JPS6292424A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
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- JPS6292424A JPS6292424A JP60233642A JP23364285A JPS6292424A JP S6292424 A JPS6292424 A JP S6292424A JP 60233642 A JP60233642 A JP 60233642A JP 23364285 A JP23364285 A JP 23364285A JP S6292424 A JPS6292424 A JP S6292424A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
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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。
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
近年に電機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２ べ−１′ 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２ べ−１′ 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、捷だ積層セラミックコ
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、捷だ積層セラミックコ
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
、アルミニウム乾式電解コンデンサあるいはアルミニウ
ム捷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゛屯体となる陽極酸化皮膜を非常に
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た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３ ベー。
、アルミニウム乾式電解コンデンサあるいはアルミニウ
ム捷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゛屯体となる陽極酸化皮膜を非常に
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た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３ ベー。
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。
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、３５０℃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、電解質が固体のため、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ザと比較し
て１けた以上高い値となっている。
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、３５０℃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、電解質が固体のため、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ザと比較し
て１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−テトラシアノキシメタン錯体）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、Ｍ ｎ Ｏ２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
。Ｔ ＣＮＱ錯体は導電性が高く、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ＴＣ
ＮＱ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５８−１．７６０９号公報）
。前記発明によると捲回型アルミニウム電解コンデンサ
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ＩＩ）ＴＣＮＱ塩と酸化皮膜と
の強固な結合が達成され、ＴＣＮＱ塩の高電導性の寄与
にも助け５ ベーン られて、周波数特性訃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公報）に示されているように、ＴＣ
ＮＱ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。この発明によると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−テトラシアノキシメタン錯体）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、Ｍ ｎ Ｏ２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
。Ｔ ＣＮＱ錯体は導電性が高く、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ＴＣ
ＮＱ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５８−１．７６０９号公報）
。前記発明によると捲回型アルミニウム電解コンデンサ
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ＩＩ）ＴＣＮＱ塩と酸化皮膜と
の強固な結合が達成され、ＴＣＮＱ塩の高電導性の寄与
にも助け５ ベーン られて、周波数特性訃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公報）に示されているように、ＴＣ
ＮＱ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。この発明によると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
ウムを用いた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。
ウムを用いた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。
６ ベー／
前記、発明人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」二、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、溶融金
没後急冷処理をして非晶状態としなければならない。
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」二、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、溶融金
没後急冷処理をして非晶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。
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。
本発明は上記問題点を解決するもので、電解質の熱溶融
性、熱安定性を改善１７、コンデンサ製造コストの低減
し、かつ酸化皮１閘への含浸性を改良して、容量特性、
ならびに寿命の信頼性を改善をはかることを目的とする
ものである。
性、熱安定性を改善１７、コンデンサ製造コストの低減
し、かつ酸化皮１閘への含浸性を改良して、容量特性、
ならびに寿命の信頼性を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もので、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を第１の電極
とし、第２の電極（対極）とこの７ べ−７ 第１の電極との間に、インキツリウムのＮ位をイノアル
ミ基で置換したものと、７，７，８．８−テトラシアノ
キノジメタンとのコンプレックス塩からなる固体電解質
を設けたことを特徴とするものである。
により表面に陽極酸化皮膜を有する弁金属を第１の電極
とし、第２の電極（対極）とこの７ べ−７ 第１の電極との間に、インキツリウムのＮ位をイノアル
ミ基で置換したものと、７，７，８．８−テトラシアノ
キノジメタンとのコンプレックス塩からなる固体電解質
を設けたことを特徴とするものである。
作用
本発明は７，７，８．８−テトラシアノキノジメタン（
以下ＴＣＮＱと記す）のコンプレックス塩のカチオンと
してイソキノリウムのＮ位をイソアルミ基に置換したも
のを用いたもので、熱溶融性、熱安定性が改良され、か
つ酸化皮膜への含浸性も改良されて、容量特性ならびに
寿命の信惰性の向上がはかることができた。
以下ＴＣＮＱと記す）のコンプレックス塩のカチオンと
してイソキノリウムのＮ位をイソアルミ基に置換したも
のを用いたもので、熱溶融性、熱安定性が改良され、か
つ酸化皮膜への含浸性も改良されて、容量特性ならびに
寿命の信惰性の向上がはかることができた。
実施例
以下に本発明の実施例を従来例と比較しながら説明する
。従来実用化されている固体電解コンデンサに用いられ
ているのけ、ｎ−ブチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２
である。
。従来実用化されている固体電解コンデンサに用いられ
ているのけ、ｎ−ブチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２
である。
とのＮ−ｎ−ブチルイソキノリウム（’Ｉ’ＣＮＱ）。
の融点はＤＴＡにあるいはＤＳＣ測定によると２１５〜
２２０℃にあり、融点より高い温度になると、周囲の環
境にもよるが、すぐに酸化分解されやすい。捷だ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
を大気中で溶融させた場合、完全に融解する寸での時間
が３０ ｓｅｃ程度で、安定な熱溶融状態は４５〜６０
ｓｅｃ間たもたられるにすぎない。
２２０℃にあり、融点より高い温度になると、周囲の環
境にもよるが、すぐに酸化分解されやすい。捷だ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
を大気中で溶融させた場合、完全に融解する寸での時間
が３０ ｓｅｃ程度で、安定な熱溶融状態は４５〜６０
ｓｅｃ間たもたられるにすぎない。
一方本実施例の固体電解質のＮ−イソアミルイソキノリ
ウム（ＴＣＮＱ）２の融点はＤＴＡ測定より、２２５〜
２３０℃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３０〜３５ｓｅｃであり、安
定な溶融した液体状態としては９０〜１２０ｓｅｃ間た
もたられる。
ウム（ＴＣＮＱ）２の融点はＤＴＡ測定より、２２５〜
２３０℃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３０〜３５ｓｅｃであり、安
定な溶融した液体状態としては９０〜１２０ｓｅｃ間た
もたられる。
Ｎ−アルキル基金ｎ−ブチル基からイソアミル基にかえ
ることにより、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。
ることにより、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。
本実施例におけ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９ペ−ノ 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）ｆｆ：第１の電極とし、
第２の電極（対極）とこの第１の電極との間に固体電解
質を設けたものであるが、この固体電解質として、上述
のＮ−ｎ−ブチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２と本実
施例のＮ−インキミルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２を
用いて、特性の比較を行った。
極酸化（化成）により表面に陽極酸化皮９ペ−ノ 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）ｆｆ：第１の電極とし、
第２の電極（対極）とこの第１の電極との間に固体電解
質を設けたものであるが、この固体電解質として、上述
のＮ−ｎ−ブチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２と本実
施例のＮ−インキミルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２を
用いて、特性の比較を行った。
電解質は粉砕して微粉末にした後、アルミニウム缶ケー
ス（直径６．５ｍｍ５高さ６ｍｍ）に必要量を充てんし
、２５０℃のホットプレート上で溶融して液状にした。
ス（直径６．５ｍｍ５高さ６ｍｍ）に必要量を充てんし
、２５０℃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リユニット（
定格３μＦ、５０Ｖ用）を浸漬して、十分に含浸をほど
こした後、液体ｆｄＮ、を冷媒として用いて急冷した。
定格３μＦ、５０Ｖ用）を浸漬して、十分に含浸をほど
こした後、液体ｆｄＮ、を冷媒として用いて急冷した。
含浸はホットプレートに電解質の充てんされたアルミ缶
ケースを６０秒間設置後行った。
ケースを６０秒間設置後行った。
コンデンサの巻取りユニットのアルミニウム端面はあら
かじめ化成処理をほどこしたものを使用ＩＯページ した。最後に、アルミケース内にユニットを入れ、上部
にエポキシ樹脂で封口を行った。
かじめ化成処理をほどこしたものを使用ＩＯページ した。最後に、アルミケース内にユニットを入れ、上部
にエポキシ樹脂で封口を行った。
次に、周波数１２０１’ｌｚ、 Ｉ ＫＨｚにおける
コンデンサ特性と８５℃に１００ＯＨ放置後の容量変化
を測定した結果を表にしめす。表の値は各電解質を用い
たコンデンサ１０ケの平均値である。
コンデンサ特性と８５℃に１００ＯＨ放置後の容量変化
を測定した結果を表にしめす。表の値は各電解質を用い
たコンデンサ１０ケの平均値である。
表から明らかなように１２０Ｈｚ、 Ｉ ＫＨｚいずれ
の場合も本実施例の方が良好なコンデンサ特性を示すと
ともに、８５℃で１００ＯＨ放置後の容量変化も本実施
例の方が少なかった。
の場合も本実施例の方が良好なコンデンサ特性を示すと
ともに、８５℃で１００ＯＨ放置後の容量変化も本実施
例の方が少なかった。
発明の効果
以上要するに本発明は、固体電解質としてＮ−イソアミ
ルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２を用いることにより、
これまで実用化されているＴＣＮＱ塩をよりもコンデン
サ特性の向上および寿命の信頼ｌｌ へ−７′ 性の向上がはかられた。
ルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）２を用いることにより、
これまで実用化されているＴＣＮＱ塩をよりもコンデン
サ特性の向上および寿命の信頼ｌｌ へ−７′ 性の向上がはかられた。
Claims (1)
- 陽極酸化又は陽極化成により表面に陽極皮膜を有する弁
金属を第１の電極とし、前記第１の電極と対向する第２
の電極と前記第１の電極との間に、Ｍ位をイソアミルで
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からなる固体電解質を設けた
ことを特徴とする固体電解コンデンサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60233642A JPS6292424A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 固体電解コンデンサ |
| DE19863634987 DE3634987A1 (de) | 1985-10-18 | 1986-10-14 | Kondensator mit festem elektrolyt |
| US06/919,999 US4729844A (en) | 1985-10-18 | 1986-10-17 | Solid electrolytic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60233642A JPS6292424A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 固体電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6292424A true JPS6292424A (ja) | 1987-04-27 |
| JPH0553051B2 JPH0553051B2 (ja) | 1993-08-09 |
Family
ID=16958238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60233642A Granted JPS6292424A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4729844A (ja) |
| JP (1) | JPS6292424A (ja) |
| DE (1) | DE3634987A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0610199B2 (ja) * | 1985-11-18 | 1994-02-09 | 日本カ−リツト株式会社 | 電荷移動錯体 |
| JPS63126212A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-30 | 松下電器産業株式会社 | 固体電解コンデンサ |
| DE68920408T2 (de) * | 1988-10-31 | 1995-08-31 | Japan Carlit Co Ltd | Ladungsübertragungskomplex und seine Verwendung in Festelektrolytkondensatoren. |
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| DE4029110A1 (de) * | 1989-10-02 | 1991-04-11 | Roederstein Kondensatoren | Verfahren zur herstellung von kondensatoren sowie nach diesem verfahren hergestellte kondensatoren |
| FR2688002B1 (fr) * | 1992-02-28 | 1995-04-28 | Europ Composants Electron | Procede de stabilisation d'un complexe a transfert de charge base sur le 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane. |
| JP2004087829A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Shinko Electric Ind Co Ltd | キャパシタ、回路基板、キャパシタの形成方法および回路基板の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4580855A (en) * | 1981-04-17 | 1986-04-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid electrolyte capacitor |
| US4609971A (en) * | 1983-08-11 | 1986-09-02 | North American Philips Corporation | Electrolytic capacitor with polymer conductor |
| US4601853A (en) * | 1984-02-13 | 1986-07-22 | Ciba-Geigy Corporation | (2-fluoro-5,6,11,12-tetraselenotetracene)2 chloride |
| US4590541A (en) * | 1984-04-06 | 1986-05-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Organic semiconductor compositions and solid electrolytic capacitor using the same |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60233642A patent/JPS6292424A/ja active Granted
-
1986
- 1986-10-14 DE DE19863634987 patent/DE3634987A1/de not_active Ceased
- 1986-10-17 US US06/919,999 patent/US4729844A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4729844A (en) | 1988-03-08 |
| DE3634987A1 (de) | 1987-04-23 |
| JPH0553051B2 (ja) | 1993-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |