JPH04206922A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、本願出願人がすでに種々提案
している。即ち、特開昭５８−１９１４１４号（ＨＯＩ
Ｇ９１０２）等に開示されているＮ位をアルキル基で置
換したインキノリンとのＴ　ＣＮ　Ｑ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。

しかし、斯るＴＣＮＱ錯塩は、表面実装用部品として必
須のハンダ付時の熱ストレス（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。そこ
で前述のＴＣＮＱ錯塩の耐熱性向上の一手段として、前
述のＴＣＮＱ錯塩の融点（はぼ２１０〜２３０℃）より
も−段と高い融点を有するＴＣＮＱ錯塩が種々検討され
ている。

例えば、従来のインキノリン系ＴＣＮＱ錯塩に代わり、
高融点ＴＣＮＱ錯塩を用いると、一般に電解質としての
電導度の低下から、Ｅ、Ｓ、Ｒ。

（等個直列抵抗）の増大を招き、高周波特性の劣化が起
こるが、本願出願人が先に出願した特願平１−２７０６
１４号においては、高融点であり、かつ、カチオンの異
なる２種以上のＴＣＮＱＣＮ上混合して加熱融解し、コ
ンデンサ素子に含浸して冷却固化したものを電解質とし
て使用することにより前述の固体電解コンデンサの耐熱
性の改善と高周波特性の改善を両立して解決する技術を
提案している。しかし乍ら、このような技術を更に向上
させる技術が必要とされている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ＴＣＮＱ錯塩を用いた固体電解コンデンサを表面実装用
部品として使用する際、クリーム半田による半田付時の
熱ストレス（通常２３０℃）によるコンデンサの漏れ電
流の増大現象を抑制する技術を提供することを目的とす
るものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明はＴＣＮＱＣＮ上含浸前にコンデンサ素子をスチ
レンモノマー溶液、或いはポリスチレンを溶解した液中
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スチレンの高分子皮膜を形成す
る。

（ホ）作　用 スチレンは加熱等により容易に重合する。スチレンのこ
のような性質を用いて、コンデンサ素子の酸化皮膜表面
上にスチレンの薄い高分子被膜を形成させ、これにより
酸化皮膜を外部からの機械的ストレスや熱ストレス等か
ら保護し、半田イ」け時の熱ストレスによっても漏れ電
流特性の安定なコンデンサを実現する。

（へ）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、実行
表面積を増加させるためのいわゆるエツチング処理を行
なう。次に電解液中−３＝ 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
エツチング処理、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。

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
て炭化したら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。

前述の如く化成・炭化（セパレータ紙）処理されな持回
型コンデンサ素子（６）をスチレンモノマー；音源（或
いはポリスチレンの１％トルエンｌ容音源に浸漬後、８
５℃で乾燥する。その後第２図に示す如＜　Ｔ　ＣＮ　
Ｑ錯塩（例えばＮ、　Ｎ−ペンタメチレンルチジニウム
、・ＴＣＮＱ、とＮ−フェネチル・ルチジニウムＴＣＮ
Ｑ、等量混合物）（８）をケース（７）内に入れ、加熱
した熱板」−にアルミケース（７）を載置し、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、予め加熱しであるコン
デンサ素子（６）をアルミケース（７）内に挿入して、
融解したＴ　ＣＮＱ錯塩の混合液をコンデンサ素子（６
）に含浸させ、すぐに冷却固化させる。その後、ＴＣＮ
ＱＣＮ上は反応し難い樹脂（９）を封入し、必要に応し
て、さらにエポキシ樹脂等で成形する。次に電圧処理（
エージング）を行なう。

さて、スチレンは第３図（ａ）および（ｂ）のような構
造を有しており、加熱などにより容易に重合する。本発
明はスチレンのこのような性質を用いて、コンデンサ素
子（６）の酸化皮膜表面上にスチレンの薄い高分子被膜
を形成させ、これにより酸化皮膜を外部からの機械的ス
ｌ−レスや熱ストレスなどから保護しようとするもので
あり、半田付は後においても漏れ電流特性の安定したコ
ンデンサの実現を可能にするものである。尚、このスチ
レン高分子保護膜は極めて薄いものであり、又ＴＣＮＱ
錯塩含浸時の素子予熱の際の熱により酸化皮膜欠損部内
に入り込むことが予想されるため、静電容量などの他の
特性を大きく劣化させることなく、優ｉｔだ漏れ電流特
性を有する。

第１表は本発明品と従来品における表面実装時のハンダ
付は時の熱を想定したりフロー試験の結果を示す。この
リフロー試験とはコンデンサを１６０℃に２分間保持し
、そｉｔに引き続いてリフロー炉の中で２３０℃に３０
秒間保持した際の特性である。

なお、第１表において（Ａ　）（Ｂ　）（Ｄ　）（Ｆ　
）は本発明品を示し、その内（Ａ）（Ｄ）（Ｆ）はポリ
スチレンの１　％　ｌ’ルエン溶液を使用し、（Ｂ）は
スチレンモノマー溶液を使用したものである。また、（
Ｃ）（Ｅ　）（Ｇ　）は従来品を示す。更に第１表にお
いて、（Ａ　）（Ｂ　）（Ｃ）は定格２５　Ｖ、容量１
μＦのコンデンサ、（Ｄ　）（Ｅ　）は定格１−６　Ｖ
、容量６．８μＦのコンデンサ、（Ｆ）（Ｇ）は定格］
ＯＶ、容量３３μＦのコンデンサである。

なお、また、漏れ電流値は定格電圧印加１分後の値で試
料各１０個の平均値を示している。第１表から本発明品
は従来品に比べて、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１）、本発明の優
れた効果が実証されている。

更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。

（ト）発明の効果 このように本発明は、陽極酸化或いは陽極化成＝　　７
　− により表面に酸化被膜を有する弁金属上にスチレンの高
分子皮膜を形成し、該高分子皮膜」二にＴＣＮＱ錯塩か
らなる固体電解質を設ける固体電解コンデンサであり、
半田付は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。

【図面の簡単な説明】

第】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、第３図は
スチレンの化学式を示す図面である。 （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)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極酸化或いは陽極化成により表面に酸化皮膜を
   設けたアルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用を有
   する金属上にスチレンの高分子膜を形成し、該高分子皮
   膜上に、加熱融解可能で且つ冷却固化後コンデンサ用電
   解質として使用し得る電導度を有するＴＣＮＱ塩を加熱
   融解して含浸させ、冷却固化後、エポキシ樹脂等にて被
   覆或いは封口することを特徴とする固体電解コンデンサ
   。