JP4493686B2 - コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)第1電極20及び第2電極24を略柱状とし、導電体の対向面積を大きくすることとしたので、高容量化を図ることができる。
(2)第1電極20及び第2電極24をランダム(不規則)に振り分けることとしたので、作製が容易となる。例えば、前記第1電極20及び第2電極24のいずれか一方をハニカム構造を形成する6角形の頂点に配置し、他方の電極を前記六角形の中心に配置する場合、これら電極を充填するための孔を長くしようとしても、孔の成長の差異がなくなってしまうため作製が困難となる。しかしながら、本実施例では、上述した2段階の陽極酸化処理を適用することにより、柱状電極を長くすることができる。
(3)電極の振り分けに、絶縁キャップ22,26を用いることとしたので、第1電極20の端部20B及び第2電極24の端部24Aの面積も、コンデンサ10の容量向上に利用できる。
(4)酸化物基材53からなる誘電体層18に第1の孔54を形成してから、第1電極20及び第2電極24を前記第1の孔54に充填することとしたので、電極材料の選択性が増すとともに、製造プロセスの簡略化を図ることができる。
(1)高誘電率材料によって誘電体層106を形成することとしたので、高容量化を図ることができる。例えば、酸化物基材53が誘電率10程度のAl2O3の場合、該酸化物基材53を容量材としてそのまま用いると、コンデンサの容量がAl2O3により規定されてしまうが、本実施例では、前記酸化物基材53よりも誘電率が高い材料を充填し直すため、鋳型として利用した酸化物基材53の誘電率を超えるコンデンサを形成することが可能となる。
(2)前記第1電極108及び第2電極112の形成後に前記酸化物基材53を除去し、その空隙66に高誘電率材料を充填することとしたので、誘電体層106の材料の選択性が増し、用途に応じて誘電体材料を変更することが可能となる。
(1)前記実施例で示した形状,寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(2)材料についても同様に、公知の各種の材料を使用してよい。例えば、前記実施例1では、誘電体層18を形成するための金属基材の具体例としてアルミニウムを挙げたが、陽極酸化が可能な金属であれば、公知の各種の金属が適用可能である。
(3)前記実施例1で示した電極引出構造も一例であり、同様の効果を奏するように適宜設計変更可能である。
(4)前記実施例で示した製造工程も一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。例えば、表面電極と裏面電極のいずれを先に形成するかも一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
12:コンデンサ素子
14,16:導電体層
18:誘電体層
18A:表面
18B:裏面
20:第1電極
20A,20B,24A,24B:端部
22,28:絶縁キャップ
24:第2電極
30:絶縁フィルム
32,34:接続ランド
36,38:引出部
50:金属基材
50A:表面
52:ピット
53:酸化物基材
53A:表面
53B:裏面
54:第1の孔
54A,54B:端部
56:第2の孔
58:シード層
60,62,64:隙間
66:空隙
68:段差
100:コンデンサ素子
102,104:導電体層
106:誘電体層
106A:表面
106B:裏面
108:第1電極
108A,108B,112A,112B:端部
110:絶縁キャップ
112:第2電極
Claims (11)
- 所定の間隔で対向する一対の導電体層,
該一対の導電体層間に設けられた誘電体層,
前記一対の導電体層と略直交する方向に、前記誘電体層を貫通するように形成された複数の略柱状の孔,
前記複数の孔のうちの一部の孔に充填されており、一端が一方の導電体層に導通し、他端が他方の導電体層と絶縁した第1の電極,
前記複数の孔のうち、前記第1の電極が充填されていない孔に充填されており、一端が前記他方の導電体層に導通し、他端が前記一方の導電体層と絶縁した第2の電極,
を備えるとともに、
前記第1の電極と第2の電極が不規則に配置され、かつ、前記誘電体層が、弁金属の酸化物であることを特徴とするコンデンサ。 - 前記第1及び第2の電極の少なくともいずれかの先端と前記導電体層間に設けた間隙によって、前記電極と導電体層間を絶縁することを特徴とする請求項1記載のコンデンサ。
- 前記第1及び第2の電極の少なくともいずれかの先端と前記導電体層間に設けた絶縁体によって、前記電極と導電体層間を絶縁することを特徴とする請求項1記載のコンデンサ。
- 前記絶縁体が、金属酸化物,樹脂,SiO2のいずれかであることを特徴とする請求項3記載のコンデンサ。
- 金属の基材を陽極酸化して得られた酸化物基材を誘電体層とするコンデンサの製造方法であって、
金属の基材に電圧を印加して陽極酸化し、酸化物基材の一方の主面で開口するとともに電極材料を充填するための所定の深さを有する第1の孔を、前記酸化物基材の厚み方向に複数形成する工程1,
前記金属の基材を前記工程1よりも大きな印加電圧によって陽極酸化し、前記第1の孔よりもピッチが大きく、かつ、該第1の孔の一部の先端と不規則に接続する第2の孔を複数形成する工程2,
前記第2の孔の先端を、前記酸化物基材の他方の主面側で開口する工程3,
前記酸化物基材の一方の主面全体に、導電性のシード層を形成する工程4,
前記第2の孔に接続された第1の孔に導電体を埋め込み、前記シード層上に、前記第1の孔の先端に達しない第1の電極を形成する工程5,
前記シード層を除去するとともに、前記酸化物基材の他方の主面側を、前記第2の孔に相当する厚みで切除し、前記第1の電極が形成されていない第1の孔の端部を開口する工程6,
前記酸化物基材の他方の主面全体に、前記第1の電極と絶縁した導電体層を形成する工程7,
前記導電体層をシードとし、前記第1の電極が形成されていない第1の孔に、前記酸化物基材の一方の主面に達しないように導電体を埋め込み、第2の電極を形成する工程8,
前記酸化物基材の一方の主面に、前記第1の電極の端部と接続し、前記第2の電極と絶縁した他の導電体層を形成する工程9,
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 前記工程5で形成した第1の電極上に、前記酸化物基材の他方の主面との段差を埋める絶縁体を設ける工程,
前記工程8で形成した第2の電極上に、前記酸化物基材の一方の主面との段差を埋める絶縁体を設ける工程,
の少なくともいずれかの工程を含むことを特徴とする請求項5記載のコンデンサの製造方法。 - 金属の基材に電圧を印加して陽極酸化し、酸化物基材の一方の主面で開口するとともに電極材料を充填するための所定の深さを有する第1の孔を、前記酸化物基材の厚み方向に複数形成する工程1,
前記金属の基材を前記工程1よりも大きな印加電圧によって陽極酸化し、前記第1の孔よりもピッチが大きく、かつ、該第1の孔の一部の先端と不規則に接続する第2の孔を複数形成する工程2,
前記第2の孔の先端を、前記酸化物基材の他方の主面側で開口する工程3,
前記酸化物基材の一方の主面全体に、導電性のシード層を形成する工程4,
前記第2の孔に接続された第1の孔に途中まで導電体を埋め込み、前記シード層上に第1の電極の一部を形成する工程5,
前記酸化物基材の他方の主面側を、前記第2の孔に相当する厚みで切除し、全ての第1の孔の端部を開口する工程6,
前記複数の第1の孔の全ての内側に導電体を埋め込み、前記シード層上に、前記工程6で切除した酸化物基材の他方の端面に達する第1の電極と、前記切除した端面に達しない第2の電極を形成する工程7,
前記酸化物基材を除去する工程8,
該工程8によって前記第1及び第2の電極間に生じた空隙部に、前記第1の電極の端面が露出し、かつ、前記第2の電極の端面を覆うように、高誘電率材料を充填して誘電体層を形成する工程9,
前記シード層と対向する誘電体層の主面に、前記第1の電極の端面と接続する導電体層を形成するとともに、前記シード層を除去する工程10,
前記シード層を除去した誘電体層の主面において、前記第1の電極の端面を所定の厚みで切除し、該第1の電極の端面と前記誘電体層の主面の間に段差を形成する工程11,
前記シード層を除去した誘電体層の主面に、前記第2の電極の端面と接続し、前記第1の電極の端面と絶縁した他の導電体層を形成する工程12,
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 前記高誘電率材料が、弁金属の酸化物,複合酸化物,樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項7記載のコンデンサ。
- 前記高誘電率材料が弁金属の酸化物であるとき、除去した酸化物基材よりも、誘電率が高い酸化物を利用することを特徴とする請求項8記載のコンデンサの製造方法。
- 前記工程11で形成した段差に、前記第1の電極の端面を覆う絶縁体を設ける工程,
を含むことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。 - 前記絶縁体を、金属酸化物,樹脂,SiO2のいずれかとしたことを特徴とする請求項6又は10記載のコンデンサの製造方法。
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