JPS6065521A - 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】 産業上の利用分野 本発明は新ノ夏な有機半導体全固体電解質として有し、
周波数特性の改良された固体電解コンデンサに関するも
のであるっ 従来例の構成とその問題点 近年、ディジタル機器の発展に伴ない、高周波領域でイ
ンピーダンスの低い大容量コンデンサへの要望が高畦り
つつある。

従来知られている高周波コンデンサには、■コイ力、■
プラスチックフィルム、及び■積層セラミックコンデン
サがある。

しかしながら、これらのコンデンサでは１μＦ以上の大
容量を達成するにはサイズが極端に大きくなり、たとえ
ば実現できたとしても価格が非常に高く万る。また、■
のセラミックコンデンサは現状では温度特性の良好なも
のが得られ難いっ一方、大容量コンデンサとして知られ
る電解コンデンサに、アルミニウム乾式電解コンデンサ
と、クンタルあるいはアルミニウム焼結形固体電解コン
デンサがある。

前者のアルミ巨つム電解コンテンザは、エツチングを施
したアルミニウム箔を捲回して大容量を達成しているが
、非常に薄い陽極酸化皮膜全保護するために液体状の電
解質を用いている。この電解質は当然イオン伝導性であ
るため、高周波領域および低温領域で著しく抵抗が増大
し、コンデンサの損失およびインピーダンス２　Ｑ＋大
させる。

後者のタンタルあるいはアルミニウム固体電解コンデン
サは硝酸マンガンを熱分解して得られる二酸化マンガン
（ＭｎＯ２）ｉ固体電解質として有するため、ペースト
電解質を用いたコンデンサよりは改良された周波数、温
度特性を有す。しかしながら、このコンデンサではＭｎ
Ｏ２の比抵抗が比較的、“、Ｚｌ＜、硝酸マンガンの熱
の解による酸化皮膜の］ｔ−１傷が著しいなどの理由か
ら、高周波領域のインピーダンス、損失は十分には小さ
く々らない。

これらの従来のコンデンサの欠点を解消するために、７
，７，８．８−テ１−ラシアノキノジメタン（以下ＴＣ
ＮＱと略す）から成るイオンラジカル塩全固体電解質と
する固体電解コンデンサが提案されている。上記有機半
導体は溶液あるいは溶融体からアルミニウムあるいはタ
ンタルの陽極酸化皮膜上に塗布することが可能で、Ｍｎ
Ｏ２の場合のように、塗布時に酸化皮膜に損傷を与える
ことが全くない。

もし有機半導体として、■酸化皮膜に対する陽極酸化皮
膜有し、■比抵抗値が低いものが選ばれれば、目的とす
る大容量で周波数特性の良好なコンデンサが得られるこ
とになろう 従来使用されているＴＣＮＱ化合物としては、本出願人
の提案になる。Ｎ位ｆｎ−プロピル基。

ｉｓｏプロピル基、またはｔａｒグチル基で置換したキ
ノリニウムあるいはピリジニウム全カチオンとするＴＧ
ＮＱコンプレックス塩（特公昭５６−１０７７７公報）
があるう また最近では、Ｎ位をｎ−プロピル基あるいはｉｓｏプ
ロピル基で置換したイソキノリンをカチオンとするＴＣ
ＮＱ塩（特開昭６８−１７６０９公報）も提案されてい
るう これらの材料は確かに固体電解コンデンサ用電解質とし
て利用され、ある程度の特性の改良をもたらすものであ
るが、ともにいくつかの欠点を有するものである。、特
に、溶融法により、エツチング２施されたアルミニウム
箔あるいはタンタル焼結体に含浸させる場合、上記の材
料では溶融状態の安定性に乏しいため、十分に高い容量
値および低い損失を有する固体電解コンデンサが得られ
ないという欠点がある９ 発明の目的 本発明は上記従来の欠点全解消するもので、Ｎィ３７を
・ｎ−７’チルＪｉｌ、；で置換したイソキノリンをカ
チオンとするＴＣＮＱコンプレックス塩全固体電解質と
して用いることにより、大容量で周波数特性の改良され
た固体電解コンデンサ′ｆｆ：提供することを目的とす
るっ 発明の構成 本発明は上記目的を達成するためになされたもので、Ｎ
位全ノルマルブチル基で置換したインキノリンをカチオ
ンとし、７，７，８．８−テトラシアノキノジメタン全
アニオンとするイオンラジカルコンプレックス塩を用い
たとと全特徴とする固体電解コンデンサを提供するもの
であるっ実施例の説明 本発明の実施例による固体電解コンデンサの基本構成は
、陽極酸化（化成）により表面に陽極酸化皮膜を有する
ジ１′金属（たとえばアルミニウム。

タンクル、チタンおよびこれらの合金）を第１の電極と
し、第２の電極（対極）とこの第１の電極との間に、Ｔ
ＣＮＱ塩からなる固体電解質を有するものであろう本実
施例によるＴＣＮＱ塩はＮ位’Ｉｎ−グチル基で置換し
たイソキノリンであるっその合成方法は次のとおシであ
るっ 先ず、１モルのヨウ化ｎ−ブチル又は臭化ｎ　−プルチ
（１８４ｇ）と１モルのイソキノリン（１２９ｇ）をフ
ラスコ中で混合しつつウォーターバスで熱するっ溶液温
度が約８０’ＣＫ達すると、急激に発熱して４級化が起
こる（収率１００％）。

この溶液全冷却して得られる黄色の粉末（ヨウ化Ｎ−ｎ
−プチルイソギノリン）の１モル（３１３，９１アセト
ニトリルに沸騰状態で溶解し、１モル（２０４ｇ）のＴ
ＣＮＱｋ溶解したアセトニトリル溶液（８０°Ｃ）と混
合する。約１０時間６°Ｃに放置することにより、収率
約７５％で所望のＮ−ｎ−ブチルイソキノリウム（ＴＣ
ＮＱ）、（以下ＮＢＩＱＴと略す）の針状結晶が得られ
る、この結晶は更に、ボールミル、ジェットミルあるい
はルーレットミルで４ｏ○メソシユまで粉砕され、固体
電解コンデンサに適用される。

上記方法で得られた有機半導体ＮＢＩＱＴを固体電解コ
ンデンサに適用する方法は従来知られた方法の中からい
くつかを選択することができる。

たとえにｌ：ＮＢＩＱＴケバインダーとなる高分子とＪ
）、にアセ［・ニトリル、ジメチルフォルムアミド等の
溶剤に溶かし、加熱された溶液中に陽極ユニットを侵ｆ
％冒−２、引」−げて乾燥させる方法があるっまたＮＢ
ＩＱＴの融点は約２２０’Ｃであるので、これ以上の温
度で溶解した液体中に陽極ユニットを１”ｌ　ｆＬ’ｄ
〜冷却して含浸させる方法などがある。特に後者の方法
を用いた場合、本実施例の有機半導体は熱安定性が良好
であるため、高い静電容量達成率および良好な周波数特
性を与えることが判明したつ 以下に本実施例孕さらに詳細に説明する。

ＮＢＩＱＴの粉末ｆ　１００　ｍｌ、直径６　、３１１
＃７：）アルミケースに充填し、２６０’Ｃ′−！で約
１０秒で加熱し溶解させたつそこに捲取形アルミ電解コ
ンデンサ二二ノト全浸漬させ、浸漬後約２０秒で急激に
冷却させたつこの際、コンデンサユニッ１−ハアルミニ
ウム端而全化成処理して酸化皮膜全形成させたものを用
い、有機半導体の含浸直前に２７０°Ｃの温度まで上昇
させておいた。定格４７μＦの陽極に対し、４６μＦ１
損失４・０％の固体電解コンデン−１７［が得られたつ 同様の条件で、Ｎ−ｎ−プロピルキノリニウム（ＴＧＮ
Ｑ）２　およびＮ　−ｎ−プロピルイソキノリニウム（
ＴＣＮＱ）２　’ｒ含浸させた従来の場合の容量、損失
はそれぞれについて３８μＦ、１０％、および４５μＦ
、１５％であったので、本実施例による有機半導体の効
果が著しいことが分る。

また４、７μＦ級の小容量コンデンサに対しては、容量
は４．３μＦ以上、損失は１．５％以下の良好な結果が
得られた。

次に焼結形タンタル固体電解コンデンサに本発明の有機
半導体全適用した例を示す。

二酸化マンガンを付着さぜた場合に１ｏＯμＦの容ｉ？
有する焼結形ペレッ１−ヲ用い、前実施例と同様の方法
でＮＢＩＱＴ’（ｉ７含浸させたつこの場合含浸温度は
２８０°Ｃ（分解温度２８３°Ｃ）とし、時間を１５秒
としたつ陰極として、ポリビニルブチラールをバインダ
ーとするコロイド状グラフフイｌ−’＜アルコール分散
液より塗布し、次にアクリル系バインダを持つ銀ペース
トｉ塗布し、更にハンダにてリード線を接着したつ得ら
れたコンデンサの特性は静電容量が９５μＦ１損失５％
、回れ電流０．１μ人であった。

さらに他の実施例として、ＮＢＩＱＴｉ５０Ｊｊ９用い
、前実施例と同様の方法で、捲取形のアルミ電解コンデ
ンサを試作したつ 定格容量３．３μＦに７４シ、３・３μＦ１損失１％の
コンデンサが得られたつ１ＭＨｚでの等価直列抵抗ｔ　
測定したところ０．０１Ωで、従来例の有機半導体を用
いた場合の値、約１Ωよりはるかに低い値であり、高置
波特性が極めて良好であることが証明された。

発明の効果 以」二型するに本発明はＮ位全ノルマルブチルで置換し
たイソキノリンをカチオンとし、７，７。

８、８−テトラシアノキノジメタンをアニオンとするイ
オンラジカルコンプレックス塩を用いたことを特徴とす
る固体電解コンデンサを提供するもので、大容量で高周
波特性の改良された固体電解コ゛ンデンサが得られる利
点を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｎ位をノルマルブチル基で置換したイソキノリン全カチ
   オンとし、ア、７，８．８−テトラシアノキノジメタン
   をアニオンとするイオンラジカルコンプレックス塩を用
   いたことを特徴とする固体電解コンデンサっ