JPS617619A - Solid electrolytic condenser and method of producing same - Google Patents
Solid electrolytic condenser and method of producing sameInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、固体電解コンデンサおよびその製造方法に
係るもので、特に有機物半導体からなる固体電解質層の
形成方法の改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a solid electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same, and particularly to an improvement in a method for forming a solid electrolyte layer made of an organic semiconductor.
固体電解コンデンサは、アルミニウム、タンタル等の被
膜形成性金属を陽極に用い、この陽極を波面化するため
に、エツチングあるいは、焼結により多孔質化させ、こ
の表面に誘電体となる酸化被膜層を形成し、次にこの表
面に固体電解質層を形成し、さらにこの外部に導電性陰
極引出し層を形成した構成を有している。Solid electrolytic capacitors use a film-forming metal such as aluminum or tantalum for the anode, and in order to make the anode corrugated, it is made porous by etching or sintering, and an oxide film layer that becomes a dielectric is formed on the surface. Then, a solid electrolyte layer is formed on the surface of the solid electrolyte layer, and a conductive cathode extraction layer is further formed on the outside of the solid electrolyte layer.
この固体電解質層としては、従来は二酸化マンガンが用
いられていた。この二酸化マンガンを誘電体酸化被膜層
の上に形成する手段としては、液状の硝酸マンガン中に
陽極電極を含浸し、その後300℃前後の温度で硝酸マ
ンガンを熱分解して二酸化マンガンに変性させていた。Conventionally, manganese dioxide has been used as this solid electrolyte layer. The method for forming this manganese dioxide on the dielectric oxide film layer is to impregnate the anode electrode in liquid manganese nitrate, and then thermally decompose the manganese nitrate at a temperature of around 300°C to denature it into manganese dioxide. Ta.
しかし、この方法によれば、一度の工程での二酸化マン
ガンの付着は僅かであるため、同じ処理を数度ないし士
数度繰り返す必要があった。However, according to this method, only a small amount of manganese dioxide is deposited in one process, so it is necessary to repeat the same process several to several times.
このため、製造過程が極めて複雑になるとともに、熱分
解時の高温や発生ガスにより、誘電体酸化被膜を劣化さ
せてしまう欠点があった。Therefore, the manufacturing process becomes extremely complicated, and the dielectric oxide film deteriorates due to the high temperature and gas generated during thermal decomposition.
そこで最近は、この二酸化マンガンに代えて、導電性の
有機物をこの電解質層に用いることが提案されている。Therefore, recently, it has been proposed to use a conductive organic substance in the electrolyte layer instead of manganese dioxide.
この有機物電解質として、知られているのがテトラシア
ノキノジメタン(以下TCNQという)の各種錯塩を用
いたものである。As this organic electrolyte, various complex salts of tetracyanoquinodimethane (hereinafter referred to as TCNQ) are known.
TCNQ錯塩は常温で固体物であるので、これを電解質
として、コンデンサ素子に付着させる方法として従来か
ら提案されているものに、例えば、(米国特許第321
4648号)のように有機溶媒中にTCNQ錯塩を溶解
した溶液中に、陽極体を含浸し、その後溶液から引き上
げ、有機溶媒を蒸発させて、陽極体の表面にTCNQ錯
塩層を形成させることが行われている。しかしこの方法
では、溶媒中のTCNQ錯塩濃度が低いことから、一度
の含浸では十分なTCNQ錯塩を付着させることができ
ず、二酸化マンガン層の形成と同様にこの工程を数度な
いし十数度繰り返す必要があり、製造工程の複雑さは回
避できなかった。Since TCNQ complex salt is a solid substance at room temperature, methods for attaching it to capacitor elements as an electrolyte have been proposed, for example, (US Pat. No. 321
It is possible to form a TCNQ complex salt layer on the surface of the anode body by impregnating the anode body in a solution of TCNQ complex salt dissolved in an organic solvent, and then removing it from the solution and evaporating the organic solvent, as in No. 4648). It is being done. However, in this method, since the concentration of TCNQ complex salt in the solvent is low, it is not possible to deposit enough TCNQ complex salt in one impregnation, and this process is repeated several to ten times, similar to the formation of the manganese dioxide layer. was necessary, and the complexity of the manufacturing process could not be avoided.
また(特公昭51−32303号)のように、高分子物
質とTCNQ錯塩の微粉末とからなる分散体を電極表面
に付着させる方法も提案されている。Furthermore, as in (Japanese Patent Publication No. 51-32303), a method has been proposed in which a dispersion consisting of a polymeric substance and fine powder of TCNQ complex salt is adhered to the electrode surface.
