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JP2012033644A - Solid electrolytic capacitor manufacturing method - Google Patents

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JP2012033644A JP2010171019A JP2010171019A JP2012033644A JP 2012033644 A JP2012033644 A JP 2012033644A JP 2010171019 A JP2010171019 A JP 2010171019A JP 2010171019 A JP2010171019 A JP 2010171019A JP 2012033644 A JP2012033644 A JP 2012033644A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid electrolytic capacitor manufacturing method capable of reducing an equivalent series resistance (ESR).SOLUTION: A solid electrolytic capacitor manufacturing method comprises: a step of forming an anode 1; a step of forming a dielectric layer 2 and a first coupling agent layer 3 on the surface of the anode 1 by electrolytically forming the anode 1 in a solution including the coupling agent that coupled two phosphonic acid groups via a hydrocarbon group; a step of forming a first conductive polymer layer 4 on the first coupling agent layer 3; and a step of forming a cathode layer 11 above the first conductive polymer layer 4.

Description

本発明は、固体電解質として導電性高分子層を用いる固体電解コンデンサの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer layer as a solid electrolyte.

近年、電子機器の小型化及び軽量化に伴って、小型でかつ大容量の高周波用コンデンサが求められており、このようなコンデンサとして、タンタル、ニオブ、チタンまたはアルミニウムなどの弁作用金属の焼結体で形成された陽極の表面を酸化して、誘電体層を形成し、この誘電体層の上に固体電解質層を設けた固体電解コンデンサが提案されている。固体電解質層としては、導電性高分子を用いることにより、等価直列抵抗(ESR)の低減が図られている。   In recent years, along with the downsizing and weight reduction of electronic devices, there has been a demand for high-frequency capacitors with a small size and large capacity. As such capacitors, sintering of valve metals such as tantalum, niobium, titanium or aluminum is required. A solid electrolytic capacitor has been proposed in which a surface of an anode formed of a body is oxidized to form a dielectric layer, and a solid electrolyte layer is provided on the dielectric layer. As the solid electrolyte layer, an equivalent series resistance (ESR) is reduced by using a conductive polymer.

しかしながら、無機物から形成される誘電体層と、有機物から形成される導電性高分子層との間で密着性が低下すると、ESRが増大するという課題を生じる。   However, if the adhesion between the dielectric layer formed from an inorganic material and the conductive polymer layer formed from an organic material is lowered, there is a problem that ESR increases.

特許文献1〜3においては、陽極の表面に誘電体層を形成した後、シランカップリング剤により誘電体層の表面を処理し、導電性高分子層を形成することが提案されている。   In Patent Documents 1 to 3, it is proposed to form a conductive polymer layer by forming a dielectric layer on the surface of the anode and then treating the surface of the dielectric layer with a silane coupling agent.

また、特許文献4においては、誘電体層の表面上に、シランカップリング剤による処理と導電性高分子層の形成とを繰り返して行うことが提案されている。   In Patent Document 4, it is proposed to repeatedly perform treatment with a silane coupling agent and formation of a conductive polymer layer on the surface of a dielectric layer.

また、特許文献5においては、誘電体層の上に第1の導電性高分子層を部分的に形成した後、第1の導電性高分子層が形成されていない誘電体層の上にシランカップリング剤処理層を形成し、次に第1の導電性高分子層とシランカップリング剤処理層の上に第2の導電性高分子層を形成することが提案されている。   In Patent Document 5, a first conductive polymer layer is partially formed on a dielectric layer, and then a silane is formed on the dielectric layer on which the first conductive polymer layer is not formed. It has been proposed to form a coupling agent-treated layer and then form a second conductive polymer layer on the first conductive polymer layer and the silane coupling agent-treated layer.

特許文献6においては、シランカップリング剤を添加した溶液中に陽極を浸漬し、陽極を電解化成処理することにより、陽極の表面に誘電体層を形成するとともに、シランカップリング剤層を形成することが提案されている。これにより、誘電体層と導電性高分子層との密着性が向上し、ESRを低減できることが記載されている。   In Patent Document 6, an anode is immersed in a solution to which a silane coupling agent is added, and the anode is subjected to an electrolytic conversion treatment, thereby forming a dielectric layer on the surface of the anode and forming a silane coupling agent layer. It has been proposed. This describes that the adhesion between the dielectric layer and the conductive polymer layer is improved, and ESR can be reduced.

特許文献7においては、界面活性剤及びドーパントのうちの少なくとも一方を含む溶液中に、陽極を浸漬し、陽極を電解化成処理する電解コンデンサの製造方法が提案されている。これにより、容量特性を安定的に向上させることができる旨記載されている。   Patent Document 7 proposes a method for manufacturing an electrolytic capacitor in which an anode is immersed in a solution containing at least one of a surfactant and a dopant, and the anode is subjected to electrolytic conversion treatment. Thus, it is described that the capacity characteristic can be stably improved.

しかしながら、シランカップリング剤の反応は、水による加水分解反応により反応が開始されることから、大気中の水分などの影響を受けやすいという問題がある。また、シランカップリング剤は、基板の表面の状態により、吸着量と反応量が変化する。このため、シランカップリング剤を用いた上記従来技術においては、ESRの低減等において充分な効果が得られないという問題がある。また、ドーパントや界面活性剤を用いた上記従来技術においては、ドーパントや界面活性剤と誘電体層との結合が弱いため、ESRの低減などにおいて充分な効果が得られていない。   However, since the reaction of the silane coupling agent is initiated by a hydrolysis reaction with water, there is a problem that it is easily affected by moisture in the atmosphere. Further, the amount of adsorption and the amount of reaction of the silane coupling agent vary depending on the state of the surface of the substrate. For this reason, in the said prior art using a silane coupling agent, there exists a problem that sufficient effect is not acquired in reduction of ESR etc. Further, in the above conventional technique using a dopant or a surfactant, since the bond between the dopant or the surfactant and the dielectric layer is weak, a sufficient effect is not obtained in reducing the ESR.

特開平2−74021号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-74021 特開平4−73924号公報JP-A-4-73924 特開平8−293436号公報JP-A-8-293436 特開平11−329900号公報JP 11-329900 A 特開2006−140443号公報JP 2006-140443 A 特開2007−266202号公報JP 2007-266202 A 特開2005−175015号公報JP 2005-175015 A

本発明の目的は、ESRを低減することができる固体電解コンデンサの製造方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the manufacturing method of the solid electrolytic capacitor which can reduce ESR.

本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、2つのホスホン酸基を炭化水素基を介して結合したカップリング剤を含む溶液中で、陽極を電解化成処理する工程を含むことを特徴としている。   The method for producing a solid electrolytic capacitor of the present invention is characterized by including a step of subjecting the anode to electrolytic conversion treatment in a solution containing a coupling agent in which two phosphonic acid groups are bonded via a hydrocarbon group.

本発明の第1の局面に従う固体電解コンデンサの製造方法は、陽極を形成する工程と、2つのホスホン酸基を炭化水素基を介して結合したカップリング剤を含む溶液中で、陽極を電解化成処理して、陽極の表面に誘電体層及び第1のカップリング剤層を形成する工程と、第1のカップリング剤層の上に第1の導電性高分子層を形成する工程と、第1の導電性高分子層の上に陰極層を形成する工程とを備えることを特徴としている。   The method for producing a solid electrolytic capacitor according to the first aspect of the present invention includes a step of forming an anode, and an electrolytic formation of the anode in a solution containing a coupling agent in which two phosphonic acid groups are bonded via a hydrocarbon group. A step of forming a dielectric layer and a first coupling agent layer on the surface of the anode; a step of forming a first conductive polymer layer on the first coupling agent layer; And a step of forming a cathode layer on one conductive polymer layer.

本発明の第2の局面に従う固体電解コンデンサの製造方法は、陽極を形成する工程と、陽極の表面に誘電体層を形成する工程と、誘電体層の上に第1の導電性高分子層を形成する工程と、第1の導電性高分子層を形成した陽極を、2つのホスホン酸基を炭化水素基を介して結合したカップリング剤を含む溶液中で電解化成処理して、第1の導電性高分子層の上にカップリング剤層を形成する工程と、カップリング剤層の上に第2の導電性高分子層を形成する工程と、第2の導電性高分子層の上に陰極層を形成する工程とを備えることを特徴としている。   The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the second aspect of the present invention includes a step of forming an anode, a step of forming a dielectric layer on the surface of the anode, and a first conductive polymer layer on the dielectric layer. The anode formed with the first conductive polymer layer is subjected to an electrolytic conversion treatment in a solution containing a coupling agent in which two phosphonic acid groups are bonded via a hydrocarbon group. Forming a coupling agent layer on the conductive polymer layer, forming a second conductive polymer layer on the coupling agent layer, and on the second conductive polymer layer And a step of forming a cathode layer.

本発明の第3の局面に従う固体電解コンデンサの製造方法は、上記本発明の第1の局面に従う固体電解コンデンサの製造方法において、第1の導電性高分子層を形成した陽極を、カップリング剤を含む溶液中で電解化成処理して、第1の導電性高分子層の上に第2のカップリング剤層を形成する工程と、第2のカップリング剤層の上に第2の導電性高分子層を形成する工程とをさらに備え、陰極層を形成する工程が、第2の導電性高分子層の上に陰極層を形成する工程であることを特徴としている。   The solid electrolytic capacitor manufacturing method according to the third aspect of the present invention is the solid electrolytic capacitor manufacturing method according to the first aspect of the present invention, wherein the anode formed with the first conductive polymer layer is used as a coupling agent. Forming a second coupling agent layer on the first conductive polymer layer by performing an electrolytic conversion treatment in a solution containing the second conductive agent on the second coupling agent layer And a step of forming a cathode layer. The step of forming a cathode layer is a step of forming a cathode layer on the second conductive polymer layer.

本発明において用いるカップリング剤は、2つのホスホン酸基を炭化水素基を介して結合したカップリング剤である。このようなカップリング剤としては、以下の一般式(1)で表されるものが挙げられる。   The coupling agent used in the present invention is a coupling agent in which two phosphonic acid groups are bonded via a hydrocarbon group. Examples of such a coupling agent include those represented by the following general formula (1).

Figure 2012033644
Figure 2012033644

(式中、Rは、−(CH−、−(CHO)−、−(CO)−、または−O−(CH−O−を示し、nは、1〜18の整数を示す。) (Wherein R represents — (CH 2 ) n —, — (CH 2 O) n —, — (C 2 H 5 O) n —, or —O— (CH 2 ) n —O—, n represents an integer of 1 to 18.)

本発明の製造方法によれば、ESRを低減させることができる。   According to the manufacturing method of the present invention, ESR can be reduced.

本発明の第1の局面に従う実施形態の固体電解コンデンサを示す模式的断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a solid electrolytic capacitor of an embodiment according to the first aspect of the present invention. 図1に示す固体電解コンデンサの陽極、誘電体層、第1のカップリング剤層、第1の導電性高分子層、及び陰極層を拡大して示す模式的断面図。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view showing an anode, a dielectric layer, a first coupling agent layer, a first conductive polymer layer, and a cathode layer of the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 1. 本発明の第2の局面に従う実施形態の固体電解コンデンサを示す模式的断面図。Typical sectional drawing which shows the solid electrolytic capacitor of embodiment according to the 2nd aspect of this invention. 本発明の第3の局面に従う実施形態の固体電解コンデンサを示す模式的断面図。Typical sectional drawing which shows the solid electrolytic capacitor of embodiment according to the 3rd aspect of this invention.

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

<本発明の第1の局面>
本発明の第1の局面においては、陽極を形成した後、2つのホスホン酸基を炭化水素基を介して結合したカップリング剤を含む溶液中で陽極を電解化成処理して、陽極の表面に誘電体層及び第1のカップリング剤層を形成している。この第1のカップリング剤層の上に第1の導電性高分子層を形成している。
<First aspect of the present invention>
In the first aspect of the present invention, after the anode is formed, the anode is subjected to an electrolytic conversion treatment in a solution containing a coupling agent in which two phosphonic acid groups are bonded via a hydrocarbon group. A dielectric layer and a first coupling agent layer are formed. A first conductive polymer layer is formed on the first coupling agent layer.

カップリング剤を含む溶液中で、陽極を電解化成処理しているので、陽極の表面に誘電体層を形成するとともに、形成した誘電体層の表面にカップリング剤を吸着させて疎水性を高めることができる。誘電体層の表面に疎水性の第1のカップリング剤層が形成されることにより、誘電体層と第1の導電性高分子層との密着性を高めることができる。さらに、誘電体層の欠陥部分にも第1のカップリング剤層を存在させることができるので、陽極と第1の導電性高分子層との絶縁性を高めることができる。このため、固体電解コンデンサのESRを低減させることができるとともに、漏れ電流も低減させることができる。   Since the anode is subjected to electrolytic conversion treatment in a solution containing a coupling agent, a dielectric layer is formed on the surface of the anode, and the coupling agent is adsorbed on the surface of the formed dielectric layer to increase hydrophobicity. be able to. By forming the hydrophobic first coupling agent layer on the surface of the dielectric layer, the adhesion between the dielectric layer and the first conductive polymer layer can be enhanced. Furthermore, since the first coupling agent layer can be present in the defective portion of the dielectric layer, the insulation between the anode and the first conductive polymer layer can be enhanced. For this reason, ESR of the solid electrolytic capacitor can be reduced, and leakage current can also be reduced.

本発明の第1の局面においては、陽極に電圧を印加しながら表面処理を行うため、カップリング剤を均一にかつ多量に誘電体層の表面及び層中に存在させることができる。このため、誘電体層表面のカップリング剤層による疎水性を高めることができる。   In the first aspect of the present invention, since the surface treatment is performed while applying a voltage to the anode, the coupling agent can be present uniformly and in a large amount on the surface of the dielectric layer. For this reason, the hydrophobicity by the coupling agent layer on the surface of the dielectric layer can be enhanced.

本発明においては、2つのホスホン酸基を有するカップリング剤を用いている。ホスホン酸基は、誘電体層の酸化被膜と直接反応するため、シランカップリング剤を用いた場合に比べて、誘電体層への反応量を多くすることができる。反応量を増加させることにより、カップリング剤層の誘電体層への被覆率を増加させることができる。また、カップリング剤層の表面には、カップリング剤の他方のホスホン酸基を多く存在させることができる。このため、カップリング剤の上に第1の導電性高分子層を形成したとき、第1の導電性高分子層の誘電体層への被覆率を増加させることができる。   In the present invention, a coupling agent having two phosphonic acid groups is used. Since the phosphonic acid group directly reacts with the oxide film of the dielectric layer, the amount of reaction to the dielectric layer can be increased as compared with the case where a silane coupling agent is used. By increasing the reaction amount, the coverage of the coupling agent layer on the dielectric layer can be increased. In addition, many other phosphonic acid groups of the coupling agent can be present on the surface of the coupling agent layer. For this reason, when the first conductive polymer layer is formed on the coupling agent, the coverage of the first conductive polymer layer on the dielectric layer can be increased.

シランカップリング剤の反応は、上述のように、水により加水分解され、シラノール(Si−OH)となり、部分的に縮合してオリゴマー状態となり、これに続いて、無機質表面の水酸基に吸着し、無機材料を加熱処理することで脱水縮合反応して強固な化学結合となる。この反応では、水により加水分解反応が開始するため、大気中や溶媒中の水分が入らない雰囲気で作業するか、シランカップリング剤溶液を調製した後、すぐに使用する必要がある。   As described above, the reaction of the silane coupling agent is hydrolyzed with water to become silanol (Si-OH), partially condensed into an oligomer state, and subsequently adsorbed to hydroxyl groups on the inorganic surface. Heat treatment of the inorganic material causes a dehydration condensation reaction to form a strong chemical bond. In this reaction, since the hydrolysis reaction starts with water, it is necessary to work in an atmosphere that does not contain moisture in the atmosphere or solvent, or to use it immediately after preparing a silane coupling agent solution.

これに対し、本発明において用いているカップリング剤はホスホン酸基を有するものであり、始めから水酸基を有した構造(P−OH)であるため、シランカップリング剤のような加水分解反応を必要としない。このため、大気中や溶媒中の水分の影響を受けない。従って、ホスホン酸基を有するカップリング剤は、保存安定性に優れており、本発明によれば、品質の安定した固体電解コンデンサを製造することができる。   On the other hand, the coupling agent used in the present invention has a phosphonic acid group, and since it has a structure (P-OH) having a hydroxyl group from the beginning, a hydrolysis reaction like a silane coupling agent is performed. do not need. For this reason, it is not affected by moisture in the atmosphere or in the solvent. Therefore, the coupling agent having a phosphonic acid group is excellent in storage stability, and according to the present invention, a solid electrolytic capacitor with stable quality can be produced.

本発明の第1の局面においては、第1の導電性高分子層の上に陰極層が形成される。従って、第1の導電性高分子層の上に陰極層を直接形成してもよいし、他の層を介して第1の導電性高分子層の上に陰極層を直接形成してもよい。例えば、第1の導電性高分子層の上に第2の導電性高分子層を形成し、第2の導電性高分子層の上に陰極層を形成してもよい。   In the first aspect of the present invention, a cathode layer is formed on the first conductive polymer layer. Therefore, the cathode layer may be directly formed on the first conductive polymer layer, or the cathode layer may be directly formed on the first conductive polymer layer through another layer. . For example, a second conductive polymer layer may be formed on the first conductive polymer layer, and a cathode layer may be formed on the second conductive polymer layer.

<本発明の第2の局面>
本発明の第2の局面においては、陽極を形成する工程と、陽極の表面に誘電体層を形成する工程と、誘電体層の上に第1の導電性高分子層を形成する工程と、第1の導電性高分子層を形成した陽極を、2つのホスホン酸基を炭化水素基を介して結合したカップリング剤を含む溶液中で電解化成処理して、第1の導電性高分子層の上にカップリング剤層を形成する工程と、カップリング剤層の上に第2の導電性高分子層を形成する工程と、第2の導電性高分子層の上に陰極層を形成する工程とを備える。
<Second aspect of the present invention>
In the second aspect of the present invention, a step of forming an anode, a step of forming a dielectric layer on the surface of the anode, a step of forming a first conductive polymer layer on the dielectric layer, The anode formed with the first conductive polymer layer is subjected to electrolytic conversion treatment in a solution containing a coupling agent in which two phosphonic acid groups are bonded via a hydrocarbon group, and the first conductive polymer layer is formed. Forming a coupling agent layer on the substrate, forming a second conductive polymer layer on the coupling agent layer, and forming a cathode layer on the second conductive polymer layer A process.

本発明の第2の局面においては、第1の導電性高分子層を形成した陽極を、カップリング剤を含む溶液中で電解化成処理して、第1の導電性高分子層の上にカップリング剤層を形成している。カップリング剤層を形成する際に、ジホスホン酸基を有するカップリング剤のホスホン酸基が第1の導電性高分子層にドープされるため、第1の導電性高分子層の導電率を向上させ、ESRを低減することができる。   In the second aspect of the present invention, the anode on which the first conductive polymer layer is formed is subjected to electrolytic conversion treatment in a solution containing a coupling agent, and a cup is formed on the first conductive polymer layer. A ring agent layer is formed. When the coupling agent layer is formed, the conductivity of the first conductive polymer layer is improved because the phosphonic acid group of the coupling agent having a diphosphonic acid group is doped into the first conductive polymer layer. ESR can be reduced.

さらに、本発明の第2の局面においては、第1の導電性高分子層、カップリング剤層、及び第2の導電性高分子層を順次形成している。第1の導電性高分子層にドープされたカップリング剤の他方のホスホン酸基は、導電性高分子のドーパントとして機能するため、カップリング剤層と第2の導電性高分子層が結合し、カップリング剤層を介して第1の導電性高分子層と第2の導電性高分子層の間の密着性をさらに高めることができる。そのため、ESRをさらに低減させることができる。   Furthermore, in the second aspect of the present invention, a first conductive polymer layer, a coupling agent layer, and a second conductive polymer layer are sequentially formed. Since the other phosphonic acid group of the coupling agent doped in the first conductive polymer layer functions as a dopant for the conductive polymer, the coupling agent layer and the second conductive polymer layer are combined. The adhesion between the first conductive polymer layer and the second conductive polymer layer can be further enhanced through the coupling agent layer. Therefore, ESR can be further reduced.

また、第1の導電性高分子層を形成する際の重合反応やプロセスによって、誘電体層に欠陥が生成した場合、この欠陥部分の上にカップリング剤層を形成することができる。このため、漏れ電流を小さくすることができる。   In addition, when a defect is generated in the dielectric layer by a polymerization reaction or process when forming the first conductive polymer layer, a coupling agent layer can be formed on the defective portion. For this reason, the leakage current can be reduced.

本発明の第2の局面においては、第2の導電性高分子層の上に第3の導電性高分子層を形成し、第3の導電性高分子層の上に陰極層を形成してもよい。また、この場合、第2の導電性高分子層と第3の導電性高分子層との間にカップリング剤層をさらに形成してもよい。この場合、カップリング剤層を介して、第2の導電性高分子層と第3の導電性高分子層との密着性を向上することができる。このため、ESRをさらに低減させることができる。   In the second aspect of the present invention, a third conductive polymer layer is formed on the second conductive polymer layer, and a cathode layer is formed on the third conductive polymer layer. Also good. In this case, a coupling agent layer may be further formed between the second conductive polymer layer and the third conductive polymer layer. In this case, the adhesion between the second conductive polymer layer and the third conductive polymer layer can be improved via the coupling agent layer. For this reason, ESR can be further reduced.

<本発明の第3の局面>
本発明の第3の局面は、上記本発明の第1の局面に従う製造方法において、第1の導電性高分子層を形成した陽極を、カップリング剤を含む溶液中で電解化成処理して、第1の導電性高分子層の上に第2のカップリング剤層を形成する工程と、第2のカップリング剤層の上に第2の導電性高分子層を形成する工程をさらに備えている。
<Third Aspect of the Present Invention>
According to a third aspect of the present invention, in the manufacturing method according to the first aspect of the present invention, the anode on which the first conductive polymer layer is formed is subjected to an electrolytic conversion treatment in a solution containing a coupling agent, A step of forming a second coupling agent layer on the first conductive polymer layer; and a step of forming a second conductive polymer layer on the second coupling agent layer. Yes.

従って、本発明の第3の局面は、上述の本発明の第1の局面における作用効果及び第2の局面における作用効果の両方を発揮する。   Therefore, the third aspect of the present invention exhibits both the operational effects in the first aspect of the present invention and the operational effects in the second aspect.

従って、第1のカップリング剤層による誘電体層の被覆率が高くなり、誘電体層と第1の導電性高分子層との密着性を高めることができ、ESRを低減させることができる。さらに、第2のカップリング剤層を形成する際に、カップリング剤のホスホン酸基が第1の導電性高分子層にドープされることから、第1の導電性高分子層の導電率を向上させ、ESRをさらに低減させることができる。   Therefore, the coverage of the dielectric layer by the first coupling agent layer is increased, the adhesion between the dielectric layer and the first conductive polymer layer can be increased, and ESR can be reduced. Furthermore, when the second coupling agent layer is formed, the first conductive polymer layer is doped with the phosphonic acid group of the coupling agent, so that the conductivity of the first conductive polymer layer is increased. And ESR can be further reduced.

また、第1の導電性高分子層、第2のカップリング剤層、及び第2の導電性高分子層を順次形成している。このため、第1の導電性高分子層にドープされたカップリング剤の他方のホスホン酸基が導電性高分子のドーパントとして機能し、第2のカップリング剤層と第2の導電性高分子層が結合し、第2のカップリング剤層を介して第1の導電性高分子層と第2の導電性高分子層の間の密着性をさらに高めることができる。このため、ESRをさらに低減させることができる。   In addition, a first conductive polymer layer, a second coupling agent layer, and a second conductive polymer layer are sequentially formed. For this reason, the other phosphonic acid group of the coupling agent doped in the first conductive polymer layer functions as a dopant of the conductive polymer, and the second coupling agent layer and the second conductive polymer The layers are bonded to each other, so that the adhesion between the first conductive polymer layer and the second conductive polymer layer can be further enhanced through the second coupling agent layer. For this reason, ESR can be further reduced.

また、第1の導電性高分子層を形成する際の重合反応やプロセスによって、誘電体層に欠陥が生成した場合、この欠陥部分の上にカップリング剤層を形成することができる。   In addition, when a defect is generated in the dielectric layer by a polymerization reaction or process when forming the first conductive polymer layer, a coupling agent layer can be formed on the defective portion.

本発明の第3の局面においては、第2の導電性高分子層の上に第3の導電性高分子層を形成し、第3の導電性高分子層の上に陰極層を形成してもよい。また、この場合、第2の導電性高分子層と第3の導電性高分子層との間に第3のカップリング剤層を形成してもよい。この場合、第3のカップリング剤層を介して、第2の導電性高分子層と第3の導電性高分子層との密着性を向上させることができる。このため、ESRをさらに低減させることができる。   In the third aspect of the present invention, a third conductive polymer layer is formed on the second conductive polymer layer, and a cathode layer is formed on the third conductive polymer layer. Also good. In this case, a third coupling agent layer may be formed between the second conductive polymer layer and the third conductive polymer layer. In this case, the adhesion between the second conductive polymer layer and the third conductive polymer layer can be improved via the third coupling agent layer. For this reason, ESR can be further reduced.

<カップリング剤>
本発明において用いるカップリング剤は、2つのホスホン酸基を炭化水素基を介して結合したカップリング剤である。炭化水素基としては、上記一般式(1)に示すRが挙げられる。すなわち、アルキレン基、ポリメチレンオキシ基、ポリエチレンオキシ基、ジエーテルアルキル基などが挙げられる。これらの中でも、Rは炭素数1〜18のアルキレン基であることが特に好ましい。このようなものとして、以下に示す一般式(2)で表されるものが挙げられる。
<Coupling agent>
The coupling agent used in the present invention is a coupling agent in which two phosphonic acid groups are bonded via a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include R shown in the general formula (1). That is, an alkylene group, a polymethyleneoxy group, a polyethyleneoxy group, a diether alkyl group, etc. are mentioned. Among these, R is particularly preferably an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms. As such a thing, what is represented by General formula (2) shown below is mentioned.

Figure 2012033644
Figure 2012033644

(式中、nは、1〜18の整数を示す。)   (In the formula, n represents an integer of 1 to 18.)

上記一般式(2)で表わされるカップリング剤の具体例としては、メチレンジホスホン酸(Methylenediphosphonic acid)、1,8−オクタンジホスホン酸(Octanediphosphonic acid)、12−ホスホノドデシルホスホン酸((12-Phosphonododecyl)phosphonic acid)などが挙げられる。   Specific examples of the coupling agent represented by the general formula (2) include methylenediphosphonic acid, 1,8-octanediphosphonic acid, 12-phosphonododecylphosphonic acid ((12 -Phosphonododecyl) phosphonic acid).

<電解化成処理に用いる溶液>
本発明において電解化成処理に用いる溶液は、水溶液または酸水溶液であることが好ましく、酸水溶液としてはリン酸水溶液であることが特に好ましい。また、溶液に極性溶媒が含まれていてもよい。極性溶媒としては、水溶液または酸水溶液との相溶性に優れたものであることが好ましく、このような観点から、アルコールなどの極性プロトン性溶媒が好ましく用いられる。特にメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコールを用いることが好ましい。
<Solution used for electrolytic conversion treatment>
In the present invention, the solution used for the electrolytic conversion treatment is preferably an aqueous solution or an acid aqueous solution, and the acid aqueous solution is particularly preferably a phosphoric acid aqueous solution. Further, the solution may contain a polar solvent. As a polar solvent, it is preferable that it is excellent in compatibility with aqueous solution or acid aqueous solution, From this viewpoint, polar protic solvents, such as alcohol, are used preferably. In particular, it is preferable to use alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol.

<導電性高分子層の導電性高分子>
本発明における導電性高分子を形成する導電性高分子モノマーとしては、ピロール、チオフェン、アニリン及びこれらの誘導体が挙げられる。本発明における導電性高分子層は、化学的酸化重合または電気化学的電解重合などにより形成することができる。
<Conductive polymer of conductive polymer layer>
Examples of the conductive polymer monomer that forms the conductive polymer in the present invention include pyrrole, thiophene, aniline, and derivatives thereof. The conductive polymer layer in the present invention can be formed by chemical oxidative polymerization or electrochemical electrolytic polymerization.

<図1に示す実施形態>
図1は、本発明の第1の局面に従う実施形態の固体電解コンデンサを示す模式的断面図である。
<Embodiment shown in FIG. 1>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a solid electrolytic capacitor of an embodiment according to the first aspect of the present invention.

略直方体形状を有する陽極1には、陽極リード12の一部が埋め込まれている。陽極1の表面には、誘電体層2が形成されている。陽極1は、弁作用金属またはその合金からなる粉末を焼結した多孔質体から形成されている。弁作用金属としては、例えば、タンタル、ニオブ、チタン、アルミニウム、ハウフニウム、ジルコニウム等が挙げられる。弁作用金属の合金としては、これらの弁作用金属を50原子%以上含む合金が挙げられる。なお、具体的には、多孔質体の陽極1は、多数の粉末を互いに間隔を空けて焼結することにより、成形されたものであり、陽極1を構成する粉末の表面に、誘電体層2が形成されている。   A part of the anode lead 12 is embedded in the anode 1 having a substantially rectangular parallelepiped shape. A dielectric layer 2 is formed on the surface of the anode 1. The anode 1 is formed from a porous body obtained by sintering a powder made of a valve metal or an alloy thereof. Examples of the valve action metal include tantalum, niobium, titanium, aluminum, haufnium, and zirconium. As an alloy of valve action metal, the alloy which contains these valve action metals 50 atomic% or more is mentioned. Specifically, the porous anode 1 is formed by sintering a large number of powders at intervals, and a dielectric layer is formed on the surface of the powder constituting the anode 1. 2 is formed.

誘電体層2の上には、第1のカップリング剤層3が形成されている。誘電体層2及び第1のカップリング剤層3は、2つのホスホン酸基を有するカップリング剤を含む溶液中に、陽極を浸漬し、陽極を電解化成処理することにより形成されている。   A first coupling agent layer 3 is formed on the dielectric layer 2. The dielectric layer 2 and the first coupling agent layer 3 are formed by immersing the anode in a solution containing a coupling agent having two phosphonic acid groups and subjecting the anode to electrolytic conversion treatment.

第1のカップリング剤層3の上には、第1の導電性高分子層4が形成されている。第1の導電性高分子層4も、陽極1の内部の第1のカップリング剤層3の上に形成されている。本実施例において、第1の導電性高分子層4は、化学的酸化重合により形成されている。   A first conductive polymer layer 4 is formed on the first coupling agent layer 3. The first conductive polymer layer 4 is also formed on the first coupling agent layer 3 inside the anode 1. In the present embodiment, the first conductive polymer layer 4 is formed by chemical oxidative polymerization.

第1の導電性高分子層4の上には、第2の導電性高分子層5が形成されている。第2の導電性高分子層5は、陽極1を構成する粉末の隙間を埋めるように形成されている。第2の導電性高分子層5は、本実施例において、電気化学的電解重合により形成されている。   A second conductive polymer layer 5 is formed on the first conductive polymer layer 4. The second conductive polymer layer 5 is formed so as to fill the gap between the powders constituting the anode 1. In the present embodiment, the second conductive polymer layer 5 is formed by electrochemical electrolytic polymerization.

陽極1の外周部の第2の導電性高分子層5の上には、カーボン層9が形成されている。カーボン層9は、カーボンペーストを塗布し乾燥することにより形成されている。カーボン層9の上には、銀層10が形成されている。銀層10は、銀ペーストを塗布し、乾燥することにより形成されている。カーボン層9と銀層10から陰極層11が構成されている。   A carbon layer 9 is formed on the second conductive polymer layer 5 on the outer periphery of the anode 1. The carbon layer 9 is formed by applying a carbon paste and drying it. A silver layer 10 is formed on the carbon layer 9. The silver layer 10 is formed by applying a silver paste and drying. A cathode layer 11 is composed of the carbon layer 9 and the silver layer 10.

図2は、本実施形態における陽極1の内部を拡大して示す模式的断面図である。図2に示すように、陽極1は、多孔質体であり、多孔質体の内部の表面上にも誘電体層2が形成されており、この誘電体層2の上に、第1のカップリング剤層3が形成され、第1のカップリング剤層3の上に第1の導電性高分子層4が形成されている。第1のカップリング剤層3及び第1の導電性高分子層4は、陽極1である多孔質体の内部にも形成されている。第2の導電性高分子層5は、第1の導電性高分子層4の上に形成されている。第2の導電性高分子層5は、陽極1である多孔質体の内部に形成されていてもよい。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the inside of the anode 1 in the present embodiment in an enlarged manner. As shown in FIG. 2, the anode 1 is a porous body, and a dielectric layer 2 is formed also on the surface inside the porous body. On the dielectric layer 2, the first cup is formed. A ring agent layer 3 is formed, and a first conductive polymer layer 4 is formed on the first coupling agent layer 3. The first coupling agent layer 3 and the first conductive polymer layer 4 are also formed inside the porous body that is the anode 1. The second conductive polymer layer 5 is formed on the first conductive polymer layer 4. The second conductive polymer layer 5 may be formed inside the porous body that is the anode 1.

上述のように、陽極1の外周部の第2の導電性高分子層5の上には、カーボン層9及び銀層10が形成されている。   As described above, the carbon layer 9 and the silver layer 10 are formed on the second conductive polymer layer 5 on the outer peripheral portion of the anode 1.

以上のようにしてコンデンサ素子が形成される。コンデンサ素子に、陽極端子及び陰極端子を接続し、陽極端子及び陰極端子の端部が露出するように樹脂外装体をモールド成形し、固体電解コンデンサが作製される。陰極端子は銀層10に導電性接着層を介して接続され、陽極端子は陽極リード12に溶接などにより接続される。   A capacitor element is formed as described above. A positive electrode terminal and a negative electrode terminal are connected to the capacitor element, and the resin outer package is molded so that ends of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are exposed, thereby producing a solid electrolytic capacitor. The cathode terminal is connected to the silver layer 10 via a conductive adhesive layer, and the anode terminal is connected to the anode lead 12 by welding or the like.

本実施形態においては、2つのホスホン酸基を有するカップリング剤を含む溶液中に、陽極1を浸漬し、陽極1を電解化成処理することにより、陽極1の表面に誘電体層2及び第1のカップリング剤層3を形成している。このため、第1のカップリング剤層3による誘電体層2の被覆率を高めることができ、誘電体層2と第1の導電性高分子層4との密着性を高めることができる。このため、固体電解コンデンサのESRを低減させることができる。   In the present embodiment, the anode 1 is dipped in a solution containing a coupling agent having two phosphonic acid groups, and the anode 1 is subjected to electrolytic conversion treatment, whereby the dielectric layer 2 and the first layer 1 are formed on the surface of the anode 1. The coupling agent layer 3 is formed. For this reason, the coverage of the dielectric layer 2 by the first coupling agent layer 3 can be increased, and the adhesion between the dielectric layer 2 and the first conductive polymer layer 4 can be increased. For this reason, ESR of a solid electrolytic capacitor can be reduced.

<図3に示す実施形態>
図3は、本発明の第2の局面に従い製造された固体電解コンデンサを示す模式的断面図である。
<Embodiment shown in FIG. 3>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a solid electrolytic capacitor manufactured according to the second aspect of the present invention.

図3に示すように、陽極1の上には誘電体層2が形成されている。誘電体層2は、カップリング剤を含まないリン酸水溶液などの溶液中に、陽極1を浸漬し、陽極1を電解化成処理することにより形成されている。   As shown in FIG. 3, a dielectric layer 2 is formed on the anode 1. The dielectric layer 2 is formed by immersing the anode 1 in a solution such as an aqueous phosphoric acid solution that does not contain a coupling agent, and subjecting the anode 1 to electrolytic conversion treatment.

誘電体層2の上には、第1の導電性高分子層4が形成されている。第1の導電性高分子層4は、化学的酸化重合により形成されている。誘電体層2及び第1の導電性高分子層4は、陽極1の内部の誘電体層2の上に形成されている。   A first conductive polymer layer 4 is formed on the dielectric layer 2. The first conductive polymer layer 4 is formed by chemical oxidative polymerization. The dielectric layer 2 and the first conductive polymer layer 4 are formed on the dielectric layer 2 inside the anode 1.

第1の導電性高分子層の上には、カップリング剤層8が形成されている。カップリング剤層8は、第1の導電性高分子層4を形成した陽極1を、2つのホスホン酸基を有するカップリング剤を含む溶液中に浸漬し、陽極1を電解化成処理することにより形成されている。従って、カップリング剤層8は、陽極1内部の第1の導電性高分子層4の上に形成されている。第2の導電性高分子層5は、陽極1を構成する粉末の隙間を埋めるように形成されている。第2の導電性高分子層5は、本実施形態において、電気化学的電解重合により形成されている。   A coupling agent layer 8 is formed on the first conductive polymer layer. The coupling agent layer 8 is obtained by immersing the anode 1 on which the first conductive polymer layer 4 is formed in a solution containing a coupling agent having two phosphonic acid groups, and subjecting the anode 1 to an electrolytic conversion treatment. Is formed. Therefore, the coupling agent layer 8 is formed on the first conductive polymer layer 4 inside the anode 1. The second conductive polymer layer 5 is formed so as to fill the gap between the powders constituting the anode 1. In the present embodiment, the second conductive polymer layer 5 is formed by electrochemical electrolytic polymerization.

第2の導電性高分子層5の上には、カーボン層9及び銀層10からなる陰極層11が形成されている。   A cathode layer 11 composed of a carbon layer 9 and a silver layer 10 is formed on the second conductive polymer layer 5.

以上のようにしてコンデンサ素子を形成し、図1に示す実施形態と同様にして陽極端子及び陰極端子を接続し、樹脂外装体を成形して、固体電解コンデンサが作製されている。   The capacitor element is formed as described above, the anode terminal and the cathode terminal are connected in the same manner as in the embodiment shown in FIG. 1, and the resin outer package is formed to produce a solid electrolytic capacitor.

本実施形態においては、カップリング剤層8を形成する際に、カップリング剤のホスホン酸基が第1の導電性高分子層4にドープされるため、第1の導電性高分子層4の導電率を向上させることができ、ESRを低減させることができる。   In the present embodiment, when the coupling agent layer 8 is formed, the phosphonic acid group of the coupling agent is doped into the first conductive polymer layer 4, so that the first conductive polymer layer 4 Conductivity can be improved and ESR can be reduced.

また、第1の導電性高分子層4と第2の導電性高分子層5の間にカップリング剤層8が形成されているので、第1の導電性高分子層4と第2の導電性高分子層5の間の密着性をさらに高めることができ、ESRをさらに低減させることができる。   Further, since the coupling agent layer 8 is formed between the first conductive polymer layer 4 and the second conductive polymer layer 5, the first conductive polymer layer 4 and the second conductive polymer layer 5 are formed. The adhesion between the conductive polymer layers 5 can be further increased, and the ESR can be further reduced.

<図4に示す実施形態>
図4は、本発明の第3の局面に従う方法により製造された固体電解コンデンサを示す模式的断面図である。
<Embodiment shown in FIG. 4>
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a solid electrolytic capacitor manufactured by the method according to the third aspect of the present invention.

図4に示すように、図1に示す実施形態と同様にして、陽極1の上に誘電体層2及び第1のカップリング剤層3が形成されている。また、図3に示す実施形態と同様にして、第1の導電性高分子層4と第2の導電性高分子層5の間に第2のカップリング剤層8が形成されている。   As shown in FIG. 4, the dielectric layer 2 and the first coupling agent layer 3 are formed on the anode 1 in the same manner as the embodiment shown in FIG. Similarly to the embodiment shown in FIG. 3, a second coupling agent layer 8 is formed between the first conductive polymer layer 4 and the second conductive polymer layer 5.

従って、本実施形態によれば、誘電体層2と第1の導電性高分子層4との間の密着性を、それらの間に介在する第1のカップリング剤層3の存在によって高めることができ、ESRを低減することができる。   Therefore, according to the present embodiment, the adhesion between the dielectric layer 2 and the first conductive polymer layer 4 is enhanced by the presence of the first coupling agent layer 3 interposed therebetween. ESR can be reduced.

