JPH0530291B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0530291B2 JPH0530291B2 JP60028891A JP2889185A JPH0530291B2 JP H0530291 B2 JPH0530291 B2 JP H0530291B2 JP 60028891 A JP60028891 A JP 60028891A JP 2889185 A JP2889185 A JP 2889185A JP H0530291 B2 JPH0530291 B2 JP H0530291B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tcnq
- complex
- electrode
- group
- electrolytic capacitor
- 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 - Lifetime
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Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は固体電解質を用いた固体電解コンデン
サの改良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皮膜生成金属に固体電解
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、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。 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７，７，８，８テトラシ
アノキノジメタン（以下TCNQという）の塩を
用いることが提案されている。 TCNQはアクセプタ材として用いられ、ドナ
ー材としてキノリン（以下Qnという）、テトラチ
アクルバレン（以下TTFという）、Ｎ−メチルフ
エナジニウム（以下NMPという）、テトラセレ
ナフルバレン（以下TSFという）などがあり、
特に新しいドナー材についての研究は精力的に行
われているがまだ充分満足できるものは得られて
いない。 問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題を解消するため、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、フエナントロリン誘導
物質をドナー材としたTCNQ錯体を用いたこと
を特徴とする固体電解コンデンサである。 作 用 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
の上で重要な因子であるが、すべてを満たすには
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接着
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。 また電気伝導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ないTCNQ錯体が
要求される。 そこで、本発明者は種々の実験をくりかえし、
上述の要求をできるだけ満たすTCNQのドナー
材を見出した。 本発明は特に製品化した後、プリント基板には
んだ付けする際に、デイツプ方式を採用しても充
分対応でき得る有機半導体を有している。 フエナントロリンは以下の構造を有し、官能基
を持つたものについては比較的融点および分解点
が高い。たとえばキノリンの融点は−15.6℃、沸
点は237℃、キノサリンの融点は29〜32℃、沸点
は220〜223℃に対し、官能基のつかないオルトフ
エナントロリンは融点が114〜117℃、沸点が300
℃以上である。またTCNQ自体も融点が290℃付
近にあり、TCNQ−フエナントロリン錯体の融
点は280℃前後まで安定しており、きわめて熱的
に安定な錯体である。 また官能基としてメチル基、ブチル基などを付
加させるとさらに特異な性質を有するようにな
る。すなわちフエナントロリンに付加される官能
基としては、メチル基、エチル基、ブチル基など
のアルキル基が、電解コンデンサ用TCNQ錯体
のドナー材として適している。アルキル基−
CnH2o+1のｎ数が増加するに従い熱的に弱くなり
−CH3（メチル基）から−C8H17（オクチル基）ま
でが実用に適したドナー材としてのフエナントロ
リン誘導体になり得る。 このアルキル基の付加によりTCNQ錯体とし
て特異な性質を有するようになり、たとえばメチ
ル基の付加したものだと特に熱に安定で273℃ま
で加熱しても全く変化を起こさない。又、ブチル
基の付加したブチルオルトフエナントロリン
TCNQ錯体だと誘導体皮膜である酸化アルミと
の接合性が極めて良好になり製品の高周波特性は
最も良くなる。 一方伝導性についても電解コンデンサ用の固体
電解質として充分適応でき得るものであつた。た
とえばメチルオルトフエナントロリンTCNQ錯
体粉末を400Kg加圧してペレツト状にした時の導
電率は１〜10Ω-1cm-1であつた。 TCNQとオルトフエナントロリンの錯体は高
温まで安定であるがゆえに、電極との接合技術に
おいて有利な利点をもたらす。すなわち、高沸点
で極性の高い溶媒に溶かすことが可能であり、浸
漬、乾燥時にきわめて速やかに電極表面上での再
結晶化が起きる。 またアルミニウム電解コンデンサのように細か
くエツチングされた電極面の凹凸の中にも無理な
く含浸される。これは結晶化速度との条件がらみ
の問題もあるが、結晶の微細化、高密度化と共に
含浸状況が良好になるのは言うまでもない。 実施例 以下本発明の具体的実施例について説明する。 メチルオルトフエナントロリン（TCNQ）2錯
体を180℃に熱したニトロベンゼン中に過飽和溶
解させる。 次に約40倍にエッチング処理したアルミニウム
箔を50V化成し、陽極用電極とする。 該電極を上記溶液180℃にして浸漬し、ゆつく
りと引き上げ230℃で乾燥させる。この操作を４
回行い含浸を終了させる。次に陰極としてカーボ
ンを塗布し、その上に銀ペーストを塗布し、リー
ド線をはんだ付けして外装したコンデンサ試料
（試料群Ａ）を作成した。 また、比較のために従来例として（ｎ−プロピ
ルキノリン）（TCNQ）2錯体を同様にして180℃
に加熱したニトロベンゼン中に過飽和溶解させ、
同様の操作をくりかえした。陰極およびリード線
の取付けは上述と同様に行いコンデンサ試料（試
料群Ｂ）を作成した。 またさらに従来例として硝酸マンガン飽和水溶
液を用い220℃，60秒にて浸漬、加熱処理を６回
くりかえした。そして陰極およびリード線の取付
けは上述と同様に行いコンデンサ試料（試料群
Ｃ）を作成した。何れのコンデンサ試料も定格
25V，47μFの固体電解コンデンサである。 第１表に初期特性を示す。静電容量およびtanδ
は常温、120Hzにおける値、漏れ電流は常温、定
格電圧印加１分後の値を示す。
サの改良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皮膜生成金属に固体電解
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、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。 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７，７，８，８テトラシ
アノキノジメタン（以下TCNQという）の塩を
用いることが提案されている。 TCNQはアクセプタ材として用いられ、ドナ
ー材としてキノリン（以下Qnという）、テトラチ
アクルバレン（以下TTFという）、Ｎ−メチルフ
エナジニウム（以下NMPという）、テトラセレ
ナフルバレン（以下TSFという）などがあり、
特に新しいドナー材についての研究は精力的に行
われているがまだ充分満足できるものは得られて
いない。 問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題を解消するため、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、フエナントロリン誘導
物質をドナー材としたTCNQ錯体を用いたこと
を特徴とする固体電解コンデンサである。 作 用 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
の上で重要な因子であるが、すべてを満たすには
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接着
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。 また電気伝導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ないTCNQ錯体が
要求される。 そこで、本発明者は種々の実験をくりかえし、
上述の要求をできるだけ満たすTCNQのドナー
材を見出した。 本発明は特に製品化した後、プリント基板には
んだ付けする際に、デイツプ方式を採用しても充
分対応でき得る有機半導体を有している。 フエナントロリンは以下の構造を有し、官能基
を持つたものについては比較的融点および分解点
が高い。たとえばキノリンの融点は−15.6℃、沸
点は237℃、キノサリンの融点は29〜32℃、沸点
は220〜223℃に対し、官能基のつかないオルトフ
エナントロリンは融点が114〜117℃、沸点が300
℃以上である。またTCNQ自体も融点が290℃付
近にあり、TCNQ−フエナントロリン錯体の融
点は280℃前後まで安定しており、きわめて熱的
に安定な錯体である。 また官能基としてメチル基、ブチル基などを付
加させるとさらに特異な性質を有するようにな
る。すなわちフエナントロリンに付加される官能
基としては、メチル基、エチル基、ブチル基など
のアルキル基が、電解コンデンサ用TCNQ錯体
のドナー材として適している。アルキル基−
CnH2o+1のｎ数が増加するに従い熱的に弱くなり
−CH3（メチル基）から−C8H17（オクチル基）ま
でが実用に適したドナー材としてのフエナントロ
リン誘導体になり得る。 このアルキル基の付加によりTCNQ錯体とし
て特異な性質を有するようになり、たとえばメチ
ル基の付加したものだと特に熱に安定で273℃ま
で加熱しても全く変化を起こさない。又、ブチル
基の付加したブチルオルトフエナントロリン
TCNQ錯体だと誘導体皮膜である酸化アルミと
の接合性が極めて良好になり製品の高周波特性は
最も良くなる。 一方伝導性についても電解コンデンサ用の固体
電解質として充分適応でき得るものであつた。た
とえばメチルオルトフエナントロリンTCNQ錯
体粉末を400Kg加圧してペレツト状にした時の導
電率は１〜10Ω-1cm-1であつた。 TCNQとオルトフエナントロリンの錯体は高
温まで安定であるがゆえに、電極との接合技術に
おいて有利な利点をもたらす。すなわち、高沸点
で極性の高い溶媒に溶かすことが可能であり、浸
漬、乾燥時にきわめて速やかに電極表面上での再
結晶化が起きる。 またアルミニウム電解コンデンサのように細か
くエツチングされた電極面の凹凸の中にも無理な
く含浸される。これは結晶化速度との条件がらみ
の問題もあるが、結晶の微細化、高密度化と共に
含浸状況が良好になるのは言うまでもない。 実施例 以下本発明の具体的実施例について説明する。 メチルオルトフエナントロリン（TCNQ）2錯
体を180℃に熱したニトロベンゼン中に過飽和溶
解させる。 次に約40倍にエッチング処理したアルミニウム
箔を50V化成し、陽極用電極とする。 該電極を上記溶液180℃にして浸漬し、ゆつく
りと引き上げ230℃で乾燥させる。この操作を４
回行い含浸を終了させる。次に陰極としてカーボ
ンを塗布し、その上に銀ペーストを塗布し、リー
ド線をはんだ付けして外装したコンデンサ試料
（試料群Ａ）を作成した。 また、比較のために従来例として（ｎ−プロピ
ルキノリン）（TCNQ）2錯体を同様にして180℃
に加熱したニトロベンゼン中に過飽和溶解させ、
同様の操作をくりかえした。陰極およびリード線
の取付けは上述と同様に行いコンデンサ試料（試
料群Ｂ）を作成した。 またさらに従来例として硝酸マンガン飽和水溶
液を用い220℃，60秒にて浸漬、加熱処理を６回
くりかえした。そして陰極およびリード線の取付
けは上述と同様に行いコンデンサ試料（試料群
Ｃ）を作成した。何れのコンデンサ試料も定格
25V，47μFの固体電解コンデンサである。 第１表に初期特性を示す。静電容量およびtanδ
は常温、120Hzにおける値、漏れ電流は常温、定
格電圧印加１分後の値を示す。
【表】
さらに105℃の雰囲気で定格電圧を印加し2000
時間までの高温付加試験を行つた結果を第２表に
示す。
時間までの高温付加試験を行つた結果を第２表に
示す。
【表】
【表】
上記第１表および第２表より明らかなように本
発明の固体電解コンデンサは熱的にきわめて安定
であることが、実証された。 なお、本発明の陽極用電極はアルミニウム箔に
限定するものでなく、他の弁金属にも適用でき、
また粉末焼結電極についても同様な効果を有し、
本発明の技術範囲に含まれるものである。 発明の効果 以上のようにフエナントロリンTCNQ錯体か
らなる固体電解質は熱的にきわめて安定であり、
電極と固体電解質との接合性も安定であり、固体
電解コンデンサの電気的特性を著しく改善しかつ
安定させ、工業的ならびに実用的価値大なるもの
がある。
発明の固体電解コンデンサは熱的にきわめて安定
であることが、実証された。 なお、本発明の陽極用電極はアルミニウム箔に
限定するものでなく、他の弁金属にも適用でき、
また粉末焼結電極についても同様な効果を有し、
本発明の技術範囲に含まれるものである。 発明の効果 以上のようにフエナントロリンTCNQ錯体か
らなる固体電解質は熱的にきわめて安定であり、
電極と固体電解質との接合性も安定であり、固体
電解コンデンサの電気的特性を著しく改善しかつ
安定させ、工業的ならびに実用的価値大なるもの
がある。
Claims (1)
- １ 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、フエナ
ントロリン誘導物質をドナー材としたTCNQ錯
体を用いたことを特徴とする固体電解コンデン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2889185A JPS61188926A (ja) | 1985-02-16 | 1985-02-16 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2889185A JPS61188926A (ja) | 1985-02-16 | 1985-02-16 | 固体電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61188926A JPS61188926A (ja) | 1986-08-22 |
| JPH0530291B2 true JPH0530291B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=12261016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2889185A Granted JPS61188926A (ja) | 1985-02-16 | 1985-02-16 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61188926A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6028890A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-14 | Hitachi Kiden Kogyo Ltd | 曝気装置の運転方法 |
-
1985
- 1985-02-16 JP JP2889185A patent/JPS61188926A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61188926A (ja) | 1986-08-22 |
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