【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
この発明は、電解コンデンサの電解液に関する
もので、特にプリント基板に装着後のハロゲン化
炭化水素による基板洗浄の際洗浄液の内部浸入に
よるコンデンサ素子の腐食の抑制に有効な電解液
に関するものである。
電解コンデンサは、アルミニウムなどの弁金属
を電極に用い、この電極表面をエツチングにより
拡面処理し、次にこの表面へ誘電体酸化被膜を陽
極酸化により形成したものを陽極とし、これにセ
パレータ紙を介して陰極を対抗させて配置し、巻
回あるいは積み重ねてコンデンサ素子とし、これ
に 電解液を含浸し、外装ケースに収納し、外装
ケース開口端部を封口材で密封して作られてい
る。
ところで、最近の電解コンデンサはその大半が
プリント基板に取りつけて用いられるが、プリン
ト基板は各種の電子部品を取りつけた後、半田に
含まれたフラツクス分を除去するためにトリクロ
ロエタン、トリクロロトリフロロエタンなどのハ
ロゲン化炭化水素による基板の洗浄が行われる。
ところがこの基板洗浄液には、電解コンデンサに
とつて有害な塩素イオンが含まれており、この洗
浄液がゴム等からなる封口材部分から電解コンデ
ンサの内部に浸入することにより、電極を腐食さ
せ電気特性を著しく損ね、時には完全に機能を失
つてしまう不都合があつた。
従来から、洗浄液に対する種々の対応策が採ら
れており、例えば封口材の外表面に液状の樹脂を
塗布したものがあるが、このような構造のもの
は、樹脂塗布の工程が別に必要となるとともに、
樹脂乾燥に時間がかかり電解コンデンサの製造効
率が極めて悪くなる。また電解コンデンサ自体の
全長も長くなり小型化を妨げることになる。
一方このような構造上の改良とは別に、電解液
に腐食防止剤を添加し、腐食の抑制を行うことも
試みられており、例えば腐食防止剤としてパラニ
トロフエノールや、パラニトロ安息香酸を添加し
たものが知られている。
これらのニトロ化合物が腐食の抑制に効果があ
ることは従来から知られているが、前記パラニト
ロフエノールは、黄色で極めて強い染色性を呈
し、電解コンデンサの外装や作業者の手等が着色
してしまうので、作業性が極めて悪いという欠点
がある。またパラニトロ安息香酸は染色性の問題
はないが、少量添加でも電解液の耐圧即ち火花電
圧が低下するので、中高圧用電解コンデンサの電
解液としてふさわしくない。
この発明は、従来のこのような欠点を改良した
もので、電解液としての他の特性を損なうことな
くしかも優れた耐腐食性を有する電解液を得るこ
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
体とする溶媒中に各種の有機酸、無機酸もしくは
その塩を溶質として溶解してなる電解液に、ｏ―
ニトロアニソールを添加したことを特徴とするも
ので、以下に実施例に基づきこの発明を詳しく説
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、これにアジピン酸アンモニウム、安
息酸アンモニウム、硼酸アンモニウムを各々主溶
質とした三種の系の電解液を用意し、これらの基
本電解液を従来例とし、これらの電解液にｏ―ニ
トロアニソールをそれぞれ添加したものをこの発
明例として準備した。以下にこれら電解液の組成
を示す。また表１にはこれらの電解液にｏ―ニト
ロアニソールを添加したものとの関係を示した。
エチレングリコール―アジピン酸系電解液
〔組成〕 （wt％）
エチレングリコール 88.6
アジピン酸アンモニウム 8.8
水 2.6
エチレングリコール―安息香酸系電解液
〔組成〕 （wt％）
エチレングリコール 92.5
安息香酸アンモニウム 4.6
水 2.9
エチレングリコール―硼酸系電解液
〔組成〕 （wt％）
エチレングリコール 67
硼酸 16.5
五硼酸アンモニウム 16.5
The present invention relates to an electrolytic solution for electrolytic capacitors, and more particularly to an electrolytic solution that is effective in suppressing corrosion of capacitor elements due to internal penetration of the cleaning solution when cleaning the board with halogenated hydrocarbon after mounting on a printed circuit board. Electrolytic capacitors use a valve metal such as aluminum as an electrode, the surface of this electrode is enlarged by etching, a dielectric oxide film is then formed on this surface by anodization, and this is used as an anode, and separator paper is attached to this. The capacitor element is made by arranging cathodes facing each other through the capacitor, winding or stacking them to form a capacitor element, impregnating this with electrolyte, storing it in an outer case, and sealing the open end of the outer case with a sealing material. By the way, most modern electrolytic capacitors are used by being attached to printed circuit boards, and after various electronic components are attached to printed circuit boards, trichloroethane, trichlorotrifluoroethane, etc. are used to remove the flux contained in the solder. The substrate is cleaned with a halogenated hydrocarbon.
However, this board cleaning solution contains chlorine ions that are harmful to electrolytic capacitors, and when this cleaning solution enters the inside of the electrolytic capacitor through the sealing material made of rubber etc., it corrodes the electrodes and deteriorates the electrical characteristics. There were inconveniences that caused significant damage and, in some cases, complete loss of functionality. Conventionally, various measures have been taken to deal with cleaning fluids, such as applying liquid resin to the outer surface of the sealant, but with this type of structure, a separate resin application process is required. With,
It takes a long time to dry the resin, and the manufacturing efficiency of electrolytic capacitors becomes extremely poor. Furthermore, the overall length of the electrolytic capacitor itself becomes long, which impedes miniaturization. On the other hand, apart from such structural improvements, attempts have also been made to suppress corrosion by adding corrosion inhibitors to the electrolyte. For example, para-nitrophenol and para-nitrobenzoic acid have been added as corrosion inhibitors. something is known. It has long been known that these nitro compounds are effective in suppressing corrosion, but the paranitrophenol exhibits extremely strong yellow staining and can stain the exterior of electrolytic capacitors and workers' hands. This has the disadvantage of extremely poor workability. Although paranitrobenzoic acid does not have any dyeing problems, even a small amount of paranitrobenzoic acid reduces the withstand voltage of the electrolytic solution, that is, the spark voltage, so it is not suitable as an electrolytic solution for medium-high voltage electrolytic capacitors. The present invention has been made to improve upon these conventional drawbacks, and aims to provide an electrolytic solution that has excellent corrosion resistance without impairing other properties of the electrolytic solution. The electrolytic solution of this invention is obtained by dissolving various organic acids, inorganic acids, or their salts as solutes in a solvent mainly composed of ethylene glycol.
This invention is characterized by the addition of nitroanisole, and the invention will be explained in detail below based on Examples. First, three types of basic electrolytes were prepared using ethylene glycol as a solvent and ammonium adipate, ammonium benzoate, and ammonium borate as main solutes, and these basic electrolytes were used as conventional examples. , o-nitroanisole was added to each of these electrolytes to prepare an example of the present invention. The compositions of these electrolytes are shown below. Table 1 also shows the relationship between these electrolytes and those to which o-nitroanisole was added. Ethylene glycol-adipic acid electrolyte [Composition] (wt%) Ethylene glycol 88.6 Ammonium adipate 8.8 Water 2.6 Ethylene glycol-benzoic acid electrolyte [Composition] (wt%) Ethylene glycol 92.5 Ammonium benzoate 4.6 Water 2.9 Ethylene glycol -Boric acid electrolyte [Composition] (wt%) Ethylene glycol 67 Boric acid 16.5 Ammonium pentaborate 16.5
【表】
次に各々の電解液を用いて電解コンデンサを製
作し、これらの電解コンデンサを基板洗浄剤であ
るトリクロロトリフロロエタン中に浸漬し、超音
波洗浄を５分間行つた後、高温負荷試験を行い腐
食の発生状況を調べた。この結果を表２に示す。[Table] Next, electrolytic capacitors were manufactured using each electrolyte, and these electrolytic capacitors were immersed in trichlorotrifluoroethane, a substrate cleaning agent, and ultrasonically cleaned for 5 minutes, followed by a high temperature load test. was conducted to investigate the occurrence of corrosion. The results are shown in Table 2.
【表】
この結果から明らかなように、この発明のｏ―
ニトロアニソールを添加した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を
受けた後、高温による長時間の負荷試験の後も腐
食の発生は全くみられず優れた腐食抑制効果を示
していることがわかる。これに対し、添加を全く
行つていない従来例では全数で腐食が発生してい
る。
次に、ｏ―ニトロアニソールの添加濃度と電解
液の特性との関係を調べた。第３図はエチレング
リコール―安息香酸系の電解液にｏ―ニトロアニ
ソールを添加したときの添加濃度と火花電圧との
関係をあらわしたものである。[Table] As is clear from this result, o-
An electrolytic capacitor using an electrolytic solution containing nitroanisole showed excellent corrosion inhibition effects, with no corrosion observed even after long-term load tests at high temperatures after cleaning with halogenated hydrocarbons. You can see that On the other hand, in the conventional example in which no additives were added, corrosion occurred in all the samples. Next, the relationship between the concentration of o-nitroanisole added and the properties of the electrolyte was investigated. FIG. 3 shows the relationship between the concentration and spark voltage when o-nitroanisole is added to an ethylene glycol-benzoic acid electrolyte.
【表】
この結果からも明らかなように、その溶解範囲
内における電解液の火花電圧の変化が殆どみられ
ず、基本電解液が有している特性を損なうことが
ないことがわかる。
従来の添加剤は、添加量を増やすことにより腐
食抑制効果は増大するものの、それとともに、火
花電圧の低下を招く欠点があつたが、この発明で
は上述とおり特性に変化がない。
以上述べたように、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
浄に対して優れた腐食防止効果を有する。そして
従来のように、電解コンデンサの封口部に樹脂塗
布をする必要がないので生産性が向上する。しか
も、着色力も少ないので製造中の取扱いも容易で
ある。
また、この発明で用いたｏ―ニトロアニソール
は、他のニトロ化合物に比べ、添加による電解液
の他の特性を低下させる虞も殆どない。特に火花
電圧が低下しないので定格電圧の高い電解コンデ
ンサ用として用いることができる。
さらに、ｏ―ニトロアニソールは、染料の中間
体として一般に広く使用されているので非常に安
価でもある。また、ｏ―ニトロアニソール自体に
は水素ガス吸収効果があり、電解コンデンサ使用
中に内部から発生する水素ガスを吸収するので、
電解コンデンサの開弁事故を防止し、静電容量変
化の防止や損失の増大を防ぐ効果もある。
このように、この発明の電解液は優れた腐食抑
制効果を示すとともに、他の特性を損なうことも
ないので優れた特性の電解コンデンサを得ること
ができる。[Table] As is clear from this result, there is almost no change in the spark voltage of the electrolyte within its dissolution range, indicating that the characteristics of the basic electrolyte are not impaired. Although the corrosion inhibiting effect of conventional additives increases by increasing the amount added, they also have the drawback of causing a decrease in spark voltage, but in the present invention, there is no change in the characteristics as described above. As described above, the electrolytic capacitor using the electrolyte of the present invention has an excellent corrosion prevention effect when washed with halogenated hydrocarbons. In addition, there is no need to apply resin to the sealing part of the electrolytic capacitor as in the past, improving productivity. Moreover, since it has little tinting power, it is easy to handle during production. Further, the o-nitroanisole used in the present invention has almost no possibility of degrading other properties of the electrolytic solution when added, compared to other nitro compounds. In particular, since the spark voltage does not drop, it can be used for electrolytic capacitors with high rated voltages. Furthermore, o-nitroanisole is generally widely used as an intermediate for dyes and is therefore very inexpensive. In addition, o-nitroanisole itself has a hydrogen gas absorption effect, and absorbs the hydrogen gas generated from inside the electrolytic capacitor when it is in use.
It also has the effect of preventing valve opening accidents in electrolytic capacitors, preventing changes in capacitance, and preventing increases in loss. As described above, the electrolytic solution of the present invention exhibits an excellent corrosion inhibiting effect and does not impair other properties, making it possible to obtain an electrolytic capacitor with excellent properties.