(57)【要約】【課題】本発明の目的は、高容量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である。【解決手段】本発明の固体電解コンデンサは、金属粒子の焼結体により構成される陽極体３と、陽極体３に埋設された陽極リード２と、陽極体３表面上に設けられた誘電体層４と、誘電体層４表面上に設けられた導電性高分子層５とを備え、陽極体３が、陽極リード２の埋設部２ａの周囲に設けられた第１の陽極部３ａと、第１の陽極部３ａを覆うように設けられた第２の陽極部３ｂとを含み、第２の陽極部３ｂの金属粒子の粒径が、第１の陽極部３ａの金属粒子の粒径よりも大きいことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粒子の焼結体により構成される陽極体と、
前記陽極体に埋設された陽極リードと、
前記陽極体表面上に設けられた誘電体層と、
前記誘電体層表面上に設けられた導電性高分子層とを備え、
前記陽極体が、前記陽極リードの埋設部の周囲に設けられた第１の陽極部と、前記第１の陽極部を覆うように設けられた第２の陽極部とを含み、
前記第２の陽極部の金属粒子の粒径が、前記第１の陽極部の金属粒子の粒径よりも大きいことを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記第１の陽極部の外周部のサイズにおいて最も厚みの薄い部分の長さが、０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記第１の陽極部の外周部のサイズにおける最も厚みの薄い部分において、前記第２の陽極部に対する前記第１の陽極部の長さの比が０．５以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記第１の陽極部の金属粒子の粒径が、中心粒径で０．３５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記第２の陽極部の金属粒子の粒径に対する前記第１の陽極部の金属粒子の粒径の中心粒径比が、０．８６以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記陽極体が、前記第２の陽極部を覆うように設けられた第３の陽極部をさらに含み、
前記第３の陽極部の金属粒子の粒径が、前記第２の陽極部の金属粒子の粒径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
前記金属粒子として、弁作用を有する金属の粒子を用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
前記弁作用を有する金属として、ニオブを用いることを特徴とする請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項９】
弁作用を有する金属粒子を焼結して陽極リードが埋設された陽極体を形成する工程と、
前記陽極体表面上に酸化により誘電体層を形成する工程と
前記誘電体層上に、重合により導電性高分子層を形成する工程とを有し、
前記陽極体を形成する工程が、
第１の陽極部を形成する工程と、
前記第１の陽極部上に、前記第１の陽極部の金属粒子よりも粒径の大きい金属粒子により第２の陽極部を形成する工程と、を含む固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１０】
前記陽極体を形成する工程が、
前記第２の陽極部上に、前記第２の陽極部の金属粒子よりも粒径の大きい金属粒子により第３の陽極部を形成する工程とを、さらに含むことを特徴とする請求項９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】
本発明は高容量の固体電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体電解コンデンサは、高周波特性が優れていることに加え、小型且つ大容量であることから、パーソナルコンピューターや映像装置等の各種電子機器の電源回路において広く用いられている。さらに、携帯電話や携帯音楽プレーヤーなどに代表される携帯機器の高性能化に伴い、より小型で高容量のコンデンサが求められている。
【０００３】
図５に従来の固体電解コンデンサの断面構造図を示す。図５（ａ）は従来の固体電解コンデンサの１断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＢ−Ｂ面での断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すＣ−Ｃ面での断面図である。陽極リード２の周囲に、陽極体、誘電体層及び導電性高分子が形成されている。図７に陽極体の拡大断面の模式図を示す。陽極リード２の周囲には、タンタル、ニオブ、チタン又はアルミニウム等の弁作用金属の粒子が直方体状に焼結された陽極体３が形成されている。
【０００４】
この陽極体３及び陽極リード２の表面には、誘電体層４が形成されている。この誘電体層４は、例えば陽極酸化法により陽極体３と陽極リード２の表面を酸化させて形成される。この誘電体層４上及び空間を埋めるように、二酸化マンガンあるいはポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子からなる固体電解質層５が形成されている。
【０００５】
固体電解質層５の表面上には、カーボン層６と銀層７が形成されている。陽極リード２には板状の陽極端子１が接続されており、銀層７には板状の陰極端子８が接続されている。
【０００６】
外装体９は、陽極リード２、陽極体３、誘電体層４、固体電解質層５、カーボン層６及び銀層７を内部に収納するように、直方体状に形成されている。外装体９は、例えばエポキシ樹脂から構成される。陽極端子１及び陰極端子８は相反する方向に外装体９から引き出されると共に、下方に屈曲されている。これら端子の先端部は、外装体９の下面に沿って配置され、実装基板に固体電解コンデンサを電気的に接続するために使用される。（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
固体電解コンデンサの高容量化を図るために、一般的に陽極リードに弁作用金属またはその合金からなる金属粒を焼結させてなる陽極体に使用する焼結体の表面積を増加させる手段がとられる。焼結体の表面積を増加させる方法として、焼結した金属またはその合金の粒径を小さくして粒同士の連結密度を向上することが挙げられる。
【特許文献１】特開２００４−１４６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、焼結に用いる金属または合金粒の粒径を小さくすると、ある程度は容量の増加は図れるものの、表面積の増加の度合に比べて、容量の増加の度合が少なくなるという課題があった。この原因について、本件発明者らが、鋭意検討を行った結果、焼結に用いる金属または合金粒の粒径が小さい場合、電解質層としての導電性高分子層が、陽極体内部では、十分に形成されておらず、そのため、陽極体内部がコンデンサとして完全には利用されていないという新たな課題を見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述のような課題を解決するために、本発明の固体電解コンデンサは、導電性高分子用モノマーの誘電体層表面での重合反応による導電性高分子層の形成プロセスにおいて、陽極体表面近くに形成された導電性高分子層が、陽極体内部への導電性高分子用モノマーの供給を阻害しない構造を提供することで、陽極体内部への導電性高分子層の十分な形成を可能にする構造を提供するものである。
【００１０】
本発明の固体電解コンデンサは、金属粒子の焼結体により構成される陽極体と、陽極体に埋設された陽極リードと、陽極体表面上に設けられた誘電体層と、誘電体層表面上に設けられた導電性高分子層とを備え、陽極体が、陽極リードの埋設部の周囲に設けられた第１の陽極部と、第１の陽極部を覆うように設けられた第２の陽極部とを含み、第２の陽極部の金属粒子の粒径が、第１の陽極部の金属粒子の粒径よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１１】
これによって、陽極体表面近くの誘電体層表面に導電性高分子層が形成されたとしても、陽極体表面近くの金属粒子の粒径が、陽極体内部よりも大きく、金属粒子間の間隔が大きいため、陽極体内部への導電性高分子用モノマーの供給を阻害しないようにすることができる。そのため、陽極体内部においても、十分に導電性高分子層が形成されるため、コンデンサとして利用できる領域を増加させることができる。その結果、陽極体全体を粒径の等しい金属粒子だけで構成した場合と比較して、高い容量を実現することができる。
【００１２】
ここで、第２の陽極部は、第１の陽極部の全体をすべて覆っている必要はなく、内部に十分な導電性高分子用モノマーが供給できる程度に第１の陽極部の外周部に配置されていればよい。例えば、第２の陽極部によって、第１の陽極部の８０％程度以上が覆われていればよい。
【００１３】
本発明において、第１の陽極の外周部のサイズにおいて最も厚みの薄い部分の長さは、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。最も厚みの薄い部分の長さが０．５ｍｍ未満であると、金属粒子の粒径が相対的に小さい第１の陽極部の割合が少なくなるため、陽極体内部の焼結体の表面積を大きくすることができず、高い容量を得ることができない場合がある。最も厚みの薄い部分の長さの上限値は、特に限定されるものではないが、２．８ｍｍ以下であることが好ましい。２．８ｍｍを超えると、陽極体の大きさが大きくなり、固体電解コンデンサを小型化することができない場合がある。従って、第１の陽極部の最も厚みの薄い部分の長さは０．５ｍｍ〜２．８ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１４】
また、第１の陽極部の外周部のサイズにおける最も厚みの薄い部分において、第２の陽極部の対する第１の陽極部の長さの比は、０．５以上であることが好ましい。０．５以上とすることにより、陽極体における第１の陽極部の割合を大きくすることができ、陽極体内部の焼結体の表面積を大きくすることができるので、高容量化を実現することができる。
【００１５】
本発明において、陽極体内の各陽極部とは、粒径がほぼ同じ金属粒子で構成された領域を示し、各陽極部間において粒径の違う金属粒子が混在している場合は、その領域は、それぞれの陽極部が重なっているものとする。
【００１６】
なお、本発明における粒径としては、焼結体の断面像等から十分な量の金属粒子を抽出し、その粒径の平均値より求める平均粒径や、粒径の頻度分布曲線からピークに対する粒径より求める最頻度径（モード径）、あるいは粒径の順序から、その順序の全抽出粒子数の半分の順位となる粒径から求める中心粒径等を用いることができる。ただ、極端に小さい、又は大きい粒径の金属粒子による影響を小さくする観点から、中心粒径を用いることが好ましい。
【００１７】
また、第１の陽極部の金属粒子の粒径は、中心粒径で０．３５μｍ以下であることが好ましい。こうすることで、陽極体内部の焼結体表面積を大きくすることができ、高容量化を実現することができる。さらに、第１の陽極部の金属粒子の粒径を、中心粒径で０．２０μｍ以下にすることで、陽極体内部の焼結体表面積をより大きくすることができる。
【００１８】
一方、第２の陽極部の金属粒子の粒径に対する第１の陽極部の金属粒子の粒径の中心粒径比は、０．８６以下であることが好ましい。こうすることで、第２の陽極部において、陽極体内部への導電性高分子用モノマーの侵入を阻害しないようにする金属粒子間の間隔を確保して、高容量化を実現することができる。さらに、第２の陽極部の金属粒子の粒径に対する第１の陽極部の金属粒子の粒径の中心粒径比を、０．６７以下にすることで、より高容量化することができる。
【００１９】
さらに、第２の陽極部を覆うように、金属粒子の粒径が第２の陽極部よりも大きい第３の陽極部をさらに含むことが好ましい。こうすることで、金属粒子の粒径の増大による焼結体の表面積の減少を抑えながら、陽極体内部への導電性高分子用モノマーの供給と導電性高分子層の形成を十分に行うことができ、高容量化を実現することができる。
【００２０】
本発明において、各陽極部における金属粒子の粒径は、例えば、各陽極部を構成する焼結体を作製する際に用いる金属粒子の粒径を変化させることにより制御することができる。陽極部の焼結体を作製する際の金属粒子の粒径を大きくすることにより、陽極部の金属粒子の粒径を大きくすることができ、陽極部の焼結体を作製するのに用いる金属粒子の粒径を小さくすることにより、陽極部の金属粒子の粒径を小さくすることができる。
【００２１】
また、本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用を有する金属粒子を焼結して陽極リードが埋設された陽極体を形成する工程と、陽極体表面上に酸化により誘電体層を形成する工程と、誘電体層上に、重合により導電性高分子層を形成する工程とを有し、前記陽極体を形成する工程が、第１の陽極部を形成する工程と、前記第１の陽極部上に、前記第１の陽極部の金属粒子よりも粒径の大きい金属粒子により第２の陽極部を形成する工程と、を含むことを特徴としたものである。
【００２２】
これによって、本発明の固体電解コンデンサにおける第１の陽極部と、その少なくとも一部を覆う第２の陽極部を形成することができる。
【００２３】
さらに、第２の陽極部上に、前記第２の陽極部の金属粒子よりも粒径の大きい金属粒子により第３の陽極部を形成する工程とを、さらに含むことが好ましい。こうすることで、本発明の固体電解コンデンサにおける第１の陽極部と、第１の陽極部の少なくとも一部を覆う第２の陽極部と、第２の陽極部の少なくとも一部を覆う第３の陽極部を形成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、導電性高分子層の形成プロセスに起因する容量の低下を抑制した、高容量な固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施形態による固体電解コンデンサの断面構造図である。図１（ａ）は本発明の第１の実施形態による固体電解コンデンサの１断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＢ−Ｂ面での断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すＣ−Ｃ面での断面図である。図６は陽極体の拡大断面の模式図である。図１及び図６を参照して、以下に、本発明の第１の実施形態による固体電解コンデンサの構造について説明する。
【００２７】
まず、本発明の固体電解コンデンサでは、図１に示すように、陽極リード２は、弁作用を有する金属で構成されており、陽極体３中に埋め込まれている。陽極体３は、陽極リード２の埋設部２ａの周囲に位置する第１の陽極部３ａと第１の陽極部を覆う第２の陽極部３ｂとで構成されている。
【００２８】
この陽極体３の内部の構造について、図６を用いて説明する。陽極リード２の埋設部２ａの周囲には、弁作用を有する金属からなる金属粒子を真空中で焼結成形することにより得られる直方体状の第１の陽極部３ａが形成されている。
【００２９】
ここで、陽極リード２及び陽極体３を構成する弁作用を有する金属としては、絶縁性の酸化膜を形成できる金属材料であり、チタン、タンタル、アルミニウム、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン等を使用することができ、陽極体３としては、これらの金属粒子を焼結させることによって、多孔質焼結体を得ることができる。この中でも、材料としては、酸化物の誘電率が高く、原料の入手が容易なチタン、タンタル、アルミニウム、ニオブが好ましい。特に、酸化物の誘電率が、タンタルの１．５倍程度であるニオブが好ましい。
【００３０】
また、陽極リード２及び陽極体３を構成する弁作用を有する金属として、上述の弁作用を有する金属同士の合金を用いることもできる。合金としては、弁作用を有する金属と他の金属等との合金も用いることができるが、その場合には弁作用を有する金属の割合が５０％以上であることが望ましい。
【００３１】
図３に第１の陽極部３ａの製造工程図を示す。同図を参照して、以下に製造工程を説明する。原料となる弁作用を有する金属からなる金属粒子Ａ（Ｓ１１）にバインダーを混入した（Ｓ１２）後、十分に混錬したもの（Ｓ１３）に陽極リード２を挿入し（Ｓ１４）、共に金型に導入・成型する（Ｓ１５）。これを減圧化においてバインダーを除去し（Ｓ１６）、高温にして金属粒子同士を焼結して（Ｓ１７）、第１の陽極部３ａを形成する（Ｓ１８）。ここで使用する金属粒子の粒径としては、０．０８μｍ〜１μｍのものを用いることができる。０．０８μｍより小さいと金属粒が密集して、陰極膜が形成できるスペースが制限されるため、陰極被覆率が低下し、容量利用率が低減する危惧があり、１μｍより大きいと粒の数量が減ってしまうので、表面積が小さくなり、容量が減少する危惧がある。特に、高い容量を得るために、０．２μｍ〜０．５μｍのものが好ましい。また、金属粒子と混合するバインダーとしては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニルやアクリル系樹脂と有機溶剤との混合物を用いることができる。焼結の温度としては、９００℃〜１３００℃が好ましい。９００℃よりも低いと、バインダーの残留分が多くなる危惧があり、１３００℃よりも高いと、焼結が進みすぎて空孔が減ってしまうため、表面積が減少してしまう危惧がある。
【００３２】
次に、第１の陽極部３ａを覆うように、第２の陽極部３ｂを形成する。図４に第２の陽極部３ｂの製造工程図を示す。同図を参照して、以下に製造工程を説明する。第１の陽極部３ａで用いられた金属粒子Ａよりも大きな粒径の金属粒子Ｂ（Ｓ２１）にバインダーを混入した（Ｓ２２）後、十分に混錬したもの（Ｓ２３）に図３に示す工程で形成した陽極リード２と第１の陽極部３ａの焼結体を挿入し（Ｓ２４）、共に金型に導入・成型する（Ｓ２５）。これを図３に示す工程と同様にして、バインダーの除去（Ｓ２６）及び焼結（Ｓ２７）を行って、第１の陽極部３ａと、第１の陽極部３ａを覆うように形成された第２の陽極部３ｂにより構成される陽極体３が形成できる（Ｓ２８）。
【００３３】
陽極リード２及び陽極体３の表面には、弁作用を有する金属の酸化物からなる誘電体層４が形成されている。例えば、弁作用を有する金属が、ニオブ金属から構成される場合には、誘電体層４は酸化ニオブとなる。
【００３４】
誘電体層４は、陽極リード２及び陽極体３をリン酸などの水溶液中において陽極酸化を行うことにより形成する。これにより、陽極体３の多くの孔の内部においても、弁作用を有する金属表面上に誘電体層４が形成される。誘電体層４の膜厚としては、１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲が好ましい。誘電体層４の膜厚が５００ｎｍよりも厚いと、静電容量が低下すると共に、陽極リード２及び陽極体３からの剥離が起こりやすくなる等の不都合が生じる危惧がある。反対に誘電体層４の膜厚が１０ｎｍよりも薄いと、耐電圧が低下すると共に、漏れ電流の増大を招く危惧がある。
【００３５】
誘電体層４上には、ポリピロール等からなる導電性高分子層５が形成される。導電性高分子層５の材料としては、導電性を有する高分子材料であれば特に限定されないが、特に導電性に優れたポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン等の材料を用いることができる。
【００３６】
導電性高分子層５は、化学重合法等により形成することができる。化学重合法では、酸化剤を用いてモノマーを酸化重合することにより、導電性高分子層５を形成する。より詳細には、陽極体３と陽極リード２の表面に誘電体層４を形成した後、この誘電体層４上に酸化剤を付着させる。そして、酸化剤が付着した陽極体３と陽極リード２をモノマーが溶解した溶液に浸漬、又はモノマー蒸気雰囲気中に放置する。このようにして、誘電体層４上でモノマーが重合して導電性高分子層５が形成される。
【００３７】
そのため、陽極体３表面近くの誘電体層４上に導電性高分子層５が形成されていくと、陽極体３表面近くの金属粒子間が導電性高分子層５で埋まってしまい、陽極体内部へモノマーが十分に供給できにくくなる。特に、陽極体を構成する金属粒子の粒径が小さいと、陽極体内部へモノマーが十分に供給されて導電性高分子層５が形成される前に、陽極体３表面近くの金属粒子間が導電性高分子層５で埋まってしまうため、陽極体内部で導電性高分子層５が形成されない部分が発生したり、厚さが薄すぎて、コンデンサとして十分機能しない領域が形成されてしまう。
【００３８】
そこで、本発明の陽極体３は、陽極体３の表面近くを陽極体内部よりも金属粒子の粒径が大きいもので形成した第２の陽極部で構成されているため、陽極体３表面近くの金属粒子間が導電性高分子層５で埋まってしまう前に、陽極体内部の導電性高分子層５を形成することができる。その結果、陽極体３全体において、導電性高分子層５が形成できる領域が増加し、高容量化を行うことができる。
【００３９】
なお、陽極体３の内部にモノマーを浸透させる方法としては、同程度の粒径の金属粒子を用いて、焼結体表面に凹部あるいは内部に空孔を設けて、その部分を通して、内部にモノマーを浸透させる方法が考えられるが、焼結体自体の強度が低下し、製造工程中に焼結体が破損するなどの可能性があるとともに、凹部あるいは空孔が完全にコンデンサとして使えない無効部分となるので、容量の低下が大きくなる可能性がある。
【００４０】
その後、導電性高分子層５上に、カーボンペーストを塗布、乾燥することによりカーボン粒子を含む層からなるカーボン層６と、カーボン層６上に銀ペーストを塗布、乾燥することにより銀粒子を含む層からなる銀層７とが形成される。
【００４１】
銀層７上には、導電性接着剤を介して平板状の陰極端子８が接続され、陽極リード２には、平板状の陽極端子１がスポット溶接により接続される。陽極端子１及び陰極端子８の幅は、陽極体３とほぼ同じ長さにまで広げることで、端子部での抵抗損失を低減させることができる。そして、陽極端子１及び陰極端子８の一部が、図１のように外部に引き出される形で、エポキシ樹脂等からなる外装体９が射出成形等により形成される。陽極端子１及び陰極端子８の材料としては、ニッケル等の導電性材料を用いることができ、外装体９から露出した陽極端子１及び陰極端子８の端部は、折り曲げて本固体電解コンデンサの端子として機能させる。
【００４２】
なお、本発明において、中心粒径の測定は以下の方法を用いた。
焼結後の焼結体を断面ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）観察して、得られた画像に対し、画像処理ソフト（旭化成エンジニアリング製、Ａ像くん）を用いて画像処理を行い、粒子の円相当径（面積が等しい真円の直径に換算した値）を求め、これに基づいて画像内の全ての粒子の円相当径を大きさの順に並べた。この大きさ順に並べられた粒子の内、全粒子数の半数番目となる順位の粒径を中心粒径とした。
【００４３】
測定で使用する断面ＳＥＭ写真内に含まれる粒子数としては、１０００個程度含まれるように断面ＳＥＭ写真の倍率を調整した。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施形態による固体電解コンデンサの断面構造図である。図２（ａ）は本発明の第２の実施形態による固体電解コンデンサの１断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＢ−Ｂ面での断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示すＣ−Ｃ面での断面図である。図２に示すように、陽極体３が、第１の陽極部３ａ、第２の陽極部３ｂ及び第３の陽極部３ｃによって構成されている点を除いて、第１の実施形態と同様の構成である。なお、第３の陽極部３ｃは、第２の陽極部３ｂの１部を少なくとも覆うように構成される。
【００４５】
第３の陽極部３ｃを形成する工程は、第２の陽極部３ｂで用いられた金属粒子Ｂよりも大きな粒径の金属粒子Ｃとバインダーとを混合した後、図４に示す工程で形成した陽極リード２、第１の陽極部３ａ及び第２の陽極部３ｂの焼結体（Ｓ２８）と共に金型に導入する。その後、第１の実施形態と同様にして、バインダーの除去及び焼結を行って、第１の陽極部３ａ、第２の陽極部３ｂ及び第３の陽極部３ｃにより構成される陽極体３が形成できる。
【００４６】
第１の陽極部３ａ、第２の陽極部３ｂ及び第３の陽極部３ｃが順に陽極体３の表面に向かって、金属粒子の粒径が大きいもので形成されているため、金属粒子間の間隔も順に大きくなっている。そのため、第１の実施形態よりも、さらに陽極体３内部へモノマーが供給されやすくなり、導電性高分子層５が内部にまで均一に形成することができるため、高容量化を実現することができる。
【００４７】
なお、本発明の陽極部３は、第１の実施形態又は第２の実施形態で示す２個又は３個の陽極部を持つ構成に限定されるものではなく、第２の陽極部３ｂ又は第３の陽極部３ｃの１部を少なくとも覆うような１もしくは複数の陽極部をさらに含む構成を除外するものではない。
【００４８】
また、陽極部３として、焼結体を構成する金属粒子の粒径が、中心部から外周部にかけて連続的に増大するような構成を用いることもできる。
【００４９】
（実施例１）
以下に、図３および図４を参照して、実施例１を説明する。
【００５０】
ニオブからなる金属粒子Ａ（平均粒径０．２０μｍ）を原料として（Ｓ１１）、バインダー（アクリル系樹脂と有機溶剤との混合物）と混練し、混練金属粒子を調製する（Ｓ１３）。このバインダーと混練した金属粒子Ａを、陽極リード２となる０．５ｍｍ径の金属タンタル製ワイヤとともに金型を用いて、４．０×２．５×０．８ｍｍのサイズに成形する（Ｓ１５）。これを減圧下でバインダーを除去し（Ｓ１６）、１１００℃で焼結して（Ｓ１７）、中心粒径が０．２０μｍとなる第１の陽極部３ａを作製する（Ｓ１８）。
【００５１】
次に、ニオブからなる金属粒子Ｂ（平均粒径０．４５μｍ）を原料として（Ｓ２１）、バインダー（アクリル系樹脂と有機溶剤との混合物）と混練した混練金属粒子を調製する（Ｓ２３）。この混練金属粒子を先の第１の陽極部とともに金型を用いて、４．５×３．３×１．０ｍｍサイズに成形する（Ｓ２５）。これを減圧下でのバインダー除去（Ｓ２６）、１１００℃での焼結（Ｓ２７）を経て、中心粒径が０．４５μｍとなる第２の陽極部３ｂを作製して、第１の陽極部３ａおよび第２の陽極部３ｂを含む陽極体３が作製される（Ｓ２８）。
【００５２】
なお、金属粒子Ａ及び金属粒子Ｂの平均粒径は、有機溶媒中に分散させた金属粒子について、レーザー回折式粒子径分布測定装置（シンパテック社製ＨＥＬＯＳ）より粒径分布を測定し、その粒径分布のピーク径を、平均粒径とした。
【００５３】
こうして作製された多孔質陽極体３の表面に陽極酸化法により誘電体層４を形成した（化成工程）。化成終了後に、酸液中にてニオブ陽極体の静電容量を測定し、水中容量を求めた。
【００５４】
化成により多孔質陽極体３の焼結粒子表面に形成された誘電体層４上に化学重合等によりポリピロールからなる導電性高分子層５を形成する。この導電性高分子層５上にカーボン層６および銀層７を形成して、コンデンサ素子が形成される。このコンデンサ素子の陽極リード２と銀層７とにそれぞれ陽極端子と陰極端子を取り付け、射出成形によりコンデンサ素子を樹脂で被覆して、外形を整えることで図１の構成を有する固体電解コンデンサが完成する。
【００５５】
（実施例２）
第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．３５μｍであること以外は、実施例１と同じである。なお、第２の陽極部３ｂを形成する金属粒子としては、平均粒径０．３５μｍのものを用いた。
【００５６】
（実施例３）
第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．３０μｍであること以外は、実施例１と同じである。なお、第２の陽極部３ｂを形成する金属粒子としては、平均粒径０．３０μｍのものを用いた。
【００５７】
（実施例４）
第１の陽極部３ａの中心粒径が０．３０μｍ、第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．４５μｍであること以外は、実施例１と同じである。なお、第１の陽極部３ａを形成する金属粒子としては、平均粒径０．３０μｍのものを用い、第２の陽極部３ｂを形成する金属粒子としては、平均粒径０．４５μｍのものを用いた。
【００５８】
（実施例５）
第１の陽極部３ａの中心粒径が０．３０μｍ、第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．３５μｍであること以外は、実施例１と同じである。なお、第１の陽極部３ａを形成する金属粒子としては、平均粒径０．３０μｍのものを用い、第２の陽極部３ｂを形成する金属粒子としては、平均粒径０．３５μｍのものを用いた。
【００５９】
（実施例６）
第１の陽極部３ａの中心粒径が０．３５μｍ、第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．４５μｍであること以外は、実施例１と同じである。なお、第１の陽極部３ａを形成する金属粒子としては、平均粒径０．３５μｍのものを用い、第２の陽極部３ｂを形成する金属粒子としては、平均粒径０．４５μｍのものを用いた。
【００６０】
（実施例７）
第１の陽極部３ａの中心粒径が０．２０μｍ、第２の陽極部３ｂの中心粒径が０．３０μｍ、第３の陽極部３ｃの中心粒径が０．４５μｍであり、各陽極体の大きさが、第１の陽極部は３．５×２．２×０．７ｍｍ、第２の陽極部は４．０×２．５×０．８ｍｍ、第３の陽極部は４．５×３．３×１．０ｍｍとなるように、第２の陽極部３ｂを焼結した後で、第３の陽極部３ｃを作製した。その他の構成及び製造工程は、実施例１と同様である。
【００６１】
なお、第１の陽極部３ａを形成する金属粒子としては、平均粒径０．２０μｍのものを用い、第２の陽極部３ｂを形成する金属粒子としては、平均粒径０．３０μｍのものを用い、第３の陽極部３ｃを形成する金属粒子としては、平均粒径０．４５μｍのものを用いた。
【００６２】
（実施例８）
陽極リードとして直径０．３５ｍｍの金属タンタル製ワイヤーを用い、第１の陽極部３ａのサイズを４．０×２．５×０．５ｍｍとした。それ以外は、実施例１と同じである。
【００６３】
（実施例９）
第１の陽極部３ａのサイズを４．０×２．５×１．０ｍｍとし、第２の陽極部３ｂのサイズを４．５×３．３×１．２ｍｍとした。それ以外は、実施例１と同じである。
【００６４】
（実施例１０）
第１の陽極部３ａのサイズを４．０×２．５×２．８ｍｍとし、第２の陽極部３ｂのサイズを４．５×３．３×３．０ｍｍとした。それ以外は、実施例１と同じである。
【００６５】
（比較例１）
ニオブからなる金属粒子を原料とし、４．５×３．３×１．０ｍｍの大きさの中心粒径０．３５μｍとなる陽極体３を作成した。その他の構成及び製造工程は、実施例１と同様である。なお、陽極体３を形成する金属粒子としては、平均粒径０．３５μｍのものを用いた。（図３参照）
【００６６】
（比較例２）
陽極体３の中心粒径が０．２０μｍであること以外は、比較例１と同じである。なお、陽極体３を形成する金属粒子としては、平均粒径０．２０μｍのものを用いた。
【００６７】
（比較例３）
陽極体３のサイズを４．５×３．３×１．２ｍｍとする以外は、比較例１と同じである。
【００６８】
（比較例４）
陽極体３のサイズを４．５×３．３×３．０ｍｍとする以外は、比較例１と同じである。
【００６９】
（評価）
以上の実施例１〜１０及び比較例１〜４の固体電解コンデンサを同時に１００個作製し、それぞれについてＬＣＲメータを用いて周波数１２０Ｈｚでの容量を測定し、その結果から平均容量を求めた。得られた平均容量値から比較例１の平均容量を１として相対容量を求めた。合わせて各実施例および比較例で用いた化成後の陽極体から求めた水中容量と固体電解コンデンサ作製後に求めた平均容量との比を容量出現率（％）として得た。これらの結果を表１にまとめて示す。なお、相対容量において、実施例９については、比較例３の平均容量を１とした相対容量とし、実施例１０については、比較例４の平均容量を１とした相対容量とした。
【００７０】
なお、表１に示す第１の陽極部のサイズは、図１に示すように、第１の陽極部３ａの外周部のサイズであり、図１に示す、Ｈ（高さ）、Ｄ（深さ）、及びＷ（幅）で表示している。従って、第１の陽極部３ａの外周部のサイズにおける最も厚みの薄い部分の長さは、Ｈとなる。
【００７１】
同様に、表１に示す第２の陽極部のサイズも、第２の陽極部３ｂの外周部のサイズであり、第２の陽極部３ｂの最も厚みの薄い部分の長さは、図１に示すＨと同じ方向における長さである。
【００７２】
同様に、表１に示す第３の陽極部のサイズも、第３の陽極部３ｃの外周部のサイズである。
【００７３】
【表１】
2008270754.tif 000003
【００７４】
表１からわかるように、第１の陽極部３ａと第２の陽極部３ｂの粒径比が１より小さい場合、特に０．４４から０．８６の範囲において平均容量は比較例と比べて高く、３００μＦ以上の静電容量が得られた。これは、比較例１の容量を１とした相対容量で言えば１．１４以上を示している。このことから、第１の陽極部３ａの外側に粒径の大きい第２の陽極部３ｂを設けた本発明の固体電解コンデンサは、単一の粒径からなる陽極体３を用いたコンデンサに比べ、高容量が得られることがわかった。更に、実施例１〜１０において容量出現率は７５％以上が得られ、比較例１〜４の出現率と比べて極めて高い値が得られた。
【００７５】
この要因として、本実施例では陽極体の外縁部にある第２の陽極部３ｂの粒径が内部の第１の陽極部３ａより大きいために、導電性高分子層５の形成時に導電性高分子用モノマーが陽極体３内部へ侵入しやすく、陽極体３内部の焼結体表面に形成された誘電体層４上への導電性高分子層５の被覆率が向上したためと考えられる。
【００７６】
また、実施例８と比較例１、実施例９と比較例３、実施例１０と比較例４は、それぞれ陽極部の最大のサイズが同じになるように作製されているが、いずれの実施例も、相対容量は、同じ陽極部サイズを有する比較例よりも高くなっている。実施例８〜１０において、第１の陽極部の外周部のサイズの最も厚みの薄い部分は、Ｈであるが、Ｈの値が０．５〜２．８ｍｍの範囲内で少なくとも本発明の効果が得られることが確認された。
【００７７】
また、表１に示す「陽極部厚み比」は、陽極部の外周サイズにおける最も厚みの薄い部分であるＨにおける第２の陽極部に対する第１の陽極部の比率であるが、この比が少なくとも０．５以上において本発明の効果が得られることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明にかかる固体電解コンデンサは、高容量化が可能となるので、パーソナルコンピューターや映像装置等の各種電子機器だけでなく、携帯電話や携帯音楽プレーヤーなどに代表される携帯機器の電源回路などの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態における固体電解コンデンサの断面構造図である。（ａ）１断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ面での断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ面での断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態による固体電解コンデンサの断面構造図である。（ａ）１断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ面での断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ面での断面図。
【図３】本発明の実施の形態における第１の陽極部の製造工程図である。
【図４】本発明の実施の形態における第２の陽極部の製造工程図である。
【図５】従来例における固体電解コンデンサの断面構造図である。（ａ）１断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ面での断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ面での断面図。
【図６】本発明の第１の実施形態における陽極体の拡大断面の模式図である。
【図７】従来例における陽極体の拡大断面の模式図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  陽極端子
２  陽極リード
２ａ  陽極リードの埋設部
３  陽極体
３ａ  第１の陽極部
３ｂ  第２の陽極部
３ｃ  第３の陽極部
４  誘電体層
５  導電性高分子層
６  カーボン層
７  銀層
８  陰極端子
９  外装体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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