(57)【要約】【課題】本発明は、固体電解キャパシタの製造方法に関する。【解決手段】本発明による固体電解キャパシタの製造方法は、金属ペレットの表面に伝導性高分子層を形成する段階と、当該金属ペレットと当該伝導性高分子層との間に誘電体層を形成する段階と、を含む。本発明による固体電解キャパシタの製造方法によると、金属ペレットの表面に直接伝導性高分子層を形成するため、均一な膜の形成が可能となり、誘電体の表面への電極形成が不要となって工程の短縮が可能となり、金属気孔のサイズ及びキャパシタの形状に関わらず均一な高分子膜の形成が可能となるため、当該固体電解キャパシタ容量を最大限に具現することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ペレットの表面に伝導性高分子層を形成する段階と、
前記金属ペレットと前記伝導性高分子層との間に誘電体層を形成する段階と、
を含む、固体電解キャパシタの製造方法。
【請求項２】
前記誘電体層は、前記金属ペレットの陽極酸化により形成される、請求項１に記載の固体電解キャパシタの製造方法。
【請求項３】
前記誘電体層は、前記伝導性高分子層が形成された金属ペレットを電解液に含浸させることにより形成される、請求項１に記載の固体電解キャパシタの製造方法。
【請求項４】
前記伝導性高分子層は、電解重合により形成される、請求項１に記載の固体電解キャパシタの製造方法。
【請求項５】
前記伝導性高分子層を形成する段階は、前記金属ペレットを伝導性高分子の単量体と酸化剤とを含む溶液に浸漬させて当該金属ペレットの表面で高分子重合をすることで行われる、請求項１に記載の固体電解キャパシタの製造方法。
【請求項６】
前記単量体は、チオフェン系単量体、イミド系単量体、ピロール系単量体、アニリン系単量体及びフラン系単量体からなる群から選択される、請求項５に記載の固体電解キャパシタの製造方法。
【請求項７】
前記酸化剤は、塩化第二鉄及び過硫酸アンモニウムのいずれか一つである、請求項５に記載の固体電解キャパシタの製造方法。
【請求項８】
前記金属ペレットは、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）又はニオビウム（Ｎｂ）のいずれか一つで製造される、請求項１に記載の固体電解キャパシタの製造方法。
【請求項９】
前記金属ペレットは、０．０１〜１０μｍの気孔を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の固体電解キャパシタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解キャパシタの製造方法に関し、より詳細には、金属ペレットの表面に直接伝導性高分子層を形成するため、金属気孔のサイズ及びキャパシタの形状に関わらず均一な高分子膜の形成が可能となり、容量を最大限に具現することができる固体電解キャパシタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、固体電解キャパシタは、電気を蓄積する機能の他にも直流電流を遮断し交流電流を通過させるために用いられる電子部品で、当該固体電解キャパシタのうち最も代表的なタンタルキャパシタは、一般産業機器用に加え、定格電圧使用範囲の低い応用回路にも用いられ、特に、周波数特性に問題がある回路や携帯通信機器の雑音減少のために広く用いられている。
【０００３】
従来の固体電解キャパシタの製造工程では、まず、金属表面に誘電体を形成し、その後、当該誘電体上に電気化学重合により伝導性高分子層を形成した。この場合、不導体の特性を有する誘電体上に導電性を与えるために化学的酸化重合による伝導性高分子層を予め形成した後に電気化学重合が行われた。
【０００４】
このような従来技術による製造方法では、不導体である誘電体の表面に伝導性高分子を形成しなければならないため、当該誘電体の全表面に伝導性高分子膜を均一に形成することが困難であり、これにより、容量具現率に制限があり、化学的酸化重合及び電気化学重合等の多くの工程が求められるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、金属ペレットの表面に直接伝導性高分子層を形成した後、当該金属ペレットと当該伝導性高分子層との間に陽極酸化による誘電体層を形成することで、キャパシタの容量を最大限に具現することができる固体電解キャパシタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態による固体電解キャパシタの製造方法は、金属ペレットの表面に伝導性高分子層を形成する段階と、当該金属ペレットと当該伝導性高分子層との間に誘電体層を形成する段階と、を含むことができる。
【０００７】
上記誘電体層は、上記金属ペレットの陽極酸化により形成されることができる。
【０００８】
また、上記誘電体層は、上記伝導性高分子層が形成された上記金属ペレットを電解液に含浸させることにより形成されることができる。
【０００９】
上記伝導性高分子層は、電解重合法により形成されることができる。
【００１０】
上記伝導性高分子層を形成する段階は、上記金属ペレットを電導性高分子の単量体と酸化剤とを含む溶液に浸漬させて当該金属ペレットの表面で高分子重合をすることで行われることができる。
【００１１】
上記単量体は、チオフェン系単量体、イミド系単量体、ピロール系単量体、アニリン系単量体及びフラン系単量体からなる群から選択され、上記酸化剤としては、塩化第二鉄及び過硫酸アンモニウムのいずれか一つを用いることができる。
【００１２】
上記金属としては、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）又はニオビウム（Ｎｂ）のいずれか一つを用いることができる。
【００１３】
上記金属ペレットは、０．０１〜１０μｍの気孔を有することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の固体電解キャパシタの製造方法により製造された固体電解キャパシタは、金属ペレットの表面に直接伝導性高分子層を形成するため均一な膜の形成が可能となり、誘電体の表面への電極形成が不要となって工程の短縮が可能となり、金属気孔のサイズ及びキャパシタの形状に関わらず均一な高分子膜の形成が可能となるため、容量を最大限に具現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による固体電解キャパシタの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による固体電解キャパシタの製造工程図である。
【図３】本発明の一実施形態による固体電解キャパシタの製造工程のフローチャートである。
【図４】従来技術による固体電解キャパシタの製造工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態は、多様な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当業界における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及びサイズなどは、より明確な説明のために誇張されることがある。なお、図面上における同一機能を有する構成要素は、同一の参照符号を付して示す。
【００１７】
図４は、従来技術による固体電解キャパシタの製造工程図である。
【００１８】
図４に示されるように、まず、金属ペレット１０の表面に誘電体層１１を形成するために、陽極酸化法により誘電体酸化皮膜を形成する。
【００１９】
その後、固体電解キャパシタの陰極層として機能する伝導性高分子層を電気化学重合により形成するために、誘電体と不導体との二重特性を有する上記誘電体酸化皮膜上に導電性を与えるために化学的酸化重合による伝導性高分子層１２を予め形成する。上記化学的酸化重合による伝導性高分子層１２は、高分子単量体及び酸化剤を用いて数回繰り返し行うことで形成される。
【００２０】
次に、上記化学的酸化重合による伝導性高分子層１２の形成が終了された素子の上端部上に特徴材質の外部電極を適用して定電流方式により電気化学重合を行うことで高分子層１２を形成する。以後、その他の工程を経て固体電解キャパシタを製造する。
【００２１】
しかしながら、上記のような従来の固体電解キャパシタの製造方法では、前述したように、誘電体の全表面に伝導性高分子膜を均一に形成することが困難であり、容量具現率に制限があり、化学的酸化重合及び電気化学重合等の多くの工程が求められるという問題があった。
【００２２】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態による固体電解キャパシタの断面図であり、図２は、本発明の一実施形態による固体電解キャパシタの製造工程図であり、図３は、発明の一実施形態による固体電解キャパシタの製造工程のフローチャートである。
【００２４】
図２及び図３を参照すると、本実施形態による固体電解キャパシタの製造方法は、金属ペレット１００の表面に伝導性高分子層１０２を形成する段階と、上記金属ペレット１００と上記伝導性高分子層１０２との間に誘電体層１０１を形成する段階と、を含む。
【００２５】
上記金属ペレット１００の表面に伝導性高分子層１０２を形成する段階Ｓ１００は、電解重合法により行われ、上記金属ペレット１００を伝導性高分子の単量体と酸化剤とを含む溶液に浸漬させて当該金属ペレット１００の表面で高分子重合をすることで行われることができる。
【００２６】
上記伝導性高分子層１０２は、固体電解キャパシタの陰極層として機能するために形成されるもので、導電性を備えなければならない。
【００２７】
上記伝導性高分子としては、陰極として使用可能なものであればいずれのものであっても用いることができ、例えば、ポリチオフェン、ポリイミド、ポリピロール、ポリアニリン及びポリフランのいずれか一つであることができる。
【００２８】
上記単量体は、チオフェン系単量体、イミド系単量体、ピロール系単量体、アニリン系単量体及びフラン系単量体からなる群から選択されることができる。
【００２９】
上記酸化剤は、重合された高分子が所望の導電性を有することができるように当該高分子に電子を供与する電子供与体である。
【００３０】
上記酸化剤は、例えば、塩化第二鉄又は過硫酸アンモニウムであることができる。
【００３１】
上記固体電解キャパシタの陽極として機能する上記金属としては、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）又はニオビウム（Ｎｂ）のいずれか一つを用いることができる。
【００３２】
本発明では、上記金属ペレット１００の表面に上記伝導性高分子層１０２を形成する段階Ｓ１００の後に、上記金属ペレット１００の表面と上記伝導性高分子層１０２との間に陽極酸化による誘電体層を形成する段階Ｓ１０１が行われる。
【００３３】
上記陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成する段階は、一般の工程により行われる。
【００３４】
即ち、上記金属ペレット１００と同一の材料の陽極ワイヤ１０３を当該金属ペレット１００素子の上端部に挿入して陽極として用い、上記伝導性高分子層１０２が表面に形成された当該金属ペレット１００に対してリン酸水溶液上で一定温度条件で定電流方式により陽極酸化を行って当該金属ペレット１００と当該伝導性高分子層１０２との間に誘電体酸化皮膜を形成する（Ｓ１０１）ことにより、当該金属ペレット１００、当該誘電体層１０１及び当該伝導性高分子層１０２が順次形成された一般の固体電解キャパシタの製造（Ｓ１０２）が可能となる。
【００３５】
上記金属ペレット１００と上記伝導性高分子層１０２との間に上記誘電体層１０１を形成する上で、伝導性高分子の構造的特性、即ち、伝導性高分子膜の微細気孔を介する物質の取り込みによって、当該伝導性高分子層１０２の内部に陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成することが可能となる。
【００３６】
上述したように、本発明の固体電解キャパシタの製造方法により製造された固体電解キャパシタは、従来技術とは異なり、上記金属ペレット１００の表面に上記伝導性高分子層１０２を形成する段階Ｓ１００を、上記金属ペレット１００の表面に上記誘電体層１０１を形成する段階Ｓ１０１の前に行うことができるため、当該金属ペレット１００の表面への当該伝導性高分子膜の均一な形成が可能となり、０．０１〜１０μｍの気孔を有する金属ペレットにおいても気孔のサイズに関わらず伝導性高分子膜の形成が容易になる。
【００３７】
また、電解重合による伝導性高分子膜を誘電体の表面に形成しなくても良いため、従来技術のような化学的酸化重合及び電気化学重合の繰り返し実施による伝導性高分子膜の形成等の多くの工程が不要となり、工程の短縮が可能となる。
【００３８】
即ち、本発明によると、不導体である誘電体の表面に伝導性高分子膜を形成するための多くの工程が不要となるという長所がある。
【００３９】
以上のように、本発明の固体電解キャパシタの製造方法によると、金属ペレットの表面に直接伝導性高分子膜を形成するため、均一な高分子膜の形成が可能となり、その後に金属ペレットと伝導性高分子膜との間に陽極酸化による誘電体酸化皮膜を形成するため、金属気孔のサイズ及びキャパシタの形状に関わらず当該固体電解キャパシタの容量を最大限に具現することが可能となる。
【００４０】
本発明は、上述した実施形態及び添付図面によって限定されることなく、添付の特許請求の範囲によって限定される。したがって、特許請求の範囲に記載の本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これもまた本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１００  金属ペレット
１１、１０１  誘電体層
１２、１０２  伝導性高分子層
１０３  陽極ワイヤ
【図１】
2012084887.tif 000003
【図２】
2012084887.tif 000004
【図３】
2012084887.tif 000005
【図４】
2012084887.tif 000006