JPH0455322B2 - - Google Patents
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- JPH0455322B2 JPH0455322B2 JP15377685A JP15377685A JPH0455322B2 JP H0455322 B2 JPH0455322 B2 JP H0455322B2 JP 15377685 A JP15377685 A JP 15377685A JP 15377685 A JP15377685 A JP 15377685A JP H0455322 B2 JPH0455322 B2 JP H0455322B2
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- tcnq
- complex
- isoquinoline
- tcnq complex
- electrolytic capacitor
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は有機半導体を電解質として用いた固体
電解コンデンサに関するものである。 従来の技術 固体電解コンデンサは陽極酸化皮膜を有するア
ルミニウムなどの誘電体形成性弁金属に固体電解
質を付着した構造を有している。この種のコンデ
ンサには従来までほとんど二酸化マンガンが固体
電解質として用いられてきた。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の二酸化マンガンを電極上
に形成させる際に、一般に硝酸マンガン溶液に浸
漬した後、加熱分解を行うため陽極酸化皮膜が損
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欠点があつ
た。 問題点を解決するための手段 上述の欠点を改善させる目的で固体電解質とし
て有機半導体、主としてTCNQ（以下７、７、
８、８テトラシアノキノジメタンという）錯体を
用いることが提案されている。TCNQはアクセ
プター材として用いられ、ドナー材としてキノリ
ン、テトラチアフルバレン、Ｎ−メチルフアナジ
ウム、テトラセレナフルバレンなどがあり、特に
新しいドナー材についての研究は精神的に行われ
ている。 ドナー材としての特徴はイオン化ポテンシヤル
が適度に小さいこと、π電子系の広がりが大き
く、そのイオンが安定化すること、分極率が高い
ことなどが挙げられる。これらの諸条件をすべて
満たすことは分子設計のうえで重要な因子である
が、すべてを満たすことには非常に困難を伴う。
またドナー材とのTCNQ錯体を電解コンデンサ
へ適応するには、電極との電気的接続の問題があ
り、きわめて微細な結晶粒を有するもので、かつ
金属酸化物とのなじみが良好のTCNQ錯体が望
ましい。 また電気電動性も低温から高温まであまり変化
せず、高温になつても分解しにくいTCNQ錯体
が要求される。本発明者らは種々の実験をくりか
えし上記の要求をできるだけ満たすTCNQ錯体
の混合条件を見出した。 すなわち、本発明は表面に陽極酸化皮膜を有す
る弁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介在された電解質
としてアルキル化オルトフエナントロリン
TCNQ錯体とアルキル化イソキノリンTCNQ錯
体との混合物を用いることにより製品特性が大幅
に改善されることを見出した。 作 用 一般にTCNQ錯体をコンデンサ素子に含浸し
た場合、イソキノリンTCNQ錯体たとえばブチ
ルイソキノリン（TCNQ）2錯体の場合電極箔と
の密着性が良好で含浸率が向上し、tanδが低い値
を示すが、容易に酸化され易く長期信頼性の面に
おいては難がある。一方フエナントロリン
（TCNQ）2錯体は、含浸時においてはイソキノリ
ン錯体に比べ含浸性に乏しくtanδが上昇するとい
う欠点があるが、極めて安定性が高く信頼性にお
いても優れている。 本発明者はこのフエナントロリン（TCNQ）2
錯体においてその含浸性およびtanδの改善として
含浸方法によつて特性改善を検討してきたが、い
ずれの含浸方法においてもイソキノリン錯体の方
が良好であつた。 そこで、フエナントロリンTCNQ錯体および
イソキノリン錯体の双方の長所を加味するため、
双方を混在させて種々実験を繰返した結果、静電
容量が大幅に上昇し、また低損失の固体電解コン
デンサを得ることができた。 たとえば、ヘプチルフエナントロリン
（TCNQ）2錯体（以下HPT2という）とＮ−ｎブ
チルイソキノリン（TCNQ）2錯体（以下NBT2と
いう）とを用い、両者の混合比を以下のごとく設
定すると次のようになる。混合比率はモル比であ
る。
電解コンデンサに関するものである。 従来の技術 固体電解コンデンサは陽極酸化皮膜を有するア
ルミニウムなどの誘電体形成性弁金属に固体電解
質を付着した構造を有している。この種のコンデ
ンサには従来までほとんど二酸化マンガンが固体
電解質として用いられてきた。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の二酸化マンガンを電極上
に形成させる際に、一般に硝酸マンガン溶液に浸
漬した後、加熱分解を行うため陽極酸化皮膜が損
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欠点があつ
た。 問題点を解決するための手段 上述の欠点を改善させる目的で固体電解質とし
て有機半導体、主としてTCNQ（以下７、７、
８、８テトラシアノキノジメタンという）錯体を
用いることが提案されている。TCNQはアクセ
プター材として用いられ、ドナー材としてキノリ
ン、テトラチアフルバレン、Ｎ−メチルフアナジ
ウム、テトラセレナフルバレンなどがあり、特に
新しいドナー材についての研究は精神的に行われ
ている。 ドナー材としての特徴はイオン化ポテンシヤル
が適度に小さいこと、π電子系の広がりが大き
く、そのイオンが安定化すること、分極率が高い
ことなどが挙げられる。これらの諸条件をすべて
満たすことは分子設計のうえで重要な因子である
が、すべてを満たすことには非常に困難を伴う。
またドナー材とのTCNQ錯体を電解コンデンサ
へ適応するには、電極との電気的接続の問題があ
り、きわめて微細な結晶粒を有するもので、かつ
金属酸化物とのなじみが良好のTCNQ錯体が望
ましい。 また電気電動性も低温から高温まであまり変化
せず、高温になつても分解しにくいTCNQ錯体
が要求される。本発明者らは種々の実験をくりか
えし上記の要求をできるだけ満たすTCNQ錯体
の混合条件を見出した。 すなわち、本発明は表面に陽極酸化皮膜を有す
る弁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介在された電解質
としてアルキル化オルトフエナントロリン
TCNQ錯体とアルキル化イソキノリンTCNQ錯
体との混合物を用いることにより製品特性が大幅
に改善されることを見出した。 作 用 一般にTCNQ錯体をコンデンサ素子に含浸し
た場合、イソキノリンTCNQ錯体たとえばブチ
ルイソキノリン（TCNQ）2錯体の場合電極箔と
の密着性が良好で含浸率が向上し、tanδが低い値
を示すが、容易に酸化され易く長期信頼性の面に
おいては難がある。一方フエナントロリン
（TCNQ）2錯体は、含浸時においてはイソキノリ
ン錯体に比べ含浸性に乏しくtanδが上昇するとい
う欠点があるが、極めて安定性が高く信頼性にお
いても優れている。 本発明者はこのフエナントロリン（TCNQ）2
錯体においてその含浸性およびtanδの改善として
含浸方法によつて特性改善を検討してきたが、い
ずれの含浸方法においてもイソキノリン錯体の方
が良好であつた。 そこで、フエナントロリンTCNQ錯体および
イソキノリン錯体の双方の長所を加味するため、
双方を混在させて種々実験を繰返した結果、静電
容量が大幅に上昇し、また低損失の固体電解コン
デンサを得ることができた。 たとえば、ヘプチルフエナントロリン
（TCNQ）2錯体（以下HPT2という）とＮ−ｎブ
チルイソキノリン（TCNQ）2錯体（以下NBT2と
いう）とを用い、両者の混合比を以下のごとく設
定すると次のようになる。混合比率はモル比であ
る。
【表】
比抵抗は400Kg／cm3に加圧したペレツトで測定
した値を示す。 第１表のごとく混合させた場合の比抵抗は両者
のTCNQ錯体の中間に位置する。しかしながら、
この混合錯体を用いて電解コンデンサ素子に含浸
した場合、次のような製品特性を示す。試料に用
いた素子の定格は6.3WV−3.3μFである。
した値を示す。 第１表のごとく混合させた場合の比抵抗は両者
のTCNQ錯体の中間に位置する。しかしながら、
この混合錯体を用いて電解コンデンサ素子に含浸
した場合、次のような製品特性を示す。試料に用
いた素子の定格は6.3WV−3.3μFである。
【表】
静電容量およびtanδの変化より混合による効果
が認められたのはHPT2：NBT2＝８：２〜５：
５のモル比の範囲であつた。 フエナントロリンおよびイソキノリンのＮ位を
４級化させる炭化水素基の炭素数は１〜18が良好
である。炭素数が19以上になると熱的に不安定と
なり、コンデンサとしての信頼性が著しく低下し
不適である。また合成手法も困難であり薬品のコ
ストも非常に高くなる。 実施例 次に本発明の具体的実施例について述べる。 陽極電極箔として通常の電解コンデンサに用い
られるアルミニウムエツチング箔をリン酸アルミ
ニム溶液を用いて35V化成を行い、充分に乾燥し
たものを用い、セパレータを介して陰極用電極箔
を対向させて巻回してコンデンサ素子を形成し
た。 次にHPT2とNBT2とをモル比で６：４に混合
したものを作成し、これを融解液化してコンデン
サ素子に含浸し冷却する公知の含浸方法にて含浸
してコンデンサ試料（試料群Ａ）を製作した。ま
た上述の固体電解質としてHPT2のみを用いたコ
ンデンサ試料（試料群Ｂ）をおよびNBT2のみを
用いたコンデンサ試料（試料群Ｃ）を比較のため
に同様に製作した。なお、いずれもコンデンサの
定格は、25WV−33μFである。 第３表は上述のコンデンサ試料の初期特性およ
び105℃の雰囲気中で2000時間定格電圧を印加す
る高温負荷試験を行つた結果を示す。 表中の静電容量、tanδは常温、120kHzの値、
漏れ電流は常温、定格電圧印加１分後の値で、い
ずれも試料数10個の平均値を示す。
が認められたのはHPT2：NBT2＝８：２〜５：
５のモル比の範囲であつた。 フエナントロリンおよびイソキノリンのＮ位を
４級化させる炭化水素基の炭素数は１〜18が良好
である。炭素数が19以上になると熱的に不安定と
なり、コンデンサとしての信頼性が著しく低下し
不適である。また合成手法も困難であり薬品のコ
ストも非常に高くなる。 実施例 次に本発明の具体的実施例について述べる。 陽極電極箔として通常の電解コンデンサに用い
られるアルミニウムエツチング箔をリン酸アルミ
ニム溶液を用いて35V化成を行い、充分に乾燥し
たものを用い、セパレータを介して陰極用電極箔
を対向させて巻回してコンデンサ素子を形成し
た。 次にHPT2とNBT2とをモル比で６：４に混合
したものを作成し、これを融解液化してコンデン
サ素子に含浸し冷却する公知の含浸方法にて含浸
してコンデンサ試料（試料群Ａ）を製作した。ま
た上述の固体電解質としてHPT2のみを用いたコ
ンデンサ試料（試料群Ｂ）をおよびNBT2のみを
用いたコンデンサ試料（試料群Ｃ）を比較のため
に同様に製作した。なお、いずれもコンデンサの
定格は、25WV−33μFである。 第３表は上述のコンデンサ試料の初期特性およ
び105℃の雰囲気中で2000時間定格電圧を印加す
る高温負荷試験を行つた結果を示す。 表中の静電容量、tanδは常温、120kHzの値、
漏れ電流は常温、定格電圧印加１分後の値で、い
ずれも試料数10個の平均値を示す。
【表】
なお、上述の実施例の他、電極箔の代わりに弁
作用金属粉末を成形、焼結し、化成処理してなる
焼結形の固体電解コンデンサにおいても、上述の
混合TCNQ錯体を適用し、同様な試験結果が得
られた。 発明の効果 以上のように本発明による混合錯体を用いた場
合、それぞれの単体の錯体で用いたものに比べ製
品特性特に含浸率、tanδおよび信頼性が良好であ
り、工業的かつ実用的価値大なるものがある。
作用金属粉末を成形、焼結し、化成処理してなる
焼結形の固体電解コンデンサにおいても、上述の
混合TCNQ錯体を適用し、同様な試験結果が得
られた。 発明の効果 以上のように本発明による混合錯体を用いた場
合、それぞれの単体の錯体で用いたものに比べ製
品特性特に含浸率、tanδおよび信頼性が良好であ
り、工業的かつ実用的価値大なるものがある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁作用金属
を電極体としオルトフエナントロリンTCNQ錯
体にイソキノリンTCNQ錯体を混在させた混合
TCNQ錯体を固体電解質として用いることを特
徴とする固体電解コンデンサ。 ２ 上記オルトフエナントロリンおよびイソキノ
リンはC1H3−〜C18H37−基からなるＮ−４級化
塩であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の固体電解コンデンサ。 ３ 上記オルトフエナントロリンTCNQ錯体と
イソキノリンTCNQ錯体の混合比がモル比で
８：２〜５：５の範囲であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15377685A JPS6214413A (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15377685A JPS6214413A (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 固体電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6214413A JPS6214413A (ja) | 1987-01-23 |
| JPH0455322B2 true JPH0455322B2 (ja) | 1992-09-03 |
Family
ID=15569888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15377685A Granted JPS6214413A (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6214413A (ja) |
-
1985
- 1985-07-11 JP JP15377685A patent/JPS6214413A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6214413A (ja) | 1987-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |