(57)【要約】【課題】分子量が小さくて水酸基の多いジグリセリンを固体電解質層に積極的に含有させたことで酸化皮膜との接触を良好にし、尚且つ、平均分子量のオーダーを調整した水溶性化合物を含有させた水溶性化合物溶液によって所望の静電容量とし、使用周波数におけるＥＳＲを従来よりも小さくし、さらに酸化皮膜修復性能を向上させて漏れ電流の低減効果をより一層高めた構成の固体電解コンデンサを提供する。【解決手段】固体電解コンデンサ１は、固体電解質層２０を取り囲むように導入された水溶性高分子溶液３０を備え、固体電解質層２０はジグリセリン２ｆ１を含有しており、水溶性高分子溶液３０は水溶性化合物２ｆ２として液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを１種以上含有しているとともに、水を含有しており、水溶性化合物２ｆ２の平均分子量は４００未満である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、
前記固体電解質層はジグリセリンを含有しており、
前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物として液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを１種以上含有しているとともに水を含有しており、
前記水溶性化合物の平均分子量は４００未満であること
を特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記水溶性化合物の平均分子量は２００以上かつ３００以下であること
を特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記固体電解質層は前記導電性高分子化合物を２ｗｔ％以上含有しているとともにジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有しており、且つ、
前記水溶性化合物溶液は水を０．５ｗｔ％以上含有しているとともに前記水溶性化合物を８０ｗｔ％以上含有していること
を特徴とする請求項１または２記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、前記固体電解質層はジグリセリンを含有しており、前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物を含有しているとともに水を含有している固体電解コンデンサの製造方法であって、
微粒子状の前記導電性高分子化合物とジグリセリンとを含んだ分散液を前記コンデンサ素子に導入する第１導入ステップと、
前記第１導入ステップによって前記コンデンサ素子に形成された前記固体電解質層を取り囲むように、前記導電性高分子化合物を含まない液体であって、前記水溶性化合物と水とを含んだ前記水溶性化合物溶液を導入する第２導入ステップを有し、
前記固体電解質層はジグリセリンを含有しており、
前記水溶性化合物溶液は前記水溶性化合物として液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを１種以上含有しているとともに水を含有しており、
前記水溶性化合物の平均分子量は４００未満であること
を特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記水溶性化合物の平均分子量は２００以上かつ３００以下であること
を特徴とする請求項４記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記固体電解質層は前記導電性高分子化合物を２ｗｔ％以上含有しているとともにジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有しており、且つ、
前記水溶性化合物溶液は水を０．５ｗｔ％以上含有しているとともに前記水溶性化合物を８０ｗｔ％以上含有していること
を特徴とする請求項４または５記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記第２導入ステップは、前記水溶性化合物溶液として、ジグリセリンを含んでいない液体を用いること
を特徴とする請求項４〜６のいずれか一項記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微粒子状の導電性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサは、温度安定性に優れており、等価直列抵抗（Equivalent Series Resistance：略称はＥＳＲ）が小さい等の特長がある。一例として、微粒子状の導電性高分子化合物を分散液に分散させた状態でコンデンサ素子に導入し、乾燥させて、固体電解質層を形成する。固体電解質層が形成された状態のコンデンサ素子に、液体状の水溶性化合物が含まれた水溶性化合物溶液を導入することで、水溶性化合物溶液が保持している水分を陽極酸化皮膜の修復に使用することが可能となる。以下、本明細書では、等価直列抵抗をＥＳＲとして表記する場合がある。
【０００３】
従来、酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に形成された固体電解質層と、液状成分とを備えた固体電解コンデンサにおいて、液状成分は第１成分がグリセリン、ポリグリセリンまたはジエチレングリコールであり、第２成分がポリエチレングリコールである構成が提案されている（特許文献１：国際公開第２０１７／０９４２４２号公報）。また、固体電解コンデンサにおいて、微粒子状の導電性高分子化合物を含んだ分散液をジグリセロールとともに撹拌して得た分散液にコンデンサを含浸した例が記載されている（特許文献２：特開２０１２−１８６４５２号公報）。そして、固体電解コンデンサにおいて、酸化皮膜の修復を行うために、ポリエチレングリコールを含ませることが開示されている（特許文献３：特開２０１８−０２６５４２号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０９４２４２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８６４５２号公報
【特許文献３】特開２０１８−０２６５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンデンサの技術分野においては、従来よりも漏れ電流やＥＳＲが低減されたコンデンサが常に求められており、固体電解コンデンサの技術分野においても例外ではない。一方、従来技術は、親水性高分子化合物による皮膜修復性能が十分でないことなどから所望の漏れ電流低減効果が得られなかった。また、導電性高分子化合物を使用することにより従来よりもＥＳＲが小さくなったものの、従来技術は、使用周波数におけるＥＳＲをさらに小さくした固体電解コンデンサ、一例として使用周波数１００[ｋＨｚ]におけるＥＳＲをさらに小さくした固体電解コンデンサの要求に対して、所望のレベルまでＥＳＲが小さくならないという問題がある。
【０００６】
また従来、固体電解コンデンサの製造時において、微粒子状の導電性高分子化合物と水溶性化合物とを含んだ分散液をコンデンサ素子に導入し、高温で溶媒を除去して固体電解層を形成している。従来技術は、分散液における水溶性化合物にグリセリンを用いており、グリセリンの場合は固体電解層の形成の際に溶媒と一緒に除去されてしまうという問題がある。この問題に対して、グリセリンに比べて沸点が高い物質であるジグリセリンやポリグリセリンは、固体電解質層形成時に高温で溶媒を除去しても固体電解質層に充分な量を残留させることができる。また、固体電解質層に含まれたジグリセリンやポリグリセリンは微粒子状の導電性高分子化合物の配向性を変えて導電性を向上させることができる。一方、ポリグリセリンは固体電解質層に充分な量を残留させた場合、微粒子状の導電性高分子の粒子間に入り込むことで導電性を妨げ、固体電解コンデンサの抵抗増加の要因となるという新たな問題が見つかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、分子量が小さくて水酸基の多いジグリセリンを固体電解質層に積極的に含有させたことで酸化皮膜との接触を良好にし、尚且つ、平均分子量のオーダーを調整した水溶性化合物を含有させた水溶性化合物溶液によって所望の静電容量とし、使用周波数におけるＥＳＲを従来よりも小さくし、さらに酸化皮膜修復性能を向上させて漏れ電流の低減効果をより一層高めた構成の固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。
【０００９】
本発明の固体電解コンデンサは、酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、前記固体電解質層はジグリセリンを含有しており、前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物として液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを１種以上含有しているとともに水を含有しており、前記水溶性化合物の平均分子量は４００未満であることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、固体電解質層内にジグリセリンを積極的に含有させたことで均質な固体電解質層が陽極酸化皮膜に形成された構造となるとともに、水溶性化合物溶液に液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを積極的に含有させたことで固体電解質層内のジグリセリンとの相溶性が飛躍的に向上して酸化皮膜との良好な接触が得られるとともに、漏れ電流の低減効果をより一層高めることができて、所望の静電容量とし、使用周波数におけるＥＳＲを従来よりも小さくできる。さらに、リフローなどで固体電解コンデンサが高温環境下であるときや固体電解コンデンサが長時間使用されたときに、固体電解コンデンサが膨れにくくなる。
【００１１】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、前記固体電解質層はジグリセリンを含有しており、前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物を含有しているとともに水を含有している固体電解コンデンサの製造方法であって、微粒子状の前記導電性高分子化合物とジグリセリンとを含んだ分散液を前記コンデンサ素子に導入する第１導入ステップと、前記第１導入ステップによって前記コンデンサ素子に形成された前記固体電解質層を取り囲むように、前記導電性高分子化合物を含まない液体であって、前記水溶性化合物と水とを含んだ前記水溶性化合物溶液を導入する第２導入ステップを有し、前記固体電解質層はジグリセリンを含有しており、前記水溶性化合物溶液は前記水溶性化合物として液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを１種以上含有しているとともに水を含有しており、前記水溶性化合物の平均分子量は４００未満であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の構成によれば、固体電解コンデンサ製造時に除去され難いジグリセリンを積極的に用いることで、微粒子状の導電性高分子化合物の配向性を向上させることができるとともに、導電性高分子化合物と導電性高分子化合物との間の導電性を妨げることがない。そして、平均分子量が４００未満の水溶性化合物によって、微粒子状の導電性高分子化合物間への導入がより確実となって、固体電解質層の導電性が確保されるとともに漏れ電流が小さくなる。さらに、液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを積極的に含有させた水溶性化合物溶液を用いることで、固体電解質層内のジグリセリンとの相溶性を飛躍的に向上させて酸化皮膜との良好な接触が得られるとともに、漏れ電流の低減効果をより一層高めることができて、所望の静電容量とし、使用周波数におけるＥＳＲを従来よりも小さくした固体電解コンデンサを製造することができる。
【００１３】
前記水溶性化合物の平均分子量は２００以上かつ３００以下であることが特に好ましい。平均分子量が３００以下のポリエチレングリコールを用いたことで、低温でＥＳＲがより小さくなる。また、平均分子量が２００以上のポリエチレングリコールを用いたことで、外部への飛散が特に防止できる。
【００１４】
前記固体電解質層は前記導電性高分子化合物を２ｗｔ％以上含有しているとともにジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有していることが特に好ましい。これにより、固体電解質層が陽極酸化皮膜に良好に形成された構造となる。
【００１５】
前記水溶性化合物溶液は水を０．５ｗｔ％以上含有しているとともに前記水溶性化合物を８０ｗｔ％以上含有していることが特に好ましい。これにより、水溶性化合物溶液の陽極酸化皮膜修復能力が十分に発揮できる構成となって、酸化皮膜の欠損修復効率を十分に高くできる。前記水溶性化合物溶液における水の含有量は０．７[ｗｔ％]以上であることがより一層好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、固体電解質層内にジグリセリンを積極的に含有させたことで均質な固体電解質層が陽極酸化皮膜に形成された構造となるとともに、水溶性化合物溶液として液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを積極的に含有させたことで固体電解質層内のジグリセリンとの相溶性が飛躍的に向上して酸化皮膜との良好な接触が得られるとともに、漏れ電流の低減効果をより一層高めることができる。これにより、一例として、使用周波数１００[ｋＨｚ]の場合におけるＥＳＲを従来よりも小さくできて、また、一例として、静電容量を従来技術よりも大きくして所望の静電容量とすることが可能な構成の固体電解コンデンサが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施形態におけるコンデンサ素子の要部を模式的に示す図である。
【図２】図２Ａは図１に示す要部を有する固体電解コンデンサの構造を示す概略の部分断面図であり、図２Ｂは図１に示す要部を有する固体電解コンデンサをケース開口側から見た概略の図である。
【図３】図３は本実施形態において、リード端子が接合された陽極箔とリード端子が接合された陰極箔とセパレータとをそれぞれ重ね合わせて巻回している状態の図である。
【図４】図４Ａは本実施形態において、化成処理における準備段階の図であり、図４Ｂは化成処理の準備段階に続く浸漬段階の図であり、図４Ｃは化成処理の浸漬段階に続く引き上げ段階の図である。
【図５】図５Ａは本実施形態において、分散液充填処理における準備段階の図であり、図５Ｂは分散液充填処理の準備段階に続く浸漬段階の図であり、図５Ｃは分散液充填処理の浸漬段階に続く引き上げ段階の図である。
【図６】図６Ａは本実施形態において、水溶性化合物溶液導入処理における準備段階の図であり、図６Ｂは水溶性化合物溶液導入処理の準備段階に続く浸漬段階の図であり、図６Ｃは水溶性化合物溶液導入処理の浸漬段階に続く引き上げ段階の図である。
【図７】図７Ａは本実施形態において、嵌合処理における準備段階の図であり、図７Ｂは嵌合処理の準備段階に続く挿通段階の図であり、図７Ｃは嵌合処理の挿通段階に続く嵌合段階の図である。
【図８】図８は本実施形態の固体電解コンデンサの製造手順を示すフローチャート図である。
【図９】図９Ａは本発明の実施例と比較例とについて、水溶性化合物の平均分子量と、周波数１２０[Ｈｚ]における静電容量との関係を比較して示すグラフ図であり、図９Ｂは本発明の実施例と比較例とについて、水溶性化合物の平均分子量と、周波数１０[ｋＨｚ]における静電容量との関係を比較して示すグラフ図である。
【図１０】図１０Ａは本発明の実施例と比較例とについて、水溶性化合物の平均分子量と、周波数１０[ｋＨｚ]におけるＥＳＲとの関係を比較して示すグラフ図であり、図１０Ｂは本発明の実施例と比較例とについて、水溶性化合物の平均分子量と、周波数１００[ｋＨｚ]におけるＥＳＲとの関係を比較して示すグラフ図である。
【図１１】図１１は本発明の実施例と比較例とについて、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールの平均分子量と、リフロー後の漏れ電流との関係を比較して示すグラフ図である。
【図１２】図１２は本発明の実施例と比較例とについて、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールの平均分子量と、高温試験後の静電容量変化率との関係を比較して示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
先ず、本発明の実施形態に係るコンデンサ素子２の構造等について説明する。
【００１９】
図１は本実施形態の固体電解コンデンサ１におけるコンデンサ素子２の要部を模式的に示す図である。陽極箔２ａと陰極箔２ｃとはアルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁金属から形成されている。陽極箔２ａの表面は、エッチング処理により粗面化された後、化成処理によって陽極酸化皮膜２ｂが形成されている。また、陰極箔２ｃの表面は、陽極箔２ａと同様にエッチング処理により粗面化された後、自然酸化皮膜２ｈが形成されている。一例として、陽極箔２ａおよび陰極箔２ｃは、アルミニウムからなる。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００２０】
陽極箔２ａと陰極箔２ｃとの間にはセパレータ２ｄが配設されている。セパレータ２ｄは、一例として、導電性の高分子や水溶性の高分子と化学的に馴染み易いセルロース繊維、または、耐熱性に優れたナイロン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の合成樹脂で形成されたものが適用される。一例として、セパレータ２ｄに耐熱性セルロース紙が適用される。
【００２１】
本実施形態は、図１に示すように、陽極箔２ａと陰極箔２ｃとの間の空隙に、固体電解質層２０と水溶性化合物溶液３０とが、水溶性化合物溶液３０が固体電解質層２０を取り囲むように導入されている。陽極側では、陽極箔２ａの酸化皮膜２ｂを覆うように固体電解質層２０が形成されている。固体電解質層２０は、サイズがナノメートルオーダーの微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとジグリセリン２ｆ１とを含んでいる。そして、固体電解質層２０を取り囲むように水溶性化合物溶液３０が導入されている。水溶性化合物溶液３０は、液体状の水溶性化合物２ｆ２と水とを含んでいる。水溶性化合物溶液３０は、水を含んでいるので、陽極箔２ａの酸化皮膜２ｂを修復する優れた酸化膜修復性能を有する。
【００２２】
導電性高分子化合物２ｅは、一例として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリチオフェン（ＰＴ）、又はその他既知の導電性高分子化合物を含む。これによれば、高耐電圧化が可能となり、一例として、耐電圧を１００[Ｖ]まで高めることができる。また、導電性高分子化合物２ｅは、ポリスチレンスルホン酸、トルエンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸のいずれか１種以上をドーパントとした導電性高分子化合物を含むことが好ましい。これによれば、導電性が安定する。
【００２３】
一例として、導電性高分子化合物２ｅの平均粒子径は、１[ｎｍ]以上かつ３００[ｎｍ]以下である。導電性高分子化合物２ｅの平均粒子径が１[ｎｍ]未満である場合には、微粒子状の導電性高分子化合物を作製するのが困難となる場合がある。一方、導電性高分子化合物２ｅの平均粒子径が３００[ｎｍ]よりも大きい場合には、陽極箔２ａ表面のエッチングピット（凹部）に導電性高分子化合物２ｅを導入するのが困難となる場合がある。このような観点から言えば、導電性高分子化合物２ｅの平均粒子径は、２[ｎｍ]以上であることが特に好ましく、３[ｎｍ]以上であることがより一層好ましい。また、導電性高分子化合物２ｅの平均粒子径は、２００[ｎｍ]以下であることが特に好ましく、１００[ｎｍ]以下であることがより一層好ましい。
【００２４】
一例として、本実施形態の固体電解コンデンサ１の構造を示す概略の部分断面図を図２Ａに示す。固体電解コンデンサ１は、微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとジグリセリン２ｆ１とを含んだ固体電解質層２０が形成されたコンデンサ素子２と、リード端子５及びリード端子６と、貫通穴が二箇所に形成された封口体３と、コンデンサ素子２を収納する有底形状のケース４と、固体電解質層２０を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液３０とを備えており、ケース４の開口側が封口体３によって封止されている構成である。ここで、固体電解コンデンサ１の各部の位置関係を説明し易くするため、図中にＸ，Ｙ，Ｚの矢印で向きを示している。固体電解コンデンサ１を実際に使用する際には、これらの向きに限定されず、どのような向きで使用しても支障ない。
【００２５】
図２Ａと図２Ｂの例では、ケース４の開口側の側面に横絞り部が形成され、且つ、開口端部が曲げられている。ケース４の開口側は、コンデンサ素子２が配設されておらず、封口体３の第１面の一部や、リード端子５（６）の引出端子が露出している。封口体３は、ケース４の横絞り部と開口端部とによって支持固定されている。リード端子５（６）は、丸棒部が封口体３の貫通穴に嵌合しており、封口体３によって支持固定されている。
【００２６】
ケース４は有底筒状であり、アルミニウム等の金属からなる。封口体３は、水分の浸入や酸化皮膜修復物質の飛散を防止するために高気密性を有し、ケース４の内側形状に合わせた略円柱形状となっている。封口体３は、一例として、絶縁性ゴム組成物からなる。一例として、封口体３に、イソブチレン・イソプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、又はその他既知のエラストマーが適用される。
【００２７】
リード端子５（６）における引出端子は、一例として、錫めっきされた銅被覆鋼線（ＣＰ線）からなる。これにより、外部の基板等への半田付けが容易となる。なお、引出端子は、丸ピンとする場合や角ピンとする場合がある。ここで、リード端子５は陽極箔２ａに接合される陽極リード端子であり、リード端子６は陰極箔２ｃに接合される陰極リード端子である。陽極リード端子５の引出端子５ｆの長さは、陰極リード端子６の引出端子６ｆの長さよりも長くなっているので、極性を容易に視認できる。一例として、引出端子の長さの違いを除いて、陽極リード端子５と陰極リード端子６とは、同一形状かつ同一構造となっている。陽極リード端子５における扁平部と第１段差部と丸棒部とは、一例として、アルミニウムからなり、プレス加工によって成形される。
【００２８】
続いて、本実施形態に係る固体電解コンデンサ１の製造方法について、以下に説明する。
【００２９】
図８は、固体電解コンデンサ１の製造手順を示すフローチャート図である。固体電解コンデンサ１は、一例として、接合ステップＳ１、素子形成ステップＳ２、第１導入ステップＳ３、第２導入ステップＳ４、嵌合ステップＳ５、封口ステップＳ６、エージングステップＳ７の順に製造される。なお、上記の製造手順は一例であり、上記以外に、第２導入ステップＳ４と嵌合ステップＳ５との順序を入れ替えることが可能である。そして、エージングステップＳ７の後に、封口ステップＳ６を設けることが可能である。また、エージングステップＳ７の後に、嵌合ステップＳ５および封口ステップＳ６を設けることが可能である。
【００３０】
接合ステップＳ１は、一例として、リード端子５の扁平部と陽極箔２ａとを重ね合わせて、針等で所定箇所を突き通して複数の接合箇所を所定間隔で形成し、出来たバリ部分をプレス加工して陽極箔２ａと接合して電気接続可能とする。陰極箔２ｃについても同様である。接合箇所は複数個所形成されていれば電気接続状態が安定するので、接続箇所が二箇所の場合、三箇所の場合、四箇所以上の場合がある。
【００３１】
素子形成ステップＳ２は、一例として、図３に示すように、陽極箔２ａと陰極箔２ｃとの間にセパレータ２ｄを挟んで両電極箔を隔離した状態とし、陽極箔２ａと陰極箔２ｃとをセパレータ２ｄを介して巻回して円筒形状とする。そして、テープまたはフィルム等を円筒形状の外周部に貼り付けて巻回状態を保持する（不図示）。次に、素子形成ステップＳ２における化成処理は、一例として、図４Ａに示すように、化成液１１を入れた化成液槽５１を準備する。次に、図４Ｂに示すように、化成処理前段階のコンデンサ素子２ｉを化成液槽５１内の化成液１１に浸漬するとともに、引出端子５ｆと化成液１１との間に所定電圧を所定時間印加する。一例として、１００[Ｖ]の電圧を、５[分]印加して、陽極箔２ａの端部に存在する酸化皮膜欠損部及び表面に存在することがある酸化皮膜欠損部を修復する（不図示）。そして、図４Ｃに示すように、化成液槽５１から引き上げて、乾燥し、化成処理された状態のコンデンサ素子２ｊにする。化成液１１は、例えば、アジピン酸アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、グルタル酸アンモニウム、アゼライン酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、セバシン酸アンモニウム、ピメリン酸アンモニウム、スベリン酸アンモニウム等の水溶液が挙げられる。
【００３２】
第１導入ステップＳ３は、微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとジグリセリン２ｆ１とを含んだ分散液を、化成処理された状態のコンデンサ素子２ｊに導入して、乾燥し、固体電解質層２０を形成する。分散液の媒質は、水または水溶性液体のいずれかないしは両方である。
【００３３】
第１導入ステップＳ３は、一例として、図５Ａに示すように、分散液１２を入れた分散液槽５２を準備する。次に、図５Ｂに示すように、化成処理された状態のコンデンサ素子２ｊを分散液槽５２内の分散液１２に浸漬する。そして、図５Ｃに示すように、分散液槽５２から引き上げて、乾燥し、第１導入処理された状態のコンデンサ素子２ｋにする。乾燥回数は１回以上であり、乾燥を複数回繰り返す場合がある。
【００３４】
本実施形態は、分散液１２における導電性高分子化合物２ｅの濃度は、一例として、０．１[ｖｏｌ％]以上かつ１０[ｖｏｌ％]以下である。導電性高分子化合物２ｅの濃度が０．１[ｖｏｌ％]よりも低い場合には、導電性高分子化合物２ｅの量が少なく、所望のコンデンサ特性を発揮できない可能性がある。一方、導電性高分子化合物２ｅの濃度が１０[ｖｏｌ％]よりも高い場合には、分散液１２に導電性高分子化合物２ｅが均質に分散しない可能性がある。このような観点から言えば、導電性高分子化合物２ｅの濃度は、１[ｖｏｌ％]以上であることが好ましく、また、導電性高分子化合物２ｅの濃度は、２[ｖｏｌ％]以上であることがより好ましい。そして、導電性高分子化合物２ｅの濃度は、７[ｖｏｌ％]以下であることが好ましく、また、導電性高分子化合物２ｅの濃度は、３[ｖｏｌ％]以下であることがより好ましい。
【００３５】
第２導入ステップＳ４は、陽極箔２ａの酸化皮膜２ｂを修復可能な水溶性化合物２ｆ２を含んだ水溶性化合物溶液３０を導入する。一例として、図６Ａに示すように、陽極箔２ａの酸化皮膜２ｂを修復可能な水溶性化合物２ｆ２を含んだ水溶性化合物溶液３０を入れた溶液槽５３を準備する。次に、図６Ｂに示すように、固体電解質層２０が形成された状態のコンデンサ素子２ｋを溶液槽５３内の水溶性化合物溶液３０に浸漬する。そして、図６Ｃに示すように、溶液槽５３から引き上げて、水溶性化合物溶液３０が導入処理された状態のコンデンサ素子２にする。
【００３６】
第２導入ステップＳ４は、一例として、水溶性化合物溶液３０として、ジグリセリンを含んでいない液体を用いる。これによって、水溶性化合物溶液３０の調合が容易にできるとともに、固体電解コンデンサ１におけるジグリセリンの割合を精度良く調整することが容易にできて、静電容量、誘電正接（ｔａｎδ）、ＥＳＲ、並びに絶縁破壊電圧等の電気特性のばらつきが小さくなる。
【００３７】
嵌合ステップＳ５は、一例として、図７Ａに示すように、ケース４と封口体３とを準備する。次に、図７Ｂに示すように、水溶性化合物溶液３０が導入処理された状態のコンデンサ素子２をケース４に収納するとともに、陽極リード端子５の丸棒部と、陰極リード端子６の丸棒部を封口体３の２箇所の貫通穴にそれぞれ嵌合する。これにより、図７Ｃに示すように、ケース４と封口体３とが嵌合状態となる。
【００３８】
封口ステップＳ６は、一例として、ケース４の開口側にカシメ加工を施して、ケース４の開口側の側面に横絞り部を形成し、尚且つ、開口端部を曲げる。このカシメ加工によって、図２に示すように、ケース４の横絞り部と開口端部とによって封口体３を支持固定する。つまり、封口体３とコンデンサ素子２とは、有底形状のケース４に収納されており、封口体３は、ケース４の開口側の成形加工によって支持固定されている。
【００３９】
エージングステップＳ７は、ケース４の開口側が封口体３とリード端子５（６）とによって封口された後に、外装スリーブをケース４に取り付ける等して、当該外装スリーブを熱加工するとともに、エージング処理を行う。エージング処理は、高温条件下で所定時間、電圧印加を行い、水溶性化合物溶液３０の酸化皮膜修復作用を用いて、陽極箔２ａの接合箇所や断面等の金属地金部分と酸化皮膜２ｂの弱い部分を再化成する。これにより、漏れ電流を抑制した状態で安定させる。また、エージング処理には、予期しない初期不良の除去といったデバッキング効果もある。
【００４０】
上述した本実施形態の固体電解コンデンサ１は、微粒子状の導電性高分子化合物２ｅと、水溶性化合物と分子量のオーダーが近くなっているとともに水酸基が多いジグリセリン２ｆ１とが固体電解質層２０に含まれているので、酸化皮膜２ｂとの良好な接触が得られる。よって、固体電解質層２０内のジグリセリン２ｆ１による酸化皮膜修復性能がさらに向上し、漏れ電流の低減効果を高めた構成となる。さらに、固体電解質層２０内のジグリセリン２ｆ１と水溶性化合物溶液３０との良好な相溶性、すなわちジグリセリン２ｆ１の分子量にオーダーが近くなるように平均分子量のオーダーを調整した水溶性化合物２ｆ２を含有させた水溶性化合物溶液によって固体電解コンデンサを所望の静電容量とし、使用周波数におけるＥＳＲを従来よりも小さくし、さらに酸化皮膜修復性能を向上させて漏れ電流の低減効果をより一層高めた構成となる。さらに、固体電解質層２０内のジグリセリン２ｆ１による酸化皮膜修復性能が損なわれたときでも、水溶性化合物溶液３０内の水溶性化合物２ｆ２が同様の酸化皮膜修復作用を補うことによって、長期間に亘り、酸化皮膜修復能力を維持することができる。したがって、陽極酸化皮膜修復能力に優れ、漏れ電流を低減し、静電容量を向上させ、使用周波数におけるＥＳＲを従来よりも小さくした構造の固体電解コンデンサ１となる。
【００４１】
続いて、固体電解コンデンサ１の実施例１〜４、また、比較例１〜３について、以下に説明する。
【００４２】
[実施例１]
実施例１は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリンの含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、液体状の水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が６２のエチレングリコールと水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。実施例１では、水溶性化合物溶液３０におけるエチレングリコールの割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。
【００４３】
実施例１の製造方法は上述の実施形態のとおりであり、リード端子５が接合された陽極箔２ａと、リード端子６が接合された陰極箔２ｃとの間にセパレータ２ｄを介在させて巻回することにより、巻回形のコンデンサ素子２を形成した。次に、コンデンサ素子２を化成液層中のアジピン酸アンモニウム水溶液に浸漬するとともに、陽極箔２ａ側のリード端子５と化成液の間に１００[Ｖ]の電圧を５[分]印加して、陽極箔２ａの端部に存在する酸化皮膜欠損部及び陽極箔２ａ表面の酸化皮膜欠損部を修復し、その後、１０５[℃]の温度で５[分]乾燥した。
【００４４】
次に、コンデンサ素子２における陽極箔２ａの酸化皮膜２ｂに、微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとジグリセリン２ｆ１とを含んだ固体電解質層２０を形成した。そして、陽極箔２ａと陰極箔２ｃとの間の空隙に、液体状の水溶性化合物２ｆ２と水とを含んだ水溶性化合物溶液３０を、固体電解質層２０を取り囲むように導入した。これにより、固体電解質層２０は、導電性高分子化合物２ｅを２[ｗｔ％]以上含有しているとともに、ジグリセリン２ｆ１を９８[ｗｔ％]以下で含有している。また、水溶性化合物溶液３０は、水を０．５[ｗｔ％]以上含有しているとともに、水溶性化合物２ｆ２を９９．５[ｗｔ％]以下で含有している構成となる。
【００４５】
そして、イソブチレン・イソプレンゴムからなる封口体３を用いて、コンデンサ素子２のリード端子５（６）における丸棒部を、封口体３の貫通穴に嵌合するとともに、コンデンサ素子２を金属ケース４に挿入し、その後、金属ケース４の開口端近傍にカシメ加工を施し、封口体３を支持固定した。
【００４６】
そして、約８５[℃]の温度で、所定電圧を６０[分]印加することでエージング処理を行って、定格電圧は２５[ＷＶ]の固体電解コンデンサ１を作製した。
【００４７】
[実施例２]
実施例２は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリンの含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、液体状の水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が１０６のジエチレングリコールと水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。実施例２は、水溶性化合物溶液３０におけるジエチレングリコールの割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本実施例の製造方法は、ジエチレングリコールと水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた点以外は、上述の実施例１と同じである。
【００４８】
[実施例３]
実施例３は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、液体状の水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が２００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２００）と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。実施例２は、水溶性化合物溶液３０におけるＰＥＧ２００の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本実施例の製造方法は、ＰＥＧ２００と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた点以外は、上述の実施例１と同じである。
【００４９】
[実施例４]
実施例４は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、液体状の水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が３００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ３００）と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。実施例２は、水溶性化合物溶液３０におけるＰＥＧ３００の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本実施例の製造方法は、ＰＥＧ３００と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた点以外は、上述の実施例１と同じである。
【００５０】
続いて、上述した実施例１〜４の試作と並行して試作した比較例１〜３の固体電解コンデンサについて、以下に説明する。
【００５１】
[比較例１]
比較例１は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリンの含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。ここで、本比較例は水溶性化合物溶液３０を用いていない。本比較例の製造方法は、水溶性化合物溶液３０を用いていない点以外は、上述の実施例１〜４と同じである。
【００５２】
[比較例２]
比較例２は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、平均分子量が４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）と水との混合体を水溶性化合物溶液として用いた。そして、水溶性化合物溶液におけるＰＥＧ４００の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本比較例の製造方法は、ＰＥＧ４００と水との混合体を水溶性化合物溶液として用いた点以外は、上述の実施例１〜４と同じである。
【００５３】
[比較例３]
比較例３は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、平均分子量が６００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ６００）と水との混合体を水溶性化合物溶液として用いた。そして、水溶性化合物溶液におけるＰＥＧ６００の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本比較例の製造方法は、ＰＥＧ６００と水との混合体を水溶性化合物溶液として用いた点以外は、上述の実施例１〜４と同じである。
【００５４】
上述の実施例１〜４、また、比較例１〜３の各固体電解コンデンサについて、周波数１２０[Ｈｚ]における静電容量、周波数１０[ｋＨｚ]における静電容量、周波数１０[ｋＨｚ]におけるＥＳＲ、周波数１００[ｋＨｚ]におけるＥＳＲを測定した。測定結果を表１に示す。また、表１の結果に基づくグラフ図を図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａおよび図１０Ｂに示す。そして、ピーク温度が２６０[℃]で１０[秒]のリフローを合計２回実施して、漏れ電流[μＡ]を測定した。さらに、温度１５０[℃]で５００[時間]の高温試験を実施し、高温試験前後でそれぞれ周波数１２０[Ｈｚ]における静電容量を測定して、高温試験前の静電容量を分母とし、高温試験後の静電容量を分子とした静電容量変化率ΔＣ／Ｃ[％]を算出した。測定結果を表２に示す。また、表２の結果に基づくグラフ図を図１１と図１２に示す。
【００５５】
【表１】
2020184602.tif 000003
【００５６】
【表２】
2020184602.tif 000004
【００５７】
表１、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、実施例１〜４は、水溶性化合物を有しない比較例１、平均分子量が４００の水溶性化合物を有する比較例２、および、平均分子量が６００の水溶性化合物を有する比較例３に比べて、周波数１０[ｋＨｚ]におけるＥＳＲを小さくできており、且つ、周波数１０[ｋＨｚ]における静電容量を大きくできている。また、実施例１〜４は、平均分子量が４００の水溶性化合物を有する比較例２と平均分子量が６００の水溶性化合物を有する比較例３に比べて、周波数１００[ｋＨｚ]におけるＥＳＲを小さくできているとともに、周波数１２０[Ｈｚ]における静電容量を大きくできている。
【００５８】
表１、図９Ａおよび図１０Ｂの結果から、実施例１〜４は、周波数１００[ｋＨｚ]におけるＥＳＲを小さくできているとともに、周波数１２０[Ｈｚ]における静電容量を大きくできている。これは、水溶性化合物２ｆ２の分子量を水溶性化合物の分子量にオーダーが近くなるように平均分子量のオーダーを調整したことによるものである。尚且つ、固体電解質層内にジグリセリン２ｆ１を積極的に含有させたことで均質な固体電解質層が陽極酸化皮膜２ｂに形成された構造となるとともに、水溶性化合物溶液３０に、水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が４００未満の液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを１種以上含有したことで固体電解質層内のジグリセリン２ｆ１との相溶性が飛躍的に向上して酸化皮膜との良好な接触が得られて水溶性化合物溶液の陽極酸化皮膜修復能力が十分に発揮できる構造となって漏れ電流の低減効果をより一層高めることができたことによるものである。
【００５９】
表２、図１１および図１２に示すように、実施例１〜４は、水溶性化合物を有しない比較例１、平均分子量が４００の水溶性化合物を有する比較例２、および、平均分子量が６００の水溶性化合物を有する比較例３に比べて、リフロー後の漏れ電流を小さくできている。また、実施例１〜４は、平均分子量が４００の水溶性化合物を有する比較例２と平均分子量が６００の水溶性化合物を有する比較例３に比べて、高温試験後の静電容量変化率ΔＣ／Ｃをマイナス４[％]以内にできている。
【００６０】
表２、図１１および図１２の結果から、実施例１〜４は、リフロー後の漏れ電流を小さくできているとともに、高温試験後の静電容量変化率ΔＣ／Ｃを小さくできている。これは、水溶性化合物２ｆ２の分子量を水溶性化合物の分子量にオーダーが近くなるように平均分子量のオーダーを調整したことによって、固体電解質層２０内のジグリセリン２ｆ１による酸化皮膜修復性能がさらに向上し、漏れ電流が低減できたものであり、さらに、平均分子量のオーダーを調整した水溶性化合物を含有させた水溶性化合物溶液によって酸化皮膜修復性能を向上させて漏れ電流の低減効果をより一層高めたものである。さらに、固体電解質層２０内のジグリセリン２ｆ１による酸化皮膜修復性能が損なわれたときでも、水溶性化合物溶液３０内の水溶性化合物２ｆ２が同様の酸化皮膜修復作用を補うことによって、長期間に亘り、酸化皮膜修復能力を維持することができたことによるものである。
【００６１】
続いて、固体電解コンデンサ１の実施例５、また、比較例４〜７について、以下に説明する。
【００６２】
[実施例５]
実施例５は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリンの含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、液体状の水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が２５０のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２５０）と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。本実施例では、水溶性化合物溶液３０におけるＰＥＧ２５０の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本実施例の製造方法は、仕様が異なる点と、液体状の水溶性化合物２ｆ２としてＰＥＧ２５０と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた点以外は、上述の実施例３や実施例４と同じである。
【００６３】
続いて、上述した実施例５の試作と並行して試作した比較例４〜７の固体電解コンデンサについて、以下に説明する。
【００６４】
[比較例４]
比較例４は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。ここで、本比較例は水溶性化合物溶液３０を用いていない。本比較例の製造方法は、水溶性化合物溶液３０を用いていない点以外は、上述の実施例５と同じである。
【００６５】
[比較例５]
比較例５は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、グリセリンを添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるグリセリンの含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、液体状の水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が２５０のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２５０）と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。本比較例は、水溶性化合物溶液３０におけるＰＥＧ２５０の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本比較例の製造方法は、ジグリセリン２ｆ１に代えてグリセリンを添加した分散液を用いた点以外は、上述の実施例５と同じである。
【００６６】
[比較例６]
比較例６は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ポリグリセリン（分子量３１０）を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるポリグリセリンの含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、水溶性化合物として平均分子量が２５０の液体状のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２５０）と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。本比較例は、水溶性化合物溶液３０におけるＰＥＧ２５０の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本比較例の製造方法は、ジグリセリン２ｆ１に代えてポリグリセリン（分子量３１０）を添加した分散液を用いた点以外は、上述の実施例５と同じである。
【００６７】
[比較例７]
比較例７は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ポリグリセリン（分子量５００）を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるポリグリセリンの含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、水溶性化合物として平均分子量が２５０の液体状のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２５０）と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。本比較例は、水溶性化合物溶液３０におけるＰＥＧ２５０の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本比較例の製造方法は、ジグリセリン２ｆ１に代えてポリグリセリン（分子量５００）を添加した分散液を用いた点以外は、上述の実施例５と同じである。
【００６８】
上述の実施例５、また、比較例４〜７の各固体電解コンデンサについて、周波数１２０[Ｈｚ]における静電容量と、周波数１００[ｋＨｚ]におけるＥＳＲを測定した。測定結果を表３に示す。
【００６９】
【表３】
2020184602.tif 000005
【００７０】
表３に示すように、実施例５は、水溶性化合物溶液３０を含まない比較例４に比べて周波数１２０[Ｈｚ]における静電容量を大きくできている。また、水溶性化合物２ｆ２であるポリエチレングリコールを含有した水溶性化合物溶液３０を含み、ジグリセリン２ｆ１を含有した実施例３は、水溶性化合物としてグリセリン、ポリグリセリン（分子量３１０）、ポリグリセリン（分子量５００）をそれぞれ含有した比較例５〜７に比べて周波数１２０[Ｈｚ]における静電容量を大きくできているとともに、周波数１００[ｋＨｚ]におけるＥＳＲを小さくできている。
【００７１】
続いて、固体電解コンデンサ１の実施例６〜９について、以下に説明する。
【００７２】
[実施例６]
実施例６は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が８３[ｗｔ％]となるように調合した。また、水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が２５０の液体状のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２５０）と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。本実施例では、水溶性化合物溶液３０におけるＰＥＧ２５０の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。
【００７３】
[実施例７]
実施例７は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９１[ｗｔ％]となるように調合した。また、水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が２５０の液体状のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２５０）と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。本実施例では、水溶性化合物溶液３０におけるＰＥＧ２５０の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本実施例の製造方法は、固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９１[ｗｔ％]となるように分散液を調合した点以外は、上述の実施例６と同じである。
【００７４】
[実施例８]
実施例８は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９４[ｗｔ％]となるように調合した。また、水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が２５０の液体状のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２５０）と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。本実施例では、水溶性化合物溶液３０におけるＰＥＧ２５０の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本実施例の製造方法は、固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９４[ｗｔ％]となるように分散液を調合した点以外は、上述の実施例６と同じである。
【００７５】
[実施例９]
実施例９は、ポリ（４−スチレンスルホン酸）をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を微粒子状の導電性高分子化合物２ｅとして水に分散させて、さらに、ジグリセリン２ｆ１を添加した分散液を用いた。分散液は固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９５[ｗｔ％]となるように調合した。また、水溶性化合物２ｆ２として平均分子量が２５０の液体状のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２５０）と水との混合体を水溶性化合物溶液３０として用いた。本実施例では、水溶性化合物溶液３０におけるＰＥＧ２５０の割合を９９[ｗｔ％]として、水の割合を１[ｗｔ％]とした。本実施例の製造方法は、固体電解質層２０におけるジグリセリン２ｆ１の含有量が９５[ｗｔ％]となるように分散液を調合した点以外は、上述の実施例６と同じである。
【００７６】
上述の実施例６〜９の各固体電解コンデンサについて、周波数１２０[Ｈｚ]における静電容量と、周波数１０[ｋＨｚ]における静電容量と、周波数１０[ｋＨｚ]におけるＥＳＲと、周波数１００[ｋＨｚ]におけるＥＳＲを測定した。測定結果を表４に示す。
【００７７】
【表４】
2020184602.tif 000006
【００７８】
表４に示すように、実施例６〜９は、いずれも従来品に比べて周波数１２０[Ｈｚ]における静電容量を大きくできており、周波数１０[ｋＨｚ]におけるＥＳＲを小さくできており、且つ、周波数１００[ｋＨｚ]におけるＥＳＲを小さくできている。
【００７９】
本発明は、上述の実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１  固体電解コンデンサ
２  コンデンサ素子
２ａ  陽極箔
２ｂ  酸化皮膜
２ｃ  陰極箔
２ｄ  セパレータ
２ｅ  導電性高分子化合物
２ｆ１  ジグリセリン
２ｆ２  水溶性化合物（ポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコール）
３  封口体
４  ケース
５  リード端子（陽極リード端子）
６  リード端子（陰極リード端子）
２０  固体電解質層
３０  水溶性化合物溶液
【図１】
2020184602.tif 000007
【図２】
2020184602.tif 000008
【図３】
2020184602.tif 000009
【図４】
2020184602.tif 000010
【図５】
2020184602.tif 000011
【図６】
2020184602.tif 000012
【図７】
2020184602.tif 000013
【図８】
2020184602.tif 000014
【図９】
2020184602.tif 000015
【図１０】
2020184602.tif 000016
【図１１】
2020184602.tif 000017
【図１２】
2020184602.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月2日(2020.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、
前記固体電解質層はジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有しており、
前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物として平均分子量が３００以下で液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを８０ｗｔ％以上含有しているとともに水を０．５ｗｔ％以上含有しており、
前記水溶性化合物の平均分子量を４００未満にしたこと
を特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記固体電解質層は前記導電性高分子化合物を２ｗｔ％以上含有しているとともにジグリセリンを９１ｗｔ％以上かつ９５ｗｔ％以下で含有していること
を特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記水溶性化合物は平均分子量が３００以下のポリエチレングリコールを９９ｗｔ％以上含有している構成、または、前記水溶性化合物はジエチレングリコールを９９ｗｔ％以上含有している構成であること
を特徴とする請求項１または２記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、前記固体電解質層はジグリセリンを含有しており、前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物を含有しているとともに水を含有している固体電解コンデンサの製造方法であって、
微粒子状の前記導電性高分子化合物とジグリセリンとを含んだ分散液を前記コンデンサ素子に導入する第１導入ステップと、
前記第１導入ステップによって前記コンデンサ素子に形成された前記固体電解質層を取り囲むように、前記導電性高分子化合物を含まない液体であって、前記水溶性化合物と水とを含んだ前記水溶性化合物溶液を導入する第２導入ステップを有し、
前記固体電解質層はジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有させて、
前記水溶性化合物溶液は前記水溶性化合物として平均分子量が３００以下で液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを８０ｗｔ％以上含有させるとともに水を０．５ｗｔ％以上含有させて、
前記水溶性化合物の平均分子量を４００未満にすること
を特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記固体電解質層は前記導電性高分子化合物を２ｗｔ％以上含有させるとともにジグリセリンを９１ｗｔ％以上かつ９５ｗｔ％以下で含有させること
を特徴とする請求項４記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記水溶性化合物は平均分子量が３００以下のポリエチレングリコールを９９ｗｔ％以上含有している構成、または、前記水溶性化合物はジエチレングリコールを９９ｗｔ％以上含有している構成であること
を特徴とする請求項４または５記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記第２導入ステップは、前記水溶性化合物溶液として、ジグリセリンを含んでいない液体を用いること
を特徴とする請求項４〜６のいずれか一項記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の固体電解コンデンサは、酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、前記固体電解質層はジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有しており、前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物として平均分子量が３００以下で液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを８０ｗｔ％以上含有しているとともに水を０．５ｗｔ％以上含有しており、前記水溶性化合物の平均分子量を４００未満にしたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、前記固体電解質層はジグリセリンを含有しており、前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物を含有しているとともに水を含有している固体電解コンデンサの製造方法であって、微粒子状の前記導電性高分子化合物とジグリセリンとを含んだ分散液を前記コンデンサ素子に導入する第１導入ステップと、前記第１導入ステップによって前記コンデンサ素子に形成された前記固体電解質層を取り囲むように、前記導電性高分子化合物を含まない液体であって、前記水溶性化合物と水とを含んだ前記水溶性化合物溶液を導入する第２導入ステップを有し、前記固体電解質層はジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有させて、前記水溶性化合物溶液は前記水溶性化合物として平均分子量が３００以下で液体状のポリエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはエチレングリコールを８０ｗｔ％以上含有させるとともに水を０．５ｗｔ％以上含有させて、前記水溶性化合物の平均分子量を４００未満にすることを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月30日(2020.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、
前記固体電解質層はジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有しており、前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物としてジエチレングリコールを８０ｗｔ％以上含有しているとともに水を０．５ｗｔ％以上含有しており、前記水溶性化合物の平均分子量を４００未満にしたこと
を特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、前記固体電解質層はジグリセリンを含有しており、前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物を含有しているとともに水を含有している固体電解コンデンサの製造方法であって、
微粒子状の前記導電性高分子化合物とジグリセリンとを含んだ分散液を前記コンデンサ素子に導入する第１導入ステップと、前記第１導入ステップによって前記コンデンサ素子に形成された前記固体電解質層を取り囲むように、前記導電性高分子化合物を含まない液体であって、前記水溶性化合物と水とを含んだ前記水溶性化合物溶液を導入する第２導入ステップを有し、
前記固体電解質層はジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有させて、前記水溶性化合物溶液は前記水溶性化合物としてジエチレングリコールを８０ｗｔ％以上含有させるとともに水を０．５ｗｔ％以上含有させて、前記水溶性化合物の平均分子量を４００未満にすることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の固体電解コンデンサは、酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、前記固体電解質層はジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有しており、前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物としてジエチレングリコールを８０ｗｔ％以上含有しているとともに水を０．５ｗｔ％以上含有しており、前記水溶性化合物の平均分子量を４００未満にしたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、酸化皮膜が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータとを有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に導電性高分子化合物によって形成された固体電解質層と、前記固体電解質層を取り囲むように導入された水溶性化合物溶液とを備え、前記固体電解質層はジグリセリンを含有しており、前記水溶性化合物溶液は水溶性化合物を含有しているとともに水を含有している固体電解コンデンサの製造方法であって、微粒子状の前記導電性高分子化合物とジグリセリンとを含んだ分散液を前記コンデンサ素子に導入する第１導入ステップと、前記第１導入ステップによって前記コンデンサ素子に形成された前記固体電解質層を取り囲むように、前記導電性高分子化合物を含まない液体であって、前記水溶性化合物と水とを含んだ前記水溶性化合物溶液を導入する第２導入ステップを有し、前記固体電解質層はジグリセリンを８０ｗｔ％以上含有させて、前記水溶性化合物溶液は前記水溶性化合物としてジエチレングリコールを８０ｗｔ％以上含有させるとともに水を０．５ｗｔ％以上含有させて、前記水溶性化合物の平均分子量を４００未満にすることを特徴とする。