JP3488260B2 - Method for manufacturing solid electrolytic capacitor - Google Patents

Method for manufacturing solid electrolytic capacitor

Info

Publication number
JP3488260B2
JP3488260B2 JP35901592A JP35901592A JP3488260B2 JP 3488260 B2 JP3488260 B2 JP 3488260B2 JP 35901592 A JP35901592 A JP 35901592A JP 35901592 A JP35901592 A JP 35901592A JP 3488260 B2 JP3488260 B2 JP 3488260B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solution
capacitor element
oxidizing agent
electrolyte layer
pyrrole
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 - Fee Related
Application number
JP35901592A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06204092A (en
Inventor
晶弘 島田
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.)
Nippon Chemi Con Corp
Original Assignee
Nippon Chemi Con 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 Nippon Chemi Con Corp filed Critical Nippon Chemi Con Corp
Priority to JP35901592A priority Critical patent/JP3488260B2/en
Publication of JPH06204092A publication Critical patent/JPH06204092A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3488260B2 publication Critical patent/JP3488260B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は固体電解コンデンサの
製造方法に関し、特にポリピロール等の有機導電性化合
物からなる固体電解質を利用した固体電解コンデンサに
かかる。 【0002】 【従来の技術】近年の電子機器の小型化、プリント基板
への実装の効率化等の要請から電子部品のチップ化が進
められている。これに伴い、電解コンデンサのチップ
化、低背化の要請が高まっている。また電子機器の多様
化からチップ形の電解コンデンサに対しても様々な特性
が要求されるようになっている。 【0003】固体電解コンデンサにおいても、二酸化マ
ンガン等の金属酸化物半導体からなる固体電解質以外
に、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、ポリピロ
ール、ポリアニリン等の有機導電性化合物からなる固体
電解質を固体電解コンデンサに応用したものが提案され
ている。これらの有機導電性化合物を用いた固体電解コ
ンデンサは二酸化マンガン等と比較して電導度が高く、
電気的特性、特にESR特性の大幅な向上が望める。 【0004】そして、ポリピロール等の有機導電性化合
物からなる電解質層の生成では、例えば、酸化剤を含有
するピロール溶液中に陽極体を浸漬し、陽極体の表面に
ピロール薄膜を形成し(化学重合)、その後ピロールを
溶解した溶液中に浸漬しつつ電圧を印加して(電解重
合)生成する提案などがなされている。 【0005】このような提案には、化学重合のみにより
生成された電解質層では、強固な電解質層が得られない
という背景があった。その結果として電解質層の表面に
形成する導電ペースト等の電極引出し手段を設けること
が非常に困難になり、導電ペーストの塗布で電解質層が
破損してしまい、短絡事故や電解質層の電極を引出す機
能が充分でないため所望の静電容量を得られなくなるお
それがあった。また、強固な電解質層が得られない結果
として耐湿性能にも劣るため、初期の電気的特性を長期
にわたり維持することが非常に困難になる不都合もあっ
た。一方で、電解重合によれば、強固な電解質層が得ら
れるものの、陽極体に電圧を印加する必要があった。と
ころが、陽極体表面には、絶縁体である誘電体(酸化皮
膜層)が形成されており、直接的に電解重合による電解
質層を陽極体表面に生成することは困難となる。そこ
で、前処理として、先ず化学重合による電解質層を形成
し、この電解質層を電極として電解重合を施すことによ
り、強固な電解質層を得ている。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかし、電解重合で
は、酸化剤を含むピロール溶液中で電圧を印加するた
め、このピロール溶液を再利用することが困難となって
しまう不都合があり、個々のコンデンサ素子に電圧を印
加し、なおかつピロール溶液が陽極体の非選択部分、例
えば端子部分に這い上がることを防止するための液面管
理を厳密に行なう必要があるという煩雑さと相俟って、
必ずしも大量生産に最適とは言い難い側面があった。 【0007】そこで、化学重合のみによりポリピロール
からなる電解質層を生成することが考えられる。その場
合、前記のように、陰極側の電極引出し手段を考慮する
必要があり、ポリピロールからなる電解質層と陽極体と
の密着性はもとより、陰極体との電気的な密着性を確保
しなければならない。すなわち、陽極体の表面にピロー
ル溶液と酸化剤溶液を塗布、滴下すればポリピロールか
らなる電解質層は生成され、かつその密着性も確保され
るものの、更にこの電解質層上に陰極体を配置しても、
電解質層と陰極体との密着性は殆ど得られない。特に両
極電極体として箔状体を用い、セパレータとともに巻回
してコンデンサ素子を形成した場合、箔状の陽極体表面
に電解質層を形成してこれを巻回することは、電解質層
の脆弱性からも極めて困難となる。 【0008】したがって、箔状の陽極体及び陰極体を用
いた場合、陽極体(陽極箔)及び陰極体(陰極箔)への
密着を充分に行なうためには、また、巻回したコンデン
サ素子の中心部分にも充分な厚さの電解質層を生成させ
るためには、コンデンサ素子を、酸化剤を含有するピロ
ール溶液中に数回にわたり浸漬する必要が生じる。ある
いは、ピロール溶液と酸化剤溶液を別々に含浸してコン
デンサ素子内部で化学重合による電解質層を生成し、こ
れを複数回繰り返すことが考えられる。ところが、数度
の浸漬もしくは含浸を行なうと、コンデンサ素子の電気
的特性、特に漏れ電流特性が極端に劣化することが判明
した。 【0009】電解質として、例えば二酸化マンガンを用
いた固体電解コンデンサの場合は、二酸化マンガンの生
成過程において熱処理を施す必要があり、この熱処理が
酸化皮膜層に悪影響を及ぼしていたが、化学重合反応に
よりポリピロールを生成する場合は、このような熱処理
は必要とせず、また電解重合反応による生成工程と比較
しても、陽極箔に逆電圧を印加する等の不都合もない。
そのため、上記のような漏れ電流の急激な増大という不
都合が生じる理由については不明である。あるいは、陽
極箔表面の酸化皮膜層の破損部分にも導電体であるポリ
ピロールが生成されるためか、酸化皮膜層自体にポリピ
ロールが浸透し、漏れ電流を増大させている可能性もあ
る。 【0010】そして、ポリピロール自体には、酸化皮膜
の修復機能が殆どないことから、コンデンサ素子に電解
質層を生成した後にエージング処理を施しても、漏れ電
流特性の向上は望めず、所望の電気的特性を得ることが
困難になる。そのため、製造工程での歩留りが極端に悪
くなるとともに、製品の信頼性を著しく損なわせてい
た。 【0011】この発明の目的は、上記のような状態に鑑
み、電極箔を巻回して形成したコンデンサ素子を用いた
固体電解コンデンサにおいて、安定した電気的特性を有
する、信頼性の高い固体電解コンデンサを実現すること
にある。 【0012】 【課題を解決するための手段】この発明は、固体電解コ
ンデンサの製造方法において、セパレータと共に陽極、
陰極電極箔を巻回してコンデンサ素子を形成する工程
と、このコンデンサ素子に酸化剤溶液及びピロール溶液
を別々に含浸する工程とを含み、コンデンサ素子に酸化
剤溶液及びピロール溶液を別々に含浸する工程を複数回
行なうとともに、少なくとも第1回目の含浸工程におい
て、0.01ないし10重量%の濃度の過硫酸アンモン
を酸化剤として用いた酸化剤溶液を用い、第2回目以降
の前記酸化剤溶液中の過硫酸アンモンの濃度を第1回目
より高くすることを特徴としている。 【0013】この発明において電解質層は、先ずコンデ
ンサ素子に含浸される酸化剤溶液と、次いで含浸される
ピロール溶液との化学重合反応によって生成される。こ
のように、酸化剤溶液とピロール溶液とを別々に含浸す
るのは、化学重合反応においては、ピロール溶液から酸
化剤溶液に浸透する方向にポリピロールが生成されるた
めで、コンデンサ素子に予め酸化剤溶液を含浸しておけ
ば、コンデンサ素子の中心部においてもポリピロールが
生成されるためである。 【0014】この発明では、このような酸化剤溶液及び
ピロール溶液を別々に含浸する工程において、少なくと
も第1回目の含浸工程で用いる酸化剤溶液の濃度を薄く
すれば漏れ電流の増大が抑制できるとの知見によるもの
で、実験の結果、前記の濃度の酸化剤溶液を用いること
で、電解質層が形成されたコンデンサ素子の漏れ電流特
性の劣化を抑制することができるようになる。その機構
については不明な点が多いが、酸化剤溶液とピロール溶
液との化学重合反応において、酸化剤溶液の濃度が生成
されるポリピロールの量に影響することから、第1回目
の含浸、すなわち第1回目の化学重合反応によって生成
された、きわめて薄く、酸化皮膜層への影響の少ないポ
リピロール膜がいわば保護膜となって、以降の化学重合
反応による酸化皮膜層の劣化を抑制しているものと推察
される。 【0015】 【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。陽極箔
は、アルミニウム、タンタル等のの弁作用金属からな
り、その表面には予めエッチング処理が施されて表面積
が拡大されているとともに、化成処理が施されて酸化皮
膜層が形成されている。この酸化皮膜層は、陽極箔の表
面が酸化した酸化アルミニウムからなり、コンデンサの
誘電体となる。 【0016】また陰極箔は、陽極箔と同様、箔状のアル
ミニウムからなり、その表面には酸化皮膜層は形成され
ていないものの、エッチング処理が施され、表面積が拡
大されている。 【0017】コンデンサ素子は、このような陽極箔と陰
極箔とを、セパレータを介して巻回して形成する。セパ
レータは、この実施例においては厚さ80μmのガラス
ペーパーを用いた。ここで、セパレータとしてガラスペ
ーパーを用いたのは、後の工程においてコンデンサ素子
に含浸する酸化剤溶液とセパレータとの酸化反応を極力
抑制し、酸化剤溶液の酸化能力を維持するためである。 【0018】次いで、このコンデンサ素子を、リン酸ア
ンモンを主成分とする電解液中に浸漬するとともに電圧
を印加して、いわゆる再化成処理をコンデンサ素子に施
す。この再化成処理によって、後に生成されるポリピロ
ールからなる電解質層の生成による漏れ電流を更に抑制
することができるようになる。 【0019】再化成されたコンデンサ素子は洗浄すると
ともに乾燥させ、酸化剤溶液及びピロール溶液を別々に
含浸する。酸化剤溶液は2.5重量%の過硫酸アンモン
と水からなり、その含浸は、コンデンサ素子を減圧状態
に置いて5分から20分間行なった。この含浸方法は他
の方法、例えば所定量を定量的に滴下する方法を用いて
もよい。 【0020】そして、酸化剤溶液が含浸されたコンデン
サ素子には、ピロールをエタノール及び水に溶解したピ
ロール溶液を、減圧状態で10分から20分間含浸し、
その後洗浄、乾燥処理を施す。このピロール溶液の含浸
により、コンデンサ素子の内部では化学重合反応が起こ
り、陽極箔の表面に第1の電解質層とも言うべきポリピ
ロールの皮膜が生成される。なお、酸化剤溶液とピロー
ル溶液のそれぞれの含浸時間は必要に応じて変えること
ができる。 【0021】次いで、コンデンサ素子をアジピン酸アン
モンを主成分とする電解液中に浸漬するとともに電圧を
印加して、再び再化成処理を施し、前回の再化成処理と
同様に洗浄及び乾燥処理を施す。 【0022】更に、このコンデンサ素子に、再び酸化剤
溶液及びピロール溶液を含浸する。ここでは、まずコン
デンサ素子に酸化剤溶液を約1分間減圧含浸する。酸化
剤溶液は、先に含浸したものと同様、過硫酸アンモンを
主成分とする水溶液で、過硫酸アンモンを30重量%と
した。そして、ピロール溶液を約2分間減圧含浸し、コ
ンデンサ素子内部で化学重合反応によるポリピロールを
生成した。その結果、コンデンサ素子の陽極箔表面の第
1の電解質層の上に、第2の電解質層が順次生成される
ことになる。 【0023】このようにして形成したコンデンサ素子
は、例えばこのコンデンサ素子を収納する収納空間を備
えた外装枠に収納し、その開口部をエポキシ樹脂等の封
止樹脂等で密封し、固体電解コンデンサとする。あるい
は、アルミニウム等からなる有底筒状の外装ケースに収
納し、その開口部を封口体で密封してもよく、またコン
デンサ素子の外表面をモールド樹脂で被覆してもよい。 【0024】この実施例では、コンデンサ素子に酸化剤
溶液及びピロール溶液を別々に含浸する工程を複数回行
なうにあたり、少なくとも第1回目の含浸工程におい
て、濃度の薄い酸化剤溶液をコンデンサ素子に含浸し、
その後ピロール溶液を含浸して極めて薄いポリピロール
からなる第1の電解質層を生成している。そのため、以
降の化学重合反応によりポリピロールが生成されても、
陽極箔上の酸化皮膜層の破損が抑制され、漏れ電流の増
大を抑えることができる。 【0025】また、化学重合処理においては、コンデン
サ素子には、先ず酸化剤溶液を含浸し、その後ピロール
溶液を含浸している。そのため、ピロール溶液が酸化剤
溶液に浸透するように化学重合反応を起こし、コンデン
サ素子の端面部分にのみ電解質層が生成されるようなこ
ともない。 【0026】次いで、この発明の実施例により製造され
た固体電解コンデンサの電気的特性を測定した。比較例
として、実施例と同様のコンデンサ素子を用意し、この
コンデンサ素子にそれぞれ濃度の異なる酸化剤溶液を含
浸するとともに、同じ濃度のピロール溶液を含浸した。
また、他の実施例として、第1回目に含浸する酸化剤溶
液として、それぞれ0.01重量%、0.05重量%、
2.5重量%、10重量%の過硫酸アンモンからなる酸
化剤溶液を用意した。そして、それぞれこのコンデンサ
素子を用いて前記の実施例と同様の外装構造からなる固
体電解コンデンサを得た。実施例及び比較例による固体
電解コンデンサの静電容量(CAP)、損失角の正接
(tanδ)及び漏れ電流(LC)を測定した結果を以
下に示す。なお、実施例、比較例ともコンデンサ素子
は、定格電圧10V、定格静電容量10μFのものを用
いている。 【0027】 過硫酸アンモン 重量% CAP(μF) tanδ LC(μA) 比較例1 0.005 11.33 0.080 7.10 実施例1 0.01 10.50 0.075 0.32 実施例2 0.05 11.15 0.074 0.28 実施例3 2.50 10.42 0.086 0.30 実施例4 10.00 11.32 0.070 0.59 比較例2 15.00 11.30 0.065 1.04 比較例3 20.00 10.86 0.056 2.90 比較例4 30.00 9.89 0.068 2.56 【0028】この結果からも明らかなように、第1回目
の化学重合反応において、酸化剤溶液中の過硫酸アンモ
ンが0.01重量%未満だと、ポリピロールの生成が充
分ではなくなり、いわば保護膜を生成することができな
いため、第2回目以降の含浸工程によるポリピロールの
生成による酸化皮膜層の破損を抑制することが殆どでき
ずに、漏れ電流が増大してしまう。また、10重量%を
越えると、陽極箔表面の酸化皮膜層への影響が大きくな
り、この場合も漏れ電流が増大してしまう。本願発明の
実施例のように、過硫酸アンモンを0.01重量%ない
し10重量%とした場合、各比較例との対比では、漏れ
電流特性において良好であることが理解される。 【0029】なお、実施例において、酸化剤溶液とピロ
ール溶液は、コンデンサ素子に各2回ずつ含浸している
が、必要に応じて3回以上含浸してもよい。その場合、
化学重合反応の重複により、生成されるポリピロールが
より充分な厚さとなり、信頼性の向上が望める。また、
3回以上含浸する場合、例えば4回含浸する場合におい
て、第1回目及び第2回目において薄い酸化剤溶液を用
いることも可能であり、先にあげた実施例と同様の効果
を示す。 【0030】 【発明の効果】以上のようにこの発明は、固体電解コン
デンサの製造方法において、セパレータと共に陽極、陰
極電極箔を巻回してコンデンサ素子を形成する工程と、
このコンデンサ素子に酸化剤溶液及びピロール溶液を別
々に含浸する工程とを含み、コンデンサ素子に酸化剤溶
液及びピロール溶液を別々に含浸する工程を複数回行な
うとともに、少なくとも第1回目の含浸工程において、
0.01ないし10重量%の濃度の過硫酸アンモンを酸
化剤として用いた酸化剤溶液を用い、第2回目以降の前
記酸化剤溶液中の過硫酸アンモンの濃度を第1回目より
高くすることを特徴としているので、酸化皮膜層の上に
酸化皮膜への影響の少ないポリピロール膜が形成され、
このポリピロール膜が保護膜となって第2回目以降の化
学重合反応による陽極箔の酸化皮膜層の破損を抑制する
ことができ、漏れ電流等の電気的特性を向上させること
ができるほか、複数回にわたる化学重合反応を可能とな
るため、コンデンサ素子内部での電解質層の生成が容易
かつ緻密になり耐湿性能が向上する。 【0031】更に、従来のように電解重合工程を必要と
しないため、製造工程が簡略になり、また特殊な製造設
備も必要ではなくなる。また電解重合工程における電圧
印加による酸化皮膜層の破損もなく、巻回状のコンデン
サ素子を用いることと相俟って、機械的強度に脆弱なポ
リピロールからなる電解質層であってもその破損を防ぐ
ことができる。そのため、特に漏れ電流特性を長期にわ
たり安定して維持することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, and more particularly to a solid electrolytic capacitor using a solid electrolyte made of an organic conductive compound such as polypyrrole. 2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for miniaturization of electronic devices and more efficient mounting on a printed circuit board. Along with this, there is an increasing demand for electrolytic capacitors having a chip and a low profile. Also, with the diversification of electronic devices, chip-type electrolytic capacitors are required to have various characteristics. In a solid electrolytic capacitor, in addition to a solid electrolyte composed of a metal oxide semiconductor such as manganese dioxide, a solid electrolyte composed of an organic conductive compound such as tetracyanoquinodimethane (TCNQ), polypyrrole, or polyaniline is also used. It has been proposed that it is applied to. Solid electrolytic capacitors using these organic conductive compounds have higher conductivity than manganese dioxide, etc.
Significant improvement in electrical characteristics, particularly ESR characteristics, can be expected. [0004] In the formation of an electrolyte layer made of an organic conductive compound such as polypyrrole, for example, the anode body is immersed in a pyrrole solution containing an oxidizing agent to form a pyrrole thin film on the surface of the anode body (chemical polymerization). ) And then applying a voltage (electrolytic polymerization) while immersing in a solution in which pyrrole is dissolved. [0005] Such a proposal has a background that a strong electrolyte layer cannot be obtained with an electrolyte layer formed only by chemical polymerization. As a result, it is very difficult to provide a means for extracting an electrode such as a conductive paste formed on the surface of the electrolyte layer, and the application of the conductive paste may damage the electrolyte layer, thereby causing a short circuit accident or a function of extracting an electrode of the electrolyte layer. Is not sufficient, a desired capacitance may not be obtained. In addition, since a strong electrolyte layer cannot be obtained, the moisture resistance is poor, so that it is very difficult to maintain the initial electrical characteristics for a long period of time. On the other hand, according to electrolytic polymerization, although a strong electrolyte layer can be obtained, it is necessary to apply a voltage to the anode body. However, a dielectric (oxide film layer), which is an insulator, is formed on the surface of the anode body, and it is difficult to directly form an electrolyte layer on the surface of the anode body by electrolytic polymerization. Therefore, as a pretreatment, an electrolyte layer is first formed by chemical polymerization, and electrolytic polymerization is performed using the electrolyte layer as an electrode, thereby obtaining a strong electrolyte layer. However, in the electropolymerization, since a voltage is applied in a pyrrole solution containing an oxidizing agent, there is a disadvantage that it is difficult to reuse the pyrrole solution. Coupled with the necessity of applying a voltage to each capacitor element and strictly managing the liquid level to prevent the pyrrole solution from creeping up on a non-selected part of the anode body, for example, the terminal part, ,
There were aspects that were not always optimal for mass production. Therefore, it is conceivable to form an electrolyte layer made of polypyrrole only by chemical polymerization. In that case, as described above, it is necessary to consider the electrode extraction means on the cathode side, and not only the adhesion between the electrolyte layer made of polypyrrole and the anode body, but also if the electrical adhesion with the cathode body must be ensured. No. That is, if a pyrrole solution and an oxidizing agent solution are applied and dropped on the surface of the anode body, an electrolyte layer made of polypyrrole is generated, and its adhesion is ensured, but the cathode body is further arranged on this electrolyte layer. Also,
Almost no adhesion between the electrolyte layer and the cathode body can be obtained. In particular, when a foil element is used as the bipolar electrode body and wound together with the separator to form a capacitor element, forming an electrolyte layer on the surface of the foil-shaped anode body and winding this is because of the fragility of the electrolyte layer. Is also extremely difficult. Therefore, when a foil-shaped anode body and a cathode body are used, in order to sufficiently adhere to the anode body (anode foil) and the cathode body (cathode foil), it is necessary to use a wound capacitor element. In order to form an electrolyte layer having a sufficient thickness even in the central portion, it is necessary to immerse the capacitor element several times in a pyrrole solution containing an oxidizing agent. Alternatively, it is conceivable to separately impregnate the pyrrole solution and the oxidizing agent solution to form an electrolyte layer by chemical polymerization inside the capacitor element, and to repeat this plural times. However, it has been found that when immersion or impregnation is performed several times, the electrical characteristics of the capacitor element, particularly the leakage current characteristics, are extremely deteriorated. In the case of a solid electrolytic capacitor using, for example, manganese dioxide as the electrolyte, it is necessary to perform a heat treatment in the process of producing manganese dioxide, and this heat treatment has an adverse effect on the oxide film layer. In the case of producing polypyrrole, such a heat treatment is not required, and there is no inconvenience such as applying a reverse voltage to the anode foil as compared with the production step by the electrolytic polymerization reaction.
For this reason, it is unclear why the inconvenience of the rapid increase of the leakage current as described above occurs. Alternatively, it is possible that polypyrrole, which is a conductor, is also generated in the damaged portion of the oxide film layer on the surface of the anode foil, and polypyrrole penetrates into the oxide film layer itself, thereby increasing the leakage current. Since polypyrrole itself has almost no function of restoring an oxide film, even if an aging treatment is performed after forming an electrolyte layer on a capacitor element, an improvement in leakage current characteristics cannot be expected, and a desired electric current cannot be obtained. It becomes difficult to obtain characteristics. As a result, the yield in the manufacturing process becomes extremely poor, and the reliability of the product is significantly impaired. An object of the present invention is to provide a highly reliable solid electrolytic capacitor having stable electrical characteristics in a solid electrolytic capacitor using a capacitor element formed by winding an electrode foil. It is to realize. The present invention provides a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, comprising:
A step of winding a cathode electrode foil to form a capacitor element, and a step of separately impregnating the capacitor element with an oxidant solution and a pyrrole solution, and separately impregnating the capacitor element with an oxidant solution and a pyrrole solution A plurality of times, and in at least the first impregnation step, ammonium persulfate having a concentration of 0.01 to 10% by weight.
Is characterized in that the concentration of ammonium persulfate in the oxidant solution for the second and subsequent times is made higher than that of the first time using an oxidant solution using as an oxidant. In the present invention, the electrolyte layer is formed by a chemical polymerization reaction between an oxidant solution impregnated in a capacitor element and a pyrrole solution impregnated subsequently. The reason why the oxidizing agent solution and the pyrrole solution are separately impregnated is that polypyrrole is generated in a direction in which the pyrrole solution permeates the oxidizing agent solution in the chemical polymerization reaction. This is because if the solution is impregnated, polypyrrole is generated even in the center of the capacitor element. According to the present invention, in the step of separately impregnating the oxidizing agent solution and the pyrrole solution, an increase in leakage current can be suppressed by reducing the concentration of the oxidizing agent solution used in at least the first impregnation step. As a result of the experiment, the use of the oxidizing agent solution having the above-described concentration makes it possible to suppress the deterioration of the leakage current characteristics of the capacitor element on which the electrolyte layer is formed. Although there are many unclear points about the mechanism, in the chemical polymerization reaction between the oxidizing agent solution and the pyrrole solution, the concentration of the oxidizing agent solution affects the amount of polypyrrole to be produced. The extremely thin polypyrrole film produced by the first chemical polymerization reaction, which has little effect on the oxide film layer, becomes a protective film, so to say, that the deterioration of the oxide film layer due to the subsequent chemical polymerization reaction is suppressed. Inferred. Embodiments of the present invention will be described below. The anode foil is made of a valve metal such as aluminum or tantalum. The surface of the anode foil is subjected to an etching treatment in advance to increase its surface area, and a chemical conversion treatment is applied to form an oxide film layer. This oxide film layer is made of aluminum oxide in which the surface of the anode foil is oxidized, and serves as a dielectric of the capacitor. The cathode foil, like the anode foil, is made of foil-like aluminum. Although no oxide film layer is formed on the surface of the cathode foil, the cathode foil is etched to increase the surface area. The capacitor element is formed by winding such an anode foil and a cathode foil via a separator. As the separator, glass paper having a thickness of 80 μm was used in this example. Here, the reason why the glass paper is used as the separator is to suppress the oxidation reaction between the oxidizing agent solution impregnating the capacitor element and the separator in a later step as much as possible and maintain the oxidizing ability of the oxidizing agent solution. Next, the capacitor element is immersed in an electrolytic solution containing ammonium phosphate as a main component and a voltage is applied to the capacitor element to perform a so-called re-chemical treatment. By this re-chemical conversion treatment, it becomes possible to further suppress the leakage current due to the generation of the electrolyte layer made of polypyrrole which is generated later. The reformed capacitor element is washed and dried, and separately impregnated with an oxidizing agent solution and a pyrrole solution. The oxidizing agent solution was composed of 2.5% by weight of ammonium persulfate and water, and the impregnation was performed for 5 to 20 minutes with the capacitor element kept under reduced pressure. This impregnation method may be another method, for example, a method of quantitatively dropping a predetermined amount. The capacitor element impregnated with the oxidizing agent solution is impregnated with a pyrrole solution obtained by dissolving pyrrole in ethanol and water for 10 to 20 minutes under reduced pressure.
Thereafter, washing and drying are performed. By the impregnation of the pyrrole solution, a chemical polymerization reaction occurs inside the capacitor element, and a polypyrrole film, which can be called a first electrolyte layer, is formed on the surface of the anode foil. In addition, each impregnation time of an oxidizing agent solution and a pyrrole solution can be changed as needed. Next, the capacitor element is immersed in an electrolytic solution containing ammonium adipate as a main component, and a voltage is applied to perform a re-chemical conversion treatment again. Then, a cleaning and drying treatment is performed in the same manner as the previous re-chemical conversion treatment. . Further, the capacitor element is impregnated again with the oxidizing agent solution and the pyrrole solution. Here, the capacitor element is first impregnated with the oxidizing agent solution under reduced pressure for about 1 minute. The oxidizing agent solution was an aqueous solution containing ammonium persulfate as a main component, and the amount of ammonium persulfate was 30% by weight, similarly to the previously impregnated solution. Then, the pyrrole solution was impregnated under reduced pressure for about 2 minutes to generate polypyrrole by a chemical polymerization reaction inside the capacitor element. As a result, a second electrolyte layer is sequentially formed on the first electrolyte layer on the surface of the anode foil of the capacitor element. The capacitor element thus formed is housed in, for example, an outer frame having a housing space for housing the capacitor element, and its opening is sealed with a sealing resin such as epoxy resin. And Alternatively, it may be housed in a bottomed cylindrical outer case made of aluminum or the like, and its opening may be sealed with a sealing body, or the outer surface of the capacitor element may be covered with a mold resin. In this embodiment, when the step of separately impregnating the capacitor element with the oxidant solution and the pyrrole solution is performed a plurality of times, at least in the first impregnation step, the capacitor element is impregnated with a low-concentration oxidant solution. ,
Thereafter, a first electrolyte layer made of extremely thin polypyrrole is generated by impregnation with a pyrrole solution. Therefore, even if polypyrrole is generated by the subsequent chemical polymerization reaction,
Damage to the oxide film layer on the anode foil is suppressed, and an increase in leakage current can be suppressed. In the chemical polymerization treatment, the capacitor element is first impregnated with an oxidizing agent solution and then impregnated with a pyrrole solution. Therefore, a chemical polymerization reaction does not occur so that the pyrrole solution permeates the oxidizing agent solution, and the electrolyte layer is not generated only at the end face portion of the capacitor element. Next, the electrical characteristics of the solid electrolytic capacitor manufactured according to the embodiment of the present invention were measured. As a comparative example, a capacitor element similar to that of the example was prepared, and this capacitor element was impregnated with oxidant solutions having different concentrations and a pyrrole solution having the same concentration.
Further, as other examples, as the oxidizing agent solution to be impregnated for the first time, 0.01% by weight, 0.05% by weight,
An oxidizing agent solution consisting of 2.5% by weight and 10% by weight of ammonium persulfate was prepared. A solid electrolytic capacitor having the same exterior structure as that of the above-described embodiment was obtained using each of the capacitor elements. The results of measuring the capacitance (CAP), the loss angle tangent (tan δ), and the leakage current (LC) of the solid electrolytic capacitors according to the examples and comparative examples are shown below. In each of the examples and comparative examples, a capacitor element having a rated voltage of 10 V and a rated capacitance of 10 μF is used. Ammonium persulfate weight% CAP (μF) tan δ LC (μA) Comparative Example 1 0.005 11.33 0.080 7.10 Example 1 0.01 10.50 0.075 0.32 Example 2 0.05 11.15 0.074 0.28 Example 3 2.50 10.42 0.086 0.30 Example 4 10.00 11.32 0.070 0.59 Comparative Example 2 15.00 11. 30 0.065 1.04 Comparative Example 3 20.00 10.86 0.056 2.90 Comparative Example 4 30.00 9.89 0.068 2.56 As is clear from these results, If the amount of ammonium persulfate in the oxidizing agent solution is less than 0.01% by weight in the first chemical polymerization reaction, the formation of polypyrrole is not sufficient, so that a protective film cannot be formed. The damage of the oxide film layer due to the formation of polypyrrole in the subsequent impregnation step can hardly be suppressed, and the leakage current increases. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the effect on the oxide film layer on the surface of the anode foil increases, and in this case also, the leakage current increases. When ammonium persulfate is used in an amount of 0.01% by weight to 10% by weight as in the example of the present invention, it is understood that the leakage current characteristics are excellent in comparison with each comparative example. In the embodiment, the capacitor element is impregnated with the oxidizing agent solution and the pyrrole solution twice each, but may be impregnated three times or more as necessary. In that case,
Due to the overlapping of the chemical polymerization reactions, the resulting polypyrrole has a more sufficient thickness, and improvement in reliability can be expected. Also,
In the case of impregnation three or more times, for example, in the case of impregnation four times, it is also possible to use a thin oxidizing agent solution in the first and second times, and the same effect as in the above-described embodiment is exhibited. As described above, the present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, wherein a step of winding an anode and a cathode electrode foil together with a separator to form a capacitor element;
And a step of separately impregnating the capacitor element with an oxidant solution and a pyrrole solution, and performing the step of separately impregnating the capacitor element with an oxidant solution and a pyrrole solution a plurality of times, at least in the first impregnation step,
Ammonium persulfate at a concentration of 0.01 to 10% by weight
Since the concentration of ammonium persulfate in the oxidizing solution after the second time is higher than that in the first time, the oxidizing agent solution used as the oxidizing agent is used. A polypyrrole film with little effect of
The polypyrrole film serves as a protective film, which can suppress damage to the oxide film layer of the anode foil due to the second and subsequent chemical polymerization reactions, can improve electrical characteristics such as leakage current, and can be used for a plurality of times. This makes it possible to easily and densely form the electrolyte layer inside the capacitor element and improve the moisture resistance performance. Further, since no electrolytic polymerization step is required unlike the prior art, the production process is simplified, and special production equipment is not required. Also, there is no damage to the oxide film layer due to voltage application in the electrolytic polymerization step, and in combination with the use of the wound capacitor element, even if the electrolyte layer is made of polypyrrole having a weak mechanical strength, the damage is prevented. be able to. Therefore, particularly, the leakage current characteristics can be stably maintained for a long time.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 セパレータと共に陽極、陰極電極箔を巻
回してコンデンサ素子を形成する工程と、このコンデン
サ素子に酸化剤溶液及びピロール溶液を別々に含浸する
工程とを含み、コンデンサ素子に酸化剤溶液及びピロー
ル溶液を別々に含浸する工程を複数回行なうとともに、
少なくとも第1回目の含浸工程において、0.01ない
し10重量%の濃度の過硫酸アンモンを酸化剤として用
いた酸化剤溶液を用い、第2回目以降の前記酸化剤溶液
中の過硫酸アンモンの濃度を第1回目より高くすること
を特徴とした固体電解コンデンサの製造方法。
(57) [Claim 1] A step of winding an anode and a cathode electrode foil together with a separator to form a capacitor element, and a step of separately impregnating the capacitor element with an oxidant solution and a pyrrole solution. Including, performing the step of separately impregnating the capacitor element with the oxidizing agent solution and the pyrrole solution a plurality of times,
At least in the first impregnation step, ammonium persulfate having a concentration of 0.01 to 10% by weight is used as an oxidizing agent.
The oxidizing agent solution for the second and subsequent times using the oxidizing agent solution
A method for producing a solid electrolytic capacitor, characterized in that the concentration of ammonium persulfate therein is higher than in the first time.
JP35901592A 1992-12-25 1992-12-25 Method for manufacturing solid electrolytic capacitor Expired - Fee Related JP3488260B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35901592A JP3488260B2 (en) 1992-12-25 1992-12-25 Method for manufacturing solid electrolytic capacitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35901592A JP3488260B2 (en) 1992-12-25 1992-12-25 Method for manufacturing solid electrolytic capacitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06204092A JPH06204092A (en) 1994-07-22
JP3488260B2 true JP3488260B2 (en) 2004-01-19

Family

ID=18462307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35901592A Expired - Fee Related JP3488260B2 (en) 1992-12-25 1992-12-25 Method for manufacturing solid electrolytic capacitor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3488260B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW586131B (en) * 1998-07-06 2004-05-01 Showa Denko Kk Electroconducting polymer, solid electrolytic capacitor and method for producing the same
JP4507297B2 (en) * 1998-07-06 2010-07-21 株式会社村田製作所 Conductive polymer, solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP2001148328A (en) * 1999-11-19 2001-05-29 Nec Corp Manufacturing method for solid electrolytic capacitor
CN110364362B (en) * 2019-08-08 2021-07-06 肇庆绿宝石电子科技股份有限公司 Impregnation method of solid capacitor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06204092A (en) 1994-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100442073B1 (en) Solid Electrolyte Capacitor and its Manufacture
US7497879B2 (en) Method of manufacturing electrolytic capacitor and electrolytic capacitor
EP0617442B1 (en) Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
KR100279098B1 (en) Manufacturing method of solid electrolytic capacitor
KR100306991B1 (en) Method of Manufacturing Solid Electrolytic Capacitor
JP3339511B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
US6423103B1 (en) Method for producing a solid electrolytic capacitor
KR100540412B1 (en) Solid Electrolytic Capacitor and Process for Producing the Same
JP3488260B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JPH1050558A (en) Manufacture of solid state electrolytic capacitor
JP3473967B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JP3542613B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JP3505370B2 (en) Organic solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
JPH0645199A (en) Solid-state electrolytic capacitor
JPH1050561A (en) Solid state electrolytic capacitor
JP3568382B2 (en) Organic solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
JP3206776B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JP4126746B2 (en) Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP3856144B2 (en) Manufacturing method of solid electrolytic capacitor
JP3500068B2 (en) Electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
JPH0645200A (en) Solid-state electrolytic capacitor
JP3750476B2 (en) Manufacturing method of solid electrolytic capacitor
JP3307446B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JP2617734B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JPH0423411B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071031

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees