(57)【要約】【課題】コンデンサ内蔵基板用の平板状電解コンデンサ素子は、陽極端子部側より陰極端子部側が大きい形状構造のため、回路基板に実装したときに、回路基板と陽極端子部と陰極端子部との間に隙間ができるため、コンデンサ内蔵基板を製造するために、平板状電解コンデンサ素子の上からプリプレグのような半硬化の絶縁性基材と銅箔とを積層後、加圧加熱して硬化すると、上記隙間部分に気泡が残ったり、隙間部分が押しつぶされると同時に平板状電解コンデンサ素子の隙間部分が下に押しつぶされ変形したりすることにより平板状電解コンデンサ素子の誘電体酸化皮膜が部分的に破損してしまう。【解決手段】平板状コンデンサ素子を乗せて実装する内蔵基板内の回路基板と平板状電解コンデンサ素子との間の隙間を隙間充填剤で充填する。【選択図】図２
2007201065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の弁作用金属と、その弁作用金属の一端部に設けた陽極引き出し部と、少なくとも他端部の表面に誘電体酸化皮膜層とその上に固体電解質層その上に導電体層を順次設けた陰極部と、からなる平板状電解コンデンサ素子を、プリント配線板内に内蔵させるコンデンサ内蔵基板にあって、前記平板状電解コンデンサ素子を乗せて実装する前記内蔵基板内の回路基板と前記平板状電解コンデンサ素子との間の隙間が隙間充填剤で充填されていることを特徴とするコンデンサ内蔵基板。
【請求項２】
平板状の弁作用金属と、その弁作用金属の一端部に設けた陽極引き出し部と、少なくとも他端部の表面に誘電体酸化皮膜層とその上に固体電解質層その上に導電体層を順次設けた陰極部と、からなる平板状電解コンデンサ素子を、プリント配線板内に内蔵させるコンデンサ内蔵基板にあって、
前記平板状電解コンデンサ素子を乗せて実装する前記内蔵基板内の回路基板と前記平板状電解コンデンサ素子が導電材を用いて接続されていることと、
前記導電材が前記平板状電解コンデンサ素子からはみ出しているかまたははみ出し直前であることと、
前記回路基板と前記平板状電解コンデンサ素子との間の隙間が隙間充填剤で充填されていることと、を特徴とするコンデンサ内蔵基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ内蔵基板に関するものである。特に、平板状電解コンデンサ素子を内蔵するコンデンサ内蔵基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板内に平板状のコンデンサ素子を内蔵させるのに、たとえば、平板状の弁作用金属に、平板状の弁作用金属の一端部に設けた陽極端子部と、少なくとも他端部の表面に誘電体酸化皮膜層とその上に固体電解質層その上に導電体層を順次設けた陰極端子部を設けた平板状電解コンデンサ素子のような場合、従来、たとえば特開２００４−２２１５３４公報の図８等で記載されているように、用意した回路基板の所定のパッドに導電性接着剤を塗布後、平板状電解コンデンサ素子を実装し、次に、プリプレグのような半硬化の絶縁性基材と銅箔とを積層後、加圧加熱して硬化し、その後、銅箔をエッチング等により回線パターンに加工などしながらコンデンサ内蔵基板を製造していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２１５３４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の平板状電解コンデンサ素子が陽極端子部側より陰極端子部側が大きい形状構造であり、また、上記の平板状電解コンデンサ素子を上記の回路基板に実装したときに、上記の回路基板と陽極端子部と陰極端子部との間に隙間ができるため、上記の平板状電解コンデンサ素子の上からプリプレグのような半硬化の絶縁性基材と銅箔とを積層後、加圧加熱して硬化すると、上記隙間部分に気泡が残ったり、上記隙間部分が押しつぶされると同時に上記の平板状電解コンデンサ素子の隙間部分が下に押しつぶされ変形したりすることにより上記の平板状電解コンデンサ素子の誘電体酸化皮膜が部分的に破損してしまう。
また、上記の平板状電解コンデンサ素子を製造する場合の中で、固体電解質層を設ける前に、固体電解質層が陽極端子部にかからないようにして陽極端子部と陰極端子部を分けるために、中間にフッ素系やシリコン系の撥水撥油剤を設けると、隙間充填剤が充填されにくくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、平板状の弁作用金属と、その弁作用金属の一端部に設けた陽極端子部と、少なくとも他端部の表面に誘電体酸化皮膜層とその上に固体電解質層その上に導電体層を順次設けた陰極端子部と、からなる平板状電解コンデンサ素子を、プリント配線板内に内蔵させるコンデンサ内蔵基板にあって、前記平板状コンデンサ素子を乗せて実装する前記内蔵基板内の回路基板と前記平板状電解コンデンサ素子との間の隙間が隙間充填剤で充填されていることを特徴とするコンデンサ内蔵基板を提供するものである。
また、平板状の弁作用金属と、その弁作用金属の一端部に設けた陽極端子部と、少なくとも他端部の表面に誘電体酸化皮膜層とその上に固体電解質層その上に導電体層を順次設けた陰極端子部と、からなる平板状電解コンデンサ素子を、プリント配線板内に内蔵させるコンデンサ内蔵基板にあって、前記平板状電解コンデンサ素子を乗せて実装する前記内蔵基板内の回路基板と前記平板状電解コンデンサ素子が導電材を用いて接続されていることと、前記導電材が前記平板状電解コンデンサ素子からはみ出しているかまたははみ出し直前であることと、前記回路基板と前記平板状電解コンデンサ素子との間の隙間が隙間充填剤で充填されていることと、を特徴とするコンデンサ内蔵基板を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
平板状電解コンデンサ素子の上からプリプレグのような半硬化の絶縁性基材と銅箔とを積層後、加圧加熱して硬化する前に、内蔵基板内の回路基板と平板状電解コンデンサ素子との間の隙間を隙間充填剤で充填しておくので、隙間部分に気泡が残ったり、隙間部分が押しつぶされると同時に上記の平板状電解コンデンサ素子の隙間部分が下に押しつぶされ変形したりすることにより上記の平板状電解コンデンサ素子の誘電体酸化皮膜が部分的に破損してしまうことがない。
また、内蔵基板内の回路基板と平板状電解コンデンサ素子との導通用の導電材が、平板状電解コンデンサ素子からはみ出しているかまたははみ出し直前であると、陽極端子部と陰極端子部の中間にフッ素系やシリコン系の撥水撥油体を設けても、隙間充填剤が充填されにくくなってしまうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
図１は、平板状電解コンデンサ素子の断面図を示している。
１は、弁作用金属で、厚さが２０μｍから２００μｍ程度のアルミニウムなどからなる平板状の箔で、一端部側が陽極引き出し部２側となり、残り他端部側が陰極部３側となる。弁作用金属１の少なくとも陰極部３側はその表面を電解エッチング等により粗面化し、表面に誘電体酸化皮膜層４を設ける。一般的には弁作用金属１は、大きな面積の箔から切り出されるため、その表面全部が粗面化されている。
５は、撥水撥油体で、陽極引き出し部２側と陰極部３側とを分離しやすいようにその境界に設けるもので、フッ素系やシリコン系の液状の樹脂を硬化したものである。その境界部分が、エッチング部分であると、この樹脂は印刷直後にこの弁作用金属１のエッチング部分の細孔部にまで浸透し、その後加熱等により硬化させる。また、エラストマータイプの樹脂を使用すると、プリント配線板内へ内蔵する際または内蔵後の応力の緩衝材となる。
陰極部３側の誘電体酸化皮膜層４の表面には、固体電解質層６、その表面にはカーボン層と銀ペースト層が積層された陰極導電体層７を設けている。
【０００８】
図２は、上記の平板状電解コンデンサ素子を内蔵させたコンデンサ内蔵基板の断面図を示している。
本発明のコンデンサ内蔵基板は、用意した回路基板８上に少なくとも平板状電解コンデンサ素子と電気的な接続用のパッド９を設けていて、このパッド９に導電性接着剤やはんだペーストなどの導電材１０を塗布後、平板状電解コンデンサ素子を実装し、次に、回路基板８と平板状電解コンデンサ素子との間の隙間部分に隙間充填剤１１を充填し、次に、プリプレグのような半硬化の絶縁性基材１２と銅箔１３とを積層後、加圧加熱して硬化し、その後、銅箔１３をエッチング等により回線パターンに加工などしながら形成される。
【０００９】
隙間充填剤１１は、エポキシ樹脂などの樹脂からなり、樹脂にシリカ、アルミナ、ボロンナイトライド、窒化アルミ、窒化珪素、マグネシア、マグネシウムシリケートなどのフィラーが充填されているものが望ましく、特に粘度（25℃）が１０Ｐａ・ｓ以下、フィラー径５μｍ（最大20μｍ）以下熱膨張係数α１が40ppm／℃以下のものが望ましい。シリコーンゴムやゲルなどの粉末、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンよりなる熱可塑性樹脂などを低応力化剤として添加してもよい。
この隙間充填剤１１を、回路基板８と電解コンデンサ素子との間の隙間部分つまり、実装されている電解コンデンサ素子の陽極と陰極と回路基板８で囲まれた隙間部分の脇１箇所に、ディスペンサを用いて、回路基板８上に塗布し、加温することで、毛細管現象を利用し、回路基板８と電解コンデンサ素子との間の隙間に浸透させ隙間を充填させる。この際、回路基板８と電解コンデンサ素子との間の隙間部分の脇２箇所に塗布すると隙間内部に空気が閉じ込められ細部にまで充填剤を充填することが困難になりやすい。
また、この際、撥水撥油体５が存在する場合、加熱され低粘度化した隙間充填剤が撥水撥油体５により回路基板８と電解コンデンサ素子との間の隙間に浸透させ隙間を充填するのを阻害されることがある。侵入を阻害された隙間充填剤１１は電解コンデンサ素子の縁を伝わり、電解コンデンサ素子の隙間充填剤を塗布した対向面に到達し隙間の出入口を塞ぐ。このようになると、いくら隙間充填剤を追加しても隙間を充填することは難しい。
これを阻止するために、導電材１０を電解コンデンサ素子からはみ出すかまたははみ出し直前にするとよい。
【００１０】
図３は、導電材１０の、電解コンデンサ素子からはみ出すかまたははみ出し直前にするかの具合の上面図を示している。
１４は、隙間充填剤の注入口の場所を示している。注入口より注入された隙間充填剤が、撥水撥油体５に弾かれて、電解コンデンサ素子の淵に沿って対向面に回りこむのを阻止するように、導電体１０を配置する。図３（a）では注入口１４に塗布された隙間充填材が、電解コンデンサ素子の陽極と陰極と回路基板８で囲まれた隙間部分へ侵入しやすいように、電解コンデンサ素子の陽極と陰極と回路基板８で囲まれた隙間部分以外の隙間をすべて導電材１０によって電解コンデンサ素子からはみ出すように塞いでおり、電解コンデンサ素子の陽極と陰極と回路基板８で囲まれた隙間部分に隙間充填剤が最も充填しやすい形状である。
また、電解コンデンサ素子の淵へ隙間充填剤が伝わり、対向面に回りこむのを阻止するためには、対向面までに、隙間充填剤の回りこみをどこか１箇所でも食い止めるように、電解コンデンサ素子の淵と回路基板８との隙間に導電材１０を配置していればよいので（ｂ）〜（ｈ）のような構造でもよい。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、このはみ出し面積は回路基板の実装パッドの範囲内に収めることが望ましいが、短絡の恐れが無い場合には実装パッド外であってもかまわない。
【実施例１】
【００１１】
弁作用金属として厚さ６０μｍのアルミニウム箔を用意し、その表面を電解エッチングにより粗面化した。粗面化は、アルミニウム箔に交流電流を印加して実施した。粗面化層の厚さは約２０μｍとした。次に、アルミニウム箔の陰極側には、弁作用金属の表面に厚さ数ｎｍ誘電体酸化皮膜を形成させるのに、濃度が５％のアジピン酸アンモニウムの水溶液（液温６０℃）に上記のアルミニウム箔を入れ、化成電圧で定電圧化成を行って形成した。陽極部と陰極部とを分離しやすいよう弁作用金属の陰極部と陽極引き出し部との境界に、撥水撥油体として０．１〜０．５ｍｍの幅にフッ素系の液状の樹脂を印刷しそれを熱硬化した。
次に、ポリチオフェンモノマーと鉄系酸化剤とドーパントとを含む溶液に弁作用金属の陰極部を浸漬させ、化学重合により固体電解質層を形成した。それから、固体電解質層にカーボンペーストを塗布し、熱処理してカーボン層を形成した。さらに、カーボン層の表面にＡｇペーストを塗布して、Ａｇペースト層を形成し、カーボン層とＡｇペースト層とから成る陰極導電体層を形成し、外形２×３ｍｍ、厚さ約０．１ｍｍの固体電解コンデンサ素子を作製した。
得られた電解コンデンサ素子の実装は、導電性接着剤を、メタルマスクを用いて回路基板のパッドの表面に印刷し、印刷した導電性接着剤の上に電解コンデンサ素子を配置し、それから１５０℃で６０分間熱処理することにより実施した。
次に、実装されている電解コンデンサ素子の陽極と陰極と回路基板との間の隙間部分の脇に、ディスペンサを用いて、回路基板に隙間充填剤を塗布し、それを加温し、陽極と陰極と回路基板との間の隙間に浸透させ隙間を充填させた。
その後、上記の平板状電解コンデンサ素子の実装された回路基板の上からプリプレグと銅箔とを積層後、加圧加熱して硬化し、最後に銅箔をエッチングして回路を形成し、コンデンサ内蔵基板を製作した。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電解コンデンサ素子の断面図である。
【図２】本発明に係る電解コンデンサ素子を内蔵させたコンデンサ内蔵基板の断面図である。
【図３】本発明に係る導電材の、電解コンデンサ素子からはみ出すかまたははみ出し直前にするかの具合の上面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１…弁作用金属、２…陽極引き出し部、３…陰極部、４…誘電体酸化皮膜層、５…撥水撥油体、６…固体電解質層、７…陰極導電体層、８…回路基板、９…パッド、１０…導電材、１１…隙間充填剤、１２…絶縁性基材、１３…銅箔、1４…注入口、1５…導電材はみ出し部分、1６…導電材はみ出し直前部分。
【図１】
2007201065.tif 000003
【図２】
2007201065.tif 000004
【図３】
2007201065.tif 000005