JP2009088257A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陰極箔と誘電体酸化皮膜層が形成された陽極箔をセパレターを介在させて巻回して作製したコンデンサ素子に、コンデンサ素子にアジピン酸アンモニウム等の水溶液を合浸させることで修復化成を施す。そして、このようにして作製したコンデンサ素子をpH緩衝剤として用いるリン酸塩緩衝液に浸漬することで、当該誘電体酸化皮膜上にpH緩衝剤を存在させている。このコンデンサ素子を、重合性モノマーと酸化剤の混合液に浸漬し、コンデンサ素子内で導電性ポリマーの重合反応を発生させ、固体電解質層を形成する。そして、このコンデンサ素子を外装ケースに収納し、開口端部を封ロゴムで封止し、固体電解コンデンサを形成する。
【選択図】図1
Description
上述した通り、コンデンサ素子をpH緩衝剤に浸漬することにより、誘電体皮膜上にpH緩衝剤を存在させるが、これは、その後、重合性モノマーと酸化剤の混合液に浸漬する際に酸化剤のpHを上昇させ、形成された酸化皮膜の損傷を抑制するために行われる。ここで、pH緩衝剤としは、リン酸塩緩衝液を採用し、リン酸(H3PO4)、リン酸水素カリウム(KH2PO4)、リン酸水素ナトリウム(Na2HPO4)を組み合わせた混合液を用いてpH=2.0〜6.0に調整したものを使用する。
重合性モノマーとして3,4−エチレンジオキシチオフェン(以下、EDOTという)を用いた場合、コンデンサ素子基材に含浸するEDOTとしては、EDOTモノマーを用いることができるが、EDOTと揮発性溶媒とを混合したモノマー溶液を用いることもできる。
酸化剤としては、パラトルエンスルホン酸第二鉄などの有機スルホン酸金属塩や、過ヨウ素酸もしくはヨウ素酸を用いることができる。
修復化成の化成液としては、上記で用いたアジピン酸アンモニウム等のアジピン酸系の他、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム等のリン酸系の化成液、ホウ酸アンモニウム等のホウ酸系の化成液を用いることができる。
本発明に用いられる重合性モノマーとしては、上記EDOTの他に、EDOT以外のチオフェン誘導体、アニリン、ピロール、フラン、アセチレンまたはそれらの誘導体であって、所定の酸化剤により酸化重合され、導電性ポリマーを形成するものであれば適用することができる。
本発明の作用効果は、以下の通りである。
従来の固体電解コンデンサにおいては、重合反応に用いる酸化剤の酸化作用によって誘電体酸化皮膜が損傷を受け、この酸化皮膜の耐電圧特性が低下するという問題点があった。
アルミニウム箔表面をエッチング液で粗面化し表面積を拡大した後、誘電体酸化皮膜を生成した陽極箔と、同様に、アルミニウム箔表面をエッチング液で粗面化し表面積を拡大した陰極箔に、セパレータを介在させて巻回したコンデンサ素子を形成する。なお、陽極箔、陰極箔共に引出し端子が接続されている。
比較例1の試料は、上記実施例の試料の製造方法のうち、コンデンサ素子をリン酸(H3PO4)とリン酸水素カリウム(KH2PO4)の水溶液(pH=3.4)に浸漬する工程を経ずに作製した。なお、このコンデンサ素子には、3,4−エチレンジオキシチオフェンのモノマー溶液と酸化剤の混合液に加えてアンモニアも混合させて含浸させている。コンデンサ素子内でポリエチレンジオキシチオフェンを化学酸化重合させて固体電解質層を形成した。その他の工程は上記実施例1と同様であるので、説明は省略する。
比較例2の試料は、上記実施例の試料の製造方法のうち、コンデンサ素子に、リン酸(H3PO4)とリン酸水素カリウム(KH2PO4の水溶液(pH=3.4)に浸漬する工程を、固体電解質層の形成後に行い、作製した。すなわち、比較例2の試料は、コンデンサ素子に、3,4−エチレンジオキシチオフェンのモノマー溶液と酸化剤の混合液を含浸し、コンデンサ素子内でポリエチレンジオキシチオフェンを化学酸化重合させた後に、リン酸(H3PO4)とリン酸水素カリウム(KH2PO4)の水溶液(pH=3.4)に浸漬することで、作製された。なお、比較例1のような、コンデンサ素子に3,4−エチレンジオキシチオフェンのモノマー溶液と酸化剤の混合液に加えてアンモニアも混合させる工程を除外している。
従来例の試料は、上記実施例の試料の製造方法のうち、コンデンサ素子をリン酸(H3PO4)とリン酸水素カリウム(KH2PO4の水溶液(pH=3.4)に浸漬する工程を経ずに作製した。また、比較例1のような、コンデンサ素子に3,4エチレンジオキシチオフェンのモノマー溶液と酸化剤の混合液に加えてアンモニアも混合させる工程も除外している。
上記のようにして作製した実施例、比較例1,2及び従来例の各試料について、電気的特性(静電容量、tanδ、漏れ電流、ESR)を評価した結果は図1及び表1のようになる。
Claims (6)
- pH緩衝剤を存在させた誘電体酸化皮膜の上に、酸化重合性の導電性ポリマーからなる固体電解質層を形成したことを特徴とする固体電解コンデンサ。
- 前記pH緩衝剤のpHが、2.0〜4.0であることを特徴とする請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記pH緩衝剤は、リン酸塩緩衝液であることを特徴とする請求項1又は2に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記固体電解コンデンサが、巻回型であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記固体電解コンデンサが、箔又は板状の拡面化した弁金属の表面に陽極酸化皮膜層を形成し、その上に導電性ポリマーからなる固体電解質層を形成し、その上にグラファイト層、銀ペースト層を順次形成して陰極部を形成する平板型であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記導電性ポリマーからなる固体電解質層が、ポリ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1〜5のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。
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