JP5461110B2 - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は、表面に誘電体被膜が形成された陽極体と、誘電体被膜の表面に形成された導電性高分子層と、を備える固体電解コンデンサの製造方法であって、陽極体の表面に誘電体被膜を形成する工程と、誘電体被膜の表面に、導電性高分子層を形成する工程とを有し、導電性高分子層を形成する工程は、少なくとも、シラン化合物を含む第1重合液を用いて、誘電体被膜上に第1導電性高分子層を形成する工程と、シラン化合物を含む第2重合液を用いて、第1導電性高分子層上に第2導電性高分子層を形成する工程と、を有し、第1重合液中のシラン化合物の濃度と第2重合液中のシラン化合物の濃度が異なる、固体電解コンデンサの製造方法である。
図1は、本発明の実施の形態に係る固体電解コンデンサの構造を概略的に示す断面図である。図1において、固体電解コンデンサ100は、表面に誘電体被膜12が形成された陽極体11と、誘電体被膜12上に形成された導電性高分子層13と、導電性高分子層13上に形成された、陰極引出層としてのカーボン層14および銀ペースト層15と、を有するコンデンサ素子10を備える。
次に、固体電解コンデンサ100の製造方法について、図2を用いて説明する。ここでは、一例として、第1導電性高分子層および第2導電性高分子層からなる導電性高分子層13を備える固体電解コンデンサの製造方法を説明する。
まず、タンタル粉末を準備し、棒状体の陽極リード16の長手方向の一端側を金属粉末に埋め込んだ状態で、当該粉末を直方体に成形した。そして、これを焼結して、陽極リード16の一端が埋め込まれた陽極体11を準備した。次いで、陽極体11を0.02質量%のリン酸溶液に浸して100Vの電圧を印加することにより、陽極体11の表面にTa2O5からなる誘電体被膜12を形成した。
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重合液Aとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:3.5:5:11.5となるように調製した重合液を用い、重合液Bとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:0.7:5:8.5となるように調製した重合液を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
重合液Aとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:5.3:5:11.5となるように調製した重合液を用い、重合液Bとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:0.7:5:8.5となるように調製した重合液を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
重合液Aとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:0.04:5:11.5となるように調製した重合液を用い、重合液Bとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:0.03:5:8.5となるように調製した重合液を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
重合液Aとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:0.18:5:11.5となるように調製した重合液を用い、重合液Bとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:0.15:5:8.5となるように調製した重合液を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
重合液Aとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:0.7:5:11.5となるように調製した重合液を用い、重合液Bとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:0.6:5:8.5となるように調製した重合液を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
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重合液Aとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:1.8:5:11.5となるように調製した重合液を用い、重合液Bとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:1.5:5:8.5となるように調製した重合液を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
重合液Aとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:3.5:5:11.5となるように調製した重合液を用い、重合液Bとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:2.9:5:8.5となるように調製した重合液を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
重合液Aとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:5.3:5:11.5となるように調製した重合液を用い、重合液Bとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:4.4:5:8.5となるように調製した重合液を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
重合液Aとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:7:5:11.5となるように調製した重合液を用い、重合液Bとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:5.8:5:8.5となるように調製した重合液を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
重合液Aとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:8.8:5:11.5となるように調製した重合液を用い、重合液Bとして、3,4−エチレンジオキシチオフェン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:p−トルエンスルホン酸鉄(III):1−ブタノール=1:7.3:5:8.5となるように調製した重合液を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
≪静電容量相対値≫
各実施例および各比較例の固体電解コンデンサについて、初期特性としての静電容量(μF)を測定した。具体的には、各実施例および各比較例の固体電解コンデンサから、それぞれランダムに120個ずつ選び、4端子測定用のLCRメータを用いて、それぞれの固体電解コンデンサの周波数120Hzにおける初期静電容量(μF)を測定し、各実施例および各比較例における平均値を算出した。そして、比較例1の固体電解コンデンサの平均初期静電容量を基準値として、各実施例および比較例の固体電解コンデンサの平均初期静電容量の基準値に対する相対値を算出した。結果を表1に示した。
各実施例および各比較例の固体電解コンデンサについて、LC良品率(%)を測定した。LC良品率とは、固体電解コンデンサの漏れ電流の程度を示す指標である。具体的には、各実施例および各比較例の固体電解コンデンサから、それぞれランダムに120個ずつ選び、固体電解コンデンサに1kΩの抵抗を直列につなぎ、直流電源にて25Vの定格電圧を1分間印加した後の漏れ電流を測定した。そして、漏れ電流量が37.5μA以下のものを良品と判断して、各実施例および各比較例におけるLC良品率を算出した。結果を表1に示した。
各実施例および各比較例の固体電解コンデンサについて、初期特性としてのESR値(mΩ)を測定した。具体的には、各実施例および各比較例の固体電解コンデンサから、それぞれランダムに120個ずつ選び、4端子測定用のLCRメータを用いて、それぞれの固体電解コンデンサの周波数100kHzにおけるESR値(mΩ)を測定し、各実施例および各比較例における平均値を算出した。結果を表1に示した。
各実施例および各比較例の固体電解コンデンサについて、リフローショート発生率を測定した。具体的には、信頼性試験としての熱風式のリフロー試験として、121℃以上、2気圧の環境下に各実施例および比較例の固体電解コンデンサを12時間放置して強制吸湿させ、その後最高温度260℃で10秒間保持することを4回繰り返した。そして、リフロー試験後の各実施例および比較例の固体電解コンデンサに25Vの定格電圧を1分間印加してショートの有無を試験し、各実施例および比較例の固体電解コンデンサのショート発生率を算出した。ショートの有無として、漏れ電流が1mA以上測定された場合に、ショートに到ったものと規定した。結果を表1に示した。
Claims (5)
- 表面に誘電体被膜が形成された陽極体と、
前記誘電体被膜上に形成された導電性高分子層と、
を備え、
前記導電性高分子層は、少なくとも、前記誘電体被膜上に形成された第1導電性高分子層と、該第1導電性高分子層上に形成された第2導電性高分子層とを備え、
前記第1導電性高分子層および前記第2導電性高分子層はシラン化合物を含み、
前記第1導電性高分子層中のシラン化合物の濃度が、前記第2導電性高分子層中のシラン化合物の濃度よりも高い、固体電解コンデンサ。 - 前記陽極体は焼結体からなる請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
- 陽極体の表面に誘電体被膜を形成する工程と、
前記誘電体被膜の表面に導電性高分子層を形成する工程と
を有し、
前記導電性高分子層を形成する工程は、少なくとも、
シラン化合物を含む第1重合液を用いて、前記誘電体被膜上に第1導電性高分子層を形成する工程と、
シラン化合物を含む第2重合液を用いて、前記第1導電性高分子層上に第2導電性高分子層を形成する工程と
を有し、
前記第1重合液中のシラン化合物の濃度が、前記第2重合液中のシラン化合物の濃度よりも高い、固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記重合液中の前記シラン化合物の濃度が5%以上30%以下である請求項3に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記陽極体は、焼結体からなる請求項3または4に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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