JP4248756B2 - Solid electrolytic capacitor built-in substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

Solid electrolytic capacitor built-in substrate and manufacturing method thereof Download PDF

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解コンデンサ内蔵基板およびその製造方法に関するものであり、さらに詳細には、固体電解コンデンサを損傷するおそれがなく、平面性に優れた固体電解コンデンサ内蔵基板およびその製造方法に関するものである。
【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】
たとえば、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、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、電解液を含浸させた隔離紙を設けて、構成されている。
【０００４】
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のに対し、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、かかる問題を有しておらず、好ましいものである。
【０００５】
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、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５８−１９１４１４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。
【０００６】
近年、電子機器の電源回路の高周波化にともない、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ようになっているが、二酸化マンガンあるいはＴＣＮＱ錯塩からなる固体電解質層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。
【０００７】
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が、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ＮＯｘ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、劣化するため、固体電解質層を二酸化マンガンによって形成する場合には，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きは、高周波領域において、固体電解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った。
【０００８】
一方、ＴＣＮＱ錯塩は、電導度が、１Ｓ／ｃｍ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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
また、特公平８−３１４００号公報は、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り、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という理由から、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を提案している。
【００１２】
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。
【００１３】
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ため、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は、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。
【００１４】
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るため、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。
【００１５】
そこで、特開平２−５４５１０号公報および特許第２９５０５８７号は、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。
【００１６】
すなわち、特開平２−５４５１０号公報は、絶縁基板上に、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２−５４５１０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。
【００１７】
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。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
かかる固体電解コンデンサ内蔵プリント基板にあっては、絶縁基板上に、固体電解コンデンサを固定し、別の絶縁基板を重ねて、樹脂によって、２枚の絶縁基板を接着して、形成されている。
【００１９】
しかしながら、、絶縁基板上に、固体電解コンデンサを固定し、別の絶縁基板を重ねて、樹脂によって、２枚の絶縁基板を接着して、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板を作製する場合には、２枚の絶縁基板を接着する際に、固体電解コンデンサに過大な圧力が加わり、弁金属基体の表面に形成された絶縁性酸化皮膜が、破壊されて、陽極として作用する弁金属基体と、固体高分子電解質層とが接触し、通電した際に、ショートが発生して、コンデンサが破壊されることがあるという問題があった。
【００２０】
さらに、絶縁基板上に、固体電解コンデンサを固定し、別の絶縁基板を重ねて、樹脂によって、２枚の絶縁基板を接着して、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板を作製する場合には、平面性に優れた固体電解コンデンサ内蔵プリント基板を得ることが困難であり、そのため、固体電解コンデンサを内蔵させた後に、２枚の絶縁基板上に、スクリーン印刷などにより、予め作製しておいた配線パターンにしたがって、所定の位置にハンダペーストを印刷する工程や、印刷したハンダペースト上に、電子部品をマウントする工程において、所望の印刷位置や、搭載位置を得ることが困難になるという問題があった。
【００２１】
したがって、本発明は、固体電解コンデンサを損傷するおそれがなく、平面性に優れた固体電解コンデンサ内蔵基板およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、互いに対向する第一の絶縁基板および第二の絶縁基板と、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板の間に位置し、その下面部が前記第一の絶縁基板に固定され、その上面部が前記第二の絶縁基板に固定されたリードフレームと、前記リードフレームに固定された少なくとも１つの固体電解コンデンサとを備え、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極および陰極電極が前記リードフレームに電気的に接続されており、前記第一の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが配置された表面の反対側の表面に、少なくとも１つの配線パターンが形成されており、前記第一の絶縁基板には少なくとも１つのスルーホールが形成されており、前記第一の絶縁基板と前記第二の絶縁基板の間には、前記少なくとも１つのスルーホールを塞ぐことがないように樹脂が充填されており、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板との間に、それぞれ、空間が形成されるように、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが、前記リードフレームに固定されており、
前記第一の絶縁基板に形成された前記少なくとも１つのスルーホールを介して、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極に接続された前記リードフレームの部分および前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陰極電極に接続された前記リードフレームの部分の一方が、前記第一の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが固定された表面の反対側の表面に形成された前記少なくとも１つの配線パターンと電気的に接続されており、
前記上面部と前記下面部との間に位置する前記リードフレームの部分に、前記上面部および前記下面部に略平行で、かつ、その上面部と前記リードフレームの前記上面部との距離が、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの厚さよりも大きくなるように、一対の支持面が形成され、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが前記一対の支持面上に固定されたことを特徴とする固体電解コンデンサ内蔵基板によって達成される。
【００２３】
本発明によれば、固体電解コンデンサ内蔵基板は、互いに対向する第一の絶縁基板および第二の絶縁基板と、第一の絶縁基板および第二の絶縁基板の間に位置し、その下面部が第一の絶縁基板に固定され、その上面部が第二の絶縁基板に固定されたリードフレームと、リードフレームに固定された少なくとも１つの固体電解コンデンサとを備え、少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極および陰極電極がリードフレームに電気的に接続され、第一の絶縁基板および第二の絶縁基板との間に、それぞれ、空間が形成されるように、少なくとも１つの固体電解コンデンサが、リードフレームに固定されているから、固体電解コンデンサ内蔵基板を作製する際に、リードフレームをスペーサとして機能させることができ、したがって、固体電解コンデンサに過大な圧力が加わることがないから、弁金属基体の表面に形成された絶縁性酸化皮膜が、作製時に加えられる圧力によって、破壊されて、陽極として作用する弁金属基体と、固体高分子電解質層とが接触し、通電した際に、ショートが発生するおそれがなく、さらには、固体電解コンデンサ内蔵基板の平面性を向上させることが可能になる。
【００２４】
本発明の前記目的はまた、少なくとも１つの固体電解コンデンサを、前記固体電解コンデンサの陽極電極および陰極電極がリードフレームに電気的に接続されるように、前記リードフレームに固定し、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが固定された前記リードフレームを、少なくとも１つのスルーホールが形成された第一の絶縁基板の表面上に固定するとともに、前記リードフレームの上面部に、第二の絶縁基板を固定して、前記第一の絶縁基板と前記第二の絶縁基板との間に、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサを内蔵させる固体電解コンデンサ内蔵基板の製造方法であって、前記第一の絶縁基板と前記第二の絶縁基板の間に前記少なくとも１つのスルーホールを塞ぐことがないように樹脂を充填し、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサと、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板との間に、それぞれ、空間が形成されるように、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサを前記リードフレームに固定し、
前記第一の絶縁基板に形成された前記少なくとも１つのスルーホールを介して、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極に接続された前記リードフレームの部分および前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陰極電極に接続された前記リードフレームの部分の一方を、前記第一の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが固定された表面の反対側の表面に形成された前記少なくとも１つの配線パターンと電気的に接続し、
前記リードフレームを前記第一の絶縁基板と前記第二の絶縁基板の間に固定し、前記上面部と前記下面部との間に位置する前記リードフレームの部分に、前記上面部および前記下面部に略平行で、かつ、その上面部と前記リードフレームの前記上面部との距離が、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの厚さよりも大きくなるように、一対の支持面を形成し、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサを前記一対の支持面上に固定することを特徴とする固体電解コンデンサ内蔵基板の製造方法によって達成される。
【００２５】
本発明によれば、少なくとも１つの固体電解コンデンサを、少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極および陰極電極がリードフレームに電気的に接続されるように、リードフレームに固定し、少なくとも１つの固体電解コンデンサが固定されたリードフレームを、第一の絶縁基板の表面上に固定するとともに、リードフレームの上面部に、第二の絶縁基板を固定して、第一の絶縁基板と第二の絶縁基板との間に、少なくとも１つの固体電解コンデンサを内蔵させる際、少なくとも１つの固体電解コンデンサと、第一の絶縁基板および第二の絶縁基板との間に、それぞれ、空間が形成されるように、少なくとも１つの固体電解コンデンサをリードフレームに固定し、リードフレームを第一の絶縁基板および第二の絶縁基板の間に固定しているから、固体電解コンデンサ内蔵基板を作製する際に、リードフレームをスペーサとして機能させることができ、したがって、固体電解コンデンサに過大な圧力が加わることがないから、弁金属基体の表面に形成された絶縁性酸化皮膜が、作製時に加えられる圧力によって、破壊されて、陽極として作用する弁金属基体と、固体高分子電解質層とが接触し、通電した際に、ショートが発生するおそれがなく、さらには、平面性に優れた固体電解コンデンサ内蔵基板を作製することが可能になる。
【００２６】
本発明の好ましい実施態様においては、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板が、平板状の基板によって形成されている。
【００２７】
本発明の好ましい実施態様においては、前記リードフレームが、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板と同一材質の接着剤によって、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板に固定される。
【００２８】
本発明の好ましい実施態様によれば、リードフレームが、第一の絶縁基板および第二の絶縁基板と同一材質の接着剤によって、第一の絶縁基板および第二の絶縁基板に固定されるから、長時間にわたって、使用しても、第一の絶縁基板とリードフレームが剥離することも、第二の絶縁基板とリードフレームが剥離することもなく、固体電解コンデンサ内蔵基板の信頼性を向上させることが可能になる。
【００３０】
本発明の別の好ましい実施態様においては、前記上面部と前記下面部との間に位置する前記リードフレームの部分に形成され、互いに対向する一対の側面に、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが固定されている。
【００３２】
本発明の好ましい実施態様においては、前記少なくとも１つの配線パターン上に、少なくとも１つの電子部品が搭載されている。
【００３３】
本発明の好ましい実施態様においては、前記第二の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサとは反対側の表面に、少なくとも１つの配線パターンが形成されている。
【００３４】
本発明の好ましい実施態様においては、前記少なくとも１つの配線パターン上に、少なくとも１つの電子部品が搭載されている。
【００３５】
本発明の好ましい実施態様においては、前記第一の絶縁基板に、少なくとも１つのスルーホールが形成されている。
【００３６】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記第一の絶縁基板に形成された前記少なくとも１つのスルーホールが、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極に接続された前記リードフレームの部分および陰極電極に接続された前記リードフレームの部分の一方に対応する位置に形成されている。
【００３７】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記第一の絶縁基板に形成された前記少なくとも１つのスルーホールを介して、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極に接続された前記リードフレームの部分および陰極電極に接続された前記リードフレームの部分の一方が、前記第一の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが固定された表面の反対側の表面に形成された前記少なくとも１つの配線パターンに電気的に接続されている。
【００３８】
本発明の好ましい実施態様においては、前記第二の絶縁基板に、少なくとも１つのスルーホールが形成されている。
【００３９】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記第二の絶縁基板に形成された前記少なくとも１つのスルーホールが、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極に接続された前記リードフレームの部分および陰極電極に接続された前記リードフレームの部分の一方に対応する位置に形成されている。
【００４０】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記第二の絶縁基板に形成された前記少なくとも１つのスルーホールを介して、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極に接続された前記リードフレームの部分および陰極電極に接続された前記リードフレームの部分の一方が、前記第二の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサとは反対側の表面に形成された前記少なくとも１つの配線パターンに電気的に接続されている。
【００４１】
本発明の好ましい実施態様においては、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化された前記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前記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、金属が電気的に接続されるように、接合されて、形成された陽極電極を備え、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化された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、形成されて、構成されている。
【００４２】
本発明の好ましい実施態様によれば、絶縁性酸化皮膜が形成され、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、さらに、箔状の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、箔状の導電性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、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、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化された箔状の弁金属基体上に、形成される。
【００４６】
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、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化された箔状の弁金属基体上に、形成される。
【００４７】
まず、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、（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。
【００５３】
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。
【００５４】
一方、電解酸化重合によって、固体高分子電解質層を、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化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。
【００５５】
具体的には、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化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。
【００５６】
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。
【００５７】
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％（重量比）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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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１００μｍ程度である。
【００６９】
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。
【００７０】
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、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化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、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化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。
【００７１】
本発明において、固体電解コンデンサは、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基板の他方の面の間に固定される。
【００７２】
本発明において、絶縁基板の材料は、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、さらに、有機材料系に限らず、無機材料によって、絶縁基板を形成してもよく、アルミナ基板などの金属酸化物系の基板も、本発明の絶縁基板として、使用することができる。
【００７３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【００７４】
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内蔵プリント基板に内蔵される固体電解コンデンサの陽極電極の略平面図であり、図２は、Ａ−Ａ線に沿った略断面図である。
【００７５】
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、表面が粗面化（拡面化）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。
【００７６】
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、表面に、酸化アルミニウム皮膜が形成され、表面が粗面化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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
その後、表面に酸化アルミニウム皮膜が形成され、表面が粗面化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。
【００８０】
次いで、互いに重ね合わされている表面に酸化アルミニウム皮膜が形成され、表面が粗面化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。
【００８１】
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に酸化アルミニウム皮膜が形成され、表面が粗面化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。
