WO2009113285A1 - 固体電解コンデンサとその製造方法 - Google Patents

固体電解コンデンサとその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2009113285A1
WO2009113285A1 PCT/JP2009/001024 JP2009001024W WO2009113285A1 WO 2009113285 A1 WO2009113285 A1 WO 2009113285A1 JP 2009001024 W JP2009001024 W JP 2009001024W WO 2009113285 A1 WO2009113285 A1 WO 2009113285A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
anode foil
electrolytic capacitor
solid electrolytic
oxide film
dielectric oxide
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/001024
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
河内あゆみ
▲高▼木誠司
古澤茂孝
松浦裕之
青山達治
下山由起也
Original Assignee
パナソニック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニック株式会社 filed Critical パナソニック株式会社
Priority to CN200980000295XA priority Critical patent/CN101681725B/zh
Priority to JP2009530728A priority patent/JP4947150B2/ja
Priority to US12/596,513 priority patent/US8154854B2/en
Publication of WO2009113285A1 publication Critical patent/WO2009113285A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/025—Solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/025—Solid electrolytes
    • H01G9/028—Organic semiconducting electrolytes, e.g. TCNQ
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15—Solid electrolytic capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a solid electrolytic capacitor used in various electronic devices and a method of manufacturing the same.
  • electrolytic capacitors used in power supply lines of CPUs are required to be excellent in wide-band noise removal and transient response ranging from a low frequency range to a high frequency range from 1 MHz to around 1 GHz. It is desirable to have a large capacity and low impedance.
  • a wound solid electrolytic capacitor has been commercialized that can obtain a large capacity more easily than a capacitor having a plurality of stacked electrode foils.
  • a wound solid electrolytic capacitor is produced by winding an anode foil and a cathode foil laminated via a separator.
  • Such a solid electrolytic capacitor has a particularly excellent high frequency characteristic in addition to the life and temperature characteristics, and thus is widely adopted in a power supply circuit of a personal computer.
  • FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of a conventional solid electrolytic capacitor 501 described in Patent Documents 1 and 2.
  • the anode foil 101 made of aluminum foil has a surface roughened by etching, and a dielectric oxide film layer is formed on the surface by chemical conversion.
  • the cathode foil 102 is made of aluminum foil.
  • a capacitor element 105 is formed by overlapping and winding the anode foil 101 and the cathode foil 102 through the insulating separator 103.
  • the solid electrolyte layer 104 is made of a conductive polymer impregnated in the separator 103.
  • the anode lead wire 106 and the cathode lead wire 107 are respectively joined to the anode foil 101 and the cathode foil 102 and drawn out.
  • the case 108 accommodates the capacitor element 105.
  • the case 108 is made of aluminum and has a cylindrical shape having a bottom.
  • the sealing member 109 is made of resin-cured butyl rubber, has holes 109A and 109B through which the anode lead wire 106 and the cathode lead wire 107 are respectively inserted, and seals the opening of the case 108.
  • the solid electrolytic capacitor is a solid comprising an anode foil, a dielectric oxide film layer provided on the surface of the anode foil, a separator provided on the dielectric oxide film layer, and a conductive polymer impregnated in the separator. It comprises an electrolyte layer, a cathode foil facing the dielectric oxide film layer through the solid electrolyte layer, and a phosphate provided on the surface of the anode foil.
  • Leakage current can be reduced in this solid electrolytic capacitor.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a solid electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the solid electrolytic capacitor in the embodiment.
  • FIG. 3A shows the evaluation results of the solid electrolytic capacitor in the embodiment.
  • FIG. 3B shows the evaluation results of the solid electrolytic capacitor in the embodiment.
  • FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of a conventional solid electrolytic capacitor.
  • the anode foil 1 made of a metal such as aluminum has a surface 1A roughened by etching.
  • the dielectric oxide film layer 1B is provided on the surface 1A.
  • An insulating separator 3 is provided on the dielectric oxide film layer 1 B, and a cathode foil 2 made of a metal such as aluminum is provided on the separator 3. That is, the cathode foil 2 is opposed to the dielectric oxide film layer 1 B via the separator 3.
  • the anode foil 1, the dielectric oxide film layer 1 B, the separator 3 and the cathode foil 2 thus laminated are wound to constitute a capacitor element 5.
  • the conductive polymer 4 ⁇ / b> A impregnated in the separator 3 constitutes a solid electrolyte layer 4. That is, the cathode foil 2 is opposed to the dielectric oxide film layer 1 B via the solid electrolyte layer 4.
  • a phosphate electrolyte 1C is provided on the dielectric oxide film layer 1B.
  • the anode lead wire 6 and the cathode lead wire 7 are respectively bonded to the anode foil 1 and the cathode foil 2.
  • the case 8 made of aluminum has a bottom 8A and a cylindrical shape having an opening 8B.
  • the case 8 accommodates the capacitor element 5 such that the lead wires 6 and 7 are released from the opening 8B.
  • the sealing member 9 made of resin-cured butyl rubber has holes 9A and 9B through which the lead wires 6 and 7 are respectively inserted, and seals the opening 8B of the case 8.
  • the surface 1A of the anode foil 1 is subjected to a chemical conversion treatment to form a dielectric oxide film layer 1B on the surface 1A.
  • the anode lead wire 6 is joined to the anode foil 1.
  • the cathode lead wire 7 is joined to the cathode foil 2.
  • the anode foil 1, the separator 3 and the cathode foil 2 are laminated such that the dielectric oxide film layer 1 B faces the cathode foil 2 through the separator 3, and the capacitor element 5 is manufactured by winding using a winding machine.
  • the laminated anode foil 1, separator 3 and cathode foil 2 are wound, cracking or damage may occur in the dielectric oxide film layer 1B.
  • the capacitor element 5 is immersed in a chemical conversion solution and a voltage is applied between the lead wires 6 and 7 to form a dielectric oxide film layer on the end face of the anode foil 1 to crack or damage the dielectric oxide film layer 1B.
  • a chemical conversion treatment is performed on the exposed portion of the surface 1A to form a dielectric oxide film, thereby repairing the dielectric oxide film layer 1B.
  • the chemical conversion solution contains a phosphate as an electrolyte, and in this embodiment, contains ammonium dihydrogen phosphate as an electrolyte.
  • the capacitor element 5 is heated and dried.
  • the capacitor element 5 is impregnated with the polymerization liquid, and the separator 3 is impregnated with the conductive polymer 4A to form the solid electrolyte layer 4.
  • capacitor element 5 is housed in case 8
  • sealing member 9 is housed in opening 8 B
  • opening 8 B is drawn and sealed
  • solid electrolytic capacitor 1001 is completed.
  • capacitor element 5 is immersed in a chemical conversion solution to repair cracks and damage in dielectric oxide film layer 1B, and then washed with water or a cleaning solution to remove the chemical solution from capacitor element 5 After that, the capacitor element 5 is dried.
  • capacitor element 5 is dipped in a chemical conversion solution to repair cracks and damage in dielectric oxide film layer 1B, and thereafter capacitor element 5 is dried without being cleaned. Thereby, the electrolyte 1C (phosphate) of the chemical conversion solution is left on the dielectric oxide film layer 1B.
  • capacitor element 5 includes wound anode foil 1, cathode foil 2 and separator 3.
  • the solid electrolytic capacitor according to the embodiment may include a capacitor element in which the anode foil 1 and the cathode foil 2 are opposed to each other with the separator 3 interposed therebetween, and the anode foil 1, the cathode foil 2 and the separator 3 are not wound. .
  • the anode foil 1 and the cathode foil 2 of the solid electrolytic capacitor 1001 are both made of aluminum.
  • the cathode foil 2 of the capacitor element 5 according to the embodiment may be made of a conductor such as nickel, titanium, carbon or the like, and the same effect can be obtained.
  • the electrolyte of the chemical conversion solution in the embodiment is a phosphate, particularly ammonium dihydrogen phosphate. Since this chemical conversion solution has high water resistance and is also used when forming the oxide film layer 1B on the surface 1A of the anode foil 1, the solid electrolyte layer 4 is not adversely affected in the completed solid electrolytic capacitor 1001.
  • the phosphate be present by 0.5 ⁇ g to 50 ⁇ g per 1 cm 2 of the anode foil 1.
  • the amount of residual phosphate is less than 0.5 ⁇ g, the surface 1A of the anode foil 1 can not be sufficiently chemically treated, and the dielectric oxide film layer 1B can not be sufficiently repaired.
  • the amount of the remaining phosphate is more than 50 ⁇ g, the polymerization of the conductive polymer 4A of the solid electrolyte layer 4 may be hindered, and it may be difficult to form a good solid electrolyte layer 4.
  • the amount of phosphate remaining in the capacitor element 5 is measured by the following method. First, the relationship between the concentration of the aqueous solution of the chemical conversion solution and the conductivity is measured in advance, and a calibration curve showing the relationship between the conductivity of the aqueous solution and the concentration of the chemical solution in the aqueous solution is created.
  • the dried capacitor element 5 is disassembled, and the anode foil 1 is put in a predetermined amount of water, and the chemical solution adhering to the anode foil 1 is dissolved in water to prepare an extract.
