JPH1197277A

JPH1197277A - コンデンサとその製造方法

Info

Publication number: JPH1197277A
Application number: JP27356497A
Authority: JP
Inventors: Sachiko Maeda; 幸子前田; Toshiharu Saito; 俊晴斎藤; Motoi Kitano; 基北野; Junichiro Umeda; 純一郎梅田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-09-20
Filing date: 1997-09-20
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】多孔質体が酸化されないで極性のない特性を
示すコンデンサを実現することを課題とする。【解決手段】アルミニウムエッチド箔の多孔質体１に
第２の高分子導電体膜２を箔形状に追従するように形成
し、その上に高分子誘電体膜３を形成し、これによりア
ルミニウムエッチド箔の多孔質体に酸化を防ぐことがで
き、無極性コンデンサを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気機器の力率改善
などに用いられるコンデンサとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般に広く使用されているアルミ
ニウム電解コンデンサや、タンタルコンデンサは、一方
の電極にエッチングにより粗面化した金属箔や多孔質金
属焼結体などを用い、この金属の電極の表面を陽極化成
法などで酸化させ、この酸化物の膜を誘電体膜とするこ
とにより誘電体の表面積を大きくし、小型で大容量のコ
ンデンサを実現している。

【０００３】また、この酸化物の誘電体に代え、有機薄
膜を形成して誘電体とするコンデンサも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の両コンデンサはその特性に極性が生じ、交流電
圧下での使用ができないという問題点を有していた。こ
の極性ができるのは、酸化物を誘電体とする場合に、こ
の酸化物自体に極性が生じているからである。また、有
機薄膜を誘電体とする場合でも、アルミニウムまたはタ
ンタルなどの電極の多孔質の形状に有機薄膜の形状を追
従させるため、その有機薄膜の形成時に電気泳動電着法
を用いるのであるが、この電気泳動電着法ではやはり有
機薄膜の形成時に同時に酸化物層も形成され、この酸化
物層が極性を生じさせる原因になっている。

【０００５】本発明は前記従来の課題を解決し、極性の
少ないコンデンサとその製造方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の発明は、多孔質体の表面に
設けた誘電体膜と、前記誘電体膜の表面に設けた第１の
高分子導電体膜とを有し、前記多孔質体と前記誘電体膜
の間に第２の高分子導電体膜を設けたものである。

【０００７】また、本発明の請求項２記載の発明は、多
孔質体をアルミニウムエッチド箔としたものである。

【０００８】また、本発明の請求項３記載の発明は、第
１の高分子導電体膜と第２の高分子導電体膜の両方また
は一方の高分子導電体膜をポリピロールとしたものであ
る。

【０００９】また、本発明の請求項４記載の発明は、多
孔質体の表面に化学重合法で第２の高分子導電体膜を形
成し、この第２の高分子導電体膜の上に電気泳動電着法
で誘電体膜を形成し、この誘電体膜の上に化学重合法と
電解重合法を順次施すことにより第１の高分子導電体膜
を形成してコンデンサを製造する方法としたものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、各請求項に記載した形
態で実施化できるものである。すなわち本発明の請求項
１記載の発明のように、多孔質体と誘電体との間に第２
の高分子導電体膜を設けることにより、この第２の高分
子導電体膜が保護層となり、多孔質体の表面の酸化物が
誘電体に触れ難くなるとともに、誘電体膜を形成する時
に酸化物が形成され難くなる。

【００１１】また、本発明の請求項２記載の発明のよう
に、多孔質体としてアルミニウムエッチド箔を用いるこ
とにより、アルミニウムエッチド箔は高分子導電体膜が
形成し易い均質な多孔質構造であるため、多孔構造の表
面積を有効に活用できることとなる。

【００１２】また、本発明の請求項３記載の発明のよう
に、ポリピロールを用いることにより、導電率の高い電
極を得ることができる。

【００１３】また、本発明の請求項４記載の発明のよう
に、多孔質体の表面に第２の高分子導電体膜を形成する
際に、化学重合法を用いることにより、酸化物の形成を
少なくすることができるとともに、この第２の高分子導
電体膜の多孔質体の表面形状への追従性が高くなる。

【００１４】また、この酸化物の少ない第２の高分子導
電体膜を保護膜として、電気泳動電着法により誘電体膜
を形成し、この上に化学重合法により多孔質体の表面形
状への追従性の高い第１の高分子導電体膜を形成し、さ
らに電解重合法によりこの第１の高分子導電体膜を強化
することとなる。

【００１５】（実施の形態）以下、本発明の一実施の形
態について図１，図２を用いて説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施の形態であるコンデ
ンサの側断面の説明図であり、１はアルミニウム箔をエ
ッチングにより粗面化したアルミニウムエッチド箔の多
孔質体で、その表面に高分子導電体であるポリピロール
の第２の高分子導電体膜２が設けられている。この第２
の高分子導電体膜２は保護層としての機能を果しその表
面には高分子誘電体膜３を形成し、さらにこの高分子誘
電体膜３の表面に第１の高分子導電体膜４としてポリピ
ロールの膜が形成されており対向電極としての機能を果
すものである。５はコロイダルカーボン層を示し、６は
銀ペースト層で集電体としての機能を果す。そして、図
１にはパターン１とパターン２を示している。

【００１７】図２は本発明の実施の形態であるパターン
１のコンデンサの製造方法の工程図である。

【００１８】図２において、パターン１では、工程１は
導電性高分子膜形成工程であり、アルミニウムエッチド
箔をピロールのエタノール溶液と過硫酸アンモニウム水
溶液中に交互に数回浸漬し化学重合膜を形成する。工程
２は工程１により形成された化学重合膜上に有機誘電体
膜を形成する工程である。ステンレス容器中の電着液に
工程１で得られた試料を浸漬し、そのステンレス容器を
マイナスに、試料をプラスにして電圧を印加し、試料上
に有機誘電体膜を形成する。そして、工程１に戻り再度
化学重合膜を形成する。工程３は対向電極膜形成工程で
電解重合膜を形成する。電解液中に浸漬した試料をプラ
スに、その電解液を入れたステンレス容器をマイナスに
し電圧を印加し膜を形成する。工程４は集電膜形成工程
であり、試料にコロイダルカーボンと銀ペーストを塗布
しコンデンサとする。

【００１９】また、パターン２では、アルミニウムエッ
チド箔にパターン１におけると同様に導電性高分子膜、
有機誘電体膜および対向電極膜を形成する。そして、工
程３で試料を塩酸水溶液に浸漬し、アルミニウムエッチ
ド箔を溶解する。次いで、工程４で有機誘電体膜の欠陥
部を補修する。その後、工程５で工程２におけると同様
に化学重合，電解重合により電極を形成し、工程６でパ
ターン１における工程４と同様に集電膜を形成する。

【００２０】次に、本発明の具体的実施例について述べ
る。

【００２１】

【実施例】

（実施例１）ステンレス容器中でポリアミック酸１ｇ、
ジメチルホルムアミド４０ｇ、トリエチルアミン０．０
９ｇ、メタノール８０ｇを混合撹拌した。ステンレス容
器を陰極、アルミニウムエッチド箔を陽極として前記混
合液中に浸漬した。液を撹拌しながら電圧を印加した。
電圧は５Ｖから４０Ｖまで５Ｖずつ昇圧し、各３０分印
加した。その後、１時間１１０℃で乾燥、１時間２８０
℃で熱処理し、アルミニウムエッチド箔上にポリイミド
膜を形成した。ピロール０．０５ｃｃ／ｇエタノール溶
液と過硫酸アンモニウム０．１１ｇ／ｇ水溶液に交互に
２分ずつ浸漬し３回繰り返し、化学重合法によりポリピ
ロールを形成した。その後、化学重合ポリピロール膜か
ら電極を引き出し陽極とし、陰極にはステンレスの板を
対向させピロール１ｃｃ、パラトルエンスルホン酸ナト
リウム１ｃｃ、水４０ｇの電解重合液中で１０ｍＡの定
電流で電解重合ポリピロール膜を形成した。次に、４０
℃に加熱した塩酸水溶液中に浸漬し、アルミニウムエッ
チド箔を溶解した。よって、ポリピロールとポリイミド
膜が残る。ポリピロールを陽極とし、陰極にステンレス
板を対向させ、前記ポリアミック酸溶液中でポリイミド
膜上に同条件で電着し、乾燥，熱処理を実施した。その
後、ポリピロールを初段階と同様の方法で成膜し、両極
ポリピロールとし、その上にコロイダルカーボンを、更
に銀ペーストを塗布しコンデンサを作製した。

