JP3505464B2 - 有機固体電解コンデンサ - Google Patents
有機固体電解コンデンサInfo
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- JP3505464B2 JP3505464B2 JP2000085648A JP2000085648A JP3505464B2 JP 3505464 B2 JP3505464 B2 JP 3505464B2 JP 2000085648 A JP2000085648 A JP 2000085648A JP 2000085648 A JP2000085648 A JP 2000085648A JP 3505464 B2 JP3505464 B2 JP 3505464B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、陰極層に導電性高
分子を用いた有機固体電解コンデンサに関するものであ
る。
分子を用いた有機固体電解コンデンサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電解コンデンサは、Ａl（アルミニウ
ム）、Ｔa（タンタル）等の弁金属（valve metal）から
なる陽極体の表面に、電解酸化処理にて誘電体酸化皮膜
を形成し、該誘電体酸化皮膜上に、電解液、ＭnＯ2（二
酸化マンガン）、導電性有機化合物等の導電性物質を密
着させて陰極層を形成したものである。ここで、弁金属
とは、電解酸化処理により、極めて緻密で耐久性を有す
る誘電体酸化皮膜を形成する金属を言い、ＡlやＴaの他
にも、Ｔi（チタン）、Ｎb（ニオブ）等が該当する。
ム）、Ｔa（タンタル）等の弁金属（valve metal）から
なる陽極体の表面に、電解酸化処理にて誘電体酸化皮膜
を形成し、該誘電体酸化皮膜上に、電解液、ＭnＯ2（二
酸化マンガン）、導電性有機化合物等の導電性物質を密
着させて陰極層を形成したものである。ここで、弁金属
とは、電解酸化処理により、極めて緻密で耐久性を有す
る誘電体酸化皮膜を形成する金属を言い、ＡlやＴaの他
にも、Ｔi（チタン）、Ｎb（ニオブ）等が該当する。
【０００３】前記電解コンデンサは、陰極層として、Ｍ
nＯ2、導電性有機化合物等、固体の導電性材料を用いた
ものを固体電解コンデンサと称しており、さらに、固体
の導電性有機化合物を用いたものを有機固体電解コンデ
ンサと称している。前記導電性有機化合物には、ポリピ
ロール、ポリアニリン等の導電性高分子や、ＴＣＮＱ
（７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン）錯塩が
挙げられる。
nＯ2、導電性有機化合物等、固体の導電性材料を用いた
ものを固体電解コンデンサと称しており、さらに、固体
の導電性有機化合物を用いたものを有機固体電解コンデ
ンサと称している。前記導電性有機化合物には、ポリピ
ロール、ポリアニリン等の導電性高分子や、ＴＣＮＱ
（７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン）錯塩が
挙げられる。
【０００４】導電性有機化合物は、電解液やＭnＯ2に比
べて導電率が高く、従って、陰極層に導電性有機化合物
を用いた有機固体電解コンデンサは、陰極層に電解液や
ＭnＯ2を用いた場合に比べて、ＥＳＲ（equivalent ser
ies resistance：等価直列抵抗）が低く、高周波特性に
優れており、現在、様々な電子機器に使用されている。
べて導電率が高く、従って、陰極層に導電性有機化合物
を用いた有機固体電解コンデンサは、陰極層に電解液や
ＭnＯ2を用いた場合に比べて、ＥＳＲ（equivalent ser
ies resistance：等価直列抵抗）が低く、高周波特性に
優れており、現在、様々な電子機器に使用されている。
【０００５】前記導電性有機化合物のうち、導電性高分
子からなる陰極層を形成する方法として、化学的酸化重
合や電解酸化重合を利用する方法が知られている。化学
的酸化重合は、酸化剤を用いて、単量体を酸化重合する
ことにより高分子を生成する方法であり、電解酸化重合
は、電気分解の際にアノードにおいて生じる酸化反応を
利用して、単量体を酸化重合することにより、アノード
上に高分子を生成する方法である。
子からなる陰極層を形成する方法として、化学的酸化重
合や電解酸化重合を利用する方法が知られている。化学
的酸化重合は、酸化剤を用いて、単量体を酸化重合する
ことにより高分子を生成する方法であり、電解酸化重合
は、電気分解の際にアノードにおいて生じる酸化反応を
利用して、単量体を酸化重合することにより、アノード
上に高分子を生成する方法である。
【０００６】一般に、電解酸化重合により生成される導
電性高分子の層は、化学的酸化重合による場合に比べ
て、強度が強く、導電率が高く、且つ均一な、良質の導
電性高分子層となる。
電性高分子の層は、化学的酸化重合による場合に比べ
て、強度が強く、導電率が高く、且つ均一な、良質の導
電性高分子層となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】電解酸化重合を利用し
て、導電性高分子からなる陰極層を形成する方法を以下
に説明する。
て、導電性高分子からなる陰極層を形成する方法を以下
に説明する。
【０００８】導電性高分子となり得る単量体と適当な支
持電解質を含む電解液に、誘電体酸化皮膜が形成された
上記陽極体を浸漬し、陽極体をアノードとして、電気分
解を行なう。すると、アノードにて酸化反応が生じ、該
酸化反応により、前記単量体が酸化重合して、導電性高
分子が生成され、誘電体酸化皮膜上に導電性高分子から
なる陰極層が形成される。
持電解質を含む電解液に、誘電体酸化皮膜が形成された
上記陽極体を浸漬し、陽極体をアノードとして、電気分
解を行なう。すると、アノードにて酸化反応が生じ、該
酸化反応により、前記単量体が酸化重合して、導電性高
分子が生成され、誘電体酸化皮膜上に導電性高分子から
なる陰極層が形成される。
【０００９】引き続いて、別の陽極体を電解液に浸漬
し、電解酸化重合を行なったところ、先の電解酸化重合
により形成された電解コンデンサに比べて、後で形成さ
れた電解コンデンサは、前記ＥＳＲが高くなっており、
高周波特性が悪化していた。そのため、従来は、電解酸
化重合を行なう度に、電解液を新たなものと交換してお
り、作業効率の低下とコストの増大を招いていた。
し、電解酸化重合を行なったところ、先の電解酸化重合
により形成された電解コンデンサに比べて、後で形成さ
れた電解コンデンサは、前記ＥＳＲが高くなっており、
高周波特性が悪化していた。そのため、従来は、電解酸
化重合を行なう度に、電解液を新たなものと交換してお
り、作業効率の低下とコストの増大を招いていた。
【００１０】本願発明者は、電解酸化重合の前後におい
て電解液のｐＨを測定したところ、電解酸化重合後の前
記ｐＨが電解酸化重合前のｐＨよりも著しく変化してい
ることを観察した。この現象は、支持電解質の一部また
は全部が導電性高分子内にドーピングされることによる
ものと考えられる。
て電解液のｐＨを測定したところ、電解酸化重合後の前
記ｐＨが電解酸化重合前のｐＨよりも著しく変化してい
ることを観察した。この現象は、支持電解質の一部また
は全部が導電性高分子内にドーピングされることによる
ものと考えられる。
【００１１】本発明は、電解液を繰返し利用しても、電
解酸化重合により形成される導電性高分子層の導電率を
維持できるような有機固体電解コンデンサの構成を明ら
かにするものである。
解酸化重合により形成される導電性高分子層の導電率を
維持できるような有機固体電解コンデンサの構成を明ら
かにするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面に従
った有機固体電解コンデンサは、弁金属からなる陽極体
の表面に誘電体酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜上
に第１陰極層及び第２陰極層を形成した有機固体電解コ
ンデンサに於て、前記第１陰極層は、化学的酸化重合に
より硫酸イオンがドーピングされたポリピロールからな
り、前記第２陰極層は、電解酸化重合によりアルキルナ
フタレンスルホン酸イオン及び硫酸イオンがドーピング
されたポリピロールからなることを特徴とするものであ
る。
った有機固体電解コンデンサは、弁金属からなる陽極体
の表面に誘電体酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜上
に第１陰極層及び第２陰極層を形成した有機固体電解コ
ンデンサに於て、前記第１陰極層は、化学的酸化重合に
より硫酸イオンがドーピングされたポリピロールからな
り、前記第２陰極層は、電解酸化重合によりアルキルナ
フタレンスルホン酸イオン及び硫酸イオンがドーピング
されたポリピロールからなることを特徴とするものであ
る。
【００１３】 本発明の第２の局面に従った有機固体電
解コンデンサは、弁金属からなる陽極体の表面に誘電体
酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜上に第１陰極層及
び第２陰極層を形成した有機固体電解コンデンサに於
て、前記第１陰極層は、化学的酸化重合により硫酸イオ
ンがドーピングされたポリピロールからなり、前記第２
陰極層は、電解酸化重合によりアルキルベンゼンスルホ
ン酸イオン及び硫酸イオンがドーピングされたポリピロ
ールからなることを特徴とするものである。
解コンデンサは、弁金属からなる陽極体の表面に誘電体
酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜上に第１陰極層及
び第２陰極層を形成した有機固体電解コンデンサに於
て、前記第１陰極層は、化学的酸化重合により硫酸イオ
ンがドーピングされたポリピロールからなり、前記第２
陰極層は、電解酸化重合によりアルキルベンゼンスルホ
ン酸イオン及び硫酸イオンがドーピングされたポリピロ
ールからなることを特徴とするものである。
【００１４】
【作用および効果】上記本発明の構成を実現するに当た
っては、第２陰極層を形成するための電解酸化重合工程
において、アルキルナフタレンスルホン酸イオン又はア
ルキルベンゼンスルホン酸イオンと、硫酸イオンとが導
電性高分子にドーピングされる。
っては、第２陰極層を形成するための電解酸化重合工程
において、アルキルナフタレンスルホン酸イオン又はア
ルキルベンゼンスルホン酸イオンと、硫酸イオンとが導
電性高分子にドーピングされる。
【００１５】その際、電解酸化重合工程の途中で、硫酸
イオンの供給源となる硫酸等を電解液に補給すれば、該
電解液のｐＨが調整されて、アルキルナフタレンスルホ
ン酸イオン又はアルキルベンゼンスルホン酸イオンと硫
酸イオンとが導電性高分子に適量ドーピングされ、電解
液を繰返し利用しても、導電性高分子の導電率を維持で
きる。従って、同じ電解液で電解酸化重合を何回も行な
うことができ、その結果、作業効率を上げることがで
き、コストを抑えることができる。
イオンの供給源となる硫酸等を電解液に補給すれば、該
電解液のｐＨが調整されて、アルキルナフタレンスルホ
ン酸イオン又はアルキルベンゼンスルホン酸イオンと硫
酸イオンとが導電性高分子に適量ドーピングされ、電解
液を繰返し利用しても、導電性高分子の導電率を維持で
きる。従って、同じ電解液で電解酸化重合を何回も行な
うことができ、その結果、作業効率を上げることがで
き、コストを抑えることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【００１７】有機固体電解コンデンサの製造において
は、まず、Ａｌ、Ｔａ等の弁金属からなる陽極体を形成
する。陽極体は、コンデンサ容量を大きくするため、表
面積が大きいほど望ましい。従って、陽極体には、エッ
チングにより粗面となった箔を巻回しまたは積層したも
の、多孔質である焼結体、等が使用される。
は、まず、Ａｌ、Ｔａ等の弁金属からなる陽極体を形成
する。陽極体は、コンデンサ容量を大きくするため、表
面積が大きいほど望ましい。従って、陽極体には、エッ
チングにより粗面となった箔を巻回しまたは積層したも
の、多孔質である焼結体、等が使用される。
【００１８】次に、陽極体に対し電解酸化処理を行なう
ことにより、陽極体の表面に誘電体酸化皮膜を形成す
る。
ことにより、陽極体の表面に誘電体酸化皮膜を形成す
る。
【００１９】次に、誘電体酸化皮膜上に、導電性高分子
からなる陰極層を形成する。上述のように、導電性高分
子からなる陰極層を形成するには、化学的酸化重合や電
解酸化重合を利用する方法があり、一般に、電解酸化重
合を利用して形成された導電性高分子層は、化学的酸化
重合の場合に比べて、強度が強く、導電率が高く、且つ
均一な、良質の導電性高分子層となる。しかしながら、
電解酸化重合を利用して、誘電体酸化皮膜上に導電性高
分子層を直接形成することは、誘電体酸化皮膜が絶縁体
であるため、非常に困難である。そこで、例えば、特公
平４−７４８５３、特公平５−８３１６７などに記載さ
れているように、誘電体酸化皮膜上に、化学的酸化重合
により、第１の導電性高分子からなる第１陰極層を形成
し、第１陰極層上に、電解酸化重合により、第２の導電
性高分子からなる第２陰極層を形成することが望まし
い。
からなる陰極層を形成する。上述のように、導電性高分
子からなる陰極層を形成するには、化学的酸化重合や電
解酸化重合を利用する方法があり、一般に、電解酸化重
合を利用して形成された導電性高分子層は、化学的酸化
重合の場合に比べて、強度が強く、導電率が高く、且つ
均一な、良質の導電性高分子層となる。しかしながら、
電解酸化重合を利用して、誘電体酸化皮膜上に導電性高
分子層を直接形成することは、誘電体酸化皮膜が絶縁体
であるため、非常に困難である。そこで、例えば、特公
平４−７４８５３、特公平５−８３１６７などに記載さ
れているように、誘電体酸化皮膜上に、化学的酸化重合
により、第１の導電性高分子からなる第１陰極層を形成
し、第１陰極層上に、電解酸化重合により、第２の導電
性高分子からなる第２陰極層を形成することが望まし
い。
【００２０】また、導電性高分子は、その内部に適当な
物質がドーピングされると、導電率が著しく上昇する。
従って、陰極層として導電性高分子を利用する電解コン
デンサの場合、一般に、導電性高分子内には、適当な物
質がドーピングされる。なお、ドーピングされる前記物
質をドーパントと称する。
物質がドーピングされると、導電率が著しく上昇する。
従って、陰極層として導電性高分子を利用する電解コン
デンサの場合、一般に、導電性高分子内には、適当な物
質がドーピングされる。なお、ドーピングされる前記物
質をドーパントと称する。
【００２１】化学的酸化重合により第１陰極層を形成す
るには、誘電体酸化皮膜の形成された陽極体の表面に、
酸化剤と、前記ドーパントを与えるドーパント剤と、導
電性高分子となり得る単量体とを作用させる。
るには、誘電体酸化皮膜の形成された陽極体の表面に、
酸化剤と、前記ドーパントを与えるドーパント剤と、導
電性高分子となり得る単量体とを作用させる。
【００２２】ここで、酸化剤としては、ハロゲン、過酸
化物など、一般に知られている任意の酸化剤を使用でき
る。
化物など、一般に知られている任意の酸化剤を使用でき
る。
【００２３】また、ドーパント剤としては、硫酸、硝酸
などのプロトン酸や、アルキルスルホン酸塩などの界面
活性剤が使用される。ドーパント剤として使用される他
の化合物の例は、上記特公平５−８３１６７やその他の
書籍（例えば、吉野勝美、小野田光宣：「高分子エレク
トロニクス」、コロナ社（1996））に詳述されており、
本願ではその仔細を省略する。
などのプロトン酸や、アルキルスルホン酸塩などの界面
活性剤が使用される。ドーパント剤として使用される他
の化合物の例は、上記特公平５−８３１６７やその他の
書籍（例えば、吉野勝美、小野田光宣：「高分子エレク
トロニクス」、コロナ社（1996））に詳述されており、
本願ではその仔細を省略する。
【００２４】なお、酸化剤とドーパント剤の何れにもな
り得る化合物（例えば、ハロゲン類、遷移金属ハライ
ド、プロトン酸など）であれば、酸化剤とドーパント剤
の２種類の化合物を併用する必要は無い。
り得る化合物（例えば、ハロゲン類、遷移金属ハライ
ド、プロトン酸など）であれば、酸化剤とドーパント剤
の２種類の化合物を併用する必要は無い。
【００２５】前記導電性高分子としては、ポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、及び
これらの誘導体などが使用される。
ル、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、及び
これらの誘導体などが使用される。
【００２６】電解酸化重合により第２陰極層を形成する
には、第１陰極層が形成された陽極体を電解液に浸漬
し、第１陰極層をアノードとし、カソードとなる電極を
電解液に浸漬して、アノードおよびカソードに通電する
ことにより行なわれる。
には、第１陰極層が形成された陽極体を電解液に浸漬
し、第１陰極層をアノードとし、カソードとなる電極を
電解液に浸漬して、アノードおよびカソードに通電する
ことにより行なわれる。
【００２７】電解液には、導電性高分子となり得る単量
体、適当な支持電解質、その他各種の添加剤などが含ま
れる。
体、適当な支持電解質、その他各種の添加剤などが含ま
れる。
【００２８】導電性高分子としては、前述のように、ポ
リピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリ
ン、及びこれらの誘導体などが使用される。
リピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリ
ン、及びこれらの誘導体などが使用される。
【００２９】支持電解質は、電解液を所望の電気伝導率
とするために加えられる強電解質のものであり、使用す
る単量体や溶媒によって適宜選択される。特に、支持電
解質は、導電性高分子のドーパントとなるドーパント剤
であることが望ましい。
とするために加えられる強電解質のものであり、使用す
る単量体や溶媒によって適宜選択される。特に、支持電
解質は、導電性高分子のドーパントとなるドーパント剤
であることが望ましい。
【００３０】例えば、単量体が水に不溶であるピロール
であり、溶媒が水であれば、支持電解質には、強電解質
であり、且つ界面活性剤であるアルキルナフタレンスル
ホン酸ナトリウムなどが使用される。
であり、溶媒が水であれば、支持電解質には、強電解質
であり、且つ界面活性剤であるアルキルナフタレンスル
ホン酸ナトリウムなどが使用される。
【００３１】 本実施形態では、電解酸化重合により第
２陰極層を形成している間、電解液のｐＨを維持するた
め、ｐＨセンサ等によりｐＨが測定され、測定値に応じ
て酸が適時加えられる。ここで使用される酸は、前記支
持電解質と同様に、ドーパント剤であることが望まし
い。
２陰極層を形成している間、電解液のｐＨを維持するた
め、ｐＨセンサ等によりｐＨが測定され、測定値に応じ
て酸が適時加えられる。ここで使用される酸は、前記支
持電解質と同様に、ドーパント剤であることが望まし
い。
【００３２】以上の工程を経て形成された有機固体電解
コンデンサ素子に対し、陽極体と陰極層からそれぞれ陽
極リードと陰極リードを取り出し、エポキシ樹脂等によ
り外殻を形成し、エージング処理を行なって、本実施形
態の固体電解コンデンサが完成する。
コンデンサ素子に対し、陽極体と陰極層からそれぞれ陽
極リードと陰極リードを取り出し、エポキシ樹脂等によ
り外殻を形成し、エージング処理を行なって、本実施形
態の固体電解コンデンサが完成する。
【００３３】
【実施例】以下、本発明の実施例と比較例を説明する。
【００３４】（実施例）まず、Ｔa焼結体を、リン酸水
溶液に浸漬し、電圧を印加して電解酸化を行ない、Ｔa
焼結体の表面に誘電体酸化皮膜を形成した。
溶液に浸漬し、電圧を印加して電解酸化を行ない、Ｔa
焼結体の表面に誘電体酸化皮膜を形成した。
【００３５】次に、化学的酸化重合を行なうため、酸化
剤としての過酸化水素と、ドーパント剤として硫酸と、
導電性高分子となり得る単量体としてのピロールとを、
誘電体酸化皮膜の表面に作用させ、ポリピロールからな
る第１陰極層を形成した。
剤としての過酸化水素と、ドーパント剤として硫酸と、
導電性高分子となり得る単量体としてのピロールとを、
誘電体酸化皮膜の表面に作用させ、ポリピロールからな
る第１陰極層を形成した。
【００３６】次に、電解酸化重合を行なうため、水を溶
媒とし、ピロール単量体と、支持電解質としてのアルキ
ルナフタレンスルホン酸ナトリウムとを含み、ｐＨが３
となるように硫酸を追加した電解液を生成し、前記処理
を施したＴa焼結体を、前記電解液に浸漬し、アノード
電極を第１陰極層に接触させ、カソード電極を水溶液に
浸漬して、アノード電極とカソード電極に通電して電解
酸化重合を行ない、第１陰極層の表面に、ポリピロール
からなる第２陰極層を形成した。この通電中にｐＨを測
定し、ｐＨが８以下となるように硫酸を適時追加した。
媒とし、ピロール単量体と、支持電解質としてのアルキ
ルナフタレンスルホン酸ナトリウムとを含み、ｐＨが３
となるように硫酸を追加した電解液を生成し、前記処理
を施したＴa焼結体を、前記電解液に浸漬し、アノード
電極を第１陰極層に接触させ、カソード電極を水溶液に
浸漬して、アノード電極とカソード電極に通電して電解
酸化重合を行ない、第１陰極層の表面に、ポリピロール
からなる第２陰極層を形成した。この通電中にｐＨを測
定し、ｐＨが８以下となるように硫酸を適時追加した。
【００３７】その後、洗浄し、乾燥して有機固体電解コ
ンデンサ素子を完成させ、上記と同様に、有機固体電解
コンデンサを完成させた。
ンデンサ素子を完成させ、上記と同様に、有機固体電解
コンデンサを完成させた。
【００３８】前記実施例における測定結果を以下に示
す。
す。
【００３９】電解酸化重合工程を行なう前の電解液は、
アルキルナフタレンスルホン酸イオンの濃度が、0.06mo
l／Ｌ（リットル）であった。一方、電解酸化重合工程
を５回行なった後の電解液は、アルキルナフタレンスル
ホン酸イオンの濃度が、0.051mol／Ｌであり、電解重合
工程を行なう前と比べて、少し減少するのみであった。
アルキルナフタレンスルホン酸イオンの濃度が、0.06mo
l／Ｌ（リットル）であった。一方、電解酸化重合工程
を５回行なった後の電解液は、アルキルナフタレンスル
ホン酸イオンの濃度が、0.051mol／Ｌであり、電解重合
工程を行なう前と比べて、少し減少するのみであった。
【００４０】また、完成した有機固体電解コンデンサの
ＥＳＲを測定したところ、平均値が47ｍΩ（ミリオー
ム）、最大値が51ｍΩ、最小値が43ｍΩであった。
ＥＳＲを測定したところ、平均値が47ｍΩ（ミリオー
ム）、最大値が51ｍΩ、最小値が43ｍΩであった。
【００４１】（比較例）比較例は、上記実施例と比べ
て、電解酸化重合工程において硫酸を追加する工程を省
略した点のみが異なり、他は同様にして有機固体電解コ
ンデンサを完成させた。
て、電解酸化重合工程において硫酸を追加する工程を省
略した点のみが異なり、他は同様にして有機固体電解コ
ンデンサを完成させた。
【００４２】すなわち、比較例では、電解酸化重合を行
なうため、水を溶媒とし、ピロール単量体と、支持電解
質としてのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムと
を含む電解液を生成し、第１陰極層を形成したＴa焼結
体を、前記電解液に浸漬し、アノード電極を第１陰極層
に接触させ、カソード電極を水溶液に浸漬して、アノー
ド電極とカソード電極に通電して電解酸化重合を行な
い、第１陰極層の表面に、ポリピロールからなる第２陰
極層を形成した。
なうため、水を溶媒とし、ピロール単量体と、支持電解
質としてのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムと
を含む電解液を生成し、第１陰極層を形成したＴa焼結
体を、前記電解液に浸漬し、アノード電極を第１陰極層
に接触させ、カソード電極を水溶液に浸漬して、アノー
ド電極とカソード電極に通電して電解酸化重合を行な
い、第１陰極層の表面に、ポリピロールからなる第２陰
極層を形成した。
【００４３】前記比較例における測定結果を以下に示
す。
す。
【００４４】電解酸化重合工程を行なう前の電解液は、
アルキルナフタレンスルホン酸イオンの濃度が、実施例
と同じ0.06mol／Ｌであり、ｐＨが約７であった。一
方、電解酸化重合工程を１回行なった後の電解液におけ
るアルキルナフタレンスルホン酸イオンの濃度は、0.05
2mol／Ｌであり、実施例において電解酸化重合工程を５
回行なった後のアルキルナフタレンスルホン酸イオンの
濃度と同程度にまで減少した。また、電解酸化重合工程
を１回行なった後の電解液のｐＨは約１０であった。こ
のことから、電解酸化重合により形成されたポリピロー
ルには、アルキルナフタレンスルホン酸イオンがドーピ
ングされ、残ったナトリウムイオンにより、電解液はア
ルカリ性となると考えられる。
アルキルナフタレンスルホン酸イオンの濃度が、実施例
と同じ0.06mol／Ｌであり、ｐＨが約７であった。一
方、電解酸化重合工程を１回行なった後の電解液におけ
るアルキルナフタレンスルホン酸イオンの濃度は、0.05
2mol／Ｌであり、実施例において電解酸化重合工程を５
回行なった後のアルキルナフタレンスルホン酸イオンの
濃度と同程度にまで減少した。また、電解酸化重合工程
を１回行なった後の電解液のｐＨは約１０であった。こ
のことから、電解酸化重合により形成されたポリピロー
ルには、アルキルナフタレンスルホン酸イオンがドーピ
ングされ、残ったナトリウムイオンにより、電解液はア
ルカリ性となると考えられる。
【００４５】また、完成した有機固体電解コンデンサの
ＥＳＲを測定したところ、平均値が61ｍΩ、最大値が80
ｍΩ、最小値が50ｍΩであった。
ＥＳＲを測定したところ、平均値が61ｍΩ、最大値が80
ｍΩ、最小値が50ｍΩであった。
【００４６】実施例および比較例の測定結果を比較する
と、本実施例は、以下のような効果があると考えられ
る。
と、本実施例は、以下のような効果があると考えられ
る。
【００４７】一般に、アルカリ性溶液下で重合されたポ
リピロールは、酸性または中性溶液下で重合されたポリ
ピロールに比べて、導電率が低い。従って、比較例で
は、電解酸化重合工程を１回行なうだけで、電解液がア
ルカリ性となるため、次のコンデンサを製造する際に
は、この電解液を交換する必要がある。一方、実施例で
は、電解酸化重合工程を何回行なっても、電解液が酸性
または中性に維持されるから、電解液を繰返し利用でき
る。
リピロールは、酸性または中性溶液下で重合されたポリ
ピロールに比べて、導電率が低い。従って、比較例で
は、電解酸化重合工程を１回行なうだけで、電解液がア
ルカリ性となるため、次のコンデンサを製造する際に
は、この電解液を交換する必要がある。一方、実施例で
は、電解酸化重合工程を何回行なっても、電解液が酸性
または中性に維持されるから、電解液を繰返し利用でき
る。
【００４８】また、ＥＳＲの最大値と最小値の差を、実
施例と比較例で比べると、実施例の方が比較例よりも電
気特性の安定したコンデンサを製造できることが分か
る。この原因は、比較例では、電解酸化重合工程におい
てｐＨが変化するのに対し、実施例では、電解液を最適
なｐＨに維持できることにあると考えられる。
施例と比較例で比べると、実施例の方が比較例よりも電
気特性の安定したコンデンサを製造できることが分か
る。この原因は、比較例では、電解酸化重合工程におい
てｐＨが変化するのに対し、実施例では、電解液を最適
なｐＨに維持できることにあると考えられる。
【００４９】また、実施例では、電解酸化重合を行なっ
ても、アルキルナフタレンスルホン酸イオン濃度が極僅
かかに減少するのみである。このことから、実施例で
は、電解酸化重合により形成されたポリピロールには、
支持電解質に関わらず、硫酸イオンが主にドーピングさ
れると考えられる。従って、実施例では、安価な硫酸を
使用することにより、電解液を繰返し利用する際に追加
すべきアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムの量
は、極僅かでよい。
ても、アルキルナフタレンスルホン酸イオン濃度が極僅
かかに減少するのみである。このことから、実施例で
は、電解酸化重合により形成されたポリピロールには、
支持電解質に関わらず、硫酸イオンが主にドーピングさ
れると考えられる。従って、実施例では、安価な硫酸を
使用することにより、電解液を繰返し利用する際に追加
すべきアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムの量
は、極僅かでよい。
【００５０】さらに、ＥＳＲの平均値を、実施例と比較
例で比べると、実施例の方が比較例よりも電気特性の優
れたコンデンサを製造できることが分かる。この原因
は、実施例では、化学的酸化重合により形成されたポリ
ピロールのドーパントと、電解酸化重合により形成され
たポリピロールのドーパントとが、同じ硫酸イオンであ
るため、ドーパントの不一致による導電性の低下を防止
できることにあると考えられる。
例で比べると、実施例の方が比較例よりも電気特性の優
れたコンデンサを製造できることが分かる。この原因
は、実施例では、化学的酸化重合により形成されたポリ
ピロールのドーパントと、電解酸化重合により形成され
たポリピロールのドーパントとが、同じ硫酸イオンであ
るため、ドーパントの不一致による導電性の低下を防止
できることにあると考えられる。
【００５１】また、電解液に入れる支持電解質として、
アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムを用いて形成
されたポリピロール層に比べて、アルキルベンゼンスル
ホン酸ナトリウムを用いて形成されたポリピロール層
は、耐熱性が低い。しかしながら、本実施例を適用する
と、支持電解質としてアルキルベンゼンスルホン酸ナト
リウムを用いても、ポリピロールには主に硫酸イオンが
ドーピングされるから、耐熱性の低下を抑制できる。
アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムを用いて形成
されたポリピロール層に比べて、アルキルベンゼンスル
ホン酸ナトリウムを用いて形成されたポリピロール層
は、耐熱性が低い。しかしながら、本実施例を適用する
と、支持電解質としてアルキルベンゼンスルホン酸ナト
リウムを用いても、ポリピロールには主に硫酸イオンが
ドーピングされるから、耐熱性の低下を抑制できる。
【００５２】上記実施形態の説明は、本発明を説明する
ためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限
定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請
求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であ
ることは勿論である。
ためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限
定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請
求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であ
ることは勿論である。
【００５３】例えば、陰極層として形成する導電性高分
子がポリアニリンであるならば、ポリアニリンは、酸性
溶液中で重合した場合のみ導電性を示すから、電解酸化
重合工程において、電解液のｐＨは６以下に維持する必
要がある。このように、電解液において維持すべきｐＨ
の範囲は、形成される導電性高分子によって変更する必
要がある。
子がポリアニリンであるならば、ポリアニリンは、酸性
溶液中で重合した場合のみ導電性を示すから、電解酸化
重合工程において、電解液のｐＨは６以下に維持する必
要がある。このように、電解液において維持すべきｐＨ
の範囲は、形成される導電性高分子によって変更する必
要がある。
フロントページの続き
(72)発明者 竹谷 豊
大阪府大東市三洋町１番１号 三洋電子
部品株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−111407（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−227511（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 9/02
Claims (2)
- 【請求項１】 弁金属からなる陽極体の表面に誘電体酸
化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜上に第１陰極層及び
第２陰極層を形成した有機固体電解コンデンサに於て、 前記第１陰極層は、化学的酸化重合により硫酸イオンが
ドーピングされたポリピロールからなり、前記第２陰極
層は、電解酸化重合によりアルキルナフタレンスルホン
酸イオン及び硫酸イオンがドーピングされたポリピロー
ルからなることを特徴とする有機固体電解コンデンサ。 - 【請求項２】 弁金属からなる陽極体の表面に誘電体酸
化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜上に第１陰極層及び
第２陰極層を形成した有機固体電解コンデンサに於て、 前記第１陰極層は、化学的酸化重合により硫酸イオンが
ドーピングされたポリピロールからなり、前記第２陰極
層は、電解酸化重合によりアルキルベンゼンスルホン酸
イオン及び硫酸イオンがドーピングされたポリピロール
からなることを特徴とする有機固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000085648A JP3505464B2 (ja) | 1997-10-09 | 2000-03-27 | 有機固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27698497A JP3505370B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 有機固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| JP2000085648A JP3505464B2 (ja) | 1997-10-09 | 2000-03-27 | 有機固体電解コンデンサ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27698497A Division JP3505370B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 有機固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000306777A JP2000306777A (ja) | 2000-11-02 |
| JP3505464B2 true JP3505464B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=32044542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000085648A Expired - Lifetime JP3505464B2 (ja) | 1997-10-09 | 2000-03-27 | 有機固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3505464B2 (ja) |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000085648A patent/JP3505464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000306777A (ja) | 2000-11-02 |
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