固体电解电容器及其制造方法技术

提供增加静电容量并且能够降低ESR特性的固体电解电容器及其制造方法。固体电解电容器，其特征在于，包括：在具有细孔的阳极体的表面形成的电介质氧化覆膜，与阳极体对向的阴极体，和在细孔内部形成、同时含有胺类和具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子的导电性高分子层。自掺杂型导电性高分子以良好的状态保持于蚀刻坑等细孔内部，静电容量增加，且ESR特性降低。

Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing the same

Solid electrolytic capacitor providing increased electrostatic capacity and capable of reducing ESR characteristics and method of manufacturing the same. Solid electrolytic capacitor, characterized by including a dielectric oxide coating formed on the surface of the anode body with pores of the anode and the cathode of the body to the body, and at the same time, in the formation of pores inside with amine and a conductive polymer layer having a sulfonic acid water soluble self doping type conductive high molecule. The self doped conductive polymer is kept inside the pores of the etch pits in good condition. The electrostatic capacity increases and the ESR properties decrease.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解电容器及其制造方法
本专利技术涉及将导电性高分子化合物作为固体电解质的固体电解电容器及其制造方法。
技术介绍
目前为止，已知有将导电性高分子用作固体电解质的固体电解电容器。该种固体电解电容器通常将成型、烧结铝、钽等阀作用金属的微粉末而得到的多孔烧结体作为阳极体，在该烧结体的孔内部及外表面通过电化学的阳极氧化等形成电介质氧化覆膜，进而为了引出成为对向电极的阴极体而在氧化覆膜上密接并使导电性高分子化合物层介于其间(参照专利文献1)。这样，在形成导电性高分子化合物层的固体电解电容器中，通过在阳极体表面部分通过蚀刻处理而形成蚀刻坑，在该蚀刻坑的内部形成上述导电性高分子，由此提高容量出现率。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-121281号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题由于通过蚀刻而形成的蚀刻坑通常为数百纳米水平，因此，直至蚀刻坑的深部形成导电性高分子层困难。因此，尝试了在形成导电性高分子层之前预先在蚀刻坑的整个表面薄地涂敷水溶性的自掺杂型导电性高分子，弥补导电性高分子不能浸入的部分引起的静电容量的降低。在蚀刻坑表面形成水溶性的自掺杂型导电性高分子之后，将不需要的部分的导电性高分子用水、水系的溶剂清洗、除去。但是，存在如下问题：此时，水溶性的导电性高分子溶解于水而与不需要的导电性高分子一起被除去，招致静电容量的降低、ESR特性的增加。另外，存在如下问题：在蚀刻坑表面形成水溶性的自掺杂型导电性高分子之后，在涂布导电性高分子的分散水溶液并通过干燥形成导电性高分子层的情况下，水溶性的导电性高分子溶解于该分散水溶液中而被除去，容量降低，另外，ESR特性增加。本专利技术是为了消除如上所述的问题而完成的专利技术，其目的在于，提供增加静电容量并且能够降低ESR特性的固体电解电容器及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术人为了解决上述课题，对固体电解电容器重复进行了潜心研究，结果发现：通过形成含有胺类和具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子的导电性高分子层，从而将该自掺杂型导电性高分子以良好的状态保持在蚀刻坑等细孔内部，静电容量增加并且ESR特性降低，完成了本专利技术。即，本专利技术的固体电解电容器，其特征在于，包括：在具有细孔的阳极体的表面形成的电介质氧化覆膜，和在所述细孔内部形成并且含有胺类和具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子的导电性高分子层。另外，本专利技术的固体电解电容器，其特征在于，包括：在具有细孔的阳极体的表面形成的电介质氧化覆膜，在所述细孔内部形成的具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子层，和在所述水溶性的自掺杂型导电性高分子层的表层形成的含有胺类的含胺类层。进而，本专利技术的固体电解电容器，其特征在于，包括：在具有细孔的阳极体的表面形成的电介质氧化覆膜，在所述细孔内部形成的具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子层，和在所述水溶性的自掺杂型导电性高分子层的表层形成的、所述水溶性的自掺杂型导电性高分子的所述磺酸基和胺类结合的结合层。本专利技术的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，包括：在具有细孔的阳极体的表面形成电介质氧化覆膜的工序；在所述细孔内部形成含有胺类和具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子的导电性高分子层的工序。