JPH10321473A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサ及びその製造方法Info
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- JPH10321473A JPH10321473A JP13242897A JP13242897A JPH10321473A JP H10321473 A JPH10321473 A JP H10321473A JP 13242897 A JP13242897 A JP 13242897A JP 13242897 A JP13242897 A JP 13242897A JP H10321473 A JPH10321473 A JP H10321473A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電性高分子を固体電解質に用い、容量が大
きく、インピーダンス特性に優れ、信頼性が良好な固体
電解コンデンサを提供する。 【解決手段】 陽極となる弁作用金属（１ｂ）からなる
コンデンサ素子（１）の表面に誘電体酸化皮膜（１ａ）
を形成し、該誘電体酸化皮膜（１ａ）表面に導電性高分
子層を形成してなる固体電解コンデンサにおいて、該導
電性高分子層がポリアニリンまたはその誘導体を溶解さ
せた溶液中で加熱して形成する第１の導電性高分子層
（２）と、ポリアニリンまたはその誘導体を電解重合し
て形成する第２の導電性高分子層（３）からなることを
特徴とする固体電解コンデンサであり、また上記固体電
解コンデンサにおいて、第１の導電性高分子層（２）は
水を含有する溶媒にポリマー状のアニリンを溶解させた
溶液中で加熱して形成したことを特徴とする固体電解コ
ンデンサの製造方法である。
きく、インピーダンス特性に優れ、信頼性が良好な固体
電解コンデンサを提供する。 【解決手段】 陽極となる弁作用金属（１ｂ）からなる
コンデンサ素子（１）の表面に誘電体酸化皮膜（１ａ）
を形成し、該誘電体酸化皮膜（１ａ）表面に導電性高分
子層を形成してなる固体電解コンデンサにおいて、該導
電性高分子層がポリアニリンまたはその誘導体を溶解さ
せた溶液中で加熱して形成する第１の導電性高分子層
（２）と、ポリアニリンまたはその誘導体を電解重合し
て形成する第２の導電性高分子層（３）からなることを
特徴とする固体電解コンデンサであり、また上記固体電
解コンデンサにおいて、第１の導電性高分子層（２）は
水を含有する溶媒にポリマー状のアニリンを溶解させた
溶液中で加熱して形成したことを特徴とする固体電解コ
ンデンサの製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は導電性高分子化合物
を固体電解質とする固体電解コンデンサ及びその製造方
法に関するものであって、特に近年の小型化、高容量化
に伴い微細化された粉末粒子からなるコンデンサ素子に
おいても容量が大きく、周波数特性に優れ、かつ信頼性
にも優れた固体電解コンデンサを提供するものである。
を固体電解質とする固体電解コンデンサ及びその製造方
法に関するものであって、特に近年の小型化、高容量化
に伴い微細化された粉末粒子からなるコンデンサ素子に
おいても容量が大きく、周波数特性に優れ、かつ信頼性
にも優れた固体電解コンデンサを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、導電性高分子を電解コンデンサの
固体電解質に利用し、高周波領域でのインピーダンスの
低減を図った固体電解コンデンサが種々提案されてい
る。図３は従来の固体電解コンデンサの一例の断面図で
ある。陽極となる弁作用金属１ｂからなるコンデンサ素
子１の表面に陽極酸化により誘電体皮膜１ａが形成さ
れ、その上に固体電解質となる導電性高分子層２が形成
され、その上にカーボン層４、銀層５が形成され、更に
エポキシ樹脂８で外装されている。上記コンデンサ素子
１の陽極側に陽極リード６が接続され、銀層５には陰極
