JP2015179753A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】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。誘電体層は、金属の陽極酸化によって形成されている。貫通孔は、誘電体層の第１の面と、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、貫通孔は第２の面から第１の面に向かって孔径が漸増する複数の貫通孔である。第１の外部電極層は、第１の面に配設されている。第２の外部電極層は、第２の面に配設されている。第１の内部電極は、複数の貫通孔の一部に形成され、第１の外部電極層に接続され、第２の外部電極層と第１の離間距離で離間している。第２の内部電極は、複数の貫通孔の他の一部に形成され、第２の外部電極層に接続され、第１の離間距離より大きい第２の離間距離で第１の外部電極層と離間している。【選択図】図２

Description

本発明は、ポーラスコンデンサに関する。

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。このようなコンデンサは従来の積層コンデンサより、小型化、低背化が可能であり、高周波化が進む移動体通信機器での需要が高まっている。

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。

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。

特開４４９３６８６号公報 特開２００９−７６８５０号公報

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。

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。

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、上記誘電体層の第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、上記貫通孔は上記第２の面から上記第１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、上記第２の外部電極層と第１の離間距離で離間している。
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、上記第１の離間距離より大きい第２の離間距離で上記第１の外部電極層と離間している。

本発明の実施形態に係るコンデンサの斜視図である。 同コンデンサの断面図である。 同コンデンサが備える誘電体層の斜視図である。 同コンデンサが備える誘電体層の断面図である。 同コンデンサが備える貫通孔の拡大図である。 同コンデンサが備える貫通孔の拡大図である。 本発明の比較例に係るコンデンサの断面図である。 同コンデンサの製造プロセスを示す模式図である。 同コンデンサの製造プロセスを示す模式図である。 同コンデンサの製造プロセスを示す模式図である。 同コンデンサの製造プロセスを示す模式図である。 同コンデンサの製造プロセスを示す模式図である。 同コンデンサにおける断面図の一例である。 本発明の変形例に係るコンデンサの断面図である。 本発明の変形例に係るコンデンサが備える貫通孔の拡大図である。 本発明の変形例に係るコンデンサの製造プロセスを示す模式図である。 本発明の変形例に係るコンデンサの製造プロセスを示す模式図である。 本発明の変形例に係るコンデンサの製造プロセスを示す模式図である。 本発明の変形例に係るコンデンサの断面図である。 添加剤を含むメッキ液の組成を示す表である。

上記目的を達成するため、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、上記誘電体層の第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、上記貫通孔は上記第２の面から上記第１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、上記第２の外部電極層と第１の離間距離で離間している。
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、上記第１の離間距離より大きい第２の離間距離で上記第１の外部電極層と離間している。

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、貫通孔が形成される際、貫通孔の孔径が次第に小さくなり、テーパー状の貫通孔が形成される場合がある。このような場合であっても、貫通孔の孔径が大きい位置における内部電極と外部電極層の距離（第２の離間距離）を貫通孔の孔径が小さい位置における内部電極と外部電極層の距離（第１の離間距離）より大きくすることで、貫通孔の孔径が大きい位置における内部電極から誘電体層への応力を発生させ、テーパー形状の貫通孔において、内部電極の充填体積差に起因する応力と相殺させることができ、反りの発生を防止することが可能である。

第２の離間距離は、第１の離間距離より５μｍ以上大きくてもよい。

第２の離間距離を第１の離間距離より５μｍ以上大きくすることにより、貫通孔の孔径が大きい位置における内部電極から誘電体層への応力を十分大きくすることができ、反りの発生を防止することが可能である。

第２の離間距離は１０μｍ以上あり、第１の離間距離は５μｍ以上であってもよい。

第１の離間距離を５μｍ以上とすることにより、第１の内部電極層と第２の外部電極層の間の絶縁性を確保することが可能である。

第１の内部電極と第２の外部電極層の間と、第２の内部電極層と第１の外部電極層の間には、絶縁性材料が充填されていてもよい。

この構成によれば、絶縁性材料を充填することによって、第１内部電極と第２外部電極層の間及び第２内部電極と第１外部電極層の間の絶縁を確実にすることが可能である。

上記誘電体層は、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ものであってもよい。

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。

第２の内部電極は、第１の面側に位置し、多孔質金属からなる第１の電極部分と、第２の面側に位置し、非多孔質金属からなる第２の電極部分からなっていてもよい。

上述のように、第２の内部電極は、第１の面側に位置する部分が多孔質金属であるので、第２の面から第１の面に向けてテーパー形状となる貫通孔において、第１の面側に位置する内部電極の密度を部分的に低減させることが可能である。したがって、第１の離間距離より第２の離間距離を大きくして、貫通孔の孔径が大きい位置における内部電極から誘電体層への応力を発生させるだけではなく、コンデンサの表裏間における内部電極の密度も低減させることで、反りを防止することが可能である。

さらに、第１の面側に位置する部分が多孔質金属であるので、コンデンサの表裏おける内部電極の密度が均衡する。したがって、例えば、外部電極層を形成する等の加熱処理により内部電極が収縮したとしても、コンデンサの表裏における内部電極の収縮量が均衡するので、内部電極の収縮に起因するコンデンサの反りも防止することが可能である。

第１の内部電極は、第１の面側に位置し、多孔質金属からなる第３の電極部分と、第２の面側に位置し、非多孔質金属からなる第４の電極部分からなっていてもよい。

上述のように、第１の内部電極は、第１の面側に位置する部分が多孔質金属であるので、第２の面から第１の面に向けてテーパー形状となる貫通孔において、第１の面側に位置する内部電極の密度を部分的に低減させることが可能である。したがって、第１の離間距離より第２の離間距離を大きくして、貫通孔の孔径が大きい位置における内部電極から誘電体層への応力を発生させるだけではなく、コンデンサの表裏間における内部電極の密度も低減させることで、反りを防止することが可能である。

さらに第１の面側に位置する部分が多孔質金属であるので、コンデンサの表裏おける内部電極の密度が均衡する。したがって、例えば、外部電極層を形成する等の加熱処理により内部電極が収縮したとしても、コンデンサの表裏における内部電極の収縮量が均衡するので、内部電極の収縮に起因するコンデンサの反りも防止することが可能である。

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態に係る回路モジュールは、上記コンデンサを備える。

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態に係る移動体通信機器は、上記コンデンサを備える。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

［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。

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。

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（Ａｌ_２Ｏ_３）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。

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。

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は孔径が第２の面１０１ｃから第１の面１０１ｂに向かって漸増する形状を有する。即ち、各貫通孔１０１ａは第２の面１０１ｃから第１の面１０１ｂに向かって末広なテーパー形状となる。このような貫通孔１０１ａは、後述する陽極酸化によって形成することが可能であるが、その陽極酸化によって、第２の面１０１ｃから第１の面１０１ｂに向かって末広なテーパー形状となる複数の貫通孔が形成される。

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。

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。

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６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、第２外部電極層１０３とは離間している。貫通孔１０１ａは上述のように、孔径が第２の面１０１ｃから第１の面１０１ｂに向けて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。

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ることによって第２外部電極層１０３と絶縁されている。また第１内部電極１０４の先端１０４ａと第２外部電極層１０３の間には、絶縁性材料（図示せず）が充填されていてもよい。

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６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、第１外部電極層１０２とは離間している。貫通孔１０１ａは上述のように孔径が第２の面１０１ｃから第１の面１０１ｂに向けて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。

第２内部電極１０５は、第１外部電極層１０２とは離間して形成されることによって、第１外部電極層１０２と絶縁されている。また第２内部電極１０５の先端１０５ａと第１外部電極層１０２の間には、絶縁性材料（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。

ここで、図６に示すように、第１内部電極１０４と第２外部電極層１０３との離間距離を第１の離間距離Ｄ１とし、第２内部電極１０５と第１外部電極層１０２との離間距離を第２の離間距離Ｄ２とすると、第２の離間距離Ｄ２は第１の離間距離Ｄ１より大きいものとすることができる。

第２の離間距離Ｄ２と第１の離間距離Ｄ１の差は特に限定されないが、後述する反りの発生防止のためには５μｍ以上が好適である。また、第１の離間距離Ｄ１は、第１内部電極１０４と第２外部電極層１０３の間の絶縁性を確保するため、５μｍ以上が好適である。さらに、第２の離間距離Ｄ２は、反りの発生を防止するために１０μｍ以上が好適である。

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、それぞれ外部の配線や端子等と接続される。

［コンデンサの効果］
本実施形態に係るコンデンサ１００の効果について、比較例を用いて説明する。図７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。

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。第１内部電極２０４と第２外部電極層２０３の間の離間距離と、第２内部電極２０５と第１外部電極層２０２の第の離間距離は同程度である。

コンデンサ２００においては、貫通孔２０１ａのテーパー形状によって、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７に示すように、第１の面２０１ｂから一定の高さの領域をＬ１とし、第２の面２０１ｃから領域Ｌ１と同等の高さの領域をＬ２とする。ここで、同図に示すように、領域Ｌ１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Ｌ２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Ｌ１と領域Ｌ２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。

しかしながら、本発明に係るコンデンサ１００では、上述のように、第２の離間距離Ｄ２が第１の離間距離Ｄ１よりも大きい構成である。この構成により、貫通孔１０１ａにおいて、内部電極の充填体積差に起因する反りと対抗する応力を発生させることができるので、反りを防止することができる。

［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８乃至図１２は、コンデンサ１００の製造プロセスを示す模式図である。

図８（ａ）は、誘電体層１０１の元となる基材３０１を示す。誘電体層１０１を金属酸化物（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。

例えば１５℃〜２０℃に調整されたシュウ酸（０．１ｍｏｌ／ｌ）溶液中で基材３０１を陽極として電圧を印加すると、図８（ｂ）に示すように基材３０１が酸化（陽極酸化）され、基材酸化物３０２が形成される。この際、基材酸化物３０２の自己組織化作用によって、基材酸化物３０２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。

なお、陽極酸化の前に基材３０１に規則的なピット（凹部）（図示せず）を形成しておき、このピットを基点として孔Ｈを成長させてもよい。このピットの配置により孔Ｈの配列を制御することが可能となる。ピットは、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。

陽極酸化の開始から所定時間経過後、基材３０１に印加されている電圧を増加させる。自己組織化によって形成される孔Ｈのピッチは、印加電圧の大きさによって決定されるため、孔Ｈのピッチが拡大するように自己組織化が進行する。これにより、図８（ｃ）に示すように一部の孔Ｈについて孔の形成が継続すると共に、孔径が拡大する。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速度が非常に遅くなる。以下、孔の形成速度が遅くなった孔Ｈを孔Ｈ１とし、孔の形成が継続した（拡大した）孔Ｈを孔Ｈ２とする。

陽極酸化の条件は適宜設定可能であり、例えば、図８（ｂ）に示す１段階目の陽極酸化の印加電圧は数Ｖ〜数１００Ｖ、処理時間は数分〜数日に設定することができる。図８（ｃ）に示す２段階目の陽極酸化の印加電圧では、電圧値を１段階目の数倍とし、処理時間は数分〜数十分に設定することができる。

例えば、１段階目の印加電圧を４０Ｖとすることにより孔径が１００ｎｍの孔Ｈが形成
され、２段階目の印加電圧を８０Ｖとすることにより孔Ｈ２の孔径が２００ｎｍに拡大さ
れる。２段階目の電圧値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酸化物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酸化物３０２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。

続いて、図９（ａ）に示すように、酸化されていない基材３０１を除去する。基材３０１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、基材酸化物３０２の孔Ｈ１及び孔Ｈ２が形成された側の面を表面３０２ａとし、その反対側の面を裏面３０２ｂとする。

続いて、図９（ｂ）に示すように、表面３０２ａに導電性材料からなる第１導体層３０３を成膜する。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成膜することが可能である。

続いて、図９（ｃ）に示すように、基材酸化物３０２を裏面３０２ｂ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３０２ｂに連通し、孔Ｈ１は裏面３０２ｂに連通しない程度の厚さで、基材酸化物３０２を除去する。

続いて、図１０（ａ）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。孔Ｈ１にはメッキ液が侵入しないため、孔Ｈ１内には第１メッキ導体Ｍ１は形成されない。

この際、電解メッキ時間を長くすることによって、第１メッキ導体Ｍ１の埋め込み長さを長くすることが可能である。また、第１メッキ導体Ｍ１の埋め込み長さを十分に長くすることで、後の工程において第１の離間距離Ｄ１を長くとることが可能である。

続いて、図１０（ｂ）に示すように、基材酸化物３０２を裏面３０２ｂ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することができる。この際、孔Ｈ１が裏面３０２ｂに連通する程度の厚さで基材酸化物３０２を除去する。

続いて、図１０（ｃ）に示すように、孔Ｈ１内に第２メッキ導体Ｍ２を埋め込み、同時に孔Ｈ２内に第３メッキ導体Ｍ３を埋め込む。

第２メッキ導体Ｍ２及び第３メッキ導体Ｍ３は、第１導体層３０３をシード層として基材酸化物３０２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。

続いて、図１１（ａ）に示すように、基材酸化物３０２を裏面３０２ｂ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３０４ａが裏面３０２ｂに露出し、第２内部導体３０５の先端３０５ａが裏面３０２ｂに露出しない程度の厚さで基材酸化物３０２を除去する。

この際、基材酸化物３０２を裏面３０２ｂから機械研磨等で研磨する量によって、第１の離間距離Ｄ１（図６参照）が決定される。

続いて、図１１（ｂ）に示すように、裏面３０２ｂ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。

続いて、図１１（ｃ）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。

続いて、図１２（ａ）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３０２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、第２の離間距離Ｄ２（図６参照）となる空隙が形成される。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。この際、電解エッチング時間を長くすることにより、第２の離間距離Ｄ２を第１の離間距離Ｄ１より長くすることができる。

続いて、図１２（ｂ）に示すように、表面３０２ａに導電性材料からなる第３導体層３０７を配設する。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配設することが可能である。

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３０２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。

なお、図１乃至図１２は、コンデンサの構成及び製造方法を模式的に表現するための図であり、実際に製造されるコンデンサはコンデンサ１００の構成に限定されるものではない。例えば、図１３に示すように、誘電体層１０１に空隙１０１ｄが複数形成された構成であってもよい。

本実施形態に係るコンデンサ１００の変形例について説明する。

本実施形態に係るコンデンサ１００において、第１内部電極１０４及び第２内部電極１０５は、多孔質金属部分と非多孔質金属部分から構成されるものであってもよい。図１４は、この場合のコンデンサ１００を示す断面図であり、図１５は図１４の拡大図である。

図１５に示すように、第１内部電極１０４は多孔質金属部分１０４ｃと非多孔質金属部分１０４ｄを有する。多孔質金属部分１０４ｃは、第１内部電極１０４において第１の面１０１ｂ側に位置する部分であり、非多孔質金属部分１０４ｄは、第１内部電極１０４において第２の面１０１ｃ側に位置する部分である。

第２内部電極１０５は、同図に示すように、多孔質金属部分１０５ｃと非多孔質金属部分１０５ｄを有する。多孔質金属部分１０５ｃは、第２内部電極１０５において第１の面１０１ｂ側に位置する部分であり、非多孔質金属部分１０５ｄは、第２内部電極１０５において第２の面１０１ｃ側に位置する部分である。

第１の面１０１ｂ側に位置する部分が多孔質金属であるため、図１４に示すようにテーパー形状の貫通孔１０１ａにおいて、末広側の領域Ｌ１内の内部電極の密度を低減させることができる。したがって、第１の面側の領域Ｌ１と、第２の面１０１ｃから領域Ｌ１と同等の高さの領域であるＬ２との内部電極の密度を均衡させて、内部電極の密度の差に起因する反りを防止することができる。さらに前述のように第１の離間距離Ｄ１より第２の離間距離Ｄ２を大きくすることによって反りを低減することができる。

多孔質金属部分１０４ｃ及び多孔質金属部分１０５ｃは後述するように、添加剤を含んだメッキ液を使用することで形成することが可能である。なお、図１５に示す多孔質金属部分１０４ｃ及び多孔質金属部分１０５ｃにおける孔Ｐ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。

コンデンサ１００は、その製造工程において、第１外部電極層１０２や第２外部電極層１０３等を形成する際のスパッタによる熱応力等によって内部電極が収縮し、反りが発生する場合がある。しかしながら、この場合においても図１４に示すように領域Ｌ１の内部電極が多孔質金属であることから、領域Ｌ１内の内部電極の密度を低減させることができるので、加熱処理による領域Ｌ１と領域Ｌ２との内部電極の収縮量を均衡させて反りを防止することが可能である。

［変形例に係るコンデンサの製造方法］
変形例に係るコンデンサ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、内部電極が多孔質金属を有するコンデンサは、下記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１６乃至図１８は、内部電極が多孔質金属を有するコンデンサの製造プロセスを示す模式図である。

なお、基材酸化物３０２を除去し、孔Ｈ２を開口させる工程（図９（ｃ））までは、上述した製造方法と同一であるため、説明を省略する。

図１６（ａ）に示すように、孔Ｈ２内に多孔質金属である第１メッキ導体Ｎ１を埋め込む。なお電解メッキによって多孔質金属の層を形成する方法は一般に知られているものである。第１メッキ導体Ｎ１は、第１導体層３０３をシード層として基材酸化物３０２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。この際、メッキ液に添加剤（疎水基を有するカチオン）を加えることで、図１６（ａ）に示すように孔Ｈ２内に多孔質金属である第１メッキ導体Ｎ１を形成することができる。添加剤としては、例えばベンジルドデシルジメチルアンモニウムクロリドを挙げることができ、添加剤を含むメッキ液の組成としては例えば図２０に示すものを用いることができる。孔Ｈ１にはメッキ液が侵入しないため、孔Ｈ１内には第１メッキ導体Ｎ１は形成されない。

続いて、図１６（ｂ）に示すように、基材酸化物３０２を裏面３０２ｂ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することができる。この際、孔Ｈ１が裏面３０２ｂに連通する程度の厚さで基材酸化物３０２を除去する。

続いて、図１６（ｃ）に示すように、添加剤を含むメッキ液を用いて孔Ｈ１内に多孔質金属である第２メッキ導体Ｎ２を形成し、孔Ｈ２内に多孔質金属である第３メッキ導体Ｎ３を形成する。孔Ｈ２には先の工程によって多孔質金属である第１メッキ導体Ｎ１が形成されているため、第３メッキ導体Ｎ３の先端は、第２メッキ導体Ｎ２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Ｎ１及び第３メッキ導体Ｎ３を第４メッキ導体Ｎ４とする。

続いて、図１７（ａ）に示すように、孔Ｈ２及び孔Ｈ１に非多孔質金属である第５メッキ導体Ｎ５及び第６メッキ導体Ｎ６をそれぞれ形成する。この際、第５メッキ導体Ｎ５の先端が裏面３０２ｂに露出しない程度に第５メッキ導体Ｎ５を形成する。孔Ｈ２及び孔Ｈ１には先の工程によって第４メッキ導体Ｎ４及び第２メッキ導体Ｎ２が形成されているため、第５メッキ導体Ｎ５の先端は、第６メッキ導体Ｎ６の先端より突出する。なお、以後の説明において第４メッキ導体Ｎ４及び第５メッキ導体Ｎ５を第１内部導体３０４とし、第２メッキ導体Ｎ２及び第６メッキ導体Ｎ６を第２内部導体３０５とする。

続いて、図１７（ｂ）に示すように、基材酸化物３０２を裏面３０２ｂ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３０４ａが裏面３０２ｂに露出し、第２内部導体３０５の先端３０５ａが裏面３０２ｂに露出しない程度の厚さで基材酸化物３０２を除去する。

この際、基材酸化物３０２を裏面３０２ｂから機械研磨等で研磨する量によって、第１の離間距離Ｄ１が決定される。

続いて、図１７（ｃ）に示すように、裏面３０２ｂ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。

続いて、図１８（ａ）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。

続いて、図１８（ｂ）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３０２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、第２の離間距離Ｄ２となる空隙が形成される。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。

この際、電解エッチング時間を長くすることにより、第２の離間距離Ｄ２を第１の離間距離Ｄ１より長くすることができる（図１５参照）。

続いて、図１８（ｃ）に示すように、表面３０２ａ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。

以上のようにして、内部電極が多孔質金属を有するコンデンサを製造することが可能である。なお、基材酸化物３０２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１内部導体３０４は第２内部電極１０５に、第２内部導体３０５は第１内部電極１０４にそれぞれ対応する。

なお、図１６（ａ）に示す第１メッキ導体Ｎ１を形成する工程並びに図１６（ｃ）に示す第２メッキ導体Ｎ２及び第３メッキ導体Ｎ３を形成する工程では、どちらか一方の工程のみ添加剤を含むメッキ液で処理を行ってもよい。図１６（ａ）に示す工程のみ添加剤を含むメッキ液で処理を行った場合は、図１９（ａ）に示すように、第２内部導体３０５は非多孔質金属からなり、第１内部導体３０４は多孔質金属部分３０４ｂと非多孔質金属部分３０４ｃからなる構造となる。この場合であっても、コンデンサの表裏間で内部電極の密度の差が軽減されるので、反りを防止することが可能である。

また、図１６（ｃ）に示す工程のみ添加剤を含むメッキ液で処理を行った場合は、図１９（ｂ）に示すようなコンデンサが製造される。図１９（ｂ）に示すコンデンサの第１内部導体３０４は、非多孔質金属部分３０４ｄ、多孔質金属部分３０４ｅ及び非多孔質金属部分３０４ｆが裏面３０２ｂから順に積層され、非多孔質金属部分３０４ｄが最も表面３０２ａ側に位置する構成となる。

本実施形態に係るコンデンサは小型化、低背化、高信頼性化が可能であり、このような特性が要求される回路モジュールに使用される。たとえば移動体通信機器のフィルタ回路モジュールなどの基板へ実装したり基板内部に埋め込んで好適に使用される。

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
１０４ｃ，１０５ｃ…多孔質金属部分
１０４ｄ，１０５ｄ…非多孔質金属部分

Claims (9)

1. 金属の陽極酸化によって形成され、第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する誘電体層と、
   前記第１の面と前記第２の面に連通する貫通孔であって、該貫通孔は前記第２の面から前記第１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、前記第２の外部電極層と第１の離間距離で離間する第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、前記第１の離間距離より大きい第２の離間距離で前記第１の外部電極層と離間する第２の内部電極と
   を具備するコンデンサ。
2. 請求項１記載のコンデンサであって、
   前記第２の離間距離は、前記第１の離間距離より５μｍ以上大きい
   コンデンサ。
3. 請求項２記載のコンデンサであって、
   前記第２の離間距離は１０μｍ以上あり、
   前記第１の離間距離は５μｍ以上である
   コンデンサ。
4. 請求項１記載のコンデンサであって、
   前記第１の内部電極と前記第２の外部電極層の間と、前記第２の内部電極層と前記第１の外部電極層の間には、絶縁性材料が充填されている
   コンデンサ。
5. 請求項１記載のコンデンサであって、
   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。
6. 請求項１記載のコンデンサであって、
   前記第２の内部電極は、前記第１の面側に位置し、多孔質金属からなる第１の電極部分と、前記第２の面側に位置し、非多孔質金属からなる第２の電極部分からなる
   コンデンサ。
7. 請求項６に記載のコンデンサであって、
   前記第１の内部電極は、前記第１の面側に位置し、多孔質金属からなる第３の電極部分と、前記第２の面側に位置し、非多孔質金属からなる第４の電極部分からなる
   コンデンサ。
8. 請求項１のコンデンサを備える回路モジュール。
9. 請求項１のコンデンサを備える移動体通信機器。

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