JPH0252848B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、固体電解コンデンサおよびその製
造方法に係るもので、特に有機物半導体からなる
固体電解質層の形成方法の改良に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a solid electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same, and particularly to an improvement in a method for forming a solid electrolyte layer made of an organic semiconductor.
固体電解コンデンサは、アルミニウム、タンタ
ル等の被膜形成性金属を陽極に用い、この陽極を
拡面化するために、エツチングあるいは、焼結に
より多孔質化させ、この表面に誘電体となる酸化
被膜層を形成し、次にこの表面に固体電解質層を
形成し、さらにこの外部に導電性陰極引出し層を
形成した構成を有している。
Solid electrolytic capacitors use a film-forming metal such as aluminum or tantalum for the anode, and in order to enlarge the area of the anode, it is made porous by etching or sintering, and an oxide film layer that serves as a dielectric is applied to the surface of the anode. , a solid electrolyte layer is formed on the surface of the solid electrolyte layer, and a conductive cathode extraction layer is further formed on the outside of the solid electrolyte layer.
この固体電解質層としては、従来は二酸化マン
ガンが用いられていた。この二酸化マンガンを誘
電体酸化被膜層の上に形成する手段としては、液
状の硝酸マンガン中に陽極金属を含浸し、その後
300℃前後の温度で硝酸マンガンを熱分解して二
酸化マンガンに変性させていた。 Conventionally, manganese dioxide has been used as this solid electrolyte layer. The method for forming this manganese dioxide on the dielectric oxide layer is to impregnate the anode metal into liquid manganese nitrate, and then
Manganese nitrate was thermally decomposed at a temperature of around 300°C and denatured into manganese dioxide.
しかし、この方法によれば、一度の工程での二
酸化マンガンの付着は僅かであるため、同じ処理
を数度ないし十数度繰り返す必要があつた。 However, according to this method, only a small amount of manganese dioxide is deposited in one process, so it is necessary to repeat the same process several to more than ten times.
このため、製造過程が極めて複雑になるととも
に、熱分解時の高温や発生ガスにより、誘電体酸
化被膜を劣化させてしまう欠点があつた。 As a result, the manufacturing process becomes extremely complicated, and the dielectric oxide film deteriorates due to the high temperature and gas generated during thermal decomposition.
そこで最近は、この二酸化マンガンに代えて、
導電性の有機物をこの電解質層に用いることが提
案されている。 Therefore, recently, instead of this manganese dioxide,
It has been proposed to use conductive organic materials in this electrolyte layer.
この有機物電解質として、知られているのがテ
トラシアノキノジメタン(以下TCNQという)
の各種錯塩を用いたものである。 This organic electrolyte is known as tetracyanoquinodimethane (hereinafter referred to as TCNQ).
This method uses various complex salts of
TCNQ錯塩は常温で固体物であるので、これ
を電解質として、コンデンサ素子に付着させる方
法として従来から提案されているものに、例え
ば、(米国特許第3214648号)のように有機溶媒中
にTCNQ錯塩を溶解した溶液中に、陽極体を含
浸し、その後溶液から引き上げ、有機溶媒を蒸発
させて、陽極体の表面にTCNQ錯塩層を形成さ
せることが行われている。しかしこの方法では、
溶媒中のTCNQ錯塩濃度が低いことから、一度
の含浸では十分なTCNQ錯塩を付着させること
ができず、二酸化マンガン層の形成と同様にこの
工程を数度ないし十数度繰り返す必要があり、製
造工程の複雑さは回避できなかつた。 Since TCNQ complex salt is a solid substance at room temperature, conventionally proposed methods for attaching it to capacitor elements using it as an electrolyte include (US Pat. No. 3,214,648), in which TCNQ complex salt is dissolved in an organic solvent. A TCNQ complex salt layer is formed on the surface of the anode body by impregnating the anode body in a solution containing TCNQ, then pulling it out of the solution, and evaporating the organic solvent. But with this method,
Due to the low concentration of TCNQ complex salt in the solvent, it is not possible to deposit enough TCNQ complex salt in one impregnation, and it is necessary to repeat this process several times to more than 10 times, similar to the formation of the manganese dioxide layer. Process complexity was unavoidable.
また(特公昭51−32303号)のように、高分子
物質とTCNQ錯塩の微粉末とからなる分散体を
電極表面に付着させる方法も提案されている。 A method has also been proposed in which a dispersion of a polymer substance and fine powder of TCNQ complex salt is attached to the electrode surface, as in (Japanese Patent Publication No. 51-32303).
しかしこれらの方法では、溶媒が蒸発後
TCNQ錯塩が結晶化したり、TCNQ錯塩が結晶
状態のまま分散しているために、拡面化処理され
た複雑な凹凸を持つ陽極体表面誘導体酸化被膜と
の間に十分な接触が得られず、所定の静電容量を
得ることができない欠点があつた。 However, in these methods, the solvent is
Because the TCNQ complex salt crystallizes or is dispersed in a crystalline state, sufficient contact cannot be obtained with the dielectric oxide film on the surface of the anode body, which has been enlarged and has complex irregularities. There was a drawback that a predetermined capacitance could not be obtained.
最近では、(特開昭57−173928号)のごとく
TCNQ錯塩のみをその融点以上に加熱し融解さ
せ、ここに陽極体を含浸し、その後引き上げて冷
却して、TCNQ錯塩を付着させる方法が提案さ
れている。 Recently, as in (Unexamined Japanese Patent Publication No. 57-173928)
A method has been proposed in which only the TCNQ complex salt is heated above its melting point to melt, the anode body is impregnated therein, and then the anode body is pulled up and cooled to adhere the TCNQ complex salt.
この方法によれば、濃度の高いTCNQ錯塩自
体を陽極体に付着させるので、一度の含浸工程で
十分なTCNQ錯塩を付着させることができる。
しかし、TCNQ錯塩は加熱に弱く、溶融状態を
続けると極めて短時間に分解をおこし、絶縁体と
化してしまう。このため上記の含浸処理は極めて
短時間のうちに終了させ、その後急激に冷却を行
わなければならないので、急速な処理を行うため
装置が複雑になり、しかも生産性も悪い。また冷
却後、TCNQ錯塩が結晶化し、誘電体酸化被膜
との接触が悪くなり、十分な静電容量を引き出せ
ない欠点があつた。 According to this method, since the highly concentrated TCNQ complex salt itself is deposited on the anode body, sufficient TCNQ complex salt can be deposited in one impregnation step.
However, TCNQ complex salts are sensitive to heat, and if kept in a molten state, they decompose in an extremely short period of time, turning into an insulator. For this reason, the above-mentioned impregnation treatment must be completed within a very short period of time, and then rapid cooling must be performed, which results in a complicated apparatus and poor productivity due to the rapid treatment. Furthermore, after cooling, the TCNQ complex crystallized, resulting in poor contact with the dielectric oxide film, which resulted in the drawback that sufficient capacitance could not be extracted.
この発明は、従来のこのような欠点を改良した
もので、TCNQ錯塩からなる固体電解質層を固
体電解コンデンサの陽極体の誘電体酸化被膜上に
含浸させる作業工程を簡便化させるとともに、含
浸率を向上させ、固体電解コンデンサの特性を改
善することを目的としている。
This invention improves on these conventional drawbacks, and simplifies the work process of impregnating a solid electrolyte layer made of TCNQ complex salt onto the dielectric oxide film of the anode body of a solid electrolytic capacitor, and also improves the impregnation rate. The purpose is to improve the characteristics of solid electrolytic capacitors.
この発明は、メチルイソキノリニウムTCNQ
錯塩に、キノリン系化合物を添加してなる混合物
を固体電解質として用いるとともに、前記固体電
解質層の形成を前記メチルイソキノリニウム
TCNQ錯塩の融点もしくは分解温度より低い温
度まで加熱して液状化し、この液状混合物内にコ
ンデンサ素子を含浸し、含浸後冷却固化させてお
こなうことを特徴とするもので、混合物が純物質
に比べ融点(凝固点)が降下する現象に着目し、
TCNQ錯塩と添加物との混合物を加熱溶融し、
陽極体への含浸をおこなうものである。以下の実
施例に基づきこの発明を詳細に説明する。
This invention relates to methylisoquinolinium TCNQ
A mixture obtained by adding a quinoline compound to a complex salt is used as a solid electrolyte, and the formation of the solid electrolyte layer is performed using the methylisoquinolinium compound.
It is characterized by heating the TCNQ complex salt to a temperature lower than its melting point or decomposition temperature to liquefy it, impregnating the capacitor element in this liquid mixture, and cooling and solidifying it after impregnation. Focusing on the phenomenon that the freezing point (freezing point) falls,
Heat and melt a mixture of TCNQ complex salt and additives,
This impregnates the anode body. This invention will be explained in detail based on the following examples.
まず、この発明による固体電解コンデンサの製
造手順について説明する。
First, the manufacturing procedure of the solid electrolytic capacitor according to the present invention will be explained.
第1図は、この発明の方法により作られた固体
電解コンデンサの完成状態をあらわした断面図で
あり、第2図はこの実施例で用いた陽極体、すな
わちコンデンサ素子をあらわしたものである。 FIG. 1 is a sectional view showing the completed state of a solid electrolytic capacitor manufactured by the method of the present invention, and FIG. 2 shows the anode body, ie, the capacitor element, used in this example.
