JP2008244184A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、等価直列抵抗の小さい固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することである。
【解決手段】本発明の固体電解コンデンサは、金属粒子の焼結体により構成される陽極体３と、陽極体３表面上に設けられた誘電体層４と、誘電体層４表面上に設けられた導電性高分子層５とを備え、陽極体３が、第１の陽極部３ａと、第１の陽極部３ａを覆うように設けられた第２の陽極部３ｂとを含み、第２の陽極部３ｂの金属粒子の粒径が、第１の陽極部３ａの金属粒子の粒径よりも小さいことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は等価直列抵抗の小さい固体電解コンデンサに関するものである。

固体電解コンデンサは、高周波特性が優れていることに加え、小型且つ大容量であることから、パーソナルコンピューターや映像装置等の各種電子機器の電源回路において広く用いられている。さらに、携帯電話や携帯音楽プレーヤーなどに代表される携帯機器の高性能化に伴い、より小型で高容量のコンデンサが求められている。

図５に従来の固体電解コンデンサの断面構造図を示す。図５（ａ）は従来の固体電解コンデンサの１断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＢ−Ｂ面での断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すＣ−Ｃ面での断面図である。陽極リード２の周囲に、陽極体、誘電体層及び導電性高分子が形成されている。図７に陽極体の拡大断面の模式図を示す。陽極リード２の周囲には、タンタル、ニオブ、チタン又はアルミニウム等の弁作用金属の粒子が直方体状に焼結された陽極体３が形成されている。

この陽極体３及び陽極リード２の表面には、誘電体層４が形成されている。この誘電体層４は、例えば陽極酸化法により陽極体３と陽極リード２の表面を酸化させて形成される。誘電体層４上に酸化剤を付着した後、誘電体層４上及び空間を埋めるように、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子からなる固体電解質層５が形成されている。

固体電解質層５の表面上には、カーボン層６と銀層７が形成されている。陽極リード２には板状の陽極端子１が接続されており、銀層７には板状の陰極端子８が接続されている。

外装体９は、陽極リード２、陽極体３、誘電体層４、固体電解質層５、カーボン層６及び銀層７を内部に収納するように、直方体状に形成されている。外装体９は、例えばエポキシ樹脂から構成される。陽極端子１及び陰極端子８は相反する方向に外装体９から引き出されると共に、下方に屈曲されている。これら端子の先端部は、外装体９の下面に沿って配置され、実装基板に固体電解コンデンサを電気的に接続するために使用される。（例えば、特許文献１参照）。

固体電解コンデンサの高容量化を図るために、一般的に陽極リードに弁作用金属またはその合金からなる金属粒を焼結させてなる陽極体に使用する焼結体の表面積を増加させる手段がとられる。焼結体の表面積を増加させる方法として、焼結した金属またはその合金の粒径を小さくして粒同士の連結密度を向上することが挙げられる。
特開２００４−１４６６７号公報

しかしながら、焼結に用いる金属または合金粒の粒径を小さくすると、等価直列抵抗（ＥＳＲ；Equivalent series resistance）が大きくなるという課題があった。この原因について、本件発明者らが、鋭意検討を行った結果、焼結に用いる金属または合金粒の粒径が小さい場合、焼結体内の電気抵抗の増加に繋がる金属粒子間の接触部が増加すると共に、金属粒子の間隔が狭くなるため、金属粒子間に形成される電解質層としての導電性高分子層の膜厚も低下することで、電気抵抗が増加してしまうという新たな課題を見出した。

前述のような課題を解決するために、本発明の固体電解コンデンサは、陽極体内部での金属粒子の間隔を大きくすることで、金属粒子間の導電性高分子層を厚く形成して、低抵抗化する構造を提供するものである。さらに、導電性高分子用のモノマーを重合させる際の酸化剤の付着・乾燥工程において、陽極体外周部の金属粒子の間隔を狭くすることで、陽極体内部と外周部とで酸化剤の乾燥状態の不均一が抑制されるため、内部の導電性高分子層の密着性や被覆率を向上させる構造を提供するものである。

本発明の固体電解コンデンサは、金属粒子の焼結体により構成される陽極体と、陽極体表面上に設けられた誘電体層と、誘電体層表面上に設けられた導電性高分子層とを備え、陽極体が、第１の陽極部と、第１の陽極部を覆うように設けられた第２の陽極部とを含み、第２の陽極部の金属粒子の粒径が、第１の陽極部の金属粒子の粒径よりも小さいことを特徴とするものである。

これによって、陽極体内部の金属粒子間の間隔が、陽極体外周部の金属粒子間の間隔よりも大きくなるため、陽極体内部での導電性高分子層を形成する空間を大きくすることで、導電性高分子層を厚く形成することができる。

ここで、第２の陽極部は、第１の陽極部の全体をすべて覆っている必要はなく、内部に十分な導電性高分子用モノマーが供給できる程度に第１の陽極部の外周部に配置されていればよい。例えば、第２の陽極部によって、第１の陽極部の８０％程度以上が覆われていればよい。

また、本発明において、陽極体内の各陽極部とは、粒径がほぼ同じ金属粒子で構成された領域を示し、各陽極部間において粒径の違う金属粒子が混在している場合は、その領域は、それぞれの陽極部が重なっているものとする。

また、導電性高分子層用のモノマーを重合させるために誘電体層表面に付着させる酸化剤は、完全に乾燥してしまうと重合反応を促進させないため、誘電体層形成後の陽極体は、理想的には酸化剤溶液に浸漬後、誘電体層表面が濡れているが、金属粒子間の空間が酸化剤溶液で埋まらない程度に乾燥させてから、導電性高分子層用のモノマーの重合反応を行う。しかしながら、金属粒子の粒径が同一であると外周部から先に乾燥してしまい、陽極体外周部が適度に酸化剤溶液で濡れている時に、陽極体内部の金属粒子間の空間は酸化剤溶液で埋まっている場合もあり、この状態でモノマーの重合反応を開始させると、陽極体内部の導電性高分子層の形成が不十分となり、陽極体内部での導電性高分子層が薄くなったり、被覆率が低下する原因となる。

そこで、本発明の構成のように、陽極体内部の金属粒子間の間隔を、陽極体外周部の金属粒子間の間隔よりも大きくすることで、陽極体内部の酸化剤溶液の乾燥が早く進み、結果として陽極体内部と陽極体外周部での酸化剤溶液の乾燥の不均一が抑制されることとなる。その結果、陽極体内部の誘電体層への導電性高分子層を十分に形成することができ、導電性高分子層を厚くすることができると共に、被覆率を向上させることができる。

なお、本発明における粒径としては、焼結体の断面像等から十分な量の金属粒子を抽出し、その粒径の平均値より求める平均粒径や、粒径の頻度分布曲線からピークに対する粒径より求める最頻度径（モード径）、あるいは粒径の順序から、その順序の全抽出粒子数の半分の順位となる粒径から求める中心粒径等を用いることができる。ただ、極端に小さい、又は大きい粒径の金属粒子による影響を小さくする観点から、中心粒径を用いることが好ましい。

また、第１の陽極部の金属粒子の粒径は、中心粒径で０．３０μｍ以上、１．００μｍ以下であることが好ましい。こうすることで、陽極体内部の金属粒子間の間隔を大きくすることができ、低等価直列抵抗（ＥＳＲ）化を実現することができる。一方、第２の陽極部の金属粒子の粒径に対する第１の陽極部の金属粒子の粒径の中心粒径比は、１．１７以上、２．２５以下であることが好ましい。こうすることで、陽極体外周部の金属粒子間の間隔を、陽極体内部に対して適切な大きさとすることができるため、高容量化を実現しつつ、低等価直列抵抗（ＥＳＲ）化を実現することができる。

さらに、第２の陽極部を覆うように、金属粒子の粒径が第２の陽極部よりも小さい第３の陽極部をさらに含むことが好ましい。こうすることで、陽極体内部での金属粒子の粒径の増大による焼結体の表面積の減少を抑えながら、導電性高分子層の厚さを十分確保することができるため、高容量化を実現しながら、低等価直列抵抗（ＥＳＲ）化を実現することができる。

また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用を有する金属粒子を焼結して陽極体を形成する工程と、陽極体表面上に酸化により誘電体層を形成する工程と、誘電体層上に、酸化剤溶液を塗布、乾燥することにより酸化剤を付着させる工程と、重合により、前記誘電体層上に導電性高分子層を形成する工程とを有し、前記陽極体を形成する工程が、第１の陽極部を形成する工程と、前記第１の陽極部上に、前記第１の陽極部の金属粒子よりも粒径の小さい金属粒子により第２の陽極部を形成する工程と、を含むことを特徴としたものである。

これによって、本発明の固体電解コンデンサにおける第１の陽極部と、その少なくとも一部を覆う第２の陽極部を形成することができる。

さらに、前記第２の陽極部上に、前記第２の陽極部の金属粒子よりも粒径の小さい金属粒子により第３の陽極部を形成する工程とを、さらに含むことが好ましい。こうすることで、本発明の固体電解コンデンサにおける第１の陽極部と、第１の陽極部の少なくとも一部を覆う第２の陽極部と、第２の陽極部の少なくとも一部を覆う第３の陽極部を形成することができる。

本発明によれば、高容量を実現しつつ、等価直列抵抗の小さい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。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施形態による固体電解コンデンサの断面構造図である。図１（ａ）は本発明の第１の実施形態による固体電解コンデンサの１断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＢ−Ｂ面での断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すＣ−Ｃ面での断面図である。図６は陽極体の拡大断面の模式図である。図１及び図６を参照して、以下に、本発明の第１の実施形態による固体電解コンデンサの構造について説明する。

まず、本発明の固体電解コンデンサでは、図１に示すように、陽極リード２は、弁作用を有する金属で構成されており、陽極体３中に埋め込まれている。陽極体３は、陽極リード２の周囲に位置する第１の陽極部３ａと第１の陽極部を覆う第２の陽極部３ｂとで構成されている。

この陽極体３の内部の構造について、図６を用いて説明する。陽極リード２の周囲には、弁作用を有する金属からなる金属粒子を真空中で焼結成形することにより得られる直方体状の第１の陽極部３ａが形成されている。

ここで、陽極リード２及び陽極体３を構成する弁作用を有する金属としては、絶縁性の酸化膜を形成できる金属材料であり、チタン、タンタル、アルミニウム、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン等を使用することができ、陽極体３としては、これらの金属粒子を焼結させることによって、多孔質焼結体を得ることができる。この中でも、材料としては、酸化物の誘電率が高く、原料の入手が容易なチタン、タンタル、アルミニウム、ニオブが好ましい。特に、酸化物の誘電率が、タンタルの１．５倍程度であるニオブが好ましい。

また、陽極リード２及び陽極体３を構成する弁作用を有する金属として、上述の弁作用を有する金属同士の合金を用いることもできる。合金としては、弁作用を有する金属と他の金属等との合金も用いることができるが、その場合には弁作用を有する金属の割合が５０％以上であることが望ましい。

図３に第１の陽極部３ａの製造工程図を示す。同図を参照して、以下に製造工程を説明する。原料となる弁作用を有する金属からなる金属粒子Ａ（Ｓ１１）にバインダーを混入した（Ｓ１２）後、十分に混錬したもの（Ｓ１３）に陽極リード２を挿入し（Ｓ１４）、共に金型に導入・成型する（Ｓ１５）。これを減圧下においてバインダーを除去し（Ｓ１６）、高温にして金属粒子同士を焼結して（Ｓ１７）、第１の陽極部３ａを形成する（Ｓ１８）。ここで使用する金属粒子の粒径としては、０．０８μｍ〜１μｍのものを用いることができる。０．０８μｍより小さいと金属粒が密集して、陰極膜が形成できるスペースが制限されるため、陰極被覆率が低下し、容量利用率が低減する危惧があり、１μｍより大きいと粒の数量が減ってしまうので、表面積が小さくなり、容量が減少する危惧がある。特に、高い容量を得るために、０．２μｍ〜０．５μｍのものが好ましい。また、金属粒子と混合するバインダーとしては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニルやアクリル系樹脂と有機溶剤との混合物を用いることができる。焼結の温度としては、９００℃〜１３００℃が好ましい。９００℃よりも低いと、焼結が不十分となる危惧があり、１３００℃よりも高いと、焼結が進みすぎて空孔が減ってしまうため、表面積が減少してしまう危惧がある。

次に、第１の陽極部３ａを覆うように、第２の陽極部３ｂを形成する。図４に第２の陽極部３ｂの製造工程図を示す。同図を参照して、以下に製造工程を説明する。第１の陽極部３ａで用いられた金属粒子Ａよりも小さな粒径の金属粒子Ｂ（Ｓ２１）にバインダーを混入した（Ｓ２２）後、十分に混錬したもの（Ｓ２３）に図３に示す工程で形成した陽極リード２と第１の陽極部３ａの焼結体を挿入し（Ｓ２４）、共に金型に導入・成型する（Ｓ２５）。これを図３に示す工程と同様にして、バインダーの除去（Ｓ２６）及び焼結（Ｓ２７）を行って、第１の陽極部３ａと、第１の陽極部３ａを覆うように形成された第２の陽極部３ｂにより構成される陽極体３が形成できる（Ｓ２８）。

陽極リード２及び陽極体３の表面には、弁作用を有する金属の酸化物からなる誘電体層４が形成されている。例えば、弁作用を有する金属が、ニオブ金属から構成される場合には、誘電体層４は酸化ニオブとなる。

誘電体層４は、陽極リード２及び陽極体３をリン酸などの水溶液中において陽極酸化を行うことにより形成する。これにより、陽極体３の多くの孔の内部においても、弁作用を有する金属表面上に誘電体層４が形成される。誘電体層４の膜厚としては、１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲が好ましい。誘電体層４の膜厚が５００ｎｍよりも厚いと、静電容量が低下すると共に、陽極リード２及び陽極体３からの剥離が起こりやすくなる等の不都合が生じる危惧がある。反対に誘電体層４の膜厚が１０ｎｍよりも薄いと、耐電圧が低下すると共に、漏れ電流の増大を招く危惧がある。

誘電体層４上には、ポリピロール等からなる導電性高分子層５が形成される。導電性高分子層５の材料としては、導電性を有する高分子材料であれば特に限定されないが、特に導電性に優れたポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン等の材料を用いることができる。

導電性高分子層５は、化学重合法等により形成することができる。化学重合法では、酸化剤を用いてモノマーを酸化重合することにより、導電性高分子層５を形成する。より詳細には、陽極体３と陽極リード２の表面に誘電体層４を形成した後、陽極体３を酸化剤溶液に浸漬して、この誘電体層４上に酸化剤を付着させる。そして、酸化剤が付着した陽極体３と陽極リード２をモノマーが溶解した溶液に浸漬、又はモノマー蒸気雰囲気中に放置する。このようにして、誘電体層４上でモノマーが重合して導電性高分子層５が形成される。

誘電体層４上でモノマーの重合反応は、酸化剤により促進されるが、酸化剤が完全に乾燥してしまうとうまく機能しない。従来のように、同一粒径の金属粒子からなる焼結体の場合、陽極体３の外周部から乾燥するため、外周部が完全に乾燥する前に、モノマーの重合反応を行う。そのため、陽極体３内部では、酸化剤溶液が金属粒子間を埋めてしまっている場合がある。この状態でモノマーの重合反応が行われると誘電体層４の表面上に導電性高分子層５が形成されず、導電性高分子層５が薄くなったり、被覆率が低下したりする。

そのため、本発明では、陽極体３内部の金属粒子の粒径を、陽極体３外周部の金属粒子の粒径に対して大きくすることで、陽極体３内部の酸化剤の乾燥が速く進むため、結果として陽極体３内部における酸化剤の乾燥の不均一が抑制される。その結果、陽極体３内部においても、誘電体層４の表面上に導電性高分子層５が形成することができ、導電性高分子層５を厚くできると共に、被覆率を向上させることができる。また、陽極体３内部の金属粒子間の間隔が大きくできるため、導電性高分子層５を厚くすることができる。

そのため、陽極体内部での導電性高分子層５が厚くなることで、陰極端子と接続されているカーボン層６及び銀層７から遠くに位置する陽極体内部での導電性高分子層５を低抵抗化することができ、導電性高分子層５全体として抵抗値を低下させて、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を低くすることができる。また、被覆率が向上することで、容量も向上することとなる。

その後、導電性高分子層５上に、カーボンペーストを塗布、乾燥することによりカーボン粒子を含む層からなるカーボン層６と、カーボン層６上に銀ペーストを塗布、乾燥することにより銀粒子を含む層からなる銀層７とが形成される。

銀層７上には、導電性接着剤を介して平板状の陰極端子８が接続され、陽極リード２には、平板状の陽極端子１がスポット溶接により接続される。陽極端子１及び陰極端子８の幅は、陽極体３とほぼ同じ長さにまで広げることで、端子部での抵抗損失を低減させることができる。そして、陽極端子１及び陰極端子８の一部が、図１のように外部に引き出される形で、エポキシ樹脂等からなる外装体９が射出成形等により形成される。陽極端子１及び陰極端子８の材料としては、ニッケル等の導電性材料を用いることができ、外装体９から露出した陽極端子１及び陰極端子８の端部は、折り曲げて本固体電解コンデンサの端子として機能させる。

なお、本発明において、中心粒径の測定は以下の方法を用いた。

焼結後の焼結体を断面ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）観察して、得られた画像に対し、画像処理ソフト（旭化成エンジニアリング製、Ａ像くん）を用いて画像処理を行い、粒子の円相当径（面積が等しい真円の直径に換算した値）を求め、これに基づいて画像内の全ての粒子の円相当径を大きさの順に並べた。この大きさ順に並べられた粒子の内、全粒子数の半数番目となる順位の粒径を中心粒径とした。

測定で使用する断面ＳＥＭ写真内に含まれる粒子数としては、１０００個程度含まれるように断面ＳＥＭ写真の倍率を調整した。
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施形態による固体電解コンデンサの断面構造図である。図２（ａ）は本発明の第２の実施形態による固体電解コンデンサの１断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＢ−Ｂ面での断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示すＣ−Ｃ面での断面図である。図２に示すように、陽極体３が、第１の陽極部３ａ、第２の陽極部３ｂ及び第３の陽極部３ｃによって構成されている点を除いて、第１の実施形態と同様の構成である。なお、第３の陽極部３ｃは、第２の陽極部３ｂの１部を少なくとも覆うように構成される。

第３の陽極部３ｃを形成する工程は、第２の陽極部３ｂで用いられた金属粒子Ｂよりも小さな粒径の金属粒子Ｃとバインダーとを混合した後、図４に示す工程で形成した陽極リード２、第１の陽極部３ａ及び第２の陽極部３ｂの焼結体（Ｓ２８）と共に金型に導入する。その後、第１の実施形態と同様にして、バインダーの除去及び焼結を行って、第１の陽極部３ａ、第２の陽極部３ｂ及び第３の陽極部３ｃにより構成される陽極体３が形成できる。

第１の陽極部３ａ、第２の陽極部３ｂ及び第３の陽極部３ｃが順に陽極体３の表面に向かって、金属粒子の粒径が小さいもので形成されているため、金属粒子間の間隔も順に小さくなっている。そのため、第１の実施形態よりも、さらに陽極体内部での金属粒子の粒径の増大による焼結体の表面積の減少を抑えながら、導電性高分子層の厚さを十分確保することができるため、高容量化を実現しながら、低等価直列抵抗（ＥＳＲ）化を実現することができる。

なお、本発明の陽極部３は、第１の実施形態又は第２の実施形態で示す２個又は３個の陽極部を持つ構成に限定されるものではなく、第２の陽極部３ｂ又は第３の陽極部３ｃの１部を少なくとも覆うような１もしくは複数の陽極部をさらに含む構成を除外するものではない。

また、陽極部３として、焼結体を構成する金属粒子の粒径が、中心部から外周部にかけて連続的に減少するような構成を用いることもできる。
（実施例１）
以下に、図３および図４を参照して、実施例１を説明する。

ニオブからなる金属粒子Ａを原料として（Ｓ１１）、バインダー（アクリル系樹脂と有機溶剤との混合物）と混練し、混練金属粒子を調製する（Ｓ１３）。このバインダーと混練した金属粒子Ａを、陽極リード２となる０．５ｍｍ径の金属タンタル製ワイヤとともに金型を用いて、４．０×２．５×０．８ｍｍのサイズに成形する（Ｓ１５）。これを減圧下でバインダーを除去し（Ｓ１６）、１１００℃で焼結して（Ｓ１７）、中心粒径が０．４５μｍとなる第１の陽極部３ａを作製する（Ｓ１８）。

次に、ニオブからなる金属粒子Ｂを原料として（Ｓ２１）、バインダー（アクリル系樹脂と有機溶剤との混合物）と混練した混練金属粒子を調製する（Ｓ２３）。この混練金属粒子を先の第１の陽極部とともに金型を用いて、４．５×３．３×１．０ｍｍサイズに成形する（Ｓ２５）。これを減圧下でのバインダー除去（Ｓ２６）、１１００℃での焼結（Ｓ２７）を経て、中心粒径が０．２０μｍとなる第２の陽極部３ｂを作製して、第１の陽極部３ａおよび第２の陽極部３ｂを含む陽極体３が作製される（Ｓ２８）。

こうして作製された多孔質陽極体３の表面に陽極酸化法により誘電体層４を形成した（化成工程）。

化成により多孔質陽極体３の焼結粒子表面に形成された誘電体層４上に化学重合等によりポリピロールからなる導電性高分子層５を形成する。この導電性高分子層５上にカーボン層６および銀層７を形成して、コンデンサ素子が形成される。このコンデンサ素子の陽極リード２と銀層７とにそれぞれ陽極端子と陰極端子を取り付け、射出成形によりコンデンサ素子を樹脂で被覆して、外形を整えることで図１の構成を有する固体電解コンデンサが完成する。
（実施例２）
第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．３０μｍであること以外は、実施例１と同じである。
（実施例３）
第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．３５μｍであること以外は、実施例１と同じである。
（実施例４）
第１の陽極部３ａの中心粒径が０．３５μｍ、第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．２０μｍであること以外は、実施例１と同じである。
（実施例５）
第１の陽極部３ａの中心粒径が０．３５μｍ、第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．３０μｍであること以外は、実施例１と同じである。
（実施例６）
第１の陽極部３ａの中心粒径が０．３０μｍ、第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．２０μｍであること以外は、実施例１と同じである。
（実施例７）
第１の陽極部３ａの中心粒径が０．４５μｍ、第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．３０μｍ、第３陽極部の中心粒径が０．２０μｍであり、各陽極体の大きさが、第１の陽極部は３．５×２．２×０．７ｍｍ、第２の陽極部は４．０×２．５×０．８ｍｍ、第３の陽極部は４．５×３．３×１．０ｍｍとなるように、第２の陽極部３ｂを焼結した後で、第３の陽極部３ｃを作製した。その他の構成及び製造工程は、実施例１と同様である。
（比較例１）
ニオブからなる金属粒子を原料とし、４．５×３．３×１．０ｍｍの大きさの中心粒径０．２０μｍとなる陽極体３を作成した。その他の構成及び製造工程は、実施例１と同様である。（図３参照）
（比較例２）
ニオブからなる金属粒子を原料とし、４．５×３．３×１．０ｍｍの大きさの中心粒径０．４５μｍとなる陽極体３を作成した。その他の構成及び製造工程は、実施例１と同様である。（図３参照）
（評価）
以上の実施例１〜７及び比較例１〜２の固体電解コンデンサを同時に１００個作製し、それぞれについてＬＣＲメータを用いて周波数１００ｋＨｚにて等価直列抵抗（ＥＳＲ）を求めた。同じＬＣＲメータを用いて、周波数１２０Ｈｚでの容量を測定、その結果から平均容量を求めた。これらの結果を表１にまとめて示す。

表１からわかるように、第１の陽極部３ａと第２の陽極部３ｂの粒径比が１より大きい場合、特に１．１７から２．２５の範囲において、最も粒径が小さい０．２０μｍの陽極体３を用いた比較例１と比べて平均ＥＳＲが低減しているとともに、平均容量は全て上回っている。

これは、第１の陽極部３ａでの導電性高分子層５が厚く形成されたため、導電性高分子層５全体での抵抗値も低下し、等価直列抵抗（ＥＳＲ）の低下に繋がったものと考えられる。また、容量が増加した要因としては、酸化剤の乾燥が均一化したために、導電性高分子層５が第１の陽極部３ａの内部にまで形成され、被覆率が上昇したためと考えられる。

また、実施例１よりも、第２の陽極部３ｂの粒径が大きい実施例２や実施例３の方が、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が大きくなった要因としては、第１の陽極部３ａと第２の陽極部３ｂとの粒径比が大きい方が、酸化剤の乾燥が均一化されたために、第１の陽極部３ａ内部での導電性高分子層５が厚く形成されたためと考えられる。

実施例７に示すように、第３の陽極部３ｃを加えた場合には、さらに低等価直列抵抗（ＥＳＲ）化が実現されている。逆に、比較例２のように、粒径が大きな金属粒子で構成されている場合には、比較例１に比べて等価直列抵抗（ＥＳＲ）は低下しているが、容量は実施例１〜７や比較例１に比べて大幅に低下している。

以上のように、本発明にかかる固体電解コンデンサは、低等価直列抵抗化が可能となるので、パーソナルコンピューターや映像装置等の各種電子機器だけでなく、携帯電話や携帯音楽プレーヤーなどに代表される携帯機器の電源回路などの用途に適用できる。

本発明の第１の実施形態における固体電解コンデンサの断面構造図である。（ａ）１断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ面での断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ面での断面図。 本発明の第２の実施形態による固体電解コンデンサの断面構造図である。（ａ）１断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ面での断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ面での断面図。 本発明の実施の形態における第１の陽極部の製造工程図である。 本発明の実施の形態における第２の陽極部の製造工程図である。 従来例における固体電解コンデンサの断面構造図である。（ａ）１断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ面での断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ面での断面図。 本発明の第１の実施形態における陽極体の拡大断面の模式図である。 従来例における陽極体の拡大断面の模式図である。

符号の説明

１ 陽極端子
２ 陽極リード
３ 陽極体
３ａ 第１の陽極部
３ｂ 第２の陽極部
３ｃ 第３の陽極部
４ 誘電体層
５ 導電性高分子層
６ カーボン層
７ 銀層
８ 陰極端子
９ 外装体

Claims (8)

1. 金属粒子の焼結体により構成される陽極体と、
   前記陽極体表面上に設けられた誘電体層と、
   前記誘電体層表面上に設けられた導電性高分子層とを備え、
   前記陽極体が、第１の陽極部と、前記第１の陽極部を覆うように設けられた第２の陽極部とを含み、
   前記第２の陽極部の金属粒子の粒径が、前記第１の陽極部の金属粒子の粒径よりも小さいことを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 前記第１の陽極部の金属粒子の粒径が、中心粒径で０．３０μｍ以上、１．００μｍ以下である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。
3. 前記第２の陽極部の金属粒子の粒径に対する前記第１の陽極部の金属粒子の粒径の中心粒径比が、１．１７以上、２．２５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記陽極体が、前記第２の陽極部を覆うように設けられた第３の陽極部をさらに含み、
   前記第３の陽極部の金属粒子の粒径が、前記第２の陽極部の金属粒子の粒径よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記金属粒子として、弁作用を有する金属の粒子を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
6. 前記弁作用を有する金属として、ニオブを用いることを特徴とする請求項５に記載の固体電解コンデンサ。
7. 弁作用を有する金属粒子を焼結して陽極体を形成する工程と、
   前記陽極体表面上に酸化により誘電体層を形成する工程と
   前記誘電体層上に、酸化剤溶液を塗布、乾燥することにより酸化剤を付着させる工程と、
   重合により、前記誘電体層上に導電性高分子層を形成する工程とを有し、
   前記陽極体を形成する工程が、
   第１の陽極部を形成する工程と、
   前記第１の陽極部上に、前記第１の陽極部の金属粒子よりも粒径の小さい金属粒子により第２の陽極部を形成する工程と、を含む固体電解コンデンサの製造方法。
8. 前記陽極体を形成する工程が、
   前記第２の陽極部上に、前記第２の陽極部の金属粒子よりも粒径の小さい金属粒子により第３の陽極部を形成する工程とを、さらに含むことを特徴とする請求項７に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
   
   

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