JP2002299182A

JP2002299182A - アルミ固体電解コンデンサおよびその製造方法

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Publication number: JP2002299182A
Application number: JP2001105455A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Nakanishi; 和明中西; Mitsuhisa Yoshimura; 満久吉村; Yoshihiro Watanabe; 善博渡辺; Ryoichi Shimatani; 涼一島谷; Kazuko Hasegawa; 和子長谷川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-11

Abstract

(57)【要約】【課題】陽極箔の静電容量引き出し率を高くし、静電
容量およびＥＳＲ特性に優れたアルミ固体電解コンデン
サおよびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】アルミニウム箔の両面から厚さ方向に形
成されたメインピットの途中および末端から枝状に伸び
るように形成されたサブピットの表面に誘電体酸化皮膜
層９を形成した陽極箔１と、エッチングされたアルミニ
ウム箔の陰極箔２と、樹脂を主体とする不織布のセパレ
ータ３とからなるコンデンサ素子１０を有し、このコン
デンサ素子１０が上記陽極箔１と陰極箔２をセパレータ
３を介して巻回され、かつ陽極箔１と陰極箔２との間に
導電性高分子の固体電解質層４が形成された構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は導電性高分子を固体
電解質層として用いたアルミ固体電解コンデンサおよび
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の高周波化に伴って、電子部品
であるアルミ電解コンデンサにおいても高周波領域での
インピーダンス特性に優れた大容量のアルミ電解コンデ
ンサが求められてきている。最近では、この高周波領域
のインピーダンス低減のために、電気伝導度の高い導電
性高分子を電解質に用いたアルミ固体電解コンデンサが
検討されてきており、また大容量化の要求に対しては電
極箔を積層させる場合と比較して、構造的に大容量化が
容易な巻回形（陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを
介して巻回した構造のもの）による導電性高分子の固体
電解質層を用いたアルミ固体電解コンデンサが製品化さ
れてきている。

【０００３】この巻回形のアルミ固体電解コンデンサに
おいて、その静電容量を高める或いは小型化を図るには
陽極箔の実効表面積の拡大が必要不可欠になっており、
その陽極箔の実効表面積を拡大させる技術の開発が盛ん
に行われている。

【０００４】上記陽極箔の実効表面積を拡大する技術
は、８０〜１００μｍのアルミニウム箔を用いて、この
アルミニウム箔を塩酸を主成分とする水溶液に浸漬し、
交流電流を印加してエッチング処理する工程を数回繰り
返し行うことにより実効表面積の拡大を図っており、そ
のエッチング処理する工程における電解液の組成および
交流電流を印加する条件を工夫・改善して行われてい
る。

【０００５】一方、導電性高分子の固体電解質層の形成
方法についてこれまで多くの発明がなされており、一般
的には導電性高分子のモノマー溶液と酸化剤溶液で交互
に電解重合または化学重合して固体電解質層を形成する
か、導電性高分子のモノマー溶液と酸化剤溶液の混合溶
液で電解重合または化学重合して固体電解質層を形成し
ている。ここで用いられる導電性高分子のモノマーとし
てはピロール、チオフェン、エチレンジオキシチオフェ
ン、アニリンまたはその誘導体であり、酸化剤溶液とし
てはｐ−トルエンスルホン酸第二鉄塩、ドデシルベンゼ
ンスルホン酸第二鉄塩、ナフタレンスルホン酸第二鉄
塩、トリイソプロピルナフタレンスルホン酸第二鉄塩や
長鎖脂肪族スルホン酸等の第二鉄塩を含有したアルコー
ル（メタノール、エタノール、イソプロピルアルコー
ル、ｎ−ブタノール、エチレングリコール等）溶液が用
いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記巻回
形のアルミ固体電解コンデンサにおいて、導電性高分子
の固体電解質層を巻回形のコンデンサ素子の内部に均一
かつ十分に含浸させることが難しいため、静電容量が低
く、等価直列抵抗（以下、ＥＳＲと記す）の値が高いと
いう課題を有していた。

【０００７】この課題の原因の１つには、上記陽極箔の
実効表面積を拡大する技術において、交流電流を印加し
てアルミニウム箔をエッチング処理すると、平均細孔径
が約０．１〜０．２μｍの海綿状のピットが得られる。
このようなピットの表面に導電性高分子の固体電解質層
を形成しようとすると、導電性高分子が海綿状のピット
の奥深くまで入り込むことができず、アルミニウム箔の
実効表面積と等価の静電容量を得ることができないとい
う問題がある。特に、アルミニウム箔の実効表面積の拡
大を大きくしようとすると、得られるピット径はさらに
小さくなるので、これに固体電解質層を形成しようとす
ると、導電性高分子が海綿状のピットの奥深くまで入り
込みにくくなり、その結果として、静電容量引き出し率
を高くすることができず、ＥＳＲも高くなるという問題
がある。

【０００８】上記課題の他の原因として、導電性高分子
の固体電解質層の形成方法に問題があり、特にエチレン
ジオキシチオフェンを重合してなるポリエチレンジオキ
シチオフェンにおいては、種々の酸化剤条件（より具体
的には酸化剤溶液ロット間での差異）や重合条件の微妙
な変化、さらには酸化剤溶液を調合してから導電性高分
子のモノマーを重合するまでの経過時間等によって、電
気特性のバラツキ（特に導電性高分子の誘電体酸化皮膜
層上への被覆率により決定される静電容量のバラツキや
導電性高分子の充填率により決定される高周波領域での
インピーダンスのバラツキ）が大きくなっていた。

【０００９】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、静電容量およびＥＳＲの特性に優れ、高周波領域で
のインピーダンスのバラツキの少ないアルミ固体電解コ
ンデンサおよびその製造方法を提供することを目的とす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載の発明は、両面から厚さ方向
に形成されたメインピットの途中および末端から枝状に
伸びるように形成されたサブピットを有するアルミニウ
ム箔の表面に誘電体酸化皮膜層が形成された陽極箔とア
ルミニウム箔をエッチングした陰極箔をその間に樹脂を
主体とする不織布のセパレータを介して巻回されたコン
デンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極箔と陰極箔と
の間に形成された導電性高分子の固体電解質層からなる
ものであり、この構成により、固体電解質層をピットの
最先端まで形成することができるので、静電容量引き出
し率が高くなり、静電容量およびＥＳＲの特性に優れた
アルミ固体電解コンデンサを得ることができるという作
用を有する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、サブピットがメインピットよりも短い
ピットとしたものであり、この構成により、サブピット
の最先端まで有効利用することができるという作用を有
する。

【００１２】なお、上記サブピットの長さをメインピッ
トの長さよりも長くすると折れ易くなり、全てのサブピ
ットを有効利用することができなくなる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、アルミニウム箔の結晶方位率（１００
面）が９０％以上としたものであり、この構成により、
アルミニウム箔にメインピットおよびサブピットを規則
的に無数に形成することができるという作用を有する。

【００１４】なお、結晶方位率が９０％未満ではメイン
ピットおよびサブピットの数が少なくなるので好ましく
ない。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、固体電解質層がポリアニリン、ポリピ
ロール、ポリチオフェンの少なくとも１種の層からなる
ものであり、この構成により、導電性の高い固体電解質
層を得ることができるという作用を有する。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、樹脂を主体とする不織布がスパンボン
ド法により製造されたポリエチレンテレフタレートを含
有する不織布であり、請求項６に記載の発明は、請求項
１に記載の発明において、樹脂を主体とする不織布が湿
式法により製造されたポリエチレンテレフタレートおよ
び／またはポリブチレンテレフタレートを含有する不織
布であり、これらの構成により、不織布と固体電解質層
との密着性・接着性が極めて良く、高周波領域でのイン
ピーダンスのバラツキをより小さくすることができると
いう作用を有する。

【００１７】なお、スパンボンド法により製造された不
織布は、メルトブロー法やトウ開繊法により作製した不
織布と比較して１本の繊維長が長いため、同じ厚み、秤
量で比較した場合、引っ張り強度が強くなり、コンデン
サ素子の巻回時にセパレータ切れの頻度が少なくなり、
ショート発生率も少なくなるので好ましい。最も好まし
くは、スパンボンド法により製造されたポリエチレンテ
レフタレートを含有する不織布であり、これは、樹脂の
中でもとりわけポリエチレンテレフタレートを含有する
樹脂と導電性高分子のポリエチレンジオキシチオフェン
類との密着性・接着性が極めて強いため、他の樹脂セパ
レータ／導電性高分子の固体電解質層から成る組み合わ
せのものと比較して、高周波領域でのインピーダンスを
低くすることができ、そのバラツキもより一層小さくす
ることができる。

【００１８】また、湿式法により製造されたポリエチレ
ンテレフタレートおよび／またはポリブチレンテレフタ
レートを含有する不織布は、その他の樹脂を主体とする
湿式法により得られる不織布と異なり、同じ厚み、同じ
秤量で比較して繊維自身の引っ張り強度を強くできるの
で、コンデンサ素子の巻回時におけるセパレータ切れの
頻度が少なくなり、ショート発生率も低減することがで
きる。

【００１９】上記湿式法により製造されたポリエチレン
テレフタレートおよび／またはポリブチレンテレフタレ
ートを含有する不織布以外に、ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂および／またはポリブチレンテレフタレート樹
脂と、ビニロン系繊維、ナイロン系繊維、レーヨン系繊
維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、トリメチ
ルペンテン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、セ
ルロイド（または硝酸化したセルロース）繊維、マニラ
麻繊維に代表されるセルロース類の少なくとも１種を湿
式法により得られる混抄不織布などを用いることができ
る。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、陰極箔がエッチングされたアルミニウ
ム箔の表面に１０Ｖ以下の耐電圧を有する誘電体酸化皮
膜層を形成したものであり、この構成により、陰極箔に
形成された誘電体酸化皮膜層が重合溶液（より具体的に
は水やアルコール等の水素結合性を有する溶剤を多量に
含む溶液）との濡れ性を良くすることができるので、陰
極箔の近傍に存在する重合溶液の量が従来と同じであっ
ても、生成する導電性高分子の固体電解質の陰極箔への
被覆性が著しく高められるために、静電容量引き出し率
が高まり、その結果、陽極箔から引き出された静電容量
との合成直列容量も大きくなり、大容量のアルミ固体電
解コンデンサを得ることができるという作用を有する。

【００２１】なお、陰極箔の表面の耐電圧が１０Ｖを超
えると陰極箔自身の実質的な容量（溶液の中で測定され
る電極箔自身の静電容量）が低下するので大容量のアル
ミ固体電解コンデンサを構成することはむしろ難しくな
る。

【００２２】請求項８に記載の発明は、アルミニウム箔
の両面から厚さ方向にメインピットと、このメインピッ
トの途中および末端から枝状に伸びるサブピットを形成
し、この表面に化成処理により誘電体酸化皮膜層を形成
して陽極箔を作製した後、この陽極箔と電気化学的にエ
ッチング処理したアルミニウム箔からなる陰極箔をその
間に樹脂を主体とする不織布のセパレータを介して巻回
することによりコンデンサ素子を作製し、このコンデン
サ素子の陽極箔と陰極箔との間に導電性高分子の固体電
解質層を形成する製造方法としたものであり、この方法
により、固体電解質層をピットの最先端まで形成するこ
とができ、静電容量およびＥＳＲの特性に優れたアルミ
固体電解コンデンサを安定して得ることができるという
作用を有する。

【００２３】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の発明において、陽極箔が塩酸と硫酸および／または硝
酸の酸性水溶液のエッチング液中にて直流電流を印加し
てアルミニウム箔の表面から深さ方向にメインピットを
形成する第１のエッチング工程と、中性塩のエッチング
液で直流電流を印加して上記メインピットの途中または
末端から枝状に伸びるサブピットを生成させる第２のエ
ッチング工程と、上記メインピットおよびサブピットの
径を拡大する第３のエッチング工程と、陽極酸化により
誘電体酸化皮膜を形成する化成工程を経て得るものであ
り、この方法により、導電性高分子がメインピットおよ
びサブピットの奥深くまで入り込むことができ、静電容
量引き出し率を高くすることができるという作用を有す
る。

【００２４】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の発明において、化成工程をアジピン酸アンモニウム
水溶液中で行う製造方法であり、この方法により、欠陥
の少ない無定形の誘電体酸化皮膜層を形成することがで
きるので、導電性高分子の固体電解質層を形成するとき
の重合溶液に誘電体酸化皮膜層が侵されにくいという作
用を有する。

【００２５】請求項１１に記載の発明は、請求項８に記
載の発明において、固体電解質層の形成を酸化剤を用い
た化学酸化重合で行う製造方法であり、この方法によ
り、陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介して巻回
したコンデンサ素子に均一な固体電解質層を形成するこ
とができるという作用を有する。

【００２６】請求項１２に記載の発明は、請求項８に記
載の発明において、固体電解質層の形成を脂肪族および
／または芳香族スルホン酸の第二鉄塩をアルコール性溶
剤に溶解した酸化剤溶液を用いて複素環式モノマーを化
学酸化重合で形成する製造方法であり、この方法によ
り、導電性の高い導電性高分子を収率良く得られるとと
もに、遊離スルホン酸成分による誘電体酸化皮膜層の損
傷を少なくできるので、漏れ電流を低減できるという作
用を有する。

【００２７】なお、脂肪族および／または芳香族スルホ
ン酸の三価の鉄量はモル比で３．０〜３．５の範囲が好
ましい。三価の鉄量のモル比を３．０未満にすると、ド
ーパントとして機能するスルホン酸成分の量が少ないた
めに導電性高分子の導電性が低下してインピーダンス性
能が悪化するので好ましくない。また、脂肪族および／
または芳香族スルホン酸の三価の鉄量がモル比で３．５
を超えると、ドーパントとして機能できる量に対して過
剰なスルホン酸が溶液中で化学的に活性な遊離スルホン
酸となり、誘電体酸化皮膜層を損傷させ、漏れ電流を増
大させてしまうので好ましくない。

【００２８】また、上記脂肪族および／または芳香族ス
ルホン酸としては、ｐ−トルエンスルホン酸第二鉄塩を
用い、これをアルコール溶液に溶解した酸化剤溶液を用
いて化学酸化重合することにより導電性の高い導電性高
分子を収率良く得ることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００３０】図１（ａ），（ｂ）は本発明のアルミ固体
電解コンデンサの構成を示した部分断面斜視図および同
素子の要部断面を拡大した概念図であり、同図に示すよ
うに、エッチング処理により表面を粗面化した後に陽極
酸化により誘電体酸化皮膜層９を形成したアルミニウム
箔からなる陽極箔１と、アルミニウム箔をエッチング処
理した陰極箔２とをその間に樹脂を主体とする不織布の
セパレータ３を介して巻取ることによりコンデンサ素子
１０を作製し、上記陽極箔１と陰極箔２との間に導電性
高分子の固体電解質層４を形成した。

【００３１】このコンデンサ素子１０を有底円筒状のア
ルミニウムケース８に収納すると共に、アルミニウムケ
ース８の解放端をゴム製の封口材７により陽極箔１及び
陰極箔２のそれぞれから導出した外部導出用の陽極リー
ド端子５と陰極リード端子６を封口材７を貫通するよう
に封止して構成したものである。

【００３２】上記陽極箔１は、図２に示すようにアルミ
ニウム箔１３の両面から厚さ方向に形成されたメインピ
ット１１と、このメインピット１１の途中および末端に
枝状に伸びたサブピット１２が形成され、その表面に誘
電体酸化皮膜層（図示せず）が形成されている。

【００３３】次に、上記実施の形態による実施例につい
て説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。以下、部はすべて重量部を示す。

【００３４】（実施例１）純度９９．９８％、厚み１０
０μｍのアルミニウム箔（結晶方位率９２％）を用い、
第１のエッチング工程として、液温度８５℃の酸性水溶
液（塩酸濃度１０％、硫酸濃度１０％）のエッチング液
中に上記アルミニウム箔を浸漬し、電流密度２０Ａ／ｄ
ｍ²の直流電流を２５０秒間印加してエッチングを行い
メインピットを形成した。

【００３５】次に、中間処理として温度４０℃、濃度
０．５％の硫酸水溶液中に６０秒間浸漬を行った。

【００３６】次に、第２のエッチング工程として温度７
０℃の中性塩水溶液（塩化ナトリウム３．０％、蓚酸
０．１％）中に浸漬し、電流密度１５Ａ／ｄｍ²の直流
電流を２５０秒間印加してエッチングを行いサブピット
を形成した。このときのメインピットの長さは平均で４
２μｍ、サブピットの長さは平均で１５μｍであった。

【００３７】次に、第３のエッチング工程として温度７
０℃、濃度３％の硝酸水溶液中に浸漬し、かつ電流密度
１０Ａ／ｄｍ²の直流電流を３００秒間印加してメイン
ピットおよびサブピットの径の拡大を行い、最後に脱Ｃ
ｌ処理として液温５０℃、濃度１０％の硝酸水溶液中で
１分間洗浄してエッチングされたアルミニウム箔を作製
した。

【００３８】次に、このエッチングされたアルミニウム
箔をアジピン酸アンモニウム１５ｗｔ％で温度８５℃の
水溶液中で化成電圧３２Ｖで２０分間定電圧化成をし、
その後５００℃で２分間熱処理して、さらに、アジピン
酸アンモニウム１５ｗｔ％で温度８５℃の水溶液中で化
成電圧３２Ｖで１０分間定電圧化成して陽極箔を得た。

【００３９】上記陽極箔とアルミニウム箔をエッチング
処理により粗面化した陰極箔とをその間にスパンボンド
法により製造されたポリエチレンテレフタレート製の不
織布からなるセパレータ（厚さ５０μｍ、秤量２５ｇ／
ｍ²、密度０．５ｇ／ｃｍ³）を介在させて巻回すること
により巻回形のコンデンサ素子を得た。

【００４０】なお、このコンデンサ素子にアジピン酸ア
ンモニウムの１０重量％エチレングリコール溶液を含浸
させた際の周波数１２０Ｈｚにおける静電容量は２００
μＦであった。

【００４１】次に、このコンデンサ素子を複素環式モノ
マーであるエチレンジオキシチオフェン１部と酸化剤で
あるｐ−トルエンスルホン酸第二鉄２部と重合溶剤であ
るｎ−ブタノール４部を含む溶液（三価の鉄量に対する
ｐ−トルエンスルホン酸量の割合はモル比で３．３であ
った）に浸漬して引き上げた後、８５℃で６０分間放置
することにより導電性高分子であるポリエチレンジオキ
シチオフェンの固体電解質層を陽極箔と陰極箔の間に形
成した。

【００４２】続いて、このコンデンサ素子を水洗−乾燥
した後、樹脂加硫ブチルゴム封口材（ブチルゴムポリマ
ー３０部、カーボン２０部、無機充填剤５０部から構
成、封口体硬度：７０ＩＲＨＤ［国際ゴム硬さ単位］）
と共にアルミニウム製の外装ケースに封入した後、カー
リング処理により開口部を封止し、更に陽極箔、陰極箔
から夫々導出された両リード端子をポリフェニレンサル
ファイド製の座板に通し、リード線部を扁平に折り曲げ
加工することにより面実装型のアルミ固体電解コンデン
サを作製した（サイズ：直径１０ｍｍ×高さ１０ｍｍ、
定格電圧１６Ｖ）。

【００４３】（実施例２）上記実施例１において、固体
電解質層の形成をポリエチレンジオキシチオフェンポリ
スチレンスルホン酸１．０％水溶液中にコンデンサ素子
を浸漬して引き上げた後、１５０℃で５分間乾燥処理を
行い、陽極箔と陰極箔の誘電体酸化皮膜上、ならびにセ
パレータ繊維上にポリエチレンジオキシチオフェンポリ
スチレンスルホン酸の層を形成した。

【００４４】続いて、このコンデンサ素子を複素環式モ
ノマーであるエチレンジオキシチオフェン１部と酸化剤
であるｐ−トルエンスルホン酸第二鉄２．４部と重合溶
剤であるｎ−ブタノール４部を含む溶液（三価の鉄量に
対するｐ−トルエンスルホン酸量の割合はモル比で３．
５であった）に浸漬して引き上げた後、８５℃で６０分
間放置することにより導電性高分子であるポリエチレン
ジオキシチオフェンの固体電解質層を形成した以外は実
施例１と同様にして面実装型のアルミ固体電解コンデン
サを作製した。

【００４５】（実施例３）上記実施例１において、固体
電解質層の形成を水溶性ポリアニリン（日東化学社製Ｐ
ＡＳ）にコンデンサ素子を浸漬して引き上げた後、その
後、１５０℃で５分間乾燥させる工程を５回繰り返して
ポリアニリンスルホン酸を形成した。

【００４６】続いて、このコンデンサ素子を複素環式モ
ノマーであるエチレンジオキシチオフェン１部と酸化剤
であるｐ−トルエンスルホン酸第二鉄１．８部と重合溶
剤であるｎ−ブタノール４部を含む溶液（三価の鉄量に
対するｐ−トルエンスルホン酸量の割合はモル比で３．
１であった）に浸漬して引き上げた後、８５℃で６０分
間放置することにより導電性高分子であるポリエチレン
ジオキシチオフェンの固体電解質層を形成した以外は実
施例１と同様にして面実装型のアルミ固体電解コンデン
サを作製した。

【００４７】（実施例４）上記実施例１において、セパ
レータを湿式法により得られたポリエチレンテレフタレ
ート製の不織布（厚さ５０μｍ、秤量２５ｇ／ｍ²、密
度０．５ｇ／ｃｍ³）を用いた以外は実施例１と同様に
して面実装型のアルミ固体電解コンデンサを作製した。

【００４８】（実施例５）上記実施例１において、セパ
レータに湿式法により得られたポリブチレンテレフタレ
ート製の不織布（厚さ５０μｍ、秤量２５ｇ／ｍ²、密
度０．５ｇ／ｃｍ³）を用いた以外は実施例１と同様に
して面実装型のアルミ固体電解コンデンサを作製した。

【００４９】（実施例６）上記実施例１において、セパ
レータに厚み方向に密度の異なるスパンボンド法により
得られたポリエチレンテレフタレート製の不織布（厚さ
５０μｍであり、内厚み３０μｍ分は密度０．８ｇ／ｃ
ｍ³、これに連続する残り２０μｍ分は密度０．２ｇ／
ｃｍ³）を用い、密度の低い面を陰極箔側に対向させて
巻回した以外は実施例１と同様にして面実装型のアルミ
固体電解コンデンサを作製した。

【００５０】（実施例７）上記実施例１において、アル
ミニウム箔の結晶方位率が８０、８５、９０、９５％と
それぞれ違うアルミニウム箔を用いた以外は実施例１と
同様にして面実装型のアルミ固体電解コンデンサを作製
した。

【００５１】（実施例８）上記実施例１において、０．
５Ｖ，１Ｖ，５Ｖ，１０Ｖ，１５Ｖと耐電圧のそれぞれ
違う誘電体酸化皮膜層を陽極酸化法により形成した陰極
箔を用いた以外は実施例１と同様に面実装型のアルミ固
体電解コンデンサをそれぞれ作製した。

【００５２】（比較例）純度９９．９８％、厚み１００
μｍの高純度アルミニウム箔を用い、エッチング液は１
０ｗｔ％の塩酸溶液に硼酸を０．５ｗｔ％添加した３０
℃のエッチング液で、電流密度を０．２Ａ／ｃｍ²、周
波数２５Ｈｚの条件で交流エッチングを行った。その後
脱Ｃｌ処理として１０ｗｔ％の硝酸で液温５０℃の溶液
中に１分間浸漬し、続いて乾燥してエッチングされたア
ルミニウム箔を作製した。

【００５３】次に、このエッチングされたアルミニウム
箔をアジピン酸アンモニウム１５ｗｔ％で温度８５℃の
水溶液中で、化成電圧３２Ｖで２０分間定電圧化成を
し、その後５００℃で２分間熱処理して、さらに、アジ
ピン酸アンモニウム１５ｗｔ％で温度８５℃の水溶液中
で、化成電圧３２Ｖで１０分間定電圧化成して陽極箔を
得た。

【００５４】上記陽極箔とアルミニウム箔をエッチング
処理により粗面化した陰極箔とをその間にマニラ麻から
なる電解紙（厚さ４５μｍ）のセパレータ（厚さ５０μ
ｍ、秤量２５ｇ／ｍ²、密度０．５ｇ／ｃｍ³）を介在さ
せて巻回してコンデンサ素子を構成し、このコンデンサ
素子を窒素雰囲気中、２７５℃で２時間加熱することで
電極箔間に介在する電解紙を炭化させてコンデンサ素子
を得た。

【００５５】なお、このコンデンサ素子にアジピン酸ア
ンモニウムの１０重量％エチレングリコール溶液を含浸
させた際の周波数１２０Ｈｚにおける静電容量は１９７
μＦであった。

【００５６】次に、このコンデンサ素子をＴＣＮＱ錯塩
であるＮ−ｎ−ブチルイソキノリウム（ＴＣＮＱ）₂の
ペレットを加熱溶融した液に含浸させた後、コンデンサ
素子を室温まで冷却することにより固体電解質層を陽極
箔と陰極箔の間に形成した。

【００５７】続いて、このコンデンサ素子を樹脂加硫ブ
チルゴム封口材（ビチルゴムポリマー３０部、カーボン
２０部、無機充填剤５０部から構成、封口体硬度：７０
ＩＲＨＤ［国際ゴム硬さ単位］）と共にアルミニウム製
の外装ケースに封入した後、カーリング処理により開口
部を封止し、更に陽極箔、陰極箔から夫々導出された両
リード端子をポリフェニレンサルファイド製の座板に通
し、リード線部を扁平に折り曲げ加工することにより面
実装型のアルミ固体電解コンデンサを作製した（サイ
ズ：直径１０ｍｍ×高さ１０ｍｍ、定格電圧１６Ｖ）。

【００５８】以上のように作製した本発明の実施例１〜
８および比較例のアルミ固体電解コンデンサについて、
その静電容量（測定周波数１２０Ｈｚ）およびＥＳＲ
（測定周波数１００ｋＨｚ）と、インピーダンス（測定
周波数１００ｋＨｚ）のばらつきを比較した結果を（表
１）に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】なお、試験個数はいずれも５０個であり、
静電容量、ＥＳＲ、インピーダンスは５０個の平均値で
示した。

【００６１】（表１）より明らかなように、本発明の実
施例１〜６のアルミ固体電解コンデンサは、比較例に比
べて静電容量引き出し率が高くなることから、製品の静
電容量が高くてＥＳＲが低く、かつインピーダンスのバ
ラツキの小さいアルミ固体電解コンデンサを得ることが
できた。

【００６２】また、本発明の実施例７はアルミニウム箔
の結晶方位率を変化させたものであるが、アルミニウム
箔の結晶方位率を９０％未満にすると、アルミニウム箔
に形成されるメインピットの数が少なくなり、静電容
量、ＥＳＲが悪くなるので、アルミニウム箔の結晶方位
率を９０％以上にするのが良い。

【００６３】また、本発明の実施例８は、陰極箔におい
てエッチングされたアルミニウム箔の表面に耐電圧を変
化させた誘電体酸化皮膜層を形成したものであるが、陰
極箔に誘電体酸化皮膜層を形成しないもの（実施例１）
に比べて静電容量が高くてＥＳＲが低く、かつインピー
ダンスのバラツキの小さいアルミ固体電解コンデンサを
得ることができる。なお、陰極箔の耐電圧が１０Ｖを超
えると陰極箔自身の容量が低くなるのでアルミ固体電解
コンデンサの静電容量、ＥＳＲおよびインピーダンスの
バラツキも悪くなる。

【００６４】また、実施例１〜３において、エチレンジ
オキシチオフェンと酸化剤であるｐ−トルエンスルホン
酸第二鉄と重合溶剤であるｎ−ブタノールを含む溶液の
三価の鉄量に対するｐ−トルエンスルホン酸量の割合を
モル比で３．３、３．５、３．１と変化させたものであ
るが、三価の鉄量に対するｐ−トルエンスルホン酸量の
割合がモル比で３．０〜３．５の範囲であれば導電性の
高い固体電解質層を得ることができ、インピーダンスの
バラツキを小さくすることができる。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、アルミニ
ウム箔の両面から厚さ方向に形成されたメインピットの
途中および末端から枝状に伸びるように形成されたサブ
ピットの表面に誘電体酸化皮膜層が形成された陽極箔と
アルミニウム箔をエッチングした陰極箔をその間に樹脂
を主体とする不織布のセパレータを介して巻回されたコ
ンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極箔と陰極箔
との間に形成された導電性高分子の固体電解質層からな
る構成とすることにより、固体電解質層をピットの最先
端まで形成することができ、静電容量およびＥＳＲの特
性に優れてインピーダンスのばらつきの小さいアルミ固
体電解コンデンサを得ることができるという効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の一実施の形態におけるアルミ固
体電解コンデンサの構成を示す一部切り欠き斜視図
（ｂ）同一実施の形態におけるコンデンサ素子の要部断
面を拡大した概念図

【図２】同一実施の形態におけるコンデンサ素子の陽極
箔の断面を拡大した概念図

【符号の説明】

１陽極箔２陰極箔３セパレータ４固体電解質層５陽極リード端子６陰極リード端子７封口材８アルミニウムケース９誘電体酸化皮膜層１０コンデンサ素子１１メインピット１２サブピット１３アルミニウム箔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｇ 9/055 Ｈ０１Ｇ 9/05 ＨＧ (72)発明者渡辺善博大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者島谷涼一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者長谷川和子大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両面から厚さ方向に形成されたメインピ
ットの途中および末端から枝状に伸びるように形成され
たサブピットを有するアルミニウム箔の表面に誘電体酸
化皮膜層が形成された陽極箔とアルミニウム箔をエッチ
ングした陰極箔をその間に樹脂を主体とする不織布のセ
パレータを介して巻回されたコンデンサ素子と、このコ
ンデンサ素子の陽極箔と陰極箔との間に形成された導電
性高分子の固体電解質層からなるアルミ固体電解コンデ
ンサ。
【請求項２】サブピットがメインピットよりも短いピ
ットである請求項１に記載のアルミ固体電解コンデン
サ。
【請求項３】アルミニウム箔の結晶方位率（１００
面）が９０％以上である請求項１に記載のアルミ固体電
解コンデンサ。
【請求項４】固体電解質層がポリアニリン、ポリピロ
ール、ポリチオフェンの少なくとも１種の層からなる請
求項１に記載のアルミ固体電解コンデンサ。
【請求項５】樹脂を主体とする不織布がスパンボンド
法により製造されたポリエチレンテレフタレートを含有
する不織布である請求項１に記載のアルミ固体電解コン
デンサ。
【請求項６】樹脂を主体とする不織布が湿式法により
製造されたポリエチレンテレフタレートおよび／または
ポリブチレンテレフタレートを含有する不織布である請
求項１に記載のアルミ固体電解コンデンサ。
【請求項７】陰極箔がエッチングされたアルミニウム
箔の表面に１０Ｖ以下の耐電圧を有する誘電体酸化皮膜
層を形成したものである請求項１に記載のアルミ固体電
解コンデンサ。
【請求項８】アルミニウム箔の両面から厚さ方向にメ
インピットと、このメインピットの途中および末端から
枝状に伸びるサブピットを形成し、この表面に化成処理
により誘電体酸化皮膜層を形成して陽極箔を作製した
後、この陽極箔と電気化学的にエッチング処理したアル
ミニウム箔からなる陰極箔をその間に樹脂を主体とする
不織布のセパレータを介して巻回することによりコンデ
ンサ素子を作製し、このコンデンサ素子の陽極箔と陰極
箔との間に導電性高分子の固体電解質層を形成するアル
ミ固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項９】陽極箔が塩酸と硫酸および／または硝酸
の酸性水溶液のエッチング液中にて直流電流を印加して
アルミニウム箔の表面から深さ方向にメインピットを形
成する第１のエッチング工程と、中性塩のエッチング液
で直流電流を印加して上記メインピットの途中または末
端から枝状に伸びるサブピットを生成させる第２のエッ
チング工程と、上記メインピットおよびサブピットの径
を拡大する第３のエッチング工程と、陽極酸化により誘
電体酸化皮膜層を形成する化成工程を経て得る請求項８
に記載のアルミ固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１０】化成工程をアジピン酸アンモニウム水
溶液中にて行う請求項９に記載のアルミ固体電解コンデ
ンサの製造方法。
【請求項１１】固体電解質層を酸化剤を用いて化学酸
化重合で形成する請求項８に記載のアルミ固体電解コン
デンサの製造方法。
【請求項１２】固体電解質層を脂肪族および／または
芳香族スルホン酸の第二鉄塩をアルコール性溶剤に溶解
した酸化剤溶液を用いて複素環式モノマーを化学酸化重
合で形成する請求項８に記載のアルミ固体電解コンデン
サの製造方法。