JP2009135429A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器に使用される固体電解コンデンサに関し、大容量化と低ＥＳＲ化を同時に実現することを目的とする。
【解決手段】アルミニウム製の基材１ａの表面に複数のツリー構造体の蒸着層１ｂを形成した陽極箔１とアルミニウム製の基材２ａの表面にニッケルとニッケル酸化物からなるニッケル蒸着層２ｂを形成した陰極箔２をその間にセパレータ３を介在させて巻回することにより形成されたコンデンサ素子４と、このコンデンサ素子４の陽極箔１と陰極箔２の間に含浸された導電性高分子の固体電解質５からなる構成により、薄膜化による小型化と、高容量化を同時に実現し、かつ、低ＥＳＲ化が図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器に使用されるコンデンサの中で、特に、導電性高分子を固体電解質に用いた巻回形の固体電解コンデンサに関するものである。

電子機器の高周波化に伴い、電子部品の一つである電解コンデンサにおいても、従来より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電解コンデンサが求められてきており、このような要求に応えるために電気伝導度の高い導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサが種々検討されている。

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（陽極箔と陰極箔とをセパレータを介在させて巻回した構造のもの）による導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサが製品化されている。

そして、このような固体電解コンデンサは、寿命、温度特性に加え、特に優れた高周波特性を有するため、パーソナルコンピュータの電源回路等に広く採用されており、静電容量Ｃを増大させる目的で、自然酸化皮膜が形成され難いニッケル箔等の非弁作用金属箔を陰極箔として用いることにより、陰極静電容量を実質的に無限大にする、という技術が提案されている（特許文献１）。

更にまた、上記特許文献１による非弁作用金属のプレーン箔ではエッチング処理による粗面化ができないために陰極箔と固体電解質との実効的な接触面積が減少し、コンデンサ完成品としての等価直列抵抗が大きくなってしまうという課題があるため、これを解決する目的で、エッチング処理により表面を粗面化したアルミニウム箔の表面に、無電解めっき法によって非弁作用金属であるニッケルのめっき膜を被着形成した陰極箔を用いる、という技術が提案されている（特許文献２）。
特公平４−７０８６号公報 特許第３４３９０６４号公報

しかしながら上記従来の固体電解コンデンサでは、ニッケル箔を陰極箔として用いる特許文献１の技術においては、一般的に陰極箔として用いられるアルミニウム箔と比較してニッケル箔は高価であるという課題があり、また、エッチング処理により表面を粗面化したアルミニウム箔の表面にニッケルのめっき膜を形成する特許文献２の技術においては、無電解めっき法ではめっき膜の厚みを薄くすることが困難なために粗面化した細孔内部まで均一にニッケルのめっき膜を形成し難く、また、１μｍという厚みではエッチングピットを埋没させてしまうということに加え、粗面化した金属箔の表面に存在する酸化皮膜によってニッケルのめっき膜との結着強度を確保するのが難しいという課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、簡単な構成で大容量化と低ＥＳＲ化を同時に実現すると共に、安価で高信頼性の固体電解コンデンサを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介在させて巻回することにより形成された素子と、この素子の陽極箔と陰極箔の間に含浸された導電性高分子からなる固体電解質と、これらを収容したケースと、このケースの開口部を封止した封口部材からなる固体電解コンデンサにおいて、上記陽極箔として、アルミニウム箔からなる基材の表面から延びる弁作用金属の複数の微粒子が連なって形成され、かつそれぞれ複数の枝に枝分かれした複数のツリー構造体の蒸着層を形成したものを用い、上記陰極箔として、アルミニウムからなる基材の少なくとも一方の面に蒸着によりニッケルとニッケル酸化物からなるニッケル蒸着層を形成したものを用いた構成にしたものである。

以上のように本発明による固体電解コンデンサは、最適な空孔径と厚みを選択した複数のツリー構造体の蒸着層を形成した陽極箔を用いることにより、薄膜化による小型化と、高容量化を同時に実現することができるという効果が得られるものである。

