JPS62216212A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は新規な構成からなる電Ｍ。

関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に乾式箔形電解コンデンサは、例えば陽極酸化皮膜
を形成したアルミニウム箔からなる陽極およびアルミニ
ウム箔からなる陰極に同じくアルミニウムからなる一対
の引出端子を接続し、前記一対の陽陰極箔相互間にスイ
ープを介在させ巻回し、しかるのち駆動用電解液を含浸
しケースに収納し、該ケース開口部を密封してなるもの
である。

一般にスペーサを介在する目的は一対の陽陰極箔相互間
の絶縁隔離および駆動用電解液の保持であり、乾式箔形
電解コンデンサにおいては重要な構成要件である。しか
して、一般に用いられているスＲ−サはクラフト紙であ
るが、該クラフト紙は密度が０３〜０．８ｇ／／ｃｒｒ
Ｌ３と比較的高く、また紙を構成する繊維の断面形状が
偏平のため見掛は上の抵抗が大きくなりｔａｎδ特性を
損ね、またクラフト紙は抄紙技術上の理由で厚みは３０
μｍ以上あり、これ以下に薄くできず小形化を阻害する
要因となっており、さらに過電圧、逆電圧印加などによ
るコンデンサ破壊時に着火し継続燃焼のおそれがあるな
どの欠点をもっていた。そのため現在クラフト紙の代り
に低密度のマニラ紙を用いる傾向にあり、ｔａｎδ特性
改善に大きく貢献しているが、マニラ紙はクラフト紙に
比べて価格が数倍高く、加えて引張り剪断強度をコンデ
ンサの製造工程（特に巻取工程）に耐えさせるためには
厚さ４０μｍ以上のものを用いなければならず依然とし
て小形化の阻害要因となっていた。また液体の駆動用電
解液を使用しているためｔａｎδ特性改善にも限度があ
り、さらに液体の駆動用電解液は低温で比抵抗が増大し
やすく低温特性が極度に悪化し広温度範囲で使用するに
は信頼性に欠けるなど実用上解決すべき問題をもってい
る。さらに素子形状が巻回形でしかも引出端子を電極箔
の中間から引出した構造であるため周波数特性が悪い問
題をも抱えていた。

そのため近年、例えば特開昭５８−１７６０９号公報、
特開昭５８−１９１４１４号公報または特開昭５９−６
３６０４号公報に開示されているように駆動用電解液に
かえ、Ｎ　−（ｎ−プロピル）（またはＮ−（イソ−プ
ロピル））インキノリン、Ｎ−エチルイソキノリン、Ｎ
−（ｎ−、’チル）インキノリン、Ｎ位を炭化水素基で
置換したキノリン、イソキノリンまたはピリジンなどか
らなる２７、ａ８−テトラシアノキノジメタン（以下Ｔ
ＣＮＱという）錯体を固体電解質として用い、特性を改
善したものが提案されている。しかして、このようなＴ
ＣＮＱＣＮ上用いてなる電解コンデンサは、一般にこれ
らＴＣＮＱＣＮ上溶融含浸して用いる訳であるが、ＴＣ
ＮＱＣＮ上長時間加熱溶融するとＴＣＮＱＣＮ上電気伝
導度が減少しやすくｔａｎδ特性が低下したり、また素
子形状は従来どおり端子を巻回した電極箔の中間から引
出したタイプであるため高周波数領域での特性が悪く、
しかもスペーサを用いているため陽・陰極間距離（約４
０〜５０μｍ）が広く、抵抗が大きいなど依然として解
決すべき問題は残っていた。

さらに上記公報に開示されたＴＣＮＱＣＮ上真空蒸着が
難しいばかりか、それ自体の温度特性もそれほど良くな
い問題をももっていた。

しかして、本発明者は上記のようなＴＣＮＱＣＮ上換え
、例えば２．２′−ビピリジニウム（ＴＣＮＱ）２．４
−ハイドロオキシ−Ｎ−インジルアニリニウム（ＴＣＮ
Ｑ）２．４−アミノ−２ａ５，６−チトラメチルアニリ
ニウム（ＴＣＮＱ）２、ピリジニウム（ＴＣＮＱ）２．
４−シアノ−Ｎメチル−ピリジニウム（ＴＣＮＱ）２、
Ｎ−エチルキノリニウム（ＴＣＮＱ）２、Ｎ−（２−７
エネチル）キノリニウム（ＴＣＮＱ）２などからなるＴ
ＣＮＱＣＮ上用い、上記問題を解決し特性を改善したも
のを既に出願している。しかしながら、その後の研究結
果からこのよりなＴＣＮＱＣＮ上用いたものであっても
、高温寿命特性が悪い問題点が残っていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、高温寿命
においても緒特性が安定した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。

〔発明の概要〕

本発明の電解コンデンサは、弁作用金属箔の表面に形成
した陽極酸化皮膜上に、Ｎ−メチル−４゜４′−ビピリ
ジニウム（ＴＣＮＱ）２、Ｎ−エチル−４４′−ビピリ
ジニウム（Ｔ　ＣＮ　Ｑ　）　２、Ｎ−（ｎ−プロピル
）　−４１′−ビピリジニウム（ＴＣＮＱ）２、Ｎ−（
イソ−プロピル）　−４′−ビピリジニウム（ＴＣＮＱ
）２、Ｎ−（ｎ−ブチ／”　）　−４１′−ビピリジニ
ウム（ＴＣＮＱ）２、Ｎ−（イソ−ブチル、４４７−ビ
ピリジニウム（ＴＣＮＱ）２からなるＴＣＮＱ錯体膜を
真空蒸着法により形成し、該ＴＯＮＱ錯体膜上にスイー
プを介在させることなく、直接陰極電極膜を形成した複
膜層な積層または巻回し両端面に電極引出部を形成した
ことを特徴とするものである。

以下、本発明を添付図面により詳細に説明する。

すなわち、第１図に示すようにアルミニウム箔（１）を
陽極酸化し、該アルミニウム箔（１）表面に陽極酸化皮
膜（２）を形成し、しかるのち一方の端面を除き該陽極
酸化皮膜（２）の表面に、例えばＮ−メチル−４４′−
ビピリジニウム（Ｔ　ＣＮ　Ｑ　）　２、Ｎ−（ｎ−プ
ロピル）　−４、４′−ビピリジニウム（ＴＣＮＱ）２
、Ｎ−（イソ−プロピル）　−４、４′−ビピリジニウ
ム（ＴＣＮＱ）２、Ｎ−（ｎ−ブチ／’　）　−４、４
′−ビピリジニウム（ＴＣＮＱ）２、Ｎ−（イソ−ブチ
ル、４４７−ビピリジニウム（ＴＣＮＱ）２などからな
るＴＣＮＱ錯体な真空蒸着しＴＣＮＱ錯体膜（３）を形
成する。

真空蒸着の条件としては、使用するＴＣ：ＮＱ錯体及び
蒸着時間により異なり、−概に定めることはできないが
、真空度Ｉ　Ｘ　１０−２Ｔｏｒｒ以下、温度２６０℃
以下、好ましくは真空度ｌＸｌ０　　Ｔｏｒｒ以下、温
度２３０℃以下が適している。

つぎに該ＴＣＮＱ錯体膜（３）上に一方の端面な除き、
銀または銅などの金属を蒸着、スパックリンダまたはス
クリーン印刷などの手段により陰極電極膜（４）を形成
した複膜層を得る。しかして、該複膜層を第２図に示す
ように必要数積層し、両端面にアルミニウムまたはハン
ダなどの金属なメタリコンまたは塗布し電極引出部（５
）を形成し、該電極引出部（５）に外部端子（６）を取
着し、ケースに収納するか樹脂被覆などを施しく図示せ
ず）てなるものである。

以上のように構成してなる電解コンデンサは、前述のよ
うな特定のＴＣＮＱ錯体な用いるため真空蒸着が容易と
なり、従来例の溶融含浸のように長時間加熱されないの
で電気伝導度が高く、ｔａｎδ特性が良好であり、また
前述のようなＴＣＮＱ錯体は温度変化による比抵抗変化
が小さく、しかもスイープを用いないため陽・陰極間の
抵抗も小さくでき、広い温度範囲においてｔａｎδ特性
の変化・静電容量の変化および漏れ電流の変化も少なく
、さらには従来例で述べた電極箔の中間から端子を引出
したものと違い、素子構造が無誘導タイプとなるため高
周波数でのインピーダンス特性が著しく改善されるなど
多くの効果を示すものである。

つぎに本発明の実施例と従来の参考例との比較例につい
て述べる。

実施例　１ アルミニウム箔表面を陽極酸化し、該陽極酸化によって
アルミニウム箔全表面に形成した陽極酸化皮膜上に、Ｎ
−（イソプロピル）　−４，４，’−ビピリジニウム（
ＴＣＮＱ）２錯体な真空度Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ　
、温度１８０℃で１分間真空蒸着して該ＴＣＮＱ錯体膜
を形成する。つぎに該ＴＣＮＱ錯体膜上に銀に一ストを
スクリーン印刷し陰極電極膜を形成した第１図に示すよ
うな構成からなる複膜層な複数積層し、両端面にハンダ
メタリコンを施し、外装構造としてエポキシ樹脂を被覆
してなる定格２５ＷＶ−０，１μＦの電解コンデンサ（
Ａ）を得た。

実施例　２ 実施例１においてＮ−（イソ−プロピル、４４′−ビピ
リジニウム（ＴＣＮＱ）２錯体の代りにＮ−メチル−４
４′−ビピリジニウム（ＴＣＮＱ）２錯体な真空度Ｉ　
Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ、温度１８０℃で１５５分間真空
蒸して該ＴＣＮＱ錯体膜を形成する。

以下実施例１と同様の手段により定格２５ＷＶ−０１μ
Ｆの電解コンデンサ（Ｂ）を得た。

実施例　３ 実施例１においてＮ−（イソ−プロピル、４４７−ビピ
リジニウム（Ｔ（ＪＪＱ）２錯体の代りにＮ−（ｎ−ブ
チ／ｌ’　）　−４１４，’−ビピリジニウム（Ｔ　Ｃ
ＮＱ　）　２錯体を真空度Ｉ　Ｘ　１０’−’　Ｔｏｒ
ｒ　、温度１８０℃で１５５分間真空蒸して該ＴＣＮＱ
錯体膜を形成する。以下実施例１と同様の手段により定
格２５ＷＶ　−０，１μＦの電解コンデンサ（Ｃ）を得
た。

実施例　４ 電気絶縁性の基体として厚さ８μｍのポリエステルフィ
ルム（７）の片面にアルミニウムを真空蒸着して形成し
た１μｍ厚のアルミニウム膜の全表面を陽極酸化し、該
陽極酸化によって形成した酸化皮膜上にＮ−（イン−プ
ロピル）　−４、４′−ビピリジニウム（ＴＣＮＱ）２
錯体な真空度Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ　。

温度１８０℃で１分間真空蒸着し、さらに陰極電極膜を
形成して第３図に示すように帯状の複膜層（８）を得る
。該複膜層（８）を矢印方向に巻回し上記実施例同様の
手段により定格２５ＷＶ−０，１μＦの電解コンデンサ
（Ｄ）を得た。

実施例　５ 厚さ５０μｍのセラミックシートの片面にアルミニウム
を真空蒸着して１μｍ厚のアルミニウム膜を形成する。

該アルミニウム膜の全表面に陽極酸化によって酸化皮膜
を形成し、該酸化皮膜上に上記実施例と同様の手段によ
りＮ−（イソ−プロピル）　−４、４′−ビピリジニウ
ム（ＴＣＮＱ）２錯体膜および陰極電極膜を形成し、第
４図に示す構成の複膜層（８）を得る。該複膜層を複数
積層し同様に定格２５ＷＶ−０，１μＦの電解コンデン
サ（Ｅ）を得た。

なお上記実施例４および実施例５におけるプラスチック
フィルム、セラミックシートなどの電気絶縁物は、陽極
電極膜、陽極酸化皮膜、ＴＣＮＱ錯体膜および陰極電極
膜からなる複膜層を形成したり複数積層するときの基体
となり、更に絶縁物の片面に複膜層を形成したものは陽
陰極相互の短絡防止の効果も有する。

また陽極電極としてのアルミニウムやタンクルなど弁作
用金属箔の厚さよりも薄手の絶縁物を使用することが可
能であり、電解コンデンサの小形化の効果を得ることが
できる。

参考例 アルミニウム箔表面を陽極酸化し、該陽極酸化によって
アルミニウム箔表面に形成した陽極酸化皮膜上に、２２
／−ビピリジニウム（ＴＣＮＱ）２錯体を真空蒸着して
該ＴＣＮＱ錯体膜を形成する。

つぎに該錯体膜上に銀イーストをスクリーン印刷し陰極
電極膜を形成した第１図に示すような構成からなる複膜
層を複数積層し、両端面にハンダメタリコンを施し、外
装構造としてエポキシ樹脂を被覆してなる定格２５ＷＶ
−０，１μＦの電解コンデンサ（ト）を得た。

しかして上記本発明に係る実施例（Ａ−Ｅ）と従来の参
考例（ト）の高温（１０５℃）負荷寿命に対する静電容
量変化率、ｔａｎδ特性および漏れ電流特性を調べた結
果、第５図〜第７図に示すようになった。

第５図〜第７図から明らかなように、いずれの特性にお
いても実施例（Ａ〜Ｅ）は参考例（ト）より安定してお
り、高温負荷寿命における本発明のすぐれた効果を実証
した。

また上記実施例では陽極電極としてアルミニウム金属か
らなるものを例示して説明したが、例えばタンタル、チ
タン、ニオブなどの弁作用金属を用いたものでも同様の
効果を得ることができる。

さらに上記実施例では積層形の場合、必要とする大きさ
の複膜層な単独でそれぞれ形成し、該複膜層を個々積層
したものを例示して説明したが、第４図に示すように巻
回形からなる素子構成の場合と同様帯状に長い複膜層を
用い必要数積層し、電極引出部を形成した後、幅方向に
必要大きさに切断するようにすれば作業上より効果的で
あることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によればスペーサを廃止し、しかも新規なＴＣＮ
Ｑ錯体を用いることによって特性の安定した既存の電解
コンデンサの構成の枠を越えた全く新規な構成からなる
実用的価値の高い電解コンデンサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例に係り、第１図
は電解コンデンサを構成する複膜層を示す斜視図であり
、第２図は複膜層な複数積層し電極引出部および外部端
子を形成した電解コンデンサを示す正断面図であり、第
３図および第４図は本発明の他の実施例に係る複膜層を
示す斜視図であり、第５図は高温（１０５°Ｃ）負荷寿
命に対する静電容量変化率特性曲線図であり、第６図は
高温（１０５℃）負荷寿命に対するｔａｎ　ａ特性曲線
図であり、第７図は高温（１０５°Ｃ）負荷寿命に対す
る漏れ電流特性曲線図である。 （１）・・・アルミニウム箔　　（２）・・・陽極酸化
皮膜（３）・・・ＴＣＮＱ錯体膜　　（４）・・・陰極
電極膜（５）・・・電極引出部　　　　（６）・・・外
部端子（７）・・・ポリエステルフィルム　　（８）・
・・複膜層（９）・・・セラミックシート 棺Ｉ図 第２図 銅３図 フィルム 第４図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁作用金属箔と、該金属箔の表面に形成した陽極
   酸化皮膜と、該酸化皮膜上にスペーサを介在させること
   なく直接真空蒸着法により形成したＮ−アルキル（Ｃ＿
   １〜Ｃ＿４）−４、４′−ビピリジニウム（７、７、８
   、８−テトラシアノキノジメタン）＿２電荷移動錯体膜
   と、該錯体膜上に形成した陰極電極膜とからなる複膜層
   を具備したことを特徴とする電解コンデンサ。
2. （２）絶縁物の片面または両面に形成した弁作用金属膜
   と該金属膜の表面に形成した陽極酸化皮膜と、該酸化皮
   膜上にスペーサを介在させることなく直接真空蒸着法に
   より形成したＮ−アルキル（Ｃ＿１〜Ｃ＿４）−４、４
   ′−ビピリジニウム（７、７、８、８−テトラシアノキ
   ノジメタン）＿２電荷移動錯体膜と、該錯体膜上に形成
   した陰極電極膜とからなる複膜層を具備したことを特徴
   とする電解コンデンサ。
3. （３）絶縁物がプラスチックフィルム、プラスチックシ
   ート、セラミックシートからなることを特徴とする特許
   請求の範囲第（２）項記載の電解コンデンサ。
4. （４）複膜層を積層または巻回した特許請求の範囲第１
   〜第３項に記載の電解コンデンサ。
5. （５）弁作用金属箔を陽極酸化して、該弁作用金属の表
   面に陽極酸化皮膜を形成し、該陽極酸化皮膜上にスペー
   サを介在させることなく直接にＮ−アルキル（Ｃ＿１〜
   Ｃ＿４）−４、４′−ビピリジニウム（７、７、８、８
   −テトラシアノキノジメタン）＿２を真空度１×１０＾
   −＾２トル以下、温度２６０℃以下で真空蒸着して電荷
   移動錯体膜を形成し、該錯体膜上に陰極電極膜を設けて
   複膜層を構成することを特徴とする電解コンデンサの製
   造方法。
6. （６）真空度１×１０＾−＾３トル以下、温度２３０℃
   以下で真空蒸着する特許請求の範囲第５項に記載の製造
   方法。