JP6142280B2 - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
従来より、小型化に適したコンデンサとして、固体電解コンデンサが知られており、導電性高分子からなる固体電解質層を有する固体電解コンデンサが広く用いられている。
たとえば特許文献１には、実装時の熱安定性および信頼性の高い固体電解コンデンサの製造方法が記載されている。特許文献１に記載の固体電解コンデンサの製造方法では、陽極と誘電体酸化皮膜と第一の導電性高分子化合物層とを含むコンデンサ素子を導電性高分子化合物懸濁水溶液に浸漬させることにより、第二の導電性高分子化合物層が第一の導電性高分子化合物層上に形成される。このようにして形成された第二の導電性高分子化合物層の外表面は導電性高分子化合物粉末からなる凹凸を多数有しているため、第二の導電性高分子化合物層と当該第二の導電性高分子化合物層上に形成されるグラファイト層との嵌合が向上すると特許文献１に記載されている。
導電性高分子からなる固体電解質層を形成したときに、固体電解質層の厚さが局所的に薄くなる場合がある。固体電解質層の厚さが相対的に薄い部分では、陽極体と、固体電解質層上に形成される陰極層とが、電気的に短絡するおそれがある。陽極体と陰極層とが電気的に短絡すると、ショート不良率の上昇または漏れ電流（以下「ＬＣ」と記す）の上昇などといった固体電解コンデンサの性能低下を招く。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、性能に優れた固体電解コンデンサを提供することであり、他の目的は、そのような固体電解コンデンサ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は、陽極体と、陽極体を覆うように形成された誘電体被膜と、誘電体被膜を覆うように形成された第１固体電解質層と、第１固体電解質層の厚さが相対的に薄い部分を覆うように形成され、導電性高分子からなる第２固体電解質層と、第１固体電解質層および第２固体電解質層を覆うように形成された陰極層とを備える。
陽極体は、互いに対向する第１端部および第２端部を有することが好ましい。陽極体の第１端部には、陽極リードが植立されていることが好ましい。第２固体電解質層は、第１固体電解質層の厚さが相対的に薄い部分として、陽極体における第２端部側を覆うように形成されていることが好ましい。
第２固体電解質層は、第１固体電解質層全体を覆うように形成されていることが好ましい。
第２固体電解質層は、導電性高分子からなる粒子または凝集体が分散されてなる分散体を第１固体電解質層の厚さが相対的に薄い部分に付着させることによって形成されてもよいし、導電性高分子が溶解されてなる溶液を第１固体電解質層の厚さが相対的に薄い部分に付着させることによって形成されてもよい。第２固体電解質層は、ポリチオフェンを含むことが好ましい。
第１固体電解質層は、電解重合法によって形成されていることが好ましく、ポリピロールを含むことが好ましい。
本発明の固体電解コンデンサの第１の製造方法は、陽極体を形成する工程と、陽極体を覆うように誘電体被膜を形成する工程と、誘電体被膜を覆うように第１固体電解質層を形成する工程と、第１固体電解質層の厚さが相対的に薄い部分を覆うように導電性高分子からなる第２固体電解質層を形成する工程と、第１固体電解質層および第２固体電解質層を覆うように陰極層を形成する工程とを備える。
本発明の固体電解コンデンサの第２の製造方法は、陽極体を形成する工程と、陽極体を覆うように誘電体被膜を形成する工程と、誘電体被膜を覆うように第１固体電解質層を形成する工程と、第１固体電解質層に生じたバリを除去する工程と、第１固体電解質層のうちバリが除去された部分を覆うように導電性高分子からなる第２固体電解質層を形成する工程と、第１固体電解質層および第２固体電解質層を覆うように陰極層を形成する工程とを備える。
第１固体電解質層を形成する工程は、導電性高分子を電解重合によって形成する工程を含むことが好ましい。
第２固体電解質層を形成する工程は、導電性高分子からなる粒子または凝集体が分散されてなる分散体を第１固体電解質層の厚さが相対的に薄い部分に付着させることにより第２固体電解質層を形成する工程を含んでもよいし、導電性高分子が溶解されてなる溶液を第１固体電解質層の厚さが相対的に薄い部分に付着させることにより第２固体電解質層を形成する工程を含んでもよい。また、第２固体電解質層を形成する工程は、導電性高分子からなる粒子または凝集体が分散されてなる分散体を第１固体電解質層のうちバリが除去された部分に付着させることにより第２固体電解質層を形成する工程を含んでもよいし、導電性高分子が溶解されてなる溶液を第１固体電解質層のうちバリが除去された部分に付着させることにより第２固体電解質層を形成する工程を含んでもよい。
本発明によれば、性能に優れた固体電解コンデンサおよびその製造方法を提供することができる。
以下、本発明に係る固体電解コンデンサおよびその製造方法について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
≪第１の実施形態≫
［固体電解コンデンサの構成］
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る固体電解コンデンサの構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＩＢ領域の拡大図である。本実施形態に係る固体電解コンデンサは、互いに対向する第１端部１１ａおよび第２端部１１ｂを有する陽極体１１と、陽極体１１の第１端部１１ａに植立された陽極リード１２と、陽極体１１を覆うように形成された誘電体被膜１３と、誘電体被膜１３を覆うように形成された第１固体電解質層１４とを備える。第１固体電解質層１４には、当該第１固体電解質層１４の厚さが陽極体１１の外周部分において相対的に薄い部分（以下では「薄肉部分」と記すことがある）１４ａが存在しており、導電性高分子からなる第２固体電解質層５４が、薄肉部分１４ａを覆うように形成されている。カーボン層１５および銀ペイント層１６の順に積層されてなる陰極層が、第１固体電解質層１４および第２固体電解質層５４を覆うように形成されている。陽極体１１と陽極リード１２と誘電体被膜１３と第１固体電解質層１４と第２固体電解質層５４とカーボン層１５と銀ペイント層１６とによってコンデンサ素子１０が構成されている。
［固体電解コンデンサの構成］
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る固体電解コンデンサの構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＩＢ領域の拡大図である。本実施形態に係る固体電解コンデンサは、互いに対向する第１端部１１ａおよび第２端部１１ｂを有する陽極体１１と、陽極体１１の第１端部１１ａに植立された陽極リード１２と、陽極体１１を覆うように形成された誘電体被膜１３と、誘電体被膜１３を覆うように形成された第１固体電解質層１４とを備える。第１固体電解質層１４には、当該第１固体電解質層１４の厚さが陽極体１１の外周部分において相対的に薄い部分（以下では「薄肉部分」と記すことがある）１４ａが存在しており、導電性高分子からなる第２固体電解質層５４が、薄肉部分１４ａを覆うように形成されている。カーボン層１５および銀ペイント層１６の順に積層されてなる陰極層が、第１固体電解質層１４および第２固体電解質層５４を覆うように形成されている。陽極体１１と陽極リード１２と誘電体被膜１３と第１固体電解質層１４と第２固体電解質層５４とカーボン層１５と銀ペイント層１６とによってコンデンサ素子１０が構成されている。
陽極リード１２には、陽極端子１７が接続されている。銀ペイント層１６には、導電性の接着剤からなる接着層１８を介して陰極端子１９が接続されている。陽極端子１７の一部および陰極端子１９の一部が露出するように、コンデンサ素子１０が外装樹脂２０によって封止されている。陽極端子１７および陰極端子１９のそれぞれのうち外装樹脂２０から露出する部分は、外装樹脂２０の表面に沿うように折り曲げられている。