  • the conductivity of the extract is measured, and the concentration of the chemical conversion solution of the extract is determined from the calibration curve. Furthermore, the amount of phosphate in the chemical conversion solution is calculated from the concentration of phosphate in the chemical conversion solution and the volume of the extract.
  • the amount of phosphate per unit area of the anode foil 1 is calculated from the calculated amount of phosphate and the area of the anode foil 1.
  • Example 1 which is a solid electrolytic capacitor according to the embodiment was produced.
  • the surface 1A of the anode foil 1 was subjected to a chemical conversion treatment at a formation voltage of 12 V to form a dielectric oxide film layer 1B.
  • capacitor element 1 was produced by the above method.
  • capacitor element 1 is immersed in an aqueous solution of 1.0% by weight of ammonium dihydrogenphosphate at a liquid temperature of 70 ° C.
  • a dielectric oxide film was formed by applying a voltage (for example, 11 V) within a range not exceeding the formation voltage (12 V) at which the dielectric oxide film layer 1B was formed at 6 and 7.
  • the capacitor element 1 was taken out of the aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate and heated at a temperature of 100 to 180 ° C. for about 30 minutes to be dried. Subsequently, the capacitor element 1 was impregnated with ethylenedioxythiophene (EDOT) or an EDOT solution. Then, it was impregnated with a butanol solution of ferric paratoluenesulfonate. Thereafter, the capacitor element 1 was taken out of the butanol solution and heated at a temperature of 20 to 180 ° C. for 30 minutes or more to form a conductive polymer on the separator 3.
  • EDOT ethylenedioxythiophene
  • EDOT ethylenedioxythiophene
  • ferric paratoluenesulfonate ferric paratoluenesulfonate
  • capacitor element 1 was housed in the case 8, and the sealing member 9 was placed in the opening 8B of the case. Thereafter, the opening 8B of the case 8 was sealed by a curling process. Thereafter, capacitor element 1 is subjected to aging by continuously applying a DC voltage of 6.3 V to lead wires 6 and 7 at an ambient temperature of 105 ° C. for 1 hour to implement solid electrolytic capacitor 1 of 10 mm in diameter ⁇ 10 mm in height.
  • the sample of Example 1 was made.
  • the rated voltage of the sample of Example 1 is 6.3V.
  • Example 2 of the rated voltage 25V of the solid electrolytic capacitor 1 was produced by the method similar to the above.
  • the formation voltage for forming the dielectric oxide film layer 1B was set to 50V.
  • the voltage for repairing the dielectric oxide film layer 1B was set to 48V.
  • the aging voltage after sealing the case 8 was set to 25V.
  • the capacitor element is washed with water only for 10 minutes to remove the ammonium dihydrogen phosphate aqueous solution, and the samples of Comparative Examples 1 and 2 having rated voltages of 6.3 V and 25 V, respectively. Was produced. Further, samples of Comparative Examples 3 and 4 having the rated voltages of 6.3 V and 25 V not repairing the dielectric oxide film layer, respectively, were produced.
  • FIGS. 3A and 3B show the measurement results by enlarging the horizontal axis of FIG. 3A. As shown in FIG.
  • the conductive polymer forming the solid electrolyte layer 4 is formed by polymerizing thiophene and its derivative with an oxidizing agent composed of a transition metal salt, thereby effectively suppressing the leakage current. it can.
  • the solid electrolytic capacitor 1001 is provided with the case 8 made of aluminum for housing the capacitor element 5, but instead of the case 8, an exterior resin may be provided to cover the capacitor element 5.
  • the solid electrolytic capacitor according to the present invention can reduce leakage current, has high reliability, and is useful for various electronic devices.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

　固体電解コンデンサは、陽極箔と、陽極箔の表面上に設けられた誘電体酸化皮膜層と、誘電体酸化皮膜層上に設けられたセパレータと、セパレータに含浸された導電性高分子からなる固体電解質層と、固体電解質層を介して誘電体酸化皮膜層に対向する陰極箔と、陽極箔の表面上に設けられたリン酸塩とを備える。この固体電解コンデンサでは漏れ電流を小さくすることができる。

Description

固体電解コンデンサとその製造方法
　本発明は、各種電子機器に用いられる固体電解コンデンサとその製造方法に関する。
　電子機器の高速化、高周波化に伴って、ＣＰＵの電源ラインに使用される電解コンデンサは、低周波領域から１ＭＨｚ～１ＧＨｚ付近までの高周波領域に至る広帯域のノイズ除去や過渡応答に優れることが求められ、大容量で低インピーダンスを有することが要望されている。
　積層された複数の電極箔を備えたコンデンサよりも容易に大容量が得られる巻回形の固体電解コンデンサが製品化されてきている。巻回形の固体電解コンデンサは、セパレータを介して積層された陽極箔と陰極箔とを巻回して作製される。このような固体電解コンデンサは、寿命、温度特性に加え、特に優れた高周波特性を有するので、パーソナルコンピュータの電源回路に広く採用されている。
　図４は特許文献１、２に記載されている従来の固体電解コンデンサ５０１の一部切り欠き斜視図である。アルミニウム箔よりなる陽極箔１０１はエッチング処理することにより粗面化された表面を有し、その表面には化成処理によって誘電体酸化皮膜層が形成されている。陰極箔１０２はアルミニウム箔からなる。絶縁性のセパレータ１０３を介して陽極箔１０１と陰極箔１０２を重ねて巻回することによってコンデンサ素子１０５が構成されている。
　固体電解質層１０４はセパレータ１０３に含浸された導電性高分子からなる。陽極リード線１０６と陰極リード線１０７は陽極箔１０１と陰極箔１０２に夫々接合されて外部へ引き出されている。ケース１０８はコンデンサ素子１０５を収容している。ケース１０８はアルミニウムよりなり、底を有する円筒形状を有する。封口部材１０９は樹脂加硫ブチルゴムよりなり、陽極リード線１０６と陰極リード線１０７がそれぞれ挿通する孔１０９Ａ、１０９Ｂを有し、ケース１０８の開口部を封止する。
　固体電解コンデンサ５０１に電圧を印加すると漏れ電流が流れて発熱し、寿命が短くなる場合がある。
特開平１０－３４０８２９号公報 特開２００７－１０３４９９号公報
　固体電解コンデンサは、陽極箔と、陽極箔の表面上に設けられた誘電体酸化皮膜層と、誘電体酸化皮膜層上に設けられたセパレータと、セパレータに含浸された導電性高分子からなる固体電解質層と、固体電解質層を介して誘電体酸化皮膜層に対向する陰極箔と、陽極箔の表面上に設けられたリン酸塩とを備える。
　この固体電解コンデンサでは漏れ電流を小さくすることができる。
図１は本発明の実施の形態における固体電解コンデンサの一部切り欠き斜視図である。 図２は実施の形態における固体電解コンデンサの断面図である。 図３Ａは実施の形態における固体電解コンデンサの評価結果を示す。 図３Ｂは実施の形態における固体電解コンデンサの評価結果を示す。 図４は従来の固体電解コンデンサの一部切り欠き斜視図である。
符号の説明
１　　陽極箔
１Ａ　　表面
１Ｂ　　誘電体酸化皮膜層
１Ｃ　　電解質
２　　陰極箔
３　　セパレータ
４　　固体電解質層
４Ａ　　導電性高分子
　図１と図２はそれぞれ本発明の実施の形態における固体電解コンデンサ１００１の一部切り欠き斜視図と断面図である。アルミニウム等の金属よりなる陽極箔１は、エッチング処理により粗面化された表面１Ａを有する。表面１Ａを化成処理することで、表面１Ａ上に誘電体酸化皮膜層１Ｂが設けられている。誘電体酸化皮膜層１Ｂ上に絶縁性のセパレータ３が設けられており、セパレータ３上にはアルミニウム等の金属からなる陰極箔２が設けられている。すなわち、陰極箔２はセパレータ３を介して誘電体酸化皮膜層１Ｂと対向している。このように積層された陽極箔１と誘電体酸化皮膜層１Ｂとセパレータ３と陰極箔２は巻回されてコンデンサ素子５を構成している。セパレータ３に含浸された導電性高分子４Ａは固体電解質層４を構成している。すなわち、陰極箔２は固体電解質層４を介して誘電体酸化皮膜層１Ｂと対向している。誘電体酸化皮膜層１Ｂ上にはリン酸塩の電解質１Ｃが設けられている。陽極リード線６と陰極リード線７は陽極箔１と陰極箔２に夫々接合されている。アルミニウムよりなるケース８は底８Ａを有し、開口部８Ｂを有する円筒形状を有する。ケース８は開口部８Ｂからリード線６、７が出るようにコンデンサ素子５を収容している。樹脂加硫ブチルゴムよりなる封口部材９はリード線６、７がそれぞれ挿通する孔９Ａ、９Ｂを有して、ケース８の開口部８Ｂを封止する。
　固体電解コンデンサ１００１の製造方法を以下に説明する。
　まず、陽極箔１の表面１Ａを化成処理することにより表面１Ａに誘電体酸化皮膜層１Ｂを形成する。陽極箔１に陽極リード線６を接合する。陰極箔２に陰極リード線７を接合する。次いでセパレータ３を介して誘電体酸化皮膜層１Ｂが陰極箔２と対向するように陽極箔１とセパレータ３と陰極箔２を積層し、巻き取り機によって巻回してコンデンサ素子５を作製する。積層された陽極箔１とセパレータ３と陰極箔２とを巻回する際に、誘電体酸化皮膜層１Ｂに亀裂や損傷が発生する場合がある。
　次に、コンデンサ素子５を化成液に浸して電圧をリード線６、７間に印加して、陽極箔１の端面に誘電体酸化皮膜層を形成し、誘電体酸化皮膜層１Ｂに亀裂や損傷が発生して露出した表面１Ａの部分を化成処理して誘電体酸化皮膜を形成して誘電体酸化皮膜層１Ｂを修復する。化成液はリン酸塩を電解質として含有し、本実施の形態では、リン酸二水素アンモニウムを電解質として含有する。その後、コンデンサ素子５を加熱して乾燥させる。
　その後、コンデンサ素子５を重合液に含浸して、セパレータ３に導電性高分子４Ａを含浸させて固体電解質層４を形成する。
　その後、コンデンサ素子５をケース８に収容し、封口部材９を開口部８Ｂに収容して開口部８Ｂを絞り加工して封止し、固体電解コンデンサ１００１を完成させる。
　従来の固体電解コンデンサの製造方法では、コンデンサ素子５を化成液に浸して誘電体酸化皮膜層１Ｂの亀裂や損傷を修復した後で、水や洗浄液で洗浄して化成液をコンデンサ素子５から取り除いた後にコンデンサ素子５を乾燥させる。実施の形態による固体電解コンデンサ１００１の製造方法では、コンデンサ素子５を化成液に浸して誘電体酸化皮膜層１Ｂの亀裂や損傷を修復した後では、コンデンサ素子５を洗浄せずに乾燥させる。これにより、誘電体酸化皮膜層１Ｂ上に化成液の電解質１Ｃ（リン酸塩）を残留させる。
　これにより、固体電解コンデンサ１００１コンデンサ素子５を洗浄する工程を削減することができる。また、固体電解質層４を形成した後でもコンデンサ素子５に物理的なストレスが加わり、誘電体酸化皮膜層１Ｂに亀裂や損傷が発生する可能性がある。固体電解コンデンサ１００１が完成した後でリード線６、７に電圧を印加することで陽極箔１の表面１Ａ上に残留した電解質でありリン酸塩は、誘電体酸化皮膜層１Ｂに発生した亀裂や損傷から露出する陽極箔１の表面１Ａの部分を化成処理して誘電体酸化皮膜を形成し、誘電体酸化皮膜層１Ｂに発生した亀裂や損傷を修復する。したがって、誘電体酸化皮膜層１Ｂに発生した亀裂や損傷に起因する漏れ電流を抑制することができ、固体電解コンデンサの信頼性を向上させることができる。
　実施の形態では、コンデンサ素子５は、巻回された陽極箔１と陰極箔２とセパレータ３とを有する。実施の形態による固体電解コンデンサは、セパレータ３を介して陽極箔１と陰極箔２が対向し、巻回されていない陽極箔１と陰極箔２とセパレータ３とを有するコンデンサ素子を備えてもよい。
　固体電解コンデンサ１００１の陽極箔１と陰極箔２は共にアルミニウムよりなる。実施の形態によるコンデンサ素子５の陰極箔２は、ニッケル、チタン、カーボン等の導体よりなっていてもよく、同様の効果が得られる。
　実施の形態における化成液の電解質はリン酸塩であり、特にリン酸二水素アンモニウムである。この化成液は高い耐水性を有し、陽極箔１の表面１Ａに酸化皮膜層１Ｂを形成する際にも用いられるので、完成後の固体電解コンデンサ１００１において固体電解質層４に悪影響を与えない。
　コンデンサ素子５において、リン酸塩は陽極箔１の１ｃｍ２あたり０．５μｇ～５０μｇだけ残留して存在することが好ましい。残留するリン酸塩が０．５μｇより少ないと、陽極箔１の表面１Ａを十分化成処理することができずに誘電体酸化皮膜層１Ｂを十分修復できない。残留するリン酸塩が５０μｇより多いと、固体電解質層４の導電性高分子４Ａの重合を妨げ、良好な固体電解質層４を形成することが困難な場合がある。
　化成液の電解質のリン酸塩がリン酸二水素アンモニウムである場合に、以下の方法でコンデンサ素子５に残留するリン酸塩の量を測定する。まず、あらかじめ化成液の水溶液の濃度と導電率の関係を測定して、水溶液の導電率と水溶液中の化成液の濃度との関係を示す検量線を作成する。乾燥させた後のコンデンサ素子５を分解して陽極箔１を所定の量の水に入れて、陽極箔１に付着している化成液を水に溶解させて抽出液を作製する。
　次に、その抽出液の導電率を測定し、検量線から抽出液の化成液の濃度を求める。さらに、化成液中のリン酸塩の濃度と抽出液の体積から化成液中のリン酸塩の量を計算する。
　次いで、計算したリン酸塩の量と陽極箔１の面積から、陽極箔１の単位面積あたりのリン酸塩の量を算出する。
　実施の形態による固体電解コンデンサである実施例１の試料を作製した。まず、陽極箔１の表面１Ａに化成電圧１２Ｖで化成処理を施して誘電体酸化皮膜層１Ｂを形成した。その後、上記の方法でコンデンサ素子１を作製した。次に、コンデンサ素子１内の誘電体酸化皮膜層１Ｂの亀裂や損傷を修復するために、液温７０℃で１．０重量％のリン酸二水素アンモニウム水溶液にコンデンサ素子１を浸し、リード線６、７に誘電体酸化皮膜層１Ｂを形成した化成電圧（１２Ｖ）を超えない範囲の電圧（例えば１１Ｖ）を印加して誘電体酸化皮膜を形成した。その後、コンデンサ素子１をリン酸二水素アンモニウム水溶液から取り出して１００～１８０℃の温度で３０分程度加熱し乾燥させた。続いて、コンデンサ素子１にエチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）またはＥＤＯＴ溶液を含浸させた。次いで、パラトルエンスルホン酸第二鉄のブタノール溶液を含浸させた。その後、コンデンサ素子１をブタノール溶液から取り出して、２０～１８０℃の温度で３０分以上加熱して、セパレータ３に導電性高分子を形成した。次に、コンデンサ素子１をケース８に収容し、ケースの開口部８Ｂに封口部材９を入れた。その後、ケース８の開口部８Ｂをカーリング処理により封止した。その後、リード線６、７に直流電圧６．３Ｖを雰囲気温度１０５℃で１時間連続的に印加することによりコンデンサ素子１にエージングを施し、直径１０ｍｍ×高さ１０ｍｍサイズの固体電解コンデンサ１の実施例１の試料を作製した。実施例１の試料の定格電圧は６．３Ｖである。
　上記と同様の方法で固体電解コンデンサ１の定格電圧２５Ｖの実施例２の試料を作製した。実施例２の試料では、誘電体酸化皮膜層１Ｂを形成する化成電圧を５０Ｖに設定した。また、コンデンサ素子１を作製した後で誘電体酸化皮膜層１Ｂを修復する電圧は４８Ｖに設定した。また、ケース８を封止した後でのエージングの電圧を２５Ｖに設定した。
　また、誘電体酸化皮膜層を修復した後でコンデンサ素子を水で１０分間だけ洗浄してリン酸二水素アンモニウム水溶液を取り除いて、定格電圧６．３Ｖ、２５Ｖをそれぞれ有する比較例１、２の試料を作製した。また、誘電体酸化皮膜層を修復しない定格電圧６．３Ｖ、２５Ｖをそれぞれ有する比較例３、４の試料を作製した。
　実施例１、２と比較例１～４の試料に直流電圧６．３Ｖを印加して２分後の漏れ電流を測定した。さらにこれらの試料の直列等価抵抗（ＥＳＲ）を１００ｋＨｚで測定した。また、上記の方法で実施例１、２の試料に残留しているリン酸二水素アンモニウムの量を測定した。実施例１、２の漏れ電流とＥＳＲのリン酸二水素アンモニウムの量の測定結果を図３Ａと図３Ｂに示す。図３Ｂは図３Ａの横軸を拡大して測定結果を示す。図３Ａに示すように、リン酸二水素アンモニウムの量が陽極箔１の表面１Ａの１ｃｍ２あたり５０μｇより多くなると、漏れ電流とＥＳＲは大きくなる。また、図３Ｂに示すように、リン酸二水素アンモニウムの量が陽極箔１の表面１Ａの１ｃｍ２あたり０．５μｇより少なくても、漏れ電流が大きくなる。したがって、リン酸塩は陽極箔１の表面１Ａの１ｃｍ２あたり０．５μｇ～５０μｇだけ残留して存在することが好ましい。
　また、実施の形態において、固体電解質層４を形成する導電性高分子はチオフェンおよびその誘導体を遷移金属塩からなる酸化剤で重合させて形成することで、漏れ電流を効果的に抑制することができる。
　なお、固体電解コンデンサ１００１はコンデンサ素子５を収容するアルミニウムよりなるケース８を備えるが、ケース８の代わりに、コンデンサ素子５を覆う外装樹脂を備えてもよい。
　本発明による固体電解コンデンサは漏れ電流を小さくすることができるので、高い信頼性を有し、各種電子機器に有用である。

Claims (9)

  1. 表面を有する金属からなる陽極箔と、
    前記陽極箔の前記表面上に設けられた誘電体酸化皮膜層と、
    前記誘電体酸化皮膜層上に設けられた絶縁性を有するセパレータと、
    前記セパレータに含浸された導電性高分子からなる固体電解質層と、
    前記固体電解質層を介して前記誘電体酸化皮膜層に対向する陰極箔と、
    前記誘電体酸化皮膜層上に設けられたリン酸塩と、
    を備えた固体電解コンデンサ。
  2. 前記リン酸塩はリン酸二水素アンモニウムである、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
  3. 前記リン酸塩は前記陽極箔の１ｃｍ２あたり０．５μｇ～５０μｇだけ存在する、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
  4. 前記固体電解質層は、チオフェンおよびその誘導体を遷移金属塩からなる酸化剤で重合させた導電性高分子である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
  5. 金属からなる陽極箔の表面を化成処理して誘電体酸化皮膜層を形成するステップと、
    金属からなる陰極箔が絶縁性のセパレータを介して前記誘電体酸化皮膜層と対向するように、前記陽極箔と前記セパレータと前記陰極箔とを積層するステップと、
    前記陽極箔と前記セパレータと前記陰極箔とを積層するステップの後で、前記陽極箔と前記セパレータと前記陰極箔とを巻回してコンデンサ素子を形成するステップと、
    前記陽極箔を化成処理できる電解質を含有する化成液に前記コンデンサ素子を浸して前記誘電体酸化皮膜層を修復するステップと、
    前記誘電体酸化皮膜層を修復するステップの後で、前記陽極箔上に前記電解質が残留するように前記コンデンサ素子を乾燥させるステップと、
    前記セパレータに導電性高分子を含浸させて固体電解質層を形成するステップと、
    を含む、固体電解コンデンサの製造方法。
  6. 前記電解質はリン酸塩である、請求項５に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  7. 前記電解質はリン酸二水素アンモニウムである、請求項６に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  8. 前記陽極箔上に前記電解質が残留するように前記コンデンサ素子を乾燥させるステップは、前記陽極箔の前記表面の１ｃｍ２あたり０．５μｇ～５０μｇだけ前記陽極箔の前記表面上に前記電解質が残留するように前記コンデンサ素子を乾燥させるステップを含む、請求項５に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  9. 前記固体電解質層を形成するステップは、チオフェンおよびその誘導体を遷移金属塩からなる酸化剤で重合させた導電性高分子を前記セパレータに含浸させるステップを含む、請求項５に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
PCT/JP2009/001024 2008-03-10 2009-03-06 固体電解コンデンサとその製造方法 WO2009113285A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200980000295XA CN101681725B (zh) 2008-03-10 2009-03-06 固体电解电容器和其制造方法
JP2009530728A JP4947150B2 (ja) 2008-03-10 2009-03-06 固体電解コンデンサの製造方法
US12/596,513 US8154854B2 (en) 2008-03-10 2009-03-06 Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-058938 2008-03-10
JP2008058938 2008-03-10
JP2008058939 2008-03-10
JP2008-058939 2008-03-10
JP2008-162908 2008-06-23
JP2008162908 2008-06-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009113285A1 true WO2009113285A1 (ja) 2009-09-17

Family

ID=41064959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/001024 WO2009113285A1 (ja) 2008-03-10 2009-03-06 固体電解コンデンサとその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8154854B2 (ja)
JP (1) JP4947150B2 (ja)
CN (1) CN101681725B (ja)
WO (1) WO2009113285A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2309523A1 (en) * 2009-10-06 2011-04-13 Shin-Etsu Polymer Co. Ltd. Solid conductive polymer electrolytic capacitor and method for producing same comprising a drying step
WO2016088300A1 (ja) * 2014-12-01 2016-06-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサおよびその製造方法
JP2018152483A (ja) * 2017-03-14 2018-09-27 日本ケミコン株式会社 コンデンサおよびその製造方法
JP2019067958A (ja) * 2017-10-02 2019-04-25 日本ケミコン株式会社 巻回形固体電解コンデンサ及び製造方法
JP2022169767A (ja) * 2013-09-09 2022-11-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電デバイス

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102013337B (zh) * 2010-10-25 2012-09-05 福建国光电子科技股份有限公司 一种固体电解电容器的处理工艺
CN104105738B (zh) * 2012-01-25 2017-04-05 凯米特电子公司 制备导电性聚合物的聚合方法
US9530568B2 (en) * 2013-03-29 2016-12-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method of manufacturing conductive polymer microparticle dispersion and method of manufacturing electrolytic capacitor containing the conductive polymer microparticle dispersion
CN105161305A (zh) * 2015-09-25 2015-12-16 扬州升阳电子有限公司 一种导电聚合物固态电容的生产方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003297684A (ja) * 2002-03-28 2003-10-17 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサの製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4934033A (en) * 1987-01-23 1990-06-19 Nitsuko Corporation Method of manufacturing a solid electrolytic capacitor
JP3319501B2 (ja) 1997-06-06 2002-09-03 日本ケミコン株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
US6208503B1 (en) 1997-06-06 2001-03-27 Nippon Chemi-Con Corporation Solid electrolytic capacitor and process for producing the same
JP2004165206A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ
JP2004265924A (ja) * 2003-02-12 2004-09-24 Sanyo Electric Co Ltd 固体電解コンデンサ
JP4866586B2 (ja) 2005-09-30 2012-02-01 三菱化学株式会社 電解コンデンサ及び電解コンデンサの製造方法
CN1963966A (zh) * 2006-11-29 2007-05-16 大连理工大学 混合型超级电容器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003297684A (ja) * 2002-03-28 2003-10-17 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサの製造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2309523A1 (en) * 2009-10-06 2011-04-13 Shin-Etsu Polymer Co. Ltd. Solid conductive polymer electrolytic capacitor and method for producing same comprising a drying step
JP2022169767A (ja) * 2013-09-09 2022-11-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電デバイス
JP7390601B2 (ja) 2013-09-09 2023-12-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電デバイス
WO2016088300A1 (ja) * 2014-12-01 2016-06-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサおよびその製造方法
JPWO2016088300A1 (ja) * 2014-12-01 2017-09-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサおよびその製造方法
JP2018152483A (ja) * 2017-03-14 2018-09-27 日本ケミコン株式会社 コンデンサおよびその製造方法
JP7039848B2 (ja) 2017-03-14 2022-03-23 日本ケミコン株式会社 コンデンサおよびその製造方法
JP2019067958A (ja) * 2017-10-02 2019-04-25 日本ケミコン株式会社 巻回形固体電解コンデンサ及び製造方法
JP7221588B2 (ja) 2017-10-02 2023-02-14 日本ケミコン株式会社 巻回形固体電解コンデンサ及び製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2009113285A1 (ja) 2011-07-21
JP4947150B2 (ja) 2012-06-06
US20100118470A1 (en) 2010-05-13
CN101681725B (zh) 2011-12-14
US8154854B2 (en) 2012-04-10
CN101681725A (zh) 2010-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009113285A1 (ja) 固体電解コンデンサとその製造方法
JP4836887B2 (ja) 電解コンデンサの製造方法及び電解コンデンサ
JP5305569B2 (ja) 電解コンデンサの製造方法および電解コンデンサ
JP5073947B2 (ja) 巻回型コンデンサおよびその製造方法
US6243256B1 (en) Electrode foil for solid electrolytic capacitor, manufacturing method thereof, and solid electrolytic capacitor
KR20110056231A (ko) 고체 전해 콘덴서의 제조 방법
WO2017208984A1 (ja) 電解コンデンサおよびその製造方法
US7957120B2 (en) Capacitor chip and method for manufacturing same
JP4770750B2 (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP2009289833A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP4325354B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP2000068159A (ja) 固体電解コンデンサ用電極箔、その製造方法及び固体電解コンデンサ
US8257449B2 (en) Method for manufacturing niobium solid electrolytic capacitor
JP2007173454A (ja) 固体電解コンデンサ
JP2001284174A (ja) 固体電解コンデンサとその製造方法
KR100753612B1 (ko) 고체 전해 커패시터 및 그 제조방법
JPH11121280A (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP2001203128A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP2007305684A (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP2008010521A (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP2006210837A (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法。
JP4124360B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP3856144B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
KR100834858B1 (ko) 고체 전해 커패시터의 제조방법
JP2000277388A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980000295.X

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2009530728

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12596513

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09720583

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09720583

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1