ) Add 0.1 g and mix well to produce a carbon-containing doped polyaniline solution. Then, the element on which the carbon-free polyaniline film is formed is dipped in this solution for 2 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. The dipping and drying steps are repeated twice to form a carbon-containing polyaniline film.

【0024】実施例3:酸化皮膜の表面に導電性ポリマ
ーの膜を次の方法によって積層する以外は実施例1と同
一の条件とする。すなわち、先ず、カーボンを含まない
脱ドープしたポリアニリン溶液は実施例1と同一の条件
で製造したものを用いる。そして、濃度10wt%のこの
脱ドープしたポリアニリン溶液10gにカーボン粉末
(粒度は2μm以下:45%以上、2〜4μm:25
%、4〜6μm:15%とする。)1gを加え、十分に
混合して、カーボン入りの脱ドープしたポリアニリン溶
液を製造する。また、ドデシルベンゼンスルホン酸0.
5gと、水酸化第2鉄0.2gとを十分に混合し、これ
をブタノール20gに溶解してドーピング溶液を製造す
る。そして酸化皮膜を形成後の素子を脱ドープしたポリ
アニリン溶液中に2分間浸漬する。浸漬後、温度120
℃で30分間乾燥する。乾燥後、カーボン入りの脱ドー
プしたポリアニリン溶液中に素子を2分間浸漬する。浸
漬後、温度120℃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、エタノ
ールで繰り返し洗浄し、温度120℃の恒温槽中で乾燥
することによって、表面部分にカーボンを含むポリアニ
リンの膜を形成する。
Example 3: The same conditions as in Example 1 are used except that a conductive polymer film is laminated on the surface of the oxide film by the following method. That is, first, as the dedoped polyaniline solution containing no carbon, one prepared under the same conditions as in Example 1 is used. Then, carbon powder (particle size: 2 μm or less: 45% or more, 2 to 4 μm: 25) was added to 10 g of this dedoped polyaniline solution having a concentration of 10 wt%.
%, 4 to 6 μm: 15%. ) 1 g is added and mixed well to produce a carbon-containing dedoped polyaniline solution. In addition, dodecylbenzenesulfonic acid 0.
5 g and ferric hydroxide 0.2 g are sufficiently mixed, and this is dissolved in butanol 20 g to prepare a doping solution. Then, the element after the oxide film is formed is dipped in the dedoped polyaniline solution for 2 minutes. After immersion, temperature 120
Dry at 30 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in a dedoped polyaniline solution containing carbon for 2 minutes. After the immersion, it is dried at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the doping solution for 3 hours. After the immersion, the film is repeatedly washed with ethanol and dried in a constant temperature bath at a temperature of 120 ° C. to form a polyaniline film containing carbon on the surface portion.

【0024】実施例4:酸化皮膜の表面に導電性ポリマ
ーの膜を次の方法によって積層する以外は実施例1と同
一の条件とする。すなわち、先ず、カーボンを含まない
脱ドープしたポリアニリン溶液は実施例1と同一の条件
で製造した濃度10%のものを用いる。また、濃度10
wt%のこの脱ドープしたポリアニリン溶液10gに平均
粒子径2〜10μmのカーボンビーズ1gを加え、十分
に混合して、カーボン入りの脱ドープしたポリアニリン
溶液を製造する。さらに、αーナフタレンスルホン酸
0.5gと、過硫酸アンモニウム0.2gとを十分に混
合し、これをブタノール20gに溶解してドーピング溶
液を製造する。そして酸化皮膜を形成後の素子を先ず脱
ドープしたポリアニリン溶液中に2分間浸漬する。浸漬
後、温度120℃で30分間乾燥する。乾燥後、カーボ
ン入りの脱ドープしたポリアニリン溶液中に素子を2分
間浸漬する。浸漬後、温度120℃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、エタノールで繰り返し洗浄する。洗浄後、
温度120℃の恒温槽中で乾燥することによって、表面
部分にカーボンを含む導電性のポリアニリンの膜を形成
する。
Example 4: The same conditions as in Example 1 are used except that a conductive polymer film is laminated on the surface of the oxide film by the following method. That is, first, as the carbon-free dedoped polyaniline solution, one having a concentration of 10% manufactured under the same conditions as in Example 1 is used. Also, a concentration of 10
1 g of carbon beads having an average particle size of 2 to 10 μm is added to 10 g of this wt% dedoped polyaniline solution, and they are sufficiently mixed to produce a carbon-containing dedoped polyaniline solution. Further, 0.5 g of α-naphthalene sulfonic acid and 0.2 g of ammonium persulfate are sufficiently mixed, and this is dissolved in 20 g of butanol to prepare a doping solution. Then, the element after the oxide film is formed is first immersed in the dedoped polyaniline solution for 2 minutes. After the immersion, it is dried at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in a dedoped polyaniline solution containing carbon for 2 minutes. After the immersion, it is dried at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the doping solution for 3 hours. After immersion, it is repeatedly washed with ethanol. After washing
By drying in a constant temperature bath at a temperature of 120 ° C., a conductive polyaniline film containing carbon is formed on the surface portion.

【0025】次に、実施例1〜実施例4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 4, the initial characteristics and the respective characteristics after the high temperature no-load leaving test of leaving them in a high temperature atmosphere of 150 ° C. for 10 hours were measured. 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.

【0026】比較例1:カーボンを含まないポリアニリ
ン膜の表面に、さらにカーボンを含まない脱ドープした
ポリアニリン溶液を塗布してポリアニリンの膜を形成す
る以外は、実施例1と同一の条件とする。
Comparative Example 1 The conditions are the same as in Example 1 except that the carbon-free polyaniline film is further coated with a carbon-free dedoped polyaniline solution to form a polyaniline film.

【0028】比較例2:実施例2において、カーボンを
含まないポリアニリンの膜の表面に、カーボンを含まな
いドープしたポリアニリン溶液を用いてカーボンを含ま
ないポリアニリンの膜を形成する以外は、同一の条件と
する。
Comparative Example 2: The same conditions as in Example 2 except that a carbon-free polyaniline film is formed on the surface of a carbon-free polyaniline film by using a carbon-free doped polyaniline solution. And

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】表1から明らかな通り、実施例1〜実施例
4によれば、カーボンを含まないポリアニリンの膜だけ
を形成した比較例1及び比較例2に比べて、初期特性の
tanδやインピーダンス、漏れ電流が低下している。す
なわち、tanδが約82.2〜92.9%に、インピー
ダンスが約54.9〜76.9%にそして漏れ電流が約
9.3〜20.5%になっている。また、高温無負荷放
置試験後においても、実施例1〜実施例4によれば、比
較例1及び比較例2に比べて、tanδが約52.9〜6
2.5%に、インピーダンスが約47.7〜64.7%
に、そして漏れ電流が約1.5〜2.8%の大きさに各
々低下している。
As is clear from Table 1, according to Examples 1 to 4, compared with Comparative Examples 1 and 2 in which only a carbon-free polyaniline film was formed, the initial characteristics
Tan δ, impedance, and leakage current are decreasing. That is, tan δ is about 82.2 to 92.9%, impedance is about 54.9 to 76.9%, and leakage current is about 9.3 to 20.5%. Further, even after the high temperature unloaded test, according to Examples 1 to 4, tan δ is about 52.9 to 6 as compared with Comparative Examples 1 and 2.
Impedance of about 47.7-64.7% at 2.5%
And the leakage current is reduced to a magnitude of about 1.5 to 2.8%, respectively.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、酸化皮膜
の表面に導電性ポリマーの膜を設ける場合に、少なくと
もこの膜の表面部分は、カーボン入りの導電性ポリマー
の溶液を塗布して形成した構造にしているため、tanδ
やインピーダンス、漏れ電流等の各特性を向上できる固
体電解コンデンサが得られる。
As described above, according to the present invention, when a conductive polymer film is provided on the surface of an oxide film, at least the surface portion of the film is coated with a carbon-containing conductive polymer solution. Because of the formed structure, tan δ
It is possible to obtain a solid electrolytic capacitor that can improve various characteristics such as impedance, impedance and leakage current.

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

【図1】本発明の実施の形態の断面図を示す。FIG. 1 shows a sectional view of an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…素子、 3…酸化皮膜、 4…導電性ポリマーの
膜、 5…フィラー、13…固体電解コンデンサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Element, 3 ... Oxide film, 4 ... Conductive polymer film, 5 ... Filler, 13 ... Solid electrolytic capacitor.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年5月29日[Submission date] May 29, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Correction target item name] Detailed description of the invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【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
に関し、特に導電性ポリマーを固体電解質とする固体電
解コンデンサに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid electrolytic capacitor, and more particularly to 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としては、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
した構造のものがある。そして、チップ型等の固体電解
コンデンサの場合には、モールド法等により外装を形成
した後の内容積比をできるだけ大きくするため、通常、
コンデンサ素子は直方体状になっている。また、導電性
のポリマーとしては、ポリアセチレンやポリチオフェ
ン、ポリピロール、ポリアニリン等のπ共役系の有機導
電性ポリマーが知られている。そして、導電性ポリマー
の膜を形成するには原材料のモノマーを重合してポリマ
ー化する。例えば、酸化皮膜表面上においてモノマーを
化学酸化重合や気相酸化重合、電解重合等の重合反応を
させる。また、ポリアニリン等の導電性ポリマーは、予
じめ重合したポリマーを溶媒中に溶解した溶液中に、酸
化皮膜を形成後の素子を浸漬等して塗布し、その後、溶
媒を蒸発させて形成している。
2. Description of the Related Art As a solid electrolytic capacitor, for example, a foil or a sintered body of a valve metal such as aluminum or tantalum is anodized to form an oxide film, and then a conductive polymer is formed on the surface of the oxide film. There is a structure in which a cathode layer is formed by forming a film made of and further laminating a carbon layer or a silver layer on the surface of this film. And, in the case of a chip type solid electrolytic capacitor, in order to maximize the internal volume ratio after forming the exterior by a molding method, etc.
The capacitor element has a rectangular parallelepiped shape. As the conductive polymer, π-conjugated organic conductive polymers such as polyacetylene, polythiophene, polypyrrole, and polyaniline are known. Then, in order to form a film of a conductive polymer, monomers of raw materials are polymerized to be polymerized. For example, a monomer is subjected to a polymerization reaction such as chemical oxidative polymerization, gas phase oxidative polymerization, and electrolytic polymerization on the surface of the oxide film. The conductive polymer such as polyaniline is formed by dipping the element after the oxide film is formed in a solution prepared by dissolving a prepolymerized polymer in a solvent, and then evaporating the solvent. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、有機系等の
導電性ポリマー溶液は流動性が大きく粘度が低い。そし
て直方体状等の素子にこの有機系等の流動性の大きい導
電性ポリマー溶液を塗布し、乾燥すると、表面張力のた
め、素子の平面部分には肉厚の厚いそして稜線部分や角
部分には肉厚の薄い導電性ポリマーの膜が形成される。
By the way, a conductive polymer solution such as an organic one has a large fluidity and a low viscosity. Then, a conductive polymer solution having a high fluidity such as an organic system is applied to a rectangular parallelepiped-shaped element, and when dried, due to surface tension, the planar portion of the element is thick and the ridges and corners are thick. A thin film of conductive polymer is formed.

【0004】そして、コンデンサ素子にモールド外装を
形成する際や、コンデンサを実装する際に、コンデンサ
素子の各部分に熱応力が加わる。この時、コンデンサ素
子の稜線部分や角部分は導電性ポリマーの肉厚が比較的
に薄く、熱応力の影響を受け易い。そのために、固体電
解コンデンサのtanδやインピーダンス、漏れ電流等
の各特性が劣化し易い欠点がある。
Thermal stress is applied to each part of the capacitor element when forming a molded package on the capacitor element or mounting the capacitor. At this time, the ridges and corners of the capacitor element are relatively thin in thickness of the conductive polymer and are easily affected by thermal stress. Therefore, there are drawbacks in that the characteristics such as tan δ, impedance, and leakage current of the solid electrolytic capacitor are easily deteriorated.

【0005】また、有機系等の流動性の大きい導電性ポ
リマー溶液を塗布して形成した導電性ポリマーの膜は、
表面が平滑であり、陰極層であるカーボン層等との接触
抵抗が比較的大きく、高周波におけるインピーダンスが
高い欠点がある。
A conductive polymer film formed by applying a conductive polymer solution having a high fluidity such as an organic system is
It has the disadvantages that the surface is smooth, the contact resistance with the carbon layer, which is the cathode layer, etc., is relatively large, and the impedance at high frequencies is high.

【0006】本発明は、以上の欠点を改良し、tanδ
やインピーダンス、漏れ電流等の各特性を向上できる固
体電解コンデンサを提供することを課題とするものであ
る。
The present invention remedies the above-mentioned drawbacks and provides tan δ
It is an object of the present invention to provide a solid electrolytic capacitor capable of improving various characteristics such as impedance, impedance and leakage current.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
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に
おいて、カーボン入りの導電性ポリマーの溶液を塗布し
て少なくとも表面部分を形成した導電性ポリマーの膜を
設けることを特徴とする固体電解コンデンサを提供する
ものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a solid electrolytic capacitor in which a film of a conductive polymer is laminated on an element having an oxide film formed on a valve metal, and a conductive material containing carbon is used. The present invention provides a solid electrolytic capacitor, characterized in that a conductive polymer film having at least a surface portion formed by applying a solution of a conductive polymer is provided.

【0008】導電性ポリマーの溶液中にカーボンを混合
すると、溶液の流動性が抑制され粘度を上げることが出
来る。このため、素子の稜線部分や角部分の箇所にも肉
厚の厚い導電性ポリマーの膜を形成できる。従って、モ
ールド外装を形成する際、素子の稜線部分等に熱応力が
加わっても、その影響を軽減できる。それ故、固体電解
コンデンサのtanδや漏れ電流等の特性を向上でき
る。また、導電性ポリマーの膜の表面部分は、カーボン
を含む導電性ポリマーの溶液を塗布して形成しているた
め、凹凸状になっている。従って、導電性ポリマーの膜
とカーボン層等との接触面積が大きくなる。また、カー
ボンは導電性である。そのため、導電性ポリマーの膜と
カーボン層等との接触抵抗を低くでき、低周波から高周
波領域において等価直列抵抗及びインピーダンスを低下
できる。
When carbon is mixed in the solution of the conductive polymer, the fluidity of the solution is suppressed and the viscosity can be increased. For this reason, a thick conductive polymer film can be formed at the ridges and corners of the device. Therefore, when the mold exterior is formed, even if thermal stress is applied to the ridge line portion of the element, the effect thereof can be reduced. Therefore, characteristics such as tan δ and leakage current of the solid electrolytic capacitor can be improved. Further, since the surface portion of the conductive polymer film is formed by applying a solution of the conductive polymer containing carbon, it has an uneven shape. Therefore, the contact area between the conductive polymer film and the carbon layer is increased. Also, carbon is electrically conductive. Therefore, the contact resistance between the conductive polymer film and the carbon layer can be lowered, and the equivalent series resistance and impedance can be lowered in the low frequency region to the high frequency region.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。先ず、弁作用金属はタンタルやア
ルミニウム等を用いる。また、素子1は、図1に示す通
り、弁作用金属の微粉末からなる焼結体や、弁作用金属
箔を積層したり巻回したものを基本に用い、その表面に
酸化皮膜2を設けている。素子1からはタンタル等の陽
極リード線3を引き出している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, tantalum, aluminum, or the like is used as the valve metal. Further, as shown in FIG. 1, the element 1 is basically a sintered body made of fine powder of valve metal or a laminated or wound valve metal foil, and an oxide film 2 is provided on the surface thereof. ing. An anode lead wire 3 of tantalum or the like is drawn out from the element 1.

【0010】酸化皮膜2の表面には導電性ポリマーから
なる膜4を設ける。そしてこの膜4の少なくとも表面部
分にはカーボン5を混合する。導電性ポリマーとして
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。
A film 4 made of a conductive polymer is provided on the surface of the oxide film 2. Then, carbon 5 is mixed with at least the surface portion of the film 4. As the conductive polymer, simple substances such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyparaphenylene, and polyacetylene, and mixtures of these with polymers such as polystyrene, polyethylene, polymethylmethacrylate, and polyacrylonitrile butadiene-styrene are used. Among them, polyaniline has a high solubility in a solvent, and a relatively high concentration solution can be prepared.

【0011】また、カーボンは球形状や鱗片状あるいは
不定形などの形状で、かつ結晶性または非結晶性とす
る。そしてこのカーボンの平均粒子径は0.1〜50μ
mの範囲がよく、特に0.5〜10μmの範囲が好まし
い。この平均粒子径が0.1μmより小さいと、配合量
が少ない場合には、導電性ポリマーの溶液の流動性が改
善され難く粘度が上がらなくなる。そして、導電性ポリ
マー溶液中のカーボンの配合量は、導電性ポリマーに対
して体積比で1:20〜2:1の範囲が好ましい。配合
量が1/20より少ないと導電性ポリマー溶液の流動性
を改善し難くなる。また、配合量が2倍より多いと、カ
ーボン粒子間を結合している導電性ポリマーが少なくな
り、高周波領域においてコンデンサのインピーダンス特
性等を改良し難くなる。さらに、導電性ポリマー膜のカ
ーボンを混入した表面部分の厚さは1〜100μmの範
囲がよく、好ましくは5〜50μmの範囲がよい。
The carbon has a spherical shape, a scaly shape, an amorphous shape, or the like, and is crystalline or amorphous. And the average particle diameter of this carbon is 0.1 to 50 μm.
The range of m is good, and the range of 0.5 to 10 μm is particularly preferable. When the average particle diameter is smaller than 0.1 μm, the fluidity of the solution of the conductive polymer is difficult to improve and the viscosity cannot be increased when the blending amount is small. And, the compounding amount of carbon in the conductive polymer solution is preferably in the range of 1:20 to 2: 1 by volume ratio with respect to the conductive polymer. If the blending amount is less than 1/20, it becomes difficult to improve the fluidity of the conductive polymer solution. On the other hand, if the blending amount is more than twice, the conductive polymer binding between the carbon particles is reduced, and it becomes difficult to improve the impedance characteristics and the like of the capacitor in the high frequency region. Further, the thickness of the carbon-containing surface portion of the conductive polymer film is preferably in the range of 1 to 100 μm, and more preferably in the range of 5 to 50 μm.

【0012】また、導電性ポリマーの膜4の表面にはカ
ーボンペーストからなるカーボン層6や銀ペーストから
なる銀層7を積層して陰極層を設けてコンデンサ素子8
を形成している。そして銀層7に陰極端子9を銀導電性
ペースト10により接続するとともに、陽極リード線3
に陽極端子11を溶接している。そして全体を樹脂外装
12で被覆している。
On the surface of the conductive polymer film 4, a carbon layer 6 made of carbon paste and a silver layer 7 made of silver paste are laminated to form a cathode layer, and a capacitor element 8 is provided.
Is formed. Then, the cathode terminal 9 is connected to the silver layer 7 by the silver conductive paste 10, and the anode lead wire 3
The anode terminal 11 is welded to. And the whole is covered with the resin exterior 12.

【0013】次に、上記の実施の形態の固体電解コンデ
ンサ13の製造方法を説明する。先ず、タンタルやアル
ミニウム等を用いて所定の形状の素子1を形成する。そ
してこの素子1を硝酸やリン酸等の水溶液を用いて陽極
化成して酸化皮膜2を形成する。
Next, a method of manufacturing the solid electrolytic capacitor 13 of the above embodiment will be described. First, the element 1 having a predetermined shape is formed using tantalum, aluminum, or the like. Then, the element 1 is anodized using an aqueous solution of nitric acid, phosphoric acid or the like to form an oxide film 2.

【0014】酸化皮膜2を形成後、この素子1をカーボ
ン5を含まない導電性ポリマー溶液中に浸漬したり、こ
の液を吹き付けたりして、酸化皮膜2の表面に導電性ポ
リマー溶液を塗布する。塗布後、溶媒を蒸発し、乾燥さ
せる。そしてこの導電性ポリマー溶液を塗布してから乾
燥するまでの工程を必要に応じて繰り返して行ない、素
子1に所定の厚さのカーボン5を含まない導電性ポリマ
ーの膜を形成する。
After forming the oxide film 2, the element 1 is dipped in a conductive polymer solution containing no carbon 5 or sprayed with this solution to apply the conductive polymer solution to the surface of the oxide film 2. . After application, the solvent is evaporated and dried. The steps from application of the conductive polymer solution to drying are repeated as necessary to form a conductive polymer film containing no carbon 5 and having a predetermined thickness on the element 1.

【0015】このカーボン5を含まない導電性ポリマー
の膜を形成後、素子1をカーボン5を分散した導電性ポ
リマー溶液中に浸漬等してこの液を塗布し、次いで溶媒
を蒸発し、乾燥する。そしてこの液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、所定の厚さの
カーボン5を含む導電性ポリマーの膜を形成する。
After forming the conductive polymer film containing no carbon 5, the element 1 is dipped in a conductive polymer solution in which carbon 5 is dispersed to apply this solution, and then the solvent is evaporated and dried. . Then, the steps from application of the liquid to drying are repeated as necessary to form a conductive polymer film containing carbon 5 having a predetermined thickness.

【0016】なお、導電性ポリマー溶液としてポリアニ
リン溶液を用いる場合には、予じめドープしたポリアニ
リン溶液を塗布し、溶媒を蒸発し、乾燥して膜を形成す
るか、脱ドープしたポリアニリン溶液を塗布後、ドーピ
ング溶液を塗布してドーピングし、その後同様な処理を
行ない膜を形成する。
When a polyaniline solution is used as the conductive polymer solution, a previously doped polyaniline solution is applied and the solvent is evaporated and dried to form a film, or a dedoped polyaniline solution is applied. After that, a doping solution is applied and doping is performed, and then a similar process is performed to form a film.

【0017】ドープしたポリアニリン溶液は、脱ドープ
したポリアニリンにプロトン酸を混合し、有機溶媒に溶
解して製造する。プロトン酸としては、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
族のカルボン酸等と混合し、これらを有機溶剤に溶解さ
せて製造する。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。このドープしたポリアニリ
ン溶液は、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。
The doped polyaniline solution is prepared by mixing the undoped polyaniline with a protic acid and dissolving it in an organic solvent. Examples of the protonic acid include camphorsulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, P-toluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, styrenesulfonic acid, organic sulfonic acids such as polymers thereof, phthalic acid,
It is prepared by mixing with an carboxylic acid such as oxalic acid, maleic acid, citric acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, benzoic acid, salicylic acid or the like, and dissolving them in an organic solvent. As the organic solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N′-dimethylpropyleneurea, chloroform, m-cresol, trichlorobenzene, xylene, decalin or the like is used. The doped polyaniline solution preferably has a polyaniline concentration of 0.1 to 2 wt% and a dopant concentration of 0.1 to 2 wt%.

【0018】また、脱ドープしたポリアニリン溶液は、
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、アニリン塩をプ
ロトン酸および酸化剤を加えた水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、プロトン酸として
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、アンモニア水に懸濁させて攪拌
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。次に、この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、濾過分離した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。
The dedoped polyaniline solution is
Polyaniline produced by chemical oxidative polymerization of aniline is dedoped with an alkali and dissolved in a solvent to produce. For chemical oxidative polymerization of aniline, the aniline salt is oxidatively polymerized in an aqueous solution containing a protonic acid and an oxidizing agent. As the aniline salt, salts of aniline such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and borofluoric acid are used. Also, as the protic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, or the like is used. 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. Thereafter, the produced polyaniline powder is suspended in aqueous ammonia, stirred, and separated by filtration to obtain dedoped polyaniline. Next, the dedoped polyaniline is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone or a mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolid and another solvent to produce a dedoped polyaniline solution. 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 type, a reducing agent is added to the undoped polyaniline solution, or the undoped polyaniline separated by filtration 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%.

【0019】脱ドープしたポリアニリン溶液を用いて導
電性ポリマーの膜を形成するには、この溶液を塗布して
膜にした後、ドーピング溶液を塗布してドーピングし導
電性を付与する。ドーピング溶液は、プロトン酸やプロ
トン酸と酸化剤とを有機溶剤に溶解したものを用いる。
有機溶剤は、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。また、酸化剤としては、例
えば、ジスルフィド化合物、ベンゾチアゾリルスルフェ
ンアミド化合物、キノンジオキシム化合物等を用いる。
To form a conductive polymer film using a dedoped polyaniline solution, the solution is applied to form a film, and then a doping solution is applied to dope the film to impart conductivity. As the doping solution, a protic acid or a solution of a protic acid and an oxidizing agent in an organic solvent is used.
Organic solvents include, for example, ketones and esters, alcohols, aromatic hydrocarbons, nitriles, cellosolves,
A nitrogen-containing compound or the like is used. Further, as the oxidizing agent, for example, a disulfide compound, a benzothiazolylsulfenamide compound, a quinonedioxime compound, or the like is used.

【0020】カーボンを含まない導電性ポリマーの膜と
カーボン入りの導電性ポリマーの膜とからなる導電性ポ
リマーの膜4を形成後、この膜4の表面にカーボンペー
ストを塗布してカーボン層6を形成し、さらに、カーボ
ン層6の表面に銀ペーストを塗布して銀層7を形成す
る。銀層7を形成後、この銀層7に陰極端子9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。そして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 a conductive polymer film 4 consisting of a conductive polymer film containing no carbon and a conductive polymer film containing carbon, a carbon paste is applied to the surface of the film 4 to form a carbon layer 6. Then, a silver paste is applied to the surface of the carbon layer 6 to form the silver layer 7. After forming the silver layer 7, the cathode terminal 9 is connected to the silver layer 7 and the anode terminal 11 is connected to the anode lead wire 2. Then, 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:弁作用金属としてはタンタル粉末を用いる。
コンデンサ素子は1.0×1.7×1.4mm角の直方
体状とし、タンタルの陽極リード線を引き出す。このコ
ンデンサ素子には酸化皮膜を形成するとともに、この酸
化皮膜の表面にカーボンを含まないポリアニリンの膜
と、カーボンを含むポリアニリンの膜を順次積層し、表
面部分にカーボン入りのポリアニリンの膜を配置してい
る。カーボン入りのポリアニリンの膜の表面にはカーボ
ン層と銀層とを順次積層し、陰極層を形成している。そ
して陽極リード線には陽極端子を接続し、銀層には陰極
端子を接続している。また、コンデンサ素子をエポキシ
樹脂からなる外装で被覆している。この固体電解コンデ
ンサの定格は4V,10μFとする。
Next, an embodiment of the present invention will be described. Example 1: Tantalum powder is used as the valve metal.
The capacitor element has a rectangular parallelepiped shape of 1.0 × 1.7 × 1.4 mm square, and the tantalum anode lead wire is drawn out. An oxide film is formed on this capacitor element, a carbon-free polyaniline film and a carbon-containing polyaniline film are sequentially laminated on the surface of this oxide film, and a carbon-containing polyaniline film is arranged on the surface portion. ing. A carbon layer and a silver layer are sequentially laminated on the surface of the carbon-containing polyaniline film to form a cathode layer. An anode terminal is connected to the anode lead wire and a cathode terminal is connected to the silver layer. Further, the capacitor element is covered with an exterior made of epoxy resin. The rating of this solid electrolytic capacitor is 4V, 10 μF.

【0022】この実施例1の固体電解コンデンサは次の
通りに製造する。先ず、タンタル粉末の成形体を形成
し、この成形体を温度1450℃で焼結する。そして焼
結体を形成後、0.1%の硝酸水溶液中にこの焼結体を
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、
アニリン50mlと、35%塩酸50mlと、400m
l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10g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、濾過する。濾
過後、繰り返し、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N−メチル−2−ピロリ
ドン10gに混合し、超音波槽で2時間処理する。この
処理後、溶液中の未溶解物をデカンテーションして除去
し、脱ドープしたポリアニリン溶液を製造する。また、
別に、P−トルエンスルホン酸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。さらに、濃度10wt%の脱ドープ
したポリアニリン溶液10gにカーボン粉末(粒度は2
μm以下:45%以上、2〜4μm:25%、4〜6μ
m:15%とする。)1gを加えて十分に混合し、カー
ボンを含む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素子をカーボンを含まな
い脱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120℃で30分間乾燥さ
せる。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、エタノールで繰り返し洗浄する。洗浄後、
温度120℃で20分間乾燥し、溶媒を蒸発させて、酸
化皮膜の表面にカーボンを含まないポリアニリンの膜を
形成する。 カーボンを含まないポリアニリンの膜を形
成後、素子をカーボン入りの脱ドープしたポリアニリン
溶液中に2分間浸漬する。浸漬後、空気中において温度
120℃で30分間乾燥させる。乾燥後、素子をドーピ
ング溶液中に1時間浸漬する。浸漬後、エタノールで繰
り返し洗浄する。洗浄後、温度120℃で20分間乾燥
して溶媒を蒸発させて、カーボンを含まないポリアニリ
ンの膜の表面にカーボン入りのポリアニリンの膜を形成
する。カーボン入りのポリアニリンの膜を形成後、素子
をコロイダルカーボンの分散液中に浸漬し、カーボン層
を形成する。カーボン層を形成後、銀ペーストを塗布し
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。
The solid electrolytic capacitor of Example 1 is manufactured as follows. First, a molded body of tantalum powder is formed, and this molded body is sintered at a temperature of 1450 ° C. After forming the sintered body, the sintered body is immersed in a 0.1% aqueous nitric acid solution and anodized at a voltage of 24 V to form an oxide film. Also, in the Erlenmeyer flask of 1,
Aniline 50ml, 35% hydrochloric acid 50ml, 400m
1 of pure water is prepared to produce an aniline solution. 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 was dropped into the above aniline solution over about 2 hours,
Further, stirring is continued for 3 hours to chemically 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.
After drying, 10 g of the produced powder is stirred for 2 hours while being dispersed in 3% ammonia 1 to dedope, and filtered. After filtration, it is repeatedly washed with pure water and then 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 is mixed with 10 g of N-methyl-2-pyrrolidone and treated in an ultrasonic bath for 2 hours. After this treatment, the undissolved material in the solution is decanted and removed to produce a dedoped polyaniline solution. Also,
Separately, 0.5 g of P-toluenesulfonic acid and 0.2 g of ammonium persulfate are dissolved in 20 g of butanol to prepare a doping solution. Furthermore, 10 g of dedoped polyaniline solution having a concentration of 10 wt% was added to carbon powder (particle size: 2
μm or less: 45% or more, 2 to 4 μm: 25%, 4 to 6 μm
m: 15% ) 1 g is added and mixed well to produce a carbon-containing dedoped polyaniline solution.
Then, first, the element having the oxide film formed thereon is immersed in a dedoped polyaniline solution containing no carbon for 5 minutes.
After the immersion, it is dried in air at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the doping solution for 3 hours. After immersion, it is repeatedly washed with ethanol. After washing
It is dried at a temperature of 120 ° C. for 20 minutes and the solvent is evaporated to form a carbon-free polyaniline film on the surface of the oxide film. After forming a carbon-free polyaniline film, the device is immersed in a dedoped polyaniline solution containing carbon for 2 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the doping solution for 1 hour. After immersion, it is repeatedly washed with ethanol. After washing, the film is dried at a temperature of 120 ° C. for 20 minutes to evaporate the solvent and form a carbon-containing polyaniline film on the surface of the carbon-free polyaniline film. After forming a carbon-containing polyaniline film, the device is immersed in a colloidal carbon dispersion liquid to form a carbon layer. After forming the carbon layer, silver paste is applied to form the 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.

【0023】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。そ
して導電性ポリマーの膜は次の方法により形成する。す
なわち、実施例1と同一の条件で製造した脱ドープした
ポリアニリン粉末を0.1gと、ドデシルベンゼンスル
ホン酸0.18gとを乾燥窒素雰囲気中において、攪拌
機を用いて十分混合する。この後、この混合物をキシレ
ン20g中に溶解し、超音波槽中で48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、深緑色をした0.5wt%のドープしたポリアニリ
ン溶液を製造する。次に、このドープしたポリアニリン
溶液に酸化皮膜を形成後の素子を浸漬する。その後、素
子を引き上げて、エタノールで繰り返して洗浄し、さら
に、温度120℃で30分間乾燥する。そしてこの浸漬
から乾燥までの工程を4回繰り返して行ない、カーボン
を含まないポリアニリンの膜を形成する。また、濃度
0.5wt%のドープしたポリアニリン溶液20gにカ
ーボン粉末(粒度は1μm以下:82%以上、1〜2μ
m:8%、2〜3μm:5%とする。)0.1gを加え
て十分に混合して、カーボンを含むドープしたポリアニ
リン溶液を製造する。そしてカーボンを含まないポリア
ニリンの膜を形成した素子をこの溶液中に2分間浸漬す
る。浸漬後、空気中において温度120℃で30分間乾
燥する。そしてこの浸漬及び乾燥の工程を2回繰り返
し、カーボン入りのポリアニリンの膜を形成する。
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. The conductive polymer film is formed by the following method. That is, 0.1 g of the dedoped polyaniline powder produced under the same conditions as in Example 1 and 0.18 g of dodecylbenzenesulfonic acid are thoroughly mixed in a dry nitrogen atmosphere with a stirrer. After this, the mixture is dissolved in 20 g of xylene and treated in an ultrasonic bath for 48 hours.
After ultrasonic treatment, the undissolved material is decanted and removed to produce a dark green, 0.5 wt% doped polyaniline solution. Next, the element after the oxide film is formed is dipped in the doped polyaniline solution. Then, the device is pulled up, washed repeatedly with ethanol, and further dried at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. Then, the steps from the dipping to the drying are repeated four times to form a carbon-free polyaniline film. In addition, carbon powder (particle size: 1 μm or less: 82% or more, 1-2 μ
m: 8% and 2-3 μm: 5%. ) Add 0.1 g and mix well to produce a carbon-containing doped polyaniline solution. Then, the element on which the carbon-free polyaniline film is formed is dipped in this solution for 2 minutes. After the immersion, it is dried in air at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. The dipping and drying steps are repeated twice to form a carbon-containing polyaniline film.

【0024】実施例3:酸化皮膜の表面に導電性ポリマ
ーの膜を次の方法によって積層する以外は実施例1と同
一の条件とする。すなわち、先ず、カーボンを含まない
脱ドープしたポリアニリン溶液は実施例1と同一の条件
で製造したものを用いる。そして、濃度10wt%のこ
の脱ドープしたポリアニリン溶液10gにカーボン粉末
(粒度は2μm以下:45%以上、2〜4μm:25
%、4〜6μm:15%とする。)1gを加え、十分に
混合して、カーボン入りの脱ドープしたポリアニリン溶
液を製造する。また、ドデシルベンゼンスルホン酸0.
5gと、水酸化第2鉄0.2gとを十分に混合し、これ
をブタノール20gに溶解してドーピング溶液を製造す
る。そして酸化皮膜を形成後の素子を脱ドープしたポリ
アニリン溶液中に2分間浸漬する。浸漬後、温度120
℃で30分間乾燥する。乾燥後、カーボン入りの脱ドー
プしたポリアニリン溶液中に素子を2分間浸漬する。浸
漬後、温度120℃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、エタノ
ールで繰り返し洗浄し、温度120℃の恒温槽中で乾燥
することによって、表面部分にカーボンを含むポリアニ
リンの膜を形成する。
Example 3: The same conditions as in Example 1 are used except that a conductive polymer film is laminated on the surface of the oxide film by the following method. That is, first, as the dedoped polyaniline solution containing no carbon, one prepared under the same conditions as in Example 1 is used. Then, 10 g of this dedoped polyaniline solution having a concentration of 10 wt% was added to carbon powder (particle size: 2 μm or less: 45% or more, 2 to 4 μm: 25).
%, 4 to 6 μm: 15%. ) 1 g is added and mixed well to produce a carbon-containing dedoped polyaniline solution. In addition, dodecylbenzenesulfonic acid 0.
5 g and ferric hydroxide 0.2 g are sufficiently mixed, and this is dissolved in butanol 20 g to prepare a doping solution. Then, the element after the oxide film is formed is dipped in the dedoped polyaniline solution for 2 minutes. After immersion, temperature 120
Dry at 30 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in a dedoped polyaniline solution containing carbon for 2 minutes. After the immersion, it is dried at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the doping solution for 3 hours. After the immersion, the film is repeatedly washed with ethanol and dried in a constant temperature bath at a temperature of 120 ° C. to form a polyaniline film containing carbon on the surface portion.