しかしこれらの方法では、溶媒が蒸発後TCNQ錯塩が
結晶化したり、TCNQ錯塩が結晶状態のまま分散して
いるために、波面化処理された複雑な凹凸を持つ陽極体
表面誘電体酸化被膜との間に十分な接触が得られず、所
定の静電容量を得ることができない欠点があった。However, in these methods, the TCNQ complex salt crystallizes after the solvent evaporates, or the TCNQ complex salt is dispersed in a crystalline state, so that the dielectric oxide film on the surface of the anode body, which has been subjected to a corrugation treatment and has complex irregularities, is There was a drawback that sufficient contact could not be obtained between them, and a predetermined capacitance could not be obtained.
最近では、(特開昭57−173928号)のごとくT
CNQ錯塩のみをその融点以上に加熱し融解させ、ここ
略こ陽極体を含浸し、その後引き上げて冷却して、TC
NQ錯塩を付着させる方法が提案されている。Recently, T
Only the CNQ complex salt is heated above its melting point and melted, impregnating the anode body, and then taken out and cooled to form a TC
A method of attaching NQ complex salt has been proposed.
この方法によれば、濃度の高いTCNQ錯塩自体を陽極
体に付着させるので、一度の含浸工程で十分なTCNQ
錯塩を付着させることができる。According to this method, since the highly concentrated TCNQ complex salt itself is attached to the anode body, sufficient TCNQ can be obtained in one impregnation step.
Complex salts can be attached.
しかし、TCNQ錯塩は加熱に弱く、溶融状態を続ける
と極めて短時間に分解をおこし、絶縁体と化してしまう
。このため上記の含浸処理は極めて短時間のうちに終了
させ、その後急激に冷却を行わなければならないので、
急速な処理を行うため装置が複雑になり、しかも生産性
も悪い。また冷却後、TCNQ錯塩が結晶化し、誘電体
酸化被膜との接触が悪くなり、十分な静電容量を引き出
せない欠点があった。However, TCNQ complex salt is sensitive to heat, and if kept in a molten state, it decomposes in a very short time and turns into an insulator. For this reason, the above impregnation process must be completed within an extremely short period of time, and then rapid cooling must be performed.
Rapid processing requires complicated equipment, and productivity is also low. Further, after cooling, the TCNQ complex salt crystallizes, resulting in poor contact with the dielectric oxide film, resulting in the drawback that sufficient capacitance cannot be drawn out.
この発明は、従来のこのような欠点を改良したもので、
TCNQ錯塩からなる固体電解質層を固体電解コンデン
サの陽極体の誘電体酸化被膜上に含浸させる作業工程を
簡便化させるとともに、含浸率を向上させ、固体電解コ
ンデンサの特性を改善することを目的としている。This invention improves on these conventional drawbacks.
The purpose is to simplify the work process of impregnating a solid electrolyte layer made of TCNQ complex salt onto the dielectric oxide film of the anode body of a solid electrolytic capacitor, and to improve the impregnation rate and the characteristics of the solid electrolytic capacitor. .
この発明は、メチルイソキノリニウムTCNQ錯塩に、
キノリン系化合物を添加してなる混合物を固体電解質と
して用いるとともに、前記固体電解質層の形成を前記メ
チルイソキノリニウムTCNQ錯塩の融点もしくは分解
温度より低い温度まで加熱して液状化し、この液状混合
物白シこコンデンサ素子を含浸し、含浸後冷却固化させ
ておこなうことを特徴とするもので、混合物が純物質に
比べ融点(凝固点)が降下する現象に着目し、TCNQ
錯塩と添加物との混合物を加熱溶融し、陽極体への含浸
をおこなうものである。以下の実施例に基づきこの発明
の詳細な説明する。This invention provides methylisoquinolinium TCNQ complex salt,
A mixture obtained by adding a quinoline compound is used as a solid electrolyte, and the solid electrolyte layer is formed by heating to a temperature lower than the melting point or decomposition temperature of the methylisoquinolinium TCNQ complex salt to liquefy it. It is characterized by impregnating the capacitor element and cooling and solidifying it after impregnation. Focusing on the phenomenon that the melting point (freezing point) of a mixture falls compared to that of a pure substance, TCNQ
A mixture of a complex salt and an additive is heated and melted to impregnate the anode body. The present invention will be explained in detail based on the following examples.
まず、この発明による固体電解コンデンサの製造手順に
ついて説明する。First, the manufacturing procedure of the solid electrolytic capacitor according to the present invention will be explained.
第1図は、この発明の方法により作られた固体電解コン
デンサの完成状態をあられした断面図であり、第2図は
この実施例で用いた陽極体、すなわちコンデンサ素子を
あられしたものである。FIG. 1 is a cross-sectional view of a completed solid electrolytic capacitor manufactured by the method of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the anode body, ie, the capacitor element, used in this example.
