JPH1145824A - コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

コンデンサ及びその製造方法

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JPH1145824A
JPH1145824A JP9198126A JP19812697A JPH1145824A JP H1145824 A JPH1145824 A JP H1145824A JP 9198126 A JP9198126 A JP 9198126A JP 19812697 A JP19812697 A JP 19812697A JP H1145824 A JPH1145824 A JP H1145824A
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fine particles
conductive
dielectric
layer
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JP9198126A
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Yasuo Kudo
康夫 工藤
Kenji Akami
研二 赤見
Yasue Matsuka
安恵 松家
Toshikuni Kojima
利邦 小島
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型大容量、高容量達成率及び高耐熱耐湿性
を満たし得て広範囲に適用可能なコンデンサを簡便に得
ることを目的とする。 【解決手段】 一対の電極２、７等と、一対の電極の間
に設けられた誘電体層３と、一対の電極の間に設けられ
た可溶性導電性高分子４と導電性高分子微粒子５との複
合体を含む導電層とを備えたコンデンサ、及び一対の電
極を配置する工程と、電極の間に誘電体層を形成する誘
電体層形成工程と、電極の間に可溶性導電性高分子と導
電性高分子微粒子とを含む導電層を形成する導電層形成
工程とを備えたコンデンサの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサ及びそ
の製造方法に関し、特に、周波数特性及び信頼性等のコ
ンデンサ特性に優れ、かつコストパーフォーマンスに優
れた小型大容量のコンデンサ及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気機器のデジタル化に伴って、
コンデンサについても、小型大容量で高周波領域でのイ
ンピーダンスの低いものが要求されている。
【０００３】従来、高周波領域で使用されるコンデンサ
には、プラスチック等のフィルムコンデンサ、マイカコ
ンデンサ、積層セラミックコンデンサがあるが、これら
のコンデンサでは、形状が大きくなり大容量化が難し
い。
【０００４】一方、大容量のコンデンサとしては、アル
ミニウム乾式電解コンデンサ、またはアルミニウムもし
くはタンタル固体電解コンデンサ等の電解コンデンサが
存在する。
【０００５】これらのコンデンサでは、誘電体となる酸
化皮膜が極めて薄いために、大容量化が実現できるので
あるが、一方酸化皮膜の損傷が起こり易いために、それ
を修復するための真の陰極を兼ねた電解質を設ける必要
がある。
【０００６】例えば、アルミニウム乾式コンデンサで
は、エッチングを施した陽極、陰極アルミニウム箔をセ
パレータを介して巻取り、液状の電解質をセパレータに
含浸して用いている。
【０００７】この液状電解質は、イオン伝導性で比抵抗
が大きいため、損失が大きく、インピーダンスの周波数
特性、温度特性が著しく劣るという課題を有する。
【０００８】さらに加えて、液漏れ、蒸発等が避けられ
ず、時間経過と共に容量の減少及び損失の増加が起こる
といった課題を抱えていた。
【０００９】また、タンタル固体電解コンデンサでは、
マンガン酸化物を電解質として用いているため、温度特
性及び容量、損失等の経時変化についての課題は改善さ
れるが、マンガン酸化物の比抵抗が比較的高いため損
失、インピーダンスの周波数特性が、積層セラミックコ
ンデンサ、あるいはフィルムコンデンサと比較して劣っ
ていた。
【００１０】さらに、タンタル固体電解コンデンサで
は、マンガン酸化物からなる電解質の形成に当り、硝酸
マンガン溶液に浸漬後、３００℃程度の温度で熱分解す
るという工程を数回から十数回繰り返して行う必要があ
り、形成工程が煩雑であった。
【００１１】加えて、タンタル固体電解コンデンサで
は、マンガン酸化物からなる電解質を熱分解を繰り返し
て形成するが故、生じた皮膜損傷を修復するためにその
都度の化成が必要で、工程がより複雑であった。
【００１２】そこで、近年、金属、マンガン酸化物等の
導電性を有する金属酸化物、ポリピロール等の導電性高
分子を誘電体皮膜上に形成後、それらの導電層を経由し
て、電解重合により、ポリピロール等の導電性高分子を
形成してなる固体電解コンデンサが提案されてきている
（特開昭６３−１５８８２９号公報、特開昭６３−１７
３３１３号公報及び特開平１−２５３２２６号公報
等）。
【００１３】さらに、３、４位に置換基を有する導電性
高分子ポリチオフェンを化学重合によって形成してなる
固体電解コンデンサが提案されている（特公平２−１５
６１１号公報）。
【００１４】さらに、また、エッチドアルミ箔上に電着
ポリイミド薄膜からなる誘電体を形成した後、化学重合
及び電解重合により、順次導電性高分子層を形成して電
極とする大容量フィルムコンデンサが提案されている
（電気化学会第５８回大会講演要旨集２５１〜２５２頁
（１９９１年））。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電性
の熱分解金属酸化物を経由して電解重合高分子を形成す
