DE102008028693A1

DE102008028693A1 - Metallkondensator und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102008028693A1
Application number: DE102008028693A
Authority: DE
Inventors: Young Joo Oh
Original assignee: Individual
Current assignee: Korea Jcc Co Ltd Cheongju-Si Kr; Samwha Electric Co Ltd Cheongju-Si Kr
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2028-06-18
Also published as: US8203823B2; DE102008028693B4; TW200931459A; JP2009170861A; TWI419187B; US20090180239A1

Abstract

Es wird ein Metallkondensator, bei dem die elektrische Leitfähigkeit signifikant verbessert ist, geliefert. Der Metallkondensator umfasst ein Metallelement 11, das eine Vielzahl von Vertiefungen 11a aufweist, einen Metalloxidfilm 12, der auf dem Metallelement 11 ausgebildet ist, ein Dichtungselektrodenelement 13, das auf dem Metealloxidfilm 12 ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen 11a zu füllen, und eine Isolierschicht 14, die auf dem Dichtungselektrodenelement 13 und dem Metalloxidfilm 12 ausgebildet ist, um das Metallelement 12 und das Dichtungselektrodenelement 13 zu isolieren

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Metallkondensator und ein Verfahren zu dessen Herstellung und insbesondere auf einen Metallkondensator, bei dem die elektrische Leitfähigkeit signifikant verbessert ist.
2. Hintergrund
Ein Aluminiumelektrolytkondensator wird verwendet, um eine Leistungsabgabe von einer Leistungsschaltung auf einen vorbestimmten Wert zu glätten oder er wird als eine Umgehung für niedere Frequenzen verwendet. Nachfolgend wird ein Verfahren für die Herstellung des Aluminiumelektrolytkondensators kurz beschrieben.
Ein Ätzverfahren zum Ätzen der Oberfläche einer Aluminiumfolie wird ausgeführt, um ein Oberflächengebiet der Aluminiumfolie zu vergrößern und dadurch die elektrische Kapazität zu erhöhen. Wenn das Ätzverfahren abgeschlossen ist, wird ein Formungsverfahren des Ausbildens einer dielektrischen Substanz auf der Aluminiumfolie ausgeführt. Wenn Kathoden- und Anodenfolien durch das Ätzverfahren und das Formungsverfahren hergestellt worden sind, wird ein Schneideverfahren zum Schneiden der hergestellten Aluminiumfolie und eines Trennstücks (Separators) auf die Länge einer gewünschten Breite auf der Basis der Länge eines Produkts ausgeführt. Wenn das Schneideverfahren beendet ist, wird ein Heftverfahren (stitching process) für das Anfügen einer Aluminiumanschlussfläche, die einen Leitungsanschluss darstellt, bei der Aluminiumfolie ausgeführt.
Wenn das Schneiden der Aluminiumfolie und des Trennstücks beendet ist, wird ein Wickelverfahren der Anordnung des Trennstücks zwischen der Anodenaluminiumfolie und der Kathodenaluminiumfolie und dem anschließenden Wickeln der Aluminiumfolien zu einer zylindrischen Form und das Anbringen eines Bandes daran, damit sich diese nicht abwickeln, ausgeführt. Wenn das Wickelverfahren abgeschlossen ist, wird ein Imprägnierverfahren des Einschiebens der gewickelten Vorrichtung in ein Aluminiumgehäuse und des Injizierens eines Elektrolyten ausgeführt. Wenn das Injizieren des Elektrolyten beendet ist, wird ein Aushärtungsverfahren des Abdichtens des Aluminiumgehäuses unter Verwendung eines Dichtungsmaterials ausgeführt. Wenn das Aushärtungsverfahren beendet ist, wird ein Alterungsverfahren zum Beseitigen einer Beschädigung der dielektrischen Substanz ausgeführt. Damit ist der Zusammenbau des Aluminiumelektrolytkondensators beendet.
Durch die aktuelle Entwicklung bei der Digitalisierung und der Dünnheit von elektronischen Vorrichtungen gibt es beim Verwenden des konventionellen Aluminiumelektrolytkondensators einige der folgenden Probleme.
Da der Aluminiumelektrolytkondensator das Elektrolyt verwendet, ist die elektrische Leitfähigkeit verhältnismäßig niedrig, und somit wird die Lebensdauer des Aluminiumelektrolytkondensators im Hochfrequenzbereich reduziert. Es gibt auch einige Einschränkungen bei der Verbesserung der Zuverlässigkeit, des Hochfrequenzverhaltens, eines niedrigen Ersatzserienwiderstands (ESR) und der Impedanz. Auch gibt es durch eine vergleichsweise hohe Wellenpyrexie einige Einschränkungen bei der Stabilität und bei Umgebungen, wie Rauch und Feuer.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde erdacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und somit einen Metallkondensator, bei dem durch das Verwenden eines Metallmaterials für einen Elektrolyten die elektrische Leitfähigkeit um das ungefähr 10.000 bis 1.000.000-fache im Vergleich zur Verwendung eines konventionellen Elektrolyten oder eines organi schen Halbleiters verbessert ist, einen mehrlagigen Metallkondensator, der den Metallkondensator verwendet und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu liefern.
Die vorliegende Erfindung liefert auch einen Metallkondensator, der durch die Verwendung eines Metallmaterials für einen Elektrolyten die Miniaturisierung verbessert, einen niedrigen Ersatzserienwiderstand (ESR) liefert, eine Reduktion in der Welligkeitspyrexie aufweist, eine lange Lebensdauer und eine Hitzefestigkeit besitzt, der in der Umgebung nicht raucht, nicht brennt, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Metallkondensator geliefert, umfassend: ein Metallelement, das eine Vielzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche aufweist; ein Metalloxidfilm, der auf dem Metallelement ausgebildet ist; eine Isolierschicht, die auf dem Metalloxidfilm ausgebildet ist, um das Metallelement und das Dichtungselektrodenelement zu isolieren; und ein Dichtungselektrodenelement, das auf dem Metalloxidfilm ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen zu füllen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Metallkondensators geliefert, wobei das Verfahren umfasst: Maskieren einer anderen Oberfläche eines Metallelements unter Verwendung eines Harzfilms; Ausbilden einer Vielzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche des Metallelements unter Verwendung einer Gleichstromätzung (DC), wenn die andere Oberfläche des Metallelements maskiert ist; Ausbilden eines Metalloxidfilms auf dem Metallelement unter Verwendung einer Anodisierungsweise, wenn die Vielzahl der Vertiefungen auf dem Metallelement ausgebildet ist; Ausbilden einer Isolierschicht auf dem Dichtungselektrodenelement und dem Metalloxidfilm unter Verwendung einer chemischen Abscheidung aus der Dampfphase (CVD); und Ausbilden eines Dichtungselektrodenelements, um die Vielzahl der Vertiefungen zu füllen, die auf dem Metallelement ausgebildet sind, durch die Verwendung einer chemischen Beschichtung oder einer Elektroplattierung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Ausführungsformen werden im Detail unter Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, bei denen gleiche Bezugszahlen sich auf gleiche Elemente beziehen.
