固体電解コンデンサの製造方法
【課題】容量出現率が高く、かつ、高周波数のインピーダンス特性に優れる固体電解コンデンサの製造方法を提供すること。
【解決手段】誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子層を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、ドーパントを有していないポリアニリン溶液に誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属を浸漬して、又は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に塗布して、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子を製造する工程と、該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する工程と、を含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。
【解決手段】誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子層を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、ドーパントを有していないポリアニリン溶液に誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属を浸漬して、又は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に塗布して、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子を製造する工程と、該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する工程と、を含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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサが、種々提案されている。
【０００３】
導電性高分子としては、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフラン、ポリアセチレン、又はポリチオフェンもしくはポリ（アルキルチオフェン）等の誘導体ポリマーが提案されている。
【０００４】
固体電解質として用いる導電性高分子の形成方法としては、電解重合による形成、または導電性高分子の微粒子分散溶液の塗布等による形成方法が提案されている。
【０００５】
一般に陽極弁作用金属の表面は表面積を拡大するためにエッチングし、その表面に誘電体酸化皮膜を形成させている。十分な静電容量を得るには、このエッチング細孔内に十分に固体電解質を充填させることが必要である。陽極弁作用金属の電解液中で測定した静電容量値に対して、固体電解質を形成したときに発現する静電容量値の比率を容量出現率と称す。
【０００６】
特許文献１〜３には、固体電解質として導電性高分子の微粒子分散液の塗布等により導電性高分子層を形成する方法が開示されている。
【０００７】
しかしながら、容量出現率の大きく、高周波数のインピーダンス特性に優れる固体電解コンデンサを得るためには粒子径の小さな微粒子分散液をエッチドアルミニウム箔及びタンタル焼結体の微細な細孔の深部まで浸透させる必要があるが、十分に浸透しない欠点があった。
【０００８】
また、ポリアニリン溶液はドーパントを含まないエメラルディン塩基のポリアニリンをＮ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤に溶解した溶液である。このポリアニリン溶液は溶液であるため、弁作用金属の微細な細孔への高い浸透性を有するが、ポリアニリン溶液を乾燥して得られるポリアニリン層は電気伝導性を示さないため、容量出現率が低く、インピーダンス特性に劣る欠点があった。
【０００９】
特許文献４には、表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁作用金属上に、脱ドープしたポリアニリン層を形成した後、導電性高分子モノマー及び支持電解質を含む電解液中で電解重合することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法が開示されているが、導電性高分子層を電解重合法により形成させる方法では、得られる固体電解コンデンサに脱ドープしたポリアニリン層が残ったままであり、脱ドープしたポリアニリン層の導電性に劣るため、容量出現率が低く、インピーダンス特性に劣る欠点があった。
【００１０】
以上より、容量出現率が高く、高周波数のインピーダンス特性に優れる固体電解コンデンサを得るため、導電性高分子をエッチドアルミニウム箔及びタンタル焼結体の微細な細孔の深部まで浸透させる固体電解コンデンサの製造方法が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０９−３０６７８８号公報
【特許文献２】特開平１１−４５８２４号公報
【特許文献３】特開２００６−３１０３６５号公報
【特許文献４】特開平４−３６９８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、容量出現率が高く、かつ、高周波数のインピーダンス特性に優れる固体電解コンデンサの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは上記問題を解決すべく鋭意検討を行った結果、誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子層を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、ドーパントを有していないポリアニリン溶液に誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属を浸漬して、又は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に塗布して、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子を製造する工程と、該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する工程と、を含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が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は以下に示すものである。
【００１５】
第一の発明は、誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子層を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、
ドーパントを有していないポリアニリン溶液に誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属を浸漬して、又は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に塗布して、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子を製造する工程と、
該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する工程と、
を含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である。
【００１６】
第二の発明は、弁作用金属が、チタン、ニオブ、タンタル、アルミニウムからなる群より選ばれる１種であることを特徴とする第一の発明に記載の固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１７】
第三の発明は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液の濃度が、０．１〜３．０質量％であることを特徴とする第一又は第二の発明に記載の固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１８】
第四の発明は、導電性高分子分散液の分散媒が、水であることを特徴とする第一から第三の発明のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１９】
第五の発明は、導電性高分子分散液が、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、容量出現率が高く、且つ、高周波数のインピーダンス特性に優れる固体電解コンデンサを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法について説明する。
【００２２】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子層を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、ドーパントを有していないポリアニリン溶液に誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属を浸漬して、又は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に塗布して、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子を製造する工程と、該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する工程と、を含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である。
【００２３】
本発明に用いる弁作用金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ又はチタンからなる群から選ばれた１種が挙げられ、焼結体又は箔の形状で用いられる。
【００２４】
用いる弁作用金属の種類、形状により、チップ型又は捲回型のいずれとすることができる。
【００２５】
ポリアニリン溶液に用いる有機溶剤としては、テトラヒドロフランやジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、あるいはアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）やアセトニトリル、ベンゾニトリル、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が挙げられ、溶解性の面より、ＮＭＰが特に好ましく挙げられる。
【００２６】
上記ドーパントを有していないポリアニリン溶液の濃度は０．１〜３．０質量％が好ましく、０．５〜２．５質量％がより好ましく挙げられる。前記濃度にすることで、弁作用金属上に適切な量が付着し、かつ、微細な細孔の深部にまで浸透させることができる。
【００２７】
ドーパントを有していないポリアニリンは、あらかじめ化学酸化重合で合成した溶媒可溶性の脱ドープしたポリアニリンであり、アニリンモノマーを化学酸化重合して得たポリアニリンを脱ドープし、有機溶剤に溶解したものである。アニリンモノマーの化学酸化重合は、アニリンをプロトン酸の存在下、溶液中で酸化剤により酸化重合させれば良い。
【００２８】
化学酸化重合したドーパントを有するポリアニリンは、アンモニア、水酸化ナトリウム、アミン化合物等のアルカリ性溶液と接触させると脱ドープできる。脱ドープしたポリアニリンは、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等に可溶となるので、これらの有機溶剤又はこれらと他の有機溶剤の混合溶媒に溶解して、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を得ることができる。
【００２９】
また、ｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液は、ポリアニリン分散液、ポリピロール分散液、ポリエチレンジオキシチオフェン分散液等が挙げられ、これらを単独で使用してもよく、必要に応じて複数を組み合わせて使用しても良い。これらの中でも、得られる固体電解コンデンサの電気特性（容量、容量出現率、インピーダンス特性）に優れる点より、ポリエチレンジオキシチオフェン分散液が好ましく挙げられる。
【００３０】
導電性高分子分散液のｐＨは、７．０未満が好ましく、５．０未満がより好ましく挙げられ、１．０以上４．０未満が特に好ましく挙げられる。
【００３１】
上記ｐＨに調整した導電性高分子分散液を用いることで、ドーパントを有していないポリアニリン層にドーパントをドープさせることができ、その結果、ドーパントを有するポリアニリン層とすることができる。
【００３２】
なお、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子の上に導電性高分子層を形成する工程は必ず、該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する必要がある。
例えば、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子に電解重合により導電性高分子層を形成すると、十分にドーパントを有していないポリアニリンをドープさせることができないため、ドーパントを有していないポリアニリンが残り、その結果、得られる固体電解コンデンサの電気性能が劣る欠点がある。
【００３３】
ｐＨの調整方法は、導電性高分子分散液中のドーパントの量を調節させることでｐＨをコントロールすることができる。導電性高分子分散液中のドーパントを増やすとｐＨが低くなり、ドーパントを減らすとｐＨが大きくなる。
一度ｐＨを低くしたものを、アルカリ性溶液を加えてｐＨ調整してもよい。加えるアルカリ性溶液としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
【００３４】
導電性高分子分散液の製造方法について説明する。まず、酸化剤と導電性高分子単量体を用いて化学酸化重合し、ドーパントを有する導電性高分子を得る。次にドーパントを有する導電性高分子を分散媒に分散させて、導電性高分子分散液を得る。
【００３５】
導電性高分子単量体としては、ピロール、アニリン、フラン、チオフェン、エチレンジオキシチオフェン等を用いることができる。これらの中でも、得られる固体電解コンデンサの電気特性の面から、アニリン、ピロール、エチレンジオキシチオフェンがより好ましく、エチレンジオキシチオフェンが特に好ましく挙げられる。
【００３６】
酸化剤としては、アルキルナフタレンスルホン酸又はその塩、ポリスチレンスルホン酸又はその塩等が挙げられ、ポリスチレンスルホン酸又はその塩が好ましく挙げられる。具体的には、メチルナフタレンスルホン酸、エチルナフタレンスルホン酸、プロピルナフタレンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸又はそれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が挙げられる。この中でも特にポリスチレンスルホン酸が好ましく挙げられる。
【００３７】
導電性高分子分散液に用いる分散媒は、テトラヒドロフランやジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、あるいはアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）やアセトニトリル、ベンゾニトリル、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、クロロホルム、ベンゼン等のニトリル化合物、あるいはメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、水が挙げられる。これらの中でも、環境負荷や安全性の面から、水を単独で使用したものが好ましく挙げられる。
【００３８】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法について、エッチドアルミニウム箔を、弁作用金属として用いた固体電解コンデンサの製造方法を例にとり、以下に詳しく説明する。なお、本発明は、以下の製造方法により、なんら限定されない。
【００３９】
まず、アルミニウム箔の表面を、エッチング処理により、粗面化させ、エッチドアルミニウム箔とした後、アジピン酸アンモニウム等の水溶液中で、エッチドアルミニウム箔を化成処理し、エッチドアルミニウム箔表面に誘電体皮膜を形成させる。
【００４０】
次に、誘電体皮膜を形成させたエッチドアルミニウム箔を、ドーパントを有していないポリアニリンのＮＭＰ溶液に浸漬、乾燥させ、誘電体皮膜上にポリアニリン層を形成させる。
【００４１】
有機溶剤に溶解したドーパントを有していないアニリン溶液を用いることで、弁作用金属の微細な細孔の深部まで浸漬させることが可能である。
【００４２】
該ポリアニリン層上に、ｐＨ７．０未満であるポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸（以下「ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ」と記す。）水分散液を浸漬、乾燥し、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層からなる固体電解質を形成させる。
【００４３】
上記方法を用いることで、弁作用金属の微細な細孔の深部に浸透したドーパントを有していないポリアニリンがドープされ、その結果、弁作用金属の微細な細孔の深部に浸透したドーパントを有するポリアニリン層を有する固体電解コンデンサを完成させることができる。
【００４４】
次に上記の固体電解質陰極上に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布し、加熱、乾燥して、陰極引き出し層を形成させる。
【００４５】
次に周知の方法により、陰極を銀ペースト等による接着、陽極を溶接等による接合によって、リードフレーム上に固定し、エポキシ樹脂等を用いてトランスファーモールドを行い、本発明の固体電解コンデンサを完成する。
【００４６】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法を用いることで、容量出現率が高く、かつ、インピーダンス特性に優れた固体電解コンデンサを得ることができる。
【実施例】
【００４７】
以下、発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。実施例中、「％」は「質量％」を表す。なお、本発明は実施例によりなんら限定されない。
【００４８】
＜エッチドアルミニウム箔＞
（実施例１）
陽極の弁作用金属として、表面をエッチングし、粗面化処理を施したエッチドアルミニウム箔（縦２．０ｍｍ×横５．０ｍｍ）を用い、該アルミニウム箔に、陽極リードを溶接させた後、アジピン酸アンモニウム水溶液中、電圧１３Ｖで、化成処理して、表面に誘電体酸化皮膜を形成したエッチドアルミニウム箔のコンデンサ素子を準備した。
【００４９】
２．０％のドーパントを有していないポリアニリンのＮＭＰ溶液中に、先に準備したコンデンサ素子を５分間浸漬した後、温度１００℃で１５分間乾燥し、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成させたコンデンサ素子を得た。
【００５０】
次に、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、上記コンデンサ素子を浸漬し、乾燥させてＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの導電性高分子層を有するコンデンサ素子を形成させた。
【００５１】
ついで、上記コンデンサ素子に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布、乾燥させ、陰極引き出し層を形成した。
【００５２】
次に、陰極を銀ペースト等による接着、陽極を溶接などによる接合によって、コンデンサ素子をリードフレーム上に固定し、エポキシ樹脂でトランスファーモールドを行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５３】
（実施例２）
実施例１に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ３．３に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例１と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５４】
（実施例３）
実施例１に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ５．２に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例１と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５５】
（実施例４）
実施例１に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ６．９に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例１と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５６】
（比較例１）
実施例１で、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成しない以外は、実施例１と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５７】
（比較例２）
実施例１に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ７．５に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例１と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５８】
＜タンタル焼結素子＞
（実施例５）
陽極弁作用金属として、タンタル焼結素子（縦３．０ｍｍ×横４．０ｍｍ×高さ１．５ｍｍ）を用い、該タンタル焼結素子を、リン酸水溶液中、電圧８Ｖで、化成処理して、表面に誘電体酸化皮膜を形成したタンタル焼結素子のコンデンサ素子を準備した。
【００５９】
２．０％のドーパントを有していないポリアニリンのＮＭＰ溶液中に、先に準備したコンデンサ素子を５分間浸漬した後、温度１００℃で１５分間乾燥し、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成させたコンデンサ素子を得た。
【００６０】
次に、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、上記コンデンサ素子を浸漬し、乾燥させてＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの導電性高分子層を有するコンデンサ素子を形成させた。
【００６１】
ついで、上記コンデンサ素子に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布、乾燥させ、陰極引き出し層を形成した。
【００６２】
次に、陰極を銀ペースト等による接着、陽極を溶接などによる接合によって、コンデンサ素子をリードフレーム上に固定し、エポキシ樹脂でトランスファーモールドを行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６３】
（実施例６）
実施例５に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ３．３に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例５と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６４】
（実施例７）
実施例５に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ５．２に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例５と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６５】
（実施例８）
実施例５に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ６．９に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例５と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６６】
（比較例３）
実施例５で、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成しない以外は、実施例５と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６７】
（比較例４）
実施例５に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ７．５に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例５と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６８】
＜アルミニウム捲回素子＞
（実施例９）
陽極弁作用金属として、アルミニウム捲回素子（φ２．０ｍｍ×高さ５．０ｍｍ）を用い、該アルミニウム捲回素子を、アジピン酸アンモニウム水溶液中、電圧１３Ｖで、化成処理して、表面に誘電体酸化皮膜を形成したアルミニウム捲回素子のコンデンサ素子を準備した。
【００６９】
２．０％のドーパントを有していないポリアニリンのＮＭＰ溶液中に、先に準備したコンデンサ素子を５分間浸漬した後、温度１００℃で１５分間乾燥し、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成させたコンデンサ素子を得た。
【００７０】
次に、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、上記コンデンサ素子を浸漬し、乾燥させてＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの導電性高分子層を有するコンデンサ素子を形成させた。
【００７１】
ついで、上記コンデンサ素子に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布、乾燥させ、陰極引き出し層を形成した。
【００７２】
次に、陰極を銀ペースト等による接着、陽極を溶接などによる接合によって、コンデンサ素子をリードフレーム上に固定し、エポキシ樹脂でトランスファーモールドを行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７３】
（実施例１０）
実施例９に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ３．３に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例９と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７４】
（実施例１１）
実施例９に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ５．２に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例９と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７５】
（実施例１２）
実施例９に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ６．９に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例９と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７６】
（比較例５）
実施例９で、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成しない以外は、実施例９と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７７】
（比較例６）
実施例９に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ７．５に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例９と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７８】
（固体電解コンデンサの評価）
実施例１〜１２、比較例１〜６で得られた固体電解コンデンサについて、１２０Ｈｚでの静電容量（以下「Ｃａｐ」と記す。）、１２０Ｈｚでの誘電損失（以下「ｔａｎδ」と記す。）、及び１００ｋＨｚでの等価直列抵抗（以下「ＥＳＲ」と記す。）を測定した。
また、誘電体皮膜の形成のみを行ったコンデンサ素子と同サイズのアルミニウム箔について、アジピン酸アンモニウム液中での静電容量を１２０Ｈｚで測定した値を基準として、容量出現率の算出を行った。測定結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
表１より、比較例１、３、５のように、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を用いないで、誘電体皮膜上にｐＨを調整した導電性高分子分散液を用いて塗布により導電性高分子層を形成させた固体電解コンデンサは容量出現率が低いことがわかる。
比較例２、４、６のように、ドーパントを有していないポリアニリン層上にｐＨ７．０以上導電性高分子分散液を用いて導電性高分子層を形成した固体電解コンデンサはＥＳＲが高いことがわかる。それに対して、本発明の固体電解コンデンサは、容量出現率が高く、ＥＳＲが低いことがわかった。
【００８１】
以上より、本発明の固体電解コンデンサの製造方法を用いることで、エッチドアルミニウム箔、タンタル焼結素子、アルミニウム捲回素子の細孔の奥まで、導電性高分子を浸透させることができるため、容量出現率の高く、ＥＳＲに優れる固体電解コンデンサを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の固体コンデンサの製造方法より得られた固体電解コンデンサは、容量出現率が高く、ＥＳＲが低い特徴を有しているため、各種用途に用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサが、種々提案されている。
【０００３】
導電性高分子としては、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフラン、ポリアセチレン、又はポリチオフェンもしくはポリ（アルキルチオフェン）等の誘導体ポリマーが提案されている。
【０００４】
固体電解質として用いる導電性高分子の形成方法としては、電解重合による形成、または導電性高分子の微粒子分散溶液の塗布等による形成方法が提案されている。
【０００５】
一般に陽極弁作用金属の表面は表面積を拡大するためにエッチングし、その表面に誘電体酸化皮膜を形成させている。十分な静電容量を得るには、このエッチング細孔内に十分に固体電解質を充填させることが必要である。陽極弁作用金属の電解液中で測定した静電容量値に対して、固体電解質を形成したときに発現する静電容量値の比率を容量出現率と称す。
【０００６】
特許文献１〜３には、固体電解質として導電性高分子の微粒子分散液の塗布等により導電性高分子層を形成する方法が開示されている。
【０００７】
しかしながら、容量出現率の大きく、高周波数のインピーダンス特性に優れる固体電解コンデンサを得るためには粒子径の小さな微粒子分散液をエッチドアルミニウム箔及びタンタル焼結体の微細な細孔の深部まで浸透させる必要があるが、十分に浸透しない欠点があった。
【０００８】
また、ポリアニリン溶液はドーパントを含まないエメラルディン塩基のポリアニリンをＮ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤に溶解した溶液である。このポリアニリン溶液は溶液であるため、弁作用金属の微細な細孔への高い浸透性を有するが、ポリアニリン溶液を乾燥して得られるポリアニリン層は電気伝導性を示さないため、容量出現率が低く、インピーダンス特性に劣る欠点があった。
【０００９】
特許文献４には、表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁作用金属上に、脱ドープしたポリアニリン層を形成した後、導電性高分子モノマー及び支持電解質を含む電解液中で電解重合することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法が開示されているが、導電性高分子層を電解重合法により形成させる方法では、得られる固体電解コンデンサに脱ドープしたポリアニリン層が残ったままであり、脱ドープしたポリアニリン層の導電性に劣るため、容量出現率が低く、インピーダンス特性に劣る欠点があった。
【００１０】
以上より、容量出現率が高く、高周波数のインピーダンス特性に優れる固体電解コンデンサを得るため、導電性高分子をエッチドアルミニウム箔及びタンタル焼結体の微細な細孔の深部まで浸透させる固体電解コンデンサの製造方法が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０９−３０６７８８号公報
【特許文献２】特開平１１−４５８２４号公報
【特許文献３】特開２００６−３１０３６５号公報
【特許文献４】特開平４−３６９８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、容量出現率が高く、かつ、高周波数のインピーダンス特性に優れる固体電解コンデンサの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは上記問題を解決すべく鋭意検討を行った結果、誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子層を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、ドーパントを有していないポリアニリン溶液に誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属を浸漬して、又は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に塗布して、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子を製造する工程と、該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する工程と、を含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が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は以下に示すものである。
【００１５】
第一の発明は、誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子層を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、
ドーパントを有していないポリアニリン溶液に誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属を浸漬して、又は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に塗布して、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子を製造する工程と、
該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する工程と、
を含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である。
【００１６】
第二の発明は、弁作用金属が、チタン、ニオブ、タンタル、アルミニウムからなる群より選ばれる１種であることを特徴とする第一の発明に記載の固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１７】
第三の発明は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液の濃度が、０．１〜３．０質量％であることを特徴とする第一又は第二の発明に記載の固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１８】
第四の発明は、導電性高分子分散液の分散媒が、水であることを特徴とする第一から第三の発明のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１９】
第五の発明は、導電性高分子分散液が、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法によれば、容量出現率が高く、且つ、高周波数のインピーダンス特性に優れる固体電解コンデンサを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法について説明する。
【００２２】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子層を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、ドーパントを有していないポリアニリン溶液に誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属を浸漬して、又は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に塗布して、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子を製造する工程と、該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する工程と、を含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である。
【００２３】
本発明に用いる弁作用金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ又はチタンからなる群から選ばれた１種が挙げられ、焼結体又は箔の形状で用いられる。
【００２４】
用いる弁作用金属の種類、形状により、チップ型又は捲回型のいずれとすることができる。
【００２５】
ポリアニリン溶液に用いる有機溶剤としては、テトラヒドロフランやジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、あるいはアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）やアセトニトリル、ベンゾニトリル、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が挙げられ、溶解性の面より、ＮＭＰが特に好ましく挙げられる。
【００２６】
上記ドーパントを有していないポリアニリン溶液の濃度は０．１〜３．０質量％が好ましく、０．５〜２．５質量％がより好ましく挙げられる。前記濃度にすることで、弁作用金属上に適切な量が付着し、かつ、微細な細孔の深部にまで浸透させることができる。
