JPH11233377A - Electrolytic capacitor drive electrolyte and electrolytic capacitor provided therewith - Google Patents

Electrolytic capacitor drive electrolyte and electrolytic capacitor provided therewith

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JPH11233377A
JPH11233377A JP3095498A JP3095498A JPH11233377A JP H11233377 A JPH11233377 A JP H11233377A JP 3095498 A JP3095498 A JP 3095498A JP 3095498 A JP3095498 A JP 3095498A JP H11233377 A JPH11233377 A JP H11233377A
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JP
Japan
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electrolytic capacitor
acid
compound
electrolyte
electrolytic
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Application number
JP3095498A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihiro Nitta
幸弘 新田
Yoshiyuki Mori
義幸 森
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain an electrolytic capacitor from changing in external appearance by a method, wherein the electrolytic capacitor is provided with an electrolyte which has a structure where organic acid salt is dissolved as the electrolyte into an organic solvent which contains specific solvent components. SOLUTION: An electrolytic capacitor drive electrolyte has a structure, where organic acid salt is dissolved as electrolyte into organic solvent which contains N,N'-dimethyl propylene urea. The organic acid of the organic acid salt is carboxylic acid, and carboxylic acid is one or more elements selected from alkyl or nitro-substitution products of maleic acid, phthalic acid, adipic acid, benzoic acid or compounds of them. The base of the organic acid salt is constituted of one or more elements selected from among ammonium, tertiary amine, quaternary ammonium, compound with alkyl-substituted amidine group, and quaternary salt of compound with alkyl-substituted amidine group. With this setup, an electrolytic capacitor can be restrained from increase in the inner pressure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器に使用
される電解コンデンサに用いる、電解コンデンサ駆動用
電解液およびそれを用いた電解コンデンサに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor used for an electrolytic capacitor used in various electronic devices and an electrolytic capacitor using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電解コンデンサ駆動用電解液(以
下、電解液という)としては、エチレングリコール溶媒
に電解質としてホウ酸やアジピン酸のアンモニウム塩を
溶解させたものが知られている。
2. Description of the Related Art As a conventional electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor (hereinafter referred to as an electrolytic solution), a solution in which an ammonium salt of boric acid or adipic acid is dissolved as an electrolyte in an ethylene glycol solvent is known.

【0003】また、低温特性の優れた電解液としては、
低温での粘性が低いγ−ブチロラクトンに有機酸や無機
酸またはそれらの塩を電解質として溶解させたものが用
いられており、トリエチルアミン、ジエチルアミン塩を
電解質とした電解液(特開昭54−1024号公報)等
が知られている。また、マレイン酸またはシトラコン酸
の第四級アンモニウム塩を電解質とした電解液(特公平
3−6646号公報)や、芳香族カルボン酸の第四級ア
ンモニウム塩を電解質とした電解液(特公平3−809
2号公報)等も知られている。
[0003] Further, as an electrolyte having excellent low-temperature characteristics,
A solution in which an organic acid or an inorganic acid or a salt thereof is dissolved as an electrolyte in γ-butyrolactone having a low viscosity at a low temperature is used. An electrolytic solution using triethylamine or diethylamine salt as an electrolyte (Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-1024) Gazettes) are known. Also, an electrolyte using a quaternary ammonium salt of maleic acid or citraconic acid as an electrolyte (Japanese Patent Publication No. 3-6646) or an electrolyte using a quaternary ammonium salt of an aromatic carboxylic acid as an electrolyte (Japanese Patent Publication No. -809
No. 2) is also known.

【0004】さらに、沸点の高い電解液の溶媒として、
N,N’−ジメチル−2−イミダゾリジノン(特開平6
−5471号公報)が知られている。
Further, as a solvent for an electrolytic solution having a high boiling point,
N, N'-dimethyl-2-imidazolidinone (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. -5471) is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の電解液では、エチレングリコール溶媒にホウ酸やアジ
ピン酸のアンモニウム塩を溶解した電解液や、γ−ブチ
ロラクトンやN,N’−ジメチル−2−イミダゾリジノ
ンにトリエチルアミン塩やジエチルアミン塩や第四級ア
ンモニウム塩を電解質として溶解した電解液では、これ
らの溶媒の沸点(耐熱性)が十分ではなく、これらで電
解コンデンサを構成し面実装部品として使用した場合、
面実装時の熱処理条件(半田付けの温度や、リフロー炉
を通過する時間)によっては内部圧力の上昇により外観
の変形が生じ、その結果、実装の際に半田付け不良が生
じる場合があるという課題があった。
However, in the above-mentioned conventional electrolytic solution, an electrolytic solution in which an ammonium salt of boric acid or adipic acid is dissolved in an ethylene glycol solvent, or γ-butyrolactone or N, N′-dimethyl-2-imidazo is used. In the case of electrolytic solutions in which triethylamine salt, diethylamine salt, or quaternary ammonium salt was dissolved as an electrolyte in liginone, the boiling points (heat resistance) of these solvents were not sufficient, and these were used to form electrolytic capacitors and used as surface mount components. If
Depending on the heat treatment conditions during surface mounting (soldering temperature and time required to pass through a reflow furnace), the internal pressure may increase and deform the appearance, resulting in poor soldering during mounting. was there.

【0006】本発明はこのような上記従来の問題点を解
決するものであり、面実装時の熱ストレスによる電解コ
ンデンサの外観変形を抑制し、これにより実装時の半田
付け不良を改善することができる、電解コンデンサ駆動
用電解液およびそれを用いて電解コンデンサを提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is intended to suppress the deformation of the appearance of the electrolytic capacitor due to the thermal stress at the time of surface mounting, thereby improving the poor soldering at the time of mounting. It is an object of the present invention to provide an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor and an electrolytic capacitor using the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、N,N’−ジメチルプロピレンウレアを含
有する有機溶媒に有機酸塩を電解質として溶解した構成
の電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いた電解
コンデンサとしたものである。この構成によれば、沸点
の高いN,N’−ジメチルプロピレンウレアを溶媒成分
として含有するため、高温雰囲気においても電解液が気
化しにくくなり、内部圧力の上昇が抑制でき、その結
果、電解コンデンサの外観変形が抑制でき、これにより
実装時の半田付け不良を改善することができるものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor having a structure in which an organic acid salt is dissolved as an electrolyte in an organic solvent containing N, N'-dimethylpropyleneurea. And an electrolytic capacitor using the same. According to this configuration, since N, N'-dimethylpropylene urea having a high boiling point is contained as a solvent component, the electrolytic solution is less likely to be vaporized even in a high-temperature atmosphere, and an increase in internal pressure can be suppressed. Can suppress the deformation of the external appearance, thereby improving the poor soldering at the time of mounting.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、N,N’−ジメチルプロピレンウレアを含有する有
機溶媒に有機酸塩を電解質として溶解した構成の電解コ
ンデンサ駆動用電解液というものであり、この構成によ
れば沸点の高いN,N’−ジメチルプロピレンウレアを
溶媒成分として含有するために高温雰囲気においても電
解液が気化しにくくなり、この電解液を用いた電解コン
デンサの内部圧力の上昇が抑制でき、その結果、電解コ
ンデンサの外観変形が抑制でき、これにより実装時の半
田付け不良を改善できるという作用を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The first aspect of the present invention relates to an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor having a structure in which an organic acid salt is dissolved as an electrolyte in an organic solvent containing N, N'-dimethylpropyleneurea. According to this configuration, since N, N'-dimethylpropylene urea having a high boiling point is contained as a solvent component, the electrolytic solution is not easily vaporized even in a high-temperature atmosphere. An increase in pressure can be suppressed, and as a result, the appearance deformation of the electrolytic capacitor can be suppressed, thereby having an effect of improving soldering failure during mounting.

【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、有機酸塩の有機酸がカルボン酸である
構成としたもので、この構成によれば、電解コンデンサ
の誘電体である陽極酸化皮膜の化成性に優れた電解液を
得ることができ、この電解液により電解コンデンサを構
成した際に、漏れ電流が少なく信頼性の高い電解コンデ
ンサを得ることができるという作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the organic acid of the organic acid salt is a carboxylic acid. It is possible to obtain an electrolytic solution having an excellent chemical conversion property of a certain anodic oxide film, and it is possible to obtain an electrolytic capacitor having a low leakage current and a high reliability when an electrolytic capacitor is formed using this electrolytic solution.

【0010】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、カルボン酸がマレイン酸、フタル酸、
アジピン酸、安息香酸、またはこれらの化合物のアルキ
ルまたはニトロ置換体からなる群より選ばれる1種以上
である構成としたもので、この構成によれば、電導度が
高く、熱的な電導度変化の少ない電解液を構成できるの
で、この電解液により電解コンデンサを構成した際に、
漏れ電流を少なくできることと併せて、低損失で耐熱試
験時の性能変化の少ない電解コンデンサを得ることがで
きるという作用を有する。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the carboxylic acid is maleic acid, phthalic acid,
It is composed of at least one selected from the group consisting of adipic acid, benzoic acid, and alkyl or nitro-substituted products of these compounds. According to this configuration, the conductivity is high and the thermal conductivity changes. Since an electrolytic solution having a small amount can be formed, when an electrolytic capacitor is formed with this electrolytic solution,
In addition to being able to reduce the leakage current, it has the effect of obtaining an electrolytic capacitor with low loss and little change in performance during a heat resistance test.

【0011】請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の
いずれか一つに記載の発明において、有機酸塩の塩基が
アンモニウム、第3級アミン、第4級アンモニウム、ア
ルキル置換アミジン基を有する化合物、アルキル置換ア
ミジン基を有する化合物の4級塩からなる群より選ばれ
る1種以上である構成としたもので、この構成によれ
ば、熱的な電導度変化の少ない電解液を構成できるの
で、この電解液により電解コンデンサを構成した際に、
耐熱試験時の性能変化の少ない電解コンデンサを構成で
きるという作用を有する。
A fourth aspect of the present invention is the composition according to any one of the first to third aspects, wherein the base of the organic acid salt is an ammonium, tertiary amine, quaternary ammonium, or alkyl-substituted amidine group. And at least one selected from the group consisting of quaternary salts of compounds having an alkyl-substituted amidine group. According to this configuration, an electrolytic solution having a small thermal conductivity change can be formed. Since it is possible, when configuring an electrolytic capacitor with this electrolytic solution,
This has the effect that an electrolytic capacitor with little change in performance during a heat resistance test can be configured.

【0012】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
の発明において、アルキル置換アミジン基を有する化合
物の4級塩がイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール
化合物、脂環式アミジン化合物(ピリミジン化合物、イ
ミダゾリン化合物)の群より選ばれる1種以上である構
成としたもので、この構成によれば、電導度が高い上に
電気化学的変化によりアルカリを発生しにくい電解液を
構成できるので、この電解液により電解コンデンサを構
成した際に、耐熱試験時の性能変化を少なくできること
と併せて、低損失かつ負電位側のリード線部からの漏液
を防止することができる信頼性の高い電解コンデンサを
構成できるという作用を有する。
According to a fifth aspect of the present invention, the quaternary salt of the compound having an alkyl-substituted amidine group is an imidazole compound, a benzimidazole compound, an alicyclic amidine compound (a pyrimidine compound, an imidazoline). Compound), which is one or more selected from the group of compounds). According to this configuration, it is possible to form an electrolyte which has a high conductivity and hardly generates an alkali due to an electrochemical change. In addition to reducing the performance change during a heat resistance test when configuring an electrolytic capacitor, a highly reliable electrolytic capacitor that has low loss and can prevent liquid leakage from the lead wire on the negative potential side Has the effect of being able to.

【0013】請求項6および請求項7に記載の発明は、
請求項1〜5のいずれか一つに記載の電解コンデンサ駆
動用電解液を用いた電解コンデンサ、およびこの電解コ
ンデンサを面実装型とした構成のものであり、この構成
によれば、N,N’−ジメチルプロピレンウレアを含有
する電解液の有する高沸点、200℃以上の温度範囲で
の低蒸気圧といった特性を活かし、高温雰囲気において
も外観変形が少なく、かつ面実装部品とした際には基板
実装時の半田付け不良の少ない電解コンデンサを構成で
きるという作用を有する。
[0013] The invention according to claims 6 and 7 provides:
An electrolytic capacitor using the electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 5, and a configuration in which the electrolytic capacitor is a surface mount type. Taking advantage of the high boiling point of the electrolyte solution containing '-dimethylpropylene urea and the low vapor pressure in the temperature range of 200 ° C or higher, there is little appearance deformation even in a high-temperature atmosphere This has the effect that an electrolytic capacitor with less soldering defects during mounting can be constructed.

【0014】請求項8に記載の発明は、請求項6または
7に記載の発明において、電解コンデンサのリード線部
の少なくとも表層の一部に、鉛を含まない金属層を設け
た構成としたものであり、この構成により、鉛は半田の
成分として電子部品のリード部のメッキ材料として多用
されているものの、近年の世界的な地球環境保護の観点
より使用削減が望まれており、鉛を使用しない金属によ
り電子部品のリード部にメッキを施すことは技術的には
可能ではあるものの、リード部のメッキ材を鉛を使用し
ない金属とした場合には、プリント基板への電子部品の
実装時に従来の鉛入り金属のメッキ層を有するリードの
電子部品の実装時よりもより高い温度を加えなければ実
装不良(リード線メッキ層とプリント基板側半田層との
接合不良)が生じるという問題に対し、N,N’−ジメ
チルプロピレンウレアを含有する電解液の有する高沸
点、200℃以上の温度範囲での低蒸気圧といった特性
を活かし、高温雰囲気においても外観変形が少なく、か
つ面実装部品とした際には基板実装時の半田付け不良の
少ない電解コンデンサを構成することができるので、鉛
を含まない金属でリード表層部のメッキを構成しても実
装不良の問題が生じないという作用を有する。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the electrolytic capacitor according to the sixth or seventh aspect, wherein a lead-free metal layer is provided on at least a part of a surface layer of a lead wire portion of the electrolytic capacitor. According to this configuration, lead is often used as a solder component as a plating material for the lead portion of electronic components, but in recent years, it has been desired to reduce its use from the viewpoint of global environmental protection. Although it is technically possible to plate the leads of electronic components with a metal that is not used, if the lead plating material is a metal that does not use lead, the conventional method is used to mount electronic components on printed circuit boards. Unless a higher temperature is applied than when mounting electronic components with leads that have a lead-containing metal plating layer, mounting failure (poor bonding between the lead wire plating layer and the solder layer on the printed circuit board side) occurs To solve this problem, the electrolyte containing N, N'-dimethylpropylene urea takes advantage of its high boiling point and low vapor pressure in a temperature range of 200 ° C. or more, and has little appearance deformation even in a high-temperature atmosphere. When mounting components, it is possible to construct an electrolytic capacitor with less soldering failure during board mounting, so even if the lead surface layer is plated with a metal that does not contain lead, there is no problem of mounting failure Has an action.

