JPH04364018A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサおよびその製造方法Info
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- JPH04364018A JPH04364018A JP16497891A JP16497891A JPH04364018A JP H04364018 A JPH04364018 A JP H04364018A JP 16497891 A JP16497891 A JP 16497891A JP 16497891 A JP16497891 A JP 16497891A JP H04364018 A JPH04364018 A JP H04364018A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、安価で製造工程が簡単
な固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
な固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器のデジタル化に伴って、
高周波特性の良好なコンデンサへの要求が高まっている
。しかし、一般の電解質を用いたアルミニウム電解コン
デンサの場合、イオン伝導によるため、高周波での容量
減少が極めて大きく、また比抵抗も極端に低くすること
はできないので、高周波でのインピーダンスが大きいと
いう問題がある。一方固体電解コンデンサでは、前述の
ような問題はないが、固体電解質であるマンガンの比抵
抗があまり低くないため、高周波でのインピーダンスは
まだ不十分である。そこで、最近では有機半導体を用い
た固体電解コンデンサが広く研究されている。
高周波特性の良好なコンデンサへの要求が高まっている
。しかし、一般の電解質を用いたアルミニウム電解コン
デンサの場合、イオン伝導によるため、高周波での容量
減少が極めて大きく、また比抵抗も極端に低くすること
はできないので、高周波でのインピーダンスが大きいと
いう問題がある。一方固体電解コンデンサでは、前述の
ような問題はないが、固体電解質であるマンガンの比抵
抗があまり低くないため、高周波でのインピーダンスは
まだ不十分である。そこで、最近では有機半導体を用い
た固体電解コンデンサが広く研究されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】有機半導体を固体電解
質として用いた固体電解コンデンサのうち、ピロール系
の導電性高分子を用いたものとしては、電極箔を板状と
した技術が種々開示されているが、体積効率が悪く、ま
た従来の電解液を用いた電解コンデンサとは製造工程が
全く異なるため、コストが高くなるという問題があった
。
質として用いた固体電解コンデンサのうち、ピロール系
の導電性高分子を用いたものとしては、電極箔を板状と
した技術が種々開示されているが、体積効率が悪く、ま
た従来の電解液を用いた電解コンデンサとは製造工程が
全く異なるため、コストが高くなるという問題があった
。
【０００４】また、陽極箔と陰極箔とを巻回したコンデ
ンサ素子を用いた技術もいくつか開示されている。たと
えば、特開昭６４−２４４１０号公報では、捲回型アル
ミニウム電解コンデンサ素子を導電性高分子化合物のモ
ノマー溶液に浸漬して重合させる方法が開示されている
。しかし、この方法では、温度が高いと重合が早く進む
ため素子の表面近くが優先的に重合して固化してしまい
、素子内部まで均一に重合させることが難しい。また、
低温にすれば重合に長時間を要するという問題点がある
。
ンサ素子を用いた技術もいくつか開示されている。たと
えば、特開昭６４−２４４１０号公報では、捲回型アル
ミニウム電解コンデンサ素子を導電性高分子化合物のモ
ノマー溶液に浸漬して重合させる方法が開示されている
。しかし、この方法では、温度が高いと重合が早く進む
ため素子の表面近くが優先的に重合して固化してしまい
、素子内部まで均一に重合させることが難しい。また、
低温にすれば重合に長時間を要するという問題点がある
。
【０００５】特開平２−１８６６１６号公報では、陽極
箔と陰極箔との間に多孔質セパレータを介在させて巻回
した素子を用い、含浸用ピロール溶液に含浸し、酸化剤
溶液に浸漬してピロールの化学的重合を行った後、さら
に電解重合を行う方法が開示されている。しかし、この
方法は工程が繁雑であり、また電解重合の際にモノマー
が素子内部まで十分に供給され難いという問題点を有す
る。
箔と陰極箔との間に多孔質セパレータを介在させて巻回
した素子を用い、含浸用ピロール溶液に含浸し、酸化剤
溶液に浸漬してピロールの化学的重合を行った後、さら
に電解重合を行う方法が開示されている。しかし、この
方法は工程が繁雑であり、また電解重合の際にモノマー
が素子内部まで十分に供給され難いという問題点を有す
る。
【０００６】さらに特開平２−６２０２８号公報には、
やはり捲回型コンデンサ素子を電解重合する方法が開示
されている。しかし、電解重合の装置及び条件が複雑で
あるばかりか、電解重合時に陽極箔が損傷する恐れがあ
り、また導電性高分子は正極側から形成されるので、負
極の陽極箔のエッチング構造の中まで均一にすることは
難しい。
やはり捲回型コンデンサ素子を電解重合する方法が開示
されている。しかし、電解重合の装置及び条件が複雑で
あるばかりか、電解重合時に陽極箔が損傷する恐れがあ
り、また導電性高分子は正極側から形成されるので、負
極の陽極箔のエッチング構造の中まで均一にすることは
難しい。
【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、従来の電解コンデンサ
用の設備を利用して製造しうる固体電解コンデンサおよ
びその製造方法を提供することである。
あり、その目的とするところは、従来の電解コンデンサ
用の設備を利用して製造しうる固体電解コンデンサおよ
びその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的による本発明で
は、陽極酸化により酸化皮膜を形成した陽極箔と陰極箔
とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子を、−
３０℃以下に冷却された酸化剤と導電性高分子単量体と
を含む混合溶液中に浸漬し含浸した後、−２０℃以上の
温度下において酸化重合させ固体電解質を形成させるこ
とを特徴とする。前記酸化剤としては有機スルホン酸、
カルボン酸又は有機硫酸化合物の遷移金属塩が利用でき
る。また、前記導電性高分子単量体は、ピロール又はそ
の誘導体が好適である。さらに、本発明による固体電解
コンデンサは陽極酸化により酸化皮膜を形成した陽極箔
と陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素
子に、有機スルホン酸、カルボン酸又は有機硫酸化合物
を主体とする陰イオンをドーパントとするピロール又は
その誘導体からなる導電性高分子が固体電解質として形
成されていることを特徴とする。
は、陽極酸化により酸化皮膜を形成した陽極箔と陰極箔
とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子を、−
３０℃以下に冷却された酸化剤と導電性高分子単量体と
を含む混合溶液中に浸漬し含浸した後、−２０℃以上の
温度下において酸化重合させ固体電解質を形成させるこ
とを特徴とする。前記酸化剤としては有機スルホン酸、
カルボン酸又は有機硫酸化合物の遷移金属塩が利用でき
る。また、前記導電性高分子単量体は、ピロール又はそ
の誘導体が好適である。さらに、本発明による固体電解
コンデンサは陽極酸化により酸化皮膜を形成した陽極箔
と陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素
子に、有機スルホン酸、カルボン酸又は有機硫酸化合物
を主体とする陰イオンをドーパントとするピロール又は
その誘導体からなる導電性高分子が固体電解質として形
成されていることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明によればコンデンサ素子までは従来の電
解液を用いた電解コンデンサと同じ製造工程でできるも
ので、非常に安価に大量生産できる。また、前記混合溶
液は−３０℃以下においても粘度が低いため、素子を浸
漬しただけでも十分に均一に含浸することができる。そ
して、温度が常温まで回復する間に重合反応が起こるた
め、陽極箔のエッチングピット内部まで効率よく導電性
高分子が充填できる。従って、工程が非常に簡単であり
、コストが安価となる。
解液を用いた電解コンデンサと同じ製造工程でできるも
ので、非常に安価に大量生産できる。また、前記混合溶
液は−３０℃以下においても粘度が低いため、素子を浸
漬しただけでも十分に均一に含浸することができる。そ
して、温度が常温まで回復する間に重合反応が起こるた
め、陽極箔のエッチングピット内部まで効率よく導電性
高分子が充填できる。従って、工程が非常に簡単であり
、コストが安価となる。
【００１０】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。
する。
【実施例１】高純度アルミニウム箔を電気化学的に粗面
化しその後陽極酸化を行って誘電体皮膜を形成してなる
陽極化成箔と、粗面化しただけの陰極箔とを密度０．５
ｇ／ｃｍ３ のマニラ麻を主体としたセパレータを介し
て巻回してアルミニウム乾式電解コンデンサ用の２５Ｖ
４７μＦ（５φ×１１ｌ）の巻回型コンデンサ素子を作
製した（図示せず）。 次に、このコンデンサ素子を
リン酸アンモニウム水溶液等の化成液中に浸漬し、陽極
箔裁断面や陽極リード引出し部などを再化成修復処理し
た。続いてドデシルベンゼンスルホン酸鉄（ＩＩＩ ）
２５ｗｔ％と該ドデシルベンゼンスルホン酸鉄（ＩＩＩ
）のモル数に対して３倍量のモル数のピロールを添加
