JPH03292713A - 固体電解コンデンサの製造方法 - 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
をアクセプターとする電荷移動錯体を固体電解質とする
固体電解コンデンサの製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、電子部品をとりまく環境は大きく変化し、回路の
高速度化、ディジタル化に伴って、電解コンデンサにも
高周波低インピーダンス化、高リプル容量化、小型大容
量化などの要求が強まり、これらの要求を満足し、かつ
、経済的で信頼性の高いコンデンサの製造が望まれてい
る。

現在までに量産化されている電解コンデンサには、液体
電解質と二酸化マンガンを電解質として用いる固体電解
質のものがある。しかしながら、前者は、経時的なコン
デンサ特性が悪く、また電解液の電導度が低く、且つイ
オン電導性であるために高周波数域でのインピーダンス
が高く、耐リプル容量も低かった。後者は、硝酸マンガ
ンの熱分解工程時に陽極誘電体皮膜を損傷し易く、高周
波数域で損失及びインピーダンスが大きく、更に二酸化
マンガン層形成時の製造工程が長くなる等の欠点があっ
た。

一方、周波数特性が優れたコンデンサとしては、フィル
ム、マイカ、セラミックコンデンサ等があるが、小型大
容量化には適していない。

これ等に対し、最近、７，７．８．８−テトラシアノキ
ノジメタン（以下ＴＣＮＱと略す）をアクセプターとし
、各種ドナーとの組み合わせからなる有機電荷移動錯体
を固体電解質として用いた固体電解コンデンサが特開昭
５８−１９１４１４、特開昭６２−１１６５５２および
特開平１−２７５５６０により提案され、既に実用化さ
れている。

これ等の電子電導性で高電導性のＴＣＮＱ電荷移動錯体
を固体電解質としたアルミニウム固体電解コンデンサは
、高周波数低インピーダンス、高リプル容量、広域温度
安定性等の優れた特性を有し、更に、高温長寿命である
ため好評を博している。

上記の、ＴＣＮＱ電荷移動錯体を用いた固体電解コンデ
ンサは、以下のような工程により製造される。はじめに
、片側が開口した円筒形の容器に詰めたＴＣＮＱ錯体を
加熱し、溶融させた錯体中にコンデンサ素子を挿入し、
錯体を素子に含浸する。しかる後、容器ごと素子を冷却
し錯体を固化させる。次に、容器開口部を樹脂により封
止することにより固体電解コンデンサを得ている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、ＴＣＮＱ電荷移動錯体による固体電解質
は、錯体含浸時に熱あるいは機械等による衝撃により傷
ついた誘電体酸化皮膜に対する修復能力が従来の電解液
と比較して乏しいために、電圧を印加するエージングを
行っても漏れ電流が低下しにくい。また、漏れ電流を低
下させるために、エージング温度を上げたり、エージン
グ時間を延ばす方法は、ＴＣＮＱ錯体が一部熱分解する
ためにコンデンサ特性が低下してしまうという問題点が
ある。

本発明は、上記問題点を解決し、漏れ電流が低く、電気
的特性に優れた固体電解コンデンサを、高い歩止りで製
造する目的でなされたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、前記目的を達成するために種々検討した
結果、ＴＣＮＱ電荷移動錯体を含浸したコンデンサ素子
を高温多湿の雰囲気中で処理した後、該コンデンサ素子
を乾燥し、封止する工程よりなる固体電解コンデンサの
製造方法が、上記問題点を解決することを見いだし、本
発明を完成するに至った。

本発明で使用されるＴＣＮＱ電荷移動錯体とは、アルキ
ルが炭素数３〜８であるＮ−アルキル−イソキノリニウ
ムまたはＮ−アルキル−イソキノリニウムまたは、Ｎ−
アルキル−キノリニウム、より好ましくはＮ−（ｎ−ア
ミル）−イソキノリニウム、Ｎ−（ｎ−ブチル）−イソ
キノリニウム、Ｎ−（ｉｓｏ−アミル）−イソキノリニ
ウムをドナーとするか、あるいはアルキレンの炭素数が
３〜８であるＮ、Ｎ’−アルキレン−ジー３，５−ルチ
ジニウム、より好ましくはＮ、Ｎ’−ペンタメチレン−
ノー３，５−ルチジニウムをドナーとし、ＴＣＮＱをア
クセプターとするものである。

本発明の高温多湿の雰囲気とは、温度が２０″Ｃ〜１０
０℃、好ましくは５０〜１００″Ｃで、且つ湿度が８０
％以上である水蒸気を含んた空気、窒素、あるいは不活
性雰囲気等である。温度が５０°Ｃ未満、あるいは湿度
が８０％未満であっても漏れ電流を下げることは可能で
あるが、この場合、処理を終えるまでに長時間を要す。

また、１００°Ｃを越える温度ではごく短時間の処理で
もコンデンサ特性が低下する。

本発明の乾燥条件とは湿度が２０％以下で、処理時間を
短縮するために温度は５０°Ｃ以上とする。

また、コンデンサ素子を乾燥する工程を除いても漏れ電
流を下げることは可能であるがコンデンサ初期特性、並
びに寿命特性が低下するおそれがある。

（作　用） ＴＣＮＱ錯体を含浸したコンデンサ素子を高温多湿の雰
囲気中で処理した後、過剰の水蒸気を乾燥除去、樹脂封
口、電圧エージングすることにより誘電体酸化皮膜の修
復性が大幅に改良され漏れ電流が低下し製品の歩止りを
著しく向上することができた。

（実　施　例） 以下、実施例により本発明の詳細な説明するが、本発明
はこれらの実施例に同等限定されるものではない。

（実施例１） 予め直径７ｍｍφ×深さ５ｍｍの凹みを有する真ちゅう
製のブロックを３００℃に加熱しておく。

Ｎ−（ｎ−アミル）−イソキノリニウム（ＴＣＮＱ）２
（日本カーリット株式会社製）６０ｍｇをを直径６．３
ｍｍφＸ高さ６．３ｍｍのアルミニウムケースに秤量し
たものを用意する。誘電体酸化皮膜を有する陽極アルミ
ニウム箔と陰極アルミニウム箔トを、マニラ紙をセパレ
ータとして巻き取ったコンデンサ巻回素子（定格１５μ
Ｆ、１６Ｖ）を３００℃に予熱しておき、前記のＴＣＮ
Ｑ錯体を秤量したアルミケースを加熱ブロックの凹みに
入れて錯体を溶融させ、直ちに、予熱しておいたコンデ
ンサ巻回素子を、アルミケース中に挿入して溶融錯体を
含浸させる。しかる後、コンデンサ素子をアルミケース
ごとに引き上げ錯体を冷却固化させた。

次に、温度５０℃、湿度８０％の恒温恒温度に保たれた
容器中に３時間放置（多湿処理）シ、続いて８０℃、湿
度１％以下の空気中で２０分間乾燥した。

その後、エポキシ樹脂にてアルミケース開口部を封止し
、１０５℃で１時間硬化させ、最後に１３０℃で定格電
圧の１６Ｖを２時間印加してエージングを行い、固体電
解コンデンサを得た。かくして得られた２０個のコンデ
ンサの初期特性の平均値と歩止りを第１表に示した。

（実施例２〜３） 高温多湿処理を温度６０″Ｃ１湿度１００％の状態で３
時間（実施例２）または、温度１００℃、湿度１００％
の状態で１分間（実施例３）にそれぞれ変えた以外は実
施例１と同様に行い、コンデンサを得た。得られたコン
デンサの初期特性値と歩出まりをを第１表に示した。

（従来例１） 高温多湿処理を行なわない以外は、実施例１と同様に行
い、コンデンサを得た。このコンデンサの初期特性値と
歩出りを第１表に示した。

（実施例４〜６） Ｎ−（ｎ−アミル）−イソキノリニウム（ＴＣＮＱ）２
をＮ−（ｎ−ブチル）−イソキノリニウム（ＴＣＮＱ）
２（日本カーリット株式会社製）に代えた以外は、それ
ぞれ実施例１〜３と同様に行い、コンデンサを得た。得
られたコンデンサの初期特性値と歩出りを第１表に示し
た。

（従来例２） Ｎ−（ｎ−アミル）−イソキノリニウム（ＴＣＮＱ）２
をＮ−（ｎ−ブチル）−イソキノリニウム（ＴＣＮＱ）
２に代えた以外は、従来例１と同様にしてコンデンサを
得た。このコンデンサの初期特性値と歩出りを第１表に
示した。

（実施例７〜９） Ｎ−（ｎ−アミル）−イソキノリニウム（ＴＣＮＱ）２
をＮ−（ｉｓｏ−７ミル）−イソキノリニウム（ＴＣＮ
Ｑ）２に代えた以外は、それぞれ実施例１〜３と同様に
行い、コンデンサを得た。

得られたコンデンサの初期特性値と歩出りを第１表に示
した。

（従来例３） Ｎ−（ｎ−アミル）−イソキノリニウム（ＴＣＮＱ）２
をＮ−（ｉｓｏ−７ミル）−インキ／　ＩＪニウム（Ｔ
ＣＮＱ）２に代えた以外は、従来例１と同様にしてコン
デンサを得た。このコンデンサの初期特性値と歩出りを
第１表に示した。

（実施例１０〜１２） Ｎ−（ｎ−アミル）−イソキノリウム（ＴＣＮＱ）２を
Ｎ、Ｎ’−１，５−ペンタメチレン−ジ−３．５−ルチ
ジニウム（ＴＣＮＱ）４に代え、また、加熱ブロック温
度と素子予熱温度を、共に３４０℃に変えた以外は、そ
れぞれ実施例１〜３と同様に行い、コンデンサと得た。

得られたコンデンサの初期特性値と歩出りを第１表に示
した。

（従来例４） Ｎ−（ｎ−アミル）−イソキノリニウム（ＴＣＮＱ）２
をＮ、Ｎ’−１，５−ペンタメチレン−ジ−３．５−ル
チジニウム（ＴＣＮＱ）４に代え、また、加熱ブロック
温度と素子予熱温度を、共に３４０°Ｃに変えた以外は
、従来例１と同様にしてコンデンサを得た。得られたコ
ンデンサの初期特性値と歩出りを第１表に示した。

第１表より明らかなように、本発明による実施例では著
しく漏れ電流が低下し、歩出りが向上している。実施例
３．６．９．１２においては、僅か１分間の処理で１０
０％の歩出りが得られている。

（発明の効果） したコンデンサ素子を、高温多湿の雰囲気中に放置した
後、乾燥するという簡単な工程で、固体電解コンデンサ
の漏れ電流を著しく下げ、製品歩出りを向上させること
が可能となった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体酸化皮膜を有するアルミニウム箔を陽極と
   したコンデンサ素子に、加熱溶融した７，７，８，８−
   テトラシアノキノジメタンをアクセプターとする電荷移
   動錯体を含浸し冷却固化する工程よりなる固体電解コン
   デンサの製造方法において、素子に含浸された７，７，
   ８，８−テトラシアノキノジメタンをアクセプターとす
   る電荷移動錯体を冷却固化した後、前記コンデンサ素子
   を高温多湿の雰囲気中で処理し、次いで該コンデンサ素
   子を乾燥し、封止することを特徴とする固体電解コンデ
   ンサの製造方法。
2. （２）７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンをア
   クセプターとする電荷移動錯体のドナーがＮ−（ｎ−ア
   ミル）イソキノリニウム、Ｎ−（ｎ−ブチル）−イソキ
   ノリニウム、Ｎ−（ｉｓｏ−アミル）−イソキノリニウ
   ムあるいはＮ，Ｎ’−１，５−ペンタメチレン−ジ−３
   ，５−ルチジニウム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の製造方法。
3. （３）高温多湿の雰囲気が、温度５０〜１００℃、湿度
   ８０％以上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の製造方法。