JPH0645196A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサの製造方法Info
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- JPH0645196A JPH0645196A JP19497991A JP19497991A JPH0645196A JP H0645196 A JPH0645196 A JP H0645196A JP 19497991 A JP19497991 A JP 19497991A JP 19497991 A JP19497991 A JP 19497991A JP H0645196 A JPH0645196 A JP H0645196A
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Abstract
に、脱ドープしたポリアニリン、pKa値が2ないし4で
ある有機カルボン酸及びN−メチル−2−ピロリドンを
含む溶液を接触させて導電性のポリアニリン膜を形成
し、固体電解質とすることを特徴とする固体電解コンデ
ンサの製造方法。 【効果】 誘電体酸化皮膜やアルミニウムをを損傷する
ことなくポリアニリン膜を形成でき、優れたコンデンサ
特性が得られる。また、浸漬などの簡便な方法によりポ
リアニリン膜が形成でき、ド−ピング工程が必要ないの
で、工程が極めて簡便で製造コストも低減する。
Description
を固体電解質とする固体電解コンデンサの製造方法に関
するものである。
し、該誘電体酸化皮膜上に導電性高分子膜を形成して固
体電解質とする構造の固体電解コンデンサが提案されて
いる。特開昭63−173313には、誘電体酸化皮膜
上にプレコート層として導電性高分子膜を化学酸化重合
により形成し、さらに該導電性高分子膜上に導電性高分
子膜を電解重合により形成して固体電解質とする構造の
コンデンサが開示されている。また、特開昭63−15
8829には誘電体酸化皮膜上にプレコート層として二
酸化マンガンなどの導電性を有する金属化合物の薄膜を
形成し、さらに該薄膜上に導電性高分子膜を電解重合に
より形成して固体電解質とする構造のコンデンサが提案
されている。これらのコンデンサは従来のコンデンサに
くらべ、周波数特性、電気的特性及び耐熱性に優れたコ
ンデンサである。しかし、電解重合法で導電性高分子を
形成するには特別な電解槽や給電用の治具が必要である
など煩雑な装置や工程が必要である。
リンがある。ポリアニリンは原料として安価なアニリン
を使用するので、経済面では大変有利である。しかし、
一般に、導電性のポリアニリンを合成するには、高濃度
の硫酸などプロトン酸を共存させて反応させる必要があ
るり、一方、コンデンサに汎用されるアルミニウムは、
酸に極めて弱いため、このような導電性ポリアニリン膜
を直接アルミニウム箔上に形成しようとしても誘電体酸
化皮膜及びアルミニウムが溶解してしまうためコンデン
サを形成できず、コンデンサの固体電解質にはほとんど
利用されなかった。
方法としては、酸化剤を用いる化学酸化重合法がある
が、化学酸化重合によるポリアニリンは一般に電導度が
低く、かつ充填密度も小さいため、コンデンサの固体電
解質に応用しても優れたコンデンサ特性が得られなかっ
た。
ころは、弁作用金属表面に誘電体酸化皮膜を形成し、該
誘電体酸化皮膜上に導電性ポリアニリン膜を形成して固
体電解質とする構造の固体電解コンデンサの製造方法に
おいて、誘電体酸化皮膜及びアルミニウムを溶解するこ
となく導電性のポリアニリン膜を形成し、かつ、特性の
優れた固体電解コンデンサの製造方法を提供することで
ある。
た結果、上記問題を解決しうる固体電解コンデンサを完
成するに至った。
用金属の表面に、脱ドープしたポリアニリン、pKa値が
2ないし4である有機カルボン酸及びN−メチル−2−
ピロリドン(以下NMPと略記)を含む溶液を接触させ
て導電性のポリアニリン膜を形成し、固体電解質とする
ことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法であ
る。以下、本固体電解コンデンサについて詳述する。
ルまたはチタンを用い、平板の単板または積層板、巻
回、焼結体などの形状で用いる。次に、本発明を弁作用
金属としてアルミニウムを用いた場合について説明す
る。
後、リードタブを介して陽極リードを接続し、アジピン
酸アンモニウムなどの水溶液中で電解酸化を行い表面に
誘電体酸化皮膜を形成させ素子を得る。該素子を、脱ド
ープしたポリアニリン、pKa値が2ないし4である有機
カルボン酸及びNMPを含む溶液に浸漬後、引き上げ乾
燥する操作を数回繰り返すことにより導電性ポリアニリ
ン膜を形成する。浸漬時間は数分から数十分で良く、乾
燥温度は室温ないし200℃で行う。一般に、脱ドープし
たポリアニリンとドーピング剤である有機カルボン酸を
混合しておくと、溶液中においてドーピング反応が進行
し溶媒不溶性のポリアニリンが生成すると考えられ、サ
ブミクロン径のエッチングピットをもつ誘電体酸化皮膜
への含浸は困難と思われた。しかし、pKa値が2ないし
4である有機カルボン酸及びNMPを含む溶媒を用いた
場合には、均一な溶液となり、含浸が容易であった。な
お、pKa値とは水溶液中における酸解離定数の逆数の対
数値であり、多塩基酸では一段目の解離定数から求め
る。pKa値が2より小さいと、溶液中において脱ドープ
ポリアニリンはドーピングされ不溶性になりエッチング
ピット内に十分に含浸できない。また、pKa値が4より
大きいと導電性のポリアニリン膜を形成できない。
溶液とは、化学酸化重合により製造したポリアニリンを
脱ドープし、有機溶媒に溶解したものである。アニリン
を化学酸化重合するには、アニリン塩をプロトン酸の存
在下、溶液中で酸化剤により酸化重合させれば良い。用
いるアニリン塩としては、通常アニリンの塩酸、硫酸、
過塩素酸、ホウフッ化水素酸等の塩があげられる。ま
た、酸化剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ
ウムなどの過硫酸塩、過酸化水素、過酸化ナトリウムな
どの過酸化物、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリ
ウム、塩化第二鉄などの高原子価金属化合物などアニリ
ンを酸化し得る酸化剤ならいずれも使用できる。また、
プロトン酸としては塩酸、硫酸、過塩素酸、ホウフッ化
水素酸、ヘキサフルオロリン酸などを使用する。
ンモニア水と接触させると脱ドープされ、脱ドープした
ポリアニリンとなり、NMPまたはNMPと他の有機溶
媒の混合溶媒に溶解することにより、脱ドープしたポリ
アニリン溶液となる。
を25℃以下に制御して行うのが好ましい。この条件で化
学酸化重合したポリアニリンから脱ドープしたポリアニ
リンを調製し、これを用いて誘電体酸化皮膜上に導電性
のポリアニリン膜を形成して固体電解質としたコンデン
サは優れた特性を与える。より好ましくは10℃以下であ
る。一方、反応温度を制御しないで化学酸化重合を行う
と、反応熱のため25℃より高くなる。反応温度が高くな
り過ぎた条件で得られたポリアニリンを固体電解質とし
たコンデンサは特性が劣る。
としては、ピルビン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタ
ル酸、マロン酸、ギ酸、クエン酸、グリオキシル酸、コ
ハク酸、サリチル酸、フルオロ酢酸、ケイヒ酸、安息香
酸、シアノ安息香酸、乳酸などがあげられるが、これら
に限定されない。
を形成した弁作用金属上に、導電性のポリアニリン膜を
形成した後、該素子表面にカーボンペースト及び導電性
ペーストにより導電性塗膜を形成し、その一部より陰極
リードを取り出し、樹脂モールドまたは外装ケースに密
封するなどの方法によりコンデンサを得ることができ
る。
は、誘電体酸化皮膜上に、脱ドープしたポリアニリン、
pKa値が2ないし4である有機カルボン酸及びNMPを
含む溶液を接触することにより形成できるので、誘電体
酸化皮膜やアルミニウムを損傷することなくポリアニリ
ン膜を形成できる。また、誘電体酸化皮膜を形成した弁
作用金属表面に、浸漬などの簡便の方法によりポリアニ
リン膜を形成でき、ド−ピング工程が必要ないので工程
が簡略になり、また、アニリンモノマーが無駄に費やさ
れない。
に説明する。 実施例1 5℃に冷却した300mlガラス反応器中で、アニリン4.7g
及び濃硫酸9.8gを含む水溶液に過硫酸アンモニウム11.
4gを含む水溶液を滴下して化学酸化重合を行った。生
成した沈澱を濾過してポリアニリンを得た。この粉末4
gをアンモニア水50mlに混合攪ハンし、更に濾過分離す
ることにより、脱ドープしたポリアニリンを得た。この
脱ドープしたポリアニリンとクエン酸(pKa2.87)をN
MP溶媒に溶解し、脱ドープしたポリアニリン0.5wt
%、クエン酸0.2mol/lのNMP溶液を得た。厚み50μ
m、幅5mmの粗面化したアルミニウムエッチ箔を得た。
該箔を10mmに切断後、加締め付けによりリードを取りつ
け、アジピン酸アンモニウム水溶液中15Vで化成処理を
行って誘電体酸化皮膜を形成した。この素子を、先に調
製したNMP溶液に5分浸漬後100℃で乾燥し、この操
作を10回繰り返して導電性のポリアニリン膜を形成し
た。この素子をコロイダルカーボンに浸漬し、更に銀ペ
ーストを塗布して導電性塗膜を形成し、その一部から対
極を取り出した後エポキシ樹脂でモールドして定格電圧
6.3V、定格静電容量が22μFのコンデンサを完成し
た。得られたコンデンサの初期特性を表1に示す。
にしてコンデンサを完成した。得られたコンデンサの初
期特性を表1に示す。
にしてコンデンサを完成した。得られたコンデンサの初
期特性を表1に示す。
と乳酸(pKa3.66)をNMP60wt%及びエタノール40wt
%の溶媒に溶解し、脱ドープしたポリアニリン0.4wt
%、コハク酸0.5mol/lの溶液を得た。陽極リードを取
り付けたタンタル焼結体素子を100Vで陽極酸化し誘電
体酸化皮膜を形成した。この素子を、先に調製した溶液
に10分間浸漬後乾燥し、この操作を11回繰り返して誘電
体酸化皮膜上に導電性のポリアニリン膜を形成した。こ
の素子をコロイダルカーボンに浸漬し、更に銀ペースト
を塗布して導電性塗膜を形成し、その一部から対極を取
り出した後エポキシ樹脂でモールドして定格電圧25V、
定格静電容量が2.2μFのコンデンサを完成した。得ら
れたコンデンサの初期特性を表1に示す。
は実施例1と同様にしてコンデンサを完成した。得られ
たコンデンサの初期特性を表1に示す。
た以外は実施例1と同様にしてコンデンサを作成した。
P-ヒドロキシ安息香酸を用いると、ポリアニリンの導電
性が無く、コンデンサを完成できなかった。
を得た。該箔を10mmに切断後、加締め付けによりリード
を取りつけ、アジピン酸アンモニウム水溶液中15Vで化
成処理を行って誘電体酸化皮膜を形成した。この素子
を、アニリンモノマー20wt%のアセトン溶液に1分間浸
漬し、さらに過硫酸アンモニウム0.3mol/l及び硫酸4m
ol/lの水溶液に5分間浸漬し、化学酸化重合を行っ
た。この操作を5回繰り返し、化学酸化重合によるポリ
アニリン膜を形成した。この素子をコロイダルカーボン
に浸漬し、更に銀ペーストを塗布して導電性塗膜を形成
し、その一部から対極を取り出した後エポキシ樹脂でモ
ールドして定格電圧6.3V、定格静電容量が22μFのコ
ンデンサを完成した。該方法により20個のコンデンサ
を作成したが、19個はショート状態でコンデンサを形
成できなかった。残り1個のコンデンサの初期特性を表
1に示す。
定値を、等価直列抵抗(ESR)は100kHzでの測定値
を、漏れ電流(LC)は定格電圧1分間の測定値を表
す。ポリアニリンの化学酸化重合温度が28℃(実施例
3)の場合、5℃(実施例1)、15℃(実施例2)と較
べESRが幾分大きい。pKa値が1.93(比較例1)の場
合、溶液中でポリアニリンのド−ピング反応が生じ不溶
性となるため、箔表面のエッチングピット孔内にポリア
ニリンを十分に充填できず、コンデンサのCがでず、ta
nδ、ESRも著しく大きい。また、比較例3では、4m
ol/lの硫酸に接触した時誘電体酸化皮膜を損傷しほと
んどがショ−ト状態であり、残った1個もLCが大き
く、ポリアニリンの電導度が小さく、充填密度も小さい
のでtanδ、ESRも大きい。
によると、誘電体酸化皮膜上に、脱ドープしたポリアニ
リン、pKa値が2ないし4である有機カルボン酸及びN
MPを含む溶液を接触することによりポリアニリン膜を
形成できるので、高濃度の酸を必要とせず誘電体酸化皮
膜やアルミニウムを損傷することなく導電性のポリアニ
リン膜を形成でき、また、コンデンサ特性も優れてい
る。さらに、誘電体酸化皮膜上に、浸漬などの簡便の方
法によりポリアニリン膜を形成でき、ド−ピング工程が
必要ないので工程が極めて簡便で製造コストも低減され
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 誘電体酸化皮膜を形成した弁作用金属の
表面に、脱ドープしたポリアニリン、pKa値が2ないし
4である有機カルボン酸及びN−メチル−2−ピロリド
ンを含む溶液を接触させて導電性のポリアニリン膜を形
成し、固体電解質とす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】 脱ドープしたポリアニリン溶液が、25℃
以下の反応温度で化学酸化重合したポリアニリンを脱ド
−プして調製した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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3194979A JP2991387B2 (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3194979A JP2991387B2 (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0645196A true JPH0645196A (ja) | 1994-02-18 |
JP2991387B2 JP2991387B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=16333526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3194979A Expired - Lifetime JP2991387B2 (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2991387B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0913840A1 (en) * | 1997-10-31 | 1999-05-06 | Kemet Electronics Corporation | Doped polyaniline solutions |
US6328874B1 (en) | 1998-01-05 | 2001-12-11 | Mcdonnell Douglas Corporation | Anodically formed intrinsically conductive polymer-aluminum oxide composite as a coating on aluminum |
WO2002061777A1 (de) * | 2001-02-01 | 2002-08-08 | Epcos Ag | Betriebselektrolyt für einen aluminium-elektrolyt-kondensator, kondensator mit dem betriebselektrolyten und verwendung des kondensators |
-
1991
- 1991-07-10 JP JP3194979A patent/JP2991387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0913840A1 (en) * | 1997-10-31 | 1999-05-06 | Kemet Electronics Corporation | Doped polyaniline solutions |
US6328874B1 (en) | 1998-01-05 | 2001-12-11 | Mcdonnell Douglas Corporation | Anodically formed intrinsically conductive polymer-aluminum oxide composite as a coating on aluminum |
US6818118B2 (en) | 1998-01-05 | 2004-11-16 | Mcdonnell Douglas Corporation | Anodically formed intrinsically conductive polymer-aluminum oxide composite as a coating on aluminum |
WO2002061777A1 (de) * | 2001-02-01 | 2002-08-08 | Epcos Ag | Betriebselektrolyt für einen aluminium-elektrolyt-kondensator, kondensator mit dem betriebselektrolyten und verwendung des kondensators |
US6876540B2 (en) | 2001-02-01 | 2005-04-05 | Epcos Ag | Electrolyte for use in a capacitor |
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JP2991387B2 (ja) | 1999-12-20 |
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