JPS61174712A - 固体電解コンデンサ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリジエチニレンベンゼンの熱処理物を固体
電解質として用いた性能の良好な固体電解コンデンサに
関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

従来の固体電解コンデンサ、例えばアルミニウム電解コ
ンデンサは、エツチング処理した比表面積の大きい多孔
質アルミニウム箔の上に誘電体である酸化アルミニウム
層を設け、陰極箔どの間の電解紙に液状の電解液を含浸
させた構造からなっているが、この電解液が液状である
ことは液漏れ等の問題を惹起し好ましいものではなく、
従って、この電導層を固体電解質で代替する試みがなさ
れている。それらの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、タンタルなどの皮膜形成金属
に固体電解質を付着した構造を有したものであり、この
種の固体コンデンサの固体電解質には主に硝酸マンガン
の熱分解により形成される二酸化マンガンが用いられて
いる。しかし、この熱分解の際に要する高熱と発生する
ＮｏＸガスの酸化作用などによって、誘電体であるアル
ミニウム、タンタルなどの金属酸化皮膜の損傷があり、
そのため耐電圧は低下し、漏れ電流が大きくなり、誘電
特性を劣化させるなど極めて大きな欠点がある。また、
再化成という工程も必要である。

これらの欠点を補うため、高熱を付加せずに固体電解質
層を形成する方法、つまり高電導性の有機半導体材料を
固体電解質とする方法が試みられている。その例として
は、特開昭５２−７９２５５号公報に記載されている？
、７，８，８．−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ
）錯塩を含む電導性高重合体組成物を固体電解質として
含む固体電解コンデンサ、特開昭５８−１７１３０９号
公報に記載されているＮ−ｎ−プロピルインキノリンと
７．７，８，８．−テトラシアノキノジメタンからなる
錯塩を固体電解質として含む固体電解コンデンサが知ら
れている。これらＴＣＮＱＣＮ化合物は、陽極酸化皮膜
との付着性に劣り、電導度も１０　〜１０　３＊ｃｍ−
’と不十分であるため、コンデンサの容量値は小さく、
誘電損失も大きい。

また熱的経時的な安定性も劣り信頼性が低い。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、上述した従来の欠点を解決し、電導度
が高く、誘電体皮膜との付着性のよい有機半導体を固体
電解質に用いた固体電解コンデンサを提供することにあ
る。

この目的は、固体電解質としてボリジエチニレンベンゼ
ンの熱処理物を用いることにより達成されることを見出
した。

本発明の固体電解コンデンサに用いられる電解質は、ボ
リジエチニレンベンゼンの熱処理物である。ここでいう
ポリジエチニレンベンゼンとは、ボリーバラジエチニレ
ンベンゼン、ボリーメタジエチニレンベンゼンおよびこ
れらの混合物のことであり、たとえばＪＯＵＲＮＡＬ　
ｏｆ　ＰＯＬＹＭＥＲ５ＣＩＥＮＣＥＰＡＲＴ　Ａ−１
，ＶＯＬ７（１９１３９年）　ｃ７）１８２５頁ニ記載
サレテする方法によって製造すること力５できる。

ボリジエチニレンベンゼンの熱処理物は、一般に溶媒に
溶解させることが困難であるため、本発明においては、
ポリジエチニレンベンゼンの８処理前に、ポリジエチニ
レンベンゼンを適当な溶媒、たとえば熱ニトロベンゼン
に溶かし、誘電体薄層に充分浸み込ませた後、溶媒を除
去してから熱処理することが好ましい。

本発明における熱処理温度は、１００℃以上誘電体薄層
の融点以下である。また、熱処理における昇温速度は、
均一に熱伝導できる０、０１’Ｑ／分から１００℃／分
の間が好ましい、さらに、熱処理時間は、数時間から数
日の間であり、不活性ガス中で行なうことが好ましい。

かくして得られるポリジエチニレンベンゼンの熱処理物
は、それ自体ｌ０−２〜１０’Ｓ／ｃ■の電導性を示す
。

本発明における固体コンデンサの陽極には、アルニミウ
ム、タンタル、ニオブ等の金属箔、またはそれらの金属
粉の焼結体が用いられる。金属箔の場合には１表面をエ
ツチングして細孔をもたせる。金属箔または焼結体は、
例えばホウ酸アンモニウムの液中で電極酸化され、金属
箔または焼結体の上に誘電体の薄層が形成される。

本発明におけるボリジエチニレンベンゼンは、この誘電
体の薄層と接触し、一部が細孔の中まで進入しその後、
熱処理される。

図に１本発明の一具体例である固体電解コンデンサで金
属箔を使用した場合の概略を示した。

〔発明の効果〕

本発明により得られる固体電界コンデンサは、従来の無
機酸化半導体や有機半導体を用いた固体電解コンデンサ
に比して、容量、誘電損失゛、経時安定性において著し
く優れた性能を有している。

また、本発明の固体電解コンデンサは、従来公知の固体
電解コンデンサに比較して下記の利点を有している。

■　それほどの高温加熱することなしに電解質層を形成
できるので陽極の酸化被膜の損傷がなく、補修のための
陽極酸化（再化成）を行なう必要がない、そのため、定
格電圧を従来の数倍にでき、同容量、同定格電圧のコン
デンサを得るのに、形状を小型化できる。

■　漏れ電流が小さい。

■　高耐圧のコンデンサを作製できる。

■　電解質の電導度が１０　〜１０２Ｓ−Ｃ１１−１と
十分に高いため、グラファイトなどの導電層を設ける必
要がない、そのため工程が簡略化され、コスト的にも有
利となる。

〔実施例〕

以下、実施例および比較例をあげて、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例１ 厚さ　１００ｐ腸のアルミニウム箔（純度１１９．９９
％）を陽極とし、直流、交流を交互使用して、箔の表面
を電気化学的にニー７チングして平均細孔径が２１で、
比表面積が１２ｍ２／ｇの多孔質アルミニウム箔とした
０次いで、このエツチング処理したアルミニウム箔をホ
ウ酸アンモニウムの液中に浸漬し、液中で電気化学的に
アルミニウム箔の上に誘電体の薄層を形成した。

一方、ボリジエチニレンベンゼン２ｇ　を８ニトロベン
ゼン溶液Ｑｍ見に溶かし、前記誘導体薄層に塗布した。

減圧脱気を繰り返し、充分細孔まで溶液を満たした後、
ニトロベンゼンをドライアップした０次いで、窒素雰囲
気下で５℃／分の昇温速度で温度を２２０℃まで上げ、
この温度で２０時間維持した。誘電体薄層に塗布する前
のボリジエチニレンベンゼンを同様な方法で熱処理する
と得られた熱処理物の電導度は４．５Ｘ　１Ｏ−２Ｓ／
　ｃｍであった。陰極にアルミニウム箔を使用し、樹脂
封口して、ポリジエチニレンベンゼンの熱処理物を固体
電解質とした固体電解コンデンサを作成した。

比較例１ 実施例１と同じ誘電体層を有するアルミニウム箔を使用
し、従来の二酸化マンガンを固体電解質とし、陰極をア
ルミニウム箔とした固体電解コンデンサを作成した。

実施ｇ４２ タンタル粉末の焼結体をリン酸水溶液中で陽極酸化して
、焼結体の上に誘電体皮膜を形成させた後、タンタル素
子をボリジェチニレンベンゼンのニトロベンゼン溶液に
浸漬し、乾燥させた。この浸漬乾燥の操作を３回繰り返
した後、窒素雰囲気下で５℃／分の昇温速度で温度を２
２０℃まで上げ、この温度で２０時間維持した。室温に
戻した後、銀ケースで囲って陰極とし、陽極とのつなぎ
部を樹脂封口して、固体電解コンデンサを作成した。

比較例２ 従来の二酸化マンガン固体電解質からなるタンタル粉末
焼結体を使用した固体電解コンデンサを作成した。

以上の実施例および比較例の固体電解コンデンサの特性
を比較したものを表にしめした。

表から明らかなように、本発明により電導性高分子化合
物を電解質とする固体電解コンデンサは、従来の二酸化
マンガンを電解質とする固体電解コンデンサに比して、
誘電損失漏れ電流が小さく、定格電圧が高く、高耐電圧
の固体電解コンデンサを作成することができる。また、
本発明による固体電解コンデンサの容量×定格電圧の値
は、二酸化マンガンを用いた固体電解コンデンサに比し
て、大きく、同じ形状ならば大容量を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明による固体電解コンデンサの一具体例を示
す断面図である。 １・・・陽極リード線、２・・・陽極、３・・・酸化皮
膜、４・・・陰極、５・・・陰極リード線、６・・・ポ
リジェチニレンベンゼンの熱処理物、７・・・樹脂。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリジエチニレンベンゼンの熱処理物を固体電解質とす
   ることを特徴とする固体電解コンデンサ。