전해 캐패시터 document_id A220623107872

전해 캐패시터는 알루미늄, 탄탈륨, 또는 니오븀 등의 소위, 밸브 금속을 전극으로서 사용하고 애노드 산화를 통해서 형성된 산화막층을 유전체로서 포함하는 캐패시터를 나타낸다. 알루미늄 전해 캐패시터는 도 1 및 도 2에 나타내어진 구조를 갖는 것이 일반적이다. 캐패시터 소자(6)는 세퍼레이터(3)를 통하여 각각 에칭 처리 및 산화막 형성 처리가 행해진 애노드 호일(1) 및 캐소드 호일(2)을 권취함으로써 형성된다. 이어서, 상기 캐패시터 소자는 전해액으로 함침되고, 일단이 폐쇄된 실린더형 외부 케이스(8)에 포함된다. 이어서, 애노드 인출 리드 및 캐소드 인출 리드(4, 5)는 탄성 밀봉체(7) 상에 형성된 관통홀을 통해서 삽입되어 인출된다. 탄성을 갖는 재료로 형성된 상기 밀봉체(탄성 밀봉체)(7)는 상기 외부 케이스의 개구단에 부착되어 드로잉에 의해서 밀봉된 구조를 제공한다. 다른 알루미늄 전해 캐패시터는 도 3 및 도 4에 나타내어진 구조를 갖는다. 상기 캐패시터 소자(6)는 세퍼레이터(3)를 통하여 각각 에칭 처리 및 산화막 형성 처리가 행해진 상기 애노드 호일(1) 및 상기 캐소드 호일(2)을 권취함으로써 형성된다. 이어서, 상기 캐패시터 소자는 전해액으로 함침되고, 일단이 폐쇄된 실린더형 외부 케이스(8)에 포함된다. 밀봉체(9)는 상기 외부 케이스(8)의 개구단에 부착되어 드로잉에 의해서 밀봉된 구조를 제공한다. 상기 알루미늄 전해 캐패시터는 상기 외부 케이스(8)에 상기 캐패시터 소자(6)를 고정하기 위한 소자 고정제(17)를 포함하여도 좋다. 애노드 단자(13) 및 캐소드 단자(14)는 상기 밀봉체(9)의 외부 단면 상에 형성되고, 애노드 내부 단자(15) 및 캐소드 내부 단자(16)로서 상기 단자(13, 14)의 하부단은 각각 상기 캐패시터 소자(6)로부터 인출되는 애노드 탭 단자(11) 및 캐소드 탭 단자(12)에 전기적으로 연결된다. 사용되는 상기 애노드 탭 단자(11)는 산화막 형성 처리가 행해지지만, 사용되는 상기 캐소드 탭 단자(12)는 산화막 형성 처리가 행해지지 않는다. 상기 탭 단자(11, 12)는 각각 표면 가공이 행해지지 않은 알루미늄 호일을 사용한다. 전자 부품의 소형화와 박형화 및 고밀도면 장착 기술의 발달에 따라서, 칩 형태가 알루미늄 전해 캐패시터에 요구되어 왔고, 칩형 알루미늄 전해 캐패시터가 도 5에 나타내어진 구조를 갖는다. 상기 캐패시터 소자(6)는 세퍼레이터를 통하여 각각 에칭 처리 및 산화막 형성 처리가 행해진 애노드 호일 및 캐소드 호일을 권취함으로써 형성된다. 이어서, 상기 캐패시터 소자는 전해액으로 함침되고, 일단이 폐쇄된 실린더형 외부 케이스(8)에 포함된다. 개구단은 탄성 밀봉체(7)를 사용함으로써 밀봉되어 알루미늄 전해 캐패시터를 형성한다. 상기 알루미늄 전해 캐패시터는 리드 단자(18)의 인출 단면과 직접 접촉하도록 배열되고, 상기 리드 단자(18)를 통과하게 하는 관통홀을 구비하는 절연 시트(19)가 부착되어 기판에 안정하게 부착된 구조를 형성한다. 상기 알루미늄 전해 캐패시터는 각각 애노드 호일과 캐소드 호일 사이에 전해액으로 함침된 세퍼레이터를 포함한다. 상기 전해액은 실제 캐소드로서 기능하고, 산화막 형성성을 갖는 상기 전해액은 전기적 스트레스, 기계적 스트레스 등으로 인하여 절연 파괴된 산화막을 복구하는 특성을 갖는다. 따라서, 상기 전해액은 상기 알루미늄 전해 캐패시터의 특성에 큰 효과를 제공하는 중요한 성분이다. 종래, 높은 전기 전도도를 갖고, 용매로서 γ-부티로락톤을 주로 함유하고, 용질로서 프탈산 또는 말레산 등의 카르복실산의 테트라알킬 4급 암모늄염을 함유하는 고주파수 영역에서 낮은 임피던스를 갖는 알루미늄 전해 캐패시터에 사용되는 전해액이 공지되어 있다(예를 들면, JP-A-62-145713 참조). 그러나, 상기 4급 암모늄염계 전해액은 그 염기 성분이 캐소드 밀봉부로부터 누설될 수도 있으므로 낮은 신뢰도를 갖는다. 이러한 누설 문제를 회피하고 전해 캐패시터에 요구된 낮은 임피던스를 만족시키기 위해서, 전해질로서 알킬치환 아미딘기를 갖는 화합물의 4급 카르복실산염을 함유하는 소위, 아미딘계 전해액이라는 것이 공지되어 있다(예를 들면, WO95/15572 참조). 상기 아미딘계 전해액은 상기 전해액의 누설을 억제하는 우수한 효과를 갖지만, 테트라알킬 4급 암모늄염의 전기 전도도와 동등한 전기 전도도를 갖는다. 일반적으로, 상기 아미딘계 전해액은 약 50V의 내전압을 갖고, 35V 이하의 정격 전압을 갖는 알루미늄 전해 캐패시터에만 사용될 수 있다. 50V 이상의 정격 전압을 갖는 알루미늄 전해 캐패시터에 사용되기 위해서, 상기 아미딘계 전해액은 용질 농도를 감소시켜야 하고, 전기 전도도를 현저하게 감소시켜야 한다. 최근, 전자 기기의 소형화, 성능의 향상, 및 사용 온도의 증가에 따라서, 알루미늄 전해 캐패시터는 낮은 에너지 손실, 넓은 온도 범위에서의 양호한 임피던스 특성, 높은 내전압 특성, 및 긴 수명 특성을 만족하도록 요구된다. 그러나, 이러한 특성을 만족하는 알루미늄 전해 캐패시터는 실현되지 않고 있다. 상술의 환경 하에 있어서, 알루미늄 전해 캐패시터에 사용되는 전해액의 전해질로서 높은 내전압 및 높은 전기 전도도를 갖는 화합물이 요구된다. 실온에서 액체인 이온성 액체는 높은 전기 전도도를 갖고, 따라서, 대개 전해질로서 효과적으로 사용된다. 그러나, 테트라플루오로붕산 음이온, 비스(트리플루오로메탄 술포닐)이미드 음이온 등의 이미다졸리움염 또는 피리디늄염은 불소 이온을 함유한다. 따라서, 이러한 이미다졸리움염 또는 피리디늄염은 전극의 부식 등의 문제를 갖고, 상기 알루미늄 전해 캐패시터에 사용되는 화합물이 아니다. 비불소계 이온액으로서 N-알킬-N-메틸 피롤리듐 또는 1-알킬-3-메틸 이미다졸리움의 디시아노아미드염의 열적 특성, 점도, 및 정성적 전기 안정성이 연구되고 있고, 이러한 디시아노아미드염이 낮은 점도를 갖는 이온성 액체(실온 용융염)로서 효과적이다는 것이 기재되어 있다(예를 들면, Douglas R. MacFarlane et al., Chem. Commun., 2001, p.1430~1431 및 US2004/0002002 참조). 상기 문헌은 디시아노아미드 이온 등의 시아노기를 갖는 음이온을 함유하는 전해액을 리튬 2차 전지 등의 전기 화학적 장치의 전해액 재료에 적용하는 기술을 기재한다.