また、ニッケル蒸着層を形成した陰極箔を用いることにより、陰極箔の静電容量が消滅して発現しなくなり、陽極箔のみが容量として発現するために大容量化を図ることができると共に、上記ニッケル蒸着層に含まれるニッケル酸化物は半導体のために導電性を有し、このためにＥＳＲの低減に大きく貢献するばかりでなく、セパレータの炭化処理時やリフロー作業時の加熱に対しても酸化によるＥＳＲの上昇がほとんどなく、更に、ニッケル蒸着層の表面に存在するニッケル酸化物により、防食性の向上と、固体電解質との結着強度の向上が図れるものである。

更に、上記ニッケル蒸着層は、ニッケル蒸着層形成時に発生する熱によってニッケルとアルミニウムの拡散層が形成されるためにニッケル蒸着層と基材との結着強度が高まるという効果も有し、また、ニッケル蒸着層の厚みを大幅に薄くすることが容易であることから、簡単な構成で安価に大容量化と低ＥＳＲ化を同時に実現することができるという効果が得られるものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜３、５〜７に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１による固体電解コンデンサの構成を示した一部切り欠き斜視図、図２は同固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の要部を拡大した概念図であり、図１と図２において、１はアルミニウム箔からなる基材１ａの表面に蒸着により形成された複数のツリー構造体の蒸着層１ｂが設けられ、この複数のツリー構造体の蒸着層１ｂ上に化成処理によって誘電体酸化皮膜層１ｃが形成された陽極箔（詳細は後述する）、２はアルミニウム箔からなる基材２ａの表面に蒸着により形成されたニッケルとニッケル酸化物からなるニッケル蒸着層２ｂが設けられた陰極箔（詳細は後述する）、３は電解紙からなるセパレータであり、このセパレータ３を上記陽極箔１と陰極箔２の間に介在させた状態で巻回することによってコンデンサ素子４を形成した後、このコンデンサ素子４を加熱して上記セパレータ３を炭化処理したものである。

５は上記コンデンサ素子４の陽極箔１と陰極箔２間に配設されたセパレータ３に含浸されることにより形成された導電性高分子からなる固体電解質、６と７は上記陽極箔１と陰極箔２に夫々接続されて外部へ引き出された陽極リード線と陰極リード線、８はこの陽極リード線６と陰極リード線７が接続されたコンデンサ素子４を収容した有底円筒状のアルミニウムケース、９は上記陽極リード線６と陰極リード線７が挿通する孔を備えて上記アルミニウムケース８の開口部を封止した樹脂加硫ブチルゴム製の封口部材である。

なお、上記固体電解質５の形成は、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部を含む溶液にコンデンサ素子４を浸漬して引き上げた後、８５℃で６０分間放置することにより化学重合性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５を形成したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

図３は上記コンデンサ素子４を構成する陽極箔１の構成を示したＳＥＭ（走査電子顕微鏡）撮影写真（１万倍）、図４は図３の要部を拡大したＳＥＭ撮影写真（３万倍）であり、図３と図４において、１ａはアルミニウム箔からなる基材、１ｂはこの基材１ａの表面に蒸着によって形成された複数のツリー構造体の蒸着層であり、図３から分かるように、複数のツリー構造体の蒸着層１ｂは基材１ａから表層に向かって弁作用金属の複数の微粒子が連なって形成され、かつそれぞれ複数の枝に枝分かれした状態で一体に結合した構造に形成されているものである。

なお、このように構成された本実施の形態による陽極箔１は、厚みが５０μｍの高純度アルミニウム箔を基材１ａとして用い、以下の方法により複数のツリー構造体の蒸着層１ｂを形成することができる。
１）弁作用金属の基材１ａを蒸着層内に配置して０．０１〜０．００１Ｐａの真空に保つ。
２）基材１ａ周辺に酸素ガスに対してアルゴンガスの流量比を２〜６にした不活性ガスを流入して基材１ａ周辺の圧力を１０〜３０Ｐａの状態にする。
３）基材１ａの温度を１５０〜３００℃の範囲に保つ。
４）蒸着源にアルミニウムを配設された状態で真空蒸着をする。

本実施の形態では、基材１ａは厚みが５０μｍの高純度アルミニウム箔を用いた。また、真空雰囲気は０．００４Ｐａに調整した。酸素ガスに対してアルゴンガスの流量比を４とし、基材１ａ周辺の圧力は２０Ｐａになるように不活性ガスの流量を調整した。さらに、高純度アルミニウム箔の温度を２００℃に設定した。

このように構成された本実施の形態による陽極箔１は、図５の空孔径分布を示した特性図から明らかなように、空孔径の最頻値が約０．０３μｍと極めて微細なものであるため、比較用に示したエッチングによる同陽極箔の空孔径の最頻値である約０．１５μｍと比較して極めて微細化されたものであり、これにより、表面積を大きく拡大することができるばかりでなく、複数のツリー構造体の蒸着層１ｂが基材１ａから表層に向かってアルミニウムの複数の微粒子が連なって形成され、かつそれぞれ複数の枝に枝分かれして形成されているため、コンデンサとしてみた場合に、液（ポリマー）の含浸性に優れるという特徴を有するものである。

更に、上記複数のツリー構造体が、個々の粒子が複数に枝分かれして一体に結合した構造に形成されているために、個々の粒子間の結合強度が高くなってネッキング部の破壊を抑制することができるようになり、これにより、化成時にネッキング部が破壊されることがなくなり、機械的強度向上のみならず、容量低下を抑制することができ、更には、巻回形の素子を作製することも容易になるという特徴も有するものである。

次に、このように構成された上記陽極箔１の特性について以下に説明すると、図６は上記陽極箔１の空孔径による蒸着層厚み（両面）と化成容量指数との関係を示した特性図であり、比較用に示したエッチングによる電極箔のエッチング層厚み（両面）が８０μｍの場合の化成容量を１００とし、各空孔径の最頻値における蒸着層厚みによる化成容量を指数化して示したものである。

なお、化成条件としては、化成電圧２０Ｖ、保持時間２０分、７％アジピン酸アンモニウム水溶液、７０℃、０．０５Ａ／ｃｍ²で化成を行い、測定条件としては、インピーダンスアナライザーを用い、８％ホウ酸アンモニウム水溶液、３０℃、測定面積１０ｃｍ²、測定周波数１２０Ｈｚで行ったものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

図６から明らかなように、空孔径の最頻値が小さくなるに従い、蒸着層の厚みに比例した化成容量指数はより一層大きくなり、比較用に示したエッチングによる電極箔よりも各蒸着層厚みにおいて化成容量指数が高く、これにより薄膜化と同時に高容量化が図れることが分かり、このような効果は空孔径が小さくなることによって比表面積の拡大が図られていることに起因するものと判断できる。

図７は上記陽極箔１の空孔径による蒸着層厚み（両面）と電解質被覆率との関係を示した特性図であり、ここでいう電解質被覆率（％）とは、固体電解質形成後の容量指数（製品容量指数）／化成容量指数×１００で算出した値とした。

図７から明らかなように、空孔径の最頻値が小さくなるに従い、蒸着層の厚みに比例して電解質被覆率がより一層低下する。これにより、蒸着層の厚みを厚くするのであれば、空孔径の最頻値を大きくする必要があり、また逆に、蒸着層の厚みを薄くすれば、電解質被覆率を低下させずに空孔径の最頻値を小さくすることができることが分かる。

なお、このように電解質被覆率が低下する理由としては、空孔径の最頻値が小さくなるとモノマーの含浸性が悪化し、更に蒸着層の厚みが増すことによってより一層悪化してしまうためである。

従って、上記図６に示した空孔径による蒸着層厚み（両面）と化成容量指数との関係と、図７に示した空孔径による蒸着層厚み（両面）と電解質被覆率との関係から、空孔径による蒸着層厚み（両面）と製品容量の関係を求めると、図８に示すような結果が得られる。

図８は上記本発明による陽極箔１の空孔径による蒸着層厚み（両面）と製品容量指数との関係を示した特性図であり、図８から明らかなように、上記図６において最も高い化成容量指数を示した空孔径の最頻値が０．０１μｍのものは、図７に示すように電解質被覆率が低いため、製品容量指数としては比較用に示したエッチングによる電極箔のエッチング層厚みが８０μｍの場合の製品容量指数１００を上回ることはできないことが分かる。

また、空孔径の最頻値が０．０２μｍのものでは、蒸着層厚みが２０〜８０μｍの範囲において、エッチングによる電極箔のエッチング層厚みが８０μｍの場合の製品容量指数１００を上回ることができるが、空孔径の最頻値が０．０２μｍを超えるものでは蒸着層厚みが薄い範囲において、上記エッチングによる電極箔のエッチング層厚みが８０μｍの場合の製品容量指数１００を上回ることができない場合があることが分かる。

但し、このようにエッチングによる電極箔のエッチング層厚みが８０μｍの場合の製品容量指数１００を上回ることができない場合でも、蒸着層厚み当たりの容量はエッチングによる電極箔を大きく超えているために蒸着層厚みが薄いものを用いても同等の容量を得ることが可能になり、更に、空孔径の最頻値が大きくなるに従って電解質被覆率が高まるために、製品としての信頼性は高くなるものである。

すなわち、エッチングによる電極箔のエッチング層厚みが８０μｍ（両面）の場合、機械的強度確保のためにエッチング層以外の芯部として２５μｍが必要なため、電極箔としての総厚みは１０５μｍとなるが、本発明によれば、蒸着層厚み（両面）が２０μｍで略同等の容量を得ることが可能なため、電極箔としての総厚みは２０μｍ＋２５μｍ＝４５μｍで良いことになり、この厚みの差分だけ電極箔を薄くすることが可能になるものである。なお、芯部の厚みは厚い方がＥＳＲが低下することから、容量とＥＳＲの最適なバランスを求めながら総厚みを設計することにより、設計の余裕度を拡大させることができるものである。

このように本発明による陽極箔１は、空孔径の最頻値が０．０２〜０．１０μｍ、かつ、蒸着層の厚み（両面）が２０〜８０μｍの範囲において、エッチングによる電極箔のエッチング層厚み（両面）が８０μｍの場合の製品容量指数１００を大きく上回って最も顕著な効果を発揮することができるものであり、これにより、薄膜化による小型化と、高容量化を同時に実現することが可能になるという格別の効果を奏するものである。

また、上記コンデンサ素子４を構成する陰極箔２としては、厚みが５０μｍの高純度のアルミニウム箔を基材２ａとして用い、真空雰囲気中で上記基材２ａの表面にニッケルの微粒子を蒸着させることによってニッケルとニッケル酸化物からなるニッケル蒸着層２ｂを形成するようにして作製したものである。

このニッケルとニッケル酸化物からなるニッケル蒸着層２ｂは、ニッケルからなる層とニッケル酸化物からなる層とからなり、真空中の酸素濃度の調整によりニッケル酸化物からなる層は少なくともニッケルからなる層の外表面に形成され、ニッケル酸化物からなる層の厚さは、ニッケル蒸着層２ｂの厚さの約１／１０である。また、ニッケル蒸着層２ｂの形成は、上記蒸着法以外に、スパッタ法、ＣＶＤ法等のドライプロセス法によって形成すれば同様の効果を得ることが可能なものであり、更に、上記陰極箔２は基材２ａを薄くすれば小型化を図ることができ、逆に、厚くすればＥＳＲを低減することができるものである。

また、上記図２に示したコンデンサ素子４の概念図では、その構成をより分かり易くするために、陽極箔１の表面に形成された複数のツリー構造体の蒸着層１ｂ、誘電体酸化皮膜層１ｃ、ならびに陰極箔２の表面に形成されたニッケル蒸着層２ｂは、夫々片面のみに形成された構成で図示したが、陽極箔１の表面の複数のツリー構造体の蒸着層１ｂ、誘電体酸化皮膜層１ｃ、ならびに陰極箔２の表面のニッケル蒸着層２ｂは夫々両面に形成されているものである。

このように構成された本実施の形態による固体電解コンデンサの容量と等価直列抵抗を測定した結果を比較例としての従来品（複数のツリー構造体の蒸着層を形成しない陽極箔とニッケル蒸着層を形成しない陰極箔を用いた）と比較して（表１）に示す。

（表１）から明らかなように、本実施の形態による固体電解コンデンサは、従来品と比較して容量が約３．９倍、ＥＳＲが約１／２という優れた性能を発揮していることが分かり、これは、陰極箔２の表面（両面）にニッケルとニッケル酸化物からなるニッケル蒸着層２ｂを形成した構成により、陰極箔２の静電容量が消滅して発現しなくなり、陽極箔１のみが容量として発現することによるものである。

また、上記ニッケル蒸着層２ｂに含まれるニッケル酸化物は半導体のために導電性を有し、このためにＥＳＲの低減に大きく貢献するばかりでなく、セパレータ３の炭化処理時やリフロー作業時の加熱に対しても酸化によるＥＳＲの上昇がほとんどなく、更に、ニッケル蒸着層２ｂの表面に存在するニッケル酸化物により、防食性の向上と、固体電解質５との結着強度の向上が図れるものである。

更に、上記蒸着によるニッケル蒸着層２ｂは、蒸着によるニッケル蒸着層２ｂの形成時に発生する熱によってニッケルとアルミニウムの合金が形成されるためにニッケル蒸着層２ｂと陰極箔２との結着強度が高まるという効果も有し、ニッケル蒸着層２ｂの厚みを大幅に薄くすることが容易であることから、簡単な構成で安価に大容量化と低ＥＳＲ化を同時に実現することができるという格別の効果を奏するものである。

なお、本実施の形態においては、上記ニッケル蒸着層２ｂの厚みは０．１μｍ／片面で形成したものであるが、更に薄くすることは技術的に何ら問題なく可能であり、その効果も十分に得ることができる。また、逆に厚くしても、より大きな効果が得られるものではなく、コスト的に高くなるばかりであることから、ニッケル蒸着層２ｂの厚みは０．５μｍ／片面、更に好ましくは０．１μｍ／片面もあれば十分であると言える。

また、本実施の形態においては、セパレータ３としてセルロース繊維を主体とする電解紙からなるセパレータを炭化処理して用いた例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、セルロース繊維を主体とする電解紙でも紙力増強処理（ポリアクリルアミドやその誘導体）やシランカップリング剤を用いた表面疎水処理方法を用いることで、３００℃程度の高温環境での炭化処理を行わずに、目的とするコンデンサ特性を達成できる。

更に、化学繊維を主体とするセパレータを用いると、セルロース繊維のように繊維内部で固体電解質５が偏在することなく、コンデンサ素子４内に均一に固体電解質５を形成できるため、高周波領域でのインピーダンスをより低くすることができるものであり、このような化学繊維としては、固体電解質５を形成する際の重合液に対して化学的に安定で、耐熱性にも優れた材料を選定することが必要であり、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、ナイロン、ポリビニルアルコールもしくはそれらの誘導体が好ましい。特に、ポリエチレンテレフタレートおよびその誘導体、もしくはポリビニルアルコールとの混抄繊維については、固体電解質５であるポリエチレンジオキシチオフェンとのなじみが良くなって密着性・接着性が向上するため、セルロース繊維を主体とする電解紙からなるセパレータを炭化処理したものよりも高周波領域でのインピーダンスを１０％以上低くすることができるものである。

また、上記セパレータ３の炭化処理は、巻回したコンデンサ素子４を加熱処理することによって行う例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、セパレータ３を単独で加熱処理して炭化処理を行った後、この炭化処理済みのセパレータ３を用いて巻回することによりコンデンサ素子４を作製することもできるものである。

更にまた、上記陽極箔１と陰極箔２から夫々導出された陽極リード線６と陰極リード線７を図示しない樹脂製の座板に通し、リード部分を折り曲げることによって面実装型の固体電解コンデンサとすることも可能なものである。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項１〜３に記載の発明について説明する。

本実施の形態は、上記実施の形態１で図１、図２を用いて説明した固体電解コンデンサの陰極箔の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に説明する。

本実施の形態では、陰極箔２の表面に形成するニッケルとニッケル酸化物からなるニッケル蒸着層２ｂを陰極箔２の片面の表面のみに形成したものであり、このように構成された本実施の形態による固体電解コンデンサの容量と等価直列抵抗を測定した結果を比較例としての従来品（複数のツリー構造体の蒸着層を形成しない陽極箔とニッケル蒸着層を形成しない陰極箔を用いた）と比較して上記（表１）に併記して示す。

（表１）から明らかなように、本実施の形態による固体電解コンデンサは、従来品と比較して容量が約３．８倍、ＥＳＲが約３／４という優れた性能を発揮していることが分かり、これらは全て上記実施の形態１と同様の作用効果に加え、ニッケル蒸着層２ｂを陰極箔２の片面の表面のみに形成すれば、ニッケル蒸着層２ｂを形成しない側の表面に形成されたアルミニウムの誘電体酸化皮膜の静電容量も実質的に消滅して発現しなくなるためである。

但し、ニッケル蒸着層２ｂの形成を陰極箔２の片面の表面のみとしたことにより、上記実施の形態１と比較するとＥＳＲが増大し、従来品と近い値になっていることから、ニッケル蒸着層２ｂの形成は少なくとも片面の表面上に形成する必要があると言える。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。

本実施の形態は、上記実施の形態１で図１、図２を用いて説明した固体電解コンデンサの陰極箔の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

図９は本発明の実施の形態３による固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の要部を拡大した概念図であり、図９において、１０はアルミニウム箔からなる基材１０ａの表面をエッチング処理することにより粗面化層が形成され、この粗面化層上にニッケルとニッケル酸化物からなるニッケル蒸着層１０ｂ（粗面化層の細孔内部までは形成されない）が設けられた陰極箔である。

このように構成された本実施の形態による固体電解コンデンサの容量と等価直列抵抗を測定した結果を比較例としての従来品（複数のツリー構造体の蒸着層を形成しない陽極箔とニッケル蒸着層を形成しない陰極箔を用いた）と比較して上記（表１）に併記して示す。

（表１）から明らかなように、本実施の形態による固体電解コンデンサは、従来品と比較して容量が約４．０倍、ＥＳＲが約２／５という優れた性能を発揮していることが分かり、これらは全て上記実施の形態１と同様の作用効果に加え、更に、エッチングにより表面を粗面化して表面積が拡大された陰極箔１０を用いたことによってＥＳＲが大きく低減されたことによるものである。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。

本実施の形態は、上記実施の形態３で説明した固体電解コンデンサの陰極箔の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態３と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に説明する。

本実施の形態では、陰極箔１０の表面に形成するニッケルとニッケル酸化物からなるニッケル蒸着層１０ｂを陰極箔１０の片面の粗面化層上のみに形成したものであり、このように構成された本実施の形態による固体電解コンデンサの容量と等価直列抵抗を測定した結果を比較例としての従来品（複数のツリー構造体の蒸着層を形成しない陽極箔とニッケル蒸着層を形成しない陰極箔を用いた）と比較して上記（表１）に併記して示す。

（表１）から明らかなように、本実施の形態による固体電解コンデンサは、従来品と比較して容量が約３．９倍、ＥＳＲが約２／３という優れた性能を発揮していることが分かり、これらは全て上記実施の形態３と同様の作用効果に加え、ニッケル蒸着層１０ｂを陰極箔１０の片面の粗面化層上のみに形成すれば、ニッケル蒸着層１０ｂを形成しない側の粗面化層上に形成されたアルミニウムの誘電体酸化皮膜の静電容量も実質的に消滅して発現しなくなるためである。

但し、ニッケル蒸着層１０ｂの形成を陰極箔１０の片面の粗面化層上のみとしたことにより、上記実施の形態３と比較するとＥＳＲが増大し、従来品と近い値になっていることから、ニッケル蒸着層１０ｂの形成は少なくとも片面の粗面化層上に形成する必要があると言える。

本発明による固体電解コンデンサは、小型大容量化と低ＥＳＲ化を同時に実現することができるという効果を有し、あらゆる分野のコンデンサとして有用である。

本発明の実施の形態１による固体電解コンデンサの構成を示した一部切り欠き斜視図 同固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の要部を拡大した概念図 同固体電解コンデンサに使用される陽極箔の構成を示したＳＥＭ写真 図３の要部を拡大したＳＥＭ写真 同固体電解コンデンサに使用される陽極箔の空孔径分布を示した特性図 同固体電解コンデンサに使用される陽極箔の空孔径による蒸着層厚みと化成容量指数の関係を示した特性図 同固体電解コンデンサに使用される陽極箔の空孔径による蒸着層厚みと電解質被覆率の関係を示した特性図 同固体電解コンデンサに使用される陽極箔の空孔径による蒸着層厚みと製品容量指数の関係を示した特性図 本発明の実施の形態３による固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の要部を拡大した概念図

符号の説明

１ 陽極箔
１ａ、２ａ、１０ａ 基材
１ｂ ツリー構造体の蒸着層
１ｃ 誘電体酸化皮膜層
２、１０ 陰極箔
２ｂ、１０ｂ ニッケル蒸着層
３ セパレータ
４ コンデンサ素子
５ 固体電解質
６ 陽極リード線
７ 陰極リード線
８ アルミニウムケース
９ 封口部材

Claims (7)

1. 陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介在させて巻回することにより形成された素子と、この素子の陽極箔と陰極箔の間に含浸された導電性高分子からなる固体電解質と、これらを収容したケースと、このケースの開口部を封止した封口部材からなる固体電解コンデンサにおいて、上記陽極箔として、アルミニウム箔からなる基材の表面から延びる弁作用金属の複数の微粒子が連なって形成され、かつそれぞれ複数の枝に枝分かれした複数のツリー構造体の蒸着層を形成したものを用い、上記陰極箔として、アルミニウムからなる基材の少なくとも一方の面に蒸着によりニッケルとニッケル酸化物からなるニッケル蒸着層を形成したものを用いた固体電解コンデンサ。
2. 陽極箔の表面に形成された複数のツリー構造体の蒸着層が、空孔径の最頻値が０．０２〜０．１０μｍであり、かつ、蒸着層の厚み（両面）が２０〜８０μｍである請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 陰極箔として、アルミニウムからなる基材の表面を粗面化して粗面化層を形成し、少なくとも一方の面の粗面化層の少なくとも細孔を除く表面部に蒸着によりニッケルからなる層とニッケル酸化物からなる層とからなるニッケル蒸着層を形成したものを用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
4. ニッケル酸化物からなる層が、少なくともニッケルからなる層の外表面に形成された請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
5. セパレータとして、セルロース繊維を主体とした電解紙を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
6. セパレータとして、セルロース繊維を主体とした電解紙を炭化処理した炭化紙を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
7. セパレータとして、化学繊維を主体としたものを用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。