JPH02260516A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - 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、導電性高分子であるピロールを固体電解質と
して使用する固体電解コンデンサに関し、さらに詳しく
は、化学的重合の後および／または電解重合法によって
陽極箔上にポリピロールの電解重合膜を形成させた後に
、特定の溶質を含有する化成液中で化成処理を行うこと
により製造される固体電解コンデンサに関する。

［従来の技術］ 電解コンデンサは、小形、大容量、安価で整流出力の平
滑化等に優れた特性を示し、各種電気・電子機器の重要
な構成要素の１つである。一般に電解コンデンサには電
解液式と固体式とがあり、前者が、陽極と陰極との間に
電解液を介在させるのに対し、後者は、二酸化マンガン
、二酸化鉛、テトラシアノキノジメタン錯塩またはポリ
ピロールのような導電性の酸化物または有機物を固体電
解質として介在させる。電解液式の電解コンデンサは、
液状の電解質を使用するイオン伝導によるため、高周波
領域において著しく抵抗が増大しインピーダンスが増大
する。したがって、高周波特性の点では、固体電解コン
デンサの方が格段に優れている。

固体電解コンデンサに用いる固体電解質としては、固体
電解質自体の導電性や安定性、並びに用いる固体電解質
の性質によって規定される電解コンデンサの静電容量（
Ｃａｐ）、誘電正接（ｔａｎδ）、漏れ電流（ＬＣ）、
等個直列抵抗（ＥＳＲ）等の指標から、ポリピロールが
最も優れていると考えられる。

ポリピロールを固体電解質として用いる固体電解コンデ
ンサは、例えば、特開昭６３−１７３３１３号に記載さ
れている。一般に、この種の固体電解コンデンサを製造
する際は、化学的重合および電解重合により陽極箔上に
ポリピロールの薄膜を形成し、その後この表面に銀ペー
ストのような導電ペーストを用いて端子を接着して対極
リードを取出し、エポキシ樹脂等で外装してコンデンサ
製品を作製する。

化学的重合および電解重合により陽極箔上にポリピロー
ルの薄膜を形成する工程は比較的一定の条件を要求され
るため、この工程を改良してより優れた電解コンデンサ
を製造することは容易ではない、しかしながら、電解重
合によりポリピロールの電解重合膜を形成させた後に所
定の付加工程を行うことにより、誘電体たるポリピロー
ルに更に良好な特性を付与する手段は想定することがで
きる。

この可能性について検討を続けた結果、化学的重合の後
および／またはポリピロールの電解重合膜を形成させた
後に、特定の溶質を含有する化成液中で化成処理を行え
ば、ポリピロール固体電解コンデンサの漏れ電流を低下
させ、使用電圧を拡大させ得ることを突き止めて本発明
を完成させるに至った。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、ポリピロールの化学的重合の後および／また
は電解重合膜を形成させた後に、特定の溶質を含有する
化成液中で化成処理を行うことにより、ポリピロール固
体電解コンデンサの漏れ電流を低下させ、使用電圧を拡
大させ得る固体電解コンデンサの製造方法およびそれに
よって得られる固体電解コンデンサを提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、固体電解コンデンサを製造するに際し
、電解酸化による表面酸化被膜を有する化成箔たる陽極
箔を用い、これに酸化剤溶液を含浸してビロール蒸気中
に放置することによりピロールの化学的重合を行い、電
解重合用溶液に浸漬して電解重合を行ってポリピロール
の電解重合膜を形成させ、導電ペーストのような手段に
より陰極を取り出して素子化した後に樹脂で外装し、必
要に応じて再化成を行い、封止して製品化することから
なり、化学的重合および／まなは電解重合の後に、リン
酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウム並びにホウ酸
よりなる群から選択される溶質を溶解しな化成液中で化
成処理を行うことを特徴とする固体電解コンデンサの製
造方法が提供される。

更に本発明によれば、前記した方法によって製造された
固体電解コンデンサが提供される。

電解酸化による表面酸化被膜を有する陽極箔は、通常は
表面を電解酸化によって酸化被膜誘電体に変えて化成し
たアルミニウムフィルムとし、集電陰極箔は、通常は未
化成アルミニウムフィルムとする。陽極箔をリード付き
化成箔とすれば好適である。

酸化剤を（ＮＨ４）　２３２０ａ　、ＦｅＣｌ３並びに
Ｈ２Ｏ２よりなる群から選択すれば好適である。好まし
くは、５〜２５重量％の濃度で酸化剤を溶媒に溶解する
。溶媒は、水、エチレングリコール、ジメチルホルムア
ミド、並びにエタノールよりなる群から選択する。

酸化剤溶液を含浸した陽極箔を、０〜７０℃の温度で３
〜３０分間ビロール蒸気中に放置すれば好適である。

ピロールを５〜２０重量％の濃度で電解重合用溶媒に溶
解すれば好適である。

電解重合用支持電解質を０．０１〜２Ｍ／オのＢＳＴ／
ＡＮ（ただし、ＢＳＴ：ボロジサリチル酸トリエチルア
ミン塩またはトリエチルアンモニウムボロジサリチレー
ト、ＡＮニアセトニトリル）とすれば好適である。その
曲、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、１
．２−ジメトキシエタン等を電解重合用溶媒として使用
することができる。

０．１〜１０ｍＡの定電流で電解重合を行えば好適であ
る。

１〜３時間電解重合を行えば好適である。

導電ペーストとして、例えばカーボン、銀、銅を使用す
ることができる。

必要に応じて、素子化・して樹脂で外装した後に再化成
すれば好適であり、例えば、電圧５Ｖ〜ＳＯＶ、温度２
０℃〜１３０℃、時間３０分〜１８０分の処理条件とす
る。樹脂による外装は常法によるが、例えばエポキシを
使用することができる。

化成処理を行うに際し、リン酸アンモニウム、アジピン
酸アンモニウム並びにホウ酸より、なる群から選択され
る溶質の濃度を、好ましくは０．１％〜３０％とする。

化学的重合および／または電解重合の後に化成処理を行
うに際し、リン酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウ
ム並びにホウ酸よりなる群から選択される溶質を、好ま
しくは０．１重量％〜３０重量％の濃度で使用する。

化学的重合および／または電解重合の後に化成処理を行
うに際し、リン酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウ
ム並びにホウ酸よりなる群から選択される溶質と同様の
作用効果を奏する溶質として、例えば、マレイン酸、安
息香酸、フタル酸を使用することもできる。

化成液の溶媒として水、メタノール、γ−ブチロラクト
ン等を用い、リン酸アンモニウム、アジピン酸アンモニ
ウム並びにホウ酸よりなる群から選択される溶質以外に
マレイン酸、安息香酸、フタル酸を溶解させれば好適で
ある。

化成処理は、電圧５Ｖ〜１５０Ｖ、温度２０℃〜１００
℃で５〜６０分間行えば好適である。

［作用〕 ポリピロールを誘電体とする固体電解コンデンサを製造
するに際し、化学的重合および電解重合により＠極箔上
にポリピロールの薄膜を形成する工程の改良は比較的回
能であり、この工程の処理条件を変動させると得られる
電解コンデンサの性能が低下する恐れがある。

これに対し、化学的重合の後および／まなは電解重合に
よりポリピロールの電解重合膜を形成させた後に所定の
付加工程を行うことにより、電解質たるポリピロールに
更に良好な特性を付与する試みは従来あまりなされてお
らず、改良の余地が大きいと考えられる。

本発明にあっては、化学的重合の後および／まなはポリ
ピロールの電解重合膜を形成させた後に化成処理を行う
化成液が含有すべき溶質は、典型的には、リン酸アンモ
ニウム、アジピン酸アンモニウム並びにホウ酸よりなる
群から選択される。これらの溶質を含有する化成液中で
化成処理を行えば、陽極、陰極、誘電体被膜、固体電解
質からなる電気化学的系の総合的な安定性が向上し、ポ
リピロール固体電解コンデンサの漏れ電流の低下および
使用電圧の拡大に寄与するものと推定される。

［発明の効果］ 本発明によれば、化学的重合の後および／まなはポリピ
ロールの電解重合膜を形成させた後に、特定の溶質を含
有する化成液中で化成処理を行う固体電解コンデンサの
製造方法が提供され、これにより、ポリピロール固体電
解コンデンサの漏れ電流を低下させ、使用電圧を拡大さ
せることができる。

［実施例〕 以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。

艮立■ユ ５０ｖ、で化成した幅２．２　＋１ｆｌＸ長さ１０ｕの
リード付き化成箔に、酸化剤として （ＮＨａ　）　２Ｓｔ　Ｏａを１０％含有する水溶液を
含浸し、ビロール蒸気中に室温にて１０分間放置し、０
．１％のリン酸アンモニウム水溶液中にて８０〜９５℃
の温度とし５０ｖで１０分間化成処理を行い、次に０．
Ｉ　Ｍ／ｊのＢＳＴ／ＡＮ溶液（ただし、ＢＳＴ：ボロ
ジサリチル酸トリエチルアミン塩またはトリエチルアン
モニウムボロジサリチレート、ＡＮニアセトニトリル）
中で６０分間電解重合を行った。なお、電解重合は０．
５ＩＩＡの定電流法とした。その後、０．１％のリン酸
アンモニウム水溶液中にて８０〜９５℃の温度とじ３０
Ｖで１０分間更に化成処理を行い、導電ペーストにより
陰極を取り出した後、樹脂で外装し、８５℃の温度とし
て２０Ｖで２時間再化成を行った後に封止して製品化し
た。

比ｍ上 化成処理を行わない以外は実施例１と同様にして固体電
解コンデンサを製造した。

艮立皿ニ ア０Ｖ、で化成した化成箔を使用し、本発明による電解
重合後の化成処理の化成電圧を４０Ｖとする以外は実施
例１と同様にして固体電解コンデンサを製造した。

嵐鼠且ユ 化成処理を行わない以外は実施例２と同様にして固体電
解コンデンサを製造した。

実施例１および２、比較例１および２の製造条件および
製品特性をまとめると次の通りである。

１１乗豆 ｔｔｉ　　　　　　電１の　　　　　　■威　　　　　
定Ｉ電圧ｙエユＵ」ｌ旺Ｑｊｌ■Ｕ　遍」− 実創１５０ 比１１１１１　　　　５０　　　　　　３０ｕＲ２７０ 比１例２７０４０ ＊２０Ｖ２０Ｖショート 実側１ 比Ｉｌ！１１ 実施ｌｌＩ２ 比較例２ １．５１ １．５０ ０．９２ ０．９１ ０．００９ ０．００８ ０．００７ ０．００７ ０．５１ ０．０８ ０．４２ ０．１５

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固体電解コンデンサを製造するに際し、電解酸化
   による表面酸化被膜を有する化成箔たる陽極箔を用い、
   これに酸化剤溶液を含浸してピロール蒸気中に放置する
   ことによりピロールの化学的重合を行い、電解重合用溶
   液に浸漬して電解重合を行ってポリピロールの電解重合
   膜を形成させ、導電ペーストのような手段により陰極を
   取り出して素子化した後に樹脂で外装し、必要に応じて
   再化成を行い、封止して製品化することからなり、化学
   的重合および／または電解重合の後に、リン酸アンモニ
   ウム、アジピン酸アンモニウム並びにホウ酸よりなる群
   から選択される溶質を溶解した化成液中で化成処理を行
   うことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
2. （２）請求項１記載の方法によって製造された固体電解
   コンデンサ。