JPH02288217A - 固体電解コンデンサ - 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］ （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て用いた固
体電解コンデンサに関りる。

（従来の技術） 従来、Ｉ＄７ｆｉ性高分子膜を固体電解質として用いた
固体電解コンデンサに関するものとして、例えば特開昭
６３−１７３３１３＠公報記載の技術がある。

すなわち、アルミニウム又はタンタルの箔又は根に誘電
体酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜上に化学酸化重
合で例えばピロールなどの導電性高分子膜を形成し、こ
の導電性高分子膜上に電解重合で例えばビロールなどの
導電性高分子膜を形成し、これらの導電性高分子膜を固
体電解質として用いて固体電解コンデンサを作製する技
術である。なお、電解重合で１電性高分子膜を形成する
とき、化学重合により形成されている導電性高分子膜を
陽極とし、対極として電解液中に配した例えばステンレ
ス板などを使用している。

このようにして作製した導電性高分子膜を固体電解質と
して用いた固体電解コンデンサでは、使用する粗面化電
極箔又は粗面化電極板によって得られる静電容量が異な
り、製品設計上、基準が定まらないという問題森があっ
た。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、ビロールなどの導電性高分子膜を固
体電解質として用いた固体電解コンデンサでは、使用す
る粗面化電極箔によって１ｑられる静電容量が異なり、
基準が定まらないとい・う問題点があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ビロール
などの導電性高分子膜を固体電解質として使用ケる固体
電解コンデンサにおいて、これら導電性高分子膜を形成
するに適した粗面化電極箔又は粗面化電極板の条件を設
定し、静電容量の出現率を上げ、効率的イ５製品づくり
のできる固体電解コンデンサを提供しようとするもので
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明になる固体電解コンデンυは、粗面化された皮膜
形成金属に形成した誘電体酸化皮膜上に化学酸化重合及
び電解重合によりそれぞれ形成した導電性高分子膜を固
体電解質として用いる固体電解コンデンサにおいて、前
記誘電体酸化皮膜を形成した皮膜形成金属のビツト深さ
が１６μｍ以上であることを特徴とυるちのである。

（作　用） 本発明は、粗面化された皮膜形成金属に誘電体酸化皮膜
を形成し、この誘電体酸化皮膜上に化学酸化重合及び電
解重合によって形成したビロールなどの導電性高分子膜
を固体電解質として用いた固体電解コンデンサにａ３い
て、前記導電性高分子膜の形成と皮膜形成金属の粗面化
との関係に着目し、導電性高分子膜を形成するに適した
粗面化条件を見出したものである。

発明者らの実験によれば、皮膜形成金属を粗面化して得
たビットと静電容は出現率との関係は、前記ビットの形
状にはあまり関係せず、ビットの深さにかかわっており
、皮膜形成金属の表面及びビットの内面に導電性高分子
膜が形成されるのはビット深さが平均１６μｍまでであ
る。したがって、１６μｍ未満のビット深さでは、もっ
と導電性高分子膜を形成できるにもかかわらず、形成す
る面積がないことになり、換言すれば、粗面化によるビ
ットの形成が適切でないために不十分な導電性高分子膜
面積しか（ｑられないということである。

これは以下のように説明できる。すなわち、第１図に示
すように、皮膜形成金属１に粗面化によって設けられた
ビット２の中に当初入り込むビロール液の濃度は第２図
に示すようにビット２の深さに無関係で直線（Ａ＞のご
とく同一である。これを化学酸化重合によりごロール膜
３を形成するために酸化剤を入れると、前記ビロール液
との酸化反応は、まず皮膜形成金属１の表面及びビット
２の入口で生じ、この酸化反応によってビロールが消費
されるのでビロール濃度は低下し、この時点においては
ビット２が微細なため、液の対流がなく、ビロール濃度
は点線（Ｂ）のごとく入口付近で低く、深くなるほど高
くなるというａ度勾配を有する。そして、酸化反応によ
って消耗されたビロールを補うためにビット２の奥に存
在していたと［１−ルが入口付近に移動して次々に酸化
反応を行うので、ピット２奥に存在するピ［１−ル濃度
は希薄となって、酸化剤との反応を士じなくなるもので
ある。この時点にＪ５いては、ピット２内のピロル濃度
が希薄になって一点鎖線（Ｃ）のごとくなり導電性高分
子膜は形成されない。

上記のごとくしてビロール膜３が形成されるのはピッｌ
−２の深さが平均１６μｍの位置であり、１６μｍ未満
では面接利用が不十分であることは匍述のとおりである
。

（実施例） 厚さ９０μｍのアルミニウム箔を粗面化し種々の深さを
有するエツチド箔を得た。このアルミニウム箔に４９Ｖ
の化成処理を施して誘電体酸化皮膜を形成し、この静電
容ａｔ　（液測容Ｆｆ！＞を測定した。

次に、２ｍ０１ビ［１−ル／エタノール溶液に５分間浸
泊した後、更にＱ、５ｍｏｌ過硫酸アンモニウム水溶液
に５分間浸漬して化学酸化重合によりポリピロール膜を
形成し、更にその上にビロールモノマー１ｍ０１及び支
持電解質としてパラトルエンスルホン酸ブトリウム１ｍ
。

を含むアセトニトリル溶液中に浸漬し、化学酸化重合し
た前記ビロール膜を陽極とし、外部陰極との間に定電流
電解重合を行いポリピロール膜を形成し、この静電容量
を測定（実測容量）した。その他の特性と共に示したの
が下表である。

（以下余白） 上表において、容量出現率は波瀾容量に対する実測容量
の比、また（ビット深さ×容量出現率）の値は、容量出
現率に表われた実測容量、すなわちビロール膜が形成さ
れている部位が、ビツト深さのどの程痕までであるかを
みたものである。

これによれば、参考例１及び参考例２では容量出現率が
１００％であり、ビロール膜が誘電体酸化皮膜上に１０
０％形成されていることを示し、したがって、（ビット
深さ×容量出現率）がほぼビット深さに見合う数値を示
している。

この限界が実施例１であり、実施例２〜実施例７、すな
わちビット深さが深くなっても（ビット深さＸ容量出現
率）の値が１５．７〜１６．２の範囲内にあることが明
白である。

したがって、誘電体酸化皮膜が形成されたビット内にビ
ロール膜が形成される深さは１６μｍ以下であればほぼ
１００％形成されるが、ビット深さがこれより浅い場合
はビロール膜の形成能があるにもかかわらず、これを利
用していないこととなる。

本発明は、誘電体酸化皮膜を形成した皮膜形成金属のビ
ット深さを１６μｍ以上とすることによって、ビット内
におけるビロール膜形成能を１００％利用し、これによ
ってあらかじめ得られる静電容量を容易に想定できるか
ら、この種コンデンサに使用する皮膜形成金属のビット
、ビロール膜形成能を考慮した静電容量の設定を行い、
効率的な製品設計や小形化に寄与できるものである。

上記実施例で示した化学酸化重合や電解重合に用いた液
濃度より濃い液を用いた場合、導電性＾分子膜の形成能
が大きくなってビット深さの奥まで、すなわら１６μｍ
ｒＬを越えて膜形成が成されるのではないかと考えるこ
ともできるが、発明者らの実験では、ビットの入口付近
に形成された膜の厚さが厚くなるだけで、ビット深さ方
向への進行はなく、実施例と同じ結果となった。

なお、導電性高分子膜を形成するものとじてビロール膜
を実施例として述べたが、ポリフラン、ポリチオフェン
、ポリアニリン、ボリアヒヂレンなどを固体電解質とし
て用いた固体電解コンデンサでも同様の効果を得ること
ができる。

［発明の効果］ 本発明になる固体電解コンデンサでは、誘電体酸化皮膜
を形成した皮膜形成金属ビット深さを１６μｍ以上とす
ることによって、導電性高分子膜の形成能を１００％利
用できるから、これを製品設計に使用して効率的な設計
を行うことができるとともに、小形化などにも寄与する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるピロール膜の形成状態を示す断面
図、第２図は同じくピット深さとビロール液濃度との関
係を示す曲線図である。 １・・・・・・皮膜形成金属 ２・・・・・・粗面化ピット ３・・・・・・ピロール膜 ピロール膜の形成状態を示す断面図 第１図 ピツト深さ　（μＴｒＬ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）粗面化された皮膜形成金属に形成した誘電体酸化
   皮膜と、該誘電体酸化皮膜上に化学酸化重合した導電性
   高分子膜と、該導電性高分子膜上に電解重合した導電性
   高分子膜とを具備し、これらの導電性高分子膜を固体電
   解質として用いる固体電解コンデンサにおいて、前記誘
   電体酸化皮膜を形成した皮膜形成金属のピット深さが平
   均１６μｍ以上であることを特徴とする固体電解コンデ
   ンサ。