第2図のコンデンサ素子1は、帯状の電極体を巻回して
形成されており、陽極2は、高純度のアルミニウム箔か
らなっている。この陽極2は、まず波面化のためエツチ
ング処理が施されており、その表面に誘電体酸化被膜が
、陽極酸化処理により形成されている。The capacitor element 1 shown in FIG. 2 is formed by winding a band-shaped electrode body, and the anode 2 is made of high-purity aluminum foil. This anode 2 is first subjected to an etching process to form a wave surface, and a dielectric oxide film is formed on its surface by anodizing process.
そして、この帯状の陽極2は、はぼ同じ面積を有する集
電極3を対抗配置し、陽極2と集電極3との間には、こ
れら電極2.3より僅かに幅の広いセパレータ紙4を挟
み込んだものを、−万端から巻回して円筒状のコンデン
サ素子1としている。This strip-shaped anode 2 has collector electrodes 3 having approximately the same area disposed opposite each other, and a separator paper 4 slightly wider than the electrodes 2.3 is placed between the anode 2 and the collector electrode 3. The sandwiched material is wound from all ends to form a cylindrical capacitor element 1.
なお、陽極2、集電極3の各々には、外部との電気的接
続を得るためのタブ5.6が熔接等の手段により接続さ
れ、一方の端面から並行して突出している。そしてさら
に、これらのタブ′の先端には、外部リード7.8が熔
接により接続されている。Note that tabs 5 and 6 for obtaining electrical connection with the outside are connected to each of the anode 2 and the collector electrode 3 by means such as welding, and protrude in parallel from one end surface. Furthermore, external leads 7.8 are connected to the tips of these tabs by welding.
第3図は、前記コンデンサ素子1に固体電解質層を含浸
させる方法を示したもので、図の左側には予備加熱ブロ
ック10が置かれている。この予備加熱ブロック10は
、内部に加熱用のヒーターが埋設され、上面に凹部11
が設けられており、コンデンサ素子1を凹部11内に載
置してコンデンサ素子Iを予め加熱し、高温状態を維持
させておく。FIG. 3 shows a method of impregnating the capacitor element 1 with a solid electrolyte layer, and a preheating block 10 is placed on the left side of the figure. This preheating block 10 has a heating heater embedded inside and a recess 11 on the top surface.
is provided, and the capacitor element 1 is placed in the recess 11, and the capacitor element I is heated in advance to maintain a high temperature state.
次に、同図右側には、含浸用ブロック12が置かれてお
り、この含浸用ブロック12も内部に加熱用ビー°ター
が埋め込まれ、上面には凹部13が形成されている。そ
してこの凹部13には、TCNQ錯塩と添加物とからな
る粉末の混合物14が注入され、加熱により前記混合物
14が融解する。Next, an impregnating block 12 is placed on the right side of the figure, and this impregnating block 12 also has a heating beater embedded therein and a recess 13 formed in its upper surface. Then, a powder mixture 14 consisting of a TCNQ complex salt and an additive is injected into the recess 13, and the mixture 14 is melted by heating.
そしてここへ、予備加熱ブロック10に待機させておい
たコンデンサ素子1を移動させ所定時間含浸を行い、そ
の後コンデンサ素子1を凹部13がら引き上げ、自然冷
却により液状の混合物14を固化させて固体電解質層を
形成する。The capacitor element 1, which has been kept on standby in the preheating block 10, is moved here and impregnated for a predetermined period of time, and then the capacitor element 1 is pulled up from the recess 13, and the liquid mixture 14 is solidified by natural cooling to form a solid electrolyte layer. form.
このようにして、固体電解質層の形成されたコンデンサ
素子1は、第1図に示すように、有底筒状の外装ケース
20に収納し、外装ケース2oの開口端部を弾性封口体
21で閉じ、外装ケース20の開口端を巻き締めして密
封を行う。なお、コンデンサ素子工から引き出されされ
た外部リード7.8は前記弾性封口体21に設けられた
貫通孔から外部に突出し、コンデンサ素子1と外部との
電気的接続がおこなえるようになっている。The capacitor element 1 on which the solid electrolyte layer has been formed in this way is housed in a bottomed cylindrical outer case 20, as shown in FIG. Then, the open end of the outer case 20 is rolled up and sealed. Note that the external leads 7.8 drawn out from the capacitor element protrude from the through hole provided in the elastic sealing body 21 to the outside, so that an electrical connection between the capacitor element 1 and the outside can be established.
次に、上記のような手順により実際の固体電解コンデン
サを作製し、その特性を求めた結果を示す。なお、従来
例として、液体の電解質を使用した通常の乾式電解コン
デンサおよびメチルイソキノリニウムTCNQ錯塩のみ
を融解含浸させて作られた固体電解コンデンサとをこの
発明に対比させて示す。Next, we will show the results of fabricating an actual solid electrolytic capacitor using the procedure described above and determining its characteristics. As a conventional example, a normal dry electrolytic capacitor using a liquid electrolyte and a solid electrolytic capacitor made by melting and impregnating only methylisoquinolinium TCNQ complex salt are shown in comparison with the present invention.
一眉」I(L− まず、コンデンサ素子として、幅2.2mm。One eyebrow” I (L- First, the width of the capacitor element is 2.2 mm.
長さ10mm、厚さ80μmの高純度アルミニウム(純
度99.99%)を陽極として準備し、この陽極の表面
を交流電流による電解エツチングにより波面化させた後
、その表面に耐電圧9■の誘電体酸化被膜を陽極酸化処
理により形成した。そして集電用電極として、前記陽極
と同じ大きさのアルミニウム(純度99.94%)を対
抗配置させ、双方の電極の略中央部に外部引き出し用の
アルミニウム製タブをコールドグエルドにより接続し、
マニラ麻繊維混抄のセパレータ紙を介在させて巻回し、
円筒状のコンデンサ素子とした。(以下の従来例、本発
明例のいずれについても同じコンデンサ素子を用いてい
る。)
次に、このコンデンサ素子に、エチレングリコール−ア
ジピン酸アンモニウム系の電解液を含浸させ、アルミニ
ウム製の外装ケース内に素子を収納し、開口部をゴム製
の封口体で閉じ、外装ケース開口端部を巻き締めて密封
し、定格電圧6.3■、定格容量10μFの電解コンデ
ンサを完成させた。このとき本体部の外形寸法は、直径
3mm、長さ5mmであった。A high-purity aluminum (purity 99.99%) with a length of 10 mm and a thickness of 80 μm is prepared as an anode, and the surface of this anode is made into a corrugated surface by electrolytic etching using an alternating current. A body oxide film was formed by anodizing. Then, as a current collecting electrode, aluminum (purity 99.94%) of the same size as the anode is arranged oppositely, and an aluminum tab for external extraction is connected to the approximate center of both electrodes by cold welding.
Winding with a separator paper made of manila hemp fiber mixed in between,
A cylindrical capacitor element was used. (The same capacitor element is used in both the conventional example and the inventive example below.) Next, this capacitor element is impregnated with an ethylene glycol-ammonium adipate electrolyte and placed inside an aluminum exterior case. The element was housed in the capacitor, the opening was closed with a rubber sealing body, and the open end of the outer case was tightly rolled up and sealed to complete an electrolytic capacitor with a rated voltage of 6.3 μF and a rated capacity of 10 μF. At this time, the external dimensions of the main body were 3 mm in diameter and 5 mm in length.
この電解コンデンサを15分定格電圧を印加してエージ
ングし、その後の電気特性を調べたところ、次の結果が
得られた。When this electrolytic capacitor was aged by applying the rated voltage for 15 minutes and its electrical characteristics were investigated, the following results were obtained.
静電容量 9.2μF
損失角の正接 0,3゜
等個直列抵抗値(100KHz) 25Ω漏れ電流(
2分値) 0.10μA−獲米±1−
コンデンサ素子は、従来例1と同じものを用い、このコ
ンデンサ素子を予備加熱ブロックの中で予め250°C
に加熱し待機させておいた。次いで加熱含浸用ブロック
にメチルイソキノリニウムTCNQ錯塩のみを注入し、
含浸をおこなうべく加熱したところ、融解前にメチルイ
ソキ、?リニウムTCNQ錯塩ば、発煙しながら熱分解
し、含浸は不可能であった。Capacitance 9.2μF Tangent of loss angle 0.3°Equivalent series resistance value (100KHz) 25Ω Leakage current (
2 minute value) 0.10μA - harvested rice ± 1 - The same capacitor element as in Conventional Example 1 was used, and this capacitor element was preheated at 250°C in a preheating block.
It was heated up and left to standby. Next, only methylisoquinolinium TCNQ complex salt was injected into the block for heating impregnation,
When I heated it to impregnate it, methyl isoki, ? The linium TCNQ complex thermally decomposed while producing smoke, making impregnation impossible.
使用コンデンサ素子は、従来例と同じものを使用し、予
備加熱ブロックで170℃に加熱保持しておき、含浸用
ブロックには、メチルイソキノリニウムTCNQ錯塩1
重量部に、イソキノリン0゜8重量部をを添加混合した
ものを注入し、加熱した。この混合物は170℃で融解
した。そこでコンデンサ素子を予備加熱ブロックから移
動させて、溶融槽に10秒間含浸し、その後引き上げて
自然冷却させた。The capacitor element used is the same as the conventional example, heated and maintained at 170°C in a preheating block, and the impregnation block contains 1 methylisoquinolinium TCNQ complex salt.
A mixture of 0.8 parts by weight of isoquinoline was poured into the mixture and heated. This mixture melted at 170°C. Therefore, the capacitor element was removed from the preheating block, immersed in the melting bath for 10 seconds, and then taken out and allowed to cool naturally.
なお固体電解質含浸後の外装処理については、従来例と
全く同じ条件で行った。The exterior treatment after solid electrolyte impregnation was carried out under exactly the same conditions as in the conventional example.
この固体電解コンデンサの特性は次のとおりであった。The characteristics of this solid electrolytic capacitor were as follows.
静電容量 8.3μF
損失角の正接 0.101
等価直列抵抗値(100KHz)1.8Ω漏れ電流(2
分値) 0.19μA−生光里W叉−
使用コンデンサ素子は、従来例と同じものを使用し、予
備加熱ブロックは190℃に加熱保持した。含浸用ブロ
ックには、メチルイソキノリニウムT CN Q 1!
塩1重量部に、ノルマルキノリン1重量部をを添加混合
したものを注入し、加熱した。Capacitance 8.3μF Tangent of loss angle 0.101 Equivalent series resistance value (100KHz) 1.8Ω Leakage current (2
Minute value) 0.19 μA - Ikukori W cross - The capacitor element used was the same as in the conventional example, and the preheating block was heated and maintained at 190°C. For the impregnation block, methylisoquinolinium T CN Q 1!
A mixture of 1 part by weight of normal quinoline and 1 part by weight of salt was injected and heated.
この混合物は190℃で融解した。そこでコンデンサ素
子を予備加熱ブロックから移動させて、溶融槽に10秒
間含浸し、その後引き上げて自然冷却させた。This mixture melted at 190°C. Therefore, the capacitor element was removed from the preheating block, immersed in the melting bath for 10 seconds, and then taken out and allowed to cool naturally.
なお固体電解質含浸後の外装処理については、従来例と
全く同じ条件で行った。The exterior treatment after solid electrolyte impregnation was carried out under exactly the same conditions as in the conventional example.
この固体電解コンデンサの特性は次のとおりであった。The characteristics of this solid electrolytic capacitor were as follows.
静電容量 8.8μF
損失角の正接 0.081
等価直列抵抗値(100KHz) 1. 3Ω漏れ電
流(2分値”) 0.09μA−生尤貝炭主一
使用コンデンサ素子は、従来例と同じものを使用し、予
備加熱ブロックは150℃に加熱保持した。含浸用ブロ
ックには、メチルイソキノリニウムTCNQ錯塩1重量
部に、8−オキシキノリン2重量部をを添加混合したも
のを注入し、加熱した。この混合物は150℃で融解し
た。そこでコンデンサ素子を予備加熱ブロックから移動
させて、溶融槽に10秒間含浸し、その後引き上げて自
然冷却させた。Capacitance 8.8μF Tangent of loss angle 0.081 Equivalent series resistance value (100KHz) 1. 3Ω leakage current (2 minute value) 0.09μA - The capacitor element used was the same as the conventional example, and the preheating block was heated and maintained at 150°C.The impregnation block had: A mixture of 1 part by weight of methylisoquinolinium TCNQ complex salt and 2 parts by weight of 8-oxyquinoline was injected and heated. This mixture melted at 150°C. The capacitor element was then moved from the preheating block. The sample was soaked in the melting tank for 10 seconds, and then taken out and allowed to cool naturally.
なお固体電解質含浸後の外装処理については、従来例と
全く同じ条件で行った。The exterior treatment after solid electrolyte impregnation was carried out under exactly the same conditions as in the conventional example.
この固体電解コンデンサの特性は次のとおりであった。The characteristics of this solid electrolytic capacitor were as follows.
静電容量 7.9μF
損失角の正接 0.131
等価直列抵抗値(100KHz> 2. OΩ漏れ
電流(2分値) 0.38μA−主余里史↓−
使用コンデンサ素子は、従来例と同じものを使用し、予
備加熱ブロックは170℃に加熱保持した。含浸用ブロ
ックには、メチルイソキノリニウムTCNQ錯塩1重量
部、T−ブチロラクトン0゜5重量部、さらにイソキノ
リン0.8重量部をを添加混合したものを注入し、加熱
した。この混合物は170℃で融解した。そこでコンデ
ンサ素子を予備加熱ブロックから移動させて、溶融槽に
10秒間含浸し、その後引き上げて自然冷却させた。Capacitance 7.9 μF Tangent of loss angle 0.131 Equivalent series resistance value (100 KHz > 2. OΩ Leakage current (2-minute value) 0.38 μA - Yosato Yosato ↓ - The capacitor element used is the same as the conventional example The preheating block was heated and maintained at 170°C.The impregnation block contained 1 part by weight of methylisoquinolinium TCNQ complex salt, 0.5 parts by weight of T-butyrolactone, and further 0.8 parts by weight of isoquinoline. The additive mixture was injected and heated. The mixture melted at 170° C. The capacitor element was then removed from the preheating block and immersed in the melting bath for 10 seconds, then removed and allowed to cool naturally.
なお固体電解質含浸後の外装処理については、従来例と
全く同じ条件で行った。The exterior treatment after solid electrolyte impregnation was carried out under exactly the same conditions as in the conventional example.
この固体電解コンデンサの特性は次のとおりであった。The characteristics of this solid electrolytic capacitor were as follows.
静電容量 9.0μF
損失角の正接 0.04B
等価直列抵抗値(100KHz) 1. 3Ω漏れ電
流(2分値) 0.09μA〔作用〕
これら実施例の結果をみると、従来例1で示した液体の
電解質を用いた通常の電解コンデンサは、電解質が液体
状態で電解コンデンサ素子内部に保持されるため、陽極
を拡開化させるためエツチング処理による微細なエツチ
ング孔(ピット)の最深部まで電解液が浸透しており、
誘電体酸化被膜との接触が十分行われ、高い静電容量値
を示す。Capacitance 9.0μF Tangent of loss angle 0.04B Equivalent series resistance value (100KHz) 1. 3Ω leakage current (2 minute value) 0.09μA [Function] Looking at the results of these examples, it can be seen that in a normal electrolytic capacitor using a liquid electrolyte as shown in Conventional Example 1, the electrolyte is in a liquid state inside the electrolytic capacitor element. The electrolyte penetrates into the deepest part of the fine etching holes (pits) created by the etching process to expand the anode.
It has sufficient contact with the dielectric oxide film and exhibits a high capacitance value.
しかし、電解液の比抵抗値は、メチルイソキノリニウム
TCNQ錯塩の比抵抗値が数十Ω・1以下であるのに対
し、100−200Ω・印程度と高いため、製品の損失
あるいは等1価直列抵抗値は、この発明の固体電解コン
デンサに比べて高くなっている。However, the specific resistance value of the electrolytic solution is as high as 100-200 Ω·mark, whereas that of the methylisoquinolinium TCNQ complex salt is several tens of Ω·1 or less, resulting in product loss or other problems. The series resistance value is higher than that of the solid electrolytic capacitor of the present invention.
また従来例2で示したように、メチルイソキノリニウム
TCNQ錯塩のみを加熱融解させてコンデンサ素子へ含
浸させる方法は、メチルイソキノリニウムTCNQ錯塩
がその融解温度に達するまでに熱分解を起こし、含浸作
業ができない。Furthermore, as shown in Conventional Example 2, the method of heating and melting only the methylisoquinolinium TCNQ complex salt and impregnating it into the capacitor element causes thermal decomposition of the methylisoquinolinium TCNQ complex salt before it reaches its melting temperature. , impregnation work is not possible.
一方、この発明の方法により製作′した固体電解コンデ
ンサは、本発明例1ないし4のいずれについても損失が
小さく、高い静電容量値を示すとともにインピーダンス
特性にも優れる。、これは、この発明の固体電解質がメ
チルイソキノリニウムTCNQ錯塩とキノリン系化合物
の混合物であるため、融解含浸後の冷却時にメチルイソ
キノリニウムTCNQ錯塩の結晶化が妨げられ、非晶質
の状態でエツチングビット内に残留するので、誘電体酸
化被膜との接触が十分に保たれるためと考えられる。ま
た、一部のメチルイソキノリニウムTCNQ錯塩が結晶
化しても、結晶体の間にキノリン系化合物が介在するこ
とにより、結晶間の電導度が得られて、静電容量が確保
されるものと考えられる。On the other hand, the solid electrolytic capacitors manufactured by the method of the present invention have small losses, high capacitance values, and excellent impedance characteristics in all of Examples 1 to 4 of the present invention. This is because the solid electrolyte of the present invention is a mixture of a methylisoquinolinium TCNQ complex salt and a quinoline compound, so the crystallization of the methylisoquinolinium TCNQ complex salt is prevented during cooling after melting and impregnation, resulting in an amorphous state. It is thought that this is because the contact with the dielectric oxide film is maintained sufficiently because it remains in the etching bit in this state. In addition, even if some methylisoquinolinium TCNQ complex salts crystallize, the presence of the quinoline compound between the crystals provides intercrystal conductivity and ensures capacitance. it is conceivable that.
なお本実施例は、陽極に箔状のアルミニウムを用い、こ
の表面を拡面処理後、誘電体酸化被膜を形成したものと
、集電用電極とをセパレータ紙を介在させ巻回したコン
デンサ素子を用いたが、コンデンサ素子は、このような
構造のものに限定されるものではなく、陽極を構成する
金属がタンタル等の他の被膜形成性の金属あるいはそれ
らの合金体であってもよい。またこのような巻回構造に
限らず、被膜形成性金属粉末を焼結した多孔質体であっ
てもよい。また、巻回構造であっても、セパレータ紙を
省略したもの、集電極にアルミニウム以外の金属さらに
は、耐熱性の導電樹脂フィルム等を使用したものであっ
てもよい。In this example, a capacitor element is constructed by using foil-shaped aluminum as an anode, and forming a dielectric oxide film on the surface after enlarging the anode, and winding a current collecting electrode with a separator paper interposed therebetween. However, the capacitor element is not limited to such a structure, and the metal constituting the anode may be other film-forming metals such as tantalum or alloys thereof. Further, the structure is not limited to such a wound structure, but may be a porous body made by sintering film-forming metal powder. Moreover, even if it is a wound structure, a separator paper may be omitted, a metal other than aluminum may be used for the collector electrode, a heat-resistant conductive resin film, etc. may be used.
また、外装構造についても、本実施例では金属製の外装
ケースに収納したものを例示したが、外装体は、樹脂ケ
ース、樹脂をディップあるいはモールドしたもの、ラミ
ネートフィルムによる外装などを用いたものであっても
、この発明を逸脱するものではない。In addition, regarding the exterior structure, in this example, the case is housed in a metal exterior case, but the exterior body may be a resin case, a resin dipped or molded one, a laminated film exterior, etc. Even if there is, it does not deviate from this invention.
なお、キノリン系化合物は、実施例で例示したちの以外
のものであっても同様の結果を示す。また実施例では、
キノリン系化合物を一種のみ添加したが、二種以上のキ
ノリン系化合物を混合添加しても、同様の効果が期待で
きる。Incidentally, quinoline compounds other than those exemplified in the examples also show similar results. In addition, in the example,
Although only one type of quinoline compound was added, the same effect can be expected even if two or more types of quinoline compounds are mixed and added.
以上述べたように、この発明により得られた固体電解コ
ンデンサは、含浸率の高い、すなわち単位体積あたりの
静電容量を多くとることができる。As described above, the solid electrolytic capacitor obtained by the present invention has a high impregnation rate, that is, it can have a large capacitance per unit volume.
しかも、含浸された固・体重解質の電導度が高いので、
損失が小さく、インピーダンス特性にも優れる。Moreover, since the impregnated solid and heavy electrolytes have high electrical conductivity,
Low loss and excellent impedance characteristics.
また、電解質の形成においても、メチルイソキノリニウ
ムTCNQ錯塩とキノリン系化合物との混合物を融解す
るために、融点降下がおこり、メチルイソキノリニウム
TCNQ錯塩自体の融点より低い温度で融解液化するの
で、従来単体では不可能であったメチルイソキノリニウ
ムTCNQ錯塩を加熱融解して含浸することを可能にし
ている。Furthermore, in the formation of the electrolyte, melting point depression occurs in order to melt the mixture of the methylisoquinolinium TCNQ complex salt and the quinoline compound, and the mixture melts and liquefies at a temperature lower than the melting point of the methylisoquinolinium TCNQ complex salt itself. Therefore, it is now possible to melt and impregnate methylisoquinolinium TCNQ complex salt, which was conventionally impossible to do alone.
また融解温度が低いので、TCNQ錯塩の加熱による劣
化が防止でき、実質的な含浸時間を延長させ、含浸作業
を容易にすることができる。Furthermore, since the melting temperature is low, deterioration of the TCNQ complex salt due to heating can be prevented, the substantial impregnation time can be extended, and the impregnation operation can be facilitated.
さらに、一度の含浸工程で十分な特性を得ることができ
るので、電解質層形成工程の簡略化が可能であり、高価
なTCNQ錯塩を無駄なく使用することができる。しか
も、製造装置についても簡単なもので済むなどの効果が
あり、この発明は固体電解コンデンサの特性向上と、作
業性向上に極めて有益なものである。Furthermore, since sufficient properties can be obtained in a single impregnation process, the electrolyte layer forming process can be simplified, and expensive TCNQ complex salt can be used without wasting it. Moreover, the present invention has the advantage that a simple manufacturing apparatus is required, and the present invention is extremely useful for improving the characteristics of solid electrolytic capacitors and improving workability.
第1図は、この発明の固体電解コンデンサの完成状態を
あられした断面図、第2図は、この発明の実施例で用い
たコンデンサ素子の構造をあられした分解斜視図、第3
図は、この発明の固体電解質の含浸装置をあられした断
面図である。
l・・コンデンサ素子、2・・陽極、3・・集電極、4
・・セパレータ紙、5.6・・タブ、7゜8・・外部リ
ード、10・・予備加熱ブロック、11.13・・凹部
、12・・含浸用ブロック、14・・混合物、20・・
外装ケース、21・・弾性封口体。FIG. 1 is a sectional view showing the completed solid electrolytic capacitor of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of a capacitor element used in an embodiment of the invention, and FIG.
The figure is a cross-sectional view of the solid electrolyte impregnation device of the present invention. l...Capacitor element, 2...Anode, 3...Collector electrode, 4
Separator paper, 5.6 Tab, 7°8 External lead, 10 Preheating block, 11.13 Recess, 12 Impregnation block, 14 Mixture, 20...
Exterior case, 21... Elastic sealing body.
Claims (4)
この上面に固体電解質層が形成された固体電解コンデン
サにおいて、前記固体電解質層が、テトラシアノキノジ
メタンと、メチルイソキノリニウムとの錯塩に、キノリ
ン系化合物を添加した混合物を、融解後固化させたもの
からなることを特徴とする固体電解コンデンサ。(1) In a solid electrolytic capacitor in which a dielectric oxide film is formed on the anode metal surface and a solid electrolyte layer is further formed on the upper surface of the solid electrolyte layer, the solid electrolyte layer contains tetracyanoquinodimethane and methylisoquinolinium. 1. A solid electrolytic capacitor comprising a mixture obtained by melting and solidifying a mixture obtained by adding a quinoline compound to a complex salt of
ノリン、8−オキシキノリンの群から選ばれた、一種も
しくは二種以上のものであるところの特許請求の範囲第
(1)項記載の固体電解コンデンサ。(2) The solid electrolytic capacitor according to claim (1), wherein the quinoline compound is one or more compounds selected from the group of isoquinoline, normal quinoline, and 8-oxyquinoline.
この上面に固体電解質層を形成してなる固体電解コンデ
ンサにおいて、前記固体電解質層の形成が、テトラシア
ノキノジメタンと、メチルイソキノリニウムとの錯塩に
、キノリン系化合物を添加してなる混合物を、前記テト
ラシアノキノジメタンと、メチルイソキノリニウムとの
錯塩の融点もしくは熱分解温度より低い温度まで加熱し
て液状化し、この液状混合物内にコンデンサ素子を含浸
し、含浸後冷却固化させておこなわれることを特徴とす
る固体電解コンデンサの製造方法。(3) In a solid electrolytic capacitor in which a dielectric oxide film is formed on the surface of the anode metal, and a solid electrolyte layer is further formed on the upper surface of the solid electrolyte layer, the solid electrolyte layer is formed with tetracyanoquinodimethane and methyl isochloride. A mixture obtained by adding a quinoline compound to a complex salt with nolinium is liquefied by heating to a temperature lower than the melting point or thermal decomposition temperature of the complex salt of tetracyanoquinodimethane and methylisoquinolinium, A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, characterized in that a capacitor element is impregnated into this liquid mixture, and after the impregnation, the solid electrolytic capacitor is cooled and solidified.
ノリン、8−オキシキノリンの群から選ばれた、一種も
しくは二種以上のものであるところの特許請求の範囲第
(3)項記載の固体電解コンデンサの製造方法。(4) The solid electrolytic capacitor according to claim (3), wherein the quinoline compound is one or more compounds selected from the group of isoquinoline, normal quinoline, and 8-oxyquinoline. Production method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12822784A JPS617619A (en) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | Solid electrolytic condenser and method of producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12822784A JPS617619A (en) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | Solid electrolytic condenser and method of producing same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS617619A true JPS617619A (en) | 1986-01-14 |
| JPH0252848B2 JPH0252848B2 (en) | 1990-11-14 |
Family
ID=14979634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12822784A Granted JPS617619A (en) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | Solid electrolytic condenser and method of producing same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS617619A (en) |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP12822784A patent/JPS617619A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252848B2 (en) | 1990-11-14 |
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