JP2940711B2 - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は固体電解コンデンサの製造方法に関するもの
である。更に詳説すると、本発明は電解質として７、
７、８、８−テトラシアノキノジメタン（以下TCNQと略
す）の錯塩を使用する有機半導体固体電解コンデンサに
おける漏れ電流や等価直列抵抗の改善に関するものであ
る。
である。更に詳説すると、本発明は電解質として７、
７、８、８−テトラシアノキノジメタン（以下TCNQと略
す）の錯塩を使用する有機半導体固体電解コンデンサに
おける漏れ電流や等価直列抵抗の改善に関するものであ
る。
（ロ） 従来の技術 電解質としてTCNQ錯塩を使用する有機半導体固体電解
コンデンサに関しては、本願出願人が既に種々提案して
いる。即ち、特開昭58−191414号（H01G9/02）等に開示
されているＮ位をアルキル基で置換したイソキノリンと
のTCNQ錯塩を用いた固体電解コンデンサは、特に優れた
高周波特性を持っているため、スイッチング電源用など
に広く採用されている。
コンデンサに関しては、本願出願人が既に種々提案して
いる。即ち、特開昭58−191414号（H01G9/02）等に開示
されているＮ位をアルキル基で置換したイソキノリンと
のTCNQ錯塩を用いた固体電解コンデンサは、特に優れた
高周波特性を持っているため、スイッチング電源用など
に広く採用されている。
さて、このような従来技術では陽極となる酸化皮膜を
有する弁金属への固体電解質となるTCNQ塩の含浸は加熱
融解によるとされ、融解含浸後水中、空気中、アルコー
ル、アセトン、トルエン、DMF等の一般の極性有機溶媒
中或いはフルオロカーボン類中にて急冷することにより
TCNQ塩の結晶を析出させるとしている。しかしながら水
中において冷却した場合水分子の影響により酸化皮膜表
面上には水酸基が形成されることになる。これに対し、
電解質として用いられるTCNQ塩、例えばＮ位をアルキル
で４級化されたルチジニウムとのTCNQの錯塩は疎水性が
高いために、酸化皮膜上の親水性との関係から含浸性や
付着性に問題が生じることになり、等価直列抵抗が増大
する結果となる。また、空気中で冷却する場合、気体そ
のものの熱伝導率が小さいため、例えば−100℃の窒素
でさえ、水や一般の有機溶媒に比べ熱伝導率の値が１ケ
タ小さい。このため高い冷却効果が得られず、TCNQ塩の
微結晶の十分な析出が困難となり、結果として漏れ電流
が増大するという課題がある。またアルコール、アセト
ン、DMFのような一般的有機溶媒はほとんどの場合、TCN
Q塩に対して溶解或いは化学的な作用を引き起こす。さ
らに１、１、２−トリクロロトリフルオロエタン等のフ
ルオロカーボン類を使用した場合、たしかにTCNQ塩とは
反応や溶解は起こさないが、それ自体、液状を保つ温度
範囲が非常に狭いために被冷却物との間に気相が生じ易
い。このためTCNQ塩の含浸性に問題が生じることにな
る。従ってアルコール、アセトン等の有機溶媒やフルオ
ロカーボン類の液中にて冷却した場合、等価直列抵抗が
著しく劣化するという問題が生じる。
有する弁金属への固体電解質となるTCNQ塩の含浸は加熱
融解によるとされ、融解含浸後水中、空気中、アルコー
ル、アセトン、トルエン、DMF等の一般の極性有機溶媒
中或いはフルオロカーボン類中にて急冷することにより
TCNQ塩の結晶を析出させるとしている。しかしながら水
中において冷却した場合水分子の影響により酸化皮膜表
面上には水酸基が形成されることになる。これに対し、
電解質として用いられるTCNQ塩、例えばＮ位をアルキル
で４級化されたルチジニウムとのTCNQの錯塩は疎水性が
高いために、酸化皮膜上の親水性との関係から含浸性や
付着性に問題が生じることになり、等価直列抵抗が増大
する結果となる。また、空気中で冷却する場合、気体そ
のものの熱伝導率が小さいため、例えば−100℃の窒素
でさえ、水や一般の有機溶媒に比べ熱伝導率の値が１ケ
タ小さい。このため高い冷却効果が得られず、TCNQ塩の
微結晶の十分な析出が困難となり、結果として漏れ電流
が増大するという課題がある。またアルコール、アセト
ン、DMFのような一般的有機溶媒はほとんどの場合、TCN
Q塩に対して溶解或いは化学的な作用を引き起こす。さ
らに１、１、２−トリクロロトリフルオロエタン等のフ
ルオロカーボン類を使用した場合、たしかにTCNQ塩とは
反応や溶解は起こさないが、それ自体、液状を保つ温度
範囲が非常に狭いために被冷却物との間に気相が生じ易
い。このためTCNQ塩の含浸性に問題が生じることにな
る。従ってアルコール、アセトン等の有機溶媒やフルオ
ロカーボン類の液中にて冷却した場合、等価直列抵抗が
著しく劣化するという問題が生じる。
（ハ） 発明が解決しようとする課題 このようなTCNQ錯塩を用いた固体電解コンデンサにお
ける等価直列抵抗および漏れ電流の増大を抑制すること
である。
ける等価直列抵抗および漏れ電流の増大を抑制すること
である。
（ニ） 課題を解決するための手段 本発明は、誘電体酸化皮膜を設けたアルミニウム、タ
ンタル、ニオブ等の弁作用を有する金属上に、TCNQ錯塩
を含む固体電解質を加熱融解して含浸させた後、該固体
電解質を冷却固化させる固体電解コンデンサの製造方法
において、前記弁作用を有する金属上に前記加熱融解し
た固体電解質を含浸させた後の冷却固化を、ｎ−ヘキサ
ン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デ
カンからから選ばれる少なくとも一種の液体中で行うこ
とにより、優れた漏れ電流特性及び等価直列抵抗特性を
有する固体電解コンデンサの実現を可能にするものであ
る。
ンタル、ニオブ等の弁作用を有する金属上に、TCNQ錯塩
を含む固体電解質を加熱融解して含浸させた後、該固体
電解質を冷却固化させる固体電解コンデンサの製造方法
において、前記弁作用を有する金属上に前記加熱融解し
た固体電解質を含浸させた後の冷却固化を、ｎ−ヘキサ
ン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デ
カンからから選ばれる少なくとも一種の液体中で行うこ
とにより、優れた漏れ電流特性及び等価直列抵抗特性を
有する固体電解コンデンサの実現を可能にするものであ
る。
（ホ） 作用 ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノ
ナン、ｎ−デカンに代表される直鎖飽和炭化水素はそれ
ぞれの炭素がSP3混成軌道の電子配置をとった非極性分
子である。このため極性の高い物質に対して非共有電子
対に起因する陽イオン側への配位などは生じない。従っ
て、TCNQ錯塩とは反応しないし、溶解もしない。またフ
ルオロカーボン類に比べ液体を保つ温度範囲が広いため
TCNQ塩の冷却固化、即ち含浸性においても問題は生じな
い。
ナン、ｎ−デカンに代表される直鎖飽和炭化水素はそれ
ぞれの炭素がSP3混成軌道の電子配置をとった非極性分
子である。このため極性の高い物質に対して非共有電子
対に起因する陽イオン側への配位などは生じない。従っ
て、TCNQ錯塩とは反応しないし、溶解もしない。またフ
ルオロカーボン類に比べ液体を保つ温度範囲が広いため
TCNQ塩の冷却固化、即ち含浸性においても問題は生じな
い。
本発明は、この性質を利用して誘電体皮膜を有する弁
金属表面にTCNQ塩を溶融含浸した後の冷却媒体として少
なくても、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタ
ン、ｎ−ノナン、ｎ−デカンから選ばれる一種を陽いて
急冷し、TCNQ塩の微結晶を生成させることにより、漏れ
電流特性及び等価直列抵抗特性の優れたコンデンサを提
供しようとするものである。
金属表面にTCNQ塩を溶融含浸した後の冷却媒体として少
なくても、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタ
ン、ｎ−ノナン、ｎ−デカンから選ばれる一種を陽いて
急冷し、TCNQ塩の微結晶を生成させることにより、漏れ
電流特性及び等価直列抵抗特性の優れたコンデンサを提
供しようとするものである。
（ヘ） 実施例 本発明について説明する。第１図は本発明に使用する
コンデンサ素子を示す。まず、高純度（99.99％以上）
のアルミニウム箔を化学的処理により粗面化し、実効表
面積を増加させるためのいわゆるエッチング処理を行な
う。次に電解液中にて、電気化学的にアルミニウム箔表
面に酸化皮膜（酸化アルミニウムの薄膜）を形成する
（化成処理）。次にエッチング処理、化成処理を行なっ
たアルミニウム箔を陽極箔（１）とし、対向陰極箔
（２）との間にセパレータ（３）としてマニラ紙を挟
み、第１図に示すように円筒状に巻き取る。こうしてア
ルミニウム箔に酸化皮膜を形成した陽極箔（１）及び陰
極箔（２）と両電極箔間に介挿されたセパレータ（３）
とを捲回してコンデンサ素子（６）が形成される。なお
（４）（４′）はアルミリード、（５）（５′）はリー
ド線である。
コンデンサ素子を示す。まず、高純度（99.99％以上）
のアルミニウム箔を化学的処理により粗面化し、実効表
面積を増加させるためのいわゆるエッチング処理を行な
う。次に電解液中にて、電気化学的にアルミニウム箔表
面に酸化皮膜（酸化アルミニウムの薄膜）を形成する
（化成処理）。次にエッチング処理、化成処理を行なっ
たアルミニウム箔を陽極箔（１）とし、対向陰極箔
（２）との間にセパレータ（３）としてマニラ紙を挟
み、第１図に示すように円筒状に巻き取る。こうしてア
ルミニウム箔に酸化皮膜を形成した陽極箔（１）及び陰
極箔（２）と両電極箔間に介挿されたセパレータ（３）
とを捲回してコンデンサ素子（６）が形成される。なお
（４）（４′）はアルミリード、（５）（５′）はリー
ド線である。
さらにコンデンサ素子（６）に熱処理を施し、セパレ
ータ（３）を構成するマニラ紙を炭化して繊維の細径化
による密度の低下を計る。
ータ（３）を構成するマニラ紙を炭化して繊維の細径化
による密度の低下を計る。
なお、セパレータとしてマニラ紙にあらかじめ所定の
温度と時間（例えば240℃、40分間）で熱処理を施して
炭化したものやカーボン不織布を用い、陽極箔と陰極箔
との間に挟んで巻回してもよい。
温度と時間（例えば240℃、40分間）で熱処理を施して
炭化したものやカーボン不織布を用い、陽極箔と陰極箔
との間に挟んで巻回してもよい。
次にN,N−ペンタメチレンルチジニウム2TCNQ450重量
部とＮ−フェネチル・ルチジニウムTCNQ250重量部を混
合してなる電解質（８）をケース（７）内に入れ、加熱
した熱板上にアルミケース（７）に載置し、本実施例で
は320℃にてケース（７）中の粉末状TCNQ錯塩（８）を
加熱融解させる。一方、予め加熱してあるコンデンサ素
子（６）をアルミケース（７）内に挿入して、融解した
TCNQ錯塩の混合物をコンデンサ素子（６）に含浸させた
後、即座に−ヘキサン（ｎ−デカン）に投入して急冷却
固化させる。
部とＮ−フェネチル・ルチジニウムTCNQ250重量部を混
合してなる電解質（８）をケース（７）内に入れ、加熱
した熱板上にアルミケース（７）に載置し、本実施例で
は320℃にてケース（７）中の粉末状TCNQ錯塩（８）を
加熱融解させる。一方、予め加熱してあるコンデンサ素
子（６）をアルミケース（７）内に挿入して、融解した
TCNQ錯塩の混合物をコンデンサ素子（６）に含浸させた
後、即座に−ヘキサン（ｎ−デカン）に投入して急冷却
固化させる。
そして、この冷却媒体を揮散後、TCNQ錯塩とは反応し
難い樹脂（９）を封入し、必要に応じてさらにエポキシ
樹脂等で成形する。次に125℃にて１時間コンデンサの
定格電圧を印加（エージング）して目的とする固体電解
コンデンサを完成させる。
難い樹脂（９）を封入し、必要に応じてさらにエポキシ
樹脂等で成形する。次に125℃にて１時間コンデンサの
定格電圧を印加（エージング）して目的とする固体電解
コンデンサを完成させる。
第１表は本発明の実施例（Ａ）（Ｂ）と従来の実施例
（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）（Ｈ）（Ｉ）の漏れ電
流値及び等価直列抵抗値（E.S.R）の特性データであ
る。尚、同第１表における（Ａ）〜（Ｉ）は全て定格25
V、容量1.5μＦのコンデンサである。
（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）（Ｈ）（Ｉ）の漏れ電
流値及び等価直列抵抗値（E.S.R）の特性データであ
る。尚、同第１表における（Ａ）〜（Ｉ）は全て定格25
V、容量1.5μＦのコンデンサである。
尚、L.C.は漏れ電流のデータで定格電圧印加15秒後の
値、又、E.S.R.は100kHzの等価直列抵抗の値でそれぞれ
試料各10個の平均値を示している。第１表から本発明実
施例の方が従来より良好な漏れ電流特性と等価直列抵抗
特性を有していることが判り、本発明の優れた効果が実
証されている。
値、又、E.S.R.は100kHzの等価直列抵抗の値でそれぞれ
試料各10個の平均値を示している。第１表から本発明実
施例の方が従来より良好な漏れ電流特性と等価直列抵抗
特性を有していることが判り、本発明の優れた効果が実
証されている。
尚また、実施例ではN.N−ペンタメチレンルチジニウ
ム2TCNQ4とＮ−フェネチルルチジニウムTCNQ2のそれぞ
れ等量を混合してなる電解質を用いる場合についてのみ
述べたが、他のTCNQ塩を単独で或いは混合して用いた場
合でもよく、実質的に融解可能で熱融解時コンデンサ素
子を含浸できる程度の熱安定性を有するTCNQ塩であれ
ば、同様の効果が得られることは言うまでもなく、本発
明はTCNQ塩の特定の種類に限定されるものではない。
ム2TCNQ4とＮ−フェネチルルチジニウムTCNQ2のそれぞ
れ等量を混合してなる電解質を用いる場合についてのみ
述べたが、他のTCNQ塩を単独で或いは混合して用いた場
合でもよく、実質的に融解可能で熱融解時コンデンサ素
子を含浸できる程度の熱安定性を有するTCNQ塩であれ
ば、同様の効果が得られることは言うまでもなく、本発
明はTCNQ塩の特定の種類に限定されるものではない。
さらに上述の実施例においてはコンデンサ素子として
アルミ箔の巻回型コンデンサについて示したが、アルミ
ニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用を有する金属粉末
を加圧成形し、或いは焼結してなるコンデンサ陽極素子
に上述の本発明のTCNQ錯塩を電解質として使用してもよ
いことは言うまでもない。
アルミ箔の巻回型コンデンサについて示したが、アルミ
ニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用を有する金属粉末
を加圧成形し、或いは焼結してなるコンデンサ陽極素子
に上述の本発明のTCNQ錯塩を電解質として使用してもよ
いことは言うまでもない。
（ト） 発明の効果 このように本発明は、TCNQ錯塩からなる固体電解質の
熱融解液内に誘電体皮膜を有する弁金属を含浸した後、
冷却固化をすくなくても、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタ
ン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカンの一種から
選ばれる液体中で行うことによって、固体電解質を上記
弁金属上に付着形成する固体電解コンデンサの製造方法
を提供するものであり、上記液体はTCNQ塩を溶解するこ
と及びそれと反応することなく、TCNQ錯塩の冷却固化を
効率良くできるためTCNQ錯塩の微結晶の酸化皮膜への密
着強度及び含浸率を高めた固体電解コンデンサ、即ち漏
れ電流特性及び等価直列抵抗特性の優れた固体電解コン
デンサが実現できる。
熱融解液内に誘電体皮膜を有する弁金属を含浸した後、
冷却固化をすくなくても、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタ
ン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカンの一種から
選ばれる液体中で行うことによって、固体電解質を上記
弁金属上に付着形成する固体電解コンデンサの製造方法
を提供するものであり、上記液体はTCNQ塩を溶解するこ
と及びそれと反応することなく、TCNQ錯塩の冷却固化を
効率良くできるためTCNQ錯塩の微結晶の酸化皮膜への密
着強度及び含浸率を高めた固体電解コンデンサ、即ち漏
れ電流特性及び等価直列抵抗特性の優れた固体電解コン
デンサが実現できる。
第１図は本発明に使用するコンデンサ素子の斜視図、第
２図は本発明の固体電解コンデンサの断面図である。 （１）（２）……陽、陰極箔、（３）……セパレータ、 （６）……コンデンサ素子、（７）……アルミケース、 （８）……TCNQ錯塩。
２図は本発明の固体電解コンデンサの断面図である。 （１）（２）……陽、陰極箔、（３）……セパレータ、 （６）……コンデンサ素子、（７）……アルミケース、 （８）……TCNQ錯塩。
Claims (1)
- 【請求項１】誘電体酸化皮膜を設けたアルミニウム、タ
ンタル、ニオブ等の弁作用を有する金属上に、TCNQ錯塩
を含む固体電解質を加熱融解して含浸させた後、該固体
電解質を冷却固化させる固体電解コンデンサの製造方法
において、 前記弁作用を有する金属上に前記加熱融解した固体電解
質を含浸させた後の冷却固化を、下記の式で表わされる
直鎖飽和炭化水素から選ばれる少なくとも一種の液体中
で行うことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方
法。 ｎ−CxH2x+2 （但しｘ＝６、７、８、９、10）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33845390A JP2940711B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33845390A JP2940711B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04312911A JPH04312911A (ja) | 1992-11-04 |
| JP2940711B2 true JP2940711B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=18318303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33845390A Expired - Fee Related JP2940711B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940711B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33845390A patent/JP2940711B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04312911A (ja) | 1992-11-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |