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JPH0267708A - 有機半導体固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

有機半導体固体電解コンデンサの製造方法

Info

Publication number
JPH0267708A
JPH0267708A JP63219667A JP21966788A JPH0267708A JP H0267708 A JPH0267708 A JP H0267708A JP 63219667 A JP63219667 A JP 63219667A JP 21966788 A JP21966788 A JP 21966788A JP H0267708 A JPH0267708 A JP H0267708A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid electrolytic
electrolytic capacitor
organic semiconductor
manufacturing
semiconductor solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63219667A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Nakamura
伸二 中村
Yoshihiro Harakawa
原川 順弘
Kyoichi Nakai
恭一 中井
Kiyonari Takahashi
聖也 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Platforms Ltd
Original Assignee
Nitsuko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitsuko Corp filed Critical Nitsuko Corp
Priority to JP63219667A priority Critical patent/JPH0267708A/ja
Priority to US07/400,906 priority patent/US4929316A/en
Publication of JPH0267708A publication Critical patent/JPH0267708A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/022Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/025Solid electrolytes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D9/00Electrolytic coating other than with metals
    • C25D9/02Electrolytic coating other than with metals with organic materials

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜層を電
解質とする有機半導体固体電解コンデンサの製造方法に
関するものであり、特に複素環式化合物の導電性ポリマ
ー薄膜層の形成方法に特徴を有する有機半導体固体電解
コンデンサの製造方法に関するものである。
〔従来技術〕
従来、固体電解コンデンサには、二酸化マンガン(M 
n Ot )やTCNQ塩を固体電解質としたものであ
るが、この二酸化マンガン(M n Ot )やTCN
Q塩を固体電解質とするコンデンサはその製造工程が非
常に繁雑でコスト高となると共に、コンデンサの比抵抗
、即ちESRが大きく、更に漏洩電流が大きい等の欠点
があった。
そこでこれらの製造工程やコンデンサ特性の改善向上等
を目的として複素環式化合物のポリマー層を固体電解質
とする新しい固体電解コンデンサが提案されている(例
えば、特開昭60−244017号公報、特開昭61−
2315号公報、特願昭62−86584号)。
上記固体電解コンデンサは、誘電体酸化皮膜を形成した
金属基体の表面に形成された複素環式化合物のポリマー
層を固体電解質とするものである。この複素環式化合物
のポリマー層の形成方法は、アセトニトリル等の有機溶
媒に、ビロール等の複素環式化合物、アンモニウムボロ
ジサリシレート(ABS)等のホウ素化合物を支持寛解
質として含む電解液中に、誘1体酸化皮膜を形成した金
属基体を浸漬し、該金属基体を陽極とすると共に電解液
を陰極とし、所定の直流電流を供給することにより、電
解液中で電解酸化重合を行ない、金属基体の誘1体酸化
皮膜上にビロール等の複素環式化合物のポリマー薄膜を
形成するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の如〈従来の複素環式化合物のポリマー層は、有機
溶媒に、複素環式化合物、支持電解質としてホウ素化合
物を含む電解液中で電解酸化重合により形成するもので
あるが、複素環式化合物のポリマー層の形成がこの電解
液のみではなく他の電解液、特に異なる支持電解質とし
てホウ素化合物以外のものを用いても良質の複素環式化
合物のポリマー層が形成できれば、その形成工程が多様
となり、コンデンサ特性の良い固体電解コンデンサの製
造がより効率的になるという利点がある。
しかしながら、従来は上記支持電解質としてホウ素化合
物を使用する電解液以外に適当な電解液が見当らなかっ
た。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、支持電解質
としてホウ素化合物以外のものを用いた電解液中で電解
酸化重合を行なうことにより複素環式化合物のポリマー
層を形成する有機半導体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。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するため本発明の有機半導体固体電解コ
ンデンサの製造方法は、金属基体の表面に誘電体酸化皮
膜を形成する手段と、アセトニドノル又はアセトン或い
はプロピレンカーボネート等の有機溶媒中に、複素環式
物としてビロール又はチオフェン或いはフラン等、支持
電解質と脂肪族又は芳香族のスルホン酸又はその塩を含
む電解液中で電解酸化重合により前記誘電体酸化皮膜上
に複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜層を形成する手
段を具備することを特徴とする。
〔作用〕
上記の如く、複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜層を
脂肪族又は芳香族のスルホン酸又はその塩を支持電解質
とする電解液中で電解酸化重合により形成した場合、そ
の比抵抗が0.1〜1Ωσであり、二酸化マンガンの比
抵抗が1〜100Ω印に比較し小さいから、この製造方
法で製造した有機半導体固体電解コンデンサは第4図に
示すように、従来の二酸化マンガンを電解質とするタン
タル固体電解コンデンサに比較し、インピーダンス特性
の優れたものとなる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の有機半導体固体寛解コンデンサの製造
方法を説明するための図である。同図において、1はス
テンレス製容器であり、該ステンレス製容器1には、ア
セトニトリル又はアセトン或いはプロピレンカーボネー
ト等の有機溶媒中に、ピロール又はチオフェン或いはフ
ラン等の複素環式化合物と、脂肪族又は芳香族のスルホ
ン酸又はその塩を支持電解質とする電解液2が収容され
ている。3はアルミニウム又はタンタル或いはチタン等
の表面に誘電体酸化皮膜を形成できる金属基体で」・)
す、該金泥基体3の表面には誘電体酸化皮膜4(例えば
、アルミニウムを金属基体3とした場合は酸化アルミニ
ウム皮膜)が形成している。この表面に誘電体酸化皮膜
4の形成された金属基体3を電解液2中に浸漬し、金属
基体3を陽極、ステンレス製容器1を陰極として所定の
直流電流を通電することにより、誘電体酸化皮膜4の表
面に複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜層が形成され
る。
支持電解質となる脂肪族又は芳香族のスルホン酸として
は下記に示すものがある。
く脂肪族のスルホン酸〉 ■ H(CH! ) 4S Os−N (C* Hs 
) a ;ブタンスルホン酸・テトラエチルアンモニウ
ム、■H(CH* ) a s o s・N(CtHs
)a;オフタンススルホン酸テトラエチルアンモニウム
、■H(CHn)+*5Os−N(CtHa)−:デカ
ンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、■ H(CH
x ) I ! S Os・N(CtHa)4;  ド
デシルスルホン酸テトラエチルアンモニウム、〈脂肪族
のスルホン酸〉 ■C,H,・SO8;ベンゼンスルホン酸、■CH,C
,H,・SO,・N(CtHa)4;パラトルエンスル
ホン酸テトラエチルアンモニウム ■ H(CHn)+t・Cs H4・SO,・H; ド
デシルベンゼンスルホン酸。
上記電解液2の一例として、有機溶媒として9B、6w
t%(重量%)、支持電解質として上記支持電解質のい
ずれか1つを0.7wt%及び複素環式化合物としてピ
ロール0.7wt%からなるものを用い、この電解液2
をステンレス製容器1に収容し、電解液2に金属基体3
となる表面に酸化アルミニウム皮膜を形成したアルミニ
ウム板を浸漬し、該アルミニウム板を陽極とし、ステン
レス製容器1を陰極として所定の直流電流を通電すると
、電解液2の中で電解酸化重合が起こり、アルミニウム
板の酸化アルミニウム皮膜上に複素環式化合物の導電性
ポリマー薄膜5として、第2図に示す化学構造式(推定
)のピロールの導電性ポリマー層が20〜50μmの厚
さで形成される。このピロールの導電性ポリマー薄膜の
比抵抗の測定値は0.1〜1Ω伽である。これに対して
、二酸化マンガンを用いた固体電解コンデンサの二酸化
マンガンの比抵抗の測定値は1〜100Ω口であるから
、このピロールの導電性ポリマー薄膜の比抵抗は極めて
小さく、これを電解質とする固体電解コンデンサはイン
ピーダンス特性の極めて優れた固体電解コンデンサとな
ることが予測できる。
上記のように金属基体3の誘電体酸化皮膜4上に複素環
式化合物の導電性ポリマー薄膜5を形成した後、第3図
に示すように、この導電性ポリマー薄膜5の上に電極取
り出しのためのグラファイト層6及び銀ペースト層7等
を順次形成してなる導電体層を形成し、金属基体3と銀
ペースト層7にそれぞれ電極端子9及び10を設け、そ
の上に所定の外装置1を施し、本発明の製造方法による
有機半導体固体電解コンデンサが完成する。
第4図は二酸化マンガンを寛解質とする従来のタンタル
固体電解コンデンサ(曲線A)と、上記ビロールの導電
性ポリマー薄膜層を電解質とする本発明の有機半導体固
体電解コンデンサ(曲線A)とのインピーダンス特性を
示す図である。同図曲線Aに示すように本発明の有機半
導体固体電解コンデンサは、曲線Bに示す従来のタンタ
ル固体電解コンデンサに比較し、インピーダンスの極め
て小さい固体電解コンデンサとなる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、複素環式化合物の
導電性ポリマー薄膜層を脂肪族又は芳香族のスルホン酸
又はその塩を支持電解質とする電解液中で電解酸化重合
により形成することにより、該導電性ポリマー薄膜の比
抵抗が二酸化マンガンのそれに比較し小さく、インピー
ダンス特性の優れた有機半導体固体電解コンデンサを提
供できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の有機半導体固体電解コンデンサの製造
方法を説明するための図、第2図はビロールの導電性ポ
リマーの化学構造式を示す図、第3図は本発明の製造方
法で製造された有機半導体固体電解コンデンサの構造を
示す断面図、第4図は本発明の製造方法で製造された有
機半導体固体電解コンデンサと従来のタンタル固体電解
コンデンサのインピーダンス特性を示す図である。 図中、1・・・・ステンレス製容器、2・・・・電解液
、3・・・・金属基体、4・・・・誘電体酸化皮膜、5
・・・・複素環式化合物の導電性ポリマー薄膜、6・・
・グラファイト層、7・・・・銀ペースト層、9,10
・・・・電極端子。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属基体の表面に誘電体酸化皮膜を形成する手段
    と、該誘電体酸化皮膜の表面に有機溶媒中に複素環式化
    合物と脂肪族又は芳香族のスルホン酸又はその塩を支持
    電解質とする電解液中で電解酸化重合により、複素環式
    化合物の導電性ポリマー薄膜層を形成する手段を具備す
    ることを特徴とする有機半導体固体電解コンデンサの製
    造方法。
  2. (2)前記有機溶媒としてアセトニトリル又はアセトン
    或いはプロピレンカーボネートを用いることを特徴とす
    る請求項(1)記載の有機半導体固体電解コンデンサの
    製造方法。
  3. (3)複素環式化合物としてピロール又はチオフェン或
    いはフランを用いることを特徴とする請求項(1)又は
    (2)記載の有機半導体固体電解コンデンサの製造方法
  4. (4)前記脂肪族のスルホン酸がブタンスルホン酸・テ
    トラエチルアンモニウムであることを特徴とする請求項
    (1)又は(2)又は(3)記載の有機半導体固体電解
    コンデンサの製造方法。
  5. (5)前記脂肪族のスルホン酸がオクタンスルホン酸テ
    トラエチルアンモニウムであることを特徴とする請求項
    (1)又は(2)又は(3)記載の有機半導体固体電解
    コンデンサの製造方法。
  6. (6)前記脂肪族のスルホン酸がデカンスルホン酸テト
    ラエチルアンモニウムであることを特徴とする請求項(
    1)又は(2)又は(3)記載の有機半導体固体電解コ
    ンデンサの製造方法。
  7. (7)前記脂肪族のスルホン酸がドデシルスルホン酸テ
    トラエチルアンモニウムであることを特徴とする請求項
    (1)又は(2)又は(3)記載の有機半導体固体電解
    コンデンサの製造方法。
  8. (8)前記芳香族のスルホン酸がベンゼンスルホン酸で
    あることを特徴とする請求項(1)又は(2)又は(3
    )記載の有機半導体固体電解コンデンサの製造方法。
  9. (9)前記芳香族のスルホン酸がパラトルエンスルホン
    酸テトラエチルアンモニウムであることを特徴とする請
    求項(1)又は(2)又は(3)記載の有機半導体固体
    電解コンデンサの製造方法。
  10. (10)前記芳香族のスルホン酸がドデシルベンゼンス
    ルホン酸であることを特徴とする請求項(1)又は(2
    )又は(3)記載の有機半導体固体電解コンデンサの製
    造方法。
JP63219667A 1988-09-02 1988-09-02 有機半導体固体電解コンデンサの製造方法 Pending JPH0267708A (ja)

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