JP3362600B2 - コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、コンデンサの製造
方法に関し、特に導電性高分子等を固体電解質として使
用する信頼性の高い固体電解コンデンサの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電解コンデンサ、例えばアルミニ
ウム電解コンデンサは、エッチング処理した比表面面積
の大きい多孔質アルミ箔の上に誘電体である酸化アルミ
ニウム層を設け、陰極箔との間のセパレータ紙に液状の
電解液を含浸させた構造からなっている。

【０００３】しかし、このような電解コンデンサは、電
解液のイオン伝導によって機能するため高周波領域にお
いて著しく抵抗が増大し、インピーダンスが増大すると
いう短所がある。

【０００４】そこで、近年、この電解液を固体電解質で
代替する試みがなされている。このような固体電解コン
デンサは、アルミニウム、タンタルなどの弁金属の酸化
被膜誘電体層に固体電解質層を付着させた構造を有する
ものであり、例えば複素環式化合物であるピロールを酸
化剤で化学的に重合させる方法や、適当な電解質を含む
溶液から電気化学的方法で重合させて誘電体層上に付着
させ、これを固体電解質層としている。

【０００５】そして、これらによるポリピロールは電気
伝導度が高く、これを用いた固体電解コンデンサは高周
波特性の非常に良好なものが得られる。

【０００６】また、弁金属としてタンタルの微粉末の焼
結体を用いる場合には、電極の細孔の中まで固体電解質
を充填して容量達成率を上げるために、化学的に重合さ
せる方法が一般的である。

【０００７】具体的には、タンタルの電極を化成後、ピ
ロールモノマーや添加剤を含んだピロールモノマー溶液
へ浸漬してから、硫酸第二鉄や塩化第二鉄または過酸化
水素等の酸化剤と適当なドーパント用組成物や添加剤を
含んだ酸化剤溶液へ浸漬させて、化学重合によりポリピ
ロールの導電性高分子を生成し、水洗、乾燥を行い、ピ
ロールモノマー溶液へ浸漬から乾燥までの一連の工程を
何度か繰り返すことにより、酸化被膜誘電体層の表面に
導電性高分子を付着させる方法である。

【０００８】そして、固体電解コンデンサの漏れ電流や
耐電圧の特性を良くするために、重合の合間または重合
の後に化成液中で修復化成を施したり、組立が完成した
固体電解コンデンサに温度や湿度が高い状態で一定時間
電圧を印加する、いわゆるエージング工程を設ける方法
が知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電性
高分子からなる固体電解質層を形成する前の酸化被膜誘
電体層に欠陥が多いと、コンデンサ素子を完成させた後
にエージングを行っても、充分には修復しきれずに、漏
れ電流が大きい不良やショート不良が生じてしまい、歩
留まりが悪いという課題があった。

【００１０】また、化学重合の合間または重合の後にお
いて、酸化被膜誘電体層の欠陥部を修復するために、化
成液中で修復化成を行うと、固体電解質層と酸化被膜誘
電体層の間でガス発生や放電が起こり易く、固体電解質
層の剥離や酸化被膜誘電体層の破壊が生じ、その結果化
学重合の回数が増えたり、漏れ電流や耐電圧の特性が悪
くなり、歩留まりを下げるという課題があった。

【００１１】さらに、組立が完成した固体電解コンデン
サに、温度を８５℃と高く、相対湿度を８５％と高くし
た状態で、一定時間定格の１．３倍の電圧を印加するエ
ージングを行なっても、これらの条件では化成反応が進
み難く、かつコンデンサ素子の深部にある欠陥を十分に
修復できないために、漏れ電流や耐電圧の特性を大幅に
改善することが難しいという課題があった。

【００１２】本発明は、上記の課題を解決するもので、
工程の歩留まりが良く、漏れ電流が低く、耐電圧の高い
固体電解コンデンサの製造方法を提供することを目的と
するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、導電性高分子
等の固体電解質層を形成する前に、低い電流密度で、あ
るいは電気伝導度の低い化成液を用いて、化成を行う化
成工程を有するか、または圧力が加えられた雰囲気中
で、好適には定格の１．３〜２倍の互いに異なった電圧
を印加するエージング工程をコンデンサの製造方法に代
表される。

【００１４】上記構成により、工程の歩留まりが良く、
漏れ電流が低く、耐電圧の高い固体電解コンデンサの製
造方法を提供する。

【００１５】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の本発明は、焼結
体である弁金属体を用意する工程と、前記弁金属体に対
して酸化被膜誘電体層を形成すべく第一の電流密度によ
り第一化成を行う第一化成工程と、前記第一化成工程後
の弁金属体に対して前記第一化成工程に引続き前記第一
の電流密度より低い第二の電流密度により第二化成を行
なう第二化成工程と、前記酸化被膜誘電体層に隣接して
導電性高分子層を重合により形成する導電性高分子層形
成工程と、前記導電性高分子層上に陰極を形成する工程
と、加圧雰囲気中でエージングを行なうエージング工程
と、を有するコンデンサの製造方法である。

【００１６】このような構成により、欠陥の少ない酸化
被膜誘電体層を形成でき、漏れ電流と耐電圧の特性に優
れた固体電解コンデンサが得られる。そして特に、この
ようにエージング工程を設けることにより、コンデンサ
素子の深部まで水分が吸収され、かつ化成反応が促進さ
れて、コンデンサ素子の深部にある欠陥まで十分に修復
でき、漏れ電流と耐電圧の特性に優れた固体電解コンデ
ンサが得られる。

【００１７】ついで、請求項２記載の本発明は、焼結体
である弁金属体を用意する工程と、前記弁金属体に対し
て酸化被膜誘電体層を形成すべく第一の電気伝導度を有
する第一の化成液を用いて第一化成を行う第一化成工程
と、前記第一化成工程後の弁金属体に対して前記第一化
成工程に引続き前記第一の電気伝導度より小さい第二の
電気伝導度を有する第二の化成液を用いて第二化成を行
なう第二化成工程と、前記酸化被膜誘電体層に隣接して
導電性高分子層を重合により形成する導電性高分子層形
成工程と、前記導電性高分子層上に陰極を形成する工程
と、加圧雰囲気中でエージングを行なうエージング工程
と、を有するコンデンサの製造方法である。

【００１８】このような構成により、欠陥の少ない酸化
被膜誘電体層を形成でき、漏れ電流と耐電圧の特性に優
れた固体電解コンデンサが得られる。そして特に、この
ようにエージング工程を設けることにより、コンデンサ
素子の深部まで水分が吸収され、かつ化成反応が促進さ
れて、コンデンサ素子の深部にある欠陥まで十分に修復
でき、漏れ電流と耐電圧の特性に優れた固体電解コンデ
ンサが得られる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】または、請求項３記載のように、エッチド
箔である弁金属体を用意する工程と、前記弁金属体に対
して酸化被膜誘電体層を形成すべく第一の電流密度によ
り第一化成を行う第一化成工程と、前記第一化成工程後
の弁金属体に対して前記第一化成工程に引続き前記第一
の電流密度より低い第二の電流密度により第二化成を行
なう第二化成工程と、前記第二化成工程後の弁金属体に
対して前記第二化成工程に引続き前記第一の電流密度よ
り低い第三の電流密度により第三化成を行なう第三化成
工程と、前記酸化被膜誘電体層に隣接して導電性高分子
層を重合により形成する導電性高分子層形成工程と、前
記導電性高分子層上に陰極を形成する工程と、加圧雰囲
気中でエージングを行なうエージング工程と、を有する
コンデンサの製造方法であるか、請求項４記載のよう
に、エッチド箔である弁金属体を用意する工程と、前記
弁金属体に対して酸化被膜誘電体層を形成すべく第一の
電気伝導度を有する第一の化成液を用いて第一化成を行
う第一化成工程と、前記第一化成工程後の弁金属体に対
して前記第一化成工程に引続き前記第一の電気伝導度よ
り小さい第二の電気伝導度を有する第二の化成液を用い
て第二化成を行なう第二化成工程と、前記第二化成工程
後の弁金属体に対して前記第二化成工程に引続き前記第
一の電気伝導度より小さい第三の電気伝導度を有する第
三の化成液を用いて第三化成を行なう第三化成工程と、
前記酸化被膜誘電体層に隣接して導電性高分子層を重合
により形成する導電性高分子層形成工程と、前記導電性
高分子層上に陰極を形成する工程と、加圧雰囲気中でエ
ージングを行なうエージング工程と、を有するコンデン
サの製造方法であってもよい。

【００２３】このような構成により、焼結体ではなくエ
ッチド箔を用いた場合でも、欠陥の少ない酸化被膜誘電
体層を形成でき、漏れ電流と耐電圧の特性に優れた固体
電解コンデンサが得られる。そして特に、このようにエ
ージング工程を設けることにより、コンデンサ素子の深
部まで水分が吸収され、かつ化成反応が促進されて、コ
ンデンサ素子の深部にある欠陥まで十分に修復でき、漏
れ電流と耐電圧の特性に優れた固体電解コンデンサが得
られる。

【００２４】

【００２５】

【００２６】さらに、請求項５記載のように、エージン
グ工程は、互いに異なった印加電圧による複数のエージ
ング工程を含んでいてもよく、請求項６記載のように、
エージングの印加電圧を定格の１．３〜２倍にすること
が好適であり、エージングの作用が一層顕著になる。

【００２７】または、請求項７記載のように、焼結体で
ある弁金属体を用意する工程と、前記弁金属体に対して
酸化被膜誘電体層を形成する化成工程と、前記酸化被膜
誘電体層に隣接して導電性高分子層を重合により形成す
る導電性高分子層形成工程と、前記導電性高分子層上に
陰極を形成する工程と、加圧しながら定格の１．３〜２
倍の互いに異なった印加電圧による複数のエージングを
行なうエージング工程と、を有するコンデンサの製造方
法であってもよい。

【００２８】このように特徴的なエージング工程を設け
ることにより、コンデンサ素子の深部まで水分が吸収さ
れ、かつ化成反応が促進されて、コンデンサ素子の深部
にある欠陥まで十分に修復でき、漏れ電流と耐電圧の特
性に優れた固体電解コンデンサが得られる。

【００２９】この場合、請求項８記載のように、化成工
程は、弁金属体に対して酸化被膜誘電体層を形成すべく
第一の電流密度により第一化成を行う第一化成工程と、
前記第一化成工程後の弁金属体に対して前記第一化成工
程に引続き前記第一の電流密度より低い第二の電流密度
により第二化成を行なう第二化成工程とを含み、請求項
９記載のように、さらに、第二化成工程後の弁金属体に
対して第一の電流密度より低い第三の電流密度により第
三化成を行なう第三化成工程を含んでいてもよい。

【００３０】または、請求項１０記載のように、化成工
程は、弁金属体に対して酸化被膜誘電体層を形成すべく
第一の電気伝導度を有する第一の化成液を用いて第一化
成を行う第一化成工程と、前記第一化成工程後の弁金属
体に対して前記第一化成工程に引続き前記第一の電気伝
導度より小さい第二の電気伝導度を有する第二の化成液
を用いて第二化成を行なう第二化成工程とを含み、請求
項１１記載のように、さらに、前記第二化成工程後の弁
金属体に対して前記第二化成工程に引続き前記第一の電
気伝導度より小さい第三の電気伝導度を有する第三の化
成液を用いて第三化成を行なう第三化成工程を含んでい
てもよい。

【００３１】これらの化成工程により、酸化被膜誘電体
層の欠陥は一層減少する。

【００３２】そして、請求項１２記載のように、第一の
化成工程以外の化成工程に用いる化成液の電気伝導度に
ついては、１ｍＳ／ｃｍ以下であることが好適である。

【００３３】また、請求項１３記載のように、さらに、
酸化被膜誘電体層と導電性高分子層の間に二酸化マンガ
ン層を形成する二酸化マンガン形成工程を有していても
よい。

【００３４】以下、本発明の各実施の形態について説明
する。 （実施の形態１）本実施の形態では、まず大きさ２Ｘ
１．４Ｘ０．９ｍｍで、タンタルのリード線が配された
重量約１３．５ｍｇのタンタル焼結体を用意した。

【００３５】なお、このタンタル焼結体は、その表面か
ら内部に向い、またはその内部に微細孔を有している。

【００３６】ついで、第一化成として、このタンタル焼
結体を、リン酸５ｍｌを１０００ｍｌの脱イオン水に溶
解した約９０℃の溶液に浸し、５ｍＶ／ｓｅｃの速度で
電圧を０から３３．９Ｖまで上げながら印加した後、３
３．９Ｖの定電圧を６０分間印加し、素子（タンタル焼
結体）１個当たりの電流を約８０μＡ（電流密度５．９
ｍＡ／ｇ）まで絞り、陽極酸化により酸化被膜誘電体層
を形成した。その後、脱イオン水の流水により洗浄をし
た。

【００３７】ついで、第二化成として、脱イオン水の電
気伝導度約０．５μＳ／ｃｍ（第一化成の場合の電気伝
導度より小さく調整した。）の溶液に浸し、約２５℃で
３５Ｖを５分間印加し、素子（タンタル焼結体）１個当
たりの電流を０．６μＡ（電流密度４４．４μＡ／ｇ）
まで絞り、陽極酸化により酸化被膜誘電体層の欠陥部分
を修復した。

【００３８】その後、さらに、第三化成として、酢酸
０．０５ｍｌを１０００ｍｌの脱イオン水に溶解した電
気伝導度約４１μＳ／ｃｍの溶液に浸し、約２５℃で３
０Ｖを３０分間印加し、素子（タンタル焼結体）１個当
たりの電流を０．０７μＡ（電流密度５．２μＡ／ｇ）
まで絞り、第二化成に加えた二段階での陽極酸化を行い
酸化被膜誘電体層の欠陥部分を修復した。

【００３９】そして、脱イオン水の流水により洗浄し
て、乾燥を行った。ここで、この構成体をコンデンサと
見立て、化成液中の容量を測定したところ、１７μＦで
あった。

【００４０】さらに、この構成体を用いて、ピロールモ
ノマー６．７ｇと界面活性剤アルキルナフタレンスルフ
ォン酸ナトリウム（平均分子量３３８）３ｇと脱イオン
水１００ｇとエタノール２ｇからなるピロールモノマー
溶液に２分間浸漬後、硫酸第二鉄水和物（水分量２６
％）１２ｇと界面活性剤アルキルナフタレンスルフォン
酸ナトリウム（平均分子量３３８）１２ｇと脱イオン水
１１０ｇとエタノール１０ｇとパラニトロフェノール
１．４ｇからなる酸化剤溶液に１０分間浸漬した。

【００４１】このピロールモノマー溶液と酸化剤溶液へ
浸漬させる処理を３回繰り返した後、脱イオン水の流水
により１０分間洗浄し、１０５℃のオーブンで５分間程
乾燥させた。

【００４２】そして、引続いてピロールモノマー溶液、
酸化剤溶液に浸漬しオーブンでの乾燥までの処理を６回
繰り返し、２価の硫酸イオンと１価のアルキルナフタレ
ンスルフォン酸イオンとがドープされたポリピロールの
導電性高分子固体電解質層を形成した。

【００４３】本実施の形態の場合、固体電解質層形成に
要したピロールモノマー溶液と酸化剤溶液への浸漬の繰
り返し回数は計１８回である。

【００４４】そして、このように固体電解質層が形成さ
れた上に、カーボン層と銀ペイント層で陰極を形成する
と共に、その上に陰極リードを取り付けた。

【００４５】さらに、温度８５℃、相対湿度８５％の雰
囲気中で、まず５ｍＶ／ｓｅｃの速度で電圧を０から１
３Ｖまで上げ、その後１３Ｖの定電圧を６０分印加した
エージング処理を行った。なお、このとき、電流が流れ
過ぎて壊れるのを防止するために、各素子毎に１０ｋΩ
の保護抵抗を配した。

【００４６】最後に、温度１２０℃で６０分乾燥して、
合計で１０個のコンデンサ素子を完成させた。

【００４７】そして、これら１０個の素子について、１
２０Ｈｚにおける容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけ
るインピーダンス、定格電圧１０Ｖを２分印加後の漏れ
電流、及び耐電圧を各々測定し、それらの平均値を以下
の（表１）に示した。また、化学重合の繰り返し回数も
併せて示した。

【００４８】

【表１】

【００４９】（比較例１）次に、比較例１として第二化
成と第三化成を行わない以外、実施の形態１と同様の条
件で１０個のコンデンサ素子を完成させた。

【００５０】これら１０個の素子について、１２０Ｈｚ
における容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピ
ーダンス、定格電圧１０Ｖを２分印加後の漏れ電流、及
び耐電圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表
１）に示した。

【００５１】なお、漏れ電流は、０．５μＡ〜ショート
（大電流）とばらつきが大きいので表中に示さなかっ
た。

【００５２】また、耐電圧もショート不良の素子が多い
ことから表中に示さなかった。（表１）における比較例
１と実施の形態１との比較をすると、比較例１において
は、第二化成と第三化成を行わずに第一化成のみ行なっ
たため、その後エージングを行っても修復しきれずに、
漏れ電流が大の不良やショートの不良が生じ易く、歩留
まりが悪いのに対して、実施の形態１によれば、電解質
形成前に電気伝導度の低い化成液を用いて、低い電流密
度で、第二化成と第三化成を行うことにより、漏れ電流
と耐電圧の特性が改善されることが理解できる。

【００５３】よって、実施の形態１によれば、導電性高
分子からなる固体電解質層を形成する前に、電気伝導度
の低い化成液を用いて、低い電流密度で第二、第三化成
を行うことにより、欠陥の少ない酸化被膜誘電体層を形
成できた。

【００５４】さらに、コンデンサ素子を組み立てた後
に、温度が高く、相対湿度が高い雰囲気中で、一定時間
電圧を印加するエージングを行うことにより、酸化被膜
誘電体層の欠陥をより良好に修復できるため、漏れ電流
と耐電圧の特性に優れた固体電解コンデンサを得ること
ができた。

【００５５】（比較例２）比較例２として、第二、第三
化成を行なわない他の例について説明する。

【００５６】まず、大きさ２Ｘ１．４Ｘ０．９ｍｍで、
タンタルのリード線が配された重量約１３．５ｍｇのタ
ンタル焼結体を用意する。

【００５７】そして、第一化成として、このタンタル焼
結体を、リン酸５ｍｌを１０００ｍｌの脱イオン水に溶
解した約９０℃の溶液に浸し、電圧を５ｍＶ／ｓｅｃの
速度で０から３３．９Ｖまで上げながら印加し、その後
３３．９Ｖの定電圧を６０分間印加し、素子（タンタル
焼結体）１個当たりの電流を８０μＡ（電流密度５．９
ｍＡ／ｇ）まで絞って、陽極酸化により酸化被膜誘電体
層を形成した。

【００５８】ここで、この構成をコンデンサと見立て、
化成液中の容量を測定したところ、１７．２μＦであっ
た。

【００５９】ついで、脱イオン水の流水により洗浄し、
乾燥後、実施の形態１と同様のピロールモノマー溶液と
酸化剤溶液を用いて、ピロールモノマー溶液に２分間浸
漬後、酸化剤溶液に１０分間浸漬した。

【００６０】この浸漬処理を３回繰り返した後、脱イオ
ン水の流水により２０分洗浄し、酢酸０．０５ｍｌを１
０００ｍｌの脱イオン水に溶解した溶液を用い、約２５
℃で２０Ｖを３０分間印加して陽極酸化により酸化被膜
誘電体層の欠陥部分を修復する修復化成を行った。

【００６１】そして、脱イオン水の流水により１０分間
洗浄し、１０５℃のオーブンで５分間乾燥させた。

【００６２】その後、ピロールモノマー溶液、酸化剤溶
液への浸漬、洗浄等の上述の処理を１４回繰り返し、２
価の硫酸イオンと１価のアルキルナフタレンスルフォン
酸イオンとがドープされたポリピロールの導電性高分子
からなる固体電解質層を形成した。

【００６３】ここで、本比較例では、固体電解質層形成
に要したピロールモノマー溶液と酸化剤溶液への浸漬の
繰り返し回数は計４２回である。

【００６４】そして、このように固体電解質層が形成さ
れた上に、カーボン層と銀ペイント層で陰極を形成する
と共に、その上に陰極リードを取り付けた。

【００６５】その後、温度８５℃、相対湿度８５％の雰
囲気中で、まず５ｍＶ／ｓｅｃの速度で０から１３Ｖま
で上げ、続けて１３Ｖの定電圧を６０分印加したエージ
ング処理を行った。このとき、電流が流れ過ぎて壊れる
のを防止するために、各素子毎に１０ｋΩの保護抵抗を
配した。

【００６６】最後に、温度１２０℃で６０分乾燥して、
合計で３個のコンデンサ素子を完成させた。

【００６７】なお、化成液中での修復化成のときに、固
体電解質層の剥離や酸化被膜誘電体層の破壊が生じたた
めに、化成電流が極端に絞られなくなった素子は７個あ
り、コンデンサ素子に仕上げても漏れ電流や耐電圧の特
性が悪いことが分かっているので、不良として除いた。

【００６８】これら３個の素子について、１２０Ｈｚに
おける容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピー
ダンス、定格電圧１０Ｖを２分印加後の漏れ電流、及び
耐電圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表１）
に示した。なお、化学重合の繰り返し回数も併せて（表
１）に示してある。

【００６９】比較例２と実施の形態１との比較をする
と、比較例２では、一旦重合した後で修復化成を施して
いるために、固体電解質層と酸化被膜誘電体層の間でガ
ス発生や放電が起こり易く、固体電解質層の剥離や酸化
被膜誘電体層の破壊が生じ、その結果化学重合の回数が
増えたり、インピーダンスや漏れ電流及び耐電圧の特性
が悪くなり、歩留まりを下げているのに対して、実施の
形態１ではこのような事態を招かず、漏れ電流や耐電圧
の特性が良好で、歩留まりを上げることができ、さらに
化学重合の繰り返し回数が少なくて済むので、製造コス
トを下げることもできることが理解できる。

【００７０】なお、実施の形態１において、第二、第三
化成の双方を行なうことが好適であるが、いずれか一方
のみを行なっても、酸化被膜誘電体層の欠陥を修復する
ことは可能であり、必ずしも双方を行なう必要はない。

【００７１】また、実施の形態１において、微細孔を有
するものであれば、タンタルには限定されない。

【００７２】（実施の形態２）本実施の形態では、エー
ジング処理以降の工程を変更した以外は、実施の形態１
と同様にコンデンサ素子を作製した。

【００７３】まず、大きさ２Ｘ１．４Ｘ０．９ｍｍで、
タンタルのリード線が配された重量約１３．５ｍｇのタ
ンタル焼結体を用意した。

【００７４】ついで、第一化成実施のため、このタンタ
ル焼結体を、リン酸５ｍｌを１０００ｍｌの脱イオン水
に溶解した約９０℃の溶液に浸し、まず５ｍＶ／ｓｅｃ
の速度で０から３３．９Ｖまで電圧を上げながら印加
し、その後３３．９Ｖの定電圧を６０分間印加し、素子
（タンタル焼結体）１個当たりの電流を約８０μＡ（電
流密度５．９ｍＡ／ｇと高い）まで絞って、陽極酸化に
より酸化被膜誘電体層を形成した。

【００７５】その後、脱イオン水の流水により洗浄した
後、第二化成を、脱イオン水の電気伝導度約０．５μＳ
／ｃｍ（第一化成の電気伝導度より小さく調整した。）
の溶液に浸して、約２５℃で３５Ｖを５分間印加し、素
子（タンタル焼結体）１個当たりの電流を０．６μＡ
（電流密度４４．４μＡ／ｇ）まで絞って実行した。

【００７６】次に、第三化成として、酢酸０．０５ｍｌ
を１０００ｍｌの脱イオン水に溶解した電気伝導度約４
１μＳ／ｃｍの溶液を用い、約２５℃で３０Ｖを３０分
間印加し、素子（タンタル焼結体）１個当たりの電流を
０．０７μＡ（電流密度５．２μＡ／ｇ）まで絞って、
陽極酸化による酸化被膜誘電体層の欠陥部分を修復し
た。

【００７７】その後、脱イオン水の流水により洗浄し
て、乾燥を行った。ここで、この構成をコンデンサと見
立て、化成液中の容量を測定したところ、１７μＦであ
った。

【００７８】そして、この構成を用いて、ピロールモノ
マー６．７ｇと界面活性剤アルキルナフタレンスルフォ
ン酸ナトリウム（平均分子量３３８）を３ｇと脱イオン
水１００ｇとエタノール２ｇからなるピロールモノマー
溶液に２分間浸漬後、硫酸第二鉄水和物（水分量２６
％）１２ｇと前記界面活性剤１２ｇと脱イオン水１１０
ｇとエタノール１０ｇとパラニトロフェノール１．４ｇ
からなる酸化剤溶液に１０分間浸漬した。

【００７９】このようなピロールモノマー溶液と酸化剤
溶液へ浸漬させる処理を３回繰り返した後、脱イオン水
の流水により１０分間洗浄し、１０５℃のオーブンで５
分間乾燥させた。

【００８０】そして、再度ピロールモノマー溶液、酸化
剤溶液への浸漬以降の処理を６回繰り返し、２価の硫酸
イオンと１価のアルキルナフタレンスルフォン酸イオン
とがドープされた（ポリピロール）導電性高分子からな
る固体電解質層を形成した。

【００８１】本実施の形態では、固体電解質層形成に要
したピロールモノマー溶液と酸化剤溶液への浸漬の繰り
返し回数は計１８回である。

【００８２】そして、このようにポリピロールが形成さ
れたタンタル焼結体上に、カーボン層と銀ペイント層で
陰極を形成すると共に、その上に陰極リードを取り付け
た。

【００８３】その後、温度１２２℃、相対湿度９５％、
１ｋｇ／ｃｍ²の圧力が加圧された雰囲気中（大気圧＋
１ｋｇ／ｃｍ²）で、まず５ｍＶ／ｓｅｃの速度で０か
ら１３Ｖまで上げながら電圧を印加し、続けて１３Ｖの
定電圧を６０分印加したエージング処理を行った。な
お、このとき、電流が流れ過ぎて壊れるのを防止するた
めに、各素子毎に１０ｋΩの保護抵抗を配した。

【００８４】そして、最後に温度１２０℃で６０分乾燥
して、合計で１０個のコンデンサ素子を完成させた。

【００８５】これら１０個の素子について、１２０Ｈｚ
における容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピ
ーダンス、定格電圧１０Ｖを２分印加後の漏れ電流、及
び耐電圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表
１）に示した。なお、化学重合の繰り返し回数も併せて
示してある。

【００８６】本実施の形態では、実施の形態１でのエー
ジング処理条件を変更したものであるが、温度、相対湿
度が適度に高く、かつ圧力が加えられた雰囲気中で、一
定時間電圧を印加するエージング処理を行うことによ
り、コンデンサ素子の深部まで水分が吸収され、かつ高
い温度で化成反応が促進されて、コンデンサ素子の深部
にある酸化被膜誘電体層の欠陥まで十分に修復できると
いうことから、漏れ電流が低く、耐電圧の高いコンデン
サが得られることが判明した。

【００８７】さらに、漏れ電流と耐電圧のばらつきも小
さく、歩留まりも良いという結果が得られた。

【００８８】なお、本実施の形態で説明した以外のエー
ジング条件、例えば１１５℃、８０％、（大気圧＋０．
３ｋｇ／ｃｍ²）、１１５℃、９５％、（大気圧＋０．
６ｋｇ／ｃｍ²）、１２２℃、８０％、（大気圧＋０．
７ｋｇ／ｃｍ²）、及び１３５℃、９５％、（大気圧＋
１．９ｋｇ／ｃｍ²）の雰囲気でもほぼ同様の効果が得
られ、広い範囲の条件で十分良い結果が得られることが
分かった。

【００８９】また、本実施の形態において、第二、第三
化成の双方を行なうことが好適であるが、いずれか一方
のみを行なっても、酸化被膜誘電体層の欠陥を修復する
ことは可能であり、必ずしも双方を行なう必要はない。

【００９０】また、本実施の形態において、微細孔を有
するものであれば、タンタルには限定されない。

【００９１】（実施の形態３）本実施の形態では、実施
の形態２の第三化成に代えて以下の（Ａ）から（Ｆ）の
第三化成を実行した以外は、実施の形態２と同様であ
る。

【００９２】具体的には、（Ａ）フェノール９．４ｇを
１０００ｍｌの脱イオン水に溶解した電気伝導度約１．
７μＳ／ｃｍの化成液を用い、約２５℃で３０Ｖを３０
分間印加し、素子１個当たりの電流を０．４μＡ（電流
密度２９．６μＡ／ｇ）まで絞ったもの、（Ｂ）アジピ
ン酸アンモニウム３０ｍｇを１０００ｍｌの脱イオン水
に溶解した電気伝導度約３４μＳ／ｃｍの化成液を用
い、約２５℃で３０Ｖを３０分間印加し、素子１個当た
りの電流を０．０９μＡ（電流密度６．７μＡ／ｇ）ま
で絞ったもの、（Ｃ）シュウ酸９ｍｇを１０００ｍｌの
脱イオン水に溶解した電気伝導度約３５μＳ／ｃｍの化
成液を用い、約２５℃で３０Ｖを３０分間印加し、素子
１個当たりの電流を０．０９μＡ（電流密度６．７μＡ
／ｇ）まで絞ったもの、（Ｄ）酢酸１０ｍｌを１０００
ｍｌの脱イオン水に溶解した電気伝導度約６４０μＳ／
ｃｍの化成液を用い、約２５℃で３０Ｖを３０分間印加
し、素子１個当たりの電流を０．０６μＡ（電流密度
４．４μＡ／ｇ）まで絞ったもの、（Ｅ）クエン酸２１
ｇを１０００ｍｌの脱イオン水に溶解した電気伝導度約
２．８ｍＳ／ｃｍの化成液を用い、約２５℃で３０Ｖを
３０分間印加し、素子１個当たりの電流を０．３２μＡ
（電流密度２３．７μＡ／ｇ）まで絞ったもの、及び
（Ｆ）シュウ酸９ｇを１０００ｍｌの脱イオン水に溶解
した電気伝導度約１８．６ｍＳ／ｃｍの化成液を用い、
約２５℃で３０Ｖを３０分間印加し、素子１個当たりの
電流を０．０７μＡ（電流密度５．２μＡ／ｇ）まで絞
ったものである。

【００９３】本実施の形態では、以上の各第三化成と、
重合繰り返し回数が異なる以外は、実施の形態２と同様
にして各々１０個のコンデンサ素子を完成させた。

【００９４】これらの素子について、１２０Ｈｚにおけ
る容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピーダン
ス、定格電圧１０Ｖを２分印加後の漏れ電流、及び耐電
圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表１）に示
し、化学重合の繰り返し回数も併せて示した。

【００９５】以上の各化成液を用いた結果からは、電気
伝導度の低い化成液を用いて第三化成を行った方が、完
成したコンデンサ素子の漏れ電流が小さくなる傾向が見
られることが分かる。

【００９６】これは、電気伝導度の低い第三化成液を用
いた方が、欠陥の少ない酸化被膜誘電体層が得られるた
めに、漏れ電流が小さくなると考えられ、この化成液の
電気伝導度は、１ｍＳ／ｃｍ以下が好適であると考えら
れる。

【００９７】また、絞った電流密度の値と完成したコン
デンサ素子の漏れ電流とは直接的な相関が厳密には得ら
れなかったが、漏れ電流の特性が良かったものから判断
すると、数μＡ／ｇ〜数十μＡ／ｇ程度までは絞られて
いることが、必要であると考えられる。

【００９８】なお、本実施の形態では、実施の形態２を
基本にして説明したが、実施の形態１を基本にしても同
様である。

【００９９】（実施の形態４）本実施の形態では、実施
の形態２で行った脱イオン水による化成を行わずに、第
二化成として酢酸水溶液を用いて化成を施し、第三化成
を施さないようにしたものである。

【０１００】本実施の形態における第二化成としては、
酢酸０．００１ｍｌを１０００ｍｌの脱イオン水に溶解
した電気伝導度約６μＳ／ｃｍ（第一化成の電気伝導度
より小さく調整した。）の溶液を用い、約２５℃で３０
Ｖを６０分間印加し、素子１個当たりの電流を０．０９
μＡ（電流密度６．７μＡ／ｇ）まで絞って、第一化成
と第二化成により酸化被膜誘電体層を形成した。

【０１０１】また、重合繰り返し回数は２１回であり、
以上の他は、実施の形態２と同様にして１０個のコンデ
ンサ素子を完成させた。

【０１０２】これら１０個の素子について、１２０Ｈｚ
における容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピ
ーダンス、定格電圧１０Ｖを２分印加後の漏れ電流、及
び耐電圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表
１）に示した。

【０１０３】本実施の形態では、第一化成の後、脱イオ
ン水による化成を行わずに、酢酸水溶液の化成のみを施
したものであるが、実施の形態２とほぼ同様の特性が得
られ、歩留まりも良い結果が得られた。

【０１０４】なお、本実施の形態においても、第二化成
における化成液の電気伝導度は、１ｍＳ／ｃｍ以下が好
適であると考えられる。

【０１０５】また、電流密度も、数μＡ／ｇ〜数十μＡ
／ｇまで絞られていることが好適であると考えられる。

【０１０６】また、本実施の形態では、実施の形態２を
基本にして説明したが、実施の形態１を基本にしても同
様である。

【０１０７】（実施の形態５）本実施の形態では、実施
の形態２でのエージング処理条件の印加電圧を１３Ｖ
（定格の１．３倍）から１９Ｖ（定格の１．９倍）へと
変更した以外は実施の形態２と同様にして１０個のコン
デンサ素子を完成させた。

【０１０８】これら１０個の素子について、１２０Ｈｚ
における容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピ
ーダンス、定格電圧１０Ｖを２分印加後の漏れ電流、及
び耐電圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表
１）に示し、化学重合の繰り返し回数も（表１）に示し
た。

【０１０９】本実施の形態からは、エージングの印加電
圧を高くすることにより、化成反応が促進され、酸化被
膜誘電体層の欠陥を十分に修復できることから、漏れ電
流と耐電圧の特性が大幅に改善され、漏れ電流が低く、
耐電圧の高いコンデンサが得られることが判明した。

【０１１０】さらに、漏れ電流と耐電圧のばらつきも小
さく、歩留まりも良好な結果が得られた。

【０１１１】（実施の形態６）本実施の形態では、第
２、第３化成を実施せず、エージング処理を加圧下で行
なってコンデンサ素子を作製した。

【０１１２】まず、大きさ２Ｘ１．４Ｘ０．９ｍｍで、
タンタルのリード線が配された重量約１３．５ｍｇのタ
ンタル焼結体を用意した。

【０１１３】なお、このタンタル焼結体は、その表面か
ら内部に向い、またはその内部に微細孔を有している。

【０１１４】ついで、このタンタル焼結体を、リン酸５
ｍｌを１０００ｍｌの脱イオン水に溶解した約９０℃の
溶液に浸し、まず５ｍＶ／ｓｅｃの速度で０から３３．
９Ｖまで上げながら電圧を印加し、続けて３３．９Ｖの
定電圧を６０分間印加して、陽極酸化により酸化被膜誘
電体層を形成し、第一化成を行なった。

【０１１５】そして、脱イオン水の流水により洗浄し
て、乾燥を行った。ここで、この構成をコンデンサと見
立て、化成液中の容量を測定したところ、１７．３μＦ
であった。

【０１１６】さらに、この構成を用いて、ピロールモノ
マー６．７ｇと界面活性剤アルキルナフタレンスルフォ
ン酸ナトリウム（平均分子量３３８）を３ｇと脱イオン
水１００ｇとエタノール２ｇからなるピロールモノマー
溶液に２分間浸漬後、硫酸第二鉄水和物（水分量２６
％）１２ｇと前記界面活性剤１２ｇと脱イオン水１１０
ｇとエタノール１０ｇとパラニトロフェノール１．４ｇ
からなる酸化剤溶液に１０分間浸漬した。

【０１１７】そして、ピロールモノマー溶液と酸化剤溶
液へ浸漬させる処理を３回繰り返し、脱イオン水の流水
により１０分間洗浄し、１０５℃のオーブンで５分間乾
燥させた。

【０１１８】さらに、引続いてピロールモノマー溶液、
酸化剤溶液への浸漬以降の処理を６回繰り返し、２価の
硫酸イオンと１価のアルキルナフタレンスルフォン酸イ
オンとがドープされたポリピロールの導電性高分子から
なる固体電解質層を形成した。

【０１１９】固体電解質層形成に要したピロールモノマ
ー溶液と酸化剤溶液への浸漬の繰り返し回数は計１８回
であった。

【０１２０】そして、このようにポリピロールが形成さ
れたタンタル焼結体上に、カーボン層と銀ペイント層で
陰極を形成すると共に、その上に陰極リードを取り付け
た。

【０１２１】その後、温度１２２℃、相対湿度９５％、
１ｋｇ／ｃｍ²の圧力が加圧された雰囲気中（大気圧＋
１ｋｇ／ｃｍ²）で、まず５ｍＶ／ｓｅｃの速度で０か
ら１０Ｖまで上げてから１０Ｖの定電圧を６０分印加
し、次に５ｍＶ／ｓｅｃの速度で１０から１４Ｖまで上
げてから１４Ｖの定電圧を３０分印加し、さらに５ｍＶ
／ｓｅｃの速度で１４から１７Ｖまで上げてから１７Ｖ
の定電圧を３０分印加し、エージング処理を行った。な
お、このとき、電流が流れ過ぎて壊れるのを防止するた
めに、各素子毎に１０ｋΩの保護抵抗を配した。

【０１２２】そして、最後に、温度１２０℃で６０分乾
燥して、合計で１０個のコンデンサ素子を完成させた。

【０１２３】これら１０個の素子について、１２０Ｈｚ
における容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピ
ーダンス、定格電圧１０Ｖを２分印加後の漏れ電流、及
び耐電圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表
１）に示し、化学重合の繰り返し回数も併せてに示し
た。

【０１２４】本実施の形態では、温度、相対湿度が適度
に高く、かつ圧力が加えられた雰囲気中で、印加電圧を
低い電圧から高い電圧まで段階的に上げるエージング処
理を行うことにより、コンデンサ素子の深部まで水分が
吸収され、温度が高く、印加電圧が高いために化成反応
が促進されて、コンデンサ素子の深部にある酸化被膜誘
電体層の欠陥まで十分に修復できるということから、漏
れ電流と耐電圧の特性に優れたコンデンサ素子を得るこ
とができた。

【０１２５】さらに、印加電圧を段階的に上げて、欠陥
を徐々に修復することにより、エージングによるショー
ト不良の発生を少なくできることが分かった。

【０１２６】なお、本実施の形態において、微細孔を有
するものであれば、タンタルには限定されない。

【０１２７】（実施の形態７）本実施の形態では、大き
さ２Ｘ１．４Ｘ０．９ｍｍで、タンタルのリード線が配
された重量約１３．５ｍｇのタンタル焼結体を用意し
た。

【０１２８】なお、このタンタル焼結体は、その表面か
ら内部に向い、またはその内部に微細孔を有している。

【０１２９】ついで、このタンタル焼結体を、リン酸５
ｍｌを１０００ｍｌの脱イオン水に溶解した約９０℃の
溶液に浸し、まず５ｍＶ／ｓｅｃの速度で０から３３．
９Ｖまで上げながら電圧を印加し、続けて３３．９Ｖの
定電圧を６０分間印加し、素子（タンタル焼結体）１個
当たりの電流を約８０μＡ（電流密度５．９ｍＡ／ｇと
高い）まで絞って、陽極酸化により酸化被膜誘電体層を
形成した。

【０１３０】その後、脱イオン水の流水により洗浄し、
乾燥を行った後に、硝酸マンガン六水和物と脱イオン水
を１対１０の割合で混ぜた水溶液に１分間浸漬後、５分
間自然放置により乾かしてから、温度３００℃、相対湿
度８５％の雰囲気中で２０分間熱分解させて、酸化被膜
誘電体層上に二酸化マンガン層を形成した。

【０１３１】次に、脱イオン水の電気伝導度約０．５μ
Ｓ／ｃｍ第一化成の電気伝導度より小さく調整した。）
の溶液を用い、約２５℃で３５Ｖを３０分間印加し、素
子（タンタル焼結体）１個当たりの電流を０．９μＡ
（電流密度６６．７μＡ／ｇ）まで絞って、第二化成を
行なった。

【０１３２】そして、ついで第三化成として、酢酸０．
０５ｍｌを１０００ｍｌの脱イオン水に溶解した電気伝
導度約４１μＳ／ｃｍの溶液を用い、約２５℃で３０Ｖ
を３０分間印加し、素子１個当たりの電流を０．０８μ
Ａ（電流密度５．９μＡ／ｇ）まで絞って、陽極酸化に
より酸化被膜誘電体層の欠陥部分を修復した。

【０１３３】そして、脱イオン水の流水により洗浄し
て、乾燥を行った。ここで、この構成をコンデンサと見
立て、化成液中の容量を測定したところ、１８μＦであ
った。

【０１３４】さらに、この構成を用いて、ピロールモノ
マー６．７ｇと界面活性剤アルキルナフタレンスルフォ
ン酸ナトリウム（平均分子量３３８）を３ｇと脱イオン
水１００ｇとエタノール２ｇからなるピロールモノマー
溶液に２分間浸漬後、硫酸第二鉄水和物（水分量２６
％）１２ｇと前記界面活性剤１２ｇと脱イオン水１１０
ｇとエタノール１０ｇとパラニトロフェノール１．４ｇ
からなる酸化剤溶液に１０分間浸漬した。

【０１３５】そして、ピロールモノマー溶液と酸化剤溶
液へ浸漬させる処理を３回繰り返したら、脱イオン水の
流水により１０分間洗浄し、１０５℃のオーブンで５分
間乾燥させた。

【０１３６】その後、ピロールモノマー溶液、酸化剤溶
液への浸漬以降の処理を８回繰り返し、２価の硫酸イオ
ンと１価のアルキルナフタレンスルフォン酸イオンとが
ドープされたポリピロールの導電性高分子からなる固体
電解質層を形成した。

【０１３７】なお、本実施の形態における固体電解質層
形成に要したピロールモノマー溶液と酸化剤溶液への浸
漬の繰り返し回数は計２４回である。

【０１３８】そして、このように固体電解質層が形成さ
れた上に、カーボン層と銀ペイント層で陰極を形成する
と共に、その上に陰極リードを取り付けた。

【０１３９】その後、温度１２２℃、相対湿度９５％、
１ｋｇ／ｃｍ²の圧力が加圧された雰囲気中（大気圧＋
１ｋｇ／ｃｍ²）で、まず５ｍＶ／ｓｅｃの速度で０か
ら１９Ｖまで上げ、続けて１９Ｖの定電圧を６０分印加
したエージング処理を行った。なお、このとき、電流が
流れ過ぎて壊れるのを防止するために、各素子毎に１０
ｋΩの保護抵抗を配した。

【０１４０】最後に、温度１２０℃で６０分乾燥して、
合計で１０個のコンデンサ素子を完成させた。

【０１４１】これら１０個の素子について、１２０Ｈｚ
における容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピ
ーダンス、定格電圧１０Ｖを２分印加後の漏れ電流、及
び耐電圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表
１）に示した。

【０１４２】本実施の形態では、酸化被膜誘電体層と導
電性高分子からなる固体電解質層の間に二酸化マンガン
層を設けたものであるが、実施の形態５とほぼ同様の良
い特性が得られ、歩留まりも良い結果が得られた。

【０１４３】また、二酸化マンガン層を酸化被膜誘電体
層と導電性高分子からなる固体電解質層の間に設ける
と、２５℃、５０℃、７５℃、１００℃及び１２５℃の
雰囲気中で特性を測定した場合、以下の（表２）に示す
ように、実施の形態５に比べ、高温での１２０Ｈｚにお
ける損失係数の特性が変化しにくく、温度特性に優れた
コンデンサが得られることが分かった。

【０１４４】

【表２】

【０１４５】なお、本実施の形態において、第二、第三
化成の双方を行なうことが好適であるが、いずれか一方
のみを行なっても、酸化被膜誘電体層の欠陥を修復する
ことは可能であり、必ずしも双方を行なう必要はない。

【０１４６】また、本実施の形態では、実施の形態５を
基本にして説明したが、他の実施の形態を基本にしても
同様である。

【０１４７】また、本実施の形態において、微細孔を有
するものであれば、タンタルには限定されない。

【０１４８】（実施の形態８）本実施の形態では、タン
タル焼結体に代わり、陽極リードをつけた縦７ｍｍ×横
１０ｍｍのアルミニウムエッチド箔を用意した。

【０１４９】なお、このアルミニウムエッチド箔の表面
には、エッチングによる微細凹凸が形成されている。

【０１５０】ついで、このアルミニウムエッチド箔を７
０℃の３％アジピン酸アンモニウム水溶液に浸し、まず
１０ｍＶ／ｓｅｃの速度で０から６５Ｖまで上げながら
電圧を印加し、続けて６５Ｖの定電圧を４０分間印加
し、素子（アルミニウムエッチド箔）１個当たりの電流
を約４５μＡ（電流密度３２μＡ／ｃｍ²と高い）まで
絞って、陽極酸化により、エッチド箔表面に酸化被膜誘
電体層を形成した。

【０１５１】そして、脱イオン水の流水により洗浄し、
乾燥を行った後に、硝酸マンガン３０％水溶液に１分間
浸漬後、５分間自然放置により乾かしてから、温度３０
０℃で３０分間加熱し熱分解処理を行い、酸化被膜誘電
体層上に二酸化マンガンの導電層を形成した。

【０１５２】ついで、３％アジピン酸アンモニウム水溶
液の電気伝導度約２２ｍＳ／ｃｍ（第一化成の電気伝導
度より小さく調整した。）の溶液に浸し、約７０℃で６
３Ｖを２０分間印加し、素子（アルミニウムエッチド
箔）１個当たりの電流を４０μＡ（電流密度２８．６μ
Ａ／ｃｍ²）まで絞って、第二化成を行なった。

【０１５３】次に、第三化成として、０．００３％アジ
ピン酸アンモニウム水溶液の電気伝導度約３４μＳ／ｃ
ｍの溶液を用い、約２５℃で６３Ｖを２０分間印加し、
素子１個当たりの電流を０．０８μＡ（電流密度０．０
６μＡ／ｃｍ²）まで絞って実行し、陽極酸化により酸
化被膜誘電体層の欠陥部分を修復した。

【０１５４】そして、次に、二酸化マンガンの導電層を
設けたエッチド箔を、ヒドロキシ安息香酸（０．１５
Ｍ）、ピロール（０．５Ｍ）、トリイソプロピルナフタ
レンスルホン酸ナトリウム（０．１Ｍ）および脱イオン
水からなる電解重合液中に配置し、重合開始用電極を導
電層に近接させ、重合開始用電極に２．５Ｖの定電圧を
３０分間印加して電解重合反応を行い、ポリピロールの
導電性高分子からなる固体電解質層を形成した。

【０１５５】そして、固体電解質層形成の後、水洗し乾
燥してから、固体電解質層の上に、カーボン層と銀ペイ
ント層で陰極を形成すると共に、その上に陰極リードを
取り付けた。

【０１５６】その後、温度１２２℃、相対湿度９５％、
１ｋｇ／ｃｍ²の圧力が加圧された雰囲気中（大気圧＋
１ｋｇ／ｃｍ²）で、まず５ｍＶ／ｓｅｃの速度で０か
ら２６Ｖまで上げ、続けて２６Ｖの定電圧を６０分印加
したエージング処理を行った。なお、このとき、電流が
流れ過ぎて壊れるのを防止するために、各素子毎に１０
ｋΩの保護抵抗を配した。

【０１５７】最後に、温度１２０℃で６０分乾燥して、
合計で１０個のコンデンサ素子を完成させた。

【０１５８】これら１０個の素子について、１２０Ｈｚ
における容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピ
ーダンス、定格電圧１６Ｖを２分印加後の漏れ電流、及
び耐電圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表
１）に示した。

【０１５９】本実施の形態では、導電性高分子からなる
固体電解質層を形成する前に電気伝導度の低い化成液を
用いて、低い電流密度で第三化成を行うことにより、欠
陥の少ない酸化被膜誘電体層を形成できることと、コン
デンサ素子を組み立てた後に温度が高く、相対湿度が高
く、かつ圧力が加えられた雰囲気中で、高めの電圧を一
定時間印加するエージング処理を行なうことにより、コ
ンデンサ素子の深部まで水分が吸収され、温度が高く、
印加電圧が高いために化成反応が促進されて、コンデン
サ素子の深部にある酸化被膜誘電体層の欠陥まで十分に
修復できるということから、漏れ電流と耐電圧の特性に
優れたコンデンサ素子を得ることができた。

【０１６０】さらに、漏れ電流と耐電圧のばらつきも小
さく、歩留まりも良好な結果が得られた。

【０１６１】（比較例３）比較例３として、第三化成を
行わないことと、エージング条件を温度８５℃、相対湿
度８５％の雰囲気中で、まず５ｍＶ／ｓｅｃの速度で０
から２０．８Ｖまで上げながら電圧を印加し、続けて２
０．８Ｖ（定格の１．３倍の電圧）の定電圧を６０分印
加するようにしたこと以外、実施の形態８と同様の条件
で１０個のコンデンサ素子を完成させた。

【０１６２】これら１０個の素子について、１２０Ｈｚ
における容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピ
ーダンス、定格電圧１６Ｖを２分印加後の漏れ電流、及
び耐電圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表
１）に示した。

【０１６３】（表１）における比較例３と実施の形態８
との比較から明らかなように、実施の形態８によるコン
デンサは、漏れ電流と耐電圧における特性が優れている
ことが判明した。

【０１６４】なお、洩れ電流と耐電圧への要求があまり
高くなく比較例３レベルでよい場合には、実施の形態８
において、第三化成を省略してもよいし、さらに場合に
よっては、第二化成の方を省略し第三化成の方を実行し
てもよい。

【０１６５】また、実施の形態８では、二酸化マンガン
導電層を設けた構成で説明したが、省略可能である。

【０１６６】また、実施の形態８において、微細凹凸を
有するものであれば、アルミニウムエッチド箔には限定
されない。 （実施の形態９）本実施の形態でも、陽極リードをつけ
た縦７ｍｍ×横１０ｍｍのアルミニウムエッチド箔を用
意した。

【０１６７】なお、このアルミニウムエッチド箔の表面
には、エッチングによる微細凹凸が形成されている。

【０１６８】ついで、このアルミニウムエッチド箔を７
０℃の３％アジピン酸アンモニウム水溶液に浸し、まず
１０ｍＶ／ｓｅｃの速度で０から６５Ｖまで上げながら
電圧を印加し、続けて６５Ｖの定電圧を４０分間印加し
て、陽極酸化により、エッチド箔表面に酸化被膜誘電体
層を形成する第一化成を実行した。

【０１６９】そして、脱イオン水の流水により洗浄し、
乾燥を行った後に、硝酸マンガン３０％水溶液に１分間
浸漬後、５分間自然放置により乾かしてから、温度３０
０℃で３０分間加熱し熱分解処理を行い、酸化被膜誘電
体層上に二酸化マンガンの導電層を形成した。

【０１７０】その後、３％アジピン酸アンモニウム水溶
液を用い、約７０℃で６３Ｖを２０分間印加し、陽極酸
化により酸化被膜誘電体層の欠陥部分を修復する第二化
成を行なった。この第二化成の電気伝導度、電流密度
は、いずれも第一化成よりも小さく調整した。

【０１７１】次に、二酸化マンガンの導電層を設けたエ
ッチド箔を、ヒドロキシ安息香酸（０．１５Ｍ）、ピロ
ール（０．５Ｍ）、トリイソプロピルナフタレンスルホ
ン酸ナトリウム（０．１Ｍ）および脱イオン水からなる
電解重合液中に配置して、重合開始用電極を導電層に近
接させ、重合開始用電極に２．５Ｖの定電圧を３０分間
印加して電解重合反応を行い、ポリピロールの導電性高
分子からなる固体電解質層を形成した。

【０１７２】そして、固体電解質層形成の後、水洗し乾
燥してから、固体電解質層の上に、カーボン層と銀ペイ
ント層で陰極を形成すると共に、その上に陰極リードを
取り付けた。

【０１７３】その後、温度１２２℃、相対湿度９５％、
１ｋｇ／ｃｍ²の圧力が加圧された雰囲気中（大気圧＋
１ｋｇ／ｃｍ²）で、まず５ｍＶ／ｓｅｃの速度で０か
ら１６Ｖまで上げてから１６Ｖの定電圧を６０分印加
し、次に５ｍＶ／ｓｅｃの速度で１６から２０Ｖまで上
げてから２０Ｖの定電圧を３０分印加し、さらに５ｍＶ
／ｓｅｃの速度で２０から２４Ｖまで上げてから２４Ｖ
の定電圧を３０分印加し、エージング処理を行った。な
お、このとき、電流が流れ過ぎて壊れるのを防止するた
めに、各素子毎に１０ｋΩの保護抵抗を配した。

【０１７４】最後に、温度１２０℃で６０分乾燥して、
合計で１０個のコンデンサ素子を完成させた。

【０１７５】これら１０個の素子について、１２０Ｈｚ
における容量、損失係数、４００ｋＨｚにおけるインピ
ーダンス、定格電圧１６Ｖを２分印加後の漏れ電流、及
び耐電圧を各々測定し、それらの平均値を前述の（表
１）に示した。

【０１７６】本実施の形態では、温度、相対湿度が適度
に高く、かつ圧力が加えられた雰囲気中で、印加電圧を
低い電圧から高い電圧まで段階的に上げるエージング処
理を行うことにより、コンデンサ素子の深部まで水分が
吸収され、温度が高く、印加電圧が高いために化成反応
が促進されて、コンデンサ素子の深部にある酸化被膜誘
電体層の欠陥まで十分に修復できるということから、漏
れ電流と耐電圧の特性に優れたコンデンサ素子を得るこ
とができた。

【０１７７】さらに、印加電圧を段階的に上げて、欠陥
を徐々に修復することにより、エージングによるショー
ト不良を少なくできることが分かった。

【０１７８】なお、本実施の形態では、二酸化マンガン
導電層を設けた構成で説明したが、省略可能である。

【０１７９】また、本実施の形態において、微細凹凸を
有するものであれば、アルミニウムエッチド箔には限定
されない。

【０１８０】なお、以上の各実施の形態では、導電性高
分子からなる固体電解質層をポリピロールで構成した例
で説明したが、その他のポリチオフェン、ポリアニリン
についても同様に実施可能である。

【０１８１】また、以上の各実施の形態では、エージン
グについては、印加電圧を定格の１．３〜２倍にするこ
とが好適であり、コンデンサ素子を樹脂でモールドした
後でも同様に実施可能である。

【０１８２】また、以上の各実施の形態における第二化
成及び／または第三化成に用いる化成液の電気伝導度
は、１ｍＳ／ｃｍ以下であることが好適である。

【０１８３】

【発明の効果】以上のように本発明においては、固体電
解質層を形成する前に電気伝導度の低い化成液を用いた
り、低い電流密度により化成を行うことにより、欠陥の
少ない酸化被膜誘電体層を形成でき、漏れ電流と耐電圧
の特性に優れた固体電解コンデンサを得ることができ
る。

【０１８４】さらに、重合の合間または重合の後におけ
る化成液中での修復化成を施す必要がなく、工程が簡略
化される。

【０１８５】そしてさらに、修復化成による固体電解質
層の剥離が生じないために、重合の繰り返し回数が少な
くて済むのでコストを下げることができ、また修復化成
による酸化被膜誘電体層の破壊が生じないために、漏れ
電流や耐電圧の特性が悪くならないので歩留まりを上げ
ることができる。

【０１８６】また、温度が高く、相対湿度が高く、かつ
圧力が加えられた雰囲気中で、一定時間電圧を印加する
エージング処理を行うことにより、コンデンサ素子の深
部の酸化被膜誘電体層の欠陥まで修復できるために、漏
れ電流が低く、耐電圧の高いコンデンサを得ることがで
き、さらに、漏れ電流と耐電圧のばらつきも小さくな
り、良い歩留まりを得ることができる。

【０１８７】さらに、このエージングの印加電圧を定格
の１．３倍の電圧より高くすることにより、漏れ電流と
耐電圧の特性が大幅に改善されたコンデンサを得ること
ができる。

【０１８８】また、二酸化マンガン層を酸化被膜誘電体
層と導電性高分子よりなる固体電解質層の間に設ける
と、高温での損失係数の特性が変化しにくく、温度特性
に優れた固体電解コンデンサを得ることができる。

フロントページの続き (72)発明者 工藤 康夫 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番 １号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−276215（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−191319（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−191321（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−121275（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−81708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−106456（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 9/04

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結体である弁金属体を用意する工程
   と、前記弁金属体に対して酸化被膜誘電体層を形成すべ
   く第一の電流密度により第一化成を行う第一化成工程
   と、前記第一化成工程後の弁金属体に対して前記第一化
   成工程に引続き前記第一の電流密度より低い第二の電流
   密度により第二化成を行なう第二化成工程と、前記酸化
   被膜誘電体層に隣接して導電性高分子層を重合により形
   成する導電性高分子層形成工程と、前記導電性高分子層
   上に陰極を形成する工程と、加圧雰囲気中でエージング
   を行なうエージング工程と、を有するコンデンサの製造
   方法。
2. 【請求項２】 焼結体である弁金属体を用意する工程
   と、前記弁金属体に対して酸化被膜誘電体層を形成すべ
   く第一の電気伝導度を有する第一の化成液を用いて第一
   化成を行う第一化成工程と、前記第一化成工程後の弁金
   属体に対して前記第一化成工程に引続き前記第一の電気
   伝導度より小さい第二の電気伝導度を有する第二の化成
   液を用いて第二化成を行なう第二化成工程と、前記酸化
   被膜誘電体層に隣接して導電性高分子層を重合により形
   成する導電性高分子層形成工程と、前記導電性高分子層
   上に陰極を形成する工程と、加圧雰囲気中でエージング
   を行なうエージング工程と、を有するコンデンサの製造
   方法。
3. 【請求項３】 エッチド箔である弁金属体を用意する工
   程と、前記弁金属体に対して酸化被膜誘電体層を形成す
   べく第一の電流密度により第一化成を行う第一化成工程
   と、前記第一化成工程後の弁金属体に対して前記第一化
   成工程に引続き前記第一の電流密度より低い第二の電流
   密度により第二化成を行なう第二化成工程と、前記第二
   化成工程後の弁金属体に対して前記第二化成工程に引続
   き前記第一の電流密度より低い第三の電流密度により第
   三化成を行なう第三化成工程と、前記酸化被膜誘電体層
   に隣接して導電性高分子層を重合により形成する導電性
   高分子層形成工程と、前記導電性高分子層上に陰極を形
   成する工程と、加圧雰囲気中でエージングを行なうエー
   ジング工程と、を有するコンデンサの製造方法。
4. 【請求項４】 エッチド箔である弁金属体を用意する工
   程と、前記弁金属体に対して酸化被膜誘電体層を形成す
   べく第一の電気伝導度を有する第一の化成液を用いて第
   一化成を行う第一化成工程と、前記第一化成工程後の弁
   金属体に対して前記第一化成工程に引続き前記第一の電
   気伝導度より小さい第二の電気伝導度を有する第二の化
   成液を用いて第二化成を行なう第二化成工程と、前記第
   二化成工程後の弁金属体に対して前記第二化成工程に引
   続き前記第一の電気伝導度より小さい第三の電気伝導度
   を有する第三の化成液を用いて第三化成を行なう第三化
   成工程と、前記酸化被膜誘電体層に隣接して導電性高分
   子層を重合により形成する導電性高分子層形成工程と、
   前記導電性高分子層上に陰極を形成する工程と、加圧雰
   囲気中でエージングを行なうエージング工程と、を有す
   るコンデンサの製造方法。
5. 【請求項５】 エージング工程は、互いに異なった印加
   電圧による複数のエージング工程を含む請求項１から４
   のいずれか記載のコンデンサの製造方法。
6. 【請求項６】 エージングの印加電圧を定格の１．３〜
   ２倍にした請求項１から４のいずれか記載のコンデンサ
   の製造方法。
7. 【請求項７】 焼結体である弁金属体を用意する工程
   と、前記弁金属体に対して酸化被膜誘電体層を形成する
   化成工程と、前記酸化被膜誘電体層に隣接して導電性高
   分子層を重合により形成する導電性高分子層形成工程
   と、前記導電性高分子層上に陰極を形成する工程と、加
   圧しながら定格の１．３〜２倍の互いに異なった印加電
   圧による複数のエージングを行なうエージング工程と、
   を有するコンデンサの製造方法。
8. 【請求項８】 化成工程は、弁金属体に対して酸化被膜
   誘電体層を形成すべく第一の電流密度により第一化成を
   行う第一化成工程と、前記第一化成工程後の弁金属体に
   対して前記第一化成工程に引続き前記第一の電流密度よ
   り低い第二の電流密度により第二化成を行なう第二化成
   工程とを含む請求項７記載のコンデンサの製造方法。
9. 【請求項９】 さらに、第二化成工程後の弁金属体に対
   して第一の電流密度より低い第三の電流密度により第三
   化成を行なう第三化成工程を含む請求項８記載のコンデ
   ンサの製造方法。
10. 【請求項１０】 化成工程は、弁金属体に対して酸化被
    膜誘電体層を形成すべく第一の電気伝導度を有する第一
    の化成液を用いて第一化成を行う第一化成工程と、前記
    第一化成工程後の弁金属体に対して前記第一化成工程に
    引続き前記第一の電気伝導度より小さい第二の電気伝導
    度を有する第二の化成液を用いて第二化成を行なう第二
    化成工程とを含む請求項７記載のコンデンサの製造方
    法。
11. 【請求項１１】 さらに、前記第二化成工程後の弁金属
    体に対して前記第二化成工程に引続き前記第一の電気伝
    導度より小さい第三の電気伝導度を有する第三の化成液
    を用いて第三化成を行なう第三化成工程を含む請求項１
    ０記載のコンデンサの製造方法。
12. 【請求項１２】 第一の化成工程以外の化成工程に用い
    る化成液の電気伝導度は、１ｍＳ／ｃｍ以下である請求
    項１から１１のいずれか記載のコンデンサの製造方法。
13. 【請求項１３】 さらに、酸化被膜誘電体層と導電性高
    分子層の間に二酸化マンガン層を形成する二酸化マンガ
    ン形成工程を有する請求項１から１２のいずれか記載の
    コンデンサの製造方法。