JPS63283011A - 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。

従来の技術 ２へ 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。

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。

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膜を非常に薄
くできるため（二人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。アルミニクム乾式電解コン３・＼−７ 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°Ｃ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、低温域での蘂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（二固体電解質として導電
性が高く、陽極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。ＴＣＮＱ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−１ｓｏ−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、これにより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。このような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は、ＴＣＮＱ塩
が二酸化マンガンに比して高い導電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
ル基で置換したインキツリウムをカチオンとしたＴＣＮ
Ｑ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 しかしながらこれまでの実用化されているＴＣＮ、Ｑ塩
の融点は、２００〜２２０°Ｃであり、実際に製造工程
上で加熱溶解を行おうとすると装置の温度を２５０〜３
００°Ｃに設定して、ある短い時間にて含浸を行わねば
ならない。この作業上の問題点６／・ としては高温で作業する安全性と、ＴＣＮＱ塩がある時
間以上になると熱分解しやすいということである。

また、これまでＴＣＮＱ塩を用いた容量値は液状タイプ
の７０〜８０％しか達成されていないという問題点もあ
る。

本発明は上記従来の問題点“を解決するもので、作業の
安全性及び作業性の向上を図るとともに、含浸性の改善
をはかり容量達成率を向上させることを目的とするもの
である。

問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するもので、その技術的な手段
は、錯塩のアニオンとして〔１〕式にしめしたようなア
ルキル基のついた７、　７．８．８テトラシアノキノジ
メタンを用い、 （Ｒは炭素数が１から１８までのアルキル基をしめず）
カチオンとしてはキノリウム又はイソキノリウムあるい
はそれぞれのＮ位にアルキル基を付与したものを用いる
ものである。

作　　　　用 本発明は、上記構成の錯塩を電解質として用いることに
より、錯塩の安定な溶融状態を得る温度を下けることが
できるため、それに応じ又作業温度も低くすることがで
き、作業の安全性及び作業性の向上がはかれる。

またコンデンサユニットへの含浸性が改善され、容量達
成率の向上がはかれる。

ＴＣＮＱ自身の融点は２５０°Ｃ以上にあり、融解と同
時に熱分解をおこす。

本発明のＴＣＮＱは〔１〕式にしめすように、アルキル
基付与することにより、ＴＣＮＱ自身の融点もはっきり
観察されるよう（二なり、アルキル基の長さとともに低
温側にうつってくる。炭素数が１８のアルキル基になる
と融点は１２５°Ｃ付近まで低下してくる。キノリウム
あるいはインキツリウムあるいはそれぞれのＮ位にアル
キル基を付与したものと組み合わせて錯塩な合成すると
、作業温度が２００°Ｃ以下でも十分に安定な錯塩溶融
状態かえられる。ＴＣＮＱに付与するアルキル基の炭素
数は１から１８までが好ましい。

実施例 以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

キノリウム、インキツリウムとアルキル基のついたＴＣ
ＮＱとの装置についても同様な傾向をしめすので、ここ
で、インキツリウムのＮ位のアルキルＭＲ１，とＴＣＮ
Ｑについているアルキル基Ｒ２を変化させて行った実施
例を以下にしめす。コンデンサユニットとしては、アル
ミ電解コンデンサを用いた場合の容量が３．３μＦ（１
２０Ｈｚ）、使用電圧５０■のものを用いた。実施例の
結果を以下の表にしめす。

以下余白 ９へ 表　コンデンサ特性 表かられかるように、アルキル基のつかないＴＣＮＱの
場合（比較例）の容量は２５μＦと水溶液電解質を用い
た場合に比べて低いが、本実施例（Ｎｏ、　１〜Ｎｏ、
　４　）の場合は２９〜３０μＦという高い値が得られ
ており、またｔａｎδも水溶液電解質を用いた場合に比
べて−ケタ程小さなものが得られている。この傾向はキ
ノリウムの場合についても同様な結果が得られている。

発明の効果 以上要するに本発明はアルキル基のついたＴＣＮＱをア
ニオンとして用いた錯塩な固体電解質と１０へ して用いることにより、含浸温度を低下することが可能
となり、作業性と安全性が改善でき、かつ、含浸性が向
上することにより容量達成率がはかられる利点を有する
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒは炭素数が１から１８までのアルキル基を示す）で
   示されるアルキル基を有する７，７，８，８テトラシア
   ノキノジメタンをアニオンとし、キノリウムもしくはイ
   ソキノリウムまたはそれぞれのＮ位にアルキル基を付与
   したものをカチオンとする錯塩からなる固体電解コンデ
   ンサ。