る場合には、熱による誘電体皮膜の損傷がおこるため、
高耐圧のコンデンサを得るためには、電解重合前に再度
化成を行い、その修復を行うことが必要でもあり、工程
がさらに複雑になるという課題を有していた。
【００１６】加えて、ポリピロールを用い化学重合で導
電性高分子層を形成する場合、室温付近における重合速
度大きいため、エッチドアルミニウム箔及びタンタル焼
結体の細孔の深部まで浸透する途中で重合する結果、エ
ッチピット及び焼結体の細孔の閉塞が一部で起こり、高
充填率の導電性高分子層を形成することは困難であっ
た。
【００１７】この課題は、重合温度を下げることにより
解決可能であるが、媒体に水を使用する場合、摂氏０度
付近で凍結するため、限界があった。
【００１８】また、ピロールモノマーの濃度を下げるこ
とにより、この課題は解決されるが、一方で被覆に要す
る重合繰り返し回数が多くなるという新たな課題が発生
してしまう。
【００１９】さらにまた、ポリピロール層を化学重合に
より形成した場合、粉体状の重合体が得られ、コンデン
サ電極表面、中でもエッジ部の被覆性が劣り、完全被覆
のための重合時間を長時間要することも課題であった。
【００２０】一方で、電解重合によりポリピロール層を
形成した場合には、フィルム状の重合体が得られるた
め、このような課題は生じないが、一方誘電体表面に導
電性を付与しないと高被覆率の皮膜形成ができないとい
う課題があった。
【００２１】さらにまた、３、４−エチレンジオキシチ
オフェンのように、３、４位に置換基を有する重合性モ
ノマーから導電性高分子を化学重合により形成する場合
は、重合速度が遅いため重合に長時間を要するか、ある
いはその重合時間を短縮するためには、重合温度を上昇
させることが必要であった。
【００２２】そして、重合温度を上げた場合には、酸化
剤の活性作用が強くなり、誘電体皮膜が損傷を被るとい
う課題もあった。
【００２３】本発明は、上記従来技術における各課題を
解決するもので、小型大容量、高容量達成率及び高耐熱
耐湿性を満たし得て広範囲に適用可能なコンデンサを簡
便に得ることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の電極
と、一対の電極の間に設けられた誘電体層と、一対の電
極の間に設けられた可溶性導電性高分子と導電性高分子
微粒子との複合体を含む導電層とを備えたコンデンサ、
及び一対の電極を配置する工程と、電極の間に誘電体層
を形成する誘電体層形成工程と、電極の間に可溶性導電
性高分子と導電性高分子微粒子とを含む導電層を形成す
る導電層形成工程とを備えたコンデンサの製造方法であ
る。
【００２５】かかる構成により、小型大容量、高容量達
成率及び高耐熱耐湿性を満たし得て広範囲に適用可能な
高周波特性に優れたコンデンサを簡便に得ることができ
る。
【００２６】
【発明の実施の形態】請求項１記載の本発明は、一対の
電極と、前記一対の電極の間に設けられた誘電体層と、
前記一対の電極の間に設けられた可溶性導電性高分子と
導電性高分子微粒子との複合体を含む導電層とを備えた
コンデンサである。
【００２７】このように導電性高分子微粒子を含むこと
により、導電性高分子層が、特に可溶性導電性高分子層
のみから構成される場合にしばしば起こり得る溶媒揮散
時の導電性高分子のヒケ（体積収縮）によるクラック発
生を防止する。
【００２８】さらには、可溶型導電性高分子を用いるこ
とによりしばしば起こる電気伝導度の低下を補う。
【００２９】かかる導電性微粒子の分散による電気伝導
度の発現は、いわゆるパーコレーション機構により説明
され、低濃度領域においても導電パスが形成され、比較
的高い電気伝導度が実現する。
【００３０】よって、導電層の電気伝導度を確実に高く
保持できるために、小型大容量、高容量達成率及び高耐
熱耐湿性を満たし得て広範囲に適用可能な高周波特性の
優れたコンデンサを確実に得る。
【００３１】または、換言すれば、請求項２記載のよう
に、一対の電極と、前記一対の電極の間に設けられた誘
電体層と、前記一対の電極の間に設けられた導電性高分
子微粒子を含む導電性高分子層の導電層とを備えたコン
デンサである。
【００３２】このように導電性高分子微粒子を含むこと
により、導電性高分子層のみから構成される場合の溶媒
揮散時における導電性高分子のクラック発生を防止し、
かつ高い電気伝導度をも呈する。
【００３３】この場合、請求項３記載のように、導電性
高分子層は、均質的な層とするには可溶性導電性高分子
から形成されることが好適である。
【００３４】なお、可溶性導電性高分子については、既
に市販されているものもあり、それらを入手して使用す
ることもできるし、以下の種々の公知の方法によっても
得ることができる。
【００３５】例えば、水溶性ポリアニリン誘導体の合成
法は、高分子学会予稿集、４６巻（１９９７）、３号、
４９７ページに開示されている。
【００３６】また、有機溶媒可溶型ポリアニリンの合成
法は、例えばアメリカ特許公報５２３２６３１号や、特
開平３−３５５１６号公報に開示されている。
【００３７】また、可溶型ポリチオフェン誘導体に関し
ては、例えばドイツ公開特許公報４２１１４５９号に開
示されている。
【００３８】さらに、可溶性ポリピロール誘導体に関し
ては、例えば特開平６−２０６９８６号公報に開示され
ている。
【００３９】以上において、請求項４記載のように、可
溶性導電性高分子及び／または導電性高分子微粒子の導
電性高分子が、共役二重結合を有する導電性高分子であ
ることが好ましい。
【００４０】かかる導電性高分子は、芳香族環を有する
物質を繰り返し単位として含む重合体で構成することが
できるが、このような共役二重結合を有する導電性高分
子は、本質的に分子構造に由来する導電性を示し、高分
子をマトリックスとして、金属やカーボンのような導電
性微粉末が複合化されたものより、高い電気伝導度を示
すため、損失の低減に寄与する。
【００４１】また、共役二重結合を有する導電性高分子
は、誘電体に弁金属の酸化物が用いられたコンデンサに
おいては、イオン伝導性の電解液を用いた場合と同様の
皮膜修復作用を示す。
【００４２】なお、本来剛直なπ共役二重結合を持つた
めに溶解しにくい導電性高分子を可溶化するするために
は、側鎖の導入あるいは重合度の抑制等を行ってもよ
い。
【００４３】より具体的には、請求項５記載のように、
可溶性導電性高分子が、アニリン、アニリン誘導体、チ
オフェン、チオフェン誘導体、ピロール、及びピロール
誘導体の内の少なくとも一つを繰り返し単位として含む
ものが好適であり、請求項６記載のように、 導電性高
分子微粒子が、アニリン、アニリン誘導体、チオフェ
ン、チオフェン誘導体、ピロール、及びピロール誘導体
の内の少なくとも一つを繰り返し単位として含むものが
好適である。
【００４４】また、請求項７記載のように、誘電体層
が、弁金属の酸化物被膜であってもよく、この場合、導
電層は一方の電極としても機能し、請求項８記載のよう
に、弁金属が、アルミニウムまたはタンタルであっても
よい。
【００４５】一方、請求項９記載のように、誘電体層
が、高分子の誘電体でもよく、この場合、請求項１０記
載のように、導電層が、誘電体層を挟むように前記誘電
体に隣接して各々設けられ、前記各々設けられた導電層
が、電極として機能する構成であってもよい。
【００４６】ここで、請求項１１記載のように、高分子
が、ポリイミドであってもよい。このように誘電体が、
弁金属の酸化皮膜で構成されるコンデンサでは、導電性
高分子は真の陰極を兼ねた電解質として機能し、一方そ
れが高分子薄膜で構成されるコンデンサでは、単純な電
極として機能する。
【００４７】さて、請求項１２記載の本発明は、一対の
電極を配置する工程と、前記電極の間に誘電体層を形成
する誘電体層形成工程と、前記電極の間に可溶性導電性
高分子と導電性高分子微粒子とを含む導電層を形成する
導電層形成工程とを備えたコンデンサの製造方法であ
る。
【００４８】このような構成により、小型大容量、高容
量達成率及び高耐熱耐湿性を満たし得て広範囲に適用可
能な高周波特性の優れたコンデンサを確実に得る。
【００４９】ここで、請求項１３記載のように、導電層
形成工程は、可溶性導電性高分子の溶液を用意する行程
と、導電性高分子微粒子を用意する行程と、前記可溶性
導電性高分子の溶液に導電性高分子微粒子を分散させる
分散工程と、誘電体層の表面に前記導電性高分子微粒子
が分散された溶液を付着する付着工程と、前記塗布され
た溶液の溶媒を揮散する揮散工程を含むことが好適であ
る。
【００５０】この導電性高分子微粒子の分散には、スタ
ーラー等を用いた攪拌のほか、ホモジナイザーを用いて
もよく、分散を容易にするため、適当な分散助剤を添加
することもできる。
【００５１】そして、請求項１４記載のように、さら
に、導電層形成工程は、揮散行程後、可溶性導電性高分
子をドープするドープ工程を備えたものであってもよ
い。
【００５２】つまり、可溶性導電性高分子としては、予
めドーパントが取り込まれた酸化状態のものを用いても
よいが、未ドープ状態のものを用いることもできる。
【００５３】というのは、ドープ状態で溶媒に可溶化す
る共役二重結合導電性高分子は、非常に限定されるが、
未ドープ状態で可溶化するものは種類が多いため、後ド
ープで導電性をさらに追加的に発現させることにすれ
ば、導電性高分子の選択の幅が広がるためである。
【００５４】そして、この後ドープにより、その導電性
も飛躍的に向上するため、コンデンサの高周波特性を大
幅に向上させる。
【００５５】この後ドープは、適当なドーパントを含む
溶媒に、導電性高分子微粒子を含む導電層が形成された
コンデンサユニットを含浸させることにより、容易に行
うことができる。
【００５６】具体的には、適当なアニオンを含む酸の溶
液に浸漬する方法が好適である。ここで、酸としては、
硫酸、塩酸、硫酸エステル、アルキルまたは芳香属スル
ホン酸が、好適に用いられる。
【００５７】例えば、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌ
ｓ誌、５５−５７巻（１９９３）、３６９６ページに
は、ポリアニリン誘導体について、後ドープによる好適
な合成法について開示されている。
【００５８】また、請求項１５記載のように、導電性高
分子微粒子を用意する行程は、化学重合により得られた
導電性高分子微粒子を用いるものでもよいし、請求項１
６記載のように、導電性高分子微粒子を用意する行程
は、電解重合で得られた導電性高分子を粉砕した微粒子
を用いるものでもよい。
【００５９】このようなポリピロール微粒子の合成法と
しては、例えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｆａｒａｄａｙ Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎ誌、９１巻（１９９５）、９０５ページに開示
されているものや、ポリチオフェン誘導体微粒子の合成
法としては、例えばアメリカ特許公報５０３５９２６号
に開示されている方法を用いることもできる。
【００６０】また、請求項１７記載のように、付着工程
は、誘電体層の表面に導電性高分子微粒子が分散された
溶液を塗布する塗布行程であってもよく、または請求項
１８記載のように、付着工程は、誘電体層を導電性高分
子微粒子が分散された溶液に浸漬する浸漬行程であって
もよい。
【００６１】このように塗布や浸漬行程によれば、例え
ば硝酸マンガンを熱分解して二酸化マンガン層を形成す
る場合のような、大きな熱ストレスや腐食性の分解ガス
に誘電体皮膜が暴露されないため、その損傷を防止す
る。
【００６２】また、その場で化学重合や電解重合によっ
て導電性高分子を形成する場合のように、重合体層形成
に長時間を要することもなく、容易に導電性高分子導電
層が形成できる。
【００６３】なお、浸漬は、例えば誘電体が形成された
コンデンサユニットを導電性高分子微粒子が分散された
可溶性導電性高分子溶液に浸漬し、塗布は、刷毛、コー
ター、印刷等の手段により塗布することにより行うこと
ができる。
【００６４】また、請求項１９記載のように、誘電体形
成工程が、弁金属の陽極酸化により誘電体を形成するも
のであってもよいし、または請求項２０記載のように、
誘電体形成工程が、高分子を用いて誘電体を形成するス
ピンコート工程であってもよい。
【００６５】以下、本発明の各実施の形態について、図
面を用いて詳細に説明していく。 （実施の形態１）図１は本実施の形態におけるコンデン
サの断面図である。
【００６６】図１において１は陽極リードであり、２は
コンデンサの陽極となる陽極弁金属で、好ましくはタン
タル又はアルミニウムにより構成される。３はコンデン
サの誘電体層となる誘電体皮膜で、各々Ｔａ2Ｏ5または
Ａｌ2Ｏ3により構成される。
【００６７】そして、４は可溶性導電性高分子層、５は
導電性高分子微粒子、６はカ−ボンペイント層、７は本
来的にはコンデンサの陰極となる銀ペイント層、及び８
は陰極リ−ドである。
【００６８】以下、このような構成のコンデンサの製造
方法について、図１を参照しながら説明する。
【００６９】本実施の形態では、まず、３×７ｍｍ2の
アルミニウムエッチド箔（陽極２に対応する）を、２ｍ
ｍと４ｍｍの部分に仕切るように、両面に渡って、幅１
ｍｍのポリイミドテープを貼付けた。
【００７０】次に、アルミニウムエッチド箔の３×２ｍ
ｍ2の部分に陽極リード１を取り付け、アルミニウムエ
ッチド箔の３×４ｍｍ2の部分を、３％アジピン酸アン
モニウム水溶液を用い、約７０℃で１２．５Ｖを印加し
て、陽極酸化により酸化皮膜からなる誘電体被膜３を形
成した。
【００７１】ここで、この構成をコンデンサと見立て、
化成液中の容量を測定したところ、１８．０μＦであっ
た。
【００７２】ついで、水溶性ポリアニリン誘導体として
のアクアセーブＩ（日東化学製）１に対してポリピロー
ル微粉末（微粒子）０．２の重量比で添加し、ホモジナ
イザーを用いて分散させた調整溶液を作製した。
【００７３】このアクアセーブＩは、ポリアニリンスル
ホン酸を１０％含む水溶液である。ついで、このように
調製された溶液に、誘電体被膜３を形成された素子を浸
漬し、さらに１０５℃で乾燥した。
【００７４】なお、ここで添加されたポリピロール微粒
子は、化学重合により作製されたものをそのまま用いた
もので、ドーパントとしてトリイソプロピルナフタレン
スルホン酸基が含まれ、平均粒径は０．５μｍであっ
た。
【００７５】そして、浸漬行程を３回繰り返したとこ
ろ、可溶性導電性高分子層４に導電性高分子微粒子５が
分散された導電層で、誘電体被膜３表面を完全に被覆す
ることができた。
【００７６】ついで、このように導電層が形成されたア
ルミニウム箔上に、カーボン層６と銀ペイント層７で陰
極を形成すると共に、その上に陰極リード８を取り付
け、合計で１０個のコンデンサ素子を得た。
【００７７】さらに、その素子をエポキシ樹脂を用いて
外装して、さらに１２５℃で１３Ｖを印加したエ−ジン
グ処理を行い、１０個のコンデンサを完成させた。かか
る構成では、導電層、カ−ボンペイント層６及び銀ペイ
ント層７が、陰極として機能する。
【００７８】これら１０個の素子について、１ｋＨｚに
おける容量、損失係数、及び４００ｋＨｚにおけるイン
ピーダンスを各々測定し、それらの平均値を以下の（表
１）に示した。
【００７９】なお、同様の条件で得られた可溶性導電性
高分子、導電性高分子微粒子及び両者の複合物の電気伝
導度を４端子法で測定したところ、各々０．０１６Ｓ／
ｃｍ、１５Ｓ／ｃｍ、０．０５６Ｓ／ｃｍであった。
【００８０】
【表１】
【００８１】（比較例１）次に、比較のため、比較例１
として、ポリピロール微粒子を添加しなかった以外、実
施の形態１と同様の条件で１０個のコンデンサを完成さ
せた。
【００８２】但し、導電性高分子層形成に要した浸漬処
理繰り返し回数は６回必要であった。
【００８３】これら１０個の素子についても、実施の形
態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損失係数、及び４
００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各々測定し、それ
らの平均値を前述の（表１）に示した。
【００８４】実施の形態１と本比較例との結果を検討す
ると、コンデンサ特性は実施の形態１の方が明らかに優
れており、さらに加えて導電性高分子からなる導電層形
成に必要な繰り返し浸漬処理回数も、実施の形態１の方
が少なくなっていることが分かる。
【００８５】これは、導電性高分子微粒子を可溶性導電
性高分子溶液に分散させたため、溶液中の固形分比率が
増し、１回の浸漬処理当たりの導電層の厚さを増加させ
ることができたことに起因すると考えられる。
【００８６】以上より、可溶性導電性高分子と導電性微
粒子からなる複合導電体を用いることにより、可溶性導
電性高分子単独では低い電気伝導度を向上させることが
できるため、損失の少ない、すなわち高周波特性の優れ
たコンデンサを得ることができる。
【００８７】さらに、導層形成に必要な繰り返し浸漬処
理回数も減少させることができ、より工程数の少ない簡
便な製造工程をも実現することができる。
【００８８】（実施の形態２）本実施の形態では、実施
の形態１において用いた水溶性ポリアニリン誘導体に替
えて、カンファスルホン酸イオンがドープされたポリア
ニリンのメタクレゾール３重量％の溶液１に対し、重量
比で０．０６の割合でポリピロール微粉末を分散させた
ものを用いた以外は、実施の形態１と同様にして構成さ
れた１０個のコンデンサを完成させた。
【００８９】本実施の形態で用いた可溶性ポリアニリン
は、ＵＮＩＡＸ社製のものを購入して用いた。
【００９０】これら１０個の素子についても、実施の形
態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損失係数、及び４
００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各々測定し、それ
らの平均値を前述の（表１）に示した。
【００９１】ここで、導電層形成のために要した浸漬処
理繰り返し回数は４回であった。（表１）より理解され
るように、本実施の形態においても、実施の形態１と同
様優れたコンデンサ特性を有するコンデンサを実現でき
ることがわかる。
【００９２】なお、実施の形態１と同様に測定した可溶
性ポリアニリン単独及び可溶性ポリアニリとピロール微
粒子との複合体の電気伝導度はそれぞれ０．０３Ｓ／ｃ
ｍ、０．１Ｓ／ｃｍであった。
【００９３】（比較例２）次に、比較のため、比較例２
として、ポリピロール微粒子を添加しなかった以外、実
施の形態２と同様の条件で１０個のコンデンサを完成さ
せた。
【００９４】この場合、誘電体表面を完全に被覆するた
めに要した可溶性ポリアニリン溶液の浸漬処理回数は９
回であった。
【００９５】これら１０個の素子について、実施の形態
１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損失係数、及び４０
０ｋＨｚにおけるインピーダンスを各々測定し、それら
の平均値を前述の（表１）に示した。
【００９６】実施の形態１と本比較例との結果を検討す
ると、コンデンサ特性は実施の形態２の方が明らかに優
れており、さらに加えて導電性高分子からなる導電層形
成に必要な繰り返し処理回数も実施の形態２の方が少な
くなっていることが分かる。
【００９７】以上より、可溶性導電性高分子と導電性微
粒子からなる複合導電体を用いることにより、可溶性導
電性高分子単独では低い電気伝導度を向上させることが
できるため、損失の少ない高周波特性の優れたコンデン
サを得ることができる。
【００９８】さらに、導電性高分子微粒子を可溶性導電
性高分子溶液に分散させたため、溶液中の固形分比率が
増し、１回の漬積処理当たりの導電層の厚さを増加させ
ることもできる。
【００９９】（実施の形態３）本実施の形態では、実施
の形態１において用いた水溶性ポリアニリン誘導体に替
えて、未ドープ状態で有機溶剤可溶性のポリアニリンの
Ｎーメチルピロリドン１重量％溶液１に対し、ポリピロ
ール微粒子を０．０２重量部添加分散したものを用い、
さらに溶媒乾燥後ｐートルエンスルホン酸の１０重量％
水溶液に室温で１時間浸漬してドープ後、洗浄乾燥した
以外は、実施の形態１と同様にして構成された１０個の
コンデンサを完成させた。
【０１００】ここで、用いた有機溶剤可溶性のポリアニ
リン誘導体は、特開平３−３５５１６号公報に開示され
ている内容に準じた。
【０１０１】また、導電層形成に要した浸漬処理繰り返
し回数は、６回であった。これら１０個の素子について
も、実施の形態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損失
係数、及び４００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各々
測定し、それらの平均値を前述の（表１）に示した。
【０１０２】（表１）より理解されるように、本実施の
形態においても、実施の形態１と同様優れたコンデンサ
特性を有するコンデンサを実現できることがわかる。
【０１０３】なお、実施の形態１と同様に測定したドー
プ後のポリアニリン単独及びポリピロール微粒子複合体
の電気伝導度は、各々０．０１Ｓ／ｃｍ、０．０５Ｓ／
ｃｍであった。
【０１０４】（比較例３）次に、比較のため、比較例３
として、ポリピロール微粒子を添加しなかった以外、実
施の形態３と同様の条件で１０個のコンデンサを完成さ
せた。
【０１０５】この場合、誘電体表面を完全に被覆するた
めに要した可溶性ポリアニリン溶液の浸漬処理回数は１
５回であった。
【０１０６】これら１０個の素子について、実施の形態
１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損失係数、及び４０
０ｋＨｚにおけるインピーダンスを各々測定し、それら
の平均値を前述の（表１）に示した。
【０１０７】実施の形態１と本比較例との結果を検討す
ると、コンデンサ特性は実施の形態３の方が明らかに優
れており、さらに加えて導電層形成に必要な繰り返し処
理回数も実施の形態３の方が少なくなっていることが分
かる。
【０１０８】以上より、可溶性導電性高分子と導電性微
粒子からなる複合導電体を用いることにより、可溶性導
電性高分子単独では低い電気伝導度を向上させることが
できるため、損失の少ない、すなわち高周波特性の優れ
たコンデンサを得ることができる。
【０１０９】さらに、導電性高分子微粒子を可溶性導電
性高分子溶液に分散させたため、溶液中の固形分比率が
増し、１回の浸漬処理当たりの導電層の厚さを増加させ
ることができる。
【０１１０】なお、ドーパントとして、実施の形態３で
はｐートルエンスルホン酸を用いた場合についてのみ述
べたが、誘電体皮膜に実質的に悪影響を及ぼさないもの
であれば他のものを用いることもできる。
【０１１１】また、室温以外の温度でドープしてもよ
く、さらにドーパントアニオンを含む化合物を水以外の
溶媒に溶解させて用いることもできる。
【０１１２】（実施の形態４）本実施の形態では、実施
の形態１におけるポリピロール微粒子に替えてポリ
（３、４ージオキシチオフェン）微粒子を用いた以外
は、実施の形態１と同様にして構成された１０個のコン
デンサを完成させた。
【０１１３】ここで、導電層形成に要した浸漬処理繰り
返し回数は、３回であった。また、本実施の形態のポリ
（３、４ーエチレンジオキシチオフェン）微粒子は、
３、４ーエチレンジオキシチオフェンを水媒体中で硫酸
第二鉄を酸化剤として、及びアルキルナフタレンスルホ
ン酸ナトリウムをドーパントとして、４５℃で２４時間
重合させて得られたもので、その平均粒径は、０．６μ
ｍで、電気伝導度は４０Ｓ／ｃｍであった。
【０１１４】なお、可溶性ポリアニリン誘導体と複合化
された場合の電気伝導度は、０．８２Ｓ／ｃｍであっ
た。
【０１１５】これら１０個の素子についても、実施の形
態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損失係数、及び４
００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各々測定し、それ
らの平均値を前述の（表１）に示した。
【０１１６】（表１）より理解されるように、本実施の
形態においても、実施の形態１と同様優れたコンデンサ
特性を有するコンデンサを実現できることがわかる。
【０１１７】さらに加えて、比較例１の比較からも明ら
かなように、可溶性ポリアニリン単独で用いる場合より
も少ない浸漬処理回数で導電層が形成できることもわか
る。
【０１１８】（実施の形態５）本実施の形態では、実施
の形態１における水溶性ポリアニリン誘導体に替えて、
Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ（Ｂａｙｅｒ社製）を用いた以外
は、実施の形態１と同様にして構成された１０個のコン
デンサを完成させた。
【０１１９】このＢａｙｔｒｏｎ Ｐは、ポリスチレン
スルホン酸イオンがドープされたポリ（３、４ーエチレ
ンジオキシチオフェン）の１％水溶液である。
【０１２０】また、導電性高分子層形成に要した浸漬処
理繰り返し回数は、５回であった。これら１０個の素子
についても、実施の形態１と同様に１ｋＨｚにおける容
量、損失係数、及び４００ｋＨｚにおけるインピーダン
スを各々測定し、それらの平均値を前述の（表１）に示
した。
【０１２１】（表１）より理解されるように、本実施の
形態においても、実施の形態１と同様優れたコンデンサ
特性を有するコンデンサを実現できることがわかる。
【０１２２】なお、実施の形態１と同様に測定したＢａ
ｙｔｒｏｎ Ｐ単独及びポリピロール微粒子複合体の電
気伝導度は、各々０．０１８Ｓ／ｃｍ、０．５Ｓ／ｃｍ
であった。
【０１２３】（比較例４）次に、比較のため、比較例４
としてポリピロール微粒子を分散させなかった以外実施
の形態５と同様の条件で１０個のコンデンサを完成させ
た。
【０１２４】但し、導電性高分子層形成に要した繰り返
し回数は、１１回であった。これら１０個の素子につい
ても、実施の形態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損
失係数、及び４００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各
々測定し、それらの平均値を前述の（表１）に示した。
【０１２５】実施の形態５と本比較例との結果を検討す
ると、本発明のほうがコンデンサ特性に優れ、さらに導
電層形成に必要な繰り返し回数が少なくできるという利
点を有することが明らかである。
【０１２６】（実施の形態６）本実施の形態では、実施
の形態１において用いた水溶性ポリアニリン誘導体に替
えて、ｐートルエンスルホン酸イオンがドープされたポ
リ（ステアリルピロール−３−カルボキシレート）の５
重量％テトラヒドロフラン溶液１に対し、ポリピロール
微粒子を０．１重量部含むものを用いた以外は、実施の
形態１と同様にして構成された１０個のコンデンサを完
成させた。
【０１２７】この可溶性ポリピロールに関しては、特開
平６−２０６９８６号公報開示の合成法に準じた。
【０１２８】ここで、導電層形成に要した浸漬処理繰り
返し回数は、４回であった。これら１０個の素子につい
ても、実施の形態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損
失係数、及び４００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各
々測定し、それらの平均値を前述の（表１）に示した。
【０１２９】（表１）より理解されるように、本実施の
形態においても、実施の形態１と同様優れたコンデンサ
特性を有するコンデンサを実現できることがわかる。
【０１３０】なお、実施の形態１と同様に測定した可溶
性ポリピロール単独及びポリピロール微粒子複合体の電
気伝導度は、各々０．０３Ｓ／ｃｍ、０．６Ｓ／ｃｍで
あった。
【０１３１】（比較例５）次に、比較のため、比較例５
としてポリピロール微粒子を分散させなかった以外、実
施の形態６と同様の条件で１０個のコンデンサを完成さ
せた。
【０１３２】但し、導電層形成に要した浸漬処理繰り返
し回数は、８回であった。これら１０個の素子について
も、実施の形態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損失
係数、及び４００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各々
測定し、それらの平均値を前述の（表１）に示した。
【０１３３】実施の形態６と本比較例との結果を検討す
ると、実施の形態６のほうがコンデンサ特性に優れ、さ
らに導電層形成に必要な繰り返し回数が少なくできると
いう利点を有することがわかる。
【０１３４】（実施の形態７）本実施の形態では、実施
の形態１において用いたアルミニウムエッチド箔に替え
て、機械的にエンボス加工したタンタル箔が用いられた
以外は、実施の形態１と同様にして構成された１０個の
コンデンサを完成させた。
【０１３５】ここで用いたタンタル箔は、９０℃の０．
５％リン酸水溶液を用いて４０Ｖで１時間化成を行い、
予め誘電体皮膜を形成しておいた。
【０１３６】ここで、導電性高分子層形成に要した浸漬
処理繰り返し回数は、３回であった。
【０１３７】これら１０個の素子についても、実施の形
態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損失係数、及び４
００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各々測定し、それ
らの平均値を前述の（表１）に示した。
【０１３８】（比較例６）次に、比較のため、比較例６
としてポリピロール微粒子を分散させなかった以外実施
の形態６と同様の条件で１０個のコンデンサを完成させ
た。
【０１３９】但し、導電性高分子層形成に要した繰り返
し回数は、６回であった。これら１０個の素子について
も、実施の形態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損失
係数、及び４００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各々
測定し、それらの平均値を前述の（表１）に示した。
【０１４０】実施の形態７と本比較例との結果を検討す
ると、実施の形態７のほうがコンデンサ特性に優れ、さ
らに導電層形成に必要な繰り返し回数が少なくできると
いう利点を有することが明らかである。
【０１４１】かかるコンデンサ特性の向上は、可溶性ポ
リアニリン単独で形成される導電層より、ポリピロール
微粒子を複合化することにより、電極の電気伝導度が増
加したことによるものであることは実施の形態１等と同
様である。
【０１４２】また、導電層形成に必要な浸漬処理繰り返
し回数が低減するのは、ポリピロール微粒子を分散させ
たことにより、浸漬液中の固形分が増加したための効果
でもある。
【０１４３】（実施の形態８）本実施の形態では、実施
の形態１の構成における酸化皮膜誘電体を形成するので
はなく、スピンコートにより、厚さ０．５μｍのポリイ
ミド薄膜からなるポリイミド誘電体層を形成した２０ｍ
ｍ×２０ｍｍのアルミニウム平滑箔を用いた以外、実施
の形態１と実質的に同様の条件で、計１０個のコンデン
サを作製した。
【０１４４】なお、ポリイミド層の形成は、電気化学会
第５８回大会講演要旨集２５１〜２５２頁（１９９１
年）に開示されている方法に準じて行った。
【０１４５】ここで、導電層形成に要した浸漬処理繰り
返し回数は、３回であった。これら１０個の素子につい
ても、実施の形態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損
失係数、及び４００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各
々測定し、それらの平均値を前述の（表１）に示した。
【０１４６】（比較例７）次に、比較のため、比較例７
としてポリピロール微粒子を分散させなかった以外、実
施の形態８と同様の条件で１０個のコンデンサを完成さ
せた。
【０１４７】但し、導電層形成に要した繰り返し回数
は、６回であった。これら１０個の素子についても、実
施の形態１と同様に１ｋＨｚにおける容量、損失係数、
及び４００ｋＨｚにおけるインピーダンスを各々測定
し、それらの平均値を前述の（表１）に示した。
【０１４８】実施の形態８と本比較例との結果を検討す
ると、実施の形態８のほうがコンデンサ特性に優れ、さ
らに導電層形成に必要な繰り返し回数が少なくできると
いう利点を有することが明らかである。
【０１４９】かかるコンデンサ特性の向上は、可溶性ポ
リアニリン単独で形成される導電層より、ポリピロール
微粒子を複合化することにより、電極の電気伝導度が増
加したことによるものである。
【０１５０】また、導電層形成に必要な浸漬処理繰り返
し回数が低減するのは、ポリピロール微粒子を分散させ
たことにより、浸漬液中の固形分が増加したための効果
である。
【０１５１】なお、本実施の形態１から８では、導電性
高分子微粒子としてポリピロール及びポリ（３、４−エ
チレンジオキシチオフェン）を用いた場合についてのみ
述べたが、他の置換基を有する誘導体を用いてもよく、
さらにポリアニリンまたはポリアニリン誘導体微粒子を
用いることもできる。
【０１５２】さらに、本実施の形態１から８では、導電
性高分子微粒子を含む可溶性導電性高分子溶液を誘電体
表面に浸漬によって形成する場合についてのみ述べた
が、コーター、スクリーン印刷、刷毛塗り等他の方法を
用いることもできる。
【０１５３】また、実施の形態１から８では、弁金属が
アルミニウムやタンタルの場合についてのみ述べたが、
その他ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム及びチタン、
さらにはそれらのの金属間化合物等も使用可能である。
【０１５４】さらにまた、実施の形態８では、誘電体層
にポリイミドを用いた場合についてのみ述べたが、その
他ポリエステル、ポリメチルメタクリレート等の絶縁性
高分子を高分子を用いることもでき、その種類に限定さ
れない。
【０１５５】なお、実施の形態８では、対向する電極の
うち陰極側に、導電性高分子微粒子を分散させた可溶性
高分子溶液を用いて導電層を形成し、陰極としての機能
をも呈する場合について述べたが、高分子薄膜で誘電体
が構成された場合には、誘電体を挟んで両側にかかる導
電層を配し、両方の導電層に電極としての機能を持たせ
ることも可能である。
【０１５６】
【発明の効果】以上のように、コンデンサに係る本発明
は、可溶性導電性高分子と導電性高分子が複合化された
導電層を用いて、コンデンサの対向して設けられた少な
くとも一方の電極を構成したものである。
【０１５７】このように導電性高分子微粒子を分散させ
ているため、可溶性導電性高分子を単独で用いた場合よ
り電気伝導度を著しく増加させることができ、損失特性
及び高周波特性の優れたコンデンサが簡便に得られると
いう効果を奏する。
【０１５８】さらに、コンデンサの製造方法に係る本発
明は、このような効果を奏するコンデンサを現実のもの
とするのみならず、導電性高分子層をその場で誘電体表
面にその場で重合形成することなく、導電性高分子微粒
子を分散させた可溶性導電性高分子溶液を用いて、浸漬
あるいは塗布等により、容易に誘電体表面に電極層を形
成できるため、導電性高分子を用いたコンデンサの製法
を容易にできるという効果を奏するものである。
【０１５９】そして、かかるコンデンサやその製造方法
の構成によれば、高容量達成率でかつ耐熱耐湿性の高い
固体電解コンデンサや、小型大容量であって高容量達成
率かつ耐熱耐湿性の高いフィルムコンデンサ等、幅広い
適用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサ
の構造断面図
【符号の説明】
１ 陽極リ−ド ２ 陽極弁金属 ３ 誘電体皮膜 ４ 可溶性導電性高分子で形成された導電層 ５ 導電性高分子微粒子 ６ カーボンペイント膜 ７ 銀ペイント膜 ８ 陰極リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 利邦 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の電極と、前記一対の電極の間に設
    けられた誘電体層と、前記一対の電極の間に設けられた
    可溶性導電性高分子と導電性高分子微粒子との複合体を
    含む導電層とを備えたコンデンサ。
  2. 【請求項２】 一対の電極と、前記一対の電極の間に設
    けられた誘電体層と、前記一対の電極の間に設けられた
    導電性高分子微粒子を含む導電性高分子層の導電層とを
    備えたコンデンサ。
  3. 【請求項３】 導電性高分子層は、可溶性導電性高分子
    から形成される請求項２記載のコンデンサ。
  4. 【請求項４】 可溶性導電性高分子及び／または導電性
    高分子微粒子の導電性高分子が、共役二重結合を有する
    導電性高分子である請求項１または３記載のコンデン
    サ。
  5. 【請求項５】 可溶性導電性高分子が、アニリン、アニ
    リン誘導体、チオフェン、チオフェン誘導体、ピロー
    ル、及びピロール誘導体の内の少なくとも一つを繰り返
    し単位として含む請求項４記載のコンデンサ。
  6. 【請求項６】 導電性高分子微粒子が、アニリン、アニ
    リン誘導体、チオフェン、チオフェン誘導体、ピロー
    ル、及びピロール誘導体の内の少なくとも一つを繰り返
    し単位として含む請求項４記載のコンデンサ。
  7. 【請求項７】 誘電体層が、弁金属の酸化物被膜であ
    り、導電層が一方の電極として機能する請求項１から６
    のいずれかに記載のコンデンサ。
  8. 【請求項８】 弁金属が、アルミニウムまたはタンタル
    である請求項７記載のコンデンサ。
  9. 【請求項９】 誘電体層が、高分子の誘電体である請求
    項１から６のいずれかに記載のコンデンサ。
  10. 【請求項１０】 導電層が、誘電体層を挟むように前記
    誘電体に隣接して各々設けられ、前記各々設けられた導
    電層が、電極として機能する請求項９記載のコンデン
    サ。
  11. 【請求項１１】 高分子が、ポリイミドである請求項１
    ０記載のコンデンサ。
  12. 【請求項１２】 一対の電極を配置する工程と、前記電
    極の間に誘電体層を形成する誘電体層形成工程と、前記
    電極の間に可溶性導電性高分子と導電性高分子微粒子と
    を含む導電層を形成する導電層形成工程とを備えたコン
    デンサの製造方法。
  13. 【請求項１３】 導電層形成工程は、可溶性導電性高分
    子の溶液を用意する行程と、導電性高分子微粒子を用意
    する行程と、前記可溶性導電性高分子の溶液に導電性高
    分子微粒子を分散させる分散工程と、誘電体層の表面に
    前記導電性高分子微粒子が分散された溶液を付着する付
    着工程と、前記塗布された溶液の溶媒を揮散する揮散工
    程を含む請求項１２記載のコンデンサの製造方法。
  14. 【請求項１４】 さらに、導電層形成工程は、揮散行程
    後、可溶性導電性高分子をドープするドープ工程を備え
    た請求項１３記載のコンデンサの製造方法。
  15. 【請求項１５】 導電性高分子微粒子を用意する行程
    は、化学重合により得られた導電性高分子微粒子を用い
    る請求項１３または１４記載のコンデンサの製造方法。
  16. 【請求項１６】 導電性高分子微粒子を用意する行程
    は、電解重合で得られた導電性高分子を粉砕した微粒子
    を用いる請求項１３または１４記載のコンデンサの製造
    方法。
  17. 【請求項１７】 付着工程は、誘電体層の表面に導電性
    高分子微粒子が分散された溶液を塗布する塗布行程であ
    る請求項１３から１６のいずれかに記載のコンデンサの
    製造方法。
  18. 【請求項１８】 付着工程は、誘電体層を導電性高分子
    微粒子が分散された溶液に浸漬する浸漬行程である請求
    項１３から１６のいずれかに記載のコンデンサの製造方
    法。
  19. 【請求項１９】 誘電体形成工程が、弁金属の陽極酸化
    により誘電体を形成する請求項１２から１８のいずれか
    に記載のコンデンサの製造方法。
  20. 【請求項２０】 誘電体形成工程が、高分子を用いて誘
    電体を形成するスピンコート工程である請求項１２から
    １８のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
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