JPS6242508A - Manufacture of solid electrolytic capacitor - Google Patents

Manufacture of solid electrolytic capacitor

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Publication number
JPS6242508A
JPS6242508A JP18205585A JP18205585A JPS6242508A JP S6242508 A JPS6242508 A JP S6242508A JP 18205585 A JP18205585 A JP 18205585A JP 18205585 A JP18205585 A JP 18205585A JP S6242508 A JPS6242508 A JP S6242508A
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JP
Japan
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capacitors
solid electrolytic
electrolytic capacitor
capacitor
solid electrolyte
Prior art date
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Pending
Application number
JP18205585A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
康夫 工藤
小島 利邦
土屋 宗次
吉村 進
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS6242508A publication Critical patent/JPS6242508A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は7.7.8.8−テトラシアノキノジメタン(
以下TCNQと略す)錯塩を含む固体電解質を用いた固
体電解コンデンサの製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to 7.7.8.8-tetracyanoquinodimethane (
The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor using a solid electrolyte containing a complex salt (hereinafter abbreviated as TCNQ).

従来の技術 近年、電子機器のディジタル化に伴って、使用されるコ
ンデンサの高周波インピーダンスの低減が望まれている
。また、電解コンデンサは従来小型大容量の特徴を活か
して、バイパスコンデンサとして利用されているが、こ
れも最近の電子機器の発展の中で、特に低温での高周波
インピーダンス、高温での安定性あるいは長時間寿命安
定性など改良が望まれている。従来、高周波用コンデン
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などが用いられ
ている。フィルムコンデンサおよびマイカコンデンサは
形状が大きくなるため大容量化が難しく、また積層セラ
ミックコンデンサは、大容量品に関しては温度特性が非
常に劣り、価格が高い等の欠点を有している。一方、ア
ルミニクム乾式電解コンデンサあるいはタンタル固体電
解コンデンサ等は、非常に薄い陽極酸化皮膜を誘電体と
して用いて、大容量を可能にしているものであるが、そ
の反面、酸化皮膜の損傷が起き易いために、酸化皮膜と
陰極との間に電解質層を設け、随時損傷を修復する必要
がある。例えば、アルミニクム電解コンデンサでは、エ
ツチングにより表面積を増加させた陽・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
を含浸させて素子を構成している。このため、電解液の
イオン伝導性による高周波および低温でのインピーダン
スの増大、電解液の液漏れによる経時的な静電容量の減
少や損失の増大等の欠点が現われ、産業用のコンデンサ
としての使用が制限されている。このような意味で、ア
ルミニウムやタンクルの固体電解コンデンサは、上記ア
ルミニウム電解コンデンサの欠点を改良した小型大容量
コンデンサであるが、これらにもいくつかの欠点がある
2. Description of the Related Art In recent years, with the digitization of electronic devices, it has been desired to reduce the high frequency impedance of the capacitors used. In addition, electrolytic capacitors have traditionally been used as bypass capacitors by taking advantage of their small size and large capacity, but with the recent development of electronic devices, electrolytic capacitors have also been used as bypass capacitors. Improvements such as time-life stability are desired. Conventionally, plastic film capacitors, mica capacitors, multilayer ceramic capacitors, and the like have been used as high-frequency capacitors. Film capacitors and mica capacitors are large in size, so it is difficult to increase their capacitance, and multilayer ceramic capacitors have drawbacks such as extremely poor temperature characteristics and high price when it comes to large-capacity products. On the other hand, aluminum dry electrolytic capacitors, tantalum solid electrolytic capacitors, etc. use a very thin anodic oxide film as a dielectric to achieve large capacity, but on the other hand, the oxide film is easily damaged. In addition, it is necessary to provide an electrolyte layer between the oxide film and the cathode to repair damage from time to time. For example, in an aluminum electrolytic capacitor, an anode/cathode aluminum foil whose surface area has been increased by etching is wound up with a paper separator in between, and the element is impregnated with a liquid electrolyte. For this reason, disadvantages such as an increase in impedance at high frequencies and low temperatures due to the ionic conductivity of the electrolyte, and a decrease in capacitance over time and an increase in loss due to leakage of the electrolyte occur, making it difficult to use as an industrial capacitor. is restricted. In this sense, aluminum and tanker solid electrolytic capacitors are small, large-capacity capacitors that have improved the drawbacks of the aluminum electrolytic capacitors, but they also have some drawbacks.

これらの固体電解コンデンサの製造においては、硝酸マ
ンガンの水溶液に陽極を浸漬し、350 ’C前後の高
温炉中で熱分解し、二酸化マンガンから成る固体電解質
を作っている。この場合、液状電解質に比してはるかに
優れた周波数特性、温度特性あるいは寿命特性を示すが
、高温で数回熱分解することによる陽極酸化皮膜の損傷
、および二酸化マンガンの比抵抗が高く、半導体的な電
気伝導様式を示すこと等の理由から、高周波および低温
領域でのインピーダンスあるいは損失は、前述のフィル
ムコンデンサに比してかなり高い値に止まっている。こ
こで、これらのコンデンサの欠点を改良するため、固体
電解質として導電性が高く、陽極酸化性の優れた有機半
導体を用いることが提案されている。特に、TCNQ@
塩から成る有機半導体は、有機溶媒に溶解したり、加熱
による融解などの手段により酸化皮膜に含浸塗布するこ
とが可能であり、二酸化マンガンを含浸する際に生ずる
熱分解による酸化皮膜の損傷を少なくすることができ、
この金属的電導性を有するTCNQ塩を用いることによ
り、高周波特性が良好で大容量のコンデンサが可能にな
る。
In manufacturing these solid electrolytic capacitors, an anode is immersed in an aqueous solution of manganese nitrate and thermally decomposed in a high-temperature furnace at around 350'C to produce a solid electrolyte made of manganese dioxide. In this case, it exhibits far superior frequency characteristics, temperature characteristics, and life characteristics compared to liquid electrolytes, but the anodic oxide film is damaged by thermal decomposition several times at high temperatures, and the resistivity of manganese dioxide is high, resulting in Because it exhibits a typical electrical conduction pattern, its impedance or loss in high-frequency and low-temperature regions remains at a considerably higher value than the above-mentioned film capacitor. Here, in order to improve the drawbacks of these capacitors, it has been proposed to use an organic semiconductor with high conductivity and excellent anodic oxidability as a solid electrolyte. In particular, TCNQ@
Organic semiconductors made of salt can be applied to oxide films by dissolving them in organic solvents or melting them by heating, and can reduce damage to oxide films due to thermal decomposition that occurs when impregnating manganese dioxide. can,
By using this TCNQ salt having metallic conductivity, a capacitor with good high frequency characteristics and large capacity can be produced.

従来使用されているTCNQ塩としては、同一出願人の
発明(特公昭56−10777号公報)および丹羽信−
氏等による発明(特開昭58−17609号公報あるい
は特開昭58−191414号公報)などに、N位をア
ルキル基で置換したキノリン、イソキノリン、ピリジン
をカチオントシ、TCNQを2分子含む錯塩が知られて
いる。これらの塩はアルキル基の炭素数が3以上の場合
明確な融点を有するため、加熱溶融によりコンデンサユ
ニットへの含浸され、酸化皮膜上に均一な固体電解質層
を形成することを可能にする。この固体電解質を含浸し
たユニットは、#湿性、耐熱性、耐衝撃性等を付与する
ため、一般には熱硬化性有機高分子封止材料を用いて、
ディッピング、キャスティング、ボッティング等のいず
れかの方法により外装されて、実用に供せられる。上記
のような外装の目的を達成するため、多くの場合エポキ
シ樹脂を主体とした加熱硬化タイプのりジッドな封止材
料が使用される。
Conventionally used TCNQ salts include the invention of the same applicant (Japanese Patent Publication No. 56-10777) and Niwa Shin-
A complex salt containing cationic quinoline, isoquinoline, and pyridine substituted with an alkyl group at the N-position and two molecules of TCNQ is known from the inventions by et al. It is being Since these salts have a clear melting point when the alkyl group has 3 or more carbon atoms, they are impregnated into the capacitor unit by heating and melting, making it possible to form a uniform solid electrolyte layer on the oxide film. This solid electrolyte-impregnated unit generally uses a thermosetting organic polymer sealing material to impart moisture, heat resistance, impact resistance, etc.
It is packaged by any method such as dipping, casting, or botting, and then put into practical use. In order to achieve the above-mentioned purpose of the exterior, a heat-curable adhesive sealing material based on epoxy resin is often used.

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記のようにエポキシ樹脂を用いた外装の場合
、硬化収縮により陽極に形成されている酸化皮膜が損傷
を受けたり、あるいは未硬化エポキシ樹脂および硬化剤
とTCNQ塩との反応あるいは溶解等の相互作用により
、電解質が影響を及ぼされ、漏れ電流の増加、容量の低
下が見られる等との問題を有していた。本発明は上記問
題を解決するもので、外装時の容量低下が小さく、また
漏れ電流の小さい高性能の固体電解コンデンサの製造方
法を提供することを目的とするものである。
Problems to be Solved by the Invention However, in the case of the exterior using epoxy resin as described above, the oxide film formed on the anode may be damaged due to curing shrinkage, or the uncured epoxy resin and curing agent may be mixed with TCNQ. The electrolyte is affected by interactions such as reaction or dissolution with salt, resulting in problems such as an increase in leakage current and a decrease in capacity. The present invention solves the above-mentioned problems, and aims to provide a method for manufacturing a high-performance solid electrolytic capacitor that has a small capacity drop during packaging and a small leakage current.

問題点を解決するための手段 本発明はTCNQ錯塩を含む固体電解質が含浸されてな
る、陽極金属表面に酸化皮膜を有するコンデンサユニッ
トの表面にゴム状弾性を有するシリコーン皮膜を形成さ
せた後、外装をポリフェニレンサルファイド(以下PP
Sと略す)樹脂を含む成形材料を用いて一体成形により
行なうことによって上記目的を達成するものである。
Means for Solving the Problems The present invention involves forming a silicone film with rubber-like elasticity on the surface of a capacitor unit impregnated with a solid electrolyte containing a TCNQ complex salt and having an oxide film on the anode metal surface. polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as PP)
The above object is achieved by performing integral molding using a molding material containing a resin (abbreviated as S).

作  用 本発明は上記のように、固体電解質が素質されたコンデ
ンサユニット表面にゴム状弾性を有するシリコーン皮膜
を設けて、熱可塑性樹脂のpps樹脂を含む成形材料で
一体成形外装することにより、熱硬化性樹脂を用いた外
装の際見られた硬化収縮による歪を減らすとともに、活
性な未硬化樹脂とTCNQ錯塩との相互作用をなくし、
陽極金属表面の酸化皮膜の損傷およびTCNQ錯塩に及
ぼす影響を抑制し、容量が大きくかつ漏れ電流の小さい
高性能の固体電解コンデンサを得られるようにしたもの
である。ここで設けられたゴム状弾性を有するシリコー
ン皮膜は、TCNQ錯塩を成形樹脂との直接の接触を防
止するほかに、pps樹脂がシリンダーから金型用に射
出される際の圧力力らコンデンサユニットを保護する働
きを有する。なおここで、pps樹脂を含む成形材料を
用いるようにしたのは、コンデンサ実装時に要求される
半田耐熱性を付与するためである。
Function As described above, the present invention provides a silicone film having rubber-like elasticity on the surface of a capacitor unit made of a solid electrolyte, and integrally molds and covers the capacitor unit with a molding material containing pps resin, which is a thermoplastic resin. In addition to reducing the distortion caused by curing shrinkage that was observed when packaging with curable resin, it also eliminates the interaction between the active uncured resin and the TCNQ complex salt.
Damage to the oxide film on the anode metal surface and the influence on the TCNQ complex salt are suppressed, and a high-performance solid electrolytic capacitor with a large capacity and a small leakage current can be obtained. The silicone film with rubber-like elasticity provided here not only prevents the TCNQ complex salt from coming into direct contact with the molding resin, but also protects the capacitor unit from the pressure force when the pps resin is injected from the cylinder into the mold. It has a protective function. Note that the reason why a molding material containing pps resin is used here is to provide the soldering heat resistance required during capacitor mounting.

実施例 以下に本発明の実施例について詳述する。Example Examples of the present invention will be described in detail below.

公知の方法で合成したN −n−ブチルイソキノリニウ
ム(TCNQ)2を乳鉢に取り、アセトンを加えペース
ト状とした後、アセトンが揮散し乾燥するまで粉砕した
後、約40°Cで減圧乾燥し、アセトンを完全に揮散さ
せ、さらに粉砕してコンデンサユニ、トの含浸に供する
固体電解質を得た。
N-n-butylisoquinolinium (TCNQ)2 synthesized by a known method was placed in a mortar, acetone was added to make it into a paste, the mixture was ground until the acetone evaporated and the mixture became dry, and the mixture was heated under reduced pressure at approximately 40°C. The solid electrolyte was dried to completely volatilize the acetone, and then ground to obtain a solid electrolyte for use in impregnating capacitors.

含浸はこの電解質約40mgを100のAJ製円筒伏ケ
ースに充填し、約260 ’Cで加熱融解させ、やはり
同じ温度で約20秒間予熱しておいてA/電解コンデン
サユニットを、この融液に浸漬、することにより行なっ
た。なおここで使用したコンデンサユニットは約40X
3朋の寸法の巻回型でAf端面を化成処理l〜たもので
ある。固体電解質含浸後のユニットを室温まで急冷し、
紫外線硬化型フレキシブルシリコーンのジャンクション
コーティングレジンKJR8030S(信越化学工業+
!#)にディップし、オゾン線発生高圧水銀灯を用い、
ランプ入力120W/αて紫外線を10cInの距離か
ら20秒照射して皮膜を形成させた。このシリコーン皮
膜が形成されたコンデンサユニットをサスティールLP
−1(保土ケ谷化学工業製)を用いて、ユニ7トがほぼ
中心に位置するように保持して一体成形を行なった。外
装品の形状は60X6mの円筒形であり、成形条件は、
射出圧力230に97d、樹脂湿度300’C,金型温
度150°C1射出時間4秒、冷却時間10秒である。
For impregnation, approximately 40 mg of this electrolyte is filled into a 100 AJ cylindrical case, heated and melted at approximately 260'C, and preheated at the same temperature for approximately 20 seconds, and the A/electrolytic capacitor unit is immersed in this melt. This was done by immersion. The capacitor unit used here is approximately 40X
It is a wound type with dimensions of 3 mm, and the Af end face has been chemically treated. After solid electrolyte impregnation, the unit is rapidly cooled down to room temperature.
Junction coating resin KJR8030S (Shin-Etsu Chemical +
! #), using a high-pressure mercury lamp that generates ozone rays,
A film was formed by irradiating ultraviolet rays from a distance of 10 cIn for 20 seconds with a lamp input of 120 W/α. The capacitor unit on which this silicone film is formed is called Susteel LP.
-1 (manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), integral molding was carried out by holding the unit 7 so that it was located approximately at the center. The shape of the exterior product is a cylinder measuring 60 x 6 m, and the molding conditions are as follows.
The injection pressure was 230°C, the resin humidity was 300'C, the mold temperature was 150°C, the injection time was 4 seconds, and the cooling time was 10 seconds.

用いた金型はゲート寸法1 rxm X 1 gの1ヶ
取りのものである。このようにして作られた固体電解コ
ンデンサの特性を表に示す。また同表には従来法の1例
として外装材としてエポキシ樹脂MEX−19C(アサ
ヒ化学研究所製)を用いて、KT R8030Sによる
コーティングをせず、また一体成形の代わりにそれと同
一の形状に85°C,3時間の硬化条件でキャスティン
グ外装を行なった以外同様の方法で作製した試料の特性
を比較のため示しだ。
The mold used was one with a gate size of 1 rxm x 1 g. The characteristics of the solid electrolytic capacitor made in this way are shown in the table. The same table also shows an example of a conventional method in which epoxy resin MEX-19C (manufactured by Asahi Chemical Research Institute) is used as the exterior material, without coating with KT R8030S, and instead of integral molding, 85 For comparison, the properties of a sample prepared in the same manner except that the casting exterior was carried out under the curing conditions of 3 hours at °C are shown.

表 K J R8030Sによりコンデンサユニット表面に
ゴム状弾性を有するシリコーン皮膜を形成させた後、サ
スティールLP−1で一体成形した場合の方が、外装に
よる容量低下が小さく、かつまた漏水電流も小さくでき
ることが実証された。
Table K J If a silicone film with rubber-like elasticity is formed on the surface of the capacitor unit using R8030S and then integrally molded with Sasteel LP-1, the capacitance decrease due to the exterior packaging will be smaller and the leakage current will also be smaller. has been proven.

なお前記実施例のシリコーンはフレキシブルでゴム状弾
性を有するものであればよく、紫外線硬化という硬化方
式に限定されるものでなく、湿気硬化型、触媒硬化型の
シリコーンも同様に本発明に包含される。また成形材料
には木質的にポリフェニレンサルファイド樹月旨が含ま
れていればよく、特性改善のために添加される他の添加
剤の種類、量等に本発明は限定されない。
Note that the silicone used in the above embodiments may be any material as long as it is flexible and has rubber-like elasticity, and is not limited to the curing method of ultraviolet curing, and moisture-curing and catalyst-curing silicones are also included in the present invention. Ru. Further, the molding material only needs to contain polyphenylene sulfide wood in terms of wood quality, and the present invention is not limited to the type, amount, etc. of other additives added to improve properties.

発明の効果 以上述べたように、本発明はTCNQ錯塩を含む固体電
解質が含浸されてなる陽極金属表面に酸化皮膜を有する
コンデンサユニットの表面にゴム状弾性を有するシリコ
ーン皮膜を形成した後、ポリフェニレンサファイド樹脂
を含む成形材料で一体成形して外装するようにしたもの
であり、外装時の容量低下を小さく抑え、かつ漏水電流
も小さくすることができる。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides a silicone film having rubber-like elasticity on the surface of a capacitor unit impregnated with a solid electrolyte containing a TCNQ complex salt and having an oxide film on the anode metal surface. It is designed to be integrally molded and packaged with a molding material containing Fido resin, and it is possible to suppress a decrease in capacity during packaging and also to reduce water leakage current.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 表面に酸化皮膜を有する陽極金属を有するコンデンサユ
ニットに7、7、8、8−テトラシアノキノジメタンの
錯塩を含む固体電解質を含浸し、しかる後ゴム状弾性を
有するシリコーン皮膜を前記ユニット表面に形成させた
上ポリフェニレンサルファイド樹脂を含む成形材料で一
体成形する工程を含むことを特徴とする固体電解コンデ
ンサの製造方法。
A capacitor unit having an anode metal having an oxide film on its surface is impregnated with a solid electrolyte containing a complex salt of 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane, and then a silicone film having rubber-like elasticity is applied to the surface of the unit. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, comprising the step of integrally molding the formed polyphenylene sulfide resin with a molding material.
JP18205585A 1985-08-20 1985-08-20 Manufacture of solid electrolytic capacitor Pending JPS6242508A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991004566A1 (en) * 1989-09-21 1991-04-04 Toray Industries, Inc. Film capacitor and its manufacturing method

Cited By (2)

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WO1991004566A1 (en) * 1989-09-21 1991-04-04 Toray Industries, Inc. Film capacitor and its manufacturing method
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