【００２７】
ドーパントを有していないポリアニリンは、あらかじめ化学酸化重合で合成した溶媒可溶性の脱ドープしたポリアニリンであり、アニリンモノマーを化学酸化重合して得たポリアニリンを脱ドープし、有機溶剤に溶解したものである。アニリンモノマーの化学酸化重合は、アニリンをプロトン酸の存在下、溶液中で酸化剤により酸化重合させれば良い。
【００２８】
化学酸化重合したドーパントを有するポリアニリンは、アンモニア、水酸化ナトリウム、アミン化合物等のアルカリ性溶液と接触させると脱ドープできる。脱ドープしたポリアニリンは、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等に可溶となるので、これらの有機溶剤又はこれらと他の有機溶剤の混合溶媒に溶解して、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を得ることができる。
【００２９】
また、ｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液は、ポリアニリン分散液、ポリピロール分散液、ポリエチレンジオキシチオフェン分散液等が挙げられ、これらを単独で使用してもよく、必要に応じて複数を組み合わせて使用しても良い。これらの中でも、得られる固体電解コンデンサの電気特性（容量、容量出現率、インピーダンス特性）に優れる点より、ポリエチレンジオキシチオフェン分散液が好ましく挙げられる。
【００３０】
導電性高分子分散液のｐＨは、７．０未満が好ましく、５．０未満がより好ましく挙げられ、１．０以上４．０未満が特に好ましく挙げられる。
【００３１】
上記ｐＨに調整した導電性高分子分散液を用いることで、ドーパントを有していないポリアニリン層にドーパントをドープさせることができ、その結果、ドーパントを有するポリアニリン層とすることができる。
【００３２】
なお、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子の上に導電性高分子層を形成する工程は必ず、該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する必要がある。
例えば、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子に電解重合により導電性高分子層を形成すると、十分にドーパントを有していないポリアニリンをドープさせることができないため、ドーパントを有していないポリアニリンが残り、その結果、得られる固体電解コンデンサの電気性能が劣る欠点がある。
【００３３】
ｐＨの調整方法は、導電性高分子分散液中のドーパントの量を調節させることでｐＨをコントロールすることができる。導電性高分子分散液中のドーパントを増やすとｐＨが低くなり、ドーパントを減らすとｐＨが大きくなる。
一度ｐＨを低くしたものを、アルカリ性溶液を加えてｐＨ調整してもよい。加えるアルカリ性溶液としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
【００３４】
導電性高分子分散液の製造方法について説明する。まず、酸化剤と導電性高分子単量体を用いて化学酸化重合し、ドーパントを有する導電性高分子を得る。次にドーパントを有する導電性高分子を分散媒に分散させて、導電性高分子分散液を得る。
【００３５】
導電性高分子単量体としては、ピロール、アニリン、フラン、チオフェン、エチレンジオキシチオフェン等を用いることができる。これらの中でも、得られる固体電解コンデンサの電気特性の面から、アニリン、ピロール、エチレンジオキシチオフェンがより好ましく、エチレンジオキシチオフェンが特に好ましく挙げられる。
【００３６】
酸化剤としては、アルキルナフタレンスルホン酸又はその塩、ポリスチレンスルホン酸又はその塩等が挙げられ、ポリスチレンスルホン酸又はその塩が好ましく挙げられる。具体的には、メチルナフタレンスルホン酸、エチルナフタレンスルホン酸、プロピルナフタレンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸又はそれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が挙げられる。この中でも特にポリスチレンスルホン酸が好ましく挙げられる。
【００３７】
導電性高分子分散液に用いる分散媒は、テトラヒドロフランやジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、あるいはアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）やアセトニトリル、ベンゾニトリル、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、クロロホルム、ベンゼン等のニトリル化合物、あるいはメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、水が挙げられる。これらの中でも、環境負荷や安全性の面から、水を単独で使用したものが好ましく挙げられる。
【００３８】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法について、エッチドアルミニウム箔を、弁作用金属として用いた固体電解コンデンサの製造方法を例にとり、以下に詳しく説明する。なお、本発明は、以下の製造方法により、なんら限定されない。
【００３９】
まず、アルミニウム箔の表面を、エッチング処理により、粗面化させ、エッチドアルミニウム箔とした後、アジピン酸アンモニウム等の水溶液中で、エッチドアルミニウム箔を化成処理し、エッチドアルミニウム箔表面に誘電体皮膜を形成させる。
【００４０】
次に、誘電体皮膜を形成させたエッチドアルミニウム箔を、ドーパントを有していないポリアニリンのＮＭＰ溶液に浸漬、乾燥させ、誘電体皮膜上にポリアニリン層を形成させる。
【００４１】
有機溶剤に溶解したドーパントを有していないアニリン溶液を用いることで、弁作用金属の微細な細孔の深部まで浸漬させることが可能である。
【００４２】
該ポリアニリン層上に、ｐＨ７．０未満であるポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸（以下「ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ」と記す。）水分散液を浸漬、乾燥し、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層からなる固体電解質を形成させる。
【００４３】
上記方法を用いることで、弁作用金属の微細な細孔の深部に浸透したドーパントを有していないポリアニリンがドープされ、その結果、弁作用金属の微細な細孔の深部に浸透したドーパントを有するポリアニリン層を有する固体電解コンデンサを完成させることができる。
【００４４】
次に上記の固体電解質陰極上に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布し、加熱、乾燥して、陰極引き出し層を形成させる。
【００４５】
次に周知の方法により、陰極を銀ペースト等による接着、陽極を溶接等による接合によって、リードフレーム上に固定し、エポキシ樹脂等を用いてトランスファーモールドを行い、本発明の固体電解コンデンサを完成する。
【００４６】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法を用いることで、容量出現率が高く、かつ、インピーダンス特性に優れた固体電解コンデンサを得ることができる。
【実施例】
【００４７】
以下、発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。実施例中、「％」は「質量％」を表す。なお、本発明は実施例によりなんら限定されない。
【００４８】
＜エッチドアルミニウム箔＞
（実施例１）
陽極の弁作用金属として、表面をエッチングし、粗面化処理を施したエッチドアルミニウム箔（縦２．０ｍｍ×横５．０ｍｍ）を用い、該アルミニウム箔に、陽極リードを溶接させた後、アジピン酸アンモニウム水溶液中、電圧１３Ｖで、化成処理して、表面に誘電体酸化皮膜を形成したエッチドアルミニウム箔のコンデンサ素子を準備した。
【００４９】
２．０％のドーパントを有していないポリアニリンのＮＭＰ溶液中に、先に準備したコンデンサ素子を５分間浸漬した後、温度１００℃で１５分間乾燥し、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成させたコンデンサ素子を得た。
【００５０】
次に、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、上記コンデンサ素子を浸漬し、乾燥させてＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの導電性高分子層を有するコンデンサ素子を形成させた。
【００５１】
ついで、上記コンデンサ素子に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布、乾燥させ、陰極引き出し層を形成した。
【００５２】
次に、陰極を銀ペースト等による接着、陽極を溶接などによる接合によって、コンデンサ素子をリードフレーム上に固定し、エポキシ樹脂でトランスファーモールドを行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５３】
（実施例２）
実施例１に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ３．３に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例１と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５４】
（実施例３）
実施例１に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ５．２に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例１と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５５】
（実施例４）
実施例１に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ６．９に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例１と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５６】
（比較例１）
実施例１で、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成しない以外は、実施例１と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５７】
（比較例２）
実施例１に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ７．５に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例１と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００５８】
＜タンタル焼結素子＞
（実施例５）
陽極弁作用金属として、タンタル焼結素子（縦３．０ｍｍ×横４．０ｍｍ×高さ１．５ｍｍ）を用い、該タンタル焼結素子を、リン酸水溶液中、電圧８Ｖで、化成処理して、表面に誘電体酸化皮膜を形成したタンタル焼結素子のコンデンサ素子を準備した。
【００５９】
２．０％のドーパントを有していないポリアニリンのＮＭＰ溶液中に、先に準備したコンデンサ素子を５分間浸漬した後、温度１００℃で１５分間乾燥し、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成させたコンデンサ素子を得た。
【００６０】
次に、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、上記コンデンサ素子を浸漬し、乾燥させてＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの導電性高分子層を有するコンデンサ素子を形成させた。
【００６１】
ついで、上記コンデンサ素子に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布、乾燥させ、陰極引き出し層を形成した。
【００６２】
次に、陰極を銀ペースト等による接着、陽極を溶接などによる接合によって、コンデンサ素子をリードフレーム上に固定し、エポキシ樹脂でトランスファーモールドを行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６３】
（実施例６）
実施例５に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ３．３に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例５と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６４】
（実施例７）
実施例５に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ５．２に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例５と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６５】
（実施例８）
実施例５に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ６．９に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例５と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６６】
（比較例３）
実施例５で、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成しない以外は、実施例５と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６７】
（比較例４）
実施例５に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ７．５に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例５と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００６８】
＜アルミニウム捲回素子＞
（実施例９）
陽極弁作用金属として、アルミニウム捲回素子（φ２．０ｍｍ×高さ５．０ｍｍ）を用い、該アルミニウム捲回素子を、アジピン酸アンモニウム水溶液中、電圧１３Ｖで、化成処理して、表面に誘電体酸化皮膜を形成したアルミニウム捲回素子のコンデンサ素子を準備した。
【００６９】
２．０％のドーパントを有していないポリアニリンのＮＭＰ溶液中に、先に準備したコンデンサ素子を５分間浸漬した後、温度１００℃で１５分間乾燥し、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成させたコンデンサ素子を得た。
【００７０】
次に、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、上記コンデンサ素子を浸漬し、乾燥させてＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの導電性高分子層を有するコンデンサ素子を形成させた。
【００７１】
ついで、上記コンデンサ素子に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布、乾燥させ、陰極引き出し層を形成した。
【００７２】
次に、陰極を銀ペースト等による接着、陽極を溶接などによる接合によって、コンデンサ素子をリードフレーム上に固定し、エポキシ樹脂でトランスファーモールドを行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７３】
（実施例１０）
実施例９に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ３．３に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例９と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７４】
（実施例１１）
実施例９に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ５．２に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例９と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７５】
（実施例１２）
実施例９に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ６．９に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例９と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７６】
（比較例５）
実施例９で、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成しない以外は、実施例９と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７７】
（比較例６）
実施例９に記載のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水分散液（アルドリッチ社製、ｐＨ２．０）に、テトラエチルアンモニウムを加え、ｐＨ７．５に調整した。ｐＨを調整した以外は、実施例９と同様の操作を行い、固体電解コンデンサを完成した。
【００７８】
（固体電解コンデンサの評価）
実施例１〜１２、比較例１〜６で得られた固体電解コンデンサについて、１２０Ｈｚでの静電容量（以下「Ｃａｐ」と記す。）、１２０Ｈｚでの誘電損失（以下「ｔａｎδ」と記す。）、及び１００ｋＨｚでの等価直列抵抗（以下「ＥＳＲ」と記す。）を測定した。
また、誘電体皮膜の形成のみを行ったコンデンサ素子と同サイズのアルミニウム箔について、アジピン酸アンモニウム液中での静電容量を１２０Ｈｚで測定した値を基準として、容量出現率の算出を行った。測定結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
表１より、比較例１、３、５のように、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を用いないで、誘電体皮膜上にｐＨを調整した導電性高分子分散液を用いて塗布により導電性高分子層を形成させた固体電解コンデンサは容量出現率が低いことがわかる。
比較例２、４、６のように、ドーパントを有していないポリアニリン層上にｐＨ７．０以上導電性高分子分散液を用いて導電性高分子層を形成した固体電解コンデンサはＥＳＲが高いことがわかる。それに対して、本発明の固体電解コンデンサは、容量出現率が高く、ＥＳＲが低いことがわかった。
【００８１】
以上より、本発明の固体電解コンデンサの製造方法を用いることで、エッチドアルミニウム箔、タンタル焼結素子、アルミニウム捲回素子の細孔の奥まで、導電性高分子を浸透させることができるため、容量出現率の高く、ＥＳＲに優れる固体電解コンデンサを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の固体コンデンサの製造方法より得られた固体電解コンデンサは、容量出現率が高く、ＥＳＲが低い特徴を有しているため、各種用途に用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子層を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、
ドーパントを有していないポリアニリン溶液に誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属を浸漬して、又は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に塗布して、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子を製造する工程と、
該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する工程と、
を含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。
【請求項２】
弁作用金属が、チタン、ニオブ、タンタル、アルミニウムからなる群より選ばれる１種であることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
ドーパントを有していないポリアニリン溶液の濃度が、０．１〜３．０質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
導電性高分子分散液の分散媒が、水であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
導電性高分子分散液が、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１】
誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子層を形成する工程を有する固体電解コンデンサの製造方法において、
ドーパントを有していないポリアニリン溶液に誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属を浸漬して、又は、ドーパントを有していないポリアニリン溶液を誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に塗布して、ドーパントを有していないポリアニリン層を形成したコンデンサ素子を製造する工程と、
該コンデンサ素子をｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液に浸漬して、又は、該コンデンサ素子上にｐＨ７．０未満である導電性高分子分散液を塗布して、導電性高分子層を形成する工程と、
を含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。
【請求項２】
弁作用金属が、チタン、ニオブ、タンタル、アルミニウムからなる群より選ばれる１種であることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
ドーパントを有していないポリアニリン溶液の濃度が、０．１〜３．０質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
導電性高分子分散液の分散媒が、水であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
導電性高分子分散液が、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【公開番号】特開２０１２−２４４０７７（Ｐ２０１２−２４４０７７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５２８９（Ｐ２０１１−１１５２８９）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００２２８３４９）日本カーリット株式会社 (269)
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００２２８３４９）日本カーリット株式会社 (269)
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