JP2015122467A - Capacitor - Google Patents
Capacitor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015122467A JP2015122467A JP2013266952A JP2013266952A JP2015122467A JP 2015122467 A JP2015122467 A JP 2015122467A JP 2013266952 A JP2013266952 A JP 2013266952A JP 2013266952 A JP2013266952 A JP 2013266952A JP 2015122467 A JP2015122467 A JP 2015122467A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- capacitor
- layer
- hole diameter
- internal electrode
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ポーラスコンデンサに関する。 The present invention relates to a porous capacitor.
近年、新しいタイプのコンデンサとしてポーラスコンデンサが開発されている。ポーラスコンデンサは、アルミニウム等の金属表面に形成される金属酸化物がポーラス(細孔の貫通孔)構造を形成する性質を利用してポーラス内に内部電極を形成し、金属酸化物を誘電体としてコンデンサとしたものである。 In recent years, a porous capacitor has been developed as a new type of capacitor. Porous capacitors use a property that a metal oxide formed on a metal surface such as aluminum forms a porous (through-hole) structure, forms an internal electrode in the porous, and uses the metal oxide as a dielectric. It is a capacitor.
誘電体の表面及び裏面にはそれぞれ外部導電体が積層され、ポーラス内に形成される内部電極は表面の外部導電体と裏面の外部導電体のいずれか一方に接続される。内部電極と接続されない側の外部導電体との間は、空隙又は絶縁性材料によって絶縁される。これにより内部電極は、誘電体を介して対向する対向電極(正極又は負極)として機能する。 External conductors are laminated on the front surface and the back surface of the dielectric, respectively, and the internal electrode formed in the porous is connected to either the external conductor on the front surface or the external conductor on the back surface. The external conductor on the side not connected to the internal electrode is insulated by a gap or an insulating material. Thereby, an internal electrode functions as a counter electrode (a positive electrode or a negative electrode) which opposes via a dielectric.
例えば、特許文献1及び特許文献2には、このような構成を有するポーラスコンデンサが開示されている。いずれの特許文献においても、ポーラス内に内部電極が形成され、内部電極の一端は一方の導電体に接続され、他端は他方の導電体と絶縁されている。 For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a porous capacitor having such a configuration. In any of the patent documents, an internal electrode is formed in a porous body, one end of the internal electrode is connected to one conductor, and the other end is insulated from the other conductor.
ここで、ポーラスコンデンサにおいては、その製造プロセスにおいて発生する反りの問題がある。貫通孔を有する金属酸化物が形成される際、貫通孔の孔径が一様とならず、その内部に内部電極が充填されることにより、コンデンサの表裏間で内部電極の充填体積差が発生する場合がある。この場合、ポーラスコンデンサの表裏において応力が不均一となり、反りが発生する。 Here, the porous capacitor has a problem of warpage that occurs in its manufacturing process. When a metal oxide having a through-hole is formed, the hole diameter of the through-hole is not uniform, and the internal electrode is filled in the inside thereof, thereby causing a difference in filling volume of the internal electrode between the front and back of the capacitor. There is a case. In this case, stress becomes nonuniform on the front and back sides of the porous capacitor, and warpage occurs.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、反りの発生を防止することが可能な構造を有するポーラスコンデンサを提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a porous capacitor having a structure capable of preventing the occurrence of warping.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るコンデンサは、誘電体層と、貫通孔と、第1の外部電極層と、第2の外部電極層と、第1の内部電極と、第2の内部電極とを具備する。
上記誘電体層は、金属の陽極酸化によって形成されている。
上記貫通孔は、該誘電体層の第1の面と、上記第1の面の反対側の第2の面とを連通する貫通孔であって、該貫通孔は孔径が最小である最小孔径部を有し、該最小孔径部から上記第1の面と上記第2の面に向かって孔径が漸増する複数の貫通孔である。
上記第1の外部電極層は、上記第1の面に配設されている。
上記第2の外部電極層は、上記第2の面に配設されている。
上記第1の内部電極は、上記複数の貫通孔の一部に形成され、上記第1の外部電極層に接続されている。
上記第2の内部電極は、上記複数の貫通孔の他の一部に形成され、上記第2の外部電極層に接続されている。
In order to achieve the above object, a capacitor according to an embodiment of the present invention includes a dielectric layer, a through hole, a first external electrode layer, a second external electrode layer, a first internal electrode, 2 internal electrodes.
The dielectric layer is formed by metal anodic oxidation.
The through hole is a through hole that communicates the first surface of the dielectric layer and the second surface opposite to the first surface, and the through hole has a minimum hole diameter that is the smallest. A plurality of through-holes having a hole diameter gradually increasing from the minimum hole diameter portion toward the first surface and the second surface.
