JPH0410728B2 - - Google Patents

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JPH0410728B2
JPH0410728B2 JP17435284A JP17435284A JPH0410728B2 JP H0410728 B2 JPH0410728 B2 JP H0410728B2 JP 17435284 A JP17435284 A JP 17435284A JP 17435284 A JP17435284 A JP 17435284A JP H0410728 B2 JPH0410728 B2 JP H0410728B2
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complex salt
tcnq complex
anode
capacitor element
tcnq
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 この発明は、固体電解コンデンサに係るもの
で、特に有機物半導体からなる固体電解質の改良
に関するものである。 〔従来の技術〕 固体電解コンデンサは、アルミニウム、タンタ
ル等の被膜形成性金属を陽極に用い、この陽極を
拡面化するために箔状の陽極体の表面をエツチン
グ処理あるいは、前記金属の粉末物を焼結して多
孔質化させ、この表面に誘電体となる酸化被膜層
を陽極酸化処理等の手段により形成し、さらにこ
の上面に固体電解質層を形成し、さらにこの固体
電解質層から陰極引出しのための電気的接続手段
を具備して構成されている。 この固体電解質層には、従来は二酸化マンガン
が用いられていた。この二酸化マンガンを誘電体
酸化被膜層の上に形成する手段としては、液状の
硝酸マンガン中に陽極電極を含浸し、その後300
℃前後の温度で硝酸マンガンを熱分解して二酸化
マンガンに変性させていた。 しかし、この方法の電解質形成は、一度の工程
での二酸化マンガンの付着は僅かであるため、同
じ処理を数度ないし十数度繰り返す必要があつ
た。 このため、製造工程が極めて複雑になるととも
に、、熱分解時の高温や発生ガスにより、誘電体
酸化被膜を劣化させてしまう欠点があつた。 そこで最近は、この二酸化マンガンに代えて、
導電性の有機物を電解質として用いることが提案
されている。 この有機物電解質として、知られているのがテ
トラシアノキノジメタン(以下TCNQという)
の各種錯塩を用いたものである。 TCNQ錯塩は、有機物でありながら適度の電
導度を持ち、固体電解コンデンサの電解質層に好
適なものとして、その使用が試みられている。 TCNQ錯塩は、常温で固形物であるので、こ
れを電解質として、誘導体酸化被膜上にいかに付
着させるかが課題となる。 例えば、従来から提案されているものとして、
(米国特許第3214648号)などにみられるように、
有機溶媒中にTCNQ錯塩を溶解し、この溶液中
に陽極体を含浸し、その後溶液から引き上げ、有
機溶媒を蒸発させて陽極体の表面にTCNQ錯塩
層を形成することが知られている。しかしこの方
法では、溶媒中のTCNQ錯塩の濃度が低いこと
から、一度の含浸では十分なTCNQ錯塩を付着
させることができず、二酸化マンガン層の形成と
同様にこの工程を数度ないし十数度繰り返す必要
があり、製造工程の複雑さは回避できなかつた。 また、(特公昭51−32303号)のように、高分子
物質と、TCNQ錯塩の微粉末とからなる分散体
を電極表面に付着させる方法も提案されている。 しかしこれらの方法では、溶媒の蒸発後
TCNQ錯塩が結晶化したり、あるいはTCNQ錯
塩が結晶状態のまま分散しているので、拡面化処
理された複雑な凹凸を持つ陽極体表面の誘導体酸
化被膜との間に十分な接触が得られず、所望の静
電容量をえることができない欠点があつた。 最近では(特開昭57−173928号)のごとく、
TCNQ錯塩のみをその融点以上に加熱溶解し、
ここに陽極体を含浸し、その後引き上げて冷却
し、TCNQ錯塩を付着させた固体電解コンデン
サが提案されている。 この方法で作成された固体電解コンデンサは、
濃度の高いTCNQ錯塩自体を陽極体に付着させ
るので、一度の含浸作業で十分なTCNQ錯塩層
を形成することができる。 しかし、この方法による固体電解質層は、前述
したように、TCNQ錯塩が結晶化しており、誘
電体酸化被膜層との十分な接触がとれず所望の静
電容量を得ることができない。 しかも、TCNQ錯塩自体、加熱に極めて弱く、
溶融状態を維持すると短時間で熱分解を起こし、
絶縁体と化してしまう。またTCNQ錯塩の中に
は融点に達しない温度から熱分解を起こし、実質
的にこの方法による固体電解質層の形成できない
ものもある。例えばイソプロピル−イソキノリニ
ウムTCNQ錯塩は、加熱溶解による含浸が可能
であるが、溶融状態を維持できる時間は極めて僅
かである。また、メチルイソキノリニウム
TCNQ錯塩、4,4′−ジメチルビピリジニウム
TCNQ錯塩、4,4′−イソプロピルビピリジニウ
ムTCNQ錯塩などは溶解前の加熱段階から熱分
解を起こし、融解による電解質含浸は実質的に不
可能である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この発明は、このような従来の欠点を改良した
もので、従来溶融含浸不能なTCNQ錯塩あるい
は溶融含浸可能であつても極めて僅かな時間のう
ちに含浸作業を終わらせなければならない
TCNQ錯塩を固体電解質として、陽極体表面に
形成させるとともに、TCNQ錯塩の含浸後の結
晶化による誘電体酸化被膜との接触の不充分さを
改善し、含浸効率の高い、優れた特性を有する固
体電解コンデンサを得ることを目的としたもので
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、陽極金属表面に誘電体酸化被膜を
形成し、さらにこの上面に固体電解質層が形成さ
れた固体電解コンデンサにおいて、前記固体電解
質層が、イソプロピル−イソキノリニウム、メチ
ルイソキノリニウム、4,4′−ジメチルビピリジ
ニウム、4,4′−イソプロピルビピリジニウムの
群から選ばれた、いずれか一種もしくは二種以上
とTCNQとからなる錯塩に、N,N−ジメチル
フオルムアミドを添加した混合物を溶解固化させ
て形成されたものであることを特徴とする固体電
解コンデンサである。 以下この発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。 〔実施例〕 まず、この発明による固体電解コンデンサを、
その製造手順の一例にそつて説明する。 第1図は、この実施例により作られた完成状態
の固体電解コンデンサをあらわした断面図であ
り、第2図はこの実施例で用いた陽極体、すなわ
ちコンデンサ素子をあらわしている。 第2図のコンデンサ素子1は、帯状の電極体を
巻回して形成されており、陽極2は、高純度のア
ルミニウム箔からなつている。この陽極2には、
表面に誘電体酸化被膜が陽極酸化処理により、形
成されている。 そして、この帯状の陽極2は、ほぼ同じ大きさ
の集電極3を対抗配置し、陽極2と集電極3との
間には、これら電極2,3より僅かに幅の広いセ
パレータ紙4を挟み込んだものを、一方端から巻
回して円筒状のコンデンサ素子1としている。な
お陽極2、集電極3の各々には、外部との電気的
接続を得るためのタブ5,6が熔接等の手段によ
り接続され、一方の端面から平行して突出してい
る。そしてさらにこれらのタブの先端には、外部
リード7,8が熔接により接続されている。 第3図は、前記コンデンサ素子1に固体電解質
層を含浸させる一例を示したもので、図の左側に
は予備加熱ブロツク10が置かれている。この予
備加熱ブロツク10は、内部に加熱用のヒーター
が埋設され、上面に凹部11が設けられており、
コンデンサ素子1を凹部11内に載置してコンデ
ンサ素子1を予め加熱し、高温状態を維持させて
おく。 次に、同図右側には、含浸用ブロツク12が置
かれており、この含浸用ブロツク12も内部に加
熱用ヒーターが埋め込まれ、上面には凹部13が
形成されている。そしてこの凹部13には、
TCNQ錯塩と添加物であるN,N−ジメチルフ
オルムアミドとからなる粉末の混合物14が注入
され、加熱により前記混合物14が融解する。そ
してここへ、予備加熱ブロツク10の待機させて
おいたコンデンサ素子1を移動させ所定時間含浸
を行い、その後コンデンサ素子1を凹部13から
引き上げ、自然冷却により液状の混合物14を固
化させて固体電解質層を形成する。 このようにして、固体電解質層の形成されたコ
ンデンサ素子1は、第1図に示すように、有底筒
状の外装ケース20に収納し、外装ケース20の
開口端部を弾性封口体21で閉じ、外装ケース2
0の開口端を巻き締めして密封を行う。なお、コ
ンデンサ素子1から引き出されされた外部リード
7,8は前記弾性封口体21に設けられた貫通孔
から外部に突出し、コンデンサ素子1と外部との
電気的接続がおこなえるようになつている。 次に、上記のような手順により実際の固体電解
コンデンサを作製し、その特性を求めた結果を示
す。 まずコンデンサ素子として、幅2.2mm、長さ10
mm、厚さ80μmの高純度(99.99%)のアルミニウ
ム箔を陽極として準備し、この陽極の表面を交流
電流による電解エツチングにより拡面化させた
後、その表面に耐電圧9Vの誘電体酸化皮膜を陽
極酸化処理により形成した。そして集電用電極と
して、前記陽極と同じ大きさのアルミニウム(純
度99.94%)箔を対抗配置させ、双方の電極の略
中央部に外部引出し用のアルミニウム製タブをコ
ールドウエルドにより接続し、マニラ麻繊維混抄
のセパレータ紙を介在させて第2図のように巻回
し、円筒状にしたものを実施例全てに共通して用
いた。 次に、このコンデンサ素子に比較例1として、
エチレングリコール−アジピン酸アンモニウム系
の電解液を含浸させた。また比較例2ないし5と
して、イソプロピル−イソリニウム錯塩、メチル
イソキノリニウム錯塩、4,4′−ジメチルビピリ
ジニウム錯塩、4,4′−イソプロピルビピリジニ