【0015】以下、本発明の一実施の形態について説明
する。まず、本発明の電解液に用いる三級アミンの例と
しては、トリアルキルアミン類[トリメチルアミン、ジ
メチルエチルアミン、メチルジエチルアミン、トリエチ
ルアミン、ジメチルn−プロピルアミン、ジメチルイソ
プロピルアミン、メチルエチルn−プロピルアミン、メ
チルエチルイソプロピルアミン、ジエチルn−プロピル
アミン、ジエチルイソプロピルアミン、トリn−プロピ
ルアミン、トリイソプロピルアミン、トリn−ブチルア
ミン、トリtert−ブチルアミンなど]、フェニル基
含有アミン[ジメチルフェニルアミン、メチルエチルフ
ェニルアミン、ジエチルフェニルアミンなど]である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. First, examples of the tertiary amine used in the electrolytic solution of the present invention include trialkylamines [trimethylamine, dimethylethylamine, methyldiethylamine, triethylamine, dimethyl n-propylamine, dimethylisopropylamine, methylethyl n-propylamine, methylethyl Ethyl isopropylamine, diethyl n-propylamine, diethyl isopropylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, tri-tert-butylamine, etc.), a phenyl group-containing amine [dimethylphenylamine, methylethylphenylamine, Diethylphenylamine, etc.].

【0016】これらのうち好ましくは、電導度が高いト
リアルキルアミンであり、更に好ましくは、この中でも
電導度の高いトリエチルアミン、ジメチルエチルアミ
ン、メチルジエチルアミン、トリエチルアミンからなる
群より選ばれる1種以上である。
Of these, preferred are trialkylamines having high conductivity, and more preferred are at least one selected from the group consisting of triethylamine, dimethylethylamine, methyldiethylamine and triethylamine having high conductivity.

【0017】また、本発明の電解液に用いる第四級アン
モニウムの例としては、テトラアルキルアンモニウム類
[テトラメチルアンモニウム、トリメチルエチルアンモ
ニウム、ジメチルジエチルアンモニウム、メチルトリエ
チルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリメ
チルn−プロピルアンモニウム、トリメチルイソプロピ
ルアンモニウム、ジメチルエチルn−プロピルアンモニ
ウム、ジメチルエチルイソプロピルアンモニウム、メチ
ルジエチルn−プロピルアンモニウム、メチルジエチル
イソプロピルアンモニウム、トリエチルイソプロピルア
ンモニウム、トリエチルn−プロピルアンモニウム、テ
トラn−プロピルアンモニウム、テトライソプロピルア
ンモニウム、テトラn−ブチルアンモニウム、テトラt
ert−ブチルアンモニウムなど]、フェニルトリアル
キルアンモニウム[トリメチルフェニルアンモニウム、
ジメチルエチルフェニルアンモニウム、トリエチルフェ
ニルアンモニウムなど]である。
Examples of the quaternary ammonium used in the electrolytic solution of the present invention include tetraalkylammoniums [tetramethylammonium, trimethylethylammonium, dimethyldiethylammonium, methyltriethylammonium, tetraethylammonium, trimethyl n-propylammonium. , Trimethyl isopropyl ammonium, dimethyl ethyl n-propyl ammonium, dimethyl ethyl isopropyl ammonium, methyl diethyl n-propyl ammonium, methyl diethyl isopropyl ammonium, triethyl isopropyl ammonium, triethyl n-propyl ammonium, tetra n-propyl ammonium, tetra isopropyl ammonium, tetra isopropyl ammonium n-butylammonium, tetra-t
tert-butylammonium], phenyltrialkylammonium [trimethylphenylammonium,
Dimethylethylphenylammonium, triethylphenylammonium, etc.].

【0018】これらのうち、好ましくは電導度が高いテ
トラアルキルアンモニウムであり、更に好ましくは、こ
の中でも電導度の高いテトラメチルアンモニウム、トリ
メチルエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニ
ウム、メチルトリエチルアンモニウム、テトラエチルア
ンモニウムからなる群より選ばれる1種以上である。
Of these, tetraalkylammonium having high conductivity is preferable, and tetramethylammonium, trimethylethylammonium, dimethyldiethylammonium, methyltriethylammonium and tetraethylammonium having high conductivity are more preferable. One or more selected from the following.

【0019】また、本発明の電解液に用いるアルキル置
換アミジン基を有する化合物の例としては、イミダゾー
ル化合物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式アミジン
化合物(ピリミジン化合物、イミダゾリン化合物)が挙
げられる。具体的には、電導度が高く、低損失の電解コ
ンデンサを提供できる、1,8−ジアザビシクロ[5,
4,0]ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ
[4,3,0]ノネン−5、1,2−ジメチルイミダゾ
リニウム、1,2,4−トリメチルイミダゾリン、1−
メチル−2−エチル−イミダゾリン、1,4−ジメチル
−2−エチルイミダゾリン、1−メチル−2−ヘプチル
イミダゾリン、1−メチル−2−(3’ヘプチル)イミ
ダゾリン、1−メチル−2−ドデシルイミダゾリン、
1,2−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリ
ミジン、1−メチルイミダゾール、1−メチルベンゾイ
ミダゾールが好ましい。
Examples of the compound having an alkyl-substituted amidine group used in the electrolytic solution of the present invention include imidazole compounds, benzimidazole compounds, and alicyclic amidine compounds (pyrimidine compounds, imidazoline compounds). Specifically, 1,8-diazabicyclo [5, which can provide an electrolytic capacitor having high conductivity and low loss.
4,0] undecene-7,1,5-diazabicyclo [4,3,0] nonene-5,1,2-dimethylimidazolinium, 1,2,4-trimethylimidazoline, 1-
Methyl-2-ethyl-imidazoline, 1,4-dimethyl-2-ethylimidazoline, 1-methyl-2-heptylimidazoline, 1-methyl-2- (3′heptyl) imidazoline, 1-methyl-2-dodecylimidazoline,
1,2-dimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, 1-methylimidazole, 1-methylbenzimidazole are preferred.

【0020】また、本発明の電解液に用いるアルキル置
換アミジン基を有する化合物の4級塩の例としては、炭
素数1〜11のアルキル基またはアリールアルキル基で
4級化されたイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール
化合物、脂環式アミジン化合物(ピリミジン化合物、イ
ミダゾリン化合物)が挙げられる。具体的には、電導度
が高く、低損失のコンデンサを提供できる、1−メチル
−1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−
7、1−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4,3,
0]ノネン−5、1,2,3−トリメチルイミダゾリニ
ウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウ
ム、1,3−ジメチル−2−エチル−イミダゾリニウ
ム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリニ
ウム、1,3−ジメチル−2−ヘプチルイミダゾリニウ
ム、1,3−ジメチル−2−(3’ヘプチル)イミダゾ
リニウム、1,3−ジメチル−2−ドデシルイミダゾリ
ニウム、1,2,3−トリメチル−1,4,5,6−テ
トラヒドロピリミジウム、1,3−ジメチルイミダゾリ
ウム、1,3−ジメチルベンゾイミダゾリウムが好まし
い。
Examples of the quaternary salt of the compound having an alkyl-substituted amidine group used in the electrolytic solution of the present invention include an imidazole compound quaternized with an alkyl or arylalkyl group having 1 to 11 carbon atoms, and a benzoate. Imidazole compounds and alicyclic amidine compounds (pyrimidine compounds, imidazoline compounds). Specifically, 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene can provide a capacitor having high conductivity and low loss.
7,1-methyl-1,5-diazabicyclo [4,3
0] nonene-5,1,2,3-trimethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-ethyl-imidazolinium, 1,3,4 -Trimethyl-2-ethylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-heptylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2- (3'heptyl) imidazolinium, 1,3-dimethyl-2-dodecylimidazo Preferred are rhinium, 1,2,3-trimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidium, 1,3-dimethylimidazolium and 1,3-dimethylbenzimidazolium.

【0021】また、本発明の電解液に用いる有機酸の例
としては、ポリカルボン酸(2〜4価):脂肪族ポリカ
ルボン酸[飽和ポリカルボン酸、例えばシュウ酸、マロ
ン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン
酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバチン酸,1,6−
デカンジカルボン酸,5,6−デカンジカルボン酸:不
飽和ポリカルボン酸、例えばマレイン酸、フマル酸、イ
コタン酸];芳香族ポリカルボン酸、例えば、フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピ
ロメリット酸;脂環式ポリカルボン酸、例えばテトラヒ
ドロフタル酸(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸
等)、ヘキサヒドロフタル酸;これらのポリカルボン酸
のアルキル(炭素数1〜3)もしくはニトロ置換体、例
えばシトラコン酸、ジメチルマレイン酸、ニトロフタル
酸(3−ニトロフタル酸、4−ニトロフタル酸);およ
び硫黄含有ポリカルボン酸、例えばチオプロピオン
酸;、モノカルボン酸;脂肪族モノカルボン酸(炭素数
1〜30)[飽和モノカルボン酸、例えばギ酸、酢酸、
プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、
エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリル酸、
ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸:不飽和モノカ
ルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、オレイン
酸];芳香族モノカルボン酸、例えば安息香酸、o−ニ
トロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、ケイ皮酸、ナフト
エ酸;オキシカルボン酸、例えばサリチル酸、マンデル
酸、レゾルシン酸が挙げられる。
Examples of the organic acid used in the electrolytic solution of the present invention include polycarboxylic acids (divalent to tetravalent): aliphatic polycarboxylic acids [saturated polycarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, and the like] Glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,6-
Decanedicarboxylic acid, 5,6-decanedicarboxylic acid: unsaturated polycarboxylic acid such as maleic acid, fumaric acid, icotanic acid]; aromatic polycarboxylic acid such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, Pyromellitic acid; alicyclic polycarboxylic acids such as tetrahydrophthalic acid (such as cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) and hexahydrophthalic acid; alkyl (1 to 3 carbon atoms) or nitro-substituted products of these polycarboxylic acids For example, citraconic acid, dimethylmaleic acid, nitrophthalic acid (3-nitrophthalic acid, 4-nitrophthalic acid); and sulfur-containing polycarboxylic acids such as thiopropionic acid; monocarboxylic acids; 30) [Saturated monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid,
Propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, caproic acid,
Enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, lauric acid,
Myristic acid, stearic acid, behenic acid: unsaturated monocarboxylic acid, for example, acrylic acid, methacrylic acid, oleic acid]; aromatic monocarboxylic acid, for example, benzoic acid, o-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, cinnamon Acids, naphthoic acids; oxycarboxylic acids such as salicylic acid, mandelic acid, resorcinic acid.

【0022】これらの内で好ましいのは、電導度が高く
熱的にも安定なマレイン酸、フタル酸、アジピン酸、安
息香酸である。
Of these, preferred are maleic acid, phthalic acid, adipic acid and benzoic acid, which have high conductivity and are thermally stable.

【0023】また、電解液を構成する有機酸と塩基との
比率は、電解液のpHにして、通常4〜11、好ましく
は6〜9である。この範囲外では、電解液の火花電圧が
低下する。
The ratio of the organic acid to the base constituting the electrolytic solution is usually 4 to 11, preferably 6 to 9, in terms of the pH of the electrolytic solution. Outside this range, the spark voltage of the electrolyte decreases.

【0024】また、本発明の電解液には必要により水を
含有することもできる。その含有量は電解液の重量に基
づいて通常5%未満である。更に好ましくは1%未満で
ある。水の含有量が5%以上では水の沸点と蒸気圧の影
響により半田耐熱性が著しく低下する。
Further, the electrolytic solution of the present invention may contain water as required. Its content is usually less than 5% based on the weight of the electrolyte. More preferably, it is less than 1%. If the water content is 5% or more, the solder heat resistance is significantly reduced due to the effects of the boiling point and vapor pressure of water.

【0025】また、本発明の電解液には、低温特性の改
善や放電電圧の向上を目的に、N,N’−ジメチルプロ
ピレンウレアと相溶する他の有機溶媒を副溶媒として混
合しても良い。
The electrolyte of the present invention may be mixed with another organic solvent compatible with N, N'-dimethylpropyleneurea as a secondary solvent for the purpose of improving low-temperature characteristics and discharge voltage. good.

【0026】この副溶媒としては、多価アルコール系溶
媒;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリ
ン、ポリオキシアルキレンポリオール、ラクトン系溶
媒;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バ
レロラクトン、3−メチル−1,3−オキサゾリジン−
2−オン、3−エチル−1,3−オキサゾリジン−2−
オン、N,N’−ジメチル−2−イミダゾリジノン、
N,N’−ジエチル−2−イミダゾリジノン、N,N’
−ジn−プロピル−2−イミダゾリジノン、N,N’−
ジイソプロピルイミダゾリジノン、1,3,4−トリメ
チル−2−イミダゾリジノン、アミド系溶媒;N−メチ
ルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジ
メチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、エーテ
ル系溶媒;メチラール、1,2−ジメトキシエタン、1
−エトキシ−2−メトキシエタン、1,2−ジエトキシ
エタン、ニトリル系溶媒;アセトニトリル、3−メトキ
シプロピオニトリル、フラン系溶媒;2,5−ジメトキ
シテトラヒドロフラン、2−イミダゾリジノン系溶媒;
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンの単独もしく
は2種以上の混合溶媒が挙げられる。混合溶媒系の場
合、副溶媒の含有量はN,N’−ジメチルプロピレンウ
レア100部に対して20部以下であることが望まし
い。副溶媒含有量が20部を越えると、電解液の沸点が
副溶媒のそれの影響を受けるため、十分な効果が得られ
ない。
Examples of the secondary solvent include polyhydric alcohol solvents; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin, polyoxyalkylene polyol, and lactone solvents; γ-butyrolactone, γ-valerolactone; δ-valerolactone, 3-methyl-1,3-oxazolidine-
2-one, 3-ethyl-1,3-oxazolidine-2-
On, N, N′-dimethyl-2-imidazolidinone,
N, N'-diethyl-2-imidazolidinone, N, N '
-Di-n-propyl-2-imidazolidinone, N, N'-
Diisopropylimidazolidinone, 1,3,4-trimethyl-2-imidazolidinone, amide solvent; N-methylformamide, N-ethylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, ether solvent; methylal , 1,2-dimethoxyethane, 1
-Ethoxy-2-methoxyethane, 1,2-diethoxyethane, nitrile solvents; acetonitrile, 3-methoxypropionitrile, furan solvents; 2,5-dimethoxytetrahydrofuran, 2-imidazolidinone solvents;
A single solvent of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone or a mixed solvent of two or more thereof is exemplified. In the case of a mixed solvent system, the content of the secondary solvent is desirably 20 parts or less based on 100 parts of N, N'-dimethylpropyleneurea. When the content of the secondary solvent exceeds 20 parts, the boiling point of the electrolytic solution is affected by that of the secondary solvent, so that a sufficient effect cannot be obtained.

【0027】また、本発明の電解液は必要により種々の
添加剤を混合しても良い。添加剤としては、リン系化合
物[リン酸、リン酸エステルなど]、ホウ酸系化合物
[ホウ酸、ホウ酸と多糖類(マンニット、ソルビットな
ど)との錯化合物、ホウ酸と多価アルコール(エチレン
グリコール、グリセリンなど)]との錯化合物、ニトロ
化合物[o−ニトロ安息香酸、m−ニトロ安息香酸、p
−ニトロ安息香酸、o−ニトロフェノール、m−ニトロ
フェノール、p−ニトロフェノールなど]が挙げられ
る。これら添加剤を加えることで電解液の火花電圧が上
昇し、好ましい場合がある。
The electrolyte of the present invention may be mixed with various additives as necessary. Examples of the additive include a phosphorus compound [phosphoric acid, phosphoric acid ester, etc.], a boric acid compound [boric acid, a complex compound of boric acid with a polysaccharide (mannitol, sorbit, etc.), boric acid and a polyhydric alcohol ( Nitro compounds [o-nitrobenzoic acid, m-nitrobenzoic acid, p
-Nitrobenzoic acid, o-nitrophenol, m-nitrophenol, p-nitrophenol, etc.]. The addition of these additives increases the spark voltage of the electrolyte, which may be preferable in some cases.

【0028】また、本発明の電解液における電解質の含
有量は、電解液の重量に基づいて通常1〜80重量%、
好ましくは5〜40重量%である。この範囲外では電導
度が著しく低下する。
The content of the electrolyte in the electrolyte of the present invention is usually 1 to 80% by weight based on the weight of the electrolyte.
Preferably it is 5 to 40% by weight. Outside this range, the conductivity will drop significantly.

【0029】次に、本発明の具体的な実施の形態につい
て説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。以下、部はすべて重量部を示す。
Next, specific embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, all parts are by weight.

【0030】(表1)は本発明のN,N’−ジメチルプ
ロピレンウレアと比較例としての従来の電解液溶媒の沸
点を測定した結果である。
Table 1 shows the results of measuring the boiling points of N, N'-dimethylpropylene urea of the present invention and a conventional electrolyte solvent as a comparative example.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】この(表1)より明らかなように、本発明
のN,N’−ジメチルプロピレンウレアは従来の電解液
溶媒に比較して高い沸点を有することが判る。また、窒
素原子上のアルキル基の分子量をさらに大きなもの(例
えば、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n
−ブチル基、tert−ブチル基など)にすることで溶
媒分子の持つ熱力学的なエネルギーが高まり、より沸点
が高くなり、同様な効果が得られると思われる。
As is clear from Table 1, N, N'-dimethylpropylene urea of the present invention has a higher boiling point than conventional electrolyte solvents. Further, those having a higher molecular weight of the alkyl group on the nitrogen atom (for example, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n
-Butyl group, tert-butyl group, etc.), the thermodynamic energy of the solvent molecule is increased, the boiling point is further increased, and the same effect is expected to be obtained.

【0033】(表2)は本発明の実施の形態1〜6、お
よび比較例としての従来例1〜3の電解液の組成を示し
たものである。
Table 2 shows the compositions of the electrolytic solutions of Embodiments 1 to 6 of the present invention and Comparative Examples 1 to 3 as comparative examples.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】続いて、これらの本発明の実施の形態1〜
6、および従来例1〜3の電解液を使用して面実装型の
アルミ電解コンデンサ(定格電圧4V−静電容量220
μF、サイズ;φ6mm×L5.5mm)を作成した。封口
ゴムには過酸化物加硫のブチルゴム(JIS−A硬度:
84度)を使用した。アルミ電解コンデンサのリード線
の表層には、鉛を含まないスズにてメッキ処理を施し
た。このアルミ電解コンデンサ各々100個をエポキシ
基板(厚さ:2mm)に実装し、半田リフロー炉を通し
た。この際の外観変形の発生率を(表3)に示す。ま
た、半田リフロー炉を通した際のエポキシ基板の時間−
温度プロファイルを図1に示す。温度はエポキシ基板上
に熱電対を接着し、その起電力より間接的に測定したも
のである。
Next, Embodiments 1 to 5 of the present invention will be described.
6 and a surface-mount type aluminum electrolytic capacitor (rated voltage 4 V-capacitance 220
μF, size: φ6 mm × L5.5 mm). The sealing rubber is a peroxide-cured butyl rubber (JIS-A hardness:
84 degrees). The surface of the lead wire of the aluminum electrolytic capacitor was plated with tin containing no lead. Each of the 100 aluminum electrolytic capacitors was mounted on an epoxy board (thickness: 2 mm) and passed through a solder reflow furnace. The appearance deformation rate at this time is shown in (Table 3). In addition, the time of the epoxy substrate after passing through the solder reflow furnace-
FIG. 1 shows the temperature profile. The temperature was measured indirectly from the electromotive force of a thermocouple bonded to an epoxy substrate.

【0036】[0036]

【表3】 [Table 3]

【0037】この(表3)から明らかなように、本発明
の実施の形態1〜6の電解液を用いたアルミ電解コンデ
ンサは、従来例1〜3の電解液を用いたアルミ電解コン
デンサと比較して、面実装時の熱ストレスによる電解コ
ンデンサの外観変形はなく、実装時の半田付け不良を改
善できることが明らかである。また、封口ゴムに樹脂加
硫のブチルゴム(JIS−A硬度:87度)を用いた場
合にも同様の結果が得られており、このことから本発明
の効果は封口ゴムの種類に依存するものではないことが
わかる。
As is clear from Table 3, the aluminum electrolytic capacitors using the electrolytic solutions of the first to sixth embodiments of the present invention are compared with the aluminum electrolytic capacitors using the electrolytic solutions of Conventional Examples 1 to 3. Thus, it is clear that there is no deformation of the appearance of the electrolytic capacitor due to thermal stress at the time of surface mounting, and it is possible to improve poor soldering at the time of mounting. Similar results were obtained when resin-vulcanized butyl rubber (JIS-A hardness: 87 degrees) was used as the sealing rubber, and the effect of the present invention depends on the type of sealing rubber. It turns out that it is not.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上のように本発明による電解コンデン
サ駆動用電解液は、電解液溶媒の沸点が高いために高温
での安定性に優れ、その結果、面実装時の熱ストレスに
よる電解コンデンサの外観変形を抑制し、実装時の半田
付け不良を改善するものであり、その工業的価値は大な
るものである。
As described above, the electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to the present invention is excellent in stability at high temperatures due to the high boiling point of the electrolytic solution solvent. As a result, the electrolytic capacitor due to thermal stress during surface mounting is excellent. It suppresses external deformation and improves poor soldering during mounting, and its industrial value is great.

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

【図1】本発明の一実施の形態による面実装型のアルミ
電解コンデンサの半田リフロー炉を通した際のエポキシ
基板の時間−温度特性を示す特性図
FIG. 1 is a characteristic diagram showing a time-temperature characteristic of an epoxy substrate when a surface-mount type aluminum electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention has passed through a solder reflow furnace.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 N,N’−ジメチルプロピレンウレアを
含有する有機溶媒に有機酸塩を電解質として溶解した電
解コンデンサ駆動用電解液。
1. An electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor in which an organic acid salt is dissolved as an electrolyte in an organic solvent containing N, N′-dimethylpropylene urea.
【請求項2】 有機酸塩の有機酸がカルボン酸である請
求項1に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
2. The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the organic acid of the organic acid salt is a carboxylic acid.
【請求項3】 カルボン酸がマレイン酸、フタル酸、ア
ジピン酸、安息香酸、またはこれらの化合物のアルキル
またはニトロ置換体からなる群より選ばれる1種以上で
ある請求項2に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
3. The electrolytic capacitor drive according to claim 2, wherein the carboxylic acid is at least one selected from the group consisting of maleic acid, phthalic acid, adipic acid, benzoic acid, and alkyl or nitro-substituted compounds of these compounds. Electrolyte.
【請求項4】 有機酸塩の塩基がアンモニウム、第3級
アミン、第4級アンモニウム、アルキル置換アミジン基
を有する化合物、アルキル置換アミジン基を有する化合
物の4級塩からなる群より選ばれる1種以上である請求
項1〜3のいずれか一つに記載の電解コンデンサ駆動用
電解液。
4. The base of an organic acid salt is one selected from the group consisting of ammonium, a tertiary amine, a quaternary ammonium, a compound having an alkyl-substituted amidine group, and a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group. The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 3, which is as described above.
【請求項5】 アルキル置換アミジン基を有する化合物
の4級塩がイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化
合物、脂環式アミジン化合物(ピリミジン化合物、イミ
ダゾリン化合物)の群より選ばれる1種以上である請求
項4に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
5. The quaternary salt of the compound having an alkyl-substituted amidine group is at least one selected from the group consisting of an imidazole compound, a benzimidazole compound, and an alicyclic amidine compound (pyrimidine compound, imidazoline compound). The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to the above.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一つに記載の電
解コンデンサ駆動用電解液を用いた電解コンデンサ。
6. An electrolytic capacitor using the electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to claim 1. Description:
【請求項7】 電解コンデンサが面実装型である請求項
6に記載の電解コンデンサ。
7. The electrolytic capacitor according to claim 6, wherein the electrolytic capacitor is a surface mount type.
【請求項8】 電解コンデンサのリード線部の少なくと
も表層の一部に、鉛を含まない金属層を設けた請求項6
または7に記載の電解コンデンサ。
8. A lead-free metal layer is provided on at least a part of a surface layer of a lead wire portion of an electrolytic capacitor.
Or the electrolytic capacitor according to 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100419928C (en) * 2003-04-02 2008-09-17 三洋化成工业株式会社 Electrolyte for electrolytic capacitor

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