JP2003297687A - Method for producing solid electrolytic capacitor - Google Patents

Method for producing solid electrolytic capacitor

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JP2003297687A
JP2003297687A JP2002097855A JP2002097855A JP2003297687A JP 2003297687 A JP2003297687 A JP 2003297687A JP 2002097855 A JP2002097855 A JP 2002097855A JP 2002097855 A JP2002097855 A JP 2002097855A JP 2003297687 A JP2003297687 A JP 2003297687A
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JP
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solid electrolytic
electrolytic capacitor
solution
conductive polymer
temperature
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JP2002097855A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Tanno
修一 丹野
Akira Sakuyama
亮 佐久山
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Nippon Chemi Con Corp
Original Assignee
Nippon Chemi Con Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid electrolytic capacitor exhibiting excellent moisture resistance. <P>SOLUTION: A capacitor element having a dielectric oxide film formed on the surface of a valve action metal basic body becoming an anode is immersed into solution of polymerizable monomer, e.g. 3,4-ethylene dioxythiophene, and then immersed into aqueous solution of oxidizing agent in the temperature range of 0°C-20≤ for 30 min or longer thus forming a conductive polymer layer on the surface of the dielectric oxide film through chemical polymerization of the polymerizable monomer. Since the temperature of the aqueous solution of oxidizing agent is low, reaction rate of polymerization is controlled and since a compact conductive polymer layer is formed on the dielectric oxide film of the capacitor element, a low ESR solid electrolytic capacitor can be realized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】この発明は導電性高分子を固
体電解質として用いた固体電解コンデンサの製造方法に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer as a solid electrolyte.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、低ESR化を目的として導電性高
分子を固体電解質として用いる固体電解コンデンサが実
用化されている。一般に、これら導電性高分子として
は、ポリチオフェン,ポリピロール又はポリアニリンや
それらの誘導体等があり、中でもポリチオフェンとその
誘導体は、ポリピロール又はポリアニリンやそれらの誘
導体と比較して、導電率が高く熱安定性が特に優れてい
ることから近年注目されており、ポリチオフェンを固体
電解質として用いた固体電解コンデンサとして特開平2
−15611号公報等に開示されているものがある。
2. Description of the Related Art In recent years, solid electrolytic capacitors using a conductive polymer as a solid electrolyte have been put into practical use for the purpose of lowering ESR. Generally, as these conductive polymers, there are polythiophene, polypyrrole, polyaniline, and their derivatives. Among them, polythiophene and its derivatives have higher conductivity and higher thermal stability than polypyrrole, polyaniline, or their derivatives. Since it is particularly excellent, it has been attracting attention in recent years, and as a solid electrolytic capacitor using polythiophene as a solid electrolyte, it is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI-2.
-15611 and the like.

【0003】しかして、ポリチオフェンやその誘導体
は、化学酸化重合及び電解重合によって製作できるが、
電解重合手段を講じた場合、一個に数点の重合用電極を
取り付けることが必要であることと、導電性高分子が電
極上にフィルム状に形成されるため大量に製造すること
に困難性が伴う問題を抱えているのに対して、化学酸化
重合手段の場合は、そのような問題はなく、電解重合と
比較して大量の導電性高分子層を容易に得ることができ
ることは当業者の中では良く知られている。
Although polythiophene and its derivatives can be produced by chemical oxidative polymerization and electrolytic polymerization,
When electrolytic polymerization means is taken, it is necessary to attach several electrodes for polymerization to one piece, and it is difficult to mass-produce the conductive polymer because it is formed into a film on the electrode. In the case of the chemical oxidative polymerization means, there is no such problem, and a person skilled in the art can easily obtain a large amount of the conductive polymer layer as compared with electrolytic polymerization. Well known in the.

【0004】化学酸化重合を行う場合の酸化剤として
は、アルカリ金属、アンモニウム等の過硫酸塩、若しく
は、鉄(III)、銅(II)、クロム(VI)、セリ
ウム(IV)、ルテニウム(III)およびマンガン
(VII)等の遷移金属塩が用いられるが、安全な溶媒
として水が使用される場合、過硫酸アンモニウムを酸化
剤として用いることが多い。
As the oxidizer for the chemical oxidative polymerization, alkali metal, persulfate such as ammonium, iron (III), copper (II), chromium (VI), cerium (IV), ruthenium (III) are used. ) And manganese (VII), but when water is used as a safe solvent, ammonium persulfate is often used as the oxidant.

【0005】また、タンタル粉末等を焼結した形成した
焼結素体をコンデンサ素子として用いる場合には、素体
表面が平滑なため付着力が低く、形成した導電性高分子
層が剥離するおそれがある。このため、導電性高分子が
面状よりも粒子状に成長する酸化剤が選ばれ、このよう
な酸化剤として過硫酸塩の水溶液が知られており、この
ような効果の点でも過硫酸アンモニウム等の過硫酸イオ
ンを含む酸化剤は好適である。
When a sintered element body formed by sintering tantalum powder or the like is used as a capacitor element, the surface of the element body is smooth, so that the adhesive force is low and the formed conductive polymer layer may peel off. There is. Therefore, an oxidizing agent that allows the conductive polymer to grow in a particulate form rather than a planar form is selected, and an aqueous solution of persulfate is known as such an oxidizing agent. Oxidizing agents containing persulfate ions are preferred.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】導電性高分子を固体電
解質に用いた固体電解コンデンサは、従来の電解液を電
解質に用いた電解コンデンサや、二酸化マンガンを固体
電解質に用いた固体電解コンデンサに比べ、その等価直
列抵抗(ESR)は充分低いものではあるが、近年はさ
らなるESRの低減が求められている。
A solid electrolytic capacitor using a conductive polymer as a solid electrolyte is superior to a solid electrolytic capacitor using a conventional electrolytic solution as an electrolyte or a solid electrolytic capacitor using manganese dioxide as a solid electrolyte. Although its equivalent series resistance (ESR) is sufficiently low, in recent years, further reduction of ESR is required.

【0007】そこで、この発明はよりESRの低い固体
電解コンデンサが得られる製造方法について検討した結
果、完成するに至ったものである。
Therefore, the present invention has been completed as a result of studying a manufacturing method capable of obtaining a solid electrolytic capacitor having a lower ESR.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】陽極となる弁作用金属基
体の表面に誘電体酸化皮膜を形成したコンデンサ素子
を、重合性モノマー溶液と酸化剤溶液に順次浸漬し、前
記重合性モノマーの化学重合により、前記誘電体酸化皮
膜の表面に導電性高分子層を形成してなる固体電解コン
デンサの製造方法において、0℃以上20℃以下の酸化
剤溶液中に、コンデンサ素子を30分以上浸漬し、酸化
剤溶液中での化学重合反応により導電性高分子層を形成
することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A capacitor element having a dielectric oxide film formed on the surface of a valve-acting metal substrate serving as an anode is sequentially immersed in a polymerizable monomer solution and an oxidant solution to chemically polymerize the polymerizable monomer. Thus, in the method for producing a solid electrolytic capacitor in which a conductive polymer layer is formed on the surface of the dielectric oxide film, the capacitor element is immersed in an oxidant solution at 0 ° C. or higher and 20 ° C. or lower for 30 minutes or longer, It is characterized in that a conductive polymer layer is formed by a chemical polymerization reaction in an oxidant solution.

【0009】酸化剤溶液に浸漬した状態で、コンデンサ
素子に導電性高分子層を形成する際には、酸化剤溶液を
20℃以下にすると、完成した固体電解コンデンサのE
SRが低減する。この理由は必ずしも明らかではない
が、重合反応の速度が緩やかなものとなり、コンデンサ
素子の微細な構造の細部にまで緻密な導電性高分子が形
成され、誘電体酸化皮膜との界面での抵抗が低減するた
めと考えられる。また、0℃以下では重合反応がさらに
遅くなり、製造時間が長くなるため、実用的ではない。
なお、これらの温度範囲においては、固体電解コンデン
サの静電容量を確保するとともに低ESR化を図るに
は、30分以上の重合時間が必要である。30分未満の
時間では、固体電解コンデンサの電気的特性が悪化す
る。
When the conductive polymer layer is formed on the capacitor element while being immersed in the oxidant solution, if the oxidant solution is kept at 20 ° C. or lower, the E of the completed solid electrolytic capacitor will be obtained.
SR is reduced. The reason for this is not necessarily clear, but the polymerization reaction speed becomes slow, and a fine conductive polymer is formed even in the fine structure of the capacitor element, resulting in a resistance at the interface with the dielectric oxide film. It is thought to be for reduction. On the other hand, if the temperature is 0 ° C or lower, the polymerization reaction is further delayed and the production time becomes long, which is not practical.
In these temperature ranges, a polymerization time of 30 minutes or more is required to secure the electrostatic capacity of the solid electrolytic capacitor and achieve low ESR. If the time is less than 30 minutes, the electrical characteristics of the solid electrolytic capacitor deteriorate.

【0010】さらに、前記重合性モノマー溶液の温度
を、前記酸化剤溶液の温度以上としたことを特徴とす
る。
Further, the temperature of the polymerizable monomer solution is set to be equal to or higher than the temperature of the oxidizing agent solution.

【0011】重合性モノマー溶液は、低温になると粘性
が上昇し、コンデンサ素子の内部にまで充分に含浸する
のに時間がかかってしまう。そのため、重合性モノマー
の含浸は、酸化剤溶液の温度以上で行うと、含浸時間の
短縮化を図ることができる。
The viscosity of the polymerizable monomer solution increases at low temperatures, and it takes time to sufficiently impregnate the inside of the capacitor element. Therefore, if the impregnation of the polymerizable monomer is performed at the temperature of the oxidizing agent solution or higher, the impregnation time can be shortened.

【0012】前記重合性モノマーがチオフェン又はその
誘導体であると好適である。
It is preferable that the polymerizable monomer is thiophene or a derivative thereof.

【0013】チオフェンの誘導体としては次に掲げる構
造のものを例示できる、チオフェン又はその誘導体は、
ポリピロール又はポリアニリンと比較して、導電率が高
いとともに熱安定性が特に優れているため、低ESRで
耐熱特性に優れた固体電解コンデンサを得ることができ
る。
Examples of the thiophene derivative include those having the following structures. Thiophene or its derivative is
As compared with polypyrrole or polyaniline, the solid electrolytic capacitor has a high electric conductivity and particularly excellent thermal stability, and thus a solid electrolytic capacitor having low ESR and excellent heat resistance can be obtained.

【0014】[0014]

【化1】 XはOまたはS XがOのとき、Aはアルキレン、又はポリオキシアルキ
レン Xの少なくとも一方がSのとき、Aはアルキレン、ポリ
オキシアルキレン、置換アルキレン、置換ポリオキシア
ルキレン:ここで、置換基はアルキル基、アルケニル
基、アルコキシ基
[Chemical 1] X is O or S When X is O, A is alkylene, or polyoxyalkylene When at least one of X is S, A is alkylene, polyoxyalkylene, substituted alkylene, substituted polyoxyalkylene: where the substituent is Alkyl group, alkenyl group, alkoxy group

【0015】チオフェンの誘導体の中でも、3,4−エ
チレンジオキシチオフェンを用いると好適である。
Of the thiophene derivatives, 3,4-ethylenedioxythiophene is preferably used.

【0016】3,4−エチレンジオキシチオフェンは、
酸化剤と接触することで、緩やかな重合反応によってポ
リ−(3,4−エチレンジオキシチオフェン)を生成す
るため、3,4−エチレンジオキシチオフェンのモノマ
ー溶液を微細な構造を有するコンデンサ素子の内部にま
で浸透した状態で重合させることができる。この結果、
コンデンサ素子の内部にまで導電性高分子層を形成する
ことができるようになり、固体電解コンデンサの静電容
量の増大を図ることができる。
3,4-ethylenedioxythiophene is
Upon contact with an oxidant, poly- (3,4-ethylenedioxythiophene) is generated by a gradual polymerization reaction, so that a monomer solution of 3,4-ethylenedioxythiophene is used in a capacitor element having a fine structure. It is possible to polymerize while penetrating to the inside. As a result,
The conductive polymer layer can be formed even inside the capacitor element, and the capacitance of the solid electrolytic capacitor can be increased.

【0017】前記酸化剤溶液が過硫酸イオンを含む酸化
剤水溶液であると好適である。
It is preferable that the oxidant solution is an aqueous oxidant solution containing persulfate ions.

