CN101627449B - 可嵌入到基板中的薄固态电解电容器 - Google Patents

可嵌入到基板中的薄固态电解电容器 Download PDF

Info

Publication number
CN101627449B
CN101627449B CN200880007326XA CN200880007326A CN101627449B CN 101627449 B CN101627449 B CN 101627449B CN 200880007326X A CN200880007326X A CN 200880007326XA CN 200880007326 A CN200880007326 A CN 200880007326A CN 101627449 B CN101627449 B CN 101627449B
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
formation
negative electrode
conductive foil
nonconducting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200880007326XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101627449A (zh
Inventor
约翰·D·普莱马克
克里斯·斯托拉斯基
戴维·雅各布斯
克里斯·韦恩
菲利普·莱斯纳
约翰·T·基纳德
阿莱西亚·梅洛迪
格雷戈里·邓恩
罗伯特·T·克罗斯韦尔
里米·J·凯利尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kemet Electronics Corp
Original Assignee
Kemet Electronics Corp
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kemet Electronics Corp, Motorola Inc filed Critical Kemet Electronics Corp
Publication of CN101627449A publication Critical patent/CN101627449A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101627449B publication Critical patent/CN101627449B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/0029Processes of manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/008Terminals
    • H01G9/012Terminals specially adapted for solid capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H01G9/055Etched foil electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15Solid electrolytic capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/042Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
    • H01G9/0425Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material specially adapted for cathode
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H05K1/185Components encapsulated in the insulating substrate of the printed circuit or incorporated in internal layers of a multilayer circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

提供一种改进的形成电容器的方法。该方法包括步骤:提供金属箔;在金属箔上形成电介质;在电介质上提供不导电的聚合物坝,以使电介质的多个分立区隔离;在电介质上的多个分立区的至少一个分立区中形成阴极;以及在不导电的聚合物坝处切割金属箔以使至少一个电容器隔离开,所述至少一个电容器包括一个阴极、一个电介质的分立区、和具有该电介质的分立区的金属箔的一部分。

