JPS63200514A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
- Publication number
- JPS63200514A JPS63200514A JP3241587A JP3241587A JPS63200514A JP S63200514 A JPS63200514 A JP S63200514A JP 3241587 A JP3241587 A JP 3241587A JP 3241587 A JP3241587 A JP 3241587A JP S63200514 A JPS63200514 A JP S63200514A
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- JP
- Japan
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- electrolytic capacitor
- solid electrolytic
- complex salt
- tcnq
- solid electrolyte
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は固体電解コンデンサ、詳しくは有機半導体を固
体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。
体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]
近年、電子機器の小型化、軽量化に伴なって、高周波数
領域におけるインピーダンスが低く小型で大容量のコン
デンサが要求されるようになっている番 このような高周波用のコンデンサとしては、従来、マイ
カコンデンサ、フィルムコンデンサ、セラミックコンデ
ンサなどが使用されているが、これらのコンデンサはい
ずれも大容量化には適していない。
領域におけるインピーダンスが低く小型で大容量のコン
デンサが要求されるようになっている番 このような高周波用のコンデンサとしては、従来、マイ
カコンデンサ、フィルムコンデンサ、セラミックコンデ
ンサなどが使用されているが、これらのコンデンサはい
ずれも大容量化には適していない。
一方、小型で大容量のコンデンサとしては、アルミニウ
ム電解コンデンサやタンタルコンデンサなどがある。
ム電解コンデンサやタンタルコンデンサなどがある。
アルミニウム電解コンデンサは低コストで大容量のもの
が得られるという利点はあるが、電解液を用いているた
めに経時的に電解液が蒸発することによる容量劣化があ
り、また高周波特性が悪いなどの欠点があった。
が得られるという利点はあるが、電解液を用いているた
めに経時的に電解液が蒸発することによる容量劣化があ
り、また高周波特性が悪いなどの欠点があった。
一方、タンタル固体電解コンデンサは電解質として固体
の二酸化マンガンなどを用いることによって容量劣化な
どのアルミニウム電解コンデンサの欠点を克服している
。しかしながら、この固体電解質は硝酸マンガン水溶液
を弁作用金属体に含浸・付着させた後、350°C前後
で硝酸マンガンを熱分解して形成されるが、二酸化マン
ガンの付着量を増加させるために通常数回ないし士数回
の含浸・熱分解の工程を繰返す必要があり、熱分解時に
誘電体としての酸化被膜の損傷が発生したり、あるいは
二酸化マンガン被膜の補修能力が低いなどの欠点があっ
た。
の二酸化マンガンなどを用いることによって容量劣化な
どのアルミニウム電解コンデンサの欠点を克服している
。しかしながら、この固体電解質は硝酸マンガン水溶液
を弁作用金属体に含浸・付着させた後、350°C前後
で硝酸マンガンを熱分解して形成されるが、二酸化マン
ガンの付着量を増加させるために通常数回ないし士数回
の含浸・熱分解の工程を繰返す必要があり、熱分解時に
誘電体としての酸化被膜の損傷が発生したり、あるいは
二酸化マンガン被膜の補修能力が低いなどの欠点があっ
た。
そこでこれらの欠点を改善するため、特開昭58−17
609号公報などに、陽極酸化被膜の補修性が優れ、か
つ電導性の良好な有機固体電解質として、?、7,8.
8−テトラシアノキノジメタン錯塩(以下、TCNQC
N上略称する)を用いたものが提案されている。この特
開昭58−17609号公報には、Nの位置をアルキル
基で置換したイソキノリンとTCNQCN上分解する前
に冷却、固化して固体電解質とすることが開示されてい
る。
609号公報などに、陽極酸化被膜の補修性が優れ、か
つ電導性の良好な有機固体電解質として、?、7,8.
8−テトラシアノキノジメタン錯塩(以下、TCNQC
N上略称する)を用いたものが提案されている。この特
開昭58−17609号公報には、Nの位置をアルキル
基で置換したイソキノリンとTCNQCN上分解する前
に冷却、固化して固体電解質とすることが開示されてい
る。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、このような方法によって形成された固体
電解質層は、前記浸漬後の冷却・固化の際、TCNQC
N上結晶化して誘電体酸化被膜に十分密着しないため、
所期の静電容量が得られないという問題点があった。
電解質層は、前記浸漬後の冷却・固化の際、TCNQC
N上結晶化して誘電体酸化被膜に十分密着しないため、
所期の静電容量が得られないという問題点があった。
また、TCNQCN上熱に対する安定性が不十分なため
高温で溶融状態に保持すると短時間で熱分解を起して電
気絶縁体となる。したがって、前記の含浸処理を極めて
短時間のうちに行なったのち、急冷処理する操作とその
ための複雑な装置が必要となり、製造コストが高く作業
性が悪いという問題点があった。
高温で溶融状態に保持すると短時間で熱分解を起して電
気絶縁体となる。したがって、前記の含浸処理を極めて
短時間のうちに行なったのち、急冷処理する操作とその
ための複雑な装置が必要となり、製造コストが高く作業
性が悪いという問題点があった。
本発明は、前記の問題点を解決して、陽極表面に形成し
た誘電体酸化被膜上にTCNQCN上りなる固体電解質
を含浸する際の作業性を改善するとともに、TCNQC
N上付着率を向上させることにより静電容量の高い固体
電解コンデンサを提供することを目的とするものである
。
た誘電体酸化被膜上にTCNQCN上りなる固体電解質
を含浸する際の作業性を改善するとともに、TCNQC
N上付着率を向上させることにより静電容量の高い固体
電解コンデンサを提供することを目的とするものである
。
[問題点を解決するための手段]
前記の問題点を解決するため本発明は、陽極金属表面に
誘電体酸化被膜を形成し、さらに、この被膜上に固体電
解質層が形成した固体電解コンデンサにおいて、前記固
体電解質層が、ナフタレン、アントラセン、フェナンス
レン、ピレン、アセナフテンおよびアセナフチレン又は
それらの誘導体の群から選ばれた一種もしくは二種以上
の化合物を加熱してなる液体に、テトラシアノキノジメ
タン錯塩を溶解し、冷却・固化したものよりなることを
特徴とする固体電解コンデンサを提供するものである。
誘電体酸化被膜を形成し、さらに、この被膜上に固体電
解質層が形成した固体電解コンデンサにおいて、前記固
体電解質層が、ナフタレン、アントラセン、フェナンス
レン、ピレン、アセナフテンおよびアセナフチレン又は
それらの誘導体の群から選ばれた一種もしくは二種以上
の化合物を加熱してなる液体に、テトラシアノキノジメ
タン錯塩を溶解し、冷却・固化したものよりなることを
特徴とする固体電解コンデンサを提供するものである。
本発明は、TCNQCN上ある種の芳香族又、A
は芳香族類似化合物を添加することにより、TCNQC
N上融点または熱分解温度以下の温度においてTCNQ
CN上液化することができ、しかもこれらの化合物とT
CNQCN上の液化物を冷却・固化したものは電導度が
TCNQCN上比べても高いことに基づいている。
N上融点または熱分解温度以下の温度においてTCNQ
CN上液化することができ、しかもこれらの化合物とT
CNQCN上の液化物を冷却・固化したものは電導度が
TCNQCN上比べても高いことに基づいている。
本発明に用いられる芳香族又は芳香族類似化合物のうち
、好ましいものとしてはナフタレン、アントラセン、フ
ェナンスレン、ピレン、アセナフテン又はアセナフチレ
ンがあげられる。これら化合物には、目的を阻害しない
範囲においてその誘導体も含まれ、たとえば、環を構成
する炭素に結合する水素を低級アルキル基で置換した誘
導体があげられる。そしてこれら化合物は、単独で、ま
たは二種以上混合して好適に用いられる。
、好ましいものとしてはナフタレン、アントラセン、フ
ェナンスレン、ピレン、アセナフテン又はアセナフチレ
ンがあげられる。これら化合物には、目的を阻害しない
範囲においてその誘導体も含まれ、たとえば、環を構成
する炭素に結合する水素を低級アルキル基で置換した誘
導体があげられる。そしてこれら化合物は、単独で、ま
たは二種以上混合して好適に用いられる。
本発明で用いられるテトラシアノキノジメタン錯塩(T
CNQCN上は特に限定されるものではないが、Nの位
置をアルキル基で置換したピリジン、3,4−ベンゾキ
ノリン、5,6−ペンゾキノリン、7.8−ベンゾキノ
リン、ベンゾチアゾール、アクリジン、フェナジン、フ
ェナントリジン、キノリンまたはイソキノリンのTCN
Q錯塩が用いられる。
CNQCN上は特に限定されるものではないが、Nの位
置をアルキル基で置換したピリジン、3,4−ベンゾキ
ノリン、5,6−ペンゾキノリン、7.8−ベンゾキノ
リン、ベンゾチアゾール、アクリジン、フェナジン、フ
ェナントリジン、キノリンまたはイソキノリンのTCN
Q錯塩が用いられる。
本発明による固体電解コンデンサの製造方法は、TCN
Q錯塩1.0重量部に対して、前記の化合物0.5〜3
.0重量部、好ましくは0.1〜2.0重量部を添加し
て混合し、TCNQ錯塩の融点または熱分解温度以下の
温度、たとえば120〜200℃好ましくは150〜2
00°Cまで加熱して前記添加物を液化させることによ
りTCNQM塩を溶解させて溶液とする工程と、この溶
液をコンデンサ素子に含浸させた後、冷却書固化させる
ことによって固体電解質層を形成する工程とよりなって
いる。
Q錯塩1.0重量部に対して、前記の化合物0.5〜3
.0重量部、好ましくは0.1〜2.0重量部を添加し
て混合し、TCNQ錯塩の融点または熱分解温度以下の
温度、たとえば120〜200℃好ましくは150〜2
00°Cまで加熱して前記添加物を液化させることによ
りTCNQM塩を溶解させて溶液とする工程と、この溶
液をコンデンサ素子に含浸させた後、冷却書固化させる
ことによって固体電解質層を形成する工程とよりなって
いる。
[実施例]
以下、実施例および比較例に基づいて本発明を具体的に
説明する。
説明する。
比較例1
特開昭58−191414号公報に開示されているTC
NQ錯塩の中で比抵抗が最小(3,4Ωcm)のN−n
−ブチルイソキノリニウム(TCNQ)2錯塩を用い、
これをアルミニウム缶ケースに充填し、260°Cに保
温しであるホットプレート上にて溶融した。次にあらか
じめ同じ温度に予熱しである捲回型アルミニウム電解コ
ンデンサ素子(定格容量5μF、定格電圧25V)をす
ばやくアルミニウム缶ケースに入れてTCNQ錯塩を含
浸させ10秒間保持した後ケースとともに引き上げて自
然放冷した。次に、開口部をエポキシ樹脂を用いて封口
し固体電解コンデンサに定格電圧を1時間印加してエー
ジングを行なった後の特性を下記に示した。
NQ錯塩の中で比抵抗が最小(3,4Ωcm)のN−n
−ブチルイソキノリニウム(TCNQ)2錯塩を用い、
これをアルミニウム缶ケースに充填し、260°Cに保
温しであるホットプレート上にて溶融した。次にあらか
じめ同じ温度に予熱しである捲回型アルミニウム電解コ
ンデンサ素子(定格容量5μF、定格電圧25V)をす
ばやくアルミニウム缶ケースに入れてTCNQ錯塩を含
浸させ10秒間保持した後ケースとともに引き上げて自
然放冷した。次に、開口部をエポキシ樹脂を用いて封口
し固体電解コンデンサに定格電圧を1時間印加してエー
ジングを行なった後の特性を下記に示した。
静電容量(120Hz ) 3.2μF損
失角の正接(tanδ、120Hz) 0.08等
価直列抵抗(ESR) (100kHz7 0.B1
0漏れ電流(2分後) 0.09μA実施
例1 比較例で用いたN−n−ブチルイソキノリニウム(TC
NQ)2錯塩1重量部にナフタレン1重量部を添加して
混合したものをアルミニウム缶ケースに充填し加熱した
ところ、180°Cで液化した。そこで比較例1と同様
にあらかじめ同じ温度に予熱しであるコンデンサ素子を
アルミニウム缶ケースに入れて含浸し10秒間保持した
後、アルミケースとともに自然放冷した。
失角の正接(tanδ、120Hz) 0.08等
価直列抵抗(ESR) (100kHz7 0.B1
0漏れ電流(2分後) 0.09μA実施
例1 比較例で用いたN−n−ブチルイソキノリニウム(TC
NQ)2錯塩1重量部にナフタレン1重量部を添加して
混合したものをアルミニウム缶ケースに充填し加熱した
ところ、180°Cで液化した。そこで比較例1と同様
にあらかじめ同じ温度に予熱しであるコンデンサ素子を
アルミニウム缶ケースに入れて含浸し10秒間保持した
後、アルミケースとともに自然放冷した。
次に、比較例と同じ条件で樹脂による封口な行なって固
体電解コンデンサを作製した。この固体電解コンデンサ
に定格電圧1時間印加してエージングを行なった後のコ
ンデンサの特性を下記に示した。
体電解コンデンサを作製した。この固体電解コンデンサ
に定格電圧1時間印加してエージングを行なった後のコ
ンデンサの特性を下記に示した。
静電容量(120Hz ) 5.1 μF
損失角の正接(tanδ、 120Hz) 0.0
15等価直列抵抗(ESR)((100kHz)
0.53Ω漏れ電流(2分後) 0.08
μA実施例2〜10 比較例および実施例1で用いたN−n−ブチルイソキノ
リニウム(TCNQ)2錯塩1重量部に対してそれぞれ
第1表に示す添加物を各々1重量部混合し、第1表に示
す含浸温度で実施例1と同じコンデンサ素子に含浸・付
着させ、実施例1と同様にして固体電解コンデンサの作
製およびエージングを行なってコンデンサの特性を第1
表に示した。
損失角の正接(tanδ、 120Hz) 0.0
15等価直列抵抗(ESR)((100kHz)
0.53Ω漏れ電流(2分後) 0.08
μA実施例2〜10 比較例および実施例1で用いたN−n−ブチルイソキノ
リニウム(TCNQ)2錯塩1重量部に対してそれぞれ
第1表に示す添加物を各々1重量部混合し、第1表に示
す含浸温度で実施例1と同じコンデンサ素子に含浸・付
着させ、実施例1と同様にして固体電解コンデンサの作
製およびエージングを行なってコンデンサの特性を第1
表に示した。
第1表
(作用および効果)
比較例においてはtanδ、等価値外抵抗(ESR)、
漏れ電流などの数値は比較的良好であるにも拘らず、静
電容量が3.2〜4.2μFで定格値5μFより遥かに
低い。この理由は明らかではないが、融解したTCNQ
錯塩が冷却中固化する際に針状の結晶となったり体積の
収縮が起ったりすることにより、陽極のエツチングピッ
トの内部で固化したTCNQ錯塩と誘電体被膜またはバ
ルクとTCNQ錯塩との接触が一部分でしか行なわれな
いためと考えられる。
漏れ電流などの数値は比較的良好であるにも拘らず、静
電容量が3.2〜4.2μFで定格値5μFより遥かに
低い。この理由は明らかではないが、融解したTCNQ
錯塩が冷却中固化する際に針状の結晶となったり体積の
収縮が起ったりすることにより、陽極のエツチングピッ
トの内部で固化したTCNQ錯塩と誘電体被膜またはバ
ルクとTCNQ錯塩との接触が一部分でしか行なわれな
いためと考えられる。
これに対して実施例1〜10の本発明による固体電解コ
ンデンサはいずれもほぼ定格の静電容量(4,6〜5.
3)を示している。この理由は明らかではないが、含浸
後の冷却時にTCNQ錯塩の結晶化が妨げられて非晶質
の状態で固化するために、エツチングピット内に残留し
たTCNQ錯塩と酸化被膜との接触が十分に保持される
ものと考えられる。すなわち、本発明によれば、第1表
に示す添加物をTCNQ錯塩に添加することにより、高
価なTCNQ錯塩の使用量を少なくして、コストを低減
するとともにTCNQ錯塩の付着率を向上させ、静電容
量の高い固体電解コンデンサを提供することができる。
ンデンサはいずれもほぼ定格の静電容量(4,6〜5.
3)を示している。この理由は明らかではないが、含浸
後の冷却時にTCNQ錯塩の結晶化が妨げられて非晶質
の状態で固化するために、エツチングピット内に残留し
たTCNQ錯塩と酸化被膜との接触が十分に保持される
ものと考えられる。すなわち、本発明によれば、第1表
に示す添加物をTCNQ錯塩に添加することにより、高
価なTCNQ錯塩の使用量を少なくして、コストを低減
するとともにTCNQ錯塩の付着率を向上させ、静電容
量の高い固体電解コンデンサを提供することができる。
また、本発明においては第1表に示す添加物がTCNQ
錯塩の融点または分解温度以下の温度で溶融し、前記の
添加物がT CN Q!kMを溶解する能力を有するた
め、固体電解質の含浸温度をTCNQ錯塩の溶融温度よ
りも低く設定することができる。したがって、TCNQ
錯塩の熱分解に至るまでの時間を大幅に延長させ、含浸
工程における作業性を著しく改善することができる。た
とえば、N−n−ブチルイソキノリニウム(TCNQ)
2錯塩は融点が約220°Cであり、260°Cにおい
ては70秒前後で分解して絶縁体化するのに対して、本
発明によれば、180°C前後でTCNQ錯塩の液化が
可能であり、この温度では30分以上分解することなく
安定な状態に保持することができるので含浸および冷却
e固化の工程の作業性を著しく改善することができる。
錯塩の融点または分解温度以下の温度で溶融し、前記の
添加物がT CN Q!kMを溶解する能力を有するた
め、固体電解質の含浸温度をTCNQ錯塩の溶融温度よ
りも低く設定することができる。したがって、TCNQ
錯塩の熱分解に至るまでの時間を大幅に延長させ、含浸
工程における作業性を著しく改善することができる。た
とえば、N−n−ブチルイソキノリニウム(TCNQ)
2錯塩は融点が約220°Cであり、260°Cにおい
ては70秒前後で分解して絶縁体化するのに対して、本
発明によれば、180°C前後でTCNQ錯塩の液化が
可能であり、この温度では30分以上分解することなく
安定な状態に保持することができるので含浸および冷却
e固化の工程の作業性を著しく改善することができる。
(発明の効果)
以上説明したように本発明によれば、TCNQ錯塩をそ
の融点または熱分解温度より低い温度で含浸できるよう
にしたことにより、作業性を著しく改善するとともにT
CNQ錯塩の付着率を向上させることができ、静電容量
の高い固体電解コンデンサを得ることができる。
の融点または熱分解温度より低い温度で含浸できるよう
にしたことにより、作業性を著しく改善するとともにT
CNQ錯塩の付着率を向上させることができ、静電容量
の高い固体電解コンデンサを得ることができる。
Claims (2)
- (1)陽極金属表面に誘電体酸化被膜を形成し、さらに
、この被膜上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、ナフタレン、ア
ントラセン、フェナンスレン、ピレン、アセナフテンお
よびアセナフチレン又はそれらの誘導体の群から選ばれ
た一種もしくは二種以上の化合物を加熱してなる液体に
、テトラシアノキノジメタン錯塩を溶解後、冷却固化し
たものからなることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - (2)前記テトラシアノキノジメタン錯塩が、Nの位置
を炭化水素基で置換してなるピリジ ン、ベンゾチアゾール、アクリジン、フェナジン、フェ
ナントリジン、キノリン、イソキノリン、α−ナフトキ
ノリンまたはβ−ナフトキノリンのテトラシアノキノジ
メタン錯塩であ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 |
|---|---|---|---|
| JP3241587A JPS63200514A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3241587A JPS63200514A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 固体電解コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200514A true JPS63200514A (ja) | 1988-08-18 |
Family
ID=12358317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3241587A Pending JPS63200514A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63200514A (ja) |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP3241587A patent/JPS63200514A/ja active Pending
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