【0018】弁作用金属の微粉末を焼結させた焼結体を
コンデンサ素子として用いる固体電解コンデンサにおい
ては、導電性高分子が面状よりも粒子状に成長する酸化
剤が好ましく、このような酸化剤としては過硫酸塩の水
溶液を選択することができる
In a solid electrolytic capacitor in which a sintered body obtained by sintering fine powder of valve metal is used as a capacitor element, an oxidizer in which a conductive polymer grows in a particle shape rather than a planar shape is preferable. An aqueous solution of persulfate can be selected as the oxidizing agent

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次にこの発明の実施の形態につい
てより詳細に説明する。図1は固体電解コンデンサの内
部構造を示す断面図である。1はコンデンサ素子であ
り、タンタル微粉末を所定形状に成型するとともに、タ
ンタル線等の陽極導出線を埋設して、さらに焼結してタ
ンタル焼結体を得、さらにリン酸水溶液等に浸漬し、所
定電圧を印加してタンタル微粉末の表面に誘電体となる
陽極酸化皮膜を形成したものである。なお、焼結体はタ
ンタルに限らず、アルミニウム、ニオブ、チタン等の弁
作用金属を用いることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described in more detail. FIG. 1 is a sectional view showing the internal structure of a solid electrolytic capacitor. Reference numeral 1 is a capacitor element, which is formed by molding fine tantalum powder into a predetermined shape, embedding an anode lead wire such as tantalum wire, and further sintering to obtain a tantalum sintered body, which is further dipped in a phosphoric acid aqueous solution or the like. A predetermined voltage is applied to form an anodized film as a dielectric on the surface of the tantalum fine powder. The sintered body is not limited to tantalum, and valve metal such as aluminum, niobium, or titanium can be used.

【0020】2は、陽極酸化皮膜の上に形成された導電
性高分子層である。導電性高分子層は、3,4−エチレ
ンジオキシチオフェンを酸化重合して形成したものであ
る。
Reference numeral 2 is a conductive polymer layer formed on the anodized film. The conductive polymer layer is formed by oxidative polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene.

【0021】この重合工程は、まず所定溶媒で希釈した
モノマー溶液にコンデンサ素子を浸漬し、さらに過硫酸
イオンを含む酸化剤溶液に浸漬することを繰り返す工程
よりなる。
This polymerization step is a step in which the capacitor element is first dipped in a monomer solution diluted with a predetermined solvent, and then further dipped in an oxidant solution containing persulfate ions.

【0022】過硫酸イオンを含む酸化剤としては、水を
溶媒として過硫酸のアルカリ金属塩やアンモニウム塩を
溶解し、さらに硫酸を溶解した水溶液を用いることがで
きる。
As the oxidizing agent containing persulfate ion, an aqueous solution in which an alkali metal salt or ammonium salt of persulfate is dissolved in water as a solvent and further sulfuric acid is dissolved can be used.

【0023】この3,4−エチレンジオキシチオフェン
の重合性モノマー溶液は液温を25℃とし、コンデンサ
素子の浸漬時間は30秒とした。
The liquid temperature of the polymerizable monomer solution of 3,4-ethylenedioxythiophene was 25 ° C., and the immersion time of the capacitor element was 30 seconds.

【0024】また、酸化剤水溶液は液温を0℃以上20
℃以下の温度範囲とし、コンデンサ素子の浸漬時間を3
0分以上とした。
The oxidant aqueous solution has a liquid temperature of 0 ° C. or higher and 20
The temperature range is below ℃, and the immersion time of the capacitor element is 3
It was set to 0 minutes or more.

【0025】そして、コンデンサ素子に導電性高分子層
を形成した後、所定の流水洗浄、乾燥を行う。
After forming the conductive polymer layer on the capacitor element, predetermined washing with running water and drying are performed.

【0026】上記の乾燥まで終了した後、重合性モノマ
ー溶液および酸化剤溶液への浸漬工程を再び行い、導電
性高分子層が所望の厚さになるまで繰り返した。
After completion of the above-mentioned drying, the step of immersing in the polymerizable monomer solution and the oxidizing agent solution was performed again, and repeated until the conductive polymer layer had a desired thickness.

【0027】重合が終了したコンデンサ素子は、その後
導電性高分子層2の上に形カーボン層3を形成し、さら
にカーボン層の上に銀ペースト層4を形成する。
After the polymerization, the capacitor element is formed with the shaped carbon layer 3 on the conductive polymer layer 2 and the silver paste layer 4 on the carbon layer.

【0028】その後、陽極リード線5をコンデンサ素子
の陽極導出線と溶接するとともに、陰極リード線6を銀
ペースト層と接続し、それぞれ外部と電気的に連絡する
ようにする。
Thereafter, the anode lead wire 5 is welded to the anode lead wire of the capacitor element, and the cathode lead wire 6 is connected to the silver paste layer so as to be electrically connected to the outside.

【0029】さらに、コンデンサ素子を陽極リード線及
び陰極リード線の一部を除き、トランスファーモールド
によって樹脂被覆し、外装樹脂7とする。
Further, the capacitor element, except for a part of the anode lead wire and the cathode lead wire, is resin-coated by transfer molding to form an exterior resin 7.

【0030】そして、陽極リード線および陰極リード線
は表面実装が可能となるよう外装樹脂7の端面に沿って
折り曲げ、固体電解コンデンサを完成する。
Then, the anode lead wire and the cathode lead wire are bent along the end surface of the exterior resin 7 so that surface mounting is possible, and the solid electrolytic capacitor is completed.

【0031】[0031]

【実施例】次に具体的な実施例について比較例と対比し
て詳細に説明する。 (実施例1)陽極として大きさが3.9×3.3×1.
6mm3のタンタル焼結体を用い、陽極線としてタンタ
ル線を用いた重量が約100mgの陽極体を0.05w
t%燐酸水溶液中で90℃、40Vで180分陽極酸化
し、脱イオン水の流水により洗浄して、乾燥を行いコン
デンサ素子とした。なお、この状態をコンデンサと見立
て化成液中の容量を測定した結果104μFであった。
EXAMPLES Next, specific examples will be described in detail in comparison with comparative examples. (Example 1) As an anode, the size was 3.9 x 3.3 x 1.
Using a tantalum sintered body of 6 mm 3 and a tantalum wire as the anode wire, the weight of the anode body of about 100 mg is 0.05 w.
It was anodized in a t% phosphoric acid aqueous solution at 90 ° C. and 40 V for 180 minutes, washed with running deionized water, and dried to obtain a capacitor element. It was noted that this state was regarded as a capacitor and the capacity in the chemical conversion liquid was measured and the result was 104 μF.

【0032】次に、このコンデンサ素子を2−プロパノ
ール50gと3,4−エチレンジオキシチオフェン50
gとを混ぜ合わせてなるモノマー溶液に30秒間浸漬し
た。このモノマー溶液の温度は25℃とした。次に過硫
酸イオンを含む酸化剤として過硫酸アンモニウム40g
と硫酸4gを100gの純水に溶解して得た酸化剤溶液
に60分間浸漬し、化学酸化重合を行った。この酸化剤
溶液の温度は15℃とした。このようにしてコンデンサ
素子を構成する陽極酸化皮膜上に導電性高分子層を形成
し、さらに流水洗浄を30分間行った後、コンデンサ素
子を乾燥した。その後前記高分子層が所望の厚さになる
まで、モノマー溶液への浸漬−乾燥までの重合回数を5
回繰り返し、コンデンサ素子への導電性高分子層の形成
量(ポリマー付着量)を測定した。
Next, this capacitor element was mixed with 50 g of 2-propanol and 50 g of 3,4-ethylenedioxythiophene.
It was immersed for 30 seconds in a monomer solution prepared by mixing with g. The temperature of this monomer solution was 25 ° C. Next, 40 g of ammonium persulfate as an oxidizing agent containing persulfate ions
And 4 g of sulfuric acid were dissolved in 100 g of pure water and immersed in an oxidizing agent solution for 60 minutes to carry out chemical oxidative polymerization. The temperature of this oxidant solution was 15 ° C. In this way, a conductive polymer layer was formed on the anodized film forming the capacitor element, washed with running water for 30 minutes, and then the capacitor element was dried. Then, until the polymer layer has a desired thickness, the number of polymerizations from dipping in a monomer solution to drying is 5
Repeated times, the amount of conductive polymer layer formed on the capacitor element (amount of attached polymer) was measured.

【0033】次に、このコンデンサ素子の導電性高分子
層の上に、カーボン層、このカーボン層の上に陰極とな
る銀塗料層を形成し、この銀塗料層の上に陰極引出端子
を、前記陽極体から引出した陽極線に陽極引出端子をそ
れぞれ取付け、トランスファーモールドにより樹脂外装
を行い、前記陰極引出端子及び陽極引出端子を所定の位
置に折曲げてチップ状の固体電解コンデンサを完成し
た。
Next, a carbon layer is formed on the conductive polymer layer of the capacitor element, a silver paint layer serving as a cathode is formed on the carbon layer, and a cathode lead terminal is formed on the silver paint layer. Anode lead terminals were attached to the anode wires drawn out from the anode body, resin coating was performed by transfer molding, and the cathode lead terminals and the anode lead terminals were bent at predetermined positions to complete a chip-shaped solid electrolytic capacitor.

【0034】以上のようにして完成した固体電解コンデ
ンサの定格電圧は10V、定格静電容量は100μFで
あった。
The solid electrolytic capacitor completed as described above had a rated voltage of 10 V and a rated capacitance of 100 μF.

【0035】(実施例2)上記の実施例1の酸化剤水溶
液の温度を20℃とした他は、同一条件で固体電解コン
デンサを製造した。
(Example 2) A solid electrolytic capacitor was manufactured under the same conditions except that the temperature of the oxidizing agent aqueous solution in Example 1 was set to 20 ° C.

【0036】(実施例3)上記の実施例1の重合時間を
90分とした他は、同一条件で固体電解コンデンサを製
造した。
(Example 3) A solid electrolytic capacitor was manufactured under the same conditions except that the polymerization time in Example 1 was changed to 90 minutes.

【0037】(実施例4)上記の実施例1の重合時間を
30分とした他は、同一条件で固体電解コンデンサを製
造した。
Example 4 A solid electrolytic capacitor was manufactured under the same conditions except that the polymerization time in Example 1 was changed to 30 minutes.

【0038】(比較例1)上記の実施例1の酸化剤水溶
液の温度を25℃とした他は、同一条件で固体電解コン
デンサを製造した。
(Comparative Example 1) A solid electrolytic capacitor was manufactured under the same conditions except that the temperature of the oxidizing agent aqueous solution in Example 1 was changed to 25 ° C.

【0039】(比較例2)上記の実施例1の酸化剤水溶
液の温度を−2℃とした他は、同一条件で固体電解コン
デンサを製造した。
(Comparative Example 2) A solid electrolytic capacitor was manufactured under the same conditions except that the temperature of the oxidizing agent aqueous solution in Example 1 was changed to -2 ° C.

【0040】(比較例3)上記の実施例1の重合性モノ
マー溶液の温度を10℃、酸化剤水溶液の温度を15℃
とした他は、同一条件で固体電解コンデンサを製造し
た。
(Comparative Example 3) The temperature of the polymerizable monomer solution of Example 1 was 10 ° C, and the temperature of the oxidizing agent aqueous solution was 15 ° C.
Other than that, a solid electrolytic capacitor was manufactured under the same conditions.

【0041】(比較例4)上記の実施例1酸化剤水溶液
へのコンデンサ素子の浸漬時間を20分とした他は、同
一条件で固体電解コンデンサを製造した。
Comparative Example 4 A solid electrolytic capacitor was manufactured under the same conditions except that the immersion time of the capacitor element in the oxidant aqueous solution of Example 1 was set to 20 minutes.

【0042】上記の実施例1〜4および比較例1〜4に
よって製造した固体電解コンデンサの静電容量およびE
SRを測定したところ、次の表1に示す結果の通りであ
った。
The capacitance and E of the solid electrolytic capacitors manufactured by the above Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4
When the SR was measured, the results were as shown in Table 1 below.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】酸化剤水溶液の温度が異なる実施例1、実
施例2と比較例1を対比すると、酸化剤水溶液の温度を
20℃以下とした実施例1、実施例2では、ESRがそ
れぞれ31mΩ、38mΩと低いESRを実現できてい
るのに対し、酸化剤水溶液の温度を25℃とした比較例
1では、ESRが50mΩと高い値になっている。この
ように、酸化剤水溶液の温度は高くなるにつれ固体電解
コンデンサのESRは上昇してしまうため、酸化剤水溶
液の温度は20℃以下が好適であることが判る。
Comparing Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 in which the temperature of the oxidizing agent aqueous solution is different, the ESR of each of Examples 1 and 2 in which the temperature of the oxidizing agent aqueous solution was 20 ° C. or less was 31 mΩ, While an ESR as low as 38 mΩ can be realized, in Comparative Example 1 in which the temperature of the oxidant aqueous solution is 25 ° C., the ESR is as high as 50 mΩ. As described above, since the ESR of the solid electrolytic capacitor increases as the temperature of the oxidant aqueous solution increases, it is understood that the temperature of the oxidant aqueous solution is preferably 20 ° C. or lower.

【0045】一方、実施例1、実施例2と比較例3を対
比すると、比較例3では静電容量が85μFと、実施例
1、実施例2の101μF、103μFと比べて低い値
となる。これは酸化剤水溶液の温度が0℃以下の低温に
なると重合反応の速度が遅くなるため、重合時間を同じ
時間とした場合には、導電性高分子の重合が充分に進ま
ずに、結果として静電容量が少なくなったためである。
このことはコンデンサ素子へのポリマー付着量からも裏
付けられる。このため、重合反応の速度を上げ、製造時
間の短縮を図るためには、酸化剤水溶液の温度は0℃以
上が好適であることが判る。
On the other hand, comparing Example 1 and Example 2 with Comparative Example 3, the electrostatic capacity of Comparative Example 3 is 85 μF, which is lower than 101 μF and 103 μF of Example 1 and Example 2. This is because the rate of the polymerization reaction slows when the temperature of the oxidant aqueous solution is lower than 0 ° C. Therefore, when the polymerization time is the same, the polymerization of the conductive polymer does not proceed sufficiently, and as a result, This is because the capacitance has decreased.
This is supported by the amount of polymer attached to the capacitor element. Therefore, it is understood that the temperature of the oxidant aqueous solution is preferably 0 ° C. or higher in order to increase the speed of the polymerization reaction and shorten the production time.

【0046】さらに、重合時間の異なる実施例1、実施
例3、実施例4と比較例4を対比すると、重合時間が2
0分と短い比較例4では、ポリマー付着量、静電容量が
共に小さく、重合反応が十分に進んでいないことが判
る。一方、実施例4と実施例3を対比すると、実施例4
の重合時間が30分であるのに対し、実施例3では重合
時間が90分と長いにもかかわらず、実施例4に比べ、
ポリマー付着量、静電容量ともにそれほど大きな値とは
なっていない。これはある程度の時間を経過すると、コ
ンデンサ素子の内部で導電性高分子が飽和して、それ以
上の重合反応が進まなくなってしまうためと考えられ
る。そのため、重合時間としては、30分以上であれば
充分であることが判る。
Further, comparing Example 1, Example 3, Example 4 and Comparative Example 4 having different polymerization times, the polymerization time was 2
In Comparative Example 4, which is as short as 0 minutes, it can be seen that the polymer adhesion amount and the electrostatic capacity are both small, and the polymerization reaction does not proceed sufficiently. On the other hand, comparing Example 4 and Example 3, Example 4
Although the polymerization time of 30 minutes is 30 minutes, the polymerization time in Example 3 is 90 minutes, which is long, but compared with Example 4.
Neither the amount of attached polymer nor the capacitance is so large. It is considered that this is because, after a certain amount of time, the conductive polymer is saturated inside the capacitor element and further polymerization reaction does not proceed. Therefore, it can be seen that the polymerization time of 30 minutes or more is sufficient.

【0047】さらに、モノマー溶液の温度の異なる実施
例1と比較例3を対比すると、モノマー溶液の温度が1
0℃と低温の比較例3では、ポリマー付着量、静電容量
ともに小さくなっている。これは低温になるとモノマー
溶液の粘性が上がり、コンデンサ素子へのモノマー溶液
の含浸が充分に行われなくなるためと考えられる。この
ため、酸化剤水溶液の温度が0℃から20℃と低い温度
領域の場合には、モノマー溶液の温度は、この酸化剤水
溶液の温度よりも高くしておくことにより、コンデンサ
素子へのモノマー含浸が進行しやすくなることが判る。
Further, comparing Example 1 and Comparative Example 3 in which the temperature of the monomer solution is different, the temperature of the monomer solution is 1
In Comparative Example 3 where the temperature is 0 ° C. and the temperature is low, both the amount of attached polymer and the capacitance are small. It is considered that this is because when the temperature becomes low, the viscosity of the monomer solution increases and the capacitor element cannot be sufficiently impregnated with the monomer solution. Therefore, when the temperature of the oxidant aqueous solution is as low as 0 ° C. to 20 ° C., the temperature of the monomer solution is set higher than the temperature of the oxidant aqueous solution to impregnate the capacitor element with the monomer. It can be seen that is easy to progress.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、陽極
となる弁作用金属基体の表面に誘電体酸化皮膜を形成し
たコンデンサ素子を、重合性モノマー溶液と酸化剤溶液
に順次浸漬し、前記重合性モノマーの化学重合により、
前記誘電体酸化皮膜の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の製造方法において、0℃以上
20℃以下の酸化剤溶液中で、30分以上化学重合させ
たことにより、ESRが低い固体電解コンデンサを提供
するできる。
As described above, according to the present invention, a capacitor element in which a dielectric oxide film is formed on the surface of a valve action metal base serving as an anode is successively immersed in a polymerizable monomer solution and an oxidant solution, By the chemical polymerization of the polymerizable monomer,
In the method for producing a solid electrolytic capacitor in which a conductive polymer layer is formed on the surface of the dielectric oxide film, the ESR is obtained by chemically polymerizing for 30 minutes or more in an oxidant solution at 0 ° C or higher and 20 ° C or lower. A low solid electrolytic capacitor can be provided.

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

【図1】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。
FIG. 1 is a sectional view showing a basic structure of a solid electrolytic capacitor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コンデンサ素子 2 導電性高分子層 3 カーボン層 4 銀塗料層 5 陽極引出端子 6 陰極引出端子 7 樹脂外装層 1 Capacitor element 2 Conductive polymer layer 3 carbon layer 4 Silver paint layer 5 Anode lead terminal 6 Cathode extraction terminal 7 Resin exterior layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陽極となる弁作用金属基体の表面に誘電
体酸化皮膜を形成したコンデンサ素子を、重合性モノマ
ー溶液と酸化剤溶液に順次浸漬し、前記重合性モノマー
の化学重合により、前記誘電体酸化皮膜の表面に導電性
高分子層を形成してなる固体電解コンデンサの製造方法
において、 0℃以上20℃以下の酸化剤溶液中に、コンデンサ素子
を30分以上浸漬し、酸化剤溶液中での化学重合反応に
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 capacitor element in which a dielectric oxide film is formed on the surface of a valve action metal substrate serving as an anode is successively immersed in a polymerizable monomer solution and an oxidant solution, and the dielectric monomer is formed by chemical polymerization of the polymerizable monomer. In a method for producing a solid electrolytic capacitor in which a conductive polymer layer is formed on the surface of a body oxide film, the capacitor element is immersed in an oxidant solution at 0 ° C. or higher and 20 ° C. or lower for 30 minutes or longer, and then in an oxidant solution. A method for producing a solid electrolytic capacitor in which a conductive polymer layer is formed by a chemical polymerization reaction in step 1.
【請求項2】 前記重合性モノマー溶液の温度を、前記
酸化剤溶液の温度以上とした請求項1記載の固体電解コ
ンデンサの製造方法。
2. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the temperature of the polymerizable monomer solution is equal to or higher than the temperature of the oxidant solution.
【請求項3】 前記重合性モノマーがチオフェン又はそ
の誘導体からなるモノマーであることを特徴とする請求
項1又は2のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製
造方法。
3. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the polymerizable monomer is a monomer composed of thiophene or a derivative thereof.
【請求項4】 前記チオフェンの誘導体が3,4−エチ
レンジオキシチオフェンであることを特徴とする請求項
3に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
4. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 3, wherein the derivative of thiophene is 3,4-ethylenedioxythiophene.
【請求項5】 前記酸化剤溶液が過硫酸イオンを含む酸
化剤水溶液である請求項1又は2の何れかに記載の固体
電解コンデンサの製造方法。
5. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the oxidizing agent solution is an aqueous oxidizing agent solution containing persulfate ions.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007109723A (en) * 2005-10-11 2007-04-26 Showa Denko Kk Solid electrolytic capacitor element and its fabrication process
JP2007123855A (en) * 2005-09-27 2007-05-17 Showa Denko Kk Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof

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JP2007123855A (en) * 2005-09-27 2007-05-17 Showa Denko Kk Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
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