JP2006332632A - Solid-state electrolytic capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stacked solid-state electrolytic capacitor which can reduce variation in element shape without increasing short circuit defects and stably manufacture a thin capacitor element, enables high capacity by increasing the number of stacking of capacitor elements in a solid-state electrolytic capacitor chip, and has small variation in equivalent series resistance, and to provide a manufacturing method thereof. <P>SOLUTION: An anode substrate for a solid state electrolytic capacitor, which is an anode substrate obtained by obliquely cutting a metal substrate including a valve metal layer having pores and a valve metal layer not having pores, is characterized in that it has a cut surface formed by extending the valve metal layer not having pores so as to follow a cutting edge; and the anode substrate for a solid state electrolytic capacitor is especially characterized in that a valve metal extending layer generated by extending the valve metal layer not having pores so as to follow the cutting edge in obliquely cutting the metal substrate and covering the end face of the valve metal layer having pores satisfies a specific condition. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、導電性重合体を固体電解質層として用いた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る。   The present invention relates to a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer as a solid electrolyte layer and a method for producing the same.

固体電解コンデンサの基本素子は、図2に示すように、一般にエッチング処理された比表面積の大きな金属箔からなる陽極基体(1)に誘電体の酸化皮膜層(2)を形成し、この外側に対向する電極として固体の半導体層(以下、固体電解質という。)(4)を形成し、そして望ましくはさらに導電ペーストなどの導電体層(5)を形成して作製される。次いで、このような素子を単独で、あるいは積層してリード線(6,7)を接合し、全体をエポキシ樹脂等の封止樹脂(8)で完全に封止して固体電解コンデンサ(9)部品として幅広く電気製品に使用している。   As shown in FIG. 2, the basic element of a solid electrolytic capacitor is generally formed by forming a dielectric oxide film layer (2) on an anode substrate (1) made of a metal foil having a large specific surface area that has been subjected to an etching process. A solid semiconductor layer (hereinafter referred to as a solid electrolyte) (4) is formed as an opposing electrode, and a conductor layer (5) such as a conductive paste is preferably formed. Next, such elements are singly or laminated to join the lead wires (6, 7), and the whole is completely sealed with a sealing resin (8) such as an epoxy resin, so that a solid electrolytic capacitor (9) Widely used in electrical products as parts.

近年、電気機器のディジタル化、パーソナルコンピュータの高速化に伴い、小型で大容量のコンデンサ、高周波領域において低インピーダンスのコンデンサが要求されている。最近では、電子伝導性を有する導電性重合体を固体電解質として用いることが提案されている。   In recent years, with the digitization of electrical equipment and the speeding up of personal computers, small and large-capacitance capacitors and low-impedance capacitors in the high frequency region are required. Recently, it has been proposed to use a conductive polymer having electronic conductivity as a solid electrolyte.

一般的に、誘電体酸化皮膜上に導電性重合体を形成する手法として電解酸化重合法及び化学酸化重合法が知られている。化学酸化重合法は、反応の制御あるいは重合膜形態の制御が難しいが、固体電解質の形成が容易で、短時間に大量生産が可能であるため種々の方法が提案されている。例えば、陽極基体をモノマーを含む溶液に浸漬する工程と酸化剤を含む溶液に浸漬する工程を交互に繰り返すことにより層状構造を有する固体電解質を形成する方法が開示されている(特許文献1:特許第3187380号公報)。この方法によれば、膜厚が0.01〜5μmの層状構造の固体電解質層を形成することによって、高容量、低インピーダンス、かつ耐熱性に優れた固体電解コンデンサを製造することができるが、それらの特性を発現するためにはコンデンサ素子の細孔内及び外表面を完全に覆うために厚く固体電解質膜を形成する必要があり、コンデンサ素子を複数積層する積層型コンデンサ用の素子として利用するために固体電解質層全体の一層の薄膜化が求められている。   In general, an electrolytic oxidation polymerization method and a chemical oxidation polymerization method are known as methods for forming a conductive polymer on a dielectric oxide film. The chemical oxidative polymerization method is difficult to control the reaction or the form of the polymer film, but various methods have been proposed because it is easy to form a solid electrolyte and enables mass production in a short time. For example, there is disclosed a method of forming a solid electrolyte having a layered structure by alternately repeating a step of immersing an anode substrate in a solution containing a monomer and a step of immersing in a solution containing an oxidizing agent (Patent Document 1: Patent) No. 3187380). According to this method, a solid electrolytic capacitor having a high capacity, low impedance, and excellent heat resistance can be manufactured by forming a solid electrolyte layer having a layered structure with a film thickness of 0.01 to 5 μm. In order to manifest the characteristics, it is necessary to form a thick solid electrolyte membrane to completely cover the inside and outside surfaces of the capacitor element, and in order to use it as an element for a multilayer capacitor in which a plurality of capacitor elements are stacked. There is a demand for further reduction in the thickness of the entire solid electrolyte layer.

コンデンサ素子の細孔内及び外表面に固体電解質を均一に形成するために種々の技術が開示されている。たとえば、導電性重合体を形成する過程で、陽極体に付着させる酸化剤の、陽極体の外表面における付着量の分布状態を制御することによって導電性重合体の厚さを制御する方法が開示されている(特許文献2:特開2003-188052号公報)。また、外周面、とりわけコーナー部への重合膜形成が重要であることが開示されている(特許文献3:特開2001-143968号公報)。   Various techniques have been disclosed for uniformly forming a solid electrolyte in the pores and on the outer surface of the capacitor element. For example, a method of controlling the thickness of a conductive polymer by controlling the distribution state of the amount of oxidant attached to the anode body on the outer surface of the anode body in the process of forming the conductive polymer is disclosed. (Patent Document 2: JP 2003-188052 A). Further, it is disclosed that formation of a polymer film on the outer peripheral surface, particularly the corner portion is important (Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-143968).

一方、電極箔のバリを除去することより固体電解コンデンサのショート不良率を低減できることが開示されている(特許文献4:特開平1-251605号公報および特許文献5:特開2004-296611号公報)。特許文献4におけるバリとは、切断時に発生する電極箔の外側に発生する部分とされており、プレスにより電極箔の切断端部が楔型、凸状、略半楕円、略R状、斜面の何れかの組み合わせとする方法が開示されている。プレスによる成型は、電極箔に存在する多孔質層を破壊することになり信頼性が低下する。また、プレスした後のバリの状態や電極箔の側面の微細構造、バリが電極箔に発生する由来等に関する明確な記載はない。一方、特許文献5では、予め切り込みを入れた弁金属箔を化成処理したのち物理的に切断することにより弁金属箔のバリ発生を防止している。本方法は、バリ発生の防止には有効であるが、切断後の切り口には新たな金属表面が発生する。このため本弁金属箔は、そのままではコンデンサの電極としては使用できず、煩雑な化成処理を再び繰り返す必要があり経済的な方法ではない。   On the other hand, it is disclosed that the short-circuit defect rate of a solid electrolytic capacitor can be reduced by removing burrs from an electrode foil (Patent Document 4: Japanese Patent Laid-Open No. 1-251605 and Patent Document 5: Japanese Patent Laid-Open No. 2004-296611). ). The burr in Patent Document 4 is a portion that occurs outside the electrode foil that is generated at the time of cutting, and the cut end portion of the electrode foil is pressed by a press in a wedge shape, a convex shape, a substantially semi-elliptical shape, a substantially R shape, and a sloped surface. A method of any combination is disclosed. The molding by pressing destroys the porous layer present in the electrode foil, and the reliability decreases. Moreover, there is no clear description regarding the state of burrs after pressing, the fine structure of the side surface of the electrode foil, the origin of burrs occurring in the electrode foil, and the like. On the other hand, in Patent Document 5, the valve metal foil that has been previously cut is subjected to a chemical conversion treatment and then physically cut to prevent burring of the valve metal foil. This method is effective in preventing the generation of burrs, but a new metal surface is generated at the cut end after cutting. For this reason, this valve metal foil cannot be used as it is as an electrode of a capacitor as it is, and it is necessary to repeat complicated chemical conversion treatment again, which is not an economical method.

特許第3187380号公報Japanese Patent No. 3187380 特開2003−188052号公報JP 2003-188052 A 特開2001−143968号公報JP 2001-143968 A 特開平1−251605号公報JP-A-1-251605 特開2004−296611号公報JP 2004-296611 A

所定の容量の固体電解コンデンサとするためには、通常コンデンサ素子を複数個積層して陽極端子に陽極リード線を接続し、導電性重合体を含む導電体層に陰極リード線を接続し、さらに全体をエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂で封止して作製されるが、固体電解コンデンサでは、コンデンサ素子の陰極部分で導電性重合体の重合条件をコントロ−ルして導電性重合体を厚くする必要がある。コンデンサ素子の陰極部分の導電性重合体の重合条件を綿密にコントロールしなければ、導電性重合体の厚さが不均一になり導電性重合体の薄い部分ができ、ペーストなどが誘電体酸化皮膜層と直接接触しやすくなり、漏れ電流の上昇につながるからである。また、所定の大きさの固体電解コンデンサチップに積層できるコンデンサ素子の枚数は素子の厚さによって制限されるため、固体電解コンデンサチップの容量を大きくすることができなかった。特に、コンデンサ素子において表面積の小さな側面部及び端面の稜辺(エッジ)部においては導電性重合体の付着厚さが不均一となり易く、導電性重合体の薄い部分で積層されたコンデンサ素子とコンデンサ素子が直接接触しやすくなり漏れ電流の上昇が起きやすいという問題があった。   In order to obtain a solid electrolytic capacitor of a predetermined capacity, usually a plurality of capacitor elements are stacked, an anode lead wire is connected to the anode terminal, a cathode lead wire is connected to a conductor layer containing a conductive polymer, and The whole is encapsulated with an insulating resin such as epoxy resin, but in a solid electrolytic capacitor, the conductive polymer polymerization conditions are controlled at the cathode portion of the capacitor element to increase the thickness of the conductive polymer. There is a need. Unless the polymerization conditions of the conductive polymer on the cathode part of the capacitor element are carefully controlled, the thickness of the conductive polymer becomes non-uniform so that a thin part of the conductive polymer is formed. This is because direct contact with the layer is facilitated, leading to an increase in leakage current. In addition, since the number of capacitor elements that can be stacked on a solid electrolytic capacitor chip of a predetermined size is limited by the thickness of the element, the capacity of the solid electrolytic capacitor chip cannot be increased. In particular, in the capacitor element, the adhesion thickness of the conductive polymer is likely to be uneven at the side surface portion and the edge portion of the end surface, and the capacitor element and the capacitor are laminated in a thin portion of the conductive polymer. There is a problem that the element is likely to be in direct contact and the leakage current is likely to increase.

従って、本発明の課題は、上記の問題点を解決し、短絡不良を増加させること無く素子形状のバラツキを少なく、かつ薄いコンデンサ素子を安定して作製し、固体電解コンデンサチップ内のコンデンサ素子の積層枚数を増やして高容量化を可能とし、さらに等価直列抵抗のバラツキが小さい積層型固体電解コンデンサ素子及びその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to reduce the variation in element shape without increasing short-circuit failure, and to stably produce a thin capacitor element, and to provide a capacitor element in a solid electrolytic capacitor chip. An object of the present invention is to provide a multilayer solid electrolytic capacitor element and a method for manufacturing the same, which can increase the number of stacked layers to increase the capacity and further reduce variations in equivalent series resistance.

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、微細孔を有する陽極基体を斜め切断する手法が有効であることを見出した。また、陽極基体を斜め切断する場合、陽極基体の微細孔を有しない弁金属が引き伸ばされて突起物が発生していることを突き止めた。コーナー部の重合膜が形成されにくいことは既に知られており、さらにそのコーナー部に形成された突起物には重合膜の形成が妨げられコンデンサ素子とコンデンサ素子が直接接触しやすくなり漏れ電流の上昇が起きていることを見出した。特に、陽極基体の微細孔を有しない弁金属は、当該表面に付着した溶液を保持する能力が微細孔を有する多孔質層に比べて低いため、よりいっそう重合膜の形成が妨げられていることを確認した。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that a method of obliquely cutting an anode substrate having fine holes is effective. In addition, when the anode substrate was cut obliquely, it was found that the valve metal having no fine holes in the anode substrate was stretched to generate protrusions. It is already known that the polymer film at the corner is difficult to form, and further, the projection formed at the corner prevents the formation of the polymer film, and the capacitor element and the capacitor element are easily in direct contact with each other. I found that the rise was happening. In particular, the valve metal that does not have micropores on the anode substrate has a lower ability to retain the solution attached to the surface than the porous layer that has micropores, and therefore further prevents the formation of a polymerized film. It was confirmed.

また、陽極基体の微細孔を有しない弁金属層が切断刃に追随して引き伸ばされて形成される切断表面の短軸方向に対して斜めもしくは平行な溝を有する構造とすることにより、溶液を保持する能力のない、前記微細孔を有しない弁金属表面への吸液を助け、重合膜形成を容易かつ均一にする効果があることを見出した。   Further, the solution can be obtained by having a structure having a groove oblique or parallel to the minor axis direction of the cutting surface formed by stretching the valve metal layer having no micropores of the anode substrate following the cutting blade. It has been found that there is an effect of facilitating the liquid absorption to the surface of the valve metal that does not have the ability to hold and does not have the fine pores, and makes the formation of the polymer film easy and uniform.

そこで、本発明者らは、微細孔を有する陽極基体を斜め切断し、かつ、この際に陽極基体の微細孔を有しない弁金属が引き伸ばされた部分が陽極基体の外周を越えない切断箔を使用した固体電解コンデンサを製造し、かくして得られる固体電解コンデンサは、誘電体皮膜上に形成される固体電解質の密着性が向上し、高容量で、誘電損失(tanδ)、漏れ電流、不良率が小さくなることを確認した。さらに、上記の諸特性に優れた固体電解コンデンサ素子を複数枚積層することによりコンデンサの小型・高容量化ができることを確認した。   Therefore, the present inventors obliquely cut the anode substrate having micropores, and at this time, a cutting foil in which the portion where the valve metal having no micropores of the anode substrate is stretched does not exceed the outer periphery of the anode substrate. The solid electrolytic capacitor produced by manufacturing the solid electrolytic capacitor used in this way has improved adhesion of the solid electrolyte formed on the dielectric film, high capacity, dielectric loss (tan δ), leakage current, and defect rate. It was confirmed that it became smaller. Furthermore, it was confirmed that the capacitor can be reduced in size and increased in capacity by stacking a plurality of solid electrolytic capacitor elements having excellent characteristics as described above.

すなわち、本発明は以下に示す固体電解コンデンサ用陽極基体、これを含む固体電解コンデンサ、その固体電解コンデンサの製造方法、その製造方法で製造された固体電解コンデンサに関する。
1.微細孔を有する弁金属層と微細孔を有しない弁金属層とを含む金属基板を斜め切断した陽極基体であって、微細孔を有しない弁金属層が切断刃に追随して引き伸ばされて形成される切断表面を有することを特徴とする固体電解コンデンサ用陽極基体。
2.微細孔を有する弁金属層と微細孔を有しない弁金属層とを含む金属基板を斜め切断した陽極基体であって、微細孔を有しない弁金属層が切断刃に追随して引き伸ばされて微細孔を有する弁金属層端面を覆うことにより生じる弁金属延伸層が下記の条件式:

Figure 2006332632
(式中、yは前記弁金属延伸層の基板厚み方向における厚さ、zは前記延伸層と接触している微細孔を有する弁金属層の基板厚み方向における厚さをそれぞれ表わす。)を満たすことを特徴とする前記1に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
3.陽極基体が平板状または箔状であり、切断開始側の陽極基体表面と切断面との間の稜辺内部の角度が90°超135°以下の範囲内の角度で切断を行なうことにより得られる前記2に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
4.陽極基体が平板状または箔状であり、弁金属延伸層が陽極基体表面より突出した部分の切断除去を行なって得られる前記2に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
5.陽極基体が平板状または箔状であり、弁金属延伸層が陽極基体表面より突出した部分を含む稜辺の面取りを行なって得られる前記2に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
6.陽極基体が平板状または箔状であり、弁金属延伸層が陽極基体表面より突出した部分を含む稜辺に整形部材を押し当てることにより突出を解消して得られる前記2に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
7.微細孔を有する弁金属層と微細孔を有しない弁金属層とを含む金属基板を斜め切断した陽極基体であって、微細孔を有しない弁金属層が切断刃に追随して引き伸ばされて形成される切断表面の短軸方向に対して斜めもしくは平行な溝を含む前記2に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
8.斜めもしくは平行な溝の幅が0.1〜1000μmを含む前記7に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
9.斜めもしくは平行な溝のピッチが0.1〜100μmを含む前記7に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
10.斜めもしくは平行な溝の深さが0.1〜10μmである前記7に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
11.陽極基体がアルミニウムである前記1〜10のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
12.陽極基体が微細孔を有するアルミニウム化成箔を切断機により短冊状に切断し製造されたものである前記11に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。
13.前記1〜12のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用陽極基体を含むことを特徴とする固体電解コンデンサ。
14.微細孔を有する弁作用金属表面に形成された誘電体皮膜上にモノマーを酸化剤により重合させて導電性重合体組成物を含む固体電解質層を設けた固体電解コンデンサの製造方法において、前記1〜12のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用陽極基体を用い、モノマーを含む溶液に浸漬後乾燥する工程(工程1)、酸化剤を含む溶液に浸漬後乾燥する工程(工程2)を含む方法により、誘電体皮膜層を有する弁作用金属に固体電解質層を設けることを特徴とする前記13に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
15.誘電体皮膜層を有する弁作用金属をモノマー化合物を含む溶液に浸漬後乾燥する工程1、酸化剤を含む溶液に浸漬後乾燥する工程2を複数回繰り返す方法により誘電体皮膜層を有する弁作用金属に固体電解質層を設けることを特徴とする前記14に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
16.酸化剤が過硫酸塩である前記14または15に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
17.酸化剤を含む溶液が有機微粒子を含む懸濁液である前記14〜16のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
18.有機微粒子の平均粒子径(D50)が、1〜20μmの範囲である前記17に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
19.有機微粒子が脂肪族スルホン酸化合物、芳香族スルホン酸化合物、脂肪族カルボン酸化合物、芳香族カルボン酸化合物、それらの塩、及びペプチド化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である前記18に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
20.前記14〜19のいずれかに記載の製造方法で製造された固体電解コンデンサ。 That is, the present invention relates to the following anode substrate for a solid electrolytic capacitor, a solid electrolytic capacitor including the same, a method for manufacturing the solid electrolytic capacitor, and a solid electrolytic capacitor manufactured by the manufacturing method.
1. An anode substrate obtained by obliquely cutting a metal substrate including a valve metal layer having micropores and a valve metal layer having no micropores, and the valve metal layer having no micropores is stretched following the cutting blade. An anode substrate for a solid electrolytic capacitor, characterized by having a cut surface.
2. An anode substrate obtained by obliquely cutting a metal substrate including a valve metal layer having micropores and a valve metal layer having no micropores, and the valve metal layer having no micropores is stretched to follow the cutting blade and is fine The extended valve metal layer formed by covering the end surface of the valve metal layer having holes has the following conditional expression:
Figure 2006332632
Where y represents the thickness of the valve metal stretched layer in the substrate thickness direction, and z represents the thickness of the valve metal layer having micropores in contact with the stretched layer in the substrate thickness direction. 2. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor as described in 1 above.
3. The anode substrate is in the form of a flat plate or a foil, and is obtained by cutting at an angle in the range of the ridge side between the anode substrate surface on the cutting start side and the cut surface within a range of more than 90 ° and not more than 135 °. 3. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor as described in 2 above.
4). 3. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor as described in 2 above, wherein the anode substrate has a flat plate shape or a foil shape, and is obtained by cutting and removing a portion where the valve metal stretched layer protrudes from the surface of the anode substrate.
5. 3. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor as described in 2 above, wherein the anode substrate is flat or foil-like, and the valve metal stretched layer is obtained by chamfering a ridge including a portion protruding from the surface of the anode substrate.
6). 3. The solid electrolytic capacitor as described in 2 above, wherein the anode substrate is flat or foil-like, and the valve metal stretch layer is obtained by eliminating the protrusion by pressing the shaping member against the ridge including the portion protruding from the surface of the anode substrate. Anode substrate.
7). An anode substrate obtained by obliquely cutting a metal substrate including a valve metal layer having micropores and a valve metal layer having no micropores, and the valve metal layer having no micropores is stretched following the cutting blade. 3. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor as described in 2 above, comprising a groove oblique or parallel to the minor axis direction of the cut surface.
8). 8. The anode base for a solid electrolytic capacitor as described in 7 above, wherein the width of the oblique or parallel groove includes 0.1 to 1000 μm.
9. 8. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor as described in 7 above, wherein the pitch of the oblique or parallel grooves includes 0.1 to 100 μm.
10. 8. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor as described in 7 above, wherein the depth of the oblique or parallel groove is 0.1 to 10 μm.
11. 11. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor as described in any one of 1 to 10 above, wherein the anode substrate is aluminum.
12 12. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor as described in 11 above, wherein the anode substrate is produced by cutting an aluminum formed foil having fine holes into a strip shape with a cutting machine.
13. A solid electrolytic capacitor comprising the anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to any one of 1 to 12 above.
14 In the method for producing a solid electrolytic capacitor in which a monomer is polymerized with an oxidizing agent on a dielectric film formed on a valve action metal surface having micropores, and a solid electrolyte layer containing a conductive polymer composition is provided, Using the anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to any one of 12 above, a method including a step of drying after immersion in a solution containing a monomer (step 1) and a step of drying after immersion in a solution containing an oxidizing agent (step 2) 14. The method for producing a solid electrolytic capacitor as described in 13 above, wherein a solid electrolyte layer is provided on the valve action metal having a dielectric film layer.
15. Valve action metal having a dielectric coating layer by a method of repeating step 1 of immersing a valve action metal having a dielectric coating layer in a solution containing a monomer compound and drying, and step 2 of immersing and drying in a solution containing an oxidant a plurality of times 15. The method for producing a solid electrolytic capacitor as described in 14 above, wherein a solid electrolyte layer is provided on the solid electrolytic layer.
16. 16. The method for producing a solid electrolytic capacitor as described in 14 or 15 above, wherein the oxidizing agent is persulfate.
17. 17. The method for producing a solid electrolytic capacitor as described in any one of 14 to 16, wherein the solution containing the oxidizing agent is a suspension containing organic fine particles.
18. 18. The method for producing a solid electrolytic capacitor as described in 17 above, wherein the organic fine particles have an average particle diameter (D 50 ) in the range of 1 to 20 μm.
19. 19. The organic fine particles as described in 18 above, which are at least one selected from the group consisting of aliphatic sulfonic acid compounds, aromatic sulfonic acid compounds, aliphatic carboxylic acid compounds, aromatic carboxylic acid compounds, salts thereof, and peptide compounds. A method for producing a solid electrolytic capacitor.
20. The solid electrolytic capacitor manufactured by the manufacturing method in any one of said 14-19.

本発明によれば、短絡不良が少なく、素子形状のバラツキが少なく、薄いコンデンサ素子を安定して作製でき、固体電解コンデンサチップ内のコンデンサ素子の積層枚数を増やし高容量化可能で、等価直列抵抗のバラツキが小さい積層型固体電解コンデンサに適した固体電解コンデンサ素子を提供することができる。   According to the present invention, there is less short circuit failure, less variation in element shape, and a thin capacitor element can be stably manufactured. It is possible to provide a solid electrolytic capacitor element suitable for a multilayer solid electrolytic capacitor having a small variation.

以下、添付の図面を参照しつつ本発明を説明する。
本発明の陽極基体は、微細孔を有する弁金属層と微細孔を有しない弁金属層とを含む金属基板を斜め切断した陽極基体であって、微細孔を有しない弁金属層が切断刃に追随して引き伸ばされて形成される切断表面を有するものであり、典型的には、微細孔を有しない弁金属を中心に含み、微細孔を有する弁金属層を外周に含む金属基体、好ましくは平板状または箔状の陽極基体である。
すなわち、典型例におけるその厚み方向の断面形状は図1に示すようなものである。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The anode substrate of the present invention is an anode substrate obtained by obliquely cutting a metal substrate including a valve metal layer having fine holes and a valve metal layer having no fine holes, and the valve metal layer having no fine holes serves as a cutting blade. A metal substrate having a cutting surface formed by being stretched and following, typically including a valve metal having no micropores in the center and a valve metal layer having micropores on the outer periphery, preferably It is a flat or foil-like anode substrate.
That is, the cross-sectional shape in the thickness direction in a typical example is as shown in FIG.

図1において、A1及びA2は微細孔を有する弁金属層(以下、微細孔層ともいう。)、Bは微細孔を有しない弁金属層であり、eは前記B層が切断刃に追随して引き伸ばされて形成される切断表面を有する弁金属延伸層(以下、弁金属延伸層という。)である。また、xは微細孔を有しない弁金属層(前記B層)の本来の(すなわち、未延伸部分のみの)厚さ、yは前記延伸層eの基板厚み方向の厚さ、zは微細孔を有する弁金属層(前記延伸層と接触している側、すなわち、A2)の基板厚み方向における厚さである。図1において矢印方向に陽極基体を切断した場合、比較的柔らかいB層の端面は切断刃に引き摺られ、追随して引き伸ばされて図1に示すように形成される切断表面を有する弁金属延伸層eを生じる。
なお、本発明における弁金属延伸層(もしくはバリ)は、微細孔を有する弁金属層を実質的に含まず、前記微細孔を有しない弁金属層が切断刃に追随して引き伸ばされて形成される切断表面を有する弁金属延伸層である。
In FIG. 1, A 1 and A 2 are valve metal layers having micropores (hereinafter also referred to as microporous layers), B is a valve metal layer having no micropores, and e is the cutting layer of the B layer. It is the valve metal extending | stretching layer (henceforth a valve metal extending | stretching layer) which has the cut surface formed by being followed and extended. X is the original thickness (that is, only the unstretched portion) of the valve metal layer (the B layer) having no micropores, y is the thickness of the stretched layer e in the substrate thickness direction, and z is the micropore. The thickness of the valve metal layer (the side in contact with the stretched layer, that is, A 2 ) in the substrate thickness direction. When the anode substrate is cut in the direction of the arrow in FIG. 1, the end face of the relatively soft B layer is dragged by the cutting blade, and is stretched along with it, and the valve metal stretched layer having a cut surface formed as shown in FIG. yields e.
In addition, the valve metal stretched layer (or burr) in the present invention does not substantially include a valve metal layer having micropores, and is formed by stretching the valve metal layer having no micropores following the cutting blade. A valve metal stretch layer having a cut surface.

本発明においては、この弁金属延伸層eが下記の条件式:

Figure 2006332632
を満たす必要がある。好ましくは0≦y/z<1、より好ましくは0≦y/z≦0.95、さらに好ましくは0≦y/z≦0.90である。 In this invention, this valve metal extending | stretching layer e is the following conditional expression:
Figure 2006332632
It is necessary to satisfy. Preferably 0 ≦ y / z <1, more preferably 0 ≦ y / z ≦ 0.95, and still more preferably 0 ≦ y / z ≦ 0.90.

一般に、微細孔を有する多孔質体は、その表面に存在する孔にモノマー溶液および酸化剤溶液を当該表面に浸漬や噴霧等の方法で付着または吸液させ、その状態を維持することによって化学酸化重合を生起させて重合膜が形成される。しかしながら、微細孔を有しない弁金属層は、表面に浸漬や噴霧等の方法で付着させたモノマー溶液および酸化剤溶液が、その表面がスムーズ(滑らか)であるために局部的に凝集し、凝集した溶液が雫となって流れ落ちるために保持されず、効率的な化学酸化重合が進行していないことを発見した。本発明において形成される切断表面の溝は、微細孔を有しない弁金属層のスムーズな表面を粗面化することで、モノマー溶液および酸化剤溶液の当該表面における溶液保持能力を向上させることにより、従来困難であった、微細孔を有しない弁金属表面やコーナー部分への重合膜形成を、効率的に進めるために有効であることを見出した。なお、本発明において形成される切断表面には、その切断表面を有する微細孔を有しない弁金属延伸層の切断表面が含まれる。
すなわち、本発明の微細孔を有する弁金属層と微細孔を有しない弁金属層とを含む金属基板を斜め切断した陽極其体に含まれる微細孔を有しない弁金属層は、切断の際に切断刃に引き摺られ、追随して引き伸ばされて形成される切断表面に溝を含んでいることが好ましく、切断表面の短軸方向に対して斜めもしくは平行な溝を含むことがより好ましい。より具体的には、切断表面の短軸方向に対して、好ましくは0度以上〜80度以下、より好ましくは0度以上〜45度以下、特に好ましくは0度以上〜30度以下の範囲で斜めもしくは平行な溝である。この斜めもしくは平行な溝が切断表面の短軸方向に対して80度を越える場合は、もはや溶液を保持する能力が低下し好ましくない。
In general, a porous body having micropores is chemically oxidized by adhering or absorbing a monomer solution and an oxidant solution to the pores existing on the surface by a method such as immersion or spraying, and maintaining the state. Polymerization occurs to form a polymerized film. However, the valve metal layer that does not have micropores is agglomerated locally because the surface of the monomer solution and oxidant solution adhered to the surface by dipping or spraying is smooth (smooth). It was discovered that the solution was not retained because it was dripping down and efficient chemical oxidative polymerization did not proceed. The groove of the cut surface formed in the present invention improves the solution holding ability of the monomer solution and the oxidant solution on the surface by roughening the smooth surface of the valve metal layer having no micropores. The present inventors have found that it is effective to efficiently advance the formation of a polymer film on a valve metal surface or corner portion that does not have micropores, which has been difficult in the past. In addition, the cutting surface formed in this invention includes the cutting surface of the valve metal extending | stretching layer which does not have the micropore which has the cutting surface.
That is, the valve metal layer having no micropores included in the anode body obtained by obliquely cutting the metal substrate including the valve metal layer having micropores and the valve metal layer having no micropores of the present invention is It is preferable that the cutting surface formed by being dragged and followed by the cutting blade includes a groove, and more preferably includes a groove oblique or parallel to the minor axis direction of the cutting surface. More specifically, it is preferably 0 ° to 80 °, more preferably 0 ° to 45 °, particularly preferably 0 ° to 30 ° with respect to the minor axis direction of the cut surface. It is an oblique or parallel groove. If this oblique or parallel groove exceeds 80 degrees with respect to the minor axis direction of the cutting surface, the ability to hold the solution is no longer preferable.

本発明において形成される切断表面の溝の幅は、好ましくは0.1〜1000μm、より好ましくは0.1〜100μm、特に好ましくは0.1〜10μmである。溝の幅が1000μmを越えると幅が広くなりすぎてもはや溶液の保持能力は期待できなくなるので好ましくない。溝の幅が0.1μm未満の場合は、表面がスムーズな表面と実質的に同等となってしまい好ましくない。   The width of the groove on the cut surface formed in the present invention is preferably 0.1 to 1000 μm, more preferably 0.1 to 100 μm, and particularly preferably 0.1 to 10 μm. If the width of the groove exceeds 1000 μm, the width becomes too wide and the solution holding ability can no longer be expected. When the width of the groove is less than 0.1 μm, the surface becomes substantially the same as a smooth surface, which is not preferable.

本発明において形成される切断表面の溝のピッチは、好ましくは0.1〜1000μm、より好ましくは0.1〜100μm、特に好ましくは0.1〜10μmである。溝のピッチが1000μmを越えると溝と溝の間隔が広くなりすぎて、溝の数が増えるにつれて増大する溶液保持の相乗効果が期待できなくなるので好ましくない。溝のピッチが0.1μm未満の場合は表面がスムーズな表面と実質的に同等となってしまい好ましくない。   The pitch of the grooves on the cut surface formed in the present invention is preferably 0.1 to 1000 μm, more preferably 0.1 to 100 μm, and particularly preferably 0.1 to 10 μm. If the pitch of the grooves exceeds 1000 μm, the distance between the grooves becomes too wide, and a synergistic effect of solution retention that increases as the number of grooves increases cannot be expected. If the pitch of the grooves is less than 0.1 μm, the surface becomes substantially the same as a smooth surface, which is not preferable.

本発明において形成される切断表面の溝の深さは、陽極基体の厚さにより異なるためいちがいには規定できないが、好ましくは0.1〜100μm、より好ましくは0.1〜10μmの範囲である。なお、この溝の深さは、陽極基体の厚みの1〜10%の範囲が好ましい。   Although the depth of the groove on the cut surface formed in the present invention differs depending on the thickness of the anode substrate, it cannot be specified, but is preferably in the range of 0.1 to 100 μm, more preferably 0.1 to 10 μm. The depth of this groove is preferably in the range of 1 to 10% of the thickness of the anode substrate.

本発明において形成される切断表面の溝は、円盤状刃ユニットの刃表面切断に使用する円盤状刃ユニットに所望の微小な溝を形成することによって形成することができる。さらに円盤状刃ユニットの刃表面に微細な粉体を付着させることによっても形成させることができる。本発明の陽極基体の製造で使用される刃の溝は、外周部表面もしくは外周部表面と円盤平面とのなす稜辺部分に形成させることが好ましい。   The groove on the cutting surface formed in the present invention can be formed by forming a desired minute groove in the disk-shaped blade unit used for cutting the blade surface of the disk-shaped blade unit. Further, it can be formed by attaching fine powder to the blade surface of the disk-shaped blade unit. The groove of the blade used in the production of the anode substrate of the present invention is preferably formed on the outer peripheral surface or the ridge portion formed by the outer peripheral surface and the disk plane.

本発明の陽極基体の製造で使用される刃の溝の幅は、0.1〜100μmであることが好ましい。より好ましくは、0.1〜10μmである。 The width of the groove of the blade used in the production of the anode substrate of the present invention is preferably 0.1 to 100 μm. More preferably, it is 0.1-10 micrometers.

本発明の陽極基体の製造で使用される刃の溝のピッチは、0.1〜100μmであることが好ましい。より好ましくは、0.1〜10μmである。   It is preferable that the pitch of the groove | channel of the blade used by manufacture of the anode base | substrate of this invention is 0.1-100 micrometers. More preferably, it is 0.1-10 micrometers.

本発明の陽極基体の製造で使用される刃の溝の深さは、0.01〜10μmが好ましく、0.1〜1μmの範囲がより好ましい。なお、溝の深さは、陽極基体の厚みの0.01〜5%の範囲が好ましい。   The depth of the groove of the blade used in the production of the anode substrate of the present invention is preferably 0.01 to 10 μm, more preferably 0.1 to 1 μm. The groove depth is preferably in the range of 0.01 to 5% of the thickness of the anode substrate.

さらに、陽極基体の切断表面の溝は、円盤刃ユニットの刃表面に微細な粉体を付着させることによっても形成させることができる。図10は、粉体を付着させて切断することにより、アルミニウム化成箔の切断表面に形成された溝が存在する構造の切断表面の拡大写真である。本発明において使用される粉体として、より具体的には、陽極基体を構成する素材と同一素材であることが好ましく、その酸化物もしくは窒化物がより好ましい。アルミニウムを基材とする場合には、酸化アルミニウム(アルミナ)もしくは、表面に酸化皮膜を有するアルミニウム粉末を例として挙げることができる。タンタル・ニオブ等の場合には、酸化タンタル、酸化ニオブ等を例として挙げることができる。
なお微細な粉末を円盤状刃ユニットの刃表面に付着させ切断する場合は、粉末が凝集し二次粒子を形成するために使用する粉末径よりも部分的に溝のサイズが大きくなる場合があるが本発明においては特に問題なく使用できる。
Furthermore, the groove on the cut surface of the anode substrate can also be formed by attaching fine powder to the blade surface of the disk blade unit. FIG. 10 is an enlarged photograph of a cut surface having a structure in which grooves formed on the cut surface of the aluminum conversion foil are present by attaching powder and cutting. More specifically, the powder used in the present invention is preferably the same material as that constituting the anode substrate, and its oxide or nitride is more preferred. In the case of using aluminum as a base material, aluminum oxide (alumina) or aluminum powder having an oxide film on the surface can be exemplified. In the case of tantalum, niobium, etc., tantalum oxide, niobium oxide, etc. can be mentioned as examples.
When fine powder is attached to the blade surface of the disk-shaped blade unit and cut, the size of the groove may be partially larger than the powder diameter used to agglomerate and form secondary particles. However, it can be used without any particular problem in the present invention.

本発明において使用される粉末は、その二次粒子のサイズあるいは一次粒子のサイズが、0.01〜10μmの範囲であることが好ましく、0.01〜1μmの範囲がより好ましい。   The powder used in the present invention preferably has a secondary particle size or primary particle size in the range of 0.01 to 10 μm, and more preferably in the range of 0.01 to 1 μm.

本発明に使用できる弁作用を有する金属は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、珪素などの金属単体、またはこれらの合金であるが、アルミニウムが特に好ましい。また多孔質の形態については、圧延箔のエッチング物、微粉焼結体等の多孔質成形体の形態であればいずれでもよい。
陽極基体としては、これら金属の多孔質焼結体、エッチング等で表面処理された板(リボン、箔等を含む。)、線等が使用できるが、好ましくは平板状、箔状のものであり、より好ましくは微細孔を有するアルミニウム化成箔を切断機により短冊状に切断し製造したものである。
The metal having a valve action that can be used in the present invention is a simple metal such as aluminum, tantalum, niobium, titanium, zirconium, magnesium, silicon, or an alloy thereof, and aluminum is particularly preferable. The porous form may be any form as long as it is a form of a porous molded body such as an etched product of a rolled foil or a fine powder sintered body.
As the anode substrate, a porous sintered body of these metals, a plate (including a ribbon, a foil, etc.) surface-treated by etching or the like, a wire or the like can be used, but preferably a flat plate or a foil. More preferably, the aluminum chemical conversion foil having fine holes is manufactured by cutting into strips with a cutting machine.

弁作用金属箔(陽極基体)の厚さ(H)は、使用目的によって異なるが、通常は、厚みが約40〜300μmの箔が使用される。薄型の固体電解コンデンサとするためには、例えばアルミニウム箔では、80〜250μmのものを使用し、固体電解コンデンサを設けた素子の最大高さを250μm以下となるようにすることが好ましい。金属箔の大きさ及び形状も用途により異なるが、平板状素子単位として幅約1〜50mm、長さ約1〜50mmの矩形のものが好ましく、より好ましくは幅約2〜15mm、長さ約2〜25mmである。   The thickness (H) of the valve action metal foil (anode substrate) varies depending on the purpose of use, but usually a foil having a thickness of about 40 to 300 μm is used. In order to obtain a thin solid electrolytic capacitor, for example, an aluminum foil having a thickness of 80 to 250 μm is preferably used, and the maximum height of the element provided with the solid electrolytic capacitor is preferably 250 μm or less. Although the size and shape of the metal foil vary depending on the application, a rectangular element having a width of about 1 to 50 mm and a length of about 1 to 50 mm is preferable as a flat element unit, more preferably about 2 to 15 mm in width and about 2 in length. ~ 25 mm.

このような陽極基体において、上記条件を実現するためには、例えば、以下の手法が挙げられるが、これらに限定されない。
(1)切断開始側の陽極基体表面と切断面との間の稜辺内部の角度が(すなわち、図1中、角αで示す切断角の補角が)90°超135°以下の範囲内の角度で切断を行なう。
(2)弁金属延伸層が陽極基体表面より突出した部分を生じた場合において、その突出部分の切断を行なう
(3)弁金属延伸層が陽極基体表面より突出した部分を生じた場合において、その突出部分を含む稜辺の面取りを行なう。
(4)弁金属延伸層が陽極基体表面より突出した部分を生じた場合において、その突出部分を含む稜辺に整形部材を押し当てることにより突出部分を解消する。
(1)〜(3)は、例えば、2枚の刃を重ね合わせた切断機を使用することによって実施することができる。特に(1)は厚刃と薄刃の2枚の刃を合わせてなる複数の円盤状刃ユニットを微小な間隙を隔てて互い違いに配設することにより、一の円盤状刃ユニットの厚刃と他の円盤状刃ユニットの薄刃の間で切断を行ない得るようにしたスリッタを用い、陽極基体の原板を前記互い違いに配設した円盤状刃ユニット間に通して刃の切断方向に対して1〜15度傾いた方向に排出されるように前記間隙を調整して切断することにより実現できる。
In order to realize the above-mentioned conditions in such an anode substrate, for example, the following methods can be mentioned, but the invention is not limited thereto.
(1) The angle inside the edge between the surface of the anode substrate on the cutting start side and the cut surface (that is, the complementary angle of the cutting angle indicated by angle α in FIG. 1) is in the range of more than 90 ° and less than 135 ° Cut at an angle of.
(2) When the extended part of the valve metal has a protruding part from the surface of the anode substrate, the protruding part is cut.
(3) When the extended part of the valve metal has a protruding part from the surface of the anode substrate, chamfering of the edge including the protruding part is performed.
(4) When the extended part of the valve metal layer has a protruding part from the surface of the anode substrate, the protruding part is eliminated by pressing the shaping member against the edge including the protruding part.
(1)-(3) can be implemented by using the cutting machine which piled up two blades, for example. In particular, (1) is by arranging a plurality of disk-shaped blade units consisting of two blades, a thick blade and a thin blade, with a small gap between them, so that the thick blade of one disk-shaped blade unit and others 1 to 15 with respect to the cutting direction of the blades by using a slitter capable of cutting between the thin blades of the disk-shaped blade unit and passing the anode base plate between the alternately arranged disk-shaped blade units. This can be realized by adjusting the gap so as to be discharged in a direction inclined.

本発明はさらに、上述した陽極基体を含む固体電解コンデンサを提供する。典型的な構造を図2に示す。これは陽極基板(1)表面の誘電体皮膜(2)は、通常、弁作用を有する金属の多孔質成形体を化成処理し、さらに固体電解質(4)(陰極部分)を形成したものである。
金属多孔体の表面に誘電体酸化皮膜を形成する方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、アルミニウム箔を使用する場合には、ホウ酸、リン酸、アジピン酸、またはそれらのナトリウム塩、アンモニウム塩などを含む水溶液中で陽極酸化して酸化皮膜を形成することができる。また、タンタル粉末の焼結体を使用する場合には、リン酸水溶液中で陽極酸化して、焼結体に酸化皮膜を形成することができる。
The present invention further provides a solid electrolytic capacitor including the above-described anode substrate. A typical structure is shown in FIG. In this case, the dielectric film (2) on the surface of the anode substrate (1) is usually obtained by chemical conversion treatment of a metal porous molded body having a valve action, and further forming a solid electrolyte (4) (cathode portion). .
As a method for forming the dielectric oxide film on the surface of the porous metal body, a known method can be used. For example, when an aluminum foil is used, an oxide film can be formed by anodizing in an aqueous solution containing boric acid, phosphoric acid, adipic acid, or a sodium salt or an ammonium salt thereof. Moreover, when using the sintered compact of a tantalum powder, it can anodize in phosphoric acid aqueous solution and can form an oxide film in a sintered compact.

化成に用いる化成液、化成電圧等の化成条件は、製造される固体電解コンデンサに必要な容量、耐電圧等に応じて、予め実験により確認し適当な値に設定する。なお、化成処理に際しては、化成液が固体電解コンデンサの陽極となる部分に滲み上がるのを防止し、かつ後工程で形成される固体電解質(4)(陰極部分)との絶縁を確実とするために一般的にマスキング(3)が設けられる。   Chemical conversion conditions such as chemical conversion liquid and chemical conversion voltage used for chemical conversion are confirmed in advance by experiments and set to appropriate values according to the capacity, withstand voltage, etc. required for the solid electrolytic capacitor to be produced. In addition, in the chemical conversion treatment, the chemical conversion solution is prevented from spreading to the portion that becomes the anode of the solid electrolytic capacitor, and the insulation from the solid electrolyte (4) (cathode portion) formed in the subsequent process is ensured. Generally, masking (3) is provided.

マスキング材としては一般的な耐熱性樹脂、好ましくは溶剤に可溶あるいは膨潤しうる耐熱性樹脂またはその前駆体、無機質微粉とセルロース系樹脂からなる組成物などが使用できるが、材料には制限されない。具体例としてはポリフェニルスルホン(PPS)、ポリエーテルスルホン(PES)、シアン酸エステル樹脂、フッ素樹脂(テトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等)、低分子量ポリイミド及びそれらの誘導体及びその前駆体などが挙げられ、特に低分子量ポリイミド、ポリエーテルスルホン、フッ素樹脂及びそれらの前駆体が好ましい。   As a masking material, a general heat resistant resin, preferably a heat resistant resin which can be dissolved or swelled in a solvent or a precursor thereof, a composition comprising inorganic fine powder and a cellulose resin, etc. can be used, but the material is not limited. . Specific examples include polyphenylsulfone (PPS), polyethersulfone (PES), cyanate ester resin, fluororesin (tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, etc.), low molecular weight polyimides and their Examples thereof include derivatives and precursors thereof, and low molecular weight polyimides, polyethersulfones, fluororesins and their precursors are particularly preferable.

本発明は、弁作用金属多孔体基板を酸化剤溶液に浸漬した後乾燥して、酸化剤溶液濃度を基板上で徐々に高める工程を含む有機重合体モノマーの化学酸化重合を基本とする。本発明の化学酸化重合法では、モノマーを陽極基体の微細孔を有する誘電体皮膜上に付着させ、導電性重合体のドーパントとなり得る化合物の存在下、酸化的重合を生起させ、生じた重合体組成物を該固体電解質として誘電体表面上に形成させる。   The present invention is based on chemical oxidative polymerization of an organic polymer monomer including a step of immersing a valve metal porous substrate in an oxidant solution and then drying to gradually increase the oxidant solution concentration on the substrate. In the chemical oxidative polymerization method of the present invention, a monomer is deposited on the dielectric film having fine pores of the anode substrate, and oxidative polymerization is caused in the presence of a compound that can be a dopant of the conductive polymer. A composition is formed on the dielectric surface as the solid electrolyte.

本発明の方法によって形成される導電性重合体の固体電解質層は、フィブリル構造あるいはラメラ(薄い層状)構造をなしており、このような構造では広範囲に亘る重合体鎖間の重なりがある。本発明では、固体電解質層の全体の厚さを約10〜約100μmの範囲にし、重合体の層状構造の空間を0.01〜5μm、好ましくは0.05〜3μm、さらに好ましくは0.1〜2μmの範囲にし、重合膜全体に占める固体電解質の各層間の空間占有率を0.1〜20%の範囲にすることによって、重合体鎖間の電子ホッピングが容易となり電気伝導度が向上し、低インピーダンス等の特性の向上することを見出した。
以下、本発明における微細孔を有する弁作用金属表面に形成された誘電体皮膜上に固体電解質層を形成する方法について順を追って説明する。
The solid electrolyte layer of the conductive polymer formed by the method of the present invention has a fibril structure or a lamellar (thin layered) structure, and in such a structure, there is a wide overlap between polymer chains. In the present invention, the total thickness of the solid electrolyte layer is in the range of about 10 to about 100 μm, the space of the layer structure of the polymer is 0.01 to 5 μm, preferably 0.05 to 3 μm, more preferably 0.1 to 2 μm, By setting the space occupancy ratio between the layers of the solid electrolyte in the entire polymer film within the range of 0.1 to 20%, the electron hopping between polymer chains is facilitated, the electrical conductivity is improved, and the characteristics such as low impedance are improved. I found out.
Hereinafter, a method for forming a solid electrolyte layer on a dielectric film formed on the surface of a valve metal having fine holes in the present invention will be described in order.

本発明におけるモノマーを含む溶液に浸漬後乾燥する工程1は、誘電体表面上及び重合体組成物上にモノマーを供給するために実施される。さらに、誘電体表面上及び重合体組成物上にモノマーを均一に付着させるためにモノマー含有液を含浸後、一定の時間空気中で放置し溶媒を気化させる。この条件は溶媒の種類によって変わるが、概ね0℃以上から溶媒の沸点までの温度で行う。放置時間は、溶媒の種類によって変わるが、概ね5秒〜15分、例えばアルコール系溶媒では、5分以内でよい。この放置時間を設けることによりモノマーが誘電体表面上に均一に付着し、さらに次工程の酸化剤含有液への浸漬時の汚れを少なくすることができる。   Step 1 of immersing in the solution containing the monomer and drying in the present invention is performed in order to supply the monomer onto the dielectric surface and the polymer composition. Further, in order to uniformly deposit the monomer on the dielectric surface and the polymer composition, after impregnating the monomer-containing liquid, the solvent is allowed to evaporate by being left in the air for a certain period of time. This condition varies depending on the type of solvent, but is generally performed at a temperature from 0 ° C. or higher to the boiling point of the solvent. The standing time varies depending on the type of the solvent, but it is generally about 5 seconds to 15 minutes, for example, within 5 minutes for alcohol solvents. By providing this standing time, the monomer can uniformly adhere to the surface of the dielectric, and contamination during immersion in the oxidizing agent-containing liquid in the next step can be reduced.

モノマーの供給は、モノマーを含有する溶液に用いられる溶剤の種類、モノマー含有液の濃度、溶液温度、浸漬時間等によって制御することができる。   The monomer supply can be controlled by the type of solvent used in the solution containing the monomer, the concentration of the monomer-containing liquid, the solution temperature, the immersion time, and the like.

工程1で適用される浸漬時間は、含有液中のモノマー成分が金属箔基板の誘電体表面上に付着するに十分な時間以上15分未満の時間、好ましくは0.1秒〜10分、より好ましくは1秒〜7分とする。
また、浸漬温度は、−10〜60℃が好ましく、0〜40℃が特に好ましい。−10℃未満では、溶剤が揮発するのに時間がかかり反応時間が長くなることから好ましくなく、60℃を超えると、溶剤及びモノマーの揮発を無視することができず濃度管理が困難になる。
The immersion time applied in step 1 is a time sufficient for the monomer component in the contained liquid to adhere to the dielectric surface of the metal foil substrate to a time not less than 15 minutes, preferably 0.1 seconds to 10 minutes, more preferably 1 second to 7 minutes.
Moreover, -10-60 degreeC is preferable and, as for immersion temperature, 0-40 degreeC is especially preferable. If it is less than −10 ° C., it takes time for the solvent to volatilize and the reaction time becomes long, which is not preferable. If it exceeds 60 ° C., the volatilization of the solvent and the monomer cannot be ignored and the concentration control becomes difficult.

モノマー含有液の濃度は特に限定されず、任意の濃度のものを用いることができるが、弁作用金属の微細孔内への含浸性が優れた3〜70質量%が好ましく、より好ましくは25〜45質量%で使用される。   The concentration of the monomer-containing liquid is not particularly limited, and an arbitrary concentration can be used. However, it is preferably 3 to 70% by mass, more preferably 25 to 25%, which is excellent in impregnation into the fine pores of the valve action metal. Used at 45% by weight.

工程1で使用される溶液の溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン(THF)やジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル、N−メチルピロリジノン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の非プロトン性極性溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;クロロホルム、塩化メチレン等の非芳香族性の塩素系溶媒;ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロベンゼン等のニトロ化合物;メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類または水あるいはこれらの混合溶媒を用いることができる。好ましくは、アルコール類またはケトン類あるいはそれらの混合系が望ましい。   Examples of the solvent of the solution used in Step 1 include ethers such as tetrahydrofuran (THF), dioxane, and diethyl ether; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; dimethylformamide, acetonitrile, benzonitrile, and N-methylpyrrolidinone (NMP). Aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO); esters such as ethyl acetate and butyl acetate; non-aromatic chlorinated solvents such as chloroform and methylene chloride; nitro compounds such as nitromethane, nitroethane, and nitrobenzene; methanol Further, alcohols such as ethanol and propanol, water, or a mixed solvent thereof can be used. Preferably, alcohols or ketones or a mixed system thereof is desirable.

本発明においてモノマーは、酸化剤含有液への浸漬及び一定の温度範囲において所定時間空気中で保持する工程2により酸化重合されるが、重合膜の形態をより緻密にするためには、空気中で保持する酸化重合を主とする方法が好ましい。空気中で保持する温度は、モノマーの種類により異なるが、例えばピロールでは5℃以下でよく、チオフェン系では約30〜60℃を必要とする。   In the present invention, the monomer is oxidatively polymerized by immersing in an oxidant-containing solution and maintaining in a predetermined temperature range in air for a predetermined time in step 2, but in order to make the polymer film more dense, A method mainly comprising oxidative polymerization held in The temperature maintained in air varies depending on the type of monomer, but may be, for example, 5 ° C. or lower for pyrrole and about 30 to 60 ° C. for thiophene.

重合時間は浸漬時のモノマーの付着量による。付着量はモノマー及び酸化剤含有液の濃度や粘度等で変わるので一概に規定できないが、一般に1回の付着量を少なくすると重合時間を短くすることができ、また1回の付着量を多くするとより長い重合時間が必要となる。本発明の方法では、一回の重合時間は10秒〜30分、好ましくは3〜15分とする。   The polymerization time depends on the amount of monomer attached during immersion. The amount of adhesion varies depending on the concentration and viscosity of the monomer and oxidant-containing liquid, so it cannot be specified unconditionally. Generally, if the amount of adhesion is reduced once, the polymerization time can be shortened, and if the amount of adhesion is increased. Longer polymerization times are required. In the method of the present invention, one polymerization time is 10 seconds to 30 minutes, preferably 3 to 15 minutes.

工程2として適用される浸漬時間は、酸化剤成分が金属箔基板の誘電体表面上に付着するに十分な時間以上15分未満の時間、好ましくは0.1秒〜10分、より好ましくは1秒〜7分とする。   The dipping time applied as step 2 is a time sufficient for the oxidant component to adhere to the dielectric surface of the metal foil substrate to a time not shorter than 15 minutes, preferably 0.1 seconds to 10 minutes, more preferably 1 second to 7 minutes.

工程2において用いられる酸化剤としては、水溶液系の酸化剤と有機溶剤系の酸化剤が挙げられる。本発明で好ましく使用される水溶液系の酸化剤としては、ペルオキソ二硫酸及びそのNa塩、K塩、NH4塩、硝酸セリウム(IV)、硝酸セリウム(IV)アンモニウム、硫酸鉄(III)、硝酸鉄(III)、塩化鉄(III)等が挙げられる。また、有機溶剤系の酸化剤としては、有機スルホン酸の第二鉄塩、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸鉄(III)、p−トルエンスルホン酸鉄(III)等が挙げられる。
本発明の工程2において用いられる溶液の溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン(THF)やジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル、N−メチルピロリジノン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の非プロトン性極性溶媒;メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、または水あるいはこれらの混合溶媒を用いることができる。好ましくは、水、アルコール類またはケトン類あるいはそれらの混合系が望ましい。
Examples of the oxidizing agent used in step 2 include an aqueous oxidizing agent and an organic solvent oxidizing agent. Examples of the aqueous oxidizing agent preferably used in the present invention include peroxodisulfuric acid and its Na salt, K salt, NH 4 salt, cerium (IV) nitrate, cerium (IV) ammonium nitrate, iron (III) sulfate, nitric acid Examples thereof include iron (III) and iron (III) chloride. Examples of the organic solvent-based oxidizing agent include ferric salts of organic sulfonic acids such as iron (III) dodecylbenzenesulfonate and iron (III) p-toluenesulfonate.
Examples of the solvent of the solution used in Step 2 of the present invention include ethers such as tetrahydrofuran (THF), dioxane, and diethyl ether; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; dimethylformamide, acetonitrile, benzonitrile, N-methylpyrrolidinone ( NMP), aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO); alcohols such as methanol, ethanol, propanol, water, or a mixed solvent thereof can be used. Preferably, water, alcohols or ketones or a mixed system thereof is desirable.

なお、酸化剤溶液の濃度は5〜50質量%が好ましく、また酸化剤溶液の温度は−15〜60℃が好ましい。   The concentration of the oxidant solution is preferably 5 to 50% by mass, and the temperature of the oxidant solution is preferably −15 to 60 ° C.

工程2では、有機微粒子を含む懸濁液がより好ましく用いられる。有機微粒子は、誘電体表面上または重合体組成物上に残存することによって、細孔内を重合膜で充填された平滑な重合膜表面への酸化剤及びモノマーの供給を助けるため有効である。特に、可溶性の有機微粒子を使用することによって固体電解質層を形成した後、可溶性の有機微粒子を溶解除去することができ、コンデンサ素子の信頼性を高めることができる。   In step 2, a suspension containing organic fine particles is more preferably used. The organic fine particles remain on the dielectric surface or the polymer composition, and thus are effective for assisting the supply of the oxidant and the monomer to the smooth polymer film surface filled with the polymer film in the pores. In particular, after forming the solid electrolyte layer by using soluble organic fine particles, the soluble organic fine particles can be dissolved and removed, and the reliability of the capacitor element can be improved.

有機微粒子を溶解除去する過程で用いられる溶剤としては、水;メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリジノン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が用いられるが、水またはアルコール類、もしくはそれらの混合溶剤が好ましく、酸化剤をも溶解させる溶剤であれば、酸化剤の除去と同時に実施できることからより好ましい。   Solvents used in the process of dissolving and removing the organic fine particles include water; alcohols such as methanol, ethanol and propanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; and non- solvents such as dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidinone and dimethyl sulfoxide. A protic polar solvent is used, but water, alcohols, or a mixed solvent thereof is preferable, and a solvent that also dissolves the oxidizing agent is more preferable because it can be performed simultaneously with the removal of the oxidizing agent.

なお、強酸の使用によって除去可能な可溶性の無機微粒子は、弁作用金属表面の誘電体皮膜をも溶解、もしくは腐食させる等のダメージを与えることから好ましくない。
可溶性の有機微粒子としては、平均粒子径(D50)が0.1〜20μmの範囲であることが好ましく、0.5〜15μmであることがより好ましい。可溶性の有機微粒子の平均粒子径(D50)が、20μmを超えると重合膜に形成される間隙が大きくなるため好ましくなく、0.1μm未満では、付着液の増量効果はなくなり水と同等になる。
Soluble inorganic fine particles that can be removed by using a strong acid are not preferable because they cause damage such as dissolution or corrosion of the dielectric film on the surface of the valve metal.
The soluble organic fine particles preferably have an average particle diameter (D 50 ) in the range of 0.1 to 20 μm, and more preferably 0.5 to 15 μm. If the average particle diameter (D 50 ) of the soluble organic fine particles exceeds 20 μm, the gap formed in the polymerized film becomes large, which is not preferable. If the average particle diameter is less than 0.1 μm, the effect of increasing the adhesion liquid disappears and becomes equivalent to water.

可溶性の有機微粒子の具体例としては、脂肪族スルホン酸化合物、芳香族スルホン酸化合物、脂肪族カルボン酸化合物、芳香族カルボン酸化合物、ペプチド化合物、または/及びその塩等が挙げられ、芳香族スルホン酸化合物、芳香族カルボン酸化合物、ペプチド化合物が好ましく用いられる。   Specific examples of the soluble organic fine particles include an aliphatic sulfonic acid compound, an aromatic sulfonic acid compound, an aliphatic carboxylic acid compound, an aromatic carboxylic acid compound, a peptide compound, and / or a salt thereof. Acid compounds, aromatic carboxylic acid compounds, and peptide compounds are preferably used.

芳香族スルホン酸化合物としてより具体的には、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アントラセンスルホン酸、アントラキノンスルホン酸及び/またはその塩、芳香族カルボン酸化合物としてより具体的には、安息香酸、トルエンカルボン酸、ナフタレンカルボン酸、アントラセンカルボン酸、アントラキノンカルボン酸または/及びその塩、ペプチド化合物としてより具体的には、サーファクチン、アイチュリン、プリパスタチン、セラウエッチン等を挙げることができる。
本発明の方法では、形成される導電性重合体組成物を湿度、熱、応力等に耐性を有する厚さにするために含浸回数を制御する必要がある。
More specifically, aromatic sulfonic acid compounds include benzene sulfonic acid, toluene sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid, anthracene sulfonic acid, anthraquinone sulfonic acid and / or salt thereof, and more specifically, aromatic carboxylic acid compounds include benzoic acid. More specific examples of the acid, toluene carboxylic acid, naphthalene carboxylic acid, anthracene carboxylic acid, anthraquinone carboxylic acid or / and salts thereof, and peptide compounds include surfactin, iturin, prepastatin, and serauchen.
In the method of the present invention, it is necessary to control the number of impregnations so that the conductive polymer composition to be formed has a thickness resistant to humidity, heat, stress, and the like.

本発明による固体電解質の好ましい形成工程の1つは、工程1、工程2の工程を1サイクルとして繰り返す方法である。前記サイクルは、1つの陽極基体に対して3回以上、好ましくは8〜30回繰り返すことによって、所望の固体電解質層を形成することができる。なお、工程1と工程2は逆順に行っても良い。   One of the preferable formation steps of the solid electrolyte according to the present invention is a method in which the steps 1 and 2 are repeated as one cycle. A desired solid electrolyte layer can be formed by repeating the cycle three times or more, preferably 8 to 30 times, for one anode substrate. Step 1 and step 2 may be performed in reverse order.

本発明によれば、後述の実施例に示すように、誘電体酸化皮膜を有するアルミニウム箔を、例えば3,4−エチレンジオキシチオフェン(EDT)のイソプロピルアルコール(IPA)溶液に含浸し、これを風乾してIPAを殆ど除去した後、約20質量%の酸化剤(過硫酸アンモニウム)水溶液に含浸後、40℃程度で10分間加熱することで、また、本工程を繰り返し実施することでポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)の重合体を得ることができる。   According to the present invention, an aluminum foil having a dielectric oxide film is impregnated, for example, in an isopropyl alcohol (IPA) solution of 3,4-ethylenedioxythiophene (EDT), as shown in the following examples. After substantially drying IPA to remove IPA, impregnation with about 20% by mass of an oxidizing agent (ammonium persulfate) aqueous solution, followed by heating at about 40 ° C. for 10 minutes, and by repeating this step, poly (3 , 4-ethylenedioxythiophene) polymer can be obtained.

本発明に用いられる固体電解質を形成する導電性重合体はπ電子共役構造を有する有機重合体モノマーの重合体であり、重合度2以上2000以下、より好ましくは3以上1000以下、さらに好ましくは5以上200以下である。具体例としては、チオフェン骨格を有する化合物、多環状スルフィド骨格を有する化合物、ピロール骨格を有する化合物、フラン骨格を有する化合物、アニリン骨格を有する化合物等で示される構造を繰り返し単位として含む導電性重合体が挙げられる。   The conductive polymer forming the solid electrolyte used in the present invention is a polymer of an organic polymer monomer having a π-electron conjugated structure, and the degree of polymerization is 2 or more and 2000 or less, more preferably 3 or more and 1000 or less, and still more preferably 5 It is 200 or less. As specific examples, a conductive polymer containing a structure represented by a compound having a thiophene skeleton, a compound having a polycyclic sulfide skeleton, a compound having a pyrrole skeleton, a compound having a furan skeleton, a compound having an aniline skeleton, or the like as a repeating unit. Is mentioned.

チオフェン骨格を有するモノマーとしては、例えば、3−メチルチオフェン、3−エチルオフェン、3−プロピルチオフェン、3−ブチルチオフェン、3−ペンチルチオフェン、3−ヘキシルチオフェン、3−ヘプチルチオフェン、3−オクチルチオフェン、3−ノニルチオフェン、3−デシルチオフェン、3−フルオロチオフェン、3−クロロチオフェン、3−ブロモチオフェン、3−シアノチオフェン、3,4−ジメチルチオフェン、3,4−ジエチルチオフェン、3,4−ブチレンチオフェン、3,4−メチレンジオキシチオフェン、3,4−エチレンジオキシチオフェン等の誘導体を挙げることができる。これらの化合物は、一般には市販されている化合物または公知の方法(例えばSynthetic Metals誌, 1986年, 15巻, 169頁)で準備できる。   Examples of the monomer having a thiophene skeleton include 3-methylthiophene, 3-ethyloffene, 3-propylthiophene, 3-butylthiophene, 3-pentylthiophene, 3-hexylthiophene, 3-heptylthiophene, 3-octylthiophene, 3-nonylthiophene, 3-decylthiophene, 3-fluorothiophene, 3-chlorothiophene, 3-bromothiophene, 3-cyanothiophene, 3,4-dimethylthiophene, 3,4-diethylthiophene, 3,4-butylenethiophene , Derivatives of 3,4-methylenedioxythiophene, 3,4-ethylenedioxythiophene, and the like. These compounds can be prepared by commercially available compounds or by known methods (for example, Synthetic Metals, 1986, Vol. 15, 169).

多環状スルフィド骨格を有するモノマーの具体例としては、1,3−ジヒドロ多環状スルフィド(別名、1,3−ジヒドロベンゾ[c]チオフェン)骨格を有する化合物、1,3−ジヒドロナフト[2,3−c]チオフェン骨格を有する化合物が使用できる。さらには1,3−ジヒドロアントラ[2,3−c]チオフェン骨格を有する化合物、1,3−ジヒドロナフタセノ[2,3−c]チオフェン骨格を有する化合物を挙げることができる。これらは公知の方法、例えば特開平8-3156号公報記載の方法により準備することができる。   Specific examples of the monomer having a polycyclic sulfide skeleton include compounds having a 1,3-dihydropolycyclic sulfide (also known as 1,3-dihydrobenzo [c] thiophene) skeleton, 1,3-dihydronaphtho [2,3 -C] A compound having a thiophene skeleton can be used. Furthermore, a compound having a 1,3-dihydroanthra [2,3-c] thiophene skeleton and a compound having a 1,3-dihydronaphthaseno [2,3-c] thiophene skeleton can be given. These can be prepared by a known method, for example, the method described in JP-A-8-3156.

また、1,3−ジヒドロナフト[1,2−c]チオフェン骨格を有する化合物が、1,3−ジヒドロフェナントラ[2,3−c]チオフェン誘導体や、1,3−ジヒドロトリフェニロ[2,3−c]チオフェン骨格を有する化合物が、1,3−ジヒドロベンゾ[a]アントラセノ[7,8−c]チオフェン誘導体なども使用できる。   A compound having a 1,3-dihydronaphtho [1,2-c] thiophene skeleton is a 1,3-dihydrophenanthra [2,3-c] thiophene derivative or 1,3-dihydrotriphenylo [2]. , 3-c] thiophene skeleton, 1,3-dihydrobenzo [a] anthraceno [7,8-c] thiophene derivatives and the like can also be used.

縮合環に窒素またはN−オキシドを任意に含んでいる化合物も使用でき、例えば、1,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]キノキサリンや、1,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]キノキサリン−4−オキシド、1,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]キノキサリン−4,9−ジオキシド等を挙げることができる。   A compound optionally containing nitrogen or N-oxide in the condensed ring can also be used, such as 1,3-dihydrothieno [3,4-b] quinoxaline, 1,3-dihydrothieno [3,4-b] quinoxaline- 4-oxide, 1,3-dihydrothieno [3,4-b] quinoxaline-4,9-dioxide and the like can be mentioned.

ピロール骨格を有するモノマーとしては、例えば、3−メチルピロール、3−エチルピロール、3−プロピルピロール、3−ブチルピロール、3−ペンチルピロール、3−ヘキシルピロール、3−ヘプチルピロール、3−オクチルピロール、3−ノニルピロール、3−デシルピロール、3−フルオロピロール、3−クロロピロール、3−ブロモピロール、3−シアノピロール、3,4−ジメチルピロール、3,4−ジエチルピロール、3,4−ブチレンピロール、3,4−メチレンジオキシピロール、3,4−エチレンジオキシピロール等の誘導体を挙げることができる。これらの化合物は、市販品または公知の方法で準備できる。   Examples of the monomer having a pyrrole skeleton include 3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole, 3-propylpyrrole, 3-butylpyrrole, 3-pentylpyrrole, 3-hexylpyrrole, 3-heptylpyrrole, 3-octylpyrrole, 3-nonylpyrrole, 3-decylpyrrole, 3-fluoropyrrole, 3-chloropyrrole, 3-bromopyrrole, 3-cyanopyrrole, 3,4-dimethylpyrrole, 3,4-diethylpyrrole, 3,4-butylenepyrrole , Derivatives of 3,4-methylenedioxypyrrole, 3,4-ethylenedioxypyrrole, and the like. These compounds can be prepared commercially or by known methods.

フラン骨格を有するモノマーとしては、例えば、3−メチルフラン、3−エチルフラン、3−プロピルフラン、3−ブチルフラン、3−ペンチルフラン、3−ヘキシルフラン、3−ヘプチルフラン、3−オクチルフラン、3−ノニルフラン、3−デシルフラン、3−フルオロフラン、3−クロロフラン、3−ブロモフラン、3−シアノフラン、3,4−ジメチルフラン、3,4−ジエチルフラン、3,4−ブチレンフラン、3,4−メチレンジオキシフラン、3,4−エチレンジオキシフラン等の誘導体を挙げることができる。これらの化合物は市販品または公知の方法で準備できる。   Examples of the monomer having a furan skeleton include 3-methylfuran, 3-ethylfuran, 3-propylfuran, 3-butylfuran, 3-pentylfuran, 3-hexylfuran, 3-heptylfuran, 3-octylfuran, 3-nonylfuran, 3-decylfuran, 3-fluorofuran, 3-chlorofuran, 3-bromofuran, 3-cyanofuran, 3,4-dimethylfuran, 3,4-diethylfuran, 3,4-butylenefuran, 3,4 -Derivatives such as methylenedioxyfuran and 3,4-ethylenedioxyfuran can be mentioned. These compounds can be prepared commercially or by known methods.

アニリン骨格を有するモノマーとしては、例えば、2−メチルアニリン、2−エチルアニリン、2−プロピルアニリン、2−ブチルアニリン、2−ペンチルアニリン、2−ヘキシルアニリン、2−ヘプチルアニリン、2−オクチルアニリン、2−ノニルアニリン、2−デシルアニリン、2−フルオロアニリン、2−クロロアニリン、2−ブロモアニリン、2−シアノアニリン、2,5−ジメチルアニリン、2,5−ジエチルアニリン、2,3−ブチレンアニリン、2,3−メチレンジオキシアニリン、2,3−エチレンジオキシアニリン等の誘導体を挙げることができる。これらの化合物は、市販品または公知の方法で準備できる。   Examples of the monomer having an aniline skeleton include 2-methylaniline, 2-ethylaniline, 2-propylaniline, 2-butylaniline, 2-pentylaniline, 2-hexylaniline, 2-heptylaniline, 2-octylaniline, 2-nonylaniline, 2-decylaniline, 2-fluoroaniline, 2-chloroaniline, 2-bromoaniline, 2-cyanoaniline, 2,5-dimethylaniline, 2,5-diethylaniline, 2,3-butyleneaniline , Derivatives of 2,3-methylenedioxyaniline, 2,3-ethylenedioxyaniline, and the like. These compounds can be prepared commercially or by known methods.

これらの中でも、チオフェン骨格または多環状スルフィド骨格を有する化合物が好ましく、3,4−エチレンジオキシチオフェン(EDT)、1,3−ジヒドロイソチアナフテンが特に好ましい。   Among these, compounds having a thiophene skeleton or a polycyclic sulfide skeleton are preferable, and 3,4-ethylenedioxythiophene (EDT) and 1,3-dihydroisothianaphthene are particularly preferable.

上記化合物群から選ばれる化合物の重合条件等には特に制限はなく、簡単な実験により予め好ましい条件を確認した上で容易に実施することができる。
また、上記モノマー群から選ばれる化合物を併用し、共重合体として固体電解質を形成させても良い。その時の重合性単量体の組成比などは重合条件等に依存するものであり、好ましい組成比、重合条件は簡単なテストにより確認できる。
例えば、EDTモノマー及び酸化剤を好ましくは溶液の形態において、前後して別々にまたは一緒に金属箔の酸化皮膜層に塗布して形成する方法等が利用できる(特許第3040113号公報、米国特許第6229689号公報)。
There is no restriction | limiting in particular in the polymerization conditions etc. of the compound selected from the said compound group, It can implement easily, after confirming preferable conditions beforehand by simple experiment.
In addition, a compound selected from the above monomer group may be used in combination to form a solid electrolyte as a copolymer. The composition ratio of the polymerizable monomer at that time depends on the polymerization conditions and the like, and the preferred composition ratio and polymerization conditions can be confirmed by a simple test.
For example, a method in which the EDT monomer and the oxidizing agent are preferably applied in the form of a solution and applied separately or together to the oxide film layer of the metal foil can be used (Patent No. 3040113, US Pat. 6229689).

本発明において好ましく使用される3,4−エチレンジオキシチオフェン(EDT)は、上記の一価アルコールによく溶けるが、水とはなじみが良くないため高濃度の酸化剤水溶液と接触させたときには、EDTはその界面において重合が良好に進行して、フィブリル構造あるいはラメラ(薄い層状)構造の導電性重合体固体電解質層が形成される。   3,4-ethylenedioxythiophene (EDT) preferably used in the present invention dissolves well in the above monohydric alcohol, but is not well-suited with water, so when brought into contact with a high concentration aqueous oxidant solution, In the EDT, polymerization proceeds satisfactorily at the interface, and a conductive polymer solid electrolyte layer having a fibril structure or a lamellar (thin layered) structure is formed.

本発明の製造方法においては固体電解質形成後の洗浄用溶媒として、例えば、テトラヒドロフラン(THF)やジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル、N−メチルピロリジノン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の非プロトン性極性溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;クロロホルム、塩化メチレン等の非芳香族性の塩素系溶媒;ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロベンゼン等のニトロ化合物;メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類;蟻酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸;該有機酸の酸無水物(例、無水酢酸等)または水あるいはこれらの混合溶媒を用いることができる。好ましくは、水、アルコール類またはケトン類あるいはそれらの混合系が望ましい。   In the production method of the present invention, as a solvent for washing after formation of the solid electrolyte, for example, ethers such as tetrahydrofuran (THF), dioxane and diethyl ether; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; dimethylformamide, acetonitrile, benzonitrile, N -Aprotic polar solvents such as methylpyrrolidinone (NMP) and dimethyl sulfoxide (DMSO); esters such as ethyl acetate and butyl acetate; non-aromatic chlorinated solvents such as chloroform and methylene chloride; nitromethane, nitroethane, and nitrobenzene Nitro compounds such as: alcohols such as methanol, ethanol, propanol, etc .; organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid; acid anhydrides of the organic acids (eg, acetic anhydride, etc.) or water or mixed solvents thereof Can do. Preferably, water, alcohols or ketones or a mixed system thereof is desirable.

このようにして製造された固体電解質の電気伝導度は、約0.1〜約200S/cmの範囲であるが、好ましくは約1〜約150S/cm、さらに好ましくは約10〜約100S/cmの範囲である。
こうして形成された導電性重合体組成物層の上に、陰極リード端子との電気的接触を良くするために導電体層を設けることが好ましい。導電体層は例えば導電ペースト、メッキや蒸着、導電樹脂フィルムの貼付等により形成される。
The electrical conductivity of the solid electrolyte thus produced is in the range of about 0.1 to about 200 S / cm, preferably about 1 to about 150 S / cm, more preferably about 10 to about 100 S / cm. It is.
On the conductive polymer composition layer thus formed, it is preferable to provide a conductor layer in order to improve electrical contact with the cathode lead terminal. The conductor layer is formed by, for example, a conductive paste, plating, vapor deposition, or a conductive resin film.

本発明では、導電体層を形成した後に圧縮することもできる。例えば弾性体を含む導電体層の場合には圧縮により塑性変形してさらに薄くさせることができ、かつ導電体層表面を平滑化させる効果もある。
かくして得られる固体電解コンデンサ素子は、図3に示すように、通常、それを複数個積層し陽極端子に陽極リード線(6)を接続して、固体電解質層(4)上の導電体層(図示せず)には陰極リード線(7)を接続し、さらに全体に例えば樹脂モールド(8)、樹脂ケース、金属製の外装ケース、樹脂ディッピング等による外装を施すことにより、各種用途の固体電解コンデンサ(9)製品とする。
In the present invention, the conductive layer can be compressed after being formed. For example, in the case of a conductor layer containing an elastic body, it can be plastically deformed by compression to make it thinner, and has the effect of smoothing the surface of the conductor layer.
As shown in FIG. 3, the solid electrolytic capacitor element thus obtained is usually formed by laminating a plurality of them and connecting the anode lead wire (6) to the anode terminal, and the conductor layer on the solid electrolyte layer (4) ( A cathode lead wire (7) is connected to an unillustrated), and further, for example, a resin mold (8), a resin case, a metal outer case, an outer case made of resin dipping, etc. Capacitor (9) Product.

以下に本発明について代表的な例を示し、さらに具体的に説明する。なお、これらは説明のための例示であって、本発明はこれらに何等制限されるものではない。   The present invention will be described in more detail below with typical examples. Note that these are illustrative examples, and the present invention is not limited to these.

実施例1:
図1におけるxが30μm、y/z=0.3であり、切断角αの補角(図1参照)が110°、全体の厚さ(H)が110μmであるアルミニウム化成箔を使用した。断面形状の拡大写真を図4に示す。また、切断表面の拡大写真を図10に示す。このアルミニウム化成箔を短軸方向3mm×長軸方向10mmに切り出し、長軸方向を4mmと5mmの部分に区切るように、両面に幅1mmのポリイミド溶液を周状に塗布、乾燥させマスキングを作成した。この化成箔の3mm×4mmの部分を、10質量%のアジピン酸アンモニウム水溶液で4Vの電圧を印加して切り口部分に化成し、誘電体酸化皮膜を形成した。次に、このアルミニウム箔の3mm×4mmの部分を、3,4−エチレンジオキシチオフェンを溶解させた2.0mol/Lのイソプロピルアルコール(IPA)溶液に5秒間含浸し、これを室温で5分間乾燥し、2−アントラキノンスルホン酸ナトリウム(D50=11μm;シスメックス(株)製マスターサイザーを用いて測定。)が0.07質量%となるように調整した1.5mol/Lの過硫酸アンモニウム水溶液に5秒間浸漬した。続いてこのアルミニウム箔を40℃の大気中で10分間放置して酸化的重合を行った。さらにこの浸漬工程及び重合工程を全体で22回となるようにして、導電性重合体の固体電解質層をアルミニウム箔の外表面に形成した。最終的に生成したポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)を50℃温水中で洗浄し、その後100℃で30分乾燥を行い、固体電解質層を形成した。
断面形状の顕微鏡観察によるコーナー部分(稜辺内部角度110°の切断部分)の膜厚は、22μmであった。次に、固体電解質層を形成した3mm×4mmの部分を、15質量%アジピン酸アンモニウム溶液中に浸漬し、固体電解質層を形成していない部分の弁作用金属箔に陽極の接点を設けて3.8Vの電圧を印加し、再化成を行った。
Example 1:
In FIG. 1, an aluminum conversion foil having x of 30 μm, y / z = 0.3, a complementary angle of the cutting angle α (see FIG. 1) of 110 °, and an overall thickness (H) of 110 μm was used. An enlarged photograph of the cross-sectional shape is shown in FIG. An enlarged photograph of the cut surface is shown in FIG. This aluminum conversion foil was cut into a minor axis direction of 3 mm x a major axis direction of 10 mm, and a polyimide solution having a width of 1 mm was applied on both sides in a circumferential shape so as to divide the major axis direction into 4 mm and 5 mm portions, and then masked. . A 3 mm × 4 mm portion of this chemical conversion foil was formed into a cut portion by applying a voltage of 4 V with a 10 mass% ammonium adipate aqueous solution to form a dielectric oxide film. Next, a 3 mm × 4 mm portion of this aluminum foil was impregnated for 5 seconds with a 2.0 mol / L isopropyl alcohol (IPA) solution in which 3,4-ethylenedioxythiophene was dissolved, and this was dried at room temperature for 5 minutes. Then, it was immersed in a 1.5 mol / L ammonium persulfate aqueous solution adjusted so that sodium 2-anthraquinone sulfonate (D 50 = 11 μm; measured using a master sizer manufactured by Sysmex Corporation) was 0.07% by mass for 5 seconds. . Subsequently, the aluminum foil was left in the atmosphere at 40 ° C. for 10 minutes for oxidative polymerization. Furthermore, the solid electrolyte layer of the conductive polymer was formed on the outer surface of the aluminum foil so that the dipping process and the polymerization process were performed 22 times in total. The finally produced poly (3,4-ethylenedioxythiophene) was washed in 50 ° C. warm water, and then dried at 100 ° C. for 30 minutes to form a solid electrolyte layer.
The film thickness of the corner portion (cut portion with a ridge side internal angle of 110 °) observed by a microscope of the cross-sectional shape was 22 μm. Next, a 3 mm × 4 mm portion on which the solid electrolyte layer was formed was immersed in a 15% by mass ammonium adipate solution, and an anode contact was provided on the valve-acting metal foil in the portion where the solid electrolyte layer was not formed. A voltage of V was applied to perform re-chemical conversion.

次に、図3に示すように上記アルミニウム箔の導電性重合体組成物層を形成した部分にカーボンペーストと銀ペーストを付けて上記アルミニウム箔を4枚積層し、陰極リード端子を接続した。また、導電性重合体組成物層の形成されていない部分には陽極リード端子を溶接により接続した。さらに、この積層素子をエポキシ樹脂で封止した後、125℃で定格電圧(2V)を印加して2時間エージングを行い、合計30個のコンデンサを完成させた。   Next, as shown in FIG. 3, carbon paste and silver paste were attached to the portion where the conductive polymer composition layer of the aluminum foil was formed, and the four aluminum foils were laminated, and the cathode lead terminals were connected. Moreover, the anode lead terminal was connected to the part in which the conductive polymer composition layer was not formed by welding. Furthermore, after sealing this laminated element with an epoxy resin, a rated voltage (2 V) was applied at 125 ° C. and aging was performed for 2 hours to complete a total of 30 capacitors.

これら30個の積層コンデンサ素子について、初期特性として120Hzにおける容量と損失係数(tanδ×100(%))、等価直列抵抗(ESR)、それに漏れ電流を測定した。なお、漏れ電流は定格電圧を印加して1分後に測定した。表1にこれらの測定値の平均値と、0.002CV以上の漏れ電流を不良品としたときの不良率を示した。ここで、漏れ電流の平均値は不良品を除いて計算した値である。   With respect to these 30 multilayer capacitor elements, the capacity and loss factor (tan δ × 100 (%)) at 120 Hz, equivalent series resistance (ESR), and leakage current were measured as initial characteristics. The leakage current was measured 1 minute after applying the rated voltage. Table 1 shows the average value of these measured values and the defective rate when a leakage current of 0.002 CV or more is regarded as a defective product. Here, the average value of the leakage current is a value calculated excluding defective products.

実施例2:
図1におけるxが30μm、y/z=0.5であり、切断角αの補角(図1参照)が110°、全体の厚さ(H)が110μmであるアルミニウム化成箔を使用した。断面形状の拡大写真を図5に示す。このアルミニウム化成箔を使用すること以外は実施例1と同様にして固体電解質を形成した。
実施例1と同様にして測定したコーナー部分(稜辺内部角度110°の切断部分)の膜厚は19μmであった。
Example 2:
In FIG. 1, an aluminum conversion foil having x of 30 μm, y / z = 0.5, a complementary angle of the cutting angle α (see FIG. 1) of 110 °, and an overall thickness (H) of 110 μm was used. An enlarged photograph of the cross-sectional shape is shown in FIG. A solid electrolyte was formed in the same manner as in Example 1 except that this aluminum conversion foil was used.
The film thickness of the corner portion (cut portion with a ridge side internal angle of 110 °) measured in the same manner as in Example 1 was 19 μm.

次に、再化成、カーボンペーストと銀ペーストの塗布、積層、陰極リード端子の接続、エポキシ樹脂で封止、エージング操作は実施例1と同様に行い、合計30個のコンデンサを完成させた。得られた積層コンデンサ素子について実施例1と同様に行った特性評価の結果を表1に示す。   Next, re-chemical conversion, application of carbon paste and silver paste, lamination, connection of cathode lead terminals, sealing with an epoxy resin, and aging operation were carried out in the same manner as in Example 1 to complete a total of 30 capacitors. Table 1 shows the results of the characteristic evaluation performed on the obtained multilayer capacitor element in the same manner as in Example 1.

実施例3:
図1におけるxが30μm、y/z=0.8であり、切断角αの補角(図1参照)が110°、全体の厚さ(H)が110μmであるアルミニウム化成箔を使用した。断面形状の拡大写真を図6に示す。このアルミニウム化成箔を使用すること以外は実施例1と同様にして固体電解質を形成した。
実施例1と同様にして測定したコーナー部分(稜辺内部角度110°の切断部分)の膜厚は17μmであった。
Example 3:
In FIG. 1, an aluminum chemical conversion foil having x of 30 μm, y / z = 0.8, a complementary angle of the cutting angle α (see FIG. 1) of 110 °, and an overall thickness (H) of 110 μm was used. An enlarged photograph of the cross-sectional shape is shown in FIG. A solid electrolyte was formed in the same manner as in Example 1 except that this aluminum conversion foil was used.
The film thickness of the corner portion (cut portion with a ridge side internal angle of 110 °) measured in the same manner as in Example 1 was 17 μm.

次に、再化成、カーボンペーストと銀ペーストの塗布、積層、陰極リード端子の接続、エポキシ樹脂で封止、エージング操作は実施例1と同様に行い、合計30個のコンデンサを完成させた。得られた積層コンデンサ素子について実施例1と同様に行った特性評価の結果を表1に示す。   Next, re-chemical conversion, application of carbon paste and silver paste, lamination, connection of cathode lead terminals, sealing with an epoxy resin, and aging operation were carried out in the same manner as in Example 1 to complete a total of 30 capacitors. Table 1 shows the results of the characteristic evaluation performed on the obtained multilayer capacitor element in the same manner as in Example 1.

実施例4:
図1におけるxが30μm、y/z=1.0であり、切断角αの補角(図1参照)が110°、全体の厚さ(H)が110μmであるアルミニウム化成箔を使用した。断面形状の拡大写真を図7に示す。本アルミニウム化成箔を使用すること以外は実施例1と同様にして固体電解質を形成した。なお、本アルミニウム化成箔は、短冊状に切断し回転軸に巻き取ったアルミニウム化成箔を切断面を下にして平板に押し付け突起部分を折り曲げて除去することにより製造した。
実施例1と同様にして測定したコーナー部分(稜辺内部角度110°の切断部分)の膜厚は15μmであった。
Example 4:
In FIG. 1, an aluminum conversion foil having x of 30 μm, y / z = 1.0, a complementary angle (see FIG. 1) of the cutting angle α of 110 °, and an overall thickness (H) of 110 μm was used. An enlarged photograph of the cross-sectional shape is shown in FIG. A solid electrolyte was formed in the same manner as in Example 1 except that this aluminum conversion foil was used. In addition, this aluminum conversion foil was manufactured by pressing the aluminum conversion foil cut | disconnected in strip shape and wound up on the rotating shaft to a flat plate with a cut surface down, and bending and removing a projection part.
The film thickness of the corner portion (cut portion with a ridge side internal angle of 110 °) measured in the same manner as in Example 1 was 15 μm.

次に、再化成、カーボンペーストと銀ペーストの塗布、積層、陰極リード端子の接続、エポキシ樹脂で封止、エージング操作は実施例1と同様に行い、合計30個のコンデンサを完成させた。得られた積層コンデンサ素子について実施例1と同様に行った特性評価の結果を表1に示す。   Next, re-chemical conversion, application of carbon paste and silver paste, lamination, connection of cathode lead terminals, sealing with an epoxy resin, and aging operation were carried out in the same manner as in Example 1 to complete a total of 30 capacitors. Table 1 shows the results of the characteristic evaluation performed on the obtained multilayer capacitor element in the same manner as in Example 1.

実施例5:
図1におけるxが30μm、y/z=0.5であり、切断角αの補角(図1参照)が100°、全体の厚さ(H)が110μmであるアルミニウム化成箔を使用した。このアルミニウム化成箔を使用すること以外は実施例1と同様にして固体電解質を形成した。
実施例1と同様にして測定したコーナー部分(稜辺内部角度100°の切断部分)の膜厚は21μmであった。
Example 5:
In FIG. 1, an aluminum chemical conversion foil having x of 30 μm, y / z = 0.5, a complementary angle of the cutting angle α (see FIG. 1) of 100 °, and an overall thickness (H) of 110 μm was used. A solid electrolyte was formed in the same manner as in Example 1 except that this aluminum conversion foil was used.
The film thickness of the corner portion (cut portion having a ridge side internal angle of 100 °) measured in the same manner as in Example 1 was 21 μm.

次に、再化成、カーボンペーストと銀ペーストの塗布、積層、陰極リード端子の接続、エポキシ樹脂で封止、エージング操作は実施例1と同様に行い、合計30個のコンデンサを完成させた。得られた積層コンデンサ素子について実施例1と同様に行った特性評価の結果を表1に示す。   Next, re-chemical conversion, application of carbon paste and silver paste, lamination, connection of cathode lead terminals, sealing with an epoxy resin, and aging operation were carried out in the same manner as in Example 1 to complete a total of 30 capacitors. Table 1 shows the results of the characteristic evaluation performed on the obtained multilayer capacitor element in the same manner as in Example 1.

比較例1:
図1におけるxが30μm、y/z=1.2であり、切断角αの補角(図1参照)が110°、全体の厚さ(H)が110μmであるアルミニウム化成箔を使用した。断面形状の拡大写真を図8に示す。このアルミニウム化成箔を使用すること以外は実施例1と同様にして固体電解質を形成した。
実施例1と同様にして測定したコーナー部分(稜辺内部角度110°の切断部分)の膜厚は3μmであった。
Comparative Example 1:
In FIG. 1, an aluminum conversion foil having x of 30 μm, y / z = 1.2, a complementary angle of the cutting angle α (see FIG. 1) of 110 °, and an overall thickness (H) of 110 μm was used. An enlarged photograph of the cross-sectional shape is shown in FIG. A solid electrolyte was formed in the same manner as in Example 1 except that this aluminum conversion foil was used.
The film thickness of the corner portion (cut portion with a ridge side internal angle of 110 °) measured in the same manner as in Example 1 was 3 μm.

次に、再化成、カーボンペーストと銀ペーストの塗布、積層、陰極リード端子の接続、エポキシ樹脂で封止、エージング操作は実施例1と同様に行い、合計30個のコンデンサを完成させた。得られた積層コンデンサ素子について実施例1と同様に行った特性評価の結果を表1に示す。   Next, re-chemical conversion, application of carbon paste and silver paste, lamination, connection of cathode lead terminals, sealing with an epoxy resin, and aging operation were carried out in the same manner as in Example 1 to complete a total of 30 capacitors. Table 1 shows the results of the characteristic evaluation performed on the obtained multilayer capacitor element in the same manner as in Example 1.

比較例2:
図1におけるxが30μm、y/z=1.5であり、切断角αの補角(図1参照)が110°、全体の厚さ(H)が110μmであるアルミニウム化成箔を使用した。断面形状の拡大写真を図9に示した。このアルミニウム化成箔を使用すること以外は実施例1と同様にして固体電解質を形成した。
実施例1と同様にして測定したコーナー部分(稜辺内部角度110°の切断部分)の膜厚は1μmであった。
Comparative Example 2:
In FIG. 1, an aluminum conversion foil having x of 30 μm, y / z = 1.5, a complementary angle of the cutting angle α (see FIG. 1) of 110 °, and an overall thickness (H) of 110 μm was used. An enlarged photograph of the cross-sectional shape is shown in FIG. A solid electrolyte was formed in the same manner as in Example 1 except that this aluminum conversion foil was used.
The film thickness of the corner portion (cut portion with a ridge side internal angle of 110 °) measured in the same manner as in Example 1 was 1 μm.

次に、再化成、カーボンペーストと銀ペーストの塗布、積層、陰極リード端子の接続、エポキシ樹脂で封止、エージング操作は実施例1と同様に行い、合計30個のコンデンサを完成させた。得られた積層コンデンサ素子について実施例1と同様に行った特性評価の結果を表1に示す。   Next, re-chemical conversion, application of carbon paste and silver paste, lamination, connection of cathode lead terminals, sealing with an epoxy resin, and aging operation were carried out in the same manner as in Example 1 to complete a total of 30 capacitors. Table 1 shows the results of the characteristic evaluation performed on the obtained multilayer capacitor element in the same manner as in Example 1.

Figure 2006332632
Figure 2006332632

陽極基体の断面図。Sectional drawing of an anode base | substrate. コンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサの一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the solid electrolytic capacitor using a capacitor | condenser element. コンデンサ素子を積層して得られる固体電解コンデンサの一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the solid electrolytic capacitor obtained by laminating | stacking a capacitor | condenser element. 実施例1で使用したアルミニウム化成箔の側面断面写真(200倍)。The side surface cross-section photograph (200 times) of the aluminum conversion foil used in Example 1. 実施例2で使用したアルミニウム化成箔の側面断面写真(500倍)。The side surface cross-section photograph (500 times) of the aluminum conversion foil used in Example 2. 実施例3で使用したアルミニウム化成箔の側面断面写真(200倍)。The side surface cross-section photograph (200 times) of the aluminum conversion foil used in Example 3. 実施例4で使用したアルミニウム化成箔の側面断面写真(500倍)。The side surface cross-section photograph (500 times) of the aluminum conversion foil used in Example 4. 比較例1で使用したアルミニウム化成箔の側面断面写真(500倍)。The side surface cross-section photograph (500 times) of the aluminum conversion foil used in Comparative Example 1. 比較例2で使用したアルミニウム化成箔の側面断面写真(200倍)。The side surface cross-section photograph (200 times) of the aluminum conversion foil used in Comparative Example 2. 実施例1で使用したアルミニウム化成箔の側面表面写真(500倍)。The side surface photograph (500 times) of the aluminum conversion foil used in Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 陽極基体
2 誘電体(酸化皮膜)層
3 マスキング
4 半導体(固体電解質)層
5 導電体層
6,7 リード線
8 封止樹脂
9 固体電解コンデンサ
1 Anode Base 2 Dielectric (Oxide Film) Layer 3 Masking 4 Semiconductor (Solid Electrolyte) Layer 5 Conductor Layers 6 and 7 Lead Wire 8 Sealing Resin 9 Solid Electrolytic Capacitor

Claims (20)

微細孔を有する弁金属層と微細孔を有しない弁金属層とを含む金属基板を斜め切断した陽極基体であって、微細孔を有しない弁金属層が切断刃に追随して引き伸ばされて形成される切断表面を有することを特徴とする固体電解コンデンサ用陽極基体。   An anode substrate obtained by obliquely cutting a metal substrate including a valve metal layer having micropores and a valve metal layer having no micropores, and the valve metal layer having no micropores is stretched following the cutting blade. An anode substrate for a solid electrolytic capacitor, characterized by having a cut surface. 微細孔を有する弁金属層と微細孔を有しない弁金属層とを含む金属基板を斜め切断した陽極基体であって、微細孔を有しない弁金属層が切断刃に追随して引き伸ばされて微細孔を有する弁金属層端面を覆うことにより生じる弁金属延伸層が下記の条件式:
Figure 2006332632
(式中、yは前記弁金属延伸層の基板厚み方向における厚さ、zは前記延伸層と接触している微細孔を有する弁金属層の基板厚み方向における厚さをそれぞれ表わす。)を満たす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用陽極基体。
An anode substrate obtained by obliquely cutting a metal substrate including a valve metal layer having micropores and a valve metal layer having no micropores, and the valve metal layer having no micropores is stretched to follow the cutting blade and is fine The extended valve metal layer formed by covering the end surface of the valve metal layer having holes has the following conditional expression:
Figure 2006332632
Where y represents the thickness of the valve metal stretched layer in the substrate thickness direction, and z represents the thickness of the valve metal layer having micropores in contact with the stretched layer in the substrate thickness direction. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 1.
陽極基体が平板状または箔状であり、切断開始側の陽極基体表面と切断面との間の稜辺内部の角度が90°超135°以下の範囲内の角度で切断を行なうことにより得られる請求項2に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。   The anode substrate is in the form of a flat plate or a foil, and is obtained by cutting at an angle in the range of the ridge side between the anode substrate surface on the cutting start side and the cut surface within a range of more than 90 ° and not more than 135 °. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 2. 陽極基体が平板状または箔状であり、弁金属延伸層が陽極基体表面より突出した部分の切断除去を行なって得られる請求項2に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。   3. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 2, wherein the anode substrate is in the form of a flat plate or a foil, and the valve metal stretched layer is obtained by cutting and removing a portion protruding from the surface of the anode substrate. 陽極基体が平板状または箔状であり、弁金属延伸層が陽極基体表面より突出した部分を含む稜辺の面取りを行なって得られる請求項2に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。   3. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 2, wherein the anode substrate is in the form of a flat plate or a foil, and the valve metal stretched layer is obtained by chamfering a ridge including a portion protruding from the surface of the anode substrate. 陽極基体が平板状または箔状であり、弁金属延伸層が陽極基体表面より突出した部分を含む稜辺に整形部材を押し当てることにより突出を解消して得られる請求項2に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。   3. The solid electrolysis according to claim 2, wherein the anode substrate has a flat plate shape or a foil shape, and the valve metal stretched layer is obtained by eliminating the protrusion by pressing the shaping member against a ridge including a portion protruding from the surface of the anode substrate. Anode base for capacitors. 微細孔を有する弁金属層と微細孔を有しない弁金属層とを含む金属基板を斜め切断した陽極基体であって、微細孔を有しない弁金属層が切断刃に追随して引き伸ばされて形成される切断表面の短軸方向に対して斜めもしくは平行な溝を含む請求項2に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。   An anode substrate obtained by obliquely cutting a metal substrate including a valve metal layer having micropores and a valve metal layer having no micropores, and the valve metal layer having no micropores is stretched following the cutting blade. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 2, comprising a groove that is oblique or parallel to the minor axis direction of the cut surface. 斜めもしくは平行な溝の幅が0.1〜100μmである請求項7に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。   The anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 7, wherein the width of the oblique or parallel groove is 0.1 to 100 μm. 斜めもしくは平行な溝のピッチが0.1〜100μmである請求項7に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。   The anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 7, wherein the pitch of the oblique or parallel grooves is 0.1 to 100 μm. 斜めもしくは平行な溝の深さが0.1〜10μmである請求項7に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。   The anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 7, wherein the depth of the oblique or parallel groove is 0.1 to 10 μm. 陽極基体がアルミニウムである請求項1〜10のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。   The anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the anode substrate is aluminum. 陽極基体が微細孔を有するアルミニウム化成箔を切断機により短冊状に切断し製造されたものである請求項11に記載の固体電解コンデンサ用陽極基体。   12. The anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 11, wherein the anode substrate is produced by cutting an aluminum conversion foil having fine holes into a strip shape by a cutting machine. 請求項1〜12のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用陽極基体を含むことを特徴とする固体電解コンデンサ。   A solid electrolytic capacitor comprising the anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to claim 1. 微細孔を有する弁作用金属表面に形成された誘電体皮膜上にモノマーを酸化剤により重合させて導電性重合体組成物を含む固体電解質層を設けた固体電解コンデンサの製造方法において、請求項1〜12のいずれかに記載の固体電解コンデンサ用陽極基体を用い、モノマーを含む溶液に浸漬後乾燥する工程(工程1)、酸化剤を含む溶液に浸漬後乾燥する工程(工程2)を含む方法により、誘電体皮膜層を有する弁作用金属に固体電解質層を設けることを特徴とする請求項13に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   In the manufacturing method of the solid electrolytic capacitor which provided the solid electrolyte layer containing a conductive polymer composition by polymerizing a monomer with an oxidizing agent on the dielectric film formed on the valve action metal surface which has a fine hole, Claim 1 A method comprising the step of drying after immersion in a solution containing a monomer (step 1) and the step of drying after immersion in a solution containing an oxidizing agent (step 2) using the anode substrate for a solid electrolytic capacitor according to any one of -12 The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 13, wherein a solid electrolyte layer is provided on a valve metal having a dielectric film layer. 誘電体皮膜層を有する弁作用金属をモノマー化合物を含む溶液に浸漬後乾燥する工程1、酸化剤を含む溶液に浸漬後乾燥する工程2を複数回繰り返す方法により誘電体皮膜層を有する弁作用金属に固体電解質層を設けることを特徴とする請求項14に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   Valve action metal having a dielectric coating layer by a method of repeating step 1 of immersing a valve action metal having a dielectric coating layer in a solution containing a monomer compound and drying, and step 2 of immersing and drying in a solution containing an oxidant a plurality of times The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 14, wherein a solid electrolyte layer is provided on the solid electrolytic capacitor. 酸化剤が過硫酸塩である請求項14または15に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 14 or 15, wherein the oxidizing agent is persulfate. 酸化剤を含む溶液が有機微粒子を含む懸濁液である請求項14〜16に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 14, wherein the solution containing the oxidizing agent is a suspension containing organic fine particles. 有機微粒子の平均粒子径(D50)が、1〜20μmの範囲である請求項17に記載の固体電解コンデンサの製造方法。 The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 17, wherein the average particle diameter (D 50 ) of the organic fine particles is in the range of 1 to 20 μm. 有機微粒子が脂肪族スルホン酸化合物、芳香族スルホン酸化合物、脂肪族カルボン酸化合物、芳香族カルボン酸化合物、それらの塩、及びペプチド化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項18に記載の固体電解コンデンサの製造方法。   The organic fine particles are at least one selected from the group consisting of an aliphatic sulfonic acid compound, an aromatic sulfonic acid compound, an aliphatic carboxylic acid compound, an aromatic carboxylic acid compound, a salt thereof, and a peptide compound. Manufacturing method for solid electrolytic capacitor. 請求項14〜19のいずれかに記載の製造方法で製造された固体電解コンデンサ。
A solid electrolytic capacitor manufactured by the manufacturing method according to claim 14.
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