JPS607119A - 電解コンデンサ駆動用電解液 - 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】 この発明は電解コンデンサの゛電解液、特にハロゲン化
炭化水素洗浄による腐食に対する耐性の優れた電解液に
関するものである。

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金属製ケースに
収納し、その開口部を合成ゴム等からなる弾性封口体で
密閉され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
より微細な凹凸が形成され、誘電体となる酸化皮膜もこ
の凹凸に従って形成されているので有効に静電容量を取
り出すためにはこの凹凸に沿って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要因となっ
ている。

近年電解コンデンサは、その大半がプリント基板に装着
されて用いられるが、プリント基板は部品の取り付け、
半田付の後、半田フラックスの除去のために基板洗浄が
行なわれる。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存在す
ると、電極の腐食を起こし電解コンデンサが不良となる
。

そこで従来からも、この洗浄剤に耐性のある電解コンデ
ンサが考えられてきた。たとえば弾性月口体の外表面に
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方法もある。この例として
は、アルカノールアミンと２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、更にはこれに燐酸または燐
酸塩を加えたものなどが知られている。

また、従来から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−二トロ安息香酸などの添加
物がこの耐腐食性にも有効である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定格電圧を規定する火花電圧
を下げる欠点があり高圧の電解コンデンサを得る時には
かならずしも有効でない。

この発明は、従来のこのような欠点を改良した電解液に
係るもので、特に火花電圧を下げることなく耐腐食性の
ある電解コンデンサ用電解液を得ることを目的としたも
のである。この発明の電解液は、エチレングリコールを
主体とした溶媒系の電解液にｍ−ニトロフェノールを添
加したことを特徴とする。

以下実施例に基づきこの発明の詳細な説明する。

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このアンモニウム４１を
溶解した、〒チレングリコールーアンビン酸系電解液、
同じ溶媒に硼酸またはこ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
はこ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、これら電解
液とこの電解液にｍ−ニトロフェノールを添加したもの
との特性の比較を行なった。表１は各県の電解液へのｍ
−ニトロフェ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。

そしてこれらの電解液を用いて高圧用の電解コンデンサ
を製作し、これら電解コンデンサをトリクロロトリフロ
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
試験を行ない、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と試験条件は
、エチレングリコール−アジピン酸系の電解液を使用し
た電解コンデンサは定格１６０ＷＶ−４，７１ＬＦ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３５０
ＷＶ−１１ＬＦ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のものは定格２
５０ＷＶ−２２ＪＬＦで１３０℃、１ｏｏｏ時間の負荷
試験をそれぞれ各試料２５個づつ実施し、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。

−人！− 以」二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、耐腐食性において優れた特性を示すことがわかる
。

この発明において、ｍ−二トロフェノールの添加量は、
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、いずれの電解液系においても添加量の下限はほぼ基
本電解液の０．１ｗｔ％以上の協加が好ましいといえる
。また、添加液の−４−限については、添加量が増える
ほど耐腐食性は増す傾向があるが、添加量がある量以−
Ｆになると、火花電圧が一ドがり、高電圧用の電解液と
して用いる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−ニトロフェノー
ルの添加量と火花電圧との関係を表わしたもので、この
表かられかるように、添加量が１０ｗｔ％を越えると火
花電圧の低下が始まるので、１．０ｗｔ％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などの電気
特性への影響も出てくる等の傾向もあり、上記の上限値
を越えることはこの点からも好ましくない。なおこの上
限値については、他の系の電解液においてもほぼ同様の
結果であった。

ｊＬと− 以上述べたように、この発明の電解液によれば、ハロゲ
ン化炭化水素による基板洗浄に酎え得る電解コンデンサ
を得ることができ、従来のごとく封口部に樹脂塗布する
必要がなく生産性が向上する。また、他の特性、特に火
花電圧の低下がないので、耐腐食性高圧用電解コンデン
サを容易に得ることができる。

なお、このｍ−ニトロフェノールの異性体であるｐ−ニ
トロフェノールも同様の作用効果を示すことが認められ
るが、ｐ−ニトロフェノールは黄色で極めて強い染色性
を呈するために、電解コンデンサ自体や製造装置、作業
者の手、衣服を着色させるので、取り扱いがむずかしく
作業性が悪いなどの欠点があるが、この発明のｍ−二ト
ロフェノールにはこのような染色性カミないので電解液
の添加剤として好ましいものである。

しかも、このｍ−ニトロフェノールには、水素ガス吸収
効果があるので、電解コンデンサの静電容量の変化や損
失特性を改善できる効果もあり、優れた電解液を得るこ
とができる。

特　許　出　願　人 日本ケミコン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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−ニトロフェ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. （２）ｍ−ニトロフェノールの添加量が主電解液に対し
   て、０．１ｖｔ％−１０ｗｔ％の範囲であるところの特
   許請求の範囲第一項記載の電解コンデンサ駆動用電解液
   。