JP2999842B2 - 有機半導体固体電解コンデンサ - Google Patents
有機半導体固体電解コンデンサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有機半導体固体電解コン
デサ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
の錯塩（以下ＴＣＮＱ錯塩と略す）を使用する有機半導
体固体電解コンデンサに関するものである。
デサ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
の錯塩（以下ＴＣＮＱ錯塩と略す）を使用する有機半導
体固体電解コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、固体電解コンデンサの固体電解質
として有機半導体、特にＴＣＮＱ錯塩を用いることが提
案されている（例えば特公昭６２−５２９３９号公報
（Ｈ０１Ｇ ９／０２）参照）。このような従来技術に
おいては、図１に示す如く、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）を挟み円筒状に巻
き取り、コンデンサ素子（６）を形成する。なお、
（４）（４’）はアルミリード、（５）（５’）はリー
ド線である。
として有機半導体、特にＴＣＮＱ錯塩を用いることが提
案されている（例えば特公昭６２−５２９３９号公報
（Ｈ０１Ｇ ９／０２）参照）。このような従来技術に
おいては、図１に示す如く、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）を挟み円筒状に巻
き取り、コンデンサ素子（６）を形成する。なお、
（４）（４’）はアルミリード、（５）（５’）はリー
ド線である。
【０００３】次に、図２に示す如くＴＣＮＱ塩、例えば
Ｎ−ｎ−ブチルイソキノリウムのＴＣＮＱ塩（（Ｎ−ｎ
−ブチルイソキノリウム）+（ＴＣＮＱ）-（ＴＣＮ
Ｑ））の粉末（８）をアルミケース（７）に収納し、融
点（２１０〜２３０℃）以上の温度、例えば、２９０℃
〜３００℃の温度でＴＣＮＱ塩を融解液化する。そし
て、予熱済みのコンデンサ素子（６）をケース（７）内
のＴＣＮＱ塩の融解液に浸漬してＴＣＮＱ塩を含浸す
る。含浸後ケース（７）を冷却し、コンデンサ素子
（６）に含浸したＴＣＮＱ錯塩（８）を冷却固化し、ケ
ース内にコンデンサ素子を固定する。そして、最後にエ
ポキシ系樹脂（９）にて上記ケースの開口部を封口し、
１２５℃にて１時間ほぼ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
完成する。
Ｎ−ｎ−ブチルイソキノリウムのＴＣＮＱ塩（（Ｎ−ｎ
−ブチルイソキノリウム）+（ＴＣＮＱ）-（ＴＣＮ
Ｑ））の粉末（８）をアルミケース（７）に収納し、融
点（２１０〜２３０℃）以上の温度、例えば、２９０℃
〜３００℃の温度でＴＣＮＱ塩を融解液化する。そし
て、予熱済みのコンデンサ素子（６）をケース（７）内
のＴＣＮＱ塩の融解液に浸漬してＴＣＮＱ塩を含浸す
る。含浸後ケース（７）を冷却し、コンデンサ素子
（６）に含浸したＴＣＮＱ錯塩（８）を冷却固化し、ケ
ース内にコンデンサ素子を固定する。そして、最後にエ
ポキシ系樹脂（９）にて上記ケースの開口部を封口し、
１２５℃にて１時間ほぼ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
完成する。
【０００４】しかして、このようなＴＣＮＱ錯塩を用い
たアルミ固体電解コンデンサは周波数特性及び温度特性
を著しく改善したものであり、従来の乾式コンデンサの
それを遥かに凌いだものである。
たアルミ固体電解コンデンサは周波数特性及び温度特性
を著しく改善したものであり、従来の乾式コンデンサの
それを遥かに凌いだものである。
【０００５】近年、電気機器の小形化に伴い、ＴＣＮＱ
錯塩を用いたコンデンサにおいても表面実装用のものが
強く要求されている。しかしながら、この種のコンデン
サは、表面実装用部品として必須の半田付け時の熱スト
レス（通常２３０℃）に耐えられず、漏れ電流の増大を
招く欠点があり、耐熱性の向上が強く望まれている。
錯塩を用いたコンデンサにおいても表面実装用のものが
強く要求されている。しかしながら、この種のコンデン
サは、表面実装用部品として必須の半田付け時の熱スト
レス（通常２３０℃）に耐えられず、漏れ電流の増大を
招く欠点があり、耐熱性の向上が強く望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の如き半
田付け時の熱ストレスに対しても、漏れ電流が殆んど変
わることのない耐熱性の優れた固体電解コンデンサを提
供するものである。
田付け時の熱ストレスに対しても、漏れ電流が殆んど変
わることのない耐熱性の優れた固体電解コンデンサを提
供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はコンデンサ素子
に加熱融解したＴＣＮＱ錯塩を含浸する前に、先ず、コ
ンデンサ素子を融点２００℃以上の有機ヒドロキシ化合
物が溶解した液中に浸漬し、その後加熱により溶媒を揮
散させ、コンデンサ素子の酸化皮膜上に有機ヒドロキシ
化合物の皮膜を形成させた後、コンデンサ素子に加熱融
解したＴＣＮＱ錯塩を含浸する。
に加熱融解したＴＣＮＱ錯塩を含浸する前に、先ず、コ
ンデンサ素子を融点２００℃以上の有機ヒドロキシ化合
物が溶解した液中に浸漬し、その後加熱により溶媒を揮
散させ、コンデンサ素子の酸化皮膜上に有機ヒドロキシ
化合物の皮膜を形成させた後、コンデンサ素子に加熱融
解したＴＣＮＱ錯塩を含浸する。
【０００８】
【作用】本発明はコンデンサ素子の酸化皮膜上に有機ヒ
ドロキシ化合物の皮膜を形成させており、その上に含浸
により附着したＴＣＮＱ錯体中のＴＣＮＱは特に高温下
では有機ヒドロキシ化合物の影響を受けて分解すると考
えられる。この分解反応により錯体は絶縁化する。而し
て、アルミ箔上の酸化皮膜の欠損部分では漏れ電流が多
く流れ、発生したジュール熱により上述の分解反応が促
進されてＴＣＮＱは部分的に絶縁化して行く。そのため
酸化皮膜欠損部における漏れ電流の発生が阻止されると
推測される。このようにして半田付等の熱ストレス後に
おいても漏れ電流の極めて少ないコンデンサが得られ
る。
ドロキシ化合物の皮膜を形成させており、その上に含浸
により附着したＴＣＮＱ錯体中のＴＣＮＱは特に高温下
では有機ヒドロキシ化合物の影響を受けて分解すると考
えられる。この分解反応により錯体は絶縁化する。而し
て、アルミ箔上の酸化皮膜の欠損部分では漏れ電流が多
く流れ、発生したジュール熱により上述の分解反応が促
進されてＴＣＮＱは部分的に絶縁化して行く。そのため
酸化皮膜欠損部における漏れ電流の発生が阻止されると
推測される。このようにして半田付等の熱ストレス後に
おいても漏れ電流の極めて少ないコンデンサが得られ
る。
【０００９】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
に示す如くアルミニウムの陽極箔（１）とその対向陰極
箔（２）との間にセパレータ紙（３）を挟み、円筒状に
捲回し、再化成を行い加熱してセパレータ紙を炭化処理
する。そしてこの捲回型コンデンサ素子（６）を有機ヒ
ドロキシ化合物（例えばデンプン、或いはイノシット、
或いはペンタエリトリット）の２％水溶液に浸漬し、８
５℃で乾燥する。その後ＴＣＮＱ錯塩（例えば、Ｎ，
Ｎ，−ペンタメチレンルチジニウム2・ＴＣＮＱ4とＮ−
フェネチルルチジニウム・ＴＣＮＱ2 の等量混合物）を
３２０℃で加熱融解し、あらかじめ予熱してあるコンデ
ンサ素子（６）を含浸し、急冷する。その後、樹脂
（９）にて外装し、電圧処理（エージング）を行ない目
的とするコンデンサを完成させる。
に示す如くアルミニウムの陽極箔（１）とその対向陰極
箔（２）との間にセパレータ紙（３）を挟み、円筒状に
捲回し、再化成を行い加熱してセパレータ紙を炭化処理
する。そしてこの捲回型コンデンサ素子（６）を有機ヒ
ドロキシ化合物（例えばデンプン、或いはイノシット、
或いはペンタエリトリット）の２％水溶液に浸漬し、８
５℃で乾燥する。その後ＴＣＮＱ錯塩（例えば、Ｎ，
Ｎ，−ペンタメチレンルチジニウム2・ＴＣＮＱ4とＮ−
フェネチルルチジニウム・ＴＣＮＱ2 の等量混合物）を
３２０℃で加熱融解し、あらかじめ予熱してあるコンデ
ンサ素子（６）を含浸し、急冷する。その後、樹脂
（９）にて外装し、電圧処理（エージング）を行ない目
的とするコンデンサを完成させる。
【００１０】表１は本発明により作られたコンデンサと
有機ヒドロキシ化合物を使用しない他は本発明品と同様
に作成した従来のコンデンサの半田付け時の熱を想定し
たリフロー試験（１６０℃×２分＋２３０℃×３０秒の
リフロー炉）前後の漏れ電流値の特性を示している。
有機ヒドロキシ化合物を使用しない他は本発明品と同様
に作成した従来のコンデンサの半田付け時の熱を想定し
たリフロー試験（１６０℃×２分＋２３０℃×３０秒の
リフロー炉）前後の漏れ電流値の特性を示している。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１において（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）お
よび（Ｅ）は定格２５Ｖ、容量１．５μＦのコンデンサ
である。そして（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は本発明品で
あり、（Ａ）は２％デンプン水溶液を、（Ｂ）は２％イ
ノシット水溶液を、（Ｃ）は２％ペンタエリトリット水
溶液を、（Ｄ）は２％のペンタエリトリットとイノシッ
トの混合溶液をそれぞれ使用したものである。（Ｅ）は
従来品である。尚、漏れ電流値は２５Ｖ印加１分後の値
で、試料各１０個の平均値を示している。また、リフロ
ー試験とはコンデンサをリフロー炉の中で１６０℃に２
分間保持し、それに引き続いて２３０℃に３０秒間保持
した際の特性を調べる試験である。
よび（Ｅ）は定格２５Ｖ、容量１．５μＦのコンデンサ
である。そして（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は本発明品で
あり、（Ａ）は２％デンプン水溶液を、（Ｂ）は２％イ
ノシット水溶液を、（Ｃ）は２％ペンタエリトリット水
溶液を、（Ｄ）は２％のペンタエリトリットとイノシッ
トの混合溶液をそれぞれ使用したものである。（Ｅ）は
従来品である。尚、漏れ電流値は２５Ｖ印加１分後の値
で、試料各１０個の平均値を示している。また、リフロ
ー試験とはコンデンサをリフロー炉の中で１６０℃に２
分間保持し、それに引き続いて２３０℃に３０秒間保持
した際の特性を調べる試験である。
【００１３】表１から本発明品は従来品に比べリフロー
試験後においても良好な漏れ電流特性を有していること
が判かる。
試験後においても良好な漏れ電流特性を有していること
が判かる。
【００１４】このように本発明はコンデンサ素子の酸化
皮膜上に有機ヒドロキシ化合物の皮膜を形成させてお
り、その上に含浸により附着されたＴＣＮＱ錯体中のＴ
ＣＮＱは特に高温下では有機ヒドロキシ化合物の影響を
受けて図３に示すように分解すると考えられる。この分
解反応により錯体は絶縁化する。而して、アルミ箔上の
酸化皮膜の欠損部分では漏れ電流が多く流れ、発生した
ジュール熱により上述の分解反応が促進されてＴＣＮＱ
は部分的に絶縁化して行く。そのため酸化皮膜欠損部に
おける漏れ電流の発生が阻止されると推測される。この
ようにして半田付等の熱ストレス後においても漏れ電流
の極めて少ないコンデンサが得られる。
皮膜上に有機ヒドロキシ化合物の皮膜を形成させてお
り、その上に含浸により附着されたＴＣＮＱ錯体中のＴ
ＣＮＱは特に高温下では有機ヒドロキシ化合物の影響を
受けて図３に示すように分解すると考えられる。この分
解反応により錯体は絶縁化する。而して、アルミ箔上の
酸化皮膜の欠損部分では漏れ電流が多く流れ、発生した
ジュール熱により上述の分解反応が促進されてＴＣＮＱ
は部分的に絶縁化して行く。そのため酸化皮膜欠損部に
おける漏れ電流の発生が阻止されると推測される。この
ようにして半田付等の熱ストレス後においても漏れ電流
の極めて少ないコンデンサが得られる。
【００１５】尚、この有機ヒドロキシ化合物の皮膜は極
めて薄く、ＴＣＮＱ塩含浸時の素子予熱の際には、その
多くが酸化皮膜欠損部に入り込むことが予想されるた
め、静電容量など他の特性についても大きく劣化するこ
とはない。
めて薄く、ＴＣＮＱ塩含浸時の素子予熱の際には、その
多くが酸化皮膜欠損部に入り込むことが予想されるた
め、静電容量など他の特性についても大きく劣化するこ
とはない。
【００１６】上述の実施例においては、有機ヒドロキシ
化合物の例として、融点を示さないデンプン、融点２２
５〜２２７℃のイノシット、および融点２６０℃のペン
タエリトリットをあげているが、本発明は基本的に含浸
時の素子予熱に耐え得る融点、例えば融点２００℃以上
程度の有機ヒドロキシ化合物であればよいが、熱安定性
の点から好ましくは、同一分子内に活性水素並びに不活
性水素を有するものが良い。それ故、上述のデンプン、
イノシット、ペンタエリトリットの実施例だけに限定さ
れるものではない。他の有機ヒドロキシ化合物であって
も、同様の効果が得られることは、言うまでもない。
化合物の例として、融点を示さないデンプン、融点２２
５〜２２７℃のイノシット、および融点２６０℃のペン
タエリトリットをあげているが、本発明は基本的に含浸
時の素子予熱に耐え得る融点、例えば融点２００℃以上
程度の有機ヒドロキシ化合物であればよいが、熱安定性
の点から好ましくは、同一分子内に活性水素並びに不活
性水素を有するものが良い。それ故、上述のデンプン、
イノシット、ペンタエリトリットの実施例だけに限定さ
れるものではない。他の有機ヒドロキシ化合物であって
も、同様の効果が得られることは、言うまでもない。
【００１７】また、ＴＣＮＱ錯体に有機ヒドロキシ化合
物を作用させる方法としては、含浸前にＴＣＮＱ錯体に
有機ヒドロキシ化合物を添加物として混入しておくとい
う方法も考えられる。しかしながらこの方法では、ＴＣ
ＮＱ錯塩溶融時に急激に反応し、中には発泡する場合が
あるため実用上問題がある。
物を作用させる方法としては、含浸前にＴＣＮＱ錯体に
有機ヒドロキシ化合物を添加物として混入しておくとい
う方法も考えられる。しかしながらこの方法では、ＴＣ
ＮＱ錯塩溶融時に急激に反応し、中には発泡する場合が
