(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に誘電体被膜が形成された陽極体と、前記陽極体上に形成された導電性高分子層とを有するコンデンサ素子、を備える固体電解コンデンサの製造方法であって、
前記陽極体の表面に前記誘電体被膜を形成する工程と、
前記誘電体被膜上に第１導電性高分子層を形成する工程と、
前記第１導電性高分子層が形成された陽極体にイオン液体を含浸させる工程と、
前記イオン液体を含浸させた後、更に導電性高分子層を形成しうる溶液を前記陽極体に含浸させて、前記第１導電性高分子層上に第２導電性高分子層を形成する工程と、を含み、
前記第２導電性高分子層は、前記第１導電性高分子層よりも緻密である、固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記第２導電性高分子層は、電解重合によって形成される、請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記第１導電性高分子層は、化学重合によって形成される、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記イオン液体を含浸させる工程の前に、前記第１導電性高分子層が形成された陽極体を洗浄する工程を有する、請求項１から３のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記化学重合は、気相重合である、請求項３または４に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記イオン液体の含有量が１０重量％以上となるように調製した溶液を用いて、前記第１導電性高分子層が形成された陽極体に前記イオン液体を含浸させる、請求項１から５のいずれかに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の製造方法および固体電解コンデンサに関し、特に、イオン液体を用いた、固体電解コンデンサの製造方法および固体電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
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広く知られている。固体電解コンデンサは、表面に誘電体被膜が形成された陽極体を有し、さらに、陽極体と陰極層との間に固体電解質を有している。
【０００３】
陽極体には、弁金属の金属板または金属箔をエッチングしたもの、および弁金属の粉末の成形体を焼結したものなどがあり、このような陽極体の表面を電解酸化することにより、誘電体被膜を形成することができる。このようにして形成される誘電体被膜は、極めて緻密であり、耐久性が高く、かつ非常に薄い。このため、固体電解コンデンサは、他のコンデンサ、たとえば、紙コンデンサやフィルムコンデンサと比較して、静電容量を低下させることなく小型化することが可能となる。
【０００４】
また、固体電解質の材料としては、二酸化マンガン、導電性高分子などが知られている。特に、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの導電性高分子からなる固体電解質の電気伝導性は高く、固体電解コンデンサの等価直列抵抗（以下、「ＥＳＲ」という。）を低くすることが可能となる。
【０００５】
導電性高分子層を形成する方法として、化学重合を利用する方法および電解重合を利用する方法がある。化学重合を利用する方法では、たとえば、誘電体被膜上に酸化剤を付着させ、次にこれを単量体を含む溶液または液体に接触させて単量体を酸化重合させることにより、誘電体被膜上に導電性高分子層を形成することができる。一方、電解重合を利用する方法では、誘電体被膜が形成された陽極体を電解液に浸漬させ、アノードで生じる酸化反応を利用して単量体を酸化重合させることにより、誘電体被膜上に導電性高分子層を形成することができる。
【０００６】
ところで、導電性高分子層は固体電解コンデンサのＥＳＲを低くすることができる一方で、導電性高分子層自体が本質的にイオン伝導性を有していないために、損傷した誘電体被膜の修復性能、すなわち陽極酸化機能を有することができない。このため、導電性高分子層を有する固体電解コンデンサは、他の固体電解コンデンサよりも耐電圧性能が低くなってしまうという課題がある。
【０００７】
上記課題を解決する技術として、イオン液体を利用した技術が期待されている。イオン液体とは、常温環境下で溶融して液体状態を保つ塩のことであり、不揮発性、高イオン伝導性といった特性を有する。このため、導電性高分子層中にイオン液体を存在させることによって誘電体被膜の損傷部分の修復が可能となり、固体電解コンデンサの耐電圧性能を高めることができると考えられている。
【０００８】
このようなイオン液体を用いた技術として、引用文献１〜３には、イオン液体を含有する導電性高分子層を有する固体電解コンデンサに関する技術が記載されている。引用文献１〜３には、誘電体被膜にイオン液体を付着させてから導電性高分子層を形成することにより、従来の固体電解コンデンサよりも耐電圧性能の高い固体電解コンデンサが得られることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２４７０８号公報
【特許文献２】特開２００８−１６８３５号公報
【特許文献３】特開２００８−２１８９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、高性能の固体電解コンデンサの需要は現在も高まっており、さならる技術の開発が求められている。
【００１１】
そこで、上記事情に鑑み、本発明の目的は、耐電圧性能の高い、高性能の固体電解コンデンサの製造方法および固体電解コンデンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成すべく、本発明者が鋭意検討を重ねたところ、導電性高分子層を形成した後に、該導電性高分子層にイオン液体を含浸させることによって、高性能の固体電解コンデンサを製造できることを知見した。
【００１３】
すなわち、本発明は、表面に誘電体被膜が形成された陽極体と、陽極体上に形成された導電性高分子層とを有するコンデンサ素子、を備える固体電解コンデンサの製造方法であって、陽極体の表面に誘電体被膜を形成する工程と、誘電体被膜上に第１導電性高分子層を形成する工程と、第１導電性高分子層が形成された陽極体にイオン液体を含浸させる工程と、イオン液体を含浸させた後、第１導電性高分子層上に第２導電性高分子層を形成する工程と、を含む、固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１４】
上記固体電解コンデンサの製造方法において、第２導電性高分子層は、電解重合によって形成されることが好ましい。
【００１５】
上記固体電解コンデンサの製造方法において、第１導電性高分子層は、化学重合によって形成されることが好ましい。
【００１６】
上記固体電解コンデンサの製造方法において、イオン液体を含浸させる工程の前に、第１導電性高分子層が形成された陽極体を洗浄する工程を有することが好ましい。
