JP2003168631A - 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐電圧性に優れた固体電解コンデンサと、作
業性、経済性に優れた製造方法を提供。 【解決手段】 化成皮膜を形成したエッチドアルミ陽極
箔を、ａ）脱ドープされたポリアニリン含有溶液及びド
ーパント含有溶液中に、順次、浸漬、乾燥するか、ｂ）
脱ドープされたポリアニリンと、水溶液中のｐＫａ値が
２．５〜４の有機カルボン酸との含有溶液中に、浸漬、
乾燥して、導電性のポリアニリン層を形成した後、３，
４−エチレンジオキシチオフェンを化学酸化重合して、
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層を形成
し、導電性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレ
ンジオキシチオフェン）層を固体電解質としたコンデン
サである。また、巻回型コンデンサにも適用できる。
業性、経済性に優れた製造方法を提供。 【解決手段】 化成皮膜を形成したエッチドアルミ陽極
箔を、ａ）脱ドープされたポリアニリン含有溶液及びド
ーパント含有溶液中に、順次、浸漬、乾燥するか、ｂ）
脱ドープされたポリアニリンと、水溶液中のｐＫａ値が
２．５〜４の有機カルボン酸との含有溶液中に、浸漬、
乾燥して、導電性のポリアニリン層を形成した後、３，
４−エチレンジオキシチオフェンを化学酸化重合して、
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層を形成
し、導電性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレ
ンジオキシチオフェン）層を固体電解質としたコンデン
サである。また、巻回型コンデンサにも適用できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サとその製造方法に関し、より詳しくは、導電性のポリ
アニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオキシチオフ
ェン）層からなる固体電解質が形成された固体電解コン
デンサとその製造方法に関する。
サとその製造方法に関し、より詳しくは、導電性のポリ
アニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオキシチオフ
ェン）層からなる固体電解質が形成された固体電解コン
デンサとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、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が、種々提案されている。
用いた固体電解コンデンサが、種々提案されている。
【０００３】導電性高分子材料としてはポリピロール、
ポリアニリン、ポリフラン、ポリアセチレン、またはポ
リチオフェンないしはポリ（アルキルチオフェン）等の
誘導体ポリマーが提案されている。
ポリアニリン、ポリフラン、ポリアセチレン、またはポ
リチオフェンないしはポリ（アルキルチオフェン）等の
誘導体ポリマーが提案されている。
【０００４】特開平２−１５６１１号公報には、化成皮
膜を形成した陽極金属上に、３，４−エチレンジオキシ
チオフェンモノマーを化学酸化重合して、ポリ（３，４
−エチレンジオキシチオフェン）層を固体電解質とする
コンデンサが開示されており、優れた電気特性を示すコ
ンデンサが得られると記載されている。
膜を形成した陽極金属上に、３，４−エチレンジオキシ
チオフェンモノマーを化学酸化重合して、ポリ（３，４
−エチレンジオキシチオフェン）層を固体電解質とする
コンデンサが開示されており、優れた電気特性を示すコ
ンデンサが得られると記載されている。
【０００５】しかしながら、化成皮膜を形成した陽極金
属を、３，４−エチレンジオキシチオフェンモノマーと
酸化剤である第二鉄塩との含有溶液に、浸漬、加熱させ
て、化学酸化重合させる工程で、化成皮膜を化学的に損
傷したり、また、残存する微量の鉄不純物により、化成
皮膜の耐電圧が低下することにより、コンデンサの耐電
圧も低下してしまうという解決すべき点が残されてい
た。
属を、３，４−エチレンジオキシチオフェンモノマーと
酸化剤である第二鉄塩との含有溶液に、浸漬、加熱させ
て、化学酸化重合させる工程で、化成皮膜を化学的に損
傷したり、また、残存する微量の鉄不純物により、化成
皮膜の耐電圧が低下することにより、コンデンサの耐電
圧も低下してしまうという解決すべき点が残されてい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐電
圧性の優れた固体電解コンデンサとその製造方法を提供
することである。
圧性の優れた固体電解コンデンサとその製造方法を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、化成皮膜を形成した陽極弁作用金属上に、導
電性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオ
キシチオフェン）層からなる固体電解質を形成させるこ
とにより、上記問題を解決し得ることを見出し、本発明
を完成するに至った。
した結果、化成皮膜を形成した陽極弁作用金属上に、導
電性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオ
キシチオフェン）層からなる固体電解質を形成させるこ
とにより、上記問題を解決し得ることを見出し、本発明
を完成するに至った。
【０００８】すなわち、本発明は、化成皮膜を形成した
陽極弁作用金属上に固体電解質を形成させてなる固体電
解コンデンサにおいて、該化成皮膜上に、導電性のポリ
アニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオキシチオフ
ェン）層からなる固体電解質が形成されてなることを特
徴とする固体電解コンデンサとその製造方法である。
陽極弁作用金属上に固体電解質を形成させてなる固体電
解コンデンサにおいて、該化成皮膜上に、導電性のポリ
アニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオキシチオフ
ェン）層からなる固体電解質が形成されてなることを特
徴とする固体電解コンデンサとその製造方法である。
【０００９】以下、本発明を、詳細に説明する。
【００１０】本発明の固体電解コンデンサは、化成皮膜
を形成した陽極弁作用金属上に、導電性のポリアニリン
層及びポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層
からなる固体電解質が形成されてなるものである。
を形成した陽極弁作用金属上に、導電性のポリアニリン
層及びポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層
からなる固体電解質が形成されてなるものである。
【００１１】本発明に用いられる陽極弁作用金属として
は、アルミニウム、タンタル、ニオブまたはチタンから
なる群から選ばれる１種があげられ、焼結体または箔の
形状で用いられる。
は、アルミニウム、タンタル、ニオブまたはチタンから
なる群から選ばれる１種があげられ、焼結体または箔の
形状で用いられる。
【００１２】本発明の固体電解コンデンサは、用いる陽
極弁作用金属の種類、形状により、チップ型または巻回
型のいずれとすることができる。
極弁作用金属の種類、形状により、チップ型または巻回
型のいずれとすることができる。
【００１３】例えば、上記陽極弁作用金属が、エッチド
アルミニウム箔の場合には、化成皮膜を形成したエッチ
ドアルミニウム箔と、対向陰極箔とを、セパレータを介
して巻回させて、コンデンサ素子として用い、巻回型コ
ンデンサとすることができる。
アルミニウム箔の場合には、化成皮膜を形成したエッチ
ドアルミニウム箔と、対向陰極箔とを、セパレータを介
して巻回させて、コンデンサ素子として用い、巻回型コ
ンデンサとすることができる。
【００１４】本発明の固体電解コンデンサは、以下の方
法により製造される。なお、本発明は、以下の製造方法
により、なんら限定されない。
法により製造される。なお、本発明は、以下の製造方法
により、なんら限定されない。
【００１５】本発明の固体電解コンデンサの製造方法の
第１態様は、化成皮膜を形成した陽極弁作用金属を、脱
ドープされたポリアニリンを含有する溶液及びドーパン
トを含有する溶液中に、順次、浸漬、乾燥させて、導電
性のポリアニリン層を形成させ、ついで、３，４−エチ
レンジオキシチオフェンモノマーを化学酸化重合して、
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層を形成
し、導電性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレ
ンジオキシチオフェン）層からなる固体電解質を形成さ
せるものである。
第１態様は、化成皮膜を形成した陽極弁作用金属を、脱
ドープされたポリアニリンを含有する溶液及びドーパン
トを含有する溶液中に、順次、浸漬、乾燥させて、導電
性のポリアニリン層を形成させ、ついで、３，４−エチ
レンジオキシチオフェンモノマーを化学酸化重合して、
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層を形成
し、導電性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレ
ンジオキシチオフェン）層からなる固体電解質を形成さ
せるものである。
【００１６】本発明の製造方法の第１態様の一例とし
て、陽極弁作用金属として、タンタル焼結体を用いたチ
ップ型コンデンサの場合について、以下に説明する。
て、陽極弁作用金属として、タンタル焼結体を用いたチ
ップ型コンデンサの場合について、以下に説明する。
【００１７】まず、粉末焼結したタンタル弁作用金属多
孔体を陽極とし、アジピン酸アンモニウム水溶液等中
で、電解酸化により、化成処理して、化成皮膜を形成し
たタンタル焼結体とする。
孔体を陽極とし、アジピン酸アンモニウム水溶液等中
で、電解酸化により、化成処理して、化成皮膜を形成し
たタンタル焼結体とする。
【００１８】次に、上記タンタル焼結体を、脱ドープさ
れたポリアニリンを含有する溶液に、浸漬、乾燥させ、
ついで、ドーパントを含有する溶液中に、浸漬、乾燥さ
せて、導電性のポリアニリン層を形成させる。
れたポリアニリンを含有する溶液に、浸漬、乾燥させ、
ついで、ドーパントを含有する溶液中に、浸漬、乾燥さ
せて、導電性のポリアニリン層を形成させる。
【００１９】本発明に用いられる脱ドープされたポリア
ニリンを含有する溶液は、例えば、シンサティックメタ
ル誌（第１８巻、第２８５頁）に示された方法に準じて
調製した、脱ドープ、または脱ドープ後に還元処理され
たポリアニリンを、Ｎ−メチルピロリドン（以下、「Ｎ
ＭＰ」と記す）等の有機溶媒に溶解させたものである。
ニリンを含有する溶液は、例えば、シンサティックメタ
ル誌（第１８巻、第２８５頁）に示された方法に準じて
調製した、脱ドープ、または脱ドープ後に還元処理され
たポリアニリンを、Ｎ−メチルピロリドン（以下、「Ｎ
ＭＰ」と記す）等の有機溶媒に溶解させたものである。
【００２０】一般に、脱ドープされたポリアニリンとド
ーパントとを、同一溶液中で混合させた場合、ドーピン
グ反応により、不溶性の導電性のポリアニリンが沈殿す
る。このため、本発明の製造方法の第１態様では、脱ド
ープされたポリアニリンを含有する溶液及びドーパント
を含有する溶液を、別々に調合した後、コンデンサ素子
を、脱ドープされたポリアニリンを含有する溶液及びド
ーパントを含有する溶液に、順次、浸漬、乾燥させて、
導電性のポリアニリン層を形成させる。
ーパントとを、同一溶液中で混合させた場合、ドーピン
グ反応により、不溶性の導電性のポリアニリンが沈殿す
る。このため、本発明の製造方法の第１態様では、脱ド
ープされたポリアニリンを含有する溶液及びドーパント
を含有する溶液を、別々に調合した後、コンデンサ素子
を、脱ドープされたポリアニリンを含有する溶液及びド
ーパントを含有する溶液に、順次、浸漬、乾燥させて、
導電性のポリアニリン層を形成させる。
【００２１】次に、ブタノールに、３，４−エチレンジ
オキシチオフェン及びパラトルエンスルホン酸第二鉄を
溶解させた溶液中に、上記陽極弁作用金属を浸漬した
後、加熱、乾燥し、化学酸化重合させて、ポリ（３，４
−エチレンジオキシチオフェン）層を形成させて、導電
性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオキ
シチオフェン）層からなる固体電解質を形成させたタン
タル焼結体コンデンサ素子を得る。
オキシチオフェン及びパラトルエンスルホン酸第二鉄を
溶解させた溶液中に、上記陽極弁作用金属を浸漬した
後、加熱、乾燥し、化学酸化重合させて、ポリ（３，４
−エチレンジオキシチオフェン）層を形成させて、導電
性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオキ
シチオフェン）層からなる固体電解質を形成させたタン
タル焼結体コンデンサ素子を得る。
【００２２】次に、上記コンデンサ素子上に、カーボン
ペースト及び銀ペーストを塗布して、加熱、乾燥し、カ
ーボン層及び銀層を形成して、陰極層を形成させる。つ
いで、陽極リード部に、溶接等により陽極引出し端子
を、陰極リード部に、導電性ペースト等により陰極引出
し端子を取り付ける。
ペースト及び銀ペーストを塗布して、加熱、乾燥し、カ
ーボン層及び銀層を形成して、陰極層を形成させる。つ
いで、陽極リード部に、溶接等により陽極引出し端子
を、陰極リード部に、導電性ペースト等により陰極引出
し端子を取り付ける。
【００２３】以下、公知の方法により、エポキシ樹脂等
を用いて、該コンデンサ素子を封止し、電圧を印加し
て、エージング等を行い、本発明の固体電解コンデンサ
を完成する。
を用いて、該コンデンサ素子を封止し、電圧を印加し
て、エージング等を行い、本発明の固体電解コンデンサ
を完成する。
【００２４】次に、本発明の固体電解コンデンサの製造
方法の第２態様は、化成皮膜を形成した陽極弁作用金属
を、脱ドープされたポリアニリンとドーパントである有
機カルボン酸とを含有する溶液中に、浸漬、乾燥させ
て、導電性のポリアニリン層を形成させ、ついで、３，
４−エチレンジオキシチオフェンを化学酸化重合して、
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層を形成
し、導電性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレ
ンジオキシチオフェン）層からなる固体電解質を形成さ
せるものである。
方法の第２態様は、化成皮膜を形成した陽極弁作用金属
を、脱ドープされたポリアニリンとドーパントである有
機カルボン酸とを含有する溶液中に、浸漬、乾燥させ
て、導電性のポリアニリン層を形成させ、ついで、３，
４−エチレンジオキシチオフェンを化学酸化重合して、
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層を形成
し、導電性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレ
ンジオキシチオフェン）層からなる固体電解質を形成さ
せるものである。
【００２５】本発明の製造方法の第２態様は、水溶液中
でのｐＫａ値が２．５〜４である有機カルボン酸をドー
パントとして用いた場合、脱ドープされたポリアニリン
と該有機カルボン酸とを、同一溶液中で混合しても、ド
ーピング反応が生じず、沈澱が形成せず安定な溶液とな
るという知見に基く。
でのｐＫａ値が２．５〜４である有機カルボン酸をドー
パントとして用いた場合、脱ドープされたポリアニリン
と該有機カルボン酸とを、同一溶液中で混合しても、ド
ーピング反応が生じず、沈澱が形成せず安定な溶液とな
るという知見に基く。
【００２６】本発明の製造方法の第２態様の一例とし
て、陽極弁作用金属として、エッチドアルミニウム箔を
用いた巻回型コンデンサの場合について、以下に説明す
る。
て、陽極弁作用金属として、エッチドアルミニウム箔を
用いた巻回型コンデンサの場合について、以下に説明す
る。
【００２７】まず、アルミニウム箔の表面を、エッチン
グし、粗面化させて、エッチドアルミニウム箔とした
後、陽極リードを、溶接等により接続させる。次に、ア
ジピン酸アンモニウム水溶液等中、電解酸化により、化
成処理して、化成皮膜を形成したエッチドアルミニウム
箔とする。
グし、粗面化させて、エッチドアルミニウム箔とした
後、陽極リードを、溶接等により接続させる。次に、ア
ジピン酸アンモニウム水溶液等中、電解酸化により、化
成処理して、化成皮膜を形成したエッチドアルミニウム
箔とする。
【００２８】陽極リードを、溶接等により接続させた対
向アルミニウム陰極と、上記アルミニウム箔とを、マニ
ラ紙等をセパレータとして、巻回した後、熱処理して、
コンデンサ素子を準備する。
向アルミニウム陰極と、上記アルミニウム箔とを、マニ
ラ紙等をセパレータとして、巻回した後、熱処理して、
コンデンサ素子を準備する。
【００２９】上記コンデンサ素子を、脱ドープされたポ
リアニリンと、水溶液中のｐＫａ値が２．５〜４である
有機カルボン酸とを含有する溶液中に、浸漬、乾燥させ
て、導電性のポリアニリン層を形成させる。
リアニリンと、水溶液中のｐＫａ値が２．５〜４である
有機カルボン酸とを含有する溶液中に、浸漬、乾燥させ
て、導電性のポリアニリン層を形成させる。
【００３０】水溶液中でのｐＫａ値が２．５〜４である
有機カルボン酸としては、マロン酸、フタル酸、フマル
酸、クエン酸等があげられる。
有機カルボン酸としては、マロン酸、フタル酸、フマル
酸、クエン酸等があげられる。
【００３１】上記カルボン酸は、穏和な有機酸であり、
また化成皮膜の欠陥部の修復能を有しているので、化成
皮膜をほとんど損傷することなく、耐電圧を向上させる
という本発明の目的に最適である。
また化成皮膜の欠陥部の修復能を有しているので、化成
皮膜をほとんど損傷することなく、耐電圧を向上させる
という本発明の目的に最適である。
【００３２】次に、導電性のポリアニリン層を形成させ
たコンデンサ素子を、３，４−エチレンジオキシチオフ
ェンとパラトルエンスルホン酸第二鉄とを溶解させたブ
タノール溶液中に、浸漬した後、加熱、乾燥して、化学
酸化重合によるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフ
ェン）層を形成させて、導電性のポリアニリン層及びポ
リ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層からなる
固体電解質を形成させたコンデンサ素子を得る。
たコンデンサ素子を、３，４−エチレンジオキシチオフ
ェンとパラトルエンスルホン酸第二鉄とを溶解させたブ
タノール溶液中に、浸漬した後、加熱、乾燥して、化学
酸化重合によるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフ
ェン）層を形成させて、導電性のポリアニリン層及びポ
リ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層からなる
固体電解質を形成させたコンデンサ素子を得る。
【００３３】以下、上記コンデンサ素子を、アルミ製ケ
ースに入れ、以下、公知の方法により、エポキシ樹脂等
を用いて、該ケースを封口し、電圧を印加して、エージ
ング等を行い、本発明の固体電解コンデンサを完成す
る。
ースに入れ、以下、公知の方法により、エポキシ樹脂等
を用いて、該ケースを封口し、電圧を印加して、エージ
ング等を行い、本発明の固体電解コンデンサを完成す
る。
【００３４】本発明の製造方法の第２態様では、水溶液
中でのｐＫａ値が２．５〜４である有機カルボン酸を、
ドーパントとして用いることにより、脱ドープされたポ
リアニリンと有機カルボン酸とを含有する溶液中に、コ
ンデンサ素子を、一回浸漬させるだけで、導電性のポリ
アニリン層を形成することができ、工程を簡略化するこ
とができ、作業性、経済性が、特に優れている。
中でのｐＫａ値が２．５〜４である有機カルボン酸を、
ドーパントとして用いることにより、脱ドープされたポ
リアニリンと有機カルボン酸とを含有する溶液中に、コ
ンデンサ素子を、一回浸漬させるだけで、導電性のポリ
アニリン層を形成することができ、工程を簡略化するこ
とができ、作業性、経済性が、特に優れている。
【００３５】本発明の製造方法では、化成皮膜が、予め
形成させた導電性のポリアニリン層で保護されているの
で、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）の化
学酸化重合の際、化成皮膜を損傷し難い。したがって、
本発明のコンデンサは、化成皮膜上に、ポリ（３，４−
エチレンジオキシチオフェン）を、直接化学酸化重合さ
せた、従来のコンデンサと比べ、優れた耐電圧性を有し
ている。
形成させた導電性のポリアニリン層で保護されているの
で、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）の化
学酸化重合の際、化成皮膜を損傷し難い。したがって、
本発明のコンデンサは、化成皮膜上に、ポリ（３，４−
エチレンジオキシチオフェン）を、直接化学酸化重合さ
せた、従来のコンデンサと比べ、優れた耐電圧性を有し
ている。
【００３６】本発明の固体電解コンデンサは、簡便な工
程で製造することができ、かつ、ポリ（３，４−エチレ
ンジオキシチオフェン）層を固体電解質とする、従来の
コンデンサと比べ、化成皮膜を損傷することなく、耐電
圧性に優れたコンデンサを得ることができる。
程で製造することができ、かつ、ポリ（３，４−エチレ
ンジオキシチオフェン）層を固体電解質とする、従来の
コンデンサと比べ、化成皮膜を損傷することなく、耐電
圧性に優れたコンデンサを得ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を、実施
例に基き、説明する。実施例中、「％」は「質量％」を
表す。なお、本発明は、実施例により、なんら限定され
ない。
例に基き、説明する。実施例中、「％」は「質量％」を
表す。なお、本発明は、実施例により、なんら限定され
ない。
【００３８】実施例１
陽極弁作用金属として、表面をエッチングし、粗面化し
たエッチドアルミニウム箔（縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ）
を用い、該箔に、陽極リードを溶接させた後、アジピン
酸アンモニウム１０％水溶液中、電圧４５Ｖで化成処理
して、表面に化成皮膜を形成したエッチドアルミニウム
箔のコンデンサ素子を準備した。
たエッチドアルミニウム箔（縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ）
を用い、該箔に、陽極リードを溶接させた後、アジピン
酸アンモニウム１０％水溶液中、電圧４５Ｖで化成処理
して、表面に化成皮膜を形成したエッチドアルミニウム
箔のコンデンサ素子を準備した。
【００３９】また、アニリン４．７ｇ及び濃硫酸９．８
ｇを含有する水溶液に、過硫酸アンモニウム１１．４ｇ
を含有する水溶液を滴下させ、生成した沈殿を、ろ別、
乾燥させて、導電性のポリアニリンの黒色粉末を得た。
次に、アンモニア水５０ｍｌ中に、該粉末４ｇ及びヒド
ラジン１水和物４ｇを入れ、攪拌した後、ろ別、乾燥さ
せて、脱ドープされたポリアニリンの黒色粉末を得た。
ついで、ＮＭＰ５０％及びブタノール５０％の溶液に、
所定量の脱ドープされたポリアニリンを溶解させて、脱
ドープされたポリアニリン０．３％のＮＭＰ−ブタノー
ル溶液を得た。
ｇを含有する水溶液に、過硫酸アンモニウム１１．４ｇ
を含有する水溶液を滴下させ、生成した沈殿を、ろ別、
乾燥させて、導電性のポリアニリンの黒色粉末を得た。
次に、アンモニア水５０ｍｌ中に、該粉末４ｇ及びヒド
ラジン１水和物４ｇを入れ、攪拌した後、ろ別、乾燥さ
せて、脱ドープされたポリアニリンの黒色粉末を得た。
ついで、ＮＭＰ５０％及びブタノール５０％の溶液に、
所定量の脱ドープされたポリアニリンを溶解させて、脱
ドープされたポリアニリン０．３％のＮＭＰ−ブタノー
ル溶液を得た。
【００４０】脱ドープされたポリアニリン０．３％のＮ
ＭＰ−ブタノール溶液中に、先に準備したコンデンサ素
子を、１分間、浸漬した後、温度１００℃で５分間、乾
燥した。ついで、ドーパントであるパラトルエンスルホ
ン酸０．５％エタノール溶液中に、３分間、浸漬した
後、温度１００℃で５分間、乾燥させて、導電性のポリ
アニリン層を形成させたコンデンサ素子を得た。
ＭＰ−ブタノール溶液中に、先に準備したコンデンサ素
子を、１分間、浸漬した後、温度１００℃で５分間、乾
燥した。ついで、ドーパントであるパラトルエンスルホ
ン酸０．５％エタノール溶液中に、３分間、浸漬した
後、温度１００℃で５分間、乾燥させて、導電性のポリ
アニリン層を形成させたコンデンサ素子を得た。
【００４１】次に、上記コンデンサ素子を、３，４−エ
チレンジオキチオフェン１０％メタノール溶液中に、１
分間、浸漬し、ついで、パラトルエンスルホン酸第二鉄
１０％水溶液中に、５分間、浸漬した後、温度１５０℃
で３０分間、熱処理した。該操作を、１０回、繰返し
て、ポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層を形
成させて、化成皮膜上に、導電性のポリアニリン層及び
ポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層からなる
固体電解質を形成させた。
チレンジオキチオフェン１０％メタノール溶液中に、１
分間、浸漬し、ついで、パラトルエンスルホン酸第二鉄
１０％水溶液中に、５分間、浸漬した後、温度１５０℃
で３０分間、熱処理した。該操作を、１０回、繰返し
て、ポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層を形
成させて、化成皮膜上に、導電性のポリアニリン層及び
ポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層からなる
固体電解質を形成させた。
【００４２】ついで、コロイダルカーボン及び銀ペース
トを塗布して、加熱、乾燥し、陰極層を形成した。次
に、陽極リード部に、溶接等により陽極引出し端子を、
陰極リード部に、導電性ペースト等により陰極引出し端
子を取り付けた。
トを塗布して、加熱、乾燥し、陰極層を形成した。次
に、陽極リード部に、溶接等により陽極引出し端子を、
陰極リード部に、導電性ペースト等により陰極引出し端
子を取り付けた。
【００４３】その後、エポキシ樹脂でモールドし、コン
デンサ素子を封止した後、電圧２０Ｖを印加し、エージ
ングして、固体電解コンデンサ（定格電圧１６Ｖ×定格
静電容量１０μＦ）を完成した。
デンサ素子を封止した後、電圧２０Ｖを印加し、エージ
ングして、固体電解コンデンサ（定格電圧１６Ｖ×定格
静電容量１０μＦ）を完成した。
【００４４】完成したコンデンサの初期特性として、１
２０Ｈｚでの静電容量（以下「Ｃ」と記す。）、１２０
Ｈｚでの誘電損失（以下「ｔａｎδ」と記す。）、及び
１００ｋＨｚでの等価直列抵抗（以下「ＥＳＲ」と記
す。）を測定した。また、電圧０．５Ｖ／分で昇圧しな
がら印加し、化成皮膜が破壊される電圧を測定して、破
壊電圧とした。結果を表１に示す。
２０Ｈｚでの静電容量（以下「Ｃ」と記す。）、１２０
Ｈｚでの誘電損失（以下「ｔａｎδ」と記す。）、及び
１００ｋＨｚでの等価直列抵抗（以下「ＥＳＲ」と記
す。）を測定した。また、電圧０．５Ｖ／分で昇圧しな
がら印加し、化成皮膜が破壊される電圧を測定して、破
壊電圧とした。結果を表１に示す。
【００４５】実施例２
実施例１において、実施例１の脱ドープされたポリアニ
リン０．３％のＮＭＰ−ブタノール溶液の代りに、ＮＭ
Ｐに、脱ドープされたポリアニリン及びクエン酸（ｐＫ
ａ２．８７）の所定量を溶解させて調製した、脱ドープ
されたポリアニリン０．３％−クエン酸０．２％のＮＭ
Ｐ溶液中に、実施例１と同様にして準備したコンデンサ
素子を、１分間、浸漬した後、温度１００℃で５分間、
乾燥し、導電性のポリアニリン層を形成させた。
リン０．３％のＮＭＰ−ブタノール溶液の代りに、ＮＭ
Ｐに、脱ドープされたポリアニリン及びクエン酸（ｐＫ
ａ２．８７）の所定量を溶解させて調製した、脱ドープ
されたポリアニリン０．３％−クエン酸０．２％のＮＭ
Ｐ溶液中に、実施例１と同様にして準備したコンデンサ
素子を、１分間、浸漬した後、温度１００℃で５分間、
乾燥し、導電性のポリアニリン層を形成させた。
【００４６】ついで、実施例１と同様にして、ポリ
（３，４−エチレンジオキチオフェン）層を形成させ、
以下、実施例１と同様にして、導電性のポリアニリン層
及びポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層を固
体電解質とする固体電解コンデンサ（定格電圧１６Ｖ×
定格静電容量１０μＦ）を完成した。
（３，４−エチレンジオキチオフェン）層を形成させ、
以下、実施例１と同様にして、導電性のポリアニリン層
及びポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層を固
体電解質とする固体電解コンデンサ（定格電圧１６Ｖ×
定格静電容量１０μＦ）を完成した。
【００４７】完成したコンデンサについて、実施例１と
同様にして、初期特性及び破壊電圧を測定した。結果を
表１に示す。
同様にして、初期特性及び破壊電圧を測定した。結果を
表１に示す。
【００４８】実施例３
陽極弁作用金属として、表面をエッチングして粗面化さ
せたエッチドアルミニウム箔を用い、該箔に、陽極リー
ドを、カシメ付けにより接続させた後、アジピン酸アン
モニウム１０％水溶液中、電圧４５Ｖで化成処理して、
表面に化成皮膜を形成した陽極箔を得た。次に、陰極リ
ードを溶接させた対向アルミニウム箔と、該陽極箔との
間に、厚さ５０μｍのマニラ紙をセパレータとして挟
み、円筒状に巻き取り、ついで、温度４００℃で３０分
間、熱処理して、マニラ紙を炭化させ、コンデンサ素子
を準備した。
せたエッチドアルミニウム箔を用い、該箔に、陽極リー
ドを、カシメ付けにより接続させた後、アジピン酸アン
モニウム１０％水溶液中、電圧４５Ｖで化成処理して、
表面に化成皮膜を形成した陽極箔を得た。次に、陰極リ
ードを溶接させた対向アルミニウム箔と、該陽極箔との
間に、厚さ５０μｍのマニラ紙をセパレータとして挟
み、円筒状に巻き取り、ついで、温度４００℃で３０分
間、熱処理して、マニラ紙を炭化させ、コンデンサ素子
を準備した。
【００４９】次に、実施例２と同様の、脱ドープされた
ポリアニリン０．３％−クエン酸０．２％のＮＭＰ溶液
中に、先に準備したコンデンサ素子を、１分間、浸漬し
た後、温度１００℃で５分間、乾燥し、導電性のポリア
ニリン層を形成させた。
ポリアニリン０．３％−クエン酸０．２％のＮＭＰ溶液
中に、先に準備したコンデンサ素子を、１分間、浸漬し
た後、温度１００℃で５分間、乾燥し、導電性のポリア
ニリン層を形成させた。
【００５０】次に、導電性のポリアニリン層を形成した
コンデンサ素子を、３，４−エチレンジオキチオフェン
５％メタノール溶液中に、１分間、浸漬し、ついで、パ
ラトルエンスルホン酸第二鉄１０％水溶液中に、５分
間、浸漬した後、温度１００℃で２時間、熱処理した。
該操作を、５回、繰返して、ポリ（３，４−エチレンジ
オキチオフェン）層を形成させ、導電性のポリアニリン
層及びポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層か
らなる固体電解質を形成させたコンデンサ素子を得た。
コンデンサ素子を、３，４−エチレンジオキチオフェン
５％メタノール溶液中に、１分間、浸漬し、ついで、パ
ラトルエンスルホン酸第二鉄１０％水溶液中に、５分
間、浸漬した後、温度１００℃で２時間、熱処理した。
該操作を、５回、繰返して、ポリ（３，４−エチレンジ
オキチオフェン）層を形成させ、導電性のポリアニリン
層及びポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層か
らなる固体電解質を形成させたコンデンサ素子を得た。
【００５１】次に、有底円筒状のアルミニウム製ケース
（直径６ｍｍφ×高さ７ｍｍ）に、上記コンデンサ素子
を入れ、エポキシ樹脂を用いて、該ケースを封口した
後、電圧１６Ｖを印加して、エージングし、導電性のポ
リアニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオキチオフ
ェン）層を固体電解質とする固体電解コンデンサ（定格
電圧１６Ｖ×定格静電容量２２μＦ）を完成した。
（直径６ｍｍφ×高さ７ｍｍ）に、上記コンデンサ素子
を入れ、エポキシ樹脂を用いて、該ケースを封口した
後、電圧１６Ｖを印加して、エージングし、導電性のポ
リアニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオキチオフ
ェン）層を固体電解質とする固体電解コンデンサ（定格
電圧１６Ｖ×定格静電容量２２μＦ）を完成した。
【００５２】完成したコンデンサについて、実施例１と
同様にして、初期特性及び破壊電圧を測定した。結果を
表１に示す。
同様にして、初期特性及び破壊電圧を測定した。結果を
表１に示す。
【００５３】比較例１
実施例１において、化成皮膜上に、導電性のポリアニリ
ン層を形成させず、ポリ（３，４−エチレンジオキチオ
フェン）層のみを形成させた以外は、実施例１と同様に
して、ポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層を
固体電解質とする固体電解コンデンサ（定格電圧１６Ｖ
×定格静電容量１０μＦ）を完成した。
ン層を形成させず、ポリ（３，４−エチレンジオキチオ
フェン）層のみを形成させた以外は、実施例１と同様に
して、ポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層を
固体電解質とする固体電解コンデンサ（定格電圧１６Ｖ
×定格静電容量１０μＦ）を完成した。
【００５４】完成したコンデンサについて、実施例１と
同様にして、初期特性及び破壊電圧を測定した。結果を
表２に示す。
同様にして、初期特性及び破壊電圧を測定した。結果を
表２に示す。
【００５５】比較例２
実施例３において、化成皮膜上に、導電性のポリアニリ
ン層を形成させず、ポリ（３，４−エチレンジオキチオ
フェン）層のみを形成させた以外は、実施例３と同様に
して、ポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層を
固体電解質とする固体電解コンデンサ（定格電圧１６Ｖ
×定格静電容量２２μＦ）を完成した。
ン層を形成させず、ポリ（３，４−エチレンジオキチオ
フェン）層のみを形成させた以外は、実施例３と同様に
して、ポリ（３，４−エチレンジオキチオフェン）層を
固体電解質とする固体電解コンデンサ（定格電圧１６Ｖ
×定格静電容量２２μＦ）を完成した。
【００５６】完成したコンデンサについて、実施例１と
同様にして、初期特性及び破壊電圧を測定した。結果を
表２に示す。
同様にして、初期特性及び破壊電圧を測定した。結果を
表２に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】表１に示されるように、化成皮膜上に、ポ
リ（３，４−エチレンジオキチオフェン）を直接化学酸
化重合させた、従来の固体電解コンデンサ（比較例１，
２）は、破壊電圧が低く、信頼性に劣るのに対し、導電
性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオキ
チオフェン）層を固体電解質とする、本発明の固体電解
コンデンサ（実施例１〜３）は、破壊電圧が高く、信頼
性に優れていることがわかる。
リ（３，４−エチレンジオキチオフェン）を直接化学酸
化重合させた、従来の固体電解コンデンサ（比較例１，
２）は、破壊電圧が低く、信頼性に劣るのに対し、導電
性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレンジオキ
チオフェン）層を固体電解質とする、本発明の固体電解
コンデンサ（実施例１〜３）は、破壊電圧が高く、信頼
性に優れていることがわかる。
【００５９】
【発明の効果】本発明の固体電解コンデンサは、簡便な
工程で製造することができ、かつ、ポリ（３，４−エチ
レンジオキシチオフェン）層のみを固体電解質とする、
従来のコンデンサと比べ、化成皮膜が損傷することな
く、耐電圧が高く、信頼性に優れている。
工程で製造することができ、かつ、ポリ（３，４−エチ
レンジオキシチオフェン）層のみを固体電解質とする、
従来のコンデンサと比べ、化成皮膜が損傷することな
く、耐電圧が高く、信頼性に優れている。
【００６０】本発明の製造方法では、化成皮膜が、予め
形成させた導電性のポリアニリン層で保護されているの
で、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）の化
学酸化重合の際、化成皮膜を損傷し難い。
形成させた導電性のポリアニリン層で保護されているの
で、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）の化
学酸化重合の際、化成皮膜を損傷し難い。
【００６１】本発明の製造方法では、化成皮膜上に、浸
漬、乾燥の簡単な操作により、導電性のポリアニリン層
を形成させた後、化学酸化重合によりポリ（３，４−エ
チレンジオキチオフェン）層を形成させるだけで、コン
デンサを作製することができ、簡便な方法により、耐電
圧性の優れたコンデンサを得ることができる。
漬、乾燥の簡単な操作により、導電性のポリアニリン層
を形成させた後、化学酸化重合によりポリ（３，４−エ
チレンジオキチオフェン）層を形成させるだけで、コン
デンサを作製することができ、簡便な方法により、耐電
圧性の優れたコンデンサを得ることができる。
【００６２】本発明の製造方法では、水溶液中でのｐＫ
ａ値が２．５〜４である有機カルボン酸を、ドーパント
として用いることにより、脱ドープされたポリアニリン
と有機カルボン酸とを含有する溶液中に、コンデンサ素
子を、一回浸漬させるだけで、導電性のポリアニリン層
を形成することができ、工程を簡略化することができ、
作業性、経済性が、特に優れている。
ａ値が２．５〜４である有機カルボン酸を、ドーパント
として用いることにより、脱ドープされたポリアニリン
と有機カルボン酸とを含有する溶液中に、コンデンサ素
子を、一回浸漬させるだけで、導電性のポリアニリン層
を形成することができ、工程を簡略化することができ、
作業性、経済性が、特に優れている。
【００６３】また、水溶液中でのｐＫａ値が２．５〜４
である有機カルボン酸を、ドーパントとして用いた場
合、該カルボン酸は、穏和な有機酸であり、また化成皮
膜の欠陥部の修復能を有しているので、化成皮膜をほと
んど損傷することなく、耐電圧を向上させるのに最適で
ある。
である有機カルボン酸を、ドーパントとして用いた場
合、該カルボン酸は、穏和な有機酸であり、また化成皮
膜の欠陥部の修復能を有しているので、化成皮膜をほと
んど損傷することなく、耐電圧を向上させるのに最適で
ある。
Claims (8)
- 【請求項１】 化成皮膜を形成した陽極弁作用金属上に
固体電解質を形成させてなる固体電解コンデンサにおい
て、該化成皮膜上に、導電性のポリアニリン層及びポリ
（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層からなる固
体電解質が形成されてなることを特徴とする固体電解コ
ンデンサ。 - 【請求項２】 陽極弁作用金属が、アルミニウム、タン
タル、ニオブまたはチタンからなる群から選ばれる１種
であることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コン
デンサ。 - 【請求項３】 陽極弁作用金属が、エッチドアルミニウ
ム箔であり、かつ陽極弁作用金属と、対向陰極箔とが、
セパレータを介して、巻回されてなることを特徴とする
請求項１に記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項４】 化成皮膜を形成した陽極弁作用金属を、
脱ドープされたポリアニリンを含有する溶液及びドーパ
ントを含有する溶液中に、順次、浸漬、乾燥させて、導
電性のポリアニリン層を形成させ、ついで、３，４−エ
チレンジオキシチオフェンを化学酸化重合して、ポリ
（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層を形成し、
導電性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレンジ
オキシチオフェン）層からなる固体電解質を形成させる
ことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項５】 化成皮膜を形成した陽極弁作用金属を、
脱ドープされたポリアニリンとドーパントである有機カ
ルボン酸とを含有する溶液中に、浸漬、乾燥させて、導
電性のポリアニリン層を形成させ、ついで、３，４−エ
チレンジオキシチオフェンを化学酸化重合して、ポリ
（３，４−エチレンジオキシチオフェン）層を形成し、
導電性のポリアニリン層及びポリ（３，４−エチレンジ
オキシチオフェン）層からなる固体電解質を形成させる
ことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項６】 陽極弁作用金属が、アルミニウム、タン
タル、ニオブまたはチタンからなる群から選ばれる１種
であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載
の固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項７】 陽極弁作用金属が、エッチドアルミニウ
ム箔であり、かつ陽極弁作用金属と、対向陰極箔とを、
セパレータを介して巻回させることを特徴とする請求項
４または請求項５に記載の固体電解コンデンサの製造方
法。 - 【請求項８】 有機カルボン酸の水溶液中のｐＫａ値
が、２．５〜４であることを特徴とする請求項５〜請求
項７のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001369508A JP2003168631A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2001369508A JP2003168631A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003168631A true JP2003168631A (ja) | 2003-06-13 |
Family
ID=19178887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001369508A Pending JP2003168631A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003168631A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014007401A (ja) * | 2012-05-31 | 2014-01-16 | Japan Carlit Co Ltd | 固体電解コンデンサ製造用導電性高分子分散液及びそれを用いて作製した固体電解コンデンサ |
| JP2015046633A (ja) * | 2005-09-13 | 2015-03-12 | ハー．ツェー．スタルク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＨ．Ｃ． Ｓｔａｒｃｋ ＧｍｂＨ | 高公称電圧を有する電解質キャパシタを製造する方法 |
-
2001
- 2001-12-04 JP JP2001369508A patent/JP2003168631A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015046633A (ja) * | 2005-09-13 | 2015-03-12 | ハー．ツェー．スタルク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＨ．Ｃ． Ｓｔａｒｃｋ ＧｍｂＨ | 高公称電圧を有する電解質キャパシタを製造する方法 |
| JP2014007401A (ja) * | 2012-05-31 | 2014-01-16 | Japan Carlit Co Ltd | 固体電解コンデンサ製造用導電性高分子分散液及びそれを用いて作製した固体電解コンデンサ |
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