陽極体１１の材料は、特に制限されず、導電性を有していればよい。陽極体１１の材料としては、たとえば、タンタル、ニオブ、チタンおよびアルミニウムなどの弁作用金属を好適に用いることができる。また、陽極体１１は、多孔質の焼結体であることが好ましい。陽極リード１２の材料は、金属であれば特に限定されないが、弁作用金属を好適に用いることができる。
誘電体被膜１３の材料は、特に限定されず、誘電性を有していればよい。誘電体被膜１３の材料としては、たとえば、弁作用金属からなる陽極体１１を化成処理することによって形成される、金属酸化物が好適である。たとえば、陽極体１１の材料としてのタンタル（Ｔａ）を化成処理した場合には誘電体被膜１３はＴａ2Ｏ5からなり、陽極体１１の材料としてのアルミニウム（Ａｌ）を化成処理した場合には誘電体被膜１３はＡｌ2Ｏ3からなる。
第１固体電解質層１４は、脂肪族系化合物、芳香族系化合物、複素環式系化合物およびヘテロ原子含有化合物のうちの少なくとも１つを含む導電性高分子から構成されることが好ましい。第１固体電解質層１４は、たとえば、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリピロールおよびその誘導体、ポリアニリンおよびその誘導体、ならびに、ポリフランおよびその誘導体の少なくとも１つから構成されることが好ましい。中でも、第１固体電解質層１４は、ポリピロールおよびその誘導体の少なくとも１つを含むことが好ましい。
第１固体電解質層１４は、化学重合法により形成されても良いが、電解重合法により形成されることが好ましい。どちらの方法により第１固体電解質層１４を形成した場合であっても、薄肉部分１４ａが形成されることがある。
従来では、薄肉部分が固体電解質層に形成されると、その薄肉部分ではカーボン層および銀ペイント層が陽極体の近くにまで侵入することとなる。そのため、薄肉部分では陽極体とカーボン層または銀ペイント層とが電気的に短絡するおそれがあり、ショート不良率の上昇またはＬＣの上昇などといった固体電解コンデンサの性能低下を招く。
しかし、本実施形態では、導電性高分子からなる第２固体電解質層５４が薄肉部分１４ａを覆うように形成されている。これにより、薄肉部分１４ａにおいても、カーボン層１５および銀ペイント層１６が陽極体１１の近くにまで侵入することを防止できる。それだけでなく、薄肉部分１４ａにおける第１固体電解質層１４の厚さと第２固体電解質層５４の厚さとの合計（以下では「薄肉部分１４ａにおける導電性高分子からなる層の厚さ」と記すことがある）を確保することができるので、薄肉部分１４ａにおいても導電性高分子材料が有する自己修復機能を発揮させることができる。詳細には、微小な欠陥部が誘電体被膜１３のうち薄肉部分１４ａに接する部分に存在する場合であっても、その微小な欠陥部を流れる電流によってジュール熱が発生し、その微小な欠陥部上に設けられた導電性高分子材料が絶縁化して漏れ電流の減少を図ることができる。以上のことから、本実施形態に係る固体電解コンデンサでは、薄肉部分１４ａにおいて陽極体１１とカーボン層１５または銀ペイント層１６とが電気的に短絡することを防止できるので、ショート不良率が低下し、ＬＣが低下する。したがって、性能に優れた固体電解コンデンサを提供することができる。以下、第２固体電解質層５４について示す。
第２固体電解質層５４は、第１固体電解質層１４と同じく、脂肪族系化合物、芳香族系化合物、複素環式系化合物およびヘテロ原子含有化合物のうちの少なくとも１つを含む導電性高分子から構成されることが好ましい。第２固体電解質層５４は、たとえば、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリピロールおよびその誘導体、ポリアニリンおよびその誘導体、ならびに、ポリフランおよびその誘導体の少なくとも１つから構成されることが好ましい。第２固体電解質層５４は、ポリアニリンおよびその誘導体、ならびに、ポリチオフェンおよびその誘導体の少なくとも１つを含むことが好ましく、ポリチオフェンまたはその誘導体から構成されることがより好ましい。ポリチオフェンの誘導体としては、たとえば、ＰＥＤＯＴ（Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)）を用いることができる。
第２固体電解質層５４は、たとえば、ポリチオフェンなどの導電性高分子からなる粒子または凝集体が分散されてなる分散体を薄肉部分１４ａに付着させることにより形成されても良いし、ポリアニリンなどの導電性高分子が溶解されてなる溶液を薄肉部分１４ａに付着させることにより形成されても良い。第２固体電解質層５４は、陽極体１１の外周部分における第１固体電解質層１４の厚さと第２固体電解質層５４の厚さとの合計（以下では「陽極体１１の外周部分における固体電解質層の厚さ」と記すことがある）が１μｍ以上１００μｍ以下となるように、形成されることが好ましい。
カーボン層１５は、導電性を有していればよく、たとえば、グラファイトを用いることができる。また、銀ペイント層１６は、銀粒子で構成することができる。陽極端子１７および陰極端子１９は、導電性を有していればよく、たとえば、銅などの金属を用いることができる。接着層１８は、導電性と接着性とを有していればよく、たとえば銀をフィラーとして含む銀接着剤を用いることができる。外装樹脂２０の材料は特に限定されず、たとえばエポキシ樹脂などの公知の樹脂を用いることができる。
［固体電解コンデンサの製造方法］
図２は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を示すフローチャートである。図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を工程順に示す断面図である。
図２は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を示すフローチャートである。図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を工程順に示す断面図である。
（陽極体の形成）
まず、図２のステップＳ１１において、図３（ａ）に示すように陽極体１１を形成する。たとえば、金属粉末を準備し、棒状体の陽極リード１２の長手方向の一端側を金属粉末に埋め込んだ状態で当該粉末を所望の形状に成形する。次に、この成形体を焼結して、陽極リード１２の一端が埋設された多孔質構造の陽極体１１を形成する。
まず、図２のステップＳ１１において、図３（ａ）に示すように陽極体１１を形成する。たとえば、金属粉末を準備し、棒状体の陽極リード１２の長手方向の一端側を金属粉末に埋め込んだ状態で当該粉末を所望の形状に成形する。次に、この成形体を焼結して、陽極リード１２の一端が埋設された多孔質構造の陽極体１１を形成する。
陽極体１１の材料は特に限定されないが、誘電体被膜１３の形成が容易である点からは、タンタル、ニオブ、チタンおよびアルミニウムなどの弁作用金属を用いることが好ましい。陽極リード１２の材料も特に限定されないが、陽極体１１と同様の観点から、弁作用金属を用いることが好ましい。
（誘電体被膜の形成）
次に、図２のステップＳ１２において、図３（ｂ）に示すように陽極体１１を覆うように誘電体被膜１３を形成する。誘電体被膜１３の形成方法は特に限定されない。たとえば、陽極体１１が弁作用金属からなる場合には、陽極体１１を化成処理することによって陽極体１１の表面に誘電体被膜１３を形成することができる。化成処理としては、たとえば、陽極体１１をリン酸水溶液または硝酸水溶液などの化成液に浸漬して熱処理してもよいし、陽極体１１を化成液に浸漬して電圧を印加してもよい。これにより、陽極体１１の表面を誘電体被膜１３に変化させることができる。
次に、図２のステップＳ１２において、図３（ｂ）に示すように陽極体１１を覆うように誘電体被膜１３を形成する。誘電体被膜１３の形成方法は特に限定されない。たとえば、陽極体１１が弁作用金属からなる場合には、陽極体１１を化成処理することによって陽極体１１の表面に誘電体被膜１３を形成することができる。化成処理としては、たとえば、陽極体１１をリン酸水溶液または硝酸水溶液などの化成液に浸漬して熱処理してもよいし、陽極体１１を化成液に浸漬して電圧を印加してもよい。これにより、陽極体１１の表面を誘電体被膜１３に変化させることができる。
（第１固体電解質層の形成）
