JPH03227511A - Manufacture of solid electrolytic capacitor - Google Patents

Manufacture of solid electrolytic capacitor

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JPH03227511A
JPH03227511A JP2241090A JP2241090A JPH03227511A JP H03227511 A JPH03227511 A JP H03227511A JP 2241090 A JP2241090 A JP 2241090A JP 2241090 A JP2241090 A JP 2241090A JP H03227511 A JPH03227511 A JP H03227511A
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solid electrolytic
electrolytic capacitor
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conductive polymer
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小島 利邦
Yasuo Kudo
康夫 工藤
Masao Fukuyama
正雄 福山
Soji Tsuchiya
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To quickly obtain a capacitor excellent in a withstand voltage characteristic by performing lamination formation of a dielectric film, a manganese oxide material and a conductive high-polymer layer for a solid electrolyte on the metal foil surface. CONSTITUTION:A dielectric film 3 is formed on a metal foil (valve acting metal) 2 surface, further, a manganese oxide layer 4 is laminated to make a base material and immersed into electrolyte 8 of an electrolytic polymer treatment tank 9. The electrolyte 8 is electrolyte which contains a polymeric monomer and a supporting electrolytic layer and adjusted to pH 1 to 5. Then, the tip of an electrode 5 for an anode is made to contact with the surface of the manganese oxide layer 4. On the other hand, a cathode 7 is arranged on the bottom of the electrolytic polymer treatment layer 9 and voltage is impressed between the electrode for an anode and the cathode 7 to advance an electrolytic polymer reaction and to laminate and form a conductive high-polymer film 6 for a solid electrolyte. Thereby, a solid electrolytic capacitor having a full withstand voltage characteristic can be quickly manufactured.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、固体電解質に導電性高分子層を用いた固体
電解コンデンサの製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer layer as a solid electrolyte.

従来の技術 近年、電気機器等の回路のディジタル化に伴い、回路に
使われるコンデンサには、高周波域でのインピーダンス
が低く、小型かつ大容量であることが強く要求されるよ
うになった。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, with the digitization of circuits in electrical equipment, etc., there has been a strong demand for capacitors used in circuits to have low impedance in a high frequency range, be small in size, and have a large capacity.

従来、高周波コンデンサとして、プラスチックフィルム
コンデンサがある。しかし、」前2者のプラスチックフ
ィルムコンデンサやマイカコンデンサは、大容量・小型
化の要望から生まれたものであるが、価格が非常に高く
、温度特性が悪い。
Conventionally, there are plastic film capacitors as high frequency capacitors. However, the first two types, plastic film capacitors and mica capacitors, were created in response to demands for large capacity and miniaturization, but are extremely expensive and have poor temperature characteristics.

上記コンデンサの他に、さらに、アルミニウム乾式電解
コンデンサやアルミニウム固体電解コンデンサまたはタ
ンタル固体電解コンデンサがある。
In addition to the above capacitors, there are also aluminum dry electrolytic capacitors, aluminum solid electrolytic capacitors, and tantalum solid electrolytic capacitors.

アルミニウム乾式電解コンデンサでは、エツチングを施
した陽、陰極アルミニウム箔を紙のセパレータを介して
巻き取り、液状の電解質を含浸させるようにしている。
In aluminum dry electrolytic capacitors, etched positive and negative electrode aluminum foils are wound up with a paper separator in between, and are impregnated with liquid electrolyte.

しかし、アルミニウム乾式電解コンデンサには、電解質
の液漏れ、蒸発等に伴う特性劣化という大きな問題があ
る。この点を改善すべく、電解質を固体化したのが、後
2者qアルミニウムやタンタル固体電解コンデンサであ
る。
However, aluminum dry electrolytic capacitors have a major problem of characteristic deterioration due to electrolyte leakage, evaporation, and the like. In order to improve this point, the latter two q aluminum and tantalum solid electrolytic capacitors have a solid electrolyte.

アルミニウム固体電解コンデンサやメンタル固体電解コ
ンデンサでは、−陽極酸化色るいは陽極化成により表面
に誘電体皮膜を設けたアルミニウム箔やタンタル箔など
の陽極箔(金属箔)を硝酸マンガン液に浸C貴し、35
0℃前後の高温炉中にて熱分解し、二酸化マンガン層(
マンガン酸化物層)からなる固体電解質を形成する。こ
れらのコンデンサは、固体電解質であるため、高温域で
の電解質流失や低温域での電解質凝固に伴う特性劣化の
問題がなく、液状電解質を用いたコンデンサに比べ良好
な周波数特性、温度特性を有し、しかも、誘電体となる
酸化皮膜の厚みを極く−薄くできることから、大容量化
に適する。
For aluminum solid electrolytic capacitors and mental solid electrolytic capacitors, anode foil (metal foil) such as aluminum foil or tantalum foil, which has a dielectric film on its surface by anodizing or anodizing, is soaked in manganese nitrate solution. , 35
It is thermally decomposed in a high-temperature furnace at around 0℃, and a manganese dioxide layer (
A solid electrolyte consisting of a manganese oxide layer) is formed. Since these capacitors use a solid electrolyte, there is no problem of electrolyte loss at high temperatures or deterioration of characteristics due to electrolyte coagulation at low temperatures, and they have better frequency and temperature characteristics than capacitors using liquid electrolytes. Moreover, since the thickness of the oxide film serving as the dielectric can be made extremely thin, it is suitable for increasing the capacity.