リード７が接続される。
固体電解質に利用し、高周波領域でのインピーダンスの
低減を図った固体電解コンデンサが種々提案されてい
る。図３は従来の固体電解コンデンサの一例の断面図で
ある。陽極となる弁作用金属１ｂからなるコンデンサ素
子１の表面に陽極酸化により誘電体皮膜１ａが形成さ
れ、その上に固体電解質となる導電性高分子層２が形成
され、その上にカーボン層４、銀層５が形成され、更に
エポキシ樹脂８で外装されている。上記コンデンサ素子
１の陽極側に陽極リード６が接続され、銀層５には陰極
リード７が接続される。
【０００３】上記固体電解コンデンサの固体電解質に使
用する導電性高分子としては、ポリアセチレン、ポリピ
ロール、ポリアニリン、ポリチオフェン及びポリパラフ
ェニレン等が知られているが、そのうち、特にポリピロ
ール及びポリチオフェン、ポリアニリンは導電率が高
く、熱安定性にも優れているので、使用されることが多
い。
用する導電性高分子としては、ポリアセチレン、ポリピ
ロール、ポリアニリン、ポリチオフェン及びポリパラフ
ェニレン等が知られているが、そのうち、特にポリピロ
ール及びポリチオフェン、ポリアニリンは導電率が高
く、熱安定性にも優れているので、使用されることが多
い。
【０００４】例えば、特開平４−４８７１０号公報には
誘電体酸化皮膜上にまずポリピロールを化学重合により
導電性高分子層を形成した後、電解重合によりポリピロ
ールの導電性高分子層を新たに形成して２層からなる導
電性高分子層を固体電解質として用いる固体電解コンデ
ンサが開示されているが、化学重合によるポリピロール
層は均一な層の形成が困難でかつ焼結体凹部やエッチン
グピットのような微細部分には形成され難く、製品容量
の減少や、インピーダンスの上昇といった好ましくない
結果をもたらす。
誘電体酸化皮膜上にまずポリピロールを化学重合により
導電性高分子層を形成した後、電解重合によりポリピロ
ールの導電性高分子層を新たに形成して２層からなる導
電性高分子層を固体電解質として用いる固体電解コンデ
ンサが開示されているが、化学重合によるポリピロール
層は均一な層の形成が困難でかつ焼結体凹部やエッチン
グピットのような微細部分には形成され難く、製品容量
の減少や、インピーダンスの上昇といった好ましくない
結果をもたらす。
【０００５】また、誘電体皮膜表面にあらかじめ重合し
たポリアニリンの溶液を塗布し乾燥する方法によって、
ポリアニリンの薄膜を形成し、固体電解質とする固体電
解コンデンサが提案されている（特開平３−３５５１６
号公報）。ところがこの方法では、ポリアニリン溶液の
粘度が高く、微細化された粉末粒子からなるタンタル焼
結体凹部やアルミ箔上の酸化皮膜凹部に浸透せず、その
結果容量が著しく小さなコンデンサしか製造できないと
いう欠点があった。
たポリアニリンの溶液を塗布し乾燥する方法によって、
ポリアニリンの薄膜を形成し、固体電解質とする固体電
解コンデンサが提案されている（特開平３−３５５１６
号公報）。ところがこの方法では、ポリアニリン溶液の
粘度が高く、微細化された粉末粒子からなるタンタル焼
結体凹部やアルミ箔上の酸化皮膜凹部に浸透せず、その
結果容量が著しく小さなコンデンサしか製造できないと
いう欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、微細化され
た粉末粒子からなるコンデンサ素子においても容量を大
きく維持することができ、かつ高周波領域でのインピー
ダンス特性に優れたコンデンサを得ることを課題として
いる。
た粉末粒子からなるコンデンサ素子においても容量を大
きく維持することができ、かつ高周波領域でのインピー
ダンス特性に優れたコンデンサを得ることを課題として
いる。
【０００７】更に、アルミニウム箔、あるいはタンタル
焼結体等のコンデンサ素子表面に導電性高分子層を形成
した場合、従来法では、樹脂外装時の応力でコンデンサ
の漏れ電流増加や、信頼性低下を生じるため、コンデン
サ素子表面に、均一な厚さの導電性高分子層を形成し、
機械的強度の向上を図ることをも目的としている。
焼結体等のコンデンサ素子表面に導電性高分子層を形成
した場合、従来法では、樹脂外装時の応力でコンデンサ
の漏れ電流増加や、信頼性低下を生じるため、コンデン
サ素子表面に、均一な厚さの導電性高分子層を形成し、
機械的強度の向上を図ることをも目的としている。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】本発明は陽極となる弁作用
金属１ｂからなるコンデンサ素子１の表面に誘電体酸化
皮膜１ａを形成し、該誘電体酸化皮膜１ａ表面に導電性
高分子層を形成してなる固体電解コンデンサにおいて、
該導電性高分子層がポリアニリンまたはその誘導体の溶
解液を加熱して形成する第１の導電性高分子層２と、ポ
リアニリンまたはその誘導体を電解重合して形成する第
２の導電性高分子層３からなることを特徴とする固体電
解コンデンサである。
金属１ｂからなるコンデンサ素子１の表面に誘電体酸化
皮膜１ａを形成し、該誘電体酸化皮膜１ａ表面に導電性
高分子層を形成してなる固体電解コンデンサにおいて、
該導電性高分子層がポリアニリンまたはその誘導体の溶
解液を加熱して形成する第１の導電性高分子層２と、ポ
リアニリンまたはその誘導体を電解重合して形成する第
２の導電性高分子層３からなることを特徴とする固体電
解コンデンサである。
【０００９】また、上記固体電解コンデンサにおいて、
第１の導電性高分子層２は水を含有する溶媒にポリマー
状のアニリンを溶解させた溶液中で加熱して形成したこ
とを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法である。
第１の導電性高分子層２は水を含有する溶媒にポリマー
状のアニリンを溶解させた溶液中で加熱して形成したこ
とを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、２層の導電性高分子化
合物を固体電解質として使用することにより上記の課題
を解決するもので、第１の導電性高分子を水を含有する
溶媒に溶解させて、水の浸透作用によりコンデンサ素子
の誘電体皮膜の細孔内部まで容易に浸透させ、導電率が
高いポリアニリンまたはその誘導体を水を含有する溶媒
にアニリンまたはその誘導体を溶解させた溶液を加熱し
て形成する。その上に第２の導電性高分子層として、機
械的に強度の高いポリアニリンまたはその誘導体層を電
解重合により形成するものである。
合物を固体電解質として使用することにより上記の課題
を解決するもので、第１の導電性高分子を水を含有する
溶媒に溶解させて、水の浸透作用によりコンデンサ素子
の誘電体皮膜の細孔内部まで容易に浸透させ、導電率が
高いポリアニリンまたはその誘導体を水を含有する溶媒
にアニリンまたはその誘導体を溶解させた溶液を加熱し
て形成する。その上に第２の導電性高分子層として、機
械的に強度の高いポリアニリンまたはその誘導体層を電
解重合により形成するものである。
【００１１】本発明の固体電解コンデンサにおいて、弁
作用金属にはタンタル、アルミニウム、ニオブ、チタ
ン、ジルコニウム、マグネシウムなどが使用できる。ま
た、これら弁作用金属は、圧延箔及び微粉末焼結物など
の形態で用いることができる。この弁作用金属を電解溶
液中で陽極酸化し、誘電体酸化皮膜を形成するが、使用
する電解質及び溶媒は特に限定されず、公知のものが使
用できる。また、陽極酸化の方法として定電圧法、ある
いは定電流法を適用することができ、電圧、電流の上げ
方、定電圧となった後の保持時間、さらに温度等は限定
されず必要に応じて設定することができる。
作用金属にはタンタル、アルミニウム、ニオブ、チタ
ン、ジルコニウム、マグネシウムなどが使用できる。ま
た、これら弁作用金属は、圧延箔及び微粉末焼結物など
の形態で用いることができる。この弁作用金属を電解溶
液中で陽極酸化し、誘電体酸化皮膜を形成するが、使用
する電解質及び溶媒は特に限定されず、公知のものが使
用できる。また、陽極酸化の方法として定電圧法、ある
いは定電流法を適用することができ、電圧、電流の上げ
方、定電圧となった後の保持時間、さらに温度等は限定
されず必要に応じて設定することができる。
【００１２】更に、本発明の固体電解コンデンサにおい
て、コンデンサの容量値、インピーダンス値等の特性を
改善するために誘電体が設けられた弁作用金属を所定温
度と所定雰囲気において熱処理したり、また弁作用金属
に種々の表面処理を施すこともできる。
て、コンデンサの容量値、インピーダンス値等の特性を
改善するために誘電体が設けられた弁作用金属を所定温
度と所定雰囲気において熱処理したり、また弁作用金属
に種々の表面処理を施すこともできる。
【００１３】本発明の固体電解コンデンサの細孔内部に
第１の導電性高分子層を形成するポリアニリンまたはそ
の誘導体は、重合終了後または重合途中のポリマーを、
水を含有する溶媒に溶解させ、皮膜形成金属の多孔質体
に導入し、しかる後に加熱乾燥を行う方法により導電性
高分子形成後、水または酸化剤が易溶な溶媒により、コ
ンデンサ素子を洗浄し、導電性に寄与しない酸化剤を除
去する。
第１の導電性高分子層を形成するポリアニリンまたはそ
の誘導体は、重合終了後または重合途中のポリマーを、
水を含有する溶媒に溶解させ、皮膜形成金属の多孔質体
に導入し、しかる後に加熱乾燥を行う方法により導電性
高分子形成後、水または酸化剤が易溶な溶媒により、コ
ンデンサ素子を洗浄し、導電性に寄与しない酸化剤を除
去する。
【００１４】コンデンサ素子表面に第２の導電性高分子
層を形成するポリアニリンまたはその誘導体は、電解重
合にて形成させる。
層を形成するポリアニリンまたはその誘導体は、電解重
合にて形成させる。
【００１５】電解質として導電性高分子を形成した後、
必要に応じて乾燥を行い、その上にグラファイト層、銀
塗料層を形成し公知の方法で引出し電極を設けてコンデ
ンサに組立てる。尚、本発明においてグラファイト層及
び銀塗料層は特に限定されず従来公知のものを使用する
ことが出来る。
必要に応じて乾燥を行い、その上にグラファイト層、銀
塗料層を形成し公知の方法で引出し電極を設けてコンデ
ンサに組立てる。尚、本発明においてグラファイト層及
び銀塗料層は特に限定されず従来公知のものを使用する
ことが出来る。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の製造工程を説明
するフローチャートである。図２は本発明の固体電解コ
ンデンサの基本構造を示す断面図であり、陽極となる弁
作用金属１ｂがタンタル微粉末の焼結体で構成され、陽
極酸化により誘電体皮膜１ａが形成されている。このタ
ンタルペレット１の細孔内部に固体電解質となる導電性
高分子の第１層２が形成され、この上に導電性高分子の
第２層３が形成され、更にその上にカーボン層４、銀層
５が順次形成される。そして陽極リード６がタンタルペ
レットに接続され、陰極リード７が銀層５に接続され、
これらを外装エポキシ樹脂８で被覆している。
するフローチャートである。図２は本発明の固体電解コ
ンデンサの基本構造を示す断面図であり、陽極となる弁
作用金属１ｂがタンタル微粉末の焼結体で構成され、陽
極酸化により誘電体皮膜１ａが形成されている。このタ
ンタルペレット１の細孔内部に固体電解質となる導電性
高分子の第１層２が形成され、この上に導電性高分子の
第２層３が形成され、更にその上にカーボン層４、銀層
５が順次形成される。そして陽極リード６がタンタルペ
レットに接続され、陰極リード７が銀層５に接続され、
これらを外装エポキシ樹脂８で被覆している。
【００１７】〔実施例〕直径１．１ｍｍ、高さ１．２ｍ
ｍ、グラム当たりの粉末ＣＶ値（容量と化成電圧の積）
が３００００μＦ・Ｖ／ｇの円柱状タンタル微粉末焼結
体素子を、０．０５ｗｔ％リン酸水溶液中で２０Ｖで陽
極酸化し、洗浄及び乾燥した後、水溶性ポリアニリン
（日東化学社製ＰＡＳ）を浸漬の上、１００℃で１０分
間乾燥させる工程を６回繰り返してポリアニリンスルホ
ン酸を形成した。その後、形成したポリアニリンスルホ
ン酸層上に、アニリン０．１ｍｏｌ／ｌ、硫酸０．１ｍ
ｏｌ／ｌを含む水溶液で１ｍＡの電流を５時間通電して
電解重合によるポリアニリン層を形成した。次に純水洗
浄、エタノール洗浄を行った後、１００℃で５分間乾燥
した。生成した導電性ポリアニリン層の上にグラファイ
ト層、銀塗料層を順次形成した。得られたコンデンサ素
子に陽極リードを溶接する一方、陰極リードを導電性接
着剤で接合した後、トランスファーモールドで樹脂外装
して、コンデンサを完成し、電気特性を測定した。
ｍ、グラム当たりの粉末ＣＶ値（容量と化成電圧の積）
が３００００μＦ・Ｖ／ｇの円柱状タンタル微粉末焼結
体素子を、０．０５ｗｔ％リン酸水溶液中で２０Ｖで陽
極酸化し、洗浄及び乾燥した後、水溶性ポリアニリン
（日東化学社製ＰＡＳ）を浸漬の上、１００℃で１０分
間乾燥させる工程を６回繰り返してポリアニリンスルホ
ン酸を形成した。その後、形成したポリアニリンスルホ
ン酸層上に、アニリン０．１ｍｏｌ／ｌ、硫酸０．１ｍ
ｏｌ／ｌを含む水溶液で１ｍＡの電流を５時間通電して
電解重合によるポリアニリン層を形成した。次に純水洗
浄、エタノール洗浄を行った後、１００℃で５分間乾燥
した。生成した導電性ポリアニリン層の上にグラファイ
ト層、銀塗料層を順次形成した。得られたコンデンサ素
子に陽極リードを溶接する一方、陰極リードを導電性接
着剤で接合した後、トランスファーモールドで樹脂外装
して、コンデンサを完成し、電気特性を測定した。
【００１８】（比較例）実施例１と同じ焼結体素子を実
施例１と同様の方法で陽極酸化した後、重合した可溶性
ポリアニリンとＮ−メチルピロリドンを重量比で５：９
５の割合で含有するポリアニリン溶液に浸漬後、１００
℃で５分間乾燥して脱ドープ状態のポリアニリン層を形
成した。次に硫酸水溶液に含浸して、ポリアニリン層へ
のドーピングを行い酸洗浄およびエタノール洗浄を行っ
た後１００℃で５分間乾燥し、ポリアニリンを導電性高
分子層として形成した。以下、実施例と同様にリードを
導出してコンデンサを完成した。
施例１と同様の方法で陽極酸化した後、重合した可溶性
ポリアニリンとＮ−メチルピロリドンを重量比で５：９
５の割合で含有するポリアニリン溶液に浸漬後、１００
℃で５分間乾燥して脱ドープ状態のポリアニリン層を形
成した。次に硫酸水溶液に含浸して、ポリアニリン層へ
のドーピングを行い酸洗浄およびエタノール洗浄を行っ
た後１００℃で５分間乾燥し、ポリアニリンを導電性高
分子層として形成した。以下、実施例と同様にリードを
導出してコンデンサを完成した。
【００１９】上記実施例および比較例におけるコンデン
サのはんだ耐熱性試験（２６０℃−１０秒間浸漬）前後
の容量比（Ｃ／Ｃ。、電解質溶液中の容量をＣ。とす
る）、漏れ電流値（ＬＣ、６．３Ｖ印加１分後）および
１００ｋＨｚでのインピーダンス（Ｚ）を次の表１に示
す。
サのはんだ耐熱性試験（２６０℃−１０秒間浸漬）前後
の容量比（Ｃ／Ｃ。、電解質溶液中の容量をＣ。とす
る）、漏れ電流値（ＬＣ、６．３Ｖ印加１分後）および
１００ｋＨｚでのインピーダンス（Ｚ）を次の表１に示
す。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１に示す通り、本発明の実施例は何れも
容量比、インピーダンス特性に優れ、またはんだ耐熱性
試験後も、漏れ電流の増加が少ない良好な結果を示し
た。
容量比、インピーダンス特性に優れ、またはんだ耐熱性
試験後も、漏れ電流の増加が少ない良好な結果を示し
た。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による、第
１の導電性高分子化合物のポリマー状アニリン溶液を加
熱することにより形成するポリアニリンまたはその誘電
体と、第２の導電性高分子化合物の電解重合により形成
するポリアニリンまたはその誘導体とを組合わせた２層
構造の固体電解質を有する固体電解コンデンサは、容量
を大きく維持することができ、インピーダンス特性に優
れ、信頼性が良好な固体電解コンデンサを提供すること
ができる。
１の導電性高分子化合物のポリマー状アニリン溶液を加
熱することにより形成するポリアニリンまたはその誘電
体と、第２の導電性高分子化合物の電解重合により形成
するポリアニリンまたはその誘導体とを組合わせた２層
構造の固体電解質を有する固体電解コンデンサは、容量
を大きく維持することができ、インピーダンス特性に優
れ、信頼性が良好な固体電解コンデンサを提供すること
ができる。
【図１】本発明の固体電解コンデンサの製造方法を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図２】本発明の固体電解コンデンサの基本構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】従来の固体電解コンデンサの断面図である。
１ コンデンサ素子 １ａ 誘電体酸化皮膜 １ｂ 弁作用金属 ２ 導電性高分子（第１層） ３ 導電性高分子（第２層） ４ カーボン層 ５ 銀層 ６ 陽極リード ７ 陰極リード ８ エポキシ樹脂
Claims (2)
- 【請求項１】 陽極となる弁作用金属（１ｂ）からなる
コンデンサ素子（１）の表面に誘電体酸化皮膜（１ａ）
を形成し、該誘電体酸化皮膜（１ａ）表面に導電性高分
子層を形成してなる固体電解コンデンサにおいて、 該導電性高分子層がポリアニリンまたはその誘導体をポ
リマー状のアニリンまたはその誘導体の溶液を加熱する
ことにより形成する第１の導電性高分子層（２）と、ポ
リアニリンまたはその誘導体を電解重合して形成する第
２の導電性高分子層（３）からなることを特徴とする固
体電解コンデンサ。 - 【請求項２】 上記請求項１に記載の固体電解コンデン
サにおいて、 第１の導電性高分子層（２）は、水を含有する溶媒にポ
リマー状のアニリンまたはその誘導体を溶解させた溶液
中で加熱して形成したことを特徴とする固体電解コンデ
ンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13242897A JPH10321473A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13242897A JPH10321473A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321473A true JPH10321473A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15081155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13242897A Pending JPH10321473A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321473A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12462986B2 (en) | 2021-04-15 | 2025-11-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electrolytic capacitor and method for producing same |
-
1997
- 1997-05-22 JP JP13242897A patent/JPH10321473A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12462986B2 (en) | 2021-04-15 | 2025-11-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electrolytic capacitor and method for producing same |
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