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DE102006014577A1 - Verfahren zur Reinigung eines elektrisch leitfähigen Polymers und Herstellungsverfahren für ein elektrisches Bauelement mit dem Reinigungsverfahren - Google Patents

Verfahren zur Reinigung eines elektrisch leitfähigen Polymers und Herstellungsverfahren für ein elektrisches Bauelement mit dem Reinigungsverfahren Download PDF

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DE102006014577A1
DE102006014577A1 DE102006014577A DE102006014577A DE102006014577A1 DE 102006014577 A1 DE102006014577 A1 DE 102006014577A1 DE 102006014577 A DE102006014577 A DE 102006014577A DE 102006014577 A DE102006014577 A DE 102006014577A DE 102006014577 A1 DE102006014577 A1 DE 102006014577A1
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Kemet Electronics Corp
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Epcos AG
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Abstract

Eine Ausführungsform der Erfindung gibt ein Verfahren zur Reinigung eines elektrisch leitfähigen Polymers (10) mit den Verfahrensschritten an: A) Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen Polymers (10), das auf einem Substrat (5) angeordnet ist, B) Waschen des elektrisch leitfähigen Polymers (10) mit einem organischen Lösungsmittel (15), das eine Löslichkeit von größe 1 g/l im Wasser bei 20°C aufweist, und danach C) Waschen des mit dem organischen Lösungsmittel (15) befeuchteten, elektrisch leitfähigen Polymers (10) mit einer Lösung (20) einer organischen Säure in einem hydrophilen Lösungsmittel. Mittels dieses Waschverfahrens lassen sich besonders einfach sowohl hydrophobe als auch hydrophile ionische Verunreinigungen von dem elektrisch leitfähigen Polymer entfernen.

Description

  • Aus dem US-Patent US 6,334,966 B1 ist bekannt, ein elektrisch leitfähiges Polymer das eine Elektrode eines Festelektrolytkondensators darstellt und das mittels oxidativer Polymerisation aus Monomeren und Eisen(III)-Salzen erhalten wurde, mit wässriger para-Toluolsulfonsäure-Lösung zu waschen um die bei der Polymerisation entstehenden Eisen(II)-Salze zu entfernen. Die Eisen(II)-Salze können dabei bei den Festelektrolytkondensatoren einen Leckstrom oder Kurzschlüsse auslösen.
  • Die Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Reinigung eines elektrisch leitfähigen Polymers anzugeben, das gegenüber dem Stand der Technik weitere Vorteile aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie ein Herstellungsverfahren für ein elektrisches Bauelement mit dem Reinigungsverfahren sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Reinigung eines elektrisch leitfähigen Polymers mit den Verfahrensschritten:
    • A) Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen Polymers, das auf einem Substrat angeordnet ist,
    • B) Waschen des elektrisch leitfähigen Polymers mit einem organischen Lösungsmittel, das eine Löslichkeit von größer 1 g/l in Wasser bei 20°C aufweist, und danach
    • C) Waschen des mit dem organischen Lösungsmittel befeuchteten, elektrisch leitfähigen Polymers mit einer Lösung einer organischen Säure in einem hydrophilen Lösungsmittel.
  • Der Vorteil dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, zuerst im Verfahrensschritt B) mit einem organischen Lösungsmittel zu waschen, um damit die hydrophoben Verunreinigungen des elektrisch leitfähigen Polymers, beispielsweise nicht verbrauchte Monomere der Polymerisation sowie Abbruchprodukte der Polymerisation, beispielsweise kurzkettige Oligomere in dem organischen Lösungsmittel zumindest anzulösen. Anschließend kann dann das mit diesem organischen Lösungsmittel befeuchtete, elektrisch leitfähige Polymer durch das Waschen mit einer Lösung einer organischen Säure in einem hydrophilen Lösungsmittel im Verfahrensschritt C) weiter gewaschen werden. Dabei wird durch das noch auf dem Polymer vorhandene organische Lösungsmittel unter Lösungsvermittlung zusammen mit dem hydrophilen Lösungsmittel eine Auswaschung der hydrophoben Bestandteile aus dem Polymer durchgeführt, wobei auch gleichzeitig die ionischen Verunreinigungen, beispielsweise nicht verbrauchtes, beziehungsweise reduziertes Oxidationsmittel, wie zum Beispiel Eisen(II)- und Eisen(III)-Salze ausgewaschen werden. Somit kann durch die kombinierten Waschritte B) und C) das elektrisch leitfähige Polymer besonders einfach sowohl von hydrophoben wie auch ionischen Verunreinigungen gereinigt werden. Die oben genannte Lösungsvermittlung kommt besonders gut dann zustande, wenn das organische Lösungsmittel eine gute Löslichkeit von 1 g/l in Wasser bei 20°C aufweist.
  • Der Erfinder hat gefunden, dass eine alleinige Waschung des elektrisch leitfähigen Polymers mit organischem Lösungsmittel aufgrund der hohen Viskosität der Lösemittel und der begrenzten Lösungseigenschaften für Ionen nicht zu befriedigenden Ergebnissen führt. Weiterhin hat der Erfinder festgestellt, dass ein Waschen des Polymers mit z. B. einer wässrigen Lösung einer organischen Säure keine effektive Reinigung des elektrisch leitfähigen Polymers von hydrophoben organischen Komponenten wie beispielsweise nicht verbrauchten Monomeren und Oligomeren erlaubt. Diese Oligomere, die bei der Polymerisationsreaktion immer entstehen können dabei auch die Oxidationsmittel die zur oxidativen Polymerisation eingesetzt werden, beispielsweise Eisensalze umschließen und damit deren Auswaschung unmöglich machen.
  • Die oben beschriebene Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens erlaubt damit aufgrund der zweistufigen Waschschritte in den Verfahrensschritten B) und C) einen geringen Einsatz der normalerweise sehr teuren organischen Lösungsmittel da nur geringe Mengen des organischen Lösungsmittels zum Waschen benötigt werden, da aufgrund des Effekts der Lösungsvermittlung im Waschschritt C) eine besonders effektive Auswaschung sowohl der hydrophoben sowie auch der hydrophilen, ionischen Verunreinigungen möglich ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Verfahrensanspruch B) ein organisches Lösungsmittel verwendet das zusätzlich einen Siedepunkt größer 70°C bei Normaldruck (1013 mbar) aufweist. Der Vorteil eines derartigen Lösungsmittels mit dem hohen Siedepunkt besteht darin, dass es dann nicht so leicht zu schlagartigen Verdampfungen des Lösungsmittels kommen kann. Weiterhin ist es dann auch möglich zum Beispiel im Ver fahrensschritt C) das Waschen des elektrisch leitfähigen Polymers mit der Lösung der organischen Säure in einem hydrophilen Lösungsmittel bei erhöhten Temperaturen durchzuführen, ohne dass das organische Lösungsmittel schlagartig verdampft. Bei organischen Lösungsmitteln wir z. B. N-Methylpyrrolidon und γ-Butyrolacton, die jeweils Siedepunkte von > 200°C (etwa 206°C) aufweisen kann dann z. B. im Verfahrenschritt C) mit einer hydrophilen Lösung der organischen Säure bei Temperaturen bis zu 95°C gewaschen werden, ohne dass es zu schlagartigen Verdampfungen des organischen Lösungsmittels kommt.
  • Je nach Dauer des Waschschrittes B) können dabei die hydrophoben Verunreinigungen in dem hydrophoben Lösungsmittel entweder angelöst oder sogar weitgehend komplett gelöst werden. Bei einer Dauer des Waschritts B) von etwa 1 min. werden die Verunreinigungen angelöst, während ein Waschen für etwa 10 min. zu einem Lösen der Verunreinigungen führt. Nach einem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren werden nach den Verfahrensschritten B) und C) die hydrophoben und ionischen Verunreinigungen auf dem elektrisch leitfähigen Polymer entfernt. Werden mittels eines erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens z. B. die elektrisch leitfähige Polymerelektrode eines Festelektrolytkondensators gereinigt, so hat diese Reinigung dann zur Folge, dass der Festelektrolytkondensator einen nur noch geringen Reststrom von unter 5 μA bei der jeweiligen Nennspannung aufweist.
  • Als Substrat für das elektrisch leitfähige Polymer kann beispielsweise Glas verwendet werden auf denen die elektrisch leitfähigen Polymere z. B. als Bestandteil einer antistatischen Beschichtung oder einer elektrochromen Beschichtung aufgebracht werden. Als Substrat kann beispielsweise auch ein elektrisch leitfähiger Körper mit zum Beispiel einer dielektrischen Oberfläche auf dem Körper verwendet werden. In diesem Fall kann der elektrisch leitfähige Körper ein gesintertes Ventilmetall und die dielektrische Oberfläche dann vorteilhafterweise das Oxid des Ventilmetalls umfassen, auf dem dann das elektrisch leitfähige Polymer angeordnet ist. Eine derartige Anordnung aus dem Ventilmetallkörper, der dielektrischen Oberfläche und dem elektrisch leitfähigen Polymer kann ein elektrisches Bauelement, z. B. ein Festelektrolytkondensator sein, bei dem eine Elektrode durch das Ventilmetall und die Gegenelektrode durch das elektrisch leitfähige Polymer gebildet wird.
  • Unter Ventilmetallen werden dabei Metalle verstanden, die sich bei anodischer Polung mit einer Oxidschicht überziehen, die auch bei hohen Spannungen und eventuell Überspannungen nicht elektrisch leitend wird. Darunter fallen insbesondere die Metalle Tantal, Niob, Hafnium, Zirkon, Titan, Vanadium, Wolfram, Beryllium und Aluminium. So besteht beispielsweise im Fall eines elektrisch leitfähigen Körpers der Tantal oder Niob in gesinterter Form umfasst die dielektrische Oberfläche des leitenden Körpers dementsprechend aus Tantalpentoxid Ta2O5 oder Niobpentoxid Nb2O5.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Verfahrensschritt B) ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, das unbegrenzt mit Wasser mischbar ist. Derartige Lösungsmittel können beispielsweise sein: N-Methylpyrrolidon, γ-Butyrolacton, cyclische Ketone und Ester sowie deren Derivate und Mischungen davon.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann im Verfahrensschritt C) eine schwache organische Säure verwendet werden. Diese schwache organische Säuren ergeben nach Auflösen in dem hydrophilen Lösungsmittel normalerweise pH-Werte von pH 4,5 oder höher im saueren Bereich.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn im Verfahrensschritt C) eine organische Säure verwendet wird, die ausgewählt ist aus: Zitronensäure, Toluolsulfonsäure und Essigsäure. Diese schwachen organischen Säuren sind auch besonders gute Komplexbildner für typischerweise bei oxidativen Polymerisationen verwendete Oxidationsmittel wie beispielsweise Eisen(III)- oder Cer(IV)-Salze. Bei oxidativen Polymerisationen können aber ebenso auch Perchlorate und Peroxide beispielsweise organische Peroxide als Oxidationsmittel verwendet werden, die ebenfalls durch die Lösungen dieser organischen Säure in einem hydrophilen Lösungsmittel gut entfernt werden können.
  • Das hydrophile Lösungsmittel für den Verfahrensschritt C) ist besonders vorteilhaft ausgewählt aus: Wasser, Methanol, Ethanol und Isopropanol. Diese hydrophilen Lösungsmittel sind besonders gut geeignet organische Säuren zu lösen.
  • Mittels einer Erhöhung der Temperatur in den Waschschritten B) und/oder C) lässt sich bei weiteren Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren die Effizienz des Waschvorgangs erhöhen. So kann beispielsweise im Verfahrensschritt B) das Waschen bei Temperaturen von 20°C bis 180°C durchgeführt werden und im Verfahrensschritt C) das Waschen bei einer Temperatur von 20°C bis 95°C durchgeführt werden kann.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren lassen sich beliebige elektrisch leitfähige Polymere reinigen. Diese können unter anderem ausgewählt sein aus: Polypyrrol, Polyanilin, Polythiophen und Polyethylendioxythiophen.
  • Das Waschen in den Verfahrensschritten B) und/oder C) kann mittels verschiedenster Methoden durchgeführt werden, beispielsweise mittels Eintauchens des auf dem Substrat befindlichen, elektrisch leitfähigen Polymers in die entsprechenden Waschlösungen oder mittels Besprühens des elektrisch leitfähigen Polymers mit den entsprechenden Waschlösungen. Möglich sind auch Kombinationen verschiedener Waschmethoden.
  • In einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens kann während des Verfahrensschrittes C) ein elektrisches Feld an dem elektrisch leitfähigen Polymer angelegt werden und dadurch mittels zusätzlicher elektrophoretischer Effekte ein zusätzlicher Reinigungseffekt erzielt werden. So ist es beispielsweise möglich das elektrische leitfähige Polymer als Anode und das Becken in dem sich die Lösung der organischen Säure in dem hydrophilen Lösungsmittel befindet als Kathode zu schalten, mit der Folge, dass dann während des Verfahrensschrittes C) zusätzlich kationische Verunreinigungen elektrophoretisch aus dem elektrisch leitfähigen Polymer ausgewaschen werden können. Möglich ist es aber auch, das Becken und das elektrisch leitfähige Polymer genau umgekehrt zu polen, wobei dann anionische Verunreinigungen elektrophoretisch ausgewaschen werden können.
  • Gegenstand weiterer Ausführungsformen der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements, das eines der genannten Reinigungsverfahren umfasst, wobei dann im Verfahrensschritt A), dem Bereitstellen des elektrisch leitfähigen Polymers auf dem Substrat folgende Verfahrensschritte beinhaltet sind:
    • A1) Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen Körpers, der beispielsweise ein gesintertes Ventilmetall umfassen kann,
    • A2) Erzeugen einer dielektrischen Oberfläche auf dem elektrisch leitfähigen Körper,
    • A3) Erzeugen eines elektrisch leitfähigen Polymers auf der dielektrischen Oberfläche des elektrisch leitfähigen Körpers.
  • Die Erzeugung der dielektrischen Oberfläche auf dem elektrisch leitfähigen Körper kann beispielsweise mittels anodischer Oxidation vorgenommen werden, wobei im Falle eines gesinterten Ventilmetalls als elektrisch leitfähiger Körper das entsprechende Oxid des Ventilmetalls als dielektrische Oberfläche gebildet wird.
  • Vorteilhafterweise kann im Verfahrensschritt A3) der elektrisch leitfähige Körper mit einem Oxidationsmittel und zu polymerisierenden Monomeren benetzt und anschließend mittels oxidativer Polymerisation das elektrisch leitfähige Polymer erzeugt werden. Bezüglich der Benetzung des elektrisch leitfähigen Körpers mit Oxidationsmittel und zu polymerisierenden Monomeren kann es verschiedene Vorgehensweisen geben. So ist es beispielsweise möglich zuerst den elektrisch leitfähigen Körper mit einem Oxidationsmittel zu benetzen und nach Trocknung des Oxidationsmittels dann den elektrisch leitfähigen Körper beispielsweise mittels Eintauchens mit den zu polymerisierenden Monomeren zu besetzen. Möglich ist es auch, genau umgekehrt vorzugehen, also zuerst die zu polymerisierenden Monomere aufzubringen und dann erst das Oxidationsmittel. Weiterhin ist es auch möglich im Verfahrensschritt A3) in einem Schritt eine Mischung aus dem Oxidationsmittel und den zu polymerisierenden Polymeren gleichzeitig aufzubringen.
  • Im Folgenden sollen einige Ausführungsformen der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren noch näher erläutert werden. Bei den Figuren handelt es sich um schematische Zeichnungen.
  • 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Bauelements die einen erfindungsgemäßen Waschprozess beinhaltet.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform des Waschschrittes C) im Querschnitt.
  • 3 zeigt einen Festelektrolytkondensator im Querschnitt.
  • 1 zeigt von links nach rechts verschiedene, aufeinander folgende Verfahrensschritte A) bis C) einer Ausführungsform eines Verfahrens der Erfindung zur Herstellung eines elektrischen Bauelements, eines Festelektrolytkondensators. Ganz links ist dabei gezeigt, wie ein Substrat 5, hier ein gesintertes Ventilmetall mit einer dielektrischen Oberfläche eingetaucht wird in eine Lösung 25 die ein Oxidationsmittel beispielsweise Eisen(III)-Salze beinhaltet (angedeutet durch den Pfeil). Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die auf dem gesinterten Ventilmetall vorhandene dielektrische Schicht hier nicht als separate Schicht gezeigt. Nach dem Herausnehmen des Substrats 5 (schematisch durch den Pfeil gezeigt) und Trocknung des Oxidationsmittels kann dann das Substrat 5 (gestricheltes Substrat 5 mit getrocknetem Oxidationsmittel) in ein weiteres Becken, das eine zu polymerisierende Monomerlösung 30 enthält, wie durch den Pfeil angedeutet, überführt werden. Dabei können die Monomere entweder schon selbst flüssig sein oder gelöst in Lösungsmitteln, bevorzugt organischen Lösungsmitteln wie beispielsweise Ethylacetat, oder anderen geeigneten organischen Lösungsmitteln vorliegen. Nach Entfernen des Substrats 5 aus der zu polymerisierenden Monomerlösung 30 kann dann, bevorzugt bei erhöhter Temperatur eine oxidative Polymerisation durchgeführt werden. Dabei entsteht dann wie in 1 zu sehen ist ein elektrisch leitfähiges Polymer 10 auf dem Substrat 5, das Verunreinigungen 10A aufweist, beispielsweise überschüssiges oder bereits reduziertes Oxidationsmittel, kurzkettige Oligomere oder nicht verbrauchte Monomere. Das verunreinigte elektrisch leitfähige Polymer auf dem Substrat 5 kann dann im Verfahrensschritt B) in einen Behälter überführt werden der ein organisches Lösungsmittel 15 aufweist. Dabei kommt es zum Anlösen beziehungsweise Lösen von hydropholen Verunreinigungen. Anschließend wird das elektrisch leitfähige Polymer 10 auf dem Substrat 5 aus dem Behälter mit dem organischen Lösungsmittel 15 entfernt, wobei nach wie vor Reste 15 des organischen Lösungsmittels auf dem elektrisch leitfähigen Polymer 10 vorhanden sind wie in 1 rechts gezeigt. Das mit dem organischen Lösungsmittel 15 befeuchtete elektrisch leitfähige Polymer 10 kann dann im Verfahrensschritt C) in einen Behälter überführt werden der eine Lösung 20 einer organischen Säure in einem hydrophilen Lösungsmittel enthält. Hierbei kommt es dann wie bereits oben beschrieben aufgrund der Lösungsvermittlung zu einer vollständigen beziehungsweise weitgehend vollständigen Entfernung der wichtigsten hydrophoben und ionischen, hydrophilen Verunreinigungen des elektrisch leitfähigen Polymers, so dass ein gereinigtes elektrisch leitfähiges Polymer 10 auf dem Substrat 5 resultiert, wie ganz rechts in 1 gezeigt.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Waschschrittes C) eines erfindungsgemäßen Waschverfahrens. Dabei ist zu sehen, dass das elektrisch leitfähige Polymer 10 auf dem Substrat 5, beispielsweise einem gesintertem Ventilmetall als Anode geschaltet ist und das Becken 21 in dem die Lösung 20 der organischen Säure in dem hydrophilen Lösungsmittel vorhanden ist als Kathode geschaltet ist. Dabei kommt es dann wie oben beschrieben zu einer zusätzlichen elektrophoretischen Auswaschung von Kationen aus dem elektrisch leitfähigen Polymer.
  • 3 zeigt im Querschnitt ein elektrisches Bauelement, einen Festelektrolytkondensator mit einem Anodendraht 50, einem gesinterten Ventilmetall 5, einer dielektrischen Oberfläche 5A auf dem gesinterten Ventilmetall 5 und einem elektrisch leitfähigem Polymer 10 auf der dielektrischen Oberfläche 5A. Wie bereits oben beschrieben kann bei einem derartigen Festelektrolytkondensator das elektrisch leitfähige Polymer 10 das die Gegenelektrode zum gesinterten Ventilmetall 5 darstellt besonders einfach mittels der erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren gewaschen werden.
  • Ausführungsbeispiel:
  • Ein anodisierter Tantalsinterkörper wird zuerst in eine 30 gewichts%ige Eisen(III)-Toluolsulfonat-Lösung in Ethanol getaucht und anschließend bei 40°C und danach bei 105°C zur Austreibung des Ethanols getrocknet. Danach wird der Tantalsinterkörper in eine Lösung von 20 Gewichts% 3,4-Ethylendioxythiophen in Ethylacetat eingetaucht. Die nachfolgende Polymerisation erfolgt dann bei 30°C für 30 min. und dann bei 105°C ebenfalls für 30 min. Anschließend wird der Tantalsinterkörper 1 min. in N-Methylpyrrolidon bei 80°C getaucht. Ohne Trocknung erfolgt eine Tauchung in eine wässrige Lösung von 1 Gewichts% Toluolsulfonsäure bei 90°C. Zusätzlich kann noch ein Reforming bei etwa 90% der Vorformierungspannung also etwa bei 21 V für 10 min. bei 90°C während des Waschens in der wässrigen Toluolsulfonsäure durchgeführt werden.
  • Es ist auch möglich beispielsweise 10 bis 40 gewichts%ige Oxidationslösungen, z. B. wie oben genannt Eisen(III)-Toluolsulfonat in Ethanol im Verfahrensschritt A) zu verwenden und diese anschließend nach Aufbringen auf dem anodisierten Tantalsinterkörper oder jedem beliebigen anderem Sinterkörper eines Ventilmetalls bei Temperaturen zwischen 15°C und 60°C zu trocknen. Zur Imprägnierung mit einer zu polymerisierenden Monomerlösung können auch Lösungen von 1 bis 80 Gewichts%igem Monomer, z. B. 3,4-Ethylendioxythiophen in beliebigen organischen Lösungsmitteln wie z. B. Ethylacetat verwendet werden. Es ist auch möglich, 100%ige Lösungen von Thiophen oder Ethylendioxythiophen zu verwenden. Die nachfolgende oxidative Polymerisation kann dann ganz allgemein bei Temperaturen zwischen 15°C und 125°C erfolgen. Der Waschschritt B) kann allgemein zwischen 1 min. und 10 min. dauern und bei Temperaturen von 20°C bis 180°C durchgeführt werden. Der Waschschritt C) kann allgemeiner bei Temperaturen zwischen 20°C und 95°C durchgeführt werden.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die hier dargelegten Ausführungsbeispiele. Weitere Variationen sind beispielsweise möglich im Bezug auf die im Verfahrenschritt B) verwendeten organischen Lösungsmittel sowie die im Verfahrensschritt C) verwendeten hydrophilen Lösungsmittel.

Claims (19)

  1. Verfahren zur Reinigung eines elektrisch leitfähigen Polymers (10) mit den Verfahrensschritten: A) Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen Polymers (10), das auf einem Substrat (5) angeordnet ist, B) Waschen des elektrisch leitfähigen Polymers (10) mit einem organischen Lösungsmittel (15), das eine Löslichkeit von größer 1 g/l in Wasser bei 20°C aufweist und danach C) Waschen des mit dem organischen Lösungsmittel (15) befeuchteten, elektrisch leitfähigen Polymers (10) mit einer Lösung (20) einer organischen Säure in einem hydrophilen Lösungsmittel.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, – bei dem im Verfahrensschritt A) ein elektrisch leitfähiges Polymer (10) bereitgestellt wird, das auf einem elektrisch leitfähigen Körper (5) mit einer dielektrischen Oberfläche (5A) als Substrat angeordnet ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem als elektrisch leitfähiger Körper (10) ein gesintertes Ventilmetall verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem im Verfahrenschritt B) ein organisches Lösungsmittel (15) verwendet wird, das unbegrenzt mit Wasser mischbar ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem im Verfahrensschritt B) ein organisches Lösungsmittel (15) verwendet wird, das ausgewählt ist aus: – N-Methylpyrrolidon, γ-Butyrolacton, cyclische Ketone, Ester.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, – bei dem im Verfahrensschritt C) eine schwache organische Säure verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem im Verfahrensschritt C) eine organische Säure verwendet wird, die ausgewählt ist aus: Zitronensäure, Toluolsulfonsäure und Essigsäure.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem nach dem Verfahrenschritt B) ohne Trocknen des elektrisch leitfähigen Polymers (10) der Verfahrenschritt C) durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem während des Verfahrensschritt C) ein elektrisches Feld an dem elektrisch leitfähigen Polymer angelegt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, – bei dem im Verfahrensschritt B) das Waschen bei einer Temperatur von 20°C bis 180°C durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, – bei dem im Verfahrensschritt C) das Waschen bei einer Temperatur von 20°C bis 95°C durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem im Verfahrensschritt A) ein elektrisch leitfähiges Polymer (10) ausgewählt aus: Polypyrrol, Polyanilin, Polythiophen und Polyethylendioxythiophen bereitgestellt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem das Waschen in den Verfahrensschritten B) und C) aus folgenden Methoden ausgewählt ist: – Tauchen, Sprühen.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem das hydrophile Lösungsmittel im Verfahrensschritt C) ausgewählt ist aus: – Methanol, Ethanol, Isopropanol und Wasser.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem im Verfahrensschritt B) unpolare Verunreinigungen angelöst werden.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem im Verfahrensschritt C) polare Verunreinigungen entfernt werden.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem im Verfahrensschritt B) ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, das zusätzlich einen Siedepunkt > 70°C bei Normaldruck aufweist.
  18. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements umfassend ein Reinigungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei der Verfahrenschritt A) folgende Verfahrensschritte beinhaltet: A1) Bereitstellen eines elektrisch leitfähiges Körpers (5), A2) Erzeugen einer dielektrischen Oberfläche (5A) auf dem elektrisch leitfähigen Körper (5), A3) Erzeugen eines elektrisch leitfähigen Polymers (10) auf der dielektrischen Oberfläche (5A) des elektrisch leitfähigen Körpers (5).
  19. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, – bei dem im Verfahrenschritt A3) der elektrisch leitfähige Körper (5) mit einem Oxidationsmittel (25) und zu polymerisierenden Monomeren (30) benetzt und anschließend mittels oxidativer Polymerisation das elektrisch leitfähige Polymer (10) erzeugt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3070408B2 (ja) * 1993-12-28 2000-07-31 日本電気株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
US6375688B1 (en) * 1998-09-29 2002-04-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of making solid electrolyte capacitor having high capacitance
US6136176A (en) * 1999-05-21 2000-10-24 Kemet Electronics Corporation Capacitor with conductive polymer
US6562652B2 (en) * 2001-06-06 2003-05-13 Kemet Electronics Corporation Edge formation process with anodizing for aluminum solid electrolytic capacitor

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