The first external electrode layer is disposed on the first surface.
The second external electrode layer is disposed on the second surface.
The first internal electrode is formed in a part of the plurality of through holes and connected to the first external electrode layer.
The second internal electrode is formed in another part of the plurality of through holes and connected to the second external electrode layer.
本発明の一実施形態に係るコンデンサは、誘電体層と、貫通孔と、第1の外部電極層と、第2の外部電極層と、第1の内部電極と、第2の内部電極とを具備する。
上記誘電体層は、金属の陽極酸化によって形成されている。
上記貫通孔は、該誘電体層の第1の面と、上記第1の面の反対側の第2の面とを連通する貫通孔であって、該貫通孔は孔径が最小である最小孔径部を有し、該最小孔径部から上記第1の面と上記第2の面に向かって孔径が漸増する複数の貫通孔である。
上記第1の外部電極層は、上記第1の面に配設されている。
上記第2の外部電極層は、上記第2の面に配設されている。
上記第1の内部電極は、上記複数の貫通孔の一部に形成され、上記第1の外部電極層に接続されている。
上記第2の内部電極は、上記複数の貫通孔の他の一部に形成され、上記第2の外部電極層に接続されている。
A capacitor according to an embodiment of the present invention includes a dielectric layer, a through hole, a first external electrode layer, a second external electrode layer, a first internal electrode, and a second internal electrode. It has.
The dielectric layer is formed by metal anodic oxidation.
The through hole is a through hole that communicates the first surface of the dielectric layer and the second surface opposite to the first surface, and the through hole has a minimum hole diameter that is the smallest. A plurality of through-holes having a hole diameter gradually increasing from the minimum hole diameter portion toward the first surface and the second surface.
The first external electrode layer is disposed on the first surface.
The second external electrode layer is disposed on the second surface.
The first internal electrode is formed in a part of the plurality of through holes and connected to the first external electrode layer.
The second internal electrode is formed in another part of the plurality of through holes and connected to the second external electrode layer.
この構成によれば、誘電体層を介して対向する第1の内部電極と第2の内部電極が、コンデンサの対向電極として機能する。第1の内部電極は第1の外部電極層に、第2の内部電極は第2の外部電極層にそれぞれ接続され、これらを介して外部(接続端子等)と接続される。ここで、第1の内部電極及び第2の内部電極において、電極が充填される貫通孔が、第1の面と第2の面に向かって最小孔径部から孔径が漸増するような形状とすることで、内部電極の表裏の対称性が向上し、反りの発生を防止することが可能となる。 According to this configuration, the first internal electrode and the second internal electrode that face each other through the dielectric layer function as the counter electrode of the capacitor. The first internal electrode is connected to the first external electrode layer, and the second internal electrode is connected to the second external electrode layer, and is connected to the outside (connection terminal or the like) through these. Here, in the first internal electrode and the second internal electrode, the through holes filled with the electrodes are shaped so that the hole diameter gradually increases from the minimum hole diameter portion toward the first surface and the second surface. Thereby, the symmetry of the front and back of the internal electrode is improved, and the occurrence of warpage can be prevented.
最小孔径部は、第1の面と第2の面の中央から、上記第1の面側又は上記第2の面側にずれていてもよい。 The minimum hole diameter portion may be shifted from the center of the first surface and the second surface to the first surface side or the second surface side.
上述のように、最小孔径部の位置を第1の面及び第2の面側にずらすことができる。このため、内部電極の充填体積差以外の要因により、反りが発生するおそれがある場合には、最小孔部の位置を調整することにより、反りの発生を防止することが可能である。充填体積差以外の要因には、例えば、第1の外部電極層や第2の外部電極層を形成する際のスパッタによる熱応力等がある。 As described above, the position of the minimum hole diameter portion can be shifted to the first surface and the second surface side. For this reason, when there is a possibility of warping due to a factor other than the filling volume difference of the internal electrodes, it is possible to prevent the warping from occurring by adjusting the position of the minimum hole. Factors other than the filling volume difference include, for example, thermal stress due to sputtering when the first external electrode layer and the second external electrode layer are formed.
誘電体層は、陽極酸化されると自己組織化作用によりポーラスを形成する材料からなるものであってもよい。 The dielectric layer may be made of a material that forms a porous layer by self-organization when anodized.
この構成によれば、材料を陽極酸化することによって、貫通孔(ポーラス)を有する誘電体層を形成することが可能となる。 According to this configuration, a dielectric layer having a through hole (porous) can be formed by anodizing the material.
誘電体層は、アルミニウムの陽極酸化により形成された酸化アルミニウムからなるものであってもよい。 The dielectric layer may be made of aluminum oxide formed by anodic oxidation of aluminum.
アルミニウムを陽極酸化すると生じる酸化アルミニウムは、酸化の過程において自己組織化作用による貫通孔を生じる。即ち、アルミニウムを陽極酸化することによって、貫通孔を有する誘電体層を形成することが可能である。 Aluminum oxide produced when anodizing aluminum produces through-holes due to a self-organizing action during the oxidation process. That is, a dielectric layer having a through hole can be formed by anodizing aluminum.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[コンデンサの構成]
図1は本発明の一実施形態に係るコンデンサ100の斜視図であり、図2はコンデンサ100の断面図である。これらの図に示すように、コンデンサ100は、誘電体層101、第1外部電極層102、第2外部電極層103、第1内部電極104及び第2内部電極105を有する。
[Configuration of capacitor]
FIG. 1 is a perspective view of a
第1外部電極層102、誘電体層101及び第2外部電極層103はこの順で積層され、即ち誘電体層101は、第1外部電極層102及び第2外部電極層103によって挟まれている。第1内部電極104及び第2内部電極105は、図2に示すように誘電体層101において貫通孔101aの内部に形成されている。なお、コンデンサ100には、ここに示す以外の構成、例えば、第1外部電極層102及び第2外部電極層103にそれぞれ接続された配線等が設けられていてもよい。
The first
誘電体層101は、コンデンサ100の誘電体として機能する層である。誘電体層101は、後述する貫通孔(ポーラス)を形成することが可能な誘電性材料からなるものとすることができ、特に陽極酸化されると自己組織化作用によってポーラスを生じる材料が好適である。このような材料としては、酸化アルミニウム(Al2O3)を挙げることができる。また、この他に誘電体層101は、弁金属(Al、Ta、Nb、Ti、Zr、Hf、Zn、W、Sb)の酸化物からなるものとすることが可能である。誘電体層101の厚みは特に限定されないが、例えば数μm〜数百μmとすることができる。
The
図3は誘電体層101の斜視図であり、図4は誘電体層101の断面図である。これら
の図に示すように、誘電体層101には、複数の貫通孔101aが形成されている。誘電体層101の層面方向に平行な表面を第1の面101bとし、その反対側の面を第2の面101cとすると、貫通孔101aは第1の面101b及び第2の面101cに垂直な方向(誘電体層101の厚み方向)に沿って形成され、第1の面101b及び第2の面101cに連通するように形成されている。なお、図3等に示す貫通孔101aの数や大きさは便宜的なものであり、実際のものはより小さく、多数である。
FIG. 3 is a perspective view of the
図5は、貫通孔101aを示す拡大図である。同図に示すように、各貫通孔101aは孔径が最小となる最小孔径部101dを有し、最小孔径部101dから第1の面101bと第2の面101cに向かって孔径が漸増する形状を有する。即ち、各貫通孔101aは、第1の面101bに向かって末広となるテーパー形状である部分と、第2の面101cに向かって末広となるテーパー形状である部分とを有する。このような貫通孔101aの形状は、後述する製造方法にて形成することが可能であるが、その製造方法によれば、誘電体層101の厚み方向において同等の位置に最小孔径部101dが位置する複数の貫通孔101aが形成される。
FIG. 5 is an enlarged view showing the through
各貫通孔101aにおける最小孔径部101dは、貫通孔101aの延伸方向(誘電体層101の厚み方向)における中心(以下、貫通孔中心)に位置してもよく、貫通孔中心からずれていてもよい。図6は、最小孔径部101dの位置を示す模式図である。同図に示すように貫通孔中心をLとすると、最小孔径部101dの位置は貫通孔中心Lに一致してもよい。
The minimum
図7及び図8は、最小孔径部101dの位置が異なる貫通孔101aを示す拡大図である。図7に示すように、最小孔径部101dの貫通孔101aにおける位置は貫通孔中心Lから第1の面101b側にずれていてもよい。また、図8に示すように、最小孔径部101dの貫通孔101aにおける位置は貫通孔中心Lから第2の面101c側にずれていてもよい。最小孔径部101dの位置は、貫通孔101aを形成する際に調整することが可能である。
7 and 8 are enlarged views showing through-
第1外部電極層102は図2に示すように、誘電体層101の第1の面101b上に配設されている。第1外部電極層102は導電性材料、例えば、Cu、Ni、Cr、Ag、Pd、Fe、Sn、Pb、Pt、Ir、Rh、Ru、Al、Ti等の純金属やこれらの合金からなるものとすることができる。第1外部電極層102の厚さは例えば数十nm〜数μmであるものとすることができる。また、第1外部電極層102は、複数の導電性材料が厚み方向(貫通孔101aの延伸方向)に積層されるように配設されたものとすることも可能である。
As shown in FIG. 2, the first
第2外部電極層103は図2に示すように、誘電体層101の第2の面101c上に配設されている。第2外部電極層103は、第1外部電極層102と同様の導電性材料からなるものとすることができ、その厚さは例えば数nm〜数μmであるものとすることができる。第2外部電極層103の構成材料は第1外部電極層102の構成材料と同一でもよく異なっていてもよい。また、第2外部電極層103も、複数の導電性材料が厚み方向(貫通孔101aの延伸方向)に積層されるように配設されたものとすることが可能である。
The second
第1内部電極104は、コンデンサ100の一方の対向電極として機能する。図9は第1内部電極104及び第2内部電極105を示す断面図であり、図2の拡大図である。同図に示すように第1内部電極104は、貫通孔101a内に形成され、第1外部電極層102に接続されている。貫通孔101aは上述のように、孔径が漸増する形状を有するため、その内部に形成される第1内部電極104の形状は貫通孔101aに従った形状を有する。第1内部電極の長さ(第1内部電極104の延伸方向)は、第1内部電極104の先端104aが最小孔径部101dより第2の面101c側に位置しているものとすることができる。第1内部電極104は導電性材料、例えば、In、Sn、Pb、Cd、Bi、Al、Cu、Ni、Au、Ag、Pt、Pd、Co、Cr、Fe、Zn等の純金属やこれらの合金からなるものとすることができる。
The first
第1内部電極104は、第2外部電極層103とは離間して形成され、第2外部電極層103と絶縁されている。また、第1内部電極104と第2外部電極層103の間の間隙には、絶縁体(図示せず)が充填されていてもよい。なお、図2等に示す第1内部電極104及び第2内部電極105は1つおきに交互に描かれているが、これらは便宜的なものであり、実際には交互に存在しなくてもよい。
The first
第2内部電極105は、コンデンサ100の一方の対向電極として機能する。図9に示すように第2内部電極105は、貫通孔101a内に形成され、第2外部電極層103に接続されている。貫通孔101aは上述のように孔径が漸増する形状を有するため、その内部に形成される第2内部電極105の形状は貫通孔101aに従った形状を有する。第2内部電極の長さ(第2内部電極105の延伸方向)は、第2内部電極の先端105aが最小孔径部101dより第1の面101b側に位置しているものとすることができる。第2内部電極105は導電性材料、例えば、In、Sn、Pb、Cd、Bi、Al、Cu、Ni、Au、Ag、Pt、Pd、Co、Cr、Fe、Zn等の純金属やこれらの合金からなるものとすることができる。
The second
コンデンサ100は以上のような構成を有する。誘電体層101を介して第1内部電極104と第2内部電極105が対向し、コンデンサを形成する。即ち、第1内部電極104と第2内部電極105は、コンデンサの対向電極として機能する。なお、第1内部電極104と第2内部電極105はどちらが正極であってもよい。第1内部電極104は第1外部電極層102を介して、第2内部電極105は第2外部電極層103を介して、それぞれ外部へ配線や端子等と接続される。
The
上述のように、最小孔径部101dは、貫通孔中心Lから第1の面101b側又は第2の面101c側にずれていてもよい。図10は、この場合のコンデンサ100を示す断面図である。図10(a)は最小孔径部101dが貫通孔中心Lから第1の面101b側にずれている場合、図10(b)は最小孔径部101dが貫通孔中心Lから第2の面101c側にずれている場合を示す。いずれの場合であっても、第1内部電極の先端104aは最小孔径部101dより第2の面101c側に位置し、第2内部電極の先端105aは最小孔径部101dより第1の面101b側に位置しているものとすることができる。
As described above, the minimum
[コンデンサの効果]
コンデンサ100の効果について、比較例を用いて説明する。図11は、比較例に係るコンデンサ200の断面図である。同図に示すように、コンデンサ200は、誘電体層201、第1外部電極層202、第2外部電極層203、第1内部電極204及び第2内部電極205を有する。
[Effect of capacitor]
The effect of the
誘電体層201には、同図に示すように第1の面201b及び第2の面201cに連通する貫通孔201aが設けられており、貫通孔201aは、第1の面201bに対して末広となるテーパー形状を有する。これは陽極酸化で貫通孔を加工する際に、酸化液の液循環の条件等によって貫通孔にテーパーが形成されるためである。
As shown in the figure, the
これにより、第1内部電極204と第2内部電極205の充填体積差が生じる。図11に示すように、第1の面201bから一定の高さの領域をL2とし、第2の面201cから領域L2と同等の高さの領域をL3とする。ここで、同図に示すように、領域L2に含まれる第1内部電極204及び第2内部電極205の充填体積は、領域L3に含まれる第1内部電極204及び第2内部電極205に含まれる充填体積より大きくなる。貫通孔201aがテーパー形状を有し、第1の面201b側の孔径が大きいからである。これにより、領域L2と領域L3における応力のバランスが崩れ、コンデンサ200において反りが発生するおそれがある。
Thereby, a filling volume difference between the first
しかしながら、本発明に係るコンデンサ100では、図2に示すように、貫通孔101aが第1の面101bに向かって末広となるテーパー形状である部分と、第2の面101cに向かって末広なテーパー形状である部分とを有する。これにより、比較例のような第1内部電極104及び第2内部電極105の充填体積差が発生せず、反りの発生を防止することができる。
However, in the
また、図10(a)及び図10(b)に示すように、最小孔径部101dの位置を第1の面101b又は第2の面101c側にずらすことができる。このため、内部電極の充填体積差以外の要因により、反りが発生するおそれがある場合には、最小孔径部101dの位置を調整することにより、反りの発生を防止することが可能である。充填体積差以外の要因には、例えば、第1外部電極層102や第2外部電極層103を形成する際のスパッタによる熱応力等がある。
Also, as shown in FIGS. 10A and 10B, the position of the minimum
[コンデンサの製造方法]
本実施形態係るコンデンサ100の製造方法について説明する。なお、以下に示す製造方法は一例であり、コンデンサ100は、以下に示す製造方法とは異なる製造方法によって製造することも可能である。図12乃至17は、コンデンサ100の製造プロセスを示す模式図である。
[Capacitor manufacturing method]
A method for manufacturing the
図12(a)は、誘電体層101の元となる基材301を示す。誘電体層101が金属酸化物(例えば酸化アルミニウム)からなるものとする場合、基材301はその酸化前の金属(例えばアルミニウム)である。
FIG. 12A shows a
図12(b)のように基材301の表裏面に規則的なピットP(凹部)を形成しておき、このピットPを基点として後述する孔Hを形成することができる。このピットPの配置により孔Hの配列を制御することが可能である。
As shown in FIG. 12B, regular pits P (concave portions) are formed on the front and back surfaces of the
ピットPは例えば基材301にモールド(型)を押圧することによって形成することが可能である。なお、モールドとしては所望するピッチを有するステンレスなどの剣山状金属モールドを利用することができる。剣山状金属モールドは、例えば次のようにして作製することが可能である。
The pits P can be formed, for example, by pressing a mold (mold) against the
まず、所望するピッチを有するポーラスアルミナを準備し、その表面にスパッタ法によりTi−Cu膜をを約1μm蒸着して導通をとる。アルミナの孔内に金属(Ni)をメッキ後、アルミナをアルカリ水溶液(0.1M NaOH水溶液)に浸漬させる。これによりTi−Cu膜が溶解し、剣山状金属モールドが作製される。 First, porous alumina having a desired pitch is prepared, and a Ti—Cu film is deposited on the surface thereof by sputtering to have a thickness of about 1 μm, thereby providing electrical conduction. After plating metal (Ni) in the pores of alumina, the alumina is immersed in an alkaline aqueous solution (0.1 M NaOH aqueous solution). As a result, the Ti—Cu film is dissolved, and a sword mountain metal mold is produced.
次に、位置制御の分解能が剣山状金属モールドのピッチ以下の駆動ステージ(例えばJEOL社製JBX-6300FS 電子ビーム描画装置)を用い、相対させた2つの剣山状金属モールドの剣山周期をSEM観察により合わせる。その後、基材301を2つの剣山状金属モールド間に挿入し両モールドでプレスを行う。なお、プレス圧力は800kgf/cm2が好適である。
Next, using a driving stage with a position control resolution equal to or less than the pitch of the sword-shaped metal mold (for example, JBX-6300FS electron beam lithography system manufactured by JEOL) Match. Thereafter, the
ピットPが形成された基材301に陽極酸化を施すと、図12(c)に示すように、基材301が酸化され、基材酸化物311が形成される。この際、基材酸化物311の自己組織化作用によって、基材酸化物311に孔Hが形成される。孔Hは酸化の進行方向、即ち基材301の厚み方向に向かって成長する。ここで、基材301の表裏両面から陽極酸化を施すことにより、図12(c)に示すように最小孔径部301dを備え、最小孔径部301dから基材酸化物311の表裏両面に向けて孔径が漸増する形状を有する孔Hが形成される。
When the
陽極酸化は、例えば15℃〜20℃に調整された処理溶液(例えばシュウ酸(0.1mol/l)溶液)中で、基材301を陽極として電圧を印加することにより行うことが可能である。印加電圧は数V〜数100V、処理時間は数分〜数日とすることができる。例えば、印加電圧を40Vとすると、孔径が100nmの孔Hが形成される。基材酸化物301の成長速度は例えば4±1.5μm/hとすることができる。基材301の表裏両面から陽極酸化を施すには、図12(b)の基材301の表裏両面を処理溶液に浸漬させて陽極酸化を施せばよい。
Anodization can be performed, for example, in a treatment solution adjusted to 15 ° C. to 20 ° C. (for example, an oxalic acid (0.1 mol / l) solution) by applying a voltage with the
続いて、図13(a)に示すように、孔Hを形成した基材酸化物311に基材302を蒸着させる。基材302は例えばアルミニウム基材とすることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 13A, a
具体的には基材302は、高周波スパッタ装置を用い、出力350w、内圧1×10−4Pa、Arガス導入後圧力0.35Paの条件下で180分間処理を行い、基材酸化物311に蒸着させることができる。基材302の厚さは例えば700nmとすることができる。
Specifically, the
次に、基材302に再度、陽極酸化を施す。この際、前述の陽極酸化の際よりも、基材302への印加電圧を大きくすると、図13(b)に示すように、一部の孔Hのピッチ(孔径及び孔間距離)が拡大するように自己組織化が進行する。一方で、孔Hのピッチが拡大したことによって、他の孔Hについては孔の形成が停止する。以下、孔の形成が停止した孔Hを孔H1とし、孔の形成が継続した(孔径が拡大した)孔Hを孔H2とする。
Next, the
このときの印加電圧は上記電圧の数倍、処理時間は数分〜数十分とすることができる。例えば、印加電圧を80Vとすると、孔径H2の孔径が200nmに拡大される。図12(c)に示す1段階目の陽極酸化における印加電圧と、図13(b)に示す2段階目の陽極酸化における印加電圧を上述した範囲内とすることにより、孔H1と孔H2の数を概ね同等とすることが可能である。また、2段階目の電圧印加の処理時間を上述の範囲内とすることにより、孔H2のピッチ変換が十分に完了しつつ、2段階目の電圧印加によって底部に形成される基材302の厚さを小さくすることができる。2段階目の電圧印加で形成される基材301は、後の工程で除去されるため、できるだけ薄いことが好ましい。
The applied voltage at this time can be several times the voltage, and the processing time can be several minutes to several tens of minutes. For example, when the applied voltage is 80 V, the hole diameter of the hole diameter H2 is expanded to 200 nm. By setting the applied voltage in the first stage of anodic oxidation shown in FIG. 12C and the applied voltage in the second stage of anodic oxidation shown in FIG. The numbers can be roughly equivalent. In addition, by setting the processing time of the voltage application at the second stage within the above range, the thickness of the
続いて、図13(c)に示すように、酸化されていない基材302を除去する。基材302の除去は、例えばウェットエッチングによってすることができる。以降、基材301の孔H1及びH2が形成された側の面を表面301bとし、その反対の面を裏面301cとする。
Subsequently, as shown in FIG. 13C, the
続いて、図14(a)に示すように、基材酸化物311を裏面301c側から所定の厚さで除去する。これは反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)によってすることができる。この際、孔H2が裏面301cに連通し、孔H1は裏面301cに連通しない程度の厚さで、基材酸化物311を除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 14A, the
続いて、図14(b)に示すように、表面301bに導電性材料からなる第1導体層303を配設する。第1導体層303は、スパッタ法、真空蒸着法等、任意の方法によって配設することが可能である。
Subsequently, as shown in FIG. 14B, a
続いて、図14(c)に示すように、孔H2内に第1メッキ導体M1を埋め込む。第1第1メッキ導体M1は、第1導体層303をシード層として基材酸化物311に電解メッキを施すことによって埋め込むことが可能である。なお、孔H1にはメッキ液が浸入しないため、孔H1内には第1メッキ導体M1が形成されない。
Subsequently, as shown in FIG. 14C, the first plating conductor M1 is embedded in the hole H2. The first first plating conductor M1 can be embedded by performing electrolytic plating on the
続いて、図15(a)に示すように、基材酸化物311を裏面301cから所定の厚さで再度除去する。これは反応性イオンエッチングによって除去することができる。この際、孔H1が裏面301cに連通する程度の厚さで基材酸化物311を除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 15A, the
続いて、図15(b)に示すように、孔H1内に第2メッキ導体M2を埋め込み、孔H2内に第3メッキ導体M3を埋め込む。 Subsequently, as shown in FIG. 15B, the second plating conductor M2 is embedded in the hole H1, and the third plating conductor M3 is embedded in the hole H2.
第2メッキ導体M2は、第1導体層303をシード層として基材酸化物311に電解メッキを施すことによって埋め込むことが可能である。また、孔H2には、先の工程によって第1メッキ導体M1が形成されているため、第3メッキ導体M3の先端は、第2メッキ導体M2の先端より突出する。なお、以後の説明において第1メッキ導体M1及び第3メッキ導体M3を第1内部導体304とし、第2メッキ導体M2を第2内部導体305とする。
The second plating conductor M2 can be embedded by performing electrolytic plating on the
続いて、図15(c)に示すように、基材酸化物311を裏面301cから所定の厚さで再度除去する。これは機械研磨等によってすることができる。この際、第1内部導体304の先端が裏面301cに露出し、第2内部導体305の先端が裏面301cに露出しない程度の厚さで基材酸化物311を除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 15C, the
続いて、図16(a)に示すように、裏面301cに導電性材料からなる第2導体層306を配設する。第2導体層306は、スパッタ法、真空蒸着法、任意の方法によって配設することが可能である。
Subsequently, as shown in FIG. 16A, a
続いて、図16(b)に示すように、第1導体層303を除去する。第1導体層303の除去は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、イオンミリング法、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法等によってすることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 16B, the
続いて、図16(c)に示すように、第2導体層306をシード層として、基材酸化物311に電解エッチングを施す。第1内部導体304は第2導体層306に導通しているため、電解エッチングによりエッチングされる。これにより孔H2において第1内部導体304が除去され、表面301bと第1内部導体304の先端の間で空隙が形成される。一方、第2内部導体305は第2導体層306に導通していないため、電解エッチングによりエッチングされない。
Subsequently, as shown in FIG. 16C, the
続いて、図17に示すように、表面301bに導電性材料からなる第3導体層307を成膜する。第3導体層307は、スパッタ法、真空蒸着法、任意の方法によって成膜することが可能である。
Subsequently, as shown in FIG. 17, a
以上のようにして、コンデンサ100を製造することが可能である。なお、基材酸化物311は誘電体層101に、第3導体層307は第1外部電極層102に、第2導体層306は第2外部電極層103にそれぞれ対応する。また、第2内部導体305は第1内部電極104に、第1内部導体304は第2内部電極105にそれぞれ対応する。
As described above, the
[最小孔径部の位置の変更方法]
本実施形態に係るコンデンサが有する最小孔径部101dの位置の変更方法について説明する。
[How to change the position of the minimum hole diameter]
A method for changing the position of the minimum
上述のように、貫通孔101aは、基材301の表面及び裏面のそれぞれの側から基材301に陽極酸化を施すことで形成することができる。この際、基材301の表面及び裏面のそれぞれの面からの陽極酸化の処理時間をずらすことができる。これにより、最小孔径部101dの位置を、貫通孔中心Lから表面側又は裏面側にずらすことが可能となる。
As described above, the through-
つまり、表面側からの陽極酸化の処理時間が、裏面側からの陽極酸化の処理時間より長ければ図10(b)に示したような、最小孔径部101dが貫通孔中心Lから第2の面101c側にずれた貫通孔101aを形成することができる。一方、裏面側からの陽極酸化の処理時間が、表面側からの陽極酸化の処理時間より長ければ、図10(a)に示したような、最小孔径部101dが貫通孔中心Lから第1の面101b側にずれた貫通孔101aを形成することができる。
That is, if the anodic oxidation processing time from the front surface side is longer than the anodic oxidation processing time from the back surface side, the minimum
また、基材301の表面のみを処理溶液に浸漬させて陽極酸化を施し、その後に表裏両面を処理溶液に浸漬させて陽極酸化を施してもよい。基材301の表面は2度の陽極酸化を施される一方、裏面は1度の陽極酸化を施されるため、最小孔径部101dが貫通孔中心Lから第2の面101c側にずれた貫通孔101aを形成することができる。同様に基材301の裏面のみを処理溶液に浸漬させて陽極酸化を施し、その後に表裏両面を処理溶液に浸漬させて陽極酸化を施すことにより、最小孔径部101dが貫通孔中心Lから第1の面101b側にずれた貫通孔101aを形成することができる
Alternatively, only the surface of the
100…コンデンサ
101…誘電体層
101a…貫通孔
101b…第1の面
101c…第2の面
101d…最小孔径部
102…第1外部電極層
103…第2外部電極層
104…第1内部電極
105…第2内部電極
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該誘電体層の第1の面と、前記第1の面の反対側の第2の面とを連通する貫通孔であって、該貫通孔は孔径が最小である最小孔径部を有し、該最小孔径部から前記第1の面と前記第2の面に向かって孔径が漸増する複数の貫通孔と、
前記第1の面に配設された第1の外部電極層と、
前記第2の面に配設された第2の外部電極層と、
前記複数の貫通孔の一部に形成され、前記第1の外部電極層に接続された第1の内部電極と、
前記複数の貫通孔の他の一部に形成され、前記第2の外部電極層に接続された第2の内部電極と、
を具備するコンデンサ。 A dielectric layer formed by metal anodization;
A through-hole communicating the first surface of the dielectric layer and the second surface opposite to the first surface, the through-hole having a minimum hole diameter portion having a minimum hole diameter; A plurality of through holes whose hole diameters gradually increase from the minimum hole diameter portion toward the first surface and the second surface;
A first external electrode layer disposed on the first surface;
A second external electrode layer disposed on the second surface;
A first internal electrode formed in a part of the plurality of through holes and connected to the first external electrode layer;
A second internal electrode formed in another part of the plurality of through holes and connected to the second external electrode layer;
A capacitor comprising:
前記最小孔径部は、前記第1の面と前記第2の面の中央から、前記第1の面側又は前記第2の面側にずれている
コンデンサ。 The capacitor according to claim 1,
The minimum hole diameter portion is deviated from the center of the first surface and the second surface toward the first surface or the second surface.
前記誘電体層は、陽極酸化されると自己組織化作用によりポーラスを形成する材料からなる
コンデンサ。 The capacitor according to claim 2,
The dielectric layer is a capacitor made of a material that forms a porous layer by self-organization when anodized.
前記誘電体層は、アルミニウムの陽極酸化により形成された酸化アルミニウムからなる
コンデンサ。 The capacitor according to claim 3,
The dielectric layer is a capacitor made of aluminum oxide formed by anodization of aluminum.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013266952A JP2015122467A (en) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | Capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013266952A JP2015122467A (en) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | Capacitor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015122467A true JP2015122467A (en) | 2015-07-02 |
Family
ID=53533832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013266952A Pending JP2015122467A (en) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | Capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015122467A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170358395A1 (en) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | Point Engineering Co., Ltd. | Three-Dimensional Capacitor |
-
2013
- 2013-12-25 JP JP2013266952A patent/JP2015122467A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170358395A1 (en) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | Point Engineering Co., Ltd. | Three-Dimensional Capacitor |
US10998136B2 (en) * | 2016-06-09 | 2021-05-04 | Point Engineering Co., Ltd. | Three-dimensional capacitor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4493686B2 (en) | Capacitor and manufacturing method thereof | |
JP6043548B2 (en) | Capacitor | |
WO2015118901A1 (en) | Capacitor | |
WO2009125620A1 (en) | Capacitor and method for manufacturing the same | |
JP6840502B2 (en) | Manufacturing methods for microstructures, electronic components, circuit modules and electronic devices | |
JP2014011419A (en) | Capacitor | |
JP2011176245A (en) | Capacitor and method of manufacturing the same | |
JP6343529B2 (en) | Electronic components, circuit modules and electronic equipment | |
KR101538538B1 (en) | Capacitor, structure and method of forming capacitor | |
JP6218558B2 (en) | Capacitor | |
JP6218660B2 (en) | Capacitor | |
JP2014154703A (en) | Capacitor and method of manufacturing the same | |
JP4553770B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof | |
JP2015122467A (en) | Capacitor | |
JP4390456B2 (en) | Electrolytic capacitor and manufacturing method thereof | |
WO2015141617A1 (en) | Capacitor | |
JP5429392B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof | |
CN112582184A (en) | Nanowire electrode, capacitor electrode and preparation method of nanowire electrode and capacitor electrode | |
WO2015076079A1 (en) | Capacitor | |
JP2008270525A (en) | Electrolytic capacitor | |
JP2017188563A (en) | Capacitor and method of manufacturing capacitor | |
JP2016004827A (en) | Capacitor, circuit module, and mobile communication equipment | |
JP7366960B2 (en) | Electrode structure material and method for manufacturing electrode structure material, electrolytic capacitor | |
JP2010182745A (en) | Method of manufacturing solid electrolytic capacitor | |
JP2008021761A (en) | Bulb metal composite electrode foil and its manufacturing method |