JP2006128403A - Solid electrolyte, solid electrolytic capacitor, and solid electrolytic capacitor manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体電解質及び固体電解コンデンサ、並びに固体電解コンデンサの製造方法に関する。 The present invention relates to a solid electrolyte, a solid electrolytic capacitor, and a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor.
近年、電子機器のデジタル化、小型化、高速化がますます加速されている。このような状況下、各種電子機器に多用される高周波用途に適した電子部品の一つである電解コンデンサには、従来にも増して大容量化、高周波動作時の低インピーダンス化が要求されるとともに、動作安定性、信頼性、及び、更なる長寿命化が熱望されている。 In recent years, digitization, downsizing, and speeding up of electronic devices have been increasingly accelerated. Under such circumstances, an electrolytic capacitor that is one of the electronic components suitable for high frequency applications frequently used in various electronic devices is required to have a larger capacity and a lower impedance during high frequency operation than ever before. At the same time, there is a strong desire for operational stability, reliability, and a longer life.
電解コンデンサは、一般に、アルミニウム、タンタル等から成るいわゆる弁作用金属層と、その表面が陽極酸化されることにより形成される酸化皮膜からなる誘電体層と、電解質層と、グラファイトや銀等からなる導電体層とが順次積層された構造を有している。 An electrolytic capacitor is generally composed of a so-called valve action metal layer made of aluminum, tantalum or the like, a dielectric layer made of an oxide film formed by anodizing the surface, an electrolyte layer, graphite, silver, or the like. It has a structure in which conductor layers are sequentially stacked.
このような電解コンデンサは、電解質材料の性状により、液体電解コンデンサと固体電解コンデンサの2種に大別される。前者は、電解質材料として液状の電解質(電解液)を含有する電解質層を備えるものであり、後者は、電解質材料として固体状の電解質(錯塩、導電性ポリマー等)を含有する電解質層を備えるものである。これらを諸特性の観点から比較すると、前者は、電解質の漏洩あるいは蒸発(ドライアップ)に起因する経時劣化を本質的に引き起こし易いのに対し、後者はそのようなおそれが殆どない。 Such electrolytic capacitors are roughly classified into two types, liquid electrolytic capacitors and solid electrolytic capacitors, depending on the properties of the electrolyte material. The former includes an electrolyte layer containing a liquid electrolyte (electrolytic solution) as an electrolyte material, and the latter includes an electrolyte layer containing a solid electrolyte (complex salt, conductive polymer, etc.) as an electrolyte material. It is. Comparing these from the viewpoints of various characteristics, the former is inherently likely to cause deterioration over time due to leakage or evaporation (dry up) of the electrolyte, whereas the latter has almost no such fear.
かかる利点に基づいて、最近では固体電解コンデンサの研究開発が活発に行われており、特に、漏れ電流値、インピーダンス特性、耐熱性等の観点から、開発・実用化の焦点は、二酸化マンガンや錯塩を用いたものからポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等に電子供与性や電子吸引性の物質(ドーパント)をドープさせた共役系の導電性高分子を用いたものへと急速に移行しつつある。 Based on these advantages, research and development of solid electrolytic capacitors has been actively carried out recently. In particular, from the viewpoint of leakage current value, impedance characteristics, heat resistance, etc., the focus of development and practical application is manganese dioxide and complex salts. There is a rapid shift from those using a conjugated conductive polymer in which an electron donating or electron withdrawing substance (dopant) is doped into polypyrrole, polythiophene, polyaniline or the like.
ところで、上述した一般的な構成の電解コンデンサでは、通常、高容量化のために弁作用金属層が粗面化・拡面化され、その表面は微細な凹凸形状となっている。よって、その弁作用金属層上に形成される誘電体層も同様に微細凹凸形状となっている。誘電体層は、電解コンデンサが無負荷状態で長期間放置された場合に生じる自然劣化、急激な温度変化、電気的衝撃(過電圧、逆電圧、又は過大なリップル電流印加)、物理的な衝撃の付加といった要因によって、その機能の消失に至る甚大な損傷を受けるおそれがある。このような損傷が生じると、電解コンデンサは漏れ電流の増大、ひいては短絡といった現象を引き起こす。そのため、このような短絡の発生を防止するためには、電解コンデンサが、誘電体層の損傷部分を自ら修復する機能(以下、「自己修復機能」という)を有していることが望ましい。 By the way, in the electrolytic capacitor having the general configuration described above, the valve metal layer is usually roughened and widened to increase the capacity, and the surface thereof has a fine uneven shape. Therefore, the dielectric layer formed on the valve action metal layer has a fine uneven shape as well. The dielectric layer is subject to natural degradation, rapid temperature changes, electrical shock (overvoltage, reverse voltage, or excessive ripple current applied), physical shock that occurs when an electrolytic capacitor is left unloaded for a long period of time. Due to factors such as addition, there is a risk of significant damage leading to loss of the function. When such damage occurs, the electrolytic capacitor causes a phenomenon such as an increase in leakage current and a short circuit. Therefore, in order to prevent the occurrence of such a short circuit, it is desirable that the electrolytic capacitor has a function of repairing the damaged portion of the dielectric layer itself (hereinafter referred to as “self-repair function”).
これに関し、上述の電解液等を用いた液体電解コンデンサにおいては、損傷部分に出現(露呈)した弁作用金属が電解液と接触することになる。この電解液中にはイオン性分子又は化合物が含有されており、電解コンデンサに所定の定格電圧が印加されれば、イオン性分子又は化合物から生成される酸素によって弁作用金属が酸化され、誘電体層の損傷部分が再生される。これに対して、固体電解コンデンサは、電解質がイオン伝導性を実質的に有していないため、上述のような自己修復機能を本質的に有していない。そのため、誘電体層に極めて局所的な損傷部分が出現すると、そこに電流経路が形成されることになる。電流の発生によりジュール熱が局所的に生じ、それによって固体電解質の一部が不導体化して、結果として漏れ電流の電流経路が遮断される場合もあるが、損傷状態、損傷領域が多大であれば電流経路を遮断しきれなくなり、短絡に至ってしまう場合があるという欠点があった。 In this regard, in the liquid electrolytic capacitor using the above-described electrolytic solution or the like, the valve metal that appears (exposed) in the damaged portion comes into contact with the electrolytic solution. This electrolytic solution contains ionic molecules or compounds, and when a predetermined rated voltage is applied to the electrolytic capacitor, the valve action metal is oxidized by oxygen generated from the ionic molecules or compounds, and the dielectric The damaged part of the layer is regenerated. On the other hand, the solid electrolytic capacitor has essentially no self-repairing function as described above because the electrolyte has substantially no ionic conductivity. Therefore, when a very local damaged portion appears in the dielectric layer, a current path is formed there. Joule heat is generated locally due to the generation of current, which may cause part of the solid electrolyte to become non-conductive, resulting in interruption of the current path of the leakage current. In such a case, the current path cannot be completely interrupted, which may result in a short circuit.
そこで、導電性高分子タイプの固体電解コンデンサに対し、その優れた特性及び物性を維持しつつ、自己修復機能を付与する試みがなされており、例えば、電解質として電解液と導電性高分子化合物とを併用した電解コンデンサが提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
しかしながら、上述のように電解液と導電性高分子化合物とを併用した電解コンデンサは、電解質中に電解液を含む点において電解液タイプの電解コンデンサと相違せず、電解液の漏洩や蒸発に起因する経時劣化を十分に抑制し難いといった問題を有している。 However, as described above, the electrolytic capacitor using both the electrolytic solution and the conductive polymer compound is not different from the electrolytic type electrolytic capacitor in that the electrolytic solution is contained in the electrolyte, and is caused by leakage or evaporation of the electrolytic solution. However, it is difficult to sufficiently suppress the deterioration with time.
そのため、電解質中に電解液を含有させることなく、固体電解コンデンサに自己修復機能を付与することが望まれている。 Therefore, it is desired to give a self-repairing function to a solid electrolytic capacitor without including an electrolytic solution in the electrolyte.
ところで、電解質中に電解液を含まない固体電解コンデンサは、自己修復機能の点以外に、更に以下の欠点を有している。すなわち、固体電解コンデンサにおいては、その高容量化を実現するために、導電性高分子化合物を弁作用金属層の粗面化・拡面化された部分にできるだけ充填して理論容量に近づけているが、完全に充填することは困難であり、特に化学酸化重合により導電性高分子化合物からなる電解質層を形成する場合には、充填がより困難となって、理論容量に近い容量を得ること、すなわち、十分な容量出現率を得ることが難しいという欠点がある。 By the way, the solid electrolytic capacitor which does not contain electrolyte solution in electrolyte has the following faults besides the point of a self-repair function. That is, in a solid electrolytic capacitor, in order to realize a higher capacity, a conductive polymer compound is filled as much as possible in the roughened / expanded portion of the valve metal layer to bring it close to the theoretical capacity. However, it is difficult to completely fill, and particularly when an electrolyte layer made of a conductive polymer compound is formed by chemical oxidative polymerization, filling becomes more difficult to obtain a capacity close to the theoretical capacity, That is, there is a drawback that it is difficult to obtain a sufficient capacity appearance rate.
また、固体電解コンデンサには、優れた耐電圧性も要求されている。耐電圧性は、固体電解コンデンサに自己修復機能を付与することによって向上させることができるが、それ以外の方法で耐電圧性を向上させるためには、誘電体層の厚みを厚くすることが有効である。しかしながら、誘電体層の厚みを厚くすると容量が小さくなる傾向があり、優れた耐電圧性と十分な容量とを同時に得ることが困難である。 In addition, the solid electrolytic capacitor is also required to have excellent voltage resistance. The withstand voltage can be improved by adding a self-healing function to the solid electrolytic capacitor, but in order to improve the withstand voltage by other methods, it is effective to increase the thickness of the dielectric layer. It is. However, when the thickness of the dielectric layer is increased, the capacity tends to decrease, and it is difficult to obtain excellent voltage resistance and sufficient capacity at the same time.
更に、固体電解コンデンサを所定の定格電圧で使用可能なものとするためにはエージング処理を施す必要があるが、自己修復機能を有していない固体電解コンデンサでは、高い定格電圧が要求された場合にエージング処理時に誘電体層が損傷して短絡が生じやすく、十分なエージング歩留りが得られないという欠点がある。 Furthermore, in order to make a solid electrolytic capacitor usable at a predetermined rated voltage, it is necessary to perform an aging treatment. However, a solid electrolytic capacitor that does not have a self-healing function requires a high rated voltage. In addition, the dielectric layer is damaged during the aging treatment, so that a short circuit is likely to occur, and a sufficient aging yield cannot be obtained.
このように、従来の固体電解コンデンサは、十分な容量出現率を得ることが困難であるとともに、自己修復機能を有していないために、優れた耐電圧性と十分なエージング歩留りとを得ることが困難であるという問題を有していた。 Thus, it is difficult for a conventional solid electrolytic capacitor to obtain a sufficient capacity appearance rate, and since it does not have a self-repair function, it has excellent voltage resistance and sufficient aging yield. Had the problem of being difficult.
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、固体電解コンデンサを構成した場合に、十分な容量出現率、優れた耐電圧性、及び十分なエージング歩留りを得ることが可能な固体電解質、及びその固体電解質を備えた固体電解コンデンサ、並びに固体電解コンデンサの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and when a solid electrolytic capacitor is configured, it is possible to obtain a sufficient capacity appearance rate, an excellent withstand voltage, and a sufficient aging yield. An object of the present invention is to provide a solid electrolyte, a solid electrolytic capacitor provided with the solid electrolyte, and a method of manufacturing the solid electrolytic capacitor.
上記目的を達成するために、本発明は、導電性高分子化合物としてのポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)と、プロトン供与性高分子化合物と、水溶性高分子化合物と、前記導電性高分子化合物の導電性を高めるためのドーパントと、を含有することを特徴とする固体電解質を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides poly (3,4-ethylenedioxythiophene) as a conductive polymer compound, a proton-donating polymer compound, a water-soluble polymer compound, and the conductive material. A solid electrolyte comprising: a dopant for increasing the conductivity of a polymer compound.
かかる固体電解質は、プロトン供与性高分子化合物とともに水溶性高分子化合物を含んでおり、この水溶性高分子化合物を媒体とすることによって、プロトン供与性高分子化合物の分散性が飛躍的に向上し、優れたイオン伝導性を得ることができる。更に、上記固体電解質は、上記特定の導電性高分子化合物と、その導電性を高めるためのドーパントとを含んでおり、優れた電子伝導性を得ることができる。これにより、本発明の固体電解質は、固体電解コンデンサに用いた場合に、その優れたイオン伝導性及び電子伝導性に起因して、優れた耐電圧性と十分なエージング歩留りとを得ることができるとともに、十分な容量出現率を得ることができる。 Such a solid electrolyte contains a water-soluble polymer compound together with a proton-donating polymer compound. By using this water-soluble polymer compound as a medium, the dispersibility of the proton-donating polymer compound is dramatically improved. Excellent ion conductivity can be obtained. Further, the solid electrolyte contains the specific conductive polymer compound and a dopant for enhancing the conductivity, and can obtain excellent electronic conductivity. As a result, when the solid electrolyte of the present invention is used in a solid electrolytic capacitor, it is possible to obtain excellent voltage resistance and sufficient aging yield due to its excellent ionic conductivity and electronic conductivity. In addition, a sufficient capacity appearance rate can be obtained.
ここで、本発明の固体電解質において、プロトン供与性高分子化合物は、ポリフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種を主鎖として有するものであることが好ましい。また、プロトン供与性高分子化合物は、スルホン酸基及びリン酸基からなる群より選択される少なくとも1種の基を含む側鎖を有するものであることが好ましく、スルホン酸基を含むパーフルオロアルキルエーテル側鎖を有するものであることが特に好ましい。 Here, in the solid electrolyte of the present invention, the proton donating polymer compound is at least selected from the group consisting of polyfluoroethylene, polystyrene, poly (meth) acrylic acid, polyimide, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, and derivatives thereof. It is preferable to have one as a main chain. The proton-donating polymer compound preferably has a side chain containing at least one group selected from the group consisting of a sulfonic acid group and a phosphoric acid group, and is a perfluoroalkyl containing a sulfonic acid group. Particularly preferred are those having an ether side chain.
これらのプロトン供与性高分子化合物は、分散性が良好であり、固体電解質に特に優れたイオン伝導性を付与することができる。そのため、かかる固体電解質を用いて固体電解コンデンサを構成した場合に、固体電解コンデンサは、より優れた耐電圧性、より十分なエージング歩留り、及びより十分な容量出現率を得ることができる。 These proton donating polymer compounds have good dispersibility and can impart particularly excellent ion conductivity to the solid electrolyte. Therefore, when a solid electrolytic capacitor is configured using such a solid electrolyte, the solid electrolytic capacitor can obtain better voltage resistance, more sufficient aging yield, and more sufficient capacity appearance rate.
なお、上記本発明の効果をより十分に得る観点から、本発明の固体電解質におけるプロトン供与性高分子化合物の含有量は、導電性高分子化合物100質量部に対して0.01〜50質量部であることが好ましい。 From the viewpoint of obtaining the effect of the present invention more sufficiently, the content of the proton donating polymer compound in the solid electrolyte of the present invention is 0.01 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer compound. It is preferable that
また、本発明の固体電解質において、水溶性高分子化合物は、ポリビニルアルコール及びセルロースからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。 In the solid electrolyte of the present invention, the water-soluble polymer compound is preferably at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and cellulose.
これらの水溶性高分子化合物は、プロトン供与性高分子化合物を分散するための媒体として良好に機能するため、プロトン供与性高分子化合物の分散性を向上させ、固体電解質により優れたイオン伝導性を付与することができる。したがって、かかる固体電解質を用いて固体電解コンデンサを構成した場合に、固体電解コンデンサは、より優れた耐電圧性、より十分なエージング歩留り、及びより十分な容量出現率を得ることができる。 Since these water-soluble polymer compounds function well as a medium for dispersing the proton-donating polymer compound, the dispersibility of the proton-donating polymer compound is improved, and the ionic conductivity is improved by the solid electrolyte. Can be granted. Therefore, when a solid electrolytic capacitor is configured using such a solid electrolyte, the solid electrolytic capacitor can obtain better voltage resistance, more sufficient aging yield, and more sufficient capacity appearance rate.
なお、上記本発明の効果をより十分に得る観点から、本発明の固体電解質における水溶性高分子化合物の含有量は、導電性高分子化合物100質量部に対して0.01〜50質量部であることが好ましい。 In addition, from the viewpoint of obtaining the effect of the present invention more sufficiently, the content of the water-soluble polymer compound in the solid electrolyte of the present invention is 0.01 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer compound. Preferably there is.
更に、本発明の固体電解質において、ドーパントは、アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩、アルキルナフタレンスルホン酸及びその塩、並びにリン酸からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、パラトルエンスルホン酸又はその塩であることが特に好ましい。 Furthermore, in the solid electrolyte of the present invention, the dopant is preferably at least one selected from the group consisting of alkylbenzene sulfonic acid and salts thereof, alkylnaphthalene sulfonic acid and salts thereof, and phosphoric acid. Or a salt thereof is particularly preferred.
これらのドーパントは、導電性高分子化合物の導電性を十分に高めることができる。したがって、かかるドーパントを含む固体電解質を用いて固体電解コンデンサを構成した場合に、固体電解コンデンサは、より十分な容量出現率を得ることができる。 These dopants can sufficiently increase the conductivity of the conductive polymer compound. Therefore, when a solid electrolytic capacitor is configured using a solid electrolyte containing such a dopant, the solid electrolytic capacitor can obtain a more sufficient capacity appearance rate.
本発明はまた、第1の電極層と、第1の電極層上に形成された誘電体層と、第1の電極層に対向して配置された第2の電極層と、第1の電極層と第2の電極層との間に配置された上記本発明の固体電解質からなる固体電解質層と、を備えることを特徴とする固体電解コンデンサを提供する。 The present invention also provides a first electrode layer, a dielectric layer formed on the first electrode layer, a second electrode layer disposed opposite to the first electrode layer, and a first electrode And a solid electrolyte layer made of the solid electrolyte of the present invention disposed between the layer and the second electrode layer.
