JPS62152118A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
- Publication number
- JPS62152118A JPS62152118A JP29522585A JP29522585A JPS62152118A JP S62152118 A JPS62152118 A JP S62152118A JP 29522585 A JP29522585 A JP 29522585A JP 29522585 A JP29522585 A JP 29522585A JP S62152118 A JPS62152118 A JP S62152118A
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- Japan
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- capacitors
- tcnq
- electrode
- aluminum
- solid electrolytic
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
卒業上の利用分野
本発明は改良された有機半導体を固体電解質として用い
る固体電解コンデンサに関するものである。
る固体電解コンデンサに関するものである。
従来の技術
近年、電気機器回路のディジタル化にともなって、そこ
に使用されるコンデンサも高周波領域でのインピーダン
スが低く、小型大容量のものへの要求が高まっている。
に使用されるコンデンサも高周波領域でのインピーダン
スが低く、小型大容量のものへの要求が高まっている。
従来、高周波領域用のコンデンサとしては、プラスチッ
クフィルムコンデンサ、マイカコンデンサ、積層セラミ
ックコンデンサが用いられているが、フィルムコンデン
サおよびマイカコンデンサでは形状が大きくなってしま
うために大容量化がむずかしく、また積層セラミックコ
ンデンサでは、小型大容量になればなるほど、温度特性
が悪くなり、価格が非常に高くなるという欠点がある。
クフィルムコンデンサ、マイカコンデンサ、積層セラミ
ックコンデンサが用いられているが、フィルムコンデン
サおよびマイカコンデンサでは形状が大きくなってしま
うために大容量化がむずかしく、また積層セラミックコ
ンデンサでは、小型大容量になればなるほど、温度特性
が悪くなり、価格が非常に高くなるという欠点がある。
一方、大容量タイプのコンデンサとして知られるものに
、アルミニウム乾式故解コンデンサあるいはアルミニウ
ムまたはタンタル固体電解コンデンサなどがある。これ
らのコンデンサは誘電体となる陽極酸化皮嘩を非常に薄
くできるために大容量が実現できるのであるが、その反
面、酸化皮膜の損傷がおきやすいために、酸化皮膜と陰
極の間に損傷を修復するだめの電解質を設ける必要があ
る。アルミニウム乾式・電解コンデンサでは、エツチン
グをほどこした陽、陰極アルミニウム箔を紙のセパレー
タを介して巻き取り、液状の電解質をセパレータに含浸
して用いている。
、アルミニウム乾式故解コンデンサあるいはアルミニウ
ムまたはタンタル固体電解コンデンサなどがある。これ
らのコンデンサは誘電体となる陽極酸化皮嘩を非常に薄
くできるために大容量が実現できるのであるが、その反
面、酸化皮膜の損傷がおきやすいために、酸化皮膜と陰
極の間に損傷を修復するだめの電解質を設ける必要があ
る。アルミニウム乾式・電解コンデンサでは、エツチン
グをほどこした陽、陰極アルミニウム箔を紙のセパレー
タを介して巻き取り、液状の電解質をセパレータに含浸
して用いている。
このため、電解質の液漏れ、蒸発等の理由により経時的
に静電容量の減少や損失（ｔａｎδ）の増大が起ると同
時に、電解質のイオン伝導性により高周波特性および低
温特性が著しく劣る等の欠点を有している。又、アルミ
ニウム、タンタル固体電解コンデンサでは、上記アルミ
ニウム乾式電解コンデンサの欠点を改良するために固体
電解質として二酸化マンガンが用いられている。この固
体電解質は硝酸マンガン水溶液に陽極素子を浸漬し、３
５０℃前後の温度で熱分解して得られている。このコン
デンサの場合、電解質が固体のだめ、高温における電解
質の流出、低温域での凝固から生ずる性能の低下などの
欠点がなく、液状電解質を用いたコンデンサに比して良
好な周波数特性および温度特性を示すが、硝酸マンガン
