JP2003109863A

JP2003109863A - 固体電解コンデンサ

Info

Publication number: JP2003109863A
Application number: JP2001299156A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kobayashi; 正明小林; Yumiko Yokouchi; 祐美子横内
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント基板面積を拡大することなく、電解
コンデンサの静電容量の大容量化を図ることができる絶
縁性樹脂内部に収納された固体電解コンデンサを提供す
る。【解決手段】表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形
成された弁金属基体と、前記箔状の弁金属基体に、少な
くとも、絶縁性酸化皮膜、固体高分子電解質層および導
電体層が、順次、形成され、前記弁金属基体の一端部近
傍領域に、表面が粗面化されていない弁金属基体の一端
部近傍領域が電気的に接続されるように接合され、その
他端部近傍領域に、導電性金属基体の一端部近傍領域が
電気的に接続されるように接合されて陽極電極となって
いる固体電解コンデンサが、絶縁性樹脂基板内部に収納
された固体電解コンデンサであり、少なくとも前記表面
が粗面化されていない弁金属基体に複数の弁金属基体が
接続されている構成の固体電解コンデンサとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解コンデン
サに関するものであり、さらに詳細には、表面が粗面化
され、絶縁性酸化皮膜が形成された箔状の弁金属基体
と、この弁金属基体に、絶縁性酸化皮膜、固体高分子電
解質層および導電体層が、順次、形成された固体電解コ
ンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサは、絶縁性酸化皮膜形成
能力を有するアルミニウム、チタン、真鍮、ニッケル、
タンタルなどの金属、いわゆる弁金属を陽極に用い、こ
の弁金属の表面を陽極酸化して、絶縁性酸化皮膜を形成
した後、実質的に陰極として機能する電解質層を形成
し、さらに、グラファイトや銀などの導電層を陰極とし
て設けることによって形成されている。

【０００３】一般に、絶縁性酸化皮膜と陰極との間の電
解質層に、電解液を利用する電解コンデンサは、シーリ
ング部分からの液漏れや、電解液の蒸発によって、その
寿命が決定されるという問題を有している。これに対
し、金属酸化物や有機化合物からなる固体電解質を用い
た固体電解コンデンサは、このような液漏れや、蒸発と
いう問題がなく、この点において好ましいものである。

【０００４】固体電解コンデンサに用いられる金属酸化
物からなる代表的な固体電解質としては、二酸化マンガ
ンが挙げられる。一方、固体電解コンデンサに用いられ
る有機化合物からなる固体電解質としては、たとえば、
特開昭５２−７９２５５号公報や特開昭５８−１９１４
１４号公報に開示された７，７，８，８−テトラシアノ
キシジメタン（ＴＣＮＱ）錯塩が挙げられる。

【０００５】近年、電子機器の電源回路の高周波化に伴
い、使用されるコンデンサに対しても、それに対応した
性能が求められるが、二酸化マンガンあるいはＴＣＮＱ
錯塩を用いた固体電解コンデンサは、以下のような問題
を有していた。

【０００６】二酸化マンガンからなる固体電解質層は、
一般に、硝酸マンガンの熱分解を繰り返すことによって
形成される。このため、熱分解の際に加えられる熱によ
って、あるいは、熱分解の際に発生するＮＯ_x ガスの酸
化作用によって、誘電体である絶縁性酸化皮膜が損傷
し、あるいは、劣化して、漏れ電流値が大きくなるな
ど、最終的に得られる固体電解コンデンサの諸特性が低
くなりやすいという問題があった。また、二酸化マンガ
ンを固体電解質として用いると、高周波領域において、
コンデンサのインピーダンスが高くなってしまうという
問題もある。

【０００７】一方、ＴＣＮＱ錯塩は、電導度が、１S／c
m 程度以下であるため、現在の電解コンデンサに対する
低インピーダンス化の要求に対して、十分に応えること
ができないという問題を有していた。さらに、ＴＣＮＱ
錯塩は、絶縁性酸化皮膜との密着性が低く、また、ハン
ダ固定時の熱的安定性や経時的な熱的安定性が低いなど
の理由から、ＴＣＮＱ錯塩を固体電解質として用いた固
体電解コンデンサは、十分な信頼性が得られないという
ことが指摘されている。加えて、ＴＣＮＱ錯塩は高価で
あり、ＴＣＮＱ錯塩を固体電解質として用いた固体電解
コンデンサはコストが高いという問題も有していた。

【０００８】二酸化マンガンあるいはＴＣＮＱ錯塩を、
固体電解質として用いる場合のこれらの問題点を解消
し、より優れた特性を有する固体電解コンデンサを得る
ため、製造コストが比較的低く、また、絶縁性酸化皮膜
との付着性が比較的良好で、熱的な安定性にも優れた高
導電性の高分子化合物を固体電解質として利用すること
が提案されている。

【０００９】たとえば、特許第２７２５５５３号には、
陽極表面の絶縁性酸化皮膜上に、化学酸化重合によっ
て、ポリアニリンを形成した固体電解コンデンサが開示
されている。

【００１０】しかし、化学酸化重合法のみによっては、
陽極表面の絶縁性酸化皮膜上に、強度の高い導電性高分
子膜を形成することは困難である。また、陽極表面の絶
縁性酸化皮膜が電気導体であるため、電解重合法によ
り、陽極表面の絶縁性酸化皮膜上に、直接、電解重合膜
を形成することは不可能か、きわめて困難である。この
ため、特公平８−３１４００号公報では、絶縁性酸化皮
膜上に、金属あるいは二酸化マンガンの薄膜を形成し、
金属あるいは二酸化マンガンの薄膜上に、ポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフランなどの
導電性高分子膜を電解重合法によって形成した固体電解
コンデンサが提案されている。

【００１１】さらに、特公平４−７４８５３号公報に
は、絶縁性酸化皮膜上に、化学酸化重合によって、ポリ
ピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフラン
などの導電性高分子膜を形成した固体電解コンデンサが
開示されている。

【００１２】一方、電子機器の小型化、薄型化の要求に
より、電子部品には、より一層の小型化、高性能化が要
求され、回路基板には、薄層化、多層化による高機能化
が要求されている。ことに、ＩＣカードの厚みは、１mm
以下、携帯型パーソナルコンピュータの厚みは、２０mm
以下と、きわめて薄くなりつつある。従って、これらに
搭載される電子部品や、電子部品を実装した配線基板に
も、数mmないし数百ミクロンの厚みで形成することが要
求されるようになっている。

【００１３】しかしながら、上述した固体電解コンデン
サは、いずれも、単体の部品として製造され、配線基板
に、ハンダ層を介して、実装されるものであり、電子部
品を十分に高集積化、高密度化することができないとい
う問題があった。

【００１４】そこで、特開平２−５４５１０号公報およ
び特許第２９５０５８７号では、固体電解コンデンサ
を、配線基板の抵抗機能や導電パターンと同様に、あら
かじめ、基板と一体的に形成し、複数の固体電解コンデ
ンサが１枚の基板上に形成された回路基板によって、電
子部品の高密度化、回路基板の薄型化を図ることが提案
されている。

【００１５】すなわち、特開平２−５４５１０号公報
は、絶縁性樹脂基板上に、電気導体および絶縁性酸化皮
膜形成能を有するアルミニウム箔などの箔状の弁金属基
体のパターンを形成し、この弁金属基体のパターンの表
面の１箇所あるいは数箇所に、絶縁性酸化皮膜層、複素
環式化合物の導電性ポリマー層および導電体層を、順次
形成して、固体電解コンデンサ内蔵基板を作製する方法
を開示するとともに、絶縁性樹脂基板の両面に、電気導
体および絶縁性酸化皮膜形成能を有する弁金属基体のパ
ターンを形成し、この弁金属基体のパターンの表面の１
箇所あるいは数箇所に、絶縁性酸化皮膜層、複素環式化
合物の導電性ポリマー層および導電体層を、順次形成し
て、固体電解コンデンサ内蔵基板を作製した後、固体電
解コンデンサ内蔵基板を積層して、多層構造とした固体
電解コンデンサ内蔵基板を開示している。特開平２−５
４５１０号公報によれば、導電性高分子を用いた固体電
解コンデンサを、回路基板の抵抗体層や導電パターンと
同様に、あらかじめ、基板と一体的に形成しておくこと
によって、個々のコンデンサを回路基板上に実装する必
要がなく、電子部品の高密度化が実現されるとともに、
ノイズの低減など、電気的特性をも向上させることがで
きるとされている。

【００１６】一方、特許第２９５０５８７号は、板状の
陽極体、すなわち、板状の弁金属基体の両面に、誘電体
層、電解質層および導電体層を、順次形成し、各導電体
層を介して、陰極端子を設けて、コンデンサ素子を形成
し、こうして形成したコンデンサ素子の両面に、所望の
配線パターンを備えたプリント基板を、樹脂層を介し
て、接合して、作製した固体電解コンデンサを開示して
いる。特許第２９５０５８７号によれば、機械的に脆弱
な固体電解質であっても、両面に配置されるプリント基
板によって保護されるから、信頼性の高い固体電解コン
デンサを得ることが可能になり、また、プリント基板
に、あらかじめ、所望の配線パターンを形成しておくこ
とにより、他の電子部品を、プリント基板に容易に実装
することが可能になるとされている。

【００１７】上記固体電解コンデンサは、基板に搭載さ
れるべき他の電子部品と接続するためのリード電極を、
陽極となる絶縁性酸化皮膜形成能を有する弁金属基体に
接続することが必要不可欠である。しかし、箔状の弁金
属基体に、リード電極として、単に、銅などの金属導体
を接続した場合、以下に挙げるような問題を生じてい
た。

【００１８】固体電解コンデンサは、大容量の静電容量
を得るために、弁金属基体の表面積が大きくなるよう
に、箔状の弁金属基体を粗面化（拡面化）し、かつ、酸
化アルミニウムなどの絶縁性酸化皮膜を形成したアルミ
ニウムなどの弁金属の箔状シートから所望のサイズの箔
状の弁金属基体を切り出し、粗面化された箔状の弁金属
の絶縁性酸化皮膜上に、陰極となる固体高分子電解質層
を形成し、さらに、陰極となる固体高分子電解質層上
に、カーボンペースト層および銀ペースト層など導電体
層を設け、陰極のリード電極を形成することによって構
成されており、陽極のリード電極を形成するためには、
粗面化された箔状の弁金属基体の表面に形成された絶縁
性酸化皮膜を除去して、銅などの金属導体が、弁金属基
体に、金属間が電気的に接続されて、接合されるよう
に、超音波溶接、コールド・ウェルディング（冷間圧
接）などによって、接続することが必要である。こうし
てリード電極を形成し箔状の弁金属基体は、弁金属のシ
ートから切り出されているため、弁金属基体のエッジ部
分には、絶縁性酸化皮膜が形成されていない。弁金属基
体のエッジ部分に、絶縁性酸化皮膜を形成しないと、弁
金属基体の金属部分が、固体高分子電解質層と接触し、
短絡状態となり、固体電解コンデンサとして機能しなく
なる。このため、陽極酸化によって、箔状の弁金属基体
のエッジ部分に絶縁性酸化皮膜を形成することが必要不
可欠になる。

【００１９】通常、シートから切り出された弁金属基体
は、超音波溶接、コールド・ウェルディング（冷間圧
接）などにより、銅などの金属導体を接合して陽極体と
し、これをステンレスビーカーなどの導電性容器に収容
されたアジピン酸アンモニウムなどの化成溶液に浸し
て、銅などの金属導体をプラス極に接続するとともに、
導電性容器をマイナス極に接続して、陽極酸化処理を行
う。この際、金属導体が化成溶液に接触すると、電流が
流れ続け、その結果として、金属導体が腐食され、弁金
属基体のエッジ部分に絶縁性酸化皮膜を形成することが
困難になるという問題があった。一方、表面に粗面化処
理を施した箔状の弁金属基体のみを、化成溶液に浸し
て、陽極酸化をしようとすると、弁金属基体の表面に粗
面化処理が施されているため、化成溶液が毛細管現象に
よって金属導体に達し、同様に、電流が流れ続け、金属
導体が腐食され、弁金属基体のエッジ部分に絶縁性酸化
皮膜を形成することが困難になるという問題があった。

【００２０】このような問題は、金属導体を弁金属基体
に接合する前に、弁金属基体の絶縁性酸化皮膜が形成さ
れていないエッジ部分に電極を設け、陽極酸化処理を施
し、弁金属基体のエッジ部分に絶縁性酸化皮膜を形成す
ることにより、理論的には解消することが可能である。
ところが、一般に、アルミニウムなどの弁金属基体の箔
状シートの厚みは、高々数１００ミクロンのオーダーで
あり、弁金属基体の絶縁性酸化皮膜が形成されていない
エッジ部分に電極を設け、陽極酸化処理を施すことは、
きわめて困難であり、回路基板に内蔵するのに適した固
体電解コンデンサを得ることが極めて困難であるという
問題があった。

【００２１】このような問題に対し、本発明者は、特願
２００１−９５０５５号において、新規な構造の固体電
解コンデンサを提案している。すなわち、表面が粗面化
され、絶縁性酸化皮膜が形成された弁金属基体の一端部
近傍領域に、表面が粗面化されていない弁金属基体の一
端部近傍領域を電気的に接続されるように接合し、前記
弁金属基体の他端部近傍領域に、導電性金属基体の一端
部近傍領域を電気的に接続されるように接合して、固体
電解コンデンサの陽極電極を構成した。これにより、上
記問題を解消することが可能になる。

【００２２】本発明者の研究によれば、上記のように構
成した陽極電極は、陽極酸化処理により、エッジ部分に
絶縁性酸化皮膜を形成する際に、化成溶液は、表面が粗
面化された弁金属基体の一端部近傍領域と、表面が粗面
化されていない弁金属基体の一端部近傍領域との接合部
を越えて、表面が粗面化されていない弁金属基体に達す
ることがない。したがって、表面が粗面化された箔状の
弁金属基体の一端部近傍領域と、表面が粗面化されてい
ない箔状の弁金属基体の一端部近傍領域との接合部に、
絶縁性酸化皮膜が形成された時点で、電流は流れなくな
り、陽極酸化が完了し、表面が粗面化された箔状の弁金
属基体のエッジ部分に、所望のように、絶縁性酸化皮膜
を形成することが可能になる。

【００２３】しかしながら、こうして、陽極酸化によっ
て、表面が粗面化された箔状の弁金属基体のエッジ部分
に、絶縁性酸化皮膜を形成して得た陽極電極を備えた固
体電解コンデンサを、回路基板に内蔵させた場合、表面
が粗面化されていない箔状の弁金属基体の表面に、経時
的に、絶縁性酸化皮膜が形成されるため、回路基板に搭
載される他の電子部品とのコンタクトを、表面が粗面化
されていない箔状の弁金属基体の表面に設けたときに、
絶縁性酸化皮膜の抵抗が大きく、コンデンサのインピー
ダンス特性が悪化するという問題が発生することが見出
された。

【００２４】本発明者らは、表面が粗面化され、絶縁性
酸化皮膜が形成された箔状の弁金属基体の一端部近傍領
域に、表面が粗面化されていない弁金属基体の一端部近
傍領域を電気的に接続されるように接合し、その他端部
近傍領域に、導電性金属基体の一端部近傍領域を電気的
に接続されるように接合して、固体電解コンデンサの陽
極電極を構成することによって、上記問題点を解決でき
ることを見いだした。

【００２５】ところで、このような固体電解コンデンサ
を用いる電子機器においては、以下のような問題が生じ
ていた。

【００２６】電子機器における電子部品の実装効率は、
電子部品自体の外形寸法による制約があるため限界があ
る。例えば、電子部品間もしくは電子部品と筐体との隙
間等の無駄な空間が依然として電子機器の小型化を阻ん
でいる。あるいは、従来無駄であった空間にプリント基
板を配置するなどして、無駄な空間を極力削滅すること
は試みられているものの、静電容量範囲が２００μＦ以
上の比較的容量が大きい電解コンデンサ複数個をプリン
ト基板に実装することが必要とされる場合、少なくとも
高さ寸法が１０mmないしそれ以上であり、外形寸法が１
個あたり直径１０〜２０mmの占有空間が生じてしまう。
そして、この占有空間がさらに無駄な空間を生み、電子
部品の効率的な実装を困難にしているといった問題点が
あった。

【００２７】従来の固体電解コンデンサでは、ＣＰＵバ
ックアップ用として要求される容量を得るためには、大
容量のタンタル固体電解コンデンサを５〜１０個並列に
接続して実装する必要があり、このために実装に必要な
占有面積（体積）が広くなり、セットの小型化に限界が
生じるといった問題点があった。

【００２８】一方、上記固体電解コンデンサを単体で用
いるとすると、上記のような要請を満足するだけの容量
を確保することが困難であった。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プリ
ント基板面積を拡大することなく、電解コンデンサの静
電容量の大容量化を図ることができる固体電解コンデン
サ内蔵基板を提供することである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】すなわち上記目的は、以
下の本発明の構成により達成される。（１）表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形成され
た弁金属基体と、前記箔状の弁金属基体に、少なくと
も、絶縁性酸化皮膜、固体高分子電解質層および導電体
層が、順次、形成され、前記弁金属基体の一端部近傍領
域に、表面が粗面化されていない弁金属基体の一端部近
傍領域が電気的に接続されるように接合され、この表面
が粗面化されていない弁金属基体の他端部近傍領域に、
導電性金属基体の一端部近傍領域が電気的に接続される
ように接合されて陽極電極となっている固体電解コンデ
ンサが、絶縁性樹脂内部に収納された固体電解コンデン
サであり、少なくとも前記表面が粗面化されていない弁
金属基体に複数の表面が粗面化され絶縁性皮膜が形成さ
れた弁金属基体が接続されている固体電解コンデンサ。（２）前記導電性金属基体に、複数の表面が粗面化さ
れていない弁金属基体が接続されている上記（１）の固
体電解コンデンサ。（３）少なくとも前記表面が粗面化され絶縁性被膜が
形成されている弁金属基体は、表面が粗面化されていな
い弁金属基体の両面に接続されている上記（１）または
（２）の固体電解コンデンサ。（４）前記高分子電解質を有する弁金属基体からなる
電極が、厚さ方向に複数積層されている上記（１）〜
（３）のいずれかの固体電解コンデンサ。（５）前記絶縁性樹脂は、平板状の樹脂基板である上
記（１）〜（４）のいずれかの固体電解コンデンサ。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の固体電解コンデンサは、
表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形成された弁金属
基体と、前記箔状の弁金属基体に、少なくとも、絶縁性
酸化皮膜、固体高分子電解質層および導電体層が、順
次、形成され、前記弁金属基体の一端部近傍領域に、表
面が粗面化されていない弁金属基体の一端部近傍領域が
電気的に接続されるように接合され、その他端部近傍領
域に、導電性金属基体の一端部近傍領域が電気的に接続
されるように接合されて陽極電極となっている固体電解
コンデンサが、絶縁性樹脂基板内部に収納された固体電
解コンデンサであり、少なくとも前記表面が粗面化され
ていない弁金属基体に複数の弁金属基体が接続されてい
るものである。

【００３２】また、好ましくは前記導電性金属基体に、
複数の表面が粗面化されていない弁金属基体が接続され
ているものである。

【００３３】このように、複数の弁金属基体、好ましく
は複数の表面が粗面化されていない弁金属基体を、１つ
のコンデンサユニット内に配置させ、これらを並列接続
させることで、薄型かつコンパクトで大容量のコンデン
サを提供することができる。特に、このコンデンサを基
板内部に内蔵させることにより、電子機器を薄型かつコ
ンパクトにすることができる。

【００３４】図１は、本発明の好ましい実施態様にかか
る固体電解コンデンサの陽極電極の概略断面図であり、
図２はその平面図であり、そのＡ−Ａ断面矢視図が図１
に相当する。

【００３５】本実施態様においては、絶縁酸化皮膜形成
能を有する弁金属として、アルミニウムが用いられ、図
１および図２に示されるように、本実施態様にかかる固
体電解コンデンサの陽極電極１は、表面が粗面化（拡面
化）され、表面に、絶縁酸化皮膜である酸化アルミニウ
ム皮膜が形成された箔状のアルミニウム基体２と、表面
が粗面化されていない箔状のアルミニウム基体３と、リ
ード電極を構成する金属導体として、箔状の銅基体４を
備えている。

【００３６】そして、少なくとも前記表面が粗面化され
ていないアルミニウム（弁金属）基体３に複数の、図示
例では２つのアルミニウム（弁金属）基体２が接続され
ている。また、この酸化アルミニウム皮膜が形成された
アルミニウム基体２は、前記表面が粗面化されていない
アルミニウム（弁金属）基体３を丁度挟むようにして、
上下に配置されている。

【００３７】図１および図２に示されるように、本実施
態様にかかる陽極電極は、表面が粗面化され、表面に、
酸化アルミニウム皮膜が形成された２つの箔状のアルミ
ニウム基体２の一端部領域に、表面が粗面化されていな
い箔状のアルミニウム基体３の一端部領域が、超音波溶
接によって、弁金属間が電気的に接続されるように、接
合されている。さらに、前記表面が粗面化されていない
箔状のアルミニウム基体３の他端部領域には、箔状の銅
基体４の一端部領域が、超音波溶接によって、金属間が
電気的に接続されるように、接合されて、形成されてい
る。

【００３８】陽極電極の形成にあたっては、まず、所定
寸法に切断されたリード電極を構成すべき箔状の銅基体
４と、アルミニウム箔シートから、所定寸法に切り出さ
れ、表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基体
３が、それぞれ、所定面積の端部領域が互いに重なり合
うように、重ね合わされる。

【００３９】次いで、互いに重ね合わされている箔状の
銅基体４の端部領域と、箔状のアルミニウム基体３の端
部領域とが、超音波溶接によって、接合されて、溶接接
合部５が形成される。箔状のアルミニウム基体３の表面
に、酸化アルミニウム皮膜が形成されている場合でも、
超音波溶接によって、接合することによって、酸化アル
ミニウム皮膜が除去され、金属間が電気的に接続される
ように、箔状の銅基体４の端部領域と、箔状のアルミニ
ウム基体３の端部領域とが接合される。ここに、互いに
重なり合う箔状の銅基体４の端部領域および箔状のアル
ミニウム基体３の端部領域の面積は、接合部が、所定の
強度を有するように決定される。

【００４０】その後、表面が粗面化され、表面に酸化ア
ルミニウム皮膜が形成されている所定寸法の箔状のアル
ミニウム基体２が、アルミニウム箔シートから切り出さ
れ、箔状の銅基体４と箔状のアルミニウム基体３の接合
体の表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基体
３と、それぞれ、所定面積の端部領域が互いに重なり合
うように、このアルミニウム基体３を挟むようにして上
下に２枚重ね合わされる。

【００４１】次いで、互いに重ね合わされている表面が
粗面化され、表面に酸化アルミニウム皮膜が形成された
２枚の箔状のアルミニウム基体２の端部領域と、表面が
粗面化されていない箔状のアルミニウム基体３の端部領
域とが、超音波溶接によって、接合されて、溶接接合部
６が生成される。ここに、超音波溶接によって、接合す
ることにより、箔状のアルミニウム基体２の表面に形成
されている酸化アルミニウム皮膜が除去され、アルミニ
ウム純金属間が電気的に接続されるように、表面が粗面
化されていない箔状のアルミニウム基体３の端部領域
と、表面が粗面化されている箔状のアルミニウム基体２
の端部領域とが接合される。ここに、互いに重なり合う
箔状のアルミニウム基体３の端部領域および箔状のアル
ミニウム基体２の端部領域の面積は、接合部が、所定の
強度を有するように決定される。

【００４２】また、アルミニウム基体３に、表面に酸化
アルミニウム皮膜が形成された２枚の箔状のアルミニウ
ム基体２が同時に接合されるので、工程が増加すること
もない。

【００４３】図３は、本発明の他の実施態様を示した、
固体電解コンデンサの陽極電極の概略断面図である。こ
の例では、２枚の表面が粗面化されていない箔状のアル
ミニウム基体３が、リード電極を構成する金属導体であ
る箔状の銅基体４に、これを挟み込むようにして接続さ
れている。また、表面が粗面化されていないアルミニウ
ム（弁金属）基体３には、図１同様に、２つのアルミニ
ウム（弁金属）基体２が接続されている。このとき、箔
状の銅基体４には、表面が粗面化されていない箔状のア
ルミニウム基体３が２枚、アルミニウム（弁金属）基体
２が４枚接続されることになる。また、表面が粗面化さ
れていない箔状のアルミニウム基体３は、図示例のよう
に、その先に接続されるアルミニウム（弁金属）基体２
同士が干渉しないようにある程度変形させてもよい。

【００４４】このように、アルミニウム（弁金属）基体
２が４倍になり、コンデンサとしての有効面積も４倍に
なるので、さらに高容量のコンデンサを得ることができ
る。その他の構成は、図１，２と同様であり、同一構成
要素には同一符号を付して説明を省略する。

【００４５】なお、上記例では、複数の粗面化されてい
ない箔状のアルミニウム基体３、アルミニウム（弁金
属）基体２が、それぞれ箔状の銅基体４、複数の粗面化
されていない箔状のアルミニウム基体３の両面に接続さ
れている状態を例示したが、一方の面にそれぞれが接触
・干渉しないように取り付け部分を屈曲させて接続して
もよいし、一方の面あるいは両面にそのように接続する
ことで、２枚以上を接続するようにしてもよい。この場
合でも、好ましい取り付け枚数は３枚程度である。

【００４６】また、各弁金属基体２は、粗面化されてい
ない箔状のアルミニウム基体３、銅基体４を介して電気
的に接続されるため、それぞれの弁金属基体で形成され
るコンデンササブユニットは、電気的、等価回路的に並
列接続された状態となり、見かけ上高容量のコンデンサ
として機能する。しかも、積層コンデンサが並列接続さ
れているため、インピーダンスの上昇もなく、高周波特
性も良好になる。

【００４７】複数のアルミニウム（弁金属）基体２同士
は、相互に干渉しない程度に離間されていることが好ま
しい。この場合、２つのアルミニウム（弁金属）基体２
の離間距離は好ましくは５０〜２００μm 、特に８０〜
１５０μm 程度である。

【００４８】図４は、固体電解コンデンサの略断面図で
ある。なお、この図では、構造の理解を容易にするため
に弁金属基体２は１枚のみ記載されているが、実際には
図１〜３に示すように複数枚存在する。

【００４９】図４に示されるように、固体電解コンデン
サ１０は、陽極電極１の表面が粗面化され、酸化アルミ
ニウム皮膜９が形成されている箔状のアルミニウム基体
２の全表面上に、固体高分子電解質層１１、グラファイ
トペースト層１２および銀ペースト層１３からなる陰極
電極１４を備えている。

【００５０】導電性高分子化合物を含む固体高分子電解
質層１１は、陽極電極１の表面が粗面化され、酸化アル
ミニウム皮膜が形成されている箔状のアルミニウム基体
２の全表面上に、化学酸化重合あるいは電解酸化重合に
よって形成され、グラファイトペースト層１２および銀
ペースト層１３は、固体高分子電解質層１１上に、スク
リーン印刷法、スプレー塗布法、あるいはディッピング
法によって形成される。

【００５１】こうして生成された固体電解コンデンサ１
０は、一対の絶縁性樹脂基板の間に、固定されて、特願
２００１−９５０５５号に記載されているような手法に
より、基板に内蔵され、固体電解コンデンサ内蔵基板と
される。

【００５２】図５は、固体電解コンデンサ内蔵基板の分
解斜視図、図６は、図５のＢ−Ｂ’略断面矢視図であ
る。

【００５３】図５，６に示されるように、固体電解コン
デンサ内蔵基板２０は、互いに対向する第１の絶縁性樹
脂基板２１と第２の絶縁性樹脂基板２２を備え、第１の
絶縁性樹脂基板２１と第２の絶縁性樹脂基板２２との間
に、固体電解コンデンサ１０を備えている。

【００５４】第１の絶縁性樹脂基板２１には、互いに対
向する２つの側部に沿って、その高さが、固体電解コン
デンサ１０の厚さよりも大きいバンク、つまりスペーサ
２３が形成されており、固体電解コンデンサ１０は、ス
ペーサ２３の間の第１の絶縁性樹脂基板２１の一面上の
所定の位置に位置決めされ、接着剤２９によって固定さ
れる。

【００５５】本実施態様においては、スペーサ２３は、
第１の絶縁性樹脂基板２１および第２の絶縁性樹脂基板
２２と同じ材質の基板を、その周縁部に、所定面積の部
分が残されるように打ち抜き加工して、枠状の基板を形
成し、第１の絶縁性樹脂基板２１および第２の絶縁性樹
脂基板２２と同じ材質の接着剤を用いて、枠状の基板を
第１の絶縁性樹脂基板に固定することによって、形成さ
れている。

【００５６】第１の絶縁性樹脂基板２１の他面には、配
線パターン２４が形成されており、第１の絶縁性樹脂基
板２１には、複数のスルーホール２５が形成されてい
る。

【００５７】固体電解コンデンサ１０が、第１の絶縁性
樹脂基板２１上の所定の位置に位置決めされて、接着剤
２９によって、第１の絶縁性樹脂基板２１上に固定され
ると、補強部材２６が組み込まれ、第１の絶縁性樹脂基
板２１に形成されたスペーサ２３に当接するように、平
板状の第２の絶縁性樹脂基板２２が被せられ、第１およ
び第２の絶縁性樹脂基板と同一材質の接着材を用いて第
１および第２の絶縁性樹脂基板とが接着され、固定され
る。

【００５８】第２の絶縁性樹脂基板２２の上面には、配
線パターン２７が形成され、第２の絶縁性樹脂基板２２
にも、複数のスルーホール２８が形成されている。第１
の樹脂基板２１と、第２の樹脂基板２２を一体化する
と、それぞれの樹脂基板に形成されたそれぞれのスルー
ホールが位置的に対応するようになっている。

【００５９】樹脂３３は、第１の基板に形成された複数
のスルーホール２５、および第２の基板に形成された複
数のスルーホール２８の部分に、一端塞ぐように注入さ
れ、硬化される。樹脂３３が硬化した後、スルーホール
２５ａと、スルーホール２８とが貫通するように加工さ
れる。その結果、固体電解コンデンサ内蔵基板２０が生
成される。

【００６０】さらに、第１の絶縁性樹脂基板２１の下面
および第２の絶縁性樹脂基板２２の上面には、電子部品
３０が搭載され、そのコンタクトが、配線パターン２
４、２７に電気的に接続される。

【００６１】第１の絶縁性樹脂基板２１は、それぞれ、
固体電解コンデンサ１０の陽極電極１の箔状の銅基体４
に対応する位置に、スルーホール２５ｂを備えており、
スルーホール２５ｃを介して、固体電解コンデンサ１０
の陰極電極１４を目視によって、確認することができる
ように構成されている。

【００６２】スルーホール２５ｂを介して、固体電解コ
ンデンサ１０の陽極電極１が、第１の絶縁性樹脂基板２
１に形成された配線パターン２４あるいは第２の絶縁性
樹脂基板２２に形成された配線パターン２７と、電気的
に接続され、固体電解コンデンサ１０の陰極電極１４
が、スルーホール２５ｃを介して第１の絶縁性樹脂基板
２１に形成された配線パターン２４と、電気的に接続さ
れる。

【００６３】図６においては、第１の絶縁性樹脂基板２
１に形成された配線パターン２４と、固体電解コンデン
サ１０の陽極電極１を構成する箔状の銅基体４とが、ス
ルーホール２５ｂを介して、ハンダ３１によって、電気
的に接続され、その一方で、第１の絶縁性樹脂基板２１
に形成された配線パターン２４と、固体電解コンデンサ
１０の陰極電極１４が、スルーホール２５ｃに充填され
た導電性樹脂３２によって、電気的に接続された例が示
されている。

【００６４】このように、本発明によれば、基板内部に
高容量の固体電解コンデンサを収納することができ、従
来、基板上に搭載されていた大容量のコンデンサに置き
換えることができるので、このような大容量コンデンサ
が必要としていた収納空間を大幅に減少させることがで
き、その分電子機器を小型、薄型にできる。

