JPH02137309A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は、導電性高分子膜を固体電解質とした固体電解
コンデンサの製造方法に関するものである。

（従来の技術） 皮膜形成性金属表面に誘電体酸化皮膜を形成し、前記誘
電体酸化皮膜上に電解重合による複素環式化合物の重合
体を形成して固体電解質としたコンデンサの製造方法が
提案されている（特開昭６０−２４４０１７、特開昭６
１−２３１５等）。上記方法は、詳細な電解重合条件の
記載はないが、室温において電解酸化により複素環式化
合物のポリマー薄膜層を形成する方法である。この方法
では、誘電体酸化皮膜層が絶縁化されているので、電解
酸化により誘電体酸化皮膜層上に複素環式化合物を電解
重合させることは不可能か、または非常に困難である。

このような欠点を除去し、誘電体酸化皮膜上に導電性高
分子膜を形成する方法が提案されている（特開昭６２−
１８９７１４）。この方法は、導電性高分子モノマーお
よび支持電解質を含む電解液中で、−２５℃ないし一４
５℃の温度範囲で電解酸化重合を行なう方法である。し
かしながら、たとえ低温において電解酸化重合を行なう
にしても、皮膜形成性金属表面には絶縁性の誘電体酸化
皮膜が形成されているので電流が流れにくく、酸化重合
を行なうことは困難であり、形成された導電性高分子膜
も不均一であり、従って得られたコンデンサの特性も悪
い。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的とするところは、誘電体酸化皮膜を形成し
た皮膜形成性金属の誘電体酸化皮膜表面に固体電解質と
して導電性高分子膜層を容易に形成し、特性の優れた固
体電解コンデンサの製造方法を提供することである。

［発明の構成１ （課題を解決するための手段） 本発明者らは鋭意研究の結果、上記目的を達成し得る固
体電解コンデンサの製造方法を完成するに至った。すな
わち皮膜形成性金属表面に化成処理によＩ）誘電体酸化
皮膜を形成し、前記誘電体酸化皮膜上に電解酸化重合に
よる導電性高分子膜層を形成する固体電解コンデンサの
製造方法において、導電性高分子モノマーおよび支持電
解質を含む電解液の液温を１０℃以下、−４５℃以上に
保ち、電解酸化重合の酸化電圧を誘電体酸化皮膜形成時
の化成電圧より高く設定して電解酸化重合を行ない、導
電性高分子膜層を形成する固体電解コンデンサの製造方
法である。皮膜形成性金属としてアルミニウム、タンタ
ル、ニオブなどが用いられるが、アルミニウムまたはタ
ンタルが汎用され、安価であるので好ましい。

本発明を、皮膜形成性金属としてアルミニウム箔を用い
る場合について説明する。アルミニウムｒ５表面を電気
化学的にエツチングし粗面化する。

次いで、ホウ酸アンモニウムなどの水溶液中で電解酸化
に上り化成処理を行ない表面に誘電体酸化皮膜を形成せ
しめ陽極を得る。この陽極箔を所定の寸法に切断し、そ
の一部にかしめ付け、あるいは超音波接合等の方法によ
り陽極引出し用のリード線を接続する。このようにして
得られた陽極箔を陽極とし、支持電解質０．０１翰ｏ　
ｌ　／　（１〜２輪ｏｆ／ｌおよび導電性高分子モノマ
ー０．Ｏ１ｍｏｌ／１〜５ｍｏｌ／１を含む電解液中で
、外部陰極との間で電解酸化重合を行なう。この際、電
解液の液温度を一４５〜１０℃に保ち、かつ、電解酸化
重合の酸化電圧を化成処理時の化成電圧より高く設定し
て電解酸化重合を行なうと、誘電体酸化皮膜上に導電性
高分子膜層が均一に形成される。

電解時の液温が１０℃を越えると、誘電体酸化皮膜上に
導電性高分子膜層が均一に形成されにくくなるか、ある
いは全く形成されない。また、逆に一４５℃より低温で
は、溶媒が凝固することがあり、安定した電解酸化重合
を行なうことができなくなる。低温に維持するほど冷凍
機等のランニングコストが高（なるので、好ましくは０
℃以下、−２５℃以上で電解酸化重合を行なう。

かかる温度範囲においても、誘電体酸化皮膜を形成した
皮膜形成性金属を陽極とし、外部陰極との間に電解を行
なっても誘電体酸化皮膜が絶縁性であるため電流が流れ
にくく、均一な導電性高分子膜は形成しない。電解酸化
重合を行なうにあたり、電解酸化電圧を誘電体酸化皮膜
形成時の化成電圧より高（設定する必要がある。このよ
うに電解温度および電解酸化電圧を調整することにより
均一な導電性高分子膜の形成が可能となる。

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７ラン、ポリアニリンを用い、導電性高分子の安定
性の面からポリピロールが好ましい 本発明の電解酸化重合に用いられる支持電解質は、陰イ
オンがヘキサ７０ロリン、ヘキサ７０ロヒ素、テトラ７
０ロホウ素などのハロゲン化物アニオン、ヨウ素、臭素
、塩素などのハロゲンアニオン、過ａｉｍアニオン、ベ
ンゼンスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸、アルキルベ
ンゼンスルホンイオンがリチウム、カリウム、ナトリウ
ムなどのアルカリ金属カチオン、アンモニウム、テトラ
アルキルアンモニウムなどの４級アンモニウムカチオン
である。化合物としては、ＬｉＰＦいＫｌ、ＬｉＡｓＦ
６、ＬｉＣｌ０．、ＬｉＢＦ４、Ｎ　ａ　Ｐ　Ｆ　ａ　
。

ＮａＣｌ０１、）ルエンスルホン酸ナトリウム、トルエ
ンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、ジメチルアン
モニウムメタベンゼンジスルホン酸などが挙げられる。

このようにして導電性高分子を形成した素子を、フロイ
グルカーボンに浸漬して表面にカーボン層を形成する。

更にその上に導電性ペーストにより導電性塗膜を形成し
、その一部に陰極引出し用のリード線を接続する。導電
性ベースＦとしては銀ペースト、銅ペースト、アルミペ
ーストなどが使用できる。以上のように構成されたコン
デンサ素子に、樹脂モールドまたは樹脂ケース、金属ケ
ースに密封するなどの外装を施すことにより、固体電解
コンデンサを得る。

（作　　用） 本発明の方法により製造した導電性高分子を固体電解質
とするコンデンサは、従来知られている方法により製造
した固体電解コンデンサに比べ、電気的特性が優れてい
る。これは均一な導電性高分子膜が形成され固体電解質
となっているためである。

（実施例） １１Ｌ １０Ｖの化成電圧で誘電体酸化皮膜を形成させた厚さ７
５μｍ１幅２ＩＩＩ１１の高純度アルミニウム箔に超音
波溶接により陽極リードを取り付けて陽極箔とした。こ
の陽極箔を、ビロールモノマー０゜２論ｏ１／ｉ’　　
及び支持電解質としてジメチルアンモニウムメタベンゼ
ンジスルホン酸０．ｌｌ０ｏ１／１　を含むアセトニト
リル溶液中に浸漬し、冷８磯に上り液温を一２３℃に設
定した。前記陽極箔を陽極とし、外部に設けた陰極との
間に１６Ｖの電圧を印加したところ、誘電体酸化皮膜上
にビロールの電解重合膜が形成した。この素子を再化成
により酸化皮膜の修復を行なった後、フロイダルカーボ
ンに浸漬してカーボン層を形成し、更に銀ペーストを塗
布して導電性塗膜を形成し、その一部から陰極を取り出
した。この素子をケースに収納し、エボ斗シ樹脂で密封
して、固体電解コンデンサを完成した。得られたコンデ
ンサの初期特性を第１表に示す。

実施例２ 電解液の液温をＯ℃に設定した以外は実施例１に準じて
コンデンサを完成した。完成したコンデンサの初期特性
を第１表に示す。

塩層ＩＬ 電解液の液温を１５℃に設定した以外は実施例１に準じ
た。ポリピロールは誘電体酸化皮膜上に部分的にしか生
成せず、コンデンサを完成することができなかった。

比較例２ 陽極箔と外部に設けた陰極との間に印加する電圧を９．
５ｖとした以外は実施例１に準じた。電解を行なっても
ポリピロールは生成しなかった。

［発明の効果１ 本発明の製造方法によると、従来不可能あるいは極めて
困難であった誘電体酸化皮膜上への導電性高分子膜の形
成を、均一かつ、容易に形成することができるので、特
性の優れた固体電解コンデンサを製造することができる
。

特許出願人　マルコン電子株式会社 特許出願人　日本カーリッＦ株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）皮膜形成性金属表面に化成処理により誘電体酸化
   皮膜を形成し、前記誘電体酸化皮膜上に電解酸化重合に
   よる導電性高分子膜層を形成する固体電解コンデンサの
   製造方法において、導電性高分子モノマーおよび支持電
   解質を含む電解液の液温を１０℃以下、−４５℃以上に
   保ち、電解酸化重合の酸化電圧を誘電体酸化皮膜形成時
   の化成電圧より高く設定して電解酸化重合を行ない、導
   電性高分子膜層を形成することを特徴とする固体電解コ
   ンデンサの製造方法。
2. （２）電解液の液温を０℃以下、−２５℃以上に保ち、
   電解酸化重合することを特徴とする請求項（１）記載の
   固体電解コンデンサの製造方法。