【００８２】
図３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。
【００８３】
図３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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
図４は、固体電解コンデンサの略断面図である。
【００８８】
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の酸化アルミニウム皮膜９が形成され、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。
【００８９】
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の酸化アルミニウム皮膜９が形成され、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。
【００９０】
こうして生成された固体電解コンデンサ１０は、一対の絶縁基板の間に、固定されて、プリント基板に内蔵され、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板とされる。
【００９１】
図５は、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。
【００９２】
図５に示されるように、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板２０は、互いに対向する第一の絶縁基板２１と第二の絶縁基板２２を備え、第一の絶縁基板２１と第二の絶縁基板２２との間に、リードフレーム２３に固定された固体電解コンデンサ１０を備えている。
【００９３】
図５に示されるように、リードフレーム２３は、Ｌ字状の断面を備え、固体電解コンデンサ１０は、第一の絶縁基板２１および第二の絶縁基板２２に略平行に延びる一対の支持面２３ａ上に、導電性接着剤３５によって、固定されている。ここに、リードフレーム２３の支持面２３ａと、リードフレーム２３の上面部２３ｂとの距離が、固体電解コンデンサ１０の厚さよりも大きくなるように、リードフレーム２３に支持面２３ａが形成されている。
【００９４】
図５に示されるように、リードフレーム２３の下面部２３ｃは、第一の絶縁基板２１の上面上に、第一の絶縁基板２１および第二の絶縁基板２２と同じ材質のプリプレグ２４によって固定され、リードフレーム２３の上面部２３ｂは、第二の絶縁基板２２の下面上に、第一の絶縁基板２１および第二の絶縁基板２２と同じ材質のプリプレグ２５によって固定されている。
【００９５】
したがって、リードフレーム２３の支持面２３ａと、リードフレーム２３の上面部２３ｂとの距離が、固体絶縁コンデンサ１０の厚さよりも大きくなるように、リードフレーム２３に支持面部２３ａが形成されているから、固体電解コンデンサ１０が固定されたリードフレーム２３を、第一の絶縁基板２１と第二の絶縁基板２２の間に固定する際、リードフレーム２３がスペーサとして機能し、したがって、固体電解コンデンサに過大な圧力が加わることを効果的に防止することが可能となる。
【００９６】
図５に示されるように、本実施態様においては、リードフレーム２３の外側の第一の絶縁基板２１と第二の絶縁基板２２の間には、プリプレグ樹脂層３６が設けられ、プリプレグ樹脂層３６は、それぞれ、第一の絶縁基板２１、第二の絶縁基板２２および固体電解コンデンサ１０を一体化する際、プリプレグ樹脂を、第一の絶縁基板２１および第二の絶縁基板２２の間に介在させ、プリプレグ樹脂を溶融して、形成される。
【００９７】
図５に示されるように、第一の絶縁基板２１の他面には、配線パターン２６が形成されており、第一の絶縁基板２１には、複数のスルーホール２７が形成されている。
【００９８】
第一の絶縁基板２１と第二の絶縁基板２２の一体化にあたっては、プリプレグ２４を介して、固体電解コンデンサ１０が固定されたリードフレーム２３が、第一の絶縁基板２１上の所定の位置に位置決めされ、さらに、リードフレーム２３の上面部２３ｂ上に、プリプレグ２５を介して、平板状の第二の絶縁基板２２が被せられ、真空ホットプレス装置（図示せず）によって、プリプレグ２４、２５が硬化される。
【００９９】
さらに、第一の絶縁基板２１と第二の絶縁基板２２の間には、スルーホールを塞ぐことがないように、樹脂が充填され、それにより、固体電解コンデンサ１０が完全に固定されている。
【０１００】
第二の絶縁基板２２の上面には、配線パターン２８が形成され、第二の絶縁基板２２にも、複数のスルーホール２９が形成されている。
【０１０１】
さらに、第一の絶縁基板２１の下面および第二の絶縁基板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２６、２８に電気的に接続される。
【０１０２】
第一の絶縁基板２１および第二の絶縁基板２２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が接続されたリードフレーム２３の部分に対応する位置および固体電解コンデンサ１０の陰極電極１４が接続されたリードフレーム２３の部分に対応する位置に、スルーホール２７、２９を備えており、スルーホール２７、２９を介して、固体電解コンデンサ１０の陽極電極１および陰極電極１４に接続されたリードフレーム２３の部分を目視によって、確認することができるように構成されている。
【０１０３】
本実施態様においては、図５に示されるように、固体電解コンデンサ１０の陽極電極１に接続されたリードフレーム２３の部分が、第一の絶縁基板２１のスルーホール２７を介して、第一の絶縁基板２１に形成された配線パターン２６と、ハンダ３１によって、電気的に接続され、一方、固体電解コンデンサ１０の陰極電極１４に接続されたリードフレーム２３の部分が、第一の絶縁基板２１のスルーホール２７を介して、第一の絶縁基板２１に形成された配線パターン２６と、導電性樹脂３２によって、電気的に接続されている。
【０１０４】
本実施態様によれば、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板２０の作製にあたり、固体電解コンデンサ１０が固定されたリードフレーム２３の下面部２３ｃに、プリプレグ２４を介して、第一の絶縁基板２１を固定し、リードフレーム２３の上面部２３ｂに、プリプレグ２４を介して、第二の絶縁基板２２を固定して、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板２０が作製されているから、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板２０の作製時に、リードフレーム２３をスペーサとして機能させることができ、したがって、リードフレーム２３に固定された固体電解コンデンサに過度な圧力が加わることがないから、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基体２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り、さらには、平面性に優れた固体電解コンデンサ内蔵プリント基板２０を作製することが可能になる。
【０１０５】
また、本実施態様によれば、固体電解コンデンサの陽極電極１は、表面が粗面化され、その表面に、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、接合されているから、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ために、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の一部を浸漬させて、陽極酸化処理をおこなうときに、毛細管現象によって、表面が粗面化されている箔状のアルミニウム基体２に沿って上昇した化成溶液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、所望のように、酸化アルミニウム皮膜を形成することが可能になる。
【０１０６】
【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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
さらに、固体電解コンデンサの陽極電極および陰極電極に接続されるべきリードフレーム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。
【０１１８】
搭載される各種電子部品のためのスルーホールを、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した。
【０１１９】
一方、図５に示されるＬ字状の断面形状を有する燐青銅製のリードフレームを作製し、銀系導電性接着剤を用いて、固体電解コンデンサをリードフレームの一対の支持面上の所定の位置に固定した。
【０１２０】
固体電解コンデンサが固定されたリードフレームの上面部と下面部に、絶縁性基板と同じ材質の１００μｍの厚さを有するエポキシプリプレグを介在させ、さらに、リードフレームの外側に、それぞれ、リードフレームの厚さと２枚のエポキシプリプレグの厚さの和に等しい厚さを有する絶縁性基板と同じ材質のエポキシプリプレグを介在させて、それぞれ、ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板を密着させた。この際、リードフレームが、下側に位置する第一のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板に形成したスルーホール上に位置するように、位置合わせをおこなった。
【０１２１】
こうして、密着された２枚の絶縁性基板とリードフレームを、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、リードフレームを、２枚のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の間に固定した。
【０１２２】
ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の冷却後、第一のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板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、リードフレームとを、ハンダによって、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＃１を得た。
【０１２３】
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＃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。
【０１２４】
その結果、１２０Ｈｚでの静電容量は８０．０μＦであり、１００ＨｚでのＥＳＲは３５ｍΩ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。
【０１２５】
さらに、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板サンプル＃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、１２０Ｈｚでの静電容量は７９．５μＦであり、１００ＨｚでのＥＳＲは３４．５ｍΩ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。
【０１２６】
実施例２
実施例１と全く同様にして、固体電解コンデンサを作製した。
【０１２７】
一方、図５に示されるＬ字状の断面形状を有する燐青銅製のリードフレームを作製し、銀系導電性接着剤を用いて、固体電解コンデンサをリードフレームの一対の支持面上の所定の位置に固定した。
【０１２８】
固体電解コンデンサが固定されたリードフレームの上面部と下面部に、絶縁性基板と同じ材質の１００μｍの厚さを有するエポキシプリプレグを介して、それぞれ、ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板を密着させた。この際、リードフレームが、下側に位置する第一のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板に形成したスルーホール上に位置するように、位置合わせをおこなった。
【０１２９】
こうして、密着された２枚の絶縁性基板とリードフレームを、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、リードフレームを、２枚のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の間に固定した。
【０１３０】
ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の冷却後、第一のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板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、リードフレームとを、ハンダによって、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＃２を得た。
【０１３１】
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＃２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。
【０１３２】
その結果、１２０Ｈｚでの静電容量は８５．０μＦであり、１００ＨｚでのＥＳＲは３０ｍΩ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、０．０７μＡであった。
【０１３３】
さらに、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板サンプル＃２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、１２０Ｈｚでの静電容量は８４．５μＦであり、１００ＨｚでのＥＳＲは３０．５ｍΩ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。
【０１３４】
実施例３
実施例１と全く同様にして、固体電解コンデンサを作製した。
【０１３５】
一方、図６に示されるように、互いに対向するように、水平方向に延びた突出部が形成されたＴ字状の断面形状を有する燐青銅製のリードフレームを作製し、リードフレームの一対の突出部の先端部に、銀系導電性接着剤を用いて、固体電解コンデンサの陽極電極と陰極電極を固定して、固体電解コンデンサをリードフレームに固定した。
【０１３６】
固体電解コンデンサが固定されたリードフレームの上面部と下面部に、絶縁性基板と同じ材質の１００μｍの厚さを有するエポキシプリプレグを介して、それぞれ、ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板を密着させた。この際、リードフレームが、下側に位置する第一のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板に形成したスルーホール上に位置するように、位置合わせをおこなった。
【０１３７】
こうして、密着された２枚の絶縁性基板とリードフレームを、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、リードフレームを、２枚のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の間に固定した。
【０１３８】
ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の冷却後、第一のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板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、リードフレームとを、ハンダによって、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＃３を得た。
【０１３９】
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＃３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。
【０１４０】
その結果、１２０Ｈｚでの静電容量は８３．０μＦであり、１００Ｈｚ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、０．０７μＡであった。
【０１４１】
さらに、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板サンプル＃３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、１２０Ｈｚでの静電容量は８２．５μＦであり、１００ＨｚでのＥＳＲは３６．５ｍΩ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。
【０１４２】
比較例１
実施例１と全く同様にして、固体電解コンデンサを作製した。
【０１４３】
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のサイズの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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
こうして準備したガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の一方の表面上に、固体電解コンデンサの陽極電極および陰極電極が、ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板に形成したスルーホールに対応する位置に位置するように、固体電解コンデンサを所定の位置に固定し、さらに、固体電解コンデンサ上に、他方のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板を被せた。
【０１４８】
次いで、２枚のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の間に、１００μｍの厚さのエポキシプリプレグを介在させ、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を固定し、２枚のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板と固体電解コンデンサとを一体化させて、固体電解コンデンサ内蔵プリント基板を得た。
【０１４９】
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、ハンダによって、電気的に接続した。
【０１５０】
こうして得られた固体電解コンデンサ内蔵プリント基板サンプル＃４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。
【０１５１】
その結果、１２０Ｈｚでの静電容量は８５．０μＦであり、１００ＨｚでのＥＳＲは３０ｍΩであったが、漏れ電流を評価するため、１０ボルトの電圧を印加したところ、ショートが生じ、固体電解コンデンサが破損した。
【０１５２】
比較例２
実施例１と全く同様にして、固体電解コンデンサを作製した。
【０１５３】
一方、２つの平板状のリードフレームのそれぞれの上面部に、銀系導電性接着剤を用いて、固体電解コンデンサの陽極電極と陰極電極を固定して、固体電解コンデンサをリードフレームに固定した。
【０１５４】
リードフレームの固体電解コンデンサが固定されていない上面部と下面部とに、絶縁性基板と同じ材質の１００μｍの厚さを有するエポキシプリプレグを介して、それぞれ、ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板を密着させ、リードフレームに固定された固体電解コンデンサの上面を、ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板と密着させた。この際、リードフレームが、下側に位置する第一のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板に形成したスルーホール上に位置するように、位置合わせをおこなった。
【０１５５】
こうして、密着された２枚の絶縁性基板とリードフレームを、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、リードフレームを、２枚のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の間に固定した。
【０１５６】
ガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板の冷却後、第一のガラスクロス含有エポキシ樹脂絶縁性基板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、リードフレームとを、ハンダによって、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＃５を得た。
【０１５７】
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＃３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。
【０１５８】
その結果、１２０Ｈｚでの静電容量は６０．０μＦであり、１００ＨｚでのＥＳＲは５０ｍΩであったが、漏れ電流を評価するため、１０ボルトの電圧を印加したところ、ショートが生じ、固体電解コンデンサが破損した。
【０１５９】
実施例１ないし３ならびに比較例１および２から、リードフレームをスペーサとしても機能させ、リードフレームに固定された固体電解コンデンサを、一対の絶縁基板の表面との間に、空間が形成されるように、内蔵させて、作製した本発明の実施例にかかる固体電解コンデンサ内蔵プリント基板サンプル＃１ないし３は、静電容量特性、ＥＳＲ特性および漏れ電流特性が良好であり、一方、単に、固体電解コンデンサを絶縁性基板上に固定し、２枚の絶縁性基板を、プリプレグを用いて、接着し、作製した比較例１にかかる固体電解コンデンサ内蔵プリント基板サンプル＃４および固体電解コンデンサをリードフレームに固定して、プリント基板に内蔵させても、固体電解コンデンサが上側の絶縁性基板に密着した状態で、２枚の絶縁性基板を、プリプレグを用いて、接着し、作製した固体電解コンデンサ内蔵プリント基板サンプル＃５は、固体電解コンデンサとして機能しないことが判明した。
【０１６０】
本発明は、以上の実施態様および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【０１６１】
たとえば、前記実施態様においては、弁金属基体２、３として、アルミニウムが用いられているが、アルミニウムに代えて、アルミニウム合金、または、タンタル、チタン、ニオブ、ジルコニウムもしくはこれらの合金などによって、弁金属基体２、３を形成することもできる。
【０１６２】
また、前記実施態様においては、リード電極を構成すべき金属導体として、箔状の銅が用いられているが、銅に代えて、銅合金、または、真鍮、ニッケル、亜鉛、クロムもしくはこれらの合金によって、金属導体を形成することもできる。
【０１６３】
さらに、前記実施態様においては、表面が粗面化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アルミニウム基体３とを、超音波溶接によって、接合するとともに、表面が粗面化されていないアルミニウム基体３と、箔状の銅基体４とを、超音波溶接によって、接合しているが、これらの接合部の双方を、あるいは、一方を、超音波溶接に代えて、コールドウェルディング（冷間圧接）によって、接合し、接合部を形成するようにしてもよい。
【０１６４】
また、前記実施態様においては、酸化アルミニウム皮膜が形成され、表面が粗面化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、箔状の銅基体４が接合されて、形成された陽極電極１を備えた固体電解コンデンサ１０を用いているが、酸化アルミニウム皮膜が形成され、表面が粗面化された箔状のアルミニウム基体２と箔状の導電体金属基体よりなる陽極電極など、異なる構造の陽極電極を備えた固体電解コンデンサを用いることもできる。
【０１６５】
さらに、前記実施態様においては、Ｌ字状の断面形状を有する一対のリードフレーム２３の支持面２３ａ上に、固体電解コンデンサ１０を固定しているが、リードフレーム２３に固定された固体電解コンデンサ１０を、第一の絶縁基板２１および第二の絶縁基板２２との間に、空間が形成されるように、第一の絶縁基板２１および第二の絶縁基板２２との間に内蔵させることができれば、リードフレーム２３の形状も、リードフレーム２３のどの部分に、固体電解コンデンサを固定するかも、格別限定されるものではない。
【０１６６】
さらに、前記実施態様においては、第一の絶縁基板２１の表面および第二の絶縁基板２２の表面の双方に、複数の電子部品３０が搭載されているが、複数の電子部品３０を搭載することは必ずしも必要でない。
【０１６７】
また、前記実施態様においては、第一の絶縁基板２１の表面および第二の絶縁基板２２の表面の双方に、電子部品３０が搭載されているが、第一の絶縁基板２１の表面および第二の絶縁基板２２の表面の一方にのみ、電子部品３０が搭載されていてもよい。
【０１６８】
さらに、前記実施態様においては、第一の絶縁基板２１の表面および第二の絶縁基板２２の表面に、それぞれ、複数の配線パターン２６、２９が形成されているが、第一の絶縁基板２１の表面と第二の絶縁基板２２の表面に、複数の配線パターン２６、２８を形成することは必ずしも必要でなく、少なくとも１つの配線パターン２６、２８が形成されていればよい。
【０１６９】
また、前記実施態様においては、第一の絶縁基板２１および第二の絶縁基板２２のそれぞれに、複数のスルーホール２７、２９が形成されているが、第一の絶基板２１および第二の絶縁基板２２のそれぞれに、複数のスルーホール２７、２９を形成することは必ずしも必要でなく、それぞれ、少なくとも１つのスルーホール２７、２９が形成されていればよい。
【０１７０】
さらに、前記実施態様においては、導電性接着剤３２によって、固体電解コンデンサ１０の陰極電極１４が、第一の絶縁基板２１の下面に形成された配線パターン２６と電気的に接続されているが、導電性接着剤３２に代えて、ハンダによって、固体電解コンデンサ１０の陰極電極１４と、第一の絶縁基板２１の下面に形成された配線パターン２６とを電気的に接続するようにしてもよい。
【０１７１】
また、前記実施態様においては、固体電解コンデンサ１０の陽極電極１が、ハンダ３１によって、第一の絶縁基板２１の下面に形成された配線パターン２６と電気的に接続されているが、ハンダ３１に代えて、導電性接着剤によって、固体電解コンデンサ１０の陽極電極１と、第一の絶縁基板２１の下面に形成された配線パターン２６とを電気的に接続するようにしてもよい。
【０１７２】
また、前記実施態様においては、固体電解コンデンサ１０の陽極電極１および陰極電極１４は、いずれも、第一の絶縁基板２１の下面に形成された配線パターン２６と電気的に接続されているが、第二の絶縁基板２２の表面に形成された配線パターン２８と電気的に接続するようにしてもよい。
【０１７３】
【発明の効果】
本発明によれば、固体電解コンデンサを損傷するおそれがなく、平面性に優れた固体電解コンデンサ内蔵プリント基板およびその製造方法を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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略平面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った略断面図である。
【図３】図３は、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略断面図である。
【図４】図４は、固体電解コンデンサの略断面図である。
【図５】図５は、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６】図６は、実施例３において用いたリードフレームの略断面図である。
【符号の説明】
１ 陽極電極
２ 酸化皮膜が形成され、表面が粗面化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 第一の絶縁基板
２２ 第二の絶縁基板
２３ リードフレーム
２３ａ リードフレームの支持面部
２３ｂ リードフレームの上面部
２３ｃ リードフレームの下面部
２４ プリプレグ
２５ プリプレグ
２６ 配線パターン
２７ スルーホール
２８ 配線パターン
２９ スルーホール
３０ 電子部品
３１ ハンダ
３２ 導電性接着剤
３３ 樹脂
３５ 導電性接着剤
３６ プリプレグ樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid electrolytic capacitor built-in substrate and a method for manufacturing the same, and more particularly to a solid electrolytic capacitor built-in substrate excellent in flatness and a method for manufacturing the same without causing damage to the solid electrolytic capacitor. is there.
[0002]
[Prior art]
Electrolytic capacitors are made of aluminum, titanium, brass, nickel, tantalum and other metals that have the ability to form an insulating oxide film, so-called valve metals are used as anodes, and the surface of the valve metal is anodized to form an insulating oxide film. Thereafter, an electrolyte layer that substantially functions as a cathode is formed, and a conductive layer such as graphite or silver is further provided as a cathode.
[0003]
For example, an aluminum electrolytic capacitor uses a porous aluminum foil whose specific surface area is increased by an etching process as an anode, and a separator paper in which an electrolytic solution is impregnated between an aluminum oxide layer formed on the anode surface and a cathode foil. Is provided and configured.
[0004]
In general, an electrolytic capacitor using an electrolytic solution for the electrolyte layer between the insulating oxide film and the cathode has a problem that its life is determined by liquid leakage from the sealing portion or evaporation of the electrolytic solution. On the other hand, a solid electrolytic capacitor using a solid electrolyte made of a metal oxide or an organic compound does not have such a problem and is preferable.
[0005]
A typical solid electrolyte made of a metal oxide used for a solid electrolytic capacitor is manganese dioxide, while a solid electrolyte made of an organic compound used for a solid electrolytic capacitor is, for example, JP-A-52-79255. And 7,7,8,8-tetracyanoxydimethane (TCNQ) complex salts disclosed in JP-A-58-191414.
[0006]
In recent years, along with the increase in the frequency of power supply circuits of electronic devices, the corresponding capacitors have been required to have corresponding performance. However, solids using a solid electrolyte layer made of manganese dioxide or TCNQ complex salt are required. The electrolytic capacitor has the following problems.
[0007]
A solid electrolyte layer made of manganese dioxide is generally formed by repeating the thermal decomposition of manganese nitrate. However, the solid electrolyte layer is formed by the heat applied during the thermal decomposition or by the oxidizing action of NOx gas generated during the thermal decomposition. When the solid electrolyte layer is formed of manganese dioxide, the dielectric oxide dielectric film, which is a dielectric, is damaged or deteriorated. There was a problem that the characteristics were likely to be low. Further, when manganese dioxide is used as a solid electrolyte, there is a problem that the impedance of the solid electrolytic capacitor is increased in a high frequency region.
[0008]
On the other hand, the TCNQ complex salt has a problem that the electric conductivity is about 1 S / cm or less, so that it cannot sufficiently meet the current demand for lowering the impedance of the electrolytic capacitor. Furthermore, the TCNQ complex salt was used as a solid electrolyte because of its low adhesion to the insulating oxide film and low thermal stability during soldering and temporal thermal stability. It has been pointed out that solid electrolytic capacitors cannot obtain sufficient reliability. In addition, the TCNQ complex salt is expensive, and the solid electrolytic capacitor using the TCNQ complex salt as a solid electrolyte has a problem of high cost.
[0009]
In order to eliminate these problems when using manganese dioxide or TCNQ complex salt as a solid electrolyte and to obtain a solid electrolytic capacitor having more excellent characteristics, the manufacturing cost is relatively low, and adhesion with an insulating oxide film It has been proposed to use, as a solid electrolyte, a high-conductivity polymer compound that has relatively good properties and excellent thermal stability.
[0010]
For example, Japanese Patent No. 2725553 discloses a solid electrolytic capacitor in which polyaniline is formed by chemical oxidation polymerization on an insulating oxide film on the anode surface.
[0011]
In Japanese Patent Publication No. 8-31400, it is difficult to form a strong conductive polymer film on the insulating oxide film on the anode surface only by the chemical oxidative polymerization method. Since the insulating oxide film is an electrical conductor, it is impossible or impossible to form an electrolytic polymer film directly on the insulating oxide film on the anode surface by electrolytic polymerization. A solid electrolytic capacitor in which a metal or manganese dioxide thin film is formed on a conductive oxide film, and a conductive polymer film such as polypyrrole, polythiophene, polyaniline or polyfuran is formed on the metal or manganese dioxide thin film by electrolytic polymerization. is suggesting.
[0012]
Further, Japanese Patent Publication No. 4-74853 discloses a solid electrolytic capacitor in which a conductive polymer film such as polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and polyfuran is formed on an insulating oxide film by chemical oxidative polymerization.
[0013]
On the other hand, electronic components are required to be further downsized and improved in performance due to demands for downsizing and thinning of electronic devices, and circuit boards are required to have high functionality through thinning and multilayering. ing. In particular, since the thickness of an IC card is 1 mm or less and the thickness of a portable personal computer is 20 mm or less, it is becoming extremely thin. Therefore, there are several electronic components and wiring boards on which electronic components are mounted. It is required to form the film with a thickness of mm to several hundred microns.
[0014]
However, all of the solid electrolytic capacitors described above are manufactured as a single component and mounted on the wiring board via a solder layer, so that the electronic components are sufficiently highly integrated and densified. There was a problem that I could not.
[0015]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-54510 and Japanese Patent No. 2950587, therefore, form a solid electrolytic capacitor integrally with a substrate in advance in the same manner as the resistance function and conductive pattern of a wiring board, and a plurality of solid electrolytic capacitors are 1 It has been proposed to increase the density of electronic components and reduce the thickness of a circuit board by using a circuit board formed on a single substrate.
[0016]
That is, JP-A-2-54510 discloses forming a pattern of a foil-like valve metal substrate such as an aluminum foil having an ability to form an electric conductor and an insulating oxide film on an insulating substrate. Disclosed is a method for forming a solid electrolytic capacitor-embedded substrate by sequentially forming an insulating oxide film layer, a heterocyclic polymer conductive polymer layer and a conductor layer in one or several places on the surface, A pattern of an electric conductor and a valve metal substrate having an ability to form an insulating oxide film is formed on both surfaces of the insulating substrate, and an insulating oxide film layer, a heterocyclic ring is formed at one or several positions on the surface of the valve metal substrate pattern. A conductive polymer layer and a conductor layer of the formula compound are sequentially formed to produce a solid electrolytic capacitor built-in substrate, and then the solid electrolytic capacitor built-in substrate is laminated to form a multilayer structure. It discloses a solid electrolytic capacitor built-in substrate in which a. According to Japanese Patent Laid-Open No. 2-54510, a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer is formed integrally with a substrate in advance, like a resistor layer and a conductive pattern of a circuit substrate. It is said that it is not necessary to mount individual capacitors on a circuit board, the electronic parts can be densified, and electrical characteristics such as noise reduction can be improved.
[0017]
On the other hand, in Japanese Patent No. 2950587, a dielectric layer, an electrolyte layer, and a conductor layer are sequentially formed on both surfaces of a plate-shaped anode body, that is, a plate-shaped valve metal base, and the respective conductor layers are interposed. Disclosed is a solid electrolytic capacitor produced by forming a capacitor element by providing a cathode terminal, and bonding a printed circuit board having a desired wiring pattern to both sides of the capacitor element thus formed via a resin layer. is doing. According to Japanese Patent No. 2950587, even a mechanically fragile solid electrolyte is protected by a printed circuit board disposed on both sides, so that a highly reliable solid electrolytic capacitor can be obtained. By forming a desired wiring pattern on the printed board in advance, it is supposed that other electronic components can be easily mounted on the printed board.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
Such a printed circuit board with a built-in solid electrolytic capacitor is formed by fixing a solid electrolytic capacitor on an insulating substrate, stacking another insulating substrate, and bonding two insulating substrates with resin.
[0019]
However, when a solid electrolytic capacitor is fixed on an insulating substrate, another insulating substrate is overlaid, and two insulating substrates are bonded with a resin to produce a printed circuit board with a built-in solid electrolytic capacitor, 2 When bonding a single insulating substrate, an excessive pressure is applied to the solid electrolytic capacitor, and the insulating oxide film formed on the surface of the valve metal substrate is destroyed, and the valve metal substrate acting as an anode When the molecular electrolyte layer comes into contact and is energized, there is a problem that a short circuit occurs and the capacitor may be destroyed.
[0020]
Furthermore, when a solid electrolytic capacitor is fixed on an insulating substrate, another insulating substrate is overlaid, and two insulating substrates are bonded with a resin to produce a printed circuit board with a built-in solid electrolytic capacitor. It is difficult to obtain a solid electrolytic capacitor built-in printed circuit board, so that after the solid electrolytic capacitor is built in, the wiring pattern prepared in advance by screen printing etc. on two insulating substrates Therefore, there has been a problem that it is difficult to obtain a desired printing position and mounting position in the process of printing the solder paste at a predetermined position and the process of mounting the electronic component on the printed solder paste.
[0021]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor built-in substrate excellent in flatness and a method for manufacturing the same, without causing damage to the solid electrolytic capacitor.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
  Such an object of the present invention is located between the first insulating substrate and the second insulating substrate facing each other, and between the first insulating substrate and the second insulating substrate, the lower surface portion of which is the first insulating substrate. A lead frame fixed to the insulating substrate and having an upper surface fixed to the second insulating substrate; and at least one solid electrolytic capacitor fixed to the lead frame;At least oneThe anode and cathode of the solid electrolytic capacitor are electrically connected to the lead frame.And at least one wiring pattern is formed on the surface of the first insulating substrate opposite to the surface on which the at least one solid electrolytic capacitor is disposed, and the first insulating substrate has at least one wiring pattern. Two through holes are formed, and the resin is filled between the first insulating substrate and the second insulating substrate so as not to block the at least one through hole,The at least one solid electrolytic capacitor is fixed to the lead frame such that a space is formed between the first insulating substrate and the second insulating substrate.And
  The portion of the lead frame connected to the anode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor and the cathode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor through the at least one through hole formed in the first insulating substrate One of the lead frame portions connected to the at least one wiring pattern formed on the surface of the first insulating substrate opposite to the surface to which the at least one solid electrolytic capacitor is fixed is electrically connected to the at least one wiring pattern. Connected to
  The portion of the lead frame located between the upper surface portion and the lower surface portion is substantially parallel to the upper surface portion and the lower surface portion, and the distance between the upper surface portion and the upper surface portion of the lead frame is A pair of support surfaces are formed so as to be larger than the thickness of the at least one solid electrolytic capacitor, and the at least one solid electrolytic capacitor is fixed on the pair of support surfaces.This is achieved by the solid electrolytic capacitor built-in substrate.
[0023]
According to the present invention, the solid electrolytic capacitor built-in substrate is located between the first insulating substrate and the second insulating substrate facing each other, and the first insulating substrate and the second insulating substrate, and the lower surface portion thereof is A lead frame fixed to the first insulating substrate and having an upper surface fixed to the second insulating substrate, and at least one solid electrolytic capacitor fixed to the lead frame, and an anode of at least one solid electrolytic capacitor At least one solid electrolytic capacitor is connected to the lead frame so that the electrode and the cathode electrode are electrically connected to the lead frame, and a space is formed between the first insulating substrate and the second insulating substrate, respectively. The lead frame can function as a spacer when producing a substrate with a built-in solid electrolytic capacitor. Since an excessive pressure is not applied to the solution capacitor, the insulating oxide film formed on the surface of the valve metal substrate is broken by the pressure applied at the time of fabrication, and the valve metal substrate acting as an anode When the molecular electrolyte layer comes into contact and is energized, there is no possibility that a short circuit occurs, and furthermore, the planarity of the substrate with a built-in solid electrolytic capacitor can be improved.
[0024]
  The object of the present invention is also to fix at least one solid electrolytic capacitor to the lead frame such that an anode electrode and a cathode electrode of the solid electrolytic capacitor are electrically connected to the lead frame, and The lead frame to which the solid electrolytic capacitor is fixed,At least one through hole was formedWhile fixing on the surface of the first insulating substrate, and fixing the second insulating substrate to the upper surface portion of the lead frame, between the first insulating substrate and the second insulating substrate, A method of manufacturing a substrate with a built-in solid electrolytic capacitor in which at least one solid electrolytic capacitor is built-in,Filling the resin so as not to block the at least one through hole between the first insulating substrate and the second insulating substrate;The at least one solid electrolytic capacitor is fixed to the lead frame such that a space is formed between the at least one solid electrolytic capacitor and the first insulating substrate and the second insulating substrate. And
The portion of the lead frame connected to the anode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor and the cathode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor through the at least one through hole formed in the first insulating substrate One of the lead frame parts connected to the at least one wiring pattern formed on the surface of the first insulating substrate opposite to the surface to which the at least one solid electrolytic capacitor is fixed. Connected to
The lead frame is fixed between the first insulating substrate and the second insulating substrate, and the upper surface portion and the lower surface portion are formed on the portion of the lead frame located between the upper surface portion and the lower surface portion. A pair of support surfaces are formed so that the distance between the upper surface portion of the lead frame and the upper surface portion of the lead frame is greater than the thickness of the at least one solid electrolytic capacitor. Two solid electrolytic capacitors are fixed on the pair of support surfacesThis is achieved by the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor built-in substrate.
[0025]
According to the present invention, at least one solid electrolytic capacitor is fixed to the lead frame such that the anode electrode and the cathode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor are electrically connected to the lead frame, and the at least one solid electrolytic capacitor is fixed. The lead frame to which the capacitor is fixed is fixed on the surface of the first insulating substrate, and the second insulating substrate is fixed to the upper surface portion of the lead frame so that the first insulating substrate and the second insulating substrate are fixed. When at least one solid electrolytic capacitor is built in between, the space is formed between the at least one solid electrolytic capacitor and the first insulating substrate and the second insulating substrate. At least one solid electrolytic capacitor is fixed to the lead frame, and the lead frame is fixed between the first insulating substrate and the second insulating substrate. Therefore, when producing a substrate with a built-in solid electrolytic capacitor, the lead frame can be made to function as a spacer, and therefore, no excessive pressure is applied to the solid electrolytic capacitor. The insulating oxide film is destroyed by the pressure applied at the time of production, and the valve metal substrate acting as an anode is in contact with the solid polymer electrolyte layer. Makes it possible to produce a substrate with a solid electrolytic capacitor excellent in flatness.
[0026]
In a preferred embodiment of the present invention, the first insulating substrate and the second insulating substrate are formed of a flat substrate.
[0027]
In a preferred embodiment of the present invention, the lead frame is fixed to the first insulating substrate and the second insulating substrate with an adhesive made of the same material as the first insulating substrate and the second insulating substrate. Is done.
[0028]
According to a preferred embodiment of the present invention, the lead frame is fixed to the first insulating substrate and the second insulating substrate by an adhesive made of the same material as the first insulating substrate and the second insulating substrate. Even if it is used for a long time, the first insulating substrate and the lead frame will not peel off, and the second insulating substrate and the lead frame will not peel off, improving the reliability of the substrate with a built-in solid electrolytic capacitor Is possible.
[0030]
In another preferred embodiment of the present invention, the at least one solid electrolytic capacitor is fixed to a pair of side surfaces formed on a portion of the lead frame located between the upper surface portion and the lower surface portion and facing each other. Has been.
[0032]
In a preferred embodiment of the present invention, at least one electronic component is mounted on the at least one wiring pattern.
[0033]
In a preferred embodiment of the present invention, at least one wiring pattern is formed on the surface of the second insulating substrate opposite to the at least one solid electrolytic capacitor.
[0034]
In a preferred embodiment of the present invention, at least one electronic component is mounted on the at least one wiring pattern.
[0035]
In a preferred embodiment of the present invention, at least one through hole is formed in the first insulating substrate.
[0036]
In a further preferred embodiment of the present invention, the lead frame portion and the cathode electrode, wherein the at least one through hole formed in the first insulating substrate is connected to the anode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor. Is formed at a position corresponding to one of the portions of the lead frame connected to the.
[0037]
In a further preferred aspect of the present invention, the portion of the lead frame connected to the anode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor through the at least one through hole formed in the first insulating substrate, and One of the lead frame portions connected to the cathode electrode is formed on the at least one wiring pattern formed on the surface of the first insulating substrate opposite to the surface to which the at least one solid electrolytic capacitor is fixed. Electrically connected.
[0038]
In a preferred embodiment of the present invention, at least one through hole is formed in the second insulating substrate.
[0039]
In a further preferred aspect of the present invention, the lead frame portion and the cathode electrode, wherein the at least one through hole formed in the second insulating substrate is connected to the anode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor. Is formed at a position corresponding to one of the portions of the lead frame connected to the.
[0040]
In a further preferred embodiment of the present invention, a portion of the lead frame connected to an anode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor via the at least one through hole formed in the second insulating substrate, and One of the lead frame portions connected to the cathode electrode is electrically connected to the at least one wiring pattern formed on the surface of the second insulating substrate opposite to the at least one solid electrolytic capacitor. Has been.
[0041]
In a preferred embodiment of the present invention, the at least one solid electrolytic capacitor has a rough surface in a region near one end of the foil-shaped valve metal substrate on which an insulating oxide film is formed and the surface is roughened. An area near one end of the foil-shaped valve metal substrate that is not surface-bonded is joined so that the valve metals are electrically connected, and the surface of the foil-shaped valve metal substrate that is not roughened A region near one end of the foil-like conductive metal substrate is joined to the other end region so that the metal is electrically connected, and an anode electrode is formed to form an insulating oxide film. The foil-shaped valve metal substrate whose surface is roughened is formed by sequentially forming at least an insulating oxide film, a solid polymer electrolyte layer, and a conductor layer.
[0042]
According to a preferred embodiment of the present invention, a foil-shaped valve whose surface is not roughened is formed in a region near one end of a foil-shaped valve metal substrate on which an insulating oxide film is formed and the surface is roughened. The region near one end of the metal substrate is joined so that the valve metals are electrically connected, and the region near the other end of the foil-shaped valve metal substrate whose surface is not roughened, The region in the vicinity of one end of the foil-like conductive metal substrate is joined so as to be electrically connected, and the anode electrode is formed. Therefore, the foil-like surface whose surface is roughened by anodic oxidation Even if the insulating oxide film is formed on the edge portion of the valve metal substrate where the insulating oxide film is not formed, the chemical conversion solution is not limited to the region near one end of the foil-shaped valve metal substrate whose surface is roughened. , Beyond the joint with the region near one end of the foil-shaped valve metal substrate whose surface is not roughened, Therefore, an insulating oxide film can be formed on the edge portion of the foil-like valve metal base whose surface is roughened, as desired, and the solid electrolytic Even if an insulating oxide film is formed over time on the surface of a foil-like valve metal base whose surface is not roughened after the capacitor is built in the circuit board, the surface is roughened. Since the region near one end of the foil-like conductive metal is joined so as to be electrically connected to the region near the other end of the non-foil-shaped valve metal base, the foil-like conductive metal Further, by providing a contact with another electronic component mounted on the circuit board, a solid electrolytic capacitor having a desired impedance characteristic can be built in the circuit board.
[0043]
In the present invention, the valve metal substrate is formed of a metal or alloy selected from the group consisting of metals having an ability to form an insulating oxide film and alloys thereof. Preferred valve metals include one metal selected from the group consisting of aluminum, tantalum, titanium, niobium and zirconium, or an alloy of two or more metals, and among these, aluminum and tantalum are particularly preferable. The anode electrode is formed by processing these metals or alloys into a foil shape.
[0044]
In the present invention, the conductive metal material is not particularly limited as long as it is a metal or alloy having conductivity, but preferably, solder connection is possible, and in particular, copper, brass, nickel, It is preferably selected from one metal selected from the group consisting of zinc and chromium, or an alloy of two or more metals, and among these, from the viewpoint of electrical characteristics, workability in subsequent processes, cost, etc. Copper is most preferably used.
[0045]
In the present invention, the solid polymer electrolyte layer contains a conductive polymer compound, and preferably has a foil-like shape in which an insulating oxide film is formed by chemical oxidation polymerization or electrolytic oxidation polymerization, and the surface is roughened. Formed on the valve metal substrate.
[0046]
When the solid polymer electrolyte layer is formed by chemical oxidative polymerization, specifically, the solid polymer electrolyte layer is formed with an insulating oxide film, for example, in the following manner, and the surface is roughened. It is formed on a foil-like valve metal substrate.
[0047]
First, a solution containing 0.001 to 2.0 mol / liter of oxidizing agent only on a foil-like valve metal substrate having an insulating oxide film formed and the surface roughened, or a dopant species The solution to which the compound that gives is added is uniformly adhered by a method such as coating or spraying.
[0048]
Next, preferably, a solution containing at least 0.01 mol / liter of the conductive polymer compound raw material monomer or the conductive polymer compound raw material monomer itself is formed on the surface of the foil-shaped valve metal substrate. Direct contact with the oxide film. Thereby, the raw material monomer is polymerized, the conductive polymer compound is synthesized, and the solid polymer electrolyte layer made of the conductive polymer compound is formed on the insulating oxide film formed on the surface of the foil-shaped valve metal substrate. It is formed.
[0049]
In the present invention, the conductive polymer compound contained in the solid polymer electrolyte layer is a group consisting of a substituted or unsubstituted π-conjugated heterocyclic compound, a conjugated aromatic compound, and a heteroatom-containing conjugated aromatic compound. Of these, compounds using raw material monomers are preferred, and among these, conductive polymer compounds using substituted or unsubstituted π-conjugated heterocyclic compounds as raw material monomers are preferred, and polyaniline and polypyrrole are also preferred. Conductive polymer compounds selected from the group consisting of polythiophene, polyfuran and derivatives thereof, in particular, polyaniline, polypyrrole, and polyethylenedioxythiophene are preferably used.
[0050]
In the present invention, specific examples of the raw material monomer of the conductive polymer compound preferably used for the solid polymer electrolyte layer include unsubstituted aniline, alkylanilines, alkoxyanilines, haloanilines, o-phenylenediamines, 2 , 6-dialkylanilines, 2,5-dialkoxyanilines, 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyrrole, 3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole, 3-propylpyrrole, thiophene, 3-methylthiophene, 3- Examples thereof include ethylthiophene and 3,4-ethylenedioxythiophene.
[0051]
In the present invention, the oxidizing agent used for the chemical oxidative polymerization is not particularly limited. For example, halides such as iodine, bromine, bromine iodide, silicon pentafluoride, antimony pentafluoride, tetrafluoride. Metal halides such as silicon fluoride, phosphorus pentachloride, phosphorus pentafluoride, aluminum chloride, molybdenum chloride, proton acids such as sulfuric acid, nitric acid, fluorosulfuric acid, trifluoromethanesulfuric acid, chlorosulfuric acid, oxygen such as sulfur trioxide, nitrogen dioxide Compounds, persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, and peroxides such as hydrogen peroxide, potassium permanganate, peracetic acid, difluorosulfonyl peroxide are used as oxidants.
[0052]
In the present invention, if necessary, as the compound that gives the dopant species added to the oxidant, for example, LiPF6, LiAsF6, NaPF6, KPF6, KAsF6A salt in which an anion such as hexafluoroline anion and hexafluoroarsenic anion is an alkali metal cation such as lithium, sodium and potassium, LiBF4, NaBF4, NH4BF4, (CH3)4NBF4, (N-C4H9)4NBF4Tetrafluoroboron salt compounds such as p-toluenesulfonic acid, p-ethylbenzenesulfonic acid, P-hydroxybenzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, methylsulfonic acid, dodecylsulfonic acid, benzenesulfonic acid, β-naphthalenesulfonic acid Sulfonic acid or its derivatives, sodium butyl naphthalene sulfonate, sodium 2,6-naphthalenedisulfonate, sodium toluene sulfonate, tetrabutyl ammonium toluene sulfonate, etc., salt of ferric chloride, odor Metal halides such as ferric chloride, cupric chloride, and cupric collection, hydrochloric acid, hydrogen bromide, hydrogen iodide, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, or alkali metal salts, alkaline earth metal salts or ammonium thereof Salt, perchloric acid, sodium perchlorate Hydrohalic acid such as perhalogenated acid or its salt, inorganic acid or salt thereof, acetic acid, oxalic acid, formic acid, butyric acid, succinic acid, lactic acid, citric acid, phthalic acid, maleic acid, benzoic acid, salicylic acid, Mention may be made of mono- or dicarboxylic acids such as nicotinic acid, aromatic heterocyclic carboxylic acids, halogenated carboxylic acids such as trifluoroacetic acid and carboxylic acids such as salts thereof.
[0053]
In the present invention, the compound capable of providing these oxidizing agent and dopant species is used in the form of a suitable solution dissolved in water or an organic solvent. A solvent may be used independently, or 2 or more types may be mixed and used for it. The mixed solvent is also effective in increasing the solubility of the compound providing the dopant species. As the mixed solvent, those having compatibility between solvents and those having compatibility with a compound capable of providing an oxidizing agent and a dopant species are preferable. Specific examples of the solvent include organic amides, sulfur-containing compounds, esters, and alcohols.
[0054]
On the other hand, when a solid polymer electrolyte layer is formed on a foil-like valve metal substrate having an insulating oxide film formed on the surface and roughened by electrolytic oxidation polymerization, as is well known in the art, A solid polymer electrolyte layer is formed by dipping in an electrolytic solution containing a raw material monomer of a conductive polymer compound and a supporting electrolyte together with a counter electrode, using an underlayer as a working electrode, and supplying a current.
[0055]
Specifically, a thin conductive underlayer is first formed on a foil-like valve metal substrate having an insulating oxide film formed thereon and a roughened surface, preferably by chemical oxidative polymerization. . The thickness of the conductive underlayer is controlled by controlling the number of polymerizations under a certain polymerization condition. The number of polymerizations is determined by the type of raw material monomer.
[0056]
The conductive underlayer may be composed of any of metal, conductive metal oxide, and conductive polymer compound, but is preferably composed of a conductive polymer compound. As a raw material monomer for constituting the conductive underlayer, a raw material monomer used for chemical oxidative polymerization can be used, and the conductive polymer compound contained in the conductive underlayer is a solid formed by chemical oxidative polymerization. This is the same as the conductive polymer compound contained in the polymer electrolyte layer.
[0057]
When ethylenedioxythiophene or pyrrole is used as a raw material monomer for constituting the conductive underlayer, 10 of the total amount of the conductive polymer produced when the solid polymer electrolyte layer is formed only by chemical oxidation polymerization. The conductive underlayer may be formed by converting the number of polymerizations so that a conductive polymer of about% to 30% (weight ratio) is generated.
[0058]
Then, using the conductive underlayer as a working electrode, along with the counter electrode, by immersing in an electrolytic solution containing the raw material monomer of the conductive polymer compound and the supporting electrolyte, and supplying a current, on the conductive underlayer, A solid polymer electrolyte layer is formed.
[0059]
Various additives can be added to the electrolytic solution, if necessary, in addition to the raw material monomer of the conductive polymer compound and the supporting electrolyte.
[0060]
The conductive polymer compound that can be used for the solid polymer electrolyte layer is the same as the conductive polymer compound used for the conductive underlayer, and therefore the conductive polymer compound used for the chemical oxidative polymerization, Conductive polymer compounds using a compound selected from the group consisting of substituted or unsubstituted π-conjugated heterocyclic compounds, conjugated aromatic compounds and heteroatom-containing conjugated aromatic compounds as raw material monomers are preferred, and Among them, a conductive polymer compound using a substituted or unsubstituted π-conjugated heterocyclic compound as a raw material monomer is preferable, and further a conductivity selected from the group consisting of polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyfuran, and derivatives thereof. High molecular compounds, especially polyaniline, polypyrrole, and polyethylenedioxythiophene are preferably used. It is.
[0061]
The supporting electrolyte is selected according to the monomer and solvent to be combined. Specific examples of the supporting electrolyte include, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, sodium carbonate, carbonic acid as basic compounds. Sodium hydrogen and the like are acidic compounds such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrogen bromide, perchloric acid, trifluoroacetic acid and sulfonic acid, and the salts are sodium chloride, sodium bromide, potassium iodide, and chloride. Potassium, potassium nitrate, sodium periodate, sodium perchlorate, lithium perchlorate, ammonium iodide, ammonium chloride, boron tetrafluoride, tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium bromide Id, tetraethylammonium perchlorate chloride, tetrabutyl ammonium perchlorate chloride, tetramethylammonium, D- toluenesulfonic acid chloride, Porijisarichiru acid triethylamine, 10-camphorsulfonic sodium sulfonate, respectively, thereof.
[0062]
In the present invention, the dissolution concentration of the supporting electrolyte may be set so as to obtain a desired current density, and is not particularly limited, but is generally set within a range of 0.05 to 1.0 mol / liter. Is done.
[0063]
In the present invention, the solvent used in the electrolytic oxidation polymerization is not particularly limited, and is appropriately selected from, for example, water, a protic solvent, an aprotic solvent, or a mixed solvent obtained by mixing two or more of these solvents. can do. As the mixed solvent, those having compatibility between the solvents and those having compatibility with the monomer and the supporting electrolyte can be preferably used.
[0064]
Specific examples of the protic solvent used in the present invention include formic acid, acetic acid, propionic acid, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, tert-butyl alcohol, methyl cellosolve, diethylamine and ethylenediamine.
[0065]
Specific examples of the aprotic solvent include methylene chloride, 1,2-dichloroethane, carbon disulfide, acetonitrile, acetone, propylene carbonate, nitromethane, nitrobenzene, ethyl acetate, diethyl ether, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, dioxane, N , N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, pyridine, dimethyl sulfoxide and the like.
[0066]
In the present invention, when the solid polymer electrolyte layer is formed by electrolytic oxidation polymerization, any of a constant voltage method, a constant current method, and a potential sweep method may be used. In the process of electrolytic oxidation polymerization, the conductive polymer compound can also be polymerized by combining the constant voltage method and the constant current method. The current density is not particularly limited, but the maximum is 500 mA / cm.2Degree.
[0067]
In the present invention, at the time of chemical oxidative polymerization or electrolytic oxidative polymerization, the conductive polymer compound can be polymerized while irradiating ultrasonic waves as disclosed in JP-A No. 2000-1000066. In the case where the conductive polymer compound is polymerized while irradiating with ultrasonic waves, the film quality of the obtained solid polymer electrolyte layer can be improved.
[0068]
In the present invention, the maximum thickness of the solid polymer electrolyte layer is not particularly limited as long as it can completely fill the unevenness of the surface of the anode electrode formed by etching or the like. Or about 100 μm.
[0069]
In the present invention, the solid electrolytic capacitor further includes a conductor layer functioning as a cathode on the solid polymer electrolyte layer, and as the conductor layer, a graphite paste layer and a silver paste layer can be provided, The graphite paste layer and the silver paste layer can be formed by a screen printing method, a spray coating method, or the like. The cathode of the solid electrolytic capacitor can be formed only by the silver paste layer. However, in the case of forming the graphite paste layer, the silver paste layer is formed by silver as compared with the case of forming the cathode of the solid electrolytic capacitor by only the silver paste layer. Migration can be prevented.
[0070]
When forming a graphite paste layer and a silver paste layer as a cathode, a portion excluding a portion corresponding to a foil-shaped valve metal substrate having an insulating oxide film formed by a metal mask or the like and having a rough surface Is masked, an insulating oxide film is formed, and a graphite paste layer and a silver paste layer are formed only on the portion corresponding to the foil-like valve metal substrate whose surface is roughened.
[0071]
In the present invention, the solid electrolytic capacitor is fixed to the other surface of one insulating substrate on which at least one wiring pattern is formed on one surface, or at least one wiring pattern on each surface. Is fixed between the other surfaces of the pair of insulating substrates facing each other.
[0072]
In the present invention, the material of the insulating substrate is not particularly limited, but the resin can be formed of a phenol resin, a polyimide resin, an epoxy resin, a polyester resin, or the like having good adhesion and solvent resistance. The insulating substrate may be formed of an inorganic material, not limited to the material system, and a metal oxide substrate such as an alumina substrate can also be used as the insulating substrate of the present invention.
[0073]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0074]
FIG. 1 is a schematic plan view of an anode electrode of a solid electrolytic capacitor built in a printed circuit board with a solid electrolytic capacitor according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA. is there.
[0075]
In this embodiment, aluminum is used as the valve metal having the ability to form an insulating oxide film, and as shown in FIGS. 1 and 2, the anode electrode 1 of the solid electrolytic capacitor according to this embodiment is formed on the surface. A foil-like aluminum substrate 2 having an aluminum oxide film that is an insulating oxide film and having a roughened surface (surface expansion), a foil-shaped aluminum substrate 3 having a non-roughened surface, and a lead electrode As a metal conductor that constitutes, a foil-like copper substrate 4 is provided.
[0076]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the anode electrode according to the present embodiment has an aluminum oxide film formed on the surface thereof, and one end region of the foil-like aluminum substrate 2 having a roughened surface, One end region of the foil-like aluminum substrate 3 whose surface is not roughened is joined by ultrasonic welding so that the valve metals are electrically connected, and the surface is roughened. One end region of the foil-like copper base 4 is joined and formed in the other end portion region of the foil-like aluminum base 3 so that the metals are electrically connected by ultrasonic welding. ing.
[0077]
In forming the anode electrode, first, a foil-like copper base 4 to be formed into a lead electrode cut into a predetermined dimension and a foil-like shape that is cut out to a predetermined dimension from the aluminum foil sheet and the surface is not roughened. The aluminum bases 3 are overlapped so that end regions having a predetermined area overlap each other.
[0078]
Next, the end region of the foil-like copper base 4 and the end region of the foil-like aluminum base 3 that are superposed on each other are joined by ultrasonic welding to form the weld joint 5. Even when an aluminum oxide film is formed on the surface of the foil-like aluminum substrate 3, by joining by ultrasonic welding, the aluminum oxide film is removed and the metals are electrically connected. The end region of the foil-shaped copper substrate 4 and the end region of the foil-shaped aluminum substrate 3 are joined. Here, the areas of the end region of the foil-like copper base 4 and the end region of the foil-like aluminum base 3 that overlap each other are determined so that the joint has a predetermined strength.
[0079]
Thereafter, a foil-shaped aluminum substrate 2 having a predetermined dimension, on which an aluminum oxide film is formed and the surface is roughened, is cut out from the aluminum foil sheet, and the foil-shaped copper substrate 4 and the foil-shaped aluminum substrate 3 are cut out. The foil-like aluminum substrate 3 whose surface of the joined body is not roughened and the end regions having a predetermined area are overlapped with each other.
[0080]
Next, an end region of the foil-like aluminum substrate 2 whose surface is roughened by forming an aluminum oxide film on the surface that is superposed on each other, and the foil-like aluminum substrate 3 whose surface is not roughened are formed. The end region is joined by ultrasonic welding, and the weld joint 6 is generated. Here, by joining by ultrasonic welding, the aluminum oxide film formed on the surface of the foil-like aluminum substrate 2 is removed, and the surface is rough so that the aluminum pure metal is electrically connected. The end region of the foil-shaped aluminum substrate 3 that is not surfaced is joined to the end region of the foil-shaped aluminum substrate 2 whose surface is roughened. Here, the areas of the end region of the foil-shaped aluminum substrate 3 and the end region of the foil-shaped aluminum substrate 2 that overlap each other are determined so that the joint has a predetermined strength.
[0081]
The anode electrode 1 thus formed is obtained by cutting an aluminum oxide film 2 formed on the surface constituting the dielectric, and the foil-like aluminum substrate 2 having a roughened surface from the aluminum foil sheet. In addition, an aluminum oxide film is not formed on the edge portion, and in order to be used as an anode electrode of a solid electrolytic capacitor, anodization is performed on the edge portion of the foil-like aluminum substrate 2 whose surface is roughened. Therefore, it is necessary to form an aluminum oxide film.
[0082]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an anodic oxidation method for forming an aluminum oxide film on the edge portion of a foil-like aluminum substrate 2 whose surface is roughened.
[0083]
As shown in FIG. 3, the entire surface of the foil-like aluminum substrate 2 having a roughened surface and a roughened surface are formed in a chemical conversion solution 8 made of an aqueous solution of ammonium adipate contained in a stainless beaker 7. The anode electrode 1 is set so that a part of the foil-like aluminum substrate 3 which is not applied is immersed, and a voltage is applied so that the foil-like copper substrate 4 is positive and the stainless beaker 7 is negative. The
[0084]
The working voltage can be appropriately determined according to the film thickness of the aluminum oxide film to be formed. When an aluminum oxide film having a film thickness of 10 nm to 1 μm is formed, it is usually about several volts to 20 volts. Is set.
[0085]
As a result, anodization is started, and the chemical conversion solution 8 rises due to the capillary phenomenon because the surface of the foil-like aluminum substrate 2 is roughened, but the surface of the foil-like aluminum substrate 3 is rough. Therefore, it does not rise beyond the joint between the foil-like aluminum substrate 2 whose surface is roughened and the foil-like aluminum substrate 3 whose surface is not roughened. The entire surface and the surface of the foil-like aluminum substrate 2 in which the chemical conversion solution 8 is reliably prevented from contacting the foil-like copper substrate 4 constituting the lead electrode and the surface including the edge portion is roughened. An aluminum oxide film is formed only in the region of the foil-like aluminum substrate 3 whose surface is not roughened, which is bonded to the roughened foil-like aluminum substrate 2.
[0086]
In this way, the cathode electrode is formed by a known method on the entire surface of the foil-like aluminum substrate 2 on which the surface of the produced anode electrode 1 is roughened and an aluminum oxide film is formed. Is generated.
[0087]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a solid electrolytic capacitor.
[0088]
As shown in FIG. 4, the solid electrolytic capacitor 10 has a solid polymer electrolyte on the entire surface of a foil-like aluminum substrate 2 on which the aluminum oxide film 9 of the anode electrode 1 is formed and the surface is roughened. A cathode electrode 14 comprising a layer 11, a graphite paste layer 12 and a silver paste layer 13 is provided.
[0089]
The solid polymer electrolyte layer 11 containing a conductive polymer compound is formed by chemical oxidative polymerization on the entire surface of the foil-like aluminum substrate 2 on which the aluminum oxide film 9 of the anode electrode 1 is formed and the surface is roughened. Alternatively, it is formed by electrolytic oxidation polymerization, and the graphite paste layer 12 and the silver paste layer 13 are formed on the solid polymer electrolyte layer 11 by a screen printing method or a spray coating method.
[0090]
The solid electrolytic capacitor 10 thus produced is fixed between a pair of insulating substrates and incorporated in a printed circuit board to form a solid electrolytic capacitor built-in printed circuit board.
[0091]
FIG. 5 is a schematic sectional view of a printed circuit board with a built-in solid electrolytic capacitor.
[0092]
As shown in FIG. 5, the solid electrolytic capacitor built-in printed circuit board 20 includes a first insulating substrate 21 and a second insulating substrate 22 that face each other, and the first insulating substrate 21, the second insulating substrate 22, and the like. In between, the solid electrolytic capacitor 10 fixed to the lead frame 23 is provided.
[0093]
As shown in FIG. 5, the lead frame 23 has an L-shaped cross section, and the solid electrolytic capacitor 10 has a pair of support surfaces 23 a extending substantially parallel to the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22. It is fixed on the top by a conductive adhesive 35. Here, the support surface 23 a is formed on the lead frame 23 so that the distance between the support surface 23 a of the lead frame 23 and the upper surface portion 23 b of the lead frame 23 is larger than the thickness of the solid electrolytic capacitor 10.
[0094]
As shown in FIG. 5, the lower surface portion 23 c of the lead frame 23 is fixed on the upper surface of the first insulating substrate 21 by a prepreg 24 made of the same material as the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22. The upper surface portion 23 b of the lead frame 23 is fixed on the lower surface of the second insulating substrate 22 by a prepreg 25 made of the same material as the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22.
[0095]
Therefore, the support surface portion 23a is formed on the lead frame 23 so that the distance between the support surface 23a of the lead frame 23 and the upper surface portion 23b of the lead frame 23 is larger than the thickness of the solid insulating capacitor 10. When the lead frame 23 to which the solid electrolytic capacitor 10 is fixed is fixed between the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22, the lead frame 23 functions as a spacer. It is possible to effectively prevent the pressure from being applied.
[0096]
As shown in FIG. 5, in this embodiment, a prepreg resin layer 36 is provided between the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22 outside the lead frame 23, and the prepreg resin layer 36 is provided. When the first insulating substrate 21, the second insulating substrate 22 and the solid electrolytic capacitor 10 are integrated, a prepreg resin is interposed between the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22, respectively. It is formed by melting the prepreg resin.
[0097]
As shown in FIG. 5, a wiring pattern 26 is formed on the other surface of the first insulating substrate 21, and a plurality of through holes 27 are formed in the first insulating substrate 21.
[0098]
In integrating the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22, the lead frame 23 to which the solid electrolytic capacitor 10 is fixed is placed at a predetermined position on the first insulating substrate 21 via the prepreg 24. Further, a flat plate-like second insulating substrate 22 is placed on the upper surface portion 23b of the lead frame 23 via the prepreg 25, and the prepregs 24, 25 are placed by a vacuum hot press apparatus (not shown). Cured.
[0099]
Further, a resin is filled between the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22 so as not to block the through hole, and thereby the solid electrolytic capacitor 10 is completely fixed.
[0100]
A wiring pattern 28 is formed on the upper surface of the second insulating substrate 22, and a plurality of through holes 29 are also formed in the second insulating substrate 22.
[0101]
Further, electronic components 30 are mounted on the lower surface of the first insulating substrate 21 and the upper surface of the second insulating substrate 22, and the contacts are electrically connected to the wiring patterns 26 and 28.
[0102]
The first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22 respectively correspond to the position of the lead frame 23 to which the foil-like copper base 4 of the anode electrode 1 of the solid electrolytic capacitor 10 is connected and the solid electrolytic capacitor 10. Through holes 27 and 29 are provided at positions corresponding to the portion of the lead frame 23 to which the cathode electrode 14 is connected. Through the through holes 27 and 29, the anode electrode 1 and the cathode electrode 14 of the solid electrolytic capacitor 10 are provided. The portion of the lead frame 23 connected to is visually confirmed.
[0103]
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the portion of the lead frame 23 connected to the anode electrode 1 of the solid electrolytic capacitor 10 is connected to the first through the through hole 27 of the first insulating substrate 21. A portion of the lead frame 23 connected to the cathode electrode 14 of the solid electrolytic capacitor 10 is electrically connected to the wiring pattern 26 formed on the insulating substrate 21 by the solder 31. The wiring pattern 26 formed on the first insulating substrate 21 and the conductive resin 32 are electrically connected through the through hole 27.
[0104]
According to this embodiment, when the printed circuit board 20 with a built-in solid electrolytic capacitor is manufactured, the first insulating substrate 21 is fixed to the lower surface portion 23c of the lead frame 23 to which the solid electrolytic capacitor 10 is fixed via the prepreg 24. Since the second insulating substrate 22 is fixed to the upper surface portion 23b of the lead frame 23 via the prepreg 24, the solid electrolytic capacitor built-in printed substrate 20 is produced. Occasionally, the lead frame 23 can function as a spacer, and therefore, excessive pressure is not applied to the solid electrolytic capacitor fixed to the lead frame 23, so that the oxidation formed on the surface of the foil-like aluminum base 2 Aluminum base 2 that acts as an anode and a solid that breaks the aluminum coating It is possible to surely prevent a short circuit from occurring when the molecular electrolyte layer 11 is in contact with the energization, and furthermore, it is possible to produce a printed circuit board 20 with a solid electrolytic capacitor having excellent flatness. Become.
[0105]
Moreover, according to this embodiment, the anode electrode 1 of the solid electrolytic capacitor has a foil-like aluminum substrate 2 having a roughened surface and an aluminum oxide film that is an insulating oxide film formed on the surface. The foil-shaped aluminum substrate 3 is provided with a foil-shaped aluminum substrate 3 that is not roughened and a foil-shaped copper substrate 4 as a metal conductor, the surface is roughened, and an aluminum oxide film is formed on the surface. The one end region of 2 and the one end region of the foil-like aluminum substrate 3 whose surface is not roughened are joined by ultrasonic welding so that the valve metals are electrically connected, The other end region of the foil-like aluminum substrate 3 whose surface is not roughened and the one end region of the foil-like copper substrate 4 are electrically connected to each other by ultrasonic welding. Because the surface is joined In order to form an aluminum oxide film on the edge of the roughened foil-like aluminum substrate 2 by anodic oxidation, the surface of the foil-like aluminum substrate 2 whose surface is roughened is formed in the chemical conversion solution 8. The foil-like aluminum substrate whose surface is roughened by capillary action when the whole and a part of the foil-like aluminum substrate 3 whose surface is not roughened are immersed and anodized. The chemical conversion solution 8 that has risen along 2 rises beyond the joint between the foil-like aluminum substrate 2 whose surface is roughened and the foil-like aluminum substrate 3 whose surface is not roughened. Therefore, it is possible to reliably prevent the chemical conversion solution 8 from coming into contact with the foil-like copper substrate 4 constituting the lead electrode, and the surface of the foil-like aluminum substrate 2 including the edge portion is roughened. Full table And forming an aluminum oxide film as desired only in the region of the foil-like aluminum substrate 3 whose surface is not roughened, which is joined to the foil-like aluminum substrate 2 whose surface is roughened. Is possible.
[0106]
【Example】
Examples and comparative examples will be given below in order to further clarify the effects of the present invention.
[0107]
Example 1
A solid electrolytic capacitor having a solid polymer electrolyte layer was produced as follows.
[0108]
60 μm thick copper foil cut out from copper foil sheet with dimensions of 0.5 cm × 1 cm, and 60 μm thick aluminum sheet cut out from aluminum foil sheet with a roughening treatment of 1 cm × 1 cm Are overlapped so that the respective end regions overlap each other by 3 mm, and the portions where the respective one end regions overlap each other are joined by a 40 kHz ultrasonic welding machine manufactured by Emerson Japan Ltd., Branson Division. At the same time, an electrical connection was made to form a joined body of copper foil and an aluminum foil that had not been roughened.
[0109]
Next, an aluminum foil is cut out in a dimension of 1 cm × 1.5 cm from a 100 μm-thick aluminum foil sheet on which an aluminum oxide film is formed and subjected to a roughening treatment, and its end region is roughened. The overlapped portion of the copper foil and the aluminum foil not subjected to the roughening treatment is overlapped with the other end region of the untreated aluminum foil by 3 mm, and the respective end regions overlap each other. Are joined by a 40 kHz ultrasonic welding machine manufactured by Emerson Japan Ltd. Branson Business Headquarters, and are electrically connected to each other to obtain a copper foil, an aluminum foil not subjected to a roughening treatment, and a roughening treatment. A bonded aluminum foil assembly was formed.
[0110]
Furthermore, an aluminum oxide film is formed in an aqueous solution of ammonium adipate adjusted to a pH of 6.0 at a concentration of 7% by weight so that the aluminum foil subjected to the roughening treatment is completely immersed. The joined body thus obtained was set in an aqueous solution of ammonium adipate. At this time, a part of the aluminum foil not subjected to the roughening treatment was also immersed in the aqueous solution of ammonium adipate, but the copper foil was not brought into contact with the aqueous solution of ammonium adipate.
[0111]
The bonded body side is the anode, and the formation current density is 50 to 100 mA / cm.2The surface of the aluminum foil immersed in the aqueous solution of ammonium adipate was oxidized under the condition that the formation voltage was 35 volts, and an aluminum oxide film was formed to produce an anode electrode.
[0112]
Next, the produced anode electrode was pulled up from the ammonium adipate aqueous solution, and a solid polymer electrolyte layer made of polypyrrole was formed by chemical oxidation polymerization on the surface of the aluminum foil on which the anode electrode was roughened. .
[0113]
Here, a solid polymer electrolyte layer made of polypyrrole was prepared by distillation purification of 0.1 mol / liter pyrrole monomer, 0.1 mol / liter sodium alkylnaphthalene sulfonate and 0.05 mol / liter iron sulfate (III The anode electrode was set so that only the aluminum foil on which the roughening treatment was performed and the aluminum oxide film was formed was immersed in the ethanol water mixed solution cell containing), and stirred for 30 minutes. Oxidative polymerization was allowed to proceed, and the same operation was repeated three times to produce. As a result, a solid polymer electrolyte layer having a maximum thickness of about 50 μm was formed.
[0114]
Further, a carbon paste was applied to the surface of the solid polymer electrolyte layer thus obtained, and a silver paste was applied to the surface of the carbon paste to form a cathode electrode, thereby producing a solid electrolytic capacitor.
