JP2003274642A

JP2003274642A - スイッチング電源

Info

Publication number: JP2003274642A
Application number: JP2002067072A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kobayashi; 正明小林; Noriyoshi Nanba; 憲良南波
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品と筐体との隙間等の無駄な空間スペ
ースを効率的に使用し、従来の電解コンデンサが占有し
ていた基板面積分、あるいは、高さ寸法分を殆ど考慮す
る必要がなくなり、プリント配線基板の小型化・薄型化
を図ることができ、結果としてスイッチング電源として
小型化・薄型化を図ることができるスイッチング電源を
提供する。【解決手段】表面に形成された電気配線パターン２７
を有し、かつ電子部品３０が実装されたプリント基板２
２と、このプリント基板２２内部に少なくとも１つの固
体電解コンデンサを有し、前記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２の絶縁性酸化皮膜上に、固体高分子電解質層およ
び導電体層１４が順次形成されており、この固体電解コ
ンデンサが、前記プリント基板の電気配線パターン２７
と電気的に接続されている構成のスイッチング電源とし
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、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ等のスイッチング電源に関し、特に大容量コンデン
サの実装に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平２−５４５１０号公報、特許２９
５０５８７号公報によると、電極として板状の陽極電極
を用いてコンデンサを作製し、この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配して
コンデンサ素子と一体化した電解コンデンサを開示して
いる。

【０００３】特許２７３８５９０号公報、特開２０００
−３５３８７５号公報によると、基板内部に、複数のフ
ィルムコンデンサ（電解コンデンサではないが請求項で
は特定していない）を内蔵した基板が開示されている。

【０００４】ＤＣ／ＤＣコンバータは特開平８−１８６
９７８号公報や特開２００１−８４３９号公報等により
広く開示されている。

【０００５】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
り、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。

【０００６】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減する
ことは試みられているものの、静電容量範囲が２００μ
Ｆ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５mmないしそれ以上であり、外形寸法
が１個あたり１０〜２０mm径の占有空間が生じてしま
う。そして、この占有空間が更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が
あった。

【０００７】一方、マイクロコンピュータを駆使したＯ
Ａ・ＦＡ関連の電子機器の普及はめざましく、情報・測
機器や各種産・民生機器へのマイクロコンピュータの応
用範囲が拡大している。これに伴い、スイッチング電源
（ＤＣ−ＤＣコンバータ）も高効率化・小型・薄型化が
要求されている。

【０００８】例えばスイッチング電源の一つであるＤＣ
−ＤＣコンバータでは、入力端及び、出力端に電解コン
デンサが使用されている。特に出力端側の平滑部・フィ
ルター部での使用目的としているために、比較的静電容
量の大きい（２００μＦ以上）コンデンサが実装されて
いる。この要求される静電容量を得るために、高容量の
アルミニウムやタンタル電解コンデンサを実装するか、
数１０μＦ程度のセラミツクコンデンサを数個並列に接
続する必要がある。このため、実装に必要な占有面積が
広くなったり、高さ寸法が大きくなりすぎてしまい、セ
ットの小型化・薄型化に限界が生じるといった問題点が
あった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
部品と筐体との隙間等の無駄な空間スペースを効率的に
使用し、従来の電解コンデンサが占有していた基板面積
分、あるいは、高さ寸法分を殆ど考慮する必要がなくな
り、プリント配線基板の小型化・薄型化を図ることがで
き、結果としてスイッチング電源として小型化・薄型化
を図ることができるスイッチング電源を提供することで
ある。

【００１０】

【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）表面に形成された電気配線パターンを有し、か
つ電子部品が実装されたプリント基板と、このプリント
基板内部に少なくとも１つの固体電解コンデンサを有
し、前記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の絶縁性酸化皮膜
上に、固体高分子電解質層および導電体層が順次形成さ
れており、この固体電解コンデンサが、前記プリント基
板の電気配線パターンと電気的に接続されているスイッ
チング電源。（２）前記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上記（１）
のスイッチング電源。（３）前記プリント基板が、複数のプリント基板また
はプリプレグを組み合わせて一体化したものであり、か
つ複数のプリント基板により形成された内部空間内に前
記固体電解コンデンサが収納されている上記（１）また
は（２）のスイッチング電源。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明はＤＣ−ＤＣコンバータ等
のようなスイッチング電源のプリント基板内部に固体電
解コンデンサを内蔵する。そして、この電気配線パター
ンが形成された平板状の絶縁性樹脂基板内部に、高静電
容量の固体電解コンデンサを内蔵した固体電解コンデン
サ内蔵基板において、電解コンデンサとして用いる陽極
電極を、銅などのはんだ付け可能な金属と、拡面化され
ていないアルミニウム電極といった弁金属箔を溶接等の
手投により一体化し、この拡面化されていないアルミニ
ウム箔と、拡面化されかつ、絶縁性酸化皮膜を形成され
たアルミニウム電極箔を一体化した３電極構造とする。

【００１２】拡面化されかつ、絶縁性酸化皮膜が形成さ
れたアルミニウム電極箔（陽極電極）上の両面に、固体
高分子電解質層および導電体層を順次形成し、コンデン
サ素子となし、このコンデンサ素子を、所望する陽極及
び、陰極リード配線パターンを備えた絶縁性樹脂基板上
に設置し、固定する。固定するにあたり、コンデンサ素
子と配線パターンを接続する。

【００１３】この固体電解コンデンサ素子が固定された
絶縁性樹脂基板の裏面には、スイッチング電源、好まし
くはＤＣ−ＤＣコンバータ用の回路パターンがパターニ
ングされている。また必要に応じてスルーホールも形成
されている。

【００１４】さらに必要に応じて、電解コンデンサ素子
はスペーサー（樹脂基板）を介在させることによって積
層してもよい。また、電解コンデンサ素子が少なくとも
２個以上積層されたコンデンサ素子ユニットを搭載する
ことも可能である。このようなコンデンサ素子を基板内
に少なくとも１個以上搭載する。

【００１５】上記のような積層処理・搭載処理を行った
後に、もう１枚の絶縁性樹脂基板を重ね合わせて接合す
る。

【００１６】このようにして作製された電解コンデンサ
が内蔵されたプリント基板上に、既にパターニングされ
ている配線パターンに従ってスイッチング電源、好まし
くはＤＣ−ＤＣコンバータを形成するに必要な電子部品
を実装する。

【００１７】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、所定の
直流入力を１次側回路に入力し、これをスイッチング素
子でスイッチングして、２次側回路に所望の直流出力電
圧を得るものである。

【００１８】本発明における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ものであ
る。

【００１９】前記固体電解コンデンサは、絶縁性樹脂か
らなるプリント基板内部に収納されている。

【００２０】このコンデンサをプリント基板内部に内蔵
させることにより、スイッチング電源を薄型かつコンパ
クトにすることができる。すなわち、従来プリント基板
上に実装されていた大型でブロック状の大容量コンデン
サを、平板状のコンデンサとし、これを基板内に内蔵す
ることで、従来コンデンサが占めていた空間が不要とな
り、スイッチング電源の小型、薄型化を図ることができ
る。

【００２１】また、用いる固体電解コンデンサは、通常
の電解コンデンサに比べてインピーダンスが低く、高周
波特性に優れているため出力回路が安定し、高周波ノイ
ズやリップルを効果的に抑制することができる。

【００２２】また、好ましくは前記固体電解コンデンサ
は、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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】本発明では好ましくは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。すなわち、図３に示すように、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。

【００３２】このように、アルミニウム（弁金属）基体
２が２倍になり、コンデンサとしての有効面積も２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。

【００３３】図４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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】図５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、図３，４
に示すように複数枚存在してもよい。

【００３９】図５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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】図６は、スイッチング電源に用いられる固
体電解コンデンサ内蔵基板の分解斜視図、図７は、図６
のＢ−Ｂ’略断面矢視図である。

【００４３】図６，７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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。そして、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。

【００４８】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。

【００４９】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。貫通加工後、めっき処理や導電性樹脂の注入を行
い、スルーホール２５ａ、２８の電気的接続を行う。そ
の結果、固体電解コンデンサが内蔵されたプリント基板
２０が生成される。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】図７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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【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、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。

【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】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。

【００６３】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。

【００６４】図８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。

【００６５】図８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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】

【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、実施例を掲げて説明する。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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重ね合わせた。このと
き、弁金属基体同士の離間距離が、１００μm 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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】一方、厚さ１８μm の銅箔が、両面に貼り
合わされた厚さ０．５mmで、２７mm×３８mm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。

【０１０７】銅箔面には、図９，１０に示すようなＤＣ
−ＤＣコンバータ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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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、２７mm
×３８mm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。

【０１１１】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、２７mm×３８mm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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】得られた固体電解コンデンサ内蔵基板に、
図９，１０に示すような電子部品、すなわち表面にはイ
ンダクタ３０２、スイッチング素子３０３、ＣＲ３０
４、キャパシタ３０５、抵抗３０６等を実装し、裏面に
も同様にキャパシタ３０５、抵抗３０６、制御ＩＣ３０
７、トランジスタ３０８等を実装した。さらに、基板端
面には端子３０９を取り付けた。なお、発明サンプルで
は、電解コンデンサ３０１の実装位置には何も設けなか
った。

【０１１８】また、固体電解コンデンサを内蔵させず
に、図９に示すような通常の電解コンデンサ３０１（ア
ルミ電解コンデンサ１００μＦ）を２個実装した比較サ
ンプルも同様に作製した。

【０１１９】こうして作製されたプリント基板内の固体
電解コンデンサの電気的特性を、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。

【０１２０】その結果、１２０Ｈｚでの静電容量は１５
５μＦ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、比較サンプルと略等しいものであった。

【０１２１】次いで、図１１に示すようなＤＣ−ＤＣコ
ンバータにおいて、平滑コンデンサＣ１に発明サンプル
と、比較サンプルのコンデンサを用いたＤＣ−ＤＣコン
バータを作製した。なお、図において、ＤＣ−ＤＣコン
バータは、入力端子ＩＮおよびＣＯＭ間に入力（電源）
電圧が加えられ、過電流検出抵抗Ｒ１を介してスイッチ
ング素子Ｑ１に与えられる。コントロール回路１０１
は、過電流検出抵抗Ｒ１の電圧降下を監視しつつ外部か
らのコントロール信号に応じて、スイッチング素子Ｑ１
を動作させ、ダイオードＤ１、コイルＬ１、平滑コンデ
ンサＣ１にて構成される２次側回路の出力電圧、つまり
抵抗Ｒ２およびＲ３で分圧される電圧が所定の電圧とな
るように動作する。得られた出力電圧は、出力端子ＯＵ
ＴおよびＣＯＭにより取り出される。

【０１２２】得られた、発明サンプルと比較サンプルの
ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させたところ、両者とも問
題なく動作し、本発明の固体電解コンデンサがＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの出力端側の平滑用コンデンサとして十分
機能することが確認された。

【０１２３】次いで、発明サンプルおよび比較サンプル
のＤＣ−ＤＣコンバータに入力１５Ｖ／出力３．３Ｖと
したときのリップル電圧を測定し、評価した。結果を表
１に示す。

【０１２４】

【表１】

【０１２５】上記表から明らかなように、本発明の固体
電解コンデンサを用いたスイッチング電源は、良好なリ
ップル特性示し、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端側の平
滑用コンデンサとして優れていることがわかる。

【０１２６】以上の結果から、基板両面に占める電解コ
ンデンサの面積、つまり基板両面の面積Ｓ１＝約２７×
３８×２mm＝１０２６mmm、電解コンデンサの占める面
積Ｓ２＝約９×６×２mm＝１０８mm、基板全体の面積に
占める電解コンデンサの面積率＝Ｓ２／Ｓ１×１００％
＝１０８／１０２６×１００%＝１０．５％分だけ基板
を小型にすることができることがわかる。また、電解コ
ンデンサの部品高さが約６〜１０mmであり、それ以外の
部品の最大高さが３mmであることから、より低背化を図
ることもできることがわかる。

【０１２７】以上のように、ＤＣ−ＤＣコンバータ用の
プリント配線基板内に単一または複数の固体電解コンデ
ンサを内蔵することにより、電子部品と筐体との隙間等
の無駄な空間スペースを効率的に使用することができ
る。

【０１２８】ＤＣ−ＤＣコンバータ用のプリント配線基
板内に単一または複数の固体電解コンデンサを内蔵する
ことにより、従来の電解コンデンサが占有していた基板
面積分、あるいは、高さ寸法分を殆ど考慮する必要がな
くなり、プリント配線基板の小型化・薄型化を図ること
ができる。結果としてＤＣ−ＤＣコンバータとして小型
化・薄型化を図ることができる。

【０１２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子部品
と筐体との隙間等の無駄な空間スペースを効率的に使用
し、従来の電解コンデンサが占有していた基板面積分、
あるいは、高さ寸法分を殆ど考慮する必要がなくなり、
プリント配線基板の小型化・薄型化を図ることができ、
結果としてスイッチング電源として小型化・薄型化を図
ることができるスイッチング電源を提供することができ
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】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５】固体電解コンデンサの略断面図である。

【図６】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７】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８】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。

【図９】従来のＤＣ−ＤＣコンバータの基板平面図であ
る。

【図１０】本発明の固体電解コンデンサ内蔵型ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの基板平面図である。

【図１１】本発明の固体電解コンデンサ内蔵型ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの回路図である。

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E336 AA08 BB02 BB16 BC26 CC06 CC53 EE01 EE08 GG30 5E346 AA12 AA15 CC04 CC09 CC32 DD02 DD32 EE01 FF04 FF07 GG15 GG17 GG22 GG24 GG25 GG28 HH22 HH24 5H730 AA15 AS01 AS05 BB23 DD04 FD01 FD41 ZZ04 ZZ11 ZZ12 ZZ15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に形成された電気配線パターンを有
し、かつ電子部品が実装されたプリント基板と、このプリント基板内部に少なくとも１つの固体電解コン
デンサを有し、前記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の絶縁性酸化皮膜上
に、固体高分子電解質層および導電体層が順次形成され
ており、この固体電解コンデンサが、前記プリント基板の電気配
線パターンと電気的に接続されているスイッチング電
源。
【請求項２】前記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請求項
１のスイッチング電源。
【請求項３】前記プリント基板が、複数のプリント基
板またはプリプレグを組み合わせて一体化したものであ
り、かつ複数のプリント基板により形成された内部空間
内に前記固体電解コンデンサが収納されている請求項１
または２のスイッチング電源。