した−５０℃のメタノール溶液中に前記素子を浸漬、含
浸させた後２５℃雰囲気中に２０分間放置して導電性高
分子膜の重合を行った。その後メタノールで洗浄し、９
０℃１０分の乾燥を行ってから金属ケースに封入しコン
デンサとした（図示せず）。
化しその後陽極酸化を行って誘電体皮膜を形成してなる
陽極化成箔と、粗面化しただけの陰極箔とを密度０．５
ｇ／ｃｍ３ のマニラ麻を主体としたセパレータを介し
て巻回してアルミニウム乾式電解コンデンサ用の２５Ｖ
４７μＦ（５φ×１１ｌ）の巻回型コンデンサ素子を作
製した（図示せず）。 次に、このコンデンサ素子を
リン酸アンモニウム水溶液等の化成液中に浸漬し、陽極
箔裁断面や陽極リード引出し部などを再化成修復処理し
た。続いてドデシルベンゼンスルホン酸鉄（ＩＩＩ ）
２５ｗｔ％と該ドデシルベンゼンスルホン酸鉄（ＩＩＩ
）のモル数に対して３倍量のモル数のピロールを添加
した−５０℃のメタノール溶液中に前記素子を浸漬、含
浸させた後２５℃雰囲気中に２０分間放置して導電性高
分子膜の重合を行った。その後メタノールで洗浄し、９
０℃１０分の乾燥を行ってから金属ケースに封入しコン
デンサとした（図示せず）。
【００１１】
【実施例２】実施例１においてセパレータを密度０．３
ｇ／ｃｍ３ のものに変えた他は実施例１と同様にして
コンデンサを作製した。
ｇ／ｃｍ３ のものに変えた他は実施例１と同様にして
コンデンサを作製した。
【００１２】
【実施例３】実施例１と同じ巻回型コンデンサ素子を用
い、始めに２５０℃３０分間の熱処理を施した後、実施
例１と同様にして再化成、重合および封入を行ってコン
デンサとした。
い、始めに２５０℃３０分間の熱処理を施した後、実施
例１と同様にして再化成、重合および封入を行ってコン
デンサとした。
【００１３】
【比較例１】実施例１と同じ巻回型コンデンサ素子を用
い、再化成してから、ピロール４：パラトルエンスルホ
ン酸テトラエチルアンモニウム６：メタノール２の溶液
を含浸させた後、過硫酸アンモニウム２０ｗｔ％、パラ
トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム１０ｗｔ
％を含む水溶液に１時間浸漬して重合した。重合終了後
、メタノールで洗浄し、９０℃１０分の乾燥を行ってか
ら金属ケースに封入しコンデンサとした。
い、再化成してから、ピロール４：パラトルエンスルホ
ン酸テトラエチルアンモニウム６：メタノール２の溶液
を含浸させた後、過硫酸アンモニウム２０ｗｔ％、パラ
トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム１０ｗｔ
％を含む水溶液に１時間浸漬して重合した。重合終了後
、メタノールで洗浄し、９０℃１０分の乾燥を行ってか
ら金属ケースに封入しコンデンサとした。
【００１４】
【比較例２】実施例１と同じ巻回型コンデンサ素子を用
い、再化成してから、ピロール４：パラトルエンスルホ
ン酸テトラエチルアンモニウム６：メタノール２の溶液
を含浸させた後、陰極リードと陽極リード間に陰極リー
ドが正となるように５Ｖの電圧を印加し、１時間の電解
重合を行った。重合終了後メタノールで洗浄し、９０℃
１０分間の乾燥を行ってから金属ケースに封入しコンデ
ンサとした。以上のようにして作製したコンデンサを８
５℃雰囲気中で１０Ｖ印加し３時間のエージングを行っ
た後、定格電圧を１０Ｖとして諸特性を測定した。その
結果を表１に示す。
い、再化成してから、ピロール４：パラトルエンスルホ
ン酸テトラエチルアンモニウム６：メタノール２の溶液
を含浸させた後、陰極リードと陽極リード間に陰極リー
ドが正となるように５Ｖの電圧を印加し、１時間の電解
重合を行った。重合終了後メタノールで洗浄し、９０℃
１０分間の乾燥を行ってから金属ケースに封入しコンデ
ンサとした。以上のようにして作製したコンデンサを８
５℃雰囲気中で１０Ｖ印加し３時間のエージングを行っ
た後、定格電圧を１０Ｖとして諸特性を測定した。その
結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１から明らかなように、本発明による実
施例は陽極箔のエッチングピット内部まで効果的に導電
性高分子が充填できるため容量出現率が極めて高い。ま
た、高周波におけるＥＳＲも低い値を実現できる。以上
本発明につき好適な実施例をあげて種々説明したが、本
発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、
陽極箔は実施例では交流エッチングによる海綿状エッチ
ッグ構造のものを用いたが、直流エッチングによるトン
ネル型構造のものも利用できる。陰極箔としては、固体
電解コンデンサとしては陰極容量が必要ないのでエッチ
ングしてあってもエッチングしてなくても良い。また、
セパレータは陽極箔と陰極箔とを隔離するためのもので
あり、実施例では天然繊維のものを使用したが、合成繊
維などを使用することもできる。さらに、外装方法につ
いても、金属ケースに封入するのではなく、直接樹脂外
装することも可能である。
施例は陽極箔のエッチングピット内部まで効果的に導電
性高分子が充填できるため容量出現率が極めて高い。ま
た、高周波におけるＥＳＲも低い値を実現できる。以上
本発明につき好適な実施例をあげて種々説明したが、本
発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、
陽極箔は実施例では交流エッチングによる海綿状エッチ
ッグ構造のものを用いたが、直流エッチングによるトン
ネル型構造のものも利用できる。陰極箔としては、固体
電解コンデンサとしては陰極容量が必要ないのでエッチ
ングしてあってもエッチングしてなくても良い。また、
セパレータは陽極箔と陰極箔とを隔離するためのもので
あり、実施例では天然繊維のものを使用したが、合成繊
維などを使用することもできる。さらに、外装方法につ
いても、金属ケースに封入するのではなく、直接樹脂外
装することも可能である。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、アルミニウム乾式電解
コンデンサ用の素子を用いて、安価かつ良好な特性の固
体電解コンデンサを提供することができる。
コンデンサ用の素子を用いて、安価かつ良好な特性の固
体電解コンデンサを提供することができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 陽極酸化により酸化皮膜を形成した陽
極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデン
サ素子を−３０℃以下に冷却された酸化剤と導電性高分
子単量体とを含む混合溶液中に浸漬し含浸した後、−２
０℃以上の温度下において酸化重合させ固体電解質を形
成させることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方
法。 - 【請求項２】 前記酸化剤が有機スルホン酸、カルボ
ン酸又は有機硫酸化合物の遷移金属塩であることを特徴
とする請求項１記載の固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項３】 前記導電性高分子単量体が、ピロール
又はその誘導体であることを特徴とする請求項１又は請
求項２記載の固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項４】 陽極酸化により酸化皮膜を形成した陽
極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデン
サ素子に、有機スルホン酸、カルボン酸又は有機硫酸化
合物を主体とする陰イオンをドーパントとするピロール
又はその誘導体からなる導電性高分子が固体電解質とし
て形成されていることを特徴とする固体電解コンデンサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16497891A JPH04364018A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16497891A JPH04364018A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04364018A true JPH04364018A (ja) | 1992-12-16 |
Family
ID=15803509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16497891A Pending JPH04364018A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04364018A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6413282B1 (en) | 1997-06-20 | 2002-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrolytic capacitor and method for manufacturing the same |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP16497891A patent/JPH04364018A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6413282B1 (en) | 1997-06-20 | 2002-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrolytic capacitor and method for manufacturing the same |
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