Die 1A bis 1E zeigen einen Metallkondensator gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Die 2A bis 2C zeigen eine andere Ausführungsform des in 1A gezeigten Metallkondensators;
Die 3A bis 3C zeigen eine nochmals andere Ausführungsform des in 1A gezeigten Metallkondensators;
Die 4A bis 4D zeigen einen Metallkondensator gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Die 5A bis 5D zeigen einen Metallkondensator gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
(Erste Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine Konfiguration eines Metallkondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1A ist eine Aufsicht auf den Metallkondensator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1B bis 1E sind Schnittansichten entlang der Linie A1–A2 des in 1A gezeigten Metallkondensators.
Wie in den 1A bis 1E gezeigt ist, umfasst ein Metallkondensator 10 ein Metallelement 11, einen Metalloxidfilm 12, ein Dichtungselektrodenelement 13 und eine Isolierschicht 14. Nachfolgend wird eine Konfiguration davon beschrieben.
Das Metallelement 11 umfasst eine Vielzahl von Vertiefungen 11a auf seiner Oberfläche. Der Metalloxidfilm 12 ist auf dem Metallelement 11 ausgebildet. Das Dichtungselektrodenelement 13 ist auf dem Metalloxidfilm ausgebildet, um die Vielzahl der Vertiefungen zu füllen. Die Isolierschicht 14 ist auf dem Metalloxidfilm 12 ausgebildet, um das Metallelement 11 und das Dichtungselektrodenelement 13 zu isolieren. Die Isolierschicht 14 kann nach dem Ausbilden des Dichtungselektrodenelements 13 ausgebildet werden. Dann wird die Isolierschicht 15 auf einem Metalloxidfilm 12 und/oder dem Dichtungselektrodenelement 13 ausgebildet.
Nachfolgend wird jede Konfiguration des Metallkondensators 10 gemäß der ersten Ausführungsform weiter im Detail beschrieben.
Das Metallelement 11 ist als Folie oder in einer planaren Form ausgebildet und verwendet Aluminium (Al), Niob (Nb), Tantal (Ta), Zirkonium (Zr) oder Titan (Ti). Der Metalloxidfilm 12 wird auf der gesamte Oberfläche des Metallelements 11 ausgebildet, wie das in den 1C bis 1D gezeigt ist, oder er wird auf einer Oberfläche ausgebildet, wo die Vielzahl der Vertiefungen ausgebildet ist, wie das in 1E gezeigt ist. Der Metalloxidfilm 12 verwendet Aluminiumoxid (Al₂O₃), Niobpentoxid (Nb₂O₅), Niobmonoxid (NbO), Tantalpentoxid (Ta₂O₅), Zirkoniumdioxid (ZrO₂) oder Titandioxid (TiO₂).
Das Dichtungselektrodenelement 13 kann Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag), Nickel (Ni), Zinn (Sn), Indium (In), Palladium (Pd), Platin (Pt), Kobalt (Co), Ruthenium (Ru) oder Gold (Au) verwenden. Es werden ferner eine Vielzahl erster externer Elektroden 21, wie das in 1D gezeigt ist, oder eine Vielzahl zweiter externer Elektroden 22, wie das in 1E gezeigt ist, vorgesehen, damit sie mit dem Metallelement 11 und dem Dichtungselektrodenelement 13 verbunden werden. Die Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 kann mit dem Metallelement 11 beziehungsweise dem Dichtungselektrodenelement 13 verbunden werden, um somit den Metallkondensator 10 unabhängig von der Polarität zu verwenden. Eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 ist eine Anodenelektrode, und die andere ist eine Kathodenelektrode, was sich von der Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 unterscheidet. Die Vielzahl der zweiten externen Elektroden ist mit dem Metallelement 11 beziehungsweise dem Dichtungselektrodenelement 13 verbunden, um es somit dem Metallkondensator zu ermöglichen, dass er eine Polarität aufweist. Insbesondere ist, wenn die zweite externe Elektrode 22, die mit dem Metallelement 11 oder dem Dichtungselektrodenelement 13 verbunden ist, die Anodenelektrode ist, die andere zweite externe Elektrode die Kathodenelektrode. Im Gegensatz dazu ist, wenn die zweite externe Elektrode 22, die mit dem Metallelement 11 oder dem Dichtungselektrodenelement 13 verbunden ist, die Kathodenelektrode ist, die andere zweite externe Elektrode 22 die Anodenelektrode.
Wie in 1D gezeigt ist, ist eine Saatelektrodenschicht 15 zwischen dem Metalloxidfilm 12 und dem Dichtungselektrodenelement 13 angeordnet, um das Dichtungselektrodenelement 13 in der Vielzahl der Vertiefungen 11a des Metallelements 11 auszubilden. Die Saatelektrodenschicht 15 verwendet Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag), Nickel (Ni), Zinn (Sn), Indium (In), Palladium (Pd), Platin (Pt), Kobalt (Co), Ruthenium (Ru) oder Gold (Au). Die Saatelektrodenschicht 15 ist vorgesehen, damit das Dichtungselektrodenelement 13 leicht in die Vielzahl der Vertiefungen 11a des Metallelements 11 gefüllt werden kann und ein strengeres Anhaften am Metalloxidfilm 12 aufweist.
Die Isolierschicht 14 ist auf dem Metalloxidfilm 12 und dem Dichtungselektrodenelement 13 ausgebildet, um die Seite des Dichtungselektrodenelements 13 zu umgeben, um somit das Metallelement 11 und das Dichtungselektrodenelement 13 zu isolieren. Das Formungselement 31 ist vorgesehen, um das Metallelement 11 unter Verwendung eine Formungsmaterials, wie einer Epoxydharzformungsverbindung (EMC), abzudichten. Wenn das Metallelement 11 geformt wird, formt das Formungselement 31 das Metallelement 11 in eine planare oder eine zylindrische Form. Wenn das Metallelement 11 in die planare Form geformt wird, montiert das Formungselement das Metallelement 11 oder einen Chip in einem Oberflächenmontagetyp. Wenn das Metallelement 11 in die zylindrische Form geformt wird, formt und wickelt das Formungselement 31 das zu montierende Metallelement in Form eines Leitertyps.
Nachfolgend wird eine andere Ausführungsform des in den 1A bis 1E gezeigten Metallkondensators 10 unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Die 2A bis 2C zeigen eine andere Ausführungsform des in 1A gezeigten Metallkondensators. 2A ist eine Aufsicht auf den Metallkondensator. Die 2B und 2C sind Schnittansichten entlang der Linie B1-B2 des in 2A gezeigten Metallkondensators.
Wie in den 2A bis 2C gezeigt ist, kann gemäß der anderen Ausführungsform des Metallkondensators 10 die Vielzahl der Vertiefungen 11a, die auf dem Metallelement 11 ausgebildet sind, in die Form eines Polygons, wie eines Quadrats oder eines Kreises, wie in 1A gezeigt ist, gebracht werden. Das Metallelement 11, das eine Vielzahl von quadratischen Vertiefungen 11b einschließt, kann einen Elektrodenrückzugsteil (electrode withdrawing portion) m einschließen, wie das in den 2B und 2C gezeigt ist. Der Elektrodenrückzugsteil m wird durch das Erweitern des Metallelements 11 um den Elektrodenrückzugsteil m ausgebildet. Der Elektrodenrückzugsteil m ist vorgesehen, um die erste externe Elektrode 21 oder die zweite externe Elektrode mit dem Metallelement 11 leichter zu verbinden. Das Metallelement 11, das mit dem Elektrodenrückzugsteil m ausgebildet ist, ist auf der gesamte Oberfläche des Metalloxidfilms 12 ausgebildet, oder es ist auf einer Oberfläche ausgebildet, wo die Vielzahl der quadratischen Vertiefungen 11b ausgebildet ist.
Nachfolgend wird eine nochmals andere Ausführungsform des in den 1A bis 1E gezeigten Metallkondensators 10 unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Die 3A bis 3C zeigen eine nochmals andere Ausführungsform des in 1A gezeigten Metallkondensators 10. 3A ist eine Aufsicht auf den Metallkondensator. Die 3B und 3C sind Schnittansichten entlang der Linie C1-C2 des in 3A gezeigten Metallkondensators.
Wie in den 3A bis 3C gezeigt ist, kann gemäß einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Vielzahl der Vertiefungen 11a, die auf dem Metallelement 11 ausgebildet sind, in der Form eines Polygons, wie eines Sechsecks oder eines Kreises, in 1A gezeigt, ausgebildet sein. Das Metallelement 11, das eine Vielzahl von sechseckigen Vertiefungen 11 einschließt, kann mindestens einen Elektrodenrückzugsteil einschließen, wie das in den 3B und 3C gezeigt ist. In den 3B und 3C umfasst das Metallelement 11 zwei Elektrodenrückzugsteile m. Die erste externe Elektrode 21 oder die zweite externe Elektrode können mit jedem der Elektrodenrückzugsteile m verbunden sein, um somit den Metallkondensator, der zwei Anschlüsse oder drei Anschlüsse besitzt, zu konstruieren. Der Metalloxidfilm 12, der auf dem Metallelement 11 ausgebildet ist, wo mindestens ein Elektrodenrückzugsteil m ausgebildet ist, um den Metallkondensator 11, der zwei oder drei Anschlüsse aufweist, zu konstruieren, umfasst den Elektrodenrückzugsteil m und ist auf der gesamte Oberfläche oder auf einer Oberfläche ausgebildet, wo die Vielzahl der polygonalen Vertiefungen 11c ausgebildet ist.
(Zweite Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine Konfiguration eines Metallkondensators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Die 4A bis 4D zeigen einen Metallkondensator gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in den 4A bis 4D gezeigt ist, sind Metallkondensatoren 110, 120, 130 und 140 gemäß der zweiten Ausführungsform als eine Vielzahl von einschichtigen Metallkapazitätselementen 10a konstruiert. Jedes aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a umfasst ein Metallelement 11, ein Metalloxidelement 12, ein Dichtungselektrodenelement 13 und ein Isolationselement 14. Deren Konfigurationen sind dieselben wie die des Metallelements 11, des Metalloxidfilms 12, des Dichtungselektrodenelements 13 und der Isolationsschicht 14 gemäß der ersten in den 1A bis 1E gezeigten Ausführungsform. Somit werden weitere detaillierte Beschreibungen hier weggelassen.
Die Metallkondensatoren 110, 120, 130 und 140, die als die Vielzahl eines einschichtigen Metallkapazitätselements 10a gemäß der zweiten Ausführungsform konstruiert sind, werden unter Bezug auf die 4A bis 4D der Reihe nach beschrieben.
Wie in 4A gezeigt ist, umfasst der Metallkondensator 110 gemäß der zweiten Ausführungsform die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a und eine Vielzahl von externen Elektroden 21.
Jedes einschichtige Metallkapazitätselement 10a umfasst das Metallelement 11, den Metalloxidfilm 12, das Dichtungselektrodenelement 13 und die Isolierschicht 14. Die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a ist parallel vorgesehen, um mit dem Dichtungselektrodenelement 13 kontaktiert zu werden. Der Metalloxidfilm 12 von jedem aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a ist auf der gesamten Oberfläche des Metallelements 11 ausgebildet. Wie in 4A gezeigt ist, ist die Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 mit der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a verbunden, um es zu ermöglichen, dass der Metallkondensator 110 unabhängig von einer Polarität verwendet werden kann.
Der Metallkondensator 110, bei dem eine Vielzahl von einschichtigen Metallkapazitätselementen 10a parallel vorgesehen ist, ist mit der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 verbunden, was durch die gestrichelten Linien in 4A dargestellt ist. Eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 ist eine Anodenelektrode, und die andere ist eine Kathodenelektrode. Die Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 ist mit dem Metallkondensator verbunden, um dem Metallkondensator 110 die Polarität zu geben. Eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 ist mit dem Metallelement 11 jedes einschichtigen Metallkapazitätselements 10a verbunden, und die andere ist mit dem kontaktierenden Dichtungselektrodenelement 13 verbunden.
Ein leitendes Klebeelement 16 ist weiter zwischen der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a angeordnet, um die Klebefähigkeit zu verbessern. Das leitende Klebeelement 16 verwendet Kleber wie ein leitende Lötpaste und dergleichen. Die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a umfasst weiter ein Formungselement 31. Das Formungselement 31 formt die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a in eine planare Form oder eine zylindrische Form. Wenn das Metallelement 11 in die zylindrische Form geformt wird, wickelt und formt das Formungselement 31 die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a.
Wie in 4B gezeigt ist, umfasst der Metallkondensator 120 gemäß der zweiten Ausführungsform die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a und eine Vielzahl erster externer Elektroden 21. Der in 4B gezeigten Metallkondensator 120 weist dieselbe Konfiguration wie der in 4A gezeigte Metallkondensator 110 auf, und somit wird eine weitere detaillierte Beschreibung hier weggelassen. Der Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a parallel vorgesehen ist, um die Metallelemente 11 in Kontakt miteinander zu bringen. Da die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a parallel vorgesehen ist, um zu bewirken, dass sich die Metallelemente 11 kontaktieren, ist die Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 mit dem Dichtungselektrodenelement 13 jedes einschichtigen Metallkapazitätselements 10a verbunden. Auch wird, wenn die Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 verbunden wird, eine davon mit dem Dichtungselektrodenelement 13 des einschichtigen Metallkapazitätselements 10a verbunden, und eine andere davon wird mit dem kontaktierenden Metallelement 11 verbunden.
Wie in 4C gezeigt ist, umfasst der Metallkondensator 130 gemäß der zweiten Ausführungsform eine Vielzahl von ersten parallelen mehrschichtigen Körpern 110a, eine Vielzahl von zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körpern 120a und eine Vielzahl von zweiten externen Elektroden 21.
Die Vielzahl der ersten parallelen, mehrschichtigen Körper 110a ist parallel vorgesehen, so dass unter der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a das Dichtungselektrodenelement 13 eines ungeradzahligen einschichtigen Metallkapazitätselements 10a in Kontakt mit dem Dichtungselektrodenelement 13 eines ungeradzahligen einschichtigen Metallkapazitätselements 10a kommen kann. Die Vielzahl der zweiten parallelen mehrschichtigen Körper 120a ist parallel vorgesehen, so dass unter die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a das Metallelement 11 des ungeradzahligen einschichten Metallkapazitätselements 10a mit dem Metallelement 11 des geradzahligen, einschichtigen Metallkapazitätselements 10a in Kontakt treten kann.
Die Vielzahl der ersten, parallelen, mehrschichtigen Körper 110a und die Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper 120a, die in obiger Weise konstruiert sind, sind in Serie/parallel vorgesehen, so dass das Metallelement 11 des geradzahligen, einschichtigen Metallkapazitätselements 10a des ersten, parallelen, mehrschichtigen Körpers 110a mit dem Dichtungselektrodenelement 13 des ungeradzahligen, einschichten Metallkapazitätselements 10a des zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körpers 120a in Kontakt treten kann. Insbesondere wird, wenn die Vielzahl der ersten, parallelen, mehrschichtigen Körper 110a und die Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper 120a parallel vorgesehen sind, der Metallkondensator 130 in Serie/parallel vorgesehen, indem sequentiell in Serie der erste, parallele, mehrschichtige Körper 110a und der zweite, parallele, mehrschichtige Körper 120a vorgesehen werden.
Die Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 ist mit dem Metallelement 11 des ungeradzahligen, einschichtigen, Metallkapazitätselements 10a eines zuerst lokalisierten ersten parallelen mehrschichtigen Körpers 110a unter der Vielzahl der ersten, parallelen, mehrschichtigen Körper 110a verbunden, und das Metallelement 11 des geradzahligen, einschichtigen Metallkapazitätselements 10a eines zuletzt lokalisierten zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körpers 120a unter der Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper 120a verbunden. Die Ausdrücke "ungeradzahlig", "geradzahlig", "erste" und "letzte" sind auf der Basis des ersten, parallelen, mehrschichtigen Körpers 110a, der an untersten Stelle angeordnet ist, wie das in 4C gezeigt ist, definiert. Beispielsweise wird angenommen, dass wenn der erste, parallele, mehrschichtige Körper 110a, der an unterster Stelle angeordnet ist, wie das in 4C gezeigt ist, einen ersten Ort darstellt, das einschichtige Metallkapazitätselement 10a, das an einem unteren Platz des sich an erster Stelle befindlichen, parallelen, mehrschichtigen Körpers 110a angeordnet ist, an einem ungeradzahligen Ort angeordnet ist.
Die Vielzahl der ersten, parallelen, mehrschichtigen Körper 110a und die Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper 120a, die mit der Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 verbunden sind, sind mit der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 verbunden, wie das durch gestrichelte Linien dargestellt ist, wie das in 4C gezeigt ist. Eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 ist eine Anodenelektrode und die andere ist eine Kathodenelektrode. Eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 ist mit dem Metallelement 11 von jedem aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a der Vielzahl der ersten parallelen, mehrschichtigen Körper 11a verbunden, und die andere ist mit dem kontaktierenden Dichtungselektrodenelement 13 verbunden. Die Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper 120a, die mit der Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 verbunden ist, ist mit der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 verbunden, was durch die gestrichelten Linien, die in 4D gezeigt sind, dargestellt ist. Eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 ist mit dem Dichtungselektrodenelement 13 von jedem aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a der Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrsichtigen Körper 120a verbunden, und die andere ist mit dem kontaktierenden Metallelement 11 verbunden.
Da die Vielzahl der ersten parallelen, mehrschichtigen Körper 110a und die Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper 120a mit der Vielzahl der zweiten, externen Elektroden 22 verbunden sind, kann der in 4C gezeigte Metallkondensator 130 konstruiert sein, um die Vielzahl der ersten, parallelen, mehrschichtigen Körper 110a oder die Vielzahl der zweiten, parallelen mehrschichtigen Körper 120a als eine einzelne Kondensatorvorrichtung anzuwenden. Der Metallkondensator 130 umfasst weiter ein leitendes Klebeelement 16, das zwischen jedem aus der Vielzahl der ersten parallelen, mehrschichtigen Körper 110a und jedem aus der Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper 120a angeordnet ist. Bei der Vielzahl der ersten, parallelen, mehrschichtigen Körper 110a und der Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper 120a, die weiter das leitende Klebeelement 16 einschließen, ist der Metalloxidfilm 12 jedes einschichtigen Metallkapazitätselements 10a auf der gesamten Oberfläche des Metallelements 11 ausgebildet.
Wie in 4D gezeigt ist, umfasst der Metallkondensator gemäß einer nochmals anderen Ausführungsform der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a und die Vielzahl der ersten, externen Elektroden 21.
Wie in 4D gezeigt ist, ist die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a in Serie vorgesehen, um zu bewirken, dass jedes Metallelement 11 einen Kontakt mit dem Dichtungselektrodenelement 13 ausbildet. Die Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 ist mit den Metallelementen 11 der ersten und der letzten, einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a unter der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a verbunden.
Die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a, die mit der Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 verbunden sind, ist mit der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 verbunden, wobei eine davon eine Anodenelektrode und die andere davon eine Kathodenelektrode ist. Eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 ist mit dem Metallelement 11 des ersten einschichtigen Metallkapazitätselements 10a unter der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a verbunden, und das andere davon ist mit dem Dichtungselektrodenelement 13 des letzten einschichtigen Metallkapazitätselements 10a verbunden. Wie oben beschrieben wurde, wird der Metalloxidfilm 12 von jedem aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a, die den Metallkondensator 140 bilden, bei dem die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a in Serie vorgesehen ist, auf der gesamten Oberfläche des Metallelements 11 ausgebildet.
(Dritte Ausführungsform)
Die 5A bis 5D zeigen einen Metallkondensator gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Metallkondensatoren 210, 220, 230 und 240, wie sie in den 5A bis 5D gezeigt sind, weisen dieselbe Konfiguration wie der Metallkondensator 110, 120, 130 und 140 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in den 4A bis 4D gezeigt ist, auf. Insbesondere ist der in 5C gezeigte Metallkondensator 230 durch das Vorsehen einer Vielzahl von ersten, parallelen, mehrschichtigen Körpern 210a und einer Vielzahl von zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körpern 220a in Serie, wie die Vielzahl der ersten, parallelen, mehrschichtigen Körper 110a und die Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper, die in 4C gezeigt sind, konstruiert.
Der Metalloxidfilm 12 jedes einzelnen Metallkapazitätselements 10, das die Metallkondensatoren 210, 220, 230 und 240 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, das dieselbe Konfiguration wie die Metallkondensatoren 110, 120, 130 und 140 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat, wird auf eine andere Weise aus dem Metalloxidfilm 12 jedes einzelnen Metallkapazitätselements 10a der Metallkondensatoren 110, 120, 130 und 140 gemäß der zweiten in den 4A bis 4D gezeigten Ausführungsform ausgebildet. Insbesondere bilden, wie das in den 4A bis 4D gezeigt ist, die Metallkondensatoren 110, 120, 130 und 140 den Metalloxidfilm 12 auf der gesamten Oberfläche des Metallelements. Andererseits bilden, wie das in den 5A bis 5D gezeigt ist, die Metallkondensatoren 210, 220, 230 und 240 den Metalloxidfilm 12 auf einer Oberfläche des Metallelements 11, wo die Vielzahl der Vertiefungen 11a ausgebildet ist.
Da der Metalloxidfilm 12 auf einer Oberfläche des Metallelements 11 ausgebildet ist, wo die Vielzahl der Vertiefungen 11a ausgebildet ist, können die Metallkondensatoren 210, 220, 230 und 240 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Rauschkomponenten, wie eine parasitäre Kapazität und dergleichen, die durch den Metalloxidfilm 12 verursacht werden, reduziert, wenn die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente 10a vorgesehen wird.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung eines Metallkondensators gemäß der vorliegenden Erfindung, der in obiger Weise konstruiert, ist, unter Bezug auf die 1A bis 1E beschrieben.
Eine andere Oberfläche des Metallelements 11 wird unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Harzfilms maskiert, um eine Vielzahl von Vertiefungen 11a auszubilden, indem nur eine Oberfläche des Metallelements 11 geätzt wird. Zusätzlich zu einem Schema des Befestigens eines auf Harz basierenden Films auf der anderen Oberfläche des Metallelements 11 und dadurch die Maskierung, verwendet das Maskierverfahren ein Schema des Anwendens eines Photoresists und eines Trägers, um die andere Oberfläche des Metallelements zu maskieren. Wenn der Elektrodenrückzugsteil m auf dem Metallelement 11, wie er in den 2B oder 3B gezeigt ist, während des Verfahrens des Maskierens der anderen Oberfläche des Metallelements 11 gebildet wird, wird nur eine Oberfläche des Metallelements 11, die dem Elektrodenrückzugsteil m entspricht, maskiert.
Wenn die andere Oberfläche des Metallelements 11 maskiert wird, wird die Vielzahl der Vertiefungen 11a ausgebildet, um auf einer Oberfläche des Metallelements 11 angeordnet zu werden, unter Verwendung einer Gleichstromätzung (DC), wie das in 1B gezeigt ist. Hier sprüht die DC-Ätzung isolierende, auf Öl basierende Tinte (nicht gezeigt) auf die Oberfläche einer zu ätzenden Aluminiumfolie. In diesem Fall kann eine Tintensprühregion unter Verwendung eines Siebdrucks begrenzt werden, um somit einen Belichtungsteil sicher zu stellen. Die DC-Ätzung trocknet die Aluminiumfolie, die mit der isolierenden, auf Öl basierenden Tinte besprüht ist, bei einer Temperatur von ungefähr 50°C bis 200°C, erzeugt einen anodisierenden Film in der wässrigen Lösung eines Amoniumadipats von 15% bei 10 bis 20 V bei einer Temperatur von 70°C bis 90°C. Das DC-Ätzen platziert die Aluminiumfolie, die mit dem anodisierenden Film ausgebildet ist, in einem organischen Lösungsmittel, wie Äthanol, Azeton, Benzen und dergleichen, um dadurch die isolierende, auf Öl basierende Tinte zu entfernen, und dann wieder in einem deionisierten Wasser. Als nächstes wird die Aluminiumfolie geätzt.
Während des Ätzverfahrens unter Verwendung der DC-Ätzung wird die Vielzahl der Vertiefungen 11a in der Form eines Kreises, wie das in 1a gezeigt ist, ausgebildet, oder sie wird in der Form eines Polygons, wie als die quadratische Vertiefung 11b oder die sechseckige Vertiefung 11c ausgebildet, wie das in 2a oder 3a gezeigt ist. Wenn die Vielzahl der Vertiefungen 11a in verschiedenen Formen in zylindrischer Form ausgebildet wird, beträgt deren Durchmesser ungefähr 1 μm bis ungefähr 100 μm. Das Ätzschema verwendet ein Wechselstromätzen (AC) oder ein Nassätzen zusätzlich zum DC-Ätzen.
Wenn die Vielzahl der Vertiefungen 11a auf dem Metallelement 11 ausgebildet ist, wird der Metalloxidfilm 12 auf dem Metallelement 11 unter Verwendung eines Anodisierverfahrens ausgebildet. Das Verfahren zur Ausbildung des Metalloxidfilms 12 bildet den Metalloxidfilm 12 auf der gesamten Oberfläche des Metallelements 11 aus, wie das in den 1C, 2B oder 3B gezeigt ist, oder nur auf einer Oberfläche, wo die Vielzahl der Vertiefungen ausgebildet wird, wie das in 1E, 2C oder 3C gezeigt ist.
Das Anodisierverfahren entfernt ein Siedeverfahren, bildet eine erste Oxidation in einer wässrigen Lösung von Bor und Borsäureammonium mit 140 Volt und bildet eine Vielzahl von Oxidationen mit einer Änderung der Konzentration und der Spannung der wässrigen Lösung. Das Anodisierverfahren führt eine thermische Behandlung in der vorbestimmten Temperatur aus, um ein Reformierverfahren auszuführen. Auch bildet das Anodisierverfahren einen Metalloxidfilm mit einer verzögerten Erzeugung (restraining generation) eines Hydroxidfilms bis zum Maximum, durch das Erhöhen der ersten und der zweiten Stromdichte um das 1,5-fache bis dreifache. Das Anodisierverfahren kann eine Nebenproduktbehandlung ausführen, um das Nebenprodukt, das im Reformierverfahren erzeugt wird, zu entfernen und wei ter das Reformierverfahren und die thermische Behandlung je nach Anforderung eines Benutzers fortzusetzen. Auch setzt sich das Anodisierverfahren mit einem vorbestimmten Reinigungsverfahren fort, um die Borsäure oder die Phosphorsäure zu reinigen.
Wie in 1C gezeigt ist, wird die Isolierschicht 14 auf dem Metalloxidfilm 12 und/oder einem Dichtungselektrodenelement 13 unter Verwendung eines chemischen Abscheidens aus der Gasphase (CVD) ausgebildet, wie das in 1C gezeigt ist. Obwohl hier ein CVD verwendet wird, ist es möglich, ein Tauchverfahren unter Verwendung eines isolierenden Harzes oder einer isolierenden Tinte, ein Sprühverfahren unter Verwendung eines Tintenstrahldrucks oder eines Siebdrucks oder ein Stempelverfahren (stamping process) anzuwenden.
Ein Dichtungselektrodenelement 13 wird ausgebildet, um die Vielzahl der Vertiefungen 11a, die auf dem Metallelement 11 ausgebildet sind, über eine Vielzahl von Saatelektrodenschichten durch die Verwendung einer Elektroplattierung oder einem chemischen Beschichten zu füllen, wie das in 1D gezeigt ist. In der Saatelektrodenschicht findet eine vorbestimmte Menge von Schwefelsäurepalladium als Aktivator Anwendung. Auch wird ein Reinigungsverfahren ausgeführt, um den Aktivator zu entfernen, nachdem eine vorbestimmte Zeit vergangen ist.
Ein Verfahren zur Ausbildung der Saatelektrodenschicht 15, um das Dichtungselektrodenelement 13 leichter in die Vielzahl der Vertiefungen 11a zu füllen, wird weiter zwischen einem Verfahren zum Ausbilden des Dichtungselektrodenelements 13 und einem Verfahren zur Ausbildung des Metalloxidfilms 12 vorgesehen. Das Ausbilden der Saatelektrodenschicht 15 verwendet CVD, ein Metall-organisches CVD (MOCVD) oder eine Molekularstrahlepitaxie (MBE). Die Saatelektrodenschicht 15 kann jedoch in Abhängigkeit von den Anforderungen des Benutzers entfernt und nicht angewandt werden.
Die Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 wird mit dem Metallelement 11 oder dem Dichtungselektrodenelement 13 verbunden, wie das in 1D gezeigt ist. In diesem Verfahren wird die Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 mit der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 verbunden, wie das in 1E gezeigt ist. Die Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 wird mit dem Metallelement 11 beziehungsweise dem Dichtungs elektrodenelement 13 verbunden. Eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 ist eine Anodenelektrode und eine andere ist hier eine Kathodenelektrode. Wie in 1E gezeigt ist, wird weiter ein Verfahren des Ausbildens des leitenden Klebeelements 16, um die Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 oder die Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 leichter mit dem Metallelement 11 oder dem Dichtungselektrodenelement 13 zu verbinden, weiter zwischen dem Verfahren des Ausbildens einer solchen Elektrode und einem Verfahren zur Ausbildung der Isolierschicht 14 vorgesehen. Das Ausbilden des leitenden Klebeelements 16 verwendet Metallkleber, Lötpaste, ein chemisches Beschichten oder ein Elektroplattieren.
Wie in 1E gezeigt ist, wird, wenn die Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 oder die Vielzahl der zweiten externen Elektroden verbunden ist, das Metallelement 11 unter Verwendung eines Dichtungsteils abgedichtet, um die Vielzahl der ersten externen Elektroden 21 oder die Vielzahl der zweiten externen Elektroden 22 nach außen freizulegen. Das Verfahren zum Abdichten des Metallelements 11 unter Verwendung des Dichtungselements dichtet das Metallelement 11 unter Verwendung eines Formungsmaterials oder eines Abdeckungselements mit einer leeren Innenseite ab. Dadurch wird der Metallkondensator 10 hergestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die elektrische Leitfähigkeit um das ungefähr 10.000-fache bis zu 1.000.000-fache durch das Verwenden eines Metallmaterials für einen Elektrolyten zu verbessern, wenn man es vergleicht mit der Verwendung eines konventionellen Elektrolyten oder eines organischen Halbleiters. Da auch eine serielle Mehrfachschichtung möglich ist, wird eine hohe Spannung ermöglicht. Da die Polarität keine Richtungsgebundenheit aufweist, wird eine relativ höhere Sicherheit geboten. Auch ist es möglich, die Miniaturisierung zu verbessern, einen niedrigen Ersatzserienwiderstand (ESR) zu bieten, eine Reduktion einer Welligkeitspyrexie zu ermöglichen, eine lange Lebensdauer und eine Hitzefestigkeit zu gewährleisten und eine Rauchfestigkeit und eine Feuerfestigkeit zu erhalten.
Jede Bezugnahme in dieser Beschreibung auf "eine Ausführungsform", "Ausführungsform", "beispielhafte Ausführungsform" etc. bedeutet, dass ein spezielles Merkmal, eine spezielle Struktur oder eine Eigenschaft, die in Verbindung mit dieser Ausführungsform beschrieben ist, in mindestens eine Ausführungsform der Erfindung eingeschlossen ist. Das Auftauchen solcher Wendungen an verschiedenen Plätzen in der Beschreibung bezieht sich nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Weiter wird, wenn ein spezielles Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft in Verbindung mit irgend einer Ausführungsform beschrieben wird, angenommen, dass es im Können eines Fachmanns liegt, ein solches Merkmal, eine solche Struktur oder eine solche Eigenschaft in Verbindung mit anderen Ausführungsformen zu verwenden.
Obwohl Ausführungsformen unter Bezug auf eine Anzahl illustrierender Ausführungsformen beschrieben worden sind, sollte verständlich sein, dass viele andere Modifikationen und Ausführungsformen, die unter die Idee und den Umfang der Prinzipien dieser Offenbarung fallen, von Fachleuten ins Auge gefasst werden können. Insbesondere sind verschiedene Variationen und Modifikationen bei den Bauteilen und/oder Anordnungen der gegenständlichen Kombinationsanordnung innerhalb des Umfangs der Beschreibung, der Zeichnungen und der angefügten Ansprüche möglich. Zusätzlich zu Variationen und Modifikationen bei den Bauteilen und/oder Anordnungen werden für Fachleute alternative Verwendungsarten erkennbar sein.

Claims

Metallkondensator umfassend: ein Metallelement, das eine Vielzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche aufweist; einen Metalloxidfilm, der auf dem Metallelement ausgebildet ist; eine Isolierschicht, die auf dem Metalloxidfilm ausgebildet ist, um das Metallelement und das Dichtungselektrodenelement zu isolieren; und ein Dichtungselektrodenelement, das auf dem Metalloxidfilm ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen zu füllen.
Metallkondensator nach Anspruch 1, wobei das Metallelement als eine Folie oder in einer planaren Form ausgebildet ist und Aluminium (Al), Niobium (Nb), Tantal (Ta), Zirkonium (Zr) oder Titan (Ti) verwendet.
Metallkondensator nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl der Vertiefungen, die auf dem Metallelement ausgebildet ist, in Form eines Kreises oder eines Polygons ausgebildet ist, und der Durchmesser der Vertiefung ungefähr 1 μm bis ungefähr 100 μm beträgt.
Metallkondensator nach Anspruch 1, wobei das Metallelement weiter mindestens einen Elektrodenrückzugsteil einschließt.
Metallkondensator nach Anspruch 1, wobei der Metalloxidfilm auf der gesamte Oberfläche des Metallelements ausgebildet wird, oder auf einer Oberfläche, wo die Vielzahl der Vertiefungen ausgebildet ist, und der Metalloxidfilm Aluminiumoxid (Al₂O₃), Niobpentoxid (Nb₂O₅), Niobmonoxid (NbO), Tantalpentoxid (Ta₂O₅), Zirkoniumdioxid (ZrO₂) oder Titandioxid (TiO₂) verwendet.
Metallkondensator nach Anspruch 1, bei dem das Dichtungselektrodenelement Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag), Nickel (Ni), Zinn (Sn), Indium (In), Palladium (Pd), Platin (Pt), Kobalt (Co), Ruthenium (Ru) oder Gold (Au) verwendet.
Metallkondensator nach Anspruch 1, wobei der Metallkondensator weiter umfasst: eine Saatelektrodenschicht, die zwischen dem Metalloxidfilm und dem Dichtungselektrodenelement angeordnet ist, um das Dichtungselektrodenelement in die Vielzahl der Vertiefungen des Metallelements zu füllen und zu formen, wobei die Saatelektrodenschicht Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag), Nickel (Ni), Zinn (Sn), Indium (In), Palladium (Pd), Platin (Pt), Kobalt (Co), Ruthenium (Ru) oder Gold (Au) verwendet.
Metallkondensator nach Anspruch 1, wobei weiter eine Vielzahl von ersten externen Elektroden oder eine Vielzahl von zweiten externen Elektroden vorgesehen ist, um mit dem Metallelement und dem Dichtungselektrodenelement verbunden zu werden, und eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden eine Anodenelektrode ist, und eine andere eine Kathodenelektrode ist.
Metallkondensator nach Anspruch 1, wobei das Metallelement durch ein Formungselement abgedichtet wird, und das Formungselement das Metallelement in einer planaren Form oder einer zylindrischen Form formt, und wenn das Metallelement in die zylindrische Form geformt wird, das Formungselement das Metallelement wickelt und formt.
Metallkondensator umfassend: eine Vielzahl von einschichtigen Metallkapazitätselementen, wobei jedes ein Metallelement, das eine Vielzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche einschließt, einen Metalloxidfilm, der auf dem Metallelement ausgebildet wird, ein Dichtungselektrodenelement, das auf dem Metalloxidfilm geformt wird, um die Vielzahl der Vertiefungen zu füllen, und eine Isolierschicht, die auf dem Dichtungselektrodenelement und/oder dem Metalloxidfilm ausgebildet wird, umfasst, um das Metallelement und/oder das Dichtungselektrodenelement zu isolieren; und eine Vielzahl von ersten externen Elektroden, die jeweils mit dem Metallelement von jedem aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente verbunden sind; wobei jedes aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente parallel vorgesehen ist, um das Dichtungselektrodenelement zu kontaktieren.
Metallkondensator nach Anspruch 10, wobei der Metalloxidfilm von jedem aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente auf der gesamten Oberfläche des Metallelements ausgebildet ist, oder er auf einer Oberfläche, wo die Vielzahl der Vertiefungen ausgebildet ist, ausgeformt ist.
Metallkondensator nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente mit einer Vielzahl von zweiten externen Elektroden verbunden ist, von denen eine eine Anodenelektrode ist, und eine andere eine Kathodenelektrode ist, und eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden mit dem Metallelement von jedem aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente verbunden ist, und eine andere von diesen mit dem kontaktierenden Dichtungselektrodenelement verbunden ist.
Metallkondensator nach Anspruch 10, wobei ein leitendes Klebeelement weiter zwischen der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente angeordnet ist, um die Klebefähigkeit zu erhöhen.
Metallkondensator nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente weiter ein Formungselement umfasst, und das Formungselement die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente in eine planare Form oder eine zylindrische Form formt, und wenn das Metallelement in die zylindrische Form geformt wird, das Formungselement die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente wickelt und formt.
Metallkondensator umfassend: eine Vielzahl von einschichtigen Metallkapazitätselementen, wobei jedes ein Metallelement, das eine Vielzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche einschließt, einen Metalloxidfilm, der auf dem Metallelement ausgebildet ist, ein Dichtungselektrodenelement, das auf dem Metalloxidfilm ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen zu füllen, und eine Isolierschicht, die auf dem Dichtungselektrodenelement und/oder dem Metalloxidfilm ausgebildet ist, um das Metallelement und das Dichtungselektrodenelement zu isolieren, einschließt; und eine Vielzahl von ersten externen Elektroden, die jeweils mit dem Dichtungselektrodenelement von jedem aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente verbunden ist, wobei jedes aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente parallel vorgesehen ist, um das Metallelement zu kontaktieren.
Metallkondensator nach Anspruch 15, wobei die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente mit einer Vielzahl von zweiten externen Elektroden verbunden ist, von denen eine eine Anodenelektrode und eine andere eine Kathodenelektrode ist, und eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden mit dem Dichtungselektrodenelement von jedem aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente verbunden ist, und eine andere mit dem kontaktierenden Metallelement verbunden ist.
Metallkondensator umfassend: eine Vielzahl von ersten parallelen mehrschichtigen Körpern, die parallel vorgesehen sind, so dass unter einer Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente jedes ein Metallelement, das eine Vielzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche aufweist, einen Metalloxidfilm, der auf dem Metallelement ausgebildet ist, ein Dichtungselektrodenelement, das auf dem Metalloxidfilm ausgeformt ist, um die Vielzahl der Vertiefungen zu füllen, und eine Isolierschicht, die auf dem Dichtungselektrodenelement und/oder dem Metalloxidfilm ausgebildet ist, um das Metallelement und das Dichtungselektrodenelement zu isolieren, wobei ein Dichtungselektrodenelement eines ungeradzahligen einschichtigen Metallkapazitätselements einen Kontakt mit einem Dichtungselektrodenelement eines geradzahligen einschichtigen Metallkapazitätselement herstellen kann, umfasst; eine Vielzahl von zweiten parallelen mehrschichtigen Körpern, die parallel vorgesehen sind, so dass unter der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente jedes das Metallelement umfasst, das die Vielzahl der Vertiefungen auf einer Oberfläche einschließt, den Metalloxidfilm, der auf dem Metallelement ausgebildet ist, das Dichtungselektrodenelement, das auf dem Metalloxidfilm ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen zu füllen, und die Isolierschicht, die auf dem Dichtungselektrodenelement und dem Metalloxidfilm ausgebildet wird, um das Metallelement und das Dichtungselektrodenelement zu isolieren, wobei ein Metallelement des ungeradzahligen einschichtigen Metallkapazitätselements in Kontakt mit einem Metallelement des geradzahligen einschichtigen Metallkapazitätselement treten kann; und eine Vielzahl von ersten externen Elektroden, die mit dem Metallelement des ungeradzahligen, einschichtigen Metallkapazitätselement an einem zuerst angeordneten, ersten parallelen mehrschichtigen Körper unter der Vielzahl der ersten parallelen mehrschichtigen Körper, und das Metallelement des geradzahligen, einschichtigen Metallkapazitätselements eines zuletzt angeordneten zweiten parallelen mehrschichtigen Körper unter der Vielzahl der zweiten parallelen, mehrschichtigen Körper verbunden sind; wobei die Vielzahl der ersten parallelen mehrschichtigen Körper und die Vielzahl der zweiten parallelen mehrschichtigen Körper in Serie/parallel vorgesehen sind, so dass das Metallelement des geradzahligen, einschichtigen Metallkapazitätselements des ersten parallelen mehrschichtigen Körpers in Kontakt mit dem Abdichtungselektrodenelement des ungeradzahligen, einschichtigen Metallkapazitätselement des zweiten parallelen mehrschichtigen Körpers treten kann.
Metallkondensator nach Anspruch 17, wobei die Vielzahl der parallelen, mehrschichtigen Körper mit der Vielzahl der zweiten externen Elektroden verbunden ist, von denen eine eine Anodenelektrode und eine andere eine Kathodenelektrode ist; und eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden mit dem Metallelement von jedem aus der Vielzahl der einzelnen Metallkapazitätselemente aus der Vielzahl der ersten parallelen, mehrschichtigen Körper verbunden ist, und die andere mit dem kontaktierenden Dichtungselektrodenelement verbunden ist.
Metallkondensator nach Anspruch 17, wobei die Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper mit der Vielzahl der zweiten externen Elektroden verbunden ist, von denen eine eine Anodenelektrode und die andere eine Kathodenelektrode ist, und eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden mit dem Dichtungselektrodenelement von jedem aus der Vielzahl der einzelnen Metallkapazitätselemente aus der Vielzahl der zweiten, parallelen, mehrschichtigen Körper verbunden ist, und die andere mit dem kontaktierenden Metallelement verbunden ist.
Metallkondensator nach Anspruch 17, wobei ein leitendes Klebeelement weiter zwischen jedem aus der Vielzahl der ersten parallelen, mehrschichtigen Körper und jedem aus der Vielzahl der zweiten parallelen mehrschichtigen Körper angeordnet ist.
Metallkondensator nach Anspruch 17, wobei der Metalloxidfilm von jedem aus der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente, die auf der Vielzahl der ersten parallelen, mehrschichtigen Körper ausgebildet sind, und die Vielzahl der zweiten parallelen, mehrschichtigen Körper auf der gesamte Oberfläche des Metallelements ausgebildet ist oder auf einer Oberfläche, wo die Vielzahl der Vertiefungen ausgebildet ist.
Metallkondensator umfassend: eine Vielzahl von einschichtigen Metallkapazitätselementen, wobei jedes ein Metallelement umfasst, das eine Vielzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche einschließt, ein Metallelement, das auf dem Metalloxidfilm ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen zu füllen, und eine Isolierschicht, die auf dem Dichtungselektrodenelement und dem Metalloxidfilm ausgebildet ist, um das Metallelement und/oder das Dichtungselektrodenelement zu isolieren; und eine Vielzahl von ersten externen Elektroden, die mit dem Metallelement der ersten und der letzten einschichtigen Metallkapazitätselemente unter der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente verbunden ist; wobei die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente in Serie vorgesehen ist, um jedes Metallelement mit jedem Dichtungselektrodenelement in Kontakt zu bringen.
Metallkondensator nach Anspruch 22, wobei die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente mit einer Vielzahl von zweiten externen Elektroden verbunden ist, von denen eine eine Anodenelektrode und eine andere eine Kathodenelektrode ist; und eine aus der Vielzahl der zweiten externen Elektroden mit dem Metallelement eines ersten einschichtigen Metallkapazitätselements unter der Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente verbunden ist, und eine andere mit dem Dichtungselektrodenelement des letzten einschichtigen Metallkapazitätselements verbunden ist.
Metallkondensator nach Anspruch 22, wobei der Metalloxidfilm, der die Vielzahl der einschichtigen Metallkapazitätselemente bildet, auf der gesamten Oberfläche des Metallelements ausgebildet wird, oder er auf einer Oberfläche, wo die Vielzahl der Vertiefungen ausgebildet ist, ausgeformt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Metallkondensators, wobei das Verfahren umfasst: Maskieren einer anderen Oberfläche eines Metallelements unter Verwendung eines Harzfilms; Ausbilden einer Vielzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche des Metallelements durch die Verwendung einer Gleichstromätzung (DC), wenn die andere Oberfläche des Metallelements maskiert ist.; Ausbilden eines Metalloxidfilms auf dem Metallelement unter Verwendung eines Anodisierverfahrens, wenn die Vielzahl der Vertiefungen auf dem Metallelement ausgebildet ist; Ausbilden einer Isolierschicht auf dem Dichtungselektrodenelement und/oder dem Metalloxidfilm unter Verwendung einer chemischen Abscheidung aus der Gasphase (CVD); und Ausbilden eines Dichtungselektrodenelements, um die Vielzahl der Vertiefungen, die auf dem Metallelement ausgebildet sind, zu füllen, durch die Verwendung einer chemischen Beschichtung oder einer Elektroplattierung.
Verfahren zur Herstellung eines Metallkondensators, wobei das Verfahren umfasst: Maskieren einer anderen Oberfläche eines Metallelements unter Verwendung eines Harzfilms; Ausbilden einer Vielzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche des Metallelements unter Verwendung eines Gleichstromätzverfahrens (DC); Ausbilden eines Metalloxidfilms auf dem Metallelement unter Verwendung eines Anodisierverfahrens; Ausbilden einer Isolierschicht auf dem Dichtungselektrodenelement und dem Metalloxidfilm unter Verwendung einer CVD; Ausbilden eines Dichtungselektrodenelements, um die Vielzahl der Vertiefungen, die auf dem Metallelement ausgebildet sind, über eine Vielzahl von Saatelektrodenschichten unter Verwendung einer Elektroplattierung zu füllen; Verbinden einer Vielzahl von ersten externen Elektroden mit dem Metallelement oder dem Dichtungselektrodenelement; und Abdichten des Metallelements unter Verwendung eines Dichtungselements, um die Vielzahl der ersten externen Elektroden nach außen freizulegen.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei im Formungsverfahren einer Vielzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche des Metallelements unter Verwendung eines Gleichstromätzverfahrens, das Gleichstromätzen eine Aluminiumfolie trocknet, die mit einer isolierenden, of Öl basierenden Tinte besprüht ist, bei einer Temperatur von ungefähr 50°C bis 200°C, einen Anodisierungsfilm in einer wässrigen Lösung von 15% Ammoniumadipat bei 10 bis 20 V bei einer Temperatur von 70°C bis 90°C erzeugt, die Aluminiumfolie, die mit dem Anodisierungsfilm ausgebildet ist, in einem organischen Lösungsmittel, wie Äthanol, Azeton, Benzen, platziert, um somit die isolierende, auf Öl basierende Tinte zu entfernen und um sie wieder in deionisiertem Wasser zu reinigen und die Aluminiumfolie zu ätzen.
Verfahren nach Anspruch 26, worin im Formungsverfahren ein Metalloxidfilm auf dem Metallelement unter Verwendung eines Anodisierverfahrens ausgebildet ist, wobei das Anodisierverfahren ein Siedeverfahren entfernt, eine erste Oxidation einer wässrigen Lösung von Bor und Borsäureammonium ausführt, und eine Vielzahl von Oxidationen mit einer Änderung der Konzentration und einer Spannung der wässrigen Lösung ausführt, und eine thermische Behandlung bei der vorbestimmten Temperatur ausführt, um ein Reformierverfahren durchzuführen, und einen Metalloxidfilm mit einer gehemmten Erzeugung eines Hydroxidfilms bildet, und eine Nebenproduktbehandlung ausführt, um ein Nebenprodukt, das in einem Reformierverfahren erzeugt wurde, zu entfernen, und ein vorbestimmtes Reinigungsverfahren ausführt, um die Borsäure oder die Phosphorsäure zu reinigen.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei ein Verfahren zur Ausbildung der Saatelektrodenschicht weiter zwischen dem Verfahren des Ausbildens des Metalloxidfilms und dem Verfahren des Ausbildens des Saatelektrodenelements vorgesehen wird, und das Verfahren zur Ausbildung der Saatelektrodenschicht eine CVD, eine metallisch-organische CVD (MOCVD), oder eine Molekularstrahlepitaxie (MBE) verwendet, und eine vorbestimmte Menge von Schwefelsäurepalladium als ein Aktivator verwendet und ein Reinigungsverfahren ausführt, um den Aktivator zu entfernen, nachdem eine vorbestimmte Zeit vergangen ist.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei weiter ein Verfahren zur Ausbildung eines leitenden Klebeelements zwischen dem Verfahren zur Ausbildung der Isolierschicht und dem Verfahren zur Ausbildung der Elektrode vorgesehen wird, und das Verfahren zur Ausbildung des leitenden Klebeelements Metallkleber, Lötpaste, ein chemisches Beschichten oder eine Elektroplattierung verwendet.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Verfahren zur Ausbildung der Elektrode mit dem Metallelement und dem Dichtungselektrodenelement eine Vielzahl von zweiten externen Elektroden, von denen eine eine Anodenelektrode und die andere eine Kathodenelektrode ist, verbindet.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Verfahren zum Abdichten des Metallelements unter Verwendung des Dichtungselements das Metallelement unter Verwendung eines Formungsmaterials oder eine Abdeckungselements mit einer leeren Innenseite abdichtet.