JP2001267185A - Method for manufacturing solid electrolytic capacitor - Google Patents

Method for manufacturing solid electrolytic capacitor

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JP2001267185A JP2000079745A JP2000079745A JP2001267185A JP 2001267185 A JP2001267185 A JP 2001267185A JP 2000079745 A JP2000079745 A JP 2000079745A JP 2000079745 A JP2000079745 A JP 2000079745A JP 2001267185 A JP2001267185 A JP 2001267185A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor capable of providing an excellent percentage of capacity achievement and further improving reliability, by suppressing a damage of a dielectric oxide film when a manganese oxide is formed. SOLUTION: The method for manufacturing the solid electrolytic capacitor comprises the steps of dipping an anode 1 formed of a dielectric oxide film layer 2 in a manganese nitrate solution, then dehydrating the anode to form an anhydrous manganese nitrate layer, then dipping the anode 1 in a permanganate aqueous solution, drying then anode 1 to form a manganese dioxide layer, and then forming a conductive polymer layer thereon by an electrolytic polymerization. Thus, a thermal decomposition reaction at a high temperature is eliminated in the formation of the manganese dioxide layer. A damage of the layer 2 is suppressed to reduce a leakage current. Further, since more manganeses oxide layer is formed to increase an area to be covered, the area to be coated of the conductive polymer due to the later electrolytic polymerization is improved, and the excellent percentage of capacity achievement can be exhibited.

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】本発明は特に導電性高分子を
用いた固体電解質の形成方法を主体とする固体電解コン
デンサの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, which is mainly based on a method for forming a solid electrolyte using a conductive polymer.

【0002】[0002]

【従来の技術】昨今の電子機器のデジタル化に伴い、こ
れらに使用されるコンデンサも高周波領域においてイン
ピーダンスが低く、小形大容量化したものへの要求が高
まってきており、従来の高周波領域用のコンデンサとし
ては、プラスチックフィルムコンデンサ、マイカコンデ
ンサ、積層セラミックコンデンサ等の他にアルミニウム
乾式電解コンデンサやアルミニウムまたはタンタル固体
電解コンデンサ等がある。
2. Description of the Related Art With the recent digitization of electronic devices, capacitors used in these devices also have low impedance in a high-frequency region, and there is an increasing demand for small-sized and large-capacity capacitors. Examples of the capacitor include a plastic film capacitor, a mica capacitor, a multilayer ceramic capacitor and the like, as well as an aluminum dry electrolytic capacitor and an aluminum or tantalum solid electrolytic capacitor.

【0003】上記アルミニウム乾式電解コンデンサでは
エッチングを施した陽極/陰極アルミニウム箔をセパレ
ータを介して巻き取り、これに液体の電解質を含浸して
構成しており、またアルミニウムまたはタンタル固体電
解コンデンサでは上記アルミニウム乾式電解コンデンサ
の特性改良のために電解質の固体化がなされている。な
お、この固体電解質の形成は、硝酸マンガン溶液に陽極
体を浸漬した後、これを250〜350℃前後の高温炉
中で熱分解することによってマンガン酸化物層を形成す
るようにしているものであり、このような固体電解コン
デンサの場合、電解質が固体であるために高温における
電解質の流出やドライアップによる容量低減、低温域で
の凝固から生じる機能低下等の欠点が無く、液状の電解
質と比較して良好な周波数特性、温度特性を示すことが
知られている。
In the above-mentioned aluminum dry electrolytic capacitor, an etched anode / cathode aluminum foil is wound up through a separator and impregnated with a liquid electrolyte, and in an aluminum or tantalum solid electrolytic capacitor, the above-mentioned aluminum is used. The electrolyte is solidified to improve the characteristics of the dry electrolytic capacitor. The solid electrolyte is formed by immersing the anode body in a manganese nitrate solution and then thermally decomposing the anode body in a high-temperature furnace at about 250 to 350 ° C. to form a manganese oxide layer. In the case of such a solid electrolytic capacitor, since the electrolyte is solid, there are no drawbacks such as electrolyte loss at high temperatures, capacity reduction due to dry-up, and functional deterioration caused by solidification at low temperatures, and compared with liquid electrolytes. It shows good frequency characteristics and good temperature characteristics.

【0004】また、特開昭60−37114号公報、特
開昭60−244017号公報に開示された技術による
と、ピロール、チオフェン等の複素環式のモノマーを支
持電解質を用いて電解重合することにより、支持電解質
のアニオンをドーパントとして含む導電性高分子を固体
電解質とした、周波数特性、温度特性に優れた固体電解
コンデンサが得られるということが記載されている。
Further, according to the techniques disclosed in JP-A-60-37114 and JP-A-60-244017, electrolytic polymerization of a heterocyclic monomer such as pyrrole or thiophene using a supporting electrolyte is disclosed. It describes that a solid electrolytic capacitor having excellent frequency characteristics and temperature characteristics can be obtained using a conductive polymer containing an anion of a supporting electrolyte as a dopant as a solid electrolyte.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コン
デンサでは、導電性高分子を電極上に形成する方法とし
て、例えば特開昭63−173313号公報に開示され
た技術のように、まず酸化剤を用いて化学重合によって
誘電体酸化皮膜上に導電性高分子層を形成させ、この導
電性高分子層のポリマーを介して真の電解質となる導電
性高分子を電解重合によって形成させるという方法があ
るが、このような方法の場合には、上記化学重合によっ
て形成した導電性高分子層を後工程である電解重合の際
の給電部とするために生産性が著しく劣ってコスト高に
なり、歩留まりも悪いという課題があった。
However, in a conventional solid electrolytic capacitor using a conductive polymer as a solid electrolyte, a method for forming a conductive polymer on an electrode is disclosed in, for example, JP-A-63-173313. First, a conductive polymer layer is formed on a dielectric oxide film by chemical polymerization using an oxidizing agent, and the conductive polymer becomes a true electrolyte through the polymer of the conductive polymer layer. There is a method in which a conductive polymer is formed by electrolytic polymerization, but in such a method, the conductive polymer layer formed by the above chemical polymerization is used as a power supply portion in a later step of electrolytic polymerization. However, there has been a problem that productivity is remarkably inferior, cost is increased, and yield is poor.

【0006】また、誘電体酸化皮膜の表面に電解重合に
より導電性高分子層を形成する際に必要な導電層として
マンガン酸化物を用いるという方法が一般に多く採用さ
れているが、このマンガン酸化物の形成は硝酸マンガン
溶液を高温下で熱分解することにより形成するという方
法が用いられており、この方法においては熱分解時に発
生する誘電体酸化皮膜の損傷が大きく、また1回の反応
ではマンガン酸化物の生成量が少なく、しかも島状に分
散してしまうため、誘電体酸化皮膜の表面を均一に覆う
ためには複数回の熱分解反応を必要とし、これにより益
々誘電体酸化皮膜の損傷が増加し、このようなものを用
いて固体電解コンデンサを作製した場合には、漏れ電流
特性が悪化するという課題があった。
A method of using manganese oxide as a conductive layer necessary for forming a conductive polymer layer on the surface of a dielectric oxide film by electrolytic polymerization has been widely adopted. The formation of manganese nitrate is performed by thermal decomposition of a manganese nitrate solution at a high temperature. In this method, the dielectric oxide film generated during the thermal decomposition is greatly damaged. Since the amount of oxides generated is small and dispersed in an island form, multiple thermal decomposition reactions are required to uniformly cover the surface of the dielectric oxide film, which further damages the dielectric oxide film. When a solid electrolytic capacitor is manufactured using such a capacitor, there is a problem that the leakage current characteristics are deteriorated.

【0007】なお、このような誘電体酸化皮膜の損傷の
抑制を目的として、特開平6−124858号公報に記
載の技術では熱分解反応によってマンガン酸化物を得る
のではなく、過マンガン酸塩水溶液を付着させ、これを
加熱して還元することによってマンガン酸化物を得る方
法や、特開平6−84706号公報に記載の技術では酢
酸塩と過マンガン酸塩の化学的な酸化還元反応によって
マンガン酸化物を生成する方法が開示されているが、こ
のような技術によっても上記従来の課題を抜本的に解決
することは困難なものであった。
For the purpose of suppressing such damage to the dielectric oxide film, the technique described in JP-A-6-124858 does not produce manganese oxide by a thermal decomposition reaction, but uses an aqueous solution of permanganate. In a method of obtaining manganese oxide by adhering and reducing this by heating, and in the technique described in JP-A-6-84706, manganese oxide is produced by a chemical oxidation-reduction reaction of acetate and permanganate. Although a method for producing an object is disclosed, it has been difficult to drastically solve the above-mentioned conventional problems even by such a technique.

【0008】本発明はこのような従来の課題を解決し、
誘電体酸化皮膜の損傷を抑制して二酸化マンガン層を形
成することにより、性能と生産性さらには信頼性を大き
く向上させることが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目的とするものである。
The present invention solves such a conventional problem,
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor capable of greatly improving performance, productivity and reliability by forming a manganese dioxide layer while suppressing damage to a dielectric oxide film. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項1に記載の発明は、特に、誘電体酸化
皮膜層を形成した陽極体を硝酸マンガン溶液に浸漬した
後に脱水することにより誘電体酸化皮膜層上に無水硝酸
マンガン層を形成し、続いて上記陽極体を過マンガン酸
塩水溶液に浸漬し、化学的な酸化還元反応により誘電体
酸化皮膜層上に二酸化マンガン層を形成した後、これら
の上に電解重合により導電性高分子層を形成するように
した固体電解コンデンサの製造方法というものであり、
この方法により、二酸化マンガン層を形成する際に高温
下における熱分解反応を必要としないので誘電体酸化皮
膜層の損傷を抑制し、漏れ電流の低減を図った優れた性
能の固体電解コンデンサを得ることができるという作用
効果を有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an anode body having a dielectric oxide film layer formed thereon, wherein the anode body is dehydrated after being immersed in a manganese nitrate solution. Thus, an anhydrous manganese nitrate layer is formed on the dielectric oxide film layer, then the anode body is immersed in a permanganate aqueous solution, and a manganese dioxide layer is formed on the dielectric oxide film layer by a chemical oxidation-reduction reaction. After the formation, it is a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor so as to form a conductive polymer layer on these by electrolytic polymerization,
This method does not require a thermal decomposition reaction at a high temperature when forming a manganese dioxide layer, thereby suppressing damage to the dielectric oxide film layer and obtaining a high-performance solid electrolytic capacitor with reduced leakage current. It has the effect of being able to do so.

【0010】本発明の請求項2に記載の発明は、特に、
陽極体を硝酸マンガン溶液に浸漬した後に脱水して誘電
体酸化皮膜層上に無水硝酸マンガン層を形成する際に、
減圧乾燥するようにしたものであり、この方法により、
低温乾燥が可能な上、常圧で乾燥する場合と比較して誘
電体酸化皮膜上に硝酸マンガンのみを担持させ、陽極体
の内部の水までも速やかに脱水させることができるとい
う作用効果を有する。
[0010] The invention described in claim 2 of the present invention is, in particular,
When the anode body is immersed in a manganese nitrate solution and then dehydrated to form an anhydrous manganese nitrate layer on the dielectric oxide film layer,
It is designed to be dried under reduced pressure, and by this method,
In addition to being able to be dried at low temperature, it has the effect that only manganese nitrate is supported on the dielectric oxide film, and even the water inside the anode body can be quickly dehydrated, as compared with the case of drying under normal pressure. .

【0011】本発明の請求項3に記載の発明は、特に、
無水硝酸マンガン層を形成し、続いて上記陽極体を過マ
ンガン酸塩水溶液に浸漬し、化学的な酸化還元反応によ
り二酸化マンガン層を形成する工程を2回以上繰り返し
行うようにしたものであり、この方法により、より多く
の二酸化マンガン層を形成して被覆面積を拡大すること
ができるため、その後の電解重合による導電性高分子の
被覆面積も向上させ、優れた容量達成率を示すことがで
きるという作用効果を有する。
[0011] The invention described in claim 3 of the present invention is, in particular,
Forming an anhydrous manganese nitrate layer, subsequently immersing the anode body in an aqueous solution of permanganate, and repeating the step of forming a manganese dioxide layer by a chemical oxidation-reduction reaction two or more times, By this method, more manganese dioxide layers can be formed and the covering area can be increased, so that the covering area of the conductive polymer by the subsequent electrolytic polymerization can be improved, and an excellent capacity achievement rate can be exhibited. It has the function and effect.

【0012】本発明の請求項4に記載の発明は、特に、
導電性高分子層を形成する工程の前に、誘電体酸化皮膜
層を修復する工程を設けたというものであり、この方法
により、漏れ電流特性を向上させることができるという
作用効果を有する。
The invention described in claim 4 of the present invention particularly provides
A step of repairing the dielectric oxide film layer is provided before the step of forming the conductive polymer layer, and this method has an effect of improving the leakage current characteristics.

【0013】本発明の請求項5に記載の発明は、特に、
過マンガン酸塩水溶液の濃度を0.2mol/L以下と
したというものであり、この方法により、より多くの二
酸化マンガン層を形成して被覆面積を拡大することがで
きるため、その後の電解重合による導電性高分子の被覆
面積も向上させ、優れた容量達成率を示すことができる
という作用効果を有する。なお、過マンガン酸塩水溶液
の濃度が0.2mol/L以上の場合には化学酸化反応
が陽極体の表面のみで急速に起こり、内部まで十分に固
体電解質を充填できないので好ましくない。
The invention according to claim 5 of the present invention particularly provides
The concentration of the aqueous solution of permanganate is set to 0.2 mol / L or less. According to this method, more manganese dioxide layers can be formed to increase the covering area. This has the effect of increasing the area covered with the conductive polymer and exhibiting an excellent capacity achievement rate. In addition, when the concentration of the aqueous solution of permanganate is 0.2 mol / L or more, the chemical oxidation reaction occurs rapidly only on the surface of the anode body, and the inside cannot be sufficiently filled with the solid electrolyte, which is not preferable.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】図1は固体電解コンデンサの構成を模擬的
に示した概念図であり、図1において、1は陽極体であ
り、この陽極体1は弁作用金属であるアルミニウム箔を
用い、その表面がエッチングにより粗面化されている。
2はこの陽極体1の表面を陽極酸化することにより形成
された誘電体酸化皮膜層、3はこの誘電体酸化皮膜層2
の上に形成された固体電解質層であり、この固体電解質
層3はマンガン酸化物層と導電性高分子層により構成さ
れている。4は上記固体電解質層3の上に形成されたカ
ーボン層、5はこのカーボン層4の上に形成された銀層
であり、このカーボン層4と銀層5により陰極層を構成
しているものである。なお、図中の+と−は上記陽極体
1と陰極層から夫々引き出された陽極リードと陰極リー
ドである。
FIG. 1 is a conceptual diagram schematically illustrating the structure of a solid electrolytic capacitor. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an anode body, and the anode body 1 uses an aluminum foil which is a valve action metal and has a surface thereof. Are roughened by etching.
Reference numeral 2 denotes a dielectric oxide film layer formed by anodizing the surface of the anode body 1, and 3 denotes a dielectric oxide film layer 2
The solid electrolyte layer 3 is composed of a manganese oxide layer and a conductive polymer layer. 4 is a carbon layer formed on the solid electrolyte layer 3 and 5 is a silver layer formed on the carbon layer 4. The carbon layer 4 and the silver layer 5 constitute a cathode layer. It is. In addition, + and-in the figure are an anode lead and a cathode lead respectively drawn from the anode body 1 and the cathode layer.

【0016】(実施の形態1)以下、実施の形態1を用
いて、本発明の特に請求項1に記載の発明について説明
する。
(Embodiment 1) Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to Embodiment 1.

【0017】まず、上記図1に示した固体電解コンデン
サのように、一端に陽極リードを接続したアルミニウム
からなる3mm×4mmの大きさの陽極体1を準備し、この
陽極体1を3%アジピン酸アンモニウム水溶液を用いて
印加電圧12V、水溶液温度70℃で60分間陽極酸化
を行うことにより陽極体1の表面に誘電体酸化皮膜層2
を形成した。
First, as in the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 1, an anode body 1 having a size of 3 mm × 4 mm made of aluminum having an anode lead connected to one end is prepared. Anodizing is performed for 60 minutes at an applied voltage of 12 V and an aqueous solution temperature of 70 ° C. for 60 minutes using an aqueous solution of ammonium acid, so that a dielectric oxide film layer 2
Was formed.

【0018】次に、この誘電体酸化皮膜層2が形成され
た陽極体1を硝酸マンガン30%溶液に浸漬して引き上
げ、これを120℃で10分間脱水処理を行うことによ
り上記誘電体酸化皮膜層2上に無水硝酸マンガン層を形
成した後、この無水硝酸マンガン層が形成された陽極体
1を濃度が0.2mol/LでpHが3の過マンガン酸
カリウム溶液に浸漬し、化学的な酸化還元反応により誘
電体酸化皮膜層2上に固体電解質層3の一部となる二酸
化マンガン層を形成した。
Next, the anode body 1 having the dielectric oxide film layer 2 formed thereon is immersed in a 30% manganese nitrate solution, pulled up, and subjected to a dehydration treatment at 120 ° C. for 10 minutes. After forming the anhydrous manganese nitrate layer on the layer 2, the anode body 1 on which the anhydrous manganese nitrate layer is formed is immersed in a potassium permanganate solution having a concentration of 0.2 mol / L and a pH of 3 to chemically A manganese dioxide layer to be a part of the solid electrolyte layer 3 was formed on the dielectric oxide film layer 2 by a redox reaction.

【0019】次に、ピロールモノマー0.5mol/L
とプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム0.1mo
l/Lを予め混合した後に溶媒である水を添加して作製
した固体電解質形成用の重合液に上記二酸化マンガン層
が形成された陽極体1を浸漬し、この重合液中で陽極体
1の表面に重合開始用の電極を近接させて重合液温度3
0℃、重合電圧3Vで電解重合を行うことにより導電性
高分子層を形成し、これにより固体電解質層3を形成し
た。
Next, the pyrrole monomer 0.5 mol / L
And sodium propylnaphthalenesulfonate 0.1mo
The anodic body 1 on which the manganese dioxide layer has been formed is immersed in a polymer solution for forming a solid electrolyte prepared by adding water as a solvent after pre-mixing 1 / L with each other. Bring the electrode for polymerization initiation close to the surface and set the temperature of the polymerization solution to 3
Electroconductive polymerization was performed at 0 ° C. and a polymerization voltage of 3 V to form a conductive polymer layer, thereby forming a solid electrolyte layer 3.

【0020】その後、この固体電解質層3を形成した陽
極体1に陰極引き出し層としてコロイダルカーボン懸濁
液を塗布し、これを乾燥することによってカーボン層4
を形成し、さらに銀ペーストを塗布し、これを乾燥する
ことによって銀層5を形成して陰極層を設け、この陰極
層に陰極リードを接続した後、エポキシ樹脂で陽極体1
の外表面を被覆する(図示せず)ことにより固体電解コ
ンデンサを完成させた。
Thereafter, a colloidal carbon suspension is applied to the anode body 1 on which the solid electrolyte layer 3 is formed as a cathode extraction layer, and the suspension is dried to form a carbon layer 4.
Is formed, a silver paste is applied, and the silver paste is dried to form a silver layer 5 to provide a cathode layer. After connecting a cathode lead to this cathode layer, the anode body 1 is made of epoxy resin.
Was coated (not shown) to complete a solid electrolytic capacitor.

【0021】(実施の形態2)以下、実施の形態2を用
いて、本発明の特に請求項2に記載の発明について説明
する。
(Embodiment 2) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Embodiment 2.

【0022】本実施の形態2は、上記実施の形態1にお
ける誘電体酸化皮膜層上に無水硝酸マンガン層を形成す
る形成方法を異なる方法にしたものであり、これ以外は
実施の形態1と同じであるために同じ部分については説
明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the method of forming the anhydrous manganese nitrate layer on the dielectric oxide film layer is different from that of the first embodiment. Therefore, the description of the same portions will be omitted, and only different portions will be described.

【0023】本実施の形態2における無水硝酸マンガン
層の形成方法は、誘電体酸化皮膜層2が形成された陽極
体1を硝酸マンガン30%溶液に浸漬して引き上げ、こ
れを減圧乾燥の状態で、30℃で10分間脱水処理を行
うことにより上記誘電体酸化皮膜層2上に無水硝酸マン
ガン層を形成した。即ち、上記実施の形態1で行った脱
水処理を減圧乾燥の状態で行うようにしたものである。
In the method for forming an anhydrous manganese nitrate layer according to the second embodiment, the anode body 1 having the dielectric oxide film layer 2 formed thereon is immersed in a 30% manganese nitrate solution and pulled up, and dried under reduced pressure. An anhydrous manganese nitrate layer was formed on the dielectric oxide film layer 2 by performing a dehydration treatment at 30 ° C. for 10 minutes. That is, the dehydration process performed in the first embodiment is performed in a state of drying under reduced pressure.

【0024】(実施の形態3)以下、実施の形態3を用
いて、本発明の特に請求項3に記載の発明について説明
する。
(Embodiment 3) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to Embodiment 3.

【0025】本実施の形態3は、上記実施の形態1にお
ける二酸化マンガン層の形成方法を異なる方法にしたも
のであり、これ以外は実施の形態1と同じであるために
同じ部分については説明を省略し、異なる部分について
のみ説明する。
The third embodiment is different from the first embodiment in that the method of forming the manganese dioxide layer is different. The other steps are the same as those of the first embodiment. The description is omitted, and only different parts will be described.

【0026】本実施の形態3における二酸化マンガン層
の形成方法は、誘電体酸化皮膜層2が形成された陽極体
1を硝酸マンガン30%溶液に浸漬して引き上げ、これ
を120℃で10分間脱水処理を行うことにより上記誘
電体酸化皮膜層2上に無水硝酸マンガン層を形成した
後、この無水硝酸マンガン層が形成された陽極体1を濃
度が0.2mol/LでpHが3の過マンガン酸カリウ
ム溶液に浸漬し、化学的な酸化還元反応により誘電体酸
化皮膜層2上に固体電解質層3の一部となる二酸化マン
ガン層を形成するという上記実施の形態1における二酸
化マンガン層の形成工程を2回繰り返し行った。
In the method of forming a manganese dioxide layer in the third embodiment, the anode body 1 on which the dielectric oxide film layer 2 is formed is immersed in a 30% manganese nitrate solution, pulled up, and dehydrated at 120 ° C. for 10 minutes. After forming an anhydrous manganese nitrate layer on the dielectric oxide film layer 2 by performing the treatment, the anode body 1 having the anhydrous manganese nitrate layer formed thereon is treated with a permanganese solution having a concentration of 0.2 mol / L and a pH of 3. The step of forming a manganese dioxide layer according to the first embodiment, wherein the manganese dioxide layer is formed as a part of the solid electrolyte layer 3 on the dielectric oxide film layer 2 by a chemical oxidation-reduction reaction by dipping in a potassium acid solution. Was repeated twice.

【0027】(実施の形態4)以下、実施の形態4を用
いて、本発明の特に請求項4に記載の発明について説明
する。
(Embodiment 4) Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to Embodiment 4.

【0028】本実施の形態4は、上記実施の形態1にお
ける導電性高分子層の形成工程の前に、導電体酸化皮膜
層を修復する工程を設けたというものであり、これ以外
は実施の形態1と同じであるために同じ部分については
説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
The fourth embodiment is different from the first embodiment in that a step of repairing the conductive oxide layer is provided before the step of forming the conductive polymer layer in the first embodiment. Since the configuration is the same as that of the first embodiment, a description of the same portions will be omitted, and only different portions will be described.

【0029】本実施の形態4においては、二酸化マンガ
ン層が形成された陽極体1を3%アジピン酸アンモニウ
ム水溶液中に浸漬し、水溶液温度が70℃で30分間陽
極酸化を行うことによって誘電体酸化皮膜層2の修復を
行った。
In the fourth embodiment, the anode body 1 on which the manganese dioxide layer is formed is immersed in a 3% aqueous solution of ammonium adipate, and anodized at a temperature of 70 ° C. for 30 minutes to perform dielectric oxidation. The coating layer 2 was repaired.

【0030】(実施の形態5)以下、実施の形態5を用
いて、本発明の特に請求項5に記載の発明について説明
する。
(Embodiment 5) Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to Embodiment 5.

【0031】本実施の形態5は、上記実施の形態1にお
ける二酸化マンガン層の形成方法を異なる方法にしたも
のであり、これ以外は実施の形態1と同じであるために
同じ部分については説明を省略し、異なる部分について
のみ説明する。
The fifth embodiment is different from the first embodiment in the method of forming the manganese dioxide layer. Other than this, the fifth embodiment is the same as the first embodiment. The description is omitted, and only different parts will be described.

【0032】本実施の形態5における二酸化マンガン層
の形成方法は、無水硝酸マンガン層が形成された陽極体
1を濃度が0.1mol/LでpHが3の過マンガン酸
カリウム溶液に浸漬し、化学的な酸化還元反応により誘
電体酸化皮膜層2上に固体電解質層3の一部となる二酸
化マンガン層を形成した。即ち、上記実施の形態1の過
マンガン酸カリウム溶液の濃度を0.2mol/Lから
0.1mol/Lにしたというものである。
In the method for forming a manganese dioxide layer in the fifth embodiment, the anode body 1 on which the anhydrous manganese nitrate layer is formed is immersed in a potassium permanganate solution having a concentration of 0.1 mol / L and a pH of 3, A manganese dioxide layer to be a part of the solid electrolyte layer 3 was formed on the dielectric oxide film layer 2 by a chemical oxidation-reduction reaction. That is, the concentration of the potassium permanganate solution of the first embodiment is changed from 0.2 mol / L to 0.1 mol / L.

【0033】(比較例)従来品を比較例として、まず、
一端に陽極リードを接続したアルミニウムからなる3mm
×4mmの大きさの陽極体を準備し、この陽極体を3%ア
ジピン酸アンモニウム水溶液を用いて印加電圧12V、
水溶液温度70℃で60分間陽極酸化を行うことにより
陽極体の表面に誘電体酸化皮膜層を形成した。次に、こ
の誘電体酸化皮膜層が形成された陽極体を硝酸マンガン
30%溶液に浸漬して引き上げ、これを自然乾燥させた
後、300℃で10分間熱分解処理を行うことによって
固体電解質層の一部となる二酸化マンガン層を形成し
た。
(Comparative Example) First, a conventional product was used as a comparative example.
3mm made of aluminum with anode lead connected to one end
An anode body having a size of × 4 mm was prepared, and the anode body was applied with a 3% ammonium adipate aqueous solution at an applied voltage of 12 V.
Anodization was performed at an aqueous solution temperature of 70 ° C. for 60 minutes to form a dielectric oxide film layer on the surface of the anode body. Next, the anode body on which the dielectric oxide film layer was formed was immersed in a 30% manganese nitrate solution, pulled up, air-dried, and then subjected to a thermal decomposition treatment at 300 ° C. for 10 minutes to obtain a solid electrolyte layer. A manganese dioxide layer that became part of the manganese dioxide was formed.

【0034】次に、ピロールモノマー0.5mol/L
とプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム0.1mo
l/Lを予め混合した後に溶媒である水を添加して作製
した固体電解質形成用の重合液に上記二酸化マンガン層
が形成された陽極体を浸漬し、この重合液中で陽極体の
表面に重合開始用の電極を近接させて重合液温度30
℃、重合電圧3Vで電解重合を行うことにより導電性高
分子層を形成し、これにより固体電解質層を形成した。
Next, the pyrrole monomer 0.5 mol / L
And sodium propylnaphthalenesulfonate 0.1mo
The manganese dioxide layer-formed anode body was immersed in a polymer solution for forming a solid electrolyte prepared by adding water as a solvent after mixing 1 / L in advance, and the surface of the anode body was immersed in the polymer solution. An electrode for polymerization initiation is brought close to the mixture and the temperature of the polymerization solution is set to 30.
A conductive polymer layer was formed by performing electropolymerization at a polymerization temperature of 3 ° C. and a polymerization voltage of 3 V, thereby forming a solid electrolyte layer.

【0035】その後、この固体電解質層を形成した陽極
体に陰極引き出し層としてコロイダルカーボン懸濁液を
塗布し、これを乾燥することによってカーボン層を形成
し、さらに銀ペーストを塗布し、これを乾燥することに
よって銀層を形成して陰極層を設け、この陰極層に陰極
リードを接続した後、エポキシ樹脂で陽極体の外表面を
被覆することにより固体電解コンデンサを完成させた。
Thereafter, a colloidal carbon suspension is applied as a cathode extraction layer to the anode body having the solid electrolyte layer formed thereon, and the suspension is dried to form a carbon layer. Further, a silver paste is applied and dried. Then, a cathode layer was formed by forming a silver layer, and a cathode lead was connected to the cathode layer. Then, an outer surface of the anode body was covered with an epoxy resin to complete a solid electrolytic capacitor.

【0036】以上のように作製した本実施の形態1〜5
と比較例(数量は各10個)による固体電解コンデンサ
について、120Hzにおける静電容量、tanδ、定格
電圧(2V)を印加した際の1分値の漏れ電流を夫々測
定し、その結果を平均値で(表1)に示す。
Embodiments 1 to 5 manufactured as described above
And the solid electrolytic capacitor according to the comparative example (the number of each is 10), the capacitance at 120 Hz, tan δ, and the leakage current of one minute value when the rated voltage (2 V) was applied were measured, and the results were averaged. And (Table 1).

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】この(表1)から明らかなように、本発明
による固体電解コンデンサは、二酸化マンガン層の形成
に高温での熱分解反応を必要としないために誘電体酸化
皮膜の損傷がないことから、極めて低い漏れ電流特性を
示すことがわかる。また、硝酸マンガン溶液に浸漬した
陽極体は、脱水することによって内部まで硝酸マンガン
が保持されるため、過マンガン酸カリウムとの酸化還元
反応が陽極体の内部においても促進されやすく、熱分解
反応により得られるマンガン酸化物層の形成と比較して
二酸化マンガンの被覆面積が増大し、その後の工程であ
る電解重合による導電性高分子の形成も陽極体の内部ま
で形成されるため、極めて優れた容量達成率を示す。
As is clear from Table 1, the solid electrolytic capacitor according to the present invention does not require a thermal decomposition reaction at a high temperature to form a manganese dioxide layer, so that the dielectric oxide film is not damaged. It can be seen that they exhibit extremely low leakage current characteristics. In addition, since the anode body immersed in the manganese nitrate solution is dehydrated, the manganese nitrate is retained to the inside, the oxidation-reduction reaction with potassium permanganate is easily promoted inside the anode body, and the thermal decomposition reaction Compared to the formation of the manganese oxide layer obtained, the manganese dioxide coating area is increased, and the formation of a conductive polymer by electrolytic polymerization, which is a subsequent step, is also formed to the inside of the anode body. Shows the achievement rate.

【0039】なお、本実施の形態では、陽極体の材料と
してアルミニウムを用いたものについて説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、タンタル、ニオ
ブ等、他の弁作用金属であっても良い。
In the present embodiment, the case where aluminum is used as the material of the anode body has been described. However, the present invention is not limited to this, and other valve action metals such as tantalum and niobium may be used. May be.

【0040】また、本実施の形態では、導電性高分子材
料としてポリピロールを用いたものについて説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、アニリ
ン、チオフェンおよびこれらの誘導体から得られる化合
物であっても良い。
Further, in the present embodiment, an example using polypyrrole as the conductive polymer material has been described. However, the present invention is not limited to this, and compounds obtained from aniline, thiophene and derivatives thereof are used. It may be.

【0041】また、本実施の形態では、過マンガン酸塩
水溶液として過マンガン酸カリウム溶液を用いたものに
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、アニオンとして過マンガン酸イオンを含む塩であ
れば、これ以外のものであっても良い。
Further, in the present embodiment, the case where a potassium permanganate solution is used as the aqueous solution of permanganate has been described. However, the present invention is not limited to this, and permanganate ions are used as anions. Any other salt may be used as long as it contains a salt.

【0042】また、本実施の形態では、支持電解質とし
てプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウムを用いたも
のについて説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、ドーピングにより高電導度を示すものであれ
ば、これ以外のものであっても良い。
Further, in the present embodiment, the case where sodium propylnaphthalenesulfonate is used as the supporting electrolyte has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to use a material having a high conductivity by doping. However, other than this may be used.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように本発明は、誘電体酸化皮膜
層を形成した陽極体を硝酸マンガン溶液に浸漬した後に
脱水することにより誘電体酸化皮膜層上に無水硝酸マン
ガン層を形成し、続いて上記陽極体を過マンガン酸塩水
溶液に浸漬し、化学的な酸化還元反応により二酸化マン
ガン層を形成した後、これらの上に電解重合により導電
性高分子層を形成するようにした製造方法とすることに
より、二酸化マンガン層を形成する際に高温下における
熱分解反応を必要としないので誘電体酸化皮膜層の損傷
を抑制し、漏れ電流の低減を図った、優れた性能の固体
電解コンデンサを得ることができるというものである。
また、より多くの二酸化マンガン層を形成して被覆面積
を拡大することができるため、その後の電解重合による
導電性高分子の被覆面積も向上させ、優れた容量達成率
を示すことができるものである。
As described above, according to the present invention, an anode body having a dielectric oxide film layer formed thereon is immersed in a manganese nitrate solution and then dehydrated to form an anhydrous manganese nitrate layer on the dielectric oxide film layer. Subsequently, the anode body is immersed in an aqueous solution of permanganate, a manganese dioxide layer is formed by a chemical oxidation-reduction reaction, and a conductive polymer layer is formed thereon by electrolytic polymerization. The formation of a manganese dioxide layer eliminates the need for a thermal decomposition reaction at high temperatures, thus suppressing damage to the dielectric oxide film layer and reducing leakage current. Can be obtained.
In addition, since the covering area can be enlarged by forming more manganese dioxide layers, the covering area of the conductive polymer by the subsequent electrolytic polymerization can be improved, and an excellent capacity achievement rate can be exhibited. is there.

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

【図1】本発明の実施の形態による固体電解コンデンサ
の構成を模擬的に示した概念図
FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a solid electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 陽極体 2 誘電体酸化皮膜層 3 固体電解質層 4 カーボン層 5 銀層 Reference Signs List 1 anode body 2 dielectric oxide film layer 3 solid electrolyte layer 4 carbon layer 5 silver layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弁作用金属からなる陽極体の外表面に陽
極酸化により誘電体酸化皮膜層を形成し、続いて上記陽
極体を硝酸マンガン溶液に浸漬した後に脱水することに
より上記誘電体酸化皮膜層上に無水硝酸マンガン層を形
成し、続いて上記陽極体を過マンガン酸塩水溶液に浸漬
し化学的な酸化還元反応により誘電体酸化皮膜層上に二
酸化マンガン層を形成した後、この二酸化マンガン層上
に電解重合により導電性高分子層を形成する固体電解コ
ンデンサの製造方法。
1. A dielectric oxide film layer is formed by anodic oxidation on the outer surface of an anode body made of a valve metal, and then the anode body is immersed in a manganese nitrate solution and then dehydrated, whereby the dielectric oxide film is formed. After forming an anhydrous manganese nitrate layer on the layer, subsequently immersing the anode body in an aqueous solution of permanganate to form a manganese dioxide layer on the dielectric oxide film layer by a chemical oxidation-reduction reaction, A method for producing a solid electrolytic capacitor in which a conductive polymer layer is formed on a layer by electrolytic polymerization.
【請求項2】 陽極体を硝酸マンガン溶液に浸漬した後
に脱水して誘電体酸化皮膜層上に無水硝酸マンガン層を
形成する際に、減圧乾燥するようにした請求項1に記載
の固体電解コンデンサの製造方法。
2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein when the anode body is immersed in a manganese nitrate solution and then dehydrated to form an anhydrous manganese nitrate layer on the dielectric oxide film layer, the anode body is dried under reduced pressure. Manufacturing method.
【請求項3】 無水硝酸マンガン層を形成し、続いて上
記陽極体を過マンガン酸塩水溶液に浸漬し化学的な酸化
還元反応により二酸化マンガン層を形成する工程を2回
以上繰り返し行うようにした請求項1に記載の固体電解
コンデンサの製造方法。
3. The step of forming an anhydrous manganese nitrate layer, subsequently immersing the anode body in a permanganate aqueous solution, and forming a manganese dioxide layer by a chemical oxidation-reduction reaction is repeated twice or more. A method for manufacturing the solid electrolytic capacitor according to claim 1.
【請求項4】 導電性高分子層を形成する工程の前に、
誘電体酸化皮膜層を修復する工程を設けた請求項1に記
載の固体電解コンデンサの製造方法。
4. Prior to the step of forming a conductive polymer layer,
The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, further comprising a step of repairing the dielectric oxide film layer.
【請求項5】 過マンガン酸塩水溶液の濃度を0.2m
ol/L以下とした請求項1に記載の固体電解コンデン
サの製造方法。
5. The concentration of the aqueous solution of permanganate is 0.2 m
2. The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the solid electrolytic capacitor is at most ol / L.
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