JPH05283291A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体酸化皮膜の欠陥部を介しての陽極金属
体と導電性高分子膜との電流を遮断し短絡を防止する。 【構成】 ベンゼンを溶解した電解重合液を用い電解酸
化重合手段を講じ、焼結体２表面に形成した誘電体酸化
皮膜３の欠陥部４に絶縁性ポリパラフェニレン膜５を形
成した後、固体電解質としての導電性高分子膜である化
学重合膜６及び電解重合膜７を順次形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐電性を向上した固体
電解質として導電性高分子膜を用いた固体電解コンデン
サの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に固体電解コンデンサは、例えばア
ルミニウム、タンタルなどの弁作用を有する陽極金属体
に誘電体酸化皮膜を形成し、この酸化皮膜上に二酸化マ
ンガン、ＴＣＮＱ錯体などの固体電解質及び陰極導電体
層を順次形成して構成している。 固体電解質として二
酸化マンガンを用いたものは、製造工程で誘電体酸化皮
膜を損傷し易い欠点をもち、一方、ＴＣＮＱ錯体を用い
たものは、熱安定性に乏しいなどの欠点をもっている。

【０００３】また、近年、誘電体酸化皮膜上にピロール
などの複素環式化合物の重合体を電解酸化重合により形
成し固体電解質とした固体電解コンデンサが提案され注
目をあつめているが、誘電体酸化皮膜は絶縁体であるの
で、その表面に電解重合膜を直接形成することは極めて
困難であった。

【０００４】そのため、予め陽極金属体に形成した誘電
体酸化皮膜上に化学的酸化によって化学重合膜を形成
し、この化学重合膜を電解酸化重合の際の電極として、
この化学重合膜に金属などの導電性物質を接触させ電解
液中で通電し、電解重合膜を形成するようにしている。

【０００５】しかしながら、このような構成になる固体
電解コンデンサは、誘電体酸化皮膜の欠陥部まで導電性
高分子膜としての電解重合膜が入り込み、陽極金属体と
導電性高分子膜としての電解重合膜との間に電流が流
れ、ＬＣ大や短絡不良となる欠点を有していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の固
体電解コンデンサで、固体電解質として二酸化マンガン
を用いたものは製造工程で誘電体酸化皮膜を損傷し易い
欠点をもち、また、ＴＣＮＱ錯体を用いたものは熱安定
性に乏しく、更に導電性高分子膜を用いたものはＬＣ大
や短絡不良となる欠点を有し、いずれにしてもこの種固
体電解コンデンサとして実用上解決すべき課題をもつも
のであった。

【０００７】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、固
体電解質として導電性高分子膜を用いたものにおいて、
誘電体酸化皮膜の欠陥部を介しての陽極金属体と導電性
高分子膜との電流を遮断できる固体電解コンデンサの製
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】本発明の固体電解コンデ
ンサの製造方法は、弁作用を有する陽極金属体表面に誘
電体酸化皮膜を形成する工程と、アクリル酸メタクリル
酸及びそのエステル、スチレン等のビニール化合物、パ
ラキシレンジクロライド、ポリイソシアネート、ベンゼ
ン、縮合芳香多核炭化水素、アセチレン及びその誘電
体、複素環式化合物などを水や有機溶媒に溶解した溶液
を電解液として電解酸化重合手段を講じ前記誘電体酸化
皮膜の欠陥部に絶縁性高分子膜を形成する工程と、前記
誘電体酸化皮膜及び絶縁性高分子膜上に導電性高分子膜
としての化学重合膜を形成する工程と、この化学重合膜
上に導電性高分子膜としての電解重合膜を形成する工程
とを順次経ることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】以上のような構成を有する本発明の固体電解コ
ンデンサの製造方法によれば、誘電体酸化皮膜の欠陥部
に形成する絶縁性高分子膜形成手段として、電解酸化重
合法を用いるため、欠陥部に電気が流れ、欠陥部に選択
的に絶縁性高分子膜が形成されることになり、その後形
成される導電性高分子膜と誘電体酸化皮膜が導通する要
因は解消され、導電性高分子膜と誘電体酸化皮膜の導通
に起因して発生する諸特性劣化の問題がなくなり、特性
改善に大きく貢献できる優れた作用を有する。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の一実施例について説明す
る。

【００１１】すなわち、図１に示すように、直径０．３
ｍｍのタンタル線からなる陽極線１を植立したタンタル
粉末を４．０ｍｍ×３．０ｍｍ×１．３ｍｍの大きさに
成型し、これを１６００℃で焼結して焼結体２を形成す
る。次にこの焼結体２に７０Ｖを印加して化成処理を行
い誘電体酸化皮膜３を形成し、次に五酸化リンを飽和
し、０．１Ｍのテトラブチルアンモニウムパークロレー
トを支持電解液とした溶液に０．５Ｍのベンゼンを溶解
して電解重合液とし、陽極線１より給電して誘電体酸化
皮膜３の欠陥部４に厚さ０．５μｍの絶縁性ポリパラフ
ェニレン膜５を形成する。

【００１２】次に過酸化水素６Ｍ、硫酸３Ｍを含む水溶
液である酸化剤溶液に１０分間浸漬し、その後直ちにピ
ロール液に２０分間浸漬して化学酸化重合を行い、前記
誘電体酸化皮膜３上と前記絶縁性ポリパラフェニレン膜
５上に導電性高分子膜であるピロールからなる化学重合
膜６を形成する。

【００１３】しかして、電解液としてピロール０．２
Ｍ、支持電解質としてナフタレンスルホン酸０．０４Ｍ
を含むアセトニトリル液中に浸漬し、前記化学重合膜６
の一部に接触した白金線（図示せず）を陽極として、外
部電極との間に定電流電解酸化重合（５０ｍＡ／ｃ
ｍ³ ，１ｈ）を行い、前記化学重合膜６上に導電性高分
子膜であるポリピロールからなる電解重合膜７を形成し
た後、コロイダルカーボンに浸漬してカーボン層８を形
成し、更にこのカーボン層８の上に銀ペーストを塗布し
陰極導電体層９を形成しコンデンサ素子１０を構成す
る。

【００１４】次に、このコンデンサ素子１０を用いチッ
プ構造の固体電解コンデンサを得る場合、このコンデン
サ素子１０の陰極導電体層９の一部に陰極外部端子（図
示せず）を導電性銀接着剤にて接続し、前記陽極線１に
陽極外部端子（図示せず）を溶接によって接続した後、
少なくとも前記陰極外部端子の前記陰極導電体層９との
接続部及び陽極線１と陽極端子の接続部を含む前記コン
デンサ素子１０全体を外装樹脂層（図示せず）にて被覆
しコンデンサ本体（図示せず）を形成し、このコンデン
サ本体側面から導出した前記陽極外部端子及び陰極外部
端子をコンデンサ本体の側面に沿ってコンデンサ本体の
底面まで延在するように折り曲げ加工してなるものであ
る。

【００１５】以上のような構成になる固体電解コンデン
サの製造方法によれば、誘電体酸化皮膜３の欠陥部４に
形成する絶縁性高分子膜としての絶縁性ポリパラフェニ
レン膜５形成手段として、電解酸化重合法を用いるた
め、欠陥部４に電気が流れ、欠陥部４に選択的に絶縁性
高分子膜が形成されることになり、その後形成される導
電性高分子膜としての化学重合膜６及び電解重合膜７と
誘電体酸化皮膜３間が欠陥部４を介して導通することは
なくなり、使用中導電性高分子膜としての化学重合膜６
及び電解重合膜７と誘電体酸化皮膜３間に電流が流れる
ことに起因する漏れ電流特性劣化の低減は元より短絡不
良に至る致命的な欠点を大幅に低減し特性改善に大きく
寄与する。

【００１６】次に本発明と従来例の特性比較について説
明する。すなわち、前記した実施例によって製作した定
格電圧１０Ｖ、公称静電容量３３μＦの固体電解コンデ
ンサ（実施例Ａ）と、誘電体酸化皮膜の欠陥部に絶縁性
ポリパラフェニレン膜を形成する手段を除き、上記実施
例にて述べたと同一手段で製作した定格電圧１０Ｖ、公
称静電容量３３μＦの固体電解コンデンサ（従来例Ｂ）
それそれの初期特性を調べたところ表１に示すような結
果が得られた。

【００１７】試料数は、（実施例Ａ）及び（従来例Ｂ）
ともそれぞれ１００個であり、表１中における数値は平
均値で、また括弧内の数値はバラツキを示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１から明らかなように、誘電体酸化皮膜
の欠陥部に絶縁性ポリパラフェニレン膜を形成する手段
を講じない従来例Ｂは、漏れ電流特性が大きく、また短
絡不良の発生も極端に多く、誘電体酸化皮膜の欠陥部を
介して導電性高分子膜としての化学重合膜及び電解重合
膜と誘電体酸化皮膜間に電流が流れる問題を有するのに
対して、誘電体酸化皮膜の欠陥部に絶縁性ポリパラフェ
ニレン膜を形成した実施例Ａは、漏れ電流特性は安定し
ており、短絡不良も少なく、誘電体酸化皮膜の欠陥部に
電解酸化重合手段を講じて絶縁性ポリパラフェニレン膜
を形成ことによる効果が実証された。

【００２０】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、焼結体としては、タンタル以外の
アルミニウム又はニオブ等の弁作用のある金属、或いは
これらアルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用のあ
る金属箔を巻回したもの、又は、これら弁作用のある金
属体単板を用いたもの、更にはこれら金属箔又は金属体
単板を積層したものに適用できることは勿論である。

【００２１】また、上記実施例では絶縁性高分子膜形成
工程における電解液溶液として、ベンゼンを用いるもの
を例示して説明したが、アクリル酸メタクリル酸及びそ
のエステル、スチレン等のビニール化合物、パラキシレ
ンジクロライド、ポリイソシアネート、縮合芳香多核炭
化水素、アセチレン及びその誘電体、複素環式化合物等
の電解液溶液を用いても同様の効果を得ることは可能で
ある。

【００２２】更に、本発明の実施例において、導電性高
分子としてピロールを例示して説明したが、チオフェ
ン、フラン又はアニリンを用いたものにおいても同効で
ある。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、漏れ
電流特性が優れており、かつ短絡不良の大幅に少ない実
用的価値の高い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の製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によって得られた製造途中の
固体電解コンデンサを示す正断面図。

【符号の説明】

１ 陽極線 ２ 焼結体 ３ 誘電体酸化皮膜 ４ 欠陥部 ５ 絶縁性ポリパラフェニレン膜 ６ 化学重合膜 ７ 電解重合膜 ８ カーボン層 ９ 陰極導電体層 １０ コンデンサ素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁作用を有する陽極金属体表面に誘電体
   酸化皮膜を形成する工程と、アクリル酸メタクリル酸及
   びそのエステル、スチレン等のビニール化合物、パラキ
   シレンジクロライド、ポリイソシアネート、ベンゼン、
   縮合芳香多核炭化水素、アセチレン及びその誘導体、複
   素環式化合物などを水や有機溶媒に溶解した溶液を電解
   液として電解酸化重合手段を講じ前記誘電体酸化皮膜の
   欠陥部に絶縁性高分子膜を形成する工程と、前記誘電体
   酸化皮膜及び絶縁性高分子膜上に導電性高分子膜として
   の化学重合膜を形成する工程と、この化学重合膜上に導
   電性高分子膜としての電解重合膜を形成する工程とを順
   次経ることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方
   法。