【００１７】
上記固体電解コンデンサの製造方法において、化学重合は、気相重合であることが好ましい。
【００１８】
上記固体電解コンデンサの製造方法において、イオン液体の含有量が１０重量％以上となるように調製した溶液を用いて、第１導電性高分子層が形成された陽極体にイオン液体を含浸させることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、表面に誘電体被膜が形成された陽極体と、陽極体上に形成された導電性高分子層と、導電性高分子層上に形成された陰極層とを有するコンデンサ素子、を備える固体電解コンデンサであって、導電性高分子層は、誘電体被膜上に形成された第１導電性高分子層と、第１導電性高分子層上に形成された第２導電性高分子層とを有し、第１導電性高分子層中にはイオン液体が存在し、第２導電性高分子層は第１導電性高分子層よりも緻密な構造を有する、固体電解コンデンサである。
【００２０】
上記固体電解コンデンサにおいて、イオン液体は、第１導電性高分子層中において、誘電体被膜近傍よりも第２導電性高分子層近傍に多く存在することが好ましい。
【００２１】
上記固体電解コンデンサにおいて、第１導電性高分子層は、誘電体被膜上に点在する複数の導電性高分子部からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、耐電圧性能の高い、高性能な固体電解コンデンサの製造方法およびその固体電解コンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の好ましい一例のフローチャートである。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、図１のフローチャートに沿った製造方法を図解する模式的な断面図である。
【図３】電解重合用装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【図４】本発明に係る固体電解コンデンサの構造の好ましい一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。なお、図面における長さ、大きさ、幅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、実際の寸法を表していない。
【００２５】
＜固体電解コンデンサの製造方法＞
以下に、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の好ましい一例を説明する。ここでは、焼結体からなる陽極体を有する固体電解コンデンサの製造方法について、図１および図２を用いて説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の好ましい一例のフローチャートであり、図２の（ａ）〜（ｆ）は、図１のフローチャートに沿った製造方法を図解する模式的な断面図である。
【００２７】
１．  陽極体の形成（陽極体形成工程）
まず、図１のステップＳ１０１において、陽極体１１を形成する。具体的には、弁作用金属粉末を準備し、棒状体の陽極リード１７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。そして、この成形体を焼結することにより、図２（ａ）に示すような、陽極リード１７の一端が埋設された多孔質構造の陽極体１１を作製する。弁作用金属としては、タンタル、ニオブ、チタン、アルミニウムなどを用いることができる。また、陽極リード１７は金属からなるが、弁作用金属を好適に用いることができる。
【００２８】
２．  誘電体被膜の形成（誘電体被膜形成工程）
次に、図１のステップＳ１０２において、陽極体１１の表面に誘電体被膜１２を形成する。本工程により、図２（ｂ）に示すように、陽極体１１の表面に誘電体被膜１２が形成される。
【００２９】
本工程において、誘電体被膜１２は、弁作用金属を化成処理することによって形成される。化成処理の方法としては、陽極体１１を、リン酸水溶液または硝酸水溶液などの化成溶液中に浸して電圧を印加する方法がある。なお、たとえば、弁作用金属としてタンタル（Ｔａ）を用いた場合の誘電体被膜１２の組成はＴａ2Ｏ5となり、弁作用金属としてアルミニウム（Ａｌ）を用いた場合の誘電体被膜１２の組成はＡｌ2Ｏ３となる。
【００３０】
３．  第１導電性高分子層の形成（第１導電性高分子層形成工程）
次に、図１のステップＳ１０３において、誘電体被膜１２上に第１導電性高分子層１３を形成する。本工程により、図２（ｃ）に示すように、誘電体被膜１２上に第１導電性高分子層１３が形成される。
【００３１】
本工程において、第１導電性高分子層１３は、化学重合によって形成されることが好ましい。化学重合によって形成された第１導電性高分子層１３は、誘電体被膜１２上に点在する形状であり、多くの開口部を有する構造となっている。このため、第１導電性高分子層１３を化学重合によって形成した場合、誘電体被膜１２は、第１導電性高分子層１３に覆われる部分と、第１導電性高分子層１３に覆われずに外部に露出している部分とを有している。
【００３２】
第１導電性高分子層１３が上記のような構造を有することにより、後述するイオン液体含浸工程において、イオン液体を第１導電性高分子層１３に含浸させるだけでなく、点在する第１導電性高分子層１３同士の隙間に留まらせることができ、さらに、第１導電性高分子層から露出している誘電体被膜１２の表面に付着させることができる。したがって、誘電体被膜１２上に点在する第１導電性高分子層１３が形成された陽極体は、より多くのイオン液体を保持することができ、また、誘電体被膜１２とイオン液体との接触頻度を高く、かつ接触領域を大きくすることができる。
【００３３】
化学重合による第１導電性高分子層１３の形成方法としては、たとえば、誘電体被膜１２上に酸化剤およびドーパントを付着させた陽極体１１を、高分子の単量体を含むガスに曝露する方法がある。陽極体１１に酸化剤およびドーパントを付着させる方法としては、たとえば、酸化剤およびドーパントを含む溶液に陽極体１１を浸漬させる方法がある。また、酸化剤を含む溶液とドーパントを含む溶液のそれぞれに陽極体１１を浸漬させてもよい。また、各溶液を陽極体１１に塗布してもよい。この方法によれば、容易に、誘電体被膜１２上に点在する形状を有する第１導電性高分子層１３を形成することができる。
【００３４】
上記の方法は、化学重合のうちの気相重合であるが、気相重合の代わりに液相重合によって第１導電性高分子層１３を形成してもよい。たとえば、誘電体被膜１２が形成された陽極体１１を、第１導電性高分子層１３を構成する高分子の単量体、酸化剤およびドーパントを含む溶液に浸漬して、誘電体被膜１２上で単量体を酸化重合させる方法がある。単量体、酸化剤およびドーパントは１つの溶液に含まれる必要はなく、それぞれ別の溶液であってもよい。また、単量体、酸化剤およびドーパントのうちのいずれか２つの成分を含む溶液と残りの１つを含む溶液とを用いてもよい。２つ以上の溶液を用いて酸化重合を行う場合、各溶液への浸漬の順序は特に制限されるものではない。
【００３５】
液相重合の場合、気相重合の場合よりも単量体の重合速度が速いため、第１導電性高分子層１３を構成する導電性高分子の誘電体被膜１２への堆積が速い。このため、液相重合を長時間行うと、導電性高分子の堆積量が増え、第１導電性高分子層１３が誘電体被膜１２上に厚く堆積することになり、結果的に、第１導電性高分子層１３は、誘電体被膜１２上に点在する形状ではなく、誘電体被膜全面を覆う形状となる場合が考えられる。したがって、液相重合によって第１導電性高分子層１３を形成する場合には、単量体の重合速度を制御することが好ましい。
【００３６】
本工程で用いられる単量体としては、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つを有している高分子を挙げることができる。なかでも、チオフェンおよびその誘導体、ピロールおよびその誘導体、アニリンおよびその誘導体およびフランおよびその誘導体が好ましく、特に、ピロールおよびその誘導体を好適に用いることができる。これらを用いることにより、ポリチオフェン骨格、ポリピロール骨格、ポリアニリン骨格およびポリフラン骨格からなる第１導電性高分子層１３を形成することができる。
【００３７】
また、本工程で用いられる酸化剤として、公知の酸化剤を用いることができ、たとえば、過酸化水素、過マンガン酸、次亜塩素酸、クロム酸などを挙げることができる。また、ドーパントとして、公知のドーパントを用いることができ、たとえば、アルキルスルホン酸、芳香族スルホン酸、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、硫酸、硝酸などを挙げることができる。また、酸化剤およびドーパントのかわりに、公知の酸化剤兼ドーパント材を用いることができる。
【００３８】
４．  陽極体の洗浄（洗浄工程）
本実施の形態において、洗浄工程として、第１導電性高分子層１３を形成した後に、第１導電性高分子層１３が形成された陽極体１１を洗浄してもよい。一般的に、化学重合によって導電性高分子層を形成した場合、陽極体１１には不要な酸化剤や未反応の単量体が残留していることが多い。これらの残留物は固体電解コンデンサのＥＳＲを増大させる原因となる。誘電体被膜１２上に第１導電性高分子層１３を形成した後、陽極体１１を洗浄することによって、陽極体１１の表面および細孔内の誘電体被膜１２上、第１導電性高分子層１３上の不要な酸化物、未反応の単量体といった残留物を除去することができ、ＥＳＲの増大を抑制することができる。
【００３９】
陽極体１１の洗浄方法としては、たとえば、第１導電性高分子層１３が形成された陽極体１１を、水に浸漬してから引上げる方法がある。水は純水、または超純水であることが好ましく、浸漬、引上げは数回繰り返されてもよい。また、第１導電性高分子層１３が形成された陽極体１１に水をかけ流すことによって、残留物を除去してもよい。なお、このような洗浄工程を設けた場合には、次工程のイオン液体含浸工程を行う前に、陽極体１１を乾燥させることが好ましい。
【００４０】
ここで、洗浄工程を後述のイオン液体含浸工程の後に行った場合、含浸されたイオン液体が流出してしまうため、好ましくない。洗浄工程をイオン液体含浸工程の前に行うことにより、イオン液体の洗浄による流出を防ぐことができ、イオン液体による誘電体被膜１２の損傷の高い修復機能を確保することができる。
【００４１】
５．  イオン液体の含浸（イオン液体含浸工程）
次に、図１のステップＳ１０４において、第１導電性高分子層１３が形成された陽極体１１にイオン液体を含浸させる。陽極体１１にイオン液体を含浸させることにより、イオン液体は、誘電体被膜１２上の第１導電性高分子層１３に含浸され、点在する第１導電性高分子層１３の隙間にイオン液体が留まり、さらに、第１導電性高分子層から露出している誘電体被膜１２の表面に付着する。
【００４２】
イオン液体を第１導電性高分子層１３が形成された陽極体１１に含浸させる方法としては、たとえば、第１導電性高分子層１３が形成された陽極体１１をイオン液体に浸漬する方法がある。この場合の浸漬時間は５分以上であることが好ましい。浸漬時間を５分以上とすることにより、陽極体１１の深い細孔内にまでイオン液体が浸透することができ、そこに存在する第１導電性高分子層１３に含浸すること、さらには、そこに存在する誘電体被膜１２上に付着することができる。また、製造効率の観点からは、６０分以下であることが好ましい。イオン液体の粘度が高く、陽極体１１の細孔深くに浸透しにくい場合には、たとえば、減圧環境下で本工程を行うことにより、細孔内部にイオン液体を容易に含浸させることができる。
【００４３】
本発明において好適に用いられるイオン液体を構成するカチオン成分としては、たとえば、アンモニウムイオンおよびその誘導体、イミダゾリウムイオンおよびその誘導体、ピロリジニウムイオンおよびその誘導体、ホスホニウムイオンおよびその誘導体、ならびにスルホニウムイオンおよびその誘導体を挙げることができ、特に、アンモニウムイオンおよびその誘導体は、電位窓が大きく化学的に安定であることから、より好適に用いることができる。
【００４４】
また、アニオン成分としては、たとえば、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオン（（ＣＦ3ＳＯ2)2Ｎ−）、トリフルオロメタンスルホン酸イオン（ＣＦ3ＳＯ3−）、トリフルオロメタンスルホニルイオン（ＣＦ3ＳＯ2−）、硝酸イオン（ＮＯ3−）、酢酸イオン（ＣＨ3ＣＯ2−）、テトラフルオロホウ酸イオン（ＢＦ4−）、ヘキサフルオロリン酸イオン（ＰＦ6−）、トリフルオロメタンカルボキシラートイオン（ＣＦ3ＣＯ2−）を挙げることができる。なかでも、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオンが好ましく、特に、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオンを好適に用いることができる。
【００４５】
上記のカチオン成分とアニオン成分の組み合わせたイオン液体のうち、特に、メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−メチル−１−プロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、シクロヘキシルトリメチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリブチル（２−メトキシエチル）ホスホニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリブチルメチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリブチルメチルホスホニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリエチルスルホニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドのいずれかのイオン液体を用いることが好ましい。特に、下記化学式（１）のメチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを好適に用いることができる。
【００４６】
【化１】
0005575505.tif 000002
【００４７】
また、本工程において、イオン液体そのものの代わりに、イオン液体を含む溶液を用いてもよい。イオン液体を含む溶液の溶媒は、イオン液体を１％以上、より好ましくは１０％以上溶解することができる溶媒が好ましい。たとえば、水、グリコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、トリグリセリド系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アミド系溶剤、ニトリル系溶剤、スルホキシド系溶剤、スルホン系溶剤を用いることができる。
【００４８】
なかでも、グリコール系溶剤としては、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、エトキシジグリコール、およびジプロピレングリコールを挙げることができる。グリコールエーテル系溶剤としては、たとえば、メチルグリコールエーテル、エチルグリコールエーテル、およびイソプロピルグリコールエーテルを挙げることができる。エーテル系溶剤としては、ジエチルエーテルおよびテトラヒドロフランを挙げることができる。アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、およびブタノールを挙げることができる。エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ジエチレングリコールエーテル、酢酸メトキシプロピル、および炭酸プロピレンを挙げることができる。アミド系溶剤としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルカプリル酸アミド、ジメチルカプリン酸アミド、およびＮ−アルキルピロリドンを挙げることができる。ニトリル系溶剤としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、およびベンゾニトリルを挙げることができる。スルホキシド系溶剤およびスルホン系溶剤としては、それぞれジメチルスルホキシドおよびスルホランを挙げることができる。特に、エチレングリコール、イソプロパノール、炭酸プロピレンを好適に用いることができる。
【００４９】
イオン液体を上記溶媒に溶解させ、該溶液を用いてイオン液体を第１導電性高分子層１３が形成された陽極体１１に含浸させた場合、陽極体１１上にはイオン液体のみでなく、溶媒も存在することになる。溶媒の揮発性が高い場合には、浸漬後の陽極体１１を室温環境下に放置することによって溶媒を除去することができる。溶媒の沸点が高い場合には、陽極体１１を溶媒の沸点以上の環境下に放置することによって溶媒を除去することができる。このときの放置に要する時間は、確実に溶媒を除去するために５分以上であることが好ましく、製造効率の観点からは６０分以下であることが好ましい。
【００５０】
また、陽極体１１中のイオン液体の有無および分布は、核磁器共鳴分光法を利用することによって知ることができる。具体的には、イオン液体が含浸された陽極体１１の各位置のサンプル、たとえば、第１導電性高分子層１３および後述する第２導電性高分子層１４のそれぞれの一部を採取し、適切な溶剤を用いて、各サンプル中のイオン液体を溶剤に抽出する。そして、この溶剤を核磁気共鳴分光装置に供し、イオン液体を構成する分子特有のスペクトルを検出することによって、第１導電性高分子層１３中のイオン液体の有無および分布を知ることができる。たとえば、イオン液体のアニオン成分がビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオンである場合には、フッ素由来のスペクトルを検出することにより、陽極体１１中のイオン液体の有無および分布を知ることができる。
【００５１】
６．  第２導電性高分子層の形成（第２導電性高分子層形成工程）
次に、図１のステップＳ１０５において、第１導電性高分子層１３上に、第２導電性高分子層１４を形成する。本工程により、図２（ｄ）に示すように、イオン液体が含浸された第１導電性高分子層１３上に第２導電性高分子層１４が形成される。
【００５２】
本工程において、第２導電性高分子層１４は、電解重合によって形成されることが好ましい。電解重合によって形成された第２導電性高分子層１４は、第１導電性高分子層１３上および第１導電性高分子層１３の開口部から露出する誘電体被膜１２上の全面を覆う膜形状を有することができる。このため、陽極体１１に含浸されたイオン液体が外部に流出するのを防ぐことができる。以下に、電解重合による第２導電性高分子層１４の形成方法の一例を図３を用いて説明する。
【００５３】
図３は、電解重合用装置の構成の一例を模式的に表す図である。
図３において、電解重合用装置３００は、電解槽３１と、直流電源３２とを有する。直流電源３２の陽極側には陽極電極片３３が接続されており、直流電源３２の陰極側には陽極電極片３３の対電極である陰極電極片３４が接続されている。また、電解槽３１に満たされる電解液３５としては、第２導電性高分子層１４を構成する高分子の単量体およびドーパントを含む溶液を用いることができる。
【００５４】
上記電解重合用装置３００において、たとえば、図３に示すように、電解液３５中に第１導電性高分子層１３が形成された陽極体１１を浸漬する。そして、陽極電極片３３を第１導電性高分子層１３に接触させて第１導電性高分子層１３に給電することにより、第１導電性高分子層１３上に第２導電性高分子層１４を形成することができる。なお、図３を用いて電解重合の一例を示したが、本工程における電解重合の方法は、これに限られず、公知の技術を用いて第２導電性高分子層１４を形成することができる。
【００５５】
本工程で用いられる単量体として、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つを有している高分子が好ましく、なかでも、チオフェンおよびその誘導体、ピロールおよびその誘導体、アニリンおよびその誘導体、ならびにフランおよびその誘導体が好ましく、特に、ピロールおよびその誘導体を好適に用いることができる。これらを用いることにより、ポリチオフェン骨格、ポリピロール骨格、ポリアニリン骨格およびポリフラン骨格からなる第２導電性高分子層１４を形成することができる。
【００５６】
また、本工程で用いられるドーパントとして、公知のドーパントを用いることができ、たとえば、アルキルスルホン酸、芳香族スルホン酸、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、硫酸、硝酸などを挙げることができる。また、ドーパントとして公知の酸化剤兼ドーパント材を用いても良い。なお、本工程で用いられる単量体およびドーパントは、第１導電性高分子層１３を形成する工程で用いた単量体およびドーパントと同じでもよく、異なっていてもよい。
【００５７】
７．  陰極層の形成（陰極層形成工程）
次に、図１のステップＳ１０６において、第２導電性高分子層１４上に、陰極層を形成する。本工程により、図２（ｅ）に示すように、第２導電性高分子層１４上にカーボン層１５および銀ペースト層１６からなる陰極層が形成され、コンデンサ素子１０が作製される。陰極引出層としてのカーボン層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て構成することができる。なお、カーボン層１５および銀ペースト層１６の形成は、それぞれ公知の技術を用いて形成することができる。
【００５８】
８．  コンデンサ素子の封止（封止工程）
最後に、図１のステップＳ１０７において、コンデンサ素子１０に、公知の技術にしたがって、陽極端子１８、接着層１９、陰極端子２０を配置し、これらを図２（ｆ）に示すように外装樹脂２１にて封止する。そして、外装樹脂２１の外部に露出している陽極端子１８および陰極端子２０を外装樹脂２１に沿うように折り曲げた後に、エージング処理することにより、図２の（ｆ）に示す固体電解コンデンサ１００を完成させる。なお、陽極端子１８および陰極端子２０は、たとえば銅または銅合金などの金属で構成することができ、外装樹脂２１の素材としては、たとえばエポキシ樹脂を用いることができる。
【００５９】
以上に詳述した本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法によれば、第１導電性高分子層１３を形成した陽極体１１にイオン液体を含浸させ、その後第２導電性高分子層を形成する。イオン液体は、誘電体被膜１２の損傷部分の修復機能を有するため、固体電解コンデンサ１００の耐電圧性能が向上し、もって高性能の固体電解コンデンサを提供することができる。
【００６０】
また、第１導電性高分子層１３を化学重合によって形成することによって、誘電体被膜１２上に点在する第１導電性高分子層１３を形成することができる。この構成により、イオン液体は第１導電性高分子層１３に含浸するだけでなく、露出する誘電体被膜１２上に付着することができ、また点在する第１導電性高分子層１３の隙間に留まることができる。したがって、陽極体１１は多くのイオン液体を保持することができ、また、誘電体被膜１２とイオン液体との接触頻度を高く、かつ接触領域を大きくすることができる。したがって、固体電解コンデンサ１００における誘電体被膜１２の修復機能を確実に向上させることができる。特に、気相重合によって第１導電性高分子層１３を形成した場合、誘電体被膜１２上に点在する形状の第１導電性高分子層１３を容易に形成することができる。
【００６１】
また、第２導電性高分子層１４を電解重合によって形成することによって、第１導電性高分子層１３上および第１導電性高分子層１３の開口部から露出する誘電体被膜１２上の全面を覆う膜形状の第２導電性高分子層１４を容易に形成することができる。これにより、イオン液体が外部に流出するのを確実に防ぐことができる。
【００６２】
また、第２導電性高分子層１４を形成する前に、陽極体１１を洗浄することによって、陽極体１１中の残留物を除去することができる。これにより、固体電解コンデンサ１００のＥＳＲの増大を抑制することができ、より高性能の固体電解コンデンサを提供することができる。
【００６３】
また、本発明における固体電解コンデンサは、上記の実施の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具体的に、巻回型の固体電解コンデンサ、弁金属の板を用いた積層型の固体電解コンデンサなどがある。
【００６４】
特に、焼結体はイオン液体を保持する能力に優れているため、焼結体からなる陽極体を有する固体電解コンデンサを製造する場合に、本発明をより好適に用いることができる。
【００６５】
＜固体電解コンデンサ＞
以下に、本発明に係る固体電解コンデンサの好ましい一例を説明する。ここでは、焼結体からなる陽極体を有する固体電解コンデンサを用いて説明する。
【００６６】
図４は、本発明に係る固体電解コンデンサの構造の好ましい一例を模式的に示す断面図である。
【００６７】
図４において、固体電解コンデンサ４００は、表面に誘電体被膜４２が形成された陽極体４１と、誘電体被膜４２上に形成された第１導電性高分子層４３と、第１導電性高分子層４３上に形成された第２導電性高分子層４４と、第２導電性高分子層４４上に順次形成された、陰極引出層としてのカーボン層４５および銀ペースト層４６と、を有するコンデンサ素子４０を備える。
【００６８】
陽極体４１は弁作用金属の焼結体であり、金属からなる棒状の陽極リード４７が立設されている。具体的には、陽極リード４７の一端は陽極体４１の内部に埋設され、他端はコンデンサ素子４０の外部へ突出するように配置されている。弁作用金属としては、タンタル、ニオブ、チタン、アルミニウムなどを用いることができる。陽極リード４７は金属からなるが、弁作用金属を好適に用いることができる。陰極引出層としてのカーボン層４５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て構成することができる。
【００６９】
固体電解コンデンサ４００は、さらに、陽極端子４８と、接着層４９と、陰極端子５０と、外装樹脂５１とを備える。陽極端子４８は、その一部が陽極リード４７と接触するように配置される。また、陰極端子５０は、導電性の接着剤からなる接着層４９を介して、コンデンサ素子４０の最外層である銀ペースト層４６と接続するように配置される。外装樹脂５１は、陽極端子４８の一部および陰極端子５０の一部が外装樹脂５１から露出するように、コンデンサ素子４０を封止する。
【００７０】
陽極端子４８および陰極端子５０は、金属であればよく、たとえば銅を用いることができる。接着層４９は、導電性と接着性を有していればよい。外装樹脂５１には、たとえばエポキシ樹脂を用いることができる。
【００７１】
上記固体電解コンデンサ４００において、第１導電性高分子層４３および第２導電性高分子層４４からなる導電性高分子層のうち、少なくとも第１導電性高分子層４３にイオン液体が存在している。これにより、誘電体被膜４２が損傷した場合にも、イオン液体が誘電体被膜４２の損傷部分を修復することができる。
【００７２】
また、固体電解コンデンサ４００において、導電性高分子層は第１導電性高分子層４３および第２導電性高分子層４４から構成され、第２導電性高分子層４４は第１導電性高分子層４３よりも緻密な構造を有している。第１導電性高分子層４３が、誘電体被膜４２上に点在する形状を有し、第２導電性高分子層４４が、第１導電性高分子層４３上および第１導電性高分子層４３の開口部から外部に露出する誘電体被膜４２上を覆う膜形状を有していることがより好ましい。この構造の違いは、たとえば、第１導電性高分子層４３を化学重合によって形成し、第２導電性高分子層４４を電解重合によって形成することによって、容易にもたらすことができる。
【００７３】
第１導電性高分子層４３が比較的粗い構造を有していることにより、第１導電性高分子層４３は多くのイオン液体を保持することができ、またイオン液体は誘電体被膜４２近傍に存在することができる。また、第２導電性高分子層４４が緻密な構造を有していることにより、第１導電性高分子層４３中のイオン液体の外部への流出を防ぐことができる。
【００７４】
特に、第１導電性高分子層４３を気相重合によって形成した場合、より確実かつ簡便に、誘電体被膜４２上に点在する第１導電性高分子層４３を形成することができる。
【００７５】
また、本発明において、イオン液体は、第１導電性高分子層４３のうちの誘電体被膜４２近傍に位置する部分よりも、第２導電性高分子層４４近傍に位置する部分に多く存在する。
【００７６】
本発明において、第１導電性高分子層４３および第２導電性高分子層４４は、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。特に、ポリピロールおよびその誘導体が好適である。
【００７７】
本発明において好適に用いられるイオン液体を構成するカチオン成分としては、たとえば、アンモニウムイオンおよびその誘導体、イミダゾリウムイオンおよびその誘導体、ピロリジニウムイオンおよびその誘導体、ホスホニウムイオンおよびその誘導体、ならびにスルホニウムイオンおよびその誘導体を挙げることができる。特に、アンモニウムイオンおよびその誘導体は、電位窓が大きく、化学的に安定であるため、より好適に用いることができる。
【００７８】
また、アニオン成分としては、たとえば、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオン（（ＣＦ3ＳＯ2)2Ｎ−）、トリフルオロメタンスルホン酸イオン（ＣＦ3ＳＯ3−）、トリフルオロメタンスルホニルイオン（ＣＦ3ＳＯ2−）、硝酸イオン（ＮＯ3−）、酢酸イオン（ＣＨ3ＣＯ2−）、テトラフルオロホウ酸イオン（ＢＦ4−）、ヘキサフルオロリン酸イオン（ＰＦ6−）、トリフルオロメタンカルボキシラートイオン（ＣＦ3ＣＯ2−）を挙げることができる。なかでも、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオンが好ましく、特に、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオンを好適に用いることができる。
【００７９】
上記のカチオン成分とアニオン成分の組み合わせたイオン液体のうち、特に、メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−メチル−１−プロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、シクロヘキシルトリメチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリブチル（２−メトキシエチル）ホスホニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリブチルメチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリブチルメチルホスホニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリエチルスルホニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドのいずれかのイオン液体を用いることが好ましい。特に、上記化学式（１）のメチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを好適に用いることができる。
【００８０】
以上に詳述した本発明に係る固体電解コンデンサによれば、第１導電性高分子層４３中にイオン液体が存在する。そして、イオン液体は、第１導電性高分子層のうちの誘電体被膜４２近傍に位置する部分よりも、第２導電性高分子層４４近傍に位置する部分に多く存在する。このため、本発明に係る固体電解コンデンサにおいて、第１導電性高分子層４３はより多くのイオン液体を有することができ、もって高い耐電圧性能を有することができる。
【００８１】
本発明における固体電解コンデンサは、上記の実施の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具体的に、巻回型の固体電解コンデンサ、弁金属の板を用いた積層型の固体電解コンデンサなどがある。
【００８２】
特に、焼結体はイオン液体を保持する能力に優れているため、焼結体からなる陽極体を有する固体電解コンデンサに、本発明をより好適に適用することができる。
【実施例】
【００８３】
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。なお、各実施例および各比較例において、固体電解コンデンサを１００個ずつ製造した。
【００８４】
＜実施例１＞
まず、公知の方法を用いて、タンタル粉末を準備し、ワイヤー状の陽極リードの一端側をタンタル粉末に埋め込んた状態で、タンタル粉末を直方体に成形した。そして、これを焼結することにより、陽極リードの一端が埋め込まれた陽極体を形成した。陽極リードには、タンタルからなるワイヤーを用いた。このときの陽極体の寸法は、縦×横×高さが４４．５ｍｍ×３．５ｍｍ×２．５ｍｍであった。
【００８５】
次に、陽極体をリン酸溶液に浸漬して３０Ｖの電圧を印加することにより、陽極体の表面にＴａ2Ｏ5からなる誘電体被膜を形成した。
【００８６】
次に、液相重合によって誘電体被膜上に第１導電性高分子層を形成した。具体的には、まず、ピロールを３ｍｏｌ／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パラトルエンスルホン酸を含有する水溶液を準備した。そして、２５℃に調整した上記エタノール溶液中に、誘電体被膜が形成された陽極体を５分間浸漬して、誘電体被膜に単量体であるピロールを付着させた。その後、陽極体をエタノール溶液から引き上げて、引き続き、２５℃に設定された上記水溶液に、５分間浸漬した。そして、陽極体を水溶液から引き上げて、１０分間以上室温で放置することにより乾燥させた。この操作により、誘電体被膜上に第１導電性高分子層が形成された。
【００８７】
次に、イオン液体を第１導電性高分子層が形成された陽極体に含浸させた。具体的には、まず、イオン液体として、メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを用いて、当該イオン液体を１０質量％含むイソプロピルアルコール溶液を準備した。そして、該陽極体を、上記イソプロピルアルコール溶液に５分間浸漬して、陽極体にイオン液体を含浸させた。その後、陽極体を引き上げて５分間以上室温で放置することにより、イソプロピルアルコールを完全に除去した。
【００８８】
次に、図３に示す電解重合用装置３００を用いた電解重合によって、第１導電性高分子層上に第２導電性高分子層を形成した。具体的には、まず、電解液として、ピロールおよびアルキルナフタレンスルホン酸を含む水溶液を準備し、該水溶液を電解重合用装置３００の電解槽３１内に満たした。そして、第１導電性高分子層と陽極電極片３３とを接触させて、第１導電性高分子層に０．５ｍＡの電流を３時間通電した。この操作により、第１導電性高分子層上に第２導電性高分子層が形成された。
【００８９】
上記操作の終了後、水溶液から陽極体を引き上げ、これを水で洗浄後、１００℃の乾燥器内に配置して、１０分間乾燥させた。そして、乾燥後の陽極体に、グラファイト粒子懸濁液を塗布して大気中で乾燥させることによりカーボン層を形成し、さらに、公知の技術にしたがって、銀ペースト層を形成してコンデンサ素子を作製した。
【００９０】
そして、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、銀ペースト層に銀接着剤を塗布して接着層を形成し、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、コンデンサ素子を外装樹脂で封止した。露出する陽極端子および陰極端子を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。
【００９１】
以上のように、陽極体形成工程、液相重合による第１導電性高分子層形成工程、イオン液体含浸工程、電解重合による第２導電性高分子層形成工程、陰極層形成工程、および封止工程を経て、固体電解コンデンサを完成させた。固体電解コンデンサの定格電圧は１０Ｖ、定格容量は３３０μＦであり、縦×横×高さが７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×３．８ｍｍであった。
【００９２】
＜実施例２＞
第１導電性高分子層を形成後、イオン液体を含浸する前に洗浄工程を設けて陽極体を洗浄した以外は、実施例１と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。すなわち、陽極体形成工程、液相重合による第１導電性高分子層形成工程、洗浄工程、イオン液体含浸工程、電解重合による第２導電性高分子層形成工程、陰極層形成工程、および封止工程を経て、固体電解コンデンサを完成させた。
【００９３】
洗浄工程の具体的な操作として、陽極体を純水に１０分間浸漬して引上げるという操作を１回行い、その後、１００℃の乾燥器内に配置して、１０分間乾燥させた。
【００９４】
＜実施例３＞
第１導電性高分子層を気相重合によって形成した以外は、実施例１と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。すなわち、陽極体形成工程、気相重合による第１導電性高分子層形成工程、イオン液体含浸工程、電解重合による第２導電性高分子層形成工程、陰極層形成工程、および封止工程を経て、固体電解コンデンサを完成させた。
【００９５】
気相重合の具体的な操作として、まず、過酸化水素と硫酸を含む２５℃の水溶液に、誘電体被膜が形成された陽極体を５分間浸漬した。そして、該水溶液から陽極体を引き上げた後、陽極体をピロールガスに曝露した。これにより、誘電体被膜上に第１導電性高分子層が形成された。
【００９６】
＜実施例４＞
第１導電性高分子層を形成後、イオン液体を含浸する前に実施例２と同様の洗浄工程を設けた以外は、実施例３と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。すなわち、陽極体形成工程、気相重合による第１導電性高分子層形成工程、洗浄工程、イオン液体含浸工程、電解重合による第２導電性高分子層形成工程、陰極層形成工程、および封止工程を経て、固体電解コンデンサを完成させた。
【００９７】
＜比較例１＞
イオン液体を含浸する操作を行わなかった以外は、実施例４と同様の操作を行った。すなわち、陽極体形成工程、気相重合による第１導電性高分子層形成工程、洗浄工程、電解重合による第２導電性高分子層形成工程、陰極層形成工程、および封止工程を経て、固体電解コンデンサを完成させた。
【００９８】
＜比較例２＞
第１導電性高分子層にイオン液体を含浸する操作を行わず、誘電体被膜が形成された陽極体を、メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを１０質量％含むイソプロピルアルコール溶液に５分間浸漬後、第１導電性高分子層を形成した以外は、実施例１と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。すなわち、陽極体形成工程の後、陽極体にイオン液体を含浸し、続いて、液相重合による第１導電性高分子層形成工程、電解重合による第２導電性高分子層形成工程、陰極層形成工程、および封止工程を経て、固体電解コンデンサを完成させた。
【００９９】
＜比較例３＞
第１導電性高分子層を形成後、陽極体を純水に１０分間浸漬して引上げるという操作を１回行い、その後、１００℃の乾燥器内に配置して、１０分間乾燥させた以外は、比較例２と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。すなわち、陽極体形成工程の後、陽極体にイオン液体を含浸し、続いて、液相重合による第１導電性高分子層形成工程、洗浄工程、電解重合による第２導電性高分子層形成工程、陰極層形成工程、および封止工程を経て、固体電解コンデンサを完成させた。
【０１００】
＜性能評価＞
≪ＥＳＲの測定≫
各実施例１〜４および各比較例１〜３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。各実施例１〜４および各比較例１〜３の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１〜３における平均値を算出した。この結果を表１の「ＥＳＲ（ｍΩ）」に示した。
【０１０１】
≪耐電圧試験≫
各実施例１〜４および各比較例１〜３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。各実施例１〜４および各比較例１〜３の固体電解コンデンサについて、印加する直流電圧を１Ｖ／秒の速度で上昇させて、耐電圧試験を行った。漏れ電流が１ｍＡ以上となったときの電圧を耐電圧とし、各実施例１〜４および各比較例１〜３の固体電解コンデンサにおける平均値を算出した。この結果を表１の「耐電圧（Ｖ）」に示した。
【０１０２】
≪サージ耐圧試験≫
各実施例１〜４および各比較例１〜３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。各実施例１〜４および各比較例１〜３の固体電解コンデンサについて、最高使用温度である１０５℃環境下で、サージ耐圧試験を行った。具体的には、各固体電解コンデンサに１ｋΩの放電用抵抗を接続した上で、固体電解コンデンサについて、５分３０秒間放電後、３０秒間充電するという合計６分間のサイクルを１０００回繰り返した。この試験の終了後、各固体電解コンデンサにおける漏れ電流を測定し、漏れ電流が１ｍＡ以上の場合に故障と判断してその数を調べた。この結果を表１の「故障（個）」に示した。
【０１０３】
【表１】
0005575505.tif 000003
【０１０４】
表１を参照して、実施例１について、耐電圧が比較例１よりも大きかった。また、比較例１に係る固体電解コンデンサにおいて、サージ耐圧試験後には２０個中の４個が故障していたのに対し、実施例１に係る固体電解コンデンサには故障がみられなかった。この結果から、陽極体中にイオン液体を含浸させることにより、固体電解コンデンサの耐電圧性能を高めることができることがわかった。
【０１０５】
実施例１および実施例２を比較すると、洗浄工程後にイオン液体含浸工程を行った場合のほうが、ＥＳＲが小さいことがわかった。陽極体を洗浄することにより、不要な酸化物および未反応の単量体といった残留物を除去することができ、結果的にＥＳＲを低減できたものと考えられる。
【０１０６】
また、洗浄工程後にイオン液体含浸工程を行った場合のほうが、耐電圧が高かった。この理由として、洗浄工程を経ることによって、第１導電性高分子層中の開口部または開口部から露出する誘電体被膜上に存在していた不純物が除去されて空間が再生され、第１導電性高分子層中、誘電体被膜上など、コンデンサ素子に存在できるイオン液体の量が増えたことが考えられる。
【０１０７】
実施例１では、液相重合によって第１導電性高分子層を形成したが、実施例３のように、気相重合によって第１導電性高分子層を形成した場合にも、比較例１の場合よりも高い耐電圧性能を有することがわかった。また、実施例３と実施例４とを比較すると、実施例１および２の場合と同様に、洗浄工程を設けることによって、ＥＳＲを低下させることができ、耐電圧を高めることができることがわかった。これらの各理由は、上記と同様と考えられる。
【０１０８】
ここで、液相重合によって第１導電性高分子層を形成した場合（実施例１および実施例２）の洗浄工程の効果と、気相重合によって第１導電性高分子層を形成した場合（実施例３および実施例４）の洗浄工程の効果を比較すると、後者の方が洗浄工程を経ることによる耐電圧性能の向上率が高いことが分かる。
【０１０９】
これは、液相重合によって形成された第１導電性高分子層の構造よりも、気相重合によって形成された第１導電性高分子層の構造のほうが空隙が多いことによると考えられる。すなわち、洗浄工程を経ることによって陽極体上の不純物を除去できるが、この不純物の除去によって再生される空間の数、大きさが気相重合によって形成される第１導電性高分子層のほうが多いことが考えられる。このため、気相重合のほうが、洗浄工程の有無による第１導電性高分子層中の開口領域の変化が大きく、結果的に、洗浄工程を経ることによってより顕著に耐電圧が向上していることが考えられる。
【０１１０】
また、比較例２によれば、誘電体被膜が形成された陽極体をイオン液体に浸漬した後に、第１導電性高分子層を形成しても、実施例１ほどの耐電圧性能の向上は見られなかった。これは、誘電体被膜をイオン液体に浸漬することによって誘電体被膜上にイオン液体を付着させたとしても、単量体を含む溶液、酸化剤を含む溶液にそれぞれ含浸させる操作を経ることにより、付着したイオン液体が除去されてしまうためと考えられる。
【０１１１】
また、比較例３をみると、陽極体を洗浄することにより、比較例２の場合よりも、さらに耐電圧が低下することがわかった。これは、陽極体を洗浄することにより、イオン液体が外部へ流出したためと考えられる。したがって、たとえば、引用文献１〜３にあるように、イオン液体と単量体と酸化剤を含有する溶液を用いて導電性高分子層を形成したとしても、その後に導電性高分子層を洗浄する工程を設けた場合には、導電性高分子層中のイオン液体が流出してしまうものと考えられる。これに対し、実施例２および実施例４では、イオン液体含浸工程の前に洗浄工程を行うことができるため、上記のような問題は生じず、もって、イオン液体による誘電体被膜の修復機能を確実に確保することができる。
【０１１２】
以上の実施例１〜４および比較例１〜３を比較することにより、実施例４に示す、気相重合によって第１導電性高分子層を形成して水で洗浄した後にイオン液体を含浸した場合に、最もイオン液体による効果を発揮できることが分かった。そこで、次に、実施例４の製造方法において、用いるイオン液体の濃度を変化させる検討を行った。
【０１１３】
＜実施例５＞
イオン液体を含む溶液として、メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを２０質量％含むイソプロピルアルコール溶液を準備した以外は、実施例４と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
【０１１４】
＜実施例６＞
イオン液体を含む溶液として、メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを５０質量％含むイソプロピルアルコール溶液を準備した以外は、実施例４と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
【０１１５】
＜実施例７＞
メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイソプロピルアルコールで希釈することなく、１００質量％のイオン液体、すなわちイオン液体そのものを用いた以外は、実施例４と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
【０１１６】
＜比較例４＞
イオン液体を含む溶液として、メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを５質量％含むイソプロピルアルコール溶液を準備した以外は、実施例４と同様の方法により、固体電解コンデンサを製造した。
【０１１７】
実施例５〜７および比較例４について、それぞれ２０個ずつの固体電解コンデンサを用いて、上述した耐電圧試験およびサージ電圧試験を行った。その結果を表２に示す。また、実施例４および比較例１の結果も同表に示す。
【０１１８】
【表２】
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【０１１９】
表２を参照して、陽極体に含浸させる溶液中のイオン液体の濃度（質量％）が高いほど、固体電解コンデンサの耐電圧性能が高いことがわかった。また、イオン液体の濃度が１０質量％以上である場合に、サージ電圧試験後の故障の発生が見られないことが分かった。
【０１２０】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、固体電解コンデンサとしての特性、特に耐圧特性を向上させるために広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１０，４０  コンデンサ素子、１１，４１  陽極体、１２，４２  誘電体被膜、１３，４３  第１導電性高分子層、１４，４４  第２導電性高分子層、１５，４５  カーボン層、１６，４６  銀ペースト層、１７，４７  陽極リード、１８，４８  陽極端子、１９，４９  接着層、２０，５０  陰極端子、２１，５１  外層樹脂、３１  電解槽、３２  直列電源、３３  陽極電極片、３４  陰極電極片、３５  電解液、１００，４００  固体電解コンデンサ、３００  電解重合用装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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