固体電解コンデンサとしては、上記以我に、二酸化マン
ガン層の代わシに、7. 7.8. 8−テトラシアノ
キノジメタン(TCNQ)塩などの有機半導体を固体電
解質を使うもの(特開昭58=17609号公報)、さ
らには、ピロール、フランなどの重合性モノマーを電解
重合させ形成した導電性高分子層を固体電解質に使うも
の(特開昭60−244017号公報)がある。
As a solid electrolytic capacitor, in addition to the above, in place of the manganese dioxide layer, 7. 7.8. Those using solid electrolytes with organic semiconductors such as 8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ) salt (Japanese Patent Application Laid-Open No. 17609), and conductive materials formed by electrolytically polymerizing polymerizable monomers such as pyrrole and furan. There is a method (Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-244017) that uses a polymer layer as a solid electrolyte.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、二酸化マンガン層を固体電解質とするコ
ンデンサでは、製造工程中の複数回の熱分解処理で誘電
体皮膜の損傷が起こる、二酸化マンガン層の比抵抗が高
くて高周波−での損失が十分に小さいとは言えないとい
った問題がある。
Problems to be Solved by the Invention However, in capacitors using a manganese dioxide layer as a solid electrolyte, damage to the dielectric film occurs due to multiple thermal decomposition treatments during the manufacturing process, and the specific resistance of the manganese dioxide layer is high, making it difficult to operate at high frequencies. There is a problem that it cannot be said that the loss is sufficiently small.

TCNQ塩などの有機半導体を固体電解質とするコンデ
ンサでは、有機半導体を塗布する際に比抵抗上昇が起こ
る、陽極金属箔との接着性が弱い、といった問題があり
、十分な特性を有するとけ言兄ない。
Capacitors that use an organic semiconductor such as TCNQ salt as a solid electrolyte have problems such as an increase in resistivity when applying the organic semiconductor and weak adhesion to the anode metal foil. do not have.

一方、電解重合導電性高分子層(電解重合導電性高分子
膜)を固体電解質とするコンデンサでは、高分子層を電
解重合反応により形成するが、この場合、電解重合反応
がモノマーの電解酸化という反応過程をとる関係上、金
属箔表面の誘電体皮膜の損傷を伴わずに導電性高分子層
を形成することが極めて困難である。誘電体皮膜を形成
する前に電解重合導電性高分子層を形成し、その後、化
成反応により誘電体皮膜を形成することはできるが、今
度は、導電性高分子層の変質や導層性高分子層と金属箔
との間の接着性の劣化があるため、実用性が薄い。
On the other hand, in capacitors that use an electrolytically polymerized conductive polymer layer (electrolytically polymerized conductive polymer membrane) as a solid electrolyte, the polymer layer is formed by an electrolytic polymerization reaction. In this case, the electrolytic polymerization reaction is called electrolytic oxidation of monomers. Because of the reaction process involved, it is extremely difficult to form a conductive polymer layer without damaging the dielectric film on the surface of the metal foil. It is possible to form an electropolymerized conductive polymer layer before forming a dielectric film, and then form a dielectric film through a chemical conversion reaction. It is of little practical use because of the deterioration of the adhesion between the molecular layer and the metal foil.

しかし、金属箔上に先に誘電体皮膜を形成するとともに
導電性高分子層皮膜にマンガン酸化物層を積層しておい
て、陽極用電極を外部から前記マンガン酸化物層に接触
させて重合性モノマーを電解重合しマンガン酸化物層に
導電性高分子層を積層するならば、同高分子層とマンガ
ン酸化物層とからなる固体電解質を備えた良好な電気的
特性の固体電解コンデンサが得られることを、出願人は
見出している。
However, a dielectric film is first formed on the metal foil, and a manganese oxide layer is laminated on the conductive polymer layer film, and the anode electrode is brought into contact with the manganese oxide layer from the outside to cause polymerization. If a monomer is electrolytically polymerized and a conductive polymer layer is laminated on a manganese oxide layer, a solid electrolytic capacitor with good electrical characteristics can be obtained, which has a solid electrolyte made of the same polymer layer and a manganese oxide layer. The applicant has found that.

この固体電解コンデンサは、周波数特性、温度特性、寿
命特性が優れている。しかしながら、耐電圧特性が十分
でなく、製造時間が長いという問題がある。耐電圧特性
が十分でないのは、電解重合導電性高分子膜自身の陽極
を化成する能力が低いからである。製造時間が長いのは
、導電性高分子膜形成に時間がかかるからである。
This solid electrolytic capacitor has excellent frequency characteristics, temperature characteristics, and life characteristics. However, there are problems in that the voltage resistance characteristics are insufficient and the manufacturing time is long. The reason why the withstand voltage characteristics are insufficient is that the electropolymerized conductive polymer film itself has a low ability to form an anode. The reason for the long manufacturing time is that it takes time to form a conductive polymer film.

この発明は、上明事情に鑑み、□固体電解質に電解重合
導電性菌分子層を用いながら、十分な耐電圧特性を有す
る固体電解コンデンサを迅速に製造することができる方
法を提供することを課題とする。
In view of the above-mentioned circumstances, an object of this invention is to provide a method capable of rapidly manufacturing a solid electrolytic capacitor having sufficient withstand voltage characteristics while using an electrolytically polymerized conductive bacterial molecular layer as a solid electrolyte. shall be.

課題を解決するための手段 前記課題を解決するため、請求項1〜4記載の固体電解
コンデンサの製造方法では、重合性モノマーと支持電解
質を含みI)H1〜5に調整された電解液中での電解重
合によシ、金属箔表面に誘電体皮膜が形成され同皮膜上
にマンガン酸化物層が形成されてなる基材の前記マンガ
ン酸化物層の上に固体電解質用の導電性高分子層を積層
形成するようにしている。
Means for Solving the Problems In order to solve the problems, in the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claims 1 to 4, in an electrolytic solution containing a polymerizable monomer and a supporting electrolyte and adjusted to I) H1 to 5. By electrolytic polymerization, a dielectric film is formed on the surface of the metal foil, and a manganese oxide layer is formed on the film.A conductive polymer layer for solid electrolyte is formed on the manganese oxide layer of the base material. are formed in layers.

電解液をpH1〜5に調整するには、例えば、請求項2
記載の固体電解コンデンサの製造方法のように、硫酸、
燐酸、ほう酸、カルボン酸、硝酸、フェノールのうちの
少なくともひとつを適Mclyませるようにする。
In order to adjust the electrolytic solution to pH 1 to 5, for example, claim 2
As in the solid electrolytic capacitor manufacturing method described, sulfuric acid,
At least one of phosphoric acid, boric acid, carboxylic acid, nitric acid, and phenol should be used in an appropriate amount.

電解液に含まれる重合性モノマーとしては、例えば、請
求項3記載の固体電解コンデンサの製造方法のように、
ピロール、チオフェン、フランこれらの誘電体のうちの
少なくともひとつが挙げられる。
As the polymerizable monomer contained in the electrolytic solution, for example, as in the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 3,
Pyrrole, thiophene, furan At least one of these dielectrics is mentioned.

電解液に含まれる支持電解質としては、例えば、モノイ
ソプロピルナフタレンスルフォネート、ジインプロピル
ナフタレンスルフォネート、トリイソプロピルナフタレ
ンスルフォネートの少なくともひとつが挙げられる。
Examples of the supporting electrolyte contained in the electrolytic solution include at least one of monoisopropylnaphthalene sulfonate, diimpropylnaphthalene sulfonate, and triisopropylnaphthalene sulfonate.

金属箔の金属としては、例えば、請求項4記載の固体電
解コンデンサの製造方法のように、アルミニウム、タン
タルのうちの少なくともひとつが挙げられる。
Examples of the metal of the metal foil include at least one of aluminum and tantalum, as in the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 4.

作   用 この発明では、導電性高分子膜形成のための電解重合を
、pH1〜5の範囲に調整した電解液で行うため、迅速
に化成性を有する固体電解質用導電性高分子膜が形成で
きる。したがって、コンデンサが迅速に製造でき、しか
も、得られたコンデンサの耐電圧特性が向上することと
なる。
Function: In this invention, electrolytic polymerization for forming a conductive polymer film is carried out using an electrolyte solution adjusted to a pH range of 1 to 5, so that a conductive polymer film for solid electrolyte having chemical formation properties can be formed quickly. . Therefore, a capacitor can be manufactured quickly, and the withstand voltage characteristics of the obtained capacitor are improved.

1)H1’に下回る電解液やpH5を上回る電解液では
、迅速に化成性を有する固体電解質用導電性高分子膜が
形成できない。
1) An electrolytic solution with a pH lower than H1' or an electrolytic solution with a pH higher than 5 cannot quickly form a conductive polymer film for a solid electrolyte that has chemical formation properties.

pH1を下回る電解液の場合には誘電体皮膜が溶解して
しまうということがあるからである。pH5を上回る電
解液の場合には「化成性を付与するイオンが不足して無
添加のものとほとんどかわらなくなってしまう」からで
ある。
This is because if the electrolytic solution has a pH lower than 1, the dielectric film may dissolve. This is because, in the case of an electrolytic solution with a pH higher than 5, ``ions that impart chemical formation properties are insufficient, and the electrolytic solution becomes almost the same as one without additives.''

実施例 以下、この発明にかかる固体電解コンデンサの製造方法
の具体的実施例を説明する。
EXAMPLES Hereinafter, specific examples of the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present invention will be described.

まず、アルミニウム、タンタル箔、チタン箔、ないし、
ここで挙げた金属の合金箔などの金属箔を用い、第1図
にみるように、陽極酸化あるいは陽極化成によシ金属箔
(弁作用全極)2表面に誘電体皮膜3を形成し、さらに
同皮膜3にマンガン酸化物層4を積層して基材を作り、
同基材を電解重合処理槽9の電解液8中に浸漬する。電
解液8は重合性モノマーと支持電解質を含みpH1〜5
に調整された液である。そして、マンガン酸化物層4の
表面に陽極用電極5の先端を接触させる。
First, aluminum, tantalum foil, titanium foil,
Using a metal foil such as the metal alloy foil mentioned above, as shown in FIG. 1, a dielectric film 3 is formed on the surface of the metal foil (valve action all pole) 2 by anodizing or anodizing, Furthermore, a manganese oxide layer 4 is laminated on the same film 3 to make a base material,
The base material is immersed in the electrolytic solution 8 of the electrolytic polymerization treatment tank 9. The electrolytic solution 8 contains a polymerizable monomer and a supporting electrolyte and has a pH of 1 to 5.
It is a liquid adjusted to Then, the tip of the anode electrode 5 is brought into contact with the surface of the manganese oxide layer 4.

この陽極用電極5は基体が金属製であるが、その先端は
導電性高分子膜16で覆われていて、マンガン酸化物層
4に直接金属部分を接触させずに導電性高分子膜6を接
触させる。
The base of this anode electrode 5 is made of metal, but its tip is covered with a conductive polymer film 16. bring into contact.

一方、電解重合処理層9の底には、陰極7が配設されて
いて、陽極用電極5および陰極7間に電圧を印加し電解
重合反応を進行させ、第2図にみるように、固体電解質
用導電性高分子膜6を積層形成し、ついで、カーボンペ
ーストによるグラファイト層10、銀ペースト層11を
積層形成してから、陰極リードエ3を半田12で付けれ
ば、固体電解コンデンサの完成である。なお、1は陽極
リードである。
On the other hand, a cathode 7 is disposed at the bottom of the electrolytic polymerization treatment layer 9, and a voltage is applied between the anode electrode 5 and the cathode 7 to advance the electrolytic polymerization reaction, and as shown in FIG. A solid electrolytic capacitor is completed by laminating a conductive polymer film 6 for electrolyte, then laminating a graphite layer 10 made of carbon paste and a silver paste layer 11, and then attaching a cathode lead 3 with solder 12. . Note that 1 is an anode lead.

この発明にかかる固体電解コンデンサの製造方法は、勿
論、上記例示の化合物や処理工程を用いることに限らな
い。上記例示以外の代替え可能な化合物や処理工程を用
いるようにしてもよいことはいうまでもない。
Of course, the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present invention is not limited to using the compounds and processing steps exemplified above. It goes without saying that alternative compounds and treatment steps other than those exemplified above may be used.

さらに詳細に述べる。I will explain in more detail.

実施例1 陽極リード付の縦8於翼×横15器のアルミニウムエツ
チド箔(弁作用金属箔)を、3%アジピン酸アンモニウ
ム水溶液を用い、約70°C,40分間、印加電圧10
6vの条件で陽極酸化することにより前記エツチド箔表
面に誘電体皮膜を形成した。ついで、同皮膜の上に硝酸
マンガン水溶液を塗布し200℃、30分間の条件で熱
分解処理し、マンガン酸化物層を積層し基材を得た。
Example 1 An aluminum etched foil (valve metal foil) with 8 vertical blades and 15 horizontal blades with an anode lead was heated at approximately 70°C for 40 minutes at an applied voltage of 10 using a 3% ammonium adipate aqueous solution.
A dielectric film was formed on the surface of the etched foil by anodic oxidation under the condition of 6V. Next, a manganese nitrate aqueous solution was applied onto the film and thermally decomposed at 200° C. for 30 minutes, and a manganese oxide layer was laminated to obtain a base material.

一方、ステンレス製電極基体の先端を、ピロール(0,
5M)、トIJイングロビルナフタレンスルフォネー)
(0,15M)および水からなり、硫酸(H2SO4)
でpH2に調整された電解液に漬け2mAの電流を60
秒間流し、導電性高分子膜で電極基体先端を被覆した。
On the other hand, attach the tip of the stainless steel electrode base to pyrrole (0,
5M), IJ inglobilnaphthalene sulfone)
(0,15M) and water, sulfuric acid (H2SO4)
Immerse it in an electrolytic solution adjusted to pH 2 with a current of 2 mA at 60 mA.
The electrode substrate tip was covered with a conductive polymer film.

そして、上記電解液中で、マンガン酸化物層9表面に陽
極用電極の先端を接触させ、陽極−陰梯間に2mAの定
電流を流し、導電性高分子膜を積層形成した。この導電
性高分子膜形成に要した時間は、20分だけであった。
Then, in the electrolytic solution, the tip of the anode electrode was brought into contact with the surface of the manganese oxide layer 9, and a constant current of 2 mA was passed between the anode and the cathode to form a conductive polymer film. The time required to form this conductive polymer film was only 20 minutes.

ついで、水洗に続いてエタノールで洗浄してから乾燥し
た。乾燥後、カーボンペーストと銀ペストを塗布すると
ともに陰極リードを取出し、固体電解コンデンサを得た
Then, it was washed with water and then with ethanol, and then dried. After drying, carbon paste and silver paste were applied and the cathode lead was taken out to obtain a solid electrolytic capacitor.

得られた固体電解コンデンサ10個の各耐電圧を測定し
たところ、平均60.71Vであった。
The withstand voltage of each of the 10 solid electrolytic capacitors obtained was measured, and the average was 60.71V.

比較のためpH調整せず、pH8の電解液を用い、30
分かけて導電性高分子膜を形成するようにした他は、実
施例1と同様にして固体電解コンデンサを得た。得られ
たコンデンサ10個の各耐電圧を測定したところ、平均
53.I4Vと実施例1のコンデンサと比べ非常に劣っ
ていた。
For comparison, an electrolytic solution with a pH of 8 was used without adjusting the pH.
A solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except that the conductive polymer film was formed in separate steps. When the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured, the average was 53. It was very inferior to the capacitor of I4V and Example 1.

また、33Vの印加電圧でのエージング後、■初期容量
および損失(120Hz)および■インピーダンス(I
MHz)をそれぞれ測定した。結果は以下の通りである
Also, after aging at an applied voltage of 33 V, ■ initial capacity and loss (120 Hz) and ■ impedance (I
MHz) were measured. The results are as follows.

■ 初期容量(120Hz )    −2,37pF
■ 損 失(120Hz)    ・・・14%■ イ
ンピーダンス(I MHz )  ・・・13mΩ実施
例2 電解液を、ピロール(0,5M)、トリイソプロピルナ
フタレンスルフォネート(0,15M)および水からな
り、硫酸(H2SO4)でpH1またはpH5に調整さ
れた電解液を用いた他は実施例1と同様にして固体電解
コンデンサを得だ。
■ Initial capacity (120Hz) -2,37pF
■ Loss (120Hz)...14% ■ Impedance (I MHz)...13mΩ Example 2 The electrolyte was made of pyrrole (0.5M), triisopropylnaphthalene sulfonate (0.15M) and water. A solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except that an electrolytic solution adjusted to pH 1 or pH 5 with sulfuric acid (H2SO4) was used.

pH1の場合は、導電性高分子膜の形成に24分かかり
、得られたコンデンサ10個の各耐電圧を測定したとこ
ろ、平均599vであった。
In the case of pH 1, it took 24 minutes to form a conductive polymer film, and when the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured, the average was 599V.

pH5の場合は、導電性高分子膜の形成に24分かかり
、得られたコンデンサ10個の各耐電圧を測定したとこ
ろ、平均57.61Vであった。
In the case of pH 5, it took 24 minutes to form a conductive polymer film, and when the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured, the average was 57.61V.

比較のため、pH6またはpH8に調整された電解液を
用いた他は実施例2と同様にして固体電解コンデンサを
得た。
For comparison, solid electrolytic capacitors were obtained in the same manner as in Example 2, except that an electrolytic solution adjusted to pH 6 or pH 8 was used.

pH6の場合は、導電性高分子膜の形成に27分かかり
、得られたコンデンサ10個の各耐電圧を測定したとこ
ろ、平均54.22Vであった。
In the case of pH 6, it took 27 minutes to form a conductive polymer film, and when the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured, the average was 54.22V.

pH8の場合は、導電性高分子膜の形成に30分かかり
、得られたコンデンサ10個の各耐電圧を測定したとこ
ろ、平均53.14Vであった。
In the case of pH 8, it took 30 minutes to form a conductive polymer film, and when the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured, the average was 53.14V.

上記の結果から、pH5を越えると、導電性高分子膜形
成に時間がかかシ、耐電圧が顕著に劣化することがよく
分かる。
From the above results, it is clear that when the pH exceeds 5, it takes time to form a conductive polymer film and the withstand voltage deteriorates significantly.

壕だ、33vの印加電圧でのエージング後、■初期容量
および損失(120Hz)および■インピーダンス(I
MHz)をそれぞれ測定した。結果は以下の通りである
However, after aging at an applied voltage of 33 V, ■ initial capacity and loss (120 Hz) and ■ impedance (I
MHz) were measured. The results are as follows.

−pH1の場合 ■ 初期容量(120Hz )   ・= 2.35 
p F■損 失(120Hz )   ・−1,4%■
 インピータンス(I MHz )・・・l1mΩ=1
)H5の場合 ■ 初期容量(120Hz )    □−2,39p
 F■損 失(1201−Iz)   ・A、5%■ 
インピーダンス(IMHz)  ・・・12mΩ1]H
6の場合 ■ 初期容量(120Hz)    ・・・243μF
■ 頂 失(120Hz)    ・・・1.9%■ 
インピーダンス(I MHz )  ・・14mΩ−I
)H8の場合 ■ 初期容量(120出) −・・・2.55μF■損
 失(120Hz )   −2,0%■ インピーダ
ンス(IMH7)  ・・・16mΩ実施例3 電解液を、ピロール(0,5M)、トリインプロピルナ
フタレンスルフォネート(0,15M)および水からな
り、硫酸(H2S04)でp)(3,9調整された電解
液を用いた他は実施例1と同様にして固体電解コンデン
サを得た。
- In the case of pH 1 ■ Initial capacity (120Hz) ・= 2.35
pF■Loss (120Hz) ・-1.4%■
Impedance (I MHz)...l1mΩ=1
) For H5■ Initial capacity (120Hz) □-2,39p
F■ Loss (1201-Iz) ・A, 5%■
Impedance (IMHz)...12mΩ1]H
In case of 6■ Initial capacity (120Hz)...243μF
■ Peak loss (120Hz)...1.9%■
Impedance (I MHz)...14mΩ-I
) For H8■ Initial capacity (120 output) -...2.55μF ■Loss (120Hz) -2.0%■ Impedance (IMH7) ...16mΩ Example 3 The electrolyte was mixed with pyrrole (0.5M ), triimpropyl naphthalene sulfonate (0.15M) and water, and prepared in the same manner as in Example 1 except that an electrolytic solution prepared with p) (3,9) with sulfuric acid (H2S04) was used. I got it.

導電性高分子膜の形成に24分かかり、得られたコンデ
ンサ10個の各耐電圧を測定したところ、平均57.6
1Vであった。
It took 24 minutes to form the conductive polymer film, and the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured, and the average was 57.6.
It was 1V.

比較のためI)H調整せず、pH8の電解液を用い、3
0分かけて導電性高分子膜を形成するようにした他は、
実施例3と同様にして固体電解コンデンサを得た。得ら
れたコンデンサ10個の各耐電圧を測定したところ、平
均53.14Vであった。
For comparison, I) Using an electrolytic solution with pH 8 without adjusting H, 3
Other than forming the conductive polymer film in 0 minutes,
A solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 3. The withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured and found to be an average of 53.14V.

また、33Vの印加電圧でのエージング後、■初期容量
および損失(1,20Hz)および■インピーダンス(
IMHz)をそれぞれ測定した。結果は以下の通りであ
る。
In addition, after aging at an applied voltage of 33 V, ■ initial capacity and loss (1,20 Hz) and ■ impedance (
IMHz) were measured. The results are as follows.

■ 初期容量(120Hz )    −2,58pF
■損 失(120Hz )   ・・・1.6%■ イ
ンピーダンス(IMHz)  ・・・12mΩ実施例4 電解液を、ピロール(0,5M)、トリインプロピルナ
フタレンスルフォネート(0,15M)および水からな
シ、硫酸(H2SO4)でI)H2,57に調整された
電解液を用いた他は実施例1と同様にして固体電解コン
デンサを得た。
■ Initial capacity (120Hz) -2,58pF
■Loss (120Hz)...1.6%■Impedance (IMHz)...12mΩExample 4 The electrolyte was mixed with pyrrole (0.5M), triimpropylnaphthalene sulfonate (0.15M) and water. A solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except that an electrolytic solution adjusted to I)H2,57 with sulfuric acid (H2SO4) was used.

導電性高分子膜の形成に27分かかり、得られたコンデ
ンサ10個の各耐電圧を測定したところ、平均56.8
5Vであった。
It took 27 minutes to form the conductive polymer film, and the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured, and the average was 56.8.
It was 5V.

また、33Vの印加電圧でのエージング後、■初期容量
および損失(120Hz)および■インピーダンス(I
MH2)をそれぞれ測定した。結果は以下の通りである
Also, after aging at an applied voltage of 33 V, ■ initial capacity and loss (120 Hz) and ■ impedance (I
MH2) was measured respectively. The results are as follows.

■ 初期容量(120Hz )    ・・・235μ
F■損 失(120Hz)    ・・1.4%■ イ
ンピーダンス(IMHz)  ・・・12mΩ実施例5 エンボス加工後、10%リン酸水溶液を用いて約90°
C135Vの条件で陽極化成して誘電体皮膜を形成した
縦8器×横10!)Iのタンタル箔を用いた他は、実施
例1と同様にして、固体電解コンデンサを得た。
■ Initial capacity (120Hz)...235μ
F ■ Loss (120 Hz) ... 1.4% ■ Impedance (IMHz) ... 12 mΩ Example 5 After embossing, use a 10% phosphoric acid aqueous solution to approximately 90°
8 vertical x 10 horizontal units anodized under C135V conditions to form a dielectric film! ) A solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except that the tantalum foil of I was used.

導電性高分子膜の形成に17分かが)、得られたコンデ
ンサ10個の各耐電圧を測定したところ、平均20.6
vであった。
It took 17 minutes to form the conductive polymer film), and the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured, and the average was 20.6.
It was v.

比較のためpH調整せず、I)H8の電解液を用い、2
3分かけて導電性高分子膜を形成するようにした他は、
実施例5と同様にして固体電解コンデンサを得た。得ら
れたコンデンサ10個の各耐電圧を測定したところ、平
均17.14Vであった。
For comparison, without pH adjustment, using I) H8 electrolyte, 2
Other than forming a conductive polymer film over 3 minutes,
A solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 5. The withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured and found to be an average of 17.14V.

また、13Vの印加電圧でのエージング後、■初期容量
および損失(120Hz)および■インピーダンス(I
MHz)をそれぞれ測定した。結果は以下の通シである
In addition, after aging at an applied voltage of 13 V, ■ initial capacity and loss (120 Hz) and ■ impedance (I
MHz) were measured. The results are as follows.

■ 初期容量(120Hz)    ・・・1.03μ
F■損 失(120Hz )   −0,8%■ イン
ピーダンス(I MH2)  ・・・95mΩ実施例6 陽極リード付の縦8mII×横15mmのアルミニウム
エツチド箔を、3%アジピン酸アンモニウム水溶液を用
い、約70℃、40分間、印加電圧67Vの条件で陽極
酸化することにより前記エツチド箔表面に誘電体皮膜を
形成した。ついで、同皮膜の上に硝酸マンガン水溶液を
塗布し200℃、30分間の条件で熱分解処理し、マン
ガン酸化物層を積層し基材を得た。
■ Initial capacity (120Hz)...1.03μ
F ■ Loss (120 Hz) -0.8% ■ Impedance (I MH2)...95 mΩ Example 6 An aluminum etched foil measuring 8 m II in length x 15 mm in width with an anode lead was used with a 3% ammonium adipate aqueous solution. A dielectric film was formed on the surface of the etched foil by anodic oxidation at about 70° C. for 40 minutes and an applied voltage of 67 V. Next, a manganese nitrate aqueous solution was applied onto the film and thermally decomposed at 200° C. for 30 minutes, and a manganese oxide layer was laminated to obtain a base material.

一方、ステンレス製電極基体の先端を、ピロール(0,
5M)−、ト’Jイソフロビルナフタレンスルフォネー
ト(0,15M)および水からなり、燐酸(H3PO4
)でI)H2に調整された電解液に漬け、2mAの電流
を60秒間流し、導電性高分子膜で電極基体先端を被覆
した。
On the other hand, attach the tip of the stainless steel electrode base to pyrrole (0,
5M)-, To'J isoflovir naphthalene sulfonate (0,15M) and water, phosphoric acid (H3PO4
), the tip of the electrode base was covered with a conductive polymer film by immersing it in an electrolytic solution adjusted to H2 and passing a current of 2 mA for 60 seconds.

そして、上記電解液中て;マンガン酸化物層の表面に陽
極用電極の先端を接触させ、陽極−陰極間に2mAの定
電流を流し、導電性高分子膜を積層形成した。この導電
性高分子膜形成に要した時間は、24分だけであった。
Then, in the electrolytic solution, the tip of the anode electrode was brought into contact with the surface of the manganese oxide layer, and a constant current of 2 mA was passed between the anode and the cathode to form a laminated conductive polymer film. The time required to form this conductive polymer film was only 24 minutes.

以下、実施例1と同様にして固体電解コンデンサを得た
Thereafter, a solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 1.

得られた固体電解コンデンサ10個の各耐電圧を測定し
たところ、平均49.OVであった。
When the withstand voltage of each of the 10 solid electrolytic capacitors obtained was measured, the average was 49. It was OV.

比較のためl)H調整せず、pH8の電解液を用い、3
0分かけて導電性高分子膜を形成するようにした他は、
実施例6と同様にして固体電解コンデンサを得た。得ら
れたコンデンサ10個の各耐電圧を測定したところ、平
均43.14Vと実施例6のコンデンサと比べ非常に劣
っていた。
For comparison l) Using an electrolytic solution with pH 8 without adjusting H, 3
Other than forming the conductive polymer film in 0 minutes,
A solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 6. When the dielectric strength of each of the ten obtained capacitors was measured, the average voltage was 43.14V, which was very inferior to the capacitor of Example 6.

まだ、20vの印加電圧でのエージング後、■初期容量
および損失(120Hz)および■インピーダンス(I
MHz)f:それぞれ測定した。結果は以下の通りであ
る。
Still, after aging at an applied voltage of 20 V, ■ initial capacity and loss (120 Hz) and ■ impedance (I
MHz) f: Each was measured. The results are as follows.

■ 初期容量(120Hz)    ・5.45 pF
■損 失(120Hz)   ・・・1.1%■ イン
ピーダンス(IMHz)  ・・・L5mΩ実施例7 電解液として、ピロール(0,5M)、モノイソプロビ
ルナフタレンスルフォネ−ト(0,15M)および水か
らなり、燐酸(H3PO4)でpH2に調整された電解
液を用いた他は、実施例6と同様にして固体電解コンデ
ンサを得た。
■ Initial capacity (120Hz) ・5.45 pF
■Loss (120Hz)...1.1%■Impedance (IMHz)...L5mΩExample 7 As the electrolyte, pyrrole (0.5M), monoisoprobylnaphthalene sulfonate (0.15M) A solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 6, except that an electrolytic solution consisting of 100% and water and adjusted to pH 2 with phosphoric acid (H3PO4) was used.

導電性高分子膜形成に要した時間は、23分であり、得
られたコンデンサ10個の各耐電圧を測定したところ、
平均47.3Vであった。
The time required to form the conductive polymer film was 23 minutes, and the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured.
The average voltage was 47.3V.

比較のためpH調整せず、pH8の電解液を用いた他は
、実施例7と同様にして固体電解コンデンサを得た。得
られたコンデンサ10個の各耐電圧を測定したところ、
平均40.52Vと実施例7のコンデンサと比べ非常に
劣っティア’c。
A solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 7, except that the pH was not adjusted and an electrolytic solution of pH 8 was used for comparison. When the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained was measured,
The average value is 40.52V, which is very inferior to the capacitor of Example 7.

さらに、20vの印加電圧でのエージング後、■ 初期
容量および損失(120Hz)および■インピーダンス
(IMHz)をそれぞれ測定した。結果は以下の通りで
ある。
Furthermore, after aging at an applied voltage of 20 V, (1) initial capacity and loss (120 Hz) and (2) impedance (IMHz) were measured, respectively. The results are as follows.

■ 初期容量(120Hz)、、’:  −5,30μ
F■損 失(120Hz)    −1,0%■ イン
ピーダンス(I MHz )  ・・・16mΩ実施例
8 電解液として、ピロール(0,5M)、ジイソプロピル
ナフタレンスルフォネート(0,15M)および水から
なり、燐酸(H3PO4)でpH2に調整された電解液
を用いた他は、実施例6と同様にして固体電解コンデン
サを得た。
■ Initial capacity (120Hz),': -5,30μ
F ■ Loss (120 Hz) -1,0% ■ Impedance (I MHz)...16 mΩ Example 8 The electrolyte consisted of pyrrole (0.5 M), diisopropylnaphthalene sulfonate (0.15 M) and water. A solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 6, except that an electrolytic solution adjusted to pH 2 with phosphoric acid (H3PO4) was used.

導電性高分子膜形成に要した時間は、24分であり、得
た固体電解コンデンサ10個の各耐電圧を測定したとこ
ろ、平均48.2Vであった。
The time required to form the conductive polymer film was 24 minutes, and the withstand voltage of each of the 10 solid electrolytic capacitors obtained was measured, and the average was 48.2V.

比較のためpH調整せず、pH8の電解液を用いた他は
、実施例8と同様にして固体電解コンデンサを得た。得
られたコンデンサ10個の各耐電圧全測定したところ、
平均41.4Vと実施例8のコンデンサと比べ非常に劣
っていた。
For comparison, a solid electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 8, except that the pH was not adjusted and an electrolytic solution of pH 8 was used. After measuring the withstand voltage of each of the 10 capacitors obtained,
The average value was 41.4V, which was very inferior to the capacitor of Example 8.

また、20Vの印加電圧でのエージング後、■初期容量
および損失(120Hz)および■インピーダンス(I
MHz)をそれぞれ測定した。結果は以下の通りである
In addition, after aging at an applied voltage of 20 V, ■ initial capacity and loss (120 Hz) and ■ impedance (I
MHz) were measured. The results are as follows.

■ 初期容量(120Hz)    −5,4,6p 
F■損 失(120Hz)   =4.2%■ インピ
ーダンス(IMHz)  ・・・15mΩこのようにし
て得られた実施例の固体電解コンデンサは、上記実施デ
ータにみるように、優れた電気特性を有している。この
他、容量経時変化、LC特性も良好であり、また、容量
など各特性の温度変化も良好であることを確認している
■ Initial capacity (120Hz) -5, 4, 6p
F ■ Loss (120 Hz) = 4.2% ■ Impedance (IMHz) ... 15 mΩ The solid electrolytic capacitor of the example obtained in this way has excellent electrical characteristics as seen from the above practical data. are doing. In addition, it has been confirmed that the capacitance change over time and LC characteristics are good, and the temperature change of each characteristic such as capacity is also good.

発明の効果 以上に述べたように、請求項1〜4記載の固体電解コン
デンサの製造方法では、電解液がpH1〜5に調整され
ているため、迅速に耐電圧特性に優れたコンデンサを得
ることができ、しかも、得られたコンデンサは、マンガ
ン酸化物層に積層形成された固体電解質用導電性高分子
膜を備えるため、周波数特性、温度特性、寿命特性に優
れる。
Effects of the Invention As described above, in the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claims 1 to 4, since the electrolytic solution is adjusted to pH 1 to 5, it is possible to quickly obtain a capacitor with excellent withstand voltage characteristics. Moreover, since the obtained capacitor includes a conductive polymer film for solid electrolyte laminated on a manganese oxide layer, it has excellent frequency characteristics, temperature characteristics, and life characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明にかかる固体電解コンデンサの製造
方法の一例による固体電解質用導電性高分子層の形成の
様子をあられす模式的説明図、第2図は、得られた固体
電解コンデンサをあられす概略断面図である。 ■・・・陽極リード、2・・・金属箔、3・・・誘電体
皮膜、4・・・マンガン酸化物層、5・・・陽極、6・
・導電性高分子膜、7・・・陸橋、8・電解液、10・
・・グラファイト層、11・・・銀ペースト層、13・
・・陽極り−ド。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the formation of a conductive polymer layer for a solid electrolyte according to an example of the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present invention, and FIG. It is a schematic sectional view of hail. ■... Anode lead, 2... Metal foil, 3... Dielectric film, 4... Manganese oxide layer, 5... Anode, 6...
・Conductive polymer membrane, 7... land bridge, 8. electrolyte solution, 10.
...Graphite layer, 11... Silver paste layer, 13.
・・Anode.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)重合性モノマーと支持電解質を含みpH1〜5に
調整された電解液中での電解重合により、金属箔表面に
誘電体皮膜が形成され同皮膜上にマンガン酸化物層が形
成されてなる基材の前記マンガン酸化物層の上に固体電
解質用の導電性高分子層を積層形成するようにする固体
電解コンデンサの製造方法。
(1) A dielectric film is formed on the surface of the metal foil by electrolytic polymerization in an electrolytic solution containing a polymerizable monomer and a supporting electrolyte and adjusted to pH 1 to 5, and a manganese oxide layer is formed on the film. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, comprising laminating a conductive polymer layer for a solid electrolyte on the manganese oxide layer of the base material.
(2)電解液のpH調整が、硫酸、燐酸、ほう酸、カル
ボン酸、硝酸、フェノールのうちの少なくとも一とつを
適量含むことでなされる請求項1記載の固体電解コンデ
ンサの製造方法。
(2) The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the pH of the electrolytic solution is adjusted by including an appropriate amount of at least one of sulfuric acid, phosphoric acid, boric acid, carboxylic acid, nitric acid, and phenol.
(3)重合性モノマーが、ピロール、チオフェン、これ
らの誘電体のうちの少なくともひとつである請求項1ま
たは2記載の固体電解コンデンサの製造方法。
(3) The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 1 or 2, wherein the polymerizable monomer is at least one of pyrrole, thiophene, and a dielectric thereof.
(4)金属箔の金属が、アルミニウム、タンタルのうち
の少なくともひとつである請求項1から3までのいずれ
かに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
(4) The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal of the metal foil is at least one of aluminum and tantalum.
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