JP2000077271A - Electrolytic solution for driving electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same - Google Patents

Electrolytic solution for driving electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same

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JP2000077271A
JP2000077271A JP24488398A JP24488398A JP2000077271A JP 2000077271 A JP2000077271 A JP 2000077271A JP 24488398 A JP24488398 A JP 24488398A JP 24488398 A JP24488398 A JP 24488398A JP 2000077271 A JP2000077271 A JP 2000077271A
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Japan
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electrolytic capacitor
imidazolidinone
solvent
electrolytic
acid
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Yukihiro Nitta
幸弘 新田
Yoshito Minazu
嘉人 水津
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deformation of the external appearance of an electrolytic capacitor due to thermal stresses during surface mounting, eliminate the failures in soldering during mounting thereby, and improve the reliability at high temperature and high moisture as well as impedance at low temperatures. SOLUTION: This electrolytic solution contains a 1,3-dimethyl-2- imidazolidinone, a sub-solvent and an organic acid salt, and the sub-solvent is an organic solvent having a boiling point of 20 deg.C or higher, and the organic acid salt has an hydrogen ion concentraction of 1.0×10-13 mol/dm3 or more (measured at 30 deg.C), when a 1 wt.% aqueous solution of a base or a hydroxide of base comprising the organic acid salt is adjusted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は各種電解コンデンサ
に使用される電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを
用いた電解コンデンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor used for various electrolytic capacitors and an electrolytic capacitor using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来における電解コンデンサ駆動用電解
液(以下、電解液という)としては、エチレングリコー
ルに電解質としてホウ酸やアジピン酸のアンモニウム塩
を溶解させたものが知られている。
2. Description of the Related Art As a conventional electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor (hereinafter referred to as an electrolytic solution), a solution in which an ammonium salt of boric acid or adipic acid is dissolved as an electrolyte in ethylene glycol is known.

【0003】また、低温特性の優れた電解液としては、
低温での粘性が低いN,N−ジメチルホルムアミドやγ
−ブチロラクトンに有機酸や無機酸またはそれらの塩を
電解質として溶解させたものが用いられており、トリエ
チルアミン、ジエチルアミン塩を電解質とした電解液
(特開昭54−1024号公報)等が知られている。さ
らに、マレイン酸またはシトラコン酸の第四級アンモニ
ウム塩を電解質とした電解液(特公平3−6646号公
報)や、芳香族カルボン酸の第四級アンモニウム塩を電
解質とする電解液(特公平3−8092号公報)等が知
られている。また、アルキル置換アミジン基を有する化
合物の4級化物のカルボン酸塩を電解質とする電解液
(再公表特許国際公開番号WO95/15572)、い
わゆるアミジン系電解液などが知られている。
[0003] Further, as an electrolyte having excellent low-temperature characteristics,
Low viscosity N, N-dimethylformamide or γ at low temperature
-An organic or inorganic acid or a salt thereof dissolved in butyrolactone as an electrolyte is used. An electrolytic solution using triethylamine or diethylamine salt as an electrolyte (JP-A-54-1024) is known. I have. Further, an electrolyte using a quaternary ammonium salt of maleic acid or citraconic acid as an electrolyte (Japanese Patent Publication No. 3-6646) or an electrolyte using a quaternary ammonium salt of an aromatic carboxylic acid as an electrolyte (Japanese Patent Publication No. -8092) and the like. In addition, an electrolytic solution using a carboxylate of a quaternized compound having an alkyl-substituted amidine group as an electrolyte (republished patent international publication number WO95 / 15572), a so-called amidine-based electrolytic solution, and the like are known.

【0004】また、沸点が高い有機溶媒を用いた電解液
としては、3−メチル−1,3−オキサゾリジン−2−
オン(特開昭61−193420号公報)を含有する電
解液や、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(特
開昭62−266817号公報および特開平6−547
1号公報)を含有する電解液が知られている。
As an electrolyte using an organic solvent having a high boiling point, 3-methyl-1,3-oxazolidine-2-
And an electrolyte containing 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (JP-A-62-266817 and JP-A-6-547).
No. 1) is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のエチレングリコールにホウ酸やアジピン酸のアンモニ
ウム塩を溶解した電解液や、N,N−ジメチルホルムア
ミドやγ−ブチロラクトンにトリエチルアミン塩やジエ
チルアミン塩や第四級アンモニウム塩やアルキル置換ア
ミジン基を有する化合物の4級塩を電解質として溶解し
た電解液は、これらの溶媒の沸点(耐熱性)が十分では
なく、これらで電解コンデンサ(以下、コンデンサとい
う)を構成して面実装部品として使用した場合、面実装
時の熱処理条件(半田付けの温度や、リフロー炉を通過
する時間)によっては、内部圧力の上昇により外観の変
形が生じ、その結果、実装の際に半田付け不良が生じる
場合があった。
However, the above-mentioned conventional electrolytic solution in which an ammonium salt of boric acid or adipic acid is dissolved in ethylene glycol, or a triethylamine salt, a diethylamine salt or a quaternary amine in N, N-dimethylformamide or γ-butyrolactone. Electrolytic solutions in which quaternary ammonium salts or quaternary salts of compounds having an alkyl-substituted amidine group are dissolved as electrolytes do not have sufficient boiling points (heat resistance) of these solvents, and these constitute an electrolytic capacitor (hereinafter referred to as a capacitor). When used as a surface-mounted component, the appearance of the surface may be deformed due to an increase in internal pressure, depending on the heat treatment conditions during surface mounting (soldering temperature and time required to pass through a reflow furnace). In some cases, poor soldering occurred.

【0006】また、第4級アンモニウム塩を含有する電
解液においては、電解質塩基のアルカリ性が強いために
コンデンサ内部で電気化学反応が生じた際、負極の近傍
で強アルカリ性物質が生じ、この強アルカリ性物質がコ
ンデンサの封口体である弾性体の封止力を低下させ、そ
の結果、高温高湿の条件下では電解液が外部へ漏出する
場合があった。
In an electrolyte containing a quaternary ammonium salt, when an electrochemical reaction occurs inside the capacitor due to the strong alkalinity of the electrolyte base, a strong alkaline substance is generated near the negative electrode, and the strong alkaline substance is generated. The substance reduces the sealing force of the elastic body, which is the sealing body of the capacitor, and as a result, the electrolyte may leak to the outside under high temperature and high humidity conditions.

【0007】また、3−メチル−1,3−オキサゾリジ
ン−2−オンおよび1,3−ジメチル−2−イミダゾリ
ジノンを含有する電解液においては、この溶媒の沸点が
比較的高いために、上記のような面実装時の熱ストレス
によるコンデンサの内部圧力の上昇による外観の変形は
生じくにい一方で、溶媒自身の凝固点が高く0℃以上
(3−メチル−1,3−オキサゾリジン−2−オンの凝
固点:15℃、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノ
ンの凝固点:8℃)であるために、電解液を構成した際
にも低温での凝固性が大きく、−25℃以下での電導度
が低く、低温でのインピーダンスの良好な電解コンデン
サを構成できないという課題を有していた。
In an electrolyte containing 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, the boiling point of the solvent is relatively high. As described above, the appearance of the capacitor is not easily deformed due to an increase in the internal pressure of the capacitor due to thermal stress at the time of surface mounting, but the freezing point of the solvent itself is high and 0 ° C. or higher (3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one). Solidification point: 15 ° C .; 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone: 8 ° C.). There is a problem that an electrolytic capacitor having low conductivity and good impedance at low temperature cannot be formed.

【0008】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るものであり、面実装時の熱ストレスによる電解コンデ
ンサの外観変形を抑制し、それによる実装時の半田付け
不良を改善するとともに、高温高湿条件下での信頼性を
改善し、かつ低温でのインピーダンス性能を改善するこ
とができる電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用
いた電解コンデンサを提供することを目的とするもので
ある。
The present invention is to solve such a conventional problem, and suppresses the appearance deformation of the electrolytic capacitor due to the thermal stress at the time of surface mounting, thereby improving the poor soldering at the time of mounting and improving the high temperature. An object of the present invention is to provide an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor capable of improving the reliability under high humidity conditions and improving the impedance performance at a low temperature, and an electrolytic capacitor using the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン
と副溶媒と有機酸塩を含有し、かつ副溶媒が沸点200
℃以上の有機溶媒であり、かつ有機酸塩の性状が、有機
酸塩を構成する塩基または塩基の水酸化物の1重量%水
溶液を調整した際の水素イオン濃度が1.0×10-13
モル/dm3以上(但し、測定温度30℃)である構成
の電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いた電解
コンデンサとしたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, a co-solvent and an organic acid salt, and the co-solvent has a boiling point of 200.
An organic solvent having a hydrogen ion concentration of 1.0 × 10 −13 when a 1% by weight aqueous solution of a base or a hydroxide of the base constituting the organic acid salt is prepared.
An electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor having a constitution of not less than mol / dm 3 (however, the measurement temperature is 30 ° C.) and an electrolytic capacitor using the same.

【0010】この本発明によれば、沸点の高い、1,3
−ジメチル−2−イミダゾリジノンを溶媒成分として含
有するため、高温雰囲気においても電解液が気化しにく
くなり、内部圧力の上昇が抑制でき、その結果電解コン
デンサの外観変形が抑制でき、これにより実装時の半田
付け不良を改善することができるものである。
According to the present invention, 1,3 having a high boiling point
-Since dimethyl-2-imidazolidinone is contained as a solvent component, the electrolytic solution is less likely to evaporate even in a high-temperature atmosphere, and a rise in internal pressure can be suppressed. As a result, the appearance deformation of the electrolytic capacitor can be suppressed, thereby mounting. It is possible to improve poor soldering at the time.

【0011】また、副溶媒を含有することで、1,3−
ジメチル−2−イミダゾリジノンとの混合による凝固点
降下効果が発現し、−25℃以下でも凝固しない電解液
を構成することができるので、電解液の低温範囲での電
導度を改善することができる。その際、副溶媒の沸点を
200℃以上のものに限定することで、1,3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノンの特徴である高温雰囲気での
内部圧力上昇抑制効果を損なうこともない。
Further, by containing a co-solvent, 1,3-
A freezing point lowering effect is exhibited by mixing with dimethyl-2-imidazolidinone, and an electrolytic solution that does not coagulate even at −25 ° C. or lower can be formed, so that the electrical conductivity of the electrolytic solution in a low temperature range can be improved. . At this time, by limiting the boiling point of the sub-solvent to 200 ° C. or higher, the effect of suppressing an increase in internal pressure in a high-temperature atmosphere, which is a feature of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, is not impaired.

【0012】更には、有機酸塩の性状を、有機酸塩を構
成する塩基または塩基の水酸化物の1重量%水溶液を調
整した際の水素イオン濃度を1.0×10-13モル/d
3以上(但し、測定温度30℃)とすることで電解質
塩基のアルカリ性を弱めに限定できるので、コンデンサ
内部で電気化学反応が生じた際にも負極の近傍では強ア
ルカリ性物質が生じにくく、このため電解コンデンサの
封口体である弾性体の封止力を低下させることがないの
で電解液の外部への漏出を防止することができ、高温高
湿下での電解コンデンサの信頼性を高めることができ
る。
Further, the property of the organic acid salt is adjusted to a hydrogen ion concentration of 1.0 × 10 -13 mol / d when a 1% by weight aqueous solution of a base or a hydroxide of the base constituting the organic acid salt is adjusted.
Since the alkalinity of the electrolyte base can be weakened by setting m 3 or more (however, the measurement temperature is 30 ° C.), even when an electrochemical reaction occurs inside the capacitor, a strong alkaline substance is hardly generated in the vicinity of the negative electrode. Therefore, the sealing force of the elastic body, which is the sealing body of the electrolytic capacitor, is not reduced, so that the leakage of the electrolytic solution to the outside can be prevented, and the reliability of the electrolytic capacitor under high temperature and high humidity can be improved. it can.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンと副溶媒
と有機酸塩を含有し、かつ副溶媒が沸点200℃以上の
有機溶媒であり、かつ有機酸塩の性状が、有機酸塩を構
成する塩基または塩基の水酸化物の1重量%水溶液を調
整した際の水素イオン濃度が1.0×10-13モル/d
3以上(但し、測定温度30℃)である構成の電解コ
ンデンサ駆動用電解液としたものであり、沸点の高い、
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを溶媒成分と
して含有するため、高温雰囲気においても電解液が気化
しにくくなり、内部圧力の上昇が抑制でき、その結果、
電解コンデンサの外観変形が抑制でき、これにより実装
時の半田付け不良を改善することができるという作用を
有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention comprises 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, a co-solvent and an organic acid salt, and the co-solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher. An organic solvent, and the property of the organic acid salt is such that a hydrogen ion concentration of 1.0 × 10 −13 mol / d when a 1% by weight aqueous solution of a base or a hydroxide of the base constituting the organic acid salt is prepared.
m 3 or more (however, the measurement temperature is 30 ° C.).
Since 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone is contained as a solvent component, the electrolytic solution is less likely to vaporize even in a high-temperature atmosphere, and an increase in internal pressure can be suppressed.
This has the effect that deformation of the appearance of the electrolytic capacitor can be suppressed, and thereby defective soldering during mounting can be improved.

【0014】また、副溶媒を含有することで、1,3−
ジメチル−2−イミダゾリジノンとの混合による凝固点
降下効果が発現し、−25℃以下でも凝固しない電解液
を構成することができるので、電解液の低温での電導度
を改善することができ、その際、副溶媒の沸点を200
℃以上のものに限定することで、1,3−ジメチル−2
−イミダゾリジノンの特徴である、高温雰囲気での内部
圧力上昇抑制効果を損なうこともない。
Further, by containing a co-solvent, 1,3-
A freezing point lowering effect by mixing with dimethyl-2-imidazolidinone is exhibited, and an electrolyte that does not solidify even at −25 ° C. or lower can be formed, so that the conductivity of the electrolyte at low temperatures can be improved, At that time, the boiling point of the secondary solvent was set to 200
C. or higher, 1,3-dimethyl-2
-Does not impair the effect of imidazolidinone, which suppresses an increase in internal pressure in a high-temperature atmosphere.

【0015】更には、有機酸塩の性状を、有機酸塩を構
成する塩基または塩基の水酸化物の1重量%水溶液を調
整した際の水素イオン濃度を1.0×10-13モル/d
3以上(但し、測定温度30℃)とすることで、電解
質塩基のアルカリ性を弱めに限定できるので、コンデン
サ内部で電気化学反応が生じた際にも負極の近傍では強
アルカリ性物質が生じにくく、このため電解コンデンサ
の封口体である弾性体の封止力を低下させることがない
ので電解液の外部への漏出を防止することができ、高温
高湿下での電解コンデンサの信頼性を高めることができ
る。
Further, the properties of the organic acid salt are adjusted to a hydrogen ion concentration of 1.0 × 10 -13 mol / d when a 1% by weight aqueous solution of a base or a hydroxide of the base constituting the organic acid salt is adjusted.
By setting m 3 or more (however, the measurement temperature is 30 ° C.), the alkalinity of the electrolyte base can be limited to a low level, so that even when an electrochemical reaction occurs inside the capacitor, a strong alkaline substance is hardly generated near the negative electrode, For this reason, since the sealing force of the elastic body, which is the sealing body of the electrolytic capacitor, is not reduced, leakage of the electrolytic solution to the outside can be prevented, and the reliability of the electrolytic capacitor under high temperature and high humidity can be improved. Can be.

【0016】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジ
ノンと副溶媒との混合比率が、1,3−ジメチル−2−
イミダゾリジノン:副溶媒=80〜20:20〜80の
範囲とした構成のものであり、この構成によれば、1,
3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの特徴である、高
温雰囲気での内部圧力上昇抑制効果を損なうこともない
上、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンと副溶媒
との混合により生じる凝固点降下効果により−40℃以
下でも電解液が凝固しないので、低温での電導度も高い
電解液を構成できるという作用を有する。なお、2種の
有機溶媒の混合比率が、1,3−ジメチル−2−イミダ
ゾリジノン:副溶媒=80を越える:20未満の範囲で
は、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの低温凝
固性の影響が顕在化し、−40℃以上の温度範囲で電解
液が凝固するので好ましくない。また、1,3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノン:副溶媒=20未満:80を
越える範囲では、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジ
ノンの高温での低蒸気圧と言った特徴が十分に発揮され
ず、内部圧力の抑制が不十分となり、その結果、コンデ
ンサの外観変形の程度が大きくなる場合があるので好ま
しくない。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the mixing ratio of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the co-solvent is 1,3-dimethyl-2-imidazoline.
Imidazolidinone: co-solvent = 80-20: 20-80. According to this configuration, 1,
The solidification point generated by mixing 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone with a sub-solvent, without impairing the effect of suppressing internal pressure rise in a high-temperature atmosphere, which is a feature of 3-dimethyl-2-imidazolidinone. Since the electrolytic solution does not solidify even at −40 ° C. or lower due to the drop effect, it has an effect that an electrolytic solution having high conductivity at low temperatures can be formed. In addition, when the mixing ratio of the two kinds of organic solvents is more than 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone: subsolvent = 80: less than 20, the low temperature of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone is low. It is not preferable because the influence of coagulation becomes apparent and the electrolyte coagulates in a temperature range of −40 ° C. or higher. In addition, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone: a co-solvent of less than 20: in the range of more than 80, the feature of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone such as a low vapor pressure at a high temperature is sufficient. And the internal pressure is not sufficiently suppressed, and as a result, the degree of external deformation of the capacitor may increase, which is not preferable.

【0017】請求項3および4に記載の発明は、請求項
1または2に記載の発明において、副溶媒が3−アルキ
ル−1,3−オキサゾリジン−2−オン(より具体的に
は、3−メチル−1,3−オキサゾリジン−2−オン:
沸点260℃)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジ
ノン以外の1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノン
(より具体的には、1,3−ジエチル−2−イミダゾリ
ジノン:沸点236℃、1,3−ジプロピル−2−イミ
ダゾリジノン:沸点255℃、1−メチル−3−エチル
−2−イミダゾリジノン:沸点230℃)、1,3,4
−トリアルキル−2−イミダゾリジノン(より具体的に
は、1,3,4−トリメチル−2−イミダゾリジノン:
沸点241℃)、1,3,4,5−テトラアルキル−2
−イミダゾリジノン(より具体的には、1,3,4,5
−テトラメチル−2−イミダゾリジノン(より具体的に
は、1,3,4,5−テトラメチル−2−イミダゾリジ
ノン:沸点249℃)、環状ラクトン(より具体的に
は、γ−ブチロラクトン:沸点204℃)、多価アルコ
ール(より具体的には、エチレングリコール:沸点20
1℃、グリセリン:沸点290℃)、カーボネート(よ
り具体的にはエチレンカーボネート:沸点238℃、プ
ロピレンカーボネート:沸点242℃)の群より選ばれ
る1種以上とした構成のものであり、このような高沸点
の溶媒群より選ばれる1種以上を副溶媒として電解液を
構成すれば、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン
との混合による凝固点降下効果が発現し、−25℃以下
でも凝固しない電解液を構成することができるので、低
温での電導度を改善することができる上、副溶媒の沸点
を200℃以上のものに限定することで、1,3−ジメ
チル−2−イミダゾリジノンの特徴である、高温雰囲気
での内部圧力上昇抑制降下を損なうこともないという作
用を有する。
According to the third and fourth aspects of the present invention, in the first or second aspect, the co-solvent is a 3-alkyl-1,3-oxazolidin-2-one (more specifically, a 3-alkyl-1,3-oxazolidin-2-one). Methyl-1,3-oxazolidin-2-one:
1,3-dialkyl-2-imidazolidinone other than 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (more specifically, 1,3-diethyl-2-imidazolidinone: boiling point 236) C, 1,3-dipropyl-2-imidazolidinone: boiling point 255 ° C, 1-methyl-3-ethyl-2-imidazolidinone: boiling point 230 ° C), 1,3,4
-Trialkyl-2-imidazolidinone (more specifically, 1,3,4-trimethyl-2-imidazolidinone:
Boiling point 241 ° C), 1,3,4,5-tetraalkyl-2
-Imidazolidinones (more specifically 1,3,4,5
-Tetramethyl-2-imidazolidinone (more specifically, 1,3,4,5-tetramethyl-2-imidazolidinone: boiling point 249 ° C), cyclic lactone (more specifically, γ-butyrolactone : Boiling point 204 ° C.), polyhydric alcohol (more specifically, ethylene glycol: boiling point 20)
1 ° C., glycerin: boiling point 290 ° C.), and carbonate (more specifically, ethylene carbonate: boiling point 238 ° C., propylene carbonate: boiling point 242 ° C.). If the electrolyte is composed of at least one selected from a group of solvents having a high boiling point as a sub-solvent, a freezing point lowering effect is exhibited by mixing with 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the solidification occurs even at -25 ° C or lower. Can improve the conductivity at low temperatures, and by limiting the boiling point of the sub-solvent to 200 ° C. or higher, 1,3-dimethyl-2-imidazolide It has the effect of not impairing the suppression of internal pressure rise and drop in a high-temperature atmosphere, which is a characteristic feature of non-equipment.

【0018】請求項5および6に記載の発明は、請求項
1〜4のいずれか一つに記載の発明において、有機酸塩
の有機酸をカルボン酸(より具体的には、マレイン酸、
フタル酸、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、シ
クロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、アジピン酸、安
息香酸または以上の化合物のアルキルまたはニトロ置換
体からなる群より選ばれる1種以上)とした構成のもの
であり、この構成による電解液を用いて電解コンデンサ
を構成した際に、漏れ電流を少なくできることと併せ
て、インピーダンス性能に優れ、かつ耐熱試験時の性能
変化の少ない電解コンデンサを得ることができるという
作用を有する。
The invention according to claims 5 and 6 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 1 to 4, the organic acid of the organic acid salt is replaced with a carboxylic acid (more specifically, maleic acid,
Phthalic acid, cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid, cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, adipic acid, benzoic acid or one or more selected from the group consisting of alkyl or nitro-substituted compounds of the above compounds). Therefore, when an electrolytic capacitor is formed using the electrolytic solution according to this configuration, it is possible to obtain an electrolytic capacitor having excellent impedance performance and little performance change during a heat resistance test, in addition to being able to reduce leakage current. It has the action of:

【0019】請求項7および8に記載の発明は、請求項
1〜6のいずれか一つに記載の発明において、有機酸塩
の塩基を、アンモニウム、第2級アミン(具体的にはジ
エチルアミン等)、第3級アミン(具体的にはトリエチ
ルアミン、メチルジエチルアミン、ジエチルエチルアミ
ン、ジメチルプロピルアミン等)、アルキル置換アミジ
ン基を有する化合物(具体的には1,4,5,6−テト
ラヒドロピリミジン等)、アルキル置換アミジン基を有
する化合物の4級塩(具体的には、イミダゾール化合
物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式アミジン化合物
(ピリミジン化合物、イミダゾリン化合物)からなる群
より選ばれる1種以上とした構成のものであり、この構
成によれば、これらの塩基の性状が、塩基または塩基の
水酸化物の1重量%水溶液を調整した際の水素イオン濃
度が1.0×10-13モル/dm3以上(水素イオン濃度
をpH値で表現した場合、pH13以下を意味する)で
あるために、電気化学反応が生じた際にも負極の近傍で
強アルカリ物質が生じにくい電解液を構成できる上、電
導度が高いので、この電解液により電解コンデンサを構
成した際に、インピーダンス性能に優れた上、負極側の
リード線部からの漏液が発生しづらい信頼性の高い電解
コンデンサを構成することできるという作用を有する。
The invention according to claims 7 and 8 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 1 to 6, the base of the organic acid salt is replaced with ammonium, a secondary amine (specifically, diethylamine or the like). ), Tertiary amines (specifically, triethylamine, methyldiethylamine, diethylethylamine, dimethylpropylamine, etc.), compounds having an alkyl-substituted amidine group (specifically, 1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, etc.), A quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group (specifically, one or more selected from the group consisting of imidazole compounds, benzimidazole compounds, and alicyclic amidine compounds (pyrimidine compounds, imidazoline compounds) According to this configuration, the nature of the base is 1% by weight of the base or the hydroxide of the base. The solution is the hydrogen ion concentration at the time of adjusting the 1.0 × 10 -13 mol / dm 3 or more (when representing a hydrogen ion concentration at pH values, means pH13 below) in order to be, electrochemical reaction occurs In addition to this, an electrolytic solution in which a strong alkali substance is unlikely to be generated in the vicinity of the negative electrode can be formed, and since the conductivity is high, when an electrolytic capacitor is formed using this electrolytic solution, the impedance performance is excellent and the lead on the negative electrode side is formed. This has the effect that a highly reliable electrolytic capacitor in which liquid leakage from the line portion is unlikely to occur can be configured.

【0020】請求項9および10に記載の発明は、前述
の1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンと副溶媒と
有機酸塩を含有し、かつ副溶媒が沸点200℃以上の有
機溶媒であり、かつ有機酸塩の性状が、有機酸塩を構成
する塩基または塩基の水酸化物の1重量%水溶液を調整
した際の水素イオン濃度が1.0×10-13モル/dm3
以上である電解コンデンサ駆動用電解液を用いて電解コ
ンデンサ(より具体的には、面実装用の電解コンデン
サ)を構成するものであり、この構成によれば、前述の
電解液を有する高沸点、200℃以上の温度範囲での低
蒸気圧といった特性を活かし、高温雰囲気においても外
観変形が少なく、かつ面実装部品とした際には、基板実
装時の半田付け不良の少ない電解コンデンサを構成する
ことができるという作用を有する。
The invention according to claims 9 and 10 is an organic solvent containing the aforementioned 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, a co-solvent and an organic acid salt, wherein the co-solvent has a boiling point of 200 ° C. or more. And the property of the organic acid salt is such that the hydrogen ion concentration when a 1% by weight aqueous solution of a base or a hydroxide of the base constituting the organic acid salt is prepared is 1.0 × 10 −13 mol / dm 3.
An electrolytic capacitor (more specifically, an electrolytic capacitor for surface mounting) is formed by using the electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor described above. According to this configuration, a high boiling point having the above-described electrolytic solution, By making use of the characteristics such as low vapor pressure in the temperature range of 200 ° C or higher, there is little deformation in appearance even in a high temperature atmosphere, and when it is used as a surface mount component, configure an electrolytic capacitor with few soldering defects during board mounting. It has the effect of being able to.

【0021】請求項11に記載の発明は、請求項9また
は10に記載の発明において、電解コンデンサの封口体
に用いる弾性体が過酸化物加硫および/または樹脂加硫
ブチルゴムあり、かつ弾性体の少なくとも一部の硬度
が、75IRHD(国際ゴム硬さ単位)以上とした構成
のものであり、この構成によれば、過酸化物加硫および
/または樹脂加硫ブチルゴム弾性体が耐アルカリ性に優
れるため、電解液塩基に、塩基または塩基の水酸化物の
1重量%水溶液を調整した際の水素イオン濃度が1.0
×10-13モル/dm3以上(但し、測定温度30℃)の
ものを使用する限り、経時的な封止力低下が生じないの
で、高温高湿下においても負極側のリード線部からの漏
液のしづらい信頼性の高い電解コンデンサを構成できる
という作用を有する。また、弾性体の少なくとも一部の
硬度を、75IRHD(国際ゴム硬さ単位)以上とする
ことで、内部圧力の上昇の際に生じやすい封口面の外観
変形を物理的な強度で抑制することができるので、その
結果、電解コンデンサの外観変形を抑制でき、これによ
り実装時の半田付け不良をより一層改善するものであ
る。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to the ninth or tenth aspect, the elastic body used for the sealing body of the electrolytic capacitor is a peroxide-vulcanized and / or resin-vulcanized butyl rubber, and Has at least a part of hardness of 75 IRHD (international rubber hardness unit) or more. According to this configuration, the peroxide-cured and / or resin-cured butyl rubber elastic body has excellent alkali resistance. Therefore, when the 1% by weight aqueous solution of the base or the hydroxide of the base is adjusted to the electrolyte base, the hydrogen ion concentration becomes 1.0%.
As long as a material having a density of at least × 10 -13 mol / dm 3 (measured at a temperature of 30 ° C.) is used, the sealing force does not decrease over time. This has the effect that a highly reliable electrolytic capacitor that is difficult to leak can be formed. In addition, by setting the hardness of at least a part of the elastic body to 75 IRHD (international rubber hardness unit) or more, it is possible to suppress the appearance deformation of the sealing surface, which tends to occur when the internal pressure increases, with physical strength. As a result, as a result, the appearance deformation of the electrolytic capacitor can be suppressed, thereby further improving the soldering failure at the time of mounting.

【0022】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。本発明の基本は、1,3−ジメチル−2−イミダゾ
リジノンと副溶媒と有機酸塩を含有し、かつ副溶媒が沸
点200℃以上の有機溶媒であり、かつ有機酸塩の性状
が、有機酸塩を構成する塩基または塩基の水酸化物の1
重量%水溶液を調整した際の水素イオン濃度が1.0×
10-13モル/dm3以上(但し、測定温度30℃)であ
る電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いた電解
コンデンサである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The basis of the present invention is to contain 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, a co-solvent and an organic acid salt, and the sub-solvent is an organic solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher, and the properties of the organic acid salt are as follows: 1 of the base or the hydroxide of the base that constitutes the organic acid salt
The hydrogen ion concentration when adjusting the aqueous solution by weight is 1.0 ×
An electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor having a concentration of 10 −13 mol / dm 3 or more (at a measurement temperature of 30 ° C.) and an electrolytic capacitor using the same.

【0023】本発明の電解液に用いる三級アミンの例と
しては、トリアルキルアミン類[トリメチルアミン、ジ
メチルエチルアミン、メチルジエチルアミン、トリエチ
ルアミン、ジメチルn−プロピルアミン、ジメチルイソ
プロピルアミン、メチルエチルn−プロピルアミン、メ
チルエチルイソプロピルアミン、ジエチルn−プロピル
アミン、ジエチルイソプロピルアミン、トリn−プロピ
ルアミン、トリイソプロピルアミン、トリn−ブチルア
ミン、トリtert−ブチルアミンなど]フェニル基含
有アミン[ジメチルフェニルアミン、メチルエチルフェ
ニルアミン、ジエチルフェニルアミンなど]である。
Examples of the tertiary amine used in the electrolyte of the present invention include trialkylamines [trimethylamine, dimethylethylamine, methyldiethylamine, triethylamine, dimethyl n-propylamine, dimethylisopropylamine, methylethyl n-propylamine, Methylethylisopropylamine, diethyl n-propylamine, diethylisopropylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, tri-tert-butylamine, etc.] phenyl group-containing amine [dimethylphenylamine, methylethylphenylamine, Diethylphenylamine, etc.].

【0024】これらのうち、好ましくは電導度が高い、
トリアルキルアミンであり、更に好ましくはこの中でも
電導度の高い、トリメチルアミン、ジメチルエチルアミ
ン、メチルジエチルアミン、トリエチルアミンからなる
群より選ばれる1種以上である。
Of these, preferably, the conductivity is high.
Trialkylamine, and more preferably one or more selected from the group consisting of trimethylamine, dimethylethylamine, methyldiethylamine, and triethylamine, which have high conductivity.

【0025】本発明の電解液に用いるアルキル置換アミ
ジン基を有する化合物の例としては、イミダゾール化合
物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式アミジン化合物
(ピリミジン化合物、イミダゾリン化合物)が挙げられ
る。具体的には、電導度が高く、インピーダンス性能の
優れたコンデンサを提供できる、1,8−ジアザビシク
ロ[5,4,0]ウンデセン−7、1,5−ジアザビシ
クロ[4,3,0]ノネン−5、1,2−ジメチルイミ
ダゾリニウム、1,2,4−トリメチルイミダゾリン、
1−メチル−2−エチル−イミダゾリン、1,4−ジメ
チル−2−エチルイミダゾリン、1−メチル−2−ヘプ
チルイミダゾリン、1−メチル−2−(3’ヘプチル)
イミダゾリン、1−メチル−2−ドデシルイミダゾリ
ン、1,2−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロ
ピリミジン、1−メチルイミダゾール、1−メチルベン
ゾイミダゾールが好ましい。
Examples of the compound having an alkyl-substituted amidine group used in the electrolytic solution of the present invention include imidazole compounds, benzimidazole compounds, and alicyclic amidine compounds (pyrimidine compounds, imidazoline compounds). Specifically, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7 and 1,5-diazabicyclo [4,3,0] nonene can provide a capacitor having high conductivity and excellent impedance performance. 5,1,2-dimethylimidazolinium, 1,2,4-trimethylimidazoline,
1-methyl-2-ethyl-imidazoline, 1,4-dimethyl-2-ethylimidazoline, 1-methyl-2-heptylimidazoline, 1-methyl-2- (3'heptyl)
Preferred are imidazoline, 1-methyl-2-dodecylimidazoline, 1,2-dimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, 1-methylimidazole, and 1-methylbenzimidazole.

【0026】本発明の電解液に用いるアルキル置換アミ
ジン基を有する化合物の4級塩の例としては、炭素数1
〜11のアルキル基またはアリールアルキル基で4級化
されたイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合
物、脂環式アミジン化合物(ピリミジン化合物、イミダ
ゾリン化合物)が挙げられる。
Examples of the quaternary salt of the compound having an alkyl-substituted amidine group used in the electrolyte of the present invention include those having 1 carbon atom.
Imidazole compounds, benzimidazole compounds, and alicyclic amidine compounds (pyrimidine compounds, imidazoline compounds) quaternized with alkyl groups or arylalkyl groups of Nos. 1 to 11;

【0027】具体的には、電導度が高く、インピーダン
ス性能の優れたコンデンサを提供できる、1−メチル−
1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−
7、1−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4,3,
0]ノネン−5、1,2,3−トリメチルイミダゾリニ
ウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウ
ム、1,2−ジメチル−3−エチル−イミダゾリニウ
ム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリニ
ウム、1,3−ジメチル−2−ヘプチルイミダゾリニウ
ム、1,3−ジメチル−2−(3’ヘプチル)イミダゾ
リニウム、1,3−ジメチル−2−ドデシルイミダゾリ
ニウム、1,2,3−トリメチル−1,4,5,6−テ
トラヒドロピリミジウム、1,3−ジメチルイミダゾリ
ウム、1−メチル−3−エチルイミダゾリウム、1,3
−ジメチルベンゾイミダゾリウムが好ましい。
Specifically, it is possible to provide a capacitor having high conductivity and excellent impedance performance.
1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-
7,1-methyl-1,5-diazabicyclo [4,3
0] nonene-5,1,2,3-trimethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 1,2-dimethyl-3-ethyl-imidazolinium, 1,3,4 -Trimethyl-2-ethylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-heptylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2- (3'heptyl) imidazolinium, 1,3-dimethyl-2-dodecylimidazo Linium, 1,2,3-trimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidium, 1,3-dimethylimidazolium, 1-methyl-3-ethylimidazolium, 1,3
-Dimethylbenzimidazolium is preferred.

【0028】本発明の電解液に用いる有機酸の例として
は、 ポリカルボン酸(2〜4価):脂肪族ポリカルボン酸
[飽和ポリカルボン酸、例えばシュウ酸、マロン酸、コ
ハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリ
ン酸、アゼライン酸、セバチン酸、1,6−デカンジカ
ルボン酸、5,6−デカンジカルボン酸:不飽和ポリカ
ルボン酸、例えばマレイン酸、フマル酸、イコタン
酸];芳香族ポリカルボン族、例えばフタル酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット
酸;脂環式ポリカルボン酸[例えばシクロヘキサン−
1,2−ジカルボン酸、シクロヘキセン−1,2−ジカ
ルボン酸等]、ヘキサヒドロフタル酸;これらのポリカ
ルボン酸のアルキル(炭素数1〜3)もしくはニトロ置
換体、例えばシトラコン酸、ジメチルマレイン酸、ニト
ロフタル酸(3−ニトロフタル酸、4−ニトロフタル
酸);および硫黄含有ポリカルボン酸、例えばチオプロ
ピオン酸;モノカルボン酸;脂肪族モノカルボン酸(炭
素数1〜30)[飽和モノカルボン酸、例えばギ酸、酢
酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン
酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリル
酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸:不飽和モ
ノカルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、オレ
イン酸];芳香族モノカルボン酸、例えば安息香酸、o
−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、ケイ皮酸、ナ
フトエ酸;オキシカルボン酸、例えばサリチル酸、マン
デル酸、レゾルシン酸、これらの内で好ましいのは電導
度が高く熱的にも安定な、マレイン酸、フタル酸、シク
ロヘキサンカルボン酸、シクロヘキセン−1,2−ジカ
ルボン酸、アジピン酸、安息香酸である。
Examples of the organic acid used in the electrolytic solution of the present invention include: polycarboxylic acid (divalent to tetravalent): aliphatic polycarboxylic acid [saturated polycarboxylic acid, for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid] Adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid, 5,6-decanedicarboxylic acid: unsaturated polycarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, and icotanic acid]; Alicyclic polycarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, and pyromellitic acid;
1,2-dicarboxylic acid, cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, etc.], hexahydrophthalic acid; alkyl (1 to 3 carbon atoms) or nitro-substituted polycarboxylic acids such as citraconic acid, dimethylmaleic acid, Nitrophthalic acid (3-nitrophthalic acid, 4-nitrophthalic acid); and sulfur-containing polycarboxylic acids such as thiopropionic acid; monocarboxylic acids; aliphatic monocarboxylic acids (1 to 30 carbon atoms) [saturated monocarboxylic acids such as formic acid Acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, lauric acid, myristic acid, stearic acid, behenic acid: unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid Oleic acid]; aromatic monocarboxylic acids such as benzoic acid, o
-Nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, cinnamic acid, naphthoic acid; oxycarboxylic acids such as salicylic acid, mandelic acid and resorcinic acid, of which maleic having high conductivity and being thermally stable are preferred. Acids, phthalic acid, cyclohexanecarboxylic acid, cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, adipic acid, and benzoic acid.

【0029】電解液を構成する有機酸と塩基との比率
は、電解液のpHにして、通常4〜11、好ましくは6
〜9である。この範囲外では、電解液の火花電圧が低下
する。
The ratio of the organic acid to the base constituting the electrolytic solution is usually 4 to 11, preferably 6 to 11 as the pH of the electrolytic solution.
-9. Outside this range, the spark voltage of the electrolyte decreases.

【0030】本発明の電解液には、必要により水を含有
することもできる。その含有量は電解液の重量に基づい
て通常5%未満である。更に好ましくは1%未満であ
る。水の含有量が5%以上では水の沸点と蒸気圧の影響
により半田耐熱性が著しく低下する。
The electrolyte of the present invention may contain water as required. Its content is usually less than 5% based on the weight of the electrolyte. More preferably, it is less than 1%. If the water content is 5% or more, the solder heat resistance is significantly reduced due to the effects of the boiling point and vapor pressure of water.

【0031】本発明の電解液には、低温特性の改善や、
放電電圧の向上を目的に1,3−ジメチル−2−イミダ
ゾリジノンと相溶する他の有機溶媒を副溶媒として混合
しても良いが、副溶媒の沸点は200℃以上である必要
がある。
The electrolyte of the present invention has improved low-temperature characteristics,
Other organic solvents compatible with 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone may be mixed as a sub-solvent for the purpose of improving the discharge voltage, but the boiling point of the sub-solvent needs to be 200 ° C. or higher. .

【0032】本発明の電解液は、必要により種々の添加
剤を混合しても良い。添加剤としては、リン系化合物
[リン酸、リン酸エステルなど]、ホウ酸系化合物[ホ
ウ酸、ホウ酸と多糖類(マンニット、ソルビット、な
ど)との錯化合物、ホウ酸と多価アルコール(エチレン
グリコール、グリセリン、など)]との錯化合物、ニト
ロ化合物[o−ニトロ安息香酸、m−ニトロ安息香酸、
p−ニトロ安息香酸、o−ニトロフェノール、m−ニト
ロフェノール、p−ニトロフェノール、など]が挙げら
れる。これらの添加剤を加えることで電解液の火花電圧
が上昇し、好ましい場合がある。
The electrolyte of the present invention may be mixed with various additives as necessary. Examples of the additives include phosphorus compounds [phosphoric acid, phosphoric acid ester, etc.], boric acid compounds [boric acid, complex compounds of boric acid and polysaccharides (mannitol, sorbite, etc.), boric acid and polyhydric alcohols. (Ethylene glycol, glycerin, etc.)], a nitro compound [o-nitrobenzoic acid, m-nitrobenzoic acid,
p-nitrobenzoic acid, o-nitrophenol, m-nitrophenol, p-nitrophenol, etc.]. The addition of these additives increases the spark voltage of the electrolyte, which may be preferable.

【0033】本発明の電解液における電解質の含有量
は、電解液の重量に基づいて通常10〜95重量%、好
ましくは20〜90重量%である。この範囲外では電導
度が著しく低下する。
The content of the electrolyte in the electrolytic solution of the present invention is usually 10 to 95% by weight, preferably 20 to 90% by weight based on the weight of the electrolytic solution. Outside this range, the conductivity will drop significantly.

【0034】次に、本発明の具体的実施の形態について
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
以下、部はすべて重量部を示す。
Next, specific embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
Hereinafter, all parts are by weight.

【0035】(表1)は本発明の実施の形態1〜6およ
び比較例としての従来例1〜5の電解液の組成を示した
ものである。
Table 1 shows the compositions of the electrolytic solutions of Embodiments 1 to 6 of the present invention and Comparative Examples 1 to 5 as comparative examples.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】これら本発明の実施の形態1〜6および従
来例1〜5の電解液を使用して面実装型のアルミ電解コ
ンデンサ(定格電圧4V−静電容量220μF、サイ
ズ;φ6mm×L5.5mm)を作成した。封口ゴムには過
酸化物加硫のブチルゴム(硬度:75IRHD)を使用
した。アルミ電解コンデンサのリード線の表層には、鉛
を含まずに、Sn−Biを主成分とするメッキ処理を施
した。このアルミ電解コンデンサ各々100個をエポキ
シ基板(厚さ:2mm)に実装し、半田リフロー炉を通し
た。この際の外観変形の発生率を(表2)に示す。ま
た、半田リフロー炉を通した際のエポキシ基板の時間−
温度プロファイルを図1および図2に示す。図2の実装
条件はSn−Ag−Bi系半田(環境影響を考慮した鉛
を含有しない半田)での実装を考慮した条件であり、図
1の条件に比較して実装時のアルミ電解コンデンサへの
熱ストレスは一層大きい。温度はエポキシ基板上に熱電
対を接着し、その起動力より間接的に測定したものであ
る。
A surface-mount type aluminum electrolytic capacitor (rated voltage: 4 V-capacitance: 220 μF, size: φ6 mm × L5.5 mm) using the electrolytes of the first to sixth embodiments of the present invention and the conventional examples 1 to 5 )created. Peroxide vulcanized butyl rubber (hardness: 75 IRHD) was used as the sealing rubber. The surface of the lead wire of the aluminum electrolytic capacitor was plated with Sn-Bi as a main component without containing lead. Each of the 100 aluminum electrolytic capacitors was mounted on an epoxy board (thickness: 2 mm) and passed through a solder reflow furnace. The appearance deformation rate at this time is shown in (Table 2). In addition, the time of the epoxy substrate after passing through the solder reflow furnace-
The temperature profiles are shown in FIGS. The mounting condition in FIG. 2 is a condition in consideration of mounting with Sn-Ag-Bi solder (solder containing no lead in consideration of environmental effects). Heat stress is greater. The temperature was measured indirectly based on the starting force of a thermocouple bonded to an epoxy substrate.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】比較例1では溶媒がγ−ブチロラクトンで
あり、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを含有
しないので半田耐熱性に劣る。比較例2では溶媒中の
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン含有率が19
%であるため、条件(図1)では半田付け不良は皆無で
あったが、より熱ストレスの大きな条件(図2)では、
溶媒中の1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの含
有率が20%未満と少ないために、γ−ブチロラクトン
の蒸気圧の影響が顕著となり、半田付け不良が発生して
いる。比較例4では溶媒中の1,3−ジメチル−2−イ
ミダゾリジノンの含有率が80%であるものの、副溶媒
であるN,N−ジメチルホルムアミドの沸点が153℃
と200℃未満であるために、1,3−ジメチル−2−
イミダゾリジノンの特徴である高温での低蒸気圧と言っ
た本来の効果が活かせずに、半田付け不良が発生してい
る。
In Comparative Example 1, the solvent is γ-butyrolactone and does not contain 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, so that the solder heat resistance is poor. In Comparative Example 2, the content of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone in the solvent was 19
%, There was no soldering failure under the condition (FIG. 1), but under the condition of more thermal stress (FIG. 2),
Since the content of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone in the solvent is as small as less than 20%, the influence of the vapor pressure of γ-butyrolactone becomes significant, and poor soldering occurs. In Comparative Example 4, although the content of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone in the solvent was 80%, the boiling point of N, N-dimethylformamide as the auxiliary solvent was 153 ° C.
And less than 200 ° C., so that 1,3-dimethyl-2-
Insufficient soldering has occurred without taking advantage of the inherent effects of imidazolidinone, such as low vapor pressure at high temperatures.

【0040】この(表2)から明らかなように、本発明
の実施の形態1〜6の電解液を用いたアルミ電解コンデ
ンサは、従来例1〜2および4の電解液を用いたアルミ
電解コンデンサと比較して、いずれの条件においても実
装時の熱ストレスによるコンデンの外観変形はなく、実
装時の半田付け不良を改善できることが明らかである。
また、封口ゴムに樹脂加硫のブチルゴム(硬度:80I
RHD)を用いた場合にも同様の効果が得られており、
本発明の効果は、このような硬度75IRHD以上の過
酸化物加硫ブチルゴムおよび/または樹脂加硫ブチルゴ
ムの封口体において特に顕著な効果がある。
As is clear from Table 2, the aluminum electrolytic capacitors using the electrolytic solutions of the first to sixth embodiments of the present invention are the same as those of the prior art examples 1 to 2 and 4. In comparison with the above, it is clear that under any conditions, there is no deformation of the appearance of the condensate due to the thermal stress at the time of mounting, and it is possible to improve the poor soldering at the time of mounting.
In addition, resin sealing vulcanized butyl rubber (hardness: 80I
RHD), the same effect is obtained.
The effect of the present invention is particularly remarkable in such a sealed body of a peroxide-cured butyl rubber and / or a resin-cured butyl rubber having a hardness of 75 IRHD or more.

【0041】次に、本発明の実施の形態1〜6および比
較例3および5の電解液の低温での電導度測定の結果を
(表3)に示す。
Next, the results of low-temperature conductivity measurements of the electrolytes of Embodiments 1 to 6 of the present invention and Comparative Examples 3 and 5 are shown in Table 3.

【0042】[0042]

【表3】 [Table 3]

【0043】比較例3では溶媒が1,3−ジメチル−2
−イミダゾリジノン単独であり、副溶媒を含有しないの
で電解液が凝固しやすく、−25℃において電解液の凝
固が生じている。従って、比較例3の電解液によりコン
デンサを構成した際には、−25℃以下の温度範囲にお
いてはコンデンサの機能が発揮できない。比較例5では
溶媒が3−メチル−1,3−オキサゾリジン−2−オン
単独であり、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン
を含有しないので電解液の凝固性が大きく、−25℃で
電解液が固化している。従って、比較例5の電解液によ
りコンデンサを構成した際には、−25℃以下の温度範
囲においてコンデンサの機能が発揮できない。
In Comparative Example 3, the solvent was 1,3-dimethyl-2
-Since it is imidazolidinone alone and does not contain a sub-solvent, the electrolyte is easily coagulated, and coagulation of the electrolyte occurs at -25 ° C. Therefore, when a capacitor is formed using the electrolyte solution of Comparative Example 3, the function of the capacitor cannot be exhibited in a temperature range of −25 ° C. or lower. In Comparative Example 5, the solvent was 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one alone and did not contain 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone. The electrolyte has solidified. Therefore, when the capacitor is formed using the electrolyte solution of Comparative Example 5, the function of the capacitor cannot be exhibited in a temperature range of −25 ° C. or lower.

【0044】この(表3)から明らかなように、本発明
の実施の形態1〜6の電解液は、比較例3および5の電
解液と比較して、低温範囲での電導度が高いことが明ら
かである。従って、本発明の実施の形態1〜6の電解液
により電解コンデンサを構成した際には、−40℃まで
の低温範囲においても電気特性が良好なものとなる(容
量変化が少なく、損失の増大も少ない)。
As is clear from Table 3, the electrolytes of the first to sixth embodiments of the present invention have higher conductivity in the low temperature range than the electrolytes of Comparative Examples 3 and 5. Is evident. Therefore, when an electrolytic capacitor is formed using the electrolytic solution according to Embodiments 1 to 6 of the present invention, the electric characteristics are good even in a low temperature range up to −40 ° C. (capacity change is small and loss increases. Less).

【0045】更に、同じように構成した電解コンデンサ
を用いて、温度85℃−相対湿度85%RHの雰囲気中
で定格電圧を連続印加して1000時間の信頼性試験を
実施した。試験後の封口体表面の様子(電解液の液漏れ
等の異常の有無の観察)を(表4)に示す。
Further, a reliability test was conducted for 1000 hours by continuously applying a rated voltage in an atmosphere of a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85% RH using an electrolytic capacitor having the same configuration. The state of the surface of the sealing body after the test (observation of presence / absence of abnormality such as electrolyte leakage) is shown in (Table 4).

【0046】[0046]

【表4】 [Table 4]

【0047】比較例2では、電解質である有機酸塩の性
状が、有機酸塩を構成する塩基の水酸化物の1重量%水
溶液(水酸化テトラメチルアンモニウムの1重量%水溶
液)を調整した際の水素イオン濃度が1.0×10-13
モル/dm3未満(この場合、pH値にして13.2、
但し測定温度30℃)であるために、耐アルカリ性に優
れる過酸化物加硫ブチルゴムを封口体に用いても経時的
な封止力低下が生じ、高温高湿下においても負極側のリ
ード線部からの漏液が発生し、信頼性の高い電解コンデ
ンサを構成できない。
In Comparative Example 2, the properties of the organic acid salt as the electrolyte were prepared by adjusting a 1% by weight aqueous solution of a hydroxide of a base constituting the organic acid salt (a 1% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide). Hydrogen ion concentration of 1.0 × 10 -13
Mol / dm 3 (in this case 13.2 pH values,
However, because the measurement temperature is 30 ° C.), even if peroxide vulcanized butyl rubber having excellent alkali resistance is used for the sealing body, the sealing force decreases over time, and the lead wire on the negative electrode side even under high temperature and high humidity. Leakage from the battery, making it impossible to construct a highly reliable electrolytic capacitor.

【0048】この(表4)から明らかなように、本発明
の実施の形態1〜6の電解液は、有機酸塩を構成する塩
基の1重量%水溶液(1,2,3,4−テトラメチルイ
ミダゾリニウムの水酸化物イオン付加開環物として3−
アミノプロピル−N−メチルアセトアミドを用いた場合
の1重量%水溶液)を調整した際の水素イオン濃度が
1.0×10-13モル/dm3以上(この場合、pH値に
して11.2、但し測定温度30℃)であるために、こ
の程度のアルカリ性では封口体の経時的な封止力低下が
生じず、高温高湿下においても信頼性の高い電解コンデ
ンサを構成できることが明らかである。
As is evident from Table 4, the electrolytes according to Embodiments 1 to 6 of the present invention are each composed of a 1% by weight aqueous solution of a base constituting an organic acid salt (1,2,3,4-tetrafluoroethylene). Hydroxide ion addition ring-opening product of methyl imidazolinium as 3-
The hydrogen ion concentration when preparing aminopropyl-N-methylacetamide (1% by weight aqueous solution) is not less than 1.0 × 10 −13 mol / dm 3 (in this case, the pH value is 11.2; However, since the measurement temperature is 30 ° C.), it is apparent that the sealing property of the sealing body does not decrease with time at such an alkalinity, and that a highly reliable electrolytic capacitor can be formed even under high temperature and high humidity.

【0049】以上の通り、本発明の実施の形態1〜6の
電解液により電解コンデンサを構成することにより、
(1)面実装時の熱ストレスによる電解コンデンサの外
観変形を抑止し、実装時の半田付け不良を改善できる。
(2)低温での電気特性が良好となる。(3)温度85
℃−相対湿度85%RHの雰囲気中の試験においても信
頼性が高い。といった全ての項目を同時に満たすことが
できるものである。
As described above, by forming an electrolytic capacitor using the electrolytic solutions of Embodiments 1 to 6 of the present invention,
(1) Deformation of the appearance of the electrolytic capacitor due to thermal stress at the time of surface mounting can be suppressed, and defective soldering at the time of mounting can be improved.
(2) Good electrical characteristics at low temperatures. (3) Temperature 85
The reliability is high even in a test in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85% RH. Can be satisfied at the same time.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサ駆
動用電解液は、溶媒の沸点が高いために高温での安定性
に優れ、その結果、面実装時の熱ストレスによる電解コ
ンデンサの外観変形を抑制し、実装時の半田付け不良を
改善するとともに、高温高湿条件下での信頼性を改善
し、かつ低温でのインピーダンス性能を改善するもので
あり、その工業的価値は大なるものである。
As described above, the electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor of the present invention is excellent in stability at high temperatures due to the high boiling point of the solvent. As a result, the appearance deformation of the electrolytic capacitor due to thermal stress during surface mounting To improve soldering defects during mounting, improve reliability under high-temperature and high-humidity conditions, and improve impedance performance at low temperatures, and its industrial value is large. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における電解コンデンサを実装したエポ
キシ基板を半田リフロー炉を通したときの時間−温度プ
ロファイルを示す図
FIG. 1 is a diagram showing a time-temperature profile when an epoxy substrate on which an electrolytic capacitor according to the present invention is mounted is passed through a solder reflow furnace.

【図2】同鉛を含有しない半田を用いた場合の時間−温
度プロファイルを示す図
FIG. 2 is a diagram showing a time-temperature profile when a solder containing no lead is used.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノ
ンと副溶媒と有機酸塩を含有し、かつ副溶媒が沸点20
0℃以上の有機溶媒であり、かつ有機酸塩の性状が、有
機酸塩を構成する塩基または塩基の水酸化物の1重量%
水溶液を調整した際の水素イオン濃度が1.0×10
-13モル/dm3以上(但し、測定温度30℃)である電
解コンデンサ駆動用電解液。
1. A method according to claim 1, which comprises 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, a co-solvent and an organic acid salt, wherein the co-solvent has a boiling point of 20.
An organic solvent having a temperature of 0 ° C. or higher, and the property of the organic acid salt is 1% by weight of the base or the hydroxide of the base constituting the organic acid salt;
The hydrogen ion concentration when preparing the aqueous solution is 1.0 × 10
An electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor having a concentration of -13 mol / dm 3 or more (at a measurement temperature of 30 ° C.).
【請求項2】 1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノ
ンと副溶媒との混合比率が、1,3−ジメチル−2−イ
ミダゾリジノン:副溶媒=80〜20:20〜80の範
囲である請求項1に記載の電解コンデンサ駆動用電解
液。
2. The mixing ratio of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the sub-solvent is in the range of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone: sub-solvent = 80 to 20:20 to 80. The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to claim 1.
【請求項3】 副溶媒が3−アルキル−1,3−オキサ
ゾリジン−2−オン、1,3−ジアルキル−2−イミダ
ゾリジノン、1,3,4−トリアルキル−2−イミダゾ
リジノン、1,3,4,5−テトラアルキル−2−イミ
ダゾリジノン、環状ラクトン、多価アルコール、カーボ
ネートの群より選ばれる1種以上である請求項1または
2に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
3. The method according to claim 1, wherein the secondary solvent is 3-alkyl-1,3-oxazolidin-2-one, 1,3-dialkyl-2-imidazolidinone, 1,3,4-trialkyl-2-imidazolidinone, 3. The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the electrolytic solution is at least one selected from the group consisting of 2,3,4,5-tetraalkyl-2-imidazolidinone, cyclic lactone, polyhydric alcohol and carbonate.
【請求項4】 副溶媒が3−メチル−1,3−オキサゾ
リジン−2−オン、1,3−ジエチル−2−イミダゾリ
ジノン、1,3−ジプロピル−2−イミダゾリジノン、
1−メチル−3−エチル−2−イミダゾリジノン、1,
3,4−トリメチル−2−イミダゾリジノン、1,3,
4,5−テトラメチル−2−イミダゾリジノン、γ−ブ
チロラクトン、エチレングリコール、グリセリン、エチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネートの群より選
ばれる1種以上である請求項3に記載の電解コンデンサ
駆動用電解液。
4. The method according to claim 1, wherein the secondary solvent is 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one, 1,3-diethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dipropyl-2-imidazolidinone,
1-methyl-3-ethyl-2-imidazolidinone, 1,
3,4-trimethyl-2-imidazolidinone, 1,3
The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to claim 3, wherein the electrolytic solution is at least one selected from the group consisting of 4,5-tetramethyl-2-imidazolidinone, γ-butyrolactone, ethylene glycol, glycerin, ethylene carbonate, and propylene carbonate.
【請求項5】 有機酸塩の有機酸がカルボン酸である請
求項1〜4のいずれか一つに記載の電解コンデンサ駆動
用電解液。
5. The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the organic acid of the organic acid salt is a carboxylic acid.
【請求項6】 カルボン酸がマレイン酸、フタル酸、シ
クロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、シクロヘキセン
−1,2−ジカルボン酸、アジピン酸、安息香酸または
以上の化合物のアルキルまたはニトロ置換体からなる群
より選ばれる1以上である請求項5に記載の電解コンデ
ンサ駆動用電解液。
6. The group of the carboxylic acids comprising maleic acid, phthalic acid, cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid, cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, adipic acid, benzoic acid or alkyl or nitro-substituted compounds of the above compounds. The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to claim 5, which is at least one selected from the group consisting of:
【請求項7】 有機酸塩の塩基がアンモニウム、第2級
アミン、第3級アミン、アルキル置換アミジン基を有す
る化合物、アルキル置換アミジン基を有する化合物の4
級塩からなる群より選ばれる1種以上である請求項1〜
6のいずれか一つに記載の電解コンデンサ駆動用電解
液。
7. The compound according to claim 4, wherein the base of the organic acid salt is ammonium, a secondary amine, a tertiary amine, a compound having an alkyl-substituted amidine group, or a compound having an alkyl-substituted amidine group.
At least one selected from the group consisting of graded salts.
7. The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to any one of 6.
【請求項8】 アルキル置換アミジン基を有する化合物
の4級塩がイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化
合物、脂環式アミジン化合物(ピリミジン化合物、イミ
ダゾリン化合物)の群より選ばれる1種以上である請求
項7に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
8. The quaternary salt of the compound having an alkyl-substituted amidine group is at least one selected from the group consisting of an imidazole compound, a benzimidazole compound, and an alicyclic amidine compound (pyrimidine compound, imidazoline compound). The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to the above.
【請求項9】 1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノ
ンと副溶媒と有機酸塩を含有し、かつ副溶媒が沸点20
0℃以上の有機溶媒であり、かつ有機酸塩の性状が、有
機酸塩を構成する塩基の1重量%水溶液を調整した際の
水素イオン濃度が1.0×10-13以上である電解コン
デンサ駆動用電解液を用いた電解コンデンサ。
9. A composition comprising 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, a co-solvent and an organic acid salt, wherein the co-solvent has a boiling point of 20.
An electrolytic capacitor which is an organic solvent having a temperature of 0 ° C. or higher and has a hydrogen ion concentration of 1.0 × 10 -13 or more when a 1% by weight aqueous solution of a base constituting the organic acid salt is prepared. An electrolytic capacitor that uses a driving electrolyte.
【請求項10】 電解コンデンサが面実装用部品である
請求項9に記載の電解コンデンサ。
10. The electrolytic capacitor according to claim 9, wherein the electrolytic capacitor is a component for surface mounting.
【請求項11】 電解コンデンサの封口体に用いる弾性
体が過酸化物加硫および/または樹脂加硫ブチルゴムあ
り、かつ弾性体の少なくとも一部の硬度が、75IRH
D(国際ゴム硬さ単位)以上である請求項9または10
に記載の電解コンデンサ。
11. An elastic body used for a sealing body of an electrolytic capacitor is a peroxide-vulcanized and / or resin-vulcanized butyl rubber, and at least a part of the elastic body has a hardness of 75 IRH.
D (international rubber hardness unit) or more.
An electrolytic capacitor according to item 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2002056324A1 (en) * 2001-01-15 2004-05-20 宇部興産株式会社 Electrolyte for electrolytic capacitors

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