Description

可嵌入到基板中的薄固态电解电容器
相关申请的交叉引用
本发明要求2007年3月7日提交的未决美国临时申请60/905,553和2008年2月14日提交的美国专利申请12/031,092的优先权。
技术领域
本发明涉及薄固态电解电容器,该电容器尤其适合于嵌入到基板中,并且可通过传统方式进行表面安装。更具体地讲,本发明涉及一种形成薄固态电解电容器的方法,该电容器尤其适合于嵌入到基板中,并且可通过传统方式进行表面安装。
背景技术
事实上电容器被用在每一电子设备中。电容器在电子电路中的功能是公知的,在此不做进一步讨论。本公开涉及对基于薄片的电容器的制造方法的改进。
在一种制造方法中,用金属薄片形成电容器,其中,一般的工艺包括对阀金属薄片进行氧化或阳极氧化以形成电介质氧化物,因此限定了最终完成的器件的阳极(阀金属基板)和电介质。其后,在电介质上形成了导电层,形成了接触电介质的初始阴极。通常,电容器用在电子电路中,金属薄片用作阳极,并且导电层用作阴极,虽然这在某种程度上可以反过来。
小型表面安装电容器已成功地用金属箔形成,尤其是用铝金属箔形成。通常对条形或片形金属箔进行蚀刻以提高表面积,其后进行阳极氧化以在每一面上形成薄电介质氧化物。其后在电介质上形成诸如导电聚合物之类的导电层。如果必要,条形被切割为多个矩形。多个矩形可被并排地结合起来以形成电容器封装。添加端子引线和成型以形成可表面安装的电容器。
降低电子产品的尺寸,尤其是制造非常薄的电子产品的趋势需要电容器相应地变薄。需要超薄的、可表面安装的电容器封装,这种电容器封装与硅芯片的厚度类似,硅芯片通常小于0.508mm(0.020英寸)厚并且优选地小于0.254mm(0.010英寸)厚,和/或需要超薄的可嵌入电容器,超薄的可嵌入电容器可被嵌入到印刷电路板层内而不会增大电路板层的厚度,印刷电路板层通常也小于0.508mm(0.020英寸)厚并且优选地小于0.254mm(0.010英寸)厚。本发明提供了一种形成薄固态电解电容器的方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改进的制造电容器的方法。
本发明的一个特点是能够大规模制造大量作为分割(singulation)后的单个元件的电容器。
本发明的一个特别的优点是能够形成结构相同的形成为一批的多个电容器,这批电容器通过分割成为单独的相同电容器。
由在此描述的方法形成的电容器可被用作表面安装电容器或被嵌入到基板内。
在形成电容器的方法中提供将要实现的这些或其它优点。该方法包括以下步骤:
提供金属箔;
在金属箔上形成电介质;
在电介质上提供形成图案的、不导电的、优选为聚合物的坝,以使电介质的多个分立区隔离开;
在电介质上包含在由不导电的坝形成的多个坝中的所述多个分立区的至少一个分立区中形成阴极;以及
在不导电的坝处切割金属箔以使至少一个电容器隔离,所述至少一个电容器包括一个阴极、一个电介质的分立区、和具有该电介质的分立区的金属箔的一部分。
在形成电容器的方法中提供另一实施例。该方法包括以下步骤:
提供金属箔片,该金属箔片的表面上具有电介质;
将有图案的、不导电的、优选为聚合物的坝应用于金属箔片上,以形成金属箔片的多个分立区;
在包含在坝中的所述多个分立区的至少一个分立区中形成阴极,其中,阴极与所述电介质接触,并且通过不导电的坝将至少一个阴极与相邻阴极分开;以及
将所述多个分立区的一个分立区与金属箔片分开,从而形成了电容器。
在形成电子器件的方法中提供另一实施例。该方法包括以下步骤:
以以下方式形成电容器:
提供金属箔片,该金属箔片的表面上具有电介质;
将有图案的、不导电的坝应用于金属箔片,从而形成金属箔片的多个分立区,所述金属箔片具有延伸到每一分立区之外的突出部;
在包含在由不导电的聚合物形成的坝中的所述多个分立区的至少一个分立区中形成阴极,其中,阴极与电介质接触,并且通过不导电的聚合物坝将至少一个阴极与相邻阴极分开;
将所述多个分立区的一个分立区与金属箔片分开;以及形成与所述突出部电连接的阳极连接器;
将所述电容器层叠到第一基板上;
在所述电容器上形成与所述第一基板相对的第二基板;
在所述第二基板上形成阳极轨迹和阴极轨迹;
在阳极连接器和阳极轨迹之间形成第一电连接;以及
在阴极和阴极轨迹之间形成第二电连接。
附图说明
图1是示出本发明的实施例的示意性俯视图。
图2是示出沿图1的线2-2的示意性剖面图。
图3是示出了本发明的实施例的示意性剖面图。
图4是示出了本发明的切割线的示意性俯视图。
图5是示出了通过本发明制备的电容器的示意性局部剖开透视图。
图6是示出本发明的实施例的示意性俯视图。
图7是示出沿图6的线7-7示意性剖面图。
图8是示出了通过本发明制备的电容器的示意性局部剖开透视图。
图9是示出了通过本发明制备的电容器的示意性局部剖开透视图。
图10是示出本发明的实施例的示意性俯视图。
图11是示出沿图10的线11-11的示意性剖面图。
图12是示出本发明的实施例的示意性俯视图。
图13是示出沿图12的线13-13的示意性剖面图。
图14是说明本发明的方法的流程图。
图15是示出本发明的实施例的示意性剖面图。
图16是示出本发明的实施例的示意性剖面图。
具体实施方式
以下将参照形成本公开的整体非限定部分的各附图来描述本发明。在各附图中,相似的元件将用相应的标号来表示。在各附图中,各层被示意性地示出为矩形。在本领域中公知的是,在实践中,在表面上的层混合和层之间的轮廓会比此处图中示意性所示的更加扩散。
本发明的实施例以图1中的俯视图和图2中的剖面图示意性地示出。在图1和2中,金属箔10形成了电容器的基础,并且将最终变成阳极。优选地在至少一侧上通过现有技术中已知的标准方法来粗糙化该金属箔。电化学蚀刻在现有技术中是特别合适和广泛使用的。根据制造环境的细节将该金属箔切割为适当的尺寸和形状,但是并不局限于这样的方式。
粗糙化的金属箔被阳极氧化以在金属箔的至少一个粗糙化的表面上形成电介质层12。在尤其优选的实施例中,电介质层是阀金属的阳极氧化物。在一个可选实施例中,电介质是陶瓷材料。在此并不特别限制阳极氧化材料,并且任何传统的阳极氧化方案对于论证本发明都是足够的。
通过不导电的、优选地为聚合物的材料14来使电介质层形成图案,从而生成了由不导电的区域14划分的暴露的电介质区域12的栅格图案。不导电的材料形成了隔离分立区或环绕分立区的坝,电容器的最终得到的层将沉积在分立区内,并且该坝限定了最终器件的阴极连接的最外侧边界。可通过现有技术中已知的任何方法来施加不导电的坝,诸如丝网印刷、轮施加、凹版印刷、胶印、正位移喷涂、掩模式喷涂、喷墨印刷、注射式滴涂、micropen印刷等作为示例性的方法。由于容积效率的因素所以矩形区域是优选的,但是本发明不对形状进行限制,形状可包括绝对意义上容积效率较低但是可在印刷电路板的其他特征内更有效地利用可用空间的不规则形状。不导电的坝的宽度优选地宽于切割操作的切口加上任何切割误差所需的余量。以下将进一步讨论切割操作。
第一阴极材料16沉积在由不导电的坝形成的区域内的电介质上。阴极优选地包括固态电解质层,固态电解质层由能够穿透在阳极10的蚀刻表面上的薄电介质12的粗糙表面的深度的材料形成。固态电解质层包括电荷收集层,电荷收集层优选地包括导电聚合物、金属层、和二氧化锰层中的至少一个。
导电聚合物优选地为本征导电聚合物或者为包括赋予导电性的掺杂材料的聚合物,这些材料属于半导电类别而非导电类别。导电聚合物层可通过原位化学聚合作用而形成,可通过将单体溶液选择性地涂敷到电介质上的由不导电的聚合物限定的区域中,其后施加氧化剂来实现,或者首先选择性地施加氧化剂溶液,其后选择性地施加单体溶液来实现。更优选地是,通过将聚合物或者其中含有二氧化锰的聚合物的悬浮物或浆体进行沉积来形成聚合物。
可通过选择性地施加诸如硝酸锰或高锰酸盐混合物之类的锰盐溶液来形成二氧化锰层,其后通过加热将锰盐转化为二氧化锰。可选地,二氧化锰可选择性地沉积为二氧化锰的悬浮物或浆体。
阴极层可包括导电聚合物层和二氧化锰层的任何组合。包含二氧化锰和一种或多种导电聚合物二者的单层可通过选择性地施加包含二氧化锰和一种或多种导电聚合物的悬浮物或浆体来形成。
固态电解质层通常不是导电的,以焊接或容纳激光钻出的通孔,因此优选地施加其它层以形成阴极。在一个实施例中,阴极被限定为那些与焊接层电接触的层。在另一实施例中,阴极被限定为那些与通孔电接触的层。
图3中的示意性剖面图示出对图1和2中的实施例的进一步处理。在图3中,金属箔10、电介质层12、不导电的坝14、和固态电介质16与参照图1和2进行的描述相同。碳层18优选地被直接涂覆在固态电介质上,尤其当固态电介质是导电聚合物时。
碳层18提供了固态电介质和后续的阴极层之间的界面。在很多应用中,固态电介质很难被导电金属层浸润,这将使得在阴极和后续的电路之间形成电连接变得复杂。碳层易于粘合到固态电解质层,并且易于被具有足够粘性和导电性的后续的层浸润。优选的是将碳层的厚度限制为足以在固态电解质和后续的层之间形成导电的粘性联接。在一个固态电解质易于被浸润并且可实现与后续的层的良好的粘结的实施例中,可忽略碳层。碳层被优选地施加为具有以载体材料中的碳的形式的导电的碳基墨水。载体材料优选地包括溶剂和粘合剂,其中溶剂可优选地通过挥发被去除,留下粘合剂中的导电的碳。粘合剂和碳含量不限于此,并且基于期望的电容器所需的粘合特性和导电特性来进行选择。很多导电的碳基墨水成分可以购买到并且在现有技术中是被广泛了解的。碳通常以石墨、碳黑、碳纳米管、或其组合物的形式存在。
导电金属层20被涂敷在碳层或固态电解质层上。金属层允许后续的连接层的附接。导电金属层优选地包括一层或多层银墨水或银浆、银、铜墨水或铜浆、铜、金、钯或其组合物。当导电金属层是银墨水或银浆或铜墨水或铜浆时,通过选择性地将导电墨水或铜浆施加到碳或固态电解质层上来形成导电金属层。当导电金属层是银、铜、金、钯或其它金属时,优选地通过诸如溅射之类的薄层沉积技术或诸如化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)之类的原子层沉积技术、或用诸如等离子体喷涂或火焰喷涂之类的喷涂技术、或通过诸如电镀或无电镀之类的金属镀层技术或其组合来施加导电金属层。当具有碳层时,期望的是导电金属层尽可能薄,而同时仍然提供足够的粘度和对之前层的足够覆盖。
在某些实施例中,期望在阴极区域上提供表面安装焊盘(land)区22。优选地通过将焊料涂层涂敷在阴极区域上来形成表面安装焊盘区。通过浸涂焊料或回流焊料,通过施加镍阻挡层并且其后渡焊料,或通过现有技术中任何已知的方法来进行焊料涂覆。表面安装焊盘区对于表面安装器件是优选的,但是如果该器件意在嵌入式应用,则可以省略表面安装焊盘区。除了焊料涂覆之外,表面安装焊盘区可由具有导电性和/或对于特定应用有利的抗氧化特性的铜、金、钯、或其它金属覆盖。可通过诸如化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)之类的薄层沉积技术或用诸如等离子体喷涂或火焰喷涂之类的喷涂技术来进行后续的金属涂覆。
在形成电容性层和用于连接到电容性层的后续层之后,在被称作分割的工艺中分开独立的电容器。这将参照图4进行描述,其中示出的示意性的俯视图是未分割的一系列电容器。由24表示的每一电容器均包括通过不导电的聚合物26与相邻阴极分开的分立的阴极、和该图中未示出的公共阳极。为了分开独立的电容器,沿切割线28进行一系列切割。每一切割线优选地在不导电的坝的边界内。优选的是,不导电的坝足够宽,以保证每一电容器的阴极区域的全部四条边在不导电的坝的边界内。因此,不导电的坝优选地稍微宽于切割技术的切口,不导电的坝具有足够的宽度以解决使用切割方法时出现的任何误差。除了优选地利用准确的且具有最小切口和最小误差以使浪费最小化的方法之外,该切割方法不特别局限于此。刀片分切、锯分切、喷水、激光切割、旋转切割、剪切、模具冲切或现有技术中已知的其它方法是示例性的。在一个实施例中,多个阴极可留在一起,从而形成一个具有分立的阴极和公共的阳极的电容器。
图5是示出了完成的电容器的示意性局部剖开透视图。在图5中,总体上由30表示的电容器包括形成了电容器的一面的阳极32。电介质34涂覆在阳极32之上。电容器的阴极部分包括导体36、可选碳层38、金属层40和可选金属层42。电容器的阴极部分优选地部分被诸如聚合物之类的不导电材料44包围起来。
在本发明的另一实施例中,阳极引线是延伸到电容器主体之外的突出部。
在图6的示意性俯视图中和沿图6的线7-7的图7的示意性剖面图中示出了本发明的实施例。优选地具有粗糙表面的阀金属60具有形成在其上的电介质62。不导电的坝64在电介质上形成了分立区域。在电介质上由不导电的坝形成的区域中形成固态电解质66。可选的但是优选的安装层68被涂覆在固态电解质上。安装层是足够形成与阴极电连接的层,并且根据需要可包括碳层和金属层。在图6中,分立的电容器区域被表示为形成线性栅格,但是不限于此。电容器可被分割以形成不具有引出的突出部或具有引出的突出部的独立的电容器。在图6中,主切割线70表示将多个电容器分割为独立的电容器所需的切割。如果需要电容器具有两个引出的突出部,则不需要进一步切割。第二切割线72和74可被用于形成只具有一个引出的突出部或不具有引出的突出部的电容器。例如,可在切割线72上进行切割,但不在切割线74上进行切割,以形成只具有一个引出的突出部的电容器。在此,不在任一示例中对切割次序进行特别限制。
图8示意性地示出了具有单个引出的阳极突出部的完成的电容器的局部剖开透视图。图9示意性地示出了具有两个引出的阳极突出部的完成的电容器的局部剖开透视图。
本发明的另一实施例提供了其中阳极和阴极终止于一个公共平面的阳极引线。
在图10的示意性俯视图中和沿图10的线11-11的图11的示意性剖面图中示出了本发明的实施例。优选地为阀金属或具有粗糙表面的导电的阀金属氧化物的金属80上具有电介质82。与阀金属80电接触的还被称作阳极引线触点或阳极触点84的至少一个阳极连接器从阀金属终端朝向实质上与阴极封装的上表面共面的面的方向延伸,所述阴极封装包括固态电解质86和可选的安装层88。阴极封装由不导电的坝90包围。可选的保护涂层94可被涂覆到阳极边沿上,并且被涂覆在阳极触点和不导电聚合物之间的任何边沿中,以改善硬度并保护电容器。在一个实施例中,优选地在分割电容器之前将一系列阳极触点加到阀金属箔上。阳极触点可以是在分割处理期间被切割的连续元件。在实践中,可表面安装电容器,诸如以正面向下的结构来安装,其中通过焊料或导电粘合剂等将阳极触点和阴极安装层固定到电路轨迹,或者电容器可被嵌入到印刷电路板中,诸如以正面向上的结构来嵌入,其中通过通孔将阳极触点和阴极安装层连接到电路轨迹,以下将进行描述。在任一情况下,重要的是阳极触点和阴极安装层是共面的。在表面安装电容器的情况下,阳极和阴极的共面性能够实现被可靠地布置和焊接的电容器。在嵌入式情况下,阳极和阴极的共面性能够实现以相同的功率和停留时间钻至两个表面的良好质量的激光通孔。如果阴极和阳极不是共面的,则一个通孔可能未到达表面,这导致开路,或者一个孔可能被过钻,从而导致过多的聚合物被烧蚀(磨研)并且/或者损伤了电容器。为此,共面性指的是阴极和阳极表面彼此之间的高度在0.0254mm(0.001英寸)内,并且优选地在0.0127mm(0.0005英寸)内。
在图12的示意性俯视图中和沿图12的线13-13的图13的示意性剖面图中示出了本发明的另一实施例。金属80、电介质82、固态电解质86、阳极安装层88、和坝90与参照图10和11所进行的描述相同。图12和13的阳极触点92没有在阳极突出部的整个宽度上延伸,因此形成了被电介质围绕的高架焊盘。而且,阳极触点穿过阀金属,并且可通过焊料球194等而被固定在阀金属的相对侧。如果需要,则可涂覆保护涂层(未示出)。
阳极引线触点可通过焊接或通过形成栓部来附接。在一个实施例中,通过将固态导电材料的窄带焊接到阳极引线突出部来形成阳极引线触点。用于阳极引线触点的适当材料包括铜、铜合金、或任何能够电阻焊接到阀金属箔的导电材料。焊接工艺可被设计为阳极触点与阴极安装层共面,而不需要抛光、研磨、或其它削平技术。该工艺可考虑阳极引线部分可在焊接之前或期间被压缩。当利用压制方法时,阳极引线处的阳极厚度通常稍小于压制之前的厚度。
可通过阳极引线突出部来布置导电材料的阳极引线栓,使得阳极引线穿过阀金属箔,来形成阳极引线触点。其后,阳极引线突出部优选地被焊接,以保证足够强度的联接。
阳极引线可处于不导电的坝中,这对于提高容积效率是优选的。将会明显的是,阳极引线和阴极必须是电绝缘的。
在一些实施例中,优选的是对最终的电容器的某些部分施加保护涂层。保护涂层提高了最终的器件的硬度以使得最后部分的加工、封装、或嵌入处理期间的能够对DC泄露性能产生消极影响的损伤最小化。保护涂层还用作消除湿度和对阀金属箔的污染物的保护隔离物。
保护涂层材料可以是树脂、玻璃填充树脂、硅树脂、或另一绝缘有机材料中的一种。可通过丝网印刷、胶印、凹版印刷、喷涂、浸涂、成型、或通常采用的将保护涂层施加到电容器的其它方法来施加保护涂层材料。可在分割之前或之后,以及在某些情况下,在通过不导电的聚合物形成图案之前,施加保护涂层;然而,当要通过焊接来施加阳极连接器时,必须在阳极连接器附接之后施加保护涂层。
图14以流程图形式示出了形成电容器的过程。在图14中,在步骤100制备金属箔。制备过程包括将金属箔切割为期望的形状和大小,并且优选地粗糙化金属箔表面以提高金属箔的表面积。在步骤101,在金属上形成电介质。电介质可以是该金属的氧化物、不同的金属的氧化物或陶瓷。在步骤102,用不导电的聚合物在电介质的表面上形成图案。该图案优选地是其中具有阴极区域的栅格。在步骤103,在阴极区域中的电介质上形成固态电解质层。在步骤104,可选的但是优选的碳层被涂覆在固态电解质层上。在步骤105,碳层为形成在其上的导电金属层提供了导电性和粘合性。在步骤106,进行可选的焊料涂覆。如果没有阳极引线触点要形成,则在步骤107,电容器被分割,并且其后在步骤112可选地但是优选地被涂覆保护涂层。如果要利用阳极引线触点,则在步骤108可将电容器分割,并且其后在步骤110形成阳极引线触点。可选地,在步骤109可形成阳极引线触点,其后在步骤111进行分割。在任一情况下,优选的是在步骤113使用电容器之前在步骤112施加保护涂层。
形成阳极的箔优选地是导电的箔,导电的箔优选地包括阀金属或导电的阀金属氧化物,其中阀金属选择自铝、钽、钛、铌、锆、铪、或其组合。在一个实施例中,箔主要由从由铝、钽、钛、铌、锆、和铪组成的组中所选的金属箔构成。该箔可以是形成的金属片或压成薄片中的粉末。非常优选地,该箔是形成的金属铝箔。
由在此描述的方法形成的电容器可以是可表面安装的器件,其中,电容器被安装到基板的电路轨迹,如同通常使用电容器的方式。电容器还可被嵌入到电路基板中,并且使用盲孔或通孔来电连接。电容器将层叠在基板的层之间。孔将形成在层叠后续的层之前或之后。
图15中示出了本发明的实施例。在图15中,120总地表示电子器件。该电子器件包括基板122。电容器的阳极124层叠在基板上。可用粘合剂来层叠阳极。保护涂层可介于阳极和基板之间;然而,为该应用制备的电容器可能不具有保护涂层,这因为成本不合算。电介质126被涂覆在如上所述的阳极上。阳极引线触点128与阳极电接触,因此在与阴极触点相同的面上形成了阳极触点。不导电的聚合物坝130限定了阴极132的边沿,和阴极安装层134。阴极安装层优选地包括金属层,并且可选地包括碳层。保护涂层136为电容器的元件提供了保护。层叠138包住了电容器,从而形成了嵌入式电容器。在层叠138上,通过该层叠的阳极通孔140形成了阴极触点128和阳极轨迹144之间的电连接。阴极通孔142形成了阴极132和阴极轨迹146之间的电连接。在填充有或涂覆有现有技术中公知的导电材料的层叠中,通孔是空的。
图16中示意性地示出了本发明的实施例,其中,可描述各种电容器的形成。在图16中,金属箔10、电介质12、不导电的材料14、固态电解质16、碳层18和导电金属层20如上所述。至少一个不导电材料110允许相邻阴极层的至少一部分电连接。通过允许这种接触,可在101进行贯通切割,并且可在足够深度的102处进行部分切割以形成阳极的切口。这形成了具有公共阴极和分立阳极的电容器。通过在101和103进行贯通切割,可制成具有分立阴极和公共阳极的电容器。通过在103和104进行贯通切割,可形成具有单阳极和单阴极的电容器。
已经特别参照优选实施例描述了本发明,但本发明不限于此。本领域技术人员将实现没有被特别描述但却在所附权利要求范围内的其他实施例。

Claims (60)

1.一种形成电容器的方法,包括以下步骤:
提供导电箔;
在所述导电箔上形成电介质;
将不导电的坝涂敷到所述电介质上以隔离所述电介质的多个分立区;
在所述电介质上的所述多个分立区的至少一个分立区中形成阴极;以及
在所述不导电的坝处进行切割,以隔离至少一个电容器,该电容器包括至少一个所述阴极、所述电介质的至少一个所述分立区、和所述导电箔的至少一部分,所述导电箔的至少一部分包括所述电介质的所述至少一个分立区。
2.如权利要求1所述的形成电容器的方法,其中,所述不导电的坝包括聚合物。
3.如权利要求1所述的形成电容器的方法,还包括将一碳层施加到所述阴极。
4.如权利要求3所述的形成电容器的方法,还包括将一金属层施加到所述碳层。
5.如权利要求1所述的形成电容器的方法,还包括将一金属层施加到所述阴极。
6.如权利要求1所述的形成电容器的方法,其中,导电箔包括金属。
7.如权利要求1所述的形成电容器的方法,其中,所述导电箔包括阀金属或导电的阀金属氧化物。
8.如权利要求7所述的形成电容器的方法,其中,所述阀金属是从由铝、钽、钛、铌、锆、和铪组成的组中选择的。
9.如权利要求1所述的形成电容器的方法,还包括形成至少一个与所述导电箔电接触的阳极连接器。
10.如权利要求9所述的形成电容器的方法,其中,所述阴极包括安装层并且所述阳极连接器包括与所述安装层的表面共面的表面。
11.如权利要求1所述的形成电容器的方法,其中,所述阴极包括固态电解质层。
12.如权利要求11所述的形成电容器的方法,其中,所述固态电解质层包括从由金属、导电聚合物和二氧化锰组成的组中选择的至少一种材料。
13.如权利要求12所述的形成电容器的方法,其中,所述导电聚合物是本征导电聚合物。
14.如权利要求1所述的形成电容器的方法,其中,所述不导电的坝环绕至少一个所述分立区。
15.如权利要求1所述的形成电容器的方法,其中,所述导电箔还包括延伸到所述分立区之外的至少一个突出部。
16.如权利要求15所述的形成电容器的方法,还包括形成与所述突出部电接触的阳极连接器。
17.如权利要求16所述的形成电容器的方法,还包括以下步骤:
将所述电容器层叠到第一基板上;
在所述电容器上形成与所述第一基板相对的第二基板;
形成阳极轨迹和阴极轨迹;
在所述阳极连接器和所述阳极轨迹之间形成第一电连接;以及
在所述阴极和所述阴极轨迹之间形成第二电连接。
18.如权利要求17所述的形成电容器的方法,其中,所述第一电连接是通孔。
19.如权利要求17所述的形成电容器的方法,其中,所述第二电连接是通孔。
20.如权利要求1所述的形成电容器的方法,其中,在所述不导电的坝处进行的所述切割使至少一个包括至少两个阴极的电容器隔离开。
21.如权利要求20所述的形成电容器的方法,其中,包括至少两个阴极的所述电容器具有单个阳极。
22.如权利要求1所述的形成电容器的方法,其中,在所述不导电的坝处进行的所述切割使至少一个包括一个阴极和两个阳极的电容器隔离开。
23.如权利要求1所述的形成电容器的方法,其中,所述切割包括从由刀片分切、锯分切、喷水、激光切割、旋转切割、剪切和模具冲切组成的组中选择的方法。
24.一种形成电容器的方法,包括以下步骤:
提供导电箔,该导电箔的表面上具有电介质;
将不导电的坝施加到所述导电箔,以形成所述导电箔的多个分立区;
在所述多个分立区的至少两个分立区中形成阴极,其中,所述阴极与所述电介质接触,并且通过所述不导电的坝将至少一个阴极与至少一个其它阴极分开;
将所述导电箔的一个分立区分开,从而形成电容器。
25.如权利要求24所述的形成电容器的方法,其中,所述不导电的坝包括聚合物。
26.如权利要求24所述的形成电容器的方法,其中,所述不导电的坝环绕所述多个分立区的至少一个分立区。
27.如权利要求24所述的形成电容器的方法,还包括将一碳层施加到所述阴极。
28.如权利要求27所述的形成电容器的方法,还包括将一金属层施加到所述碳层。
29.如权利要求24所述的形成电容器的方法,还包括将一金属层施加到所述阴极。
30.如权利要求24所述的形成电容器的方法,其中,所述导电箔包括金属或导电的金属氧化物。
31.如权利要求24所述的形成电容器的方法,其中,所述导电箔包括阀金属或导电的阀金属氧化物。
32.如权利要求31所述的形成电容器的方法,其中,所述阀金属是从由铝、钽、钛、铌、锆、和铪组成的组中选择的。
33.如权利要求24所述的形成电容器的方法,还包括形成与所述导电箔电接触的阳极连接器。
34.如权利要求33所述的形成电容器的方法,其中,所述阴极包括安装层并且所述阳极连接器包括与所述安装层的表面共面的表面。
35.如权利要求24所述的形成电容器的方法,其中,所述阴极是固态电解质层。
36.如权利要求35所述的形成电容器的方法,其中,所述固态电解质层包括从由金属、导电聚合物和二氧化锰组成的组中选择的至少一种金属。
37.如权利要求36所述的形成电容器的方法,其中,所述导电聚合物是本征导电聚合物。
38.如权利要求24所述的形成电容器的方法,其中,所述导电箔还包括至少一个延伸到所述分立区之外的突出部。
39.如权利要求38所述的形成电容器的方法,还包括形成与所述突出部电接触的阳极连接器。
40.如权利要求39所述的形成电容器的方法,还包括以下步骤:
将所述电容器层叠到第一基板上;
在所述电容器上形成与所述第一基板相对的第二基板;
形成阳极轨迹和阴极轨迹;
在所述阳极连接器和所述阳极轨迹之间形成第一电连接;以及
在所述阴极和所述阴极轨迹之间形成第二电连接。
41.如权利要求40所述的形成电容器的方法,其中,所述第一电连接是通孔。
42.如权利要求40所述的形成电容器的方法,其中,所述第二电连接是通孔。
43.如权利要求24所述的形成电容器的方法,其中,在所述不导电的坝上进行的所述切割使至少一个包括至少两个阴极的电容器隔离开。
44.如权利要求43所述的形成电容器的方法,其中,包括至少两个阴极的所述电容器具有单个阳极。
45.如权利要求24所述的形成电容器的方法,其中,在所述不导电的坝处进行的所述切割使至少一个包括一个阴极和两个阳极的电容器隔离开。
46.如权利要求24所述的形成电容器的方法,其中,所述切割包括从由刀片分切、锯分切、喷水、激光切割、旋转切割、剪切和模具冲切组成的组中选择的方法。
47.一种形成电子器件的方法,包括步骤:
以以下方式形成电容器:
提供导电箔,该导电箔的表面上具有电介质;
将不导电的坝施加到所述导电箔,从而形成所述导电箔的多个分立区,所述导电箔具有延伸到至少一个所述分立区之外的突出部;
在所述多个分立区的至少一个分立区中形成阴极,其中,所述阴极与所述电介质接触,并且通过所述不导电的坝将至少一个阴极与至少一个其它阴极分开;
将所述导电箔的分立区分开;以及
形成与所述突出部电连接的阳极连接器;
将所述电容器层叠到第一基板上;
在所述电容器上形成与所述第一基板相对的第二基板;
形成阳极轨迹和阴极轨迹;
在所述阳极连接器和所述阳极轨迹之间形成第一电连接;以及
在所述阴极和所述阴极轨迹之间形成第二电连接。
48.如权利要求47所述的形成电子器件的方法,其中,所述不导电的坝包括聚合物。
49.如权利要求47所述的形成电子器件的方法,还包括将一金属层施加到所述阴极。
50.如权利要求47所述的形成电子器件的方法,其中,所述导电箔包括金属或导电的金属氧化物。
51.如权利要求47所述的形成电子器件的方法,其中,所述导电箔包括阀金属或导电的阀金属氧化物。
52.如权利要求51所述的形成电子器件的方法,其中,所述阀金属是从由铝、钽、钛、铌、锆、和铪组成的组中选择的。
53.如权利要求47所述的形成电子器件的方法,其中,所述阴极包括固态电解质层。
54.如权利要求53所述的形成电子器件的方法,其中,所述固态电解质层包括从由金属、导电聚合物和二氧化锰组成的组中选择的至少一种材料。
55.如权利要求54所述的形成电子器件的方法,其中,所述导电聚合物是本征导电聚合物。
56.如权利要求47所述的形成电子器件的方法,其中,所述第一电连接是通孔。
57.如权利要求47所述的形成电子器件的方法,其中,所述第二电连接是通孔。
58.如权利要求47所述的形成电子器件的方法,其中,在所述不导电的坝处进行的所述切割使至少一个包括至少两个阴极的电容器隔离开。
59.如权利要求58所述的形成电子器件的方法,其中,包括至少两个阴极的所述电容器具有单个阳极。
60.如权利要求47所述的形成电子器件的方法,其中,在所述不导电的坝上进行的所述切割使至少一个包括一个阴极和两个阳极的电容器隔离开。
CN200880007326XA 2007-03-07 2008-02-25 可嵌入到基板中的薄固态电解电容器 Expired - Fee Related CN101627449B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US90555307P 2007-03-07 2007-03-07
US60/905,553 2007-03-07
US12/031,092 US7745281B2 (en) 2007-03-07 2008-02-14 Thin solid electrolytic capacitor embeddable in a substrate
US12/031,092 2008-02-14
PCT/US2008/054906 WO2008109283A1 (en) 2007-03-07 2008-02-25 Thin solid electrolytic capacitor embeddable in a substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101627449A CN101627449A (zh) 2010-01-13
CN101627449B true CN101627449B (zh) 2011-02-09

Family

ID=39738685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880007326XA Expired - Fee Related CN101627449B (zh) 2007-03-07 2008-02-25 可嵌入到基板中的薄固态电解电容器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7745281B2 (zh)
EP (1) EP2130208B1 (zh)
JP (2) JP5366836B2 (zh)
CN (1) CN101627449B (zh)
WO (1) WO2008109283A1 (zh)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI349994B (en) * 2008-01-30 2011-10-01 Advanced Semiconductor Eng Package process for embedded semiconductor device
US8470680B2 (en) * 2008-07-28 2013-06-25 Kemet Electronics Corporation Substrate with embedded patterned capacitance
JP4366666B1 (ja) * 2008-09-12 2009-11-18 オムロン株式会社 半導体装置
TWI405322B (zh) * 2010-12-29 2013-08-11 Ind Tech Res Inst 內藏電容基板模組
US9013893B2 (en) 2010-12-29 2015-04-21 Industrial Technology Research Institute Embedded capacitor module
CN102768907A (zh) * 2011-05-04 2012-11-07 佳邦科技股份有限公司 固态电容及其制作方法
US9741494B2 (en) 2013-02-14 2017-08-22 Kemet Electronics Corporation Capacitor array and method of manufacture
US9377183B2 (en) * 2013-03-14 2016-06-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Low-profile lighting systems
TWI546834B (zh) * 2014-10-28 2016-08-21 鈺邦科技股份有限公司 晶片型固態電解電容器及其製造方法
US9966196B2 (en) 2015-03-23 2018-05-08 Avx Corporation Tantalum embedded microchip
EP3297008A4 (en) * 2015-05-12 2018-11-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. Capacitor and method for manufacturing same
WO2017026281A1 (ja) * 2015-08-12 2017-02-16 株式会社村田製作所 コンデンサ
WO2017026316A1 (ja) * 2015-08-12 2017-02-16 株式会社村田製作所 コンデンサおよびその製造方法
US9978529B2 (en) 2016-01-11 2018-05-22 Pacesetter, Inc. Oxide on edges of metal anode foils
US10090112B2 (en) 2016-01-15 2018-10-02 Pacesetter, Inc. Use of etch resist masked anode frame for facilitation of laser cutting, particle and leakage current reduction
US9969030B2 (en) 2016-05-12 2018-05-15 Pacesetter, Inc. Laser drilling of metal foils for assembly in an electrolytic capacitor
US9852849B2 (en) 2016-05-27 2017-12-26 Pacesetter, Inc. Using etch resist patterns and formation for facilitation of laser cutting, particle and leakage current reduction
WO2018021115A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 株式会社村田製作所 コンデンサ、及び該コンデンサの製造方法
TWI621143B (zh) * 2016-08-10 2018-04-11 鈺邦科技股份有限公司 薄膜電容器及其製作方法
JP6856076B2 (ja) 2016-10-06 2021-04-07 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ
JP6747512B2 (ja) * 2016-10-06 2020-08-26 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ
CN110291602B (zh) 2017-02-17 2021-12-10 株式会社村田制作所 固体电解电容器及其制造方法
US11257629B2 (en) 2018-02-12 2022-02-22 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor for a tantalum embedded microchip
WO2019239937A1 (ja) 2018-06-11 2019-12-19 株式会社村田製作所 コンデンサアレイ、複合電子部品、コンデンサアレイの製造方法、及び、複合電子部品の製造方法
US11222754B2 (en) 2018-11-19 2022-01-11 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor for a tantalum embedded microchip
JP7375710B2 (ja) * 2019-09-09 2023-11-08 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ、及び、固体電解コンデンサの製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3469294A (en) * 1965-09-30 1969-09-30 Chisayo Hayashi Method of making solid state electrolytic capacitors
US3889357A (en) * 1973-07-05 1975-06-17 Sprague Electric Co Screen printed solid electrolytic capacitor
NL7413380A (nl) * 1974-10-11 1976-04-13 Philips Nv Werkwijze voor het vervaardigen van vaste-stof- -condensatoren.
US4599788A (en) * 1984-07-13 1986-07-15 Sprague Electric Company Solid electrolytic capacitor manufacture
JPH0614465Y2 (ja) * 1988-02-23 1994-04-13 日通工株式会社 固体電解コンデンサ
JPH02194518A (ja) * 1989-01-23 1990-08-01 Nichicon Corp 固体電解コンデンサの製造方法
US6214060B1 (en) * 1997-12-09 2001-04-10 Rohm Co., Ltd. Process of making a capacitor element for a solid electrolytic capacitor
EP1100295B1 (en) * 1999-11-12 2012-03-28 Panasonic Corporation Capacitor-mounted metal foil and a method for producing the same, and a circuit board and a method for producing the same
JP2001185460A (ja) * 1999-12-27 2001-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体電解コンデンサおよびその製造方法並びに回路基板
JP4810772B2 (ja) * 2001-07-31 2011-11-09 パナソニック株式会社 回路モジュール
US6985349B2 (en) * 2001-12-13 2006-01-10 Harris Corporation Electronic module including a low temperature co-fired ceramic (LTCC) substrate with a capacitive structure embedded therein and related methods
JP4142878B2 (ja) * 2002-02-22 2008-09-03 Necトーキン株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
DE60335074D1 (de) * 2002-12-27 2011-01-05 Panasonic Corp Kondensator und Verfahren zu dessen Herstellung, und Leiterplatte mit einem eingebauten Kondensator und Verfahren zu deren Herstellung
JP2004241455A (ja) * 2003-02-04 2004-08-26 Nec Tokin Corp 固体電解コンデンサ用陽極体とその製造方法及びこれを用いた固体電解コンデンサ
JP2006040938A (ja) 2004-07-22 2006-02-09 Nec Tokin Corp 固体電解コンデンサ、それを用いた積層コンデンサおよびその製造方法
JP2006147606A (ja) 2004-11-16 2006-06-08 Nec Toppan Circuit Solutions Inc シート状コンデンサとその製造方法
JP2006237520A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Nec Tokin Corp 薄型多端子コンデンサおよびその製造方法
JP4596939B2 (ja) * 2005-03-07 2010-12-15 日本カーリット株式会社 三端子型固体電解コンデンサ素子の製造方法
JP5029937B2 (ja) 2005-09-27 2012-09-19 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2130208B1 (en) 2013-02-13
CN101627449A (zh) 2010-01-13
JP2013243392A (ja) 2013-12-05
WO2008109283A1 (en) 2008-09-12
JP5714064B2 (ja) 2015-05-07
EP2130208A4 (en) 2010-05-05
US7745281B2 (en) 2010-06-29
JP2010520647A (ja) 2010-06-10
US20080216296A1 (en) 2008-09-11
EP2130208A1 (en) 2009-12-09
JP5366836B2 (ja) 2013-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101627449B (zh) 可嵌入到基板中的薄固态电解电容器
CN101983409B (zh) 具有牺牲导线构造的电容器及制造该电容器的改进方法
US9704653B2 (en) Photovoltaic cell
CN1030359C (zh) 固体电容器的成批生产方法及其制成的电容器
CN105931839B (zh) 陶瓷电子组件及其制造方法
CN1155025C (zh) 片状电子元件及其制造方法
CN1399782A (zh) 改进的导电聚合物器件及其加工方法
CN1577662A (zh) 固体电解电容器及其制造方法
CN1462047A (zh) 固体电解电容器及其制造方法
TW202109576A (zh) 具有開路模式電極配置及可撓性端接之多層電容
CN1381061A (zh) 电容器
CN102105955A (zh) 具有嵌入式图案化电容的基板
CN1862727A (zh) 可易于降低esl的固体电解电容器
CN1479330A (zh) 固体电解电容器及其制造方法
KR20210033412A (ko) 배선 기판의 제조 방법 및 배선 기판
AU2009250946B2 (en) Photovoltaic cell
CN1499550A (zh) 固体电解电容器及其制造方法
CN1282207C (zh) 复合电子器件
US7508652B2 (en) Solid electrolytic capacitor and method of making same
US7833292B2 (en) Channel method for forming a capacitor
JPH11274002A (ja) チップ型積層固体電解コンデンサ
CN112153824A (zh) 一种具有厚铜结构的陶瓷电路板及其制作方法
JPH11274003A (ja) チップ型積層固体電解コンデンサ
CN1217629A (zh) 双面导电金属箔型电路板的制造方法及其产品
CN101369575B (zh) 一种片式二极管及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: South Carolina

Co-patentee after: MOTOROLA SOLUTIONS, Inc.

Patentee after: KEMET ELECTRONICS Corp.

Address before: South Carolina

Co-patentee before: Motorola, Inc.

Patentee before: Kemet Electronics Corp.

ASS Succession or assignment of patent right

Free format text: FORMER OWNER: MOTOROLA SOLUTIONS

Effective date: 20120509

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20120509

Address after: South Carolina

Patentee after: KEMET ELECTRONICS Corp.

Address before: South Carolina

Co-patentee before: MOTOROLA SOLUTIONS, Inc.

Patentee before: Kemet Electronics Corp.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110209

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee