JP3221889B2 - 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質としてＴＣ
ＮＱ錯体を用いた固体電解コンデンサの製造方法に関す
るものである。
ＮＱ錯体を用いた固体電解コンデンサの製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】表面に陽極酸化皮膜を有する弁作用金属
からなる陽極体電極と該電極に対向して構成された陰極
用電極との間に固体電解質を介在させてなる従来の固体
電解コンデンサにおいては、固体電解質として二酸化マ
ンガンが用いられてきた。
からなる陽極体電極と該電極に対向して構成された陰極
用電極との間に固体電解質を介在させてなる従来の固体
電解コンデンサにおいては、固体電解質として二酸化マ
ンガンが用いられてきた。
【０００３】しかしながら、この方法は二酸化マンガン
を電極上に形成させる際に、一般に陽極体電極を硝酸マ
ンガン溶液に浸漬させた後、加熱分解を行なうため、陽
極酸化皮膜が損傷をうけること、加えて二酸化マンガン
による陽極酸化皮膜の皮膜修復性が乏しいという欠点が
あった。
を電極上に形成させる際に、一般に陽極体電極を硝酸マ
ンガン溶液に浸漬させた後、加熱分解を行なうため、陽
極酸化皮膜が損傷をうけること、加えて二酸化マンガン
による陽極酸化皮膜の皮膜修復性が乏しいという欠点が
あった。
【０００４】これらの欠点を補う方法としてＴＣＮＱ錯
体などの有機半導体を固体電解質として用いた固体電解
コンデンサが出現している。この含浸方法に関する代表
的な例として特開昭57-173928号公報に記載されている
ようにＴＣＮＱ錯体を含む有機半導体を加熱融解により
液化させ、分解にいたるまでの間に素子を入れ、急冷固
化させるものである。
体などの有機半導体を固体電解質として用いた固体電解
コンデンサが出現している。この含浸方法に関する代表
的な例として特開昭57-173928号公報に記載されている
ようにＴＣＮＱ錯体を含む有機半導体を加熱融解により
液化させ、分解にいたるまでの間に素子を入れ、急冷固
化させるものである。
【０００５】しかしながら、この方法によれば、用いる
ＴＣＮＱ錯体は融解点と分解点を有し、かつその温度間
隔がある程度なければ含浸性が極端に悪くなる。ＴＣＮ
Ｑ錯体の分解点はＴＣＮＱの昇華温度の290℃付近であ
り、融解点と分解点の温度幅をもたせるためには、どう
しても融解温度を下げることになる。
ＴＣＮＱ錯体は融解点と分解点を有し、かつその温度間
隔がある程度なければ含浸性が極端に悪くなる。ＴＣＮ
Ｑ錯体の分解点はＴＣＮＱの昇華温度の290℃付近であ
り、融解点と分解点の温度幅をもたせるためには、どう
しても融解温度を下げることになる。
【０００６】一方において、固体電解コンデンサには耐
熱性が要求されており、特にチップ製品については面実
装時に半田ディップ、リフロ−の温度に耐えられる電解
質でなくてはならず、従来の融解含浸法に適したＴＣＮ
Ｑ錯体では上記の耐熱性に耐えられるものは、かなり困
難である。即ち耐熱性に優れたＴＣＮＱ錯体は融解点も
高く分解点との温度差も少なくなるので含浸性が極端に
悪くなる。逆に含浸性を良好にしようとすれば融解点が
低温側になるので耐熱性が極端に悪くなる。
熱性が要求されており、特にチップ製品については面実
装時に半田ディップ、リフロ−の温度に耐えられる電解
質でなくてはならず、従来の融解含浸法に適したＴＣＮ
Ｑ錯体では上記の耐熱性に耐えられるものは、かなり困
難である。即ち耐熱性に優れたＴＣＮＱ錯体は融解点も
高く分解点との温度差も少なくなるので含浸性が極端に
悪くなる。逆に含浸性を良好にしようとすれば融解点が
低温側になるので耐熱性が極端に悪くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決することである。即ち耐熱性錯体は融解点が高く
分解点との差が充分なくて含浸が不可能であったが本発
明により可能ならしめ、また電極表面とＴＣＮＱ錯体の
接合性が強固となりコンデンサのｔａｎδの改良を図っ
たものである。
を解決することである。即ち耐熱性錯体は融解点が高く
分解点との差が充分なくて含浸が不可能であったが本発
明により可能ならしめ、また電極表面とＴＣＮＱ錯体の
接合性が強固となりコンデンサのｔａｎδの改良を図っ
たものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の具体的手法とし
ては、（１）陽極用電極が拡大された表面及び該表面に
陽極酸化皮膜を有する弁作用金属もしくは該金属の合金
よりなると共に固体電解質としてＴＣＮＱ錯体を用いる
固体電解コンデンサの製造方法において、ＴＣＮＱとド
ナ−材塩と支持電解質との溶液に該陽極用電極を浸漬
し、アノ−ド電解反応によりＴＣＮＱ錯体を陽極用電極
上に生成、析出させることにより含浸させることを特徴
とする固体電解コンデンサの製造方法。 （２）弁作用金属がアルミニウムまたはその合金である
ことを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ
の製造方法である。本発明の方法において使用する弁作
用金属とは、その酸化物が電気絶縁体（誘電体）となる
金属のことであって、周期表の３族、４族及び５族金属
を指し、例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂな
どであるが、特にＡｌがコスト的に安価で又電解エッチ
ング処理などにより表面積拡大が容易で高い静電容量が
得られるなどの点で好適に使用される。該金属の合金と
は、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｚｒ、Ａｌ−Ｈｆ、Ａｌ−Ｔ
ａ、Ａｌ−Ｎｂ、などと、ＡｌとＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｎｂの複数組合せ合金などがある。また、ドナ−材
とは、ＴＣＮＱ錯体において安定な対カチオンを与える
物質であって、電子供与物質が使用される。好適なドナ
−材の例は、キノリン、イソキノリン、インド−ル、キ
ナゾリン、キノキサリン、カルバゾ−ル、アクリジン、
フェナントリジン、フェナジン、あるいはその誘導体の
比較的沸点の高い芳香族アミン類である。ドナ−材塩と
は、ドナ−材の塩のことであり、４級塩及びプロトン酸
塩の両者を包含する。ドナ−材の４級塩は、例えばドナ
−材とハロゲン化アルキルとの反応により調製される。
ハロゲン化アルカリとしては、炭素数１〜１６、特に１
〜１０の直鎖状または分枝鎖状アルキルの塩化物、臭化
物または沃化物を使用しうるが、特にアルミもしくはア
ルミ合金での含浸に適し、反応が効率よく進行する点
で、沃化物が望ましい。また、ドナ−材の４級化塩の対
イオンとして、ハロゲンイオン以外に、硫酸イオン、ス
ルホン酸イオンも使用しうる。また、ドナ−材のプロト
ン酸塩としては、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、スル
ホン酸塩、燐酸塩、硝酸塩などが挙げられる。
ては、（１）陽極用電極が拡大された表面及び該表面に
陽極酸化皮膜を有する弁作用金属もしくは該金属の合金
よりなると共に固体電解質としてＴＣＮＱ錯体を用いる
固体電解コンデンサの製造方法において、ＴＣＮＱとド
ナ−材塩と支持電解質との溶液に該陽極用電極を浸漬
し、アノ−ド電解反応によりＴＣＮＱ錯体を陽極用電極
上に生成、析出させることにより含浸させることを特徴
とする固体電解コンデンサの製造方法。 （２）弁作用金属がアルミニウムまたはその合金である
ことを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ
の製造方法である。本発明の方法において使用する弁作
用金属とは、その酸化物が電気絶縁体（誘電体）となる
金属のことであって、周期表の３族、４族及び５族金属
を指し、例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂな
どであるが、特にＡｌがコスト的に安価で又電解エッチ
ング処理などにより表面積拡大が容易で高い静電容量が
得られるなどの点で好適に使用される。該金属の合金と
は、Ａｌ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｚｒ、Ａｌ−Ｈｆ、Ａｌ−Ｔ
ａ、Ａｌ−Ｎｂ、などと、ＡｌとＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｎｂの複数組合せ合金などがある。また、ドナ−材
とは、ＴＣＮＱ錯体において安定な対カチオンを与える
物質であって、電子供与物質が使用される。好適なドナ
−材の例は、キノリン、イソキノリン、インド−ル、キ
ナゾリン、キノキサリン、カルバゾ−ル、アクリジン、
フェナントリジン、フェナジン、あるいはその誘導体の
比較的沸点の高い芳香族アミン類である。ドナ−材塩と
は、ドナ−材の塩のことであり、４級塩及びプロトン酸
塩の両者を包含する。ドナ−材の４級塩は、例えばドナ
−材とハロゲン化アルキルとの反応により調製される。
ハロゲン化アルカリとしては、炭素数１〜１６、特に１
〜１０の直鎖状または分枝鎖状アルキルの塩化物、臭化
物または沃化物を使用しうるが、特にアルミもしくはア
ルミ合金での含浸に適し、反応が効率よく進行する点
で、沃化物が望ましい。また、ドナ−材の４級化塩の対
イオンとして、ハロゲンイオン以外に、硫酸イオン、ス
ルホン酸イオンも使用しうる。また、ドナ−材のプロト
ン酸塩としては、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、スル
ホン酸塩、燐酸塩、硝酸塩などが挙げられる。
【０００９】本発明の基本的な考えは、液状のＴＣＮＱ
錯体原料を用いて電着法によりコンデンサの陽極用電極
上に固体のＴＣＮＱ錯体を析出させることにより、ＴＣ
ＮＱ錯体を該電極に効率よく含浸させることにある。19
70年代後半より有機電気化学の著しい発展は、様々な分
野に多大な貢献をしているが、本発明もこうした背景よ
り見いだされたものである。即ち有機電解では、電解溶
液−支持電解質−電極の組合せ選択により活性反応種の
反応制御が可能になってきたからである。ＴＣＮＱ錯体
の電極生成反応はＴＣＮＱの電解酸化でのラジカル生成
とドナ−材との有機合成反応との抱き合わせによって起
こると考えた。そこで本発明者は各種検討を繰り返し電
極上で導電性錯体が生成できる条件を見いだすに至っ
た。
錯体原料を用いて電着法によりコンデンサの陽極用電極
上に固体のＴＣＮＱ錯体を析出させることにより、ＴＣ
ＮＱ錯体を該電極に効率よく含浸させることにある。19
70年代後半より有機電気化学の著しい発展は、様々な分
野に多大な貢献をしているが、本発明もこうした背景よ
り見いだされたものである。即ち有機電解では、電解溶
液−支持電解質−電極の組合せ選択により活性反応種の
反応制御が可能になってきたからである。ＴＣＮＱ錯体
の電極生成反応はＴＣＮＱの電解酸化でのラジカル生成
とドナ−材との有機合成反応との抱き合わせによって起
こると考えた。そこで本発明者は各種検討を繰り返し電
極上で導電性錯体が生成できる条件を見いだすに至っ
た。
【００１０】即ち、陽極用電極として例えばエッチング
処理で表面が拡大され、該表面に酸化皮膜の誘電体皮膜
が形成された弁作用金属からなるものを用い、電極での
電子移動過程での挙動に着目しながら、ＴＣＮＱ錯体生
成反応が生起する条件を探索した。その結果、上記のよ
うに、ＴＣＮＱとドナ−材塩と支持電解質との溶液に該
陽極用電極を浸漬し、アノ−ド電解反応により、ＴＣＮ
Ｑ錯体を該電極上に析出させることにより良好なものが
得られることが判明した。この際、溶媒としては、ＴＣ
ＮＱ及びドナ−材塩の比較的溶け易いものが好ましく、
特に塩化メチレン、アセトニトリルなどの使用が好まし
い。この反応の実施にあたっては、支持電解質を用いる
が、好適な支持電解質としては、パラトルエンスルホン
酸などを例示しうる。
処理で表面が拡大され、該表面に酸化皮膜の誘電体皮膜
が形成された弁作用金属からなるものを用い、電極での
電子移動過程での挙動に着目しながら、ＴＣＮＱ錯体生
成反応が生起する条件を探索した。その結果、上記のよ
うに、ＴＣＮＱとドナ−材塩と支持電解質との溶液に該
陽極用電極を浸漬し、アノ−ド電解反応により、ＴＣＮ
Ｑ錯体を該電極上に析出させることにより良好なものが
得られることが判明した。この際、溶媒としては、ＴＣ
ＮＱ及びドナ−材塩の比較的溶け易いものが好ましく、
特に塩化メチレン、アセトニトリルなどの使用が好まし
い。この反応の実施にあたっては、支持電解質を用いる
が、好適な支持電解質としては、パラトルエンスルホン
酸などを例示しうる。
【００１１】
【実施例１】以下、本発明の具体的実施例について述べ
る。厚さ90μｍの高純度アルミニウム箔（純度99.99%）
を交流により電解エッチングを行い、約80倍に拡大され
た表面積を有する電極箔を作製し、中性燐酸溶液にて20
Ｖ化成を行い、誘電体皮膜を形成させた。（電極Ａ）
る。厚さ90μｍの高純度アルミニウム箔（純度99.99%）
を交流により電解エッチングを行い、約80倍に拡大され
た表面積を有する電極箔を作製し、中性燐酸溶液にて20
Ｖ化成を行い、誘電体皮膜を形成させた。（電極Ａ）
【００１２】上記電極を、ノルマルオクチルキノリン+
沃化物と過剰のＴＣＮＱ及びパラトルエンスルホン酸と
を塩化メチレンに溶かした溶液中に浸漬させ、電流５ｍ
Ａで５時間定電流アノ−ド反応をおこなわせた。次いで
乾燥させた後コロイダルカ−ボンを塗布形成し、さらに
銀ペ−ストで陰極リ−ドを取り出しエポキシ樹脂で外装
し、１０Ｖ３３μＦの固体電解コンデンサを作製した。
また比較のため、現在行なわれている融解含浸法も行い
特性調査を行なった。
沃化物と過剰のＴＣＮＱ及びパラトルエンスルホン酸と
を塩化メチレンに溶かした溶液中に浸漬させ、電流５ｍ
Ａで５時間定電流アノ−ド反応をおこなわせた。次いで
乾燥させた後コロイダルカ−ボンを塗布形成し、さらに
銀ペ−ストで陰極リ−ドを取り出しエポキシ樹脂で外装
し、１０Ｖ３３μＦの固体電解コンデンサを作製した。
また比較のため、現在行なわれている融解含浸法も行い
特性調査を行なった。
【００１３】
【実施例２】厚さ40μｍのＡｌ90Ｚｒ10合金箔を超急冷
法により作製し、芯材として99.99%アルミ箔70μｍ厚み
のものを用い、三層クラッド電極箔を作製した。その後
電解エッチングを行い、ＣＶ積として約4000μＦＶ／cm
2 を有する電極箔とし、中性燐酸溶液にて20Ｖ化成を行
い、誘電体皮膜を形成させた。（電極Ｂ）
法により作製し、芯材として99.99%アルミ箔70μｍ厚み
のものを用い、三層クラッド電極箔を作製した。その後
電解エッチングを行い、ＣＶ積として約4000μＦＶ／cm
2 を有する電極箔とし、中性燐酸溶液にて20Ｖ化成を行
い、誘電体皮膜を形成させた。（電極Ｂ）
【００１４】上記電極を、Ｎメチル１，１０オルトフェ
ナントロリン+ 沃化物と過剰のＴＣＮＱ及びパラトルエ
ンスルホン酸とを塩化メチレンに溶かした溶液中に浸漬
させ、電流１０ｍＡで５時間定電流アノ−ド反応をおこ
なわせた。次いで乾燥させた後コロイダルカ−ボンを塗
布形成し、さらに銀ペ−ストで その後コロイダルカ−
ボンを塗布形成し、さらに銀ペ−ストで陰極リ−ドを取
り出しエポキシ樹脂で外装し、１０Ｖ１００μＦの固体
電解コンデンサを作製した。また比較のため、現在行な
われている融解含浸法も行い特性調査を行なった。
ナントロリン+ 沃化物と過剰のＴＣＮＱ及びパラトルエ
ンスルホン酸とを塩化メチレンに溶かした溶液中に浸漬
させ、電流１０ｍＡで５時間定電流アノ−ド反応をおこ
なわせた。次いで乾燥させた後コロイダルカ−ボンを塗
布形成し、さらに銀ペ−ストで その後コロイダルカ−
ボンを塗布形成し、さらに銀ペ−ストで陰極リ−ドを取
り出しエポキシ樹脂で外装し、１０Ｖ１００μＦの固体
電解コンデンサを作製した。また比較のため、現在行な
われている融解含浸法も行い特性調査を行なった。
【００１５】実施例１の結果を表１に、実施例２の結果
を表２にそれぞれ示した。
を表２にそれぞれ示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【発明の効果】表１、表２に示したように、本発明によ
って処理された製品はｔａｎδの改良に加え、静電容量
の増大に見られるように含浸性も向上されている。また
従来の融解含浸法と比較しても良い特性を示している。
また従来の融解含浸法では不可能であった融点を持たな
いＴＣＮＱ錯体でも含浸が可能となり、工業的かつ実用
的価値大なるものである。
って処理された製品はｔａｎδの改良に加え、静電容量
の増大に見られるように含浸性も向上されている。また
従来の融解含浸法と比較しても良い特性を示している。
また従来の融解含浸法では不可能であった融点を持たな
いＴＣＮＱ錯体でも含浸が可能となり、工業的かつ実用
的価値大なるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 9/028
Claims (2)
- 【請求項１】 陽極用電極が拡大された表面及び該表面
に陽極酸化皮膜を有する弁作用金属もしくは該金属の合
金よりなると共に固体電解質としてＴＣＮＱ錯体を用い
る固体電解コンデンサの製造方法において、ＴＣＮＱと
ドナ−材塩と支持電解質との溶液に該陽極用電極を浸漬
し、アノ−ド電解反応によりＴＣＮＱ錯体を陽極用電極
上に生成、析出させることにより含浸させることを特徴
とする固体電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項２】 弁作用金属がアルミニウムまたはその合
金であることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コ
ンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21582891A JP3221889B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP21582891A JP3221889B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620876A JPH0620876A (ja) | 1994-01-28 |
| JP3221889B2 true JP3221889B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=16678938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21582891A Expired - Fee Related JP3221889B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221889B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3878229B2 (ja) * | 1994-08-24 | 2007-02-07 | 住友電気工業株式会社 | 車両の減速度制御装置 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP21582891A patent/JP3221889B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0620876A (ja) | 1994-01-28 |
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|---|---|---|---|
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