JPH0456444B2 - - Google Patents
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- JPH0456444B2 JPH0456444B2 JP11406983A JP11406983A JPH0456444B2 JP H0456444 B2 JPH0456444 B2 JP H0456444B2 JP 11406983 A JP11406983 A JP 11406983A JP 11406983 A JP11406983 A JP 11406983A JP H0456444 B2 JPH0456444 B2 JP H0456444B2
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- Japan
- Prior art keywords
- nitrophenol
- added
- electrolyte
- electrolytic
- ethylene glycol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電解コンデンサに用いられる電解
液に係り、特にハロゲン化炭化水素洗浄剤による
洗浄によつて引き起こされる腐食への耐性に優れ
かつ内圧上昇の抑止に効果のある電解液に関す
る。 〔従来の技術〕 液体の電解質を用いる電解コンデンサは、皮膜
形成性金属、すなわちアルミニウム、タンタル、
ニオブ等を陽極側電極に用い、この電極の表面に
化成処理により誘電体酸化皮膜を形成し、セパレ
ータ紙を介在させて陰極側電極と対向させた構造
のコンデンサ素子を外装ケースに収納し、その開
口部を合成ゴム等からなる弾性封口体で密閉した
構成を有している。そして通常陽極側電極は、電
極の表面積を拡大させるために、エツチング処理
により微細な凹凸に形成され、誘電体となる酸化
皮膜もこの凹凸にそつて形成されていなので、有
効に静電容量を取り出すためには凹凸にそつた陰
極が存在しなければならない。 電解液は電導性があり、セパレータ紙に保持さ
れて誘電体酸化皮膜の凹凸面と陰極側電極との間
に介在して真の陰極としての役目を果たす。また
電解液は、誘電体酸化皮膜の欠損部や破壊された
部分の修復の役目も併せ持ち、電解コンデンサの
種々の特性を決定する重要な構成要素である。 近年電解コンデンサは、その大半がプリント配
線基板に装着されて用いられるが、プリント配線
基板は部品の取り付け、半田付けをおこなつた
後、半田フラツクスの除去のために基板洗浄がお
こなわれる。この基板洗浄には、トリクロロエタ
ン、トリクロロトリフロエタンなどのハロゲン化
炭化水素系の洗浄剤が用いられる。ところがこの
洗浄剤が電解コンデンサの封口部の隙間、あるい
は弾性封口体自体に浸透して内部に侵入し、電解
液中に塩素イオンとして遊離すると、電極の腐食
を起こし電解コンデンサが不良となる。 また誘電体酸化皮膜の修復時に、その酸化反応
によつて水素ガスが発生し、電解コンデンサの内
部の圧力を高め、電解コンデンサの封口部の破損
や防爆弁の膨らみを起こし、電解コンデンサの寿
命を縮めたり信頼性を損なう原因となつていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 そこで従来からも、この洗浄剤に対し耐性のあ
る電解コンデンサが考えられてきた。例えば弾性
封口体の外表面に樹脂を塗布して洗浄剤の内部侵
入を防ぐ方法がある。しかしこの方法は、樹脂の
均一塗布が難しいため確実性に乏しく、また樹脂
硬化に長時間を要するために生産性が悪いなどの
欠点がある。 また電解コンデンサ素子自体の耐腐食性を増す
ために電解液に腐食防止剤を添加することもおこ
なわれている。このようなものとして例えば特開
昭57−58311号公報のように、アルカノールアミ
ンと二塩基性有機カルボン酸あるいは硼酸との反
応物をエチレングリコール−アジピン酸系の電解
液に添加したもの、さらにはこれに燐酸または燐
酸塩を加えたものがある。また電解コンデンサの
損失の低減のため用いられているピクリン酸、ｐ
−ニトロ安息香酸などの添加物が腐食抑制にも有
効であることことが知られているが、これらの化
合物は添加による電解液の他の特性への影響、特
に電解コンデンサの使用電圧を決定する火花電圧
を下げる欠点があり、高圧用の電解コンデンサを
得るのに適さない。 またコンデンサ内部の反応により発生する水素
ガスの吸収を主目的とした、特開昭54−93443号
公報、特開昭57−54312号公報のように、ｐ−ニ
トロフエノールを添加するものなどにも、腐食抑
制の効果が認められる。しかしｐ−ニトロフエノ
ールは、黄色で着色性が極めて高く、電解コンデ
ンサの製造時に、作業者、製造装置そして電解コ
ンデンサの外装自体が着色してしまい、電解コン
デンサの製造が極めて難しいという欠点がある。
また水素ガス吸収特性も、高度な特性を要求され
る電解コンデンサには不十分であつた。 この発明は、従来の欠点を改良したもので、ハ
ロゲン系基板洗浄剤による電解コンデンサの腐食
を防止すると共に、火花電圧の低下を防ぎ、かつ
電解コンデンサ内部の水素ガスの発生を抑止し、
信頼性の高い長寿命の電解コンデンサを得ること
を目的としている。 〔課題を解決するための手段〕 この発明は、上記の目的達成のため、エチレン
グリコールを主体とした溶媒系の電解液に、ｍ−
ニトロフエノールの添加が極めて有効なことを見
出したものである。 すなわちこの発明は、エチレングリコールを主
体とした溶媒に、無機酸、有機酸もしくはこれら
の塩類を溶解してなる主電解液にｍ−ニトロフエ
ノールを添加したことを特徴としている。 この発明の電解液は、ニトロフエノールの異性
体のうちメタ位のものを選択して用いる。 ｍ−ニトロフエノールは、淡黄色の結晶状の粉
末で水には不要であるが、アルコール類、グリコ
ール類には溶け易いので、添加する主電解液は、
溶媒にエチレングリコールを主体として用いたも
のが好適である。 またその添加量の好ましい範囲は、主電解液に
対して、0.1wt％−10wt％の範囲である。 〔作用〕 ｍ−ニトロフエノールは、電解液に添加される
ことにより、外部から侵入するハロゲン系洗浄剤
の塩素イオンによる電極部の腐食を防止する。 また添加による火花電圧の低下が少なく、しか
も酸化反応による水素ガスの発生を抑制する。 〔実施例〕 以下実施例に基づき、この発明を詳細に説明す
る。 まず基本の電解液として、エチレングリコール
を溶媒として、これにアジピン酸またはそのアン
モニウム塩を溶解したエチレングリコール−アジ
ピン酸系電解液、同じくエチレングリコールに硼
酸またはそのアンモニウム塩を溶解したエチレン
グリコール−硼酸系電解液、同様に安息香酸また
はそのアンモニウム塩を溶解したエチレングリコ
ール−安息香酸系電解液の三種の電解液を用意
し、これらの電解液のみと、これらの電解液にｍ
−ニトロフエノールを添加したものとの特性比較
をおこなつた。 表１は各系の電解液へのｍ−ニトロフエノール
の添加量を示したもので、無添加のものを従来例
とした。
液に係り、特にハロゲン化炭化水素洗浄剤による
洗浄によつて引き起こされる腐食への耐性に優れ
かつ内圧上昇の抑止に効果のある電解液に関す
る。 〔従来の技術〕 液体の電解質を用いる電解コンデンサは、皮膜
形成性金属、すなわちアルミニウム、タンタル、
ニオブ等を陽極側電極に用い、この電極の表面に
化成処理により誘電体酸化皮膜を形成し、セパレ
ータ紙を介在させて陰極側電極と対向させた構造
のコンデンサ素子を外装ケースに収納し、その開
口部を合成ゴム等からなる弾性封口体で密閉した
構成を有している。そして通常陽極側電極は、電
極の表面積を拡大させるために、エツチング処理
により微細な凹凸に形成され、誘電体となる酸化
皮膜もこの凹凸にそつて形成されていなので、有
効に静電容量を取り出すためには凹凸にそつた陰
極が存在しなければならない。 電解液は電導性があり、セパレータ紙に保持さ
れて誘電体酸化皮膜の凹凸面と陰極側電極との間
に介在して真の陰極としての役目を果たす。また
電解液は、誘電体酸化皮膜の欠損部や破壊された
部分の修復の役目も併せ持ち、電解コンデンサの
種々の特性を決定する重要な構成要素である。 近年電解コンデンサは、その大半がプリント配
線基板に装着されて用いられるが、プリント配線
基板は部品の取り付け、半田付けをおこなつた
後、半田フラツクスの除去のために基板洗浄がお
こなわれる。この基板洗浄には、トリクロロエタ
ン、トリクロロトリフロエタンなどのハロゲン化
炭化水素系の洗浄剤が用いられる。ところがこの
洗浄剤が電解コンデンサの封口部の隙間、あるい
は弾性封口体自体に浸透して内部に侵入し、電解
液中に塩素イオンとして遊離すると、電極の腐食
