JP3123773B2 - 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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- JP3123773B2 JP3123773B2 JP03141968A JP14196891A JP3123773B2 JP 3123773 B2 JP3123773 B2 JP 3123773B2 JP 03141968 A JP03141968 A JP 03141968A JP 14196891 A JP14196891 A JP 14196891A JP 3123773 B2 JP3123773 B2 JP 3123773B2
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- Japan
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- organic semiconductor
- solid electrolytic
- semiconductor solid
- electrolytic capacitor
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体電解質として、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。）を用いた有機半導体固体電解コ
ンデンサに関するものである。
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。）を用いた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】電解質としてＴＣＮＱ錯塩を用いた有機
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。すなわち、特開昭５８−１９１４
１４号（Ｈ０１Ｇ ９／０２）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
されているが、近年、機器の小型化の必要性から、この
種のコンデンサも表面実装用部品（チップ部品）として
の対応を迫られている。
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。すなわち、特開昭５８−１９１４
１４号（Ｈ０１Ｇ ９／０２）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
されているが、近年、機器の小型化の必要性から、この
種のコンデンサも表面実装用部品（チップ部品）として
の対応を迫られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術によるコンデンサにおいては、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
℃）には耐えられず、著しい漏れ電流増大等の特性劣化
を招くという欠点があった。
従来技術によるコンデンサにおいては、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
℃）には耐えられず、著しい漏れ電流増大等の特性劣化
を招くという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の従来技術の欠点を
解決するため、本発明は、陽極酸化あるいは陽極化成に
より表面に酸化被膜を設けた弁作用を有する金属上に主
として７、７、８、８−テトラシアノキノジメタンの錯
塩からなる固体電解質層を形成した有機半導体固体電解
コンデンサにおいて、前記固体電解質の組成に重量平均
で分子量11,000以下の低重合体中分子ポリマーを含むこ
とを特徴とするものであるる。
解決するため、本発明は、陽極酸化あるいは陽極化成に
より表面に酸化被膜を設けた弁作用を有する金属上に主
として７、７、８、８−テトラシアノキノジメタンの錯
塩からなる固体電解質層を形成した有機半導体固体電解
コンデンサにおいて、前記固体電解質の組成に重量平均
で分子量11,000以下の低重合体中分子ポリマーを含むこ
とを特徴とするものであるる。
【０００５】また、前記中分子ポリマーはポリオレフィ
ンであることを特徴とするものであり、さらには、ポリ
オレフィンはポリエチレンとポリプロピレンのうちの少
なくとも１つを含むことを特徴とするものである。
ンであることを特徴とするものであり、さらには、ポリ
オレフィンはポリエチレンとポリプロピレンのうちの少
なくとも１つを含むことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】分子量11,000以下の低重合体中分子ポリマー
は、溶融温度および溶融粘度が低く、常温では固体の物
質である。中でもポリオレフィンとりわけポリエチレ
ン、ポリプロピレンは、１５０℃前後の温度で粘度70ｃ
ｐｓ程度まで軟化溶融する物理的特性を有する物質であ
る。中分子ポリマーは不飽和炭化水素であるため、分子
内に炭素二重結合を少なくとも１個有しており、不飽和
結合への活性水素などによる付加反応、あるいは不飽和
結合へのラジカル重合反応が非常に生じやすい状態にあ
る物質である。
は、溶融温度および溶融粘度が低く、常温では固体の物
