JPH02235321A - 固体電解コンデンサとその製造方法 - 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】

［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
導電性高公子化合物を用いた漏れ電流の少ない固体電解
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く，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． 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。 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。 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・付看させた後、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，ＴＣＮ
Ｑ錯塩と略称する）を用いたものが提案されている。こ
こには、Ｎの位置をアルキル基で置換したイソキノリン
とＴＣＮＱとよりなるＴＣＮＱ錯塩を加熱、溶融してコ
ンデンサ素子に含漫後、冷却・固化することにより固体
電解質層を形成したものが開示されている。 またビロール，チオフェン等の複素五員環化合物の重合
体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６０−３７１１４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ＴＣＮＱ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
、ＴＣＮＱ錯塩が結晶化して誘導体酸化皮膜に充分密着
しないため，所期の静電容量が得られないという問題点
があった。 また、ポリビロールやポリチ才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
、耐熱性や高周波特性がＴＣＮＱｊＩＩ塩よりも優れて
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するためになされたもの
であり、固体電解質として導電性高分子化合物を用いた
コンデンサにおいて、非イオン系界面活性剤の添加され
た溶液中で誘電体上に導電性高分子化合物を形成せしめ
ることにより漏れ電流の小さなコンデンサを提供するに
ある。 導電性高分子化合物の誘電体上への形成方法としては公
知の化学重合法や電解重合法が使用できる。化学重合法
では、導電性高分子化合物の単量体を誘電体酸化皮膜に
含浸後、その誘電体酸化皮膜をドーパントとなるアニオ
ンと酸化剤と非イオン系界面活性剤を含む溶液に浸漬す
ることで誘電体酸化皮膜上に導電性高分子化合物が形成
できる。また、あらかじめ誘電体酸化皮膜に酸化剤とド
ーパントとなるアニオンを含む溶液な含浸後、その誘電
体酸化皮膜を導電性高分子化合物の単量体と非イオン系
界面活性剤を含む溶液に浸漬してもよい。電解重合法で
は導電性高分子化合物の単量体を溶解した電解液に、ド
ーバントとなるアニオンと非イオン系界面活性剤を溶解
し、誘電体酸化皮膜が形成された陽極箔をアノードとし
て電解することにより、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。 本発明に用いられる導電性高分子化合物としては、重合
の容易さ．安定性．電導度からポリビロール，ポリチオ
フエンまたはそれらの誘導体が好ましい。 導電性高分子化合物は、誘電体酸化皮膜上に重合により
形成するが、誘電体酸化皮膜は数十Ａ〜数千人と薄いた
め損傷しやすく、そのため導電性高分子化合物を用いた
コンデンサは漏れ電流が多いという欠点があった。 重合液に界面活性剤を添加すると、陽極箔に良く密看し
た平滑な導電性高分子が得られる．この作用機構は必ず
しも明確ではないが、界面活性剤は高分子の成長点に吸
着し、局部的な異常成長を抑制するため，平滑な高分子
となると思われる。 このような平滑な高分子は、誘電体酸化皮膜を損傷する
ことも少な《、陽極箔の微細な凹凸内部にまで成長する
ため、コンデンサとした場合に、漏れ電流が少なく、容
量の高いものが得られるものと思われる。 界面活性剤としては陰イオン界面活性剤や陽イオン界面
活性剤の対イオンは、導電性高分子化合物にドーバント
アニオンとして取り込まれ、その電導度に大きな影響を
及ぼす。このため界面活性剤としては導電性高分子化合
物の電導度に影響しにくい非イオン系界面活性剤を用い
るのが好ましい。特に重合に用いる溶媒である水，アセ
トニトリル．メタノール等への溶解性を示すものが好ま
し《、具体的な例としてはポリエチレングリコール，ポ
リエチレングリコールアルキルエーテル．ポリエチレン
グリコール脂肪酸エステル．脂肪酸モノグリセリド等が
挙げられる。 これら界面活性剤の使用量は、厳密には重合に用いる溶
媒によって決定されるが、一般には０．Ｏｌ〜５０重量
％．好ましくは０．１〜３０重量％程度を採用するのが
適当である。 ［実施例Ｊ 実施例ｌ 捲回型アルミニウム電解コンデンサ素子（定格２．２μ
Ｆ，２５Ｖ）にビロールモノマーを真空含浸した。次に
この素子を過硫酸アンモニウム５重量％、ナフタレンス
ルホン酸５重量％、ナフチルリン酸５重量％ポリエチレ
ングリコール５重量％を含む水溶液にＯ℃で１時間浸漬
してビロールをコンデンサ素子の誘電体表面で重合させ
た。反応終了後未反応物を水洗除去し、窒素中で１００
℃１時間乾燥した。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、樹脂封ロして固体電解コンデンサ
とした。このコンデンサに１０５℃で３５Ｖ，　２時間
の電圧印加によるエージングを行った後の特性を第１表
に示す。 実施例２ 実施例１と同じコンデンサ素子にピロールモノマーを真
空含浸した。次にこの素子を過硫酸アンモニウムｌＯ重
量％、トルエン．スルホン酸５重量％、ナフチルリン酸
５重量％、ポリエチレングリコールモノオレイルエーテ
ルｌＯ重量％を含む水溶液に０℃で１時間浸漬してビロ
ールをコンデンサ素子の誘電体表面で重合させた。この
コンデンサ素子を実施例ｌと同様に処理して固体電解コ
ンデンサを作製し、同様にエージングを行っ′た後の特
性を第１表に示す．実施例３ 実施例ｌと同じコンデンサ素子を用いビロール７重置％
、ナフタレンスルホン酸８重量％、ポリエチレングリコ
ールモノラウリルエーテルｌＯ重量％を含む水溶液中に
コンデンサ素子を浸漬し、陽極と陰極の間に０．　２Ｉ
Ｉ＋Ａの電流を１時間流した。反応終了後コンデンサ素
子を水洗し、アジビン酸化成液で再化成をして固体電解
コンデンサを作製した。得られたコンデンサの特性を第
１表に示す。 実施例４ 実施例１と同じコンデンサ素子を用いビロール７重量％
、トルエンスルホン酸８重量％、ポリエチレングリコー
ルモノステアレート３重量％を含も水溶液中にコンデン
サ素子を浸漬し、陽極と陰極の間に０．　１ｍＡの電流
を２時間流した。反応終了後コンデンサ素子を水洗し、
アジビン酸化成液で再化成をして固体電解コンデンサを
作製した。得られたコンデンサの特性を第１表に示す． 比較例ｌ 実施例１と同じコンデンサ素子を用いビロール７重量％
、ベンゼンスルホン酸ｌＯ重量％を含む水溶液中にコン
デンサ素子を浸漬し、陽極と陰極の間に０．　１ｍＡの
電流を２時間流した．反応終了後コンデンサ素子を水洗
し、アジピン酸化成液で再化成をして固体電解コンデン
サを作製した．得られたコンデンサの特性を第１表に示
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
いたコンデンサは，耐熱性や高周波特性において優れて
いるものの漏れ電流が高いという欠点があった。 本発明のように非イオン界面活性剤の添加された重合液
中で誘電体上に形成せしめた導電性高分子化合物を固体
電解質として用いれば、その導電性高分子は平滑でかつ
誘電体に良好に密着するため，漏れ電流が非常に低く容
量の高いコンデンサを提供することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体酸化皮膜上に導電性高分子化合物よりなる
   固体電解質層を形成した固体電解コンデンサにおいて、
   前記導電性高分子化合物 が、非イオン系界面活性剤が加えられた溶液中で誘電体
   皮膜上に形成されたものであることを特徴とする固体電
   解コンデンサ。
2. （２）導電性高分子化合物がポリピロール，ポリチオフ
   ェンまたはそれらの誘導体である請求項（１）記載の固
   体電解コンデンサ。
3. （３）非イオン系界面活性剤が、ポリエチレングリコー
   ル，ポリエチレングリコールアルキルエーテル，ポリエ
   チレングリコール脂肪酸エステル，脂肪酸モノグリセリ
   ドである請求項（１）記載の固体電解コンデンサ。