次に、図２のステップＳ１３において、図３（ｃ）に示すように誘電体被膜１３を覆うように第１固体電解質層１４を形成する。第１固体電解質層１４は、化学重合法によって形成されてもよいが、電解重合法によって形成されることが好ましい。本実施形態では、化学重合法による第１固体電解質層１４の形成方法を説明してから、電解重合法による第１固体電解質層１４の形成方法を説明する。
次に、図２のステップＳ１３において、図３（ｃ）に示すように誘電体被膜１３を覆うように第１固体電解質層１４を形成する。第１固体電解質層１４は、化学重合法によって形成されてもよいが、電解重合法によって形成されることが好ましい。本実施形態では、化学重合法による第１固体電解質層１４の形成方法を説明してから、電解重合法による第１固体電解質層１４の形成方法を説明する。
化学重合法としては、酸化剤を用いて第１固体電解質層１４を構成する高分子の前駆体モノマーを酸化重合させる液相重合法、または、気相重合法などを用いることができる。なお、化学重合を繰り返し行なうことにより、第１固体電解質層１４の厚さを厚くしても良い。
前駆体モノマーとしては、重合することによって、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、または、ポリフランもしくはその誘導体などの導電性高分子を形成する化合物を用いることができる。たとえば、前駆体モノマーとして、３，４−エチレンジオキシチオフェンまたはＮ−メチルピロールなどを用いることができる。
酸化剤は、前駆体モノマーを重合させることができればよい。たとえば、酸化剤としては、硫酸および過酸化水素などの少なくとも１つを用いることができる。
第１固体電解質層１４はドーパントを含んでいても良い。ドーパントとしては、たとえば、アルキルスルホン酸、芳香族スルホン酸および多環芳香族スルホン酸などのスルホン酸化合物の酸または塩を挙げることができる。また、酸化剤の機能とドーパントの機能とを有する芳香族スルホン酸金属塩などを用いることもできる。
電解重合法による第１固体電解質層１４の形成方法としては、たとえば、誘電体被膜１３が形成された陽極体１１の表面にプレコート層を形成してから、第１固体電解質層１４の前駆体モノマーおよびドーパントを含む重合液に浸漬してプレコート層に電流を流すことによって、誘電体被膜１３を覆うように第１固体電解質層１４を形成させる方法がある。プレコート層としては、たとえば、上述した化学重合法により形成された導電性高分子層を用いることができる。電解重合法により第１固体電解質層１４を形成する場合においても、化学重合法により第１固体電解質層１４を形成する場合に使用可能な前駆体モノマーおよびドーパントを特に限定されることなく用いることができる。また、電解重合法による重合条件としては、固体電解コンデンサの固体電解質層を電解重合法により形成する場合の公知の重合条件を特に限定されることなく適用することができる。
電解重合法により第１固体電解質層１４を形成したときには、バリが形成されることがある。形成されたバリの大きさが除去を必要としない程度の大きさであれば、当該バリを除去することなく次工程に移るが、当該バリの周辺に薄肉部分１４ａが形成されることがある。また、化学重合法により第１固体電解質層１４を形成したときにも、薄肉部分１４が形成されることがある。そして、薄肉部分１４ａが形成された第１固体電解質層１４上に陰極層を形成すると、薄肉部分１４ａにおいて陽極体と陰極層とが電気的に短絡するおそれがあり、ショート不良率の上昇またはＬＣの上昇などといった固体電解コンデンサの性能低下を招く。そこで、第１固体電解質層１４を形成する工程の後であって陰極層を形成する工程の前に、第２固体電解質層５４を形成する。
上述のように、電解重合法により第１固体電解質層１４を形成したときには、バリが形成されることがある。一方、化学重合法により第１固体電解質層１４を形成したときには、バリは形成され難い。よって、化学重合により第１固体電解質層を形成した場合よりも、電解重合により第１固体電解質層を形成した場合の方が、薄肉部分１４ａを覆うように第２固体電解質層５４を形成することにより得られる効果が顕著となる。したがって、化学重合法により第１固体電解質層１４を形成するよりも電解重合法により第１固体電解質層１４を形成する方が好ましい。
（第２固体電解質層の形成）
次に、図２のステップＳ１４において、図４（ａ）に示すように薄肉部分１４ａを覆うように第２固体電解質層５４を形成する。たとえば、導電性高分子からなる粒子または凝集体が分散されてなる分散体を薄肉部分１４ａに付着させることにより第２固体電解質層５４を形成しても良いし、導電性高分子が溶解されてなる溶液を薄肉部分１４ａに付着させることにより第２固体電解質層５４を形成しても良い。これにより、薄肉部分１４ａにおいても、カーボン層１５および銀ペイント層１６が陽極体１１の近くにまで侵入することを防止できる。それだけでなく、上記［固体電解コンデンサの構成］で示したように、薄肉部分１４ａにおける導電性高分子からなる層の厚さを確保することができるので、薄肉部分１４ａにおいても導電性高分子材料が有する自己修復機能を発揮させることができる。以上のことから、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法にしたがって製造された固体電解コンデンサでは、薄肉部分１４ａにおいて陽極体１１とカーボン層１５または銀ペイント層１６とが電気的に短絡することを防止できるので、ショート不良率が低下し、ＬＣが低下する。したがって、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法では、性能に優れた固体電解コンデンサを製造することができる。
次に、図２のステップＳ１４において、図４（ａ）に示すように薄肉部分１４ａを覆うように第２固体電解質層５４を形成する。たとえば、導電性高分子からなる粒子または凝集体が分散されてなる分散体を薄肉部分１４ａに付着させることにより第２固体電解質層５４を形成しても良いし、導電性高分子が溶解されてなる溶液を薄肉部分１４ａに付着させることにより第２固体電解質層５４を形成しても良い。これにより、薄肉部分１４ａにおいても、カーボン層１５および銀ペイント層１６が陽極体１１の近くにまで侵入することを防止できる。それだけでなく、上記［固体電解コンデンサの構成］で示したように、薄肉部分１４ａにおける導電性高分子からなる層の厚さを確保することができるので、薄肉部分１４ａにおいても導電性高分子材料が有する自己修復機能を発揮させることができる。以上のことから、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法にしたがって製造された固体電解コンデンサでは、薄肉部分１４ａにおいて陽極体１１とカーボン層１５または銀ペイント層１６とが電気的に短絡することを防止できるので、ショート不良率が低下し、ＬＣが低下する。したがって、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法では、性能に優れた固体電解コンデンサを製造することができる。
第１固体電解質層１４は、陽極体１１を構成する多孔質構造の孔内にも形成される必要があるため、化学重合法または電解重合法により形成されることが好ましい。しかし、薄肉部分１４ａを効果的に被覆できるという点から、第２固体電解質層５４は、化学重合法および電解重合法により形成されるよりも、上記分散体または上記溶液を薄肉部分１４ａに付着させることにより形成されることが好ましい。これにより、薄肉部分１４ａにおける電気的短絡を防止することができるという効果を有効に得ることができる。
さらに、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法では、必要な場所にのみ第２固体電解質層５４を形成するため、第１固体電解質層全体を覆うように第２固体電解質層を形成する場合（後述の第３の実施形態）に比べてコストを抑えることができる。
分散体を薄肉部分１４ａに付着させることによる第２固体電解質層５４の形成方法としては、たとえば、浸漬または塗布などの公知の方法によって分散体を薄肉部分１４ａに付着させるという方法が挙げられる。陽極体１１の外周部分における固体電解質層の厚さが１μｍ以上１００μｍ以下となるように、分散体を薄肉部分１４ａに付着させることが好ましい。その後、乾燥を行なって、分散体に含まれる溶媒を除去してもよい。乾燥方法としては、たとえば、分散体に含まれる溶媒の沸点以上の温度で３０秒以上１時間以下乾燥させることが好ましく、より好ましくは上記沸点以上の温度であって当該沸点よりも５０℃高い温度以下の温度で１０分以上３０分以下乾燥させることである。導電性高分子が溶解されてなる溶液を薄肉部分１４ａに付着させることにより第２固体電解質層５４を形成する場合においても同様のことが言える。
分散体は、たとえば、導電性高分子からなる粒子または凝集体と、溶媒とを含むことが好ましい。第２固体電解質層５４を構成する導電性高分子としては、上述のように脂肪族系化合物、芳香族系化合物、複素環式系化合物およびヘテロ原子含有化合物の少なくとも１つを用いることができ、たとえば、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリピロールおよびその誘導体、ポリアニリンおよびその誘導体、ならびに、ポリフランおよびその誘導体の少なくとも１つを用いることができる。その中でも、分散体に含まれる粒子または凝集体を構成する導電性高分子は、ＰＥＤＯＴを含むことが好ましい。
分散体に含まれる溶媒としては、分散体において導電性高分子からなる粒子または凝集体を分散させることが可能な材料であれば特に限定されることなく使用される。たとえば、分散体に含まれる溶媒としては、水、アルコール、脂肪族ケトン、脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素などを用いることができる。
導電性高分子が溶解されてなる溶液を薄肉部分１４ａに付着させることにより第２固体電解質層５４を形成する場合、導電性高分子が溶解されてなる溶液は、導電性高分子と、導電性高分子を溶解可能な溶媒とを含むことが好ましい。第２固体電解質層５４を構成する導電性高分子としては、上述のように脂肪族系化合物、芳香族系化合物、複素環式系化合物およびヘテロ原子含有化合物の少なくとも１つを用いることができるが、溶媒への溶解性を考慮すればポリアニリンまたはポリアニリンの誘導体を用いることが好ましい。また、導電性高分子を溶解可能な溶媒としては、導電性高分子を溶解可能な材料であれば特に限定されることなく使用される。また、導電性高分子を溶解可能な溶媒としては、分散体に含まれる溶媒として使用可能な溶媒を特に限定されることなく用いることができる。
（陰極層の形成）
次に、図２のステップＳ１５において、図４（ｂ）に示すように第１固体電解質層１４および第２固体電解質層５４を覆うようにカーボン層１５および銀ペイント層１６を形成する。
次に、図２のステップＳ１５において、図４（ｂ）に示すように第１固体電解質層１４および第２固体電解質層５４を覆うようにカーボン層１５および銀ペイント層１６を形成する。
カーボン層１５および銀ペイント層１６のそれぞれの形成方法は特に限定されない。カーボン層１５は、たとえば、カーボン粒子を分散させた溶液に第１固体電解質層１４および第２固体電解質層５４が形成された陽極体１１を浸漬し、その後乾燥処理することによって形成することができる。また、銀ペイント層１６は、たとえば、カーボン層１５を形成後、銀粒子を含む溶液に該陽極体１１を浸漬して乾燥処理することによって形成することができる。以上の工程により、コンデンサ素子１０が製造される。
（コンデンサ素子の封止）
次に、図２のステップＳ１６において、図１（ａ）に示すようにコンデンサ素子１０を封止して固体電解コンデンサを製造する。封止の方法としては、特に限定されないが、たとえば、以下の方法がある。
次に、図２のステップＳ１６において、図１（ａ）に示すようにコンデンサ素子１０を封止して固体電解コンデンサを製造する。封止の方法としては、特に限定されないが、たとえば、以下の方法がある。
すなわち、まず、陽極端子１７の一端を、陽極体１１から露出する陽極リード１２の一端に接続する。また、銀ペイント層１６上に接着層１８を形成し、その接着層１８により陰極端子１９の一端を銀ペイント層１６に接続する。次に、陽極端子１７および陰極端子１９の各他端が露出するように、コンデンサ素子１０を外装樹脂２０によって封止する。最後に、露出している陽極端子１７および陰極端子１９を外装樹脂２０に沿うように折り曲げてエージング処理する。これにより、図１（ａ）に示す固体電解コンデンサが製造される。
薄肉部分１４ａが形成される位置は、図１（ａ）に示す位置に限定されない。また、複数の薄肉部分１４ａが第１固体電解質層１４に形成される場合もある。いずれの場合であっても第２固体電解質層５４が薄肉部分１４ａを覆うように形成されていれば、薄肉部分１４ａにおいて陽極体１１と陰極層とが電気的に短絡することを防止することができる。よって、ショート不良率が低下し、ＬＣが低下する。これにより、性能に優れた固体電解コンデンサを提供することができる。
≪第２の実施形態≫
本発明の第２の実施形態では、電解重合法により第１固体電解質層を形成したときに生じたバリを除去したために薄肉部分が形成された場合に、当該薄肉部分における陽極体と陰極層との電気的な短絡が防止された固体電解コンデンサおよびその製造方法を示す。以下では、上記第１の実施形態とは異なる点を主に示す。
本発明の第２の実施形態では、電解重合法により第１固体電解質層を形成したときに生じたバリを除去したために薄肉部分が形成された場合に、当該薄肉部分における陽極体と陰極層との電気的な短絡が防止された固体電解コンデンサおよびその製造方法を示す。以下では、上記第１の実施形態とは異なる点を主に示す。
［固体電解コンデンサの構成］
図５（ａ）は本実施形態に係る固体電解コンデンサの構成を示す断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＶＢ領域の拡大図である。本実施形態では、第１固体電解質層２４は電解重合法により形成されている。電解重合法により第１固体電解質層２４を形成すると、バリ９４（図７（ａ）参照）が第１固体電解質層２４に形成されることがある。バリ９４が形成されたまま固体電解コンデンサを製造しようとすると、バリ９４が陰極端子１９に接触するおそれがあり、バリ９４が外装樹脂２０から露出するおそれがある。そのため、バリ９４を除去することが好ましい。バリ９４を除去するとき、バリ９４直下の第１固体電解質層２４などがバリ９４と一緒に除去されることがある。これにより、薄肉部分２４ａが形成される。つまり、本実施形態では、薄肉部分２４ａは、第１固体電解質層２４のうちバリ９４が除去された部分に相当する。陽極体１１と電解重合を行なうときに使用する電極との配置関係などによって、バリ９４は、陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成された第１固体電解質層２４に形成される場合が多い。そのため、薄肉部分２４ａは、陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成された第１固体電解質層２４に形成される。
図５（ａ）は本実施形態に係る固体電解コンデンサの構成を示す断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＶＢ領域の拡大図である。本実施形態では、第１固体電解質層２４は電解重合法により形成されている。電解重合法により第１固体電解質層２４を形成すると、バリ９４（図７（ａ）参照）が第１固体電解質層２４に形成されることがある。バリ９４が形成されたまま固体電解コンデンサを製造しようとすると、バリ９４が陰極端子１９に接触するおそれがあり、バリ９４が外装樹脂２０から露出するおそれがある。そのため、バリ９４を除去することが好ましい。バリ９４を除去するとき、バリ９４直下の第１固体電解質層２４などがバリ９４と一緒に除去されることがある。これにより、薄肉部分２４ａが形成される。つまり、本実施形態では、薄肉部分２４ａは、第１固体電解質層２４のうちバリ９４が除去された部分に相当する。陽極体１１と電解重合を行なうときに使用する電極との配置関係などによって、バリ９４は、陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成された第１固体電解質層２４に形成される場合が多い。そのため、薄肉部分２４ａは、陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成された第１固体電解質層２４に形成される。
第２固体電解質層６４は、薄肉部分２４ａを覆うように形成されている。これにより、本実施形態においても、薄肉部分２４ａにおいて陽極体１１とカーボン層１５または銀ペイント層１６とが電気的に短絡することを防止できる。よって、ショート不良率が低下し、ＬＣが低下する。したがって、性能に優れた固体電解コンデンサを提供することができる。なお、薄肉部分２４ａは陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成されるため、第２固体電解質層６４は陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成された第１固体電解質層２４を覆うように形成されている。
［固体電解コンデンサの製造方法］
図６は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を示すフローチャートである。図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を工程順に示す断面図である。
図６は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を示すフローチャートである。図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を工程順に示す断面図である。
まず、図６のステップＳ１１において陽極体１１を形成してから、図６のステップＳ１２において誘電体被膜１３を形成する。陽極体１１を形成する工程および誘電体被膜１３を形成する工程はいずれも上記第１の実施形態で示したとおりである。
（第１固体電解質層の形成）
次に、図６のステップＳ２３において、図７（ａ）に示すように誘電体被膜１３を覆うように第１固体電解質層２４を形成する。上記第１の実施形態における電解重合法による第１固体電解質層１４の形成方法にしたがって、第１固体電解質層２４を形成することができる。
次に、図６のステップＳ２３において、図７（ａ）に示すように誘電体被膜１３を覆うように第１固体電解質層２４を形成する。上記第１の実施形態における電解重合法による第１固体電解質層１４の形成方法にしたがって、第１固体電解質層２４を形成することができる。
本実施形態では、電解重合法によって第１固体電解質層２４を形成するので、図７（ａ）に示すようにバリ９４が陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成される。バリ９４が形成される原因としては種々考えられ、たとえば導電性高分子の一部が電解重合中に陽極体１１から電極（電解重合に使用される電極）へ向かって成長することなどが考えられる。バリ９４は外装樹脂２０から露出することがあり、その結果、固体電解コンデンサの製造歩留まりの低下などを招く。よって、バリ９４を除去する。
（バリの除去）
次に、図６のステップＳ２４において、図７（ｂ）に示すようにバリ９４を除去する。バリ９４を除去する方法としては、切断、研磨もしくはブラストなどの機械的な除去方法、または、化学研磨もしくは電解研磨などの化学的な除去方法を用いることができる。
次に、図６のステップＳ２４において、図７（ｂ）に示すようにバリ９４を除去する。バリ９４を除去する方法としては、切断、研磨もしくはブラストなどの機械的な除去方法、または、化学研磨もしくは電解研磨などの化学的な除去方法を用いることができる。
バリ９４を除去するとき、バリ９４直下の第１固体電解質層２４がバリ９４と一緒に除去される。よって、図７（ｂ）に示すように、第１固体電解質層２４のうちバリ９４が除去された部分が薄肉部分２４ａとなる。したがって、本実施形態では、薄肉部分２４ａは、陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成される。
（第２固体電解質層の形成）
次に、図６のステップＳ１４において、図７（ｃ）に示すように薄肉部分２４ａを覆うように第２固体電解質層６４を形成する。第２固体電解質層６４の形成方法としては、上記第１の実施形態で示した通りであり、導電性高分子からなる粒子または凝集体が分散されてなる分散体を薄肉部分２４ａに付着させることにより第２固体電解質層６４を形成しても良いし、導電性高分子が溶解されてなる溶液を薄肉部分２４ａに付着させることにより第２固体電解質層６４を形成しても良い。本実施形態では、薄肉部分２４ａが陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成されているので、第２固体電解質層６４は陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成される。
次に、図６のステップＳ１４において、図７（ｃ）に示すように薄肉部分２４ａを覆うように第２固体電解質層６４を形成する。第２固体電解質層６４の形成方法としては、上記第１の実施形態で示した通りであり、導電性高分子からなる粒子または凝集体が分散されてなる分散体を薄肉部分２４ａに付着させることにより第２固体電解質層６４を形成しても良いし、導電性高分子が溶解されてなる溶液を薄肉部分２４ａに付着させることにより第２固体電解質層６４を形成しても良い。本実施形態では、薄肉部分２４ａが陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成されているので、第２固体電解質層６４は陽極体１１の第２端部１１ｂ側に形成される。
次に、図６のステップＳ１５において陰極層を形成してから、図６のステップＳ１６においてコンデンサ素子１０を封止する。陰極層を形成する工程およびコンデンサ素子１０を封止する工程はいずれも上記第１の実施形態で示したとおりである。このようにして図５（ａ）に示す固体電解コンデンサが製造される。
≪第３の実施形態≫
本発明の第３の実施形態では、第２固体電解質層が上記第２の実施形態における第１固体電解質層全体を覆うように形成されている。以下では、上記第２の実施形態とは異なる点を主に示す。
本発明の第３の実施形態では、第２固体電解質層が上記第２の実施形態における第１固体電解質層全体を覆うように形成されている。以下では、上記第２の実施形態とは異なる点を主に示す。
［固体電解コンデンサの構成］
図８は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの構成を示す断面図である。本実施形態では、第２固体電解質層７４は第１固体電解質層２４全体を覆うように形成されている。
図８は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの構成を示す断面図である。本実施形態では、第２固体電解質層７４は第１固体電解質層２４全体を覆うように形成されている。
［固体電解コンデンサの製造方法］
まず、上記第１の実施形態で記載の方法にしたがって陽極体１１を形成する工程および誘電体被膜１３を形成する工程を順に行なう。次に、第１固体電解質層２４を形成する。
まず、上記第１の実施形態で記載の方法にしたがって陽極体１１を形成する工程および誘電体被膜１３を形成する工程を順に行なう。次に、第１固体電解質層２４を形成する。
第１固体電解質層２４を形成する工程では、上記第２の実施形態で記載の方法にしたがって電解重合法により第１固体電解質層２４を形成する。電解重合法により第１固体電解質層２４を形成すると、バリ９４（図７（ａ）参照）が第１固体電解質層２４に形成される。よって、上記第２の実施形態で記載した方法にしたがってバリ９４を除去する。
バリ９４（図７（ａ）参照）を除去するとき、バリ９４直下の第１固体電解質層２４などがバリ９４と一緒に除去され、よって、薄肉部分２４ａ（図７（ａ）参照）が形成される。その後、第２固体電解質層７４を形成する工程を行なう。
第２固体電解質層７４を形成する工程では、薄肉部分２４ａだけでなく第１固体電解質層２４全体を覆うように第２固体電解質層７４を形成する。たとえば、第１固体電解質層２４が形成された陽極体１１を、導電性高分子からなる粒子または凝集体が分散されてなる分散体に浸漬させても良いし、導電性高分子が溶解されてなる溶液に浸漬させても良い。このように第１固体電解質層２４全体を覆うように第２固体電解質層７４を形成すると、第２固体電解質層７４は薄肉部分２４ａをもれなく覆う。よって、上記第１〜第２の実施形態に比べて、ショート不良率がさらに低下し、ＬＣがさらに低下する。また、陽極体１１の外周部分における固体電解質層の厚さを確保することができる。よって、上記第１〜第２の実施形態に比べて、等価直列抵抗（以下「ＥＳＲ」と記す）が低下する。さらに、薄肉部分２４ａが形成された場所を確認することなく第２固体電解質層７４を形成することができるため、第２固体電解質層７４を容易且つ短時間で形成することができる。この効果は、薄肉部分２４ａが複数箇所にわたって形成されている場合に顕著となる。浸漬時間は特に限定されず、陽極体１１の外周部分における固体電解質層の厚さが１μｍ以上１００μｍ以下となるように調整されることが好ましい。
その後、上記第１の実施形態で記載の方法にしたがって、陰極層を形成する工程およびコンデンサ素子１０を封止する工程を順に行なう。このようにして図８に示す固体電解コンデンサが製造される。
上記第１の実施形態において第１固体電解質層１４全体を覆うように第２固体電解質層を形成してもよい。この場合にも本実施形態における効果が得られる。
上記第１〜第２の実施形態では、固体電解コンデンサの製造コストを上記第３の実施形態よりも低く抑えることができる。一方、固体電解コンデンサの性能は、上記第１の実施形態、上記第２の実施形態および上記第３の実施形態の順に高くなる。製造コストおよび要求される性能などをふまえて、上記第１〜第３の実施形態に係る固体電解コンデンサのいずれを採用するかを決定すればよい。
以上第１〜第３の実施形態において本発明の固体電解コンデンサを示したが、本発明の固体電解コンデンサは上記第１〜第３の実施形態に係る固体電解コンデンサに限定されず、公知の形状に応用することができる。公知の形状としては、たとえば、巻回型の固体電解コンデンサ、および、弁作用金属からなる箔を用いた積層型の固体電解コンデンサなどを挙げることができる。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜実施例１＞
（陽極体の形成）
まず、タンタル粉末を準備し、棒状体のタンタルからなる陽極リードの長手方向の一端側をタンタル粉末に埋め込んだ状態で当該タンタル粉末を直方体に成形した。そして、この成形体を焼結し、陽極リードの一端が埋設された多孔質構造の陽極体を形成した。このときの陽極体の寸法は、縦×横×高さが４．５ｍｍ×３．５ｍｍ×２．５ｍｍであった。
（陽極体の形成）
まず、タンタル粉末を準備し、棒状体のタンタルからなる陽極リードの長手方向の一端側をタンタル粉末に埋め込んだ状態で当該タンタル粉末を直方体に成形した。そして、この成形体を焼結し、陽極リードの一端が埋設された多孔質構造の陽極体を形成した。このときの陽極体の寸法は、縦×横×高さが４．５ｍｍ×３．５ｍｍ×２．５ｍｍであった。
（誘電体被膜の形成）
次に、陽極体をリン酸溶液に浸漬して、陽極リードを介して陽極体に３０Ｖの電圧を印加した。これにより、陽極体を覆うようにＴａ2Ｏ5からなる誘電体被膜を形成した。
次に、陽極体をリン酸溶液に浸漬して、陽極リードを介して陽極体に３０Ｖの電圧を印加した。これにより、陽極体を覆うようにＴａ2Ｏ5からなる誘電体被膜を形成した。
（プレコート層の形成）
次に、化学重合法によって導電性のプレコート層を形成した。具体的には、まず、重合液として、ピロールを０．０３ｍｏｌ／ｌの濃度で含むエタノール溶液と、過硫酸アンモニウムおよびｐ−トルエンスルホン酸を含む水溶液とを準備した。そして、誘電体被膜が形成された陽極体を上記エタノール溶液および上記水溶液に順に浸漬し、上記水溶液から引き上げた陽極体を室温で放置した。これにより、誘電体被膜を覆うようにポリピロールからなるプレコート層を形成した。
次に、化学重合法によって導電性のプレコート層を形成した。具体的には、まず、重合液として、ピロールを０．０３ｍｏｌ／ｌの濃度で含むエタノール溶液と、過硫酸アンモニウムおよびｐ−トルエンスルホン酸を含む水溶液とを準備した。そして、誘電体被膜が形成された陽極体を上記エタノール溶液および上記水溶液に順に浸漬し、上記水溶液から引き上げた陽極体を室温で放置した。これにより、誘電体被膜を覆うようにポリピロールからなるプレコート層を形成した。
（第１固体電解質層の形成）
次に、電解重合法によって第１固体電解質層を形成した。具体的には、まず、電解重合液として、ピロールおよびアルキルナフタレンスルホン酸をそれぞれ０．０３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含む水溶液を準備した。この水溶液で電解重合用装置の電解槽を満たしたのち、プレコート層などが形成された陽極体をこの水溶液に浸漬させた。そして、プレコート層に０．５ｍＡの電流を３時間流した。これにより、プレコート層を覆うようにポリピロールからなる第１固体電解質層を形成した。このとき、陽極体の下面上（陽極体の第２端部側）に形成された第１固体電解質層には、薄肉部分が形成されていた。
次に、電解重合法によって第１固体電解質層を形成した。具体的には、まず、電解重合液として、ピロールおよびアルキルナフタレンスルホン酸をそれぞれ０．０３ｍｏｌ／Ｌの濃度で含む水溶液を準備した。この水溶液で電解重合用装置の電解槽を満たしたのち、プレコート層などが形成された陽極体をこの水溶液に浸漬させた。そして、プレコート層に０．５ｍＡの電流を３時間流した。これにより、プレコート層を覆うようにポリピロールからなる第１固体電解質層を形成した。このとき、陽極体の下面上（陽極体の第２端部側）に形成された第１固体電解質層には、薄肉部分が形成されていた。
（第２固体電解質層の形成）
次に、ＰＥＤＯＴの分散液を用いて第２固体電解質層を形成した。具体的には、分散液として、ＰＥＤＯＴからなる粒子を５ｗｔ％の濃度で含む水溶液を準備した。次に、第１固体電解質層などが形成された陽極体をこの分散液に５分間浸漬させてから引き上げ、１００℃で３０分間乾燥させた。これにより、ＰＥＤＯＴからなる第２固体電解質層を形成した。このとき、薄肉部分も含めて第１固体電解質層全体を覆うように第２固体電解質層を形成した。
次に、ＰＥＤＯＴの分散液を用いて第２固体電解質層を形成した。具体的には、分散液として、ＰＥＤＯＴからなる粒子を５ｗｔ％の濃度で含む水溶液を準備した。次に、第１固体電解質層などが形成された陽極体をこの分散液に５分間浸漬させてから引き上げ、１００℃で３０分間乾燥させた。これにより、ＰＥＤＯＴからなる第２固体電解質層を形成した。このとき、薄肉部分も含めて第１固体電解質層全体を覆うように第２固体電解質層を形成した。
（陰極層の形成）
次に、第２固体電解質層上にグラファイト粒子懸濁液を塗布して大気中で乾燥させた。これにより、第２固体電解質層を覆うようにカーボン層を形成した。その後、銀粒子を含む溶液を用いて銀ペイント層をカーボン層上に形成した。これらの操作によってコンデンサ素子を製造した。
次に、第２固体電解質層上にグラファイト粒子懸濁液を塗布して大気中で乾燥させた。これにより、第２固体電解質層を覆うようにカーボン層を形成した。その後、銀粒子を含む溶液を用いて銀ペイント層をカーボン層上に形成した。これらの操作によってコンデンサ素子を製造した。
（コンデンサ素子の封止）
コンデンサ素子において、陽極リードに銅からなる陽極端子を溶接し、銀ペイント層に銀接着剤を塗布して接着層を形成し、その接着層に銅からなる陰極端子の一端を接着させた。さらに、陽極端子および陰極端子の一部が露出するように、コンデンサ素子をエポキシ樹脂からなる外装樹脂で封止した。外装樹脂から露出する陽極端子および陰極端子を当該外装樹脂に沿うように折り曲げた後、エージング処理を行った。これにより、実施例１の固体電解コンデンサを製造した。製造された固体電解コンデンサの寸法は、縦×横×高さが７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×３．８ｍｍであった。
コンデンサ素子において、陽極リードに銅からなる陽極端子を溶接し、銀ペイント層に銀接着剤を塗布して接着層を形成し、その接着層に銅からなる陰極端子の一端を接着させた。さらに、陽極端子および陰極端子の一部が露出するように、コンデンサ素子をエポキシ樹脂からなる外装樹脂で封止した。外装樹脂から露出する陽極端子および陰極端子を当該外装樹脂に沿うように折り曲げた後、エージング処理を行った。これにより、実施例１の固体電解コンデンサを製造した。製造された固体電解コンデンサの寸法は、縦×横×高さが７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×３．８ｍｍであった。
＜実施例２＞
第１固体電解質層を形成したときにバリが形成されたために当該バリを除去してから第２固体電解質層を形成したことを除いては上記実施例１に記載の方法にしたがって、実施例２の固体電解コンデンサを製造した。
第１固体電解質層を形成したときにバリが形成されたために当該バリを除去してから第２固体電解質層を形成したことを除いては上記実施例１に記載の方法にしたがって、実施例２の固体電解コンデンサを製造した。
まず、上記実施例１に記載の方法にしたがって、誘電体被膜、プレコート層および第１固体電解質層を形成した。このとき、陽極体の下面上（陽極体の第２端部側）に形成された第１固体電解質層にはバリが形成されていた。
次に、第１固体電解質層に形成されたバリを研磨により除去した。このとき、バリ周辺の第１固体電解質層がバリと一緒に除去され、よって、薄肉部分が陽極体の下面上に形成された。
次に、上記実施例１に記載の方法にしたがって第２固体電解質層を形成した。つまり、薄肉部分も含めて第１固体電解質層全体を覆うように第２固体電解質層を形成した。その後、上記実施例１に記載の方法にしたがって、陰極層を形成してからコンデンサ素子を封止した。これにより、実施例２の固体電解コンデンサを製造した。
＜実施例３＞
薄肉部分を覆うようにして第２固体電解質層を形成したことを除いては上記実施例２に記載の方法にしたがって、実施例３の固体電解コンデンサを製造した。
薄肉部分を覆うようにして第２固体電解質層を形成したことを除いては上記実施例２に記載の方法にしたがって、実施例３の固体電解コンデンサを製造した。
まず、上記実施例１に記載の方法にしたがって、誘電体被膜、プレコート層および第１固体電解質層を形成した。このとき、陽極体の下面上（陽極体の第２端部側）に形成された第１固体電解質層にはバリが形成されていた。その後、上記実施例２に記載の方法にしたがってバリを除去した。このとき、バリ周辺の第１固体電解質層がバリと一緒に除去され、よって、薄肉部分が陽極体の下面上に形成された。
次に、薄肉部分が形成された陽極体の下面（陽極体の第２端部側）を上記実施例１で準備したＰＥＤＯＴからなる粒子を含む水溶液に５分間浸漬させてから引き上げ、１００℃で３０分間乾燥させた。これにより、薄肉部分を覆うようにＰＥＤＯＴからなる第２固体電解質層を形成した。
次に、上記実施例１に記載の方法にしたがって、陰極層を形成してからコンデンサ素子を封止した。これにより、実施例３の固体電解コンデンサを製造した。
＜実施例４＞
ポリアニリンが溶解されてなる溶液を用いて第２固体電解質層を形成したことを除いては上記実施例２に記載の方法にしたがって、実施例４の固体電解コンデンサを製造した。
ポリアニリンが溶解されてなる溶液を用いて第２固体電解質層を形成したことを除いては上記実施例２に記載の方法にしたがって、実施例４の固体電解コンデンサを製造した。
まず、上記実施例１に記載の方法にしたがって、誘電体被膜、プレコート層および第１固体電解質層を形成した。このとき、陽極体の下面上（陽極体の第２端部側）に形成された第１固体電解質層にはバリが形成されていた。その後、上記実施例２に記載の方法にしたがってバリを除去した。このとき、バリ周辺の第１固体電解質層がバリと一緒に除去され、よって、薄肉部分が陽極体の下面上に形成された。
次に、ポリアニリンが溶解されてなる溶液を用いて第２固体電解質層を形成した。まず、ポリアニリンが溶解されてなる溶液として、ポリアニリンを１ｗｔ％の濃度で含み、ジメチルスルホキシドを溶媒とする溶液を準備した。次に、第１固体電解質層などが形成された陽極体をこの溶液に５分間浸漬させてから引き上げ、１００℃で３０分間乾燥させた。これにより、ポリアニリンからなる第２固体電解質層を形成した。このとき、バリを除去することによって厚さが薄くなった第１固体電解質層の部分（薄肉部分）も含めて第１固体電解質層全体を覆うように第２固体電解質層を形成した。
次に、上記実施例１に記載の方法にしたがって、陰極層を形成してからコンデンサ素子を封止した。これにより、実施例４の固体電解コンデンサを製造した。
＜比較例１＞
第２固体電解質層を形成しなかったことを除いては上記実施例１に記載の方法にしたがって、比較例１の固体電解コンデンサを製造した。
第２固体電解質層を形成しなかったことを除いては上記実施例１に記載の方法にしたがって、比較例１の固体電解コンデンサを製造した。
＜比較例２＞
第２固体電解質層を形成しなかったことを除いては上記実施例２に記載の方法にしたがって、比較例２の固体電解コンデンサを製造した。
第２固体電解質層を形成しなかったことを除いては上記実施例２に記載の方法にしたがって、比較例２の固体電解コンデンサを製造した。
＜比較例３＞
化学重合法により第１固体電解質層を形成したことを除いては上記比較例１に記載の方法にしたがって、比較例３の固体電解コンデンサを製造した。比較例３では、上記実施例１におけるプレコート層の形成方法にしたがって第１固体電解質層を形成した。
化学重合法により第１固体電解質層を形成したことを除いては上記比較例１に記載の方法にしたがって、比較例３の固体電解コンデンサを製造した。比較例３では、上記実施例１におけるプレコート層の形成方法にしたがって第１固体電解質層を形成した。
＜比較例４＞
第１固体電解質層を形成してから第２固体電解質層を形成したことを除いては上記比較例３に記載の方法にしたがって、比較例４の固体電解コンデンサを製造した。比較例４では、上記実施例１における第２固体電解質層の形成方法にしたがって第２固体電解質層を形成した。
第１固体電解質層を形成してから第２固体電解質層を形成したことを除いては上記比較例３に記載の方法にしたがって、比較例４の固体電解コンデンサを製造した。比較例４では、上記実施例１における第２固体電解質層の形成方法にしたがって第２固体電解質層を形成した。
＜容量の測定＞
各実施例１〜４および各比較例１〜４の固体電解コンデンサからそれぞれランダムに２０個ずつ抽出した。抽出された各固体電解コンデンサについて、４端子測定用のＬＣＲメータを用いて周波数１２０Ｈｚにおける各固体電解コンデンサの容量を測定し、各実施例１〜４および各比較例１〜４における平均値を算出した。容量が大きい方が固体電解コンデンサの性能が優れていることを表わす。
各実施例１〜４および各比較例１〜４の固体電解コンデンサからそれぞれランダムに２０個ずつ抽出した。抽出された各固体電解コンデンサについて、４端子測定用のＬＣＲメータを用いて周波数１２０Ｈｚにおける各固体電解コンデンサの容量を測定し、各実施例１〜４および各比較例１〜４における平均値を算出した。容量が大きい方が固体電解コンデンサの性能が優れていることを表わす。
＜ＥＳＲの測定＞
各実施例１〜４および各比較例１〜４の固体電解コンデンサからそれぞれランダムに２０個ずつ抽出した。抽出された各固体電解コンデンサについて、４端子測定用のＬＣＲメータを用いて周波数１００ｋＨｚにおける各固体電解コンデンサのＥＳＲ（ｍΩ）を測定し、各実施例１〜４および各比較例１〜４における平均値を算出した。ＥＳＲが小さい方が固体電解コンデンサの性能が優れていることを表わす。
各実施例１〜４および各比較例１〜４の固体電解コンデンサからそれぞれランダムに２０個ずつ抽出した。抽出された各固体電解コンデンサについて、４端子測定用のＬＣＲメータを用いて周波数１００ｋＨｚにおける各固体電解コンデンサのＥＳＲ（ｍΩ）を測定し、各実施例１〜４および各比較例１〜４における平均値を算出した。ＥＳＲが小さい方が固体電解コンデンサの性能が優れていることを表わす。
＜ＬＣの測定＞
各実施例１〜４および各比較例１〜４の固体電解コンデンサからそれぞれランダムに２０個ずつ抽出した。抽出された各固体電解コンデンサに１ｋΩの抵抗を直列につないで、その抵抗に対して並列に電圧計を接続して、定格の電圧を加えたときに流れた電流値を測定した。ＬＣが低い方が固体電解コンデンサの性能が優れていることを表わす。
各実施例１〜４および各比較例１〜４の固体電解コンデンサからそれぞれランダムに２０個ずつ抽出した。抽出された各固体電解コンデンサに１ｋΩの抵抗を直列につないで、その抵抗に対して並列に電圧計を接続して、定格の電圧を加えたときに流れた電流値を測定した。ＬＣが低い方が固体電解コンデンサの性能が優れていることを表わす。
＜外形寸法の良品率＞
各実施例１〜４および各比較例１〜４の固体電解コンデンサからそれぞれランダムに１００個ずつ抽出した。抽出された各固体電解コンデンサの外形寸法を測定し、測定された外形寸法が規格外となった固体電解コンデンサを不良品とみなし、（外形寸法の良品率）＝（不良品の個数）／（１００個）×１００を用いて外形寸法の良品率を測定した。外形寸法の良品率が高い方が固体電解コンデンサの性能が優れていることを表わす。
各実施例１〜４および各比較例１〜４の固体電解コンデンサからそれぞれランダムに１００個ずつ抽出した。抽出された各固体電解コンデンサの外形寸法を測定し、測定された外形寸法が規格外となった固体電解コンデンサを不良品とみなし、（外形寸法の良品率）＝（不良品の個数）／（１００個）×１００を用いて外形寸法の良品率を測定した。外形寸法の良品率が高い方が固体電解コンデンサの性能が優れていることを表わす。
固体電解コンデンサの製造条件を表１に示し、容量などの測定結果を表２に示す。
実施例１では、比較例１に比べて、ＥＳＲが低く、ＬＣも低かった。その理由として次に示すことが考えられる。実施例１では、第２固体電解質層が第１固体電解質層を覆うように形成されているので、薄肉部分において陽極体と陰極層とが電気的に短絡することを防止することができる。一方、比較例１では、第２固体電解質層が形成されていないので、薄肉部分において陽極体と陰極層とが電気的に短絡することがある。
実施例１では、比較例１に比べてＥＳＲおよびＬＣともに向上したのに対して、比較例３と比較例４とでは、ＥＳＲにもＬＣにも大差はなかった。その理由としては、次に示すことが考えられる。実施例１および比較例１では、電解重合により第１固体電解質層を形成しているため、バリが当該第１固体電解質層に形成されているおそれがある。よって、第１固体電解質層を覆うように第２固体電解質層を形成することにより、ＥＳＲの低下およびＬＣの低下を図ることができる。一方、比較例３〜４では、化学重合により第１固体電解質層を形成しているため、バリは当該第１固体電解質層に形成されない。そのため、第１固体電解質層を覆うように第２固体電解質層を形成しても、ＥＳＲの低下およびＬＣの低下を図ることが難しい。以上より、少なくとも薄肉部分を覆うように第２固体電解質層を形成することにより得られる効果は、化学重合により第１固体電解質層を形成した場合よりも、電解重合により第１固体電解質層を形成した場合の方が顕著となる。
実施例２では、比較例２に比べて、ＥＳＲが大幅に低く、ＬＣも大幅に低かった。その理由として次に示すことが考えられる。実施例２では、第２固体電解質層が第１固体電解質層を覆うように形成されているので、薄肉部分において陽極体と陰極層とが電気的に短絡することを防止することができる。一方、比較例２では、バリを除去したにも関わらず第２固体電解質層が形成されていないので、薄肉部分において陽極体と陰極層とが電気的に短絡しやすい。
実施例２〜３では、実施例１に比べて、ＬＣが低かった。その理由として次に示すことが考えられる。実施例２〜３では、第１固体電解質層に形成されたバリを除去しているので、組立工程（たとえば端子接続工程または樹脂モールド工程など）において外部応力が固体電解質コンデンサの構成要素（たとえば図１に示す陰極端子１９など）に掛かり難い。一方、実施例１では、第１固体電解質層に形成されたバリを除去していないので、上記組立工程において外部応力などを受け易い。また、実施例２〜３では、実施例１に比べて、外形寸法の良品率が高かった。その理由として実施例２〜３では第１固体電解質層に形成されたバリを除去しているのに対し実施例１では当該バリを除去していないことが考えられる。このことは、比較例２では比較例１よりも外形寸法の良品率が高かったという結果に対しても言える。
実施例２では、実施例３に比べて、ＥＳＲが低く、ＬＣも低かった。その理由として次に示すことが考えられる。実施例２では、第１固体電解質層を覆うように第２固体電解質層が形成されているので、第２固体電解質層は薄肉部分をもれなく覆う。また、陽極体の外周部分における固体電解質層の厚さを確保することができる。
実施例３では、比較例２に比べて、ＥＳＲが低く、ＬＣも低かった。その理由として次に示すことが考えられる。実施例３では、第２固体電解質層が第１固体電解質層を覆うように形成されているので、薄肉部分において陽極体と陰極層とが電気的に短絡することを防止することができる。一方、比較例２では、第２固体電解質層が形成されていないので、薄肉部分において陽極体と陰極層とが電気的に短絡することがある。
実施例３では、薄肉部分を覆うように第２固体電解質層を形成しているので、実施例２などに比べて製造コストを抑えることができた。
実施例４においても、実施例２と同様の結果が得られた。このことから、第２固体電解質層としてポリアニリンを用いた場合であっても、第２固体電解質層としてＰＥＤＯＴを用いた場合と同様の効果が得られること分かる。
なお、比較例２では、比較例１に比べて、ＬＣがさらに高かった。その理由として、次に示すことが考えられる。比較例１ではバリを除去していないのに対し、比較例２ではバリを除去している。そのため、薄肉部分が形成される確率は、比較例２の方が比較例１よりも高くなる。
また、比較例３では、比較例１に比べて、ＥＳＲがさらに高く、ＬＣもさらに高かった。その理由としては、次に示すことが考えられる。比較例１では電解重合により第１固体電解質層を形成しているのに対し、比較例３では化学重合により第１固体電解質層を形成している。そのため、比較例１の方が比較例３よりも緻密な第１固体電解質層を形成することができる。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１０ コンデンサ素子、１１ 陽極体、１１ａ 第１端部、１１ｂ 第２端部、１２ 陽極リード、１３ 誘電体被膜、１４，２４ 第１固体電解質層、１４ａ，２４ａ 薄肉部分、１５ カーボン層、１６ 銀ペイント層、１７ 陽極端子、１８ 接着層、１９ 陰極端子、２０ 外装樹脂、５４，６４，７４ 第２固体電解質層。
Claims (4)
- 陽極体を形成する工程と、
前記陽極体を覆うように誘電体被膜を形成する工程と、
前記誘電体被膜を覆うように第１固体電解質層を形成する工程と、
前記第１固体電解質層に生じたバリを除去する工程と、
前記第１固体電解質層のうち前記バリが除去された部分を覆うように、導電性高分子からなる第２固体電解質層を形成する工程と、
前記第１固体電解質層および前記第２固体電解質層を覆うように、陰極層を形成する工程とを備えた、固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記第１固体電解質層を形成する工程は、導電性高分子を電解重合によって形成する工程を含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記第２固体電解質層を形成する工程は、前記導電性高分子からなる粒子もしくは凝集体が分散されてなる分散体または前記導電性高分子が溶解されてなる溶液を、前記第１固体電解質層の厚さが相対的に薄い部分に付着させることにより前記第２固体電解質層を形成する工程を含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記第２固体電解質層を形成する工程は、前記導電性高分子からなる粒子もしくは凝集体が分散されてなる分散体または前記導電性高分子が溶解されてなる溶液を、前記第１固体電解質層のうち前記バリが除去された部分に付着させることにより前記第２固体電解質層を形成する工程を含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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