JP2003257791A

JP2003257791A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法

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Publication number: JP2003257791A
Application number: JP2002003888A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Murakami; 敏行村上; Atsushi Yamada; 篤山田; Katsunori Nogami; 勝憲野上; Katsumi Abe; 克己阿部
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-09-12
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP4378908B2

Abstract

(57)【要約】【課題】鉛フリーリフローによる耐電圧特性の劣化を
防止することができ、高耐電圧品を製造する場合の歩留
まりを向上させることができる固体電解コンデンサの製
造方法を提供する。【解決手段】表面に酸化皮膜層が形成された陽極箔と
陰極箔をセパレータを介して巻回して、コンデンサ素子
を形成し、このコンデンサ素子に修復化成を施す。続い
て、このコンデンサ素子を、重合性モノマーと酸化剤の
モル比が酸化剤を１とした場合に３：１以上となるよう
に、重合性モノマーと酸化剤とを所定の溶媒と共に混合
して調製した混合液に浸漬し、コンデンサ素子内で導電
性ポリマーの重合反応を発生させ、固体電解質層を形成
する。そして、このコンデンサ素子を外装ケースに挿入
し、開口端部に封口ゴムを装着して、加締め加工によっ
て封止した後、エージングを行い、固体電解コンデンサ
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サ及びその製造方法に係り、特に、高耐電圧が要求され
る固体電解コンデンサの歩留まりを向上させることがで
きる固体電解コンデンサ及びその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】タンタルあるいはアルミニウム等のよう
な弁作用を有する金属を利用した電解コンデンサは、陽
極側対向電極としての弁作用金属を焼結体あるいはエッ
チング箔等の形状にして誘電体を拡面化することによ
り、小型で大きな容量を得ることができることから、広
く一般に用いられている。特に、電解質に固体電解質を
用いた固体電解コンデンサは、小型、大容量、低等価直
列抵抗であることに加えて、チップ化しやすく、表面実
装に適している等の特質を備えていることから、電子機
器の小型化、高機能化、低コスト化に欠かせないものと
なっている。

【０００３】この種の固体電解コンデンサにおいて、小
型、大容量用途としては、一般に、アルミニウム等の弁
作用金属からなる陽極箔と陰極箔をセパレータを介在さ
せて巻回してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ
素子に駆動用電解液を含浸し、アルミニウム等の金属製
ケースや合成樹脂製のケースにコンデンサ素子を収納
し、密閉した構造を有している。なお、陽極材料として
は、アルミニウムを初めとしてタンタル、ニオブ、チタ
ン等が使用され、陰極材料には、陽極材料と同種の金属
が用いられる。

【０００４】また、固体電解コンデンサに用いられる固
体電解質としては、二酸化マンガンや７、７、８、８−
テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体が知られて
いるが、近年、反応速度が緩やかで、かつ陽極電極の酸
化皮膜層との密着性に優れたポリエチレンジオキシチオ
フェン（以下、ＰＥＤＴと記す）等の導電性ポリマーに
着目した技術（特開平２−１５６１１号公報）が存在し
ている。

【０００５】このような巻回型のコンデンサ素子にＰＥ
ＤＴ等の導電性ポリマーからなる固体電解質層を形成す
るタイプの固体電解コンデンサは、以下のようにして作
製される。まず、アルミニウム等の弁作用金属からなる
陽極箔の表面を塩化物水溶液中での電気化学的なエッチ
ング処理により粗面化して、多数のエッチングピットを
形成した後、ホウ酸アンモニウム等の水溶液中で電圧を
印加して誘電体となる酸化皮膜層を形成する（化成）。
陽極箔と同様に、陰極箔もアルミニウム等の弁作用金属
からなるが、その表面にはエッチング処理を施すのみで
ある。

【０００６】このようにして表面に酸化皮膜層が形成さ
れた陽極箔とエッチングピットのみが形成された陰極箔
とを、セパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形
成する。続いて、修復化成を施したコンデンサ素子に、
３，４−エチレンジオキシチオフェン（以下、ＥＤＴと
記す）等の重合性モノマーと酸化剤溶液をそれぞれ吐出
し、あるいは両者の混合液に浸漬して、コンデンサ素子
内で重合反応を促進し、ＰＥＤＴ等の導電性ポリマーか
らなる固体電解質層を生成する。その後、このコンデン
サ素子を有底筒状の外装ケースに収納して固体電解コン
デンサを作成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、上述
したような固体電解コンデンサが車載用として用いられ
るようになってきている。通常、車載用回路の駆動電圧
は１２Ｖであり、固体電解コンデンサには２５Ｖの高耐
電圧が要求される。しかしながら、上述したような従来
の製造方法によりこのような高耐電圧品を製造した場
合、エージング工程でショートが発生する割合が高く、
歩留まりが低いという欠点があった。

【０００８】また、近年、環境問題から高融点の鉛フリ
ー半田が用いられるようになり、半田リフロー温度が２
００〜２２０℃から２３０〜２７０℃へとさらに高温化
している。このような高温下におかれる半田リフローを
行う場合、耐電圧が低下する。

【０００９】また、これらの問題点を解決するために、
陽極箔の化成電圧を向上させて固体電解コンデンサの耐
電圧を向上させる試みがあるが、固体電解コンデンサの
場合一定の化成電圧以上の陽極箔を用いても、固体電解
コンデンサの耐電圧は上昇しないという問題点を有して
いた。なお、このような問題点は、重合性モノマーとし
てＥＤＴを用いた場合に限らず、他のチオフェン誘導
体、ピロール、アニリン等を用いた場合にも同様に生じ
ていた。

【００１０】本発明は、上述したような従来技術の問題
点を解決するために提案されたものであり、その第１の
目的は、鉛フリーリフローによる耐電圧特性の劣化を防
止することができ、高耐電圧品を製造する場合の歩留ま
りを向上させることができる固体電解コンデンサ及びそ
の製造方法を提供することにある。また、本発明の第２
の目的は、さらに静電容量及びＥＳＲを向上させること
ができる固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく、高耐電圧品を製造する場合に、エージン
グ工程でショートが発生する割合が高くなる原因につい
て種々検討を重ねた結果、以下の結論に達したものであ
る。すなわち、通常、導電性ポリマーを形成した後のコ
ンデンサ素子内には、導電性ポリマーの他に、重合反応
に関与しなかったモノマーや酸化剤及びその他の反応残
余物が存在している。そして、これらの導電性ポリマー
以外の物質の耐電圧は導電性ポリマーの耐電圧より低い
ため、これらの物質が固体電解コンデンサの耐電圧を低
下させていると考えられる。

【００１２】そこで、本発明者等は、これらの反応残余
物を減少させることにより固体電解コンデンサの耐電圧
を向上させると共に、鉛フリーリフローによる耐電圧特
性の劣化を防止すべく検討を重ねた結果、重合性モノマ
ーと酸化剤のモル比を適切に調整することによって、固
体電解コンデンサの耐電圧を向上させることができるこ
とが判明したものである。

【００１３】また、本発明者等は、重合性モノマーと酸
化剤のモル比を変えた場合に、陽極箔の耐電圧がどのよ
うに変化するかについて検討したところ、後述するよう
な結果が得られ、この知見に基づいて、重合性モノマー
と酸化剤のモル比を適切に調整することにより、陽極箔
の耐電圧を向上させることができ、さらに静電容量及び
ＥＳＲの向上を図ることができることが判明したもので
ある。

【００１４】（重合性モノマーと酸化剤のモル比）重合
反応時の重合性モノマーと酸化剤のモル比を種々変更し
て、固体電解コンデンサの耐電圧を向上させることがで
きるか否かを調べたところ、重合性モノマーと酸化剤の
モル比が、酸化剤を１とした場合に３：１以上、好まし
くは４：１以上、さらに好ましくは６：１以上とすると
耐電圧が上昇することが判明した。このように、重合性
モノマーが多い状態で重合反応を進行させると、残余す
る酸化剤が減少するため、結果的に重合反応に関与しな
かったモノマーや酸化剤及びその他の反応残余物を減少
させることができるので、上記のような問題が改善さ
れ、耐電圧特性が向上するものと考えられる。

【００１５】なお、コンデンサ素子に重合性モノマーと
酸化剤を含浸する方法としては、モノマーと酸化剤の混
合溶液にコンデンサ素子を浸漬する方法、モノマー溶液
にコンデンサ素子を浸漬した後、酸化剤溶液に浸漬する
方法、コンデンサ素子にモノマー溶液を吐出した後、酸
化剤溶液を吐出する方法等を用いることができる。

【００１６】（陽極箔の耐電圧についての検討）次に、
本発明者等は、固体電解コンデンサに電圧を印加し、印
加電圧を上昇させた場合の電流の挙動を検討したとこ
ろ、図１に示したような結果が得られた。なお、図１の
Ａ曲線は陽極箔の化成電圧が比較的高い場合であり、Ｂ
曲線は陽極箔の化成電圧が低い場合である。

【００１７】まず、Ｂ曲線について説明する。すなわ
ち、陽極箔の化成電圧が２０Ｖｆｓ以下と低い場合に
は、ｂの時点で一旦電流が流れ始め、ピークに達した
後、電流が下降する。次いで、ｃの時点で大電流が流れ
てショートに至る。この挙動は以下のように考察するこ
とができる。すなわち、固体電解コンデンサの印加電圧
を上昇させた場合、導電性ポリマーは導電性を保持して
いるので、電圧は陽極箔に印加される。そして、印加電
圧がｂに至ると、陽極箔が絶縁破壊を起こしてショート
する。そして、陽極箔がショートした時点で、その印加
電圧が導電性ポリマーに印加され、導電性ポリマーに大
電流が流れて導電性ポリマーが絶縁化し、電流が流れな
くなる。さらに印加電圧を上昇させていくと、絶縁化し
た導電性ポリマーが絶縁破壊にいたってショートに至
る。このことから、電圧ｂが陽極箔の耐電圧であり、電
圧ｃが導電性ポリマーの耐電圧であることが分かる。

【００１８】一方、陽極箔の化成電圧が２５〜３０Ｖｆ
ｓ以上と比較的高い場合には、固体電解コンデンサに電
圧を印加して、その印加電圧を上昇させていくと、Ｂ曲
線のようなｂから始まるピークは現れず、電圧ｃより高
い電圧ａの時点でショートに至る。この挙動は以下のよ
うに考察することができる。すなわち、ａの電圧までは
陽極箔の化成電圧が高いので、導電性ポリマーは導電性
を保持して、陽極箔に電圧が印加されていくが、ａの電
圧で陽極箔が絶縁破壊を起こしてショートに至る。その
後大電流が流れて、導電性ポリマーはその電流によって
絶縁化するが、前述したように絶縁化されたポリマーの
耐電圧はｃであって、ａの電圧はこれより高いので、絶
縁化すると同時に絶縁化されたポリマーの絶縁破壊が起
こって、固体電解コンデンサはショートに至る。以上の
ことから、ａの電圧が陽極箔の耐電圧であることが判明
した。

【００１９】続いて、重合性モノマーと酸化剤のモル比
を種々変えて固体電解コンデンサを形成し、それぞれの
固体電解コンデンサに電圧を印加し、印加電圧を上昇さ
せた場合の電流の挙動を検討したところ、図１のＣ曲線
に示したような結果が得られた。すなわち、モノマー：
酸化剤のモル比を大きくしていくと、陽極箔の耐電圧が
ａからａ’へと上昇することが分かった。言い換えれ
ば、陽極箔の化成電圧が同一であっても、モノマー：酸
化剤のモル比が大きくなると陽極箔の耐電圧が大きくな
ることが分かった。その理由は、酸化剤のモノマーに対
する割合が少ないほど、酸化剤の陽極酸化皮膜への影響
が低減することによるものと考えられる。

【００２０】さらに、本発明者等は、モノマー：酸化剤
のモル比を大きくした場合に、従来より低い化成電圧で
酸化皮膜を形成した陽極箔を用いて、所望の耐電圧を有
する固体電解コンデンサが得られるか否かについて検討
したところ、良好な結果が得られた。このように陽極箔
の化成電圧を低くすることができた結果、静電容量及び
ＥＳＲを大幅に向上させることができることが分かっ
た。なお、陽極箔の化成電圧は、定格電圧の１．５〜
３．０倍、より好ましくは１．５〜２．５倍に低減する
ことができることが分かった。

【００２１】さらに、陽極箔の公称化成電圧と耐電圧の
関係を調べたところ、図２に示したような結果が得られ
た。すなわち、モノマー：酸化剤のモル比が３：１以下
の従来型（図中、Ｂ曲線）では、陽極箔の公称化成電圧
を上げても耐電圧は上昇せず、２５ＷＶを超える高圧品
を実現することは困難であった。これに対して、モノマ
ー：酸化剤のモル比を３：１以上とした本発明品（図
中、Ａ曲線）においては、陽極箔の公称化成電圧を上げ
ることによって耐電圧が上昇しており、高圧品を実現で
きることが分かった。ここで、固体電解コンデンサの定
格電圧に対して一定の陽極箔の耐電圧が必要であるが、
図２から分かるように、本発明においては、所定の耐電
圧を得るに必要な公称化成電圧を低減することができ
る。具体的には従来の０．５〜０．７倍に低減すること
ができる。

【００２２】（固体電解コンデンサの製造方法）本発明
に係る固体電解コンデンサの製造方法は以下の通りであ
る。すなわち、表面に酸化皮膜層が形成された陽極箔と
陰極箔をセパレータを介して巻回して、コンデンサ素子
を形成し、このコンデンサ素子に修復化成を施す。続い
て、このコンデンサ素子を、重合性モノマーと酸化剤の
モル比が酸化剤を１とした場合に３：１以上となるよう
に、重合性モノマーと酸化剤とを所定の溶媒と共に混合
して調製した混合液に浸漬し、コンデンサ素子内で導電
性ポリマーの重合反応を発生させ、固体電解質層を形成
する。そして、このコンデンサ素子を外装ケースに挿入
し、開口端部に封口ゴムを装着して、加締め加工によっ
て封止した後、エージングを行い、固体電解コンデンサ
を形成する。なお、定格電圧の１．５〜３．０倍、より
好ましくは１．５〜２．５倍の化成電圧で酸化皮膜を形
成した陽極箔を用いると、より効果的である。

【００２３】（ＥＤＴ及び酸化剤）重合性モノマーとし
てＥＤＴを用いた場合、コンデンサ素子に含浸するＥＤ
Ｔとしては、ＥＤＴモノマーを用いることができるが、
ＥＤＴと揮発性溶媒とを１：０〜１：３の体積比で混合
したモノマー溶液を用いることもできる。前記揮発性溶
媒としては、ペンタン等の炭化水素類、テトラヒドロフ
ラン等のエーテル類、ギ酸エチル等のエステル類、アセ
トン等のケトン類、メタノール等のアルコール類、アセ
トニトリル等の窒素化合物等を用いることができるが、
なかでも、メタノール、エタノール、アセトン等が好ま
しい。

【００２４】また、酸化剤としては、エタノールに溶解
したパラトルエンスルホン酸第二鉄、過ヨウ素酸もしく
はヨウ素酸の水溶液を用いることができ、酸化剤の溶媒
に対する濃度は４０〜５７ｗｔ％が好ましく、４５〜５
７ｗｔ％がより好ましい。酸化剤の溶媒に対する濃度が
高い程、ＥＳＲは低減する。なお、酸化剤の溶媒として
は、上記モノマー溶液に用いた揮発性溶媒を用いること
ができ、なかでもエタノールが好適である。酸化剤の溶
媒としてエタノールが好適であるのは、蒸気圧が低いた
め蒸発しやすく、残存する量が少ないためであると考え
られる。

【００２５】（減圧）重合工程で減圧すると、さらに好
適である。その理由は、加熱重合時に減圧すると、重合
と共に残存物を蒸散させることができるからである。な
お、減圧の程度は、１０〜３６０ｍｍＨｇ程度の減圧状
態とすることが望ましい。

【００２６】（浸漬工程）コンデンサ素子を混合液に浸
漬する時間は、コンデンサ素子の大きさによって決まる
が、φ５×３Ｌ程度のコンデンサ素子では５秒以上、φ
９×５Ｌ程度のコンデンサ素子では１０秒以上が望まし
く、最低でも５秒間は浸漬することが必要である。な
お、長時間浸漬しても特性上の弊害はない。また、この
ように浸漬した後、減圧状態で保持すると好適である。
その理由は、揮発性溶媒の残留量が少なくなるためであ
ると考えられる。減圧の条件は上述した重合工程での減
圧条件と同様である。

【００２７】（修復化成の化成液）修復化成の化成液と
しては、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アン
モニウム等のリン酸系の化成液、ホウ酸アンモニウム等
のホウ酸系の化成液、アジピン酸アンモニウム等のアジ
ピン酸系の化成液を用いることができるが、なかでも、
リン酸二水素アンモニウムを用いることが望ましい。ま
た、浸漬時間は、５〜１２０分が望ましい。

【００２８】（他の重合性モノマー）本発明に用いられ
る重合性モノマーとしては、上記ＥＤＴの他に、ＥＤＴ
以外のチオフェン誘導体、アニリン、ピロール、フラ
ン、アセチレンまたはそれらの誘導体であって、所定の
酸化剤により酸化重合され、導電性ポリマーを形成する
ものであれば適用することができる。なお、チオフェン
誘導体としては、下記の構造式のものを用いることがで
きる。

【化１】

【００２９】（作用・効果）上記のように、コンデンサ
素子に含浸する重合性モノマーと酸化剤を、重合性モノ
マーと酸化剤のモル比が酸化剤を１とした場合に３：１
以上となるように混合することにより、鉛フリーリフロ
ーによる耐電圧特性の劣化を防止することができると共
に、エージング工程でショートが発生する割合を大幅に
低減することができる。

【００３０】このように、エージング工程でショートが
発生する割合を大幅に低減することができる理由は、重
合性モノマーが多い状態で重合反応を進行させると、残
余する酸化剤が減少するため、結果的に重合反応に関与
しなかったモノマーや酸化剤及びその他の反応残余物を
減少させることができるためと考えられる。また、鉛フ
リーリフローによる耐電圧特性の劣化を防止することが
できる理由は、残余する酸化剤が減少するため、結果と
して電解質層の耐熱性が向上するためと考えられる。

【００３１】また、酸化剤のモノマーに対する割合が少
ないため、酸化剤の陽極酸化皮膜への影響が低減するこ
とによるものと思われるが、モノマー：酸化剤のモル比
を大きくしていくと、陽極箔の耐電圧を向上させること
ができる。さらに、モノマー：酸化剤のモル比を大きく
した場合には、従来の化成電圧より低い化成電圧で酸化
皮膜を形成した陽極箔を用いても、所望の耐電圧を有す
る固体電解コンデンサを得ることができるので、静電容
量及びＥＳＲを大幅に向上させることができる。

【００３２】以上のように本発明においては、陽極箔の
耐電圧を向上させることができるので、エージング工程
でのショートの発生を低減でき、鉛フリーリフローによ
る耐電圧特性の劣化を防止することができる。さらに、
これまでにない高耐電圧特性を有する固体電解コンデン
サを実現することができ、また、従来より低い化成電圧
で酸化皮膜を形成した陽極箔を用いることができるの
で、静電容量、ＥＳＲを向上させることができる。

【００３３】

【実施例】続いて、以下のようにして製造した実施例及
び比較例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。（Ａ）重合性モノマーと酸化剤のモル比について（実施例１）表面に酸化皮膜層が形成された陽極箔と陰
極箔に電極引き出し手段を接続し、両電極箔をセパレー
タを介して巻回して、素子形状が５φ×２．８Ｌのコン
デンサ素子を形成した。そして、このコンデンサ素子を
リン酸二水素アンモニウム水溶液に４０分間浸漬して、
修復化成を行った。一方、所定の容器に、ＥＤＴと４５
％のパラトルエンスルホン酸第二鉄のエタノール溶液
を、モノマーと酸化剤のモル比が３．５：１となるよう
に混合し、コンデンサ素子を上記混合液に１０秒間浸漬
し、２５０ｍｍＨｇ程度の減圧状態で保持し、次いで同
じ条件下で１２０℃、６０分加熱して、コンデンサ素子
内でＰＥＤＴの重合反応を発生させ、固体電解質層を形
成した。そして、このコンデンサ素子を有底筒状の外装
ケースに挿入し、開口端部に封口ゴムを装着して、加締
め加工によって封止した。その後に、１５０℃、１２０
分、３３Ｖの電圧印加によってエージングを行い、固体
電解コンデンサを形成した。なお、この固体電解コンデ
ンサの定格電圧は２５ＷＶ、定格容量は１５μＦであ
る。

【００３４】（実施例２）モノマーと酸化剤のモル比が
４．５：１となるように混合し、この混合液の中にコン
デンサ素子を浸漬した。その他の条件及び工程は、実施
例１と同様である。（実施例３）モノマーと酸化剤のモル比が６．０：１と
なるように混合し、この混合液の中にコンデンサ素子を
浸漬した。その他の条件及び工程は、実施例１と同様で
ある。（実施例４）モノマーと酸化剤のモル比が９．０：１と
なるように混合し、この混合液の中にコンデンサ素子を
浸漬した。その他の条件及び工程は、実施例１と同様で
ある。（比較例１）モノマーと酸化剤のモル比が３．０：１と
なるように混合し、この混合液の中にコンデンサ素子を
浸漬した。その他の条件及び工程は、実施例１と同様で
ある。

【００３５】［比較結果］上記の方法により得られた実
施例１〜４及び比較例１の固体電解コンデンサ各５０個
のそれぞれについて、エージング時のショートの数を調
べたところ、表１に示したような結果が得られた。ま
た、ショートの発生しなかった良品について、ピーク温
度２５０℃、２３０℃以上３０秒保持の鉛フリーリフロ
ーを行った後、１８．４Ｖの充放電を１２５℃の下で１
０００回行うサージ試験を行い、その時の漏れ電流を測
定したところ、表１に示したような結果が得られた。

【表１】

【００３６】表１から明らかなように、モノマーと酸化
剤のモル比が３．０：１である比較例１においては、シ
ョート数は６／５０と高かったのに対し、モノマーと酸
化剤のモル比が３．５：１である実施例１においては、
ショート数は２／５０と大幅に低減した。また、モノマ
ーと酸化剤のモル比が４．５：１〜９．０：１である実
施例２〜４においては、５０個すべてにおいてショート
は発生しなかった。

【００３７】また、モノマーと酸化剤のモル比がそれぞ
れ６．０：１、９．０：１である実施例３、４において
は、サージ試験後の漏れ電流特性が良好であり、鉛フリ
ーリフロー後の耐電圧特性がさらに良好であることが分
かった。なお、実施例３において、酸化剤濃度を４０ｗ
ｔ％、４５ｗｔ％、５２ｗｔ％としたところ、ＥＳＲは
それぞれ５５、４０、３０ｍΩであった。このことか
ら、酸化剤濃度は、５２ｗｔ％の方が４０ｗｔ％より良
好な結果が得られることが分かった。

【００３８】（Ｂ）陽極箔の耐電圧について（実施例５）公称化成電圧９５Ｖｆｓで表面に酸化皮膜
層を形成した陽極箔と陰極箔に電極引き出し手段を接続
し、両電極箔をセパレータを介して巻回して、素子形状
が５φ×２．８Ｌのコンデンサ素子を形成した。そし
て、このコンデンサ素子をリン酸二水素アンモニウム水
溶液に４０分間浸漬して、修復化成を行った。一方、所
定の容器に、ＥＤＴと４５％のパラトルエンスルホン酸
第二鉄のエタノール溶液を、モノマーと酸化剤のモル比
が３．０：１となるように混合し、コンデンサ素子を上
記混合液に１０秒間浸漬し、２５０ｍｍＨｇ程度の減圧
状態で保持し、次いで同じ条件下で１２０℃、６０分加
熱して、コンデンサ素子内でＰＥＤＴの重合反応を発生
させ、固体電解質層を形成した。そして、このコンデン
サ素子を有底筒状の外装ケースに挿入し、開口端部に封
口ゴムを装着して、加締め加工によって封止した。その
後に、１５０℃、１２０分、３３Ｖの電圧印加によって
エージングを行い、固体電解コンデンサを形成した。な
お、この固体電解コンデンサの定格電圧は２５ＷＶ、定
格容量は１５μＦである。

【００３９】（実施例６）モノマーと酸化剤のモル比が
３．５：１となるように混合し、この混合液の中にコン
デンサ素子を浸漬した。その他の条件及び工程は、実施
例５と同様である。（実施例７）モノマーと酸化剤のモル比が４．５：１と
なるように混合し、この混合液の中にコンデンサ素子を
浸漬した。その他の条件及び工程は、実施例５と同様で
ある。

【００４０】（実施例８）モノマーと酸化剤のモル比が
６．０：１となるように混合し、この混合液の中にコン
デンサ素子を浸漬した。その他の条件及び工程は、実施
例５と同様である。（実施例９）モノマーと酸化剤のモル比が９．０：１と
なるように混合し、この混合液の中にコンデンサ素子を
浸漬した。その他の条件及び工程は、実施例５と同様で
ある。（実施例１０）公称化成電圧６０Ｖｆｓで表面に酸化皮
膜層を形成した陽極箔を用い、モノマーと酸化剤のモル
比が６．０：１となるように混合し、この混合液の中に
コンデンサ素子を浸漬した。その他の条件及び工程は、
実施例５と同様である。

【００４１】（比較例２）モノマーと酸化剤のモル比が
２．５：１となるように混合し、この混合液の中にコン
デンサ素子を浸漬した。その他の条件及び工程は、実施
例５と同様である。

【００４２】［比較結果］上記の方法により得られた実
施例５〜１０及び比較例２の固体電解コンデンサ各５０
個のそれぞれについて、陽極箔の耐電圧、静電容量、Ｅ
ＳＲ、エージング工程でのショート発生数、サージ試験
後の漏れ電流を調べたところ、表２に示したような結果
が得られた。なお、サージ試験後の漏れ電流は、ピーク
温度２５０℃、２３０℃以上３０秒保持の鉛フリーリフ
ローを行った後、１８．４Ｖの充放電を１２５℃の下で
１０００回行うサージ試験を行い、その時の漏れ電流を
測定した。

【表２】

【００４３】表２から明らかなように、モノマー：酸化
剤のモル比が３．０：１〜９．０：１の実施例５〜９に
おいては、公称化成電圧が９５Ｖｆｓと同じであるにも
かかわらず、酸化剤に対するモノマーのモル比が大きく
なるほど、陽極箔の耐電圧は４１Ｖから５４Ｖと上昇し
ており、エージング時のショートの発生数は低減し、サ
ージ試験後の漏れ電流も大幅に低減した。

【００４４】また、実施例１０は、モノマー：酸化剤の
モル比は実施例８と同一であるが、公称化成電圧が６０
Ｖｆｓと低い陽極箔を用いたものであるが、陽極箔の耐
電圧は４６Ｖであり、エージング時にショートは発生せ
ず、サージ試験後の漏れ電流も実施例８とほぼ同等であ
った。一方、静電容量は、実施例８の約１．９倍に増大
し、ＥＳＲは、実施例８の約８２％に低減した。

【００４５】このように実施例５〜９から、本発明に係
る固体電解コンデンサにおいては、公称化成電圧に対す
る陽極箔の耐電圧が上昇していることが示された。ま
た、実施例１０のように公称化成電圧の低い陽極箔を用
いることができるので、静電容量の向上、ＥＳＲの低減
を図ることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、鉛
フリーリフローによる耐電圧特性の劣化を防止すること
ができ、高耐電圧品を製造する場合の歩留まりを向上さ
せることができる固体電解コンデンサ及びその製造方法
を提供することができる。また、上記の効果に加えて、
さらに静電容量及びＥＳＲを向上させることができる固
体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】固体電解コンデンサへの印加電圧と電流の関係
を示す図（Ｖ−Ｉ曲線）

【図２】公称化成電圧と耐電圧の関係を示す図

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/02 ３３１Ｈ (72)発明者野上勝憲東京都青梅市東青梅１丁目167番地の１日本ケミコン株式会社内 (72)発明者阿部克己東京都青梅市東青梅１丁目167番地の１日本ケミコン株式会社内Ｆターム(参考） 4J032 BA03 BA04 BA13 BA14 BB01 BC03 BD02 BD05 CG01 4J043 PA01 QB02 QB03 SA05 SB01 UA121 VA011 XA28 XA29 XB26 XB27 YB05 YB24 YB27 YB32 YB42 ZA44 ZB49

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極箔と陰極箔とセパレータとを有する
コンデンサ素子に、重合性モノマーと酸化剤とを含浸し
て導電性ポリマーからなる固体電解質層を形成してなる
固体電解コンデンサにおいて、含浸する重合性モノマーと酸化剤のモル比が、酸化剤を
１とした場合に３：１以上であることを特徴とする固体
電解コンデンサ。
【請求項２】前記陽極箔の化成電圧を、定格電圧の
１．５〜３．０倍とした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。
【請求項３】前記重合性モノマーが、チオフェン誘導
体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の固体電解コンデンサ。
【請求項４】前記チオフェン誘導体が、３，４−エチ
レンジオキシチオフェンであることを特徴とする請求項
３に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】陽極箔と陰極箔とセパレータとを有する
コンデンサ素子に、重合性モノマーと酸化剤とを含浸し
て導電性ポリマーからなる固体電解質層を形成する固体
電解コンデンサの製造方法において、含浸する重合性モノマーと酸化剤のモル比を、酸化剤を
１とした場合に３：１以上とすることを特徴とする固体
電解コンデンサの製造方法。