JPS6037114A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

固体電解コンデンサ

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JPS6037114A
JPS6037114A JP14437483A JP14437483A JPS6037114A JP S6037114 A JPS6037114 A JP S6037114A JP 14437483 A JP14437483 A JP 14437483A JP 14437483 A JP14437483 A JP 14437483A JP S6037114 A JPS6037114 A JP S6037114A
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solid electrolytic
electrolytic capacitor
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一美 内藤
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般式(I)式で表わされるくり返し単位を
有する高分子化合物にドーパントをドープして得られる
電導性高分子化合物を固体電解質とする固体電解コンデ
ンサに関する。
固体電解コンデンサは陽極酸化皮膜を有するアルミニウ
ム、タンタルなどの皮膜形成金属に固体電解質を付着し
た構造を有している。従来のこの種の固体コンデンサの
固体電解質には主に硝酸マンガンの熱分解により形成さ
れる二酸化マンガンが用いられている。しかし、この熱
分解の際に要する高熱と発生するN OXガスの酸化作
用などによって誘電体であるアルミニウム、タンタルな
どの金j!酸化皮膜の損傷があり、そのため耐電圧は低
下し、もれ電流が大きくなり、誘電特性を劣化させるな
ど極めて大ぎな欠点がある。また、再化成という工程も
必要である。
これらの欠点を補うため、n熱を(J 7JII 1!
ずに固体電解質層を形成する方法、つまり高電導性の有
機半導体材料を固体電解質とする方法が試みられている
。その例としては、特開昭52−79255号公報に記
載されている7、7,8.8−テトラシアノキノジメタ
ン(TCNQ)錯塩を含む電導性高重合体組成物を固体
電解質として含む固体電解コンデンサ、特開昭58−1
7609号公報に記載されているN−n−プロピルイソ
キノリンと7.7,8.8−テトラシアノキノジメタン
からなる錯塩を固体電解コンデンサが知られている。こ
れらTCNQCN化合物は陽極酸化皮膜とのfづ着性に
劣り、電導度も10−3〜10−28− cn+−1と
不十分であるため、コンデンサの容量値は小さく誘電損
失も大きい。また熱的経時的な安定性も劣り信頼性が悪
い。
本発明の目的は、上述した従来の欠点を解決するため、
電導度が高く、誘電体皮膜との付着性のよい有機半導体
を固体電解質に用いた固体電解コンデンサを提供するこ
とにある。
本発明は固体電解質に(1)式で表わされるくり返し単
位を有する高分子化合物にドーパントをドー゛プして得
られる電導性高分子化合物を用いることを特徴とする固
体電解コンデンサであり、本発明により得られる固体電
解コンデンサは従来の無機酸化半導体や有医半導体を用
いた固体電解コンデンサに比して容量、誘電損失、経時
安定性において著しく優れた性能を有している。
以下本発明について詳細に説明する。
本発明で用いられる高分子化合物は下記の淘造を有する
ものであり、 代表例としては、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリ
フランがあげられる。これら高分子化合物の製造方法は
特に限定されるものではないが例えばポリチオフェンに
ついてはJ 、、 Polym、−5ci、 Po1y
n、 Lett 、 Ed 、、18. 9(1980
) ;J 、 E 1ectroana1.chem、
、135 、 173 (1982)Makromol
 、chem、、Rapid common、2,55
1(1981) 、ポリピロールについては、ノ、C,
S。
chem、 commun、、854 (1979)及
びJ 、 p、olym 。
Sci、 polym 、 Lett 、 Ed 、 
20. 187(1982) 。
ポリフランについてはJ 、 E 1ectroana
1.cl+em、。
135 、 173 (1982)等の方法ににつで製
造することができる。
また、これら高分子化合物に12.8I”2゜S03 
、As F5 、Sb F5’、などの電子受容体を化
学的方法を用いて、ドープすることによって、あるいは
、BF; 、CfLO; 、PF; 、As F;など
のアニオンを電気化学的方法を用いてドープすることに
よって電気伝導度を10@〜102S・cm’lまで高
めることができる。
したがって一般式(I)式で表わされる、くり返し単位
を有する高分子化合物、例えばポリチオフェン、ポリご
ロール、ポリフラン等にドーパントをドープして得られ
る電導性高分子化合物を電解質に用いれば下記のごとき
効果が得られる。
■ 高温加熱をすることなしに電解質層を形成できるの
で陽極の酸化皮膜の損f口がなく、補修のための陽極酸
化(再化成)を行なう必要がない。そのため定格電圧を
従来の数倍にでき、同容量、同定格電圧のコンデンサを
を得るのに形状を小型化できる。
■ もれ電流が小さい。
■ 高耐圧のコンデンサを作製できる。
■ 電解質のis度が 〜102 S −am−1と十
分に高いため、グラファイトなどの導N層を設ける必要
がなく、工程が簡略化される。本発明による固体電解コ
ンデンサの概略をM1図に示した。アルミニウム、タン
タル、ニオブ等の弁作用金属を陽極酸化し、酸化皮膜上
に電解層を形成する。さらに銀ペーストで陰極を取り出
し、ケースに入れ樹脂等で密封外装して固体電解コンデ
ンサを得る。
以下実施例を示し、本発明の詳細な説明する。
実施例1 Ta粉末の焼結体をリン酸水溶液中で陽極酸化して、誘
電体皮膜を形成させた後、Ta素子を、ポリチオフェン
−クロロホルム溶液に浸漬し、乾燥する。この浸漬、乾
燥の操作をくり返し、高分子層を形成し、As F5ガ
スを接触させ、AsF5をドープして電解質層を形成す
る。ついで銀ペーストで陰極を取り出しケースに入れ樹
脂封口し、固体電解コンデンサを作成した。このとき、
八SF5をドープしたポリチオフェンの電導度は、10
−13− cIIl−蔦であった。
実施例2 実施例1同様に陽極酸化したTa素子を正極、白金を負
極として、電解液にチオフエンモノマ−を0.’OI 
M溶解させた0、1M Bu 4 NBF4−CR2O
Nを使用して電解重合を行ない、Ta素子上にBF4を
ドープしたポリチオフェンの電解質層を形成し、固体電
解コンデンサを作成した。
BF4をドープしたポリチオフェンの電導度は102 
S −cm−夏であった。
実施例3 実施例2において、チオフェンモノマーの代りにビロー
ルモノマーを使用して電解質層を形成し同様に固体電解
コンデンサを作成した。
BF4をドープしたポリピロールの電導度は102S−
cIIl−1テアツタ。
実施例4 実施例2において、チオフェンモノマーの代りにフラン
七ツマ−を使用して電解質層を形成し、同様に固体電解
コンデンサを作成した。
8F4をドープしたポリフランの電導度は103− a
m−1であった。
実施例1と同様な陽極酸化したTa素子を用いた従来の
二酸化マンガンを電解質とする固体電解コンデンサの比
較例1と実施例1,2.3の特性を比較したものを第1
表に示す。
第1表から明らかなように、本発明によるドーパントを
ドープした電導性高分子化合物を電解質とする固体電解
コンデンサは従来の二酸化マンガンを電解質とする固体
電解コンデンサに比して誘電損失もれ電流が小さく定格
電圧がnく、高耐電圧の固体電解コンデンサを作成する
ことができる。
また、本発明による固体電解コンデンIすの容(ix定
格電圧の値は二酸化マンガンを用いた固体電解コンデン
サに比して、大きく、同じ形状ならば大容量を得ること
ができる。
上記実施例では5素子の金属はタンタル焼結体であった
が、他のアルミニウム、ニオブでもよく、形状も粉末焼
結体に限らない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による固体電解コンデンサの一例を示ず
断面図である。 1・・・Ta、A愛等の金属焼結体 2・・・酸化皮膜 3・・・電導性高分子化合物 4・・・導電ペースト 5・・・半田 6・・・ケースおよび陰極 7・・・陽tiii s・・・月口樹脂特 許 出願人
 昭和電工株式会社 代理人 弁理士 菊 地 精 − 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式 で表わされるくり返し単位を有する高分子化合物にドー
    パントをドープして得られる電導性高分子化合物を、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。
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