另外，本专利技术的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，包括：在具有细孔的阳极体的表面形成电介质氧化覆膜的工序；在所述细孔内部形成具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子层的工序；和使含有胺类的溶液与所述水溶性的自掺杂型导电性高分子层接触的工序。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供增加静电容量、能够降低ESR特性的固体电解电容器及其制造方法。具体实施方式下面，对本专利技术的固体电解电容器，按照其制造方法的一例依次进行说明。(具有细孔的阳极体的形成)作为具有细孔的阳极体，能够使用首先将平板状的金属箔(例如铝等阀作用金属箔)进行蚀刻处理、进一步通过化成处理而形成了电介质氧化覆膜的蚀刻箔。例如，将100μm的铝箔通过交流蚀刻形成微细的细孔(蚀刻坑)，其后在磷酸等的水溶液中进行化成处理。这种蚀刻箔在其深部具有至少100nm以下的微细的细孔(蚀刻坑)。另外，在铝等金属箔通过蒸镀等形成金属粒子的被覆，由此也能够形成细孔。例如，将纯度99.8％铝作为蒸镀源，在非活性气体和氧的气氛内进行电阻加热式蒸镀，由此能够在铝箔形成厚度20μm左右的铝层。成为蒸镀源的铝也可以在其表面预先形成金属氧化覆膜层。作为蒸镀法，除上述的电阻加热式蒸镀之外，能够使用其它蒸镀法，例如离子镀法、溅射法、离子束溅射法、离子束辅助蒸镀法等。也可以对得到的蒸镀箔进一步在磷酸等的水溶液中进行化成处理，形成稳定的电介质氧化覆膜层。通过这种蒸镀法形成的铝箔在其深部具有至少50nm以下的微细的细孔。由以上的情况认为：考虑蒸镀的情况和蚀刻坑的情况，阳极体的细孔优选具有至少1～100nm的范围的直径。但是，并不排除超过100nm的直径的细孔，如果一部分具有1～100nm的范围的直径，则也可以在其以外的部分具有超过100nm的直径的细孔。细孔的直径可以通过水银压入法来测定。(修复化成)将上述的铝蚀刻箔或铝蒸镀箔切割成规定的大小(10×10mm等的大小)，对该平板状的铝蚀刻箔或铝蒸镀箔的阳极体表面在例如己二酸铵水溶液中进行5V、30分钟左右的化成处理，由此形成铝电介质氧化覆膜。接着，将该阳极体浸渍于规定的化成液中，施加电压进行修复化成。作为修复化成的化成液，可以使用磷酸二氢铵、磷酸氢二铵等磷酸系的化成液、硼酸铵等硼酸系的化成液、己二酸铵等己二酸系的化成液，其中，优选使用磷酸二氢铵。另外，将上述铝蚀刻箔、铝蒸镀箔浸渍于化成液中，施加电压而进行修复化成的时间优选为5～120分钟。(自掺杂型导电性高分子的形成)接着，在进行了修复化成的阳极体的细孔的部分涂布或含浸具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子，在室温下干燥10分钟后，在130℃下干燥10分钟。在此，作为具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子，可以优选使用例如聚(异硫茚二基磺酸)化合物。此外，也可以使用在以吡咯(C4H5N)、苯胺(C6H5NH2)、噻吩(C4H4S)、呋喃(C4H4O)等为单元的聚合物骨架、它们的衍生物中导入有磺酸基的化合物。具体而言，可以优选使用聚苯胺磺酸、聚烷基苯胺磺酸、聚烷基噻吩磺酸。其后，在上述水溶性的自掺杂型导电性高分子层上涂布或含浸添加有胺类的溶剂，在室温下放置10分钟后，在130℃下干燥10分钟。在此，作为与磺酸基结合的胺类，可以使用各种胺类，可列举芳香族胺、烷基胺。作为这些胺类，优选乙二胺(C2H8N2)、丁二胺(C4H12N2)、辛二胺(C8H20N2)、癸二胺(C10H24N2)、苯二胺(C6H8N2)等烷基二胺，其中，最优选癸二胺。另外，作为添加胺类的溶剂，可使用水、低级醇类及它们的混合液，作为低级醇，可列举甲醇、乙醇、丙醇。作为具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子，使用化1表示的聚(异硫茚二基磺酸)化合物，作为胺类，在使用了化2表示的癸二胺的情况下，如化3所示，聚(异硫茚二基磺酸)化合物的磺酸基与癸二胺结合。该自掺杂型导电性高分子的磺酸基和胺类的结合在自掺杂型导电性高分子层的表层附近形成。[化1][化2][化3]如上所述，使水溶性的自掺杂型导电性高分子的磺酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
固体电解电容器，其特征在于，包括：在具有细孔的阳极体的表面形成的电介质氧化覆膜，在所述细孔内部形成的、具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子层，和在所述水溶性的自掺杂型导电性高分子层的表层形成的、含有胺类的含胺类层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.01 JP 2011-2633401.固体电解电容器，其特征在于，包括：在具有细孔的阳极体的表面形成的电介质氧化覆膜，在所述细孔内部形成的、具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子层，和在所述水溶性的自掺杂型导电性高分子层的表层形成的、含有胺类的含胺类层。2.固体电解电容器，其特征在于，包括：在具有细孔的阳极体的表面形成的电介质氧化覆膜，在所述细孔内部形成的、具有磺酸基的水溶性的自掺杂型导电性高分子层，和在所述水溶性的自掺杂型导电性高分子层的表层形成的、所述水溶性的自掺杂型导电性高分子的所述磺酸基和胺类结合的结合层。3.如权利要求1或2所述的固体电解电容器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤骏介，
申请(专利权)人：日本贵弥功株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP