(57)【要約】【課題】  より高温でも容量の低下とＥＳＲの増加を改善することができるコンデンサを提供する。【解決手段】  陽極側に誘電体酸化被膜を形成するとともに、内部に導電性高分子層が形成されたコンデンサ素子を具える固体電解コンデンサの製造方法であって、アルコキシベンゼンスルホン酸金属塩およびアルコキシテトラリンスルホン酸金属塩並びにアルコキシナフタレン酸金属塩を酸化剤とドーパントを兼ねるものとして、導電性高分子材料とともに溶媒に混合する工程と、  該混合溶媒内に、コンデンサ素子を浸漬し、熱重合反応により、コンデンサ素子内に導電性高分子層を形成する工程を具える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極側に誘電体酸化被膜を形成するとともに、内部に導電性高分子層が形成されたコンデンサ素子を具える固体電解コンデンサの製造方法であって、
酸化剤とドーパントを兼ねる、アルコキシベンゼンスルホン酸金属塩、アルコキシテトラリンスルホン酸金属塩およびアルコキシナフタレン酸金属塩から夫々１種以上を選択し、２種以上を混合した金属塩を使用し、導電性高分子材料とともに溶媒に混合する工程と、
該混合溶媒内に、コンデンサ素子を浸漬し、熱重合反応により、コンデンサ素子内に導電性高分子層を形成する工程とを具えた固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
金属塩を構成する遷移金属は、第二鉄、銅、クロム、セリウム、マンガン、亜鉛の何れかである請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽極箔と陰極箔を巻き取った固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、従来の固体電解コンデンサ(１)の断面正面図であり、図１は、従来のコンデンサ素子(２)の斜視図である。但し、本発明の図も同様である。
【０００３】
これは、上面が開口したアルミニウム製のケース(３)内に、コンデンサ素子(２)を収納して、ゴム製のパッキング(３０)にてケース(３)の開口を封止している。ケース(３)の上端部をカールしてパッキング(３０を固定し、ケース(３)の上面には、プラスチック製の座板(31)が取り付けられている。コンデンサ素子(２)から延びたリード線(21)(21)はパッキング(30)及び座板(31)を貫通した後、横向きに折曲されている。
【０００４】
コンデンサ素子(２)は、図１に示すように、誘電体酸化被膜を形成したアルミニウム箔である陽極箔(４)と、アルミニウム箔である陰極箔(５)とを、紙等の絶縁体であるセパレータ(６)を介してロール状に巻回して構成される。コンデンサ素子(２)の内部には、導電性高分子層が形成されている。陽極箔(４)と陰極箔(５)からは一対のリードタブ(２５)(２５)が引き出され、該リードタブ(２５)(２５)から前記リード線(２１)(２１)が延びている。
【０００５】
コンデンサ素子(２)内に、導電性高分子層を形成する手順を以下に示す。先ず、チオフェンである高分子材料を、エチルアルコールであるアルコール溶媒に溶かすとともに、金属塩等の酸化剤を加え、コンデンサ素子(２)を溶媒内に浸漬する。室温−約３００℃にて熱重合反応を起こさせ、コンデンサ素子(２)内に導電性高分子層を生成する。
【０００６】
該高分子が導電性を持つのは、酸化剤の陰イオンが高分子構造内にドーパントとして取り込まれ、正孔が形成されるためである。尚、ポリチオフェンを導電性高分子として用いる固体電解コンデンサは、周知であるが(例えば、特許文献１参照)
【特許文献１】特開２００４−２６５９２７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この種コンデンサにあっては実装基板への取付けに、クリーム半田を使用し、リフロー炉に入れることで半田付けがなされる。その際、高温にさらされる為、容量の低下とＥＳＲ(等価直列抵抗)の増加が起こる問題があった。
そのため、本発明の目的は、より高温でも容量の低下とＥＳＲの増加が起こらない固体電解コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題の解決のため鋭意研究した結果、アルコキシベンゼンスルホン酸金属塩およびアルコキシテトラリンスルホン酸金属塩並びにアルコキシナフタレンスルホン酸金属塩を酸化剤とドーパントを兼ねるものとして、導電性高分子材料とともに溶媒に混合する工程と、該混合溶媒内に、コンデンサ素子を浸漬し、熱重合反応により、コンデンサ素子内に導電性高分子層を形成する製造方法によると、より高温でも容量の低下とＥＳＲの増加が起こらない固体電解コンデンサを提供することが可能になった。即ち、本発明は以下のとおりである。
【０００９】
本発明のコンデンサは、陽極側に誘電体酸化被膜を形成するとともに、内部に導電性高分子層が形成されたコンデンサ素子を具える固体電解コンデンサの製造方法であって、
酸化剤として、アルコキシベンゼンスルホン酸金属塩、アルコキシテトラリンスルホン酸金属塩およびアルコキシナフタレン酸金属塩から夫々１種以上を選択し、２種以上を混合した金属塩を使用し、導電性高分子材料とともに溶媒に混合する工程と、該混合溶媒内に、コンデンサ素子を浸漬し、熱重合反応により、コンデンサ素子内に導電性高分子層を形成する工程とを具えたことを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、金属塩を構成する遷移金属は、第二鉄、銅、クロム、セリウム、マンガン、亜鉛の何れかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、酸化剤兼ドーパントとして、アルコキシベンゼンスルホン酸金属塩、アルコキシテトラリンスルホン酸金属塩およびアルコキシナフタレン酸金属塩から夫々１種以上を選択し、２種以上を混合した金属塩を使用することにより、一般にアルコキシベンゼンスルホン酸金属塩のみよりも、より耐熱性の高い多環式化合物金属塩を加えることで、導電性高分子の耐熱性が高くなり、且つ、酸化剤とドーパントを兼ねる溶質種を２種以上混合した溶液を用いたことで、アルコキシル基の不対電子の相互作用としてラジカル捕捉機能がより向上したために、耐熱試験中に導電性高分子から発生する各種のラジカル生成をより抑制することが考えられ、より高温でも容量の低下とＥＳＲの増加を改善することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一例を図を用いて詳述する。
【００１３】
実施例１の固体電解コンデンサ(１)の全体形状は、図１に示す。（従来品も概観の形状は同様である）コンデンサ素子(２)は、図２に示すように、化成被膜を形成したアルミニウム箔である陽極箔(４)と、アルミニウム箔である陰極箔(５)を、絶縁体であるセパレータ(６)を介してロール状に巻回し、テープ(26)で止めて構成される。
コンデンサ素子(２)の内部に導電性高分子層が形成されている。導電性高分子には、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等があるが、本例ではチオフェン系高分子を例示する。コンデンサ素子(２)からは一対のリード線(21)(21)が延びている。
【００１４】
固体電解コンデンサ(１)は、以下の手順で形成される。
陽極箔(４)は、化成処理を行ったアルミニウム製シートから切り出されて作成されるので、陽極箔(４)の端面には、誘電体酸化被膜が形成されていない。従って、先ず、コンデンサ素子(２)の切り口化成を行って、陽極箔(４)の端面に誘電体酸化被膜を形成する。この後、コンデンサ素子(２)を２８０℃で熱処理して、誘電体酸化被膜の特性を安定させる。
【００１５】
次に、希釈剤としてエチルアルコールを含む３，４−エチレンジオキシチオフェン及び酸化剤として、メトキシベンゼンスルホン酸第二鉄とメトキシテトラリンスルホン酸第二鉄の混合溶液に、コンデンサ素子(２)を浸漬する。室温−約３００℃にて熱重合反応を起こさせて、コンデンサ素子(２)内に導電性高分子層を形成し、コンデンサ素子(２)が完成する。コンデンサ素子(２)を前記ケース(３)に封入して、固体電解コンデンサ(１)が完成する。
【００１６】
実施例２は、メトキシベンゼンスルホン酸第二鉄とメトキシナフタレンスルホン酸第二鉄を用いた以外は実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００１７】
実施例３は、メトキシベンゼンスルホン酸第二鉄とメトキシテトラリンスルホン酸第二鉄とメトキシナフタレンスルホン酸第二鉄を用いた以外は実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
比較例１は、メトキシベンゼンスルホン酸第二鉄を用いた以外は実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
比較例２は、メトキシテトラリンスルホン酸第二鉄を用いた以外は実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
比較例３は、メトキシナフタレンスルホン酸第二鉄を用いた以外は実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
コンデンサ(１)は、何れも定格電圧４Ｖで、静電容量１５０μＦ、ケース(３)の外形寸法が直径６.３ｍｍで高さ６.０ｍｍのコンデンサである。
【００１８】
実施例及び従来例のコンデンサに１２０Ｈｚの交流定格電圧を印加して、静電容量(Ｃａｐ、単位：μＦ)を測定し、１００ｋＨｚの交流定格電圧を印加して、等価直列抵抗(ＥＳＲ、単位：ｍΩ)を測定した。測定結果を表２に示す。電気的特性値は、２０ヶの平均値である。
耐熱試験は、１２５℃で定格電圧４Ｖ印加して５０００時間後の初期特性との変化を示している。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
上記の表１から、本例の方法にて、コンデンサ素子(２)を製作すると、初期特性と比較して耐熱試験後でも容量の減少量が少なく、且つ、ＥＳＲの増加量を減少させ改善することができた。この改善された理由として、以下のことが考えられる。
酸化剤とドーパントを兼ねる、アルコキシベンゼンスルホン酸金属塩、アルコキシテトラリンスルホン酸金属塩およびアルコキシナフタレンスルホン酸金属塩から夫々１種以上を選択し、２種以上を混合した金属塩を使用することにより、一般にアルコキシベンゼンスルホン酸金属塩のみよりも、より耐熱性の高い多環式化合物金属塩を加えることで、導電性高分子の耐熱性が高くなり、且つ、酸化剤とドーパントを兼ねる溶質種を２種以上混合した溶液を用いたことで、その相互作用としてラジカル捕捉機能がより向上したために、耐熱試験中に導電性高分子から発生する各種のラジカル生成をより抑制することより高温でも容量の低下とＥＳＲの増加を改善することができた。
【００２１】
ここで、アルコキシベンゼンスルホン酸は、エトキシベンゼンスルホン酸、ブトキシベンゼンスルホン酸など、アルコキシテトラリンスルホン酸は、エチルテトラリンスルホン酸、プロピルテトラリンスルホン酸、ブチルテトラリンスルホン酸など、アルコキシナフタレン酸は、エチルナフタレンスルホン酸、プロピルナフタレン酸スルホン酸、ブチルナフタレン酸スルホン酸などでも同等の効果がある。
【００２２】
また、金属塩を構成する遷移金属には、第二鉄のみならず、銅、クロム、セリウム、マンガン、亜鉛も同様の効果がある。
【００２３】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【００２４】
例えば、本例ではコンデンサ素子(２)を陽極箔(４)と陰極箔(５)を巻き取って構成したが、コンデンサ素子(２)を弁金属の焼結体又は板材の積層構造から構成してもよい。ここで、弁金属とは表面に酸化被膜を形成する金属であり、アルミニウム、タンタル、ニオブ等が該当する。また、ケース(３)の上面開口は、エポキシ樹脂で塞いでも構わない。更に、コンデンサの形状は、ラジアルリードタイプでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のコンデンサ素子の斜視図である。
【図２】従来の固体電解コンデンサの断面正面図である。
【符号の説明】
【００２６】
（１）コンデンサ
（２）コンデンサ素子
（３）ケース
（４）陽極箔
（５）陰極箔
（６）セパレータ
（２１）リード線
（２５）リードタブ
（２６）テープ
（３０）パッキング
（３１）座板
【図１】
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【図２】
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