JP3063640B2 - Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same - Google Patents

Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same

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JP3063640B2
JP3063640B2 JP8259015A JP25901596A JP3063640B2 JP 3063640 B2 JP3063640 B2 JP 3063640B2 JP 8259015 A JP8259015 A JP 8259015A JP 25901596 A JP25901596 A JP 25901596A JP 3063640 B2 JP3063640 B2 JP 3063640B2
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリアニリン又は
その誘導体を固体電解質とし、高周波特性に優れ且つ信
頼性の高い固体電解コンデンサ、及びその製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid electrolytic capacitor using polyaniline or a derivative thereof as a solid electrolyte and having excellent high-frequency characteristics and high reliability, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリアニリン及びその誘導体は、プロト
ン酸をドーパントとすることにより高い導電性を発現す
る導電性高分子であり、ポリピロール等の他の導電性高
分子に比較して大気中で高い安定性を示すことが知られ
ている。
2. Description of the Related Art Polyaniline and its derivatives are conductive polymers that exhibit high conductivity by using a protonic acid as a dopant, and have higher stability in the air than other conductive polymers such as polypyrrole. It is known to exhibit sex.

【0003】上記プロトン酸としては、種々の無機酸
(塩酸、硫酸など)あるいは有機酸(カルボン酸、スル
ホン酸、有機燐酸など)を用いることができることが知
られている。また、プロトン酸としてスルホン酸化合物
を用いることによって特に高導電性・高耐熱性のポリア
ニリン及びその誘導体を得ることができる(特開平6−
234852号公報)。
It is known that various inorganic acids (hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) or organic acids (carboxylic acid, sulfonic acid, organic phosphoric acid, etc.) can be used as the above-mentioned protonic acid. In addition, by using a sulfonic acid compound as a protonic acid, it is possible to obtain polyaniline and its derivative having particularly high conductivity and high heat resistance (Japanese Patent Application Laid-Open No. H06-1994).
No. 234852).

【0004】導電性を有するポリアニリンは、一般に溶
剤不溶性であるが、特殊な製法によって可溶性のポリア
ニリンを得ることができる(マサオ アベ(Masao
Abe)ら、ジャーナル・オブ・ザ・ケミカル・ソサ
イアティ・ケミカル・コミュニケーション(Journ
al of the Chemical Societ
y Chemical Communication
s)、1989年、1736〜1738頁)。
Although polyaniline having conductivity is generally insoluble in a solvent, a soluble polyaniline can be obtained by a special production method (Masao Abe (Masao Abe)).
Abe) et al., Journal of the Chemical Society, Chemical Communication (Journ)
al of the Chemical Society
y Chemical Communication
s), 1989, pp. 1736-1738).

【0005】ところで、ポリアニリン及びその誘導体は
優れた電気特性を示すことから、工業的に広く利用でき
る可能性があり多くの応用の報告がある。その1つとし
て固体電解コンデンサへの応用が知られている。高導電
性・高信頼性ポリアニリン又はその誘導体を固体電解コ
ンデンサの固体電解質に利用することにより、小型大容
量で且つ高周波領域まで良好なコンデンサ特性を保持で
き、且つ耐熱性に優れた固体電解コンデンサが実現でき
ることが知られている。
[0005] Since polyaniline and its derivatives show excellent electrical properties, they may be widely used industrially and there are reports of many applications. As one of them, application to a solid electrolytic capacitor is known. By using highly conductive and highly reliable polyaniline or its derivative for the solid electrolyte of the solid electrolytic capacitor, a solid electrolytic capacitor that is small, has a large capacity, can maintain good capacitor characteristics up to a high frequency range, and has excellent heat resistance. It is known that this can be achieved.

【0006】特開昭62−029124号公報にはアリ
ールスルホン酸などをドーパントとするポリアニリンを
固体電解質とするコンデンサが開示されている。この場
合のドーパントとしては、アリ−ルスルホン酸(トルエ
ンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸)、テトラシアノエ
チレン、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、
あるいはキノン類が有効である。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-029124 discloses a capacitor using polyaniline as a solid electrolyte with an arylsulfonic acid or the like as a dopant. As dopants in this case, arylsulfonic acid (toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid), tetracyanoethylene, 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane,
Alternatively, quinones are effective.

【0007】特開昭64−24410号および特公平5
−83167号公報には、ポリアニリン固体コンデンサ
の製造方法が開示され、ポリアニリンのドーパントとし
てナフタレンジスルホン酸、エタンジスルホン酸などの
スルホン酸化合物が利用されている。
JP-A-64-24410 and JP-B-5-5
JP-83167 discloses a method for manufacturing a polyaniline solid capacitor, in which a sulfonic acid compound such as naphthalenedisulfonic acid or ethanedisulfonic acid is used as a polyaniline dopant.

【0008】特開平5−041338号公報には、有機
溶剤に可溶なポリアニリンを用い、そのポリアニリン溶
液を誘電体酸化皮膜上に塗布後、溶剤を除去し、次いで
後ドープして得られるドープ化ポリアニリンを固体電解
質とする電解コンデンサ及びその製造方法が開示されて
いる。耐湿性を改良するため、分子内に2個以上のスル
ホン酸基を有するポリスルホン酸(アリーレンジスルホ
ン酸:ナフタレンジスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸
など、アルキレンジスルホン酸:エタンジスルホン酸、
プロパンジスルホン酸など)が有効なドーパントとして
開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-041338 discloses that a polyaniline soluble in an organic solvent is used, a polyaniline solution is applied on a dielectric oxide film, the solvent is removed, and then doping is performed. An electrolytic capacitor using polyaniline as a solid electrolyte and a method for manufacturing the same are disclosed. In order to improve moisture resistance, polysulfonic acids having two or more sulfonic acid groups in the molecule (arylene disulfonic acid: naphthalenedisulfonic acid, benzenedisulfonic acid, etc., alkylenedisulfonic acid: ethanedisulfonic acid,
Propanedisulfonic acid, etc.) are disclosed as effective dopants.

【0009】また本発明者らは、スルホン酸化合物(モ
ノ及びジスルホン酸化合物など)をドーパントとし化学
重合により合成されるポリアニリンを固体電解質とする
固体電解コンデンサ、及びその製造方法を出願している
(特開平6−234852号公報、特願平6−1923
53号明細書)。
Further, the present inventors have filed an application for a solid electrolytic capacitor using polyaniline synthesized by chemical polymerization using a sulfonic acid compound (such as a mono- or disulfonic acid compound) as a dopant and a method for producing the same ( JP-A-6-234852, Japanese Patent Application No. 6-1923
No. 53).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ドープ化ポリアニリン
及びその誘導体の特性(導電性、耐熱性、耐湿性な
ど)、並びにドープ化ポリアニリン又はその誘導体を固
体電解質とする固体電解コンデンサの特性は、ポリアニ
リン又はその誘導体のドーパントであるスルホン酸の化
学構造に大きく依存することが知られている。特に、固
体電解コンデンサに利用する場合、高温条件または高温
・高湿条件での長期信頼性、及びプリント基板への実装
時の半田付け(230〜260℃)に対する耐熱性は大
きな問題である。
The characteristics (conductivity, heat resistance, moisture resistance, etc.) of doped polyaniline and its derivative, and the characteristics of a solid electrolytic capacitor using doped polyaniline or its derivative as a solid electrolyte are as follows. It is known that it greatly depends on the chemical structure of sulfonic acid as a dopant of the derivative. In particular, when used for a solid electrolytic capacitor, long-term reliability under high-temperature conditions or high-temperature and high-humidity conditions, and heat resistance to soldering (230 to 260 ° C.) during mounting on a printed circuit board are serious problems.

【0011】より高信頼性(高耐湿性・高耐熱性)ある
いはより高導電性のドープ化ポリアニリン材料を固体電
解コンデンサの固体電解質に利用することにより、信頼
性のより高い固体電解コンデンサが実現できる。
By using a doped polyaniline material having higher reliability (high moisture resistance and high heat resistance) or higher conductivity for the solid electrolyte of the solid electrolytic capacitor, a solid electrolytic capacitor having higher reliability can be realized. .

【0012】固体電解コンデンサにおいては、これまで
アリールスルホン酸をドーパントとするポリアニリンを
固体電解質とするコンデンサが開示されているが(特開
昭62−029124号公報)、その特性は前述したよ
うに十分ではない。特に耐湿性及びコンデンサのプリン
ト基板への実装に必要となる半田耐熱性(230〜26
0℃における熱安定性)に関しては不十分であり、改善
する必要がある。
As a solid electrolytic capacitor, there has been disclosed a capacitor using polyaniline as a solid electrolyte with an arylsulfonic acid as a dopant (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-029124). is not. In particular, moisture resistance and solder heat resistance required for mounting the capacitor on a printed circuit board (230 to 26
Thermal stability at 0 ° C.) is inadequate and needs to be improved.

【0013】また、特開平5−041338号公報に
は、(1)有機溶剤に可溶な特殊なポリアニリンを固体
電解質とするコンデンサ、(2)固体電解質ポリアニリ
ンのドーパントにポリスルホン酸を用いることによりコ
ンデンサの耐湿性が格段に改善できること、が開示され
ている。しかし、この製造方法では通常陽極に使用され
ている拡面したアルミ箔には適用可能であるが、高倍率
のタンタル焼結体には、その微細孔中への高粘性の高分
子溶液の侵入が困難なためその被覆が困難であり、タン
タルコンデンサの容量出現率が低いこと、また、耐湿性
が向上した反面、導電率及び高温耐熱性(260℃以
上)が低下することから実用的ではない。
JP-A-5-041338 discloses that (1) a capacitor using a special polyaniline soluble in an organic solvent as a solid electrolyte, and (2) a capacitor using polysulfonic acid as a dopant of the solid electrolyte polyaniline. It has been disclosed that the moisture resistance of the material can be remarkably improved. However, this manufacturing method can be applied to a widened aluminum foil which is usually used for an anode, but a high-viscosity tantalum sintered body has a penetration of a high-viscosity polymer solution into its fine pores. Is difficult to cover, and the appearance rate of the capacitance of the tantalum capacitor is low. Further, while the moisture resistance is improved, the conductivity and the high temperature heat resistance (260 ° C. or higher) are not practical. .

【0014】そこで本発明の目的は、ポリアニリン又は
その誘導体を固体電解質とする固体電解コンデンサにお
いて、ベンゼンジスルホン酸誘導体を2つ連結した構造
を有する新規のテトラスルホン酸誘導体をドーパントと
するポリアニリン又はその誘導体を固体電解質に用いる
ことにより、高周波領域でのインピーダンスが低く、信
頼性、特に高温・高湿条件での信頼性がさらに改善され
た固体電解コンデンサを提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor using polyaniline or a derivative thereof as a solid electrolyte, and a polyaniline or a derivative thereof using a novel tetrasulfonic acid derivative having a structure in which two benzenedisulfonic acid derivatives are connected as a dopant. It is an object of the present invention to provide a solid electrolytic capacitor having low impedance in a high frequency region and further improved reliability, particularly under high-temperature and high-humidity conditions, by using as a solid electrolyte.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために鋭意検討を行った。その結果、新規
なテトラスルホン酸化合物、すなわちベンゼンジスルホ
ン酸誘導体を2つ連結した構造を有するテトラスルホン
酸誘導体が有用であることを見い出し本発明に至った。
これらをドーパントとして用いた高導電性ポリアニリン
又はその誘導体を固体電解質に利用することにより、高
性能(耐熱性、耐湿性)の固体電解コンデンサを得るこ
とに成功した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object. As a result, a novel tetrasulfonic acid compound, that is, a tetrasulfonic acid derivative having a structure in which two benzenedisulfonic acid derivatives are linked to each other has been found to be useful, and has led to the present invention.
By using highly conductive polyaniline or a derivative thereof using these as a dopant for a solid electrolyte, a solid electrolytic capacitor having high performance (heat resistance and moisture resistance) was successfully obtained.

【0016】第1の発明は、陽極金属上に誘電体薄膜が
形成され、さらにその上に固体電解質が形成されてなる
固体電解コンデンサにおいて、前記固体電解質が、ベン
ゼンジスルホン酸誘導体を2つ連結した構造を有するテ
トラスルホン酸誘導体をドーパントとするポリアニリン
又はその誘導体であることを特徴とする固体電解コンデ
ンサに関する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a solid electrolytic capacitor in which a dielectric thin film is formed on an anode metal and a solid electrolyte is further formed on the dielectric thin film, wherein the solid electrolyte is formed by connecting two benzenedisulfonic acid derivatives. The present invention relates to a solid electrolytic capacitor comprising polyaniline or a derivative thereof using a tetrasulfonic acid derivative having a structure as a dopant.

【0017】第2の発明は、前記テトラスルホン酸誘導
体が下記構造式(I)で表されるスルホン酸誘導体であ
ることを特徴とする第1の発明の固体電解コンデンサに
関する。
The second invention relates to the solid electrolytic capacitor according to the first invention, wherein the tetrasulfonic acid derivative is a sulfonic acid derivative represented by the following structural formula (I).

【0018】[0018]

【化2】 (XはS、SO2、O、Se、Te、NH、CO、C
2、C24、又は単結合である。) 第3の発明は、前記テトラスルホン酸誘導体がジフェニ
ルエーテル−2、2’、4、4’−テトラスルホン酸、
またはビフェニル−2、2’、4、4’−テトラスルホ
ン酸であることを特徴とする第1の発明の固体電解コン
デンサに関する。
Embedded image (X is S, SO 2 , O, Se, Te, NH, CO, C
H 2 , C 2 H 4 , or a single bond. In a third aspect, the tetrasulfonic acid derivative is diphenyl ether-2,2 ′, 4,4′-tetrasulfonic acid,
Alternatively, the present invention relates to a solid electrolytic capacitor according to the first invention, which is biphenyl-2,2 ′, 4,4′-tetrasulfonic acid.

【0019】第4の発明は、前記陽極金属がタンタルで
あり、前記固体電解質がポリアニリンである第1、第2
又は第3の発明の固体電解コンデンサに関する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first and second aspects, the anode metal is tantalum, and the solid electrolyte is polyaniline.
Alternatively, the present invention relates to a solid electrolytic capacitor according to a third aspect.

【0020】第5の発明は、第1の発明の固体電解コン
デンサの製造方法であって、前記ポリアニリン又はその
誘導体の形成を、誘電体薄膜が形成された陽極金属表面
上で、酸化剤を用いて酸化重合の方法で行うことを特徴
とする固体電解コンデンサの製造方法に関する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the first aspect, wherein the polyaniline or the derivative thereof is formed by using an oxidizing agent on the surface of the anode metal on which the dielectric thin film is formed. And a method for producing a solid electrolytic capacitor, which is carried out by a method of oxidative polymerization.

【0021】第6の発明は、誘電体薄膜が形成された金
属陽極表面に、アニリン又はアニリン誘導体を導入し、
その後に酸化剤を導入し、酸化重合を行うことによって
ポリアニリン又はその誘導体を形成することを特徴とす
る第5の発明の固体電解コンデンサの製造方法に関す
る。
According to a sixth aspect, aniline or an aniline derivative is introduced on the surface of the metal anode on which the dielectric thin film is formed,
Thereafter, an oxidizing agent is introduced, and oxidative polymerization is performed to form polyaniline or a derivative thereof.

【0022】第7の発明は、テトラスルホン酸誘導体が
構造式(I)で表されるスルホン酸誘導体である第5又
は第6の発明の固体電解コンデンサの製造方法に関す
る。
The seventh invention relates to the method for producing a solid electrolytic capacitor according to the fifth or sixth invention, wherein the tetrasulfonic acid derivative is a sulfonic acid derivative represented by the structural formula (I).

【0023】第8の発明は、テトラスルホン酸誘導体が
ジフェニルエーテル−2、2’、4、4’−テトラスル
ホン酸、またはビフェニル−2、2’、4、4’−テト
ラスルホン酸である第5又は第6の発明の固体電解コン
デンサの製造方法に関する。
An eighth invention is directed to the fifth invention, wherein the tetrasulfonic acid derivative is diphenyl ether-2,2 ', 4,4'-tetrasulfonic acid or biphenyl-2,2', 4,4'-tetrasulfonic acid. Alternatively, the present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to a sixth aspect.

【0024】第9の発明は、陽極金属がタンタルであ
り、固体電解質がポリアニリンである第5〜第8のいず
れかの発明の固体電解コンデンサの製造方法に関する。
The ninth invention relates to the method for producing a solid electrolytic capacitor according to any one of the fifth to eighth inventions, wherein the anode metal is tantalum and the solid electrolyte is polyaniline.

【0025】第10の発明は、酸化剤がペルオキソ二硫
酸塩である第5〜第9のいずれかの発明の固体電解コン
デンサの製造方法に関する。
A tenth invention relates to the method for producing a solid electrolytic capacitor according to any one of the fifth to ninth inventions, wherein the oxidizing agent is a peroxodisulfate.

【0026】本発明の、新規なテトラスルホン酸誘導体
をドーパントとするポリアニリン又はその誘導体の特徴
としては、分子内に剛直な骨格を含有するベンゼンジス
ルホン酸誘導体を2つ連結する構造を有するスルホン酸
化合物をドーパントに使用するため、高導電性と高耐熱
性が期待できること、また、同一分子内に複数のスルホ
ン酸基を有するスルホン酸化合物をドーパントに用いる
ため、良好な耐湿性が期待できることである。
The polyaniline or the derivative thereof using the novel tetrasulfonic acid derivative as a dopant according to the present invention is characterized by a sulfonic acid compound having a structure in which two benzenedisulfonic acid derivatives having a rigid skeleton in the molecule are linked. Is used as a dopant, high conductivity and high heat resistance can be expected. Further, since a sulfonic acid compound having a plurality of sulfonic acid groups in the same molecule is used as a dopant, good moisture resistance can be expected.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を挙げ
て詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0028】本発明に用いるテトラスルホン酸誘導体
は、ベンゼンジスルホン酸誘導体を2つ連結する構造を
有するスルホン酸化合物であるが、このベンゼンジスル
ホン酸誘導体のベンゼン核に種々の置換基で置換された
ものも含む。
The tetrasulfonic acid derivative used in the present invention is a sulfonic acid compound having a structure in which two benzenedisulfonic acid derivatives are linked, and is obtained by substituting the benzene nucleus of the benzenedisulfonic acid derivative with various substituents. Including.

【0029】本発明においてポリアニリン誘導体は、ポ
リアニリンのベンゼン核に種々の置換基を有するものを
含む。置換基としては、アルキル基、フェニル基、アル
コキシ基、エステル基、チオエーテル基等が挙げられ
る。ポリアニリン誘導体はこれらの置換基の1置換体か
ら4置換体、または1置換体から4置換体までからなる
共重合体を含む。さらに、ポリアニリン誘導体はN位に
上記置換基で置換したものも含む。ただし、ポリアニリ
ンではより高い導電率が得られるため、これらの誘導体
よりポリアニリンが好ましい。
In the present invention, the polyaniline derivatives include those having various substituents on the benzene nucleus of polyaniline. Examples of the substituent include an alkyl group, a phenyl group, an alkoxy group, an ester group, and a thioether group. The polyaniline derivative includes a copolymer comprising one to four substituents or one to four substituents of these substituents. Further, the polyaniline derivatives include those substituted at the N-position with the above substituent. However, since polyaniline provides higher conductivity, polyaniline is preferable to these derivatives.

【0030】本発明においてテトラスルホン酸誘導体ド
ーパントでドープ化されたポリアニリン又はその誘導体
は、固体電解コンデンサの電解質として形成する際、例
えば本発明者らが特開平6−234852号公報に開示
した方法で合成することがより好ましい。すなわち、例
えば、10〜50重量%のテトラスルホン酸誘導体を含
有する水溶液中において酸化剤を用いてアニリンを酸化
重合して得る。
In the present invention, when polyaniline or a derivative thereof doped with a tetrasulfonic acid derivative dopant is formed as an electrolyte of a solid electrolytic capacitor, for example, the method disclosed by the present inventors in JP-A-6-234852 is used. It is more preferable to synthesize. That is, for example, it is obtained by oxidative polymerization of aniline using an oxidizing agent in an aqueous solution containing 10 to 50% by weight of a tetrasulfonic acid derivative.

【0031】アニリン重合に使用する酸化剤は特に限定
されず、従来知られている酸化剤を用いることができ
る。例えば、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、二クロム
酸カリウム、二クロム酸ナトリウム、二クロム酸アンモ
ニウム、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、過マンガ
ン酸ナトリウム、過マンガン酸アンモニウム、塩化第二
鉄、スルホン酸第二鉄、塩化第二銅スルホン酸第二銅、
酸化鉛、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩
素酸アンモニウム、過沃素酸カリウム、過沃素酸ナトリ
ウム、過沃素酸アンモニウム等を使用することができ
る。
The oxidizing agent used for the aniline polymerization is not particularly limited, and a conventionally known oxidizing agent can be used. For example, ammonium peroxodisulfate, potassium dichromate, sodium dichromate, ammonium dichromate, hydrogen peroxide, potassium permanganate, sodium permanganate, ammonium permanganate, ferric chloride, ferric sulfonate , Cupric chloride sulfonate,
Lead oxide, potassium perchlorate, sodium perchlorate, ammonium perchlorate, potassium periodate, sodium periodate, ammonium periodate and the like can be used.

【0032】また酸化剤は、アニリン又はその誘導体が
酸化する過程において、電子受容後の酸化剤から生成す
る副生物のpKa値がプロトン酸のpKa値以上である
という条件を満たすことが好ましい。具体的には、ニク
ロム酸カリウム、ニクロム酸ナトリウム、ニクロム酸ア
ンモニウム、過酸化水素水、過マンガン酸カリウム、過
マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸アンモニウム、ス
ルホン酸第二鉄、スルホン酸第二銅、酸化鉛等が好まし
い。
The oxidizing agent preferably satisfies the condition that in the process of oxidizing aniline or a derivative thereof, the pKa value of a by-product generated from the oxidizing agent after accepting electrons is equal to or higher than the pKa value of protonic acid. Specifically, potassium dichromate, sodium dichromate, ammonium dichromate, aqueous hydrogen peroxide, potassium permanganate, sodium permanganate, ammonium permanganate, ferric sulfonate, cupric sulfonate, oxide Lead and the like are preferred.

【0033】さらに酸化剤としては、ペルオキソ二硫酸
アンモニウムが好ましい。特願平7−289461号明
細書に記述している方法で、ペルオキソ二硫酸アンモニ
ウムを酸化剤として使用することにより、高耐熱性のポ
リアニリン又はその誘導体が得られる。
As the oxidizing agent, ammonium peroxodisulfate is preferable. By using ammonium peroxodisulfate as an oxidizing agent according to the method described in Japanese Patent Application No. 7-289461, highly heat-resistant polyaniline or a derivative thereof can be obtained.

【0034】コンデンサ電解質となるポリアニリン及び
その誘導体の形成において、アニリン又はその誘導体を
重合する溶媒は特に限定されないが、極性の大きいもの
が好ましい。例えば、水、アセトン、エタノール、メタ
ノール、テトラヒドロフラン、トルエン、アセトニトリ
ル、ニトロベンゼン、クロロホルム、ジクロロエタン、
種々のハロゲン化エーテル、種々のハロゲン化エステ
ル、クレゾール等、あるいはそれらの混合物が用いられ
る。
In forming polyaniline and its derivatives to be used as a capacitor electrolyte, the solvent for polymerizing aniline or its derivatives is not particularly limited, but those having high polarity are preferable. For example, water, acetone, ethanol, methanol, tetrahydrofuran, toluene, acetonitrile, nitrobenzene, chloroform, dichloroethane,
Various halogenated ethers, various halogenated esters, cresol, etc., or a mixture thereof are used.

【0035】本発明の固体電解コンデンサは、皮膜形成
金属を陽極とし、その上に酸化皮膜などの誘電体薄膜を
形成し、さらにその上に固体電解質が形成されてなる構
造を有する。
The solid electrolytic capacitor of the present invention has a structure in which a film-forming metal is used as an anode, a dielectric thin film such as an oxide film is formed thereon, and a solid electrolyte is formed thereon.

【0036】本発明の固体電解コンデンサにおいて陽極
に用いる皮膜形成金属とは、タンタル、アルミニウム、
ニオブ、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、ケイ素
などであり、圧延箔および微粉末焼結物などの形態で用
いることができる。中でも、優れた漏れ電流特性が得ら
れやすいタンタルを用いることが好ましい。
The film-forming metal used for the anode in the solid electrolytic capacitor of the present invention includes tantalum, aluminum,
Niobium, titanium, zirconium, magnesium, silicon and the like can be used in the form of a rolled foil and a fine powder sintered product. Among them, it is preferable to use tantalum, which can easily obtain excellent leakage current characteristics.

【0037】本発明の固体電解コンデンサの作製におい
ては、上記皮膜形成金属を電解質溶液中で陽極酸化し誘
電体となる酸化皮膜を形成するが、使用する電解質およ
び溶媒は特に限定されず従来公知のものを使用できる。
また、陽極酸化の方法として定電圧法あるいは定電流法
を適用することができ、電圧・電流の上げ方、定電圧と
なった後の保持時間、さらに温度等は限定されず必要に
応じて設定することができる。
In the production of the solid electrolytic capacitor of the present invention, the above film-forming metal is anodically oxidized in an electrolyte solution to form an oxide film serving as a dielectric. However, the electrolyte and the solvent used are not particularly limited, and are conventionally known. Anything can be used.
In addition, a constant voltage method or a constant current method can be applied as a method of anodic oxidation, and the method of increasing the voltage / current, the holding time after the voltage becomes constant, the temperature, etc. are not limited and can be set as necessary. can do.

【0038】本発明の固体電解コンデンサにおいて、コ
ンデンサの容量出現率、等価直列抵抗等の特性を向上す
るために、誘電体薄膜が設けられた陽極金属を所定温度
と所定雰囲気において熱処理したり、また陽極金属に種
々の表面処理を施したりしてもよい。
In the solid electrolytic capacitor of the present invention, the anode metal provided with the dielectric thin film is heat-treated at a predetermined temperature and a predetermined atmosphere in order to improve characteristics such as a capacitance appearance ratio and an equivalent series resistance of the capacitor. The anode metal may be subjected to various surface treatments.

【0039】本発明の固体電解コンデンサ製造時のアニ
リン又はその誘導体の重合方法は特に限定されないが、
ポリアニリン又はその誘導体の形成を、誘電体薄膜が形
成された陽極金属表面上で、酸化剤を用いて酸化重合の
方法で行うことが望ましい。この方法によれば、タンタ
ル等の焼結体のような多孔質形成体上に形成しても、そ
の微細孔中に容易に被膜を形成することができ、優れた
コンデンサ特性(容量出現率等)を得ることができる。
The method of polymerizing aniline or a derivative thereof during the production of the solid electrolytic capacitor of the present invention is not particularly limited.
It is desirable that polyaniline or a derivative thereof be formed on the surface of the anode metal on which the dielectric thin film is formed by an oxidative polymerization method using an oxidizing agent. According to this method, even when formed on a porous formed body such as a sintered body of tantalum or the like, a film can be easily formed in the fine pores, and excellent capacitor characteristics (capacity appearance rate, etc.) ) Can be obtained.

【0040】このような方法としては、酸化剤、あるい
は酸化剤とテトラスルホン酸誘導体の混合物を、そのま
ま又は適当な溶媒に溶解して、酸化皮膜を形成した皮膜
形成金属の多孔質形成体に導入した後、アニリン、ある
いはアニリンとテトラスルホン酸誘導体の混合体のガス
や溶液に接触させる方法や、アニリン、あるいはアニリ
ンとテトラスルホン酸誘導体の混合体を先に皮膜形成金
属の多孔質成形体に導入し、しかる後に酸化剤、あるい
は酸化剤とテトラスルホン酸誘導体の混合体に接触させ
る方法等が挙げられる。
As such a method, an oxidizing agent or a mixture of an oxidizing agent and a tetrasulfonic acid derivative, as it is or dissolved in an appropriate solvent, is introduced into a porous forming body of a film forming metal having an oxide film formed thereon. After that, a method of contacting with a gas or a solution of aniline or a mixture of aniline and a tetrasulfonic acid derivative, or introducing aniline or a mixture of aniline and a tetrasulfonic acid derivative into a porous formed body of a film-forming metal first After that, a method of contacting with an oxidizing agent or a mixture of an oxidizing agent and a tetrasulfonic acid derivative may, for example, be mentioned.

【0041】上記方法においては、重合終了後、水また
は酸化剤が易溶である溶媒によりコンデンサ素子を洗浄
し、導電性に寄与しない酸化剤を取り除くことができ
る。また、前記重合操作、洗浄等の各工程を繰り返し行
うこともできる。
In the above method, after the polymerization is completed, the capacitor element can be washed with water or a solvent in which the oxidizing agent is easily soluble to remove the oxidizing agent that does not contribute to the conductivity. Further, each step of the above-mentioned polymerization operation, washing and the like can be repeated.

【0042】電解質ポリアニリンを形成した後、必要に
応じて乾燥を行い、次いで、銀層、グラファイト層を形
成し、通常の方法で引き出し電極を設けてコンデンサに
組み上げる。なお、本発明において、銀層およびグラフ
ァイト層は特に限定されず従来公知のものを使用するこ
とができる。
After the formation of the electrolyte polyaniline, drying is carried out if necessary, then a silver layer and a graphite layer are formed, and a lead electrode is provided by a usual method and assembled into a capacitor. In the present invention, the silver layer and the graphite layer are not particularly limited, and conventionally known layers can be used.

【0043】本発明における、テトラスルホン酸誘導体
をドーパントとするポリアニリン又はその誘導体は耐熱
性、耐湿性に優れ、それを固体電解質に用いたコンデン
サの耐湿性、耐熱性は良好であることを確認した。
In the present invention, polyaniline or a derivative thereof using a tetrasulfonic acid derivative as a dopant is excellent in heat resistance and moisture resistance, and it has been confirmed that a capacitor using the same as a solid electrolyte has good moisture resistance and heat resistance. .

【0044】[0044]

【実施例】以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0045】実施例1〜10に、テトラスルホン酸誘導
体をドーパントとするポリアニリン又はその誘導体を固
体電解質とするコンデンサ及びその製造方法に関する実
施例を示す。また、従来の技術で製造されたポリアニリ
ンを利用した固体電解コンデンサについては比較例1〜
3に示す。
Examples 1 to 10 show examples of a capacitor using polyaniline using a tetrasulfonic acid derivative as a dopant or its derivative as a solid electrolyte, and a method for manufacturing the same. In addition, the solid electrolytic capacitors using the polyaniline manufactured by the conventional technology are compared with Comparative Examples 1 to 5.
3 is shown.

【0046】ポリアニリン又はその誘導体の導電率は次
のようにして測定した。IR錠剤成形器を用いて4.5
×104ton/m2の圧力を加えてポリアニリンのペレッ
トを作製した後、10mm×1mmの短冊に切り出し導電率
測定に供した。ポリアニリンの導電率測定は四端子法に
より行った。電流端子に安定化電源から定電流を流し、
電圧端子間電圧を測定し導電率を求めた。なお、測定は
室温、減圧下で行った。
The conductivity of polyaniline or its derivative was measured as follows. 4.5 using IR tablet press
A polyaniline pellet was prepared by applying a pressure of × 10 4 ton / m 2 , and then cut into 10 mm × 1 mm strips and subjected to conductivity measurement. The conductivity of polyaniline was measured by a four-terminal method. Apply a constant current from the stabilized power supply to the current terminal,
The voltage between the voltage terminals was measured to determine the conductivity. The measurement was performed at room temperature under reduced pressure.

【0047】ポリアニリンの熱重量分析は、株式会社マ
ック・サイエンス製TG−DTA2000を用いて行っ
た。大気中または窒素雰囲気中において、昇温速度が1
0℃/min、温度範囲25〜700℃において測定を行
った。
Thermogravimetric analysis of polyaniline was performed using TG-DTA2000 manufactured by Mac Science Corporation. In the air or nitrogen atmosphere, the heating rate is 1
The measurement was performed at 0 ° C./min in a temperature range of 25 to 700 ° C.

【0048】耐熱性は、窒素中または大気中において、
所定温度に設定したのオーブンにポリアニリンの短冊を
所定時間放置した後、取り出してその導電率を測定する
ことによって評価した。
The heat resistance is measured in nitrogen or air.
After leaving a strip of polyaniline in an oven set to a predetermined temperature for a predetermined time, the strip was taken out and evaluated by measuring its conductivity.

【0049】はんだ耐熱性は、ポリアニリンの短冊をア
ルミホイルに包み、240℃又は260℃のはんだ浴に
浸漬し所定時間後に取り出して導電率を測定することに
よって評価した。
The solder heat resistance was evaluated by wrapping a strip of polyaniline in aluminum foil, immersing it in a solder bath at 240 ° C. or 260 ° C., taking it out after a predetermined time, and measuring the conductivity.

【0050】耐水性試験では、約0.5gのポリアニリ
ンを室温(25℃)において1Lの純水中に分散させ所
定時間後にポリアニリンをろ別し、約0.05g取り出
して導電率測定用に供した。
In the water resistance test, about 0.5 g of polyaniline was dispersed in 1 L of pure water at room temperature (25 ° C.), and after a predetermined time, about 0.05 g of polyaniline was taken out and used for conductivity measurement. did.

【0051】コンデンサの周波数特性は、横河・ヒュー
レット・パッカード株式会社製インピーダンスアナライ
ザ4194Aを用いて測定した。
The frequency characteristics of the capacitor were measured using an impedance analyzer 4194A manufactured by Yokogawa-Hewlett-Packard Co., Ltd.

【0052】コンデンサの耐熱性およびはんだ耐熱性は
ポリアニリン材料の場合と同様な方法で評価した。な
お、はんだ耐熱性の場合ではコンデンサを直接はんだ浴
に所定時間浸漬した。
The heat resistance and solder heat resistance of the capacitor were evaluated in the same manner as in the case of the polyaniline material. In the case of solder heat resistance, the capacitor was directly immersed in the solder bath for a predetermined time.

【0053】(実施例1) <ジフェニルエーテルテトラスルホン酸をドーパントと
するポリアニリン、及びこれを固体電解質とするタンタ
ル固体電解コンデンサ>ジフェニルエーテルテトラスル
ホン酸は2つのベンゼンジスルホン酸をエーテル基で連
結したものであり、その分子構造を下式に示す。
(Example 1) <Polyaniline using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant and a tantalum solid electrolytic capacitor using the same as a solid electrolyte> Diphenylethertetrasulfonic acid is obtained by connecting two benzenedisulfonic acids with an ether group. The molecular structure is shown by the following formula.

【0054】[0054]

【化3】 Embedded image

【0055】ポリアニリンの合成 120mlの水溶液にテトラスルホン酸誘導体の水溶液
(スルホン酸基換算でN=3.90)11.1mlを滴
下し、撹拌しながらアニリンモノマー2.0gを加えて
溶解した。前記溶液をアイスバスで2〜5℃に保持し激
しく撹拌しながら、ペルオキソ二硫酸アンモニウム4.
6gを予め溶解した水溶液30mmolを滴下した。反応は
約30分後に起こり、反応溶液が徐々に深い青緑色とな
った。その後さらに3時間撹拌しながら反応させた。得
られた生成物を濾過、洗浄した後、1Lの純水中に分散
させて30分撹拌してから濾過した。この操作を2回繰
り返した。このように純水で洗浄したポリアニリンをさ
らに500mlのメタノール中に分散させて30分撹拌
してから濾過・乾燥した。得られたポリアニリンは2.
7gであった。導電率初期値は2.7S/cmであった。
Synthesis of Polyaniline 11.1 ml of an aqueous solution of a tetrasulfonic acid derivative (N = 3.90 in terms of sulfonic acid group) was dropped into 120 ml of an aqueous solution, and 2.0 g of an aniline monomer was added and dissolved with stirring. 3. The ammonium peroxodisulfate is maintained at 2-5 ° C. in an ice bath with vigorous stirring.
30 mmol of an aqueous solution in which 6 g had previously been dissolved was added dropwise. The reaction took place after about 30 minutes, and the reaction solution gradually turned deep blue-green. Thereafter, the reaction was further performed with stirring for 3 hours. The obtained product was filtered and washed, then dispersed in 1 L of pure water, stirred for 30 minutes, and then filtered. This operation was repeated twice. The polyaniline thus washed with pure water was further dispersed in 500 ml of methanol, stirred for 30 minutes, and then filtered and dried. The obtained polyaniline is 2.
7 g. The conductivity initial value was 2.7 S / cm.

【0056】コンデンサの作製 直径1.5mm、高さ2mm、グラム当たりの粉末CV値
(容量と化成電圧の積)が30000CV/gの円柱状
タンタル微粉末焼結体ペレットを、0.05wt%硝酸
水溶液中で60Vで陽極酸化後、洗浄及び乾燥した。
Preparation of Capacitor A cylindrical tantalum fine powder sintered pellet having a diameter of 1.5 mm, a height of 2 mm, and a powder CV value per gram (the product of the capacity and the formation voltage) of 30,000 CV / g was added to 0.05 wt% nitric acid. After being anodized at 60 V in an aqueous solution, it was washed and dried.

【0057】このタンタルペレットをまず室温で、アニ
リンとジフェニルエーテルテトラスルホン酸を等量含有
する5wt%アニリンの水/エタノール(1:1)溶液
に30秒浸漬した。5分後に、0℃に保持しているペル
オキソ二硫酸アンモニウムとジフェニルエーテルテトラ
スルホン酸(ペルオキソ二硫酸アンモニウム/ジフェニ
ルエーテルテトラスルホン酸のモル比が1:1で、ペル
オキソ二硫酸アンモニウム含有量が10wt%)を含む
酸化剤水溶液に30秒間浸漬した。タンタルペレットを
取り出し空気中でさらに10分間保持して重合を行っ
た。その後、水、エタノールで洗浄し減圧乾燥を行った
ところ、黒色のポリアニリンを誘電体表面に形成でき
た。
The tantalum pellets were first immersed at room temperature in a water / ethanol (1: 1) solution of aniline and 5 wt% aniline containing equal amounts of diphenyl ether tetrasulfonic acid for 30 seconds. After 5 minutes, an oxidizing agent containing ammonium peroxodisulfate and diphenyl ether tetrasulfonic acid (the molar ratio of ammonium peroxodisulfate / diphenylethertetrasulfonic acid is 1: 1 and the content of ammonium peroxodisulfate is 10% by weight) maintained at 0 ° C. It was immersed in the aqueous solution for 30 seconds. The tantalum pellets were taken out and kept in the air for further 10 minutes to carry out polymerization. Thereafter, the resultant was washed with water and ethanol and dried under reduced pressure, whereby black polyaniline was formed on the surface of the dielectric.

【0058】上記アニリンの充填、酸化剤溶液との接
触、重合、洗浄及び乾燥の一連の操作を5回繰り返し
た。その後、グラファイトペースト、銀ペーストを順次
付け、陰極リードを引き出し、エポキシ樹脂で封止して
コンデンサを完成した。
A series of operations of filling the aniline, contacting with the oxidizing agent solution, polymerization, washing and drying were repeated five times. After that, a graphite paste and a silver paste were sequentially applied, the cathode lead was pulled out, and sealed with an epoxy resin to complete the capacitor.

【0059】(比較例1) <トルエンスルホン酸をドーパントとするポリアニリ
ン、及びこれを固体電解質とするタンタル固体電解コン
デンサ>実施例1のジフェニルエーテルテトラスルホン
酸に代えてトルエンスルホン酸を用いた以外は、実施例
1と全く同様な方法でポリアニリンを合成した。得られ
たポリアニリンの収量は2.6gであった。導電率初期
値(σ。)は0.2S/cmであった。また、実施例1と
全く同様な方法でポリアニリンを固体電解質とするタン
タル固体電解コンデンサを作製した。
Comparative Example 1 <Polyaniline Using Toluenesulfonic Acid As A Dopant And Tantalum Solid Electrolytic Capacitor Using It As A Solid Electrolyte> Except for using toluenesulfonic acid instead of diphenylethertetrasulfonic acid in Example 1, Polyaniline was synthesized in exactly the same manner as in Example 1. The yield of the resulting polyaniline was 2.6 g. The conductivity initial value (σ) was 0.2 S / cm. Further, a tantalum solid electrolytic capacitor using polyaniline as a solid electrolyte was produced in exactly the same manner as in Example 1.

【0060】(比較例2) <ベンゼンジスルホン酸をドーパントとするポリアニリ
ン、及びこれを固体電解質とするタンタル固体電解コン
デンサ>実施例1のジフェニルエーテルテトラスルホン
酸に代えてベンゼンジスルホン酸を用いた以外は、実施
例1と全く同様な方法でポリアニリンを合成した。得ら
れたポリアニリンの収量は2.7gであった。導電率初
期値は2.1S/cmであった。また、実施例1と全く同
様な方法でポリアニリンを固体電解質とするタンタル固
体電解コンデンサを作製した。
(Comparative Example 2) <Polyaniline using benzenedisulfonic acid as a dopant and tantalum solid electrolytic capacitor using the same as a solid electrolyte> A benzenedisulfonic acid was used in place of diphenylethertetrasulfonic acid in Example 1. Polyaniline was synthesized in exactly the same manner as in Example 1. The yield of the resulting polyaniline was 2.7 g. The initial conductivity value was 2.1 S / cm. Further, a tantalum solid electrolytic capacitor using polyaniline as a solid electrolyte was produced in exactly the same manner as in Example 1.

【0061】(比較例3) <ポリスチレンスルホン酸をドーパントとするポリアニ
リン及びこれを固体電解質とするタンタル固体電解コン
デンサ>実施例1のジフェニルエーテルテトラスルホン
酸に代えてポリスチレンスルホン酸を用いた以外は、実
施例1と全く同様な方法でポリアニリンを合成した。得
られたポリアニリンの収量は2.8gであった。導電率
初期値は0.2S/cmであった。また、実施例1と全く
同様な方法でポリアニリンを固体電解質とするタンタル
固体電解コンデンサを作製したところ、容量出現率が5
0%以下であり、コンデンサとしての十分な性能が認め
られなかったため、ポリアニリン電解質の諸特性評価お
よびコンデンサの信頼性評価をそれ以上実施しなかっ
た。
(Comparative Example 3) <Polyaniline using polystyrenesulfonic acid as a dopant and tantalum solid electrolytic capacitor using the same as a solid electrolyte> A polyaniline was used in place of diphenylethertetrasulfonic acid in Example 1 except that polystyrenesulfonic acid was used. Polyaniline was synthesized in exactly the same manner as in Example 1. The yield of the obtained polyaniline was 2.8 g. The initial conductivity value was 0.2 S / cm. Further, when a tantalum solid electrolytic capacitor using polyaniline as a solid electrolyte was produced in exactly the same manner as in Example 1, the capacitance appearance rate was 5%.
Since it was 0% or less and sufficient performance as a capacitor was not recognized, the evaluation of various characteristics of the polyaniline electrolyte and the evaluation of the reliability of the capacitor were not further performed.

【0062】図1に、トルエンスルホン酸、ベンゼンジ
スルホン酸およびジフェニルエーテルテトラスルホン酸
をドーパントとするポリアニリンの粉末を、大過剰の水
中に分散し所定時間経過後の導電率を測定した結果を示
す(耐水性の評価)。図1から、ジフェニルエーテルテ
トラスルホン酸をドーパントとするポリアニリンは、こ
れまでのトルエンスルホン酸やベンゼンジスルホン酸を
ドーパントとするポリアニリンに比べ、水中での脱ドー
プによる導電率の低下が著しく抑えられ、耐水性に優れ
ていることがことがわかる。
FIG. 1 shows the results obtained by dispersing polyaniline powder using toluenesulfonic acid, benzenedisulfonic acid and diphenylethertetrasulfonic acid as dopants in a large excess of water and measuring the conductivity after a predetermined time (water resistance). Sex evaluation). From FIG. 1, it can be seen that the conductivity of polyaniline using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant is significantly suppressed by dedoping in water, and the water resistance is higher than that of conventional polyaniline using toluenesulfonic acid or benzenedisulfonic acid as a dopant. It turns out that it is excellent.

【0063】前記評価サンプルの一部について元素分析
を行い、その結果を表1〜表3にまとめた。また図2
に、ポリアニリンのドーパント濃度を反映するS/Nの
モル比とポリアニリンを水中に分散する時間との関係を
示す。図2から、水中に分散したポリアニリンの導電率
の低下はドーパントの脱離に起因するものであること、
さらにドーパントの脱離はジフェニルエーテルテトラス
ルホン酸を用いた場合では著しく抑えられることがわか
る。
Elemental analysis was performed on a part of the evaluation samples, and the results are summarized in Tables 1 to 3. FIG. 2
2 shows the relationship between the molar ratio of S / N reflecting the dopant concentration of polyaniline and the time for dispersing polyaniline in water. From FIG. 2, it can be seen that the decrease in conductivity of polyaniline dispersed in water is due to the elimination of dopants,
Further, it can be seen that the elimination of the dopant is significantly suppressed when diphenyl ether tetrasulfonic acid is used.

【0064】[0064]

【表1】 [Table 1]

【0065】[0065]

【表2】 [Table 2]

【0066】[0066]

【表3】 [Table 3]

【0067】図3に、ジフェニルエーテルテトラスルホ
ン酸をドーパントとするポリアニリン(実施例1)の1
25℃での導電率の経時変化を示す(耐熱性評価)。ポ
リアニリンの導電率は、窒素雰囲気中では初期において
一旦増加し、その後、時間の経過と共に低下するが、そ
の程度が小さいものであった。大気中ではやはり低下す
るが、ポリチオフェン、ポリピロール、また従来のポリ
アニリンなどに比べては優れた耐熱性を示した。
FIG. 3 shows one example of polyaniline (Example 1) using diphenyl ether tetrasulfonic acid as a dopant.
The change with time in conductivity at 25 ° C. is shown (heat resistance evaluation). The conductivity of polyaniline once increased initially in a nitrogen atmosphere, and then decreased with time, but to a lesser extent. Although reduced in the air, it exhibited superior heat resistance as compared with polythiophene, polypyrrole, and conventional polyaniline.

【0068】図4に、ジフェニルエーテルテトラスルホ
ン酸をドーパントとするポリアニリン(実施例1)の熱
重量分析結果を示す。熱分解開始温度は窒素中および大
気中のいずれにおいても300℃以上であり、良好な耐
熱性を示した。
FIG. 4 shows the results of thermogravimetric analysis of polyaniline (Example 1) using diphenyl ether tetrasulfonic acid as a dopant. The pyrolysis initiation temperature was 300 ° C. or higher in both nitrogen and air, indicating good heat resistance.

【0069】ジフェニルエーテルテトラスルホン酸をド
ーパントとするポリアニリン(実施例1)のはんだ耐熱
試験の結果を、従来のポリアニリン(比較例2、3)の
結果と比較して表4にまとめた。このポリアニリンはす
ぐれた高温耐熱性を有することがわかる。
Table 4 summarizes the results of the soldering heat test of polyaniline using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant (Example 1) in comparison with the results of conventional polyaniline (Comparative Examples 2 and 3). It can be seen that this polyaniline has excellent high temperature heat resistance.

【0070】[0070]

【表4】 [Table 4]

【0071】(実施例2) <ジフェニルエーテルテトラスルホン酸をドーパントと
するポリアニリンを固体電解質とするタンタル固体電解
コンデンサ>実施例1と同様な方法でタンタルペレット
を用意した。
(Example 2) <Tantalum solid electrolytic capacitor using polyaniline as a solid electrolyte using diphenyl ether tetrasulfonic acid as a dopant> Tantalum pellets were prepared in the same manner as in Example 1.

【0072】一方、水/エタノール(体積比30:7
0)の混合溶媒にジフェニルエーテルテトラスルホン
酸、アニリン、及びペルオキソ二硫酸アンモニウムを
1:1:1のモル比でアニリン濃度が5wt%となるよう
に攪拌しながら順次仕込んで混合反応溶液を作製し、そ
の温度を−40℃までに下げた。次に、誘電体層が形成
されたタンタルペレットを上記混合溶液に30秒浸漬し
反応溶液を充填してから取り出して室温で30分間保持
して重合を行った。その後、水、エタノールで洗浄し減
圧乾燥を行ったところ、黒色のポリアニリンを誘電体表
面に形成できた。
On the other hand, water / ethanol (30: 7 by volume)
0) Diphenyl ether tetrasulfonic acid, aniline, and ammonium peroxodisulfate were sequentially charged into the mixed solvent of 1) while stirring so that the aniline concentration became 5 wt% at a molar ratio of 1: 1: 1 to prepare a mixed reaction solution. The temperature was reduced to -40C. Next, the tantalum pellet on which the dielectric layer was formed was immersed in the above mixed solution for 30 seconds, filled with the reaction solution, taken out, and kept at room temperature for 30 minutes to perform polymerization. Thereafter, the resultant was washed with water and ethanol and dried under reduced pressure, whereby black polyaniline was formed on the surface of the dielectric.

【0073】上記反応液の充填、重合、洗浄及び乾燥を
3回繰り返した後、グラファイトペースト、銀ペースト
を順次付け、陰極リードを引き出し、エポキシ樹脂で封
止してコンデンサを完成した。
After filling, polymerization, washing and drying of the above reaction solution were repeated three times, a graphite paste and a silver paste were sequentially applied, a cathode lead was pulled out, and a capacitor was completed by sealing with an epoxy resin.

【0074】(実施例3) <ジフェニルエーテルテトラスルホン酸をドーパントと
するポリアニリンを固体電解質とするアルミ固体電解コ
ンデンサ>エッチングによって表面積をほぼ20倍に拡
大した膜厚150μmのアルミニウム箔(1cm×0.5
cm角)を5%ほう酸アンモニウム水溶液中で70Vで陽
極酸化し、洗浄及び乾燥した。実施例1のタンタル微粉
末焼結体ペレットに代えて前記アルミ箔を用いた以外は
全く同様な方法でコンデンサを作製した。
(Example 3) <Aluminum solid electrolytic capacitor using polyaniline as a solid electrolyte with diphenyl ether tetrasulfonic acid as a dopant> A 150 μm thick aluminum foil (1 cm × 0.5 mm) whose surface area was enlarged almost 20 times by etching.
cm square) was anodized at 70 V in a 5% aqueous solution of ammonium borate, washed and dried. A capacitor was produced in exactly the same manner except that the aluminum foil was used in place of the tantalum fine powder sintered compact pellets of Example 1.

【0075】(実施例4) <ビフェニルテトラスルホン酸をドーパントとするポリ
アニリン、及びこれを固体電解質とするタンタル固体電
解コンデンサ>ビフェニルテトラスルホン酸は2つのベ
ンゼンジスルホン酸が直接連結したものであり、その分
子構造を下式に示す。
(Example 4) <Polyaniline using biphenyltetrasulfonic acid as a dopant and tantalum solid electrolytic capacitor using the same as a solid electrolyte> Biphenyltetrasulfonic acid is one in which two benzenedisulfonic acids are directly connected. The molecular structure is shown below.

【0076】[0076]

【化4】 Embedded image

【0077】実施例1のジフェニルエーテルテトラスル
ホン酸に代えてビフェニルテトラスルホン酸を用いた以
外は、実施例1と同様な方法でポリアニリンの合成、及
びタンタル固体電解コンデンサの作製を行った。ポリア
ニリンの収量は2.6gであった。導電率の初期値は
2.7S/cmであった。
A polyaniline was synthesized and a tantalum solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1, except that biphenyltetrasulfonic acid was used in place of diphenylethertetrasulfonic acid in Example 1. The yield of polyaniline was 2.6 g. The initial value of the conductivity was 2.7 S / cm.

【0078】ビフェニルテトラスルホン酸をドーパント
とするポリアニリンの耐水性、耐熱性及びはんだ耐熱性
を評価した結果、ジフェニルエーテルテトラスルホン酸
をドーパントとするポリアニリンと同等の特性を示すこ
とがわかった。
As a result of evaluating the water resistance, heat resistance and solder heat resistance of polyaniline using biphenyltetrasulfonic acid as a dopant, it was found that the polyaniline exhibited properties equivalent to those of polyaniline using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant.

【0079】(実施例5) <ジフェニルチオエーテルテトラスルホン酸をドーパン
トとするポリアニリン、及びこれを固体電解質とするタ
ンタル固体電解コンデンサ>ジフェニルチオエーテルテ
トラスルホン酸は2つのベンゼンジスルホン酸がチオエ
ーテル基で連結したものであり、その分子構造を下式に
示す。
(Example 5) <Polyaniline using diphenylthioethertetrasulfonic acid as a dopant and a tantalum solid electrolytic capacitor using the same as a solid electrolyte> Diphenylthioethertetrasulfonic acid is obtained by linking two benzenedisulfonic acids with a thioether group. The molecular structure is shown by the following formula.

【0080】[0080]

【化5】 Embedded image

【0081】実施例1のジフェニルエーテルテトラスル
ホン酸に代えてジフェニルチオエーテルテトラスルホン
酸を用いた以外は、実施例1と同様な方法でポリアニリ
ンの合成、及びタンタル固体電解コンデンサの作製を行
った。ポリアニリンの収量は2.6gであった。導電率
の初期値は1.8S/cmであった。
A polyaniline was synthesized and a tantalum solid electrolytic capacitor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that diphenylthioethertetrasulfonic acid was used instead of diphenylethertetrasulfonic acid. The yield of polyaniline was 2.6 g. The initial value of the conductivity was 1.8 S / cm.

【0082】ジフェニルチオエーテルテトラスルホン酸
をドーパントとするポリアニリンの耐水性、耐熱性及び
はんだ耐熱性を評価した結果、ジフェニルエーテルテト
ラスルホン酸をドーパントとするポリアニリンと同等の
特性を示すことがわかった。
The water resistance, heat resistance and solder heat resistance of polyaniline using diphenylthioethertetrasulfonic acid as a dopant were evaluated. As a result, it was found that the polyaniline exhibited characteristics equivalent to those of polyaniline using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant.

【0083】(実施例6) <ジフェニルスルホンテトラスルホン酸をドーパントと
するポリアニリン、及びこれを固体電解質とするタンタ
ル固体電解コンデンサ>ジフェニルスルホンテトラスル
ホン酸は2つのベンゼンジスルホン酸がスルホニル基で
連結したものであり、その分子構造を下式に示す。
(Example 6) <Polyaniline using diphenylsulfonetetrasulfonic acid as a dopant and a tantalum solid electrolytic capacitor using the same as a solid electrolyte> Diphenylsulfonetetrasulfonic acid is obtained by linking two benzenedisulfonic acids with a sulfonyl group. The molecular structure is shown by the following formula.

【0084】[0084]

【化6】 Embedded image

【0085】実施例1のジフェニルエーテルテトラスル
ホン酸に代えてジフェニルスルホンテトラスルホン酸を
用いた以外は、実施例1と同様な方法でポリアニリンの
合成、及びタンタル固体電解コンデンサの作製を行っ
た。ポリアニリンの収量は2.5gであった。導電率の
初期値は1.5S/cmであった。
A polyaniline was synthesized and a tantalum solid electrolytic capacitor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that diphenylsulfonetetrasulfonic acid was used instead of diphenylethertetrasulfonic acid. The yield of polyaniline was 2.5 g. The initial value of the conductivity was 1.5 S / cm.

【0086】ジフェニルスルホンテトラスルホン酸をド
ーパントとするポリアニリンの耐水性、耐熱性及びはん
だ耐熱性を評価した結果、ジフェニルエーテルテトラス
ルホン酸をドーパントとするポリアニリンと同等の特性
を示すことがわかった。
The water resistance, heat resistance and solder heat resistance of polyaniline using diphenylsulfonetetrasulfonic acid as a dopant were evaluated. As a result, it was found that the polyaniline exhibited properties equivalent to those of polyaniline using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant.

【0087】(実施例7) <ベンゾフェノンテトラスルホン酸をドーパントとする
ポリアニリン及びこれを固体電解質とするタンタル固体
電解コンデンサ>ベンゾフェノンテトラスルホン酸は2
つのベンゼンジスルホン酸がカルボニル基で連結したも
のであり、その分子構造を下式に示す。
(Example 7) <Polyaniline using benzophenonetetrasulfonic acid as a dopant and a tantalum solid electrolytic capacitor using the same as a solid electrolyte>
Two benzenedisulfonic acids are linked by a carbonyl group, and the molecular structure is shown by the following formula.

【0088】[0088]

【化7】 Embedded image

【0089】実施例1のジフェニルエーテルテトラスル
ホン酸に代えてベンゾフェノンテトラスルホン酸を用い
た以外は、実施例1と同様な方法でポリアニリンの合
成、タンタル固体電解コンデンサの作製を行った。ポリ
アニリンの収量は2.7gであった。導電率の初期値は
2.0S/cmであった。
A polyaniline was synthesized and a tantalum solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that benzophenonetetrasulfonic acid was used instead of diphenylethertetrasulfonic acid in Example 1. The yield of polyaniline was 2.7 g. The initial value of the conductivity was 2.0 S / cm.

【0090】ベンゾフェノンテトラスルホン酸をドーパ
ントとするポリアニリンの耐水性、耐熱性及びはんだ耐
熱性を評価した結果、ジフェニルエーテルテトラスルホ
ン酸をドーパントとするポリアニリンと同等の特性を示
すことがわかった。
The water resistance, heat resistance and solder heat resistance of polyaniline using benzophenonetetrasulfonic acid as a dopant were evaluated. As a result, it was found that the polyaniline exhibited characteristics equivalent to those of polyaniline using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant.

【0091】(実施例8) <ジフェニルメタンテトラスルホン酸をドーパントとす
るポリアニリン及びこれを固体電解質とするタンタル固
体電解コンデンサ>ジフェニルメタンテトラスルホン酸
は2つのベンゼンジスルホン酸がメチレン基で連結した
ものであり、その分子構造を下式に示す。
(Example 8) <Polyaniline using diphenylmethanetetrasulfonic acid as a dopant and tantalum solid electrolytic capacitor using the same as a solid electrolyte> Diphenylmethanetetrasulfonic acid is obtained by connecting two benzenedisulfonic acids with a methylene group. The molecular structure is shown below.

【0092】[0092]

【化8】 Embedded image

【0093】実施例1のジフェニルエーテルテトラスル
ホン酸に代えてジフェニルメタンテトラスルホン酸を用
いた以外は、実施例1と同様な方法でポリアニリンの合
成、及びタンタル固体電解コンデンサの作製を行った。
ポリアニリンの収量は2.6gであった。導電率の初期
値は1.1S/cmであった。
A polyaniline was synthesized and a tantalum solid electrolytic capacitor was manufactured in the same manner as in Example 1, except that diphenylmethanetetrasulfonic acid was used instead of diphenylethertetrasulfonic acid.
The yield of polyaniline was 2.6 g. The initial value of the conductivity was 1.1 S / cm.

【0094】ジフェニルメタンテトラスルホン酸をドー
パントとするポリアニリンの耐水性、耐熱性及びはんだ
耐熱性を評価した結果、ジフェニルエーテルテトラスル
ホン酸をドーパントとするポリアニリンと同等の特性を
示すことがわかった。
As a result of evaluating the water resistance, heat resistance and solder heat resistance of polyaniline using diphenylmethanetetrasulfonic acid as a dopant, it was found that the polyaniline exhibited characteristics equivalent to those of polyaniline using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant.

【0095】(実施例9) <ジフェニルエーテルテトラスルホン酸をドーパントと
するポリ(オルトエトキシアニリン)、及びそれを固体
電解質とするタンタル固体電解コンデンサ>実施例1の
アニリンに代えてオルトエトキシアニリンを用いた以外
は、実施例1と同様な方法でポリアニリン誘導体の合
成、及びタンタル固体電解コンデンサの作製を行った。
ポリ(オルトエトキシアニリン)の収量は2.8gであ
った。導電率の初期値は0.3S/cmであった。
(Example 9) <Poly (orthoethoxyaniline) using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant and a tantalum solid electrolytic capacitor using it as a solid electrolyte> Orthoethoxyaniline was used in place of aniline in Example 1. Except for the above, a polyaniline derivative was synthesized and a tantalum solid electrolytic capacitor was manufactured in the same manner as in Example 1.
The yield of poly (orthoethoxyaniline) was 2.8 g. The initial value of the conductivity was 0.3 S / cm.

【0096】このポリアニリンの耐水性、耐熱性及びは
んだ耐熱性を評価した結果、実施例1のジフェニルエー
テルテトラスルホン酸をドーパントとするポリアニリン
と同等の特性を示すことがわかった。
The water resistance, heat resistance and solder heat resistance of this polyaniline were evaluated. As a result, it was found that the polyaniline exhibited properties equivalent to those of the polyaniline of Example 1 using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant.

【0097】(実施例10) <ジフェニルエーテルテトラスルホン酸をドーパントと
するポリアニリン、及びこれを固体電解質とするタンタ
ル固体電解コンデンサ> ポリアニリンの合成 120mlの水溶液にテトラスルホン酸化合物の水溶液
(スルホン酸基換算でN=3.90)22.2mlを滴
下し、撹拌しながらアニリンモノマー2.0gを加えて
溶解した。前記溶液をアイスバスで2〜5℃に保持し激
しく撹拌しながら、ニクロム酸アンモニウム1.9gを
予め溶解した水溶液30mmol量を滴下した。反応は3時
間撹拌しながら行った。得られた生成物を濾過、洗浄し
た後、1Lの純水中に分散させて30分撹拌してから濾
過した。この操作を2回繰り返した。このように純水で
洗浄したポリアニリンをさらに500mlのメタノール
中に分散させて30分撹拌してから濾過・乾燥した。得
られたポリアニリンは2.8gであった。導電率の初期
値は2.5S/cmであった。
(Example 10) <Polyaniline using diphenylethertetrasulfonic acid as a dopant and tantalum solid electrolytic capacitor using the same as a solid electrolyte> Synthesis of polyaniline An aqueous solution of a tetrasulfonic acid compound (in terms of sulfonic acid group) was added to a 120 ml aqueous solution. (N = 3.90) 22.2 ml was added dropwise, and 2.0 g of an aniline monomer was added and dissolved with stirring. While the solution was kept at 2 to 5 ° C. in an ice bath and vigorously stirred, 30 mmol of an aqueous solution in which 1.9 g of ammonium dichromate was previously dissolved was added dropwise. The reaction was performed with stirring for 3 hours. The obtained product was filtered and washed, then dispersed in 1 L of pure water, stirred for 30 minutes, and then filtered. This operation was repeated twice. The polyaniline thus washed with pure water was further dispersed in 500 ml of methanol, stirred for 30 minutes, and then filtered and dried. The obtained polyaniline was 2.8 g. The initial value of the conductivity was 2.5 S / cm.

【0098】このポリアニリンの耐水性、耐熱性及びは
んだ耐熱性を評価した結果、実施例1のペルオキソ二硫
酸アンモニウムを酸化剤に用いたポリアニリンと同等の
特性を示すことがわかった。
The water resistance, heat resistance and solder heat resistance of this polyaniline were evaluated. As a result, it was found that the polyaniline exhibited characteristics equivalent to those of the polyaniline prepared in Example 1 using ammonium peroxodisulfate as an oxidizing agent.

【0099】コンデンサの作製 実施例1と同様なタンタルペレットを、まず室温で、ア
ニリンとジフェニルエーテルテトラスルホン酸を等量含
有する5wt%アニリンの水/エタノール(1:1)溶
液に30秒浸漬した。5分後に、0℃に保持しているニ
クロム酸アンモニウムとジフェニルエーテルテトラスル
ホン酸(ニクロム酸アンモニウム/ジフェニルエーテル
テトラスルホン酸のモル比が1:2で、ニクロム酸アン
モニウム含有量が10wt%)を含む酸化剤水溶液に3
0秒間浸漬した。タンタルペレットを取り出し、空気中
でさらに10分間保持して重合を行った。その後、水、
エタノールで洗浄し減圧乾燥を行ったところ、黒色のポ
リアニリンを誘電体表面に形成できた。
Preparation of Capacitor A tantalum pellet similar to that in Example 1 was first immersed in a water / ethanol (1: 1) solution of aniline and 5 wt% aniline containing equal amounts of diphenyl ether tetrasulfonic acid for 30 seconds at room temperature. After 5 minutes, an oxidizing agent containing ammonium dichromate and diphenyl ether tetrasulfonic acid (the molar ratio of ammonium dichromate / diphenyl ether tetrasulfonic acid is 1: 2 and the content of ammonium dichromate is 10 wt%) kept at 0 ° C. 3 in aqueous solution
Dipped for 0 seconds. The tantalum pellets were taken out and kept in the air for further 10 minutes to carry out polymerization. Then water,
After washing with ethanol and drying under reduced pressure, black polyaniline was formed on the dielectric surface.

【0100】上記アニリンの充填、酸化剤溶液との接
触、重合、洗浄及び乾燥の一連の操作を5回繰り返し
た。その後、グラファイトペースト、銀ペーストを順次
付け、陰極リードを引き出し、エポキシ樹脂で封止して
コンデンサを完成した。
A series of operations of charging the aniline, contacting with the oxidizing agent solution, polymerization, washing and drying was repeated 5 times. After that, a graphite paste and a silver paste were sequentially applied, the cathode lead was pulled out, and sealed with an epoxy resin to complete the capacitor.

【0101】図5及び図6に、実施例1で得られた固体
電解コンデンサの容量およびインピーダンスの周波数特
性を、従来の二酸化マンガンを電解質とするコンデンサ
と比較して示す。本発明の固体電解コンデンサの高周波
域でのインピーダンスが従来の二酸化マンガンを電解質
とするコンデンサに比べて著しく改善され、周波数特性
が優れていることがわかる。
FIGS. 5 and 6 show the frequency characteristics of the capacitance and impedance of the solid electrolytic capacitor obtained in Example 1 in comparison with a conventional capacitor using manganese dioxide as an electrolyte. It can be seen that the impedance in the high frequency range of the solid electrolytic capacitor of the present invention is remarkably improved as compared with a conventional capacitor using manganese dioxide as an electrolyte, and the frequency characteristics are excellent.

【0102】表5に、実施例1〜10並びに参考例1及
び2について、コンデンサ製造直後および260℃で1
0秒処理後(はんだ後)の容量出現率(100×C/
C。(%)、C。:電解質溶液中における容量)、及び1
00kHzでの等価直列抵抗(R)を示す。また表6
に、125℃及び80℃・95%RHの条件下、500
時間後におけるコンデンサの周波数特性の変化を示す。
これらの結果より、本発明の実施例により得られたコン
デンサは、等価直列抵抗が小さく高周波数特性が良好で
あること、260℃、10秒のはんだ試験においても特
性の劣化がほとんどないこと、また特に高温・高湿条件
下での信頼性にも優れたものであることが認められた。
Table 5 shows that Examples 1 to 10 and Reference Examples 1 and 2 were obtained immediately after the capacitor was manufactured and at 260 ° C.
Capacity appearance rate after 100 seconds treatment (after soldering) (100 × C /
C. (%), C. : Volume in electrolyte solution), and 1
The equivalent series resistance (R) at 00 kHz is shown. Table 6
Under the conditions of 125 ° C. and 80 ° C./95% RH, 500
5 shows a change in the frequency characteristic of the capacitor after time.
From these results, the capacitor obtained by the example of the present invention has a small equivalent series resistance and good high frequency characteristics, and has almost no deterioration in characteristics even at a solder test at 260 ° C. for 10 seconds. In particular, it was confirmed that the composition had excellent reliability under high temperature and high humidity conditions.

【0103】[0103]

【表5】 [Table 5]

【0104】[0104]

【表6】 [Table 6]

【0105】図7は、本発明の実施例により作製される
固体電解コンデンサの断面構造を模式的に示す図であ
る。陽極となる金属箔1の表面にエッチングを施し或い
は金属を焼結体とし、ミクロな細孔を多数形成してその
表面積を大きくする。この表面の細孔壁面に沿って金属
酸化物の誘電体薄膜2を形成する。この誘電体薄膜2の
表面に本発明における固体電解質のポリアニリン層3を
その細孔の奥深くまでは入り込むように形成する。この
固体電解質層3の反対側に陰極となる金属の電極5を取
り付ける。電極5とポリアニリンの層3との間には接触
を良好に保持するためにグラファイト層4を用いること
もできる。電極リード6及び7が取り付けられる。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a solid electrolytic capacitor manufactured according to an embodiment of the present invention. The surface of the metal foil 1 serving as an anode is etched or a metal is sintered to form a large number of micropores to increase the surface area. The metal oxide dielectric thin film 2 is formed along the pore wall surface of this surface. The polyaniline layer 3 of the solid electrolyte of the present invention is formed on the surface of the dielectric thin film 2 so as to penetrate deep into the pores. A metal electrode 5 serving as a cathode is attached to the opposite side of the solid electrolyte layer 3. A graphite layer 4 may be used between the electrode 5 and the polyaniline layer 3 in order to maintain good contact. Electrode leads 6 and 7 are attached.

【0106】図8は、本発明の固体電解コンデンサの製
造方法の一例の全体構成を示す。陽極となる金属1がア
ルミ箔の場合、アルミ箔をエッチングして表面に多数の
細孔を形成する。陽極となる金属1がタンタル粉末の場
合、タンタル粉末をプレスして焼結体とする。次いで、
この金属箔あるいは焼結体に化成を施し誘電体となる酸
化皮膜を形成する。その後、固体電解質となるポリアニ
リンを形成し、さらに電解質のドーパント濃度を所定の
ものとする。続いて、カーボンペースト、銀ペーストを
塗布して焼き付け、リード線を接続し、最後に封止を行
い製品とする。
FIG. 8 shows an overall configuration of an example of a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present invention. When the metal 1 serving as the anode is an aluminum foil, the aluminum foil is etched to form many pores on the surface. When the metal 1 serving as the anode is a tantalum powder, the tantalum powder is pressed into a sintered body. Then
The metal foil or the sintered body is subjected to chemical conversion to form an oxide film serving as a dielectric. Thereafter, polyaniline serving as a solid electrolyte is formed, and the dopant concentration of the electrolyte is set to a predetermined value. Subsequently, a carbon paste and a silver paste are applied and baked, lead wires are connected, and finally sealing is performed to obtain a product.

【0107】[0107]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、高周波特性に優れ、信頼性、特に高温・高湿条
件での信頼性が高い固体電解コンデンサを提供すること
ができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to provide a solid electrolytic capacitor having excellent high-frequency characteristics and high reliability under high temperature and high humidity conditions.

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

【図1】本発明および従来の固体電解コンデンサに用い
る固体電解質の耐水性(導電率の経時変化)を示すグラ
フである。
FIG. 1 is a graph showing the water resistance (change in conductivity over time) of a solid electrolyte used in the present invention and a conventional solid electrolytic capacitor.

【図2】本発明および従来の固体電解コンデンサに用い
る固体電解質の耐水性(ドーパント濃度の経時変化)を
示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the water resistance (change in dopant concentration over time) of a solid electrolyte used in the present invention and a conventional solid electrolytic capacitor.

【図3】本発明の固体電解コンデンサに用いる固体電解
質の耐熱性(導電率の経時変化)を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the heat resistance (change in conductivity over time) of a solid electrolyte used in the solid electrolytic capacitor of the present invention.

【図4】本発明の固体電解コンデンサに用いる固体電解
質の熱重量分析結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a thermogravimetric analysis result of a solid electrolyte used for the solid electrolytic capacitor of the present invention.

【図5】本発明および従来の固体電解コンデンサの容量
およびタンデルタの周波数特性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing frequency characteristics of capacitance and tan delta of the solid electrolytic capacitor of the present invention and a conventional solid electrolytic capacitor.

【図6】本発明および従来の固体電解コンデンサの抵抗
およびインピーダンスの周波数特性を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing frequency characteristics of resistance and impedance of the solid electrolytic capacitor of the present invention and a conventional solid electrolytic capacitor.

【図7】本発明の実施例により作製される固体電解コン
デンサの構造を示す模式的断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a solid electrolytic capacitor manufactured according to an example of the present invention.

【図8】本発明の固体電解コンデンサの製造方法の一例
を示す工程図である。
FIG. 8 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor of the present invention.

【符号の説明】 1 金属箔または焼結体 2 誘電体薄膜 3 電解質ポリアニリン層 4 グラファイト層 5 銀層 6、7 電極リード[Description of Signs] 1 Metal foil or sintered body 2 Dielectric thin film 3 Electrolyte polyaniline layer 4 Graphite layer 5 Silver layer 6, 7 Electrode lead

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 悦雄 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−48710(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 9/028 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Etsuo Hasegawa 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Within NEC Corporation (56) References JP-A-4-48710 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01G 9/028

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 陽極金属上に誘電体薄膜が形成され、さ
らにその上に固体電解質が形成されてなる固体電解コン
デンサにおいて、前記固体電解質が、ベンゼンジスルホ
ン酸誘導体を2つ連結した構造を有するテトラスルホン
酸誘導体をドーパントとするポリアニリン又はその誘導
体であることを特徴とする固体電解コンデンサ。
1. A solid electrolytic capacitor comprising a dielectric thin film formed on an anode metal and a solid electrolyte formed thereon, wherein the solid electrolyte has a structure in which two benzenedisulfonic acid derivatives are connected. A solid electrolytic capacitor comprising polyaniline or a derivative thereof using a sulfonic acid derivative as a dopant.
【請求項2】 前記テトラスルホン酸誘導体が下記構造
式(I)で表されるスルホン酸誘導体であることを特徴
とする請求項1記載の固体電解コンデンサ。 【化1】 (XはS、SO2、O、Se、Te、NH、CO、C
2、C24、又は単結合である。)
2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein said tetrasulfonic acid derivative is a sulfonic acid derivative represented by the following structural formula (I). Embedded image (X is S, SO 2 , O, Se, Te, NH, CO, C
H 2 , C 2 H 4 , or a single bond. )
【請求項3】 前記テトラスルホン酸誘導体がジフェニ
ルエーテル−2、2’、4、4’−テトラスルホン酸、
またはビフェニル−2、2’、4、4’−テトラスルホ
ン酸であることを特徴とする請求項1記載の固体電解コ
ンデンサ。
3. The method according to claim 1, wherein the tetrasulfonic acid derivative is diphenyl ether-2,2 ′, 4,4′-tetrasulfonic acid,
2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the solid electrolytic capacitor is biphenyl-2,2 ', 4,4'-tetrasulfonic acid.
【請求項4】 前記陽極金属がタンタルであり、前記固
体電解質がポリアニリンである請求項1、2又は3記載
の固体電解コンデンサ。
4. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein said anode metal is tantalum, and said solid electrolyte is polyaniline.
【請求項5】 請求項1記載の固体電解コンデンサの製
造方法であって、前記ポリアニリン又はその誘導体の形
成を、誘電体薄膜が形成された陽極金属表面上で、酸化
剤を用いて酸化重合の方法で行うことを特徴とする固体
電解コンデンサの製造方法。
5. The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein said polyaniline or a derivative thereof is formed by oxidative polymerization using an oxidizing agent on an anode metal surface on which a dielectric thin film is formed. A method for producing a solid electrolytic capacitor, which is performed by a method.
【請求項6】 誘電体薄膜が形成された金属陽極表面
に、アニリン又はアニリン誘導体を導入し、その後に酸
化剤を導入し、酸化重合を行うことによってポリアニリ
ン又はその誘導体を形成することを特徴とする請求項5
記載の固体電解コンデンサの製造方法。
6. An aniline or aniline derivative is introduced on the surface of the metal anode on which the dielectric thin film is formed, and then an oxidizing agent is introduced and oxidative polymerization is performed to form polyaniline or a derivative thereof. Claim 5
The manufacturing method of the solid electrolytic capacitor described in the above.
【請求項7】 テトラスルホン酸誘導体が構造式(I)
で表されるスルホン酸誘導体である請求項5又は6記載
の固体電解コンデンサの製造方法。
7. The tetrasulfonic acid derivative represented by the structural formula (I)
The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 5, which is a sulfonic acid derivative represented by the following formula:
【請求項8】 テトラスルホン酸誘導体がジフェニルエ
ーテル−2、2’、4、4’−テトラスルホン酸、また
はビフェニル−2、2’、4、4’−テトラスルホン酸
である請求項5又は6記載の固体電解コンデンサの製造
方法。
8. The tetrasulfonic acid derivative is diphenyl ether-2,2 ′, 4,4′-tetrasulfonic acid or biphenyl-2,2 ′, 4,4′-tetrasulfonic acid. Method for manufacturing solid electrolytic capacitor.
【請求項9】 陽極金属がタンタルであり、固体電解質
がポリアニリンである請求項5〜8のいずれか1項に記
載の固体電解コンデンサの製造方法。
9. The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 5, wherein the anode metal is tantalum, and the solid electrolyte is polyaniline.
【請求項10】 酸化剤がペルオキソ二硫酸塩である請
求項5〜9のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ
の製造方法。
10. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 5, wherein the oxidizing agent is a peroxodisulfate.
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