【００２２】（実施例２）実施例１と同様の方法で、化
学重合条件を過硫酸アンモニウム０．３ｇ／ｇ水溶液、
ピロール０．１ｃｃ／ｇエタノール溶液とした。

【００２３】（実施例３）実施例１と同様の方法で、化
学重合条件を過硫酸アンモニウム０．５ｇ／ｇ水溶液、
ピロール０．０５ｃｃ／ｇエタノール溶液とした。

【００２４】（実施例４）実施例１と同様の方法で、後
のポリイミドの再電着処理を実施しなかった。

【００２５】（実施例５）アルミニウムエッチド箔を、
ピロール０．０５ｃｃ／ｇエタノール溶液、過硫酸アン
モニウム０．１１ｇ／ｇ水溶液を交互に２分ずつ浸漬し
３回繰り返し、化学重合法によりポリピロールを形成し
た。別の容器中でポリアミック酸１ｇ、ジメチルホルム
アミド４０ｇ、トリエチルアミン０．０９ｇ、メタノー
ル８０ｇを混合撹拌した。ステンレス容器を陰極、前記
ポリピロールを形成したアルミニウムエッチド箔を陽極
として上記混合液中に浸漬した。液を撹拌しながら電圧
を印加した。電圧は５Ｖから４０Ｖまで５Ｖずつ昇圧
し、各３０分印加した。その後、１時間１１０℃で乾
燥、１時間２８０℃で熱処理し、アルミニウムエッチド
箔上にポリイミドを形成した。ピロール０．０５ｃｃ／
ｇエタノール溶液と過硫酸アンモニウム０．１１ｇ／ｇ
水溶液を交互に２分ずつ浸漬し３回繰り返し、化学重合
法によりポリピロールを形成した。その後、化学重合ポ
リピロール膜から電極を引き出し陽極とし、陰極にはス
テンレスの板を対向させピロール１ｃｃ、パラトルエン
スルホン酸ナトリウム１ｃｃ、水４０ｇ溶液中１０ｍＡ
の定電流で電解重合ポリピロール膜を形成した。その上
にコロイダルカーボンを、更に銀ペーストを塗布しコン
デンサを作製した。

【００２６】（比較例１）実施例５と同様の方法である
が、アルミニウムエッチド箔上のポリピロール形成を実
施しなかった。

【００２７】そして、前記した実施例１，２，３，４お
よび５と比較例１で作製した各コンデンサの特性を表１
に示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１に見られるように、静電容量について
は差はないが、誘電損失はアルミニウムと誘電体間に化
学重合法のみによるポリピロール膜を形成した実施例５
について、大きくなった。

【００３０】漏れ電流値については、両極ポリピロール
を形成した実施例１ないし５は極性は見られず、アルミ
ニウムと誘電体間にポリピロールを形成しなかった比較
例１でのみ極性が現れた。また、値については、再電着
処理を実施しなかった実施例４と５でやや大きくなっ
た。

【００３１】これにより、比較例１に較べて実施例１な
いし５が優れていることがわかる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、第２の高
分子導電体膜が保護層となり、多孔質体の表面の酸化物
が誘電体に触れ難いとともに、誘電体膜を形成する時に
酸化物が形成され難く、極性の少ないコンデンサとなる
ものである。

【００３３】また、請求項２記載の発明によれば、前記
効果に加えて均質な多孔質であるため多孔構造の表面積
を有効に活用できる。

【００３４】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１記載の発明の効果に加えて、導電率の高い電極とな
る。

【００３５】また、請求項４記載の発明によれば、酸化
物の形成を少なくすることができ、第２の高分子導電体
膜ならびに第１の高分子導電体膜はともに、多孔質体の
表面形状に追従性がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるコンデンサの要部
断面図

【図２】本発明の実施の形態におけるコンデンサの製造
方法を示す要部製造工程図

【符号の説明】

１多孔質体２第２の高分子導電体膜（保護層）３高分子誘電体膜４第１の高分子導電体膜（対向電極）５コロイダルカーボン層６銀ペースト層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅田純一郎大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔質体の表面に設けた誘電体膜と、前
記誘電体膜の表面に設けた第１の高分子導電体膜とを有
し、前記多孔質体と前記誘電体膜の間に第２の高分子導
電体膜を設けたコンデンサ。
【請求項２】多孔質体をアルミニウムエッチド箔とし
た請求項１記載のコンデンサ。
【請求項３】第１の高分子導電体膜と第２の高分子導
電体膜の両方の高分子導電体膜または一方の高分子導電
体膜をポリピロールとした請求項１記載のコンデンサ。
【請求項４】多孔質体の表面に化学重合法で第２の高
分子導電体膜を形成し、この第２の高分子導電体膜の上
に電気泳動電着法で誘電体膜を形成し、この誘電体膜の
上に化学重合法と電解重合法を順次施すことにより第１
の高分子導電体膜を形成するコンデンサの製造方法。