JP2014167985A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】漏れ電流の増加が抑制された固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】固体電解コンデンサの製造方法において、先ず、陽極リード１２が植立された第１端面１１ａと、第１端面１１ａとは反対側の第２端面１１ｂとを有する陽極体１１を準備する。次に、陽極体１１全体を第１化成液に浸漬させた状態において、第１化成液と陽極体１１との間に第１電圧を印加する。その後、陽極体１１のうち第１端面１１ａを含む第１領域Ｒ１を第２化成液６２の液面６２ａ上に露出させると共に、陽極体１１のうち第２端面１１ｂを含む第２領域Ｒ２を第２化成液６２に浸漬させた状態において、第２化成液６２と陽極体１１との間に、第１電圧より大きい第２電圧Ｖ２を印加する。
【選択図】図４

Description

本発明は、固体電解コンデンサ及びその製造方法に関し、特に誘電体層の形成技術に関する。

固体電解コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子を被覆した外装体と、陽極端子と、陰極端子とを備えている。コンデンサ素子は、多孔質焼結体からなる陽極体と、陽極体に植立された陽極リードと、陽極体の表面に形成された誘電体層と、誘電体層の表面に形成された電解質層と、電解質層の外周面に形成された陰極層とを有している。ここで、陽極体は、陽極リードが植立された弁金属粉末の成型体を作製し、この成型体に対して熱処理を施すことにより形成される。成型体の熱処理により、弁金属粉末が焼結すると共に、陽極リードには、その表面に存在する弁金属粉末が融着し、これにより陽極体と陽極リードとが一体化される。誘電体層は、陽極体を構成する弁金属の表面（多孔質焼結体の表面）を電気化学的に酸化させることにより形成される。

陽極端子は陽極リードに電気的に接続され、陰極端子は陰極層に電気的に接続されている。外装体は、陽極端子及び陰極端子が外装体から引き出される様に、例えば金型を用いた樹脂モールドにより形成されている。

上述の様なリードタイプの固体電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子への端子の取付け時や、樹脂モールド時において、陽極体のうち陽極リードの根元近傍の領域に応力が集中し易い。このため、その領域において、誘電体層にクラック等の欠陥が生じ易かった。誘電体層に生じた欠陥は、漏れ電流を増加させる原因となる。そこで、その様な領域において誘電体層の膜厚を大きくすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０２−２７７２１３号公報

しかしながら、端子の取付け時や樹脂モールド時には、陽極体において、陽極リードが植立された端面とは反対側の端面を含んだ領域にも応力が生じ易く、従ってその領域には誘電体層の欠陥が生じ易かった。このため、特許文献１に記載の技術を用いたとしても、漏れ電流の増加を十分に抑制することが困難であった。

そこで、本発明の目的は、漏れ電流の増加が抑制された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。

本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、工程（ａ）〜（ｃ）を有している。工程（ａ）では、陽極リードが植立された第１端面と、第１端面とは反対側の第２端面とを有する陽極体を準備する。工程（ｂ）では、陽極体全体を第１化成液に浸漬させた状態において、第１化成液と陽極体との間に第１電圧を印加し、これにより、陽極体を構成する導電性材料の表面を酸化させる。工程（ｂ）の後、工程（ｃ）において、陽極体のうち第１端面を含む第１領域を第２化成液の液面上に露出させると共に、陽極体のうち第２端面を含む第２領域を第２化成液に浸漬させた状態において、第２化成液と陽極体との間に、第１電圧より大きい第２電圧を印加し、これにより、第２領域において導電性材料の表面を酸化させる。尚、工程（ａ）〜（ｃ）は、後述の実施形態にて説明する陽極作製工程、第１化成処理工程、及び第２化成処理工程にそれぞれ対応している。

上記製造方法によれば、工程（ｂ）及び（ｃ）により、陽極体の第２領域に形成される誘電体層の平均膜厚が、陽極体の第１領域に形成される誘電体層の平均膜厚より大きくなる。従って、第２領域において、誘電体層の膜厚が大きくなる。よって、固体電解コンデンサの製造時や使用時に陽極体が外力を受け、陽極体の第２領域に応力が生じた場合でも、第２領域に存在する誘電体層にはクラック等の欠陥が生じ難く、その結果、固体電解コンデンサにおいて漏れ電流の増加が抑制される。

上記製造方法では、工程（ｃ）において、第２化成液の液面を、陽極リードの下端面近傍の位置に調節するか、若しくは陽極リードの下端面と陽極体の第２端面との間に調節した状態において、第２化成液と陽極体との間に第２電圧を印加することが好ましい。

本発明に係る固体電解コンデンサは、陽極体と、誘電体層と、電解質層とを備えている。陽極体は、陽極リードが植立された第１端面と、第１端面とは反対側の第２端面とを有している。誘電体層は、陽極体を構成する導電性材料の表面に形成されている。電解質層は、誘電体層上に形成されている。そして、陽極体のうち第１端面を含む第１領域における誘電体層の平均膜厚より、陽極体のうち第２端面を含む第２領域における誘電体層の平均膜厚が大きくなっている。

上記固体電解コンデンサによれば、陽極体のうち応力が生じ易い第２領域において、誘電体層の膜厚が大きくなる。よって、固体電解コンデンサの製造時や使用時に陽極体が外力を受け、陽極体の第２領域に応力が生じた場合でも、第２領域に存在する誘電体層にはクラック等の欠陥が生じ難く、従って漏れ電流の増加が抑制される。

上記固体電解コンデンサの具体的構成において、第２領域のうち陽極体内に位置する陽極リードの端部に近い領域における誘電体層の平均膜厚が、第１領域のうちその外周面に近い領域における誘電体層の平均膜厚より大きくなっている。

本発明に係る固体電解コンデンサ及びその製造方法によれば、漏れ電流の増加が抑制される。

本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサを概念的に示した断面図である。 図１に示されるＩＩ領域の微細構造を模式的に示した図である。 固体電解コンデンサの製造方法にて実行される第１化成処理工程の説明に用いられる概念図である。 固体電解コンデンサの製造方法にて実行される第２化成処理工程の説明に用いられる概念図である。

＜固体電解コンデンサの構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサを概念的に示した断面図である。図１に示す様に、固体電解コンデンサは、コンデンサ素子１と、外装体２と、陽極端子３と、陰極端子４とを備えている。コンデンサ素子１は、陽極体１１と、陽極リード１２と、誘電体層１３と、電解質層１４と、陰極層１５とを有している。

陽極体１１は、導電性を有する多孔質焼結体から構成されると共に、陽極リード１２が植立された第１端面１１ａと、第１端面１１ａとは反対側の第２端面１１ｂとを有している。更に、陽極体１１は、第１端面１１ａを含む第１領域Ｒ１と、第２端面１１ｂを含む第２領域Ｒ２とを有している。本実施形態においては、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界面Ｂｓが、陽極リード１２の延在方向に対して略垂直に拡がると共に、陽極体１１内に位置する陽極リード１２の端面１２ａと同じ位置に設定されている。

陽極体１１の形状には、直方体や円柱等、様々な形状を採用することが出来る。陽極リード１２は、導電性を有するワイヤから構成されている。陽極体１１及び陽極リード１２を構成する導電性材料には、同種又は異種の材料が用いられる。導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）等の弁金属が用いられる。特に、チタン、タンタル、アルミニウム、及びニオブは、それらの表面を酸化させることより誘電率の高い酸化被膜（誘電体層１３）が形成されるため、使用する材料として適している。尚、導電性材料には、２種類以上の弁金属から成る合金や、弁金属と他の物質から成る合金等、弁金属を主成分として含む合金を用いてもよい。

誘電体層１３は、陽極体１１を構成する導電性材料の表面（多孔質焼結体の表面）に形成されている。誘電体層１３は、陽極体１１を構成する導電性材料の表面を酸化させることにより形成された酸化被膜である。従って、誘電体層１３は、陽極体１１の外周面、及び陽極体１１に存在する微細な孔Ｈの内壁面に形成されている（図２参照）。尚、図１では、誘電体層１３のうち、陽極体１１の外周面に形成されている部分のみが、模式的に示されている。

次に、誘電体層１３の膜厚について説明する。図２は、図１に示されるＩＩ領域の微細構造を模式的に示した図である。図２に示される様に、第２領域Ｒ２における誘電体層１３の平均膜厚が、第１領域Ｒ１における誘電体層１３の平均膜厚より大きくなっている。ここで、第１領域Ｒ１においては、その位置に応じて誘電体層１３の膜厚Ｔ１が変化していると考えられる。そして、第１領域Ｒ１では、その外周面に近い領域Ｒａ（図１参照）において、誘電体層１３の膜厚Ｔ１が比較的大きくなっていると考えられる。同様に、第２領域Ｒ２においても、その位置に応じて誘電体層１３の膜厚Ｔ２が変化していると考えられる。そして、第２領域Ｒ２では、陽極体１１内に位置する陽極リード１２の端部１２１に近い領域Ｒｂ（図１参照）において、誘電体層１３の膜厚Ｔ２が比較的小さくなっていると考えられる。本実施形態においては、この様な領域Ｒａ及びＲｂを比較した場合でも、領域Ｒｂにおける誘電体層１３の平均膜厚が、領域Ｒａにおける誘電体層１３の平均膜厚より大きくなっている。

誘電体層１３の膜厚Ｔ１及びＴ２は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて陽極体１１の断面を観察することにより調べることが出来る。又、誘電体層１３の平均膜厚は、例えば次の様な方法により求められる。即ち、陽極体１１の断面の複数箇所（例えば５箇所）にて誘電体層１３の膜厚を測定し、それらの膜厚の平均値を平均膜厚として求める。この様な方法により、第１領域Ｒ１における誘電体層１３の平均膜厚と、第２領域Ｒ２における誘電体層１３の平均膜厚とを求め、これらを比較することが出来る。

尚、本実施形態においては、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界面Ｂｓが陽極リード１２の端面１２ａと同じ位置に設定されているが、これに限定されるものではない。境界面Ｂｓは、陽極リード１２の端面１２ａ近傍の位置に設定されてもよいし、端面１２ａと第２端面１１ｂとの間の位置に設定されてもよい。この様に境界面Ｂｓを設定することにより、固体電解コンデンサの静電容量の低下が抑えられる。

電解質層１４は、誘電体層１３の表面に形成されている。具体的には、電解質層１４は、誘電体層１３の外周面、及び陽極体１１に存在する微細な孔Ｈ（図２参照）の内壁に形成されている。尚、図１では、電解質層１４のうち、誘電体層１３の外周面に形成されている部分のみが、模式的に示されている。又、図２では、電解質層１４の図示が省略されている。電解質層１４を構成する電解質材料には、二酸化マンガン等の導電性無機材料、ＴＣＮＱ（Tetracyano-quinodimethane）錯塩や導電性高分子等の導電性有機材料が用いられる。尚、電解質材料には、これらの導電性無機材料や導電性有機材料に限定されない種々の物質を用いることが出来る。

陰極層１５は、電解質層１４の外周面に形成されている。具体的には、陰極層１５は、電解質層１４の外周面に形成されたカーボン層（図示せず）と、該カーボン層の外周面に形成された銀ペイント層（図示せず）とから構成されている。尚、この様な構成に限らず、陰極層１５には、集電機能を有する様々な構成を採用することが出来る。

図１に示す様に、外装体２は、コンデンサ素子１を被覆している。外装体２の構成材料には、エポキシ樹脂等の電気絶縁性材料が用いられる。陽極端子３は、陽極リード１２に電気的に接続されると共に、外装体２の側面２ａ（図１において左側面）から引き出されている。更に、陽極端子３は、外装体２の側面２ａ及び下面２ｃに沿って折り曲げられており、陽極端子３の端部３１が外装体２の下面２ｃに配されている。陰極端子４は、導電性接着材５を介して陰極層１５に電気的に接続されると共に、外装体２の側面２ｂ（図１において右側面）から引き出されている。更に、陰極端子４は、外装体２の側面２ｂ及び下面２ｃに沿って折り曲げられており、陰極端子４の端部４１が外装体２の下面２ｃに配されている。この様に、端部３１及び４１は、固体電解コンデンサの下面電極を構成している。

＜固体電解コンデンサの製造方法＞
次に、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法について、具体的に説明する。本実施形態の製造方法では、素子作製工程、接続工程、及び外装体形成工程が、順に実行される。又、素子作製工程では、陽極作製工程、第１化成処理工程、第２化成処理工程、電解質層形成工程、及び陰極層形成工程が、順に実行される。

陽極作製工程では、先ず、弁金属粉末の成型体を作製する。具体的には、金型内に弁金属粉末を充填すると共に、成型体に陽極リード１２が植立されることとなる様に金型内に陽極リード１２を挿入する。その後、金型に対して圧力を付加することにより、弁金属粉末を所定形状（直方体や円柱等）に押し固める。成型体の作製後、成型体に対して熱処理を施すことによって弁金属粉末を焼結させ、これにより陽極体１１となる多孔質焼結体を作製する。このとき、陽極リード１２には、その表面に存在する弁金属粉末が融着し、これにより陽極体１１と陽極リード１２とが一体化される。尚、陽極作製工程では、弁金属粉末に代えて、弁金属を主成分として含む合金等の導電性粉末を用いてもよい。この様な合金として、弁金属を５０原子％以上含んだものが好ましい。

固体電解コンデンサの大容量化を実現させるためには、陽極作製工程において、１０００００μＦ・Ｖ／ｇ以上の弁金属粉末を用いて多孔質焼結体を作製することが好ましい。

図３は、第１化成処理工程の説明に用いられる概念図である。図３に示す様に、第１化成処理工程では、陽極体１１全体に対して化成処理を施す。具体的には、先ず、陽極リード１２の先端部１２２を金属フレーム８１に固定する。これにより、陽極体１１は、その第１端面１１ａを上方へ向けた状態で金属フレーム８１に保持される。次に、陽極体１１全体を、第１端面１１ａを上方へ向けた状態のまま、リン酸水溶液やアジピン酸水溶液等の第１化成液６１に浸漬させる。これにより、陽極体１１に存在する微細な孔Ｈの内側に第１化成液６１が浸透する。次に、第１化成液６１中に設けられた陰極板７１と、陽極リード１２との間に、第１電圧Ｖ１を印加する。これにより、陽極体１１を構成する導電性材料の表面（多孔質焼結体の表面）を、電気化学的に酸化させる（陽極酸化）。その結果、陽極体１１を構成する導電性材料の表面に、誘電体層１３となる酸化被膜が形成される。尚、第１化成液６１中の電解質の濃度は、０．００１〜１０ｗｔ％であることが好ましい。又、第１電圧Ｖ１は、定格電圧の２倍以上の電圧であることが好ましい。

図４は、第２化成処理工程の説明に用いられる概念図である。図４に示す様に、第２化成処理工程では、陽極体１１の第２領域Ｒ２に対して化成処理を施す。具体的には、先ず、陽極リード１２の先端部１２２を金属フレーム８２に固定する。これにより、陽極体１１は、その第１端面１１ａを上方へ向けた状態で金属フレーム８２に保持される。次に、陽極体１１を、第１端面１１ａを上方へ向けた状態のまま、リン酸水溶液やアジピン酸水溶液等の第２化成液６２に浸漬させる。このとき、陽極体１１の第１領域Ｒ１を第２化成液６２の液面６２ａ上に露出させると共に、陽極体１１の第２領域Ｒ２を第２化成液６２に浸漬させる。本実施形態においては、陽極リード１２の端面１２ａ（図４において下端面）と第２化成液６２の液面６２ａとが略同一平面で揃う様に、陽極体１１が第２化成液６２に浸けられる。これにより、陽極体１１の第２領域Ｒ２に存在する微細な孔Ｈの内側に第２化成液６２が浸透する。尚、第２化成処理工程では、第２化成液６２の液面６２ａを、陽極リード１２の端面１２ａ近傍の位置に調節してもよいし、端面１２ａと第２端面１１ｂとの間に調節してもよい。この様に液面６２ａを調節することにより、固体電解コンデンサの静電容量の低下が抑えられる。

次に、第２領域Ｒ２を第２化成液６２に浸漬させた状態において、第２化成液６２中に設けられた陰極板７２と、陽極リード１２との間に、第２電圧Ｖ２を印加する。これにより、陽極体１１の第２領域Ｒ２において、導電性材料の表面（多孔質焼結体の表面）を更に電気化学的に酸化させる（陽極酸化）。その結果、第２領域Ｒ２において、酸化被膜の膜厚が大きくなる。

尚、第２化成処理工程後において、第２領域Ｒ２における酸化被膜の膜厚は、第１領域Ｒ１における酸化被膜の膜厚の１．０５〜２．５倍であることが好ましい。この様な膜厚となる様に第２領域Ｒ２において酸化を進行させるためには、第２化成液６２中の電解質の濃度は、０．００１〜１０ｗｔ％であることが好ましい。又、第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１より大きく設定されることが好ましく、第１電圧Ｖ１の１．０５〜２．５倍の電圧に設定されることが特に好ましい。これらの好ましい条件によれば、酸化被膜の膜厚を、例えば電圧の印加時間等の制御因子により制御し易くなる。

第２化成液６２には、第１化成処理工程にて用いた第１化成液６１を用いてもよいし、第１化成液６１とは異なる化成液を用いてもよい。第２化成液６２として第１化成液６１を用いる場合、第１化成処理工程の後、陽極体１１全体を第１化成液６１から引き上げてしまわずに、次の第２化成処理工程へ移ることが出来る。即ち、第１化成処理工程の後、陽極体１１を所定の距離だけ引き上げることにより、第１領域Ｒ１を第２化成液６２の液面６２ａ上に露出させつつ、第２領域Ｒ２を第２化成液６２に浸漬させておくことが出来る。一方、第２化成液６２として第１化成液６１とは異なる化成液を用いる場合、処理槽への化成液の入替えや別の処理槽の用意が必要となるが、電解質の種類や濃度を変更することが可能となる。

第１化成処理工程の後であって第２化成処理工程の前に、洗浄工程を設けてもよい。洗浄工程では、陽極体１１を洗浄することにより、陽極体１１に付着した第１化成液６１を除去する。これにより、陽極体１１の第１領域Ｒ１において、第１化成液６１の残存が原因となって第２化成処理工程にて酸化被膜の膜厚が大きくなることが防止される。又、洗浄工程にて第１化成液６１を除去した後、リン酸等の電解質を含まない水溶液を陽極体１１に含浸させた状態において、第２化成処理工程を実行してもよい。これにより、陽極体１１の第１領域Ｒ１において、第２化成処理工程にて酸化被膜の膜厚が大きくなることを抑制することが出来る。

電解質層形成工程では、重合法や塗布法を用いて、誘電体層１３の表面に電解質層１４を形成する。重合法には、化学重合法や電解重合法等の手法が存在する。重合法を用いて電解質層１４を形成する場合、先ず、陽極リード１２の先端部１２２を金属フレームに固定する。これにより、陽極体１１は、その第１端面１１ａを上方へ向けた状態で金属フレームに保持される。次に、陽極体１１を、導電性高分子を生成するための重合液に浸漬させる。これにより、陽極体１１に存在する微細な孔Ｈの内側に重合液が浸透する。その後、重合液中のモノマーを重合させることにより、誘電体層１３の外周面及び微細な孔Ｈの内壁に導電性高分子が生成され、その導電性高分子により電解質層１４が形成される。

塗布法を用いて電解質層１４を形成する場合、先ず、陽極リード１２の先端部１２２を金属フレームに固定する。これにより、陽極体１１は、その第１端面１１ａを上方へ向けた状態で金属フレームに保持される。次に、陽極体１１を、導電性高分子が溶解した溶液や導電性高分子が分散した分散液に浸漬させる。これにより、陽極体１１に存在する微細な孔Ｈの内側に溶液又は分散液が浸透する。その後、陽極体１１を溶液又は分散液から引き上げ、陽極体１１に付着した溶液又は分散液を乾燥させる。これにより、誘電体層１３の外周面及び微細な孔Ｈの内壁に導電性高分子が残存し、その導電性高分子により電解質層１４が形成される。

陰極層形成工程では、電解質層１４の外周面に、陰極層１５となるカーボン層及び銀ペイント層を形成する。具体的には、陽極体１１をカーボンペーストに浸漬させることにより、電解質層１４の外周面にカーボン層を形成する。次に、陽極体１１を銀ペーストに浸漬させることにより、カーボン層の外周面に銀ペイント層を形成する。これにより、コンデンサ素子１が完成する。

接続工程では、陽極端子３と陽極リード１２とを、これらの接続箇所に溶接等の加工を施すことにより、互いに電気的及び機械的に接続する。又、陰極端子４と陰極層１５とを、これらの間に導電性接着材５を介在させることにより、互いに電気的及び機械的に接続する。

外装体形成工程では、エポキシ樹脂等の樹脂を用いて外装体２をモールドすることにより、外装体２によってコンデンサ素子１を被覆する。このとき、陽極端子３及び陰極端子４が外装体２の側面２ａ及び２ｂからそれぞれ引き出される様に、外装体２を形成する。外装体２の形成後、陽極端子３を、外装体２の側面２ａ及び下面２ｃに沿って折り曲げる。又、陰極端子４を、外装体２の側面２ｂ及び下面２ｃに沿って折り曲げる。これにより、図１に示される固体電解コンデンサが完成する。

図１に示す様に、第１領域Ｒ１には陽極体１１が陽極リード１２に結合した部分が多く存在する一方で、第２領域Ｒ２にはその様な部分が殆ど存在していない。従って、陽極体１１が外力を受けた場合、第２領域Ｒ２には応力が生じ易い。一方、本実施形態によれば、第１化成処理工程及び第２化成処理工程により、陽極体１１の第２領域Ｒ２に形成される誘電体層１３の平均膜厚が、陽極体１１の第１領域Ｒ１に形成される誘電体層１３の平均膜厚より大きくなる。従って、第２領域Ｒ２において、誘電体層１３の膜厚が大きくなる。よって、固体電解コンデンサの製造時や使用時に陽極体１１が外力を受け、陽極体１１の第２領域Ｒ２に応力が生じた場合でも、第２領域Ｒ２に存在する誘電体層１３にはクラック等の欠陥が生じ難く、その結果、固体電解コンデンサにおいて漏れ電流の増加が抑制される。

上述した様に、電解質層形成工程では、陽極リード１２の先端部１２２が金属フレームに固定された状態（陽極体１１の第１端面１１ａが上方へ向けられた状態）で、重合法や塗布法を用いて電解質層１４が形成される。しかし、この様な形成方法によれば、陽極体１１の第２端面１１ｂに、導電性高分子から成る突起（以下、「導電性高分子の突起」と称す）が形成される虞があった。具体的には、以下の通りである。

化学重合法の場合には、陽極体１１を、重合液への浸漬後に重合液から引き上げる際、陽極体１１に付着した重合液の一部が、陽極体１１の第２端面１１ｂから垂れ落ちる。そして、液垂れや液溜まりが原因となって、第２端面１１ｂに導電性高分子の突起が形成される。同様に、塗布法の場合にも、陽極体１１を溶液又は分散液から引き上げた際、液垂れや液溜まりが原因となって、第２端面１１ｂに導電性高分子の突起が形成される。

又、電解重合法の場合には、陽極体１１を重合液に浸漬させた際、処理槽の底に設けられた陰極板と陽極体１１の第２端面１１ｂとが対向することになる。このため、第２端面１１ｂにおいて、電解質層１４が部分的に陰極板へ向けて成長し、これにより導電性高分子の突起が形成される。

導電性高分子の突起は、電解質層形成工程後の製造過程において外力を受け易い。そして、突起が外力を受けた場合、陽極体１１の第２領域Ｒ２に応力が生じ易い。従って、導電性高分子の突起は、第２領域Ｒ２において誘電体層１３にクラック等の欠陥を生じる原因になる虞があった。そこで、この様な突起が生じた場合、突起を除去することが考えられる。しかし、突起を除去する際、陽極体１１に大きな力が加わることによって陽極体１１の第２領域Ｒ２に応力が発生し、それが原因となって第２領域Ｒ２において誘電体層１３にクラック等の欠陥が生じる虞がある。

本実施形態によれば、上述した様に、陽極体１１の第２領域Ｒ２における誘電体層１３の平均膜厚が、陽極体１１の第１領域Ｒ１における誘電体層１３の平均膜厚より大きくなる。従って、陽極体１１の第２端面１１ｂに導電性高分子の突起が存在し、その突起が原因となって第２領域Ｒ２に応力が生じた場合でも、第２領域Ｒ２に存在する誘電体層１３にはクラック等の欠陥が生じ難い。又、突起を除去する際に第２領域Ｒ２に応力が発生した場合でも、第２領域Ｒ２に存在する誘電体層１３にはクラック等の欠陥が生じ難い。よって、固体電解コンデンサにおいて漏れ電流の増加が抑制される。

１０００００μＦ・Ｖ／ｇ以上の弁金属粉末を用いて多孔質焼結体（陽極体１１）を作製した場合、固体電解コンデンサの大容量化の実現が可能となる一方で、陽極体１１の強度が低下することになる。これは、陽極体１１を構成する弁金属粉末の粒径が小さくなることで、弁金属粒子間の結合面積が小さくなるためであると考えられる。このため、固体電解コンデンサの製造時や使用時に陽極体１１が外力を受けた場合、弁金属粒子間の粒界に応力が発生することによって粒界の結合力が弱まり、その結果、その粒界近傍の誘電体層１３にクラック等の欠陥が生じ易くなる。本実施形態によれば、上述した様に、応力が生じ易い第２領域Ｒ２において誘電体層１３の膜厚が大きくなる。従って、第２領域Ｒ２に応力が生じた場合でも、第２領域Ｒ２に存在する誘電体層１３にはクラック等の欠陥が生じ難い。よって、固体電解コンデンサにおいて、漏れ電流の増加が抑制される。即ち、本実施形態によれば、１０００００μＦ・Ｖ／ｇ以上の弁金属粉末を用いることによって大容量化を実現しつつ、漏れ電流の増加を抑制することが出来る。

更に、本実施形態によれば、陽極体１１の第１領域Ｒ１では、第２化成処理工程において導電性材料の表面の酸化は殆ど進行しない。このため、第２化成処理工程後においても、陽極体１１の第１領域Ｒ１では、第１化成処理工程で形成された誘電体層１３の膜厚が維持され、従って誘電体層１３の膜厚は小さいままである。よって、陽極体１１の第１領域Ｒ１では、大きな静電容量を持ったコンデンサ成分が生じ、その結果、固体電解コンデンサの静電容量の低下が抑制される。

そして、本実施形態の第２化成処理工程においては、陽極リード１２の端面１２ａ（図４において下端面）と第２化成液６２の液面６２ａとが略同一平面で揃う様に、陽極体１１が第２化成液６２に浸けられる。従って、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とは、陽極リード１２の端面１２ａと同じ位置又はその近傍の位置に境界面Ｂｓを有することになる。即ち、誘電体層１３の膜厚が大きくなる領域（第２領域Ｒ２）が、陽極体１１のうち応力が生じ易い領域に限定されることになる。よって、本実施形態によれば、静電容量の低下が抑制されると共に、漏れ電流の増加が抑制される。

更に、本実施形態によれば、第２化成液６２に陽極体１１を浸漬させる際、陽極体１１を降下又は上昇させる距離を調整するといった簡単な制御により、第２化成液６２に浸漬させる部分（第２領域Ｒ２）の高さを調整することが出来る。よって、第２化成処理工程を実行した場合でも、固体電解コンデンサの製造方法が煩雑化することがない。

尚、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

上記実施形態の一例として、次の条件により固体電解コンデンサ（定格電圧６．３Ｖ、定格静電容量２２０μＦ）を作製した（実施例１）。即ち、陽極作製工程では、陽極体１１として、１０００００μＦ・Ｖ／ｇ以上のタンタル粉末を用いて多孔質焼結体を作製した。又、陽極リード１２としてタンタルワイヤを用いた。第１化成処理工程では、第１化成液６１としてリン酸水溶液を用い、第１電圧Ｖ１を１６Ｖに設定した。第２化成処理工程では、第２化成液６２としてリン酸水溶液を用い、第２電圧Ｖ２を２０Ｖに設定した。電解質層形成工程では、電解質層１４に含まれる導電性高分子としてポリピロールを生成した。

実施例１との比較のために、第２化成処理工程を行わずに２種類の固体電解コンデンサ（定格電圧６．３Ｖ、定格静電容量２２０μＦ）を作製した（比較例１及び２）。比較例１では、第１化成処理工程での第１電圧Ｖ１を、実施例１の第１化成処理工程での印加電圧と同じ１６Ｖとした。一方、比較例２では、第１化成処理工程での第１電圧Ｖ１を、実施例１の第２化成処理工程での印加電圧と同じ２０Ｖとした。尚、他の条件は、実施例１と同じである。

又、実施例１との比較のために、第１及び第２化成処理工程を行う際に第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２とを同じ電圧に設定して２種類の固体電解コンデンサ（定格電圧６．３Ｖ、定格静電容量２２０μＦ）を作製した（比較例３及び４）。比較例３では、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２を、実施例１の第１化成処理工程での印加電圧と同じ１６Ｖとした。比較例４では、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２を、実施例１の第２化成処理工程での印加電圧と同じ２０Ｖとした。尚、他の条件は、実施例１と同じである。

更に、実施例１との比較のために、第１化成処理工程と第２化成処理工程の順序を入れ替えて固体電解コンデンサ（定格電圧６．３Ｖ、定格静電容量２２０μＦ）を作製した（比較例５）。又、比較例５では、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２を、実施例１の第１化成処理工程での印加電圧と同じ１６Ｖとした。尚、他の条件は、実施例１と同じである。

上記実施形態の他の例として、次の条件により固体電解コンデンサ（定格電圧６．３Ｖ、定格静電容量２２０μＦ）を作製した（実施例２）。即ち、陽極作製工程では、陽極体１１として、２０００００μＦ・Ｖ／ｇ以上のタンタル粉末を用いて多孔質焼結体を作製した。第１化成処理工程では第１電圧Ｖ１を１９Ｖに設定し、第２化成処理工程では第２電圧Ｖ２を２３Ｖに設定した。尚、他の条件は、実施例１と同じである。

又、実施例２との比較のために、第２化成処理工程を行わずに固体電解コンデンサ（定格電圧６．３Ｖ、定格静電容量２２０μＦ）を作製した（比較例６）。比較例６では、第１化成処理工程での第１電圧Ｖ１を、実施例２の第１化成処理工程での印加電圧と同じ１９Ｖとした。尚、他の条件は、実施例２と同じである。

実施例１及び２、並びに比較例１〜６の固体電解コンデンサについて、静電容量及び漏れ電流を測定した。静電容量の測定条件として、測定時の周波数を１２０Ｈｚとした。漏れ電流の測定は、固体電解コンデンサに定格電圧を５分間印加した後に行った。実施例１及び比較例１〜５についての測定結果が、表１に示されている。又、実施例２及び比較例６についての測定結果が、表２に示されている。尚、表１及び２では、各例の静電容量が、実施例の静電容量を基準とした割合（静電容量比）により示されている。又、各例の漏れ電流が、実施例の漏れ電流を基準とした割合（漏れ電流比）により示されている。

※比較例５では、第１化成処理工程と第２化成処理工程の順序を他の例とは逆にした。

表１に示される様に、比較例１は、実施例１と比べて漏れ電流が顕著に大きくなっている。これは、応力が生じやすい第２領域Ｒ２と他の領域とにおいて誘電体層１３の膜厚が同じであるが故に、漏れ電流の増加を抑制することが出来なかったためであると考えられる。又、比較例２は、漏れ電流の増加が抑制されてはいるものの、実施例１と比べて静電容量が著しく小さくなっている。これは、誘電体層１３の膜厚が全体的に大きくなっているからであると考えられる。この様な比較例１及び２に対し、実施例１では、静電容量の低下が抑制されると共に、漏れ電流の増加が抑制されている。又、表２に示される測定結果から、実施例２についても同様のことが言える。

表１に示される様に、比較例３では、実施例１と比べて漏れ電流が大きくなっている。これは、第２化成処理工程において第２電圧Ｖ２が小さく、従って第２領域Ｒ２における誘電体層１３の膜厚が十分に大きくならなかったからであると考えられる。従って、実施例１と比較例３との比較により、実施例１の様に第２電圧Ｖ２を第１電圧Ｖ１より大きく設定することが、漏れ電流の増加の抑制に大きく寄与することを確認することが出来た。

比較例４では、漏れ電流の増加が抑制されてはいるものの、実施例１と比べて静電容量が著しく小さくなっている。これは、比較例２と同様、誘電体層１３の膜厚が全体的に大きくなっているからであると考えられる。

更に、表１に示される様に、比較例５は、実施例１と比べて漏れ電流が顕著に大きくなっている。従って、実施例１と比較例５との比較により、第２化成処理工程（陽極体１１に対して部分的に化成処理を施す工程）を第１化成処理工程（陽極体１１全体に対して化成処理を施す工程）の後に行うことが、漏れ電流の増加の抑制に大きく寄与することを確認することが出来た。

１ コンデンサ素子
１１ 陽極体
１１ａ 第１端面
１１ｂ 第２端面
１２ 陽極リード
１２ａ 端面
１３ 誘電体層
１４ 電解質層
１５ 陰極層
６１ 第１化成液
６２ 第２化成液
６２ａ 液面
１２１ 端部
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｖ１ 第１電圧
Ｖ２ 第２電圧

Claims (4)

1. （ａ）陽極リードが植立された第１端面と、前記第１端面とは反対側の第２端面とを有する陽極体を準備する工程と、
   （ｂ）前記陽極体全体を第１化成液に浸漬させた状態において、前記第１化成液と前記陽極体との間に第１電圧を印加し、これにより、前記陽極体を構成する導電性材料の表面を酸化させる工程と、
   （ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記陽極体のうち前記第１端面を含む第１領域を第２化成液の液面上に露出させると共に、前記陽極体のうち前記第２端面を含む第２領域を前記第２化成液に浸漬させた状態において、前記第２化成液と前記陽極体との間に、前記第１電圧より大きい第２電圧を印加し、これにより、前記第２領域において前記導電性材料の表面を酸化させる工程と、
   を有する、固体電解コンデンサの製造方法。
2. 前記工程（ｃ）において、前記第２化成液の液面を、前記陽極リードの下端面近傍の位置に調節するか、若しくは前記陽極リードの下端面と前記第２端面との間に調節した状態において、前記第２化成液と前記陽極体との間に前記第２電圧を印加する、請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
3. 陽極リードが植立された第１端面と、前記第１端面とは反対側の第２端面とを有する陽極体と、
   前記陽極体を構成する導電性材料の表面に形成された誘電体層と、
   前記誘電体層上に形成された電解質層と、を備え、
   前記陽極体のうち前記第１端面を含む第１領域における前記誘電体層の平均膜厚より、前記陽極体のうち前記第２端面を含む第２領域における前記誘電体層の平均膜厚が大きい、固体電解コンデンサ。
4. 前記第２領域のうち前記陽極体内に位置する前記陽極リードの端部に近い領域における前記誘電体層の平均膜厚が、前記第１領域のうちその外周面に近い領域における前記誘電体層の平均膜厚より大きい、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。

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