JPH02207518A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
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- JPH02207518A JPH02207518A JP1026605A JP2660589A JPH02207518A JP H02207518 A JPH02207518 A JP H02207518A JP 1026605 A JP1026605 A JP 1026605A JP 2660589 A JP2660589 A JP 2660589A JP H02207518 A JPH02207518 A JP H02207518A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は固体電解コンデンサ、特に、固体電解質として
導電性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサに関す
るものである。
導電性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサに関す
るものである。
［従来の技術］
近年、電子機器の小型化、軽量化に伴って、高周波数領
域におけるインピーダンスが低（、小型で大容量のコン
デンサが要求されるようになってきた。
域におけるインピーダンスが低（、小型で大容量のコン
デンサが要求されるようになってきた。
このような高周波用のコンデンサとしては従来、マイカ
コンデンサ、フィルムコンデンサ、セラミックコンデン
サなどが使用されているが、これらのコンデンサはいず
れも大容量化に適したものではない。
コンデンサ、フィルムコンデンサ、セラミックコンデン
サなどが使用されているが、これらのコンデンサはいず
れも大容量化に適したものではない。
一方、小型で大容量のコンデンサとしては、アルミニウ
ム電解コンデンサやタンタルコンデンサなどがある。
ム電解コンデンサやタンタルコンデンサなどがある。
アルミニウム電解コンデンサは低コストで大容量のもの
が得られるという利点はあるが、電解液を用いているた
めに経時的に電解液が蒸発することによる容量劣化があ
り、また高周波特性が悪いなど欠点があった。
が得られるという利点はあるが、電解液を用いているた
めに経時的に電解液が蒸発することによる容量劣化があ
り、また高周波特性が悪いなど欠点があった。
一方、タンタル固体電解コンデンサは、電解質として固
体の二酸化マンガンなどを用いることによって容量劣化
などアルミニウム電解コンデンサの欠点を克服している
。しかしながら、この固体電解質は硝酸マンガン水溶液
を弁作用金属体に含浸・付着させた後、３５０℃前後で
硝酸マンガンを熱分解して形成され、二酸化マンガンの
付着量を増加させるために通常数回ないし士数回の含浸
・熱分解の工程を繰り返す必要があるため、熱分解時に
誘電体としての酸化皮膜の損傷が発生したり、あるいは
二酸化マンガン皮膜の補修能力が低いなどの欠点があっ
た。
体の二酸化マンガンなどを用いることによって容量劣化
などアルミニウム電解コンデンサの欠点を克服している
。しかしながら、この固体電解質は硝酸マンガン水溶液
を弁作用金属体に含浸・付着させた後、３５０℃前後で
硝酸マンガンを熱分解して形成され、二酸化マンガンの
付着量を増加させるために通常数回ないし士数回の含浸
・熱分解の工程を繰り返す必要があるため、熱分解時に
誘電体としての酸化皮膜の損傷が発生したり、あるいは
二酸化マンガン皮膜の補修能力が低いなどの欠点があっ
た。
そこでこれらの欠点を解消するため、特開昭５８−１７
６０９号公報などに、誘電体酸化皮膜の補修性が優れ、
かつ導電性の良好な有機固体電解質として、７，７，８
．８テトラシアノキノジメタン錯塩（以下、ＴＣＮＱＣ
Ｎ上略称する）を用いたものが提案されている。この特
開昭５８−１７６０９号公報には、Ｎの位置なアルキル
基で置換したインキノリンとＴＣＮＱとよりなるＴＣＮ
ＱＣＮ上加熱、溶融してコンデンサ素子に含浸し、この
ＴＣＮＱＣＮ上分解する前に冷却・固化して固体電解質
層を形成したものが開示されている。
６０９号公報などに、誘電体酸化皮膜の補修性が優れ、
かつ導電性の良好な有機固体電解質として、７，７，８
．８テトラシアノキノジメタン錯塩（以下、ＴＣＮＱＣ
Ｎ上略称する）を用いたものが提案されている。この特
開昭５８−１７６０９号公報には、Ｎの位置なアルキル
基で置換したインキノリンとＴＣＮＱとよりなるＴＣＮ
ＱＣＮ上加熱、溶融してコンデンサ素子に含浸し、この
ＴＣＮＱＣＮ上分解する前に冷却・固化して固体電解質
層を形成したものが開示されている。
又、ビロールやチオフェン等の複素五員環化合物の重合
物を固体電解質として用いることも提案されている。（
特開昭６３−１０２３０９号公報参照） ［発明の解決しようとする課題］ しかしながら、このようなＴ ＣＮ Ｑ錯塩を用いた固
体電解コンデンサにおいては、前記含浸後の冷却・固化
の際、ＴＣＮＱＣＮ上結晶化して誘導体酸化皮膜に充分
密着しないため、初期の静電容量が得られないという問
題点があったまた、ポリピロールやポリチオフェン等の
導電性高分子化合物を固体電解質として用いた固体電解
コンデンサは、静電容量の達成率および高周波特性はＴ
ＣＮＱＣＮ上りも優れており、また耐熱性も優れている
ものの、前記導電性高分子化合物の誘電体酸化皮膜の補
修能力が劣るために漏れ電流が多いという欠点を有して
いた。
物を固体電解質として用いることも提案されている。（
特開昭６３−１０２３０９号公報参照） ［発明の解決しようとする課題］ しかしながら、このようなＴ ＣＮ Ｑ錯塩を用いた固
体電解コンデンサにおいては、前記含浸後の冷却・固化
の際、ＴＣＮＱＣＮ上結晶化して誘導体酸化皮膜に充分
密着しないため、初期の静電容量が得られないという問
題点があったまた、ポリピロールやポリチオフェン等の
導電性高分子化合物を固体電解質として用いた固体電解
コンデンサは、静電容量の達成率および高周波特性はＴ
ＣＮＱＣＮ上りも優れており、また耐熱性も優れている
ものの、前記導電性高分子化合物の誘電体酸化皮膜の補
修能力が劣るために漏れ電流が多いという欠点を有して
いた。
［課題を解決するための手段］
本発明は前記の問題点を解決して、導電性高分子化合物
を固体電解質として用いるコンデンサにおいて、コンデ
ンサ内部に１０μｇから５００μｇの水を存在させるこ
とにより、もれ電流の少ない固体電解コンデンサを提供
することを目的としている。
を固体電解質として用いるコンデンサにおいて、コンデ
ンサ内部に１０μｇから５００μｇの水を存在させるこ
とにより、もれ電流の少ない固体電解コンデンサを提供
することを目的としている。
本発明は、導電性高分子化合物を固体電解質として用い
た場合に問題となる漏れ電流を低減すべく鋭意検討した
結果、コンデンサ内に微量の水を存在させると、漏れ電
流を著しく低減できることを見いだしたことに基づいて
いる。導電性高分子化合物の形成方法としては公知の電
解重合法や化学重合法を適宜用いることができる。すな
わち、電解重合法では、高分子化合物の単量体を溶解し
た電解液に、ドーパントとなるアニオンを溶解し、誘電
体酸化皮膜を形成した陽極箔をアノードとして電解する
ことにより導電性高分子化合物を形成することができる
。
た場合に問題となる漏れ電流を低減すべく鋭意検討した
結果、コンデンサ内に微量の水を存在させると、漏れ電
流を著しく低減できることを見いだしたことに基づいて
いる。導電性高分子化合物の形成方法としては公知の電
解重合法や化学重合法を適宜用いることができる。すな
わち、電解重合法では、高分子化合物の単量体を溶解し
た電解液に、ドーパントとなるアニオンを溶解し、誘電
体酸化皮膜を形成した陽極箔をアノードとして電解する
ことにより導電性高分子化合物を形成することができる
。
化学重合法では、例えば高分子化合物の単量体を誘電体
酸化皮膜に含浸した後、酸化剤とドーパントを含む溶液
中に浸漬することで誘電体酸化皮膜上に導電性高分子化
合物を形成することができる。
酸化皮膜に含浸した後、酸化剤とドーパントを含む溶液
中に浸漬することで誘電体酸化皮膜上に導電性高分子化
合物を形成することができる。
本発明に用いる導電性高分子化合物としては、重合の容
易さ、安定さからポリピロール、ポリチオフェノンまた
はそれらの誘導体が好ましい。
易さ、安定さからポリピロール、ポリチオフェノンまた
はそれらの誘導体が好ましい。
コンデンサ内に水分を共存させる方法としては、例えば
、導電性高分子化合物を水溶液中で形成した場合にその
後の乾燥条件を制御して微量の水分を含有させた状態で
ケースに入れ封口する方法や、十分に乾燥させた後にケ
ースに所定量の水を添加し封口する方法や、ポリビニル
アルコールやポリエチレングリコール等の吸水性高分子
化合物や他の吸水性または保湿性化合物をケース内に共
存させることで行うこと等があげられるが、本発明はこ
の方法に限定されるものではない。
、導電性高分子化合物を水溶液中で形成した場合にその
後の乾燥条件を制御して微量の水分を含有させた状態で
ケースに入れ封口する方法や、十分に乾燥させた後にケ
ースに所定量の水を添加し封口する方法や、ポリビニル
アルコールやポリエチレングリコール等の吸水性高分子
化合物や他の吸水性または保湿性化合物をケース内に共
存させることで行うこと等があげられるが、本発明はこ
の方法に限定されるものではない。
共存させる水の量としては、１０μｇから５００μｇが
好ましく、さらに好ましくは１０μｇから３００ＬＬｇ
の範囲である。共存させる水の量がこの値以下では漏れ
電流の低減効果が十分でなく、一方この値以上では導電
性高分子化合物の伝導度が低下してコンデンサ特性が低
下してしまう。
好ましく、さらに好ましくは１０μｇから３００ＬＬｇ
の範囲である。共存させる水の量がこの値以下では漏れ
電流の低減効果が十分でなく、一方この値以上では導電
性高分子化合物の伝導度が低下してコンデンサ特性が低
下してしまう。
［作用］
本発明において、共存させた水の作用機構は必ずしも明
確ではないが、電圧印加時に漏れ電流が発生している箇
所においては、誘電体酸化皮膜が損傷し金属面が露出し
ているものと考えられる。その際水分がその箇所に存在
すれば、露出している金属面は電気化学的に酸化され水
分子と反応して強固な酸化皮膜が形成されるものと考え
られる。
確ではないが、電圧印加時に漏れ電流が発生している箇
所においては、誘電体酸化皮膜が損傷し金属面が露出し
ているものと考えられる。その際水分がその箇所に存在
すれば、露出している金属面は電気化学的に酸化され水
分子と反応して強固な酸化皮膜が形成されるものと考え
られる。
また、水分が多すぎると、導電性高分子化合物と反応し
て、導電性高分子化合物内に存在する炭素−炭素の二重
結合にプロトンが付加したり、あるいは脱ドープ反応等
が起きて導電性高分子化合物の伝導度が低下し、コンデ
ンサ特性が劣化するものと考えられる。
て、導電性高分子化合物内に存在する炭素−炭素の二重
結合にプロトンが付加したり、あるいは脱ドープ反応等
が起きて導電性高分子化合物の伝導度が低下し、コンデ
ンサ特性が劣化するものと考えられる。
以下実施例をもって本発明を説明する。
［実施例］
比較例１
捲回型アルミニウム電解コンデンサ素子（定格容量５μ
Ｆ、定格電圧２５ｖ）を、ビロール５０部、エタノール
５０部よりなる溶液に浸漬して５分間静置した。次に、
コンデンサ素子を溶液中から取り出して、過硫酸アンモ
ニウム２０重量％とトルエンスルホン酸１０重量％を含
む０℃に保った水溶液に３０分間浸漬して、ビロールを
コンデンサ素子表面で重合させた。反応終了後、未反応
の酸化剤と過剰の酸を水洗によって除去し、１２０℃で
１時間真空乾燥した。得られたコンデンサ素子をアルミ
ニウムケースに収容し、樹脂で封口して固体電解コンデ
ンサを作製した。この固体電解コンデンサに１２５℃で
定格電圧を１時間印加してエージングを行った後の特性
を第１表に示した。
Ｆ、定格電圧２５ｖ）を、ビロール５０部、エタノール
５０部よりなる溶液に浸漬して５分間静置した。次に、
コンデンサ素子を溶液中から取り出して、過硫酸アンモ
ニウム２０重量％とトルエンスルホン酸１０重量％を含
む０℃に保った水溶液に３０分間浸漬して、ビロールを
コンデンサ素子表面で重合させた。反応終了後、未反応
の酸化剤と過剰の酸を水洗によって除去し、１２０℃で
１時間真空乾燥した。得られたコンデンサ素子をアルミ
ニウムケースに収容し、樹脂で封口して固体電解コンデ
ンサを作製した。この固体電解コンデンサに１２５℃で
定格電圧を１時間印加してエージングを行った後の特性
を第１表に示した。
このコンデンサを高純度窒素雰囲気中で解体してカール
フィシャー法により水分を測定した結果、水分は５μｇ
であった。
フィシャー法により水分を測定した結果、水分は５μｇ
であった。
比較例２
比較例１と同様の方法でコンデンサ素子にビロールを重
合し、よ（水洗した後、１２０℃で１時間真空乾燥した
。その後高純度窒素雰囲気中でアルミケース内水をに７
００μｇ注入し比較例１と同様に封口して固体電解コン
デンサを作成し、エージングを行った後の特性を第１表
に示した。なおコンデンサ中の水の量は７１０μｇであ
った。
合し、よ（水洗した後、１２０℃で１時間真空乾燥した
。その後高純度窒素雰囲気中でアルミケース内水をに７
００μｇ注入し比較例１と同様に封口して固体電解コン
デンサを作成し、エージングを行った後の特性を第１表
に示した。なおコンデンサ中の水の量は７１０μｇであ
った。
実施例１
比較例１と同様の方法でコンデンサ素子にビロールを重
合し、よく水洗した後、６０℃で１時間真空乾燥した。
合し、よく水洗した後、６０℃で１時間真空乾燥した。
その後比較例１と同様に封口して固体電解コンデンサを
作成し、エージングを行った後の特性を第１表に示した
。なおコンデンサ中の水の量は１５０μｇであった。
作成し、エージングを行った後の特性を第１表に示した
。なおコンデンサ中の水の量は１５０μｇであった。
実施例２
比較例１と同様の方法でコンデンサ素子にビロールを重
合し、よく水洗した後、１２０℃で１時間真空乾燥した
。その後高純度窒素雰囲気中でアルミケース内に水を５
０μｇ注入し比較例１と同様に封口して固体電解コンデ
ンサを作成し、エージングを行った後の特性を第１表に
示した。なおコンデンサ中の水の量は５４μｇであった
。
合し、よく水洗した後、１２０℃で１時間真空乾燥した
。その後高純度窒素雰囲気中でアルミケース内に水を５
０μｇ注入し比較例１と同様に封口して固体電解コンデ
ンサを作成し、エージングを行った後の特性を第１表に
示した。なおコンデンサ中の水の量は５４μｇであった
。
実施例３
比較例１と同様の方法でコンデンサ素子にビロールを重
合し、よく水洗した後、ポリエチレングリコール（分子
量２００００）の２０ｗｔ％水溶液に浸漬し、その後１
１０℃で１時間真空乾燥した。その後比較例１と同様に
封口して固体電解コンデンサを作成し、エージングを行
った後の特性を第１表に示した。なおコンデンサ中の水
の量は１８０μｇであった。
合し、よく水洗した後、ポリエチレングリコール（分子
量２００００）の２０ｗｔ％水溶液に浸漬し、その後１
１０℃で１時間真空乾燥した。その後比較例１と同様に
封口して固体電解コンデンサを作成し、エージングを行
った後の特性を第１表に示した。なおコンデンサ中の水
の量は１８０μｇであった。
実施例４
比較例１と同様の方法でコンデンサ素子にビロールを重
合し、よく水洗した後、ポリビニルアルコール（分子量
１６０００）の１０ｗｔ％水溶液に浸漬し、その後１１
０℃で１時間真空乾燥した。
合し、よく水洗した後、ポリビニルアルコール（分子量
１６０００）の１０ｗｔ％水溶液に浸漬し、その後１１
０℃で１時間真空乾燥した。
その後比較例１と同様に封口して固体電解コンデンサを
作成し、エージングを行った後の特性を第１表に示した
。なおコンデンサ中の水の量は２５０μｇであった。
作成し、エージングを行った後の特性を第１表に示した
。なおコンデンサ中の水の量は２５０μｇであった。
第１表
［発明の効果］
前述のように、導電性高分子化合物を固体電解質として
用いた固体電解コンデンサは、静電容量の達成率及び高
周波特性はＴＣＮＱ鎖塩よりも優れており、また耐熱性
も優れているものの、誘電体酸化皮膜の補修能力が劣る
ために漏れ電流が多いという欠点があった。本発明によ
り漏れ電流の非常に少ない導電性高分子化合物を固体電
解質として用いた固体電解コンデンサを提供できる。
用いた固体電解コンデンサは、静電容量の達成率及び高
周波特性はＴＣＮＱ鎖塩よりも優れており、また耐熱性
も優れているものの、誘電体酸化皮膜の補修能力が劣る
ために漏れ電流が多いという欠点があった。本発明によ
り漏れ電流の非常に少ない導電性高分子化合物を固体電
解質として用いた固体電解コンデンサを提供できる。
Claims (2)
- （１）誘電体酸化皮膜上に固体電解質として導電性高分
子化合物層を形成し、それをケース、樹脂モールド等で
封口してなる固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ
内に１０μｇから５００μｇの水を存在させたことを特
徴とする固体電解コンデンサ。 - （２）前記導電性高分子化合物が、ポリピロールからな
る請求項１記載の固体電解コンデン サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026605A JPH02207518A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026605A JPH02207518A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 固体電解コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02207518A true JPH02207518A (ja) | 1990-08-17 |
Family
ID=12198139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1026605A Pending JPH02207518A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02207518A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08186062A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Nec Corp | 耐熱性導電性高分子並びにその導電性高分子を用いた固 体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| JP2001284189A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサとその製造方法 |
| JP2009246288A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ |
| EP2525376A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | Kemet Electronics Corporation | Utilization of moisture in hermetically sealed solid electrolytic capacitor and capacitors made thereof |
| JP2013539227A (ja) * | 2010-10-01 | 2013-10-17 | ヘレウス プレシャス メタルズ ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 固体電解質としてのｐｅｄｏｔ／ｐｓｓを含むコンデンサにおける電気的パラメータをポリアルキレングリコールによって改善する方法 |
| US9508491B2 (en) | 2010-10-01 | 2016-11-29 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Method for improving electrical parameters in capacitors comprising PEDOT/PSS as a solid electrolyte through a polyalkylene glycol |
| JP2018206868A (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 株式会社トーキン | 固体電解コンデンサ、および、その製造方法 |
-
1989
- 1989-02-07 JP JP1026605A patent/JPH02207518A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| USRE47373E1 (en) | 2011-05-20 | 2019-04-30 | Kemet Electronics Corporation | Utilization of moisture in hermetically sealed solid electrolytic capacitors and capacitors made thereof |
| JP2018206868A (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 株式会社トーキン | 固体電解コンデンサ、および、その製造方法 |
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