JPH01209718A - 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、７．７．８．８−テトラシアノキノジメタン
化合物を主成分とする有機半導体を固体電解質として使
用す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、電気機器のディジタル化に伴って、コンデンサも
小型大容量で高置波数領域でのインピーダンスの低いも
のが要求されている。従来、高周波域で使用されるコン
デンサにはプラスチックコンデンサ、マイカコンデンサ
、積層セラミックコンデンサがあるが、これらのコンデ
ンサでは形状が太くなり大容量化が難しい。一方、大容
量コンデンサとしては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
ンサなどの電解コンデンサがある。これらのコンデンサ
では珀いている電解質（液体電解質あるいは固体の二酸
化マンガン）の抵抗が高いために、高周波領域で十分低
いインピーダンスを得る事は出来ない。

これに対し、最近、固体電解質として二酸化マンガンの
代わりに、導電性が高く、陽極酸化性の浸れた有機半導
体、７．７．８，８−テトランアノキノジメタンコンプ
レククス塩（以下「ＴＣＮＱ塩」と略す）、を用いるこ
とが提案されている。

同一出願人らになる発明（特公昭５６−１０７７７号公
報）および丹羽信−氏による発明（特開昭５８−１７６
０９号公報）に公表されているように、このようなＴＯ
ＮＱ塩を用いたアルミニウム固体電解コンデンサでは、
周波数特性および温度特性が著しく改良され、低い漏れ
電流特性が達成されている。又、ＴＯＮＱ塩は有機物の
導電材料としては、熱的な安定性に優れているため、得
られたコンデンサの高温寿命も従来の乾式電解コンデン
サのそれを遥かに凌ぐものである。

発明が解決しようとする課題 実際に使用されているＴＯＮＱ塩を電解質として用いた
固体電解コンデンサでは、ＴＯＮＱ塩が湿度の影響を受
けて容量の低下あるいは損失の増加等特性の劣化を来し
やすく、それを防止するため、陽極、陰極及び電解質か
ら構成ぜれるユニット部分ｌを、第３図に示すように、
金属ケース（例えばアルミニウム製）２とエポキシ樹脂
がら成る外装樹脂３でボッティングして外気との接触を
避けるような構造が採用されている。このような外装に
より、湿度による特性劣下は防止できるが、一方で外装
樹脂の硬化収縮ストレスあるいは熱膨張熱収縮ストレス
によって電解質の電極からの剥離あるいは陽極の誘電体
皮膜損傷が起こり、また外装樹脂とＴＣ！ＮＱ塩との反
応により電解質の導電率が低下する現象が見られ、これ
らが初期コンデンサ特性の低下あるいはコンデンサの長
期信頼性特性の低下の原因になっていた。硬化ストレス
あるいは熱膨張熱収縮ストレスによる問題については可
撓性付与剤を添加した低弾性率化樹脂あるいはシリコー
ンＲＴＶゴム等を用いた回避のための検討がなされてき
たが、前者の場合可撓性付与剤へのＴＯＮＱ塩の移行が
見られ、また後者の場合水の透過滲透が犬きく、いずれ
も新たな特性劣下の誘因となるため満足できるものでは
なかった。

まだコンデンサの電解質として用いられるＴＯＮＱ塩は
高導電性である事が必要であるが、この目的のために使
用されるＴ（３ＮＱ塩は、はとんどの場合カチオンにエ
ポキシ樹脂との反応性のを有する４級化された窒素原子
を含んでおり、また一方エポキシ樹脂は通常の手段では
１００％の硬化度を得ることは難しく、このため未硬化
のエポキシ基が残存しており、これがＴＯＮＱ塩と徐々
に反応するため上記のような特性の低下を回避すること
は困難である。

本発明は上記課題を解決するもので、陽極、陰極および
電解質からなるコンデンサユニットが周囲からの機械的
ストレスおよび化学的反応を及ぼさないような構造の固
体電解コンデンサを提供するものである。

課題を解決するだめの手段 本発明は上記課題を解決するもので、その技術的手段は
、陽極酸化または陽極化成により表面に皮膜を有する弁
金属を第一の電極とし、前記第一の電極とこれに対抗し
て設けられた第二の電極の間に、７．７．８．８−テト
ラ７アノキノジメタンのコンプレククス塩を主として含
む固体電解質を設けて成るユニットが実質的に中空状態
に保持されるように、中空部を設けて気密封止して成る
ことを特徴とする固体電解コンデンサにある。

作用 上記のような本発明の構成および構造によれば、誘電体
皮膜上に設けられたＴＯＮＱ塩が外装樹脂と直接液しな
いため、それから硬化収縮あるいは熱膨張収縮に起因す
るストレスを受けることがなく、またそれとの化学反応
を起こすこともないため、誘電体皮膜からの電解質の剥
離および誘電体皮膜損傷あるいは電解質の変質劣下の防
止が可能となる。さらにコンデンサユニットが暴露され
るのは乾燥空気中または不活性乾燥ガス中あるいは真空
中であるため湿度の影響による電解質の劣下も防止する
ことができる。

実施例 以下本発明の実施例について述べる。

本発明における固体電解コンデンサの概念は、第１図の
断面図に示すように、陽極酸化または陽極化成により表
面に皮膜を有する弁金属を第一の電極とし、前記第一の
電極とこれに対抗して設けられた第二の電極の間に、７
．７．８．８−テトラシアノキノジメタンのコンプレク
クス塩を主として含む固体電解質を設けてなるコンデン
サのユニット部分ｌを外装樹脂と接しないように中空部
５を設けて乾燥空気、乾燥窒素、乾燥ヘリウム、乾燥ア
ルゴン等の気体ともにあるいは真空を保つように適当な
気密封止手段、例えば気密封止材６で気密封止して外気
からの湿度暴露および外装樹脂からの機械的ストレスさ
らに外装樹脂との化学反応等を防止して特性の劣下のな
い安定した固体電解コンデンサを実現しようとするもの
である。

〈実施例１〉 エツチングを施した陽極箔と陰極箔をセパレータ紙を介
して巻きとって構成した捲回型アルミニウム電解コンデ
ンサユニット（直径８履、高さ８１ｍ、ラジアルリード
付き）を液中容量が１２５μＦを示すように化成した。

水洗乾燥後、２７０℃でインアミルインキノリニウム（
ＴＯＮＱ）２１００重量部と中性のＴＣＮＱ　５重量部
を混合してなる電解質を溶融金没後ただちに１．１．１
−１クロロトリフルオロエタンに浸漬して冷却固化した
。

このユニット１を第２図に示すように直径ｔＯＷ、高さ
１２１ｍのアルミニウム製容器２に納め乾燥空気中でユ
ニット部分が中空状態に保たれるように、リード線が貫
通する穴を設けた厚さ１履直径９．５肩のグラスファイ
バ充填エポキシ樹脂製封孔板７およびシリカ微粉末添加
により揺変性を付与したエポキシ樹脂８を用いて気密封
止した。このコンデンサの初期および１０５℃１０００
時間無負荷放置後の容量および損失を、上述のようにユ
ニットを中空状態で乾燥空気とともに気密封止する代わ
りに同じアルミニウム製円筒容器とエポキシ樹脂を用い
てボッティング外装した以外、同様に作製したコンデン
サと比較して表に示す。これから乾燥空気とともに気密
封止した場合のほうが初期および１０５℃１０００時間
無負荷放置後ともに良好な特性を有していることが明ら
かであり、本発明の浸れた効果が実証された。

表　コンデンサ特性（／２） 〈実施例２〉 乾燥空気を用いる代わりにそれぞれ乾燥窒素、乾燥ヘリ
ウム、乾燥アルゴンを用いた以外実施例１と同様にして
気密封止したコンデンサを作製し、実施例１と同様の評
価を行った。それらの結果を表に示したが、やはり実施
例と同様本発明の優れた効果がここでも明らかである。

〈実施例３〉 乾燥空気を用いる代わりに真空状態（真空度１１１１　
Ｈｇ　）に保ち、気密封止した以外実施例１と同様にし
てコンデンサを作製し、実施例１と同様の評価を行った
。その結果を表に示したが、やはり実施例１と同様本発
明の優れた効果がここでも明らかである。

なお上記実施例では、封孔板と揺変性を有するエポキシ
樹脂を用いて気密封止する場合についてのみ述べたが、
ハーメチックシールを用いても良く、またその他の実質
的に気密封止できる手段を用いることも可能であり、本
質的に封止方法は本発明を限定するものでない。なお、
実施例ではインアミルインキノリニウム（ＴＯＮＱ）２
１００重量部と中性のＴＯＮＱ　５重量部を混合してな
る電解質に関してのみ述べたが、中性のＴＯＮＱの添加
は電解質溶融含浸時の熱安定性を向上させるためのもの
であり、この添加が無い場合でも同様の効果が得られる
ことは明らかであり、本発明はこの添加の有無に限定さ
れるものではない。なお本発明の実施例では、Ｔ　ＣＮ
Ｑ塩としてイノアミルインキノリニウム（ＴＯＮＱ）を
用いる場合についてのみ述べたが、溶融可能で熱溶融時
コンデンサユニットを実質的に含浸出来る程度の熱安定
性を有するものであればよく、本発明はＴＯＮＱ塩の種
類に限定されるものでない。

発明の効果 以上要するに、本発明は陽極酸化または陽極化成により
表面に皮膜を有する弁金属を第一の電極とし、前記第一
の電極とこれに対抗して設けられた第二の電極の間に、
７．７．８．８−テトラシアノキノジメタンのコンプレ
ククス埴生として含む固体電解質からなるユニット化が
実質的に中空状態に保持されるように、中空部を設けて
気密封止して成ることを特徴とする固体電解コンデンサ
を提供するもので、前記ユニットが外気から隔離されか
つ外装樹脂と接触もしないため５．湿度および外装樹脂
による機械的ストレスによる影響を受けることがなく、
またそれとの化学的反応も抑制できるため、初期コンデ
ンサ特性および高温無負荷寿命特性の優れた固体電解コ
ンデンサが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における固体電解コンデンサの概念を示
す断面図、第２図は本発明の一実施例における固体電解
コンデンサを示す断面図、第３図は従来例における固体
電解コンデンサの概念を示す断面図である。 ｌ・・・ユニット、２・・・ケース、３・・・外装樹脂
、４・・・リード線、５・・・中空部、６・・・気密封
止材、７・・・封孔板、８・・・揺変性付与エポキシ樹
脂。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極酸化または陽極化成により表面に皮膜を有す
   る弁金属を第一の電極とし、前記第一の電極とこれに対
   抗して設けられた第二の電極の間に、７、７、８、８−
   テトラシアノキノジメタンのコンプレククス塩を主とし
   て含む固体電解質を設けて成るユニットが実質的に中空
   状態に保持されるように、中空部を設けて気密封止して
   成ることを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. （２）中空部が少なくても乾燥空気、乾燥窒素、乾燥ヘ
   リウム、乾燥アルゴンから選ばれる一種の気体から成る
   ことを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。
3. （３）中空部が真空であることを特徴とする請求項１記
   載の固体電解コンデンサ。