また、第1の導電性高分子層4に、第2のカップリング剤層8におけるカップリング剤層8のホスホン酸基をドープすることができ、第1の導電性高分子層4の導電率を向上させ、ESRをさらに低減させることができる。   Further, the first conductive polymer layer 4 can be doped with the phosphonic acid group of the coupling agent layer 8 in the second coupling agent layer 8, and the conductivity of the first conductive polymer layer 4 can be doped. And ESR can be further reduced.

さらに、第1の導電性高分子層4と第2の導電性高分子層5の間に、第2のカップリング剤層8を介在させることにより、第1の導電性高分子層4と第2の導電性高分子層5との間の密着性をさらに高めることができ、ESRをさらに低減させることができる。   Further, by interposing the second coupling agent layer 8 between the first conductive polymer layer 4 and the second conductive polymer layer 5, the first conductive polymer layer 4 and the second conductive polymer layer 4 The adhesion between the two conductive polymer layers 5 can be further increased, and the ESR can be further reduced.

以下、本発明に従う具体的な実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of specific examples according to the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
本実施例は、本発明の第2の局面に従う実施例である。
Example 1
This example is an example according to the second aspect of the present invention.

従って、図3に示すように、誘電体層2の上に第1の導電性高分子層4を形成し、第1の導電性高分子層4と第2の導電性高分子層5の間にカップリング剤層8を形成する。具体的には、以下のようにして本実施例の固体電解コンデンサを製造した。   Therefore, as shown in FIG. 3, the first conductive polymer layer 4 is formed on the dielectric layer 2, and the gap between the first conductive polymer layer 4 and the second conductive polymer layer 5 is formed. The coupling agent layer 8 is formed on the substrate. Specifically, the solid electrolytic capacitor of this example was manufactured as follows.

陽極1を、65℃の0.1重量%リン酸水溶液中で、定電圧を用い10Vを陽極1に印加して、10時間電解化成処理することにより、陽極1の表面に誘電体層2を形成した。   A dielectric layer 2 is formed on the surface of the anode 1 by applying 10 V to the anode 1 using a constant voltage in a 0.1 wt% phosphoric acid aqueous solution at 65 ° C. Formed.

次に、ピロール3.0M(モル/リットル)を含むエタノール溶液に、誘電体層2を形成した陽極1を5分間浸漬し、次に過硫酸アンモニウム0.1M及びアルキルナフタレンスルホン酸0.1Mを含む水溶液に、25℃で5分間浸漬して、誘電体層2の上に第1の導電性高分子層4を形成した。   Next, the anode 1 on which the dielectric layer 2 is formed is immersed in an ethanol solution containing 3.0M (mol / liter) of pyrrole for 5 minutes, and then 0.1M ammonium persulfate and 0.1M alkylnaphthalenesulfonic acid are contained. The first conductive polymer layer 4 was formed on the dielectric layer 2 by immersing in an aqueous solution at 25 ° C. for 5 minutes.

次に、純水中に、ホスホン酸基を2つ有するカップリング剤である1,8−オクタンジホスホン酸(アルドリッチ社製)を0.5mM(ミリモル/リットル)の濃度となるように溶解して、電解液を作製した。この電解液中に、第1の導電性高分子層4を形成した陽極1を浸漬し、65℃で定電圧10Vを陽極1に印加して、1時間電解化成処理することにより、第1の導電性高分子層4の上に、カップリング剤層8を形成した。   Next, 1,8-octanediphosphonic acid (manufactured by Aldrich), which is a coupling agent having two phosphonic acid groups, is dissolved in pure water so as to have a concentration of 0.5 mM (mmol / liter). Thus, an electrolytic solution was prepared. By immersing the anode 1 on which the first conductive polymer layer 4 is formed in this electrolytic solution, applying a constant voltage of 10 V to the anode 1 at 65 ° C., and performing an electrolytic conversion treatment for 1 hour, A coupling agent layer 8 was formed on the conductive polymer layer 4.

次に、ピロール0.2M及びアルキルナフタレンスルホン酸0.2Mを含む25℃の水溶液中に、カップリング剤層8を形成した陽極1を浸漬し、第1の導電性高分子層4をアノードとして、0.5mAの電流を3時間通電することにより、第2の導電性高分子層5を形成した。   Next, the anode 1 on which the coupling agent layer 8 is formed is immersed in an aqueous solution at 25 ° C. containing 0.2M pyrrole and 0.2M alkylnaphthalenesulfonic acid, and the first conductive polymer layer 4 is used as the anode. The second conductive polymer layer 5 was formed by applying a current of 0.5 mA for 3 hours.

その後、上述のようにして、陽極端子及び陰極端子を接続し、エポキシ樹脂でトランスファー成形することにより樹脂成形体を形成し、固体電解コンデンサを作製した。   Thereafter, as described above, an anode terminal and a cathode terminal were connected, and a resin molded body was formed by transfer molding with an epoxy resin, thereby producing a solid electrolytic capacitor.

(実施例2)
実施例1において、カップリング剤層8を形成するための電解液として、0.1重量%リン酸水溶液中に、1,8−オクタンジホスホン酸(アルドリッチ社製)を0.5mM(ミリモル/リットル)の濃度で含む電解液を用いる以外は、実施例1と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
(Example 2)
In Example 1, as an electrolytic solution for forming the coupling agent layer 8, 1,8-octanediphosphonic acid (manufactured by Aldrich) was added to 0.5 mM (mmol / mmol) in a 0.1 wt% phosphoric acid aqueous solution. A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that an electrolytic solution containing a concentration of 1 liter) was used.

(実施例3)
本実施例は、本発明の第1の局面に従う実施例である。従って、陽極1を、カップリング剤を含む溶液中に浸漬して、電解化成処理することにより、図1に示すように、陽極1の上に誘電体層2及び第1のカップリング剤層3を形成している。具体的には、以下のようにして陽極1の上に、誘電体層2及び第1のカップリング剤層3を形成した。
(Example 3)
This example is an example according to the first aspect of the present invention. Therefore, the anode 1 is immersed in a solution containing a coupling agent and subjected to an electrolytic conversion treatment, whereby the dielectric layer 2 and the first coupling agent layer 3 are formed on the anode 1 as shown in FIG. Is forming. Specifically, the dielectric layer 2 and the first coupling agent layer 3 were formed on the anode 1 as follows.

純水中にホスホン酸基を2つ有するカップリング剤である1,8−オクタンジホスホン酸(アルドリッチ社製)を0.5mMの濃度で含む電解液中に、陽極1を浸漬した。65℃の電解液中で、定電圧10Vを陽極1に印加して、10時間電解化成処理することにより、陽極1の表面に誘電体層2及び第1のカップリング剤層3を形成した。   The anode 1 was immersed in an electrolytic solution containing 1,8-octanediphosphonic acid (manufactured by Aldrich), which is a coupling agent having two phosphonic acid groups, in pure water at a concentration of 0.5 mM. A dielectric layer 2 and a first coupling agent layer 3 were formed on the surface of the anode 1 by applying a constant voltage of 10 V to the anode 1 in an electrolytic solution at 65 ° C. and subjecting it to an electrolytic conversion treatment for 10 hours.

次に、陽極1を、ピロール3.0Mを含むエタノール溶液に5分間浸漬し、次に過硫酸アンモニウム0.1M及びアルキルナフタレンスルホン酸0.1Mを含む水溶液に、25℃で5分間浸漬して、第1のカップリング剤層3の上に、第1の導電性高分子層4を形成した。   Next, the anode 1 is immersed in an ethanol solution containing 3.0 M of pyrrole for 5 minutes, and then immersed in an aqueous solution containing 0.1 M ammonium persulfate and 0.1 M alkylnaphthalenesulfonic acid at 25 ° C. for 5 minutes. A first conductive polymer layer 4 was formed on the first coupling agent layer 3.

次に、ピロール0.2M及びアルキルナフタレンスルホン酸0.2Mを含む25℃の水溶液中に、第1の導電性高分子層4を形成した陽極1を浸漬し、第1の導電性高分子層4をアノードとして、0.5mAの電流を3時間通電することにより、第2の導電性高分子層5を形成した。   Next, the anode 1 on which the first conductive polymer layer 4 was formed was immersed in an aqueous solution at 25 ° C. containing pyrrole 0.2M and alkylnaphthalenesulfonic acid 0.2M, and the first conductive polymer layer The second conductive polymer layer 5 was formed by applying a current of 0.5 mA for 3 hours using 4 as an anode.

第2の導電性高分子層5を形成した後、実施例1と同様にして、陰極層11を形成し、陽極端子及び陰極端子を接続して、樹脂外装体を形成し、固体電解コンデンサを作製した。   After forming the second conductive polymer layer 5, the cathode layer 11 is formed in the same manner as in Example 1, the anode terminal and the cathode terminal are connected, the resin sheathing is formed, and the solid electrolytic capacitor is formed. Produced.

(実施例4)
実施例3において、誘電体層2及び第1のカップリング剤層3を形成するための電解液として、0.1重量%リン酸水溶液中に、1,8−オクタンジホスホン酸(アルドリッチ社製)を0.5mMの濃度で含む電解液を用いる以外は、実施例3と同様にして、固体電解コンデンサを作製した。
Example 4
In Example 3, 1,8-octanediphosphonic acid (manufactured by Aldrich) was used as an electrolytic solution for forming the dielectric layer 2 and the first coupling agent layer 3 in a 0.1 wt% phosphoric acid aqueous solution. ) Was used in the same manner as in Example 3 except that an electrolytic solution containing 0.5 mM was used.

(実施例5)
本実施例は、本発明の第3の局面に従う実施例である。
(Example 5)
This example is an example according to the third aspect of the present invention.

従って、図4に示すように、陽極1をカップリング剤を含む溶液中で電解化成処理することにより、陽極1の上に誘電体層2及び第1のカップリング剤層3を形成し、かつ第1の導電性高分子層4と第2の導電性高分子層5の間に第2のカップリング剤層8を形成している。   Therefore, as shown in FIG. 4, the anode 1 is subjected to electrolytic conversion treatment in a solution containing a coupling agent to form a dielectric layer 2 and a first coupling agent layer 3 on the anode 1, and A second coupling agent layer 8 is formed between the first conductive polymer layer 4 and the second conductive polymer layer 5.

具体的には、実施例4と同様にして、陽極1の上に誘電体層2及び第1のカップリング剤層3を形成し、実施例1と同様にして、第1の導電性高分子層4の上に第2のカップリング剤層8を形成し、その上に第2の導電性高分子層5を形成した。   Specifically, the dielectric layer 2 and the first coupling agent layer 3 are formed on the anode 1 in the same manner as in Example 4, and the first conductive polymer is formed in the same manner as in Example 1. A second coupling agent layer 8 was formed on the layer 4, and a second conductive polymer layer 5 was formed thereon.

第2の導電性高分子層5を形成した後、実施例1と同様にして、陰極層11を形成し、陽極端子及び陰極端子を接続して、樹脂外装体を形成し、固体電解コンデンサを作製した。   After forming the second conductive polymer layer 5, the cathode layer 11 is formed in the same manner as in Example 1, the anode terminal and the cathode terminal are connected, the resin sheathing is formed, and the solid electrolytic capacitor is formed. Produced.

(実施例6)
電解化成処理するための電解液として、0.1重量%リン酸水溶液中に、1,8−オクタンジホスホン酸を0.5mMの濃度で含む電解液を用いて、誘電体層2、第1のカップリング剤層3及び第2のカップリング剤層8を形成した以外は、実施例5と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
(Example 6)
As an electrolytic solution for electrolytic conversion treatment, an electrolytic solution containing 1,8-octanediphosphonic acid at a concentration of 0.5 mM in a 0.1% by weight phosphoric acid aqueous solution is used. A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 5 except that the coupling agent layer 3 and the second coupling agent layer 8 were formed.

(比較例1)
実施例5において、本発明のホスホン酸基を有するカップリング剤に代えて、シランカップリング剤を用いた。シランカップリング剤としては、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(商品名「KBM−803」、信越化学社製シランカップリング剤)を用いた。3−メルカプトプロピルトリメトキシシランを0.1M含む25℃の水溶液に、陽極1を10分間浸漬させた後、130℃で30分間乾燥させて純水で洗浄し、再び100℃で乾燥させることにより、第1のカップリング剤層3及び第2のカップリング剤層8を形成した。それ以外は、実施例5と同様にして固体電解コンデンサを作製した。従って、本比較例においては、カップリング剤を含む溶液中で電解化成処理させるのではなく、シランカップリング剤を含む溶液を表面に接触させて付着させた後乾燥させることにより、カップリング剤層を形成した。
(Comparative Example 1)
In Example 5, a silane coupling agent was used in place of the coupling agent having a phosphonic acid group of the present invention. As the silane coupling agent, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (trade name “KBM-803”, a silane coupling agent manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used. By immersing the anode 1 in a 25 ° C aqueous solution containing 0.1M 3-mercaptopropyltrimethoxysilane for 10 minutes, drying at 130 ° C for 30 minutes, washing with pure water, and drying again at 100 ° C The 1st coupling agent layer 3 and the 2nd coupling agent layer 8 were formed. Other than that was carried out similarly to Example 5, and produced the solid electrolytic capacitor. Therefore, in this comparative example, the coupling agent layer is not formed by electrolytic conversion treatment in the solution containing the coupling agent, but by drying after the solution containing the silane coupling agent is brought into contact with the surface and then dried. Formed.

〔固体電解コンデンサの特性の評価〕
得られた各固体電解コンデンサについて、ESRを測定した。ESRは、LCRメータ(インダクタンス−キャパシタンス−レジスタンス測定装置)を用いて、周波数100kHzで測定した。測定結果を表1に示す。なお、表1に示す値は、比較例1を基準とした層対置である。
[Evaluation of characteristics of solid electrolytic capacitors]
ESR was measured for each obtained solid electrolytic capacitor. ESR was measured at a frequency of 100 kHz using an LCR meter (inductance-capacitance-resistance measuring device). The measurement results are shown in Table 1. In addition, the value shown in Table 1 is the layer position on the basis of Comparative Example 1.

Figure 2012033644
Figure 2012033644

上述のように、実施例1及び実施例2は本発明の第2の局面に従う実施例であり、実施例3及び実施例4は本発明の第1の局面に従う実施例であり、実施例5及び実施例6は本発明の第3の局面に従う実施例である。また、実施例1、実施例3及び実施例5においては、純水中にカップリング剤を溶解した水溶液を電解化成処理のための電解液として用いている。実施例2、実施例4及び実施例6においては、0.1重量%リン酸水溶液にカップリング剤を溶解した溶液を、電解化成処理のための電解液として用いている。   As described above, Example 1 and Example 2 are examples according to the second aspect of the present invention, Example 3 and Example 4 are examples according to the first aspect of the present invention, and Example 5 And Example 6 is an example according to the third aspect of the present invention. Moreover, in Example 1, Example 3, and Example 5, the aqueous solution which melt | dissolved the coupling agent in the pure water is used as an electrolyte solution for electrolytic conversion treatment. In Example 2, Example 4, and Example 6, the solution which melt | dissolved the coupling agent in 0.1 weight% phosphoric acid aqueous solution is used as an electrolyte solution for electrolytic conversion treatment.

表1に示すように、本発明に従う実施例1〜6の固体電解コンデンサは、いずれも比較例1の固体電解コンデンサに比べ、ESRが小さくなっている。従って、本発明に従い少なくとも2つのホスホン酸基を有するカップリング剤を含む溶液に、陽極を浸漬し、陽極を電解化成処理してカップリング剤層を形成することにより、誘電体層に対する導電性高分子層の密着性及び/または導電性高分子層に対する導電性高分子層の密着性をより強固にすることができ、誘電体層と導電性高分子層の接触抵抗及び/または導電性高分子層と導電性高分子層の接触抵抗を低減することができ、ESRを低減することができる。   As shown in Table 1, each of the solid electrolytic capacitors of Examples 1 to 6 according to the present invention has a smaller ESR than the solid electrolytic capacitor of Comparative Example 1. Therefore, according to the present invention, the anode is immersed in a solution containing a coupling agent having at least two phosphonic acid groups, and the anode is subjected to electrolytic conversion treatment to form a coupling agent layer. The adhesion of the molecular layer and / or the adhesion of the conductive polymer layer to the conductive polymer layer can be further strengthened, and the contact resistance between the dielectric layer and the conductive polymer layer and / or the conductive polymer The contact resistance between the layer and the conductive polymer layer can be reduced, and the ESR can be reduced.

実施例1と実施例3を比較すると、誘電体層2と第1の導電性高分子層4の間に第1のカップリング剤層を形成した実施例3の方が、第1の導電性高分子層4と第2の導電性高分子層5の間に第2のカップリング剤層8を形成した実施例1よりも、ESRが低減されている。このことから、導電性高分子層と導電性高分子層の間よりも、誘電体層と導電性高分子層の間の密着性の向上による接触抵抗低減の効果の方が大きいと考えられる。   When Example 1 and Example 3 are compared, Example 3 in which the first coupling agent layer is formed between the dielectric layer 2 and the first conductive polymer layer 4 has the first conductivity. The ESR is reduced as compared with Example 1 in which the second coupling agent layer 8 is formed between the polymer layer 4 and the second conductive polymer layer 5. From this, it is considered that the effect of reducing the contact resistance by improving the adhesion between the dielectric layer and the conductive polymer layer is greater than that between the conductive polymer layer and the conductive polymer layer.

また、実施例5と、実施例1及び実施例3との比較から、誘電体層2と第1の導電性高分子層4の間に第1のカップリング剤層3を形成し、さらに第1の導電性高分子層4と第2の導電性高分子層5の間に第2のカップリング剤層8を形成することにより、ESRをさらに低減できる。   Further, from the comparison between Example 5 and Example 1 and Example 3, the first coupling agent layer 3 is formed between the dielectric layer 2 and the first conductive polymer layer 4, and By forming the second coupling agent layer 8 between the first conductive polymer layer 4 and the second conductive polymer layer 5, ESR can be further reduced.

実施例1と実施例2との比較、実施例3と実施例4との比較、実施例5と実施例6との比較から、電解化成処理に用いる電解液として、リン酸を含む電解液を用いた方が、ESRが低減されている。これは、リン酸を含む電解液を用いることにより、電解化成に消費されるカップリング剤の量が少なくなり、より多くのカップリング剤がカップリング剤層の形成に使用されるためであると思われる。これにより、誘電体層2に対する導電性高分子層4の被覆率が増加し、誘電体層に対する導電性高分子層の密着性、及び導電性高分子層に対する導電性高分子層の密着性がより強固になり、誘電体層と導電性高分子層、及び導電性高分子層と導電性高分子層の接触抵抗が低減し、ESRが低減すると考えられる。   From the comparison between Example 1 and Example 2, the comparison between Example 3 and Example 4, and the comparison between Example 5 and Example 6, an electrolytic solution containing phosphoric acid was used as the electrolytic solution used for the electrolytic conversion treatment. The ESR is reduced when used. This is because by using an electrolyte containing phosphoric acid, the amount of coupling agent consumed for electrolytic formation is reduced, and more coupling agent is used for forming the coupling agent layer. Seem. Thereby, the coverage of the conductive polymer layer 4 with respect to the dielectric layer 2 is increased, and the adhesion of the conductive polymer layer to the dielectric layer and the adhesion of the conductive polymer layer to the conductive polymer layer are improved. It is considered that the contact resistance between the dielectric layer and the conductive polymer layer, and between the conductive polymer layer and the conductive polymer layer is reduced, and the ESR is reduced.

実施例6と、実施例1〜5との比較から、誘電体層2と第1の導電性高分子層4の間に第1のカップリング剤層3を形成し、第1の導電性高分子層4と第2の導電性高分子層5の間に第2のカップリング剤層8を形成し、電解化成処理するための電解液として、リン酸を含む電解液を用いることにより、ESRを最も低減できることがわかる。   From the comparison between Example 6 and Examples 1 to 5, the first coupling agent layer 3 is formed between the dielectric layer 2 and the first conductive polymer layer 4, and the first conductive high By forming a second coupling agent layer 8 between the molecular layer 4 and the second conductive polymer layer 5 and using an electrolytic solution containing phosphoric acid as an electrolytic solution for electrolytic conversion treatment, ESR It can be seen that can be reduced most.

1…陽極
2…誘電体層
3…第1のカップリング剤層
4…第1の導電性高分子層
5…第2の導電性高分子層
6…第3の導電性高分子層
7…導電性高分子層
8…第2のカップリング剤層
9…カーボン層
10…銀層
11…陰極層
12…陽極リード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Anode 2 ... Dielectric layer 3 ... 1st coupling agent layer 4 ... 1st conductive polymer layer 5 ... 2nd conductive polymer layer 6 ... 3rd conductive polymer layer 7 ... Conductivity Polymer layer 8 ... second coupling agent layer 9 ... carbon layer 10 ... silver layer 11 ... cathode layer 12 ... anode lead

Claims (4)

陽極を形成する工程と、
2つのホスホン酸基を炭化水素基を介して結合したカップリング剤を含む溶液中で、前記陽極を電解化成処理して、前記陽極の表面に誘電体層及び第1のカップリング剤層を形成する工程と、
前記第1のカップリング剤層の上に第1の導電性高分子層を形成する工程と、
前記第1の導電性高分子層の上に陰極層を形成する工程とを備える、固体電解コンデンサの製造方法。
Forming an anode;
The anode is subjected to electrolytic conversion treatment in a solution containing a coupling agent in which two phosphonic acid groups are bonded via a hydrocarbon group to form a dielectric layer and a first coupling agent layer on the surface of the anode. And a process of
Forming a first conductive polymer layer on the first coupling agent layer;
And a step of forming a cathode layer on the first conductive polymer layer.
前記第1の導電性高分子層を形成した陽極を、前記カップリング剤を含む溶液中で電解化成処理して、前記第1の導電性高分子層の上に第2のカップリング剤層を形成する工程と、
前記第2のカップリング剤層の上に第2の導電性高分子層を形成する工程とをさらに備え、
前記陰極層を形成する工程が、前記第2の導電性高分子層の上に陰極層を形成する工程である、請求項1に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
The anode on which the first conductive polymer layer is formed is subjected to electrolytic conversion treatment in a solution containing the coupling agent, and a second coupling agent layer is formed on the first conductive polymer layer. Forming, and
Forming a second conductive polymer layer on the second coupling agent layer,
The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the step of forming the cathode layer is a step of forming a cathode layer on the second conductive polymer layer.
陽極を形成する工程と、
前記陽極の表面に誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層の上に第1の導電性高分子層を形成する工程と、
前記第1の導電性高分子層を形成した陽極を、2つのホスホン酸基を炭化水素基を介して結合したカップリング剤を含む溶液中で電解化成処理して、前記第1の導電性高分子層の上にカップリング剤層を形成する工程と、
前記カップリング剤層の上に第2の導電性高分子層を形成する工程と、
前記第2の導電性高分子層の上に陰極層を形成する工程とを備える、固体電解コンデンサの製造方法。
Forming an anode;
Forming a dielectric layer on the surface of the anode;
Forming a first conductive polymer layer on the dielectric layer;
The anode on which the first conductive polymer layer is formed is subjected to electrolytic conversion treatment in a solution containing a coupling agent in which two phosphonic acid groups are bonded via a hydrocarbon group, so that the first conductive high-molecular layer is formed. Forming a coupling agent layer on the molecular layer;
Forming a second conductive polymer layer on the coupling agent layer;
And a step of forming a cathode layer on the second conductive polymer layer.
前記カップリング剤が、以下の一般式(1)で表される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
Figure 2012033644
(式中、Rは、−(CH−、−(CHO)−、−(CO)−、または−O−(CH−O−を示し、nは、1〜18の整数を示す。)
The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the coupling agent is represented by the following general formula (1).
Figure 2012033644
(Wherein R represents — (CH 2 ) n —, — (CH 2 O) n —, — (C 2 H 5 O) n —, or —O— (CH 2 ) n —O—, n represents an integer of 1 to 18.)
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