[0115]
On the other hand, two glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates having a size of 2 cm × 4.5 cm having a thickness of 1 mm in which a copper foil having a thickness of 18 μm was bonded to both surfaces were prepared as follows. .
[0116]
In order to form an electric circuit on the copper foil surface, an unnecessary portion of the copper foil was chemically etched to form a predetermined wiring pattern. However, all of the copper foil on the substrate surface on which the solid electrolytic capacitor was to be fixed was removed by chemical etching.
[0117]
Furthermore, through holes and etched copper foils are formed at the positions of the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates corresponding to the lead frames to be connected to the anode and cathode electrodes of the solid electrolytic capacitor, respectively. On the pattern, 3 μm nickel plating was applied by electroless plating, and further 0.08 μm gold plating was applied thereon.
[0118]
Through holes for various electronic components to be mounted were formed on each glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate.
[0119]
On the other hand, a phosphor bronze lead frame having an L-shaped cross section shown in FIG. 5 is produced, and a solid electrolytic capacitor is formed on a pair of support surfaces of the lead frame using a silver conductive adhesive. Fixed in position.
[0120]
An epoxy prepreg having a thickness of 100 μm made of the same material as that of the insulating substrate is interposed between the upper surface and the lower surface of the lead frame to which the solid electrolytic capacitor is fixed, and further, the thickness of the lead frame is respectively outside the lead frame. And an epoxy prepreg made of the same material as the insulating substrate having a thickness equal to the sum of the thicknesses of the two epoxy prepregs, and the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates were adhered to each other. At this time, alignment was performed so that the lead frame was located on the through hole formed in the first glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate located on the lower side.
[0121]
In this way, the two insulating substrates and the lead frame that are in close contact with each other are held at 175 ° C. for 40 minutes under pressure and reduced pressure using a vacuum hot press apparatus to cure the epoxy prepreg and lead frame Was fixed between two glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates.
[0122]
After cooling the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate, the wiring pattern formed on the surface of the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate through the through hole formed in the first glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate And the lead frame were electrically connected by solder to obtain a printed circuit board # 1 with a built-in solid electrolytic capacitor.
[0123]
The electrical characteristics of the printed circuit board # 1 with a solid electrolytic capacitor thus produced were evaluated using an impedance analyzer 4294A manufactured by Agilent Technologies.
[0124]
As a result, the electrostatic capacity at 120 Hz was 80.0 μF, and the ESR at 100 Hz was 35 mΩ. Moreover, the leakage current (5-minute value) when a voltage of 10 volts was applied at room temperature was 0.09 μA.
[0125]
Furthermore, when the printed circuit board sample # 1 with a built-in solid electrolytic capacitor was allowed to stand for 1000 hours under a constant temperature condition of 125 ° C. and the electrical characteristics were evaluated in exactly the same manner, the capacitance at 120 Hz was 79. The ESR at 100 Hz was 34.5 mΩ. Furthermore, the leakage current (5-minute value) when a voltage of 10 volts was applied at room temperature was 0.10 μA.
[0126]
Example 2
A solid electrolytic capacitor was produced in exactly the same manner as in Example 1.
[0127]
On the other hand, a phosphor bronze lead frame having an L-shaped cross section shown in FIG. 5 is produced, and a solid electrolytic capacitor is formed on a pair of support surfaces of the lead frame using a silver conductive adhesive. Fixed in position.
[0128]
A glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate was brought into close contact with the upper surface portion and the lower surface portion of the lead frame to which the solid electrolytic capacitor was fixed, through an epoxy prepreg having a thickness of 100 μm made of the same material as the insulating substrate. . At this time, alignment was performed so that the lead frame was located on the through hole formed in the first glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate located on the lower side.
[0129]
In this way, the two insulating substrates and the lead frame that are in close contact with each other are held at 175 ° C. for 40 minutes under pressure and reduced pressure using a vacuum hot press apparatus to cure the epoxy prepreg and lead frame Was fixed between two glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates.
[0130]
After cooling the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate, the wiring pattern formed on the surface of the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate through the through hole formed in the first glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate And the lead frame were electrically connected by solder to obtain a printed circuit board # 2 with a solid electrolytic capacitor.
[0131]
The electrical characteristics of the thus produced printed circuit board # 2 with a built-in solid electrolytic capacitor were evaluated using an impedance analyzer 4294A manufactured by Agilent Technologies.
[0132]
As a result, the electrostatic capacity at 120 Hz was 85.0 μF, and the ESR at 100 Hz was 30 mΩ. Moreover, the leakage current (5-minute value) when a voltage of 10 volts was applied at room temperature was 0.07 μA.
[0133]
Furthermore, when the printed circuit board sample # 2 with a solid electrolytic capacitor was left to stand for 1000 hours under a constant temperature condition of 125 ° C., and the electrical characteristics were evaluated in exactly the same manner, the capacitance at 120 Hz was 84. The ESR at 100 Hz was 30.5 mΩ. Furthermore, the leakage current (5-minute value) when a voltage of 10 volts was applied at room temperature was 0.10 μA.
[0134]
Example 3
A solid electrolytic capacitor was produced in exactly the same manner as in Example 1.
[0135]
On the other hand, as shown in FIG. 6, a phosphor bronze lead frame having a T-shaped cross-section formed with protruding portions extending in the horizontal direction so as to face each other is manufactured, and a pair of lead frames The solid electrolytic capacitor was fixed to the lead frame by fixing the anode electrode and the cathode electrode of the solid electrolytic capacitor to the tip of the protruding portion using a silver-based conductive adhesive.
[0136]
A glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate was brought into close contact with the upper surface portion and the lower surface portion of the lead frame to which the solid electrolytic capacitor was fixed, through an epoxy prepreg having a thickness of 100 μm made of the same material as the insulating substrate. . At this time, alignment was performed so that the lead frame was located on the through hole formed in the first glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate located on the lower side.
[0137]
In this way, the two insulating substrates and the lead frame that are in close contact with each other are held at 175 ° C. for 40 minutes under pressure and reduced pressure using a vacuum hot press apparatus to cure the epoxy prepreg and lead frame Was fixed between two glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates.
[0138]
After cooling the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate, the wiring pattern formed on the surface of the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate through the through hole formed in the first glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate And the lead frame were electrically connected by solder to obtain a printed circuit board # 3 with a built-in solid electrolytic capacitor.
[0139]
The electrical characteristics of the printed circuit board # 3 with a solid electrolytic capacitor thus prepared were evaluated using an impedance analyzer 4294A manufactured by Agilent Technologies.
[0140]
As a result, the electrostatic capacity at 120 Hz was 83.0 μF, and the ESR at 100 Hz was 25 mΩ. Moreover, the leakage current (5-minute value) when a voltage of 10 volts was applied at room temperature was 0.07 μA.
[0141]
Furthermore, when the solid electrolytic capacitor built-in printed circuit board sample # 3 was allowed to stand for 1000 hours under a constant temperature condition of 125 ° C., and the electrical characteristics were evaluated in exactly the same manner, the electrostatic capacity at 120 Hz was 82. The ESR at 100 Hz was 36.5 mΩ. Furthermore, the leakage current (5-minute value) when a voltage of 10 volts was applied at room temperature was 0.10 μA.
[0142]
Comparative Example 1
A solid electrolytic capacitor was produced in exactly the same manner as in Example 1.
[0143]
On the other hand, two glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates having a thickness of 1 mm and a size of 2 cm × 4.5 cm in which a copper foil having a thickness of 18 μm was bonded to both surfaces were prepared as follows.
[0144]
In order to form an electric circuit on the copper foil surface, an unnecessary portion of the copper foil was chemically etched to form a predetermined wiring pattern.
[0145]
Furthermore, through holes are formed at the positions of the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate corresponding to the anode electrode and the cathode electrode of the solid electrolytic capacitor to be incorporated, respectively, on the through hole and the etched copper foil pattern. Then, 3 μm nickel plating was applied by electroless plating, and 0.08 μm gold plating was further applied thereon.
[0146]
Through holes for various electronic components to be mounted were further formed in a glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate.
[0147]
On one surface of the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate prepared in this manner, the anode electrode and the cathode electrode of the solid electrolytic capacitor are positioned at positions corresponding to the through holes formed in the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate. The solid electrolytic capacitor was fixed at a predetermined position, and the other glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate was placed on the solid electrolytic capacitor.
[0148]
Next, an epoxy prepreg having a thickness of 100 μm is interposed between the two glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates, and the pressure is increased to 175 ° C. for 40 minutes under pressure and reduced pressure using a vacuum hot press apparatus. Holding, curing the epoxy prepreg, fixing the two glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates, integrating the two glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates and the solid electrolytic capacitor, and solid electrolytic capacitor A built-in printed circuit board was obtained.
[0149]
After cooling the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate, the wiring pattern formed on the surface of the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate through the through holes formed in the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate, and The lead electrode and the cathode electrode made of the copper foil of the anode electrode of the built-in solid electrolytic capacitor were electrically connected by solder.
[0150]
The electrical characteristics of the printed circuit board sample # 4 with a solid electrolytic capacitor thus obtained were evaluated using an impedance analyzer 4294A manufactured by Agilent Technologies.
[0151]
As a result, the electrostatic capacity at 120 Hz was 85.0 μF, and the ESR at 100 Hz was 30 mΩ. However, in order to evaluate the leakage current, when a voltage of 10 volts was applied, a short circuit occurred and the solid electrolytic capacitor Was damaged.
[0152]
Comparative Example 2
A solid electrolytic capacitor was produced in exactly the same manner as in Example 1.
[0153]
On the other hand, the anode electrode and the cathode electrode of the solid electrolytic capacitor were fixed to the upper surface portions of the two flat lead frames using a silver-based conductive adhesive, and the solid electrolytic capacitor was fixed to the lead frame.
[0154]
A glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate is in close contact with the upper surface portion and the lower surface portion of the lead frame where the solid electrolytic capacitor is not fixed, via an epoxy prepreg of the same material as the insulating substrate and having a thickness of 100 μm. Then, the upper surface of the solid electrolytic capacitor fixed to the lead frame was brought into close contact with the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate. At this time, alignment was performed so that the lead frame was located on the through hole formed in the first glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate located on the lower side.
[0155]
In this way, the two insulating substrates and the lead frame that are in close contact with each other are held at 175 ° C. for 40 minutes under pressure and reduced pressure using a vacuum hot press apparatus to cure the epoxy prepreg and lead frame Was fixed between two glass cloth-containing epoxy resin insulating substrates.
[0156]
After cooling the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate, the wiring pattern formed on the surface of the glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate through the through hole formed in the first glass cloth-containing epoxy resin insulating substrate And the lead frame were electrically connected by solder to obtain a printed circuit board # 5 with a solid electrolytic capacitor.
[0157]
The electrical characteristics of the printed circuit board # 3 with a solid electrolytic capacitor thus prepared were evaluated using an impedance analyzer 4294A manufactured by Agilent Technologies.
[0158]
As a result, the electrostatic capacity at 120 Hz was 60.0 μF, and the ESR at 100 Hz was 50 mΩ. However, in order to evaluate the leakage current, when a voltage of 10 volts was applied, a short circuit occurred and the solid electrolytic capacitor Was damaged.
[0159]
From Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the lead frame also functions as a spacer so that a space is formed between the solid electrolytic capacitors fixed to the lead frame and the surfaces of the pair of insulating substrates. In addition, the printed circuit board samples # 1 to # 3 with a built-in solid electrolytic capacitor according to the example of the present invention built in were excellent in capacitance characteristics, ESR characteristics, and leakage current characteristics. The capacitor is fixed on the insulating substrate, and the two insulating substrates are bonded using a prepreg, and the produced solid electrolytic capacitor built-in printed circuit board sample # 4 and the solid electrolytic capacitor according to Comparative Example 1 are used as a lead frame. Even if it is fixed and built in the printed circuit board, the two insulative substrates And using the prepreg, adhesive, and the solid electrolytic capacitor-embedded printed board sample # 5 was prepared, it was found not to function as a solid electrolytic capacitor.
[0160]
The present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. It goes without saying that it is a thing.
[0161]
For example, in the above embodiment, aluminum is used as the valve metal bases 2 and 3, but instead of aluminum, the valve metal is made of aluminum alloy, tantalum, titanium, niobium, zirconium, or an alloy thereof. Bases 2 and 3 can also be formed.
[0162]
In the above embodiment, foil-like copper is used as the metal conductor to constitute the lead electrode, but instead of copper, a copper alloy, or brass, nickel, zinc, chromium or an alloy thereof. A metal conductor can also be formed.
[0163]
Furthermore, in the said embodiment, while the foil-shaped aluminum base | substrate 2 with which the surface was roughened and the aluminum base | substrate 3 with which the surface is not roughened are joined by ultrasonic welding, the surface is roughened. The aluminum base 3 and the foil-like copper base 4 are joined by ultrasonic welding, but both of these joints or one of them is replaced by ultrasonic welding. Bonding may be formed by welding (cold pressure welding).
[0164]
Moreover, in the said embodiment, the foil-like aluminum base | substrate 2 in which the aluminum oxide film was formed and the surface was roughened, the foil-like aluminum base | substrate 3 whose surface is not roughened, and foil-like copper The solid electrolytic capacitor 10 having the anode electrode 1 formed by bonding the base body 4 is used. However, the foil-like aluminum base body 2 having an aluminum oxide film formed thereon and a roughened surface, and the foil-like aluminum base film 2 are used. A solid electrolytic capacitor having an anode electrode with a different structure such as an anode electrode made of a conductive metal substrate can also be used.
[0165]
Furthermore, in the above-described embodiment, the solid electrolytic capacitor 10 is fixed on the support surface 23a of the pair of lead frames 23 having an L-shaped cross section. However, the solid electrolytic capacitor 10 fixed to the lead frame 23 is used. Can be built in between the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22 so that a space is formed between the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22. The shape of the lead frame 23 is not particularly limited to which part of the lead frame 23 the solid electrolytic capacitor is fixed.
[0166]
Furthermore, in the said embodiment, although the some electronic component 30 is mounted in both the surface of the 1st insulating substrate 21 and the surface of the 2nd insulating substrate 22, mounting the some electronic component 30 is carried out. Is not always necessary.
[0167]
Moreover, in the said embodiment, although the electronic component 30 is mounted in both the surface of the 1st insulating substrate 21 and the surface of the 2nd insulating substrate 22, the surface of the 1st insulating substrate 21 and the 2nd The electronic component 30 may be mounted only on one surface of the insulating substrate 22.
[0168]
Furthermore, in the embodiment, a plurality of wiring patterns 26 and 29 are formed on the surface of the first insulating substrate 21 and the surface of the second insulating substrate 22, respectively. It is not always necessary to form the plurality of wiring patterns 26, 28 on the surface and the surface of the second insulating substrate 22, and it is sufficient that at least one wiring pattern 26, 28 is formed.
[0169]
In the above embodiment, the first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22 are formed with a plurality of through holes 27 and 29, respectively. It is not always necessary to form the plurality of through holes 27 and 29 in each of the substrates 22, and it is sufficient that at least one through hole 27 and 29 is formed, respectively.
[0170]
Furthermore, in the above embodiment, the cathode electrode 14 of the solid electrolytic capacitor 10 is electrically connected to the wiring pattern 26 formed on the lower surface of the first insulating substrate 21 by the conductive adhesive 32. Instead of the conductive adhesive 32, the cathode electrode 14 of the solid electrolytic capacitor 10 and the wiring pattern 26 formed on the lower surface of the first insulating substrate 21 may be electrically connected by solder.
[0171]
In the embodiment, the anode electrode 1 of the solid electrolytic capacitor 10 is electrically connected to the wiring pattern 26 formed on the lower surface of the first insulating substrate 21 by the solder 31. Instead, the anode electrode 1 of the solid electrolytic capacitor 10 and the wiring pattern 26 formed on the lower surface of the first insulating substrate 21 may be electrically connected by a conductive adhesive.
[0172]
In the embodiment, the anode electrode 1 and the cathode electrode 14 of the solid electrolytic capacitor 10 are both electrically connected to the wiring pattern 26 formed on the lower surface of the first insulating substrate 21. The wiring pattern 28 formed on the surface of the second insulating substrate 22 may be electrically connected.
[0173]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the manufacturing method of the printed circuit board with a solid electrolytic capacitor excellent in planarity without fear of damaging a solid electrolytic capacitor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of an anode electrode of a solid electrolytic capacitor according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an anodic oxidation method for forming an aluminum oxide film on an edge portion of a foil-like aluminum substrate having a roughened surface.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a solid electrolytic capacitor.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a printed circuit board with a built-in solid electrolytic capacitor.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a lead frame used in Example 3.
[Explanation of symbols]
1 Anode electrode
2 Foil-shaped aluminum substrate with an oxide film formed and roughened surface
3 Foil-like aluminum substrate whose surface is not roughened
4 Foil-shaped copper substrate
5 Welded joint
6 Welded joint
7 Stainless beaker
8 Chemical conversion solution
9 Aluminum oxide film
10 Solid electrolytic capacitors
11 Solid polymer electrolyte layer
12 Graphite paste layer
13 Silver paste layer
14 Cathode electrode
20 Printed circuit board with a solid electrolytic capacitor
21 First insulating substrate
22 Second insulating substrate
23 Lead frame
23a Lead frame support surface
23b Lead frame top surface
23c Lead frame bottom surface
24 prepreg
25 prepreg
26 Wiring pattern
27 Through hole
28 Wiring pattern
29 Through hole
30 electronic components
31 Solder
32 Conductive adhesive
33 resin
35 Conductive adhesive
36 prepreg resin

Claims (8)

互いに対向する第一の絶縁基板および第二の絶縁基板と、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板の間に位置し、その下面部が前記第一の絶縁基板に固定され、その上面部が前記第二の絶縁基板に固定されたリードフレームと、前記リードフレームに固定された少なくとも１つの固体電解コンデンサとを備え、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極および陰極電極が前記リードフレームに電気的に接続されており、前記第一の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが配置された表面の反対側の表面に、少なくとも１つの配線パターンが形成されており、前記第一の絶縁基板には少なくとも１つのスルーホールが形成されており、前記第一の絶縁基板と前記第二の絶縁基板の間には、前記少なくとも１つのスルーホールを塞ぐことがないように樹脂が充填されており、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板との間に、それぞれ、空間が形成されるように、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが、前記リードフレームに固定されており、
前記第一の絶縁基板に形成された前記少なくとも１つのスルーホールを介して、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極に接続された前記リードフレームの部分および前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陰極電極に接続された前記リードフレームの部分の一方が、前記第一の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが固定された表面の反対側の表面に形成された前記少なくとも１つの配線パターンと電気的に接続されており、
前記上面部と前記下面部との間に位置する前記リードフレームの部分に、前記上面部および前記下面部に略平行で、かつ、その上面部と前記リードフレームの前記上面部との距離が、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの厚さよりも大きくなるように、一対の支持面が形成され、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが前記一対の支持面上に固定されたことを特徴とする固体電解コンデンサ内蔵基板。The first insulating substrate and the second insulating substrate facing each other, and located between the first insulating substrate and the second insulating substrate, the lower surface portion is fixed to the first insulating substrate, A lead frame having an upper surface portion fixed to the second insulating substrate; and at least one solid electrolytic capacitor fixed to the lead frame. An anode electrode and a cathode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor are the leads. At least one wiring pattern is formed on the surface of the first insulating substrate opposite to the surface on which the at least one solid electrolytic capacitor is disposed; At least one through hole is formed in the insulating substrate, and the at least one through hole is provided between the first insulating substrate and the second insulating substrate. It is filled resin so as not to block the Ruhoru, between the first insulating substrate and the second insulating substrate, respectively, such that a space is formed, the at least one solid electrolytic capacitor Is fixed to the lead frame ,
The portion of the lead frame connected to the anode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor and the cathode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor through the at least one through hole formed in the first insulating substrate One of the lead frame portions connected to the at least one wiring pattern formed on the surface of the first insulating substrate opposite to the surface to which the at least one solid electrolytic capacitor is fixed is electrically connected to the at least one wiring pattern. Connected to
The portion of the lead frame located between the upper surface portion and the lower surface portion is substantially parallel to the upper surface portion and the lower surface portion, and the distance between the upper surface portion and the upper surface portion of the lead frame is A solid electrolytic capacitor characterized in that a pair of support surfaces are formed so as to be larger than a thickness of the at least one solid electrolytic capacitor, and the at least one solid electrolytic capacitor is fixed on the pair of support surfaces. Built-in board. 前記リードフレームが、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板と同一材質の接着剤によって、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板に固定された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内蔵基板。  The lead frame is fixed to the first insulating substrate and the second insulating substrate by an adhesive made of the same material as the first insulating substrate and the second insulating substrate. 2. The solid electrolytic capacitor built-in substrate according to 1. 前記上面部と前記下面部との間に位置する前記リードフレームの部分に形成され、互いに対向する一対の側面に、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが固定された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内蔵基板。  The at least one solid electrolytic capacitor is formed on a pair of side surfaces formed in a portion of the lead frame located between the upper surface portion and the lower surface portion, and facing each other. 2. The solid electrolytic capacitor built-in substrate according to 2. 前記第二の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサとは反対側の表面に、少なくとも１つの配線パターンが形成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ内蔵基板。Wherein the second insulating the surface opposite to the at least one solid electrolytic capacitor of the substrate, at least one solid according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a wiring pattern is formed Electrolytic capacitor built-in board. 前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化された前記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前記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、金属が電気的に接続されるように、接合されて、形成された陽極電極を備え、絶縁性酸化皮膜が形成され、表面が粗面化された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、形成されて、構成されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ内蔵基板。The at least one solid electrolytic capacitor is a foil-shaped valve whose surface is not roughened in a region in the vicinity of one end of the foil-shaped valve metal substrate on which an insulating oxide film is formed and the surface is roughened. The region near the one end of the metal base is joined so that the valve metals are electrically connected, and the surface of the foil-like valve metal base near the other end of the foil-like valve metal base is not roughened. The region near one end of the conductive metal substrate was joined so that the metal was electrically connected, provided with the formed anode electrode, an insulating oxide film was formed, and the surface was roughened the foil-like valve metal substrate, at least, an insulating oxide film, a solid polymer electrolyte layer and a conductive layer are sequentially formed, any one of claims 1, characterized in that it is constituted 4 1 The solid electrolytic capacitor built-in substrate according to the item. 少なくとも１つの固体電解コンデンサを、前記固体電解コンデンサの陽極電極および陰極電極がリードフレームに電気的に接続されるように、前記リードフレームに固定し、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが固定された前記リードフレームを、少なくとも１つのスルーホールが形成された第一の絶縁基板の表面上に固定するとともに、前記リードフレームの上面部に、第二の絶縁基板を固定して、前記第一の絶縁基板と前記第二の絶縁基板との間に、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサを内蔵させる固体電解コンデンサ内蔵基板の製造方法であって、前記第一の絶縁基板と前記第二の絶縁基板の間に前記少なくとも１つのスルーホールを塞ぐことがないように樹脂を充填し、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサと、前記第一の絶縁基板および前記第二の絶縁基板との間に、それぞれ、空間が形成されるように、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサを前記リードフレームに固定し、
前記第一の絶縁基板に形成された前記少なくとも１つのスルーホールを介して、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陽極電極に接続された前記リードフレームの部分および前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの陰極電極に接続された前記リードフレームの部分の一方を、前記第一の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサが固定された表面の反対側の表面に形成された前記少なくとも１つの配線パターンと電気的に接続し、
前記リードフレームを前記第一の絶縁基板と前記第二の絶縁基板の間に固定し、前記上面部と前記下面部との間に位置する前記リードフレームの部分に、前記上面部および前記下面部に略平行で、かつ、その上面部と前記リードフレームの前記上面部との距離が、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサの厚さよりも大きくなるように、一対の支持面を形成し、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサを前記一対の支持面上に固定することを特徴とする固体電解コンデンサ内蔵基板の製造方法。At least one solid electrolytic capacitor is fixed to the lead frame such that an anode electrode and a cathode electrode of the solid electrolytic capacitor are electrically connected to the lead frame, and the at least one solid electrolytic capacitor is fixed The lead frame is fixed on the surface of the first insulating substrate in which at least one through hole is formed , and the second insulating substrate is fixed to the upper surface portion of the lead frame, and the first insulating substrate is fixed. Between the first insulating substrate and the second insulating substrate, wherein the at least one solid electrolytic capacitor is built in between the first insulating substrate and the second insulating substrate. the filled with a resin so as not to block the at least one through hole, and wherein at least one of the solid electrolytic capacitor, pre Between the first insulating substrate and the second insulating substrate, respectively, such that a space is formed, and fixing the at least one of the solid electrolytic capacitor to the lead frame,
The portion of the lead frame connected to the anode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor and the cathode electrode of the at least one solid electrolytic capacitor through the at least one through hole formed in the first insulating substrate One of the lead frame parts connected to the at least one wiring pattern formed on the surface of the first insulating substrate opposite to the surface to which the at least one solid electrolytic capacitor is fixed. Connected to
The lead frame is fixed between the first insulating substrate and the second insulating substrate, and the upper surface portion and the lower surface portion are formed on a portion of the lead frame located between the upper surface portion and the lower surface portion. A pair of support surfaces are formed such that the distance between the upper surface portion of the lead frame and the upper surface portion of the lead frame is greater than the thickness of the at least one solid electrolytic capacitor. One solid electrolytic capacitor is fixed on said pair of supporting surfaces , The manufacturing method of the board | substrate with a built-in solid electrolytic capacitor characterized by the above-mentioned . 前記上面部と前記下面部との間に位置する前記リードフレームの部分に、互いに対向する一対の側面を形成し、前記少なくとも１つの固体電解コンデンサを前記リードフレームの前記一対の側面に固定することを特徴とする請求項６に記載の固体電解コンデンサ内蔵基板の製造方法。  Forming a pair of side surfaces opposed to each other at a portion of the lead frame located between the upper surface portion and the lower surface portion, and fixing the at least one solid electrolytic capacitor to the pair of side surfaces of the lead frame; The manufacturing method of the board | substrate with a solid electrolytic capacitor of Claim 6 characterized by these. 前記第二の絶縁基板の前記少なくとも１つの固体電解コンデンサとは反対側の表面に、少なくとも１つの配線パターンを形成することを特徴とする請求項６または７に記載の固体電解コンデンサ内蔵基板の製造方法。The manufacturing method of a substrate with a built-in solid electrolytic capacitor according to claim 6 or 7 , wherein at least one wiring pattern is formed on a surface of the second insulating substrate opposite to the at least one solid electrolytic capacitor. Method.
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