の熱分解による酸化皮膜の損傷及び二酸化マンガンの比
抵抗が高いことなどの理由から、高周波領域のインピー
ダンスあるいは損失は積層セラミックコンデンサあるい
はプラスチックフィルムコンデンサと比較してｌけた以
上高い値となっている。
に静電容量の減少や損失（ｔａｎδ）の増大が起ると同
時に、電解質のイオン伝導性により高周波特性および低
温特性が著しく劣る等の欠点を有している。又、アルミ
ニウム、タンタル固体電解コンデンサでは、上記アルミ
ニウム乾式電解コンデンサの欠点を改良するために固体
電解質として二酸化マンガンが用いられている。この固
体電解質は硝酸マンガン水溶液に陽極素子を浸漬し、３
５０℃前後の温度で熱分解して得られている。このコン
デンサの場合、電解質が固体のだめ、高温における電解
質の流出、低温域での凝固から生ずる性能の低下などの
欠点がなく、液状電解質を用いたコンデンサに比して良
好な周波数特性および温度特性を示すが、硝酸マンガン
の熱分解による酸化皮膜の損傷及び二酸化マンガンの比
抵抗が高いことなどの理由から、高周波領域のインピー
ダンスあるいは損失は積層セラミックコンデンサあるい
はプラスチックフィルムコンデンサと比較してｌけた以
上高い値となっている。
前記の問題点を解決するために固体電解質として導電性
が高く、陽化酸化性のすぐれた有機半導体（７，７，８
，８〜テトラシアノキノジメタン錯体：以下ＴＣＮＱ錯
体と記す）を用いることが提案されている。この有機半
導体は有機溶媒に溶解したり、加熱による融解などの手
段を用いて酸化皮膜に含浸塗布することが可能であり、
ＭｎＯ２を含浸する際に生ずる熱分解による酸化皮膜の
損傷を防ぐことができる。ＴＣＮＱＣＮ上導電性が高く
、陽極酸化性のすぐれたもので、高周波特性が良好で大
容量のコンデンサが可能となる。たとえば、丹羽信−氏
により、Ｎ−ｎ−プロピルあるいはＮ−１ｓｔ−プロピ
ルイソキノリンとＴＣＮＱからなる有機半導体を固体電
解質として用いる発明が出願されている（特開昭５８−
１７６０９号公報）。前明発明によると捲回型アルミニ
ウム電解コンデスサへのＴＣＮＱ塩の含浸がＴＣＮＱ塩
を加熱溶融することにより行われ、これによりＴＣＮＱ
塩と酸化皮膜との強固な結合が達成され、ＴＣＮＱ塩の
高置導性の寄与にも助けられて、周波数特性および温度
特性が著しく改良されたアルミニウムコンデンサが製造
されるとしている。このよりなＴＣＮＱ塩にもとづく有
機半導体を固体電解質として用いることを、すでに同一
出願人になる発明（特公昭５８−１７６０９号公報）に
示されているように、ＴＣＮＱ塩が二酸化マンガンに比
して高い電導性と高い陽極酸化能力（修復作用）を有す
るため二酸化マンガンを用いた固体電解コンデンサに比
して周波数特性と温度特性共に優れた性能を可能にする
。発明によるとＮ位をアルキル基で置換したイソキノリ
ウムをカチオンとしたＴＣＮＱ塩を酸化皮膜に加熱溶融
することにより含浸することになっている。
が高く、陽化酸化性のすぐれた有機半導体（７，７，８
，８〜テトラシアノキノジメタン錯体：以下ＴＣＮＱ錯
体と記す）を用いることが提案されている。この有機半
導体は有機溶媒に溶解したり、加熱による融解などの手
段を用いて酸化皮膜に含浸塗布することが可能であり、
ＭｎＯ２を含浸する際に生ずる熱分解による酸化皮膜の
損傷を防ぐことができる。ＴＣＮＱＣＮ上導電性が高く
、陽極酸化性のすぐれたもので、高周波特性が良好で大
容量のコンデンサが可能となる。たとえば、丹羽信−氏
により、Ｎ−ｎ−プロピルあるいはＮ−１ｓｔ−プロピ
ルイソキノリンとＴＣＮＱからなる有機半導体を固体電
解質として用いる発明が出願されている（特開昭５８−
１７６０９号公報）。前明発明によると捲回型アルミニ
ウム電解コンデスサへのＴＣＮＱ塩の含浸がＴＣＮＱ塩
を加熱溶融することにより行われ、これによりＴＣＮＱ
塩と酸化皮膜との強固な結合が達成され、ＴＣＮＱ塩の
高置導性の寄与にも助けられて、周波数特性および温度
特性が著しく改良されたアルミニウムコンデンサが製造
されるとしている。このよりなＴＣＮＱ塩にもとづく有
機半導体を固体電解質として用いることを、すでに同一
出願人になる発明（特公昭５８−１７６０９号公報）に
示されているように、ＴＣＮＱ塩が二酸化マンガンに比
して高い電導性と高い陽極酸化能力（修復作用）を有す
るため二酸化マンガンを用いた固体電解コンデンサに比
して周波数特性と温度特性共に優れた性能を可能にする
。発明によるとＮ位をアルキル基で置換したイソキノリ
ウムをカチオンとしたＴＣＮＱ塩を酸化皮膜に加熱溶融
することにより含浸することになっている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながらＮ位をアルキル基で置換したイソキノリウ
ムを用いだＴＣＮＱ塩は、アルキル基の違いにより、熱
溶融性と熱安定性が異なる。また、酸化皮膜への含浸性
、電導性が異なるので、アルキル基として使用できるも
のは限られる。アルキルがエチル基より短いものは熱溶
融しない。前記発明者が実施例でのべているのは、プロ
ピル、イソプロピル、ブチル基である。これらも、熱溶
融状態で、ある時間以上放置すると酸化分解をおこす。
ムを用いだＴＣＮＱ塩は、アルキル基の違いにより、熱
溶融性と熱安定性が異なる。また、酸化皮膜への含浸性
、電導性が異なるので、アルキル基として使用できるも
のは限られる。アルキルがエチル基より短いものは熱溶
融しない。前記発明者が実施例でのべているのは、プロ
ピル、イソプロピル、ブチル基である。これらも、熱溶
融状態で、ある時間以上放置すると酸化分解をおこす。
また、ＴＣＮＱ塩は、結晶性の高い物質であるため、溶
融含浸後急冷処理をして非晶質状態としなければならな
い。
融含浸後急冷処理をして非晶質状態としなければならな
い。
コンデンサ特性はＴＣＮＱ塩が酸化分解したり、結晶性
の高いものとなるととくに電導性が低下して、損失が大
きくなる。容量特性もアルキル基の長さにより異なるが
、容量達成率としては、ブチル基で８０％程度である等
の問題点がある。
の高いものとなるととくに電導性が低下して、損失が大
きくなる。容量特性もアルキル基の長さにより異なるが
、容量達成率としては、ブチル基で８０％程度である等
の問題点がある。
本発明はかかる問題点を解消するもので、電解質の熱溶
融性と酸化皮膜への含浸性を改良して容量特性ならびに
寿命の信項性の改善をはかることを目的とするものであ
る。
融性と酸化皮膜への含浸性を改良して容量特性ならびに
寿命の信項性の改善をはかることを目的とするものであ
る。
問題点を解決するだめの手段
本発明は上記目的を達成するためになされたもので、表
面に酸化皮膜を有する第１の電極と、前記第１の電極と
対向して設けられた第２の電甑と、前記第１及び第２の
電極間に設けられた固体電解質とを備え、前記固体電解
質が、Ｎ位をイソブチル基で置換したイノキノリウムを
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
ヲ少なくとも含むことを特徴とする固体電解コンデンサ
を提供するものである。
面に酸化皮膜を有する第１の電極と、前記第１の電極と
対向して設けられた第２の電甑と、前記第１及び第２の
電極間に設けられた固体電解質とを備え、前記固体電解
質が、Ｎ位をイソブチル基で置換したイノキノリウムを
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
ヲ少なくとも含むことを特徴とする固体電解コンデンサ
を提供するものである。
作用
本発明は熱溶融する固体電解質であるＴＣＮＱ塩のカチ
オンとしてイソキノリウムのＮ位をインブチル基に置換
したものを用いることにより、熱溶融性、熱安定性が改
良され、かつ酸化皮膜への含浸性と付着性が改良されて
、コンデンサの容量と損失（Ｆｎδ）の特性ならびに信
頼性の向上をはかれるようにしたものである。
オンとしてイソキノリウムのＮ位をインブチル基に置換
したものを用いることにより、熱溶融性、熱安定性が改
良され、かつ酸化皮膜への含浸性と付着性が改良されて
、コンデンサの容量と損失（Ｆｎδ）の特性ならびに信
頼性の向上をはかれるようにしたものである。
本発明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弁金属（
たとえば、アルミニウム、タンタル。
化（化成）により表面に陽極酸化皮膜を有する弁金属（
たとえば、アルミニウム、タンタル。
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ＴＣＮＱ塩から
なる固体電解質を有するものである。
電極（対極）とこの第１の電極との間にＴＣＮＱ塩から
なる固体電解質を有するものである。
本発明の特徴はイソキノリウムのＮ位をイソブチル基に
置換したものとＴＣＮＱとのコンプレックス塩を固体電
解質として用いることが特徴である。
置換したものとＴＣＮＱとのコンプレックス塩を固体電
解質として用いることが特徴である。
実用化されている固体電解コンデンサに用いられている
のは、Ｎ−ロープチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２で
あり、本発明ばＮ−ｎ−ブチルイノキノリウム（ＴＣＮ
Ｑ）２と比較して次のような特徴を有する。
のは、Ｎ−ロープチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２で
あり、本発明ばＮ−ｎ−ブチルイノキノリウム（ＴＣＮ
Ｑ）２と比較して次のような特徴を有する。
Ｎ−ｎ−ブチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）ｚの融点は
ＤＴＡ測定によると２１５〜２２０℃にあり、融点より
高い温度になると、同図の環境にもよるが、すぐに酸化
分解されやすい。
ＤＴＡ測定によると２１５〜２２０℃にあり、融点より
高い温度になると、同図の環境にもよるが、すぐに酸化
分解されやすい。
２５０℃の一定になっているアルミのブロック槽の中で
この塩を大気中で溶鐵させた場合、完全に融解するまで
の時間が３０ ｓｅｃ程度で、安定な熱溶融状態は４５
〜６０ ｓｅｃ間だもたれる。
この塩を大気中で溶鐵させた場合、完全に融解するまで
の時間が３０ ｓｅｃ程度で、安定な熱溶融状態は４５
〜６０ ｓｅｃ間だもたれる。
本発明のＮ−インブチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２
の融点はＤＴＡ測定より、２１７℃であり、前記のＮ−
ｎ−ブチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２の場合と同じ
条件で熱溶融した場合、完全に融解するまでの時間が２
’０ｓｅｃ程度であり、安定な溶融しだ液体状態として
は７０〜１００ ｓｅｃ間だもたれる。
の融点はＤＴＡ測定より、２１７℃であり、前記のＮ−
ｎ−ブチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２の場合と同じ
条件で熱溶融した場合、完全に融解するまでの時間が２
’０ｓｅｃ程度であり、安定な溶融しだ液体状態として
は７０〜１００ ｓｅｃ間だもたれる。
本発明はＮ−アルキル基をｎ−ブチル基からイソブチル
基にかえることてより、表面状態を多くの微孔にエツチ
ングされた酸化皮膜への含浸性および酸化皮膜との接着
性が改良される。また、イソブチル基の場合の方が非品
性が高いために熱溶融含浸後、冷媒を用いてあえて急冷
処理を行わなくても、急冷をしたものと同等のコンデン
サ特性が得られる。
基にかえることてより、表面状態を多くの微孔にエツチ
ングされた酸化皮膜への含浸性および酸化皮膜との接着
性が改良される。また、イソブチル基の場合の方が非品
性が高いために熱溶融含浸後、冷媒を用いてあえて急冷
処理を行わなくても、急冷をしたものと同等のコンデン
サ特性が得られる。
実症例
以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
電解質であるＮ−イソブチルイソキノリウムのＴＣＮＱ
コンプレツク塩を粉砕して微粉末にしだ後、アルミニウ
ム缶ケース（直径１０ｍｍ＋高さ１１ａｍ ）に必要壜
を充てんし、２５０′ｃのホットプレート上で溶融して
液状にした。
コンプレツク塩を粉砕して微粉末にしだ後、アルミニウ
ム缶ケース（直径１０ｍｍ＋高さ１１ａｍ ）に必要壜
を充てんし、２５０′ｃのホットプレート上で溶融して
液状にした。
捲回型アルミニウム電解コンデンサの巻取りユニット（
定格：３μＦ、１６Ｖ用、定格１００／！ＡＰ、１６Ｖ
用）を浸漬して、十分にほどこした、空気中で空冷した
。
定格：３μＦ、１６Ｖ用、定格１００／！ＡＰ、１６Ｖ
用）を浸漬して、十分にほどこした、空気中で空冷した
。
含浸はホットプレートに電解質の充てんされたアルミニ
ウム缶ケースを４０秒間設設置性った。
ウム缶ケースを４０秒間設設置性った。
コンデンサの巻取りユニットのアルミニウム端面ばあら
かじめ化成処理をほどこしだものを使用した。最後にア
ルミケース内にユニットを入れ、上部よりエポキシ樹脂
を注入し、熱処理（８０−１００℃、２Ｈ）をすること
により封口を行った。
かじめ化成処理をほどこしだものを使用した。最後にア
ルミケース内にユニットを入れ、上部よりエポキシ樹脂
を注入し、熱処理（８０−１００℃、２Ｈ）をすること
により封口を行った。
周波数１２０１（ｚ 、 Ｉ Ｋ１１ｚにおけるコンデ
ンサの初期特性と、８５℃、ｚｏＯ）Ｉ無負荷放置後の
容量変化を測定した結果をしめす。表の値は各容量のコ
ンデンサともＩＯケの平均イ直である。
ンサの初期特性と、８５℃、ｚｏＯ）Ｉ無負荷放置後の
容量変化を測定した結果をしめす。表の値は各容量のコ
ンデンサともＩＯケの平均イ直である。
表
表から明らかなように、ｔａｎδの低減をはかれるとと
もに容量変化△Ｃを１％以下にすることが可能となった
。
もに容量変化△Ｃを１％以下にすることが可能となった
。
発明の効果
以上要するに本発明は固体電解質としてＮ−インブチル
イソキノリウムのＴＣＮＱコンプレックス塩を用いるこ
とにより、コンデンサ特性の向上および寿命の信頼性の
向上がはかられた。
イソキノリウムのＴＣＮＱコンプレックス塩を用いるこ
とにより、コンデンサ特性の向上および寿命の信頼性の
向上がはかられた。
Claims (1)
- 表面に酸化皮膜を有する第１の電極と、前記第１の電
極と対向して設けられた第２の電極と、前記第１及び第
２の電極間に設けられた固体電解質とを備え、前記固体
電解質が、Ｎ位をイソブチル基で置換したイソキノリウ
ムをカチオンとし、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
ス塩を少なくとも含むことを特徴とする固体電解コンデ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60295225A JPH0666237B2 (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60295225A JPH0666237B2 (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 固体電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62152118A true JPS62152118A (ja) | 1987-07-07 |
| JPH0666237B2 JPH0666237B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=17817829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60295225A Expired - Lifetime JPH0666237B2 (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666237B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62204514A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-09 | 信英通信工業株式会社 | 固体電解コンデンサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5610777A (en) * | 1979-07-06 | 1981-02-03 | Ricoh Co Ltd | Running direction display unit of manual reading device |
-
1985
- 1985-12-25 JP JP60295225A patent/JPH0666237B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5610777A (en) * | 1979-07-06 | 1981-02-03 | Ricoh Co Ltd | Running direction display unit of manual reading device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62204514A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-09 | 信英通信工業株式会社 | 固体電解コンデンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0666237B2 (ja) | 1994-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |