JP3344652B2

JP3344652B2 - 固体電解コンデンサとその製造方法

Info

Publication number: JP3344652B2
Application number: JP2001048780A
Authority: JP
Inventors: 雅憲吉田; 幹也嶋田; 義彦辻川; 寿孝加藤; 吉浩樋口
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-11-11
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: JP2002252149A

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
サの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、固体電解コンデンサは、陽極導
体、誘電体層、固体電解質層、陰極導体層が上記の順で
配置された構造をとる。近年、固体電解コンデンサが使
用される電子機器では、集積回路の高周波化、大電流化
が著しい。これに伴い、等価直列抵抗（以下、「ＥＳ
Ｒ」と略する）が低く、容量が大きく、かつ漏れ電流が
小さい固体電解コンデンサが求められている。

【０００３】等価直列抵抗を決定する要因は、コンデン
サ充放電流の導電経路となる固体電解質層、陰陽極導
体、陰陽極導体端子、および誘電体膜が各々有する抵抗
である。従来は、その主要因は固体電解質層にあると考
えられていた。この主要因に鑑み、固体電解質として利
用されていた二酸化マンガン（導電率０．１〜１Ｓ／ｃ
ｍ程度）より高い導電率を有する導電性ポリマー材料が
見出された。導電性ポリマー、例えばポリピロールを用
いると、１００Ｓ／ｃｍ程度の高導電率を有する固体電
解質層が得られる（例えば、特開平２−１３０９０６号
公報）。その他の導電性ポリマー材料として、アニリ
ン、フランなどの環状有機化合物ポリマーが知られてい
る。

【０００４】しかし、導電率が高い導電性ポリマーを固
体電解質に用いても、固体電解コンデンサの等価直列抵
抗は一定値以下に下がらないという問題があった。この
ため、陰極導体層と固体電解質層との間に導電性ポリマ
ーからなる軟質の中間層を形成することにより、陰極導
体層と固体電解質層との間の接触抵抗を低減することが
提案されている（特開２０００−１３３５５１号公
報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】軟質の中間層の形成は
ＥＳＲの低減に効果がある。しかし、特開２０００−１
３３５５１号公報に記載の方法では、陰極導体層と固体
電解質層との界面抵抗が十分に低減せず、改善の余地が
あった。一方、特に軟質の層を介在させた場合には、固
体電解コンデンサの漏れ電流が大きくなる。漏れ電流
は、チップ形状への組立ての際や樹脂でモールドする際
の外的圧力によって、誘電体層である陽極酸化皮膜に損
傷が与えられるために大きくなる。

【０００６】そこで、本発明は、第１に、陰極導体層と
固体電解質層との界面抵抗をさらに低減できる固体電解
コンデンサとその製造方法を提供することを目的とす
る。また、本発明は、第２に、漏れ電流を抑制できる固
体電解コンデンサとその製造方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の第１の固体電解コンデンサは、弁金
属からなる陽極導体と、前記陽極導体の表面に形成され
た誘電体層と、前記誘電体層の表面に形成された第１の
固体電解質層と、前記第１の固体電解質層上に形成され
た導電性高分子からなる第２の固体電解質層と、前記第
２の固体電解質層上に形成された陰極導体層とを有する
固体電解コンデンサであって、前記第２の固体電解質層
の下記式（１）で表されるダイナミック硬度ＤＨが０．
１４ｋｇ／ｍ²以下であることを特徴とする。また、本
発明の第１の固体電解コンデンサの製造方法は、弁金属
からなる陽極導体の表面に誘電体層を形成し、前記誘電
体層の表面に第１の固体電解質層を形成し、前記第１の
固体電解質層上に導電性高分子からなる第２の固体電解
質層を形成し、前記第２の固体電解質層上に陰極導体層
を形成する固体電解コンデンサの製造方法であって、前
記第２の固体電解質層を、下記式（１）で表されるダイ
ナミック硬度ＤＨが０．１４ｋｇ／ｍ²以下となる条件
で重合して形成することを特徴とする。

【０００８】ＤＨ＝α×Ｐ／Ｄ² （１）ただし、αは圧子形状による定まる係数であり、Ｐは試
験荷重であり、Ｄは圧子の試料への侵入深さである。

【０００９】上記第１の固体電解コンデンサによれば、
固体電解質層と陰極導体層との界面抵抗をさらに低減し
て、ＥＳＲを一層低下させることができる。

【００１０】上記第２の目的を達成するために、本発明
の第２の固体電解コンデンサは、弁金属からなる陽極導
体と、前記陽極導体の表面に形成された誘電体層と、前
記誘電体層の表面に形成された導電性高分子からなる第
１の固体電解質層と、前記第１の固体電解質層上に形成
された第２の固体電解質層と、前記第２の固体電解質層
上に形成された陰極導体層とを有する固体電解コンデン
サであって、前記第１の固体電解質層の下記式で表され
るダイナミック硬度ＤＨが０．１５ｋｇ／ｍ²以上であ
ることを特徴とする。また、本発明の第２の固体電解コ
ンデンサの製造方法は、弁金属からなる陽極導体の表面
に誘電体層を形成し、前記誘電体層の表面に導電性高分
子からなる第１の固体電解質層を形成し、前記第１の固
体電解質層上に第２の固体電解質層を形成し、前記第２
の固体電解質層上に陰極導体層を形成する固体電解コン
デンサの製造方法であって、前記第１の固体電解質層
を、上記式（１）で表されるダイナミック硬度ＤＨが
０．１５ｋｇ／ｍ²以上となる条件で重合して形成する
ことを特徴とする。

【００１１】上記第２の固体電解コンデンサによれば、
誘電体層の損傷を緩和して、漏れ電流を抑制することが
できる。

【００１２】上記第１および第２の固体電解コンデンサ
に記載のように、第１の固体電解質層をダイナミック硬
度が０．１５ｋｇ／ｍ²以上である導電性高分子からな
る層とし、第２の固体電解質層をダイナミック硬度が
０．１４ｋｇ／ｍ²以下である導電性高分子からなる層
とすると、ＥＳＲを低減し、かつ漏れ電流を抑制でき
る。また、上記第１および第２の製造方法に記載のよう
に、第１の固体電解質層をダイナミック硬度が０．１５
ｋｇ／ｍ²以上となる条件で形成した導電性高分子から
なる層とし、第２の固体電解質層をダイナミック硬度が
０．１４ｋｇ／ｍ²以下となる条件で形成した導電性高
分子からなる層とすると、ＥＳＲを低減し、かつ漏れ電
流を抑制した固体電解コンデンサを作製できる。第１の
固体電解質層のダイナミック硬度は、好ましくは０．１
６ｋｇ／ｍ²以上である。第２の固体電解質層のダイナ
ミック硬度は、好ましくは０．１３ｋｇ／ｍ²以下であ
る。

【００１３】導電性高分子からなる固体電解質層は、特
に制限されないが、ポリピロール、ポリアニリン、ポリ
チオフェンおよびポリ−３，４−エチレンジオキシチオ
フェンから選ばれる少なくとも１種からなることが好ま
しい。この固体電解質層は、ピロール、アニリン、チオ
フェンおよび３，４−エチレンジオキシチオフェン（以
下「ＥＤＴ」と称する）から選ばれる少なくとも１種の
モノマーを重合して形成することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について説明する。本発明では、固体電解質層の可塑性
および柔軟性を、ダイナミック硬度を用いて評価するこ
ととした。ビッカース硬さ法、ヌープ硬さ法、三角錐硬
さ法などでは、圧子に荷重を負荷してくぼみを作製し、
除荷した後にくぼみの対角線長さから表面積を計算して
硬さを評価するため、導電性高分子のように弾性変形を
伴う材料の硬度測定においては大きな誤差を伴うことに
なる。しかし、ダイナミック硬度は、塑性変形とともに
弾性変形を反映した強度特性であるため、固体電解コン
デンサにおける固体電解質層の特性の評価に適してい
る。

【００１５】ダイナミック硬度は、図４に示したよう
に、基板１４上に形成した測定対象膜１５の表面に、初
期値０から設定試験力まで所定の割合で負荷を増しなが
ら圧子１６を押し込んで測定し、圧子の押し込み量とそ
のときの負荷とから、算出できる。ダイナミック硬度
は、市販の装置（例えば、島津製作所製の超微小硬度計
「ＤＵＨ−２００」）を用いれば容易に測定できる。本
実施形態および下記実施例では、上記微小硬度計を用
い、下記測定条件によりダイナミック硬度を測定した。

【００１６】圧子：稜間角が１１５°の三角錐圧子負荷増加割合：約９．８×１０^-6Ｎ／秒（０．００１ｇｆ／秒）基板種類：化学酸化重合の場合・・・５０ｍｍ角のガラス板電解酸化重合の場合・・・２０ｍｍ角のニッケル板基板厚さ：５００μｍ以上測定対象膜の膜厚：５０μｍ以上（押し込み深さの１０倍以上）測定対象膜の洗浄：１０重量％エタノール水溶液（２５℃）、純水（６０℃）で洗浄、１２０℃で乾燥

【００１７】式（１）における係数αは、圧子の形状に
依存するが、上記三角錐圧子の場合のαは３７．８３８
である。ただし、この値は、押し込み深さ（侵入深さ：
Ｄ）をμｍにより、負荷（試験荷重：Ｐ）をｇｆにより
評価したときに、ダイナミック硬度の単位がｋｇ／ｍ²
となるように定められた値である。基板厚さを５００μ
ｍ以上としたのは、基板が薄すぎると測定誤差を招くた
めである。測定対象膜（導電性高分子膜）の厚さも、同
様の観点から、上記範囲とした。

【００１８】ここでは、測定精度をより高めるために基
板としてガラス板、ニッケル板を用いたが、１５ｋｇ／
ｍ²以上のダイナミック硬度を有するものの上に形成さ
れていれば、ダイナミック硬度は測定誤差１％以内で評
価可能である。したがって、例えばタンタル焼結体など
を陽極導体に用いた固体電解コンデンサにおいても、陽
極導体上に形成された固体電解質層のダイナミック硬度
は、上記程度の誤差範囲内で測定できる。この場合も、
上記と同様、押込み深さは、固体電解質層の厚みの１０
分の１以下とすることが好ましい。

【００１９】ダイナミック硬度の測定結果の一例を図５
に示す。この場合、押込み深さＤが５μｍのときの負荷
が０．１６４ｇｆであるので、式（１）より、ダイナミ
ック硬度は約０．２４８ｋｇ／ｍ²となる。

【００２０】ダイナミック硬度は、用いるモノマーやド
ーパントの種類によって相違するが、同一種類の材料か
ら形成した導電性高分子層であっても、モノマーと酸化
剤との比率や重合条件により相違する。例えば、一般
に、化学量論比よりもモノマー濃度をやや高くすると、
モノマー濃度と酸化剤との比率を化学量論比とした場合
よりもダイナミック硬度が低い、すなわち軟質の層を形
成できる。しかし、モノマー濃度をさらに高くすると、
ダイナミック硬度は逆にやや上昇する傾向を示す場合が
ある。また、ダイナミック硬度が低い導電性高分子層を
形成するためには、通常、反応温度は高いほうがよい。
また、重合液の粘性を高める増粘剤を添加すると、軟質
の固体電解質層を得やすくなる。

【００２１】以下、図面を参照して本発明の固体電解コ
ンデンサの一実施形態について説明する。図１に示す断
面構造を有する固体電解コンデンサにおいて、コンデン
サ素子８は、図２に示す断面を有している。このコンデ
ンサ素子は、細孔が形成された陽極導体１上に各層が形
成されて構成されている。陽極導体１の表面には誘電体
層２が形成され、誘電体層２の表面には第１の固体電解
質層３が形成されている。第１の固体電解質層３の表面
には、第２の固体電解質層４が形成され、この層の上に
は、グラファイト層６と外装銀導電性樹脂層７とからな
る陰極導体層５が形成されている。

【００２２】陽極導体１は、弁作用を有する金属板また
は線と弁作用を有する金属の微粒子からなる焼結体ペレ
ットによって形成される。具体的には、タンタル、アル
ミニウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、亜鉛など、
またはこれら金属の合金が用いられる。または、静電容
量を大きくするためにエッチングなどによって拡面処理
を施した金属箔が陽極導体１に用いられる。誘電体層２
は、陰極導体１の表面を電解酸化して形成した陽極酸化
皮膜であり、焼結体ペレットの細孔表面にも形成され
る。

【００２３】第１の固体電解質層３および第２の固体電
解質層４は、好ましくはともに導電性高分子から形成さ
れたものであり、第２の固体電解質層４は、第１の固体
電解質層３よりも相対的に軟質となるように形成されて
いる。第１の固体電解質層３は、ポリピロールから、第
２の固体電解質層４はポリＥＤＴから形成することが好
ましいが、固体電解質層の材料はこれに限らず、両固体
電解質層に同じ導電性高分子を用いてもよい。この場合
は、ドーパントの種類、モノマーと酸化剤との比率、重
合温度などを適宜調整して、両固体電解質層のダイナミ
ック硬度を制御すればよい。

【００２４】第２の固体電解質層は、化学酸化重合法に
より形成してもよく、電解酸化重合法により形成しても
よい。絶縁性の誘電体層を用いて電解酸化重合を行うの
は困難であるから、第１の固体電解質層は、化学酸化重
合法により形成するとよい。

【００２５】陰極導体層５は、グラファイト層６と外装
銀導電性樹脂層７とからなる二層構造を採用するとよ
い。グラファイト層６は、導電性粒子であるグラファイ
ト粒子を含んでおり、この粒子が第２の固体電解質層４
と外装銀導電性樹脂層７に含まれる銀粉との電気的接続
を密にする役割を担う。具体的には、図３に示すよう
に、外装銀導電性樹脂層７を形成する際には、銀導電性
樹脂の乾燥に伴う硬化収縮によって、グラファイト層の
層面内方向には圧縮応力が加わる。そして、この圧縮応
力によって、グラファイト層に含まれるグラファイト粒
子１３と第２の固体電解質層４との密着度が高まる。固
体電解質層４のダイナミック硬度を低くすれば、上記圧
縮応力により両層間の密着性がさらに高まって層間の界
面抵抗が減少する。

【００２６】こうして得たコンデンサ素子８は、さらに
図１に示した構造となるように、従来から行われてきた
方法に従い、陰極リード端子１１、陽極リード端子１０
がそれぞれ取り付けられ、エポキシ樹脂などの外装樹脂
１２で外装され、固体電解コンデンサとなる。なお、陰
極リード端子１１は、銀導電性接着剤９などによってコ
ンデンサ素子８に取り付ければよい。

【００２７】第１の固体電解質層３のダイナミック硬度
を高くして誘電体層２を「硬い」被膜で覆うと、リード
端子の取り付けや樹脂による外装の際に生じる機械的ス
トレスによる誘電体膜２の損傷を抑制できる。したがっ
て、漏れ電流が小さい固体電解コンデンサを作製するに
は、第１の固体電解質層３のダイナミック硬度を高くす
るとよい。また、この固体電解コンデンサは機械的スト
レスに強いため、例えば、第１の固体電解質層や第２の
固体電荷質層の外層厚みや陰極導体層の厚みを薄くし
て、その分だけ陽極導体を大きくすること、すなわち大
容量化も可能となる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は下記の実施例に制限されない。

【００２９】（実施例１）実施例１では、図１および図
２と同様の構造を有する固体電解コンデンサを作製し
た。このコンデンサでは、第１の固体電解層をポリピロ
ールにより、第２の固体電解質層をポリＥＤＴにより、
それぞれ形成した。

【００３０】まず、弁作用を有するタンタル金属の微粉
末を、１．４ｍｍ×３．０ｍｍ×３．８ｍｍに成形、焼
結して、陽極引き出し用タンタルワイヤーリードを備え
た焼結体ペレットからなる陽極導体を作製した。次に、
この焼結体ペレットを約３０Ｖで８５℃リン酸水溶液に
よって化成して、ペレットの表面に誘電体層として酸化
タンタルの皮膜を形成した。さらに、焼結体ペレットを
洗浄し、乾燥した。

【００３１】他方、イソプロピルアルコールを１０体積
（ｖｏｌ）％含有する水溶液中に、モノマーとしてピロ
ールを０．１ｍｏｌ／ｌ溶解させてモノマー溶液を調製
した。また、１０ｖｏｌ％のイソプロピルアルコールを
含有する水溶液に、酸化剤として硫酸鉄(III) ０．１ｍ
ｏｌ／ｌと、アルキルナフタレンスルホン酸イオン０．
０５ｍｏｌ／ｌのＮａ塩とを溶解させて酸化剤溶液を調
製した。

【００３２】酸化タンタル皮膜を形成した焼結体ペレッ
トを、上記モノマー溶液に浸漬した後、上記酸化剤溶液
に浸漬して、酸化タンタル皮膜上に、第１の固体電解質
としてポリピロール層を形成し、焼結体ペレットを洗浄
し、乾燥させた。このようなポリピロール層形成工程を
２０回繰り返しながら、適時、再化成を行って酸化タン
タル皮膜を修復した。再化成は、約０．０５重量％のリ
ン酸水溶液で電圧２０Ｖの条件で行った。引き続き、焼
結体ペレットを約９０℃の純水中で洗浄し、さらに雰囲
気温度を約１２０℃にして乾燥させた。

【００３３】他方、ＥＤＴと、酸化剤とドーパントとの
化合物であるｐ−トルエンスルホン酸鉄（III）とを、
ｎ−ブタノール溶液に混合して、ＥＤＴの濃度が０．７
５ｍｏｌ／ｌ、鉄（III）イオンの濃度が１ｍｏｌ／ｌ
となるように、重合液を調製した。この重合液では、化
学量論比（ＥＤＴ濃度：鉄（III）＝１：２）よりも、
５０％ＥＤＴ濃度が高くなっている。

【００３４】ポリピロール層を形成した焼結体ペレット
を、５℃に保持した重合液に約６分間浸漬した後、１ｍ
ｍ／秒の速度で引き上げ、雰囲気温度を室温から１６０
℃に徐々に昇温して、焼結体ペレットの表面でＥＤＴの
酸化重合を行い、第２の固体電解質層として、ポリＥＤ
Ｔ層を形成した。

【００３５】このＥＤＴ重合工程を５回繰り返した後、
焼結体ペレットを１０ｖｏｌ％のイソプロピルアルコー
ル水溶液で洗浄し、リン酸を０．０５％含有する５ｖｏ
ｌ％イソプロピルアルコール水溶液を用い、電圧約２０
Ｖで焼成体ペレットを再化成した。さらに、９０℃の純
水中で焼結体ペレットを洗浄し、１２０℃で乾燥した。

【００３６】次に、ポリＥＤＴ層を形成した焼結体ペレ
ットを、グラファイト微粒子を含有する水性サスペンシ
ョン液に浸漬し、この液から１ｍｍ／秒の速度で引き上
げ、約１３０℃で約３０分間放置し、サスペンション液
を乾燥・固化させて、ポリＥＤＴ層上にグラファイト層
を形成した。さらに、焼結体ペレットを、銀ペースト中
に浸漬し、０．３ｍｍ／秒の速度で引き上げ、室温で１
時間放置した後、約１４５℃で１時間乾燥・固化させ
て、グラファイト層上に外装銀導電性樹脂層を形成し、
グラファイト層と外装銀導電性樹脂層とからなる陰極導
体層を完成させた。

【００３７】こうして得たコンデンサ素子の陰極導体層
に、陰極リード端子を導電性接着剤を用いて接続し、こ
のコンデンサ素子の陽極導体側のタンタルワイヤーを陽
極リード端子に溶接した。さらに、コンデンサ素子をエ
ポキシ樹脂で外装して、図１と同様の構造を有する固体
電解コンデンサを得た。

【００３８】（比較例１）比較例１として、第２の固体
電解質層の形成方法が異なる以外は、実施例１と同様に
して固体電解コンデンサを作製した。具体的には、第２
の固体電解質層を形成するための重合液を、ＥＤＴの濃
度が１ｍｏｌ／ｌ、鉄（III）イオンの濃度が１ｍｏｌ
／ｌとなるように、ＥＤＴとｐ−トルエンスルホン酸鉄
（III）とをｎ−ブタノール溶液に混合して調製した。
この重合液では、化学量論比（ＥＤＴ濃度：鉄（III）
＝１：２）よりも、１００％ＥＤＴ濃度が高くなってい
る。なお、この重合液は、特開２０００−１３３５５１
公報に開示されている液と同一である。

【００３９】実施例１および比較例１から得た各固体電
解コンデンサに、１．０Ｖのバイアス電圧を印加して、
１００Ｈｚ〜４０ＭＨｚにおいてインピーダンス周波数
特性を測定し、共振周波数におけるＥＳＲを求めた。ま
た、作製した固体電解コンデンサに直流電圧を１０Ｖ印
加し、１分後の電流を測定して漏れ電流とした。また、
上記に記載した方法により、第２の固体電解質層のダイ
ナミック硬度を求めた。さらに、化学酸化重合で得られ
たポリＥＤＴ粉末をφ１８ｍｍ×４ｍｍ形状にプレス成
形し、理論密度の約７０％での導電率（電導度）を四端
子法で測定した。以上の結果を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１より、ＥＤＴ濃度を適切に調整した実
施例１においてダイナミック硬度がより低い固体電解質
層が得られた。なお、重合液におけるモノマーと酸化剤
との比率を化学量論比のとおりとして作製したポリＥＤ
Ｔ層からなる固体電解質層のダイナミック硬度は０．１
５５ｋｇ／ｍ²程度となった。この液種の場合、軟質の
ポリＥＤＴ層を形成するためには、重合液におけるＥＤ
Ｔ濃度を、酸化剤との化学量論比よりも２０〜６０％程
度高くするとよい。

【００４２】（実施例２）実施例２として、第２の固体
電解質層の形成方法が異なる以外は、実施例１と同様に
して固体電解コンデンサを作製した。実施例１では、ポ
リＥＤＴ層を化学酸化重合法により形成したが、実施例
２では、ポリＥＤＴ層を電解酸化重合法により形成し
た。

【００４３】電解重合液は、モノマーであるＥＤＴ１ｇ
と支持電解質であるドーパントのｐ−トルエンスルホン
酸１０ｇとを５重量％エタノール水溶液５００ｍｌに混
合して調製した。この電解重合液に、電圧印加のための
陽電極を設けた焼結体ペレットを浸漬させ、この液に浸
漬した陰電極との間に、電圧２．８Ｖを１時間印加して
電解酸化重合を行った。引き続き、焼結体ペレットをイ
ソプロピルアルコールで洗浄し、リン酸を０．０５重量
％含有する５ｖｏｌ％イソプロピルアルコール水溶液を
用い、電圧約２０Ｖで焼成体ペレットを再化成した。さ
らに、９０℃の純水中で焼結体ペレットを洗浄し、１２
０℃で乾燥させ、第２の固体電解質層として、ポリＥＤ
Ｔ層を形成した。

【００４４】実施例２では、モノマーおよびドーパント
を適宜変更し、上記と同様にして第２の固体電解質層を
形成した。こうして得た各固体電解コンデンサについ
て、実施例１と同様にして、各特性を測定した。ただ
し、電導度は、硬度測定用に作成した試料から得た膜状
の電解酸化重合膜をニッケル板から剥離させてガラス板
上にのせ、四端子法で測定した。結果を表２に示す。

【００４５】

【表２】

【００４６】表２より、第２の固体電解質層のダイナミ
ック硬度が低ければ、ＥＳＲが低くなっていることがわ
かる。ＥＳＲは、明らかに、第２の固体電解質層の電導
度ではなく、この層のダイナミック硬度の影響を受けて
いる。第２の固体電解質層のダイナミック硬度を０．１
４ｋｇ／ｍ²以下とすると、共振周波数におけるＥＳＲ
が２２ｍΩ以下となった。なお、表２において表１より
電導度が高くなっているのは、上記膜では理論密度の約
８５％程度と密度が相対的に高くなっているためであ
る。

【００４７】（実施例３）実施例３として、第１の固体
電解質層の形成に用いたモノマー、ドーパントの種類を
適宜変更した以外は、実施例１と同様にして固体電解コ
ンデンサを作製した。こうして得た各固体電解コンデン
サについて、実施例１と同様にして（電導度の測定も実
施例１と同様）、各特性を測定した。結果を表３に示
す。

【００４８】

【表３】

【００４９】表３より、第１の固体電解質層のダイナミ
ック硬度が高ければ、漏れ電流が低くなっていることが
わかる。第１の固体電解質層のダイナミック硬度を０．
１５ｋｇ／ｍ²以上とすると、漏れ電流が２４μＡ以下
となった。なお、表３において表１よりも電導度が高く
なっているのは、重合液の溶媒の相違による。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダイナミック硬度が０．１４ｋｇ／ｍ ²以下となる条件
で導電性高分子からなる第２の固体電解質層を形成する
ことにより、ＥＳＲを低減することができる。また、ダ
イナミック硬度が０．１５ｋｇ／ｍ²以上となる条件で
導電性高分子からなる第１の固体電解質層を形成するこ
とにより、漏れ電流を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体電解コンデンサの一形態の断面
図である。

【図２】本発明の固体電解コンデンサに用いるコンデ
ンサ素子の一例の部分断面図である。

【図３】コンデンサ素子における固体電解質層と陰極
導体層との間の界面抵抗を説明するための断面図であ
る。

【図４】ダイナミック硬度の測定原理を説明するため
の断面図である。

【図５】ダイナミック硬度の測定の例を説明するため
のグラフである。

【符号の説明】

１陽極導体２誘電体層３第１の固体電解質層４第２の固体電解質層５陰極導体層６グラファイト層７外装銀導電性樹脂層８コンデンサ素子９銀導電性接着剤１０陽極リード端子１１陰極リード端子１２外装樹脂１３グラファイト粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤寿孝大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者樋口吉浩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開2000−133551（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 9/028 H01G 9/025

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】弁金属からなる陽極導体と、前記陽極導
体の表面に形成された誘電体層と、前記誘電体層の表面
に形成された第１の固体電解質層と、前記第１の固体電
解質層上に形成された導電性高分子からなる第２の固体
電解質層と、前記第２の固体電解質層上に形成された陰
極導体層とを有する固体電解コンデンサであって、前記
第２の固体電解質層の下記式で表されるダイナミック硬
度ＤＨが０．１４ｋｇ／ｍ²以下であることを特徴とす
る固体電解コンデンサ。ＤＨ＝α×Ｐ／Ｄ² ただし、αは圧子形状により定まる係数であり、Ｐは試
験荷重であり、Ｄは圧子の試料への侵入深さである。
【請求項２】第２の固体電解質層が、ポリピロール、
ポリアニリン、ポリチオフェンおよびポリ−３，４−エ
チレンジオキシチオフェンから選ばれる少なくとも１種
からなる請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】第１の固体電解質層が、ダイナミック硬
度ＤＨが０．１５ｋｇ／ｍ²以上である導電性高分子か
らなる層である請求項１または２に記載の固体電解コン
デンサ。
【請求項４】弁金属からなる陽極導体と、前記陽極導
体の表面に形成された誘電体層と、前記誘電体層の表面
に形成された導電性高分子からなる第１の固体電解質層
と、前記第１の固体電解質層上に形成された第２の固体
電解質層と、前記第２の固体電解質層上に形成された陰
極導体層とを有する固体電解コンデンサであって、前記
第１の固体電解質層の下記式で表されるダイナミック硬
度ＤＨが０．１５ｋｇ／ｍ²以上であることを特徴とす
る固体電解コンデンサ。ＤＨ＝α×Ｐ／Ｄ² ただし、αは圧子形状により定まる係数であり、Ｐは試
験荷重であり、Ｄは圧子の試料への侵入深さである。
【請求項５】第１の固体電解質層が、ポリピロール、
ポリアニリン、ポリチオフェンおよびポリ−３，４−エ
チレンジオキシチオフェンから選ばれる少なくとも１種
からなる請求項３または４に記載の固体電解コンデン
サ。
【請求項６】弁金属からなる陽極導体の表面に誘電体
層を形成し、前記誘電体層の表面に第１の固体電解質層
を形成し、前記第１の固体電解質層上に導電性高分子か
らなる第２の固体電解質層を形成し、前記第２の固体電
解質層上に陰極導体層を形成する固体電解コンデンサの
製造方法であって、前記第２の固体電解質層を、下記式
で表されるダイナミック硬度ＤＨが０．１４ｋｇ／ｍ²
以下となる条件で重合して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。ＤＨ＝α×Ｐ／Ｄ² ただし、αは圧子形状により定まる係数であり、Ｐは試
験荷重であり、Ｄは圧子の試料への侵入深さである。
【請求項７】第２の固体電解質層を、ピロール、アニ
リン、チオフェンおよび３，４−エチレンジオキシチオ
フェンから選ばれる少なくとも１種のモノマーを重合し
て形成する請求項６に記載の固体電解コンデンサの製造
方法。
【請求項８】第１の固体電解質層を、導電性高分子か
らなる層として、ダイナミック硬度ＤＨが０．１５ｋｇ
／ｍ²以上となる条件で形成する請求項６または７に記
載の固体電解質の製造方法。
【請求項９】弁金属からなる陽極導体の表面に誘電体
層を形成し、前記誘電体層の表面に導電性高分子からな
る第１の固体電解質層を形成し、前記第１の固体電解質
層上に第２の固体電解質層を形成し、前記第２の固体電
解質層上に陰極導体層を形成する固体電解コンデンサの
製造方法であって、前記第１の固体電解質層を、下記式
で表されるダイナミック硬度ＤＨが０．１５ｋｇ／ｍ²
以上となる条件で重合して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。ＤＨ＝α×Ｐ／Ｄ² ただし、αは圧子形状により定まる係数であり、Ｐは試
験荷重であり、Ｄは圧子の試料への侵入深さである。
【請求項１０】第１の固体電解質層を、ピロール、ア
ニリン、チオフェンおよび３，４−エチレンジオキシチ
オフェンから選ばれる少なくとも１種のモノマーを重合
して形成する請求項８または９に記載の固体電解コンデ
ンサの製造方法。