かかる固体電解コンデンサは、上述した本発明の固体電解質からなる固体電解質層を備えているため、優れた耐電圧性と十分なエージング歩留りとを得ることができるとともに、十分な容量出現率を得ることができる。 Since this solid electrolytic capacitor includes the solid electrolyte layer made of the solid electrolyte of the present invention described above, it is possible to obtain excellent voltage resistance and sufficient aging yield and to obtain a sufficient capacity appearance rate. Can do.
また、上記本発明の効果をより十分に得る観点から、本発明の固体電解コンデンサにおいて、第1の電極層は、表面が粗面化又は拡面化された弁作用金属からなる層であることが好ましい。 From the viewpoint of obtaining the effect of the present invention more sufficiently, in the solid electrolytic capacitor of the present invention, the first electrode layer is a layer made of a valve metal having a roughened or enlarged surface. Is preferred.
本発明は更に、第1の電極層上に形成された誘電体層上に、導電性高分子化合物を構成する単量体と、プロトン供与性高分子化合物と、水溶性高分子化合物と、水と、アルコールと、を含む単量体含有組成物を供給し、該単量体含有組成物中の前記単量体を重合させることにより固体電解質層を形成する固体電解質層形成工程と、固体電解質層上に導電性部材を積層して第2の電極層を形成する第2の電極層形成工程と、を有することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法を提供する。 The present invention further includes a monomer constituting the conductive polymer compound, a proton-donating polymer compound, a water-soluble polymer compound, water, and a dielectric layer formed on the first electrode layer. And a solid electrolyte layer forming step of forming a solid electrolyte layer by polymerizing the monomer in the monomer-containing composition, and a solid electrolyte. And a second electrode layer forming step of forming a second electrode layer by laminating a conductive member on the layer. A method for producing a solid electrolytic capacitor is provided.
かかる固体電解コンデンサの製造方法においては、固体電解質層を形成するための単量体含有組成物として、単量体とともにプロトン供与性高分子化合物と水溶性高分子化合物とを含有するという特徴的な組成を有するものを用いている。そして、単量体含有組成物には、水及びアルコールがこれらの溶媒として含有されている。このように、上記特徴的な組成において、溶媒として水とアルコールとを併用することにより、水溶性高分子化合物を媒体としてプロトン供与性高分子化合物を十分に分散させることが可能となり、優れたイオン伝導性を有する固体電解質層を形成することが可能となる。したがって、上記の固体電解コンデンサの製造方法によって製造される固体電解コンデンサは、優れた耐電圧性と十分なエージング歩留りを得ることができるとともに、十分な容量出現率を得ることができる。 In such a method for producing a solid electrolytic capacitor, a monomer-containing composition for forming a solid electrolyte layer contains a proton-donating polymer compound and a water-soluble polymer compound together with the monomer. What has a composition is used. The monomer-containing composition contains water and alcohol as these solvents. Thus, in the above characteristic composition, by using water and alcohol in combination as a solvent, it becomes possible to sufficiently disperse the proton-donating polymer compound using the water-soluble polymer compound as a medium, and excellent ion It becomes possible to form a solid electrolyte layer having conductivity. Therefore, the solid electrolytic capacitor manufactured by the above-described method for manufacturing a solid electrolytic capacitor can obtain excellent voltage resistance and a sufficient aging yield, and a sufficient capacity appearance rate.
また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、固体電解質層形成工程を実施する前に、弁作用金属の表面を粗面化又は拡面化して第1の電極層を形成する第1の電極層形成工程と、第1の電極層の粗面化又は拡面化された部位を酸化して誘電体層を形成する誘電体層形成工程と、を更に有することが好ましい。 Moreover, the manufacturing method of the solid electrolytic capacitor of this invention WHEREIN: Before implementing a solid electrolyte layer formation process, the surface of a valve action metal is roughened or expanded, and the 1st electrode layer which forms a 1st electrode layer It is preferable to further include a layer forming step and a dielectric layer forming step of forming a dielectric layer by oxidizing the roughened or widened portion of the first electrode layer.
この第1の電極層形成工程により形成される第1の電極層は、表面が粗面化又は拡面化されて微細な凹凸形状が形成されているため、高容量化を実現することが可能となる。また、続く誘電体層形成工程において形成される誘電体層も微細凹凸形状となっている。そして、この誘電体層上に上述した固体電解質層形成工程により固体電解質層を形成することにより、弁作用金属表面の粗面化又は拡面化された部分に固体電解質層を構成する材料を十分に充填することが可能となる。したがって、上記の固体電解コンデンサの製造方法によって製造される固体電解コンデンサは、優れた耐電圧性と十分なエージング歩留りを得ることができるとともに、十分な容量出現率を得ることができる。 The first electrode layer formed by the first electrode layer formation step has a rough surface or is roughened to form a fine concavo-convex shape, so that high capacity can be realized. It becomes. In addition, the dielectric layer formed in the subsequent dielectric layer forming step has a fine uneven shape. Then, by forming the solid electrolyte layer on the dielectric layer by the above-described solid electrolyte layer forming step, the material constituting the solid electrolyte layer is sufficiently provided on the roughened or enlarged portion of the valve metal surface. Can be filled. Therefore, the solid electrolytic capacitor manufactured by the above-described method for manufacturing a solid electrolytic capacitor can obtain excellent voltage resistance and a sufficient aging yield, and a sufficient capacity appearance rate.
また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、第2の電極層形成工程を実施した後に、エージング処理を施す後処理工程を更に有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the manufacturing method of the solid electrolytic capacitor of this invention further has the post-processing process which performs an aging process, after implementing a 2nd electrode layer formation process.
ここで、エージング処理とは、上述したように固体電解コンデンサを所定の定格電圧で使用できるようにするための処理であり、固体電解コンデンサに対して所定の温度及び所定の湿度で徐々に電圧を印加する処理である。すなわち、かかるエージング処理を行うことで、定格電圧で使用可能な固体電解コンデンサを得ることができる。 Here, the aging process is a process for enabling the solid electrolytic capacitor to be used at a predetermined rated voltage as described above, and a voltage is gradually applied to the solid electrolytic capacitor at a predetermined temperature and a predetermined humidity. It is a process to apply. That is, by performing such an aging treatment, a solid electrolytic capacitor that can be used at a rated voltage can be obtained.
また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法において、単量体含有組成物に使用する単量体は、3,4−エチレンジオキシチオフェンであることが好ましい。 In the method for producing a solid electrolytic capacitor of the present invention, the monomer used for the monomer-containing composition is preferably 3,4-ethylenedioxythiophene.
かかる単量体が重合することによって、導電性高分子化合物としてのポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が生成することとなる。そして、このポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)と、プロトン供与性高分子化合物と、水溶性高分子化合物とを含んで固体電解質層が形成されることにより、固体電解コンデンサは、より十分な容量出現率を得ることができる。 When such a monomer is polymerized, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) as a conductive polymer compound is generated. Then, the solid electrolyte layer is formed by including the poly (3,4-ethylenedioxythiophene), the proton-donating polymer compound, and the water-soluble polymer compound. A large capacity appearance rate can be obtained.
更に、本発明の固体電解コンデンサの製造方法において、単量体含有組成物に使用するプロトン供与性高分子化合物は、ポリフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種を主鎖として有するものであることが好ましい。また、プロトン供与性高分子化合物は、スルホン酸基及びリン酸基からなる群より選択される少なくとも1種の基を含む側鎖を有するものであることが好ましく、スルホン酸基を含むパーフルオロアルキルエーテル側鎖を有するものであることが特に好ましい。 Furthermore, in the method for producing a solid electrolytic capacitor of the present invention, the proton donating polymer compound used in the monomer-containing composition is polyfluoroethylene, polystyrene, poly (meth) acrylic acid, polyimide, polyethylene, polypropylene, polybutadiene. And at least one selected from the group consisting of these derivatives as the main chain. The proton-donating polymer compound preferably has a side chain containing at least one group selected from the group consisting of a sulfonic acid group and a phosphoric acid group, and is a perfluoroalkyl containing a sulfonic acid group. Particularly preferred are those having an ether side chain.
これらのプロトン供与性高分子化合物は、分散性が良好であり、固体電解質層に特に優れたイオン伝導性を付与することができる。そのため、得られる固体電解コンデンサは、より優れた耐電圧性、より十分なエージング歩留り、及びより十分な容量出現率を得ることができる。 These proton donating polymer compounds have good dispersibility and can impart particularly excellent ion conductivity to the solid electrolyte layer. Therefore, the obtained solid electrolytic capacitor can obtain better voltage resistance, more sufficient aging yield, and more sufficient capacity appearance rate.
また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法において、単量体含有組成物に使用する水溶性高分子化合物は、ポリビニルアルコール及びセルロースからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。 In the method for producing a solid electrolytic capacitor of the present invention, the water-soluble polymer compound used in the monomer-containing composition is preferably at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and cellulose.
これらの水溶性高分子化合物は、プロトン供与性高分子化合物を分散するための媒体として良好に機能するため、プロトン供与性高分子化合物の分散性を向上させ、固体電解質層により優れたイオン伝導性を付与することができる。そのため、得られる固体電解コンデンサは、より優れた耐電圧性、より十分なエージング歩留り、及びより十分な容量出現率を得ることができる。 Since these water-soluble polymer compounds function well as a medium for dispersing the proton-donating polymer compound, the dispersibility of the proton-donating polymer compound is improved, and the ionic conductivity is improved by the solid electrolyte layer. Can be granted. Therefore, the obtained solid electrolytic capacitor can obtain better voltage resistance, more sufficient aging yield, and more sufficient capacity appearance rate.
更に、本発明の固体電解コンデンサの製造方法において、単量体含有組成物は、上記単量体を酸化重合させるための酸化剤を更に含むことが好ましい。単量体含有組成物中に酸化剤を含有させることにより、均一な溶液が拡面化部分に染み込み、結果として均一な重合物が形成されることとなる。 Furthermore, in the manufacturing method of the solid electrolytic capacitor of this invention, it is preferable that a monomer containing composition further contains the oxidizing agent for oxidatively polymerizing the said monomer. By containing an oxidizing agent in the monomer-containing composition, a uniform solution soaks into the surface-expanded portion, and as a result, a uniform polymer is formed.
また更に、本発明の固体電解コンデンサの製造方法において、単量体含有組成物は、導電性高分子化合物の導電性を高めるためのドーパントを更に含むことが好ましい。そして、上記ドーパントは、アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩、アルキルナフタレンスルホン酸及びその塩、並びにリン酸からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、パラトルエンスルホン酸又はその塩であることが特に好ましい。 Furthermore, in the method for producing a solid electrolytic capacitor of the present invention, it is preferable that the monomer-containing composition further includes a dopant for increasing the conductivity of the conductive polymer compound. The dopant is preferably at least one selected from the group consisting of alkylbenzenesulfonic acid and salts thereof, alkylnaphthalenesulfonic acid and salts thereof, and phosphoric acid, and is paratoluenesulfonic acid or salts thereof. Is particularly preferred.
これらのドーパントを含む単量体含有組成物を用いることにより、固体電解質層において導電性高分子化合物の導電性を十分に高めることができる。したがって、得られる固体電解コンデンサは、より十分な容量出現率を得ることができる。 By using the monomer-containing composition containing these dopants, the conductivity of the conductive polymer compound can be sufficiently increased in the solid electrolyte layer. Therefore, the obtained solid electrolytic capacitor can obtain a more sufficient capacity appearance rate.
本発明によれば、固体電解コンデンサを構成した場合に、十分な容量出現率、優れた耐電圧性、及び十分なエージング歩留りを得ることが可能な固体電解質を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a solid electrolytic capacitor is comprised, the solid electrolyte which can acquire sufficient capacity | capacitance appearance rate, the outstanding voltage resistance, and sufficient aging yield can be provided.
また、本発明によれば、十分な容量出現率、優れた耐電圧性、及び十分なエージング歩留りを有する固体電解コンデンサを提供することができる。 In addition, according to the present invention, it is possible to provide a solid electrolytic capacitor having a sufficient capacity appearance rate, excellent voltage resistance, and a sufficient aging yield.
更に、本発明によれば、十分な容量出現率、優れた耐電圧性、及び十分なエージング歩留りを有する固体電解コンデンサを製造することが可能な固体電解コンデンサの製造方法を提供することができる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor capable of manufacturing a solid electrolytic capacitor having a sufficient capacity appearance rate, an excellent withstand voltage, and a sufficient aging yield.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、図面の位置関係に基づくものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted. The positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship in the drawing.
[固体電解コンデンサ]
図1は、本発明の固体電解コンデンサの好適な一実施形態を示す模式断面図である。図1に示すように、固体電解コンデンサ1は、陽極導出線8及び陰極導出線10が接続された固体電解コンデンサ素子18が、樹脂モールド層16で覆われた構成を有している。また、陽極導出線8、陰極導出線10には外部陽極端子12、外部陰極端子14がそれぞれ接続されている。そして、固体電解コンデンサ素子18は、交互に一定間隔で配置された電極2(第1の電極層)と電極6との間に誘電体層4が設けられたものである。
[Solid electrolytic capacitor]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a preferred embodiment of the solid electrolytic capacitor of the present invention. As shown in FIG. 1, the solid
図2は、固体電解コンデンサ1の要部を模式的に示す断面図であり、電極2、誘電体層4、電極6及び樹脂モールド層16が積層されている状態をより詳細に示すものである。図2において、固体電解コンデンサ1は、電極2、誘電体層4、固体電解質層20及び導電体層22,24が順次積層された構成を有している。このように導電体層22,24から電極26(第2の電極層)が構成されており、また固体電解質層20及び電極26から電極6が構成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the main part of the solid
(陽極)
電極2は、固体電解コンデンサ1において陽極として機能するものである。その表面には粗面化又は拡面化処理が施されて微細な凹凸形状が形成されており、これにより表面積が増大されて固体電解コンデンサ1の高容量化が図られている。電極2を構成する材料としては、電解コンデンサに一般に用いられるものであれば特に制限されず、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン等のいわゆる弁作用金属が挙げられる。これらの中ではアルミニウム又はタンタルが比較的好ましく用いられる。また、電極2の厚さは通常好ましくは1〜500μm程度とされる。
(anode)
The
(誘電体層)
誘電体層4は、電極2表面の凹凸形状に沿ってその表面を覆うように形成されている。誘電体層4は、通常電気絶縁性を有する金属酸化皮膜(例えば、電極2がアルミニウムである場合は酸化アルミニウム皮膜)から成り、電極2の表層部を所定の方法で酸化することで簡易に形成される。また、誘電体層4の厚さは、通常1nm〜1μmとされる。
(Dielectric layer)
The
誘電体層4は、電極2の酸化処理過程、又は、固体電解コンデンサ1の完成後若しくは使用時に熱的又は物理的なダメージによって亀裂、欠損、欠落といった損傷が生じやすい傾向にある。このような亀裂等が進展すると、電極2と固体電解質層20とが連通するように損傷部30が部分的に生じてしまうおそれがある。こうなると、両者の絶縁が阻害され、場合によっては短絡を生じてしまう。これに対し、本発明では、かかる損傷部30が、電極2を構成する弁作用金属の酸化物から成る修復部32によって充填されるか又は覆われることとなる。このように、誘電体層4に損傷部30が生じた場合には、誘電体層4には修復部32が形成されることとなる。
The
(陰極)
固体電解質層20は、本発明の固体電解質からなる層であり、拡面化により形成された電極2の微細凹凸面上の誘電体層4に沿ってその凹部を埋めるように形成されている。固体電解質層20の厚さは、上記凹凸面を覆うことができるような厚さが望ましく、例えば、好ましくは1〜100μm程度とされる。かかる固体電解質層20を構成する固体電解質は、導電性高分子化合物と、プロトン供与性高分子化合物と、水溶性高分子化合物と、導電性高分子化合物の導電性を高めるためのドーパントと、を含有して成るものである。
(cathode)
The
かかる固体電解質層20は、導電性高分子化合物及びそのドーパントとともにプロトン供与性高分子化合物及び水溶性高分子化合物を含む構成を有している。そして、かかるプロトン供与性高分子化合物を含む固体電解質層20を用いて固体電解コンデンサ1を構成した場合、プロトン供与性高分子化合物は酸化種として機能し、或いは、周囲に不可避的に存在する水又は酸素による金属の酸化反応触媒等として機能するものと考えられる。
The
よって、誘電体層4を構成する酸化皮膜が熱衝撃又は物理的若しくは化学的な衝撃等を受けて損傷した場合には、その損傷部位において電解質層4が陽極(例えば、弁作用金属層)と接触するようになり、上記の酸化作用又は触媒作用によって陽極が酸化され、酸化皮膜の再生が可能となる。これにより誘電体層4の絶縁性が回復・保持される。すなわち、上記の固体電解質層20を備える固体電解コンデンサ1は、電解液を含有することなく自己修復機能を発現することが可能となる。
Therefore, when the oxide film constituting the
また、上記の固体電解質層20は、プロトン供与性高分子化合物とともに水溶性高分子化合物を含んでおり、この水溶性高分子化合物を媒体とすることによって、プロトン供与性高分子化合物の分散性が飛躍的に向上し、優れたイオン伝導性を得ることができる。更に、上記固体電解質層20は、上記特定の導電性高分子化合物と、その導電性を高めるためのドーパントとを含んでおり、優れた電子伝導性を得ることができる。したがって、固体電解コンデンサ1は、固体電解質層20の優れたイオン伝導性に起因して優れた自己修復機能を発揮し、優れた耐電圧性と十分なエージング歩留りとを得ることができるとともに、固体電解質層20の優れたイオン伝導性及び電子伝導性に起因して十分な容量出現率を得ることができる。
The
ここで、導電性高分子化合物としては、少なくともポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が用いられるが、これ以外に導電性高分子化合物として通常使用される高分子化合物を併用することができる。例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン及びこれらの誘導体等を用いることができ、更にこれらを2種以上組み合わせて用いてもよい。 Here, at least poly (3,4-ethylenedioxythiophene) is used as the conductive polymer compound, but in addition to this, a polymer compound usually used as the conductive polymer compound can be used in combination. . For example, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyfuran, and derivatives thereof can be used, and two or more of these may be used in combination.
プロトン供与性高分子化合物は、プロトンを供与する(プロトンを自由に移動させる)ことが可能ないわゆるプロトン伝導性高分子化合物である。このプロトン供与性高分子化合物は、例えば、主鎖としての高分子骨格に、プロトンを供与可能な官能基(以下、「プロトン供与性官能基」という)を含む側鎖が結合されたものである。 The proton donating polymer compound is a so-called proton conducting polymer compound capable of donating protons (moving protons freely). This proton-donating polymer compound is, for example, a compound in which a side chain containing a functional group capable of donating protons (hereinafter referred to as “proton-donating functional group”) is bonded to a polymer skeleton as a main chain. .
主鎖としての高分子骨格としては、例えば、ポリフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸(ポリアクリル酸又はポリメタクリル酸)、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン及びこれらの誘導体等が挙げられる。 Examples of the polymer skeleton as the main chain include polyfluoroethylene, polystyrene, poly (meth) acrylic acid (polyacrylic acid or polymethacrylic acid), polyimide, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, and derivatives thereof.
また、プロトン供与性官能基としては、スルホン酸基、リン酸基、カルボキシル基等が挙げられ、これらの中では比較的強酸基であるスルホン酸基又はリン酸基がより好ましい。 Examples of the proton-donating functional group include a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a carboxyl group, and among these, a sulfonic acid group or a phosphoric acid group that is a relatively strong acid group is more preferable.
上述の高分子骨格及びプロトン供与性官能基を有するものとしては、スルホン酸基が結合した、ポリフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリイミド及びこれらの誘導体、並びに、リン酸基が結合した、ポリ(メタ)アクリル酸及びその誘導体が好ましく用いられる。 As those having the above-described polymer skeleton and proton-donating functional group, polyfluoroethylene, polystyrene, poly (meth) acrylic acid, polyimide and derivatives thereof having sulfonic acid groups bonded thereto, and phosphoric acid groups are bonded. Poly (meth) acrylic acid and its derivatives are preferably used.
そして、プロトン供与性高分子化合物としては、スルホン酸基を含むパーフルオロアルキルエーテル側鎖を有するものが更に好ましく、スルホン酸基を含むパーフルオロアルキルエーテル側鎖を有するポリフルオロエチレン及びその誘導体が特に好ましい。この種のポリフルオロエチレンとしては、末端にスルホン酸基を有するパーフルオロアルキルエーテル側鎖を有するフルオロエチレン及びテトラフルオロエチレンを単量体単位とする共重合体であることが好ましく、具体的には、例えば、下記式(1)で表される繰り返し単位を有する化合物が挙げられる。 As the proton-donating polymer compound, those having a perfluoroalkyl ether side chain containing a sulfonic acid group are more preferable, and polyfluoroethylene having a perfluoroalkyl ether side chain containing a sulfonic acid group and derivatives thereof are particularly preferable. preferable. This type of polyfluoroethylene is preferably a copolymer having fluoroethylene having a perfluoroalkyl ether side chain having a sulfonic acid group at the terminal and tetrafluoroethylene as a monomer unit, specifically, For example, the compound which has a repeating unit represented by following formula (1) is mentioned.
式(1)中、pは概ね3〜20、好ましくは5〜15、qは概ね1〜1000、好ましくは1〜500、mは概ね1〜5、好ましくは1〜3、nは概ね1〜5、好ましくは1〜3の整数である。 In formula (1), p is approximately 3 to 20, preferably 5 to 15, q is approximately 1 to 1000, preferably 1 to 500, m is approximately 1 to 5, preferably 1 to 3, and n is approximately 1 to 1. 5, preferably an integer from 1 to 3.
また、固体電解質層20におけるプロトン供与性高分子化合物の含有量は、導電性高分子化合物100質量部に対して0.01〜50質量部であることが好ましく、0.1〜45質量部であることがより好ましく、0.2〜40質量部であることが更に好ましい。なお、ここでいう含有量は、固体電解質層20を形成する際の仕込み量、すなわち導電性高分子化合物を生成する際の材料投入量に基づく値である。この含有量が0.01質量部未満であると、含有量が上記範囲内である場合と比較して、自己修復機能が不十分となる傾向がある。一方、含有量が50質量部を超えると、含有量が上記範囲内である場合と比較して、固体電解コンデンサとしての諸特性(容量、漏れ電流値、インピーダンス特性、耐熱性等)が低下する傾向がある。
In addition, the content of the proton-donating polymer compound in the
なお、固体電解質層20中には、上記のプロトン供与性高分子化合物に加えて、更にスルホサリチル酸等のスルホン酸系化合物、リン酸尿素、モノn−ブトキシエチルホスフェート等のリン酸エステル化合物、マレイン酸、安息香酸、p−ニトロ安息香酸、フタル酸、ヒドロキシカルボン酸等のカルボン酸化合物を添加してもよい。これらの添加により、自己修復機能が向上する傾向がある。
In the
水溶性高分子化合物は、水を保有し、プロトン供与性高分子化合物を分散させることが可能なものであり、例えば、ポリビニルアルコール及びセルロース等が挙げられる。 The water-soluble polymer compound retains water and can disperse the proton-donating polymer compound, and examples thereof include polyvinyl alcohol and cellulose.
この水溶性高分子化合物の固体電解質層20における含有量は、導電性高分子化合物100質量部に対して0.01〜50質量部であることが好ましく、0.1〜45質量部であることがより好ましく、0.2〜40質量部であることが特に好ましい。この水溶性高分子化合物の含有量とは、上述したプロトン供与性高分子化合物の含有量と同様に、固体電解質層20を形成する際の仕込み量、すなわち導電性高分子化合物を生成する際の材料投入量に基づく値である。この水溶性高分子化合物の含有量が0.01質量部未満であると、含有量が上記範囲内である場合と比較して、自己修復機能が不十分となる傾向がある。一方、含有量が50質量部を超えると、含有量が上記範囲内である場合と比較して、固体電解コンデンサとしての諸特性(容量、漏れ電流値、インピーダンス特性、耐熱性等)が低下する傾向がある。
The content of the water-soluble polymer compound in the
ドーパントは、導電性高分子化合物の導電性を高めるためのものであり、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩(例えば、パラトルエンスルホン酸ナトリウム等)、アルキルナフタレンスルホン酸及びその塩(例えば、イソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム等)、並びにリン酸等が挙げられる。 The dopant is for increasing the conductivity of the conductive polymer compound. For example, the alkylbenzene sulfonic acid and its salt (for example, sodium paratoluene sulfonate), the alkyl naphthalene sulfonic acid and its salt (for example, isopropyl naphthalene). Sodium sulfonate) and phosphoric acid.
この固体電解質層20上に形成された電極26を構成する導電体層22,24の材料としては、例えば、カーボンや金属等を用いることができ、導電体層22としてカーボン、導電体層24として銀を用いることができる。なお、電極26は、導電体層22,24の2層構造に限定されず、3層以上で構成されていてもよい。
As a material of the conductor layers 22 and 24 constituting the
陽極導出線8、陰極導出線10、外部陽極端子12及び外部陰極端子14は、固体電解コンデンサ素子18を通電させるために利用されるものであり、例えば、いずれも鉄(Fe)または銅(Cu)などの導電性材料や、これらの導電性材料にめっき処理(例えば錫(Sn)めっき、または錫鉛(SnPb)めっき)が施された材料により構成されている。
The anode lead-out
樹脂モールド層16は、固体電解コンデンサ1の外装を構成するものであり、例えば、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂材料により構成されている。
The
[固体電解コンデンサの製造方法]
次に、以上のような構成を有する固体電解コンデンサ1の製造方法について以下に説明する。
[Method of manufacturing solid electrolytic capacitor]
Next, a method for manufacturing the solid
図3は、本発明の固体電解コンデンサ1を製造する手順の一例を示すフロー図である。図3に示すように、まず、弁作用金属(第1の電極層用の部材)の表面を化学的又は電気化学的エッチングにより粗面化又は拡面化して電極2を形成する(ステップS11;第1の電極層形成工程)。次に、電極2の表面(粗面化又は拡面化された部位)を陽極酸化して酸化皮膜を生じさせ、誘電体層4を形成する(ステップS12;誘電体層形成工程)。このときの陽極酸化は、具体的には、電極2を化成溶液に浸漬し、その電極2を正極として一定の電圧を印加することにより実施できる。また、印加電圧は、形成する酸化皮膜の膜厚に応じて適宜決定することができ、通常数ボルト〜数百ボルト程度の電圧に設定される。さらに、化成溶液としては、ホウ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、有機酸アンモニウム等の緩衝溶液を好ましく用いることができ、特に、有機酸アンモニウムであるアジピン酸アンモニウム水溶液を用いることが好ましい。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a procedure for manufacturing the solid
なお、電極2を形成する際には、例えば、上記したように、粗面化又は拡面化処理が施されていない未処理の弁作用金属を使用し、その弁作用金属に粗面化又は拡面化処理を別途施すようにしてもよいし、あるいは粗面化又は拡面化処理に要する手間を省くために、予め粗面化又は拡面化処理が施された処理済みの弁作用金属を使用するようにしてもよい。また、電極2上に誘電体層4を形成する際には、例えば、あらかじめ酸化皮膜が部分的に形成された電極2を使用し、この電極2を切断することにより酸化皮膜が形成されていない面(切断面)を露出させた後に、その切断面に酸化皮膜を別途形成することにより、電極2の周囲全体を覆うように誘電体層4を形成するようにしてもよい。
When forming the
ステップS11又はステップS12に並行して、上述した導電性高分子化合物を構成する単量体と、上述したプロトン供与性高分子化合物と、上述した水溶性高分子化合物と、溶媒としての水及びアルコールと、を混合して単量体含有組成物を調製する(ステップS13)。ここで、溶媒に用いられるアルコールとしては、例えば、エタノール及びブタノール等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。 In parallel with step S11 or step S12, the monomer constituting the conductive polymer compound described above, the proton donating polymer compound described above, the water-soluble polymer compound described above, and water and alcohol as a solvent. Are mixed to prepare a monomer-containing composition (step S13). Here, as alcohol used for a solvent, ethanol, butanol, etc. are mentioned, for example, These are used individually or in combination of 2 or more types.
また、単量体としては、例えば、アニリン、ピロール、チオフェン、フラン及びこれらの誘導体等が挙げられ、これらを重合させることによって、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン及びこれらの誘導体等の導電性高分子化合物を得ることができる。なお、導電性高分子化合物としてポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)を生成するために、単量体としては3,4−エチレンジオキシチオフェンを用いることが好ましい。 Examples of the monomer include aniline, pyrrole, thiophene, furan, and derivatives thereof. By polymerizing these, conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyfuran, and derivatives thereof. A compound can be obtained. In order to produce poly (3,4-ethylenedioxythiophene) as the conductive polymer compound, it is preferable to use 3,4-ethylenedioxythiophene as the monomer.
次いで、表面に誘電体層4が形成された電極2を上記の単量体含有組成物中に浸漬させるか、又は、電極2に単量体含有組成物を塗布する等により、誘電体層4上に単量体含有組成物を付着させる(ステップS14)。更に、誘電体層4上に付着した単量体含有組成物中に含まれる単量体を、例えば、化学酸化重合により重合せしめて誘電体層4上に固体電解質層20を形成させる(ステップS15;固体電解質層形成工程)。
Next, the
化学酸化重合は、酸化剤を水等の溶媒に溶解させた酸化剤溶液を上記単量体含有組成物が付着した電極2に接触させることにより実施することができる。両者を接触させる方法としては、電極2を酸化剤溶液中に浸漬させる方法や、酸化剤溶液を電極2に塗布する方法等が挙げられる。また、重合に用いる酸化剤としては、ヨウ素、臭素等のハロゲン化物、五フッ化珪素等の金属ハロゲン化物、硫酸等のプロトン酸、三酸化イオウ等の酸素化合物、硫酸セリウム等の硫酸塩、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩、過酸化水素等の過酸化物、パラトルエン酸鉄等の鉄塩を例示できる。また、このような酸化剤溶液を別途用いることなく、上記単量体含有組成物中に上記酸化剤を含有させることによっても、単量体の化学酸化重合を行うことができる。
Chemical oxidative polymerization can be performed by bringing an oxidant solution obtained by dissolving an oxidant in a solvent such as water into contact with the
上記単量体含有組成物及び上記酸化剤溶液の少なくとも一方には、導電性高分子化合物の導電性を高めるためのドーパントを含有させることが好ましい。かかるドーパントとしては、固体電解コンデンサ1の説明において先に例示したものを用いることができる。なお、上記酸化剤としてドーパントとしての機能を有するものを用いてもよく、かかる機能を有する酸化剤を用いるとともに更にドーパントを用いてもよい。酸化剤とドーパントの両方の機能を有する材料としては、例えば、パラトルエンスルホン酸鉄等のドーパントとして先に例示したものの鉄塩等が挙げられる。
It is preferable that at least one of the monomer-containing composition and the oxidant solution contains a dopant for increasing the conductivity of the conductive polymer compound. As this dopant, what was illustrated previously in description of the solid
また、単量体含有組成物中に含まれる溶媒が、単量体の重合反応に伴って揮発し外部に散逸する場合には、この溶媒を除去する操作は特に必要としないが、重合反応に伴って十分に揮発しない場合には、必要に応じてステップS15の前又は後に溶媒除去を行うこと(溶媒除去工程)が望ましい。 In addition, when the solvent contained in the monomer-containing composition volatilizes and dissipates to the outside with the polymerization reaction of the monomer, an operation for removing this solvent is not particularly required. If it does not volatilize sufficiently, it is desirable to remove the solvent before or after step S15 as necessary (solvent removal step).
単量体含有組成物におけるプロトン供与性高分子化合物の含有量は、単量体100質量部に対して0.01〜50質量部であることが好ましく、0.1〜45質量部であることがより好ましく、0.2〜40質量部であることが更に好ましい。この含有量が0.01質量部未満であると、含有量が上記範囲内である場合と比較して、得られる固体電解コンデンサの自己修復機能が不十分となる傾向がある。一方、含有量が50質量部を超えると、含有量が上記範囲内である場合と比較して、得られる固体電解コンデンサの諸特性(容量、漏れ電流値、インピーダンス特性、耐熱性等)が低下する傾向がある。 The content of the proton-donating polymer compound in the monomer-containing composition is preferably 0.01 to 50 parts by mass, and 0.1 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 0.2-40 mass parts. When the content is less than 0.01 parts by mass, the self-repair function of the obtained solid electrolytic capacitor tends to be insufficient as compared with the case where the content is in the above range. On the other hand, when the content exceeds 50 parts by mass, various characteristics (capacity, leakage current value, impedance characteristics, heat resistance, etc.) of the obtained solid electrolytic capacitor are reduced as compared with the case where the content is within the above range. Tend to.
単量体含有組成物における水溶性高分子化合物の含有量は、単量体100質量部に対して0.01〜50質量部であることが好ましく、0.1〜45質量部であることがより好ましく、0.2〜40質量部であることが特に好ましい。この含有量が0.01質量部未満であると、含有量が上記範囲内である場合と比較して、得られる固体電解コンデンサの自己修復機能が不十分となる傾向がある。一方、含有量が50質量部を超えると、含有量が上記範囲内である場合と比較して、得られる固体電解コンデンサの諸特性(容量、漏れ電流値、インピーダンス特性、耐熱性等)が低下する傾向がある。 The content of the water-soluble polymer compound in the monomer-containing composition is preferably 0.01 to 50 parts by mass, and preferably 0.1 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer. More preferred is 0.2 to 40 parts by mass. When the content is less than 0.01 parts by mass, the self-repair function of the obtained solid electrolytic capacitor tends to be insufficient as compared with the case where the content is in the above range. On the other hand, when the content exceeds 50 parts by mass, various characteristics (capacity, leakage current value, impedance characteristics, heat resistance, etc.) of the obtained solid electrolytic capacitor are reduced as compared with the case where the content is within the above range. Tend to.
次に、固体電解質層20上に、導電性部材(第2の電極層用の部材)を積層させ電極26を形成する(ステップS16;第2の電極層形成工程)。積層は、例えば、導電性部材をペースト状にしたものを固体電解質層20上に塗布して導電体層22を形成し、その上に異なる導電性部材をペースト状にしたものを更に塗布して導電体層24を形成することによって実施することができる。具体的には、例えば、固体電解質層20上にカーボンペーストを塗布して乾燥させた後、銀ペーストを塗布して乾燥させることによって、導電体層22,24を形成することができる。
Next, a conductive member (second electrode layer member) is laminated on the
こうして、固体電解コンデンサ素子18を形成した後、電極に陽極導出線8及び陰極導出線10を接続する。続いて、それぞれの導出線の一部が外部に露呈するように固体電解コンデンサ素子18全体を樹脂モールド層16で被覆した後、陽極導出線8及び陰極導出線10にそれぞれ外部陽極端子12及び外部陰極端子14を接続することにより、固体電解コンデンサ1を得る(ステップS17)。その後、更にエージング処理を施すことが好ましい(ステップS18;後処理工程)。エージング処理は、固体電解コンデンサ1の外部陽極端子12及び外部陰極端子14に一定の電圧を印加することにより行うことができ、これにより、固体電解コンデンサ1の製造が完了する。
After forming the solid
以上説明した本発明の固体電解コンデンサ1の製造方法において、固体電解質層20を形成するための単量体含有組成物には、プロトン供与性高分子化合物が含まれている。ここで、プロトン供与性高分子化合物は酸化種として、或いは、周囲に不可避的に存在する水又は酸素による金属の酸化反応触媒等として機能するものと考えられる。そのため、誘電体層4を構成する酸化皮膜が熱衝撃又は物理的若しくは化学的な衝撃等を受けて損傷した場合には、その損傷部位において固体電解質層20が弁作用金属層と接触するようになり、上記の酸化作用又は触媒作用によって弁作用金属が酸化され、酸化皮膜の再生が可能となる。これにより誘電体層4の絶縁性が回復・保持されることとなり、得られる固体電解コンデンサ1は自己修復機能を発現することが可能となる。
In the method for producing the solid
更に、単量体含有組成物には、水溶性高分子化合物が含まれており、且つ、溶媒として水及びアルコールが含まれている。このように溶媒として水とアルコールとを併用することにより、水溶性高分子化合物を媒体としてプロトン供与性高分子化合物を十分に分散させることが可能となり、弁作用金属表面の粗面化又は拡面化された部分にこれらの材料を十分に充填することが可能となる。これにより、得られる固体電解コンデンサ1は、優れた自己修復機能を得ることができ、優れた耐電圧性と十分なエージング歩留りを得ることができるとともに、十分な容量出現率を得ることができる。
Furthermore, the monomer-containing composition contains a water-soluble polymer compound, and water and alcohol as solvents. Thus, by using water and alcohol in combination as a solvent, it becomes possible to sufficiently disperse the proton-donating polymer compound using the water-soluble polymer compound as a medium, and roughening or expanding the surface of the valve metal. It is possible to sufficiently fill these parts with the formed parts. Thereby, the obtained solid
また、このような性質を有する固体電解コンデンサ1は、上述したエージング処理を行う後処理工程において、電極2が再び陽極酸化され、誘電体層4への新たな損傷部30の発生が抑制されつつ、固体電解コンデンサ1の製造中に生じた誘電体層4の損傷部30に効率的に修復部32が形成されるものと考えられる。
Further, in the solid
よって、ステップS18のエージング処理を実施すると、誘電体層4に欠陥が生じていても、その修復を効率よく行うことが可能となる。また、このようなエージング処理の有無に拘わらず、上述した通り固体電解コンデンサ1の使用中にも誘電体層4の損傷が生じ、漏れ電流が不都合に増大してしまうことがある。この場合にも、固体電解質の金属酸化能又は酸化触媒能によって、誘電体層4の損傷部30が自己修復される。そのため、固体電解コンデンサ1は、優れた耐電圧性と十分な容量出現率とを高水準で達成することができる。
Therefore, when the aging process of step S18 is performed, even if the
なお、本実施形態においては、図1に示す層構造のチップ型の固体電解コンデンサ1についてその構造及び製造方法の一例を説明したが、本発明の固体電解コンデンサはこれに限定されるものではなく、図2に示す層構造を一層のみ有する形態であってもよく、また、かかる層構造を巻回して成る巻回型の固体電解コンデンサであってもよい。
In the present embodiment, an example of the structure and manufacturing method of the chip-type solid
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.
(実施例1)
以下の手順を経て、電解コンデンサを製造した。すなわち、まず、陽極として拡面化処理済みのアルミニウム箔(3.5mm×6.5mm)を準備し、このアルミニウム箔表面の陽極となるべき部分(陽極部)と陰極を形成すべき部分(陰極形成部)とを区画すべき位置に、これらを区画するための絶縁物を形成した。このアルミニウム箔を化成溶液としてのアジピン酸アンモニウム水溶液に浸漬させた後、アルミニウム箔に6Vの電圧を印加して陽極酸化反応を進行させることにより、そのアルミニウム箔の表層に酸化アルミニウム皮膜よりなる誘電体層を形成した。
Example 1
An electrolytic capacitor was manufactured through the following procedure. That is, first, an aluminum foil (3.5 mm × 6.5 mm) that has been subjected to a surface enlargement treatment is prepared as an anode, and a portion (anode portion) that should become an anode and a portion that should form a cathode (cathode) on the surface of the aluminum foil. The insulator for partitioning these was formed in the position which should partition with the formation part. After this aluminum foil is immersed in an aqueous solution of ammonium adipate as a chemical conversion solution, a voltage of 6 V is applied to the aluminum foil to advance the anodic oxidation reaction, whereby a dielectric comprising an aluminum oxide film on the surface of the aluminum foil A layer was formed.
続いて、導電性高分子化合物を構成する単量体としての3,4−エチレンジオキシチオフェン(商品名:BAYTRON(登録商標)M、Bayel社製)0.9g、パラトルエンスルホン酸鉄溶液(商品名:BAYTRON(登録商標)C−B50、Bayel社製)10.81g、プロトン供与性高分子としてのスルホン酸基を含むパーフルオロアルキルエーテル側鎖を有するポリフルオロエチレン溶液(商品名:Nafion(登録商標)溶液 SE20192、Dupont社製)0.045g、水溶性高分子としてのポリビニルアルコール(商品名:クラレポバール PVA403、クラレ社製)0.108g、及び、水3.76gを混合し、単量体含有組成物の溶液を調製した。この溶液において、BAYTRON(登録商標)Mの含有量を100質量部とした場合、固形分としてのNafion(登録商標)の含有量は1質量部であり、ポリビニルアルコールの含有量は12質量部であった。この溶液に、誘電体層が形成された上記アルミニウム箔を1分間浸漬した後引き上げて、単量体含有組成物が付着した状態で空気中で30分間放置した。これにより、アルミニウム箔に付着した単量体含有組成物中の単量体を酸化重合させた。次いで、このアルミニウム箔を15分間流水洗浄し、100℃で5分間乾燥した。この浸漬から乾燥までの重合処理を3回繰り返し、誘電体層上に厚さ1μmの固体電解質層を形成した。 Subsequently, 3,4-ethylenedioxythiophene (trade name: BAYTRON (registered trademark) M, manufactured by Bayel) as a monomer constituting the conductive polymer compound, 0.9 g of iron paratoluenesulfonate ( Product name: BAYTRON (registered trademark) C-B50, manufactured by Bayel) 10.81 g, polyfluoroethylene solution having a perfluoroalkyl ether side chain containing a sulfonic acid group as a proton-donating polymer (trade name: Nafion ( (Registered trademark) solution SE20192, manufactured by Dupont) 0.045 g, polyvinyl alcohol as a water-soluble polymer (trade name: Kuraray Poval PVA403, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) 0.108 g, and 3.76 g of water are mixed, and a single amount A solution of the body containing composition was prepared. In this solution, when the content of BAYTRON (registered trademark) M is 100 parts by mass, the content of Nafion (registered trademark) as a solid content is 1 part by mass, and the content of polyvinyl alcohol is 12 parts by mass. there were. The aluminum foil on which the dielectric layer was formed was immersed in this solution for 1 minute and then pulled up and left in the air for 30 minutes with the monomer-containing composition attached thereto. Thereby, the monomer in the monomer containing composition adhering to aluminum foil was oxidatively polymerized. The aluminum foil was then washed with running water for 15 minutes and dried at 100 ° C. for 5 minutes. This polymerization process from immersion to drying was repeated three times to form a solid electrolyte layer having a thickness of 1 μm on the dielectric layer.
次に、固体電解質層上に導電体層としてのカーボンペースト層を厚さ3μmとなるように塗布し、更にカーボンペースト層上に導電体層としての銀ペースト層を厚さ20μmとなるように塗布した。これにより、カーボンペースト層及び銀ペースト層からなる陰極を形成した。以上により、陽極、誘電体層、固体電解質層及び陰極がこの順に積層された構造を有するコンデンサ素子を得た。 Next, a carbon paste layer as a conductor layer is applied to a thickness of 3 μm on the solid electrolyte layer, and a silver paste layer as a conductor layer is further applied to a thickness of 20 μm on the carbon paste layer. did. This formed the cathode which consists of a carbon paste layer and a silver paste layer. Thus, a capacitor element having a structure in which the anode, the dielectric layer, the solid electrolyte layer, and the cathode were laminated in this order was obtained.
その後、陰極側に導電性接着剤を用いて導電性の陰極リードを接続し、陽極側に抵抗溶接機で導電性の陽極リードを接続した。そして、エポキシ樹脂で陽極リード及び陰極リードが部分的に露出するようにコンデンサ素子の周囲を覆って樹脂モールド層を形成することで、固体電解コンデンサを作製した。 Thereafter, a conductive cathode lead was connected to the cathode side using a conductive adhesive, and a conductive anode lead was connected to the anode side with a resistance welding machine. And the solid electrolytic capacitor was produced by covering the circumference | surroundings of a capacitor | condenser element so that an anode lead and a cathode lead may be partially exposed with an epoxy resin, and forming a resin mold layer.
(実施例2〜4)
単量体含有組成物溶液の調製において、スルホン酸基を含むパーフルオロアルキルエーテル側鎖を有するポリフルオロエチレン溶液(商品名:Nafion(登録商標)溶液 SE20192、Dupont社製)の配合量を、実施例2においては0.225g(BAYTRON(登録商標)M100質量部に対して、Nafion(登録商標)固形分5質量部)、実施例3においては0.45g(BAYTRON(登録商標)M100質量部に対して、Nafion(登録商標)固形分10質量部)、実施例4においては0.675g(BAYTRON(登録商標)M100質量部に対して、Nafion(登録商標)固形分15質量部)とした以外は実施例1と同様にして、実施例2〜4の固体電解コンデンサを作製した。
(Examples 2 to 4)
In the preparation of the monomer-containing composition solution, the blending amount of a polyfluoroethylene solution having a perfluoroalkyl ether side chain containing a sulfonic acid group (trade name: Nafion (registered trademark) solution SE20192, manufactured by Dupont) was carried out. In Example 2, 0.225 g (5 parts by mass of Nafion (registered trademark) solid content with respect to 100 parts by mass of BAYTRON (registered trademark) M), and in Example 3, 0.45 g (BAYTRON (registered trademark) M100 parts by mass) On the other hand, Nafion (registered trademark)
(実施例5〜7)
単量体含有組成物溶液の調製において、スルホン酸基を含むパーフルオロアルキルエーテル側鎖を有するポリフルオロエチレン溶液(商品名:Nafion(登録商標)溶液 SE20192、Dupont社製)の配合量を0.225g(BAYTRON(登録商標)M100質量部に対して、Nafion(登録商標)固形分5質量部)とし、ポリビニルアルコール(商品名:クラレポバール PVA403、クラレ社製)の配合量を、実施例5においては0.009g(BAYTRON(登録商標)M100質量部に対して1質量部)、実施例6においては0.045g(BAYTRON(登録商標)M100質量部に対して5質量部)、実施例7においては0.18g(BAYTRON(登録商標)M100質量部に対して20質量部)とした以外は実施例1と同様にして、実施例5〜7の固体電解コンデンサを作製した。
(Examples 5-7)
In the preparation of the monomer-containing composition solution, the blending amount of a polyfluoroethylene solution having a perfluoroalkyl ether side chain containing a sulfonic acid group (trade name: Nafion (registered trademark) solution SE20192, manufactured by Dupont) was set to 0.00. In Example 5, the blending amount of polyvinyl alcohol (trade name: Kuraray Poval PVA403, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) in 225 g (BAYTRON (registered trademark) M100 parts by mass with Nafion (registered trademark) solid content of 5 parts by mass) Is 0.009 g (1 part by mass with respect to 100 parts by mass of BAYTRON (registered trademark) M100). In Example 6, 0.045 g (5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of BAYTRON (registered trademark) M100). Is 0.18 g (20 parts by mass for 100 parts by mass of BAYTRON (registered trademark) M) Except for using in the same manner as in Example 1 to prepare a solid electrolytic capacitor of Examples 5-7.
(比較例1)
単量体含有組成物溶液の調製において、スルホン酸基を含むパーフルオロアルキルエーテル側鎖を有するポリフルオロエチレン溶液(商品名:Nafion(登録商標)溶液 SE20192、Dupont社製)及びポリビニルアルコール(商品名:クラレポバール PVA403、クラレ社製)を配合せず、水3.76gに代えてブタノール2.63gを配合した以外は実施例1と同様にして、比較例1の固体電解コンデンサを作製した。
(Comparative Example 1)
In the preparation of the monomer-containing composition solution, a polyfluoroethylene solution having a perfluoroalkyl ether side chain containing a sulfonic acid group (trade name: Nafion (registered trademark) solution SE20192, manufactured by Dupont) and polyvinyl alcohol (trade name) : Kuraray Poval PVA403 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was prepared, and a solid electrolytic capacitor of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that 2.63 g of butanol was added instead of 3.76 g of water.
(容量出現率の評価)
実施例1〜7及び比較例1の固体電解コンデンサを構成する拡面化処理済みのアルミニウム箔の陰極形成部(3.5mm×4.5mm)について、固体電解質層を形成する前に予め理論容量を測定しておいた。すなわち、それぞれのアルミニウム箔を電解液(アジピン酸アンモニウム水溶液)に浸漬し、HEWLETT PACKARD社製のLCRメータ 4284Aを用いて周波数120Hzにより理論容量を測定した。
(Evaluation of capacity appearance rate)
Regarding the cathode forming portion (3.5 mm × 4.5 mm) of the aluminum foil that has been subjected to the surface enlargement treatment that constitutes the solid electrolytic capacitors of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1, the theoretical capacity was previously set before forming the solid electrolyte layer. Have been measured. That is, each aluminum foil was immersed in an electrolytic solution (ammonium adipate aqueous solution), and a theoretical capacity was measured at a frequency of 120 Hz using an LCR meter 4284A manufactured by HEWLETT PACKARD.
一方、実施例1〜7及び比較例1の固体電解コンデンサについて、それぞれHEWLETT PACKARD社製のIMPEDANCE/GAIN−PHASE ANALYZER 4194Aにより静電容量を測定した。この固体電解コンデンサとしての静電容量と、予め測定しておいた理論容量とから、下記式により容量出現率(%)を求めた。
容量出現率=(固体電解コンデンサとしての静電容量/理論容量)×100
その結果を表1に示す。
On the other hand, about the solid electrolytic capacitor of Examples 1-7 and the comparative example 1, the electrostatic capacitance was measured by IMPANDANCE / GAIN-PHASE ANALYZER 4194A made from HEWLETT PACKARD, respectively. From the electrostatic capacity as the solid electrolytic capacitor and the theoretical capacity measured in advance, the capacity appearance rate (%) was obtained by the following formula.
Capacity appearance rate = (capacitance as solid electrolytic capacitor / theoretical capacity) × 100
The results are shown in Table 1.
(エージング歩留りの評価)
実施例1〜7及び比較例1の固体電解コンデンサをそれぞれ100個ずつ用意し、これらに対して、以下のようにエージング処理を行った。すなわち、温度100〜150℃、湿度60〜90%RHの環境下で固体電解コンデンサに対して徐々に電圧を印加していき、最終的に使用する箔に応じた電圧を印加することでエージング処理を行った。このエージング処理によりショートしなかったものの割合を求め、これをエージング歩留まり(%)として評価した。その結果を表1に示す。
(Evaluation of aging yield)
100 solid electrolytic capacitors of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 were prepared, and aging treatment was performed on them as follows. That is, an aging process is performed by gradually applying a voltage to the solid electrolytic capacitor in an environment of a temperature of 100 to 150 ° C. and a humidity of 60 to 90% RH, and finally applying a voltage according to the foil to be used. Went. The ratio of those that were not short-circuited by this aging treatment was determined, and this was evaluated as the aging yield (%). The results are shown in Table 1.
(耐電圧性の評価)
実施例1〜7及び比較例1の固体電解コンデンサのそれぞれについて、上記エージング処理を行ってショートしなかったものを10個ずつ用意した。これらの固体電解コンデンサに対して、0Vから100mV/秒の割合で徐々に電圧を印加していき、電流が立ち上がったところ(電流が急激に流れ始めたところ)の電圧(V)を耐電圧として測定した。その結果を表1に示す。なお、表中の耐電圧の値は、10個測定した平均値である。
(Evaluation of withstand voltage)
For each of the solid electrolytic capacitors of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1, ten pieces were prepared that were not short-circuited by performing the aging treatment. A voltage is gradually applied to these solid electrolytic capacitors at a rate of 0 to 100 mV / second, and the voltage (V) at the point where the current rises (where the current begins to flow rapidly) is taken as the withstand voltage. It was measured. The results are shown in Table 1. In addition, the value of withstand voltage in the table is an average value of 10 measured values.
表1に示した結果から明らかなように、本発明の固体電解コンデンサ(実施例1〜7)によれば、比較例1の固体電解コンデンサと比較して、優れた耐電圧性、十分なエージング歩留り、及び十分な容量出現率が得られることが確認された。なお、優れた耐電圧性と十分なエージング歩留りとが得られたことから、実施例1〜7の固体電解コンデンサは自己修復機能を有しているものと考えられる。 As is apparent from the results shown in Table 1, according to the solid electrolytic capacitors (Examples 1 to 7) of the present invention, superior voltage resistance and sufficient aging compared to the solid electrolytic capacitor of Comparative Example 1. It was confirmed that the yield and sufficient capacity appearance rate were obtained. In addition, since the outstanding voltage resistance and sufficient aging yield were obtained, it is thought that the solid electrolytic capacitor of Examples 1-7 has a self-repair function.
1…固体電解コンデンサ、2…電極(第1の電極層)、4…誘電体層(誘電体)、6…電極、8…陽極導出線、10…陰極導出線、12…外部陽極端子、14…外部陰極端子、16…樹脂モールド層、18…固体電解コンデンサ素子、20…固体電解質層、22、24…導電体層、26…電極(第2の電極層)、30…損傷部、32…修復部。
DESCRIPTION OF
Claims (23)
前記第1の電極層上に形成された誘電体層と、
前記第1の電極層に対向して配置された第2の電極層と、
前記第1の電極層と前記第2の電極層との間に配置された請求項1〜9のうちのいずれか一項に記載の固体電解質からなる固体電解質層と、
を備えることを特徴とする固体電解コンデンサ。 A first electrode layer;
A dielectric layer formed on the first electrode layer;
A second electrode layer disposed opposite the first electrode layer;
A solid electrolyte layer made of the solid electrolyte according to any one of claims 1 to 9 disposed between the first electrode layer and the second electrode layer;
A solid electrolytic capacitor comprising:
前記固体電解質層上に導電性部材を積層して第2の電極層を形成する第2の電極層形成工程と、
を有することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 On the dielectric layer formed on the first electrode layer, a monomer constituting the conductive polymer compound, a proton-donating polymer compound, a water-soluble polymer compound, water, alcohol, A solid electrolyte layer forming step of forming a solid electrolyte layer by polymerizing the monomer in the monomer-containing composition;
A second electrode layer forming step of forming a second electrode layer by laminating a conductive member on the solid electrolyte layer;
A method for producing a solid electrolytic capacitor, comprising:
The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 21 or 22, wherein the dopant is p-toluenesulfonic acid or a salt thereof.
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- 2004-10-28 JP JP2004314503A patent/JP2006128403A/en not_active Withdrawn
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