第2図のコンデンサ素子1は、帯状の電極体を
巻回して形成されており、陽極2は、高純度のア
ルミニウム箔からなつている。この陽極2は、ま
ず拡面化のためエツチング処理が施されており、
その表面に誘電体酸化被膜が、陽極酸化処理によ
り形成されている。 The capacitor element 1 shown in FIG. 2 is formed by winding a band-shaped electrode body, and the anode 2 is made of high-purity aluminum foil. This anode 2 is first subjected to etching treatment to enlarge its surface.
A dielectric oxide film is formed on the surface by anodizing.
そして、この帯状の陽極2は、ほぼ同じ面積を
有する集電極3を対抗配置し、陽極2と集電極3
との間には、これら電極2,3より僅かに幅の広
いセパレータ紙4を挟み込んだものを、一方端か
ら巻回して円筒状のコンデンサ素子1としてい
る。なお、陽極2、集電極3の各々には、外部と
の電気的接続を得るためのタブ5,6が熔接等の
手段により接続され、一方の端面から並行して突
出している。そしてさらに、これらのタブの先端
には、外部リード7,8が熔接により接続されて
いる。 This strip-shaped anode 2 is arranged with collector electrodes 3 having approximately the same area facing each other, and the anode 2 and the collector electrode 3 are arranged opposite each other.
A separator paper 4, which is slightly wider than the electrodes 2 and 3, is sandwiched between the electrodes 2 and 3 and wound from one end to form a cylindrical capacitor element 1. Note that tabs 5 and 6 for obtaining electrical connection with the outside are connected to each of the anode 2 and the collector electrode 3 by means such as welding, and protrude in parallel from one end surface. Further, external leads 7 and 8 are connected to the tips of these tabs by welding.
第3図は、前記コンデンサ素子1に固体電解質
層を含浸させる方法を示したもので、図の左側に
は予備加熱ブロツク10が置かれている。この予
備加熱ブロツク10は、内部に加熱用のヒーター
が埋設され、上面に凹部11が設けられており、
コンデンサ素子1を凹部11内に載置してコンデ
ンサ素子1を予め加熱し、高温状態を維持させて
おく。 FIG. 3 shows a method of impregnating the capacitor element 1 with a solid electrolyte layer, and a preheating block 10 is placed on the left side of the figure. This preheating block 10 has a heating heater embedded inside and a recess 11 on the top surface.
The capacitor element 1 is placed in the recess 11, and the capacitor element 1 is heated in advance to maintain a high temperature state.
次に、同図右側には、含浸用ブロツク12が置
かれており、この含浸用ブロツク12も内部に加
熱用ヒーターが埋め込まれ、上面には凹部13が
形成されている。そしてこの凹部13には、
TCNQ錯塩と添加物とからなる粉末の混合物1
4が注入され、加熱により前記混合物14が融解
する。そしてここへ、予備加熱ブロツク10に待
機させておいたコンデンサ素子1を移動させ所定
時間含浸を行い、その後コンデンサ素子1を凹部
13から引き上げ、自然冷却により液状の混合物
14を固化させて固体電解質層を形成する。 Next, an impregnating block 12 is placed on the right side of the figure, and this impregnating block 12 also has a heating heater embedded therein and a recess 13 formed in its upper surface. And in this recess 13,
Powder mixture 1 consisting of TCNQ complex salt and additives
4 is injected and the mixture 14 is melted by heating. The capacitor element 1, which has been kept on standby in the preheating block 10, is moved here and impregnated for a predetermined period of time.Then, the capacitor element 1 is pulled up from the recess 13, and the liquid mixture 14 is solidified by natural cooling to form a solid electrolyte layer. form.
このようにして、固体電解質層の形成されたコ
ンデンサ素子1は、第1図に示すように、有底筒
状の外装ケース20に収納し、外装ケース20の
開口端部を弾性封口体21で閉じ、外装ケース2
0の開口端を巻き締めして密封を行う。なお、コ
ンデンサ素子1から引き出されされた外部リード
7,8は前記弾性封口体21に設けられた貫通孔
から外部に突出し、コンデンサ素子1と外部との
電気的接続がおこなえるようになつている。 The capacitor element 1 on which the solid electrolyte layer has been formed in this manner is housed in a bottomed cylindrical outer case 20, as shown in FIG. Closed, outer case 2
Tighten the open end of 0 to seal it. Note that the external leads 7 and 8 drawn out from the capacitor element 1 protrude to the outside from the through hole provided in the elastic sealing body 21, so that an electrical connection between the capacitor element 1 and the outside can be established.
次に、上記のような手順により実際の固体電解
コンデンサを作製し、その特性を求めた結果を示
す。なお、従来例として、液体の電解質を使用し
た通常の乾式電解コンデンサおよびメチルイソキ
ノリニウムTCNQ錯塩のみを融解含浸させて作
られた固体電解コンデンサとをこの発明に対比さ
せて示す。 Next, we will show the results of fabricating an actual solid electrolytic capacitor using the procedure described above and determining its characteristics. As a conventional example, a normal dry electrolytic capacitor using a liquid electrolyte and a solid electrolytic capacitor made by melting and impregnating only methylisoquinolinium TCNQ complex salt are shown in comparison with the present invention.
従来例 1
まず、コンデンサ素子として、幅2.2mm、長さ
10mm、厚さ80μmの高純度アルミニウム(純度
99.99%)を陽極として準備し、この陽極の表面
を交流電流による電解エツチングにより拡面化さ
せた後、その表面に耐電圧9Vの誘電体酸化被膜
を陽極酸化処理により形成した。そして集電用電
極として、前記陽極と同じ大きさのアルミニウム
(純度99.94%)を対抗配置させ、双方の電極の略
中央部に外部引き出し用のアルミニウム製タブを
コールドウエルドにより接続し、マニラ麻繊維混
抄のセパレータ紙を介在させて巻回し、円筒状の
コンデンサ素子とした。(以下の従来例、本発明
例のいずれについても同じコンデンサ素子を用い
ている。)
次に、このコンデンサ素子に、エチレングリコ
ール−アジピン酸アンモニウム系の電解液を含浸
させ、アルミニウム製の外装ケース内に素子を収
納し、開口部をゴム製の封口体で閉じ、外装ケー
ス開口端部を巻き締めて密封し、定格電圧6.3V、
定格容量10μFの電解コンデンサを完成させた。
このとき本体部の外形寸法は、直径3mm、長さ5
mmであつた。Conventional example 1 First, as a capacitor element, a width of 2.2 mm and a length of
10mm, 80μm thick high purity aluminum (purity
99.99%) was prepared as an anode, and after enlarging the surface of this anode by electrolytic etching using alternating current, a dielectric oxide film with a withstand voltage of 9 V was formed on the surface by anodizing treatment. Aluminum (purity 99.94%) of the same size as the anode is placed oppositely as a current collecting electrode, and an aluminum tab for external extraction is connected approximately at the center of both electrodes by cold welding. A cylindrical capacitor element was obtained by winding the capacitor with a separator paper interposed therebetween. (The same capacitor element is used in both the conventional example and the inventive example below.) Next, this capacitor element is impregnated with an ethylene glycol-ammonium adipate electrolyte and placed inside an aluminum exterior case. The element is housed in the case, the opening is closed with a rubber sealing body, the opening end of the outer case is wrapped tightly and sealed, and the rated voltage is 6.3V.
We have completed an electrolytic capacitor with a rated capacity of 10μF.
At this time, the external dimensions of the main body are 3 mm in diameter and 5 mm in length.
It was warm in mm.
この電解コンデンサを15分定格電圧を印加して
エージングし、その後の電気特性を調べたとこ
ろ、次の結果が得られた。 When this electrolytic capacitor was aged by applying the rated voltage for 15 minutes and its electrical characteristics were investigated, the following results were obtained.
静電容量 9.2μF
損失角の正接 0.30
等価直列抵抗値(100KHz) 25Ω
漏れ電流(2分値) 0.10μA
従来例 2
コンデンサ素子は、従来例1と同じものを用
い、このコンデンサ素子を予備加熱ブロツクの中
で予め250℃に加熱し待機させておいた。次いで
加熱含浸用ブロツクにメチルイソキノリニウム
TCNQ錯塩のみを注入し、含浸をおこなうべく
加熱したところ、融解前にメチルイソキノリニウ
ムTCNQ錯塩は、発煙しながら熱分解し、含浸
は不可能であつた。Capacitance 9.2μF Tangent of loss angle 0.30 Equivalent series resistance value (100KHz) 25Ω Leakage current (2-minute value) 0.10μA Conventional example 2 The same capacitor element as in Conventional example 1 is used, and this capacitor element is placed in a preheating block. It was heated to 250°C in advance and kept on standby. Next, methylisoquinolinium was added to the hot impregnation block.
When only the TCNQ complex salt was injected and heated for impregnation, the methylisoquinolinium TCNQ complex salt thermally decomposed while emitting smoke before melting, making impregnation impossible.
本発明例 1
使用コンデンサ素子は、従来例と同じものを使
用し、予備加熱ブロツクで170℃に加熱保持して
おき、含浸用ブロツクには、メチルイソキノリニ
ウムTCNQ錯塩1重量部に、イソキノリン0.8重
量部をを添加したものを注入し、加熱した。この
混合物は170℃で融解した。そこでコンデンサ素
子を予備加熱ブロツクから移動させて、溶融槽に
10秒間含浸し、その後引き上げて自然冷却させ
た。Example 1 of the present invention The capacitor element used was the same as the conventional example, heated and maintained at 170°C in a preheating block, and the impregnation block contained 1 part by weight of methylisoquinolinium TCNQ complex salt and isoquinoline. 0.8 parts by weight was added and heated. This mixture melted at 170°C. Therefore, the capacitor element was removed from the preheating block and placed in the melting tank.
It was soaked for 10 seconds, then pulled out and allowed to cool naturally.
なお固体電解質含浸後の外装処理については、
従来例と全く同じ条件で行つた。 Regarding the exterior treatment after solid electrolyte impregnation,
The test was carried out under exactly the same conditions as the conventional example.
この固体電解コンデンサの特性は次のとおりで
あつた。 The characteristics of this solid electrolytic capacitor were as follows.
静電容量 8.3μF
損失角の正接 0.101
等価直列抵抗値(100KHz) 1.8Ω
漏れ電流(2分値) 0.19μA
本発明例 2
使用コンデンサ素子は、従来例と同じものを使
用し、予備加熱ブロツクは190℃に加熱保持した。
含浸用ブロツクには、メチルイソキノリニウム
TCNQ錯塩1重量部に、ノルマルキノリン1重
量部をを添加混合したものを注入し、加熱した。
この混合物は190℃で融解した。そこでコンデン
サ素子を予備加熱ブロツクから移動させて、溶融
槽に10秒間含浸し、その後引き上げて自然冷却さ
せた。Capacitance 8.3μF Tangent of loss angle 0.101 Equivalent series resistance value (100KHz) 1.8Ω Leakage current (2-minute value) 0.19μA Invention example 2 The capacitor element used is the same as the conventional example, and the preheating block is It was heated and maintained at 190°C.
For the impregnation block, methylisoquinolinium
A mixture of 1 part by weight of normal quinoline and 1 part by weight of TCNQ complex salt was injected and heated.
This mixture melted at 190°C. Therefore, the capacitor element was removed from the preheating block, immersed in the melting bath for 10 seconds, and then taken out and allowed to cool naturally.
なお固体電解質含浸後の外装処理については、
従来例と全く同じ条件で行つた。 Regarding the exterior treatment after solid electrolyte impregnation,
The test was carried out under exactly the same conditions as the conventional example.
この固体電解コンデンサの特性は次のとおりで
あつた。 The characteristics of this solid electrolytic capacitor were as follows.
静電容量 8.8μF
損失角の正接 0.081
等価直列抵抗値(100KHz) 1.3Ω
漏れ電流(2分値) 0.09μA
本発明例 3
使用コンデンサ素子は、従来例と同じものを使
用し、予備加熱ブロツクは150℃に加熱保持した。
含浸用ブロツクには、メチルイソキノリニウム
TCNQ錯塩1重量部に、8−オキシキノリン2
重量部をを添加混合したものを注入し、加熱し
た。この混合物は150℃で融解した。そこでコン
デンサ素子を予備加熱ブロツクから移動させて、
溶融槽に10秒間含浸し、その後引き上げて自然冷
却させた。Capacitance 8.8μF Tangent of loss angle 0.081 Equivalent series resistance value (100KHz) 1.3Ω Leakage current (2-minute value) 0.09μA Invention example 3 The capacitor element used is the same as the conventional example, and the preheating block is It was heated and maintained at 150°C.
For the impregnation block, methylisoquinolinium
To 1 part by weight of TCNQ complex salt, 8-oxyquinoline 2
A mixture of parts by weight was injected and heated. This mixture melted at 150°C. Therefore, the capacitor element was moved from the preheating block and
It was immersed in the melting tank for 10 seconds, then taken out and allowed to cool naturally.
なお固体電解質含浸後の外装処理については、
従来例と全く同じ条件で行つた。 Regarding the exterior treatment after solid electrolyte impregnation,
The test was carried out under exactly the same conditions as the conventional example.
この固体電解コンデンサの特性は次のとおりで
あつた。 The characteristics of this solid electrolytic capacitor were as follows.
静電容量 7.9μF
損失角の正接 0.131
等価直列抵抗値(100KHz) 2.0Ω
漏れ電流(2分値) 0.38μA
本発明例 4
使用コンデンサ素子は、従来例と同じものを使
用し、予備加熱ブロツクは170℃に加熱保持した。
含浸用ブロツクには、メチルイソキノリニウム
TCNQ錯塩1重量部、γ−ブチロラクトン0.5重
量部、さらにイソキノリン0.8重量部をを添加混
合したものを注入し、加熱した。この混合物は
170℃で融解した。そこでコンデンサ素子を予備
加熱ブロツクから移動させて、溶融槽に10秒間含
浸し、その後引き上げて自然冷却させた。Capacitance 7.9μF Tangent of loss angle 0.131 Equivalent series resistance value (100KHz) 2.0Ω Leakage current (2-minute value) 0.38μA Invention example 4 The capacitor element used is the same as the conventional example, and the preheating block is It was heated and maintained at 170°C.
For the impregnation block, methylisoquinolinium
A mixture of 1 part by weight of TCNQ complex salt, 0.5 part by weight of γ-butyrolactone, and 0.8 part by weight of isoquinoline was injected and heated. This mixture is
Melted at 170°C. Therefore, the capacitor element was removed from the preheating block, immersed in the melting bath for 10 seconds, and then taken out and allowed to cool naturally.
なお固体電解質含浸後の外装処理については、
従来例と全く同じ条件で行つた。 Regarding the exterior treatment after solid electrolyte impregnation,
The test was carried out under exactly the same conditions as the conventional example.
この固体電解コンデンサの特性は次のとおりで
あつた。 The characteristics of this solid electrolytic capacitor were as follows.
静電容量 9.0μF
損失角の正接 0.048
等価直列抵抗値(100KHz) 1.3Ω
漏れ電流(2分値) 0.09μA
〔作用〕
これら実施例の結果をみると、従来例1で示し
た液体の電解質を用いた通常の電解コンデンサ
は、電解質が液体状態で電解コンデンサ素子内部
に保持されるため、陽極を拡面化させるためエツ
チング処理による微細なエツチング孔(ピツト)
の最深部まで電解液が浸透しており、誘電体酸化
被膜との接触が十分行われ、高い静電容量値を示
す。Capacitance 9.0μF Tangent of loss angle 0.048 Equivalent series resistance value (100KHz) 1.3Ω Leakage current (2-minute value) 0.09μA [Function] Looking at the results of these examples, we can see that the liquid electrolyte shown in Conventional Example 1 In the ordinary electrolytic capacitor used, the electrolyte is held in a liquid state inside the electrolytic capacitor element, so in order to enlarge the surface of the anode, fine etching holes (pits) are formed by etching.
The electrolyte penetrates to the deepest part of the capacitor, making sufficient contact with the dielectric oxide film and exhibiting a high capacitance value.
しかし、電解液の比抵抗値は、メチルイソキノ
リニウムTCNQ錯塩の比抵抗値が数十Ω・cm以
下であるのに対し、100−200Ω・cm程度と高いた
め、製品の損失あるいは等価直列抵抗値は、この
発明の固体電解コンデンサに比べて高くなつてい
る。 However, the specific resistance value of the electrolyte is as high as 100-200 Ω·cm, whereas the resistivity value of the methylisoquinolinium TCNQ complex salt is several tens of Ω·cm or less, resulting in product loss or equivalent series resistance. The resistance value is higher than that of the solid electrolytic capacitor of the present invention.
また従来例2で示したように、メチルイソキノ
リニウムTCNQ錯塩のみを加熱融解させてコン
デンサ素子へ含浸させる方法は、メチルイソキノ
リニウムTCNQ錯塩がその融解温度に達するま
でに熱分解を起こし、含浸作業ができない。 Furthermore, as shown in Conventional Example 2, the method of heating and melting only the methylisoquinolinium TCNQ complex salt and impregnating it into the capacitor element causes the methylisoquinolinium TCNQ complex salt to undergo thermal decomposition before reaching its melting temperature. , impregnation work is not possible.
一方、この発明の方法により製作した固体電解
コンデンサは、本発明例1ないし4のいずれにつ
いても損失が小さく、高い静電容量値を示すとと
もにインピーダンス特性にも優れる。 On the other hand, the solid electrolytic capacitors manufactured by the method of the present invention have low loss, high capacitance values, and excellent impedance characteristics in all of Examples 1 to 4 of the present invention.
これは、この発明の固体電解質がメチルイソキ
ノリニウムTCNQ錯塩とキノリン系化合物の混
合物であるため、融解含浸後の冷却時にメチルイ
ソキノリニウムTCNQ錯塩の結晶化が妨げられ、
非晶質の状態でエツチングピツト内に残留するの
で、誘電体酸化被膜との接触が十分に保たれるた
めと考えられる。また、一部のメチルイソキノリ
ニウムTCNQ錯塩が結晶化しても、結晶体の間
にキノリン系化合物が介在することにより、結晶
間の電導度が得られて、静電容量が確保されるも
のと考えられる。 This is because the solid electrolyte of the present invention is a mixture of a methylisoquinolinium TCNQ complex salt and a quinoline compound, so the crystallization of the methylisoquinolinium TCNQ complex salt is prevented during cooling after melting and impregnation.
This is thought to be because the oxide remains in the etching pit in an amorphous state, so that sufficient contact with the dielectric oxide film is maintained. In addition, even if some methylisoquinolinium TCNQ complex salts crystallize, the presence of quinoline compounds between the crystals provides intercrystal conductivity and ensures capacitance. it is conceivable that.
なお本実施例は、陽極に箔状のアルミニウムを
用い、この表面を拡面処理後、誘電体酸化被膜を
形成したものと、集電用電極とをセパレータ紙を
介在させ巻回したコンデンサ素子を用いたが、コ
ンデンサ素子は、このような構造のものに限定さ
れるものではなく、陽極を構成する金属がタンタ
ル等の他の被膜形成性の金属あるいはそれらの合
金体であつてもよい。またこのような巻回構造に
限らず、被膜形成性金属粉末を焼結した多孔質体
であつてもよい。また、巻回構造であつても、セ
パレータ紙を省略したもの、集電極にアルミニウ
ム以外の金属さらには、耐熱性の導電樹脂フイル
ム等を使用したものであつてもよい。 In this example, a capacitor element is constructed by using foil-shaped aluminum as an anode, and forming a dielectric oxide film on the surface after enlarging the anode, and winding a current collecting electrode with a separator paper interposed therebetween. However, the capacitor element is not limited to such a structure, and the metal constituting the anode may be other film-forming metals such as tantalum or alloys thereof. Further, the structure is not limited to such a wound structure, but may be a porous body obtained by sintering film-forming metal powder. Moreover, even if it is a wound structure, the separator paper may be omitted, the collecting electrode may be made of a metal other than aluminum, or a heat-resistant conductive resin film may be used.
また、外装構造についても、本実施例では金属
製の外装ケースに収納したものを例示したが、外
装体は、樹脂ケース、樹脂をデイツプあるいはモ
ールドしたもの、ラミネートフイルムによる外装
などを用いたものであつても、この発明を逸脱す
るものではない。 Regarding the exterior structure, in this example, the case is housed in a metal exterior case, but the exterior body may be a resin case, a resin dip or mold, a laminate film exterior, etc. However, this does not deviate from the scope of this invention.
なお、キノリン系化合物は、実施例で例示した
もの以外のものであつても同様の結果を示す。ま
た実施例では、キノリン系化合物を一種のみ添加
したが、二種以上のキノリン系化合物を混合添加
しても、同様の効果が期待できる。 Note that similar results are obtained even when the quinoline compound is other than those exemplified in the examples. Further, in the examples, only one kind of quinoline compound was added, but the same effect can be expected even if two or more kinds of quinoline compounds are mixed and added.
以上述べたように、この発明により得られた固
体電解コンデンサは、含浸率の高い、すなわち単
位体積あたりの静電容量を多くとることができ
る。しかも、含浸された固体電解質の電導度が高
いので、損失が小さく、インピーダンス特性にも
優れる。
As described above, the solid electrolytic capacitor obtained by the present invention has a high impregnation rate, that is, it can have a large capacitance per unit volume. Moreover, since the impregnated solid electrolyte has high conductivity, loss is small and impedance characteristics are also excellent.
また、電解質の形成においても、メチルイソキ
ノリニウムTCNQ錯塩とキノリン系化合物との
混合物を融解するために、融点降下がおこり、メ
チルイソキノリニウムTCNQ錯塩自体の融点よ
り低い温度で融解液化するので、従来単体では不
可能であつたメチルイソキノリニウムTCNQ錯
塩を加熱融解して含浸することを可能にしてい
る。 Also, in the formation of the electrolyte, melting point depression occurs because the mixture of methylisoquinolinium TCNQ complex salt and quinoline compound is melted, and the mixture melts and liquefies at a temperature lower than the melting point of methylisoquinolinium TCNQ complex salt itself. Therefore, it is now possible to melt and impregnate methylisoquinolinium TCNQ complex salt, which was previously impossible to do alone.
また、融解温度が低いので、TCNQ錯塩の加
熱による劣化が防止でき、実質的な含浸時間を延
長させ、含浸作業を容易にすることができる。 Furthermore, since the melting temperature is low, deterioration of the TCNQ complex salt due to heating can be prevented, the actual impregnation time can be extended, and the impregnation work can be facilitated.
さらに、一度の含浸工程で十分な特性を得るこ
とができるので、電解質層形成工程の簡略化が可
能であり、高価なTCNQ錯塩を無駄なく使用す
ることができる。しかも、製造装置についても簡
単なもので済むなどの効果があり、この発明は固
体電解コンデンサの特性向上と、作業性向上に極
めて有益なものである。 Furthermore, since sufficient properties can be obtained in a single impregnation process, the electrolyte layer formation process can be simplified, and expensive TCNQ complex salts can be used without wasting them. Moreover, the present invention has the advantage that a simple manufacturing apparatus is required, and the present invention is extremely useful for improving the characteristics of solid electrolytic capacitors and improving workability.
第1図は、この発明の固体電解コンデンサの完
成状態をあらわした断面図、第2図は、この発明
の実施例で用いたコンデンサ素子の構造をあらわ
した分解斜視図、第3図は、この発明の固体電解
質層の含浸装置をあらわした断面図である。
1…コンデンサ素子、2…陽極、3…集電極、
4…セパレータ紙、5,6…タブ、7,8…外部
リード、10…予備加熱ブロツク、11,13…
凹部、12…含浸用ブロツク、14…混合物、2
0…外装ケース、21…弾性封口体。
FIG. 1 is a sectional view showing the completed state of the solid electrolytic capacitor of this invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of a capacitor element used in an embodiment of this invention, and FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a solid electrolyte layer impregnation device of the invention. 1... Capacitor element, 2... Anode, 3... Collector electrode,
4... Separator paper, 5, 6... Tab, 7, 8... External lead, 10... Preheating block, 11, 13...
Recessed portion, 12... Impregnation block, 14... Mixture, 2
0...Exterior case, 21...Elastic sealing body.
Claims (1)
らにこの上面に固体電解質層が形成された固体電
解コンデンサにおいて、前記固体電解質層が、テ
トラシアノキノジメタンと、メチルイソキノリニ
ウムとの錯塩に、キノリン系化合物を添加した混
合物を、融解後固化させたものからなることを特
徴とする固体電解コンデンサ。 2 キノリン系化合物が、イソキノリン、ノルマ
ルキノリン、8−オキシキノリンの群から選ばれ
た、一種もしくは二種以上のものであるところの
特許請求の範囲第1項記載の固体電解コンデン
サ。 3 陽極金属表面に誘電体酸化被膜を形成し、さ
らにこの上面に固体電解質層を形成してなる固体
電解コンデンサにおいて、前記固体電解質層の形
成が、テトラシアノキノジメタンと、メチルイソ
キノリニウムとの錯塩に、キノリン系化合物を添
加してなる混合物を、前記テトラシアノキノジメ
タンと、メチルイソキノリニウムとの錯塩の融点
もしくは熱分解温度より低い温度まで加熱して液
状化し、この液状混合物内にコンデンサ素子を含
浸し、含浸後冷却固化させておこなわれることを
特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。 4 キノリン系化合物が、イソキノリン、ノルマ
ルキノリン、8−オキシキノリンの群から選ばれ
た、一種もしくは二種以上のものであるところの
特許請求の範囲第3項記載の固体電解コンデンサ
の製造方法。[Scope of Claims] 1. A solid electrolytic capacitor in which a dielectric oxide film is formed on the surface of an anode metal, and a solid electrolyte layer is further formed on the upper surface of the solid electrolyte layer, the solid electrolyte layer comprising tetracyanoquinodimethane and methyl isochloride. A solid electrolytic capacitor comprising a mixture obtained by melting and solidifying a mixture obtained by adding a quinoline compound to a complex salt with quinolinium. 2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the quinoline compound is one or more selected from the group of isoquinoline, normal quinoline, and 8-oxyquinoline. 3. In a solid electrolytic capacitor formed by forming a dielectric oxide film on the surface of the anode metal and further forming a solid electrolyte layer on the upper surface thereof, the solid electrolyte layer is formed using tetracyanoquinodimethane and methylisoquinolinium. A mixture obtained by adding a quinoline compound to a complex salt of tetracyanoquinodimethane and methylisoquinolinium is liquefied by heating to a temperature lower than the melting point or thermal decomposition temperature of the complex salt of tetracyanoquinodimethane and methylisoquinolinium. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, which comprises impregnating a capacitor element in a mixture and cooling and solidifying the mixture. 4. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 3, wherein the quinoline compound is one or more selected from the group of isoquinoline, normal quinoline, and 8-oxyquinoline.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12822784A JPS617619A (en) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | Solid electrolytic condenser and method of producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12822784A JPS617619A (en) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | Solid electrolytic condenser and method of producing same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS617619A JPS617619A (en) | 1986-01-14 |
| JPH0252848B2 true JPH0252848B2 (en) | 1990-11-14 |
Family
ID=14979634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12822784A Granted JPS617619A (en) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | Solid electrolytic condenser and method of producing same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS617619A (en) |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP12822784A patent/JPS617619A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS617619A (en) | 1986-01-14 |
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|---|---|---|---|
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