JP7072487B2

JP7072487B2 - 電解コンデンサの製造方法

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Publication number: JP7072487B2
Application number: JP2018203477A
Authority: JP
Inventors: 康弘陳場; 稔船橋; 悟勝又; 学佐藤
Original assignee: Nichicon Capacitor Ltd
Current assignee: Nichicon Capacitor Ltd
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2022-05-20
Anticipated expiration: 2038-10-30
Also published as: JP2020072132A

Description

本発明は、電解コンデンサの製造方法に関し、例えば、導電性高分子ハイブリッドアルミニウム電解コンデンサの製造方法に関するものである。

導電性高分子アルミニウム固体電解コンデンサや導電性高分子ハイブリッドアルミニウム電解コンデンサは、導電性の高い導電性高分子を用いてコンデンサ素子に導電性高分子層を形成して作製するコンデンサである。

導電性高分子を電解質として用いる電解コンデンサの製造方法は、例えば、特許文献１に開示されている。

特許第６１８００１０号公報

導電性高分子アルミニウム固体電解コンデンサや導電性高分子ハイブリッドアルミニウム電解コンデンサ(以下、電解コンデンサ)などにおいて、導電性高分子層を形成する場合は、導電性高分子層形成工程を複数回行うことでコンデンサ素子における導電性高分子の充填率を高め、ＥＳＲを低減する方法が一般的になされている。

しかしながら、この方法では導電性高分子層形成工程を複数回行って導電性高分子層を形成する分、製造コストが高くなる問題があった。

かかる問題を解決するため、導電性高分子層形成工程の回数を少なくしてＥＳＲを低減する方法が必要となるが、導電性高分子層形成工程の回数を少なくした場合、ＥＳＲを低減する方法としてエチレングリコール（ＥＧ）等の極性溶媒に浸漬し、乾燥して導電性高分子層の配向性を向上させる方法が知られている。

この方法を用いる場合、溶媒の蒸散および熱的に安定させるため１６０℃程度の熱をかける必要があるが、導電性高分子層形成工程の回数が少ない場合は導電性高分子の充填率が低いため、導電性高分子層の熱的な劣化によりＥＳＲが悪化する問題がある。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、ＥＳＲの低減及び高温乾燥後におけるＥＳＲの悪化を抑制することができる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。

本発明の電解コンデンサの製造方法は、電解紙を介して弁金属の陽極箔と陰極箔とを対向させ、巻回してなるコンデンサ素子を有する電解コンデンサの製造方法であって、前記コンデンサ素子の誘電体酸化皮膜の表面に導電性高分子層を形成する工程と、前記導電性高分子層が形成された前記コンデンサ素子に対して、極性溶媒からなる第１の溶媒に当該第１の溶媒よりも沸点が高い第２の溶媒を添加した高沸点溶剤を含浸させる工程と、前記高沸点溶剤が含浸された前記コンデンサ素子に対して、前記第１の溶媒の沸点よりも高く、かつ、前記第２の溶媒の沸点よりも低い温度で高温乾燥処理を施す工程と、を備えることを特徴とする。

この方法によれば、高温乾燥処理によって第１の溶媒を蒸発させ、コンデンサ素子として熱的に安定させることができるとともに、当該高温乾燥処理によっても第２の溶媒を残存させることができる。このように、第１の溶媒を用いることにより、導電性高分子層の配向性を向上させることができるため、導電性高分子層形成工程の回数を減らしてもＥＳＲの劣化を抑制することができるとともに、高温乾燥処理による導電性高分子の熱的な劣化を第２の溶媒により保護することができる。

また、本発明の電解コンデンサの製造方法は、前記方法において、前記第１の溶媒は、エチレングリコールであり、前記第２の溶媒は、ポリグリセリンであることを特徴とする。

この方法によれば、エチレングリコールの沸点よりもポリグリセリンの沸点のほうが高いことにより、この間の温度で高温乾燥処理を行えば、ＥＳＲの低減及び高温乾燥後におけるＥＳＲの悪化を抑制することができる電解コンデンサを実現することができる。

また、本発明の電解コンデンサの製造方法は、前記方法において、前記エチレングリコールに対する前記ポリグリセリンの添加量は、５～１０ｗｔ％であることを特徴とする。

この方法によれば、低温環境下における静電容量（Ｃａｐ）の低下を抑制することができる。

導電性高分子層は、モノマー、ドーパントおよび酸化剤などを含有する溶液を誘電体層に付与し、その場で、化学重合もしくは電解重合させる方法で形成してもよい。ただし、優れた耐電圧特性を期待できる点で、導電性高分子を誘電体層に付与する方法により、導電性高分子層を形成することが好ましい。すなわち、導電性高分子層は、液状成分と、液状成分に分散する導電性高分子とを含む高分子分散体（特に、導電性高分子と高分子ドーパントとを含む高分子分散体）を、誘電体層に含浸させ、誘電体層の少なくとも一部を覆う膜を形成した後、その膜から液状成分を揮発させることにより形成されたものであることが好ましい。上記電解液は、高分子分散体に含まれる導電性高分子の劣化の抑制に特に効果的であり、配向性の向上にも効果的である。

導電性高分子層に含まれる導電性高分子としては、ポリピロール、ポリチオフェンおよびポリアニリンなどが好ましい。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよく、２種以上のモノマーの共重合体でもよい。導電性高分子層が、このような導電性高分子を含むことにより、耐電圧特性のさらなる向上が期待できる。

なお、本明細書では、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどは、それぞれ、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどを基本骨格とする高分子を意味する。したがって、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどには、それぞれの誘導体も含まれ得る。例えば、ポリチオフェンには、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）などが含まれる。

導電性高分子の重量平均分子量は、特に限定されないが、例えば１０００～１０００００である。

導電性高分子からのドーパントの脱ドープを抑制する観点から、導電性高分子層は高分子ドーパントを含むことが望ましい。高分子ドーパントとしては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ（２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）、ポリイソプレンスルホン酸、ポリアクリル酸などのアニオンが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらは単独重合体であってもよく、２種以上のモノマーの共重合体であってもよい。なかでも、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）が好ましい。

高分子ドーパントの重量平均分子量は、特に限定されないが、均質な導電性高分子層を形成しやすい点で、例えば１０００～１０００００であることが好ましい。

本発明によると、ＥＳＲの低減及び高温乾燥後におけるＥＳＲの悪化を抑制することができる電解コンデンサの製造方法を提供することができる。

本発明の電解コンデンサで使用されるコンデンサ素子の斜視図である。本発明の電解コンデンサの構成を示す断面図である。本実施の形態に係る電解コンデンサの製造工程を示すフローチャートである。導電性高分子液の含浸工程の説明に供する側面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る電解コンデンサのコンデンサ素子７を示す斜視図であり、図２は、コンデンサ素子７を有する電解コンデンサ１０の構成を示す断面図である。図１に示すように、ハイブリッドコンデンサにおいては、エッチング処理および酸化皮膜形成処理が施された陽極箔１と陰極箔２とが電解紙（セパレータ）３を介して巻回され、素子止めテープ（図示せず）で固定されてコンデンサ素子７が形成されている。陽極箔１および陰極箔２には、陽極および陰極の引き出しリード線４および５が接続される。

陽極箔１は、表面上に誘電体酸化皮膜が形成された弁金属からなる。陽極箔に用いられる弁金属としては、アルミニウムやタンタル等があげられるが、本実施形態においては、アルミニウム箔を用いる。誘電体酸化皮膜は、弁金属の表面にエッチング処理および化成処理を施すことにより形成される。また、陰極箔２は、アルミニウム箔または、表面にエッチング処理を施されたアルミニウム箔および、アルミニウム箔表面に炭素粒子を保持させたアルミニウム箔、さらにアルミニウム箔表面にチタニウムを保持させたアルミニウム箔からなる。ここでは、表面にエッチング処理を施されたアルミニウム箔を用いる。

また、電解紙３は、セルロース繊維を主体としたものが用いられているが、化学繊維が混紗された混合繊維セパレータまたは合成繊維セパレータでもよい。化学繊維としては、例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリイミド繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維等の合成繊維が上げられる。ここでは、一般的なセルロース繊維のセパレータを用いた。

コンデンサ素子７は、真の陰極となる電解質が含浸された後、有底筒状の外装ケース１２（図２）に収納される。この外装ケース１２には、その開口端を封口すると共にコンデンサ素子２に接続した引き出しリード線４、５が挿通される挿通孔を有した弾性の封口体８と、樹脂により形成され、引き出しリード線４、５が挿通される挿通孔および当該引き出しリード線４、５が収納される端子溝を有した座板６とが取り付けられている。外装ケース１２の開口部は絞り加工により密閉された構造を有する。封口体８は弾性のあるゴム等からなるものであり、本実施形態においては、ブチルゴムを使用した。

座板６は、その挿通孔を挿通するリード線４を折り曲げて当該座板６の端子溝に収納することで固定され、リフロー実装時に実装対象である基板にはんだ付けされることになる。

次に、本実施形態の電解コンデンサの製造方法について説明する。図３は、本実施形態に係る電解コンデンサの製造工程を示すフローチャートである。

（加締・巻取工程）
両電極箔間に、図１に示す電解紙３を介して円筒形のコンデンサ素子７に巻取りながら、電極引き出しリードを陽極箔１および陰極箔２の各々に接続する。最後に、巻き終わりを素子止めテープ（図示せず）で止める（ステップＳ１０１）。電極引き出しリードと電極箔との接続方法としては、針穴加締方法やコールド加締（冷間圧着）、超音波溶接加締等を例示することができる。また、コンデンサ素子７に対して、封口体８を取り付ける。

（化成処理工程）
陽極箔の切り口や、陽極引き出しリード４及び陰極引き出しリード５の取り付け時に欠損した、誘電体酸化皮膜の修復（以下、化成処理）を行う（ステップＳ１０２）。化成処理に用いる化成液は、カルボン酸基を有する有機酸塩類、リン酸等の無機酸塩類の溶質を有機溶媒または無機溶媒に溶解した化成液が使用されるが、本実施形態では、溶質にアジピン酸アンモニウムを主体とした水溶媒に溶解させ、濃度０．１ｗｔ％～２ｗｔ％化成液を用いて、電圧を印加し、化成処理を行う。その後、熱処理と化成処理を数回繰り返すことにより、強靭な誘電体酸化皮膜が形成される。ここで行う熱処理は２００℃～３００℃の温度範囲で数十分程度行う。

（導電性高分子層形成工程）
次に、電解コンデンサの陰極層である導電性高分子層の形成を行う（ステップＳ１０３）。化成処理を行ったコンデンサ素子７に、導電性高分子（以下、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を水に分散させた水溶液を減圧含浸させる。含浸時の浸漬深さは、図４に示すように、液面２１がコンデンサ素子７の巻回軸方向の長さＬの１／２～２／３となるようにしている。次に、素子を引き上げ、３０℃の室温中で乾燥（導電性高分子の乾燥）を行うことで、コンデンサ素子７に導電性高分子層を形成させる。

（高沸点溶剤浸漬及び乾燥処理工程）
ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの配向性を高めるため、高沸点溶剤浸漬及び乾燥処理を行う（ステップＳ１０４）。導電性高分子層を形成させたコンデンサ素子７を、エチレングリコール（以下、ＥＧ）とポリグリセリン（以下、ＰＧ）を所定の重量比で混合した高沸点溶剤に含浸させる。その後、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの再配向性を促進させるため、６０℃の減圧下で４時間乾燥させる（ＥＧ乾燥）。

ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの再配向性を整えた後は、上述した高沸点溶剤を含浸させたコンデンサ素子７の熱的な安定の向上と、ＥＧをコンデンサ素子７から蒸発させる目的のために、高温乾燥を行う。ＥＧをコンデンサ素子７から蒸発させるのは、コンデンサ素子７にＥＧが残存しているとリフロー時の製品膨張等の懸念があるためである。ただし、この高温乾燥時の温度が高くなると、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの抵抗も上昇する傾向にあるため、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの抵抗上昇を抑制することが可能であるＰＧをコンデンサ素子７に残存させる。このため、高温乾燥時の温度は、ＥＧが蒸発する温度以上であり、なおかつＰＧは蒸発しない温度である１６０℃程度とする（高温乾燥）。

（含浸工程）
導電性高分子ハイブリッドアルミニウム電解コンデンサの場合は、本工程を実施する。導電性高分子アルミニウム固体電解コンデンサの場合は、本工程を行なわない。高沸点溶剤浸漬及び乾燥処理を行った後、減圧や加圧等によりコンデンサ素子７に駆動用電解液を含浸させる（ステップＳ１０５）。電解液は微量の溶質・安定剤を含む溶液として、沸点２００℃以上の有機溶媒との混合溶液である。本実施形態では、γ－バレロラクトンを主溶媒とした。また、この時の含浸時間は、コンデンサ素子７のサイズや駆動用電解液の種類によって異なるが、一般的に素子サイズが大きくなるほど含浸時間も長くなる。その後、過剰な駆動用電解液を遠心分離機にて、ある一定量取り除く。

（組立工程）
電解質を含浸したコンデンサ素子７を金属ケース内に収納し、金属ケースの開口部を封口体１０で封止するとともにカーリング加工を施し気密を保持する。（ステップＳ１０６）。

（エージング工程）
続いて、１２５℃の温度条件にてコンデンサに所定の電圧を印加しエージング処理を施し（ステップＳ１０７）、電解コンデンサが完成する。本実施形態における電解コンデンサは、直径６．５ｍｍ、長さ５．８ｍｍ、定格電圧３５Ｖ、静電容量４７μＦである。

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。

（比較例）
比較例は、ＥＧとＰＧを１００：０の重量比とした（すなわち、ＥＧのみを用いた）極性溶媒に含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサである。

（実施例１）
本実施例１は、ＥＧとＰＧを９５：５の重量比で混合した高沸点溶剤に含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサである。

（実施例２）
本実施例２は、ＥＧとＰＧを９０：１０の重量比で混合した高沸点溶剤に含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサである。

（実施例３）
本実施例３は、ＥＧとＰＧを８５：１５の重量比で混合した高沸点溶剤に含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサである。

（実施例４）
本実施例４は、ＥＧとＰＧを８０：２０の重量比で混合した高沸点溶剤に含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサである。

上記の比較例の電解コンデンサおよび実施例１～４の電解コンデンサについて、上述のステップＳ１０３における導電性高分子の乾燥、ステップＳ１０４のＥＧ乾燥を行った後のＣａｐ（静電容量）、ｔａｎδおよびＥＳＲを表１に示し、さらにステップＳ１０４の高温乾燥（１６０℃乾燥）を行った後のＣａｐ（静電容量）、ｔａｎδおよびＥＳＲを表２に示す。

表１および表２から以下のことが分かる。
比較例の電解コンデンサにおけるＥＧ乾燥後は、Ｃａｐは４４．７μＦ、ｔａｎδは０．０１３、ＥＳＲは２１．５ｍΩであり、１６０℃乾燥後は、Ｃａｐは３９．５μＦ、ｔａｎδは０．０６０、ＥＳＲは２５．５ｍΩである。従って、ＥＧ乾燥後から１６０℃乾燥後のＥＳＲの変化量は１．１９倍である。

実施例１の電解コンデンサにおけるＥＧ乾燥後は、Ｃａｐは４４．３μＦ、ｔａｎδは０．０１４、ＥＳＲは２２．５ｍΩであり、１６０℃乾燥後は、Ｃａｐは４２．３μＦ、ｔａｎδは０．０３５、ＥＳＲは２３．４ｍΩである。従って、ＥＧ乾燥後から１６０℃乾燥後のＥＳＲの変化量は１．１９倍である。

実施例２の電解コンデンサにおけるＥＧ乾燥後は、Ｃａｐは４４．７μＦ、ｔａｎδは０．０１４、ＥＳＲは２０．２ｍΩであり、１６０℃乾燥後は、Ｃａｐは４３．４μＦ、ｔａｎδは０．０２４、ＥＳＲは２２．２ｍΩである。従って、ＥＧ乾燥後から１６０℃乾燥後のＥＳＲの変化量は１．１０倍である。

実施例３の電解コンデンサにおけるＥＧ乾燥後は、Ｃａｐは４４．９μＦ、ｔａｎδは０．０１２、ＥＳＲは２０．２ｍΩであり、１６０℃乾燥後は、Ｃａｐは４３．３μＦ、ｔａｎδは０．０２２、ＥＳＲは２２．４ｍΩである。従って、ＥＧ乾燥後から１６０℃乾燥後のＥＳＲの変化量は１．１１倍である。

実施例４の電解コンデンサにおけるＥＧ乾燥後は、Ｃａｐは４４．５μＦ、ｔａｎδは０．０１４、ＥＳＲは２０．８ｍΩであり、１６０℃乾燥後は、Ｃａｐは４３．４μＦ、ｔａｎδは０．０２０、ＥＳＲは２２．３ｍΩである。従って、ＥＧ乾燥後から１６０℃乾燥後のＥＳＲの変化量は１．０７倍である。

上述の結果から、実施例１～４の、ＥＧにＰＧを添加した高沸点溶剤を含浸させた電解コンデンサは、比較例の、ＥＧのみの極性溶媒を含浸させた電解コンデンサと比べて、ＥＧ乾燥後～１６０℃乾燥後のＥＳＲの変化量を同等かそれより低く抑えることができることが分かる。

次に、上記の比較例の電解コンデンサおよび実施例１～４の電解コンデンサについて、上述のステップＳ１０７のエージング（ＡＧ）後のＣａｐ、ｔａｎδ、ＥＳＲ及びＬＣ（リーク電流）を表３に示し、さらにリフロー後（電解コンデンサを基板に半田付けする際のリフロー後）のＣａｐ、ｔａｎδ、ＥＳＲ及びＬＣを表４に示す。

表３および表４から以下のことが分かる。
比較例の電解コンデンサにおけるエージング後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４４．２μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０１７、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．５０ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０２８２ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は０．８μＡである。また、リフロー後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４３．４μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０２４、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．７４ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３４５ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は９２．４μＡである。従って、エージング後からリフロー後のＣａｐの変化率（ΔＣ／Ｃｏ）は－１．９％である。また、エージング後からリフロー後のＥＳＲ変化率は、１２０Ｈｚにおいては１．４７倍であり、１００ｋＨｚにおいては１．２２倍である。

実施例１の電解コンデンサにおけるエージング後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４４．０μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０１７、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．５０ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０２６７ｍΩ、１ｍｉｎにおけるリーク電流（ＬＣ）は１．３μＡである。また、リフロー後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４３．２μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０２１、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．６５ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３１０ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は７５．６μＡである。従って、エージング後からリフロー後のＣａｐの変化率は－１．９％である。また、エージング後からリフロー後のＥＳＲに関しては、１２０Ｈｚにおいては１．２９倍であり、１００ｋＨｚにおいては１．１６倍である。

実施例２の電解コンデンサにおけるエージング後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４４．１μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０１６、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．４９ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０２５５ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は０．６μＡである。また、リフロー後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４３．２μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０２０、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．６２ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０２９９ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は１６．９μＡである。従って、エージング後からリフロー後のＣａｐの変化率は－２．０％である。また、エージング後からリフロー後のＥＳＲに関しては、１２０Ｈｚにおいては１．２６倍であり、１００ｋＨｚにおいては１．１７倍である。

実施例３の電解コンデンサにおけるエージング後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４４．０μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０１７、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．５１ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０２５１ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は２．３μＡである。また、リフロー後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４３．０μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０２０、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．６２ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０２９９ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は１１．５μＡである。従って、エージング後からリフロー後のＣａｐの変化率は－２．２％である。また、エージング後からリフロー後のＥＳＲに関しては、１２０Ｈｚにおいては１．２２倍であり、１００ｋＨｚにおいては１．１９倍である。

実施例４の電解コンデンサにおけるエージング後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４４．１μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０１７、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．５０ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０２５５ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は０．５μＡである。また、リフロー後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４３．３μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０２１、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．６３ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３０５ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は１０．２μＡである。従って、エージング後からリフロー後のＣａｐの変化率は－１．８％である。また、エージング後からリフロー後のＥＳＲに関しては、１２０Ｈｚにおいては１．２４倍であり、１００ｋＨｚにおいては１．１９倍である。

上述の結果から、実施例１～４の、ＥＧにＰＧを添加した高沸点溶剤を含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサは、比較例の、ＥＧのみの極性溶媒を含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサと比べて、リフロー後のＥＳＲが低減することが分かる。

また、ＥＧに対してＰＧを１０％以上添加した高沸点溶剤を含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサは、比較例の、ＥＧのみの極性溶媒に含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサと比べて、リフロー後のリーク電流の変化を抑えることができる（すなわち、リーク電流が安定する）ということが分かる。

次に、上記の比較例の電解コンデンサおよび実施例１～４の電解コンデンサのラッシュ試験（電源投入時に一時的に流れる大電流を想定した試験）前後のＣａｐ、ｔａｎδ、ＥＳＲ及びＬＣのそれぞれの推移の結果を表５および表６に示す。

表５および表６から以下のことが分かる。
比較例の電解コンデンサにおけるラッシュ試験前は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４３．３μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０２４、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．７４ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３４２ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は６６．７μＡである。また、ラッシュ試験後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４２．７μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０７９、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは２．４５ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３８１ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は４３．４μＡである。従って、ラッシュ試験前後のＣａｐの変化率は－１．３９％である。また、ラッシュ試験前からラッシュ試験後のＥＳＲの変化率は、１２０Ｈｚにおいては３．３１倍であり、１００ｋＨｚにおいては１．１１倍である。

実施例１の電解コンデンサにおけるラッシュ試験前は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４３．０μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０２０、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．６２ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３１８ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は５０．８μＡである。また、ラッシュ試験後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４２．９μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０５０、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは１．５２ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３４６ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は３４．４μＡである。従って、ラッシュ試験前後のＣａｐの変化率は－０．２３％である。また、ラッシュ試験前からラッシュ試験後のＥＳＲの変化率は、１２０Ｈｚにおいては２．４５倍であり、１００ｋＨｚにおいては１．０９倍である。

実施例２の電解コンデンサにおけるラッシュ試験前は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４３．１μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０１９、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．６０ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３０１ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は１０．４μＡである。また、ラッシュ試験後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４２．９μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０４５、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは１．４４ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３２１ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は１０．５μＡである。従って、ラッシュ試験前後のＣａｐの変化率は－０．４６％である。また、ラッシュ試験前からラッシュ試験後のＥＳＲの変化率は、１２０Ｈｚにおいては２．４０倍であり、１００ｋＨｚにおいては１．０７倍である。

実施例３の電解コンデンサにおけるラッシュ試験前は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４２．９μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０２０、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．６３ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３０８ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は２．２μＡである。また、ラッシュ試験後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４２．８μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０４７、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは１．４４ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３３０ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は９．４μＡである。従って、ラッシュ試験前後のＣａｐの変化率は－０．２３％である。また、ラッシュ試験前からラッシュ試験後のＥＳＲの変化率は、１２０Ｈｚにおいては２．２９倍であり、１００ｋＨｚにおいては１．０７倍である。

実施例４の電解コンデンサにおけるラッシュ試験前は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４３．０μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０２０、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは０．６３ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３０６ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は７．０μＡである。また、ラッシュ試験後は、１２０ＨｚにおけるＣａｐは４３．０μＦ、１２０Ｈｚにおけるｔａｎδは０．０４１、１２０ＨｚにおけるＥＳＲは１．２３ｍΩ、１００ｋＨｚにおけるＥＳＲは０．０３３６ｍΩ、１分間（１ｍｉｎ）のリーク電流（ＬＣ）は９．２μＡである。従って、ラッシュ試験前後のＣａｐの変化率は－０．００％である。また、ラッシュ試験前からラッシュ試験後のＥＳＲの変化率は、１２０Ｈｚにおいては１．９５倍であり、１００ｋＨｚにおいては１．１０倍である。

上述の結果から、実施例１～４の、ＥＧにＰＧを添加した高沸点溶剤を含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサは、比較例の、ＥＧのみの極性溶媒を含浸させたコンデンサ素子を使用した電解コンデンサと比べて、ラッシュ試験前後でのＥＳＲの変化率は同等かそれ以下であり、かつＣａｐの変化を抑えることができるということが分かる。

次に、上記の比較例の電解コンデンサ及び実施例１～４の電解コンデンサの温度特性について表７に示す。

表７から以下のことが分かる。
比較例の電解コンデンサについて、１２０ＨｚにおけるＣａｐは、－５５℃の温度環境下では３５．１μＦであり、２０℃の温度環境下では４２．１μＦである。従って、Ｃａｐの変化率は－１６．６％である。

実施例１の電解コンデンサについて、１２０ＨｚにおけるＣａｐは、－５５℃の温度環境下では３４．４μＦであり、２０℃の温度環境下では４１．７μＦである。従って、Ｃａｐの変化率は－１７．６％である。

実施例２の電解コンデンサについて、１２０ＨｚにおけるＣａｐは、－５５℃の温度環境下では３４．１μＦであり、２０℃の温度環境下では４２．２μＦである。従って、Ｃａｐの変化率は－１９．１％である。

実施例３の電解コンデンサについて、１２０ＨｚにおけるＣａｐは、－５５℃の温度環境下では３２．９μＦであり、２０℃の温度環境下では４２．１μＦである。従って、Ｃａｐの変化率は－２１．８％である。

実施例４の電解コンデンサについて、１２０ＨｚにおけるＣａｐは、－５５℃の温度環境下では３２．４μＦであり、２０℃の温度環境下では４２．３μＦである。従って、Ｃａｐの変化率は－２３．４％である。

上述の結果から、ＥＧに対するＰＧの配合比が高くなると、低温特性が悪化することが分かる。Ｃａｐの変化率を－２０％以内にするためには、ＥＧに対するＰＧの添加量は５～１０％が好ましい。すなわち、ＰＧを添加することで当該ＰＧによる見かけ上の容量が出現するが、低温領域において容量を失い低温特性が悪化する背反があることにより、最適な混合率とすることが必要である。この点について、上述のように、ＰＧの添加量を適切に定めることができる。

以上説明した電解コンデンサの製造方法によれば、高沸点溶剤浸漬・乾燥処理（Ｓ１０４）によってエチレングリコール（ＥＧ）を揮発させることで、当該エチレングリコールを蒸散させコンデンサ素子７として熱的に安定させることができるともに、当該高沸点溶剤浸漬・乾燥処理（Ｓ１０４）によってもポリグリセリン（ＰＧ）を残存させることができる。このように、エチレングリコールを用いることにより、導電性高分子の配向性を向上させることができるため、導電性高分子層形成工程の回数を減らしてもＥＳＲの劣化を抑制することができるとともに、高温乾燥処理による導電性高分子層の熱的な劣化をポリグリセリンにより保護することができる。

なお、上述の実施例においては、極性溶媒としてＥＧを用いた場合について述べたが、これに限られるものではなく、ＰＧよりも沸点の低い極性溶媒であればよい。例えば、ジメチルスルホキシド(ＤＭＳＯ)、ジメチルホルムアミド、Ｎ-メチル-ピロリドン、グリセリン、糖アルコール、ポリエチレングリコール等である。

また、上述の実施例においては、ＥＧに添加する溶媒としてＰＧを用いた場合について述べたが、これに限られたものではなく、リフロー温度以上（２４０℃以上）でも蒸散しない溶媒であればよい。例えば、ＰＥＧ(ポリエチレングリコール)等を用いることができる。

さらに、上述の実施例においては、導電性高分子ハイブリッドアルミニウム電解コンデンサについて述べたが、導電性高分子アルミニウム固体電解コンデンサにおいても、同様の効果が得られる。

１陽極箔
２陰極箔
３電解紙（セパレータ）
４、５引き出しリード線
６座板
７コンデンサ素子
８封口体
１２外装ケース

Claims

電解紙を介して弁金属の陽極箔と陰極箔とを対向させ、巻回してなるコンデンサ素子を有する電解コンデンサの製造方法であって、
前記コンデンサ素子の誘電体酸化皮膜の表面に導電性高分子層を形成する工程と、
前記導電性高分子層が形成された前記コンデンサ素子に対して、極性溶媒からなる第１の溶媒に当該第１の溶媒よりも沸点が高い第２の溶媒を添加した高沸点溶剤を含浸させる工程と、
前記高沸点溶剤が含浸された前記コンデンサ素子に対して、前記第１の溶媒の沸点よりも高く、かつ、前記第２の溶媒の沸点よりも低い温度で高温乾燥処理を施す工程と、
を備えることを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
前記第１の溶媒は、エチレングリコールであり、
前記第２の溶媒は、ポリグリセリンである
ことを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサの製造方法。
前記エチレングリコールに対する前記ポリグリセリンの添加量は、５～１０ｗｔ％であることを特徴とする請求項２に記載の電解コンデンサの製造方法。