JPH03280523A

JPH03280523A - 固体電解コンデンサ

Info

Publication number: JPH03280523A
Application number: JP8240790A
Authority: JP
Inventors: Masao Fukuyama; 正雄福山; Toshikuni Kojima; 小島　利邦; Soji Tsuchiya; 土屋　宗次; Yasuo Kudo; 康夫工藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1991-12-11

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、固体電解質を用いる固体電解コンデンサに関
する。

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
になってきた。

このような状況の中、導電性固体を電解質とした大容量
固体電解コンデンサの開発が盛んに行われている。

従来、固体電解質として二酸化マンガンを用いた固体電
解コンデンサが良く知られているが、二酸化マンガンの
抵抗が高いために高周波領域で十分に低いインピーダン
スを得ることができなかった。

この他、固体電解コンデンサとしては、二酸化マンガン
層の代わりに、導電性が高く陽極酸化性の優れた有機半
導体、７，７．８，８．−テトラシアノキノジメタンコ
ンプレックス塩（ＴＣＮＱ塩）を固体電解質に使うもの
（特開昭５６−１０７７７号公報）が提案されている。

また、最近、ピロール、チオフェンなどの複素環式化合
物モノマーと支持電解質を含ませた溶液を用い電解重合
することにより、支持電解質のアニオンをドーパントと
して含む高導電性高分子層を固体電解質に使うもの（特
開昭６０−３７１１４号公報）が提案されている。さら
に、導電性高分子層の形成を、誘電体皮膜上に金属また
は導電性を有する金属化合物（金属酸化物）を付着させ
た後、電解重合反応用電極を前記金属または金属化合物
に近接させ電解重合を行うようにした固体電解コンデン
サも提案されている（特開昭６４−３２６１９号公報）
。

発明が解決しようとする課題しかしながら、固体電解質コンデンサは一般に、通常の
外装方法では高温、高湿下での安定性が悪いという課題
がある。これは、コンデンサ素子の中に進入した水分が
素子の中に留まってしまうために、固体電解質の劣化が
起きてしまうという課題があるからである。

この発明は、上記の事情を鑑み、固体電解質用の電解重
合高分子層を備え、高温、高温下の安定性に優れた固体
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上記目的を達成するため、請求項１〜８記載の固体電解
コンデンサでは、ソリコーンレジンを外装材に用いるこ
とにしている。

この発明で用いるシリコーンレジンは例えば、請求項２
記載の発明のようにメチルフェニルシリコンワニスまた
は、請求項３記載の発明のように有機樹脂とシリコーン
樹脂の初期縮合物との共重合または混合物である変性シ
リコーンレジンを硬化したものが好適である。また有機
系樹脂としては例えば、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、アクリル酸エステル樹脂、ポリウレ
タンなどが挙げられる。さらに、外装材を複合化するた
めに他の外装方法と併用してもよい。

この発明における陽極酸化や陽極化成等により誘電体皮
膜（酸化皮膜）が表面に形成された金属体の金属には、
請求項６記敞の発明のように、例えば、アルミニウム、
タンタルのうち少なくともひとつが挙げられる。金属体
は、より具体的には、アルミニウム箔、タンタル箔、さ
らには、チタン箔、あるいは、これらの金属の合金箔等
である。

誘電体皮膜上に積層形成された導電性皮膜として、例え
ば、請求項７記載の発明のように、二酸化マンガン等の
マンガン酸化物からなるものが好適である。

この発明の電解重合用の電解液が含む複素環式化合物上
ツマ−としては、請求項８記載の発明のように、例えば
、ピロール、チオフェン、これらの誘電体（例えば、Ｎ
−メチルビロール）の少なくともひとつが挙げられるが
、他に、「フランｊ等でもよく、そして、支持電解質と
しては、例えば、「トリイソプロピルナフタレンスルホ
ン酸ナトリウム、ｎ−ブチルリン酸エステル」等が挙げ
られる。

また、上記モノマーや支持電解質をそれぞれ単独で用い
ず、支持電解質を複数種混合して用いたり、ピロール、
チオフェンをそれぞれの誘導体と混合して用いるなど上
記モノマーも複数種併用するようにしてもよい、さらに
、固体電解質を複合化するために、電解液に適当な添加
剤を入れるようにしてもよい。

この発明は、上記例示の化合物や処理工程に限らない０
例示以外の代替え可能な化合物や処理工程を用いてもよ
いことはいうまでもない。

作用この発明では、外装材にシリコーンレジンを用いること
を特徴にしている。シリコーンレジンは他の一般の外装
材に比べ透湿性がよく、水分がコンデンサ素子の中に入
っても固体電解質の近傍に留まることはなく、コンデン
サ素子内からぬけてしまう。このため、水分によって固
体電解質が劣化することが抑えられる。

このことより、高温、高湿下での安定性が優れている固
体電解コンデンサを得ることができる。

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。

（実施例１）かしめにより陽極リードをつけた縦７閣×横１０閣のア
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°Ｃ１印加電圧７０Ｖの条件で陽極
酸化することにより、エツチド箔表面に誘電体被膜を形
成した。ついで、硝酸マンガン３０％水溶液に浸漬し自
然乾燥させた後３００°Ｃで３０分間加熱し熱分解処理
を行い、二酸化マンガンを付着させ誘電体皮膜に導電層
を積層形成した。

トリイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム（０
，１Ｍ）および水からなる電解液中に配置し、表面をポ
リピロールで被覆した重合反応用電極を導電層に接触さ
せ、重合反応用電極に２ｍＡ／ｌコの割合で定電流を３
０分間印加して電解重合反応を行い、固体電解質用の電
解重合導電性ポリピロール層を導電層の上に積層形成し
た。

固体電解質形成の後、水洗し乾燥してから、電解重合層
の上にカーボンペーストと銀ペーストを順に塗布すると
ともに陰極リードを取り出した。

東芝シリコーン■製のメチルフェニルシリコーンワニス
（ＴＳＲｌｏＢ）にコンデンサ素子をデイプした後１０
０°Ｃで１時間硬化して外装し固体電解コンデンサを１
０個得た。

得られた固体電解コンデンサを２０Ｖで１時間エージン
グをした後、初期の容量及び損失係数（１２０Ｈｚ）を
測定した。その後、高温高湿下（８０°Ｃ９０％）に１
０００時間暴露した後に再度、容量及び損失係数（１２
０Ｈｚ）を測定した。実験結果を第１表に示す。

第１表比較のためにメチルフェニルシリコーンワニスに代えて
エポキソ樹脂にデイツプし硬化して外装材とする以外は
上記と同し条件でコンデンサを１０個作製し同様な測定
を行った。実験結果は比較例１として第１表に示す。両
者を比べれば、この発明による固体電解コンデンサの方
が、高温、高湿下の安定性が温かに優れていることがよ
くわかる。

（実施例２）メチルフェニルシリコーンワニスに代えてシリコーンア
ルキドワニスを用いて外装を行った以外は実施例１と同
様にしてコンデンサを１０個作製した。得られた固体電
解コンデンサを２０Ｖで１時間エージングをした後、初
期の容量及び損失係数（１２〇七）を測定した。その後
、高温高湿下（８０°Ｃ９０％）に１０００時間暴露し
た後に再度、容量及び損失係数（１２０Ｈｚ）を測定し
た。実験結果を第１表に示す。比較例１と比べれば、こ
の発明による固体電解コンデンサの方が、高温、高湿下
の安定性が轟かに優れていることがよくわかる。

（実施例３）メチルフェニルシリコーンワニスにデイツプし硬化した
後ＰＰＳケースに入れる以外は実施例１と同様にしてコ
ンデンサを１０個作製した。得られた固体電解コンデン
サを２０Ｖで１時間エージングをした後、初期の容量及
び損失係数（１２０Ｈｚ）を測定した。その後、高温高
湿下（８０°Ｃ９０％）に１０００時間暴露した後に再
度、容量及び損失係数（１２０Ｈｚ）を測定した。実験
結果を第１表に示す。

比較のためにメチルフェニルシリコーンワニスに代えて
エポキシ樹脂にデイツプし硬化して外装材とする以外は
上記と同じ条件でコンデンサを１０個作製し同様な測定
を行った。実験結果は比較例２として第１表に示す。両
者を比べれば、この発明による固体電解コンデンサの方
が、高温、高湿下の安定性が温かに優れていることがよ
くわかる。

（実施例４）トリイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウムに代
えてｎ−ブチルリン酸エステルを用いた以外は実施例１
と同様にしてコンデンサを１０個作製した。得られた固
体電解コンデンサを２０Ｖで１時間エージングをした後
、初期の容量及び損失係数（１２０Ｈｚ）を測定した。

その後、高温高湿下（８０”Ｃ９０％）！二１０００時
間暴露した後に再度、容量及び損失係数（１２０Ｈｚ）
を測定した。実験結果を第１表に示す。

比較のために燐酸水溶液を用いた化成を行わない以外は
上記と同じ条件でコンデンサを１０個作製し同様な測定
を行った。実験結果は比較例３として第１表に示す。両
者を比べれば、この発明による固体電解コンデンサの方
が、高温高湿下の安定性が遥かに優れていることがよく
わかる。

（実施例５）陽極酸化を行ったアルミニウムエツチド箔に代えて、エ
ンボス加工後１０％リン酸水溶液を用いて約９０°Ｃで
陽極酸化を行った［８■×横１０閣のタンタル箔をコン
デンサ陽極として用いた以外は実施例１と同様にしてコ
ンデンサを１０個作製した。得られた固体電解コンデン
サを２０Ｖで１時間エージングをした後、初期の容量及
び損失係数（１２０Ｈｚ）を測定した。その後、高温高
湿下（８０℃９０％）に１０００時間暴露した後に再度
、容量及び損失係数（１２０Ｈｚ）を測定した。実験結
果を第１表に示す。

比較のために燐酸水溶液を用いた化成を行わない以外は
上記と同じ条件でコンデンサを１０個作製し同様な測定
を行った。実験結果は比較例４として第１表に示す。両
者を比べれば、この発明による固体電解コンデンサの方
が、高温高湿下の安定性が温かに優れていることがよく
わかる。

（実施例６）ピロール（０，５Ｍ）、トリイソプロピルナフタレンス
ルホン酸ナトリウム（０，１Ｍ）と水からなる電解液に
代えて、チオフェン（０，５Ｍ）、テトラブチルアンモ
ニウムパラトルエン酸ナトリウム（０，１Ｍ）とアセト
ニトリルとからなる電解液を用いた以外は実施例１と同
様にしてコンデンサを１０個作製した。得られた固体電
解コンデンサを２０Ｖで１時間エージングをした後、初
期の容量及び損失係数（１２０Ｈｚ）を測定した。その
後、高温高湿下（８０°Ｃ９０％）に１０００時間暴露
した後に再度、容量及び損失係数（１２０Ｈｚ）を測定
した。実験結果を第１表に示す。

比較のために燐酸水溶液を用いた化成を行わない以外は
上記と同じ条件でコンデンサを１０個作製し同様な測定
を行った。実験結果は比較例５として第１表に示す０両
者を比べれば、この発明による固体電解コンデンサの方
が、高温高湿下の安定性が遥かに優れていることがよく
わかる。

発明の効果以上に述べたように、本発明の固体電解コンデンサでは
シリコーンレジンを用いて外装することにより、高温高
湿下で優れた安定性を有する固体電解コンデンサが得ら
れる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シリコーンレジンを外装材として用いた固体電解
コンデンサ。
（２）シリコーンレジンがメチルフェニルシリコーンワ
ニスを硬化して形成したものである請求項１記載の固体
電解コンデンサ。
（３）シリコーンレジンが有機樹脂とシリコーン樹脂の
初期縮合物との共重合または混合物である変性シリコー
ンワニスを硬化したものである請求項１記載の固体電解
コンデンサ。
（４）固体電解質が導電性高分子である請求項１記載の
固体電解コンデンサ。
（５）陽極弁金属上に、誘電体皮膜と、導電性皮膜と、
同皮膜に接触させた重合反応用電極へ電圧を印加して成
長させた重合物とを具備し、シリコーンレジンを外装材
として用いた固体電解コンデンサ。
（６）陽極弁金属がアルミニウム、タンタルのうちのい
ずれかである請求項５記載の固体電解コンデンサ。
（７）導電性皮膜がマンガン酸化物からなる請求項５記
載の固体電解コンデンサ。
（８）導電性高分子がピロール、チオフェンまたはそれ
らの誘導体から選ばれるモノマーを電解重合して得られ
たものである請求項４記載の固体電解コンデンサ。