JP3065286B2 - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

固体電解コンデンサおよびその製造方法

Info

Publication number
JP3065286B2
JP3065286B2 JP9258595A JP25859597A JP3065286B2 JP 3065286 B2 JP3065286 B2 JP 3065286B2 JP 9258595 A JP9258595 A JP 9258595A JP 25859597 A JP25859597 A JP 25859597A JP 3065286 B2 JP3065286 B2 JP 3065286B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acting
cation
dopant
anion
electrolytic capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP9258595A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH1197296A (ja
Inventor
淳 小林
健二 荒木
隆 深海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP9258595A priority Critical patent/JP3065286B2/ja
Priority to US09/159,586 priority patent/US6219223B1/en
Publication of JPH1197296A publication Critical patent/JPH1197296A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3065286B2 publication Critical patent/JP3065286B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/0029Processes of manufacture
    • H01G9/0032Processes of manufacture formation of the dielectric layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • H01G11/48Conductive polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54Electrolytes
    • H01G11/56Solid electrolytes, e.g. gels; Additives therein
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/022Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/025Solid electrolytes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は導電性高分子化合物
を固体電解質とする固体電解コンデンサおよびその製造
方法に関し、特に、モノマー、ドーパントとして作用す
るアニオンを酸化剤として作用するカチオンに対して化
学量論的に過剰に含有する重合系を用いて化学酸化重合
により得られた導電性高分子化合物を固体電解質とする
固体電解コンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】通常、固体電解コンデンサは、タンタ
ル、ニオブあるいはアルミニウムなどの弁作用金属の多
孔質形成体を第1の電極(陽極)、その表面に形成され
る酸化皮膜を誘電体、その上に形成される固体電解質を
第2の電極(陰極)の一部とする構造を有している。固
体電解質は多孔質成形体内部の誘電体全面と電極リード
間を電気的に接続する役割を果たしているので、導電率
の高い物質ほどコンデンサ自体の抵抗を低減できるので
望ましい。一方、固体電解質には誘電体皮膜の欠陥に起
因する電気的短絡を修復する機能も必要とされる。従っ
て、高導電率であるが誘電体修復機能のない金属は固体
電解質として使用できず、短絡電流による熱で絶縁体に
転移する二酸化マンガンや7,7’,8,8’−テトラ
シアノキノジメタン錯体(TCNQ錯体)等が用いられ
てきた。特に、コンデンサとしてプリント基板に実装さ
れる場合240〜260℃の熱に曝されるので少なくと
も240℃以上の耐熱性を有する二酸化マンガンが使用
されてきた。
【0003】上記のように固体電解コンデンサの固体電
解質となる材料には、導電率が高い、誘電体修復機
能を有する、240℃以上の耐熱性を有することの3
つの条件を満たすことが要求される。
【0004】従来、固体電解質として使用されてきた二
酸化マンガンは誘電体修復機能及び耐熱性に関しては十
分な特性を有しているが、導電率(約0.1S/cm)
に関しては電解コンデンサの固体電解質としては必ずし
も十分とはいえない。そのため、最近では導電率が10
〜100S/cmと高く、固体電解質としての3つの条
件を満たすポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリ
ン等の導電性高分子化合物を固体電解質とする電解コン
デンサの開発が精力的に進められており、ポリピロール
を使用したコンデンサはすでに商品化されている。
【0005】一般に導電性高分子化合物を利用するコン
デンサでは、以下に述べる四つの課題が存在する。第一
に、多孔質形成体内部の表面に漏れなく導電性高分子化
合物を形成しなければならないという課題がある。第二
には、固体電解コンデンサが曝される高温雰囲気におい
て、導電性高分子化合物の導電率が低下してはならない
という課題がある。第三に、導電性高分子化合物層は外
装樹脂の膨張収縮の発生応力に耐えうるある一定以上の
膜厚が酸化皮膜上に形成されなければならない。最後
に、コンデンサ製造のコストを低減させるために、導電
性高分子化合物層は容易に形成されなければならない。
【0006】上記のような課題を解決するために、第2
鉄化合物によってチオフェン誘導体を重合させて固体電
解質として使用することが提案されている(特開平2−
15611号公報、米国特許4,910,645号公
報)。このチオフェン誘導体の重合物はピロール誘導体
の重合物より耐熱性が高く、第2の課題を解決するには
適切な手段である。
【0007】また、本発明者らは、特願平8−1858
31号において、分子サイズが大きい有機スルホン酸を
ドープした重合物層を固体電解質層とする固体電解コン
デンサ、および酸化剤として第二銅化合物、銀化合物等
を用いて重合層を形成する固体電解コンデンサの製造方
法を提案した。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平2
−15611号公報に開示されている方法では、以下の
2つの問題点がある。すなわち、第1に125℃や15
0℃という厳しい高温雰囲気では脱ドープが起きてしま
い、導電率が低下するという問題点である。この理由は
酸化剤によって重合される導電性高分子化合物に対し
て、必要とされるドーパントの量が部分的に不足するこ
とが原因である。第2に、はんだ耐熱試験や、熱衝撃試
験において、漏れ電流や等価直列抵抗(ESR)が著し
く増加するという問題点である。漏れ電流が増加するの
は、上述の理由により導電性高分子化合物層の一部に膜
質が十分でなく、機械的な応力を吸収できず、コンデン
サ素子に直接に機械的な応力が加わるためである。また
ESRが増加するのは、導電性高分子化合物層の膜質が
十分でないために、機械的な応力により導電性高分子化
合物層内で剥離が発生するためである。
【0009】したがって、本発明の目的は、耐熱性が大
きく、かつ、機械的応力に強い導電性高分子化合物層を
固体電解質層として有する固体電解コンデンサを提供す
ることにある。
【0010】本発明のその他の目的は以下の記載から明
らかであろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は下記
の固体電解コンデンサおよびその製造方法により達成さ
れる。
【0012】すなわち、本発明の固体電解コンデンサ
は、モノマー、酸化剤として作用するカチオンおよびド
ーパントとして作用するアニオンを含有する重合系から
化学酸化重合によって得られた導電性高分子化合物を固
体電解質とする固体電解コンデンサにおいて、該重合系
が該アニオンを該カチオンに対して化学量論的に過剰に
含有していることを特徴とするものである。
【0013】また、本発明の固体電解コンデンサの製造
方法は、モノマー、酸化剤として作用するカチオンおよ
びドーパントとして作用するアニオンを含有する重合系
から、化学酸化重合により陽極表面上の誘電体層上に固
体電解質として導電性高分子化合物層を形成させる工程
を含む固体電解コンデンサの製造方法において、該重合
系が該アニオンを該カチオンに対して化学量論的に過剰
に含有していることを特徴とするものである。
【0014】本発明によれば、酸化剤として作用するカ
チオンに対して化学量論的に過剰量の、ドーパントとし
て作用するアニオンを含有する重合系から化学酸化重合
により得られる導電性高分子化合物を固体電解質として
用いることにより、この導電性高分子化合物中のドーパ
ント濃度が均一に高くなるので、125〜150℃にお
ける耐熱試験において導電性高分子化合物層の導電率の
低下を大きく抑制し、また熱衝撃試験等において発生す
る、コンデンサの外装樹脂の膨脹収縮応力をコンデンサ
素子に伝えることがない。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明において用いられるモノマ
ーとしては、導電性高分子化合物を生成するモノマーな
らば、いかなるものも使用可能であるが、ピロール、チ
オフェン、フラン、アニリンまたはそれらの誘導体が好
ましい。これらのモノマーは2種以上用いてもよい。
【0016】酸化剤として作用するカチオンは、特には
限定されない。すなわち、第2鉄イオン、第2銅イオ
ン、銀イオン等の酸化作用を有する公知のカチオンが広
く用いられる。しかしながら、第2鉄イオン、第2銅イ
オンが導電性高分子化合物の重合反応の収率が高いの
で、コンデンサ製造工程の生産性を考慮するとより好ま
しい。
【0017】ドーパントとして作用するアニオンもまた
特には限定されず、公知のものが広く用いられる。しか
しながら、芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、
ヒドロキシ基を有する有機スルホン酸、カルボキシル基
を有する有機スルホン酸、脂環式スルホン酸、ベンゾキ
ノンスルホン酸のような有機スルホン酸のイオンが、分
子サイズが大きく高温雰囲気中で脱ドープしにくいた
め、導電性高分子化合物層の導電率の安定化に効果的で
ある。
【0018】これらの有機スルホン酸の具体例としては
ドデシルベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ベ
ンゼンジスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、フェノ
ールスルホン酸、スルホイソフタル酸、スルホサリチル
酸、カンファースルホン酸、アダマンタンスルホン酸等
を挙げることができる。
【0019】本発明においては、ドーパントとして作用
するアニオンが酸化剤として作用するカチオンに対して
化学量論的に過剰に重合系に含有されることが必要であ
るが、この過剰率は特には限定されないが、化学量論的
に2〜20%過剰とするのが好ましい。この範囲におい
て本発明の効果がよりよく奏せられる。
【0020】上記のカチオンおよびアニオンは、両者か
らなる化合物として重合系に導入し、さらに過剰のアニ
オンを含む化合物を導入してもよいし、あるいはカチオ
ンとそれに対して化学量論的に過剰な量のアニオンとを
それぞれ別個に、カチオンを含む化合物およびアニオン
を含む化合物として重合系に導入してもよい。
【0021】本発明の固体電解コンデンサは次のような
方法で製造される。すなわち、まず、弁作用金属がアル
ミニウム箔の場合はアルミニウム箔をエッチングして表
面に多数の細孔を形成し、また弁作用金属がタンタルま
たはニオブ粉末の場合は、粉末をプレスして焼結するこ
とにより多孔質の焼結体とする。上記のように処理した
アルミニウム箔または焼結体が陽極となる。次に、弁作
用金属に陽極酸化を行ってその表面に誘電体となる酸化
皮膜を形成した後、固体電解質となる導電性高分子化合
物層をモノマー、酸化剤として作用するカチオンおよび
ドーパントとして作用するアニオンを含有する重合系を
用いて化学酸化重合によって酸化皮膜表面上に形成す
る。その後、カーボンペースト、銀ペーストを塗布して
焼付け、外部陽極リードおよび陰極リードを接続して封
止を行い製品とする。
【0022】上記の酸化皮膜層の形成における化学酸化
重合方法は、特には限定されない。すなわち、反応開
始温度以下に冷却したモノマー、酸化剤として作用する
カチオン(酸化剤)およびドーパントとして作用するア
ニオン(ドーパント)の混合溶液を、酸化皮膜を形成し
た弁作用金属の多孔質成形体に導入後、反応開始温度以
上の雰囲気に放置して化学酸化重合させる方法、導電
性高分子化合物のモノマー、酸化剤及びドーパントの混
合溶液を塗布乾燥して化学酸化重合させる方法、酸化
剤とドーパントの混合溶液をそのまま、または適当な溶
媒に溶解して酸化皮膜を形成した弁作用金属の多孔質形
成体に導入した後、導電性高分子化合物のモノマーその
まま、その溶液、またはそれを気化したガスに接触させ
て化学酸化重合させる方法、導電性高分子化合物のモ
ノマーをまず弁作用金属の多孔質成形体に導入し、しか
る後に酸化剤とドーパントの混合溶液に接触させる方法
等で行われる。
【0023】以下に図面を参照して本発明の固体電解コ
ンデンサおよびその製造方法についてより具体的に説明
する。本発明による固体電解コンデンサの一例の断面図
である図1において、2は陽極である弁作用金属の焼結
体ペレットであり、3はこのペレットを陽極酸化してペ
レット表面上に形成した誘電体である酸化皮膜、4は誘
電体上に形成された固体電解質層である導電性高分子化
合物層である。1は陽極ワイヤ、10は陽極端子、11
は陰極端子、9は陰極と陰極端子を接着する導電性接着
剤、12はコンデンサ封止用のエポキシ樹脂である。な
お、7および8は、それぞれカーボンペースト層および
銀ペースト層である。
【0024】本発明による固体電解コンデンサの製造工
程図である図2によって本発明の固体電解コンデンサの
製造方法を説明する。第1工程において前記のようにア
ルミニウム箔をエッチング処理するか、またはタンタル
またはニオブの粉末を焼結して多孔性の焼結体とする。
第2工程において、エッチング処理したアルミニウム箔
または焼結体を陽極酸化してアルミニウム箔または焼結
体の表面に誘電体酸化皮膜を形成する。第3工程におい
て、固体電解質である導電性高分子化合物層を、モノマ
ー、酸化剤およびそれに対して化学量論的に過剰量のド
ーパントを含有する重合系を用いて、前記のように化学
酸化重合により誘電体上に形成する。第4工程におい
て、カーボンペースト層および銀ペースト層を導電性高
分子化合物層の上に形成してコンデンサ素子を完成させ
る。第5工程において陽極リードおよび陰極リードを引
出し、かつ第6工程において、例えばエポキシ樹脂で封
止して固体電解コンデンサを完成する。
【0025】
【実施例】以下に実施例を示して本発明およびその効果
を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ
限定されるものではない。
【0026】実施例1 縦1mm、横1mm、高さ1mmの直方体状タンタル焼
結体ペレット2(空隙率約60%)を0.05%硝酸中
で20Vで陽極酸化し、誘電体となるタンタル酸化皮膜
3を形成した。この焼結体ペレット2の、硫酸中で測定
した静電容量は12.2μF(120Hz)であった。
次いで、7%ピロール/38%ドデシルベンゼンスルホ
ン酸第2鉄のメタノール溶液100gにドデシルベンゼ
ンスルホン酸4gを添加し−70℃に冷却した混合溶液
に焼結体ペレット2を浸漬した。このときの酸化剤とな
る第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパントであるドデシ
ルベンゼンスルホン酸イオン(DBS- )のモル濃度比
率は、1:3.3であった(化学量論的な比率である
1:3よりドデシルベンゼンスルホン酸が過剰)。そし
て30分間室温放置した後、メタノールにて15分間洗
浄を行い、150℃恒温槽で30分間乾燥してポリピロ
ールからなる層を形成した。この操作を10回繰り返し
てドデシルベンゼンスルホン酸をドープしたポリピロー
ルからなる導電性高分子化合物層4を形成した。この
際、混合溶液中の第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパン
トであるドデシルベンゼンスルホン酸イオン(DBS
- )とのモル濃度比率は、少なくとも1:3.2である
ようにドデシルベンゼンスルホン酸を追加して調整し
た。そして、カーボンペースト層7、銀ペースト層8を
形成してコンデンサ素子を完成させた。このコンデンサ
素子の陽極ワイヤ1へ陽極リードフレーム(陽極端子)
10を溶接し、導電性接着剤9で陰極リードフレーム
(陰極端子)11を接続し、エポキシ樹脂12で封止し
てチップコンデンサを完成した。
【0027】実施例2 実施例1と同様に酸化皮膜3を形成した焼結体ペレット
2を、13%ピロール/38%トルエンスルホン酸第2
鉄メタノール溶液100gにトルエンスルホン酸2gを
添加した混合溶液に浸漬した。このときの酸化剤となる
第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパントであるトルエン
スルホン酸イオン(TSA- )とのモル濃度比率は、
1:3.3であった(化学量論的な比率である1:3よ
りトルエンスルホン酸が過剰)。次いで30分室温にて
放置後、ピロール溶液に浸漬した。そしてさらに30分
室温放置した後、メタノールにて15分間洗浄を行い、
150℃30分減圧乾燥してポリピロールからなる層を
形成した。上記操作を10回繰り返しトルエンスルホン
酸をドープしたポリピロールからなる導電性高分子化合
物層4を形成した。この際、混合溶液中の第2鉄イオン
(Fe3+)と、ドーパントであるトルエンスルホン酸イ
オン(TSA- )のモル濃度比率は、少なくとも1:
3.2以上であるようにトルエンスルホン酸を追加して
調整した。これ以外は実施例1と同様に作業し、チップ
コンデンサを完成した。
【0028】実施例3 実施例1と同様に酸化皮膜3を形成した焼結体ペレット
2を、20%ピロール/38%ベンゼンジスルホン酸第
2鉄メタノール溶液100gにベンゼンジスルホン酸4
gを添加した混合溶液に浸漬した。このときの酸化剤と
なる第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパントであるベン
ゼンジスルホン酸イオン(BDS- )とのモル濃度比率
は、1:1.66であった(化学量論的な比率である
1:1.5よりベンゼンジスルホン酸が過剰)。次いで
30分室温にて放置後、ピロール溶液に浸漬した。そし
てさらに30分室温放置した後、メタノールにて15分
間洗浄を行い、150℃30分減圧乾燥してポリピロー
ルからなる層を形成した。上記操作を10回繰り返しベ
ンゼンジスルホン酸をドープしたポリピロールからなる
導電性高分子化合物層4を形成した。この際、混合溶液
中の第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパントであるベン
ゼンジスルホン酸イオン(BDS- )のモル濃度比率
は、少なくとも1:1.6であるようにベンゼンジスル
ホン酸を追加して調整した。これ以外は実施例1と同様
に作業し、チップコンデンサを完成した。
【0029】実施例4 実施例1と同様に酸化皮膜3を形成した焼結体ペレット
2を、7%ピロール/38%ドデシルベンゼンスルホン
酸第2銅メタノール溶液100gにドデシルベンゼンス
ルホン酸4gを添加した混合溶液に浸漬した。このとき
の酸化剤となる第2銅イオン(Cu2+)と、ドーパント
であるドデシルベンゼンスルホン酸イオン(DBS-
とのモル濃度比率は、1:3.3であった(化学量論的
な比率である1:3よりドデシルベンゼンスルホン酸が
過剰)。次いで30分室温にて放置後、ピロール溶液に
浸漬した。そしてさらに30分室温放置した後、メタノ
ールにて15分間洗浄を行い、150℃30分減圧乾燥
してポリピロールからなる層を形成した。上記操作を1
0回繰り返しドデシルベンゼンスルホン酸をドープした
ポリピロールからなる導電性高分子化合物層4を形成し
た。この際、混合溶液中の第2銅イオン(Cu2+)と、
ドーパントであるドデシルベンゼンスルホン酸イオン
(DBS- )のモル濃度比率は、少なくとも1:3.2
以上であるようにドデシルベンゼンスルホン酸を追加し
て調整した。そしてこれ以外は実施例1と同様に作業
し、チップコンデンサを完成した。
【0030】実施例5 実施例1と同様に酸化皮膜3を形成した焼結体ペレット
2を、38%ドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄メタノ
ール溶液100gにドデシルベンゼンスルホン酸4gを
添加した混合溶液に浸漬した。このときの酸化剤となる
第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパントであるドデシル
ベンゼンスルホン酸イオン(DBS- )とのモル濃度比
率は、1:3.3であった(化学量論的な比率である
1:3よりドデシルベンゼンスルホン酸が過剰)。次い
で30分室温にて放置後、ピロール溶液に浸漬した。そ
してさらに30分室温放置した後、メタノールにて15
分間洗浄を行い、150℃30分減圧乾燥してポリピロ
ールからなる層を形成した。上記操作を10回繰り返し
ドデシルベンゼンスルホン酸をドープしたポリピロール
からなる導電性高分子化合物層4を形成した。この際、
混合溶液中の第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパントで
あるドデシルベンゼンスルホン酸イオン(DBS- )の
モル濃度比率は、少なくとも1:3.2以上であるよう
にドデシルベンゼンスルホン酸を追加して調整した。こ
れ以外は実施例1と同様に作業し、チップコンデンサを
完成した。
【0031】実施例6 実施例1と同様に酸化皮膜3を形成した焼結体ペレット
2を、11%3,4−エチレンジオキシチオフェン/3
8%ドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄メタノール溶液
100gにドデシルベンゼンスルホン酸4gを添加し−
5℃に冷却した混合溶液に浸漬した。このときの酸化剤
となる第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパントであるド
デシルベンゼンスルホン酸イオン(DBS- )とのモル
濃度比率は、1:3.3であった(化学量論的な比率で
ある1:3よりドデシルベンゼンスルホン酸が過剰)。
次いで30分室温にて放置後、3,4−エチレンジオキ
シチオフェン溶液に浸漬した。そしてさらに90分室温
放置した後、メタノールにて15分間洗浄を行い、15
0℃30分減圧乾燥してポリ(3,4−エチレンジオキ
シチオフェン)からなる層を形成した。上記操作を10
回繰り返しドデシルベンゼンスルホン酸をドープしたポ
リ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)からなる導
電性高分子化合物層4を形成した。この際、混合溶液中
の第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパントであるドデシ
ルベンゼンスルホン酸イオン(DBS - )のモル濃度比
率は、少なくとも1:3.2以上であるようにドデシル
ベンゼンスルホン酸を追加して調整した。これ以外は実
施例1と同様に作業し、チップコンデンサを完成した。
【0032】実施例7 実施例1と同様に酸化皮膜3を形成した焼結体ペレット
2を、18%3,4−エチレンジオキシチオフェン/3
8%トルエンスルホン酸第2鉄メタノール溶液100g
にトルエンスルホン酸2gを添加し−5℃に冷却した混
合溶液へ浸漬した。このときの酸化剤となる第2鉄イオ
ン(Fe3+)と、ドーパントであるトルエンスルホン酸
イオン(TSA- )のモル濃度比率は、1:3.3であ
った(化学量論的な比率である1:3よりトルエンスル
ホン酸が過剰)。次いで90分室温にて放置後、ピロー
ル溶液に浸漬した。そしてさらに90分室温放置した
後、メタノールにて15分間洗浄を行い、150℃30
分減圧乾燥してポリ(3,4−エチレンジオキシチオフ
ェン)からなる層を形成した。上記操作を10回繰り返
しトルエンスルホン酸をドープしたポリ(3,4−エチ
レンジオキシチオフェン)からなる導電性高分子化合物
層4を形成した。これ以外は実施例1と同様に作業し、
チップコンデンサを完成した。
【0033】実施例8 実施例1と同様に酸化皮膜3を形成した焼結体ペレット
2を、26%3,4−エチレンジオキシチオフェン/3
8%ベンゼンジスルホン酸第2鉄メタノール溶液100
gにベンゼンジスルホン酸4gを添加し−5℃に冷却し
た混合溶液へ浸漬した。このときの酸化剤となる第2鉄
イオン(Fe3+)と、ドーパントであるベンゼンジスル
ホン酸イオン(BDS- )とのモル濃度比率は、1:
1.66であった(化学量論的な比率である1:1.5
よりベンゼンジスルホン酸が過剰)。次いで30分室温
にて放置後、3,4−エチレンジオキシチオフェン溶液
に浸漬した。そしてさらに90分室温放置した後、メタ
ノールにて15分間洗浄を行い、150℃30分減圧乾
燥してポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)か
らなる層を形成した。上記操作を10回繰り返しベンゼ
ンジスルホン酸をドープしたポリ(3,4−エチレンジ
オキシチオフェン)からなる導電性高分子化合物層4を
形成した。この際、混合溶液中の第2鉄イオン(F
3+)と、ドーパントであるベンゼンジスルホン酸イオ
ン(BDS- )のモル濃度比率は、少なくとも1:1.
6であるようにベンゼンジスルホン酸を追加して調整し
た。これ以外は実施例1と同様に作業し、チップコンデ
ンサを完成した。
【0034】実施例9 実施例1と同様に酸化皮膜3を形成した焼結体ペレット
2を、10%3,4−エチレンジオキシチオフェン/3
8%ドデシルベンゼンスルホン酸第2銅メタノール溶液
100gにベンゼンジスルホン酸4gを添加し−5℃に
冷却した混合溶液に浸漬した。このときの酸化剤となる
第2銅イオン(Cu2+)と、ドーパントであるドデシル
ベンゼンスルホン酸イオン(DBS- )とのモル濃度比
率は、1:3.3であった(化学量論的な比率である
1:3よりドデシルベンゼンスルホン酸が過剰)。次い
で30分室温にて放置後、3,4−エチレンジオキシチ
オフェン溶液に浸漬した。そしてさらに90分室温放置
した後、メタノールにて15分間洗浄を行い、150℃
30分減圧乾燥してポリ(3,4−エチレンジオキシチ
オフェン)からなる層を形成した。上記操作を10回繰
り返しベンゼンジスルホン酸をドープしたポリ(3,4
−エチレンジオキシチオフェン)からなる導電性高分子
化合物層4を形成した。この際、混合溶液中の第2銅イ
オン(Cu2+)と、ドーパントであるドデシルベンゼン
スルホン酸イオン(DBS- )のモル濃度比率は、少な
くとも1:3.2以上であるようにドデシルベンゼンス
ルホン酸を追加して調整した。これ以外は実施例1と同
様に作業し、チップコンデンサを完成した。
【0035】実施例10 実施例1と同様に酸化皮膜3を形成した焼結体ペレット
2を、38%トルエンスルホン酸第2鉄メタノール溶液
100gにトルエンスルホン酸2gを添加した混合溶液
に浸漬した。このときの酸化剤となる第2鉄イオン(F
3+)と、ドーパントであるトルエンスルホン酸イオン
(TSA- )とのモル濃度比率は、1:3.3であった
(化学量論的な比率である1:3よりトルエンスルホン
酸が過剰)。次いで90分室温にて放置後、3,4−エ
チレンジオキシチオフェン溶液に浸漬した。そしてさら
に30分室温放置した後、メタノールにて15分間洗浄
を行い、150℃30分減圧乾燥してポリ(3,4−エ
チレンジオキシチオフェン)からなる層を形成した。上
記操作を10回繰り返しトルエンスルホン酸をドープし
たポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)からな
る導電性高分子化合物層4を形成した。この際、混合溶
液中の第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパントであるト
ルエンスルホン酸イオン(TSA- )のモル濃度比率
は、少なくとも1:3.2以上であるようにトルエンス
ルホン酸を追加して調整した。これ以外は実施例1と同
様に作業し、チップコンデンサを完成した。
【0036】比較例1 実施例1と同様に−70℃に冷却した7%ピロール/3
8%ドデシルベンゼンスルホン酸第2鉄のメタノール溶
液100gに焼結体ペレット2を浸漬した。このときの
酸化剤となる第2鉄イオン(Fe3+)と、ドーパントで
あるドデシルベンゼンスルホン酸イオン(DBS- )と
のモル濃度比率は、1:3であった。そして30分室温
放置した後、メタノールにて15分間洗浄を行い、15
0℃30分乾燥してポリピロールからなる層を形成し
た。上記操作を10回繰り返しドデシルベンゼンスルホ
ン酸をドープしたポリピロールからなる導電性高分子化
合物層4を形成した。その後、実施例1と同様にしてチ
ップコンデンサを完成した。
【0037】比較例2 実施例6と同様に−5℃に冷却した11%3,4−エチ
レンジオキシチオフェン/38%ドデシルベンゼンスル
ホン酸第2鉄メタノール溶液100gに焼結体ペレット
2を浸漬した。このときの酸化剤となる第2鉄イオン
(Fe3+)と、ドーパントであるドデシルベンゼンスル
ホン酸イオン(DBS- )とのモル濃度比率は、1:3
であった。そして90分室温放置した後、メタノールに
て15分間洗浄を行い、150℃30分乾燥してベンゼ
ンジスルホン酸をドープしたポリ(3,4−エチレンジ
オキシチオフェン)からなる導電性高分子化合物層4を
形成した。その後、実施例1と同様にしててチップコン
デンサを完成した。
【0038】実施例1〜10および比較例1〜2により
得られた固体電解コンデンサの、125℃耐熱試験前後
の100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を表1へ示
す。この結果から比較例と比べ本発明の固体電解コンデ
ンサは優れた耐熱性を有していることがわかる。
【0039】
【表1】
【0040】実施例1〜10および比較例1〜2により
得られた固体電解コンデンサの、熱衝撃試験(−55℃
+125℃,100回)前後のESRとLCを表2に
示す。この結果から比較例と比べ本発明の固体電解コン
デンサは優れた耐熱衝撃性を有していることがわかる。
【0041】
【表2】
【0042】
【発明の効果】第一の効果は、高温雰囲気中での導電性
高分子化合物の導電率の劣化が防止されることである。
これにより、125℃の耐熱試験において固体電解コン
デンサのESR劣化が防止される。その理由は、導電性
高分子化合物に分子サイスが大きいドーパントがドープ
されるためである。
【0043】第2の効果は、非常に優れた膜質の導電性
高分子化合物層が形成できることである。これにより、
熱衝撃試験における外装樹脂の膨張収縮の応力がコンデ
ンサ素子に伝わらず、LC劣化及びESR劣化が防止さ
れる。その理由は、層内でのドーパント濃度が均一に高
いためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による固体電解コンデンサの一例の断面
図(a)およびその一部拡大図(b)である。
【図2】本発明による固体電解コンデンサの製造工程図
である。
【符号の説明】
1 陽極ワイヤ 2 焼結体ペレット 3 酸化皮膜 4 導電性高分子化合物層 7 カーボンペースト層 8 銀ペースト層 9 導電性接着剤 10 陽極端子 11 陰極端子 12 エポキシ樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−122461(JP,A) 特開 昭64−49211(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 9/028

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モノマー、酸化剤として作用するカチオ
    ンおよびドーパントとして作用するアニオンを含有する
    重合系から化学酸化重合によって得られた導電性高分子
    化合物を固体電解質とする固体電解コンデンサにおい
    て、該重合系が該アニオンを該カチオンに対して化学量
    論的に過剰に含有していることを特徴とする固体電解コ
    ンデンサ。
  2. 【請求項2】 該重合系が該アニオンを該カチオンに対
    して化学量論的に2〜20%過剰に含有する請求項1に
    記載の固体電解コンデンサ。
  3. 【請求項3】 該モノマーがピロール、チオフェン、フ
    ラン、アニリンまたはこれらの誘導体から選ばれる請求
    項1に記載の固体電解コンデンサ。
  4. 【請求項4】 該酸化剤として作用するカチオンが第2
    鉄イオン、第2銅イオン、銀イオンから選ばれる請求項
    1に記載の固体電解コンデンサ。
  5. 【請求項5】 該ドーパントとして作用するアニオンが
    芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、ヒドロキシ
    基を有する有機スルホン酸、カルボキシル基を有する有
    機スルホン酸、脂環式スルホン酸またはベンゾキノンス
    ルホン酸から選ばれる請求項1に記載の固体電解コンデ
    ンサ。
  6. 【請求項6】 モノマー、酸化剤として作用するカチオ
    ンおよびドーパントとして作用するアニオンを含有する
    重合系から、化学酸化重合により陽極表面上の誘導体層
    上に固体電解質としての導電性高分子化合物層を形成さ
    せる工程を含む固体電解コンデンサの製造方法におい
    て、該重合系が該アニオンを該カチオンに対して化学量
    論的に過剰に含有していることを特徴とする固体電解コ
    ンデンサの製造方法。
  7. 【請求項7】 該重合系が該アニオンを該カチオンに対
    して化学量論的に2〜20%過剰に含有する請求項6に
    記載の方法。
  8. 【請求項8】 該モノマーがピロール、チオフェン、フ
    ラン、アニリンまたはこれらの誘導体から選ばれる請求
    項6に記載の方法。
  9. 【請求項9】 該酸化剤として作用するカチオンが第2
    鉄イオン、第2銅イオン、銀イオンから選ばれる請求項
    6に記載の方法。
  10. 【請求項10】 該ドーパントとして作用するアニオン
    が芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、ヒドロキ
    シ基を有する有機スルホン酸、カルボキシル基を有する
    有機スルホン酸、脂環式スルホン酸またはベンゾキノン
    スルホン酸から選ばれる請求項6に記載の方法。
  11. 【請求項11】 該モノマー、該酸化剤として作用する
    カチオンおよび該ドーパントとして作用するアニオンを
    混合溶液として該誘電体層上に適用して化学酸化重合す
    る請求項6に記載の方法。
  12. 【請求項12】 該誘電体上に、まず該酸化剤として作
    用するカチオンと該ドーパントとして作用するアニオン
    とを、ついで該モノマーを適用して化学酸化重合する請
    求項6に記載の方法。
  13. 【請求項13】 該誘電体層上に、まず該モノマーを、
    ついで該酸化剤として作用するカチオンと該ドーパント
    として作用するアニオンとを適用して化学酸化重合する
    請求項6に記載の方法。
JP9258595A 1997-09-24 1997-09-24 固体電解コンデンサおよびその製造方法 Expired - Lifetime JP3065286B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9258595A JP3065286B2 (ja) 1997-09-24 1997-09-24 固体電解コンデンサおよびその製造方法
US09/159,586 US6219223B1 (en) 1997-09-24 1998-09-24 Solid electrolyte capacitor and method of producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9258595A JP3065286B2 (ja) 1997-09-24 1997-09-24 固体電解コンデンサおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1197296A JPH1197296A (ja) 1999-04-09
JP3065286B2 true JP3065286B2 (ja) 2000-07-17

Family

ID=17322458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9258595A Expired - Lifetime JP3065286B2 (ja) 1997-09-24 1997-09-24 固体電解コンデンサおよびその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6219223B1 (ja)
JP (1) JP3065286B2 (ja)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1194358C (zh) * 1999-04-30 2005-03-23 昭和电工株式会社 固体电解电容器及其制造方法
US6674635B1 (en) 2001-06-11 2004-01-06 Avx Corporation Protective coating for electrolytic capacitors
US6813141B2 (en) * 2002-03-04 2004-11-02 Showa Denko Kabushiki Kaisha Solid electrolytic capacitor and method for producing the same
JP4010447B2 (ja) * 2002-05-30 2007-11-21 ローム株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
US6864147B1 (en) 2002-06-11 2005-03-08 Avx Corporation Protective coating for electrolytic capacitors
DE10237577A1 (de) * 2002-08-16 2004-02-26 H.C. Starck Gmbh Substituierte Poly(alkylendioxythiophene) als Feststoffelektrolyte in Elektrolytkondensatoren
US20040231119A1 (en) * 2003-05-21 2004-11-25 Brenneman Keith R. Method of electrolytic deposition of an intrinsically conductive polymer upon a non-conductive substrate
US7183587B2 (en) * 2003-09-09 2007-02-27 Cree, Inc. Solid metal block mounting substrates for semiconductor light emitting devices
CN1961392A (zh) * 2004-05-31 2007-05-09 罗姆股份有限公司 电解电容器
US20060097385A1 (en) * 2004-10-25 2006-05-11 Negley Gerald H Solid metal block semiconductor light emitting device mounting substrates and packages including cavities and heat sinks, and methods of packaging same
US20060124953A1 (en) * 2004-12-14 2006-06-15 Negley Gerald H Semiconductor light emitting device mounting substrates and packages including cavities and cover plates, and methods of packaging same
US7322732B2 (en) * 2004-12-23 2008-01-29 Cree, Inc. Light emitting diode arrays for direct backlighting of liquid crystal displays
US7304694B2 (en) * 2005-01-12 2007-12-04 Cree, Inc. Solid colloidal dispersions for backlighting of liquid crystal displays
DE102005033839A1 (de) * 2005-07-20 2007-01-25 H.C. Starck Gmbh Elektrolytkondensatoren mit polymerer Außenschicht und Verfahren zur ihrer Herstellung
CN101351857B (zh) * 2005-12-28 2011-10-19 昭和电工株式会社 电容器及其制造方法
US20070171596A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Chacko Antony P Electrode compositions containing carbon nanotubes for solid electrolyte capacitors
JP2009538532A (ja) * 2006-05-23 2009-11-05 クリー エル イー ディー ライティング ソリューションズ インコーポレイテッド 照明装置
US7483259B2 (en) * 2007-03-21 2009-01-27 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor containing a barrier layer
US7515396B2 (en) * 2007-03-21 2009-04-07 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor containing a conductive polymer
US7460358B2 (en) * 2007-03-21 2008-12-02 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor containing a protective adhesive layer
US20090110811A1 (en) * 2007-10-24 2009-04-30 Lumimove, Inc. Dba Crosslink Method of improving the thermal stability of electrically conductive polymer films
KR20120089778A (ko) * 2008-09-04 2012-08-13 비쉐이 스프라그, 인코포레이티드 벌크 커패시터 및 방법
US20100208413A1 (en) * 2008-12-04 2010-08-19 Lumimove, Inc., D/B/A Crosslink Intrinsically conductive polymers
US8772817B2 (en) 2010-12-22 2014-07-08 Cree, Inc. Electronic device submounts including substrates with thermally conductive vias
US9282638B2 (en) * 2012-01-13 2016-03-08 Zycube Co., Ltd. Electrode, electrode material, and electrode formation method
JPWO2021172031A1 (ja) * 2020-02-28 2021-09-02

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3814730A1 (de) 1988-04-30 1989-11-09 Bayer Ag Feststoff-elektrolyte und diese enthaltende elektrolyt-kondensatoren
JP2778477B2 (ja) 1994-08-02 1998-07-23 日本電気株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
US5812367A (en) * 1996-04-04 1998-09-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid electrolytic capacitors comprising a conductive layer made of a polymer of pyrrole or its derivative
JP3235475B2 (ja) 1996-07-16 2001-12-04 日本電気株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6219223B1 (en) 2001-04-17
JPH1197296A (ja) 1999-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3065286B2 (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
KR100334918B1 (ko) 도전성폴리머를이용한고체전해커패시터및그제조방법
JP2765462B2 (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
EP1030324B1 (en) Sheet capacitor element and laminated solid electrolytic capacitor
JPH07135126A (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
EP0617442B1 (en) Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
JP3228323B2 (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP2001148328A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
KR100262709B1 (ko) 전기 전도성 중합체와 그의 제조방법, 및 고체 전해 캐패시터
JP4565730B2 (ja) 固体コンデンサ及びその製造方法
JPH11186103A (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP2570600B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JPH03291909A (ja) 固体電解コンデンサ
JPH11186104A (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP4035639B2 (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP2570979B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP3175747B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP2792394B2 (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JPH10303080A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JPH04111407A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JPH0541337A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JPH118162A (ja) 固体電解コンデンサの電解質形成用組成物、固体電解コンデンサの製造法及び固体電解コンデンサ
JP2003168631A (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP2001267185A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP2005109079A (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080512

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090512

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100512

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110512

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110512

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120512

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120512

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130512

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140512

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term