質である。中でもポリオレフィンとりわけポリエチレ
ン、ポリプロピレンは、１５０℃前後の温度で粘度70ｃ
ｐｓ程度まで軟化溶融する物理的特性を有する物質であ
る。中分子ポリマーは不飽和炭化水素であるため、分子
内に炭素二重結合を少なくとも１個有しており、不飽和
結合への活性水素などによる付加反応、あるいは不飽和
結合へのラジカル重合反応が非常に生じやすい状態にあ
る物質である。
【０００７】本発明による有機半導体固体電解コンデン
サでは、このような性質を有する中分子ポリマーを固体
電解質組成内に導入し、これにより酸化被膜欠損部上の
導電体が絶縁化され、漏れ電流が低減される。
サでは、このような性質を有する中分子ポリマーを固体
電解質組成内に導入し、これにより酸化被膜欠損部上の
導電体が絶縁化され、漏れ電流が低減される。
【０００８】たとえば、ポリオレフィンの場合、基本的
な反応形態は次式のように示される。
な反応形態は次式のように示される。
【０００９】
【化１】
【００１０】酸化被膜欠損部分においては、漏れ電流の
ジュール熱により固体電解質内の中分子ポリマーは溶融
し、分子運動論的により自由度の高い液状へと変化す
る。ＴＣＮＱ錯塩からは熱分解により活性水素を有する
分子およびラジカルなどが分子内より放出され、これら
によって、上式で示されるポリマリゼーションが進行
し、その部分での半導体の電子伝導性を破壊（絶縁化）
し、漏れ電流を低減するものと思われる。
ジュール熱により固体電解質内の中分子ポリマーは溶融
し、分子運動論的により自由度の高い液状へと変化す
る。ＴＣＮＱ錯塩からは熱分解により活性水素を有する
分子およびラジカルなどが分子内より放出され、これら
によって、上式で示されるポリマリゼーションが進行
し、その部分での半導体の電子伝導性を破壊（絶縁化）
し、漏れ電流を低減するものと思われる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１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被膜（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としてマニラ紙をはさ
み、図１に示すように円筒状に巻き取る。このように、
アルミニウム箔に酸化被膜を形成した陽極箔１と陰極箔
２との両電極箔間にセパレータ３を巻回して、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。
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被膜（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としてマニラ紙をはさ
み、図１に示すように円筒状に巻き取る。このように、
アルミニウム箔に酸化被膜を形成した陽極箔１と陰極箔
２との両電極箔間にセパレータ３を巻回して、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。
【００１２】次に、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することによっ
て、繊維の細径化による密度の低下を図る。なお、セパ
レータとして、マニラ紙をあらかじめ所定の温度と時間
（例えば２４０℃、４０分）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
にはさんで巻回してもよい。
セパレータ３を構成するマニラ紙を炭化することによっ
て、繊維の細径化による密度の低下を図る。なお、セパ
レータとして、マニラ紙をあらかじめ所定の温度と時間
（例えば２４０℃、４０分）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
にはさんで巻回してもよい。
【００１３】続いて、ＴＣＮＱ錯塩（例えばＮ、Ｎ-ペ
ンタメチレンルチジウム2・ＴＣＮＱ4とＮ-フェネチルル
チジウム・ＴＣＮＱ2の等量混合物）とその錯塩の２重量
部の重量平均で、分子量11,000以下の中分子ポリマー、
例えばポリエチレンあるいはポリプロピレンを均一にな
るように混合する。
ンタメチレンルチジウム2・ＴＣＮＱ4とＮ-フェネチルル
チジウム・ＴＣＮＱ2の等量混合物）とその錯塩の２重量
部の重量平均で、分子量11,000以下の中分子ポリマー、
例えばポリエチレンあるいはポリプロピレンを均一にな
るように混合する。
【００１４】その後、上記の混合物をアルミケース内に
て３００℃で加熱融解させ、予熱していた化成・炭化処
理済みのコンデンサ素子６を含浸させ、すぐに急冷し固
化させる。
て３００℃で加熱融解させ、予熱していた化成・炭化処
理済みのコンデンサ素子６を含浸させ、すぐに急冷し固
化させる。
【００１５】そして最後に、図２に示すようにアルミケ
ース７の開口部を樹脂９にて外装し、電圧処理（エージ
ング）を行い、目的とするコンデンサを完成させる。な
お、８は中分子ポリマーを含んだＴＣＮＱ錯塩である。
ース７の開口部を樹脂９にて外装し、電圧処理（エージ
ング）を行い、目的とするコンデンサを完成させる。な
お、８は中分子ポリマーを含んだＴＣＮＱ錯塩である。
【００１６】表１は、本発明による有機半導体固体電解
コンデンサと、中分子ポリマーを含まずそれ以外は本発
明品と同様に製作した従来の有機半導体固体電解コンデ
ンサの、半田付け時の熱を想定したリフロー試験（１６
０℃×２分＋２３０℃×３０秒のリフロー炉）前後の漏
れ電流の特性を示したものである。
コンデンサと、中分子ポリマーを含まずそれ以外は本発
明品と同様に製作した従来の有機半導体固体電解コンデ
ンサの、半田付け時の熱を想定したリフロー試験（１６
０℃×２分＋２３０℃×３０秒のリフロー炉）前後の漏
れ電流の特性を示したものである。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１において（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は定格１
６Ｖ、３．３μＦのコンデンサであり、（Ｄ）（Ｅ）
（Ｆ）は定格２５Ｖ、３．３μＦのコンデンサである。
また、（Ａ）（Ｂ）（Ｄ）（Ｅ）は本発明品であり、
（Ａ）（Ｄ）は中分子ポリマーとしてポリエチレンを、
（Ｂ）（Ｅ）はポリプロピレンをそれぞれ使用したもの
である。（Ｃ）（Ｆ）は従来品である。なお、各特性値
は試料１０個の平均値である。
６Ｖ、３．３μＦのコンデンサであり、（Ｄ）（Ｅ）
（Ｆ）は定格２５Ｖ、３．３μＦのコンデンサである。
また、（Ａ）（Ｂ）（Ｄ）（Ｅ）は本発明品であり、
（Ａ）（Ｄ）は中分子ポリマーとしてポリエチレンを、
（Ｂ）（Ｅ）はポリプロピレンをそれぞれ使用したもの
である。（Ｃ）（Ｆ）は従来品である。なお、各特性値
は試料１０個の平均値である。
【００１９】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
が分かる。
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
が分かる。
【００２０】
【発明の効果】上述のように本発明は、ＴＣＮＱ錯塩よ
りなる固体電解質の組成に重量平均で分子量11,000以下
の低重合体中分子ポリマーを含むことを特徴とする有機
半導体固体電解コンデンサであり、本発明によれば半田
付け後においても漏れ電流特性の極めて優れた有機半導
体固体電解コンデンサを得ることができる。
りなる固体電解質の組成に重量平均で分子量11,000以下
の低重合体中分子ポリマーを含むことを特徴とする有機
半導体固体電解コンデンサであり、本発明によれば半田
付け後においても漏れ電流特性の極めて優れた有機半導
体固体電解コンデンサを得ることができる。
【図１】本発明に用いるコンデンサ素子を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明の有機半導体固体電解コンデンサの断面
図である。
図である。
１ 陽極箔 ２ 陰極箔 ３ セパレータ ４、４’ アルミリード ５、５’ リード線 ６ コンデンサ素子 ７ アルミケース ８ 中分子ポリマーを含むＴＣＮＱ錯塩 ９ 樹脂
Claims (3)
- 【請求項１】 陽極酸化あるいは陽極化成により表面に
酸化被膜を設けた弁作用を有する金属上に主として７、
７、８、８−テトラシアノキノジメタンの錯塩からなる
固体電解質層を形成した有機半導体固体電解コンデンサ
において、前記固体電解質の組成に重量平均で分子量1
1,000以下の低重合体中分子ポリマーを含むことを特徴
とする有機半導体固体電解コンデンサ。 - 【請求項２】 前記中分子ポリマーはポリオレフィンで
ある請求項１記載の有機半導体固体電解コンデンサ。 - 【請求項３】 前記ポリオレフィンはポリエチレンとポ
リプロピレンのうちの少なくとも１つを含む請求項２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 |
|---|---|---|---|
| JP03141968A JP3123773B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP03141968A JP3123773B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 有機半導体固体電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04365308A JPH04365308A (ja) | 1992-12-17 |
| JP3123773B2 true JP3123773B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=15304318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03141968A Expired - Fee Related JP3123773B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 有機半導体固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123773B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-13 JP JP03141968A patent/JP3123773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04365308A (ja) | 1992-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |