JPS63219120A - 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 本発明は固体電解質を改良した固体電解コンデンサに関
するものである。

従来の技術 表面に陽極酸化皮膜を有する弁作用金属からなる陽極用
電極と該電極に対向して構成された陰極用電極との間に
固体電解質を介在させてなる固体電解コンデンサには、
固体電解質として二酸化マンガンやＴＣＮＱ（７，７，
８，８−テトラシアノキノジメタン）塩などが用いられ
ている。また、ポリチオフェン、ポリピロールを用いる
ことも提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、固体電解質として二酸化マンガンを用い
た場合には、二酸化マンガン層を形成する時に硝酸マン
ガン溶液に浸漬後加熱分解を行うため、陽極箔酸化皮膜
が損傷を受けること、加えて二酸化マンガンによる陽極
酸化皮膜の修復性が乏しいという問題点があった。

また、固体電解質として有機半導体であるＴＣＮＱ塩を
用いた場合には、高い主導度を有するものの、耐熱的に
問題を抱えている。即ち、固体電解コンデンサに於いて
はハンダ処理等の熱に曝される機会が多いこと、及び電
源回路に於いてトランスの近くに配置される等の点から
、電解質は熱的に安定でなくてはならないが、従来のＴ
ＣＮＱ錯体はいずれもこの点で不安要素がある。

さらに、ポリチオフェン、ポリピロールを用いた場合に
は、これらの層の伝導性をコントロールするため、５フ
ツ化ヒ素のようなドーバン１−を化学的にドープしてい
たが、これは陽極箔酸化皮膜を劣化させ漏れ電流の増加
をはじめとする信頼性の低下を招く原因となっていた。

問題点を解決するための手段 本発明は、従来の固体電解コンデンサが有する上記した
如き諸問題を全く有さない、新規で且つ有用な固体電解
コンデンサを提供することにある。

すなわち、この発明は弁作用を有する金属に誘電体酸化
皮膜を形成し、この誘電体皮膜に構造式１式％ イル）−メチルメタクリレート（以下Ｐ　ＨＭ　ＣＭ−
ｎという）および構造式２で示すポリ　〔２−｛（３・
５−ジニトロベンゾイル）オキシ）エチルメタクリレー
ト〕　（以下ＰＤＮＢＭという）から成る層を形成した
電極を用いたものである。

＾ ＣＩ□ ■ （構造式　１） （構造式　２） 作用 誘電体酸化皮膜にＰＨＭＣＭ−ｎ及びＰＤＮＢＭからな
る層を形成することにより、陽極酸化皮膜の修復性を保
持し、しかも耐熱性に優れた固体電解コンデンサを提供
することが可能になる。

実施例 以下各材料の合成過程について記載する。

（１１（ｉ　）　ＨＭ　ＣＭ　−２の合成（ｎ＝２） スキームを以下に示す ジオキサン中でＡＩＢＮ（２，２′−アゾビス〔２−メ
チルプロパン−ニトリル）を開始材としして合成する。

Ｔ　ＨＦで希釈し、メチルアルコール中に沈澱させる。

土 乾燥 ↓ Ｔ　ＨＦで溶かし、メチルアルコール中で再結晶する。

（２）　（ｉ　）　Ｄ　Ｎ　Ｂ　Ｍの合成２−ヒドロキ
シエチル、３．５−ジニトロベンゼンとメククリルクロ
ライドとのエステル化反応で合成する。

（ｉｉ）ＰＤＮＢＭの合成 （１］（ｉｉ）　と同様 （３）ポリマー錯体の合成 ＨＭＣＭ−２及びＤＮＢＭをそれぞれＴ　ＨＦに溶かし
、ゆっくり減圧蒸溜を行うか、乳鉢で乾燥させた両ポリ
マーを混ぜ合わせる。前者の場合は真空乾燥を行いＴＨ
Ｆをある程度薫発させてから、さらに高温で乾燥させる
。

（４）製品化 定格１０Ｗｖ、３３μＦのアルミニウム箔を用いて構成
したアルミニウム電解コンデンサ素子に含浸を行った。

含浸は上記ポリマー錯体にＴＨＦを少量添加し粘性を利
用して塗布した。

次に、減圧下で乾燥させ、その上に銀ペーストを塗布し
、リード線をハンダ付けし外装したコンデンサ試料を作
成した。−−−−−−−−−−（試料Ａ）また比較のた
め、同一コンデンサ素子を用い、Ｎ−ｎ−ブチルイソキ
ノリンについて含浸を行った。含浸は上記錯体を１８０
℃に熱した。

ニトロベンゼン溶液に過飽和させ、該素子を浸漬させ２
１０°Ｃで乾燥させた。この操作を４回繰り返し含浸を
終了させた。次に陰極としてカーボンを塗布し、その上
に銀ペーストを塗布し、リード線をハンダ付けし外装し
たコンデンサ試料を作成した。−−〜−−−−−−−−
−（試料Ｂ）また更に従来例として硝酸マンガン飽和水
溶液を用い、２２０℃にて６０秒浸漬、加熱処理を６回
繰り返した。そして陰極およびリード線の取り付けを上
記と同様に行い、コンデンサ試料を作成した。

−−−−−−（試料Ｃ） 第１表に初期特性を示す。静電容量およびｔａｎδは常
温、１２０１１ｚにおける値、漏れ電流は常温定格電圧
印加１分後の値で各々試料数は２０個の平均値を示す。

更に１０５℃の雰囲気中で定格電圧を印加し、２０００
時間までの高温負荷試験を行った結果を第２表に示す。

第１表 第２表 第１表および第２表より本発明による錯体を使用した電
解コンデンサは、熱的にがなり安定であることが実証さ
れた。

上述と同様のアルミニウム電解コンデンサ用素子を用い
、試料Ａ−Ｃまで同様の含浸を行い製品化を行った。

このコンデンサについて、２３０°Ｃにおけるリフロー
を６０秒間行い、リフローによる特性変化の調査をを行
った。この結果を第３表に示す。

第３表 第３表の結果からも明らかなよ・うにＮｎ　　ブヂルイ
ソキノリンのＴＣＮＱ錯体を用いた製品と二酸化マンガ
ンを用いた製品は静電容量が大幅に減少し、ｔａｎδは
大幅に増大しており、リフロ一時に於ける熱ストレスに
よって錯体が劣化したことを示している。それに対し、
本発明に記した錯体を用いた固体電解コンデンサは静電
容量、ｔａｎδ及び漏れ電流が安定しており、極めて安
定な錯体であることを示している。これは、本発明のポ
リマー錯体の分子量の大きいことが熱的に安定な要因で
あると思われる。

発明の効果 以上述べたように構造式１にしめしたドナー、ポリマー
および構造式２に示したアクセプター、ポリマーからな
る固体電解質は熱的に極めて安定であり、電極と固体電
解質との接合性も良好なので、これを電解質として用い
た本発明の固体電解コンデンサは従来のものに比べてそ
の電気特性が著しく改善され且つ安定化されたものであ
る点に顕著な効果を奏するものであり、工業的且つ実用
的価値大なるものがある。

なお、本発明の固体電解コンデンサに用いられる陽極用
電極はアルミニウム箔に限定されるものではなく、他の
弁作用金属も当然ながら使用可能であり、また粉末焼結
電極を用いても同様の効果が得られることは言うまでも
ない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　表面に陽極酸化皮膜を有する弁作用金属と陰極用電極
   との間に構造式１に示されるポリ（Ｎ−アルキルカルバ
   ゾール−３−イル）−メチルメタクリレートを電子供与
   体とし、構造式２に示されるポリ〔２−｛（３・５−ジ
   ニトロベンゾイル）オキシ｝エチルメタクリレート〕を
   電子受容体として成る有機高分子半導体を固体電解質と
   して用いたことを特徴とする固体電解コンデンサ。 ▲数式、化学式、表等があります▼（構造式１） ▲数式、化学式、表等があります▼（構造式２）