JP2003092233A - 固体電解コンデンサの製造方法および固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極である弁金属基体を損傷させることな
く、常温で、かつ、短時間に、ポリエチレンジオキシチ
オフェンを含む固体高分子電解質層を形成することがで
き、かつ、漏れ電流の小さい固体電解コンデンサの製造
方法を提供する。 【解決手段】 表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜９が
形成された弁金属からなる基体２に、エチレンジオキシ
チオフェン溶液を含浸させる第１の工程と、基体２に、
１重量％ないし７重量％の濃度の４価のセリウム塩を含
む酸化剤溶液を接触させる第２の工程とを、第２の工程
を実行する合計時間が、５分未満となるように、複数回
にわたって、繰り返して、基体２の表面上に、固体高分
子電解質層１１を形成することを特徴とする固体電解コ
ンデンサの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サおよび固体電解コンデンサの製造方法に関するもので
あり、さらに詳細には、漏れ電流特性が優れた固体電解
コンデンサおよび電極である弁金属基体を損傷させるこ
となく、常温で、かつ、短時間に、ポリエチレンジオキ
シチオフェンを含む固体高分子電解質層を形成すること
ができ、かつ、漏れ電流の小さい固体電解コンデンサの
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサは、絶縁性酸化皮膜形成
能力を有するアルミニウム、チタン、真鍮、ニッケル、
タンタルなどの金属、いわゆる弁金属を陽極に用い、こ
の弁金属の表面を陽極酸化して、絶縁性酸化皮膜を形成
した後、実質的に陰極として機能する電解質層を形成
し、さらに、グラファイトや銀などの導電層を陰極とし
て設けることによって、形成されている。

【０００３】たとえば、アルミニウム電解コンデンサ
は、エッチング処理によって、比表面積を増大させた多
孔質アルミニウム箔を陽極とし、この陽極表面に形成し
た酸化アルミニウム層と陰極箔との間に、電解液を含浸
させた隔離紙を設けて、構成されている。

【０００４】一般に、絶縁性酸化皮膜と陰極との間の電
解質層に、電解液を利用する電解コンデンサは、シーリ
ング部分からの液漏れや、電解液の蒸発によって、その
寿命が決定されるという問題を有しているのに対し、金
属酸化物や有機化合物を含む固体電解質を用いた固体電
解コンデンサは、かかる問題を有しておらず、好ましい
ものである。

【０００５】固体電解コンデンサに用いられる金属酸化
物からなる代表的な固体電解質としては、二酸化マンガ
ンが挙げられ、一方、固体電解コンデンサに用いられる
有機化合物からなる固体電解質としては、たとえば、特
開昭５２−７９２５５号公報や特開昭５８−１９１４１
４号公報に開示された７，７，８，８−テトラシアノキ
シジメタン（ＴＣＮＱ）錯塩が挙げられる。

【０００６】近年、電子機器の電源回路の高周波化にと
もない、使用されるコンデンサに対しても、それに対応
した性能が求められるようになっているが、二酸化マン
ガンあるいはＴＣＮＱ錯塩からなる固体電解質層を用い
た固体電解コンデンサは、以下のような問題を有してい
た。

【０００７】二酸化マンガンからなる固体電解質層は、
一般に、硝酸マンガンの熱分解を繰り返すことによって
形成されるが、熱分解の際に加えられる熱によって、あ
るいは、熱分解の際に発生するＮＯｘガスの酸化作用に
よって、誘電体である絶縁性酸化皮膜が損傷し、あるい
は、劣化するため、固体電解質層を二酸化マンガンによ
って形成する場合には，漏れ電流値が大きくなるなど、
最終的に得られる固体電解コンデンサの諸特性が低くな
りやすいという問題があった。

【０００８】さらに、二酸化マンガンを固体電解質とし
て用いるときは、高周波領域において、固体電解コンデ
ンサのインピーダンスが高くなってしまうという問題も
あった。

【０００９】一方、ＴＣＮＱ錯塩は、電導度が、１Ｓ／
ｃｍ程度以下であるため、現在の電解コンデンサに対す
る低インピーダンス化の要求に対して、十分に応えるこ
とができないという問題を有していた。

【００１０】さらに、ＴＣＮＱ錯塩は、絶縁性酸化皮膜
との密着性が低く，また、ハンダ固定時の熱的安定性や
経時的な熱的安定性が低いなどの理由から、ＴＣＮＱ錯
塩を固体電解質として用いた固体電解コンデンサは、十
分な信頼性が得られないということが指摘されている。
加えて、ＴＣＮＱ錯塩は高価であり、ＴＣＮＱ錯塩を固
体電解質として用いた固体電解コンデンサはコストが高
いという問題も有していた。

【００１１】二酸化マンガンあるいはＴＣＮＱ錯塩を、
固体電解質として用いる場合のこれらの問題点を解消
し、より優れた特性を有する固体電解コンデンサを得る
ため、製造コストが比較的低く、また、絶縁性酸化皮膜
との密着性が比較的良好で、熱的な安定性にも優れた高
導電性の高分子化合物を固体電解質として利用すること
が提案されている。

【００１２】たとえば、特許第２７２５５５３号には、
陽極表面の絶縁性酸化皮膜上に、化学酸化重合によっ
て、ポリアニリンを形成した固体電解コンデンサが開示
されている。

【００１３】また、特公平８−３１４００号公報は、化
学酸化重合法のみによっては、陽極表面の絶縁性酸化皮
膜上に、強度の高い導電性高分子膜を形成することは困
難であり、また、陽極表面の絶縁性酸化皮膜が電気不導
体であるため、電解重合法により、陽極表面の絶縁性酸
化皮膜上に、直接、電解重合膜を形成することは不可能
か、きわめて困難であるという理由から、絶縁性酸化皮
膜上に、金属あるいは二酸化マンガンの薄膜を形成し、
金属あるいは二酸化マンガンの薄膜上に、ポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフランなどの
導電性高分子膜を電解重合法によって形成した固体電解
コンデンサを提案している。

【００１４】さらに、特公平４−７４８５３号公報に
は、絶縁性酸化皮膜上に、化学酸化重合によって、ポリ
ピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフラン
などの導電性高分子膜を形成した固体電解コンデンサが
開示されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】現在のところ、固体電
解コンデンサの固体高分子電解質層を形成するためのポ
リマーとしては、ポリピロール、ポリエチレンジオキシ
チオフェンが広く用いられており、このうち、ポリエチ
レンジオキシチオフェンは、熱安定性が高く、固体高分
子電解質層を形成するためのポリマーとして、好ましい
特性を有しているが、電解酸化重合を用いるメリットが
少ないことから、主に化学酸化重合で合成されている。
化学酸化重合によって、ポリエチレンジオキシチオフェ
ンを生成する場合、常温では反応しにくく、また重合速
度が遅いため、５０℃ないし７０℃程度に加熱して、反
応を促進させる必要があるなどの問題があった。

【００１６】また、強酸である酸化剤溶液を用い、か
つ、電極を含む重合反応系を加熱しなければならないた
め、重合反応中に、電極を著しく損傷させてしまうおそ
れが高い。このことから、エージング工程歩留まりの低
下や、電解コンデンサの漏れ電流不良を引き起こすとい
う問題もあった。

【００１７】特開平１１−２３８６４８号公報は、絶縁
性酸化皮膜が形成された弁金属基体を、導電性高分子化
合物を形成するモノマー溶液と、ペルオクソ二硫酸およ
びそのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、硝
酸セリウム（ＩＶ）、硝酸セリウム（ＩＶ）アンモニウ
ム、硫酸鉄（ＩＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（Ｉ
ＩＩ）などの水溶液系酸化剤あるいはドデシルベンゼン
スルホン酸鉄（ＩＩＩ）、ｐ−トルエンスルホン酸鉄
（ＩＩＩ）などの有機溶媒系酸化剤の溶液に、５分ない
し５時間、好ましくは、１５分ないし３時間づつ、１な
いし２０回、好ましくは、３ないし１０回にわたって、
交互に、浸漬して、固体高分子電解質層を形成する方法
を提案している。

【００１８】また、特開平１１−２３８６４９号公報
は、絶縁性酸化皮膜が形成された弁金属基体を、導電性
高分子化合物を形成するモノマー溶液と、ペルオクソ硫
酸およびそのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム
塩、硝酸セリウム（ＩＶ）、硝酸セリウム（ＩＶ）アン
モニウム、硫酸鉄（ＩＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩＩ）、塩化
鉄（ＩＩＩ）などの水溶液系酸化剤あるいはドデシルベ
ンゼンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）、ｐ−トルエンスルホン
酸鉄（ＩＩＩ）などの有機溶媒系酸化剤の溶液に、５分
ないし５時間、好ましくは、１５分ないし３時間づつ、
１ないし２０回、好ましくは、３ないし１０回にわたっ
て、別々に浸漬して、化学酸化重合を酸化剤溶液中でお
こなわせ、固体高分子電解質層を形成し、あるいは、絶
縁性酸化皮膜が形成された弁金属基体を、導電性高分子
化合物を形成するモノマーと、ペルオクソ二硫酸および
そのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、硝酸
セリウム（ＩＶ）、硝酸セリウム（ＩＶ）アンモニウ
ム、硫酸鉄（ＩＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（Ｉ
ＩＩ）などの水溶液系酸化剤あるいはドデシルベンゼン
スルホン酸鉄（ＩＩＩ）、ｐ−トルエンスルホン酸鉄
（ＩＩＩ）などの有機溶媒系酸化剤の混合溶液に浸漬し
て、化学酸化重合を混合溶液中でおこなわせ、固体高分
子電解質層を形成する方法を提案している。

【００１９】さらに、特開平１１−２５１１９２号公報
は、絶縁性酸化皮膜が形成された弁金属基体を、導電性
高分子化合物を形成するモノマー溶液と、酸が添加され
たペルオクソ二硫酸およびそのナトリウム塩、カリウム
塩、アンモニウム塩、硝酸セリウム（ＩＶ）、硝酸セリ
ウム（ＩＶ）アンモニウム、硫酸鉄（ＩＩＩ）、硝酸鉄
（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）などの酸化剤水溶液に、
５分ないし５時間、好ましくは、１５分ないし３時間づ
つ、１ないし２０回、好ましくは、３ないし１０回にわ
たって、交互に、浸漬して、化学酸化重合を酸化剤水溶
液中でおこなわせ、固体高分子電解質層を形成する方法
を提案している。

【００２０】また、特開平１１−２５１１９３号公報
は、絶縁性酸化皮膜が形成された弁金属基体を、少なく
ともいずれか一方に、界面活性剤が添加された導電性高
分子化合物を形成するモノマー溶液と、ペルオクソ二硫
酸およびそのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム
塩、硝酸セリウム（ＩＶ）、硝酸セリウム（ＩＶ）アン
モニウム、硫酸鉄（ＩＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩＩ）、塩化
鉄（ＩＩＩ）などの酸化剤水溶液に、５分ないし５時
間、好ましくは、１５分ないし３時間づつ、１ないし２
０回、好ましくは、３ないし１０回にわたって、交互
に、浸漬して、化学酸化重合を酸化剤水溶液中でおこな
わせ、固体高分子電解質層を形成する方法を提案してい
る。

【００２１】さらに、特開平１１−２８３８７５号公報
は、絶縁性酸化皮膜が形成された弁金属基体を、少なく
ともいずれか一方に、微粒粉が添加された導電性高分子
化合物を形成するモノマー溶液と、ペルオクソ二硫酸お
よびそのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、
硝酸セリウム（ＩＶ）、硝酸セリウム（ＩＶ）アンモニ
ウム、硫酸鉄（ＩＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄
（ＩＩＩ）などの水溶液系酸化剤あるいはドデシルベン
ゼンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）、ｐ−トルエンスルホン酸
鉄（ＩＩＩ）などの有機溶媒系酸化剤の溶液に、５分な
いし５時間、好ましくは、１５分ないし３時間づつ、１
ないし２０回、好ましくは、３ないし１０回にわたっ
て、交互に、浸漬して、化学酸化重合を混合溶液中でお
こなわせ、固体高分子電解質層を形成する方法を提案し
ている。

【００２２】しかしながら、特開平１１−２３８６４８
号公報、特開平１１−２３８６４９号公報、特開平１１
−２５１１９２号公報、特開平１１−２５１１９３号公
報および特開平１１−２８３８７５号公報に記載されて
いる酸化剤溶液は、強酸であるため、特開平１１−２３
８６４８号公報、特開平１１−２３８６４９号公報、特
開平１１−２５１１９２号公報、特開平１１−２５１１
９３号公報および特開平１１−２８３８７５号公報に記
載されているように、高濃度の酸化剤溶液を用いて、長
時間にわたって、繰り返し、弁金属基体を、酸化剤溶液
に浸漬して、化学酸化重合をおこなわせる場合には、重
合反応中に、弁金属基体が著しく損傷されてしまい、エ
ージング工程歩留まりの低下や、電解コンデンサの漏れ
電流不良を引き起こすという問題があった。

【００２３】ことに、固体電解コンデンサの場合には、
コンデンサの容量を増大させるために、アルミニウムな
どの弁金属の表面は、粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形
成されている。しかしながら、固体高分子電解質層とし
て用いられる導電性ポリマーは、有機溶媒への溶解性が
著しく低く、また、導電性ポリマーを有機溶媒に溶解し
た溶液の粘性が高いため、電解質となる導電性ポリマー
を、あらかじめ生成しておき、生成した導電性ポリマー
を、含浸、塗布などの手段を用いて、粗面化され、絶縁
性酸化皮膜が形成された弁金属の表面に形成すること
は、一般に困難である。

【００２４】したがって、弁金属の表面に、固体高分子
電解質層を形成するに際し、粗面化され、絶縁性酸化皮
膜が形成された弁金属基体の表面に、モノマー溶液ある
いは酸化剤溶液を含浸させ、次いで、弁金属基体の表面
に含浸されたモノマー溶液あるいは酸化剤溶液を、酸化
剤溶液あるいはモノマー溶液に接触させることによっ
て、粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形成された弁金属基
体の表面上で、重合反応を生じさせて、導電性ポリマー
よりなる固体高分子電解質層を形成する方法の開発が望
まれていた。

【００２５】したがって、本発明は、漏れ電流特性が優
れた固体電解コンデンサおよび電極である弁金属基体を
損傷させることなく、常温で、かつ、短時間に、ポリエ
チレンジオキシチオフェンを含む固体高分子電解質層を
形成することができ、かつ、漏れ電流の小さい固体電解
コンデンサの製造方法を提供することを目的とするもの
である。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形成された弁金属
からなる第１の基体の表面上に、固体高分子電解質層を
形成する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法であ
って、前記固体高分子電解質層を形成する工程が、前記
第１の基体に、エチレンジオキシチオフェン溶液を含浸
させる第１の工程と、前記第１の基体に、１重量％ない
し７重量％の濃度の４価のセリウム塩を含む酸化剤溶液
を接触させる第２の工程と、前記第１の工程と、前記第
２の工程を、複数回にわたって、繰り返す工程を含み、
前記第２の工程を実行する合計時間が、５分未満である
ことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法によっ
て達成される。

【００２７】本発明において、酸化剤溶液として、１重
量％ないし７重量％の濃度の４価のセリウム塩溶液を用
いることを要し、好ましくは、１重量％以上、５重量％
未満の４価のセリウム塩溶液が用いられる。

【００２８】４価のセリウム塩溶液の濃度が、１重量％
未満の場合には、ポリエチレンジオキシチオフェンの生
成量が減少するため、固体電解コンデンサのＥＳＲ特性
が悪化し、一方、４価のセリウム塩溶液の濃度が、７重
量％を越えると、電極として作用する第１の基体の酸化
剤による損傷が進行するため、固体電解コンデンサの漏
れ電流特性が悪化し、電気的特性に優れた固体電解コン
デンサを作製することができない。

【００２９】また、４価のセリウム塩溶液の濃度が、１
重量％以上、５重量％未満の場合には、電極として作用
する第１の基体が、酸化剤によって、損傷されることを
効果的に防止することができ、より優れた漏れ電流特性
を有する固体電解コンデンサを作製することができ、好
ましい。

【００３０】本発明において、酸化剤溶液として、１重
量％ないし７重量％の濃度の４価のセリウム塩溶液を用
い、かつ、第１の基体と、酸化剤溶液とを接触させる時
間の総計が、５分未満でなければならない。

【００３１】酸化剤溶液として、１重量％ないし７重量
％の濃度の４価のセリウム塩溶液を用いる場合において
も、第１の基体と、酸化剤溶液とを接触させる時間の総
計が、５分以上になると、電極として作用する第１に基
体の酸化剤による損傷が進行して、固体電解コンデンサ
の漏れ電流特性が悪化し、電気的特性に優れた固体電解
コンデンサを作製することができない。

【００３２】本発明の前記目的はまた、粗面化され、絶
縁性酸化皮膜が形成された弁金属基体の表面に、ポリエ
チレンジオキシチオフェンを含む固体高分子電解質層が
形成された固体電解コンデンサであって、前記固体高分
子電解質層中に、１０μｇ／ｃｍ^２ないし２１０μｇ／
ｃｍ^２のセリウムが含まれていることを特徴とする固体
電解コンデンサによって達成される。

【００３３】酸化剤溶液として、１重量％ないし７重量
％の濃度の４価のセリウム塩溶液を用いて、ポリエチレ
ンジオキシチオフェンを含む固体高分子電解質層が形成
した場合には、形成された固体高分子電解質層中に、１
０μｇ／ｃｍ^２ないし２１０μｇ／ｃｍ^２のセリウムが
含まれていることが確認されており、ポリエチレンジオ
キシチオフェンを含む固体高分子電解質層中に、１０μ
ｇ／ｃｍ^２ないし２１０μｇ／ｃｍ^２のセリウムを含む
固体電解コンデンサは、漏れ電流特性およびＥＳＲ特性
のみならず、高い静電容量を有していることが確認され
ている。

【００３４】本発明において、好ましくは、ポリエチレ
ンジオキシチオフェンを含む固体高分子電解質層中に、
１０μｇ／ｃｍ^２以上、１５０μｇ／ｃｍ^２未満のセリ
ウムが含まれている。

【００３５】酸化剤溶液として、１重量％以上、５重量
％未満の濃度の４価のセリウム塩溶液を用いて、ポリエ
チレンジオキシチオフェンを含む固体高分子電解質層を
形成した場合には、固体高分子電解質層中に、１０μｇ
／ｃｍ^２以上、１５０μｇ／ｃｍ^２未満のセリウムが含
まれていることが確認されており、ポリエチレンジオキ
シチオフェンを含む固体高分子電解質層中に、１０μｇ
／ｃｍ^２以上、１５０μｇ／ｃｍ^２未満のセリウムを含
む固体電解コンデンサは、より優れた漏れ電流特性を有
していることが確認されている。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施態様におい
ては、固体電解コンデンサの製造方法は、さらに、少な
くとも１つの金属からなるリード電極金属基体を形成す
る工程と、表面が粗面化された弁金属からなる第１の基
体と、リード電極金属基体とを、第１の基体の一端部近
傍領域とリード電極金属基体の一端部近傍領域とが重な
り合うように、位置させて、第１の基体の一端部近傍領
域とリード電極金属基体の一端部近傍領域とを接合し、
第１の基体とリード電極金属基体の接合体を形成する工
程を含んでいる。

【００３７】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、固体電解コンデンサの製造方法は、さらに、固体高
分子電解質層を形成する工程に先立って、接合体を構成
する第１の基体を、化成溶液に浸し、接合体に、電圧を
印加して、陽極酸化処理を施し、第１の基体の少なくと
もエッジ部分に、絶縁性酸化皮膜を形成する工程を含ん
でいる。

【００３８】本発明の好ましい実施態様においては、表
面が粗面化された弁金属からなる第１の基体を、酸化剤
溶液に浸漬して、第１の基体の表面上に、固体高分子電
解質層が形成される。

【００３９】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、リード電極金属基体を形成する工程が、表面が粗面
化されていない第２の基体と、弁金属以外の金属からな
る第３の基体とを、少なくとも一部が重なり合うよう
に、位置させて、重なり合った部分を接合する工程を含
み、リード電極金属基体と第１の基体との接合体を形成
する工程が、リード電極金属基体を構成する第２の基体
と、第１の基体を接合する工程を含んでいる。

【００４０】第１の基体と第３の基体とを、直接、接合
した場合には、化学酸化重合に際して、モノマー溶液や
酸化剤溶液が、毛細管現象によって、表面が粗面化され
た第１の基体に沿って、進行し、リード電極金属基体を
形成している第３の基体に達して、第３の基体を腐食さ
せることがあったが、本発明の好ましい実施態様によれ
ば、表面が粗面化された第１の基体と、リード電極金属
基体の間には、表面が粗面化されていない第２の基体が
介在しているから、化学酸化重合に際し、モノマー溶液
や酸化剤溶液が、表面が粗面化された第１の基体と、表
面が粗面化されていない第２の基体との接合部を越え
て、リード電極金属基体を形成している第３の基体に達
することはなく、したがって、リード電極金属基体を形
成している第３の基体が、モノマー溶液や酸化剤溶液に
よって、腐食されることを確実に防止することが可能に
なる。

【００４１】本発明の好ましい実施態様においては、固
体電解コンデンサの製造方法は、さらに、固体高分子電
解質層上に、導電性ペーストを塗布し、乾燥して、導電
体層を形成する工程を含んでいる。

【００４２】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形成された第
１の基体と、表面が粗面化されていない第２の基体と
を、超音波溶接あるいは冷間圧接によって、接合し、表
面が粗面化されていない第２の基体と、第３の基体と
を、超音波溶接あるいは冷間圧接によって、接合するこ
とによって、第１の基体とリード電極金属基体の接合体
が形成される。

【００４３】本発明において、第１の基体は、絶縁酸化
皮膜形成能を有する金属およびその合金よりなる群から
選ばれる金属または合金によって形成される。好ましい
弁金属としては、アルミニウム、タンタル、チタン、ニ
オブおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる１種の
金属または２種以上の金属の合金が挙げられ、これらの
中でも、アルミニウムおよびタンタルが、とくに好まし
い。陽極電極は、これらの金属あるいは合金を、箔状に
加工して、形成される。

【００４４】本発明において、第３の基体を形成するた
めの材料は、導電性を有する金属または合金であればよ
く、とくに限定されるものではないが、好ましくは、ハ
ンダ接続が可能であり、とくに、銅、真鍮、ニッケル、
亜鉛およびクロムよりなる群から選ばれる１種の金属ま
たは２種以上の金属の合金から選択されることが好まし
く、これらの中では、電気的特性、後工程での加工性、
コストなどの観点から、銅が最も好ましく使用される。

【００４５】本発明において、酸化剤としては、硫酸セ
リウム、硝酸二アンモニウムセリウムなどの４価のセリ
ウム塩が用いられ、これらの中では、硫酸セリウム（Ｉ
Ｖ）が最も好ましく使用される。

【００４６】本発明において、酸化剤溶液には、必要に
応じて、ドーパントとなる化合物が添加されていてもよ
い。

【００４７】本発明において、必要に応じて、酸化剤に
添加されるドーパントとなる化合物としては、たとえ
ば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＮａＰＦ_６、ＫＰ
Ｆ_６、ＫＡｓＦ_６などの陰イオンがヘキサフロロリンア
ニオン、ヘキサフロロ砒素アニオンであり、陽イオンが
リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属カ
チオンである塩、ＬｉＢＦ_４、ＮａＢＦ_４、ＮＨ_４ＢＦ
_４、（ＣＨ_３）_４ＮＢＦ_４、（ｎ−Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＢＦ
_４などの四フッ化ホウ素塩化合物、ｐ−トルエンスルホ
ン酸、ｐ−エチルベンゼンスルホン酸、Ｐ−ヒドロキシ
ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、メ
チルスルホン酸、ドデシルスルホン酸、ベンゼンスルホ
ン酸、βーナフタレンスルホン酸などのスルホン酸また
はその誘導体、ブチルナフタレンスルホン酸ナトリウ
ム、２，６−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム、トル
エンスルホン酸ナトリウム、トルエンスルホン酸テトラ
ブチルアンモニウムなどのアルキルナフタレン／スルホ
ン酸またはその誘導体の塩、塩化第二鉄、臭化第二鉄、
塩化第二銅、臭化第二銅などの金属ハロゲン化物、塩
酸、臭化水素、ヨウ化水素、硫酸、リン酸、硝酸あるい
はこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩もしく
はアンモニウム塩、過塩素酸、過塩素酸ナトリウムなど
の過ハロゲン酸もしくはその塩などのハロゲン化水素
酸、無機酸またはその塩、酢酸、シュウ酸、蟻酸、酪
酸、コハク酸、乳酸、クエン酸、フタル酸、マレイン
酸、安息香酸、サリチル酸、ニコチン酸などのモノもし
くはジカルボン酸、芳香族複素環式カルボン酸、トリフ
ルオロ酢酸などのハロゲン化されたカルボン酸およびこ
れらの塩などのカルボン酸類を挙げることができる。

【００４８】本発明において、これらのドーパントとな
る化合物は、水や有機溶媒などに溶解させた適当な溶液
の形で使用される。溶媒は、単独で使用しても、２種以
上を混合して、使用してもよい。混合溶媒は、ドーパン
トとなる化合物の溶解度を高める上でも有効である。混
合溶媒としては、溶媒間に相溶性を有するものおよび酸
化剤およびドーパントとなる化合物と相溶性を有するも
のが好ましい。溶媒の具体例としては、有機アミド類、
含硫化合物、エステル類、アルコール類が挙げられる。

【００４９】本発明において、化学酸化重合時に、特開
２０００−１００６６５号公報に開示されるように、超
音波を照射しつつ、導電性高分子化合物を重合すること
もできる。超音波を照射しつつ、導電性高分子化合物を
重合する場合には、得られる固体高分子電解質層の膜質
を改善することが可能になる。

【００５０】本発明において、固体高分子電解質層の最
大厚さは、エッチングなどによって形成された陽極電極
表面の凹凸を完全に埋めることができるような厚さであ
ればよく、とくに限定されないが、一般に、５ないし１
００μｍ程度である。

【００５１】本発明において、固体電解コンデンサは、
さらに、固体高分子電解質層上に、陰極として機能する
導電体層を備えており、導電体層としては、グラファイ
トペースト層および銀ペースト層を設けることができ、
グラファイトペースト層および銀ペースト層は、スクリ
ーン印刷法、スプレー塗布法などによって形成すること
ができる。 銀ペースト層のみによって、固体電解コン
デンサの陰極を形成することもできるが、グラファイト
ペースト層を形成する場合には、銀ペースト層のみによ
って、固体電解コンデンサの陰極を形成する場合に比し
て、銀のマイグレーションを防止することができる。

【００５２】陰極として、グラファイトペースト層およ
び銀ペースト層を形成するにあたっては、絶縁酸化皮膜
が形成された弁金属基体に対応する部分にのみ、グラフ
ァイトペースト層および銀ペースト層が形成される。

【００５３】本発明において、固体電解コンデンサは、
一方の面に、少なくとも１つの配線パターンが形成され
た１つの絶縁基板の他方の面側に固定され、あるいは、
それぞれ、一方の面に、少なくとも１つの配線パターン
が形成された互いに対向する一対の絶縁基板の他方の面
の間に固定される。

【００５４】本発明において、絶縁基板の材料は、とく
に限定されないが、樹脂として、接着性や耐溶剤性など
が良好なフェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂などによって形成することがで
き、さらに、有機材料系に限らず、無機材料によって、
絶縁基板を形成してもよく、アルミナ基板などの金属酸
化物系の基板も、本発明の絶縁基板として、使用するこ
とができる。

【００５５】本発明において、固体電解コンデンサは、
導電性金属からなるリードフレーム上に、配置されて、
接合され、樹脂によって、モールドされる。

【００５６】本発明において用いられるリードフレーム
は、導電性金属によって形成されていればよく、リード
フレームを形成するための材料は、とくに限定されるも
のではないが、銅、燐青銅、真鍮などが好ましく使用さ
れる。

【００５７】本発明において、樹脂によって、モールド
する方法としては、トランスファーモールド法、インジ
ェクションモールド法が、好ましく使用される。

【００５８】本発明において、モールドに用いられる樹
脂材料は、とくに限定されるものではなく、たとえば、
エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ＡＢＳ樹脂、不飽和ポリエステル、ジアリールフタ
レート、フェノール樹脂、シリコン樹脂などを用いるこ
とができる。

【００５９】以下、添付図面に基づいて、本発明の好ま
しい実施態様につき、詳細に説明を加える。

【００６０】図１は、本発明の好ましい実施態様にかか
る固体電解コンデンサの陽極電極の略平面図であり、図
２は、Ａ−Ａ線に沿った略断面図である。

【００６１】本実施態様においては、絶縁酸化皮膜形成
能を有する弁金属として、アルミニウムが用いられ、図
１および図２に示されるように、本実施態様にかかる固
体電解コンデンサの陽極電極１は、表面が粗面化され、
表面に、絶縁酸化皮膜である酸化アルミニウム皮膜が形
成された箔状のアルミニウム基体２と、表面が粗面化さ
れていない箔状のアルミニウム基体３と、リード電極を
構成する金属導体として、箔状の銅基体４を備えてい
る。

【００６２】図１および図２に示されるように、本実施
態様にかかる陽極電極は、表面が粗面化され、表面に、
酸化アルミニウム皮膜が形成された箔状のアルミニウム
基体２の一端部領域には、表面が粗面化されていない箔
状のアルミニウム基体３の一端部領域が、超音波溶接に
よって、弁金属間が電気的に接続されるように、接合さ
れ、さらに、表面が粗面化されていない箔状のアルミニ
ウム基体３の他端部領域には、箔状の銅基体４の一端部
領域が、超音波溶接によって、金属間が電気的に接続さ
れるように、接合されて、形成されている。

【００６３】陽極電極の形成にあたっては、まず、所定
寸法に切断されたリード電極を構成すべき箔状の銅基体
４と、アルミニウム箔シートから、所定寸法に切り出さ
れ、表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基体
３が、それぞれ、所定面積の端部領域が互いに重なり合
うように、重ね合わされる。

【００６４】次いで、互いに重ね合わされている箔状の
銅基体４の端部領域と、箔状のアルミニウム基体３の端
部領域とが、超音波溶接によって、接合されて、溶接接
合部５が形成される。箔状のアルミニウム基体３の表面
に、酸化アルミニウム皮膜が形成されている場合でも、
超音波溶接によって、接合することによって、酸化アル
ミニウム皮膜が除去され、箔状の銅基体４の端部領域
と、箔状のアルミニウム基体３の端部領域とが電気的に
接続される。ここに、互いに重なり合う箔状の銅基体４
の端部領域および箔状のアルミニウム基体３の端部領域
の面積は、接合部が、所定の強度を有するように決定さ
れる。

【００６５】その後、表面が粗面化され、表面に酸化ア
ルミニウム皮膜が形成されている所定寸法の箔状のアル
ミニウム基体２が、アルミニウム箔シートから切り出さ
れ、箔状の銅基体４と箔状のアルミニウム基体３の接合
体の表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基体
３と、それぞれ、所定面積の端部領域が互いに重なり合
うように、重ね合わされる。

【００６６】次いで、互いに重ね合わされている表面が
粗面化され、表面に酸化アルミニウム皮膜が形成された
箔状のアルミニウム基体２の端部領域と、表面が粗面化
されていない箔状のアルミニウム基体３の端部領域と
が、超音波溶接によって、接合されて、溶接接合部６が
生成される。ここに、超音波溶接によって、接合するこ
とによって、箔状のアルミニウム基体２の表面に形成さ
れている酸化アルミニウム皮膜が除去され、表面が粗面
化されていない箔状のアルミニウム基体３の端部領域
と、表面が粗面化されている箔状のアルミニウム基体２
の端部領域の金属間が電気的に接続される。ここに、互
いに重なり合う箔状のアルミニウム基体３の端部領域お
よび箔状のアルミニウム基体２の端部領域の面積は、接
合部が、所定の強度を有するように決定される。

【００６７】こうして、形成された陽極電極１は、誘電
体を構成する表面が粗面化され、表面に酸化アルミニウ
ム皮膜が形成された箔状のアルミニウム基体２が、アル
ミニウム箔シートから切り出されたものであるため、そ
のエッジ部には、酸化アルミニウム皮膜が形成されては
おらず、固体電解コンデンサの陽極電極として用いるた
めには、表面が粗面化されている箔状のアルミニウム基
体２のエッジ部に、陽極酸化によって、酸化アルミニウ
ム皮膜を形成することが必要である。

【００６８】図３は、表面が粗面化されている箔状のア
ルミニウム基体２のエッジ部に、酸化アルミニウム皮膜
を形成する陽極酸化方法を示す略断面図である。

【００６９】図３に示されるように、ステンレスビーカ
ー７中に収容されたアジピン酸アンモニウム水溶液より
なる化成溶液８中に、表面が粗面化された箔状のアルミ
ニウム基体２の全体と、表面が粗面化されていない箔状
のアルミニウム基体３の一部が浸漬されるように、陽極
電極１がセットされ、箔状の銅基体４がプラスに、ステ
ンレスビーカー７がマイナスになるように、電圧が印加
される。

【００７０】印加電圧は、形成すべき酸化アルミニウム
皮膜の膜厚に応じて、適宜決定することができ、１０ｎ
ｍないし１μｍの膜厚を有する酸化アルミニウム皮膜を
形成するときは、通常、数ボルトないし２０ボルト程度
に設定される。

【００７１】その結果、陽極酸化が開始される。陽極酸
化に際して、化成溶液８は、箔状のアルミニウム基体２
の表面が粗面化されているため、毛細管現象によって、
上昇するが、箔状のアルミニウム基体３の表面は粗面化
されていないため、表面が粗面化されている箔状のアル
ミニウム基体２と、表面が粗面化されていない箔状のア
ルミニウム基体３の接合部を越えて、上昇することはな
く、したがって、リード電極を構成する箔状の銅基体４
に、化成溶液８が接触することが確実に防止され、エッ
ジ部を含む表面が粗面化されている箔状のアルミニウム
基体２および表面が粗面化されている箔状のアルミニウ
ム基体２に接合された表面が粗面化されていない箔状の
アルミニウム基体３の領域のみに、酸化アルミニウム皮
膜が形成される。

【００７２】次いで、こうして生成された陽極電極１の
表面が粗面化され、酸化アルミニウム皮膜が形成されて
いる箔状のアルミニウム基体２の表面上に、化学酸化重
合によって、ポリエチレンジオキシチオフェンよりなる
固体高分子電解質層が形成される。

【００７３】すなわち、まず、エチレンジオキシチオフ
ェンを含むモノマー溶液中に、表面が粗面化され、酸化
アルミニウム皮膜が形成されている箔状のアルミニウム
基体２が、数十秒間にわたって、浸漬され、取り出され
た後、常温で、溶媒のみが除去される。

【００７４】次いで、硫酸セリウム（ＩＶ）四水和物
を、水に溶解して、調製した１ないし７重量％の濃度の
硫酸セリウム溶液中に、表面が粗面化されている箔状の
アルミニウム基体２が、数十秒間にわたって、浸漬さ
れ、取り出された後、水または有機溶媒で、洗浄され、
乾燥される。

【００７５】このステップが、酸化剤溶液である硫酸セ
リウム溶液に、アルミニウム基体２が浸漬されている時
間の総計が、５分未満となるように、複数回にわたっ
て、繰り返された後、水または有機溶媒によって、洗浄
され、乾燥されて、表面が粗面化され、酸化アルミニウ
ム皮膜が形成されている箔状のアルミニウム基体２の表
面に、ポリエチレンジオキシチオフェンよりなる固体高
分子電解質層が形成される。

【００７６】次いで、固体高分子電解質層の表面に、グ
ラファイトペースト層および銀ペースト層が、スクリー
ン印刷法あるいはスプレー塗布法によって形成されて、
陰極電極が形成される。

【００７７】図４は、こうして作製された固体電解コン
デンサの略断面図である。

【００７８】図４に示されるように、固体電解コンデン
サ１０は、箔状のアルミニウム基体２ならびに箔状のア
ルミニウム基体３および箔状の銅基体４からなるリード
電極を備えた陽極電極１と、ポリエチレンジオキシチオ
フェンよりなる固体高分子電解質層１１、グラファイト
ペースト層１２および銀ペースト層１３が積層された陰
極電極１４を備えている。

【００７９】本実施態様によれば、表面が粗面化され、
酸化アルミニウム皮膜が形成されている箔状のアルミニ
ウム基体２を、エチレンジオキシチオフェンを含むモノ
マー溶液中に、数十秒間にわたって、浸漬し、取り出し
た後、常温で、溶媒のみを除去し、次いで、１ないし７
重量％の濃度の硫酸セリウム溶液中に、数十秒間にわた
って、浸漬し、取り出した後、水または有機溶媒で、洗
浄し、乾燥するという工程が、酸化剤溶液である硫酸セ
リウム溶液に、アルミニウム基体２が浸漬されている時
間の総計が、５分未満となるように、複数回にわたっ
て、繰り返され、常温で、かつ、短時間に、ポリエチレ
ンジオキシチオフェンよりなる固体高分子電解質層が形
成されているから、電極である弁金属基体を損傷するお
それを生じさせることなく、ポリエチレンジオキシチオ
フェンよりなる固体高分子電解質層を形成することが可
能になり、したがって、良好な漏れ電流特性を有する固
体電解コンデンサを得ることができ、この固体電解コン
デンサを、高温高湿環境下に放置しても、電極である弁
金属基体を侵すことがないので、良好な耐環境特性を得
ることが可能になる。

【００８０】また、本実施態様によれば、固体電解コン
デンサの陽極電極１は、表面が粗面化され、その表面
に、絶縁酸化皮膜である酸化アルミニウム皮膜が形成さ
れた箔状のアルミニウム基体２と、表面が粗面化されて
いない箔状のアルミニウム基体３と、金属導体として、
箔状の銅基体４を備え、表面が粗面化され、表面に、酸
化アルミニウム皮膜が形成された箔状のアルミニウム基
体２の一端部領域と、表面が粗面化されていない箔状の
アルミニウム基体３の一端部領域が、超音波溶接によっ
て、接合され、さらに、表面が粗面化されていない箔状
のアルミニウム基体３の他端部領域と、箔状の銅基体４
の一端部領域が、超音波溶接によって、接合されている
から、表面が粗面化されている箔状のアルミニウム基体
２の表面に、ポリエチレンジオキシチオフェンよりなる
固体高分子電解質層を形成する際に、モノマー溶液や酸
化剤溶液が、毛細管現象によって、表面が粗面化されて
いる箔状のアルミニウム基体２に沿って、進行しても、
表面が粗面化されている箔状のアルミニウム基体２と、
表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基体３の
接合部を越えて、上昇することはなく、したがって、リ
ード電極を構成する箔状の銅基体４に、モノマー溶液や
酸化剤溶液が接触することが確実に防止され、したがっ
て、リード電極を構成する箔状の銅基体４が、モノマー
溶液や酸化剤溶液によって腐食されることを確実に防止
することが可能になる。

【００８１】

【実施例】以下、本発明の効果をより一層明らかなもの
とするため、実施例および比較例を掲げる。

【００８２】実施例１ 固体高分子電解質層を有する固体電解コンデンサを、以
下のようにして、作製した。

【００８３】銅箔シートから、０．５ｃｍ×１ｃｍの寸
法で切り出された厚さ６０μｍの銅箔と、アルミニウム
箔シートから、１ｃｍ×１ｃｍの寸法で切り出された粗
面化処理が施されていない厚さ６０μｍのアルミニウム
箔を、それぞれの一端部領域が３ｍｍだけ重なり合うよ
うに、重ね合わせ、重ね合わせた部分を、日本エマソン
株式会社ブランソン事業本部製の４０ｋＨｚ−超音波溶
接機によって、接合して、銅箔と粗面化処理が施されて
いないアルミニウム箔の接合体を形成した。銅箔と粗面
化処理が施されていないアルミニウム箔とを溶接によっ
て、接合したため、電気的に接続することができた。

【００８４】次いで、酸化アルミニウム皮膜が形成さ
れ、粗面化処理が施されている厚さ１００μｍのアルミ
ニウム箔シートから、２ｃｍ×１．５ｃｍの寸法で、ア
ルミニウム箔を切り出し、その端部領域が、粗面化処理
が施されていないアルミニウム箔の他端部領域と３ｍｍ
だけ重なり合うように、銅箔と粗面化処理が施されてい
ないアルミニウム箔の接合体に重ね合わせ、それぞれの
端部領域が重なり合った部分を、日本エマソン株式会社
ブランソン事業本部製の４０ｋＨｚ−超音波溶接機によ
って、接合して、銅箔、粗面化処理が施されていないア
ルミニウム箔および粗面化処理が施されているアルミニ
ウム箔の接合体を形成した。ここでも、粗面化処理が施
されているアルミニウム箔と粗面化処理が施されていな
いアルミニウム箔とを、溶接によって、接合したため、
電気的に接続することができた。

【００８５】さらに、７重量％の濃度で、ｐＨが６．８
に調整された８０℃のアジピン酸アンモニウム水溶液中
に、酸化アルミニウム皮膜が形成され、粗面化処理が施
されているアルミニウム箔が完全に浸漬されるように、
接合体をセットした。この際、粗面化処理が施されてい
ないアルミニウム箔の一部も、アジピン酸アンモニウム
水溶液中に浸されたが、銅箔は、アジピン酸アンモニウ
ム水溶液と接触させなかった。

【００８６】接合体側を陽極とし、化成電流密度が５０
ないし１００ｍＡ／ｃｍ^２、化成電圧が２２ボルトの条
件下で、アジピン酸アンモニウム水溶液中に浸漬されて
いるアルミニウム箔の表面を酸化させ、酸化アルミニウ
ム皮膜を形成して、陽極電極を作製した。

【００８７】次いで、こうして作製された陽極電極をア
ジピン酸アンモニウム水溶液から引き上げ、陽極電極の
粗面化処理が施されているアルミニウム箔の表面上に、
化学酸化重合により、以下のようにして、ポリエチレン
ジオキシチオフェンを主成分として含む固体高分子電解
質層を形成した。

【００８８】１３．４グラムのエタノール中に、下記の
溶質１および溶質２を混合し、攪拌して、モノマー溶液
を調製した。

【００８９】溶質１：３，４−エチレンジオキシチオフ
ェン ０．５６ｇ 溶質２：アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム水溶
液（４０重量％）３．２ｇ 次いで、酸化剤溶液として、硫酸セリウム（ＩＶ）四水
和物を、水に溶解して、３重量％の濃度の硫酸セリウム
水溶液を調製した。

【００９０】陽極電極を、３０秒間にわたり、モノマー
溶液中に浸漬した後、取り出して、常温で、乾燥させ
た。

【００９１】次いで、陽極電極を、酸化剤溶液中に、１
５秒間にわたって、浸漬して、重合反応させた後、取り
出して、水およびメタノールを用いて、洗浄し、常温
で、乾燥させ、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフ
ェン）を生成した。

【００９２】陽極電極のモノマー溶液への浸漬、乾燥、
酸化剤溶液への浸漬、洗浄および乾燥のステップを、１
０回にわたって、繰り返し、ポリ（３，４−エチレンジ
オキシチオフェン）を主成分として含む厚さ５０μｍの
固体高分子電解質層を形成した。

【００９３】こうして得られた固体高分子電解質層の表
面に、カーボンペーストを塗布し、さらに、カーボンペ
ーストの表面に、銀ペーストを塗布して、陰極電極を形
成し、銀−エポキシ系接着剤を用いて、リード線を取り
付けた。

【００９４】その後、周知の方法で、陽極リード端子お
よび陰極リード端子に、一定の電圧を印加して、エージ
ング処理をおこない、漏れ電流を十分に低下させて、固
体電解コンデンササンプル＃１を作製した。同一の条件
下で、合計１０個の固体電解コンデンササンプル＃１を
作製した。

【００９５】また、陽極電極の１回あたりの酸化剤溶液
への浸漬時間を２５秒に変更した以外は、固体電解コン
デンササンプル＃１を作製したのと同様にして、固体電
解コンデンササンプル＃２を作製した。同一の条件下
で、合計１０個の固体電解コンデンササンプル＃２を作
製した。

【００９６】さらに、陽極電極の１回あたりの酸化剤溶
液への浸漬時間を１分に変更した以外は、固体電解コン
デンササンプル＃１を作製したのと同様にして、固体電
解コンデンササンプル＃３を作製した。同一の条件下
で、合計１０個の固体電解コンデンササンプル＃３を作
製した。

【００９７】また、陽極電極の１回あたりの酸化剤溶液
への浸漬時間を５分に変更した以外は、固体電解コンデ
ンササンプル＃１を作製したのと同様にして、固体電解
コンデンササンプル＃４を作製した。同一の条件下で、
合計１０個の固体電解コンデンササンプル＃４を作製し
た。

【００９８】さらに、陽極電極の１回あたりの酸化剤溶
液への浸漬時間を１０分に変更した以外は、固体電解コ
ンデンササンプル＃１を作製したのと同様にして、固体
電解コンデンササンプル＃５を作製した。同一の条件下
で、合計１０個の固体電解コンデンササンプル＃５を作
製した。

【００９９】こうして作製された固体電解コンデンササ
ンプル＃１ないし＃５の電気的特性を、アジレントテク
ノロジー社製インピーダンスアナライザー４２９４Ａを
用いて、評価した。特性値として、１２０Ｈｚにおける
静電容量および１００ｋＨｚにおけるＥＳＲを測定し、
また、漏れ電流は、固体電解コンデンササンプル＃１な
いし＃５のそれぞれを、所定の回路に接続し、６．３Ｖ
の電圧を印加してから、５分経過後の電流値を計測する
ことによって求め、漏れ電流の上限規格値は、６３μＡ
（０．０５ＣＶ）以下とした。

【０１００】固体電解コンデンササンプル＃１ないし＃
５の電気的特性を評価した結果は、表１に示されてい
る。表１に示されている数値は、それぞれ、１０個の固
体電解コンデンササンプルの電気的特性の平均値であ
る。

【０１０１】

【表１】 表１に示されるように、こうして作成された固体電解コ
ンデンササンプル＃１ないし＃５は、いずれも、良好な
静電容量およびＥＳＲを有していたが、陽極電極と酸化
剤溶液との合計接触時間が、５分未満の固体電解コンデ
ンササンプル＃１および＃２は、良好な漏れ電流値を有
していたのに対し、陽極電極と酸化剤溶液との合計接触
時間が、５分以上の固体電解コンデンササンプル＃３な
いし＃５においては、漏れ電流値が著しく上昇してお
り、漏れ電流特性の悪化が認められた。

【０１０２】したがって、酸化剤溶液として、３重量％
の濃度の硫酸セリウム（ＩＶ）水溶液を用いる場合に
は、陽極電極の酸化剤溶液への合計浸漬時間を、５分未
満にすることが、良好な漏れ電流特性を有する固体電解
コンデンサを作製するために、必要不可欠であることが
判明した。

【０１０３】実施例２ 硫酸セリウム（ＩＶ）水溶液の濃度を、１重量％とした
以外は、実施例１と全く同様にして、それぞれ、１０個
づつの固体電解コンデンササンプル＃６ないし＃１０を
作製した。

【０１０４】ここに、固体電解コンデンササンプル＃６
ないし＃１０を作製する際の陽極電極の１回あたりの酸
化剤溶液への浸漬時間は、それぞれ、１５秒、２５秒、
１分、５分、１０分とした。

【０１０５】こうして作製された固体電解コンデンササ
ンプル＃６ないし＃１０の電気的特性を、実施例１と同
様にして、評価した。

【０１０６】固体電解コンデンササンプル＃６ないし＃
１０の電気的特性を評価した結果は、表２に示されてい
る。表２に示されている数値は、それぞれ、１０個の固
体電解コンデンササンプルの電気的特性の平均値であ
る。

【０１０７】

【表２】 表２に示されるように、陽極電極と酸化剤溶液との合計
接触時間が、５分未満の固体電解コンデンササンプル＃
６および＃７は、良好な漏れ電流値を有していたのに対
し、陽極電極と酸化剤溶液との合計接触時間が、５分以
上の固体電解コンデンササンプル＃８ないし＃１０にお
いては、漏れ電流値が著しく上昇しており、漏れ電流特
性の悪化が認められた。

【０１０８】したがって、酸化剤溶液として、１重量％
の濃度の硫酸セリウム（ＩＶ）水溶液を用いる場合に
も、陽極電極の酸化剤溶液への合計浸漬時間を、５分未
満にすることが、良好な漏れ電流特性を有する固体電解
コンデンサを作製するために、必要不可欠であることが
判明した。

【０１０９】また、固体電解コンデンササンプル＃６な
いし＃１０の静電容量は、実施例１の対応する固体電解
コンデンササンプル＃１ないし＃５に比して、低下し、
ＥＳＲ値は、上昇していた。これは、酸化剤溶液である
硫酸セリウム（ＩＶ）水溶液の濃度が、実施例１に比し
て、低いため、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフ
ェン）の生成量が減少したことに起因するものと推測さ
れる。

【０１１０】したがって、酸化剤溶液である硫酸セリウ
ム（ＩＶ）水溶液の濃度が、１重量％未満の場合には、
ＥＳＲ値がさらに上昇し、良好なＥＳＲ特性を有する固
体電解コンデンサを作製することができないことが判明
した。

【０１１１】実施例３ 硫酸セリウム（ＩＶ）水溶液の濃度を、５重量％とした
以外は、実施例１と全く同様にして、それぞれ、１０個
づつの固体電解コンデンササンプル＃１１ないし＃１５
を作製した。

【０１１２】ここに、固体電解コンデンササンプル＃１
１ないし＃１５を作製する際の陽極電極の１回あたりの
酸化剤溶液への浸漬時間は、それぞれ、１５秒、２５
秒、１分、５分、１０分とした。

【０１１３】こうして作製された固体電解コンデンササ
ンプル＃１１ないし＃１５の電気的特性を、実施例１と
同様にして、評価した。

【０１１４】固体電解コンデンササンプル＃１１ないし
＃１５の電気的特性を評価した結果は、表３に示されて
いる。表３に示されている数値は、それぞれ、１０個の
固体電解コンデンササンプルの電気的特性の平均値であ
る。

【０１１５】

【表３】 表３に示されるように、陽極電極と酸化剤溶液との合計
接触時間が、５分未満の固体電解コンデンササンプル＃
１１および＃１２は、良好な漏れ電流値を有していたの
に対し、陽極電極と酸化剤溶液との合計接触時間が、５
分以上の固体電解コンデンササンプル＃１３ないし＃１
５においては、漏れ電流値が著しく上昇しており、漏れ
電流特性の悪化が認められた。

【０１１６】また、表３に示されるように、陽極電極と
酸化剤溶液との合計接触時間が、５分未満の固体電解コ
ンデンササンプル＃１１および＃１２においても、実施
例１の対応する固体電解コンデンササンプル＃１および
＃２に比して、漏れ電流値が増大していた。これは、酸
化剤溶液として、実施例１よりも濃度が高い硫酸セリウ
ム（ＩＶ）水溶液を用いたため、陽極電極の損傷が増大
したことに起因するものと推測される。

【０１１７】さらに、表３に示されるように、固体電解
コンデンササンプル＃１１ないし＃１５のＥＳＲ値は、
実施例１の対応する固体電解コンデンササンプル＃１な
いし＃５のＥＳＲ値よりも若干増大していた。これは、
モノマー溶液濃度を同じ濃度に保持しつつ、酸化剤溶液
である硫酸セリウム（ＩＶ）水溶液の濃度を、実施例１
に比して、高くしたため、生成されたポリ（３，４−エ
チレンジオキシチオフェン）の導電率が若干増大したこ
とに起因すると推測される。

【０１１８】したがって、酸化剤溶液として、５重量％
の濃度の硫酸セリウム（ＩＶ）水溶液を用いる場合に
も、陽極電極の酸化剤溶液への合計浸漬時間を、５分未
満にすることが、良好な漏れ電流特性を有する固体電解
コンデンサを作製するために、必要不可欠であり、良好
な漏れ電流特性およびＥＳＲ特性を有する固体電解コン
デンサを作製するためには、５重量％未満の濃度の硫酸
セリウム（ＩＶ）水溶液を用いることが望ましいことが
判明した。

【０１１９】実施例４ 硫酸セリウム（ＩＶ）水溶液の濃度を、１５重量％とし
た以外は、実施例１と全く同様にして、それぞれ、１０
個づつの固体電解コンデンササンプル＃１６ないし＃２
０を作製した。

【０１２０】ここに、固体電解コンデンササンプル＃１
６ないし＃２０を作製する際の陽極電極の１回あたりの
酸化剤溶液への浸漬時間は、それぞれ、１５秒、２５
秒、１分、５分、１０分とした。

【０１２１】こうして作製された固体電解コンデンササ
ンプル＃１６ないし＃２０の電気的特性を、実施例１と
同様にして、評価した。

【０１２２】固体電解コンデンササンプル＃１６ないし
＃２０の電気的特性を評価した結果は、表４に示されて
いる。表４に示されている数値は、それぞれ、１０個の
固体電解コンデンササンプルの電気的特性の平均値であ
る。

【０１２３】

【表４】 表４に示されるように、固体電解コンデンササンプル＃
１６ないし＃２０における漏れ電流値は、いずれも高
く、漏れ電流特性の悪化が認められた。これは、酸化剤
溶液として、実施例１よりも濃度が高い１５重量％の濃
度の硫酸セリウム（ＩＶ）水溶液を用いたため、陽極電
極の損傷が進行したことに起因するものと推測される。

【０１２４】したがって、酸化剤溶液として、１５重量
％の濃度の硫酸セリウム（ＩＶ）水溶液を用いる場合に
は、陽極電極の酸化剤溶液への合計浸漬時間を、５分未
満にしても、漏れ電流の少ない固体電解コンデンサを作
製することができないことが判明した。

【０１２５】実施例５ 固体電解コンデンササンプル＃１、＃２、＃６および＃
１２の固体電解質層を形成しているポリ（３，４−エチ
レンジオキシチオフェン）中に含まれる元素を、蛍光Ｘ
線分析法によって解析した。蛍光Ｘ線分析装置として
は、株式会社リガク製３２７０を用い、５０ｋＶ‐５０
ｍＡ、１５ｍｍφの条件で測定した。

【０１２６】測定の結果、セリウムの存在が確認され、
セリウムの含有量は、表５のとおりであった。

【０１２７】

【表５】 表５から、固体電解質層のセリウム含有量が、１０μｇ
／ｃｍ^２ないし１５０μｇ／ｃｍ^２である固体電解コン
デンサが、優れた電気的特性を有していることが判明し
た。

【０１２８】本発明は、以上の実施態様および実施例に
限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明
の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の
範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【０１２９】たとえば、前記実施態様および前記実施例
においては、陽極電極を、酸化剤溶液中に浸漬している
が、陽極電極に、酸化剤溶液が接触されればよく、陽極
電極を、酸化剤溶液中に浸漬することは必ずしも必要で
なく、スプレー塗布などによって、酸化剤溶液を、陽極
電極に噴霧して、陽極電極に、酸化剤溶液を接触させて
もよい。

【０１３０】また、前記実施態様および前記実施例おい
ては、表面が粗面化され、表面に、酸化アルミニウム皮
膜が形成された箔状のアルミニウム基体２の一端部領域
に、表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基体
３の一端部領域を接合して、電気的に接続し、さらに、
表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基体３の
他端部領域に、箔状の銅基体４の一端部領域を接合し
て、電気的に接続して、陽極電極を形成した後に、酸化
アルミニウム皮膜が形成されている箔状のアルミニウム
基体２の表面上に、化学酸化重合によって、ポリエチレ
ンジオキシチオフェンよりなる固体高分子電解質層を形
成するように構成されているが、酸化アルミニウム皮膜
が形成されている箔状のアルミニウム基体２の表面上
に、化学酸化重合によって、ポリエチレンジオキシチオ
フェンよりなる固体高分子電解質層を形成した後に、箔
状のアルミニウム基体２の一端部領域に、表面が粗面化
されていない箔状のアルミニウム基体３の一端部領域を
接合して、電気的に接続し、さらに、表面が粗面化され
ていない箔状のアルミニウム基体３の他端部領域に、箔
状の銅基体４の一端部領域を接合して、電気的に接続し
て、陽極電極を形成するようにしてもよい。

【０１３１】さらに、前記実施態様においては、弁金属
基体２、３として、アルミニウムが用いられているが、
アルミニウムに代えて、アルミニウム合金、または、タ
ンタル、チタン、ニオブ、ジルコニウムもしくはこれら
の合金などによって、弁金属基体２、３を形成すること
もできる。

【０１３２】また、前記実施態様においては、リード電
極を構成すべき金属導体として、箔状の銅が用いられて
いるが、銅に代えて、銅合金、または、真鍮、ニッケ
ル、亜鉛、クロムもしくはこれらの合金によって、金属
導体を形成することもできる。

【０１３３】さらに、前記実施態様においては、表面が
粗面化された箔状のアルミニウム基体２と、表面が粗面
化されていないアルミニウム基体３とを、超音波溶接に
よって、接合するとともに、表面が粗面化されていない
アルミニウム基体３と、箔状の銅基体４とを、超音波溶
接によって、接合しているが、これらの接合部の双方
を、あるいは、一方を、超音波溶接に代えて、コールド
ウェルディング（冷間圧接）によって、接合し、接合部
を形成するようにしてもよい。

【０１３４】また、前記実施態様においては、表面が粗
面化され、酸化アルミニウム皮膜が形成された箔状のア
ルミニウム基体２と、表面が粗面化されていない箔状の
アルミニウム基体３と、箔状の銅基体４が接合されて、
形成された陽極電極１を備えた固体電解コンデンサ１０
を用いているが、酸化アルミニウム皮膜が形成され、表
面が粗面化された箔状のアルミニウム基体２と箔状の導
電体金属基体よりなる陽極電極など、異なる構造の陽極
電極を備えた固体電解コンデンサを用いることもでき
る。

【０１３５】

【発明の効果】本発明によれば、漏れ電流特性が優れた
固体電解コンデンサおよび電極である弁金属基体を損傷
させることなく、常温で、かつ、短時間に、ポリエチレ
ンジオキシチオフェンを含む固体高分子電解質層を形成
することができ、かつ、漏れ電流の小さい固体電解コン
デンサの製造方法を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる固
体電解コンデンサの陽極電極の略平面図である。

【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った略断面図であ
る。

【図３】図３は、表面が粗面化された箔状のアルミニウ
ム基体のエッジ部に、酸化アルミニウム皮膜を形成する
陽極酸化方法を示す略断面図である。

【図４】図４は、固体電解コンデンサの略断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 陽極電極 ２ 表面が粗面化され、酸化皮膜が形成された箔状のア
ルミニウム基体 ３ 表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基体 ４ 箔状の銅基体 ５ 溶接接合部 ６ 溶接接合部 ７ ステンレスビーカー ８ 化成溶液 ９ 酸化アルミニウム皮膜 １０ 固体電解コンデンサ １１ 固体高分子電解質層 １２ グラファイトペースト層 １３ 銀ペースト層 １４ 陰極電極

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形
   成された弁金属からなる第１の基体の表面上に、固体高
   分子電解質層を形成する工程を含む固体電解コンデンサ
   の製造方法であって、 前記固体高分子電解質層を形成する工程が、 前記第１の基体に、エチレンジオキシチオフェン溶液を
   含浸させる第１の工程と、 前記第１の基体に、１重量％ないし７重量％の濃度の４
   価のセリウム塩を含む酸化剤溶液を接触させる第２の工
   程と、 前記第１の工程と、前記第２の工程を、複数回にわたっ
   て、繰り返す工程を含み、 前記第２の工程を実行する合計時間が、５分未満である
   ことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
2. 【請求項２】 さらに、少なくとも１つの金属からなる
   リード電極金属基体を形成する工程と、 表面が粗面化された弁金属からなる第１の基体と、前記
   リード電極金属基体とを、前記第１の基体の一端部近傍
   領域と前記リード電極金属基体の一端部近傍領域とが重
   なり合うように、位置させて、前記第１の基体の一端部
   近傍領域と前記リード電極金属基体の一端部近傍領域と
   を接合し、前記第１の基体と前記リード電極金属基体の
   接合体を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１
   に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
3. 【請求項３】 さらに、前記固体高分子電解質層を形成
   する工程に先立って、前記接合体を構成する前記第１の
   基体を、化成溶液に浸し、前記接合体に、電圧を印加し
   て、陽極酸化処理を施し、前記第１の基体の少なくとも
   エッジ部分に、絶縁性酸化皮膜を形成する工程を含むこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の固体電解コン
   デンサの製造方法。
4. 【請求項４】 前記酸化剤溶液が、１重量％以上、５重
   量％未満の濃度の４価のセリウム塩を含むことを特徴と
   する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の固体電解
   コンデンサの製造方法。
5. 【請求項５】 前記第１の工程が、前記第１の基体を、
   前記酸化剤溶液に浸漬させて、前記第１の基体に、前記
   酸化剤溶液を接触させるように構成されたことを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の固体電解
   コンデンサの製造方法。
6. 【請求項６】 前記リード電極金属基体を形成する工程
   が、表面が粗面化されていない第２の基体と、弁金属以
   外の金属からなる第３の基体とを、少なくとも一部が重
   なり合うように、位置させて、重なり合った部分を接合
   する工程を含み、 前記接合体を形成する工程が、前記リード電極金属基体
   を構成する前記第２の基体と、前記第１の基体を接合す
   る工程を含むことを特徴とする請求項２ないし５のいず
   れか１項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
7. 【請求項７】 さらに、前記固体高分子電解質層上に、
   導電性ペーストを塗布し、乾燥して、導電体層を形成す
   る工程を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいず
   れか１項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
8. 【請求項８】 粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形成され
   た弁金属基体の表面に、ポリエチレンジオキシチオフェ
   ンを含む固体高分子電解質層が形成された固体電解コン
   デンサであって、 前記固体高分子電解質層中に、１０μｇ／ｃｍ^２ないし
   ２１０μｇ／ｃｍ^２のセリウムが含まれていることを特
   徴とする固体電解コンデンサ。
9. 【請求項９】 前記固体高分子電解質層中に、１０μｇ
   ／ｃｍ^２以上、１５０μｇ／ｃｍ^２未満のセリウムが含
   まれていることを特徴とする請求項８に記載の固体電解
   コンデンサ。
10. 【請求項１０】 前記固体高分子電解質層上に、導電体
    層が形成されたことを特徴とする請求項８または９に記
    載の固体電解コンデンサ。