JP5203673B2 - 固体電解コンデンサとその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)多孔質体細孔内部の導電性高分子層との接触面積を増加させることによって、ESRを低くすることができる。
(2)多孔質体細孔内部への固体電解質を充填することによって、細孔内部の空隙を減らし、大気中の水分や酸素の透過を抑制し、吸湿による誘電体層からの導電性高分子層の剥離を防止して、コンデンサ性能の劣化を防止する。
(3)多孔質体細孔内部に充填された導電性高分子層と細孔外部(表面層)の導電性高分子層が1成分からなるフィルム状の高分子層で形成されるため、アンカー作用によって細孔内部/外部の導電性高分子層との密着性は高く、熱ストレス、吸湿などによる界面剥離が生じにくい。
(4)微粒子で構成された高分子層(A)において、熱ストレスによる粒界崩壊などの影響に起因する高分子層の導電率劣化を抑制することができる。
この試作例では、素子作製の開始から多孔質体細孔表面および開口径の観察までを説明する。
この試作例では、試作例1の作製後から、高分子溶液(a)、(b)の多孔質体細孔内部への充填観察と膜厚測定までを説明する。
試作例1で作製した素子表面に、粒子径が30〜50nmに分布しているポリ3,4−ジオキシチオフェン溶液を5μl滴下して、5分間常温放置後、85℃で1分乾燥した後、その上に粒子径が1μm〜10μmに分布しているポリ3,4−ジオキシチオフェン溶液を5μl滴下して、125℃、10分乾燥した後、180℃、30分乾燥して導電性高分子層を形成した。次いで、その上にグラファイト層と銀導電性樹脂層を形成して、本実施例のコンデンサ素子を3個作製した。
ポリ3,4−ジオキシチオフェン溶液の滴下量を、粒子径が30〜50nmに分布しているものと、粒子径が1μm〜10μmに分布しているものについて、それぞれ、2.5μl、5μlとした以外は、実施例1と同様にしてコンデンサ素子を作製し、信頼性評価を実施した。
ポリ3,4−ジオキシチオフェン溶液の滴下量を、粒子径が30〜50nmに分布しているものと、粒子径が1μm〜10μmに分布しているものについて、それぞれ10μl、5μlとした以外は、実施例1と同様にしてコンデンサ素子を作製し、信頼性評価を実施した。
ポリ3,4−ジオキシチオフェン溶液の滴下量を、粒子径が30〜50nmに分布しているものと、粒子径が1μm〜10μmに分布しているものについて、それぞれ5μl、0μlとし、すなわち高分子層(A)のみを形成した以外は、実施例1と同様にしてコンデンサ素子を作製し、信頼性評価を実施した。
試作例1で作製した素子表面に、粒子径が1μm〜10μmに分布しているポリ3,4−ジオキシチオフェン溶液を5μl滴下して、125℃、10分乾燥した後、180℃、30分乾燥して導電性高分子層を形成した以外は、実施例1と同様にしてコンデンサ素子を作製し、信頼性評価を実施した。
ポリ3,4−ジオキシチオフェン溶液の滴下量を10μlとした以外は、比較例1と同様にしてコンデンサ素子を作製し、信頼性評価を実施した。
2 誘電体層
3 固体電解質層
3A 高分子層(A)
3B 高分子層(B)
4 陰極導体
5 カーボン層
6 銀導電性樹脂層
21 開口
31 内部高分子層
32 外部高分子層
Claims (10)
- 多孔質体の弁作用金属からなる陽極導体と、前記陽極導体の表面に形成された誘電体層と、前記誘電体層の表面に形成された導電性高分子層を有する固体電解質とを含んでなる固体電解コンデンサであって、前記固体電解質は、前記誘電体層の表面に化学重合法または電解重合法により形成された内部高分子層と、前記多孔質体の細孔内部の少なくとも一部を充填すると共に前記多孔質体の開口部を塞ぐ層として形成されたフィルム状の高分子層(A)とを含み、前記高分子層(A)よりも粒子径が大きい高分子層(B)をさらに含むことを特徴とする固体電解コンデンサ。
- 前記高分子層(A)と前記高分子層(B)とで2層構造が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
- 多孔質体の弁作用金属からなる陽極導体と、前記陽極導体の表面に形成された誘電体層と、化学重合法または電解重合法により前記誘電体層の表面に形成された導電性高分子層を有する固体電解質とを含んでなる固体電解コンデンサの製造方法であって、前記誘電体層の表面に内部高分子層を化学重合法または電解重合法により形成する工程と、前記多孔質体の細孔開口部に対し、該開口径よりも小さな粒径分布を有する予め高分子量化された導電性高分子の高分子溶液(a)を含浸もしくは塗布、乾燥することによって、細孔内部の少なくとも一部を充填するフィルム状の高分子層(A)を形成する工程と、前記高分子溶液(a)よりも大きな粒子径からなる予め高分子量化された導電性高分子の高分子溶液(b)を前記高分子層(A)上に塗布、乾燥することによって、フィルム状の高分子層(B)を形成する工程と、を含むことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記高分子溶液(a)の粒子径は、前記多孔質体の表面の細孔の直径に対して、最頻値で比較したとき20%以下であることを特徴とする請求項3に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記高分子溶液(a)の粒径分布でのD90が100nm以下であることを特徴とする請求項3または4に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記高分子溶液(b)の粒径分布でのD10が1μm以上であることを特徴とする請求項3〜5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。
- 前記高分子溶液(a)は、誘電体層に接して形成する導電性高分子層の高分子骨格と同一種であることを特徴とする請求項3〜6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。
- 前記高分子溶液(b)は、高分子溶液(a)の高分子骨格と同一種であることを特徴とする請求項7に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記弁作用金属が、アルミニウム、タンタル、ニオブから選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項3〜8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。
- 前記高分子溶液(a)、(b)の導電性高分子は、いずれも、ピロール、チオフェン、3,4−エチレンジオキシチオフェンおよびその誘導体から選ばれる少なくとも1種の重合体を含むことを特徴とする請求項3〜9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。
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