ウム錯塩の4種類のTCNQ錯塩について各々の
錯塩のみを加熱溶解させ、これに前記のコンデン
サ素子を前記した含浸装置により含浸させてみ
た。 次にこの発明例1ないし4として、上記四種の
TCNQ錯塩にN,N−ジメチルフオルムアミド
を各々添加した混合物を加熱温度を変化させて前
記含浸装置を用いて含浸をおこなつた。 そして、これらの含浸が終了したコンデンサ素
子を、アルミニウム製の筒状の外装ケース内に収
納し、ケース開口部をゴム製の封口体で閉じ、外
装ケース開口端部を巻締めして密閉し、定格電圧
6.3V、定格容量10μFの電解コンデンサを完成さ
せた。 そしてこれらの電解コンデンサのうち、液体の
電解質を使用した比較例1のものについては、15
分間、他の比較例のうち含浸可能であつたものお
よびこの発明例のものについては1時間、各々の
コンデンサに定格電圧を印加してエージングをお
こなつたのち、電気特性を調べた。 電気特性については、静電容量、損失角の正
接、100KHzにおける等価直列抵抗値、および定
格電圧印加2分後の漏れ電流について測定し、
各々の特性を比較した。 この結果を次表に示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to solid electrolytic capacitors, and particularly to improvements in solid electrolytes made of organic semiconductors. [Prior Art] Solid electrolytic capacitors use film-forming metals such as aluminum and tantalum for the anode, and in order to enlarge the area of the anode, the surface of the foil-shaped anode body is etched or a powder of the metal is used. is sintered to make it porous, an oxide film layer serving as a dielectric is formed on this surface by means such as anodizing treatment, a solid electrolyte layer is further formed on this upper surface, and a cathode is drawn out from this solid electrolyte layer. The device is configured to include electrical connection means for. Conventionally, manganese dioxide has been used for this solid electrolyte layer. The method for forming this manganese dioxide on the dielectric oxide film layer is to impregnate the anode electrode in liquid manganese nitrate, and then
Manganese nitrate was thermally decomposed at temperatures around ℃ and denatured into manganese dioxide. However, in this method of electrolyte formation, since only a small amount of manganese dioxide is deposited in one process, it is necessary to repeat the same process several to more than ten times. As a result, the manufacturing process becomes extremely complicated, and the dielectric oxide film deteriorates due to the high temperature and gas generated during thermal decomposition. Therefore, recently, instead of this manganese dioxide,
It has been proposed to use conductive organic substances as electrolytes. This organic electrolyte is known as tetracyanoquinodimethane (hereinafter referred to as TCNQ).
This method uses various complex salts of Although TCNQ complex salt is an organic substance, it has moderate conductivity, and its use is being attempted as it is suitable for the electrolyte layer of solid electrolytic capacitors. Since TCNQ complex salt is a solid substance at room temperature, the challenge is how to attach it to the derivative oxide film as an electrolyte. For example, as previously proposed,
(U.S. Patent No. 3,214,648), etc.
It is known to dissolve TCNQ complex salt in an organic solvent, impregnate the anode body in this solution, and then pull it out of the solution and evaporate the organic solvent to form a TCNQ complex salt layer on the surface of the anode body. However, with this method, because the concentration of TCNQ complex salt in the solvent is low, it is not possible to deposit enough TCNQ complex salt in one impregnation, and this process is repeated several to more than ten times, similar to the formation of a manganese dioxide layer. Repetition was necessary and the complexity of the manufacturing process could not be avoided. In addition, as in (Japanese Patent Publication No. 51-32303), a method has been proposed in which a dispersion consisting of a polymer substance and fine powder of TCNQ complex salt is adhered to the electrode surface. However, in these methods, after evaporation of the solvent
Because the TCNQ complex salt crystallizes or is dispersed in a crystalline state, sufficient contact cannot be obtained with the derivative oxide film on the surface of the anode body, which has been expanded and has complex irregularities. However, there was a drawback that the desired capacitance could not be obtained. Recently, as shown in (Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-173928),
Heat and dissolve only the TCNQ complex salt above its melting point,
A solid electrolytic capacitor has been proposed in which the anode body is impregnated, then pulled up and cooled, and TCNQ complex salt is attached. Solid electrolytic capacitors made using this method are
Since the highly concentrated TCNQ complex salt itself is attached to the anode body, a sufficient TCNQ complex salt layer can be formed in a single impregnation operation. However, in the solid electrolyte layer produced by this method, the TCNQ complex salt is crystallized as described above, and sufficient contact with the dielectric oxide film layer cannot be established, making it impossible to obtain the desired capacitance. Moreover, the TCNQ complex salt itself is extremely sensitive to heating.
If kept in a molten state, thermal decomposition will occur in a short time,
It turns into an insulator. Furthermore, some TCNQ complex salts undergo thermal decomposition at temperatures below their melting point, making it virtually impossible to form a solid electrolyte layer using this method. For example, isopropyl-isoquinolinium TCNQ complex salt can be impregnated by heating and dissolving it, but the time that it can remain in a molten state is extremely short. Also, methylisoquinolinium
TCNQ complex salt, 4,4'-dimethylbipyridinium
TCNQ complex salt, 4,4'-isopropylbipyridinium TCNQ complex salt, etc. undergo thermal decomposition from the heating stage before melting, and impregnation with electrolyte by melting is virtually impossible. [Problems to be Solved by the Invention] This invention improves on these conventional drawbacks, and is capable of impregnating TCNQ complex salts that cannot be impregnated by melting or impregnating in a very short time even if it is possible to impregnate by melting. must end
TCNQ complex salt is formed on the surface of the anode body as a solid electrolyte, and the insufficiency of contact with the dielectric oxide film due to crystallization after impregnation of TCNQ complex salt is improved, making it a solid with excellent properties and high impregnation efficiency. The purpose is to obtain electrolytic capacitors. [Means for Solving the Problems] The present invention provides a solid electrolytic capacitor in which a dielectric oxide film is formed on a metal surface of an anode, and a solid electrolyte layer is further formed on the upper surface of the solid electrolyte layer. A complex salt consisting of one or more selected from the group of isoquinolinium, methylisoquinolinium, 4,4'-dimethylbipyridinium, and 4,4'-isopropylbipyridinium and TCNQ, N,N-dimethyl A solid electrolytic capacitor characterized in that it is formed by dissolving and solidifying a mixture to which formamide is added. The present invention will be described in detail below based on examples. [Example] First, a solid electrolytic capacitor according to the present invention was
An example of the manufacturing procedure will be explained below. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a completed solid electrolytic capacitor manufactured according to this example, and FIG. 2 shows an anode body, ie, a capacitor element, used in this example. The capacitor element 1 shown in FIG. 2 is formed by winding a band-shaped electrode body, and the anode 2 is made of high-purity aluminum foil. This anode 2 has
A dielectric oxide film is formed on the surface by anodizing. This strip-shaped anode 2 has a collector electrode 3 of approximately the same size disposed oppositely, and a separator paper 4 slightly wider than the electrodes 2 and 3 is sandwiched between the anode 2 and the collector electrode 3. The capacitor element 1 is wound from one end to form a cylindrical capacitor element 1. Note that tabs 5 and 6 for obtaining electrical connection with the outside are connected to each of the anode 2 and the collector electrode 3 by means such as welding, and protrude in parallel from one end surface. Furthermore, external leads 7 and 8 are connected to the tips of these tabs by welding. FIG. 3 shows an example of impregnating the capacitor element 1 with a solid electrolyte layer, and a preheating block 10 is placed on the left side of the figure. This preheating block 10 has a heating heater embedded inside and a recess 11 on the top surface.
The capacitor element 1 is placed in the recess 11, and the capacitor element 1 is heated in advance to maintain a high temperature state. Next, an impregnating block 12 is placed on the right side of the figure, and this impregnating block 12 also has a heating heater embedded therein and a recess 13 formed in its upper surface. And in this recess 13,
A powder mixture 14 consisting of TCNQ complex salt and N,N-dimethylformamide as an additive is injected, and the mixture 14 is melted by heating. The capacitor element 1 that has been kept on standby in the preheating block 10 is moved here and impregnated for a predetermined period of time, and then the capacitor element 1 is pulled up from the recess 13 and the liquid mixture 14 is solidified by natural cooling to form a solid electrolyte layer. form. As shown in FIG. 1, the capacitor element 1 with the solid electrolyte layer formed thereon is housed in a cylindrical outer case 20 with a bottom, and the open end of the outer case 20 is sealed with an elastic sealant 21. Closed, outer case 2
Tighten the open end of 0 to seal it. Note that the external leads 7 and 8 drawn out from the capacitor element 1 protrude to the outside from the through hole provided in the elastic sealing body 21, so that an electrical connection between the capacitor element 1 and the outside can be established. Next, we will show the results of fabricating an actual solid electrolytic capacitor using the procedure described above and determining its characteristics. First, as a capacitor element, the width is 2.2 mm and the length is 10 mm.
A high-purity (99.99%) aluminum foil with a thickness of 80 μm is prepared as an anode, and after enlarging the surface of this anode by electrolytic etching using alternating current, a dielectric oxide film with a withstand voltage of 9 V is applied to the surface. was formed by anodizing. Then, as a current collecting electrode, aluminum foil (99.94% purity) of the same size as the anode was placed oppositely, and an aluminum tab for external extraction was connected to the approximate center of both electrodes by cold welding. A cylindrical structure, which was wound as shown in FIG. 2 with mixed paper separator paper interposed therebetween, was used in all Examples. Next, as Comparative Example 1 for this capacitor element,
It was impregnated with an ethylene glycol-ammonium adipate electrolyte. In addition, as Comparative Examples 2 to 5, only the complex salts of four types of TCNQ complex salts, isopropyl-isolinium complex salt, methylisoquinolinium complex salt, 4,4'-dimethylbipyridinium complex salt, and 4,4'-isopropylbipyridinium complex salt, were heated. The solution was dissolved, and the capacitor element was impregnated into the solution using the impregnating apparatus described above. Next, as invention examples 1 to 4, the above four types of
A mixture of TCNQ complex salt and N,N-dimethylformamide was impregnated using the impregnation apparatus while changing the heating temperature. Then, the capacitor element that has been impregnated is stored in a cylindrical aluminum outer case, the case opening is closed with a rubber sealing body, and the outer case opening end is wrapped and sealed. Rated voltage
We have completed a 6.3V electrolytic capacitor with a rated capacity of 10μF. Among these electrolytic capacitors, Comparative Example 1, which uses a liquid electrolyte, has a capacitance of 15
After aging was performed by applying the rated voltage to each capacitor for 1 hour for the capacitors that could be impregnated among other comparative examples and for 1 hour for the capacitors of this invention example, the electrical characteristics were examined. Regarding the electrical characteristics, we measured the capacitance, the tangent of the loss angle, the equivalent series resistance value at 100KHz, and the leakage current after 2 minutes of applying the rated voltage.
The characteristics of each were compared. The results are shown in the table below.

〔作用〕[Effect]

これらの実施例の結果をみると、比較例1で示
した液体の電解質を用いた通常の乾式電解コンデ
ンサは、電解質が液体の状態でコンデンサ素子の
内部に保持されるので、陽極の拡面化のために形
成されたエツチング処理による微細なエツチング
孔(ピツト)の内部まで電解質が浸透し、誘電体
酸化皮膜との接触が十分におこなわれ高い静電容
量値を示す。 しかし、電解液の比抵抗値は、TCNQ錯塩の
比抵抗値が数十Ω・cm程度であるのに対し、200
−300Ω・cmと高いため、損失値あるいは等価直
列抵抗値が高くなつている。 また比較例としてあげたTCNQ錯塩のみを加
熱溶解し含浸させたものは、比較例2のイソプロ
ピル−イソキノリニウムTCNQ錯塩のみが加熱
融解による含浸が可能で、比較例3ないし5の他
のTCNQ錯塩を用いたものは、いずれも溶融状
態に至る前に熱分解をおこし、含浸が不能であつ
た。また含浸可能であつた前記比較例2の特性を
みると、損失、等価直列抵抗については、前述の
ように、TCNQ錯塩の比抵抗値が電解液に比べ
て低いので、優れた特性を得ているが、静電容量
値については十分なものが得られていない。 この理由については明確ではないが、TCNQ
錯塩のみの加熱融解の場合、TCNQ錯塩が陽極
のエツチングピツトの内部まで一応は浸透するも
のの、その後の冷却固化の際、TCNQ錯塩が針
状結晶化し、静電容量を形成するエツチングピツ
ト内の誘電体酸化皮膜との接触が一部分でしたお
こなわれないためと考えられる。 一方、この発明の固体電解コンデンサは、発明
例1ないし4の特性からも明らかなように、いず
れについても、比較例2と比べて大きな静電容量
値を示す。これは、この発明の固体電解質が
TCNQ錯塩とN,N−ジメチルフオルムアミド
との混合物であるため、融解含浸後の冷却時に結
晶化が妨げられ、非晶質の状態でエツチングピツ
ト内に残留するので、誘電体酸化皮膜との接触が
十分に保たれるためと考えられる。 また一部のTCNQ錯塩が結晶化しても、結晶
体の間にN,N−ジメチルフオルムアミドが介在
することにより、結晶間の電導が得られ静電容量
が確保されるものと考えられる。 このことは、集電極側との接触においても同様
の理由で優れた電導度が得られ、特性の向上に寄
与する。 本実施例は、陽極に箔状のアルミニウムを用
い、この表面を拡面処理後、誘電体酸化被膜を形
成したものと、集電用電極とをセパレータ紙を介
在させ巻回したコンデンサ素子を用いたが、コン
デンサ素子は、このような構造のものに限定され
るものではなく、陽極を構成する金属がタンタル
等の他の被膜形成性の金属あるいはそれらの合金
体であつてもよい。またこのような巻回構造に限
らず、被膜形成性金属粉末を焼結した多孔質体で
あつてもよい。また、巻回構造であつても、セパ
レータ紙を省略したもの、集電極にアルミニウム
以外の金属さらには、耐熱性の導電樹脂フイルム
等を使用したものであつてもよい。 また、外装構造についても、本実施例では金属
製の外装ケースに収納したものを例示したが、外
装体は、樹脂ケース、樹脂をデイツプあるいはモ
ールドしたもの、ラミネートフイルムによる外装
などを用いたものであつても、この発明を逸脱す
るものではない。 〔効果〕 以上述べたようにこの発明によれば、固体電解
質層をTCNQ錯塩とN,N−ジメチルフオルム
アミトとの混合物を加熱溶融含浸して形成できる
ので、従来加熱溶融により含浸が不可能であつた
TCNQ錯塩を用いることができる。 また、加熱溶融含浸が可能であつたTCNQ錯
塩についても、その溶融温度が低くなるので熱分
解するまでの時間が延長され、特性の劣化が防止
できるとともに、含浸が容易になる。 また、この発明によれば、TCNQ錯塩の含浸
率が向上し、単位体積あたりの静電容量値を高め
ることができるので、固体電解コンデンサの小型
化にも寄与する。 さらには、TCNQ錯塩が誘電体酸化被膜と十
分に接しているので、損失の少ない、インピーダ
ンス特性に優れた固体電解コンデンサを得ること
ができ、固体電解コンデンサの特性向上に極めて
有益なものである。
Looking at the results of these examples, it can be seen that in the normal dry electrolytic capacitor using a liquid electrolyte shown in Comparative Example 1, the electrolyte is held in a liquid state inside the capacitor element, so the area of the anode can be enlarged. The electrolyte penetrates into the fine etching holes (pits) formed by the etching process, and makes sufficient contact with the dielectric oxide film, resulting in a high capacitance value. However, the specific resistance value of the electrolyte is about 200 Ωcm, whereas the specific resistance value of the TCNQ complex salt is about several tens of Ωcm.
Since it is high at -300Ω・cm, the loss value or equivalent series resistance value is high. In addition, in the comparison example, only the isopropyl-isoquinolinium TCNQ complex salt of Comparative Example 2 can be impregnated by heating and melting, and other TCNQ complex salts of Comparative Examples 3 to 5 can be impregnated by heating and melting. In all cases, thermal decomposition occurred before reaching the molten state, and impregnation was impossible. In addition, looking at the characteristics of Comparative Example 2, which was able to be impregnated, excellent characteristics were obtained in terms of loss and equivalent series resistance, as the specific resistance value of the TCNQ complex salt is lower than that of the electrolyte, as mentioned above. However, sufficient capacitance values have not been obtained. The reason for this is not clear, but TCNQ
In the case of heating and melting only the complex salt, the TCNQ complex salt penetrates into the etching pit of the anode, but upon subsequent cooling and solidification, the TCNQ complex salt crystallizes into needle-shaped crystals, and dielectric oxidation within the etching pit forms capacitance. This is thought to be due to the fact that contact with the film was only partially made. On the other hand, as is clear from the characteristics of Invention Examples 1 to 4, the solid electrolytic capacitor of the present invention exhibits a larger capacitance value than Comparative Example 2 in all of them. This is because the solid electrolyte of this invention
Since it is a mixture of TCNQ complex salt and N,N-dimethylformamide, crystallization is prevented during cooling after melting and impregnation, and it remains in the etching pit in an amorphous state, so contact with the dielectric oxide film is prevented. This is thought to be because it is sufficiently maintained. Furthermore, even if some of the TCNQ complex salt crystallizes, it is thought that the presence of N,N-dimethylformamide between the crystals provides electrical conduction between the crystals and ensures capacitance. For the same reason, excellent conductivity can be obtained even in contact with the collector electrode side, contributing to improved characteristics. This example uses a capacitor element in which foil-shaped aluminum is used as the anode, the surface of which is enlarged and then a dielectric oxide film is formed, and a current collecting electrode is wound with a separator paper interposed. However, the capacitor element is not limited to such a structure, and the metal constituting the anode may be other film-forming metals such as tantalum or alloys thereof. Further, the structure is not limited to such a wound structure, but may be a porous body obtained by sintering film-forming metal powder. Moreover, even if it is a wound structure, the separator paper may be omitted, the collecting electrode may be made of a metal other than aluminum, or a heat-resistant conductive resin film may be used. Regarding the exterior structure, in this example, the case is housed in a metal exterior case, but the exterior body may be a resin case, a resin dip or mold, a laminate film exterior, etc. However, this does not deviate from the scope of this invention. [Effects] As described above, according to the present invention, a solid electrolyte layer can be formed by heating and melting impregnation with a mixture of TCNQ complex salt and N,N-dimethylformamide, which is impossible to impregnate by heating and melting conventionally. It was hot
TCNQ complex salts can be used. Furthermore, since the melting temperature of the TCNQ complex salt, which could be impregnated by heating and melting, is lowered, the time required for thermal decomposition is extended, and deterioration of properties can be prevented and impregnation becomes easier. Further, according to the present invention, the impregnation rate of the TCNQ complex salt can be improved and the capacitance value per unit volume can be increased, which contributes to miniaturization of the solid electrolytic capacitor. Furthermore, since the TCNQ complex salt is in sufficient contact with the dielectric oxide film, a solid electrolytic capacitor with low loss and excellent impedance characteristics can be obtained, which is extremely useful for improving the characteristics of solid electrolytic capacitors.

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

第1図は、この発明の固体電解コンデンサの完
成状態をあらわした断面図、第2図はこの発明の
実施例で用いたコンデンサ素子の構造をあらわし
た分解斜視図、第3図は、この発明の実施例で用
いた固体電解質の含浸装置をあらわした断面図で
ある。 1……コンデンサ素子、2……陽極、3……集
電極、4……セパレータ紙、5,6……タブ、
7,8……外部リード、10……予備加熱ブロツ
ク、11,13……凹部、12……含浸用ブロツ
ク、14……混合物、20……外装ケース、21
……弾性封口体。
FIG. 1 is a sectional view showing the completed state of the solid electrolytic capacitor of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of a capacitor element used in an embodiment of the invention, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a solid electrolyte impregnation device used in Examples. 1... Capacitor element, 2... Anode, 3... Collector electrode, 4... Separator paper, 5, 6... Tab,
7, 8... External lead, 10... Preheating block, 11, 13... Recess, 12... Impregnation block, 14... Mixture, 20... Exterior case, 21
...Elastic sealant.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 陽極金属表面に誘電体酸化被膜を形成し、さ
らにこの上面に固体電解質層が形成された固体電
解コンデンサにおいて、前記固体電解質層が、テ
トラシアノキノジメタンの錯塩にN,N−ジメチ
ルフオルムアミドを添加した混合物を融解固化さ
せたものからなることを特徴とする固体電解コン
デンサ。 2 テトラシアノキノジメタンの錯塩が、イソプ
ロピル−イソキノリニウム、メチルイソキノリニ
ウム、4,4′−ジメチルビピリジニウム、4,
4′−イソプロピルビピリジニウムの群から選ばれ
た一種もしくは二種以上とからなる錯塩であると
ころの特許請求の範囲第1項記載の固体電解コン
デンサ。
[Scope of Claims] 1. A solid electrolytic capacitor in which a dielectric oxide film is formed on the surface of an anode metal, and a solid electrolyte layer is further formed on the upper surface of the solid electrolyte layer, wherein the solid electrolyte layer is composed of a complex salt of tetracyanoquinodimethane and N. A solid electrolytic capacitor, characterized in that it is formed by melting and solidifying a mixture to which N-dimethylformamide is added. 2 Complex salts of tetracyanoquinodimethane include isopropyl-isoquinolinium, methylisoquinolinium, 4,4'-dimethylbipyridinium, 4,
The solid electrolytic capacitor according to claim 1, which is a complex salt consisting of one or more selected from the group of 4'-isopropyl bipyridinium.
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