JP2003109876A

JP2003109876A - 高分子固体電解コンデンサとその製造方法

Info

Publication number: JP2003109876A
Application number: JP2001299159A
Authority: JP
Inventors: Yumiko Yokouchi; 祐美子横内; Masahito Kurihara; 雅人栗原
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】（修正有）【課題】熱履歴時において、素子に加わるストレスが
緩和されて、変形が少なく、歩留まりの向上が可能とな
る高分子固体電解コンデンサおよびその製造方法を提供
する。【解決手段】表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形
成された箔状の弁金属基体の絶縁性酸化皮膜の両面に、
少なくとも、固体高分子電解質層および導電体層が、順
次、形成された高分子固体電解コンデンサ素子を、少な
くとも１個備え、前記高分子固体電解コンデンサ素子
が、絶縁性樹脂で形成された閉空間内に収納されてお
り、前記閉空間内の前記絶縁性樹脂との接触面にて接着
剤で固定されている高分子固体電解コンデンサであっ
て、前記接着剤が、前記高分子固体電解コンデンサ素子
と前記絶縁性樹脂との接触面に、スポット状に塗布され
ている高分子固体電解コンデンサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子固体電解コ
ンデンサとその製造方法に関する。

【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】例えば、アルミニウム電解コンデンサは、
エッチング処理によって、比表面積を増大させた多孔質
アルミニウム箔を陽極とし、固体電解コンデンサの場合
は、この陽極表面に形成した酸化アルミニウム層と陰極
箔との間に、固体電解質層を設けている。固体電解コン
デンサとしては、固体電解質として、性能上の理由など
から、導電性ポリマーを用いたものが提案されている
（特許第２７２５５５３号、特公平８−３１４００号、
特公平４−７４８５３号の各公報等）。

【０００４】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。

【０００５】そこで、特開平２−５４５１０号公報およ
び特許第２９５０５８７号公報は、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を提案
している。

【０００６】また、特許２７３８５９０号公報、特開２
０００−３５３８７５号公報には、具体的に開示される
のは電解コンデンサではないが、基板内部に、複数のフ
ィルムコンデンサを内蔵した基板が開示されている。

【０００７】対向する２枚のプリント基板間に固体電解
コンデンサを内蔵させる場合、一方のプリント基板上に
固体電解コンデンサを固定し、別のプリント基板を重
ね、樹脂によって２枚のプリント基板を接着して固体電
解コンデンサが内蔵されたプリント基板を作製するが、
１枚目のプリント基板上にコンデンサ素子を固定する
際、コンデンサ素子とプリント基板が接着される部分に
対応するコンデンサ素子面の全面に接着剤を塗布して固
定し、次いで、もう１枚のプリント基板を接着して固体
電解コンデンサが内蔵されたプリント基板を作製してい
た。

【０００８】１枚目のプリント基板上にコンデンサ素子
を上記のような固定方法で作製した場合、その後の熱履
歴等により、素子とプリント基板間に設けた接着剤の膨
張・収縮が起こり、陽極電極（拡面（粗面）化され、絶
縁性酸化皮膜が形成されている弁金属からなる電極）の
一部が損傷し、コンデンサの漏れ電流が増大すること
や、ショートしてしまうといった現象が生じ、また、固
体電解質と導電性ペースト間の密着性を低減させてしま
うといった問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、その
組み立て工程や組み立て完了後の特性向上のための処理
工程、あるいは、完成後の熱履歴時において、接着剤が
膨張および収縮を繰り返しても、高分子固体電解コンデ
ンサ素子に加わるストレスが緩和されて、変形が少な
く、コンデンサの漏れ電流特性や、静電容量の周波数特
性およびインピーダンス特性が良好であり、かつ歩留ま
りの向上が可能となる高分子固体電解コンデンサとその
製造方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の本発
明によって達成される。（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
されていない箔状の弁金属基体の一端部近傍領域が、弁
金属間が電気的に接続されるように、接合され、前記表
面が粗面化されていない箔状の弁金属基体の他端部近傍
領域に、箔状の導電性金属基体の一端部近傍領域が、金
属間が電気的に接続されるように、接合されて、構成さ
れた陽極電極を有し、前記表面が粗面化され、絶縁性酸
化皮膜が形成された箔状の弁金属基体の絶縁性酸化皮膜
の両面に、少なくとも、固体高分子電解質層および導電
体層が、順次、形成された高分子固体電解コンデンサ素
子を、少なくとも１個備え、前記高分子固体電解コンデ
ンサ素子が、絶縁性樹脂で形成された閉空間内に収納さ
れており、前記閉空間内の前記絶縁性樹脂との接触面に
て接着剤で固定されている高分子固体電解コンデンサで
あって、前記接着剤が、前記高分子固体電解コンデンサ
素子と前記絶縁性樹脂との接触面に、スポット状に塗布
されている高分子固体電解コンデンサ。（２）前記高分子固体電解コンデンサ素子が、前記絶
縁性樹脂との接触面にて、直径５mm以下の複数のスポッ
ト状に塗布された接着剤により、前記絶縁性樹脂に固定
されている上記（１）の高分子固体電解コンデンサ。（３）前記高分子固体電解コンデンサ素子が収納され
ている閉空間が、絶縁性樹脂基板で形成されている上記
（１）または（２）の高分子固体電解コンデンサ。（４）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
されていない箔状の弁金属基体の一端部近傍領域が、弁
金属間が電気的に接続されるように、接合され、前記表
面が粗面化されていない箔状の弁金属基体の他端部近傍
領域に、箔状の導電性金属基体の一端部近傍領域が、金
属間が電気的に接続されるように、接合されて、構成さ
れた陽極電極を有し、前記表面が粗面化され、絶縁性酸
化皮膜が形成された箔状の弁金属基体の絶縁性酸化皮膜
の両面に、少なくとも、固体高分子電解質層および導電
体層が、順次、形成された高分子固体電解コンデンサ素
子を、少なくとも１個備え、前記高分子固体電解コンデ
ンサ素子を、絶縁性樹脂で形成された閉空間内に収納
し、前記閉空間内の前記絶縁性樹脂高分子固体電との接
触面に接着剤を塗布して固定する高分子固体電解コンデ
ンサの製造方法であって、前記接着剤を、前記高分子固
体電解コンデンサ素子と前記絶縁性樹脂との接触面に、
スポット状に塗布して前記高分子個体電解コンデンサ素
子を前記絶縁性樹脂に固定する高分子固体電解コンデン
サの製造方法。（５）前記高分子固体電解コンデンサ素子の前記絶縁
性樹脂との接触面に、直径５mm以下の複数のスポット状
の接着剤を塗布して固定する上記（４）の高分子固体電
解コンデンサの製造方法。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明の高分子固体電解コンデンサは、絶
縁性樹脂で形成された閉空間内に、高分子固体電解コン
デンサ素子が収納されて固定されている。ここで、閉空
間は、絶縁性樹脂で囲まれた空間を指し、例えば筺体の
内部空間であり、例えば、スルーホールなど、一部、外
部と通じる箇所や絶縁性樹脂とは異なる材料で形成され
た箇所があってもよく、本発明では、これらを含めて閉
空間というものとする。このような閉空間は、好ましく
は、絶縁性樹脂基板で形成されている。このような絶縁
性樹脂基板の他方の面には、配線パターンを形成するこ
とができ、例えば収納された高分子固体電解コンデンサ
素子と配線パターンとが電気的に接続されている。そし
て、高分子固体電解コンデンサ素子の絶縁性樹脂基板へ
の固定に際しては、高分子固体電解コンデンサ素子の絶
縁性樹脂基板との接触面に接着剤を塗布し、この接着剤
により固定が行われるが、本発明では、上記接着面全面
に接着剤を塗布せずに、スポット状に、好ましくは、直
径５mm以下のスポット状に、複数箇所、接着剤を塗布し
ているので、全面塗布に比べて、接着剤塗布後の高分子
固体電解コンデンサの組み立て工程や高分子固体電解コ
ンデンサの組み立て完了後の特性向上のための処理工
程、あるいは高分子固体電解コンデンサ完成後の熱履歴
時において、接着剤が膨張・収縮を繰り返しても、高分
子固体電解コンデンサ素子に加わるストレスが緩和され
て、変形が少なくなる。このため、コンデンサの漏れ電
流が少なく、静電容量の周波数による変化が少なく、周
波数特性が良好であり、インピーダンスが十分低くな
る。また、高分子固体電解コンデンサの組み立て完了後
の特性向上のための処理として、漏れ電流低減のための
高温高湿下での電圧印加が行われるが、このようなエー
ジング処理による不良品の発生が抑えられ、歩留まりの
よい製造が可能になる。

【００１３】この場合の高分子固体電解コンデンサ素子
は、表面が粗面化（拡面化）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箔状の弁金属基体の一端部近傍領域
が、弁金属間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箔状の弁金属基体の他端部近
傍領域に、箔状の導電性金属基体の一端部近傍領域が、
金属間が電気的に接続されるように、接合されて、構成
された陽極電極を有し、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絶縁性酸化皮膜の
両面に、少なくとも、固体高分子電解質層および導電体
層が、順次、形成された高分子固体電解コンデンサ素子
である。

【００１４】このような高分子固体電解コンデンサ素子
は、その陽極電極構造の特徴から、陽極酸化により、表
面が粗面化された箔状の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を越えて、
表面が粗面化されていない箔状の弁金属基体に達するこ
とがなく、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、電流は流れなくなっ
て、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。また、高分子固体電解コ
ンデンサ素子を、回路基板（すなわち、配線パターンが
形成された絶縁性樹脂基板）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、表面が粗面化され
ていない箔状の弁金属基体の他端部近傍領域に、さら
に、箔状の導電性金属の一端部近傍領域が、電気的に接
続するように、接合されているから、箔状の導電性金属
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
する高分子固体電解コンデンサ素子を、回路基板に内蔵
させることが可能になる。また、重合処理時などにおい
ても、溶液の導電性金属基体への浸み上がりがなく、こ
れによるショートや、コンデンサの漏れ電流を低減でき
る。

【００１５】また、本発明では、１個のコンデンサ、そ
れ自体で、小型・大容量化を図ることができる高分子固
体電解コンデンサ素子を複数個用い、アレーとした場
合、前記と同様の高分子固体電解コンデンサ素子の接着
方法をとることにより、前記と同様の効果が得られると
ともに、アレーとしているので、複数存在する高分子固
体電解コンデンサ素子の並列接続や単独使用を適宜選択
することにより、多目的に利用することができる。

【００１６】また、本発明の高分子固体電解コンデンサ
は、絶縁性樹脂で形成された閉空間内に高分子固体電解
コンデンサ素子を収納しており、配線パターンを絶縁性
樹脂の外側表面に形成することもできるので、電子部品
の実装効率を向上させることができる。

【００１７】本発明の高分子固体電解コンデンサは、例
えば図１に示されるものであり、図１は概略断面図であ
る。

【００１８】図１に示されるように、高分子固体電解コ
ンデンサ２０は、互いに対向する第一の絶縁性樹脂基板
２１と第二の絶縁性樹脂基板２２を備え、第一の絶縁性
樹脂基板２１と第二の絶縁性樹脂基板２２との間に、固
体電解コンデンサ素子１０を備えている。

【００１９】第一の絶縁性樹脂基板２１には、互いに対
向する２つの側部に沿って、その高さが、高分子固体電
解コンデンサ素子１０の厚さよりも大きいバンク２３が
形成されており、高分子固体電解コンデンサ素子１０
は、バンク２３の間の第一の絶縁性樹脂基板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。

【００２０】バンク２３は、第一の絶縁性樹脂基板２１
および第二の絶縁性樹脂基板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、第一の絶縁性樹脂基
板２１および第二の絶縁性樹脂基板２２と同じ材質の接
着剤（プリプレグ）を用いて、枠状の基板を第一の絶縁
性樹脂基板に固定することによって、形成されている。

【００２１】第一の絶縁性樹脂基板２１の他面には、配
線パターン２４が形成されており、第一の絶縁性樹脂基
板２１には、複数のスルーホール２５Ａ、２５Ｂが形成
されている。

【００２２】高分子固体電解コンデンサ素子１０が、第
一の絶縁基板２１上の所定の位置に位置決めされて、接
着剤２９によって、第一の絶縁性樹脂基板２１上に固定
されると、樹脂２６が流し込まれ、第一の絶縁性樹脂基
板２１に形成されたバンク２３に当接するように、平板
状の第二の絶縁性樹脂基板２２が被せられる。

【００２３】接着剤２９は、図１に示されるように、高
分子固体電解コンデンサ素子１０の第一の絶縁性樹脂基
板２１との接触面全面ではなく、一部にスポット状に、
塗布されていることが好ましく、複数の箇所にスポット
状に塗設する。このような接着剤の塗布スポット２９が
設けられている様子を模式的に示したのが図２である。
このような接着剤の塗布スポット２９は、高分子固体電
解コンデンサの大きさにもよるが、通常、５mm以下であ
ることが好ましい。その数はスポットの大きさなどによ
り、安定した固定が行えれば特に制限はないが、通常４
〜８個程度である。このため、塗布スポットの合計面積
は、接触面全面積の１０〜５０%程度であることが好ま
しい。また、スポットの直径の下限に特に制限はない
が、塗布スポットの形成しやすさなどを考えれば、３mm
程度である。また、接着剤層の厚みは、その構成にもよ
るが、通常、１０〜１０００μm程度である。

【００２４】このように、接着剤を塗布することによ
り、高分子固体電解コンデンサ素子の安定した固定を容
易に行うことができる。また、前述のとおり、全面塗布
に比べ、熱履歴時において、接着剤の膨張・収縮による
ストレスが緩和され、変形を抑えることができる。この
ため、漏れ電流が少なくなり、静電容量の周波数特性お
よびインピーダンス特性が良好になる。

【００２５】また、高分子固体電解コンデンサ素子１０
は、後に詳述するように、表面が粗面化されていない箔
状のアルミニウム基体３を介し、箔状の銅基体４と表面
が粗面化され、酸化アルミニウム被膜が形成された箔状
のアルミニウム基体２とが接合され、さらに酸化アルミ
ニウム皮膜上に陰極電極１４が形成されたものであるた
め、第一の絶縁性樹脂基板２１側の面は必ずしも平面と
はならないが、第一の絶縁性樹脂基板２１との接触面
は、多少の凹凸があっても平面と仮定した場合のもので
あり、底面全体をいうものとする。

【００２６】第二の絶縁性樹脂基板２２の上面には、配
線パターン２７が形成され、第二の絶縁性樹脂基板２２
にも、複数のスルーホール２８Ａ、２８Ｂが形成されて
いる。

【００２７】第一の絶縁性樹脂基板２１と第二の絶縁性
樹脂基板２２とを一体化すると、それぞれのスルーホー
ルは位置的に対応したものとなる。

【００２８】樹脂２６は、例えば、第一の絶縁性樹脂基
板２１に形成された複数のスルーホール２５Ａおよび第
二の絶縁性樹脂基板２２に形成された複数のスルーホー
ル２８Ａを一旦塞ぐように注入され、その後硬化され
る。樹脂２６が硬化した後、スルーホール２５Ａと２８
Ａとが貫通するように加工される。この樹脂２６は、素
子の補強部材としての機能を果す。これによって高分子
固体電解コンデンサ２０が作製される。

【００２９】さらに、第一の絶縁性樹脂基板２１の下面
および第二の絶縁性樹脂基板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。

【００３０】第一の絶縁性樹脂基板２１および第二の絶
縁性樹脂基板２２は、それぞれ、固体電解コンデンサ１
０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２８Ｂ、陰極電極１４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２８Ｂを介
して、高分子固体電解コンデンサ素子１０の陽極電極１
の銅基体４、スルーホール２５Ｂを介して、陰極電極１
４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。

【００３１】スルーホール２５Ａ、２８Ａ、２８Ｂを介
して、高分子固体電解コンデンサ素子１０の陽極電極１
が、第一の絶縁性樹脂基板２１に形成された配線パター
ン２４あるいは第二の絶縁基板２２に形成された配線パ
ターン２７と、電気的に接続され、高分子固体電解コン
デンサ素子１０の陰極電極１４が、スルーホール２５Ｂ
を介して、第一の絶縁性樹脂基板２１に形成された配線
パターン２４あるいは第二の絶縁性樹脂基板２２に形成
された配線パターン２７と、電気的に接続される。

【００３２】図１においては、第一の絶縁性樹脂基板２
１に形成された配線パターン２４と、高分子固体電解コ
ンデンサ素子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２８Ｂ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、第一の絶縁基板
２１に形成された配線パターン２４と、高分子固体電解
コンデンサ１０の陰極電極１４が、スルーホール２５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。

【００３３】上記においては、高分子固体電解コンデン
サ素子１０を１個内蔵する例について説明してきたが、
本発明は、高分子固体電解コンデンサ素子１０を複数個
内蔵する高分子固体電解コンデンサアレーであってもよ
い。例えば、図３に示されるように、このような高分子
固体電解コンデンサアレー２０Ａは、５個の高分子固体
電解コンデンサ１０を有するものであってもよく、ここ
では、第一の絶縁性樹脂基板２１Ａの一方の面に、高分
子固体電解コンデンサ素子１０が一定間隔で設置されて
いる様子が模式的に示されている。なお、第二の絶縁性
樹脂基板が用いられ、第一の絶縁性樹脂基板２１Ａと接
合されることや、配線パターン等については、前述の高
分子固体電解コンデンサ素子１０を１個内蔵する場合と
同様であり、さらに、高分子固体電解コンデンサ素子１
０同士の間であって、第一および第二の絶縁性樹脂基板
の間には、補強のために、適宜、樹脂を配してもよい。

【００３４】次に、高分子固体電解コンデンサ２０ない
し高分子固体電解コンデンサアレー２０Ａを構成する高
分子固体電解コンデンサ素子について、図面を用いて説
明する。図４は、高分子固体電解コンデンサ素子の陽極
電極の一例を示す概略平面図であり、図５は、図４のＡ
−Ａ線に沿った概略断面図である。

【００３５】ここでは、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４および図５
に示されるように、高分子固体電解コンデンサ素子の陽
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】図４および図５に示されるように、陽極電
極１は、表面が粗面化され、表面に、酸化アルミニウム
皮膜が形成された箔状のアルミニウム基体２の一端部領
域には、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、さらに、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。図示例では、アルミニウム基
体３と銅基体４とは端部同士の接合となっているが、ア
ルミニウム基体３が単独で存在する部位があれば、例え
ば、アルミニウム基体３の端部に銅基体４全体が重ね合
わされるような形とすることもできる。

【００３７】図示例に従えば、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。

【００３８】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。

【００３９】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、重ね合わされる。

【００４０】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
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
とによって、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。

【００４１】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、高分子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。

【００４２】図６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概略構成図である。

【００４３】図６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。

【００４４】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
ないし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、数ボルトないし２０ボルト程度に
設定される。

【００４５】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。

【００４６】こうして、得られた陽極電極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、高分子固体電解コンデンサが作製さ
れる。

【００４７】なお、表面が粗面化されていない箔状のア
ルミニウム基体３の溶接接合部６の近傍には、全周にわ
たって、絶縁性を有し、疎水性を有する領域が形成して
もよく、絶縁性を有し、疎水性を有する領域は、アモル
ファス系フッ素樹脂などを塗布して、形成できる。絶縁
性を有し、疎水性を有する領域は、陽極酸化前に、形成
されれば、何時、形成されてもよい。

【００４８】また、陽極電極の銅基体等の形態は、図示
例に限定されるものではなく、陽極電極の全体大きさを
変えずに、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の大きさを大きくするために、例
えば、銅基体と表面が粗面化されていない箔状のアルミ
ニウム基体との部分を三角形とし、それに対応する切欠
部を設けた表面が粗面化され、酸化皮膜が形成された箔
状のアルミニウム基体を得、それに接合したものとして
もよい。

【００４９】図７は、高分子固体電解コンデンサ素子の
概略断面図である。

【００５０】図７に示されるように、高分子固体電解コ
ンデンサ素子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。

【００５１】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
リーン印刷法あるいはスプレー塗布法によって形成され
る。

【００５２】こうして作製された高分子固体電解コンデ
ンサ素子１０は、図１に示されるように、一対の絶縁性
樹脂基板の間に、固定されて、絶縁性樹脂基板に内蔵さ
れ、本発明の高分子固体電解コンデンサ２０とされる。
高分子固体電解コンデンサアレー２０Ａを形成するとき
も同様である。

【００５３】本発明においては、高分子固体電解コンデ
ンサ素子１０の陽極電極１は、表面が粗面化され、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、金属導体として、
箔状の銅基体４を備え、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の一端部領域と、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、
さらに、表面が粗面化されていない箔状のアルミニウム
基体３の他端部領域と、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、接合されており、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ときは、化成溶液
８内に、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
トされて、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。

【００５４】その結果、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。

【００５５】また、溶接接合部近傍の表面が粗面化され
ていない箔状のアルミニウム基体に、全周にわたって、
絶縁性を有し、疎水性を有する領域を形成する場合に
は、さらに、箔状の銅基体との間に介在する箔状のアル
ミニウム基体の表面が粗面化されていないこととあいま
って、化成溶液が、絶縁性を有し、疎水性を有する領域
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に化成溶液が接触することを
より一層確実に防止することができ、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の全表面
のみに、酸化アルミニウム皮膜を形成することができ
る。このため、リード電極を構成する箔状の銅基体に、
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、所望の電気的特性を有する高分子固
体電解コンデンサ素子を、回路基板に内蔵させることが
可能になる。

【００５６】加えて、固体高分子電解質層を、化学酸化
結合によって形成する際に、毛細管現象によって、粗面
化された酸化アルミニウム皮膜に沿って、表面が粗面化
されていない箔状のアルミニウム基体に向けて、進行す
る原料モノマー溶液や酸化剤溶液は、溶接接合部近傍の
箔状のアルミニウム基体の全周にわたって形成された絶
縁性を有し、疎水性を有する領域によって、その進行が
妨げられるから、原料モノマー溶液や酸化剤溶液が、絶
縁性を有し、疎水性を有する領域を越えて、進み、箔状
の銅箔に達することを確実に防止することが可能にな
る。

【００５７】したがって、箔状の銅基体４よりなるリー
ド電極を備え、表面が粗面化された箔状のアルミニウム
基体２の表面が酸化アルミニウム皮膜で覆われた陽極電
極１を有する電気的特性に優れた高分子固体電解コンデ
ンサ素子１０を得ることができ、こうして得られた高分
子固体電解コンデンサ素子１０は、その厚さを十分に薄
くすることができるから、回路基板に内蔵するのに適
し、所望のように、高分子固体電解コンデンサ素子が回
路基板に内蔵された高分子固体電解コンデンサ２０を作
製することが可能になる。高分子固体電解コンデンサア
レーを作製するときも同様である。

【００５８】また、第一の絶縁性樹脂基板２２には、バ
ンク２３が設けられ、高分子固体電解コンデンサ２０の
作製にあたり、高分子固体電解コンデンサ素子１０は、
第一の絶縁性樹脂基板２１、バンク２３および第二の絶
縁性樹脂基板２２によって形成される閉空間内に収容さ
れているから、第二の絶縁性樹脂基板２２を、高分子固
体電解コンデンサ素子１０および第一の絶縁性樹脂基板
２１と一体化させる際に、高分子固体電解コンデンサ素
子に過度な圧力が加わることがなく、したがって、箔状
のアルミニウム基体２の表面に形成された酸化アルミニ
ウム皮膜が破壊されて、陽極として作用するアルミニウ
ムと固体高分子電解質層１１とが接触し、通電時に、シ
ョートが発生することを確実に防止することが可能にな
る。

【００５９】上記においては、弁金属基体としてアルミ
ニウムを用い、導電性金属基体として銅を用いる例につ
いて述べたが、以下、これについてさらに説明する。

【００６０】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、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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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、ＫＰＦ₆、
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、ＮＨ₄ＢＦ₄、（Ｃ
Ｈ₃）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、臭化第二銅などの金属
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。

【００７０】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。

【００７１】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
された箔状の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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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％（質量百分率）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、導電性下地層を
形成すればよい。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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／
ｃｍ²程度である。

【００８４】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。

【００８５】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ないし１
００μｍ程度である。

【００８６】本発明において、高分子固体電解コンデン
サ素子は、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、高
分子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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】本発明において、素子の補強のために、絶
縁性樹脂基板間などに流し込まれる樹脂としては、エポ
キシ樹脂、シリコーン樹脂、テフロン（登録商標）樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等が用いられる。

【００９０】また、接着剤としては、接着に供する材料
の組合せなどにもよるが、シリコーン系接着剤、エポキ
シ系接着剤、ポリイミド系接着剤、アクリル系接着剤な
どを用いることができる。また、樹脂基板やバンクなど
においてプリプレグを用いる場合は、プリプレグ同士の
接着が可能である。

【００９１】また、導電性接着剤は、上記の接着剤材料
に、金、銀、銅、パラジウム等の金属やカーボンなどの
導電性材料を分散・混合したものであり、その導電率は
１００S・cm以上（上限は通常１００００S・cm程度）で
ある。

【００９２】

【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。

【００９３】実施例１固体高分子電解質層を有する高分子固体電解コンデンサ
素子を、以下のようにして、作製した。

【００９４】銅箔シートから、０．５cm×１cm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、１cm×１cm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。

【００９５】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、１cm×１．５cm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に重ね合わせ、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。

【００９６】さらに、７％（質量百分率）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。

【００９７】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３５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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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、高分子固体電解コンデンサ素子を作製し
た。

【０１０１】一方、厚さ１８μmの銅箔が、両面に貼り
合わされた厚さ１mmで、２cm×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。

【０１０２】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、高分子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。

【０１０３】さらに、内蔵されるべき高分子固体電解コ
ンデンサ素子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、３
μm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。

【０１０４】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。

【０１０５】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、２cm×
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。

【０１０６】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、２cm×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。

【０１０７】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
樹脂基板を得た。

【０１０８】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、高分子固体電
解コンデンサ素子の陽極電極および陰極電極が、絶縁性
樹脂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、高分子固
体電解コンデンサを固定した。接着剤は、図２のよう
に、スポット状に塗布し、スポットの直径は３mm、厚み
は１００μmとし、陽極電極を構成する銅箔部分に、２
個、陰極電極部分に４個形成した。この接着剤の塗布面
積は、コンデンサ底面の面積（基板との接触面積）全体
の２０%程度に相当する。

【０１０９】次いで、高分子固体電解コンデンサ素子が
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５０μmの他方のエポキシプリプレグを介して、高
分子固体電解コンデンサ素子が、凹部空間内に収容され
るように、重ね合わせ、密着させた。

【０１１０】こうして、密着された２枚の絶縁性樹脂基
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。

【０１１１】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、内蔵化された高分子固体電解コンデ
ンサの陽極電極の銅箔よりなるリード電極とを、ハンダ
によって、電気的に接続し、陰極電極は銀系導電性接着
剤で電気的に接続して、高分子固体電解コンデンサのサ
ンプルＮｏ．１を得た。

【０１１２】こうして作製された高分子固体電解コンデ
ンサのサンプルＮｏ．１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。

【０１１３】その結果、１２０Hzでの静電容量は４３μ
Fであり、１００kHzでのインピーダンスは３６mΩ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、０．８μAであった。また、静
電容量の周波数特性は、１２０Hzから５０kHzの範囲で
４３μFと、一定の値を示し、非常に良好であった。

【０１１４】さらに、高分子固体電解コンデンサのサン
プルＮｏ．１を、１２５℃の恒温条件下で、１０００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、１２０kHzでの静電容量は４３μFであ
り、１００kHzでのインピーダンスは３８mΩ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、０．８μAであった。また、周波数
特性の劣化も認められなかった。

【０１１５】なお、上記の特性評価に先立ち、上記サン
プルを２０個作製して、漏れ電流低減のためのエージン
グ処理を行い、処理中にショートするサンプルを不良品
と判定して歩留まりを評価したところ、歩留まり率は８
０%であった。このときのエージング処理は、１１０
℃、８５%ＲＨ条件下で、１０ボルトの電圧を印加する
ことにより行った。

【０１１６】なお、上記の特性値は、良品と判定された
ものに関して求めたものである。

【０１１７】比較例１実施例１において、絶縁性樹脂基板にシリコーン系接着
剤を用いて高分子固体電解コンデンサ素子を固定する
際、高分子固体電解コンデンサ素子底面全体に接着剤を
塗布する以外は同様にして、高分子固体電解コンデンサ
のサンプルＮｏ．２を得た。これについて、実施例１と
同様にしてて評価した。その結果、静電容量は１２０Hz
において４３μF、５０kHzにおいて２４μFと、高周波
側での低下が認められた。インピーダンスは７１mΩ、
漏れ電流（５分値）は１９．２μAであった。また、放
置後の静電容量は１２０Hzにおいて４３μF、５０kHzに
おいて１８μFであり、高周波側でさらに低下した。イ
ンピーダンスは１１３mΩ、漏れ電流（５分値）は５
０．１μAであった。

【０１１８】なお、上記の特性評価に先立ち、上記のサ
ンプルを２０個作製して、実施例１と同様に歩留まりを
評価したところ、歩留まり率は４０%であり、実施例１
に比べて歩留まりの低下がみられた。

【０１１９】以上より、接着剤の塗布方法の違いによる
効果の差が明らかであり、本発明の効果は明らかであ
る。

【０１２０】実施例２実施例１において、２枚のガラスクロス含有エポキシ樹
脂絶縁性基板を（４cm×８cm（０．８mm厚）とし、バン
ク形成用基板の打ち抜き加工前の寸法を４cm×８cm（２
００μm厚）とし、接着固定用のプリプレグの打ち抜き
加工前の寸法を４cm×８cm（６００μm厚）とし、高分
子固体電解コンデンサ素子を、図３に示すように、５
個、基板に内蔵させる以外は、同様にして高分子固体電
解コンデンサアレーのサンプルＮｏ．３を得た。５個の
高分子固体電解コンデンサ素子を並列接続して実施例１
と同様に評価した。５０個作製してみたところ、５０個
中４９個が合格品となり、歩留まりの良いことが確認さ
れた。また、同様に、良好なコンデンサ特性を示すこと
がわかった。

【０１２１】

【発明の効果】本発明によれば、熱履歴時において、素
子に加わるストレスが緩和されて、変形が少なくなる。
このため、コンデンサの漏れ電流が少なく、静電容量の
周波数特性が良好となり、インピーダンスが十分低くな
る。また、漏れ電流低減のためのエージング処理による
不良品発生が抑えられ、歩留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高分子固体電解コンデンサの一例を示
す概略断面図である。

【図２】本発明の高分子固体電解コンデンサにおいて、
接着剤の配置を模式的に示す概略構成図である。

【図３】本発明の高分子固体電解コンデンサアレーの高
分子固体電解コンデンサ素子の配置を模式的に示す概略
構成図である。

【図４】本発明に用いる高分子固体電解コンデンサ素子
の陽極電極の概略平面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。

【図６】表面が粗面化された箔状のアルミニウム基体の
エッジ部に、酸化アルミニウム皮膜を形成する陽極酸化
方法を示す概略構成図である。

【図７】本発明に用いる高分子固体電解コンデンサ素子
の概略断面図である。

【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高分子固体電解コンデンサ素子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高分子固体電解コンデンサ２０Ａ高分子固体電解コンデンサアレー２１第一の絶縁性樹脂基板２１Ａアレー用の第一の絶縁性樹脂基板２２第二の絶縁性樹脂基板２３第一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

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箔状の弁金属基体の一端部近傍領域
が、弁金属間が電気的に接続されるように、接合され、
前記表面が粗面化されていない箔状の弁金属基体の他端
部近傍領域に、箔状の導電性金属基体の一端部近傍領域
が、金属間が電気的に接続されるように、接合されて、
構成された陽極電極を有し、前記表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形成された箔
状の弁金属基体の絶縁性酸化皮膜の両面に、少なくと
も、固体高分子電解質層および導電体層が、順次、形成
された高分子固体電解コンデンサ素子を、少なくとも１
個備え、前記高分子固体電解コンデンサ素子が、絶縁性樹脂で形
成された閉空間内に収納されており、前記閉空間内の前
記絶縁性樹脂との接触面にて接着剤で固定されている高
分子固体電解コンデンサであって、前記接着剤が、前記高分子固体電解コンデンサ素子と前
記絶縁性樹脂との接触面に、スポット状に塗布されてい
る高分子固体電解コンデンサ。
【請求項２】前記高分子固体電解コンデンサ素子が、
前記絶縁性樹脂との接触面にて、直径５mm以下の複数の
スポット状に塗布された接着剤により、前記絶縁性樹脂
に固定されている請求項１の高分子固体電解コンデン
サ。
【請求項３】前記高分子固体電解コンデンサ素子が収
納されている閉空間が、絶縁性樹脂基板で形成されてい
る請求項１または２の高分子固体電解コンデンサ。
【請求項４】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箔状の弁金属基体の一端部近傍領域
が、弁金属間が電気的に接続されるように、接合され、
前記表面が粗面化されていない箔状の弁金属基体の他端
部近傍領域に、箔状の導電性金属基体の一端部近傍領域
が、金属間が電気的に接続されるように、接合されて、
構成された陽極電極を有し、前記表面が粗面化され、絶縁性酸化皮膜が形成された箔
状の弁金属基体の絶縁性酸化皮膜の両面に、少なくと
も、固体高分子電解質層および導電体層が、順次、形成
された高分子固体電解コンデンサ素子を、少なくとも１
個備え、前記高分子固体電解コンデンサ素子を、絶縁性樹脂で形
成された閉空間内に収納し、前記閉空間内の前記絶縁性
樹脂高分子固体電との接触面に接着剤を塗布して固定す
る高分子固体電解コンデンサの製造方法であって、前記接着剤を、前記高分子固体電解コンデンサ素子と前
記絶縁性樹脂との接触面に、スポット状に塗布して前記
高分子個体電解コンデンサ素子を前記絶縁性樹脂に固定
する高分子固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】前記高分子固体電解コンデンサ素子の前
記絶縁性樹脂との接触面に、直径５mm以下の複数のスポ
ット状の接着剤を塗布して固定する請求項４の高分子固
体電解コンデンサの製造方法。