JP2006005233A - キャパシタ、キャパシタ内蔵基板、およびキャパシタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機固体電解質層の剥離を確実に防止可能なキャパシタ、キャパシタ内蔵基板、およびそれらの製造方法に関するものである。
【解決手段】 キャパシタ１では、陽極としての第１の電極１０と、陰極としての第２の電極１６との間に、誘電体層１１、二酸化マンガン層１２、有機固体電解質層１４、およびカーボンペースト層１５がこの順に積層されている。第１の電極１０と第２の電極１６との間には、有機固体電解質層１４を囲むように絶縁性の樹脂層１３が矩形枠状に形成され、樹脂層１３の下端部は二酸化マンガン層１２に固着している一方、上端部は第２の電極１６に固着している。従って、キャパシタ１の外周端面では、第１の電極１０と第２の電極１６との間が樹脂層１３で完全に封止された状態にある。
【選択図】 図３

Description

本発明は、固体電解質を用いたキャパシタ、キャパシタ内蔵基板、およびキャパシタの製造方法に関するものである。

固体電解質を用いたキャパシタは、少なくとも、第１の電極、誘電体層、有機固体電解質層、および第２の電極がこの順に積層された構造を有している。このようなキャパシタを製造するにあたっては、一般に、第１の電極としての陽極の表面に、陽極酸化などの方法を用いて誘電体層を形成した後、有機固体電解質層を形成し、しかる後に、有機固体電解質層の表面にカーボンペーストや銀ペーストなどを塗布して第２の電極としての陰極を形成している（例えば、特許文献１参照）。

ここで、固体電解質層として、ポリピロールの電解重合膜を用いる場合、誘電体層の表面に薄い二酸化マンガン層や、薄い化学重合ポリピロール層を形成して誘電体層の表面に導電性を付与した後、電解重合を行う。
特開平０１−３２６２１号公報

しかしながら、従来のキャパシタでは、有機固体電解質層が、誘電体層や二酸化マンガン層などの無機層の表面に積層されているため、温度変化があったとき、有機固体電解質層の熱膨張率と無機層の熱膨張率の差に起因する応力が発生し、有機固体電解質層が剥離するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、有機固体電解質層の剥離を確実に防止可能なキャパシタ、キャパシタ内蔵基板、およびキャパシタの製造方法に関するものである。

上記課題を解決するために、本発明では、第１の電極と第２の電極との間に、少なくとも誘電体層および有機固体電解質がこの順に積層されたキャパシタにおいて、前記第１の電極と前記第２の電極との間には、前記有機固体電解質層を囲むように樹脂層が形成され、当該樹脂層の上端部および下端部は、前記第１の電極側および前記第２の電極側において前記有機固体電解質層以外の層とそれぞれ固着していることを特徴とする。

本発明において、前記誘電体層を形成するにあたっては、例えば、第１の電極を弁金属で形成し、それに陽極酸化を行う。ここで、「弁金属（バルブ金属）」とは、アルミニウム、タンタル、ニオブ、タングステン、バナジウム、ビスマス、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、それらの合金、あるいはそれらの化合物など、陽極酸化により誘電体を形成可能な金属を意味する。

本発明において、有機固体電解質層を囲むように形成された樹脂層は、上端部および下端部が第１の電極側および第２の電極側において有機固体電解質層以外の層とそれぞれ固着している。このため、有機固体電解質層の下面側界面および上端側界面のいずれもが樹脂層で周りを覆われ、有機固体電解質層は一切、露出していない。また、有機固体電解質層は上下から完全に挟まれ、かつ、その間隔は樹脂層で完全に規定されている。従って、有機固体電解質層の熱膨張係数と、有機固体電解質層に接する層の熱膨張係数が相違している場合であっても、温度変化に起因する剥離が発生しない。また、樹脂層は、単なる外装樹脂のように全体を覆うものではなく、第１の電極と第２の電極との間に形成されているので、樹脂層を形成したとしても、キャパシタの外形寸法が大きくならず、キャパシタの小型化を妨げない。

本発明において、前記樹脂層は、前記誘電体層より上層側に形成されていることが好ましい。すなわち、樹脂層を形成する前に第１の電極に対して誘電体層を予め形成しておけるので、誘電体層を形成する際、使用する薬品や熱処理に対する樹脂層の安定性などを考慮する必要がない。

本発明において、前記樹脂層は、例えば、前記第１の電極側の下層側樹脂層と、該下層側樹脂層上に積層された上層側樹脂層とを備え、前記下層側樹脂層および前記上層側樹脂層はいずれも、絶縁性樹脂から構成されている。

本発明において、前記樹脂層は、例えば、前記第１の電極側の下層側樹脂層と、該下層側樹脂層上に積層された上層側樹脂層とを備え、前記下層側樹脂層は絶縁性樹脂から構成され、前記上層側樹脂層は導電性樹脂から構成されている構成であってもよい。

本発明において、前記上層側樹脂層は、前記下層側樹脂層と比較して幅広に形成されて前記固体電解質層の上面に部分的に被さっていることが好ましい。このように構成すると、前記固体電解質層が上面側界面で剥離することをより確実に防止できる。

本発明に係るキャパシタを用いてキャパシタ内蔵基板を構成するには、前記第１の電極を、キャパシタ内蔵用基板を構成するための絶縁性基材に形成すればよい。ここで、前記第１の電極は、当該絶縁基材に直接、積層されている構成、あるいは当該絶縁性基材に他の導電層を介して積層されている構成のいずれであってもよい。

本発明では、第１の電極に対して、少なくとも誘電体層、有機固体電解質および第２の電極をこの順に積層するキャパシタの製造方法において、少なくとも、前記有機固体電解質層を形成する前に前記第１の電極側の有機固体電解質層形成領域を囲むように樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記樹脂層で囲まれた領域内に前記有機固体電解質層を形成する有機固体電解質層形成工程と、前記有機固体電解質層の上層側に前記第２の電極を形成する第２の電極形成工程とを行うことを特徴とする。

本発明において、前記第１の電極として複数のキャパシタを製造可能な大型の第１の電極を準備し、前記樹脂層形成工程では、前記大型の第１の電極側の複数の前記有機固体電解質層形成領域を囲むように前記樹脂層を形成し、前記有機固体電解質層形成工程では、前記樹脂層で囲まれた複数の領域内に有機固体電解質層を形成し、当該有機固体電解質層形成工程を行った以降、前記樹脂層に沿って前記大型の第１の電極を前記樹脂層とともに切断することが好ましい。このように樹脂層に相当する部分で切断した場合には、切断端面において第１の電極側と第２の電極側とが短絡することを確実に防止することができる。

本発明において、有機固体電解質層を囲むように形成された樹脂層は、上端部および下端部が第１の電極側および第２の電極側において有機固体電解質層以外の層とそれぞれ固着している。このため、有機固体電解質層の下面側界面および上端側界面のいずれもが樹脂層で周りを覆われ、有機固体電解質層は一切、露出していない。また、有機固体電解質層は上下から完全に挟まれ、かつ、その間隔は樹脂層で完全に規定されている。従って、温度変化などによって有機固体電解質層が剥離することがない。また、樹脂層は、第１の電極と第２の電極との間に形成されているので、樹脂層を形成したとしても、キャパシタの外形寸法が大きくならず、キャパシタの小型化を妨げない。よって、小型で、かつ、信頼性の高いキャパシタを提供することができる。

［実施の形態１］
（キャパシタの構造）
図１、図２および図３はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る有極性のキャパシタの外観を示す説明図、その層構成を模式的に示す分解斜視図、および断面図である。

図１、図２および図３に示すように、本形態のキャパシタ１は、陽極としての第１の電極１０と、陰極としての第２の電極１６との間に、誘電体層１１、二酸化マンガン層１２、有機固体電解質層１４、およびカーボンペースト層１５がこの順に積層されている。第２の電極１６は、銀ペーストからなり、その上層側には、銅箔からなる陰極用の外部電極１７が積層されている。第１の電極１０は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、タングステン、バナジウム、ビスマス、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、それらの合金、あるいはそれらの化合物（例えば、酸素をドープしたニオブ）などといった弁金属膜からなり、本形態では、アルミニウムから構成されている。誘電体層１１は、第１の電極１０を陽極酸化してなる酸化アルミニウム膜（陽極酸化膜）である。有機固体電解質層１４は、電解重合により形成されたポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの導電性高分子膜である。

本形態において、第１の電極１０と第２の電極１６との間には、誘電体層１１の上層側のうち、二酸化マンガン層１２の表面に、有機固体電解質層１４を囲むようにポリイミド系、エポキシ系、シリコン系、アクリル系などの絶縁性の樹脂層１３が矩形枠状に形成されている。

ここで、樹脂層１３の高さは、有機固体電解質層１４の厚さ寸法よりも高く、樹脂層１３の上端部は、有機固体電解質層１４の上面から突き出ている。このため、樹脂層１３の下端部は二酸化マンガン層１２に固着している一方、上端部は第２の電極１６に固着している。従って、キャパシタ１の外周端面では、第１の電極１０と第２の電極１６との間が樹脂層１３で完全に封止された状態にある。

それ故、本形態のキャパシタ１では、有機固体電解質層１４の下面側界面および上端側界面のいずれもが樹脂層１３で周りを覆われ、有機固体電解質層１４は一切、露出していない。また、有機固体電解質層１４は上下から完全に挟まれ、かつ、その間隔は樹脂層１３で完全に規定されている。よって、有機固体電解質層１４の熱膨張係数と、有機固体電解質層１４に接する層（二酸化マンガン層１２や第２の電極１６）の熱膨張係数が相違している場合であっても、温度サイクル試験を行った際や実際に使用した際、有機固体電解質層１４と二酸化マンガン層１２の界面や、有機固体電解質層１４と第２の電極１６の界面で剥離が起こることがない。また、樹脂層１３は、外装樹脂と違って全体を覆うものではなく、第１の電極１０と第２の電極１６との間のみに形成されているので、樹脂層１３を形成したとしても、キャパシタ１の外形寸法が大きくならず、キャパシタ１の小型化を妨げない。

（製造方法）
このような構成のキャパシタ１を製造するには、まず、図４（Ａ）に示すように、第１の電極１０として、厚さが約２００μｍのアルミニウム箔を準備する。また、本形態では、第１の電極１０として、複数のキャパシタ１を切り出すことのできる大型のアルミニウム箔を準備する。

次に、誘電体層形成工程において、第１の電極１０（大型のアルミニウム箔）をアジピン酸アンモニウム水溶液中で陽極酸化し、表面に耐電圧が１０Ｖ〜８０Ｖの誘電体層１１を形成する。その際、アルミニウム箔の裏面側にも誘電体層１１が形成されるが、裏面側の誘電体層１１については図示を省略する。

次に、下地導電膜形成工程において、誘電体層１１の表面に硝酸マンガンを付着させた後、約２００℃の温度で焼成し、厚さが１μｍ〜５μｍの薄い二酸化マンガン層１２を形成する。

次に、図４（Ｂ）に示すように、樹脂層形成工程において、印刷あるいは転写などの方法で、二酸化マンガン層１２の表面に対して有機固体電解質層１４の各形成領域を囲むように、厚さが約３０μｍで幅が１００μｍの絶縁性の樹脂層１３を格子枠状に形成した後、１５０℃〜２００℃の温度で約１時間、加熱し硬化させる。

次に、図４（Ｃ）に示すように、有機固体電解質層形成工程において、二酸化マンガン層１２によって導電性を付与した誘電体層１１の表面に電解重合を行って、厚さが約２０μｍのポリピロールなどの導電性高分子膜からなる有機固体電解質層１４を形成する。

次に、図４（Ｄ）に示すように、ディップ法などにより、有機固体電解質層１４の上層に厚さが約１０μｍのカーボンペースト層１５を形成した後、１５０℃〜１８０℃の温度で熱処理を行う。

次に、図４（Ｅ）に示すように、切断工程において、ダイサーなどを用いて、樹脂層１３に沿って第１の電極１０を誘電体層１１、二酸化マンガン層１２、樹脂層１３とともに切断する。その結果、第１の電極１０は、その上層に形成された各層とともに単品サイズに個片化される。

以降の工程については図示を省略するが、図３に示したように、印刷などの方法で、カーボンペースト層１５の上層に約２０μｍの厚さに銀ペースト（第２の電極１６）を塗布した後、外部電極１７としての銅箔を重ねる。

次に、第１の電極１０の裏面に形成されている誘電体層１１やカーボンペースト層１５を研磨などの方法で除去した後、第１の電極１０に陽極用の外部電極を接続する。これにより、キャパシタ１が完成する。

このように本形態の製造方法では、有機固体電解質層形成工程を行った以降、樹脂層１３に沿って大型の第１の電極１０を樹脂層１３とともに切断するため、切断部分での有機固体電解質層１４の欠落を防止できる。従って、切断端面において第１の電極１０側と第２の電極１６側とが短絡することを確実に防止することができる。

また、樹脂層１３については、誘電体層１１より上層側に形成されているので、樹脂層１３を形成する前に第１の電極１０に対して誘電体層１１を予め形成しておける。それ故、誘電体層１１を形成する際、使用する薬品や熱処理に対する樹脂層１３の安定性などを考慮する必要がない。

さらに本形態では、二酸化マンガン層１２を形成した後、樹脂層１３を形成しているため、樹脂層１３は、二酸化マンガン層１２を形成する際の２００℃という温度に晒されない。従って、樹脂層１３に対しては過度な耐熱性が要求されないので、樹脂層１３として各種の樹脂を採用することができる。

［実施の形態２］
図５および図６はそれぞれ、本発明の実施の形態２に係る有極性のキャパシタ１の断面図、およびその工程断面図である。なお、本形態のキャパシタ１およびその製造方法は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する機能を有する部分については同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。

図５に示すように、本形態のキャパシタ１は、陽極としての第１の電極１０と、陰極としての第２の電極１６との間に、誘電体層１１、二酸化マンガン層１２、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの導電性高分子膜からなる有機固体電解質層１４、およびカーボンペースト層１５がこの順に積層されている。第２の電極１６は、銀ペーストからなり、その上層側には、銅箔からなる外部電極１７が積層されている。

本形態でも、実施の形態１と同様、第１の電極１０と第２の電極１６との間には、誘電体層１１の上層側のうち、二酸化マンガン層１２の表面に、有機固体電解質層１４を囲むように、樹脂層１３が矩形枠状に形成されている。

ここで、樹脂層１３は、ポリイミド系、エポキシ系、シリコン系、アクリル系などの絶縁性の下層側樹脂層１３１と、同じく、ポリイミド系、エポキシ系、シリコン系、アクリル系などの絶縁性の上層側樹脂層１３２との２段構造になっている。下層側樹脂層１３１の高さは、有機固体電解質層１４の厚さ寸法と略同等であり、下層側樹脂層１３１の上端部は、有機固体電解質層１４の上面と略同一の高さ位置にある。上層側樹脂層１３２は、下層側樹脂層１３１よりも幅が広く、有機固体電解質層１４の上面に部分的に被さっている。

このようにして本形態では、樹脂層１３は、下層側樹脂層１３１の下端部が二酸化マンガン層１２に固着している一方、上層側樹脂層１３２の上端部が第２の電極１６に固着し、キャパシタ１の外周端面では、第１の電極１０と第２の電極１６との間が樹脂層１３で完全に封止された状態にある。

従って、本形態のキャパシタ１では、有機固体電解質層１４の下面側界面および上端側界面のいずれもが樹脂層１３で周りを覆われ、有機固体電解質層１４は一切、露出していないので、温度変化などに起因する有機固体電解質層１４の剥離が一切、発生しないなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、上層側樹脂層１３２が有機固体電解質層１４の上面に部分的に被さっているので、有機固体電解質層１４の界面での剥離をより確実に防止できる。

本形態のキャパシタ１を製造するには、まず、図６（Ａ）に示すように、第１の電極１０として、複数のキャパシタ１を切り出すことのできる大型のアルミニウム箔を準備した後、誘電体層形成工程において、陽極酸化により、第１の電極１０（大型のアルミニウム箔）の表面に誘電体層１１を形成する。次に、下地導電膜形成工程において、誘電体層１１の表面に硝酸マンガンを付着させた後、約２００℃の温度で焼成し、厚さが１μｍ〜５μｍの薄い二酸化マンガン層１２を形成する。

次に、図６（Ｂ）に示すように、下層側樹脂層形成工程において、印刷あるいは転写などの方法で、二酸化マンガン層１２の表面に対して有機固体電解質層１４の各形成領域を囲むように、厚さが約２０μｍで幅が１００μｍの絶縁性の下層側樹脂層１３１を格子枠状に形成した後、１５０℃〜２００℃の温度で約１時間、加熱し硬化させる。

次に、図６（Ｃ）に示すように、有機固体電解質層形成工程において、二酸化マンガン層１２によって導電性を付与した誘電体層１１の表面に電解重合を行って、厚さが約２０μｍのポリピロールなどの導電性高分子膜からなる有機固体電解質層１４を形成する。

次に、図６（Ｄ）に示すように、上層側樹脂層１３２形成工程において、印刷あるいは転写などの方法で、下層側樹脂層１３１の表面に対して、厚さが約２０μｍで幅が２００μｍの絶縁性の上層側樹脂層１３２を格子枠状に形成した後、１５０℃〜２００℃の温度で約１時間、加熱し硬化させる。

次に、図６（Ｅ）に示すように、ディップ法により、有機固体電解質層１４の上層に厚さが約１０〜２０μｍのカーボンペースト層１５を形成した後、１５０℃〜１８０℃の温度で熱処理を行う。

次に、図６（Ｆ）に示すように、切断工程において、ダイサーなどを用いて、樹脂層１３に沿って、第１の電極１０を誘電体層１１、二酸化マンガン層１２、樹脂層１３とともに切断する。その結果、第１の電極１０は、その上層に形成された各層とともに、単品サイズに個片化される。以降の工程については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

このように本形態でも、有機固体電解質層形成工程を行った以降、樹脂層１３に沿って大型の第１の電極１０を樹脂層１３とともに切断するため、切断部分での有機固体電解質層１４の欠落を防止できる。従って、切断端面において第１の電極１０側と第２の電極１６側とが短絡することを確実に防止することができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

［実施の形態３］
図７および図８はそれぞれ、本発明の実施の形態３に係る有極性のキャパシタ１の断面図、およびその工程断面図である。なお、本形態のキャパシタ１およびその製造方法は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する機能を有する部分については同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。

図７に示すように、本形態のキャパシタ１は、陽極としての第１の電極１０と、陰極としての第２の電極１６との間に、誘電体層１１、二酸化マンガン層１２、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの導電性高分子膜からなる有機固体電解質層１４、およびカーボンペースト層１５がこの順に積層されている。第２の電極１６は、銀ペーストからなり、その上層側には、銅箔からなる外部電極１７が積層されている。

本形態では、第１の電極１０と第２の電極１６との間には、誘電体層１１の上層側のうち、二酸化マンガン層１２の表面に、有機固体電解質層１４を囲むように、樹脂層１３が矩形枠状に形成されている。

本形態でも、実施の形態１と同様、第１の電極１０と第２の電極１６との間には、誘電体層１１の上層側のうち、二酸化マンガン層１２の表面に、有機固体電解質層１４を囲むように、樹脂層１３が矩形枠状に形成されている。

ここで、樹脂層１３は、ポリイミド系、エポキシ系、シリコン系、アクリル系などの絶縁性の下層側樹脂層１３１と、この下層側樹脂層１３１と同様な樹脂マトリクス中に導電粒子や導電性有機化合物が配合された導電性の上層側樹脂層１３３の２段構造になっている。下層側樹脂層１３１の高さは、有機固体電解質層１４の厚さ寸法と略同等であり、下層側樹脂層１３１の上端部は、有機固体電解質層１４の上面と略同一の高さ位置にある。この上層側樹脂層１３３は、下層側樹脂層１３１と同じ幅か、あるいはそれより幅が狭い。

このようにして本形態では、樹脂層１３は、下層側樹脂層１３１の下端部が二酸化マンガン層１２に固着している一方、上層側樹脂層１３３の上端部が第２の電極１６に固着し、キャパシタ１の外周端面では、第１の電極１０と第２の電極１６との間が樹脂層１３で完全に封止された状態にある。

従って、本形態のキャパシタ１では、有機固体電解質層１４の下面側界面および上端側界面のいずれもが樹脂層１３で覆われ、有機固体電解質層１４は一切、露出していないので、温度変化などに起因する有機固体電解質層１４の剥離が一切、発生しないなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

さらに、本形態では、上層側樹脂層１３３が導電性樹脂からなるため、以下の製造方法を採用すると、上層側樹脂層１３３と有機固体電解質層１４との密着性を向上できるという利点がある。

本形態のキャパシタ１を製造するには、まず、図８（Ａ）に示すように、第１の電極１０として、複数のキャパシタ１を切り出すことのできる大型のアルミニウム箔を準備した後、誘電体層形成工程において、陽極酸化により、第１の電極１０（大型のアルミニウム箔）の表面に誘電体層１１を形成する。次に、下地導電膜形成工程において、誘電体層１１の表面に硝酸マンガンを付着させた後、約２００℃の温度で焼成し、厚さが１μｍ〜５μｍの薄い二酸化マンガン層１２を形成する。

次に、図８（Ｂ）に示すように、下層側樹脂層形成工程において、印刷あるいは転写などの方法で、二酸化マンガン層１２の表面に対して有機固体電解質層１４の各形成領域を囲むように、厚さが約２０μｍで幅が１００μｍの絶縁性の下層側樹脂層１３１を格子枠状に形成した後、１５０℃〜２００℃の温度で約１時間、加熱し硬化させる。

次に、図８（Ｃ）に示すように、上層側樹脂層形成工程において、印刷あるいは転写などの方法で、下層側樹脂層１３１の表面に対して、厚さが約２０μｍで幅が８０μｍ〜１００μｍの導電性の上層側樹脂層１３３を格子枠状に形成した後、１５０℃〜２００℃の温度で約１時間、加熱し硬化させる。

次に、図８（Ｄ）に示すように、有機固体電解質層形成工程において、二酸化マンガン層１２によって導電性を付与した誘電体層１１の表面に電解重合を行って、厚さが約３０μｍのポリピロールなどの導電性高分子膜からなる有機固体電解質層１４を形成する。

次に、図８（Ｅ）に示すように、ディップ法により、有機固体電解質層１４の上層に厚さが約１０〜２０μｍのカーボンペースト層１５を形成した後、１５０℃〜１８０℃の温度で熱処理を行う。

次に、図８（Ｆ）に示すように、切断工程において、ダイサーなどを用いて、樹脂層１３に沿って、第１の電極１０を誘電体層１１、二酸化マンガン層１２、樹脂層１３とともに切断する。その結果、第１の電極１０は、その上層に形成された各層とともに、単品サイズに個片化される。以降の工程については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

このように本形態でも、有機固体電解質層形成工程を行った以降、樹脂層１３に沿って大型の第１の電極１０を樹脂層１３とともに切断するため、切断部分での有機固体電解質層１４の欠落を防止できる。従って、切断端面において第１の電極１０側と第２の電極１６側とが短絡することを確実に防止することができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、本形態では、上層側樹脂層形成工程において、下層側樹脂層１３１の表面に導電性の上層側樹脂層１３３を形成した後、有機固体電解質層形成工程において、電解重合により導電性高分子膜からなる有機固体電解質層１４を形成する。このため、電解重合の途中からは、上層側樹脂層１３３の一部にも導電性高分子膜からなる有機固体電解質層１４が形成されるため、上層側樹脂層１３３と有機固体電解質層１４の密着性が高いという利点がある。

［実施の形態４］
図９は、本発明の実施の形態４に係る有極性のキャパシタ１の断面図、およびその工程断面図である。

上記実施の形態１、２、３では、誘電体層１１の表面に二酸化マンガン層１２によって導電性を付与したが、図９に示すように、誘電体層１１の表面に導電性の化学重合膜１９を形成してもよい。この場合は、モノマーあるいはオリゴマー、さらにはドーパントを含む溶液や蒸気を誘電体層１１に接触させる。あるいは、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンなどのモノマーあるいはオリゴマー、さらにはドーパントを含む溶液中で酸化剤を添加して、誘電体層１１の表面に化学重合膜１９を堆積させる。但し、この場合には、化学重合膜１９と誘電体層１１との界面での剥離が発生しないように、樹脂層１３を誘電体層１１の表面に形成することになる。

［実施の形態５］
図１０は、本発明の実施の形態５に係る有極性のキャパシタ１の断面図、およびその工程断面図である。

上記実施の形態１、２、３では二酸化マンガン層１２の表面に樹脂層１３を形成し、実施の形態４では、誘電体層１１の表面に樹脂層を形成したが、図１０に示すように、第１の電極１０の表面に樹脂層１３を形成してもよい。

［その他の実施の形態］
上記形態では、有機固体電解質層１４として、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの導電性ポリマーを用いたが、ＴＣＮＱ錯体などを用いてもよい。ＴＣＮＱ錯体の場合には、例えば、所定領域上にＴＣＮＱ錯体を配置した状態で加熱、溶融した後、冷却、固化して固体電解質層を形成すればよい。

［キャパシタ内蔵基板への適用例］
図１１は、本発明を適用したキャパシタを配線基板に内蔵させたキャパシタ内蔵基板の断面図である。図１１において、本形態のキャパシタ内蔵基板１１００は、いわゆるビルトアップ構造を有する回路基板である。このキャパシタ内蔵基板１１００には、シリコン基板、セラミック基板、樹脂基板、ガラス−エポキシ基板からなるコア基板１１１１の上面および下面には、銅層からなる複数の配線層１１０２、１１０４、１１２４、および１１３４が形成されており、これらの配線層は、絶縁膜１１０３、１１２３および１１３３を介して互いに隔離されている。本形態では、配線層１１０２、１１２４の一部分の表面に、スパッタ法などにより、アルミニウムやタンタルなどからなる、キャパシタ１の第１の電極１０（図１などを参照）を形成する。

ここに示すキャパシタ内蔵基板１１００では、コア基板１１１１の上面側に、計３個のキャパシタ１を有しており、これらのキャパシタ１はいずれも、例えば、実施の形態１と同様な構造を備えている。すなわち、３つのキャパシタ１のいずれにおいても、図３、図５、図７、図９、図１０に示すように、陽極としての第１の電極１０、誘電体層１１、二酸化マンガン層１２あるいは化学重合膜１９、導電性高分子膜からなる有機固体電解質層１４、カーボンペースト層１５、陰極としての第２の電極１６がこの順に積層され、かつ、有機固体電解質層１４は樹脂層１３で囲まれている。また、キャパシタ１や配線層１１０２、１１０４、１１２４、および１１３４は、コア基板１１１１や絶縁膜１１０３、１１２３および１１３３にレーザ加工などの方法で形成されたスルーホール１１２５やビヤ１１２６に充填された導体金属を介して相互に接続されている。

本発明において、有機固体電解質層を囲むように形成された樹脂層は、上端部および下端部が第１の電極側および第２の電極側において有機固体電解質層以外の層とそれぞれ固着している。このため、有機固体電解質層の下面側界面および上端側界面のいずれもが樹脂層で周りを覆われ、有機固体電解質層が一切、露出していないので、温度変化などによって有機固体電解質層が剥離することがない。また、樹脂層は、第１の電極と第２の電極との間に形成されているので、樹脂層を形成したとしても、キャパシタの外形寸法が大きくならず、キャパシタの小型化を妨げない。よって、小型で、かつ、信頼性の高いキャパシタを提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る有極性のキャパシタの外観を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る有極性のキャパシタの層構成を模式的に示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る有極性のキャパシタの層構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る有極性のキャパシタの製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る有極性のキャパシタの層構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る有極性のキャパシタの製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態３に係る有極性のキャパシタの層構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る有極性のキャパシタの製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態４に係る有極性のキャパシタの層構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態５に係る有極性のキャパシタの層構成を模式的に示す断面図である。 本発明を適用したキャパシタを内蔵するキャパシタ内蔵基板の断面図である。

符号の説明

１ キャパシタ
１０ 第１の電極（陽極）
１１ 誘電体層
１２ 二酸化マンガン層
１３ 樹脂層
１４ 有機固体電解質層
１５ カーボンペースト層
１６ 第２の電極（陰極）
１７ 外部電極
１３１ 下層側樹脂層
１３２、１３３ 上層側樹脂層
１１００ キャパシタ内蔵基板

Claims (8)

1. 第１の電極と第２の電極との間に、少なくとも誘電体層および有機固体電解質がこの順に積層されたキャパシタにおいて、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間には、前記有機固体電解質層を囲むように樹脂層が形成され、
   当該樹脂層の上端部および下端部は、前記第１の電極側および前記第２の電極側において前記有機固体電解質層以外の層とそれぞれ固着していることを特徴とするキャパシタ。
2. 請求項１において、前記樹脂層は、前記誘電体層より上層側に形成されていることを特徴とするキャパシタ。
3. 請求項１または２において、前記樹脂層は、前記第１の電極側の下層側樹脂層と、該下層側樹脂層上に積層された上層側樹脂層とを備え、
   前記下層側樹脂層および前記上層側樹脂層はいずれも、絶縁性樹脂から構成されていることを特徴とするキャパシタ。
4. 請求項１または２において、前記樹脂層は、前記第１の電極側の下層側樹脂層と、該下層側樹脂層上に積層された上層側樹脂層とを備え、
   前記下層側樹脂層は絶縁性樹脂から構成され、前記上層側樹脂層は導電性樹脂から構成されていることを特徴とするキャパシタ。
5. 請求項３または４において、前記上層側樹脂層は、前記下層側樹脂層と比較して幅広に形成されて前記固体電解質層の上面に部分的に被さっていることを特徴とするキャパシタ。
6. 請求項１ないし５のいずれかに規定するキャパシタを内蔵するキャパシタ内蔵基板であって、前記第１の電極は、キャパシタ内蔵用基板を構成するための絶縁性基材に形成されていることを特徴とするキャパシタ内蔵基板。
7. 第１の電極に対して、少なくとも誘電体層、有機固体電解質および第２の電極をこの順に積層するキャパシタの製造方法において、少なくとも、
   前記有機固体電解質層を形成する前に、前記第１の電極側の有機固体電解質層形成領域を囲むように樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
   前記樹脂層で囲まれた領域内に前記有機固体電解質層を形成する有機固体電解質層形成工程と、
   前記有機固体電解質層の上層側に前記第２の電極を形成する第２の電極形成工程とを有することを特徴とするキャパシタの製造方法。
8. 請求項７において、前記第１の電極として複数のキャパシタを製造可能な大型の第１の電極を準備し、
   前記樹脂層形成工程では、前記大型の第１の電極側の複数の前記有機固体電解質層形成領域を囲むように前記樹脂層を形成し、
   前記有機固体電解質層形成工程では、前記樹脂層で囲まれた複数の領域内に有機固体電解質層を形成し、
   当該有機固体電解質層形成工程を行った以降、前記樹脂層に沿って前記大型の第１の電極を前記樹脂層とともに切断することを特徴とするキャパシタの製造方法。

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