を起こし電解コンデンサが不良となる。 また誘電体酸化皮膜の修復時に、その酸化反応
によつて水素ガスが発生し、電解コンデンサの内
部の圧力を高め、電解コンデンサの封口部の破損
や防爆弁の膨らみを起こし、電解コンデンサの寿
命を縮めたり信頼性を損なう原因となつていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 そこで従来からも、この洗浄剤に対し耐性のあ
る電解コンデンサが考えられてきた。例えば弾性
封口体の外表面に樹脂を塗布して洗浄剤の内部侵
入を防ぐ方法がある。しかしこの方法は、樹脂の
均一塗布が難しいため確実性に乏しく、また樹脂
硬化に長時間を要するために生産性が悪いなどの
欠点がある。 また電解コンデンサ素子自体の耐腐食性を増す
ために電解液に腐食防止剤を添加することもおこ
なわれている。このようなものとして例えば特開
昭57−58311号公報のように、アルカノールアミ
ンと二塩基性有機カルボン酸あるいは硼酸との反
応物をエチレングリコール−アジピン酸系の電解
液に添加したもの、さらにはこれに燐酸または燐
酸塩を加えたものがある。また電解コンデンサの
損失の低減のため用いられているピクリン酸、ｐ
−ニトロ安息香酸などの添加物が腐食抑制にも有
効であることことが知られているが、これらの化
合物は添加による電解液の他の特性への影響、特
に電解コンデンサの使用電圧を決定する火花電圧
を下げる欠点があり、高圧用の電解コンデンサを
得るのに適さない。 またコンデンサ内部の反応により発生する水素
ガスの吸収を主目的とした、特開昭54−93443号
公報、特開昭57−54312号公報のように、ｐ−ニ
トロフエノールを添加するものなどにも、腐食抑
制の効果が認められる。しかしｐ−ニトロフエノ
ールは、黄色で着色性が極めて高く、電解コンデ
ンサの製造時に、作業者、製造装置そして電解コ
ンデンサの外装自体が着色してしまい、電解コン
デンサの製造が極めて難しいという欠点がある。
また水素ガス吸収特性も、高度な特性を要求され
る電解コンデンサには不十分であつた。 この発明は、従来の欠点を改良したもので、ハ
ロゲン系基板洗浄剤による電解コンデンサの腐食
を防止すると共に、火花電圧の低下を防ぎ、かつ
電解コンデンサ内部の水素ガスの発生を抑止し、
信頼性の高い長寿命の電解コンデンサを得ること
を目的としている。 〔課題を解決するための手段〕 この発明は、上記の目的達成のため、エチレン
グリコールを主体とした溶媒系の電解液に、ｍ−
ニトロフエノールの添加が極めて有効なことを見
出したものである。 すなわちこの発明は、エチレングリコールを主
体とした溶媒に、無機酸、有機酸もしくはこれら
の塩類を溶解してなる主電解液にｍ−ニトロフエ
ノールを添加したことを特徴としている。 この発明の電解液は、ニトロフエノールの異性
体のうちメタ位のものを選択して用いる。 ｍ−ニトロフエノールは、淡黄色の結晶状の粉
末で水には不要であるが、アルコール類、グリコ
ール類には溶け易いので、添加する主電解液は、
溶媒にエチレングリコールを主体として用いたも
のが好適である。 またその添加量の好ましい範囲は、主電解液に
対して、0.1wt％−10wt％の範囲である。 〔作用〕 ｍ−ニトロフエノールは、電解液に添加される
ことにより、外部から侵入するハロゲン系洗浄剤
の塩素イオンによる電極部の腐食を防止する。 また添加による火花電圧の低下が少なく、しか
も酸化反応による水素ガスの発生を抑制する。 〔実施例〕 以下実施例に基づき、この発明を詳細に説明す
る。 まず基本の電解液として、エチレングリコール
を溶媒として、これにアジピン酸またはそのアン
モニウム塩を溶解したエチレングリコール−アジ
ピン酸系電解液、同じくエチレングリコールに硼
酸またはそのアンモニウム塩を溶解したエチレン
グリコール−硼酸系電解液、同様に安息香酸また
はそのアンモニウム塩を溶解したエチレングリコ
ール−安息香酸系電解液の三種の電解液を用意
し、これらの電解液のみと、これらの電解液にｍ
−ニトロフエノールを添加したものとの特性比較
をおこなつた。 表１は各系の電解液へのｍ−ニトロフエノール
の添加量を示したもので、無添加のものを従来例
とした。
【表】
これらの電解液を用いて高圧用の電解コンデン
サを作成し、作成した電解コンデンサをトリクロ
ロトリフロエタンの蒸気中で５分間洗浄したもの
を高温負荷寿命試験をおこない、その特性の差を
調べた。 なおこの時作成した電解コンデンサの定格なら
びに試験条件は、エチレングリコール−アジピン
酸系の電解液を使用したものは、定格160WV−
4.7μFで寿命試験は85℃、1000時間の負荷試験。 エチレングリコール−硼酸系の電解液を使用し
たものは、定格350WV−1μFで85℃、1000時間
の負荷試験。 エチレングリコール−安息香酸系の電解液を使
用したものは、定格250WV−22μFで130℃、
1000時間の負荷試験で、いずれも試料を25個づつ
で試験を実施し、試験終了後各々を分解し、腐食
発生の有無を調べた。この結果を表２に示す。
サを作成し、作成した電解コンデンサをトリクロ
ロトリフロエタンの蒸気中で５分間洗浄したもの
を高温負荷寿命試験をおこない、その特性の差を
調べた。 なおこの時作成した電解コンデンサの定格なら
びに試験条件は、エチレングリコール−アジピン
酸系の電解液を使用したものは、定格160WV−
4.7μFで寿命試験は85℃、1000時間の負荷試験。 エチレングリコール−硼酸系の電解液を使用し
たものは、定格350WV−1μFで85℃、1000時間
の負荷試験。 エチレングリコール−安息香酸系の電解液を使
用したものは、定格250WV−22μFで130℃、
1000時間の負荷試験で、いずれも試料を25個づつ
で試験を実施し、試験終了後各々を分解し、腐食
発生の有無を調べた。この結果を表２に示す。
【表】
【表】
以上の結果からも明らかなように、この発明の
電解液を用いた電解コンデンサは、ハロゲン化炭
化水素による洗浄後の高温負荷寿命特性におい
て、腐食の発生が殆どなく、耐腐食性に優れた特
性を示すことがわかる。 この発明において、ｍ−ニトロフエノールの添
加量は、表２の結果からも明らかなように、添加
量が極めて少量の場合には、十分な耐腐食性が得
られない。この結果から、いずれの系の電解液に
おいても、添加量の加減はほぼ基本電解液の
0.1wt％以上の添加が好ましいことがわかる。ま
た、添加量の上限については添加量が増えるほど
耐腐食性が増す傾向があるが、添加量がある量以
上になると火花電圧が下がり、高圧用の電解液と
して用いことができなくなる。 表３は、エチレングリコール−安息香酸系電解
液におけるｍ−ニトロフエノールの添加量と火花
電圧との関係をあらわしたもので、この表からわ
かるように、添加量が10wt％を越えると火花電
圧の低下が始まるので、10wt％以下の添加が好
ましいといえる。 また比抵抗値についても添加量が増えると、そ
の値が増加し、損失や等価直列抵抗値などの電気
特性への影響が出てくる傾向もあり、上記の上限
値を越えた添加は、この点からも好ましくない。 なお、この添加量の上限値については、他の系
の電解液についてもほぼ同様の結果であつた。
電解液を用いた電解コンデンサは、ハロゲン化炭
化水素による洗浄後の高温負荷寿命特性におい
て、腐食の発生が殆どなく、耐腐食性に優れた特
性を示すことがわかる。 この発明において、ｍ−ニトロフエノールの添
加量は、表２の結果からも明らかなように、添加
量が極めて少量の場合には、十分な耐腐食性が得
られない。この結果から、いずれの系の電解液に
おいても、添加量の加減はほぼ基本電解液の
0.1wt％以上の添加が好ましいことがわかる。ま
た、添加量の上限については添加量が増えるほど
耐腐食性が増す傾向があるが、添加量がある量以
上になると火花電圧が下がり、高圧用の電解液と
して用いことができなくなる。 表３は、エチレングリコール−安息香酸系電解
液におけるｍ−ニトロフエノールの添加量と火花
電圧との関係をあらわしたもので、この表からわ
かるように、添加量が10wt％を越えると火花電
圧の低下が始まるので、10wt％以下の添加が好
ましいといえる。 また比抵抗値についても添加量が増えると、そ
の値が増加し、損失や等価直列抵抗値などの電気
特性への影響が出てくる傾向もあり、上記の上限
値を越えた添加は、この点からも好ましくない。 なお、この添加量の上限値については、他の系
の電解液についてもほぼ同様の結果であつた。
【表】
次に、水素ガスの発生抑制の効果について調べ
た。試験は表１で示した３つの系の電解液に、本
発明例の中位（本発明例12、同22、同32）の量の
ｍ−ニトロフエノールを添加したものを用いた。
そして比較の従来例として各々同量のｐ−ニトロ
フエノールを添加したものを従来例11、同21、同
31とし、これら電解液を用いて電解コンデンサを
作成し、負荷試験をおこない、水素ガス発生に伴
なう内圧上昇によつて影響を受ける封口体自体あ
るいは封口体に設けられた防爆弁の膨らみ状態を
調べた。この結果を表４に示す。なお作成した電
解コンデンサの定格および試験条件は、試験時間
を除き表２と同じである。
た。試験は表１で示した３つの系の電解液に、本
発明例の中位（本発明例12、同22、同32）の量の
ｍ−ニトロフエノールを添加したものを用いた。
そして比較の従来例として各々同量のｐ−ニトロ
フエノールを添加したものを従来例11、同21、同
31とし、これら電解液を用いて電解コンデンサを
作成し、負荷試験をおこない、水素ガス発生に伴
なう内圧上昇によつて影響を受ける封口体自体あ
るいは封口体に設けられた防爆弁の膨らみ状態を
調べた。この結果を表４に示す。なお作成した電
解コンデンサの定格および試験条件は、試験時間
を除き表２と同じである。
【表】
以上述べたように、この発明によれば、塩素な
どのハロゲンイオンによる電解コンデンサの腐食
を防止するとともに、内部の水素ガス発生を抑止
できるので、広い温度範囲で長時間使用される信
頼性の高い電解コンデンサを得ることができる。 またｍ−ニトロフエノールは、他の異性体のニ
トロフエノールに比べて着色性が低いので、作業
者の手や衣服、製造装置、さらには製品自体を着
色汚染しないので作業性に優れるという利点も有
する。
どのハロゲンイオンによる電解コンデンサの腐食
を防止するとともに、内部の水素ガス発生を抑止
できるので、広い温度範囲で長時間使用される信
頼性の高い電解コンデンサを得ることができる。 またｍ−ニトロフエノールは、他の異性体のニ
トロフエノールに比べて着色性が低いので、作業
者の手や衣服、製造装置、さらには製品自体を着
色汚染しないので作業性に優れるという利点も有
する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エチレングリコールを主体とした溶媒に、無
機酸、有機酸もしくはこれらの塩類を溶解してな
る主電解液にｍ−ニトロフエノールを添加したこ
とを特徴とする電解コンデンサ駆動用電解液。 ２ ｍ−ニトロフエノールの添加量が主電解液に
対して、0.1wt％−10wt％の範囲であるところの
特許請求の範囲第１項記載の電解コンデンサ駆動
用電解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11406983A JPS607119A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 電解コンデンサ駆動用電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11406983A JPS607119A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 電解コンデンサ駆動用電解液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607119A JPS607119A (ja) | 1985-01-14 |
| JPH0456444B2 true JPH0456444B2 (ja) | 1992-09-08 |
Family
ID=14628253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11406983A Granted JPS607119A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 電解コンデンサ駆動用電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607119A (ja) |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP11406983A patent/JPS607119A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS607119A (ja) | 1985-01-14 |
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