【0025】実施例4:酸化皮膜の表面に導電性ポリマ
ーの膜を次の方法によって積層する以外は実施例1と同
一の条件とする。すなわち、先ず、カーボンを含まない
脱ドープしたポリアニリン溶液は実施例1と同一の条件
で製造した濃度10%のものを用いる。また、濃度10
wt%のこの脱ドープしたポリアニリン溶液10gに平
均粒子径2〜10μmのカーボンビーズ1gを加え、十
分に混合して、カーボン入りの脱ドープしたポリアニリ
ン溶液を製造する。さらに、α−ナフタレンスルホン酸
0.5gと、過硫酸アンモニウム0.2gとを十分に混
合し、これをブタノール20gに溶解してドーピング溶
液を製造する。そして酸化皮膜を形成後の素子を先ず脱
ドープしたポリアニリン溶液中に2分間浸漬する。浸漬
後、温度120℃で30分間乾燥する。乾燥後、カーボ
ン入りの脱ドープしたポリアニリン溶液中に素子を2分
間浸漬する。浸漬後、温度120℃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、エタノールで繰り返し洗浄する。洗浄後、
温度120℃の恒温槽中で乾燥することによって、表面
部分にカーボンを含む導電性のポリアニリンの膜を形成
する。
Example 4: The same conditions as in Example 1 are used except that a conductive polymer film is laminated on the surface of the oxide film by the following method. That is, first, as the carbon-free dedoped polyaniline solution, one having a concentration of 10% manufactured under the same conditions as in Example 1 is used. Also, a concentration of 10
1 g of carbon beads having an average particle diameter of 2 to 10 μm is added to 10 g of this dedoped polyaniline solution of wt% and mixed sufficiently to produce a carbon-containing dedoped polyaniline solution. Further, 0.5 g of α-naphthalenesulfonic acid and 0.2 g of ammonium persulfate are sufficiently mixed, and this is dissolved in 20 g of butanol to prepare a doping solution. Then, the element after the oxide film is formed is first immersed in the dedoped polyaniline solution for 2 minutes. After the immersion, it is dried at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in a dedoped polyaniline solution containing carbon for 2 minutes. After the immersion, it is dried at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes. After drying, the device is immersed in the doping solution for 3 hours. After immersion, it is repeatedly washed with ethanol. After washing
By drying in a constant temperature bath at a temperature of 120 ° C., a conductive polyaniline film containing carbon is formed on the surface portion.

【0026】次に、実施例1〜実施例4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 4, the initial characteristics and the respective characteristics after the high temperature no-load leaving test of leaving them in a high temperature atmosphere of 150 ° C. for 10 hours were measured. 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.

【0027】比較例1:カーボンを含まないポリアニリ
ン膜の表面に、さらにカーボンを含まない脱ドープした
ポリアニリン溶液を塗布してポリアニリンの膜を形成す
る以外は、実施例1と同一の条件とする。
Comparative Example 1 The conditions are the same as in Example 1 except that a carbon-free polyaniline film is further coated with a carbon-free dedoped polyaniline solution to form a polyaniline film.

【0028】比較例2:実施例2において、カーボンを
含まないポリアニリンの膜の表面に、カーボンを含まな
いドープしたポリアニリン溶液を用いてカーボンを含ま
ないポリアニリンの膜を形成する以外は、同一の条件と
する。
Comparative Example 2: The same conditions as in Example 2 except that a carbon-free polyaniline film is formed on the surface of a carbon-free polyaniline film by using a carbon-free doped polyaniline solution. And

【0029】[0029]

【表1】[Table 1]

【0030】表1から明らかな通り、実施例1〜実施例
4によれば、カーボンを含まないポリアニリンの膜だけ
を形成した比較例1及び比較例2に比べて、初期特性の
tanδやインピーダンス、漏れ電流が低下している。
すなわち、tanδが約82.2〜92.9%に、イン
ピーダンスが約54.9〜76.9%にそして漏れ電流
が約9.3〜20.5%になっている。また、高温無負
荷放置試験後においても、実施例1〜実施例4によれ
ば、比較例1及び比較例2に比べて、tanδが約5
2.9〜62.5%に、インピーダンスが約47.7〜
64.7%に、そして漏れ電流が約1.5〜2.8%の
大きさに各々低下している。
As is clear from Table 1, according to Examples 1 to 4, compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which only a carbon-free polyaniline film was formed, tan δ and impedance of initial characteristics, Leakage current is low.
That is, tan δ is about 82.2 to 92.9%, impedance is about 54.9 to 76.9%, and leakage current is about 9.3 to 20.5%. Further, even after the high temperature unloaded test, according to Examples 1 to 4, tan δ is about 5 as compared with Comparative Examples 1 and 2.
2.9 to 62.5% and impedance of about 47.7 to
The leakage current is reduced to 64.7%, and the leakage current is reduced to about 1.5 to 2.8%.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、酸化皮膜
の表面に導電性ポリマーの膜を設ける場合に、少なくと
もこの膜の表面部分は、カーボン入りの導電性ポリマー
の溶液を塗布して形成した構造にしているため、tan
δやインピーダンス、漏れ電流等の各特性を向上できる
固体電解コンデンサが得られる。
As described above, according to the present invention, when a conductive polymer film is provided on the surface of an oxide film, at least the surface portion of the film is coated with a carbon-containing conductive polymer solution. Because of the formed structure, tan
A solid electrolytic capacitor capable of improving various characteristics such as δ, impedance, and leakage current can be obtained.

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

【図1】本発明の実施の形態の断面図を示す。FIG. 1 shows a sectional view of an embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1…素子、 3…酸化皮膜、 4…導電性ポリマーの
膜、 5…フィラー、13…固体電解コンデンサ。
[Explanation of Codes] 1 ... Element, 3 ... Oxide film, 4 ... Conductive polymer film, 5 ... Filler, 13 ... Solid electrolytic capacitor.

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にお
いて、カーボン入りの導電性ポリマーの溶液を塗布して
少なくとも表面部分を形成した導電性ポリマーの膜を設
けることを特徴とする固体電解コンデンサ。
1. A solid electrolytic capacitor in which a conductive polymer film is laminated on an element having an oxide film formed on a valve metal, wherein a conductive polymer solution containing carbon is applied to form at least a surface portion of the conductive polymer. A solid electrolytic capacitor characterized by comprising a film of.
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