JP2003514385A - 固体コンデンサおよび固体コンデンサを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、固体コンデンサの分野に関する。本発明の目的は、改良されたコンデンサおよび該コンデンサを製造する方法を提供することである。１つの見地によれば、本発明は、固体コンデンサを製造する方法を提供する。該方法は、導電基板（１０９）を提供する段階と、基板の表面に弁作用金属を含む複数の多孔性のボディ（１０５）を形成し、該ボディがそれぞれ基板に対して遠位の上面を有する段階と、電気的絶縁層をボディに形成する段階と、導電カソード層をボディに塗布された絶縁層に形成する段階と、ボディおよび基板の一部分を含むコンデンサ部分に基板を分割する段階とを含み、基板から遠位にある各ボディ部分の端の領域にプラットホーム（１０６）が設けられ、プラットホームが上記端の領域の残りの部分に対して局所的に高くされており、プラットホームが最終のコンデンサにおけるカソード端子サイトを提供し、基板部分がアノード・サイトを提供することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、固体コンデンサの分野に関する。本発明は、特に、粉末成形された
弁作用金属がコンデンサの高度に多孔性のアノード・ボディ部分即ち陽極体部分
を形成し、電気的に絶縁する誘電体層がそのアノード・ボディの多孔性の構造体
を通して形成され、導電カソード層即ち導電陰極層が誘電体層に形成され、その
層が次にカソード端子即ち陰極端子に電気的に接続され、アノード・ボディがア
ノード端子に電気的に接続されている型のコンデンサに関する。

【０００２】 米国特許明細書第５，３５７，３９９号（Ｓａｌｉｓｂｕｒｙ）は、タンタル
の基板に焼結された多孔性のタンタル層から複数の上記コンデンサを同時に製造
するための方法を記述している。上記層は、機械加工されて各コンデンサのアノ
ード・ボディ部分を形成する。処理後、処理されたアノード・ボディの上端にト
ップ・プレート（基板リッド即ち基板ふた）が結合される。プレートはリッド即
ちふたを形成し、それは基板／アノード・ボディ／プレートのサンドイッチの機
械加工の後、各コンデンサのカソード端子となる。英国特許出願第９８２４４４
．９号は、Ｓａｌｉｓｂｕｒｙの方法の修正技術に関し、各コンデンサのカソー
ド端子として基板リッドの必要性を取り除くことによって、作られるコンデンサ
の容積効率が最適化され、それにより、比容量性体積を増加させている。

【０００３】 上記方法によって、非常に小さいが非常に効率の良いコンデンサを製造するこ
とができる。しかし、部品の小型化に向けての電子回路基板設計および該基板を
組み立て易くすることへの絶えざる圧力が、回路基板上の体積効率の改善された
コンデンサおよび縮小された部品ウィンドウ（すなわち、フートプリント）のコ
ンデンサに対する絶えざる需要を維持している。特に、回路基板でのプロファイ
ルの低い、場合によっては１ｍｍ未満の厚さのコンデンサを製造する方法に対す
る要求がある。

【０００４】 本発明の目的は、改善されたコンデンサおよびこのようなコンデンサの製造に
ついての改善された方法を提供することである。

【０００５】 本発明１つの観点によれば、固体コンデンサを製造する方法が提供される。該
方法は、導電基板を提供する段階と、基板の表面に弁作用金属を含み、上面がそ
れぞれ基板に対して遠位側にある複数の多孔性のボディ即ち体部を形成する段階
と、ボディに電気的絶縁層を形成する段階と、ボディに塗布された絶縁層に導電
カソード層を形成する段階と、基板を各部分がボディおよび基板の一部分を含む
コンデンサ部分に分割する段階とを含み、基板から遠位にある各ボディ部分の端
の領域がその端の領域の他のものに対して局所的に持ち上げられているプラット
ホームを備え、そのプラットホームが最終のコンデンサにおけるカソード端子部
分を提供し、基板部分がアノード部分を提供する。

【０００６】 プラットホームはそのボディ即ち体部が作られている多孔性の弁作用材料を含
むか、あるいはそれから構成することができる。この場合、そのプラットホーム
はボディをプラットホームと一体に焼結前または焼結後に形成することによって
形成することができる。プラットホームはボディの圧粉体成形によって形成され
ることが好ましい。

【０００７】 他の方法としては、プラットホームは焼結されたボディの機械加工によって形
成することができる。さらにもう１つの方法においては、プラットホームは予備
成形されたボディにプラットホームを圧粉体成形することによって形成される。

【０００８】 本発明のもう１つの見地によれば、プラットホームは固体の導電性材料を含む
。この場合、プラットホームは、ボディの上端領域に平坦なフレームまたは格子
として塗布されることができ、そのフレームまたは格子は引き続いてそれぞれの
ボディに対する個々のプラットホームに形成される。

【０００９】 さらにもう１つの見地によれば、プラットホームは、そのプラットホームを形
成するために凝固させるコーティング即ち被覆またはペーストとして塗布された
導電性材料から形成される。

【００１０】 本発明の方法は、ほとんど常に各コンデンサのボディ部分をさらに保護絶縁材
料で封止し、基板の外側の表面部分およびプラットホームの外側の表面部分を露
出させたままに残すことになる。

【００１１】 アノードおよびカソードの極をコンデンサの共通の面または共通の側面に備え
たコンデンサを形成することが望ましい場合がある。したがって、本発明のさら
にもう１つの見地においては、導電ブリッジが各コンデンサに塗布され、アノー
ド端子サイト即ちアノード端子部分を、少なくとも封止層の一部分に延在させる
。導電ブリッジが塗布される封止層の部分は、カソード・サイト即ちカソード部
分のプラットホームに隣接している領域を含むことが好ましく、それにより、そ
のコンデンサと接触するアノードおよびカソードの電極端子を、そのプラットホ
ームおよび封止された領域に対応している端子において各コンデンサの共通側に
作ることができる。導電ブリッジは、エンド・キャップをそのコンデンサの基板
側およびそのコンデンサのプラットホーム側の封止された部分に重なっているコ
ンデンサ部分の側壁に塗布することによって形成することができる。１つの好ま
しい構造においては、導電ブリッジは向かい合っている側壁に塗布された２つの
エンド・キヤップを含み、それにより、２つのアノード端子接点を形成し、１つ
はコンデンサの側にあって、そのコンデンサのプラットホーム側と重なっている
。

【００１２】 通常、プラットホームは直線、円形、または楕円形のタブまたは段の形状を取
り、普通は、そのプラットホームが各ボディの基板‐遠位端において一般に中央
に置かれている。１つの実施例においては、そのプラットホームは各ボディの基
板‐遠位端の１つの側の領域に置かれる。

【００１３】 本発明のもう１つの見地においては、２つ以上の局所的に高くされたプラット
ホームが各アノード・ボディの遠位端に形成され、それにより、各ボディに２つ
以上のカソード端子を形成する。

【００１４】 一般に、ボディは行と列のアレイ即ち配列で基板に配置され、その分割は、当
業者なら従来どおりであるように行および列に沿っての切断を含む。

【００１５】 最後の処理段階は普通は端末プロセスである。これは各プラットホームのカソ
ード端子サイト即ちカソード端子部分およびカソード端子サイト即ちカソード端
子部分に、はんだ付けに適合するコーティング即ち被覆を行う。端末プロセスは
導電性ペーストによる各端子接触面の液体コーティングを含むことができ、その
コーティングを凝固させることができる。さらに、あるいは代わりに、終端処理
はそれぞれの端子サイトに金属あるいは複数の金属層を形成するための金属のメ
ッキを含む。

【００１６】 また、本発明の目的は、本発明の方法に従って製造することができる構造的に
新しく発明性のあるコンデンサを提供することでもある。

【００１７】 したがって、さらにもう１つの見地によれば、本発明は、固体コンデンサを提
供する。該コンデンサは、導電基板部材と、基板部材の表面に設けられた弁作用
金属を含む多孔性のボディ即ち体部と、カソードおよびアノードの自由表面に形
成された電気的絶縁層と、アノード・ボディとカソード・ボディにある電気的絶
縁層に形成された導電カソード層とを含み、ボディは基板に対して遠位側の上面
を有し、基板の表面がボディの隣接している上面に対して局所的に高くされたプ
ラットホームで形成され、局所的に高くされた部分がカソード端子サイトを提供
し、基板がアノード端子サイトを提供する。

【００１８】 ボディは保護絶縁材料のスリーブによって封止され、基板の外側の面の部分を
アノード側として残し、プラットホームの外側の面の一部分をカソード側として
残すことが好ましい。

【００１９】 導電ブリッジをアノード・サイトからボディの封止された面の部分までの間に
延長することができ、それにより、封止されたボディ部分にアノード端子の延長
接点を形成することができる。アノード端子接点が形成される封止された表面部
分は、プラットホームに対応しているカソード側に隣接して置かれていることが
好ましく、それにより、プリント基板に対するアノードおよびカソードの端子接
点の両方をそのコンデンサの共通の側に作ることができる。

【００２０】 導電ブリッジは各コンデンサの１つの側に塗布される１つまたはそれ以上の導
電エンド・キャップを含むことができる。そのキャップを液体の導電性ペースト
のコーティングとして、例えば、浸せきによって塗布することができる。

【００２１】 高くされたプラットホームの部分を基板に多孔性のボディのモールディング即
ち成形によって形成することができる。そのモールディングは雌のダイ即ち金型
とパンチの構成によるプレスを含むことができる。他の方法としては、あるいは
追加として、高くされた部分をプリフォームされた即ち予備成形されたボディの
機械加工によって形成することができる。

【００２２】 １つの好適な実施例においては、各ボディは一般に平坦な上面を有し、高くさ
れた部分はその表面上の段の形状を取る。その段を上面のほぼ中央に置くことが
できる。他の方法としては、その段を上面の１つの側の領域に置くことができる
。

【００２３】 この方法は、露出されたアノードおよびカソードの端子接点に対する終端処理
を提供する段階をさらに含み、その処理によって電気回路とのそのコンデンサの
はんだ付けによる電気接続を容易にすることができる。

【００２４】 通常、ボディは基板に行および列のアレイ即ち配列で配置され、その分割は行
および列に沿っての切断を含む。

【００２５】 終端処理は、導電性ペーストによる各端子接点面の液体コーティングを含むこ
とができ、それにより、コーティングを凝固させることができる。終端処理は各
凝固されたコーティングへの電解メッキ、スパッタ・コーティングまたは気相蒸
着をさらに含み、それぞれの端子の金属材料の層を形成する。

【００２６】 上記方法はコンデンサの端子部分に終端手段を提供する段階を含むことができ
、それにより、電気回路に対するアノードおよびカソードのボディの電気接続を
容易化することができる。

【００２７】 アノードのボディは行および列の形式で基板に配置することができ、分割はコ
ンデンサを分離するために行および列に沿っての切断を含むことができる。その
切断は基板の面に対して垂直であるか、あるいは実質的に垂直である面または複
数の面によって実行されることが好ましい。切断は、例えば、研削砥石による研
削を含むことができる。

【００２８】 コンデンサのボディを基板に塗布された多孔性の弁作用材料のプリフォーム層
即ち予備成形層からそれぞれ形成することができる。プリフォーム層を機械加工
してボディを形成することができる。

【００２９】 分割の前に、ボディの側壁を封止するためにボディ間に浸透する保護絶縁材料
で基板を処理することが好ましい。分割のプロセスは保護材料で充填されたチャ
ネルに沿っての切断を含み、それにより、各アノードおよび各カソード部分のカ
ソード・ボディの回りの保護材料の側壁を残す。また、絶縁材料は高くされた部
分以外に、ボディの上面もカバーすることが好ましい。他の方法としては、封止
材料によってボディを完全にカバーすることができる。この場合、封止材料のト
ップ層が除去され（例えば、機械加工によって）、プラットホームのカソード側
を露出させる。

【００３０】 保護材料は液体として浸透し、後で凝固させることができる樹脂材料であって
よい。１つの適切な材料はエポキシ樹脂である。

【００３１】 終端コーティングはキャリヤ・マトリックスの内部に導電性粒子の固体散布を
含む材料の層を含むことができる。終端コーティングはニッケルや錫などの金属
メッキ層をさらに含むことができる。

【００３２】 好適には、共通のサイド端子を有するコンデンサのそれぞれの露出された端子
サイトは、一般に同一平面にあり、したがって、平坦な面に接触しているカソー
ド端子およびアノード端子によって平坦面にコンデンサを立てて置くことができ
る。これによってコンデンサは回路基板に配置するか、あるいは取り付けるため
に非常によく適合することができる。

【００３３】 アノード端子ボディおよびアノード・ボディはそれぞれ基板に塗布された多孔
性の弁作用材料のプリフォーム層から形成することができる。そのプリフォーム
は基板に弁作用金属粉末およびバインダ／潤滑剤の焼結されていない混合物を置
くことによって塗布することができる。未燒結混合物を次に焼結させて粉末を溶
融させて固体の高度に多孔性のプリフォームにし、結合材／潤滑剤が焼結前のボ
ディから、バインダを洗浄／分解することによって、除去される。

【００３４】 プリフォーム層を機械加工してアノード端子ボディおよびアノード・ボディを
形成することができる。通常、研削切断の径路に対応している「ストリート」に
よって隔てられている基板上のアノードおよびカソードの直線的なボディの網目
構造を作り出すために、長手方向および横方向の研削切断を採用することができ
る。もちろん、必要に応じて、従来の機械加工技法により、より複雑な形状を作
り出すことができる。

【００３５】 絶縁層は、例えば、必要な厚さおよび完全性の酸化物を徐々にビルドアップ即
ち積層するための、従来の陽極酸化技法によって塗布された弁作用金属の酸化物
の誘電体層であってよい。弁作用層がタンタルである１つの例においては、五酸
化タンタルの層がボディにビルドアップされる。

【００３６】 カソード層はアノードおよびカソードのボディを先駆物質溶液、例えば、窒化
マンガン溶液の中に浸せきすることによって塗布することができる。ボディに形
成された窒化マンガンの層を加熱して、窒化物を酸化して二酸化マンガンにする
ことができる。最適のカソード層をビルドアップするために浸せき段階を繰り返
す必要があり得る。

【００３７】 分離切断は、通常、各コンデンサのアノードおよびカソードの端子の部分をブ
リッジしているすべてのカソード層材料を除去するために実行される。これはカ
ソード層を通って、不可避的に絶縁層も通って延在している個々のボディを分離
しているチャネルに沿っての機械加工の切断によって、基板上でコンデンサが分
割されないように都合よく行うことができる。切断のプロセスを回避するために
、カソード層が塗布される前にアノードとカソードのボディの間の基板の領域に
マスキングのレジスト層を置くことができる。そのマスキング・レジストを後で
除去する際、望ましくない過剰なカソード層材料も除去される。

【００３８】 通常、端末プロセスは導電性カーボン・ペーストの第１の層の塗布を含み、そ
れは次に硬化される。次に、導電性銀ペーストの第２の層が塗布され、硬化され
る。金属メッキの層を、例えば、電着によってさらに塗布することができる。通
常、ニッケルおよび錫の層；錫／鉛合金の層；または金の層が塗布される。これ
は電気接続のためのはんだ付けに適合する表面を提供する。

【００３９】 基板の分割は機械加工によって、例えば、研削切断によって行うことができる
。必要な場合、剛性の裏打ちサポートを基板に対して設け、コンデンサに損傷を
与えずに切断することができるように必要な構造的剛性を設けることができる。

【００４０】 コンデンサが作られる材料は、通常、弁作用金属、特にタンタルである。しか
し、他の弁作用材料が本発明から除外されるということではなく、これらは本発
明における使用に適しているとして当業者が認める金属酸化物材料または他の材
料を含むことができる。

【００４１】 本発明を有効に実施する方法についての添付の図面を参照しながら以下に記述
するが、これは単なる例示としてのものにすぎない。

【００４２】 （第１の実施例） 固体の基板、例えば、厚さ０．２５ｍｍのタンタルのウェハ１０が図１に示さ
れている。基板の上面９は粒状のタンタル(図示せず）でカバーされている。粒
状のタンタルは焼結によって溶融されてタンタルのウェハとなり、それにより、
シード層(図示せず）を形成する。タンタルの粉末と結合材即ちバインダ／潤滑
剤との従来の混合物がシード層にプレスされる。シード層は機械的なキーを提供
し、（未焼結の）圧粉体と基板との間の結合を強化する。次に、圧粉体混合物が
焼結されて、溶融されたタンタル粉末粒子の高度に多孔性のマトリックスの相互
接続を形成する。バインダは焼結プロセスの間に焼き払われる。これによって固
体のウェハ上に多孔性のタンタルの一様な層が残る。

【００４３】 多孔性の層の混合物が行１１および列(図示せず）の中のチャネルの直交パタ
ーンを形成するために機械加工される。この効果は基板に直立している直線的な
ボディ１５のアレイ即ち配列を作ることである。ボディ１５は最終のコンデンサ
における容量性のバルクを形成することになり、したがって、以下においてはア
ノード・ボディと記載する。ボディは各ボディの上面の領域１６に段１７を形成
するためにさらに機械加工される。その段は作られる各コンデンサにおけるカソ
ード端子を形成することになる細長い１つの特徴部分である。その段は他の方法
、例えば、未燒結の流動性のプリフォームのプレス／モールドなどによって作る
ことができるが、この実施例では機械加工が説明される。

【００４４】 基板および直立しているボディ１５のアレイ即ち配列が次に従来の陽極酸化処
理を受け、それにより、基板のタンタルの上および粉末成形されたボディの多孔
性の網目構造を通じて五酸化タンタルの薄い誘電体層(図示せず）が形成される
。陽極酸化は必要な深さと完全性の誘電体層をビルドアップ即ち積層するために
数回繰り返される場合がある。誘電体層は最終デバイスにおけるコンデンサを提
供するために電気的絶縁層を形成する。

【００４５】 次に、基板１０およびボディ１５は窒化マンガンのカソード層形成溶液で被覆
される。その溶液は多孔性の網目構造の中に入り込み、絶縁層の上に窒化マンガ
ンの層を形成する。窒化マンガンは酸素を含む雰囲気の中で加熱され、それが窒
化マンガンを酸化し、二酸化マンガンを形成する。必要な厚さおよび完全性の導
電層をビルドアップさせるために、コーティングおよび加熱のプロセスを繰り返
すことができる。二酸化マンガンの層は導電性であり、最終のコンデンサの中の
カソード端子との電気的接触を提供する層を提供する。

【００４６】 カーボンおよび銀のペースト（図３において３８として示されている）のそれ
ぞれの層が一般的に段１７の露出された上端およびボディに塗布される。これら
の層は、最終コンデンサ上にカソード端子を形成するための良好な電気的接触を
設ける。

【００４７】 エポキシ樹脂の液体が行および列の中に浸透し、基板上のボディ間の空間を占
める。段の上端の下に樹脂を拘束するために、段１７に並置されているボディの
上端にリッド(図示せず）が置かれる。樹脂は各ボディの上面１６に流れること
ができるが、段１７をカバーする即ち被覆することは阻止される。樹脂は固まる
ことができ、リッド層が除去されて、図１Ｂに示されている構造体が作られ、そ
の中で樹脂が１８として示されている。

【００４８】 ここで基板が図２に示されているように分割され、複数の個々のコンデンサ部
分が提供される。その分割は細かい研削砥石２０の線形アレイの手段によって行
われる。各切断は各行１１の中心線に沿って行われる。ただし、平面に対して垂
直の面は基板によって占められる。各列の切断は同様に列の中心線に従う。

【００４９】 切断が完了すると、複数の未完成のコンデンサ・ボディが残され、そのうちの
１つ３４が図３に示されている。図３Ａは、未完成のコンデンサの上面図であり
、コンデンサの切断された基板の部分３５を単純に示している。図３Ｂは、線Ａ
―Ａ’に沿った断面の側面図である。カソード・ボディ１５は樹脂材料３７のス
リーブによって囲まれている。各ボディは銀およびカーボンのペースト層３８と
一緒に示されている。

【００５０】 コンデンサ３４の１つの端面３６が液体の銀ペーストの中に浸せきされ、図４
Ａおよび４Ｂに示されているように、エンド・キャップ３９が付いたコンデンサ
の表面および局所的な領域がコート即ち被覆される。このコーティングが基板３
５とコンデンサの底面４０との間の導電ブリッジを提供する。

【００５１】 コンデンサを完成するために、それぞれのアノードおよびカソードのボディの
露出された表面３９、４１に金属メッキ層が塗布される。これは電着およびスパ
ッタ・コーティングの既知の方法によって塗布することができる。１つの好まし
い構造においては、ニッケルの層が塗布され、それに続いて錫‐鉛の層が塗布さ
れる。メッキ層はプリント基板に対する部品のはんだ付けを可能にするはんだ付
け適合面を提供する。図５は最終のコンデンサを示している。

【００５２】 （第２の実施例） 図６は、本発明による代わりのコンデンサ１００を示している。各コンデンサ
は２つのアノード端子１０１、１０２を伴って形成される。これらの２つのアノ
ード端子間にカソード端子１０３がある。プロセスに対する変更はボディの上面
１０４の中央領域に段を形成することを含むことが理解される。さらに、コンデ
ンサの端を銀のペーストの中に浸せきすることによってコンデンサの各端に２つ
のエンドキャップが形成され、そしてまた最終の（Ｎｉ／Ｓｎ）金属メッキを施
してはんだ付け可能な接点を形成することが好ましい。

【００５３】 この設計の構成の１つの利点はコンデンサが中央の下側のカソード端子接点を
有し、各端の領域にアノード端子接点を有することである。このことは両方の端
の領域が同じ極性を有しているので、コンデンサが間違った方向にＰＣＢ（プリ
ント回路板）上に置かれる可能性がないことを意味する。これによって、部品が
実質的に極性に無関係であるので、ＰＣＢに対するコンデンサの自動取付けがよ
り単純になる。

【００５４】 この実施例の製造に含まれる段階が図７Ａ−図７Ｃに示されている。図７Ａは
タンタル基板１０９の平面図である。アレイが例１の場合と同じ方法で、焼結さ
れた多孔性タンタルの層を伴って形成される。ふたたび、これがボディ１０５の
アレイに機械加工される。この場合、アレイは線形の直立しているボディ１０５
の４×４のマトリックスである。各ボディがさらに機械加工されてボディの直立
している各端の２つの側面の領域１０７から物質が除去され、それにより、各ボ
ディの端に長方形の中央プラットホーム１０６が残される。次に、基板およびそ
のボディのアレイが陽極酸化によって処理されて誘電体層が形成され、次にカソ
ードの導電層を形成するために磁化が続き、分離切断、誘電体の再形成、そして
ボディの端の領域のカーボンおよび銀のコーティング（例１と同様な）が行われ
る。これは図７Ｂに示されているようなコートされた即ち被覆されたアレイ即ち
配列を残す。次に、リッド層(図示せず）がボディの上端に塗布され、そしてそ
の位置にクランプされる。基板とリッドとの間にサンドイッチされたボディ間の
空間が次に液体の樹脂１１０（エポキシ）で充填され、次にその樹脂を凝固させ
ることができる。凝固の後、リッドが除去され、封止されたボディのアレイが残
り、各ボディに対して２つの側面領域１０７が封止材料の膜で覆われ、中央のプ
ラットホームが封止されずに残される。

【００５５】 次に、基板が個々のコンデンサ・ユニットに分割され、そのうちの１つが図８
の断面図に示されている。各ユニットは端末処理が施され、端子がアノードおよ
びカソードの部分に塗布されて、はんだ付け可能な接点が形成される。露出され
た基板面１５がＮｉおよびＳｎの層でスパッタ・コートされて保護コートを提供
する。各端１１１および１１２において接着性ペースト（例えば、銀ペースト）
のエンド・キャップ１１３が塗布される。エンド・キャップはタンタル基板１０
９と、コンデンサ・デバイスの下側１１６との間の導電ブリッジを提供し、した
がって、アノード端子１１７がカソード端子１０３と共通の側に形成される。エ
ンド・キャップおよびプラットホーム１０６は、それぞれニッケル／錫の層でコ
ートされてＰＣＢに対する接続を容易化するためのはんだ付け可能な接点が形成
される。

【００５６】 （第３の実施例） 図９Ａ以下の図に示されている第３の実施例は、カソードのプラットホーム・
特徴部を形成する代わりの１つの方法である。実施例１および２の場合と同様に
、例えば、０．２５ｍｍの厚さのタンタルのウェハ３１０の固体基板が上面３０
９を有しており、その面が粒状のタンタルの散布(図示せず）で覆われている。
その粒状のタンタルが焼結によって溶融されてタンタルのウェハとなり、それに
より、シード層(図示せず）が形成される。タンタルの粉末およびバインダ／潤
滑剤の通常の混合物が次にシード層上にプレスされる。シード層は機械的なキー
（ｋｅｙｉｎｇ）を提供し、（焼結されていない）圧粉体と基板との間の結合を
強化する。次に、圧粉体の混合物が焼結されて溶融されたタンタルの粉末粒子の
相互接続用の高度に多孔性のマトリックスが形成される。バインダは焼結プロセ
スの前に例えば、発明者のＰＣＴ出願ＧＢ９８／０００２３号（発明者イワン（
Ｉａｎ）ビショップ（Ｂｉｓｈｏｐ））に記述されている洗浄／分解プロセスに
よって除去される。これは固体のウェハ上に高度に多孔性のタンタル３１３の一
様な層を残す。

【００５７】 多孔性の層の混合物が機械加工されて図１０Ａに示されているように行３１２
と列３１１のチャネルの直交パターンが形成される。この結果、基板に直立して
いる線形のボディ３１５のアレイが作られる。ボディ３１５は最終のコンデンサ
における容量性のバルクを形成し、これは以下でアノード・ボディと呼ばれる。

【００５８】 次に、図１および図２の場合と同様に、基板およびその直立しているボディの
３１５のアレイが通常の陽極酸化の処理を受け、基板のタンタルに且つ粉末成形
されたボディの多孔性の網目構造を通して五酸化タンタルの薄い誘電体層(図示
せず）が形成される。必要な深さおよび完全性の誘電体層をビルドアップする即
ち積層するために陽極酸化を数回繰り返すことができる。誘電体層は最終のデバ
イスにおける容量を提供するための電気的絶縁層を形成する。

【００５９】 次に、基板３１０およびボディ３１５が窒化マンガンのカソード層形成溶液で
コートされる。その溶液は多孔性の網目構造の中に浸透して誘電体層上に窒化マ
ンガンの層を形成する。窒化マンガンは酸素を含む雰囲気の中で加熱され、それ
により、窒化マンガンが酸化されて二酸化マンガンが形成される。必要な厚さお
よび完全性の導電層をビルドアップするためにコーティングおよび加熱のプロセ
スを繰り返すことができる。二酸化マンガンの層は導電性であり、最終コンデン
サにおけるカソード端子との電気的接触を提供する層を提供する。マンガン化の
層を塗布した後、アノード・ボディ間のチャネルのボディに沿って通常の分離の
切断が行われ、（例えば、浅いソーイング即ちのこ引き／研削による）この切断
が、アノード・ボディとタンタル基板との間の標遊二酸化マンガンのブリッジを
除去する。残っていた場合、これらは最終のコンデンサにおける短絡の原因とな
り、それらを使いものにならなくする。また、切断は不可避的に下地の絶縁の誘
電体層を除去し、したがって、「再形成」プロセスが実行されて、その分離切断
の領域における五酸化タンタルの層が除去される。

【００６０】 カーボンおよび銀のペーストのそれぞれのキャップ層（図１０Ｂにおいて３３
８として示されている）が、ボディの上端の露出された領域に塗布される（例え
ば、浸せきによって）。これらの層は最終コンデンサ上のカソード端子の形成の
ための良好な電気的接触を提供する。

【００６１】 この実施例においては、実施例１および２の場合のように段１７（図１Ｂ）ま
たはプラットホーム１０６（図７Ａ）を各ボディの上面に形成するためにボディ
を機械加工するのではなく、段３１７が上面に対する平坦な合金フレーム３２０
の取付けによって全体的に形成される。そのフレームは、例えば、合金４２（ニ
ッケル／鉄）から作ることができる。フレームは４つの横方向の部分３２１およ
び２つの直交エッジ部分３２２から作られている。各横方向部分の１つの表面が
、その長さに沿って銀の接着性ペースト３２３によってコートされる。この接着
面が次に図１０Ｃに示されているようにアノード・ボディの上端に並べて置かれ
る。横方向の部分はこの図に示されているように各ボディの上端の中央領域の上
に位置合わせされる。その接着剤は固めることができ、フレームをアノード・ボ
ディに接着する。次に、リッド層(図示せず）が塗布されて合金フレームにクラ
ンプされる。次に、エポキシ樹脂の封止用樹脂がボディ間に浸透し、各アノード
・ボディの露出された上面をコートする。リッド層の除去において、フレーム３
２０は図１０Ｄに示されているように、樹脂でコートされないままになる唯一の
部分である。

【００６２】 次に、基板が個々のコンデンサンスに分割され、合金フレームの部分３２１が
図１１に示されているようにカソードのプラットホームを形成する。例３のよう
に端末プロセスが完了され、外面的に同一構成のコンデンサが作られる。

【００６３】 コンデンサを仕上げるために、金属メッキ層がそれぞれのアノードおよびカソ
ードの部分の露出された表面に塗布される。これは電着およびスパッタ・コーテ
ィングなどの既知の方法によって塗布することができる。１つの好適な実施例に
おいては、ニッケルの層が塗布され、その後に錫‐鉛の層が塗布される。金属メ
ッキ層は、はんだ付けに適合する表面を提供し、その部品をプリント基板にはん
だ付けすることができる。

【００６４】 最終の構造が図１２に示されている。

【００６５】 （第４の実施例） カソードのプラットホームを形成するための１つの代わりのプロセスは、アレ
イの各アノード・ボディに導電性ペーストの層をビルドアップすることを含む。
そのプロセスはフレームがボディのアレイに塗布されるまで、例３の場合と同様
に進行する。この点において、接着性の銀のペーストの導電パッドが各アノード
の端面の中央部分にステンシルによる貼付けで塗布される。所望の高さのカソー
ド・プラットホームを形成するために接着剤のいくつかの層を塗布することがで
きる。パッドが硬化されると、プロセスは例３の場合と同様に継続し、導電性ペ
ーストのパッドが例３の合金のプラットホームを置き換える。図１３は、接着剤
のパッドが４０１として示されているコンデンサ４００を示している。

【００６６】 図１４は、プリント回路板ＰＣＢ５００の１つのセクションに置かれている実
施例２−４の何れかによって作られたコンデンサ５０１の斜視図である。そのＰ
ＣＢはＵ字型の正のレール５０２と、細長い負のレール５０３を有している。Ｕ
字型のレールはコンデンサ５０４、５０５の端のアノード領域のそれぞれに接触
する。細長いレール５０３はコンデンサのカソード・プラットホームの接触面（
隠されている）に接触する。

【００６７】 （第５の実施例） 上記実施例は、単独のカソード端子と１つまたは２つのアノード端子をそれぞ
れ備えているコンデンサの製造方法を示していた。上記特定の記述において説明
されたような同じ方法を準用することによってアノード・ボディに複数のプラッ
トホームを形成することにより、カソード端子のアレイを備えているコンデンサ
を提供することは本発明の範囲内にある。図１５は、従来の技術の固体タンタル
・アノード・コンデンサ５５１の隣にコンデンサ５５０などが取り付けられてい
るＰＣＢ ５４９を示している。そのコンデンサは２つのアノード端子５５２、
５５３を、その向かい合った側に備えている。これらはＰＣＢ上の対応している
ＰＣＢのアノード・トラック５５４、５５５と接触する。このコンデンサの下側
に形成されている４つのカソード端子５５６がある。これらの各端子は上記実施
例１−４、すなわち、アノード・ボディの機械加工、アノード・ボディに対する
固体の金属メッキの塗布、導電性ペースト・タブの塗布のうちのどれかの方法に
よって形成することができる。これらの端子はＰＣＢ上の別々の４つのカソード
端子のトラック５５７と位置合わせされる。

【００６８】 ここで記述された本発明は、コンデンサの共通面に配置することができる端子
を備えているプロファイルの低い（薄い）コンデンサを作り出すために特に有用
な方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 本発明による基板の一部分の側面図である。

【図１Ｂ】 封止後の基板の一部分の側面図である。

【図２】 図１に示されている基板の部分の小さい領域の斜視図である。

【図３】 図３Ａおよび図３Ｂは本発明によって作られた未完成のコンデンサおよび完成
したコンデンサを示す。

【図４】 図４Ａおよび図４Ｂは本発明によって作られた未完成のコンデンサおよび完成
したコンデンサを示す。

【図５】 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、本発明の１つの実施例による完成したコンデンサの底面、
上面、側面および断面をそれぞれ示す。

【図６】 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、本発明のもう１つの実施例による完成したコンデンサの底
面、上面、側面および断面をそれぞれ示す。

【図７】 Ａ、Ｂ、Ｃは、本発明の第２の実施例による処理中の基板の平面図である。

【図８】 図７の方法によって形成されたコンデンサの断面図である。

【図９】 ＡおよびＢは、本発明の第３の実施例による処理が進行中の基板の１つの側面
からの断面図である。

【図１０】 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、処理シーケンスの間の図９の基板の平面図である。

【図１１】 本発明の第３の実施例に従って作られたコンデンサの断面図である。

【図１２】 図１１のコンデンサの平面図、側面図およびＡ―Ａ’での断面図を示す。

【図１３】 本発明の第４の実施例に従って作られたコンデンサの断面図である。

【図１４】 プリント基板に取り付けられた本発明によるコンデンサの斜視図である。

【図１５】 従来の技術のコンデンサおよび本発明の第５の実施例によるコンデンサが取り
付けられているＰＣＢの平面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体コンデンサを製造する方法であって、導電基板を提供す
   る段階と、前記基板の表面に弁作用材料を含む複数の多孔性のボディを形成し、
   前記ボディが前記基板に対して遠位の上面をそれぞれ備えているようにする段階
   と、前記ボディに電気的絶縁層を形成する段階と、前記ボディに塗布された絶縁
   層に導電カソード層を形成する段階と、前記基板をコンデンサの部分に分割し、
   各部分がボディと基板の部分を含むようにする段階とを含み、前記基板から遠位
   にある各ボディの部分の端の領域が、前記端の領域の他の部分に対して局所的に
   高くされているプラットホームを備え、前記プラットホームが最終のコンデンサ
   におけるカソード端子サイトを提供し、前記基板の部分がアノード・サイトを提
   供することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記プラットホームが多孔
   性の弁作用材料を含み、それからボディが作られる方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、前記プラットホームが前記
   ボディの圧粉体成形あるいは焼結後の成形によって形成される方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、前記プラットホームが前記
   ボディの圧粉体の成形によって形成される方法。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載の方法において、前記プラッ
   トホームが焼結されたボディの機械加工によって形成される方法。
6. 【請求項６】 請求項３−請求項５の何れかに記載の方法において、前記プ
   ラットホームが前記プラットホームを予備成形されたボディに圧粉体を成形する
   ことによって形成される方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の方法において、前記プラットホームが固体
   の導電性材料を含む方法。
8. 【請求項８】 請求項４に記載の方法において、前記プラットホームが前記
   基板上の前記ボディの上側の端の領域に塗布された平坦なフレームまたは格子と
   して塗布され、そのフレームまたは格子が引き続いて各ボディに対する個々のプ
   ラットホームに形成される方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の方法において、前記フレームまたは格子が
   固体の金属または金属合金の平坦なシートを含む方法。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載の方法において、前記プラットホームが、
    固まって前記プラットホームを形成するコーティングまたはペーストとして塗布
    される導電性材料から形成される方法。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法において、各コ
    ンデンサのボディ部分を保護絶縁材料で封止し、基板の外側の表面部分および前
    記プラットホームの外側の表面部分を露出したままに残す段階をさらに含む方法
    。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法において、前記
    アノード端子サイトから延在している前記封止された層の一部分に配置されたア
    ノード・サイトの拡張を形成する導電ブリッジが各コンデンサに塗布される方法
    。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の方法において、前記導電ブリッジが塗
    布される前記封止された層の前記部分が、前記カソード・サイトのプラットホー
    ムに隣接した領域を含み、それにより、前記コンデンサとのアノードおよびカソ
    ードの端子の電気的接点を、前記プラットホームおよび前記プラットホームに隣
    接した前記封止された領域に対応している端子において各コンデンサの共通側に
    作ることができる方法。
14. 【請求項１４】 請求項１２または請求項１３に記載の方法において、前記
    導電ブリッジが前記コンデンサ部分の側壁に塗布された導電エンド・キャップに
    よって形成され、前記エンド・キャップが前記コンデンサの基板の端および前記
    コンデンサの封止された前記プラットホームの端の封止された部分に重なってい
    る方法。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の方法において、前記導電ブリッジが向
    かい合っている側壁に塗布された２つのエンド・キャップを含み、それにより、
    ２つのアノード端子接点を形成し、前記コンデンサの側面にあって前記コンデン
    サの前記プラットホームの端に重なっている方法。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５の何れか一項に記載の方法において、前記
    プラットホームが直線、円形または卵形のタブまたは段の形状である方法。
17. 【請求項１７】 請求項１〜１６の何れか一項に記載の方法において、前記
    プラットホームが一般に各ボディの基板から遠位端の中央に置かれている方法。
18. 【請求項１８】 請求項１〜１６の何れか一項に記載の方法において、前記
    プラットホームが各ボディの基板の遠位端の１つの側の領域に置かれている方法
    。
19. 【請求項１９】 請求項１〜１８の何れか一項に記載の方法において、前記
    ボディが行と列の配列で前記基板に配置されていて、分割の段階が前記行および
    列に沿って切断する段階を含む方法。
20. 【請求項２０】 請求項１〜１９の何れか一項に記載の方法において、端末
    プロセスは、はんだ付けに適合するコーティングを各プラットホーム上の前記ア
    ノード端子サイトおよび前記カソード端子サイトに塗布する方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の方法において、前記端末プロセスが前
    記端子の接触面の液体コーティングを含み、前記コーティングを凝固させること
    ができる方法。
22. 【請求項２２】 請求項２０または請求項２１に記載の方法において、前記
    端末処理が前記それぞれの端子サイト上に金属または複数の金属の層を形成する
    ための金属コーティングを含む方法。
23. 【請求項２３】 請求項１〜２２の何れか一項に記載の方法において、２つ
    またはそれ以上の局所的に高くされたプラットホームが各アノード・ボディの遠
    位端に形成され、それにより、２つまたはそれ以上のカソード端子サイトを各ボ
    ディに形成する方法。
24. 【請求項２４】 固体コンデンサであって、導電基板部材と、前記基板の表
    面に設けられた弁作用金属を含む多孔性のボディと、カソードおよびアノードの
    自由面に形成された電気的絶縁層と、アノード・ボディおよびカソード・ボデ上
    の電気的絶縁層に形成された導電カソード層とを含み、前記ボディが前記基板に
    対して遠位の上面を有していて、前記基板の表面が前記ボディの隣接している上
    面に対して局所的に高くされたプラットホームによって形成され、前記局所的に
    高くされた部分がカソード端子サイトを提供し、前記基板がアノード端子サイト
    を提供するコンデンサ。
25. 【請求項２５】 請求項２４に記載のコンデンサにおいて、前記ボディの封
    止が保護絶縁材料によって封止され、前記アノード・サイトとして前記基板の外
    側の表面部分および、前記カソード・サイトとして前記プラットホームの外側の
    表面部分を露出したままにしているコンデンサ。
26. 【請求項２６】 請求項２５に記載のコンデンサにおいて、前記アノード・
    サイトからボディの封止された表面部分までの間に導電ブリッジが延在し、それ
    により、前記封止されたボディの部分にアノード端子接点の延在部を形成するコ
    ンデンサ。
27. 【請求項２７】 請求項２６に記載のコンデンサにおいて、前記アノード端
    子接点が形成された前記封止された表面が、前記プラットホームに対応している
    前記カソード・サイトに隣接して置かれ、それにより、プリント基板に対するア
    ノードおよびカソードの端子接点の両方を前記コンデンサの共通の側に作ること
    ができるコンデンサ。
28. 【請求項２８】 請求項２６または請求項２７に記載のコンデンサにおいて
    、前記導電ブリッジが各コンデンサの１つの側に塗布された導電エンド・キャッ
    プを含むコンデンサ。
29. 【請求項２９】 請求項２８に記載のコンデンサにおいて、前記導電ブリッ
    ジが各コンデンサの向かい合った側に塗布される２つ以上のエンド・キャップを
    含むコンデンサ。
30. 【請求項３０】 前記図面を参照して実質的に上記されたコンデンサ。
31. 【請求項３１】 前記添付の図面を参照して実質的に上記された方法。