【００６５】本発明の固体電解質コンデンサは、表面が
粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形成された複数の弁金属
基体の一端部近傍領域に、表面が粗面化されていない弁
金属基体の一端部近傍領域が電気的に接続されるように
接合され、表面が粗面化されていない弁金属基体、好ま
しくは複数の弁金属基体の他端部近傍領域に、さらに、
導電性金属基体の一端部近傍領域が電気的に接続される
ように接合されて、陽極電極が構成されている。

【００６６】このため、陽極酸化により、表面が粗面化
された弁金属基体の絶縁性酸化皮膜が形成されていない
エッジ部分に絶縁性酸化皮膜を形成しても、化成溶液
は、表面が粗面化された弁金属基体の一端部近傍領域
と、表面が粗面化されていない弁金属基体の一端部近傍
領域との接合部を越えて、導電性金属基体に達すること
がない。したがって、表面が粗面化された弁金属基体の
一端部近傍領域と、表面が粗面化されていない弁金属基
体の一端部近傍領域との接合部に、絶縁性酸化皮膜が形
成された時点で、電流は流れなくなって、陽極酸化が完
了する。

【００６７】このため、表面が粗面化された箔状の弁金
属基体のエッジ部分に、所望のように、絶縁性酸化皮膜
を形成することができる。さらに、固体電解コンデンサ
を回路基板に内蔵させた後に、表面が粗面化されていな
い箔状の弁金属基体の表面に、経時的に、絶縁性酸化皮
膜が形成されても、導電性金属に、回路基板に搭載され
る他の電子部品とのコンタクトを設けることによって、
所望のインピーダンス特性を有する固体電解コンデンサ
を、回路基板に内蔵させることが可能になる。

【００６８】また、表面が粗面化されていない前記弁金
属基体に、絶縁性かつ疎水性の表面領域を形成してもよ
い。

【００６９】このように、弁金属基体に、絶縁性かつ疎
水性の表面領域を形成することで、陽極酸化の際に、化
成溶液が、電子部品とのコンタクトを形成する箔状の導
電性金属基体に達することを、より一層確実に防止する
ことができる。また、化学酸化重合によって、固体高分
子電解質層を形成する際に、原料モノマー溶液や酸化剤
溶液が、電子部品とのコンタクトを形成する箔状の導電
性金属基体に達することを確実に防止することが可能に
なる。

【００７０】本発明において、弁金属基体は、絶縁酸化
皮膜形成能を有する金属およびその合金よりなる群から
選ばれる金属または合金によって形成される。好ましい
弁金属としては、アルミニウム、タンタル、チタン、ニ
オブおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる１種の
金属または２種以上の金属の合金が挙げられ、これらの
中でも、アルミニウムおよびタンタルが、とくに好まし
い。陽極電極は、通常、これらの金属あるいは合金を、
箔状に加工して、形成される。

【００７１】本発明において、導電性金属の材料は、導
電性を有する金属または合金であればよく、とくに限定
されるものではないが、好ましくは、ハンダ接続が可能
であり、とくに、銅、真鍮、ニッケル、亜鉛およびクロ
ムよりなる群から選ばれる１種の金属または２種以上の
金属の合金から選択されることが好ましく、これらの中
では、電気的特性、後工程での加工性、コストなどの観
点から、銅が最も好ましく使用される。

【００７２】導電性金属の厚みとしては、所定の強度
と、導電性を確保できる厚みであればよい。具体的には
０．０２〜０．２mm、特に０．０５〜０．１mm程度であ
る。

【００７３】こうして、形成された陽極電極１は、誘電
体を構成する表面が粗面化され、表面に酸化アルミニウ
ム皮膜が形成された箔状のアルミニウム基体２が、アル
ミニウム箔シートから切り出されたものであるため、そ
のエッジ部には、酸化アルミニウム皮膜が形成されては
おらず、固体電解コンデンサの陽極電極として用いるた
めには、表面が粗面化されている箔状のアルミニウム基
体２のエッジ部に、陽極酸化によって、酸化アルミニウ
ム皮膜を形成することが必要である。

【００７４】図７は、表面が粗面化されている箔状のア
ルミニウム基体２のエッジ部に、酸化アルミニウム皮膜
を形成する陽極酸化方法を示す略断面図である。

【００７５】図７に示されるように、ステンレスビーカ
ー７中に収容されたアジピン酸アンモニウム水溶液より
なる化成溶液８中に、表面が粗面化された箔状のアルミ
ニウム基体２の全体と、表面が粗面化されていない箔状
のアルミニウム基体３の一部が浸漬されるように、陽極
電極１がセットされ、箔状の銅基体４がプラスに、ステ
ンレスビーカー７がマイナスになるように、電圧が印加
される。

【００７６】使用電圧は、形成すべき酸化アルミニウム
皮膜の膜厚に応じて、適宜決定することができ、１０nm
〜１μｍの膜厚を有する酸化アルミニウム皮膜を形成す
るときは、通常、数ボルト〜２０ボルト程度に設定され
る。

【００７７】その結果、陽極酸化が開始され、化成溶液
８は、箔状のアルミニウム基体２の表面が粗面化されて
いるため、毛細管現象によって、上昇するが、箔状のア
ルミニウム基体３の表面は粗面化されていないため、表
面が粗面化されている箔状のアルミニウム基体２と、表
面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基体３の接
合部を越えて、上昇することはなく、したがって、リー
ド電極を構成する箔状の銅基体４に化成溶液８が接触す
ることが確実に防止され、エッジ部を含む表面が粗面化
されている箔状のアルミニウム基体２の全表面および表
面が粗面化されている箔状のアルミニウム基体２に接合
された表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基
体３の領域のみに、酸化アルミニウム皮膜が形成され
る。

【００７８】こうして、生成された陽極電極１の表面が
粗面化され、酸化アルミニウム皮膜が形成されている箔
状のアルミニウム基体２の全表面上に、公知の方法で、
陰極電極が形成され、固体電解コンデンサが生成され
る。

【００７９】本発明において、固体高分子電解質層は、
導電性高分子化合物を含有し、好ましくは、化学酸化重
合あるいは電解酸化重合によって、表面が粗面化され、
絶縁性酸化皮膜が形成された箔状の弁金属基体上に、形
成される。

【００８０】化学酸化重合によって、固体高分子電解質
層を形成する場合、具体的には、固体高分子電解質層
は、たとえば、以下のようにして、表面が粗面化され、
絶縁性酸化皮膜が形成された箔状の弁金属基体上に、形
成される。

【００８１】まず、表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜
が形成された箔状の弁金属基体上のみに、０．００１な
いし２．０モル／リットルの酸化剤を含む溶液、あるい
は、さらに、ドーパント種を与える化合物を添加した溶
液を、塗布、噴霧などの方法によって、均一に付着させ
る。

【００８２】次いで、好ましくは、少なくとも０．０１
モル／リットルの導電性高分子化合物の原料モノマーを
含む溶液あるいは導電性高分子化合物の原料モノマー自
体を、箔状の弁金属基体の表面に形成された絶縁性酸化
皮膜に、直接接触させる。これによって、原料モノマー
が重合し、導電性高分子化合物が合成され、箔状の弁金
属基体の表面に形成された絶縁性酸化皮膜上に、導電性
高分子化合物よりなる固体高分子電解質層が形成され
る。

【００８３】本発明において、固体高分子電解質層に含
まれる導電性高分子化合物としては、置換または非置換
のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物および
ヘテロ原子含有共役系芳香族化合物よりなる群から選ば
れる化合物を、原料モノマーとするものが好ましく、こ
れらのうちでは、置換または非置換のπ共役系複素環式
化合物を、原料モノマーとする導電性高分子化合物が好
ましく、さらに、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチ
オフェン、ポリフランおよびこれらの誘導体よりなる群
から選ばれる導電性高分子化合物、とくに、ポリアニリ
ン、ポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェンが
好ましく使用される。

【００８４】本発明において、固体高分子電解質層に好
ましく使用される導電性高分子化合物の原料モノマーの
具体例としては、未置換アニリン、アルキルアニリン
類、アルコキシアニリン類、ハロアニリン類、ｏ−フェ
ニレンジアミン類、２，６−ジアルキルアニリン類、
２，５−ジアルコキシアニリン類、４，４’−ジアミノ
ジフェニルエーテル、ピロール、３−メチルピロール、
３−エチルピロール、３−プロピルピロール、チオフェ
ン、３−メチルチオフェン、３−エチルチオフェン、
３，４−エチレンジオキシチオフェンなどを挙げること
ができる。

【００８５】本発明において、化学酸化重合に使用され
る酸化剤は、とくに限定されるものではないが、たとえ
ば、ヨウ素、臭素、ヨウ化臭素などのハロゲン化物、五
フッ化珪素、五フッ化アンチモン、四フッ化珪素、五塩
化リン、五フッ化リン、塩化アルミニウム、塩化モリブ
デンなどの金属ハロゲン化物、硫酸、硝酸、フルオロ硫
酸、トリフルオロメタン硫酸、クロロ硫酸などのプロト
ン酸、三酸化イオウ、二酸化窒素などの酸素化合物、過
硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム
などの過硫酸塩、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、
過酢酸、ジフルオロスルホニルパーオキサイドなどの過
酸化物が、酸化剤として使用される。

【００８６】本発明において、必要に応じて、酸化剤に
添加されるドーパント種を与える化合物としては、たと
えば、ＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＡｓＦ₆ 、ＮａＰＦ₆ 、ＫＰＦ
₆ 、ＫＡｓＦ₆ などの陰イオンがヘキサフロロリンアニ
オン、ヘキサフロロ砒素アニオンであり、陽イオンがリ
チウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属カチ
オンである塩、ＬｉＢＦ₄ 、ＮａＢＦ₄ 、ＮＨ₄ＢＦ
₄ 、（ＣＨ₃）₄ＮＢＦ₄、（ｎ−Ｃ₄Ｈ₉）₄ＮＢＦ₄ など
の四フッ過ホウ素塩化合物、ｐ−トルエンスルホン酸、
ｐ−エチルベンゼンスルホン酸、Ｐ−ヒドロキシベンゼ
ンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、メチルス
ルホン酸、ドデシルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、
βーナフタレンスルホン酸などのスルホン酸またはその
誘導体、ブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、２，
６−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム、トルエンスル
ホン酸ナトリウム、トルエンスルホン酸テトラブチルア
ンモニウムなどのスルホン酸またはその誘導体の塩、塩
化第二鉄、臭化第二鉄、塩化第二銅、集荷第二銅などの
金属ハロゲン化物、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素、硫
酸、リン酸、硝酸あるいはこれらのアルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩もしくはアンモニウム塩、過塩素酸、
過塩素酸ナトリウムなどの過ハロゲン酸もしくはその塩
などのハロゲン化水素酸、無機酸またはその塩、酢酸、
シュウ酸、蟻酸、酪酸、コハク酸、乳酸、クエン酸、フ
タル酸、マレイン酸、安息香酸、サリチル酸、ニコチン
酸などのモノもしくはジカルボン酸、芳香族複素環式カ
ルボン酸、トリフルオロ酢酸などのハロゲン化されたカ
ルボン酸およびこれらの塩などのカルボン酸類を挙げる
ことができる。

【００８７】本発明において、これらの酸化剤およびド
ーパント種を与えることのできる化合物は、水や有機溶
媒などに溶解させた適当な溶液の形で使用される。溶媒
は、単独で使用しても、２種以上を混合して、使用して
もよい。混合溶媒は、ドーパント種を与える化合物の溶
解度を高める上でも有効である。混合溶媒としては、溶
媒間に相溶性を有するものおよび酸化剤およびドーパン
ト種を与えることのできる化合物と相溶性を有するもの
が好ましい。溶媒の具体例としては、有機アミド類、含
硫化合物、エステル類、アルコール類が挙げられる。

【００８８】一方、電解酸化重合によって、固体高分子
電解質層を、表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形成
された弁金属基体上に形成する場合には、公知のよう
に、導電性下地層を作用極として、対向電極とともに、
導電性高分子化合物の原料モノマーと支持電解質を含ん
だ電解液中に浸漬し、電流を供給することによって、固
体高分子電解質層が形成される。

【００８９】具体的には、表面が粗面化され、絶縁性酸
化皮膜が形成された箔状の弁金属基体上に、好ましく
は、化学酸化重合によって、まず、薄層の導電性下地層
が形成される。導電性下地層の厚さは、一定の重合条件
のもとで、重合回数を制御することによって、制御され
る。重合回数は、原料モノマーの種類によって決定され
る。

【００９０】導電性下地層は、金属、導電性を有する金
属酸化物、導電性高分子化合物のいずれから構成しても
よいが、導電性高分子化合物から構成することが好まし
い。導電性下地層を構成するための原料モノマーとして
は、化学酸化重合に用いられる原料モノマーを用いるこ
とができ、導電性下地層に含まれる導電性高分子化合物
は、化学酸化重合によって形成される固体高分子電解質
層に含まれる導電性高分子化合物と同様である。

【００９１】導電性下地層を構成するための原料モノマ
ーとして、エチレンジオキシチオフェン、ピロールを用
いる場合は、化学酸化重合のみで高分子固体電解質層を
形成する場合に生成される導電性高分子の全量の１０％
〜３０％（質量比）程度の導電性高分子が生成する条件
になるように重合回数を換算して、導電性下地層が形成
すればよい。

【００９２】その後、導電性下地層を作用極として、対
向電極とともに、導電性高分子化合物の原料モノマーと
支持電解質を含んだ電解液中に浸漬し、電流を供給する
ことによって、導電性下地層上に、固体高分子電解質層
が形成される。

【００９３】電解液には、必要に応じて、導電性高分子
化合物の原料モノマーおよび支持電解質に加えて、種々
の添加剤を添加することができる。

【００９４】固体高分子電解質層に使用することのでき
る導電性高分子化合物は、導電性下地層に使用される導
電性高分子化合物、したがって、化学酸化重合に用いら
れる導電性高分子化合物と同様であり、置換または非置
換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およ
びヘテロ原子含有共役系芳香族化合物よりなる群から選
ばれる化合物を、原料モノマーとする導電性高分子化合
物が好ましく、これらのうちでは、置換または非置換の
π共役系複素環式化合物を、原料モノマーとする導電性
高分子化合物が好ましく、さらに、ポリアニリン、ポリ
ピロール、ポリチオフェン、ポリフランおよびこれらの
誘導体よりなる群から選ばれる導電性高分子化合物、と
くに、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエチレンジオ
キシチオフェンが好ましく使用される。

【００９５】支持電解質は、組み合わせるモノマーおよ
び溶媒に応じて、選択されるが、支持電解質の具体例と
しては、たとえば、塩基性の化合物としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、炭酸
ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどが、酸性の化合物
としては、硫酸、塩酸、硝酸、臭化水素、過塩素酸、ト
リフルオロ酢酸、スルホン酸などが、塩としては、塩化
ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化カリウム、塩化カ
リウム、硝酸カリウム、過ヨウ酸ナトリウム、過塩素酸
ナトリウム、過塩素酸リチウム、ヨウ化アンモニウム、
塩化アンモニウム、四フッ化ホウ素塩化合物、テトラメ
チルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウ
ムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、
テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルア
ンモニウムパークロライド、テトラブチルアンモニウム
パークロライド、テトラメチルアンモニウム、Ｄ−トル
エンスルホン酸クロライド、ポリジサリチル酸トリエチ
ルアミン、１０−カンファースルホン酸ナトリウムなど
が、それぞれ、挙げられる。

【００９６】本発明において、支持電解質の溶解濃度
は、所望の電流密度が得られるように設定すればよく、
とくに限定されないが、一般的には、０．０５ないし
１．０モル／リットルの範囲内に設定される。

【００９７】本発明において、電解酸化重合で用いられ
る溶媒は、とくに限定されるものではなく、たとえば、
水、プロトン性溶媒、非プロトン性溶媒またはこれらの
溶媒を２種以上を混合した混合溶媒から、適宜選択する
ことができる。混合溶媒としては、溶媒間に相溶性を有
するものならびにモノマーおよび支持電解質と相溶性を
有するものが好ましく使用できる。

【００９８】本発明において使用されるプロトン性溶媒
の具体例としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、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、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、メチルセロソルブ、
ジエチルアミン、エチレンジアミンなどを挙げることが
できる。

【００９９】また、非プロトン性溶媒の具体例として
は、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、二硫化炭
素、アセトニトリル、アセトン、プロピレンカーボネー
ト、ニトロメタン、ニトロベンゼン、酢酸エチル、ジエ
チルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタ
ン、ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド、ピリジン、ジメチルスルホ
キシドなどが挙げられる。

【０１００】本発明において、電解酸化重合によって、
固体高分子電解質層を形成する場合には、定電圧法、定
電流法、電位掃引法のいずれを用いてもよい。また、電
解酸化重合の過程で、定電圧法と定電流法を組み合わせ
て、導電性高分子化合物を重合することもできる。電流
密度は、とくに限定されないが、最大で、５００mA／cm
² 程度である。

【０１０１】本発明において、化学酸化重合時あるいは
電解酸化重合時に、特開２０００−１００６６５号公報
に開示されるように、超音波を照射しつつ、導電性高分
子化合物を重合することもできる。超音波を照射しつ
つ、導電性高分子化合物を重合する場合には、得られる
固体高分子電解質層の膜質を改善することが可能にな
る。

【０１０２】本発明において、固体高分子電解質層の最
大厚さは、エッチングなどによって形成された陽極電極
表面の凹凸を完全に埋めることができるような厚さであ
ればよく、とくに限定されないが、一般に、５〜１００
μm 程度である。

【０１０３】本発明において、固体電解コンデンサは、
さらに、固体高分子電解質層上に、陰極として機能する
導電体層を備えており、導電体層としては、グラファイ
トペースト層および銀ペースト層を設けることができ、
グラファイトペースト層および銀ペースト層は、スクリ
ーン印刷法、スプレー塗布法、ディッピング法などによ
って形成することができる。銀ペースト層のみによっ
て、固体電解コンデンサの陰極を形成することもできる
が、グラファイトペースト層を形成する場合には、銀ペ
ースト層のみによって、固体電解コンデンサの陰極を形
成する場合に比して、銀のマイグレーションを防止する
ことができる。

【０１０４】陰極として、グラファイトペースト層およ
び銀ペースト層を形成するにあたっては、メタルマスク
などによって、粗面化処理が施され、絶縁酸化皮膜が形
成された箔状の弁金属基体に対応する部分を除いた部分
がマスクされ、粗面化処理が施され、絶縁酸化皮膜が形
成された箔状の弁金属基体に対応する部分にのみ、グラ
ファイトペースト層および銀ペースト層が形成される。

【０１０５】本発明において、固体電解コンデンサは、
好ましくは一方の面に、少なくとも１つの配線パターン
が形成された１つの絶縁性樹脂基板の他方の面側に固定
され、あるいは、それぞれ、一方の面に、少なくとも１
つの配線パターンが形成された互いに対向する一対の絶
縁性樹脂基板の他方の面の間に固定される。

【０１０６】本発明において、絶縁性樹脂基板の材料
は、とくに限定されないが、樹脂として、接着性や耐溶
剤性などが良好なフェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などによって形成するこ
とができる。

【０１０７】

【実施例】以下、本発明の効果をより一層明らかなもの
とするため、実施例および比較例を掲げる。

【０１０８】〔実施例１〕固体高分子電解質層を有する
固体電解コンデンサを、以下のようにして、作製した。

【０１０９】銅箔シートから、０．５cm×２cmの寸法で
切り出された厚さ６０μｍの銅箔と、アルミニウム箔シ
ートから、０．８cm×２cmの寸法で切り出された粗面化
処理が施されていない厚さ６０μm のアルミニウム箔
を、それぞれの一端部領域が３mmだけ重なり合うよう
に、重ね合わせ、それぞれの一端部領域が重なり合った
部分を、日本エマソン株式会社ブランソン事業本部製の
４０kHz −超音波溶接機によって、接合するとともに、
電気的に接続して、銅箔と粗面化処理が施されていない
アルミニウム箔の接合体を形成した。

【０１１０】次いで、酸化アルミニウム皮膜が形成さ
れ、粗面化処理が施されている厚さ１００μｍのアルミ
ニウム箔シートから、１．３cm×２cmの寸法で、アルミ
ニウム箔を切り出し、その端部領域が、粗面化処理が施
されていないアルミニウム箔の他端部領域と３mmだけ重
なり合うように、銅箔の両面に、粗面化処理が施されて
いないアルミニウム箔の接合体に２枚重ね合わせた。こ
のとき、２枚の弁金属基体同士の離間距離が、１００μ
m となるように調整した。次いで、それぞれの端部領域
が重なり合った部分を、日本エマソン株式会社ブランソ
ン事業本部製の４０ｋＨｚ−超音波溶接機によって、接
合するとともに、電気的に接続して、銅箔、粗面化処理
が施されていないアルミニウム箔および粗面化処理が施
されているアルミニウム箔の接合体を形成した。

【０１１１】さらに、７重量％の濃度で、６．０のpHに
調整されたアジピン酸アンモニウム水溶液中に、酸化ア
ルミニウム皮膜が形成され、粗面化処理が施されている
アルミニウム箔が完全に浸漬されるように、こうして得
られた接合体を、アジピン酸アンモニウム水溶液中にセ
ットした。この際、粗面化処理が施されていないアルミ
ニウム箔の一部も、アジピン酸アンモニウム水溶液中に
浸されたが、銅箔は、アジピン酸アンモニウム水溶液と
接触させなかった。

【０１１２】接合体側を陽極とし、化成電流密度が５０
ないし１００mA／cm²、化成電圧が２５ボルトの条件下
で、アジピン酸アンモニウム水溶液中に浸漬されている
アルミニウム箔の表面を酸化させ、酸化アルミニウム皮
膜を形成して、陽極電極を作製した。

【０１１３】次いで、作製された陽極電極をアジピン酸
アンモニウム水溶液から引き上げ、陽極電極の粗面化処
理が施されているアルミニウム箔の表面上に、化学酸化
重合によって、ポリピロールからなる固体高分子電解質
層を形成した。

【０１１４】ここに、ポリピロールからなる固体高分子
電解質層は、蒸留精製した０．１モル／リットルのピロ
ールモノマー、０．１モル／リットルのアルキルナフタ
レンスルホン酸ナトリウムおよび０．０５モル／リット
ルの硫酸鉄（III）を含むエタノール水混合溶液セル中
に、粗面化処理が施され、酸化アルミニウム皮膜が形成
されたアルミニウム箔のみが浸漬されるように、陽極電
極をセットし、３０分間にわたって、攪拌し、化学酸化
重合を進行させ、同じ操作を３回にわたって、繰り返し
て、生成した。その結果、最大厚さが、約５０μm の固
体高分子電解質層が形成された。

【０１１５】さらに、こうして得られた固体高分子電解
質層の表面に、カーボンペーストを塗布し、さらに、カ
ーボンペーストの表面に、銀ペーストを塗布して、陰極
電極を形成し、固体電解コンデンサを作製した。

【０１１６】一方、厚さ１８μm の銅箔が、両面に貼り
合わされた厚さ０．５mmで、３cm×４．５cmのサイズを
有する２枚のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板
を、以下のようにして、準備した。

【０１１７】銅箔面には、電気回路を形成するために、
銅箔の不要部分を化学的にエッチングし、所定の配線パ
ターンを形成した。ただし、固体電解コンデンサが固定
されるべき側の基板面の銅箔はすべて、化学的にエッチ
ングして、除去した。

【０１１８】さらに、内蔵されるべき固体電解コンデン
サの陽極電極および陰極電極に対応するガラスクロス含
有エポキシ樹脂絶縁性基板の位置に、それぞれ、スルー
ホールを形成し、スルーホールと、エッチングされた銅
箔パターン上に、無電解メッキによって、３μｍのニッ
ケルメッキを施し、さらに、その上に、０．０８μｍの
金メッキを施した。

【０１１９】搭載される各種電子部品のためのスルーホ
ールを、さらに、ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性
基板に形成した。

【０１２０】一方、２枚の基板と同じガラスクロス含有
エポキシ樹脂よりなる厚さ６００μm の基板を、３cm×
４．５cmの寸法に加工し、加工した基板の周囲に幅３mm
の領域を残して、内側部分を、打ち抜き加工により、除
去して、バンク形成用基板を作製した。

【０１２１】さらに、２枚の基板と同じガラスクロス含
有エポキシ樹脂よりなる厚み５０μm の２枚のエポキシ
プリプレグを、３cm×４．５cmの寸法に加工し、加工し
た基板の周囲に幅３mmの領域を残して、内側部分を、打
ち抜き加工によって、除去した。

【０１２２】打ち抜き加工され、内側部分が除去された
バンク形成用基板と、ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶
縁性基板の一方の銅箔が除去された表面とを、上述のよ
うに加工された厚さ５０μｍのエポキシプリプレグの一
方を介して、密着させ、真空ホットプレス装置を用い
て、加圧および減圧下において、４０分間にわたって、
１７５℃に保持し、エポキシプリプレグを硬化させて、
ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板と、内側部分
が除去された基板とを固定し、凹部空間を備えた絶縁性
基板を得た。

【０１２３】２枚のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁
性基板の他方の銅箔が除去された表面に、固体電解コン
デンサの陽極電極および陰極電極が、絶縁性基板に形成
されたスルーホールに対応する位置に位置するように、
シリコーン系接着剤を用いて、固体電解コンデンサを固
定した。

【０１２４】次いで、固体電解コンデンサが固定された
ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板上に、一方の
面に、凹部空間が形成されたガラスクロス含有エポキシ
樹脂絶縁性基板を、上述のように加工された厚さ５０μ
ｍの他方のエポキシプリプレグを介して、固体電解コン
デンサが、凹部空間内に収容されるように、重ね合わ
せ、密着させた。

【０１２５】こうして、密着された２枚の絶縁性基板
を、真空ホットプレス装置を用いて、加圧および減圧下
で、４０分間にわたり、１７５℃に保持し、エポキシプ
リプレグを硬化させて、２枚のガラスクロス含有エポキ
シ樹脂絶縁性基板の間を固定した。

【０１２６】ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板
の冷却後、ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の
それぞれに形成されたスルーホールを介して、ガラスク
ロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の表面に形成されてい
る配線パターンと、内蔵化された固体電解コンデンサの
陽極電極の銅箔よりなるリード電極および陰極電極と
を、ハンダおよび導電性接着剤によって、電気的に接続
して、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板を得た。

【０１２７】また、上記弁金属基体を１枚のみ接続した
比較サンプルも同様に作製した。

【０１２８】こうして作製された固体電解コンデンサ内
蔵プリント基板の電気的特性を、アジレントテクノロジ
ー社製インピーダンスアナライザー４２９４Ａを用い
て、評価した。

【０１２９】その結果、１２０Ｈｚでの静電容量は１４
４μＦであり、１００ｋHzでのＥＳＲは２５ｍΩであっ
た。また、常温で、１０ボルトの電圧を印加した際の漏
れ電流（５分値）は、０．０９μＡであった。得られた
静電容量値は、比較サンプルの略倍の値であった。

【０１３０】さらに、固体電解コンデンサが内蔵された
プリント基板サンプルを、１２５℃の恒温条件下で、１
０００時間にわたって、放置し、全く同様にして、電気
的特性を評価したところ、１２０Ｈｚでの静電容量は１
４０μＦであり、１００ｋＨｚでのＥＳＲは２６．５ｍ
Ωであった。さらに、常温で、１０ボルトの電圧を印加
した際の漏れ電流（５分値）は、０．１０μＡであっ
た。

【０１３１】〔実施例２〕実施例１において、０．５cm
×２cmの寸法で切り出された厚さ６０μｍの銅箔の両面
に、アルミニウム箔シートから、０．８cm×２cmの寸法
で切り出された粗面化処理が施されていない厚さ６０μ
m のアルミニウム箔を２枚、実施例１と同様にして接続
した。その他は実施例１と同様にして固体電解質コンデ
ンサを得た。なお、この場合にもそれぞれの弁金属基体
同士の離間距離が１００μm 程度となるように調整し
た。

【０１３２】得られたサンプルについて、実施例１と同
様に評価した。その結果、１２０Ｈｚでの静電容量値は
２８９μＦであり、１００ｋHzでのＥＳＲは３０mΩで
あった。また、常温で１０Ｖの電圧を印加した際の漏れ
電流（５分値）は、０．１５μＡであった。得られた静
電容量値は、比較サンプルの略４倍の値であることがわ
かった。

【０１３３】さらに、固体電解コンデンサが内蔵された
プリント基板サンプルを、１２５℃の恒温条件下で、１
０００時間にわたって放置し、その後上記と同様にして
評価した。その結果、１２０Ｈｚでの静電容量値は２８
９μＦであり、１００ｋHzでのＥＳＲは３０mΩであっ
た。また、常温で１０Ｖの電圧を印加した際の漏れ電流
（５分値）は、０．１５μＡであった。

【０１３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、固体電解
コンデンサが内蔵されたプリント基板において、電極の
平面面積を拡大することなく、表面が粗面化され、絶縁
性酸化膜が形成された箔状の弁金属基体を積層すること
ができるので、プリント基板面積を拡大することなく、
電解コンデンサの静電容量の大容量化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施態様である固体電解コン
デンサの陽極電極の概略断面図である。

【図２】本発明の好ましい実施態様である固体電解コン
デンサの陽極電極の概略平面図である。

【図３】本発明の他の好ましい実施態様である固体電解
コンデンサの陽極電極の概略断面図である。

【図４】固体電解コンデンサの略断面図である。

【図５】本発明の固体電解コンデンサ内蔵基板の基本構
成を示す分解斜視図である。

【図６】固体電解コンデンサ内蔵プリント基板の略断面
図である。

【図７】弁金属基体のエッジ部に、酸化アルミニウム皮
膜を形成する陽極酸化方法を示す略断面図である。

【符号の説明】

１陽極電極２表面が粗面化され、酸化皮膜が形成された箔状の
アルミニウム基体３表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム基
体４箔状の銅基体５溶接接合部６溶接接合部７ステンレスビーカー８化成溶液９酸化アルミニウム皮膜１０固体電解コンデンサ１１固体高分子電解質層１２グラファイトペースト層１３銀ペースト層１４陰極電極２０固体電解コンデンサ内蔵プリント基板２１第１の絶縁性樹脂基板２２第２の絶縁性樹脂基板２３第１の絶縁性樹脂基板のバンク２４配線パターン２５スルーホール２６樹脂２７配線パターン２８スルーホール２９接着剤３０電子部品３１ハンダ３２導電性樹脂３３樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形
成された弁金属基体と、この弁金属基体に、少なくと
も、絶縁性酸化皮膜、固体高分子電解質層および導電体
層が、順次、形成され、前記弁金属基体の一端部近傍領域に、表面が粗面化され
ていない弁金属基体の一端部近傍領域が電気的に接続さ
れるように接合され、この表面が粗面化されていない弁
金属基体の他端部近傍領域に、導電性金属基体の一端部
近傍領域が電気的に接続されるように接合されて陽極電
極となっている固体電解コンデンサが、絶縁性樹脂内部
に収納された固体電解コンデンサであり、少なくとも前記表面が粗面化されていない弁金属基体に
複数の表面が粗面化され絶縁性皮膜が形成された弁金属
基体が接続されている固体電解コンデンサ。
【請求項２】前記導電性金属基体に、複数の表面が粗
面化されていない弁金属基体が接続されている請求項１
の固体電解コンデンサ。
【請求項３】少なくとも前記表面が粗面化され絶縁性
被膜が形成されている弁金属基体は、表面が粗面化され
ていない弁金属基体の両面に接続されている請求項１ま
たは２の固体電解コンデンサ。
【請求項４】前記高分子電解質を有する弁金属基体か
らなる電極が、厚さ方向に複数積層されている請求項１
〜３のいずれかの固体電解コンデンサ。
【請求項５】前記絶縁性樹脂は、平板状の樹脂基板で
ある請求項１〜４のいずれかの固体電解コンデンサ。