あるため実用上問題がある。
【００１８】尚、本発明に使用する有機ヒドロキシ化合
物の実施例の分子構造の骨格は図４〜図６に示す通りで
あり、図４はデンプン、図５はイノシット、図６はペン
タエリトリットを示す。
物の実施例の分子構造の骨格は図４〜図６に示す通りで
あり、図４はデンプン、図５はイノシット、図６はペン
タエリトリットを示す。
【００１９】尚また、本発明はコンデンサ素子として陽
極箔と陰極箔とをセパレータ紙を介して捲回した巻取り
素子を使用した場合に限られるものではなく、コンデン
サ素子として弁作用を有する金属粉末を加圧成形し焼結
した焼結素子を使用した場合にも適用されるものであ
る。
極箔と陰極箔とをセパレータ紙を介して捲回した巻取り
素子を使用した場合に限られるものではなく、コンデン
サ素子として弁作用を有する金属粉末を加圧成形し焼結
した焼結素子を使用した場合にも適用されるものであ
る。
【００２０】
【発明の効果】このように本発明によれば、有機ヒドロ
キシ化合物の影響を受けて高温においてＴＣＮＱ錯塩が
分解反応を起こして絶縁化し、アルミ箔上の酸化皮膜欠
損部における漏れ電流の発生が阻止され、半田付け後に
おいても漏れ電流特性の極めて優れた固体電解コンデン
サが得られる。
キシ化合物の影響を受けて高温においてＴＣＮＱ錯塩が
分解反応を起こして絶縁化し、アルミ箔上の酸化皮膜欠
損部における漏れ電流の発生が阻止され、半田付け後に
おいても漏れ電流特性の極めて優れた固体電解コンデン
サが得られる。
【図１】コンデンサ素子の実施例を示す図面である。
【図２】電解質としてＴＣＮＱ錯塩を使用した有機半導
体固体電解コンデンサの実施例を示す図面である。
体固体電解コンデンサの実施例を示す図面である。
【図３】ＴＣＮＱの分解反応を示す化学式を示す図面で
ある。
ある。
【図４】デンプンの化学式を示す図面である。
【図５】イノシットの化学式を示す図面である。
【図６】ペンタエリトリットの化学式を示す図面であ
る。
る。
１ 陽極箔 ２ 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 ９ 樹脂
Claims (2)
- 【請求項１】 陽極酸化或は陽極化成により表面に酸化
被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、同一分子内に酸素原子に直接結合
した活性水素を少なくとも１以上有し且つ融点が２００
℃以上の有機ヒドロキシ化合物の皮膜を形成し、該有機
ヒドロキシ化合物の皮膜上に、ＴＣＮＱ錯塩を加熱融解
の後冷却固化させて固体電解質層を形成することを特徴
とする有機半導体固体電解コンデンサ。 - 【請求項２】 前記有機ヒドロキシ化合物はデンプン、
イノシット、或はペンタエリトリットの内の少なくとも
１種類を含んでいる請求項１記載の有機半導体固体電解
コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7630191A JP2999842B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 有機半導体固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7630191A JP2999842B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 有機半導体固体電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259000A JPH05259000A (ja) | 1993-10-08 |
| JP2999842B2 true JP2999842B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=13601550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7630191A Expired - Fee Related JP2999842B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 有機半導体固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999842B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP7630191A patent/JP2999842B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05259000A (ja) | 1993-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |