JP4778023B2 - 金属キャパシタ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、金属キャパシタ及びその製造方法に係るもので、より詳しくは電解質で金属材質を適用して電気伝導度を大きく改善させた金属キャパシタ及びその製造方法に関する。
従来、電源回路から出力される電源を一定な値になるように平滑させるか又は低周波バイパスで使用されるキャパシタとしてはアルミニウム電解キャパシタ(aluminum electric capacitor)が公知されており、その製造方法は次のようだ。
まず、アルミニウム箔の表面積を広げて静電容量を大きくするためにアルミニウム箔(aluminum foil)の表面を食刻(etching)する過程を実施する。食刻が完了されるとアルミニウム箔に誘電体を形成させる化成(forming)過程を実施する。食刻や化成過程を通じてそれぞれ陰極と陽極のアルミニウム箔が製造されるとアルミニウム箔と電解紙を製品の長さによって必要寸法の幅だけ切る断裁(slit)過程を実施する。断裁が完了されるとアルミニウム箔に引き出し端子であるアルミニウムリード棒を接合させるステッチ(stitch)過程を実施する。
アルミニウム箔と電解紙の断裁が完了されると陽極アルミニウム箔と陰極アルミニウム箔の間に電解紙を挿入した後円筒状で巻いて解かされないようにテープで接着させる巻取り(winding)過程を実施する。巻取り過程が完了されるとこれをアルミニウムケースに挿入した後電解液を注入する含浸(impregnation)過程を実施する。電解液の注入が完了されるとアルミニウムケースを封口材で封入する封入(curling)過程を実施する。封入過程が完了されると誘電体損傷を復旧するエージング(aging)過程を実施してアルミニウム電解キャパシタの組立を完了する。
ところが、このように製造された従来のアルミニウム電解キャパシタを最近開発された電子機器に適用する場合に次のような問題点がある。
従来のアルミニウム電解キャパシタは電解質で電解液が使用されるので電気伝導度が低くて高周波領域での抵抗が著しく増加しキャパシタのインピーダンスが増加される問題点がある。そして、キャパシタの抵抗が高い場合に高周波数特性が低下されて、ＥＳＲ(Equivalent Series Resistance)が高くなりキャパシタの信頼性が低下されて、損失が増加される問題点がある。また、インピーダンスが高くなることによってリップル電流による発熱が高くなり発煙、発火が発生されることができ、安全性及び耐環境性に適合しない問題点がある。
従来のアルミニウム電解キャパシタは電解質で電解液が使用されるので電気伝導度が低くて高周波領域での抵抗が著しく増加しキャパシタのインピーダンスが増加される問題点がある。そして、キャパシタの抵抗が高い場合に高周波数特性が低下されて、ＥＳＲ(Equivalent Series Resistance)が高くなりキャパシタの信頼性が低下されて、損失が増加される問題点がある。また、インピーダンスが高くなることによってリップル電流による発熱が高くなり発煙、発火が発生されることができ、安全性及び耐環境性に適合しない問題点がある。
本発明の目的は前記のような問題点を解決するためのもので、電解質で金属材質を適用して電気伝導度を従来の電解質で電解液や有機半導体を使用することに比べて10,000〜1,000,000倍改善させた金属キャパシタ及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は電解質で金属材質を使用することによって小型化、低損失化、リップル発熱低減、長寿命化、耐熱安全性、非発煙、非発火及び耐環境性を改善させることができる金属キャパシタ及びその製造方法を提供することにある。
このような目的を達成するための本発明の金属キャパシタは多数個の溝が形成される溝形成部と、前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、金属部材に形成される金属酸化層と、金属部材の電極引き出し部と多数個の溝がそれぞれ露出されるように金属部材に形成される絶縁層と、金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層に形成される多数個のメーン電極層と、金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、から構成されて、前記金属部材の電極引き出し部とメーン電極層にはそれぞれリード端子が連結されることを特徴とする。
本発明の金属キャパシタの製造方法はＤＣ(Direct Current)食刻方法を用いて母材の両面にそれぞれ多数個の溝が配列される溝形成部を形成して電極引き出し部と埋立部が一体に形成された金属部材を形成する過程と、金属部材に溝形成部と電極引き出し部と埋立部が一体に形成されると陽極酸化方法を用いて金属部材に金属酸化層を形成する化成過程と、金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるようにＣＶＤ方法を用いて金属部材に絶縁層を形成する過程と、金属酸化層に電解メッキや無電解メッキ方法を用いて前記金属部材の溝形成部に形成された多数個の溝が埋没されるようにメーン電極層を形成する過程と、金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と絶縁層に多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層を形成する過程と、からなることを特徴とする。
本発明の金属キャパシタは電解質で金属材質を適用することによって従来の電解質で電解液や有機半導体を使用することに比べて電気伝導度を10,000〜1,000,000倍改善させることができて、直列積層して高電圧化が可能で、電気的な安全性が高くて、小型化、低損失化、低ＥＳＲ、低インピーダンス化、耐熱安全性、非発煙、非発火及び耐環境性を改善させることができる利点を提供する。
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例による金属キャパシタの構成を添付された図１乃至図３を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施例による金属キャパシタの斜視図で、図２は図１に示された金属キャパシタのＡ１―Ａ２線の切断面図で、図３は図１に示された金属キャパシタのＢ１―Ｂ２線の切断面図である。本発明の第１実施例による金属キャパシタ１０は図１乃至図３に示されたように、金属部材１１、金属酸化層１２、多数個のシード電極層１３、多数個のメーン電極層１４、絶縁層１５、導電性連結層１６、第１のリード端子２１、第２のリード端子２２及び密封部材３０で構成されるが、前記シード電極層１３は使用者によって適用しない場合もある。次に、本発明の金属キャパシタ１０の構成を順次説明する。
以下、本発明の第１実施例による金属キャパシタの構成を添付された図１乃至図３を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施例による金属キャパシタの斜視図で、図２は図１に示された金属キャパシタのＡ１―Ａ２線の切断面図で、図３は図１に示された金属キャパシタのＢ１―Ｂ２線の切断面図である。本発明の第１実施例による金属キャパシタ１０は図１乃至図３に示されたように、金属部材１１、金属酸化層１２、多数個のシード電極層１３、多数個のメーン電極層１４、絶縁層１５、導電性連結層１６、第１のリード端子２１、第２のリード端子２２及び密封部材３０で構成されるが、前記シード電極層１３は使用者によって適用しない場合もある。次に、本発明の金属キャパシタ１０の構成を順次説明する。
金属部材１１は、図４Ｂに示されたように両面にそれぞれ多数個の溝１１ｄが配列され形成される溝形成部１１ａが形成される。溝形成部１１ａの一側と他側に、それぞれ電極引き出し部１１ｂ及び埋立部１１ｃが形成される。溝形成部１１ａの一側に電極引き出し部１１ｂが形成されて、電極引き出し部１１ｂに対向する溝形成部１１ａの他側に埋立部１１ｃが形成される。金属部材１１を構成する溝形成部１１ａと溝形成部１１ａの一側と他側にそれぞれ形成される電極引き出し部１１ｂ及び埋立部１１ｃは一体に形成されて、溝形成部１１ａ、電極引き出し部１１ｂ及び埋立部１１ｃが一体に形成される金属部材１１は，アルミニウム（Ａｌ）、ニオビウム（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）のうちいずれか一つが適用される。多様な金属材質が適用される金属部材１１の溝形成部１１ａに形成される多数個の溝１１ｄは、円筒状で形成して溝１１ｄを容易に形成することができるようにする。
金属酸化層１２は金属部材１１の表面に形成されて、金属部材１１の材質によってアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ニオビウム（Ｎｂ２Ｏ５）、一酸化ニオビウム（ＮｂＯ）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）のうちいずれか一つが適用される。金属酸化層１２の形成の際、金属酸化層１２は金属部材１１の表面、即ち、溝１１ｄが形成される面と側面１１ｅを含めて全表面に形成される。
絶縁層１５は、図４Ｄに示されたように、金属部材１１の電極引き出し部１１ｂと多数個の溝１１ｄがそれぞれ露出されるように金属部材１１に形成される。このような絶縁層１５は、多数個のメーン電極層１４を形成した後にも形成することができる。即ち、絶縁層１５は、金属部材１１の電極引き出し部１１ｂが外部に露出されるように金属部材１１の側面１１ｅに沿って多数個のメーン電極層１４と金属部材１１の側面１１ｅに形成される(図１参照)。絶縁層１５は、側面１１ｅ、即ち、多数個の溝１１ｄ形成された面を除いた残りの金属部材１１の側面１１ｅに形成される。絶縁層１５は電極引き出し部１１ｂが外部に露出されるように電極引き出し部１１ｂを除いて形成されて、絶縁層１５は絶縁テープ(tape)や樹脂系列の材質が適用される。
多数個のシード電極層１３は、メーン電極層１４が多数個の溝１１ｄの表面に埋立され形成されることができるように金属部材１１の溝形成部１１ａに形成された金属酸化層(１２)にそれぞれ形成される。しかし、前記シード電極層(１３)は使用者の要求によって適用しない場合もある。
多数個のメーン電極層１４は、金属部材１１の溝形成部１１ａに形成される多数個の溝１１ｄが埋まるように溝形成部１１ａの両面に形成された多数個のシード電極層１３にそれぞれ形成される。
導電性連結層１６は、金属部材１１の電極引き出し部１１ｂに対向するように多数個のメーン電極層１４と絶縁層１５に形成され多数個のメーン電極層１４を連結する。多数個のメーン電極層１４が互いに導電されるように連結される導電性連結層１６は、電極引き出し部１１ｂの半対面に電極引き出し部１１ｂに対向するように形成される。
多数個のメーン電極層１４を連結する導電性連結層１６、シード電極層１３及びメーン電極層１４は、それぞれアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び金（Ａｕ）のうちいずれか一つが適用される。
第１のリード端子２１は、金属部材１１の電極引き出し部１１ｂに連結される。電極引き出し部１１ｂに連結の際電極引き出し部１１ｂに形成された金属酸化層１２に連結させるか又は金属酸化層１２を第１のリード端子２１が連結される部分を除去した後、第１のリード端子２１を電極引き出し部１１ｂに連結する。第１のリード端子２１が連結されると第２のリード端子２２は、メーン電極層１４に連結させて無極性を有する金属キャパシタ１０を構成することになる。
メーン電極層１４に第２のリード端子２２を連結する際より容易にするために多数個のメーン電極層１４のうち一つは、第２のリード端子２２を連結するための導電性接着層１７がさらに具備され形成される。導電性接着層１７は、導電性エポキシやメッキを用いて形成する。密封部材３０は、第１及び第２のリード端子２１，２２が連結された金属部材１１を第１及び第２のリード端子２１，２２が外部に露出されるように密封させて、ＥＭＣモールディング材質や内部の空いたカバー部材が適用される。
次に、本発明の第１実施例による金属キャパシタ１０の製造方法を、添付された図面を参照して説明する。
図４Ａ及び図４Ｂに示されたように、金属材質の膜やホイル(foil)等のような母材１を用意した後、ＤＣ(Direct Current)食刻方法を用いて母材１)の両面にそれぞれ多数個の溝１１ｄが配列される溝形成部１１ａを形成して一側と他側に電極引き出し部１１ｂと埋立部１１ｃを一体に形成した金属部材１１を形成する。
図４Ａ及び図４Ｂに示されたように、金属材質の膜やホイル(foil)等のような母材１を用意した後、ＤＣ(Direct Current)食刻方法を用いて母材１)の両面にそれぞれ多数個の溝１１ｄが配列される溝形成部１１ａを形成して一側と他側に電極引き出し部１１ｂと埋立部１１ｃを一体に形成した金属部材１１を形成する。
前記食刻方法は、母材１を略５０℃でリン酸１％水溶液で１分程度前処理過程を行って、７０乃至９０℃で硫酸、リン酸及びアルミニウム等が混合された混合物で２分程度１次エッチングを行うことになる。この時、電流密度は１００乃至４００ｍＡ／ｃｍ２である。そして、再び略８０℃近傍で硝酸、リン酸及びアルミニウム等が混合された混合物で１０分程度２次エッチングを行うことになる。この時、電流密度は１０乃至１００ｍＡ／ｃｍ２である。前記エッチングを完了した後、６０乃至７０℃で硝酸３０〜７０ｇ／ｌ溶液で１０分程度化学的洗浄を行う。
このように食刻する場合、食刻構造が単純、均一化されメッキの際多数個の溝１１ｄの内部まで完全にメッキ可能な構造を作ることができる。
このように食刻する場合、食刻構造が単純、均一化されメッキの際多数個の溝１１ｄの内部まで完全にメッキ可能な構造を作ることができる。
前記溝形成部１１ａに形成される多数個の溝１１ｄはそれぞれ円形や多角形で形成されて、円形の溝の径が１μｍ乃至１００μｍなるように形成されて、深さは金属部材１１の厚さが１である場合０．５未満になるように形成される。例えば、金属部材１１の厚さが３００μｍあれば１５０μｍ下になるように形成される。また、前記多数個の溝１１ｄが多角形である場合にも、円形の溝と同じく有効径を１μｍ乃至１００μｍなるように形成することが好ましい。
金属部材１１に溝形成部１１ａと電極引き出し部１１ｂと埋立部１１ｃを一体に形成した後、図４Ｃに示されたように陽極酸化方法を用いて金属部材１１に金属酸化層１２を形成する化成過程を実施する。
前記陽極酸化方法は、まず８０〜１００℃の脱イオン水(deionized water)で１分から１５分程度加熱(Boiling)工程を行って、ホウ酸とホウ酸アンモニウムの水溶液で電圧１５０ｖで１次に酸化を進行して、だんだん前記水溶液の濃度と電圧を変化させながら複数回(２〜３次)酸化を進行させることになる。そして、所定の温度例えば、４００〜６００℃で熱処理を行って、再び再化成を行うことになる。また、再化成の際発生された副産物を除去するために副産物処理を行う。そして、また再び再化成と熱処理を繰り返し行う。そして、ホウ酸やリン酸を拭き取るために所定の洗浄工程を行う。
前記陽極酸化方法は、まず８０〜１００℃の脱イオン水(deionized water)で１分から１５分程度加熱(Boiling)工程を行って、ホウ酸とホウ酸アンモニウムの水溶液で電圧１５０ｖで１次に酸化を進行して、だんだん前記水溶液の濃度と電圧を変化させながら複数回(２〜３次)酸化を進行させることになる。そして、所定の温度例えば、４００〜６００℃で熱処理を行って、再び再化成を行うことになる。また、再化成の際発生された副産物を除去するために副産物処理を行う。そして、また再び再化成と熱処理を繰り返し行う。そして、ホウ酸やリン酸を拭き取るために所定の洗浄工程を行う。
金属部材１１の電極引き出し部１１ｂが外部に露出されるように、図４Ｄに示されたように、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)方法を用いて金属部材１１の側面(１１ｅ：図１に示される)に絶縁層１５を形成する。絶縁層１５は絶縁テープ(tape)や樹脂系列の材質が適用される。参考に、ここではＣＶＤを適用したが、絶縁樹脂や絶縁インクを用いたディッピング(Diping)工程やインクジェットプリンティング(Ink-jet printing)やスクリーンプリンティング(Screen printing)を適用したスプレー(Spray)工程やスタンピング(Stamping)工程のうちいずれか一つを適用することもできる。
図４Ｅに示されたように、金属酸化層１２に電解メッキや無電解メッキ方法を用いて浸透するように金属部材１１の溝形成部１１ａに多数個のシード電極層１３を形成する。前記シード電極層１３は使用者によって適用しない場合もあるが、ここではシード電極層１３を形成した。
シード電極層の形成工程で、活性剤(Activator)として常温の硫酸パラジウム水溶液で１０〜数百秒間浸積した後、常温で１秒〜３０秒間浸積洗浄して表面の活性剤を除去する。ニッケル無電解メッキではニッケルリン酸塩水溶液を適用して、ｐＨ範囲(ｐＨは４〜８)や温度(５０〜８０℃)を適切に調節して５〜２０分間メッキをすることになる。この場合、多数個の溝１１ｄの内部にのみシード電極層１３を形成することができるようになる。そして、使用者の要求によって追加的なメッキ工程と１００℃以下で乾燥工程を行うことになる。
多数個のシード電極層１３が形成された後、図４Ｆに示されたように、電解メッキや無電解メッキ方法を用いてそれぞれのシード電極層１３を媒介として金属部材１１の溝形成部１１ａに形成された多数個の溝１１ｄが埋没されるように多数個のメーン電極層１４を形成する。
前記メーン電極層１４を形成するための電解メッキは硫酸ニッケルや塩化ニッケル水溶液をｐＨ１から５にして、温度は３０〜７０℃で維持して、電流密度は２０〜１２０ｍＡ／ｃｍ２のＤＣ電流を印加して電解メッキを実施してメーン電極層１４を形成する。そして、メーン電極層１４を形成するための無電解メッキは、７０〜９０℃の間のニッケルリン酸水溶液をｐＨ５〜７の間に調節してここにシード電極層１３が形成された素材を１０〜３０分間無電解メッキを行って、表面のメッキ液成分を除去するための洗浄と１００℃以下の乾燥を進行してメーン電極層１４を形成する。
図４Ｇ及び図４Ｈに示されたように、多数個のメーン電極層１４を連結するために金属部材１１の電極引き出し部１１ｂに対向するように多数個のメーン電極層１４と絶縁層１５に導電性連結層１６を形成する。
導電性連結層１６を形成した後、再び金属部材１１の電極引き出し部１１ｂとメーン電極層１４にそれぞれ第１及び第２のリード端子２１，２２を連結させる。第１及び第２のリード端子２１，２２を連結した後、図３に示されたように、第１及び第２のリード端子２１，２２が外部に露出されるように金属部材１１を密封部材３０で密封させる。金属部材１１を密封部材３０で密封の際金属部材１１は、モールディング材質で密封される。
導電性連結層１６を形成する過程と第１及び第２のリード端子２１，２２を連結させる過程の間には、第１及び第２のリード端子２１，２２の接着力を改善させるために第２のリード端子２２が連結されるメーン電極層１４に導電性接着層１７を形成する過程をさらに行うことができる。そして、導電性接着層１７を形成する方法は、金属接着剤やソルダーペーストを塗布する方法、電解メッキ方法及び無電解メッキ方法のうちいずれか一つが適用される。
（第２実施例）
本発明の第１実施例による金属キャパシタ１０を構成する非貫通型金属部材１０ａの用いた金属キャパシタ１１０を、添付された図５を参照して説明する。
本発明の第２実施例による金属キャパシタ１１０は、図５に示されたように多数個の非貫通型金属部材１０ａ、導電性接着層１７、第３のリード端子２３、第４のリード端子２４及び密封部材３０で構成されている。それぞれの構成を順次説明する。
本発明の第１実施例による金属キャパシタ１０を構成する非貫通型金属部材１０ａの用いた金属キャパシタ１１０を、添付された図５を参照して説明する。
本発明の第２実施例による金属キャパシタ１１０は、図５に示されたように多数個の非貫通型金属部材１０ａ、導電性接着層１７、第３のリード端子２３、第４のリード端子２４及び密封部材３０で構成されている。それぞれの構成を順次説明する。
多数個の非貫通型金属部材１０ａは、それぞれ図４Ｇ及び図４Ｈに示されたように、金属部材１１、金属酸化層１２、多数個のシード電極層１３、多数個のメーン電極層１４、絶縁層１５及び導電性連結層１６で構成されている。なお、それぞれの構成は金属キャパシタ１０で詳細に説明したので省略する。多数個の非貫通型金属部材１０ａは、図５に示されたように電極引き出し部１１ｂが一側と他側方向に向かうように交互に積層される。即ち、非貫通型金属部材１０ａは一つがその一側に電極引き出し部１１ｂが形成されると、次に積層される非貫通型金属部材１０ａはその他側に電極引き出し部１１ｂが形成されて、続いて積層される非貫通型金属部材１０ａは電極引き出し部１１ｂを交互に位置させることになる。
導電性接着層１７は、多数個の非貫通型金属部材１０ａのメーン電極層１４の間にそれぞれ設置される。また、多数個の導電性接着層１７に接着される多数個の非貫通型金属部材１０ａは、電極引き出し部１１ｂを図５に示されたように、互いに対角線方向(交互に位置された方向)に積層して接着させる。
第３のリード端子２３は、多数個の非貫通型金属部材１０ａの電極引き出し部１１ｂが一側に向かう非貫通型金属部材１０ａの電極引き出し部１１ｂに連結される。即ち、第３のリード端子２３は、図５に示されたように、左側に設置された電極引き出し部１１ｂに連結される。
第４のリード端子２４は、多数個の非貫通型金属部材１０ａの電極引き出し部１１ｂが他側に向かう非貫通型金属部材１０ａの電極引き出し部１１ｂに連結される。即ち、第４のリード端子２４は、図５に示されたように、右側に設置された多数個の非貫通型金属部材１０ａのそれぞれに形成された電極引き出し部１１ｂに連結される。
同一な極性を有する金属酸化層１２が形成される多数個の非貫通型金属部材１０ａの電極引き出し部１１ｂに第３のリード端子２３及び第４のリード端子２４がそれぞれ連結されることによって、金属キャパシタ１１０が無極性を有するように構成される。
密封部材３０は、多数個の非貫通型金属部材１０ａの電極引き出し部１１ｂにそれぞれ連結される第３及び第４のリード端子２３，２４を外部に露出されるように密封させる。
密封部材３０は、多数個の非貫通型金属部材１０ａの電極引き出し部１１ｂにそれぞれ連結される第３及び第４のリード端子２３，２４を外部に露出されるように密封させる。
（第３実施例）
本発明の第１実施例による金属キャパシタ１０を構成する非貫通型金属部材１０ａを用いた有極性の有する金属キャパシタ１２０を、添付された図６を参照して説明する。
図６に示されたように、本発明の第３実施例による金属キャパシタ１２０は、多数個の非貫通型金属部材１０ａ、導電性接着層１７、第１の極性リード端子２５及び第２の極性リード端子２６で構成されている。以下、それぞれの構成を順次説明する。
本発明の第１実施例による金属キャパシタ１０を構成する非貫通型金属部材１０ａを用いた有極性の有する金属キャパシタ１２０を、添付された図６を参照して説明する。
図６に示されたように、本発明の第３実施例による金属キャパシタ１２０は、多数個の非貫通型金属部材１０ａ、導電性接着層１７、第１の極性リード端子２５及び第２の極性リード端子２６で構成されている。以下、それぞれの構成を順次説明する。
多数個の非貫通型金属部材１０ａは、それぞれ図４Ｇ及び図４Ｈに示されたように金属部材１１、金属酸化層１２、多数個のシード電極層１３、多数個のメーン電極層１４、絶縁層１５及び導電性連結層１６で構成されている。それぞれの構成は金属キャパシタ１０で詳細に説明したので省略する。多数個の非貫通型金属部材１０ａは、図６に示されたように、電極引き出し部１１ｂが同方向に向かうように積層される。
導電性接着層１７は、多数個の非貫通型金属部材１０ａのメーン電極層１４の間にそれぞれ設置される。また、多数個の導電性接着層１７に接着される多数個の非貫通型金属部材１０ａは、電極引き出し部１１ｂを図６に示されたように、互いに対向する方向に積層して接着させる。
第１の極性リード端子２５は、多数個の非貫通型金属部材１０ａの電極引き出し部１１ｂにそれぞれ連結される。即ち、第１の極性リード端子２５は、図６に示されたように、左側に設置された多数個の非貫通型金属部材１０ａのそれぞれに形成された電極引き出し部１１ｂに連結される(即ち、第１の極性リード端子２５は図６で左側に縦方向に設置された電極引き出し部１１ｂに連結される)。
第２の極性リード端子２６は、多数個の非貫通型金属部材１０ａのうち一つのメーン電極層１４に連結して有極性を有する金属キャパシタ１２０を構成する。ここで、電極引き出し部１１ｂに連結される第１の極性リード端子２５は、陽極箔で作用するように金属酸化層１２が形成された金属部材１１の電極引き出し部１１ｂに連結されることによってアノード(anode)電極で作用する。メーン電極層１４に連結される第２の極性リード端子２６は、陰極箔で作用するように金属酸化層１２を形成していないメーン電極層１４に連結されることによってカソード(cathode)電極で作用する。
第１の極性リード端子２５が連結される電極引き出し部１１ｂが具備される金属部材１１は、陰極箔で作用するように適用することができる。金属部材１１が陰極箔で作用する場合にメーン電極層１４は陽極箔で作用する。従って、第１の極性リード端子２５は第２の極性リード端子２６がカソード電極で適用される場合にアノード電極で適用されて、第２の極性リード端子２６がアノード電極で適用される場合にカソード電極で適用される。また、第２の極性リード端子２６は第１の極性リード端子２５がカソード電極で適用される場合にアノード電極で適用されて、第１の極性リード端子２５がアノード電極で適用される場合にカソード電極で適用される。
カソード電極やアノード電極で作用する第２の極性リード端子２６が連結されるメーン電極層１４は、導電性接着層１７が形成される。アノード電極やカソード電極で作用する第１及び第２の極性リード端子２５，２６が連結されると、密封部材３０は多数個の非貫通型金属部材１０ａを第１及び第２の極性リード端子２５，２６が外部に露出されるように密封させる。
このように金属キャパシタ１０を積層して金属キャパシタ１１０，１２０を構成する場合に高電圧、高容量の金属キャパシタが得られる。
このように金属キャパシタ１０を積層して金属キャパシタ１１０，１２０を構成する場合に高電圧、高容量の金属キャパシタが得られる。
本発明の金属キャパシタは、電源回路の平滑回路、ノイズフィルタやバイパスキャパシタ等に適用することができる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］多数個の溝が形成される溝形成部と、前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、前記金属部材に形成される金属酸化層と、前記金属部材の電極引き出し部と多数個の溝がそれぞれ露出されるように金属部材に形成される絶縁層と、前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層に形成される多数個のメーン電極層と、前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、から構成されて、前記金属部材の電極引き出し部とメーン電極層にはそれぞれリード端子が連結されることを特徴とする金属キャパシタ。
［２］多数個の溝が形成される溝形成部と、前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、前記金属部材に形成される金属酸化層と、前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層にそれぞれ形成される多数個のシード電極層と、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝が埋まるように多数個のシード電極層にそれぞれ形成される多数個のメーン電極層と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるように多数個のメーン電極層と金属部材に形成される絶縁層と、前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、前記金属部材の電極引き出し部に連結される第１のリード端子と、前記メーン電極層に連結される第２のリード端子と、前記第１及び第２のリード端子が連結された金属部材を第１及び第２のリード端子が外部に露出されるように密封させる密封部材と、で構成されることを特徴とする金属キャパシタ。
［３］上記［２］において、前記金属部材はアルミニウム（Ａｌ）、ニオビウム（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。
［４］上記［２］において、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝は円形や多角形で形成されることを特徴とする金属キャパシタ。
［５］上記［２］において、前記金属酸化層はアルミナ（Ａｌ ２ Ｏ ３ ）、酸化ニオビウム（Ｎｂ ２ Ｏ ５ ）、一酸化ニオビウム（ＮｂＯ）、酸化タンタル（Ｔａ ２ Ｏ ５ ）、酸化チタン（ＴｉＯ ２ ）及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ ２ ）のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。
［６］上記［２］において、前記シード電極層とメーン電極層及び導電性連結層はそれぞれアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び金（Ａｕ）のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。
［７］上記［２］において、前記多数個のメーン電極層のうち一つは第２のリード端子を連結するための導電性接着層をさらに具備することを特徴とする金属キャパシタ。
［８］上記［２］において、前記密封部材はモールディング材質や内部の空いたカバー部材で密封されて、前記密封部材は金属部材を板状または円筒状のうちいずれか一つの形状で密封させて、前記円筒状で密封の際金属部材を巻き取った後密封させることを特徴とする金属キャパシタ。
［９］多数個の溝が形成される溝形成部と前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、前記金属部材に形成される金属酸化層と、前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層にそれぞれ形成される多数個のシード電極層と、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝が埋まるように多数個のシード電極層にそれぞれ形成される多数個のメーン電極層と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるように前記多数個のメーン電極層と金属部材に形成される絶縁層と、前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、からなり、それぞれの電極引き出し部が一側と他側方向に向かうように交互に積層される多数個の非貫通型金属部材と、前記多数個の非貫通型金属部材のメーン電極層の間にそれぞれ設置され多数個の非貫通型金属部材を接着させる導電性接着層と、前記多数個の非貫通型金属部材の電極引き出し部に連結される第３及び第４のリード端子と、前記第３及び第４のリード端子が連結された多数個の非貫通型金属部材を前記第３及び第４のリード端子が外部に露出されるように密封させる密封部材と、から構成されることを特徴とする金属キャパシタ。
［１０］多数個の溝が形成される溝形成部と前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、前記金属部材に形成される金属酸化層と、前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層にそれぞれ形成される多数個のシード電極層と、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝が埋まるように多数個のシード電極層にそれぞれ形成される多数個のメーン電極層と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるように前記多数個のメーン電極層と金属部材に形成される絶縁層と、前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、からなり、それぞれの電極引き出し部が同方向に向かうように積層される多数個の非貫通型金属部材と、前記多数個の非貫通型金属部材のメーン電極層の間にそれぞれ設置され多数個の非貫通型金属部材を接着させて積層する導電性接着層と、前記多数個の非貫通型金属部材の電極引き出し部に連結される第１の極性リード端子と、前記多数個の非貫通型金属部材のうち一つのメーン電極層に連結される第２の極性リード端子と、前記第１及び第２の極性リード端子が連結された多数個の非貫通型金属部材を前記第１及び第２の極性リード端子が外部に露出されるように密封させる密封部材と、から構成されることを特徴とする金属キャパシタ。
［１１］上記［１０］において、前記第２の極性リード端子が連結される多数個の非貫通型金属部材のうち一つのメーン電極層には導電性接着層がさらに具備されることを特徴とする金属キャパシタ。
［１２］ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）食刻方法を用いて母材の両面にそれぞれ多数個の溝が配列される溝形成部を形成して電極引き出し部と埋立部が一体に形成された金属部材を形成する過程と、前記金属部材に溝形成部と電極引き出し部と埋立部が一体に形成されると陽極酸化方法を用いて金属部材に金属酸化層を形成する化成過程と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるようにＣＶＤ方法を用いて金属部材に絶縁層を形成する過程と、前記金属酸化層に電解メッキや無電解メッキ方法を用いて前記金属部材の溝形成部に形成された多数個の溝が埋没されるようにメーン電極層を形成する過程と、金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と絶縁層に多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層を形成する過程と、からなることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１３］上記［１２］において、前記化成過程の陽極酸化方法は脱イオン水で加熱工程を行って、ホウ酸とホウ酸アンモニウムの水溶液で水溶液の濃度と電圧を変化させながら複数回酸化を進行させるように工程を行って、熱処理、再化成を繰り返し行う工程を行って、再化成の際発生された副産物を除去するために副産物処理を行って、ホウ酸やリン酸を拭き取るための洗浄工程を行うことを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１４］ＤＣ食刻方法を用いて母材の両面にそれぞれ多数個の溝が配列される溝形成部を形成して電極引き出し部と埋立部が一体に形成された金属部材を形成する過程と、前記金属部材に溝形成部と電極引き出し部と埋立部が一体に形成されると陽極酸化方法を用いて金属部材に金属酸化層を形成する化成過程と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるようにＣＶＤ方法を用いて金属部材に絶縁層を形成する過程と、前記電解メッキや無電解メッキ方法を用いて金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層に多数個のシード電極層を形成する過程と、前記多数個のシード電極層に電解メッキや無電解メッキ方法を用いて前記金属部材の溝形成部に形成された多数個の溝が埋没されるように多数個のメーン電極層を形成する過程と、前記多数個のメーン電極層を連結するために金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と絶縁層に導電性連結層を形成する過程と、前記金属部材の電極引き出し部と前記メーン電極層にそれぞれ第１及び第２のリード端子を連結させる過程と、第１及び第２のリード端子が外部に露出されるように前記金属部材を密封部材で密封させる過程と、から構成されることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１５］上記［１４］において、前記金属酸化層に多数個のシード電極層を形成する過程で活性剤として常温の硫酸パラジウム水溶液を適用して所定の時間浸積した後、再び所定の時間浸積洗浄を行って表面の活性剤を除去することを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１６］上記［１４］において、前記メーン電極層を形成する過程で電解メッキは硫酸ニッケルや塩化ニッケル水溶液をｐＨ１から５にして、温度は３０〜７０℃で維持して、電流密度は２０〜１２０ｍＡ／ｃｍ ２ のＤＣ電流を印加して実施することを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１７］上記［１４］において、前記メーン電極層を形成する過程で無電解メッキは７０〜９０℃の間のニッケルリン酸水溶液をｐＨ５〜７の間に調節してここにシード電極層が形成された素材を１０〜３０分間無電解メッキを行って、表面のメッキ液成分を除去するための洗浄と１００℃以下の乾燥を進行してメーン電極層を形成することを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１８］上記［１４］において、前記溝形成部と溝形成部の一側と他側に電極引き出し部と埋立部を一体に形成する過程で溝形成部に形成される多数個の溝はそれぞれ円形や多角形で形成されて、円形の溝の径は１μｍ乃至１００μｍなるようにして、その深さは両面で０．５未満になるように形成されることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１９］上記［１４］において、前記導電性連結層を形成する過程と前記第１及び第２のリード端子を連結させる過程の間には第１及び第２のリード端子の接着力を改善させるために第２のリード端子が連結されるメーン電極層に導電性接着層を形成する過程がさらに具備されて、前記導電性接着層の形成は金属接着剤やソルダーペーストを塗布する方法、電解メッキ方法及び無電解メッキ方法のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］多数個の溝が形成される溝形成部と、前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、前記金属部材に形成される金属酸化層と、前記金属部材の電極引き出し部と多数個の溝がそれぞれ露出されるように金属部材に形成される絶縁層と、前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層に形成される多数個のメーン電極層と、前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、から構成されて、前記金属部材の電極引き出し部とメーン電極層にはそれぞれリード端子が連結されることを特徴とする金属キャパシタ。
［２］多数個の溝が形成される溝形成部と、前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、前記金属部材に形成される金属酸化層と、前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層にそれぞれ形成される多数個のシード電極層と、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝が埋まるように多数個のシード電極層にそれぞれ形成される多数個のメーン電極層と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるように多数個のメーン電極層と金属部材に形成される絶縁層と、前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、前記金属部材の電極引き出し部に連結される第１のリード端子と、前記メーン電極層に連結される第２のリード端子と、前記第１及び第２のリード端子が連結された金属部材を第１及び第２のリード端子が外部に露出されるように密封させる密封部材と、で構成されることを特徴とする金属キャパシタ。
［３］上記［２］において、前記金属部材はアルミニウム（Ａｌ）、ニオビウム（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。
［４］上記［２］において、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝は円形や多角形で形成されることを特徴とする金属キャパシタ。
［５］上記［２］において、前記金属酸化層はアルミナ（Ａｌ ２ Ｏ ３ ）、酸化ニオビウム（Ｎｂ ２ Ｏ ５ ）、一酸化ニオビウム（ＮｂＯ）、酸化タンタル（Ｔａ ２ Ｏ ５ ）、酸化チタン（ＴｉＯ ２ ）及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ ２ ）のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。
［６］上記［２］において、前記シード電極層とメーン電極層及び導電性連結層はそれぞれアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び金（Ａｕ）のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。
［７］上記［２］において、前記多数個のメーン電極層のうち一つは第２のリード端子を連結するための導電性接着層をさらに具備することを特徴とする金属キャパシタ。
［８］上記［２］において、前記密封部材はモールディング材質や内部の空いたカバー部材で密封されて、前記密封部材は金属部材を板状または円筒状のうちいずれか一つの形状で密封させて、前記円筒状で密封の際金属部材を巻き取った後密封させることを特徴とする金属キャパシタ。
［９］多数個の溝が形成される溝形成部と前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、前記金属部材に形成される金属酸化層と、前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層にそれぞれ形成される多数個のシード電極層と、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝が埋まるように多数個のシード電極層にそれぞれ形成される多数個のメーン電極層と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるように前記多数個のメーン電極層と金属部材に形成される絶縁層と、前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、からなり、それぞれの電極引き出し部が一側と他側方向に向かうように交互に積層される多数個の非貫通型金属部材と、前記多数個の非貫通型金属部材のメーン電極層の間にそれぞれ設置され多数個の非貫通型金属部材を接着させる導電性接着層と、前記多数個の非貫通型金属部材の電極引き出し部に連結される第３及び第４のリード端子と、前記第３及び第４のリード端子が連結された多数個の非貫通型金属部材を前記第３及び第４のリード端子が外部に露出されるように密封させる密封部材と、から構成されることを特徴とする金属キャパシタ。
［１０］多数個の溝が形成される溝形成部と前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、前記金属部材に形成される金属酸化層と、前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層にそれぞれ形成される多数個のシード電極層と、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝が埋まるように多数個のシード電極層にそれぞれ形成される多数個のメーン電極層と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるように前記多数個のメーン電極層と金属部材に形成される絶縁層と、前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、からなり、それぞれの電極引き出し部が同方向に向かうように積層される多数個の非貫通型金属部材と、前記多数個の非貫通型金属部材のメーン電極層の間にそれぞれ設置され多数個の非貫通型金属部材を接着させて積層する導電性接着層と、前記多数個の非貫通型金属部材の電極引き出し部に連結される第１の極性リード端子と、前記多数個の非貫通型金属部材のうち一つのメーン電極層に連結される第２の極性リード端子と、前記第１及び第２の極性リード端子が連結された多数個の非貫通型金属部材を前記第１及び第２の極性リード端子が外部に露出されるように密封させる密封部材と、から構成されることを特徴とする金属キャパシタ。
［１１］上記［１０］において、前記第２の極性リード端子が連結される多数個の非貫通型金属部材のうち一つのメーン電極層には導電性接着層がさらに具備されることを特徴とする金属キャパシタ。
［１２］ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）食刻方法を用いて母材の両面にそれぞれ多数個の溝が配列される溝形成部を形成して電極引き出し部と埋立部が一体に形成された金属部材を形成する過程と、前記金属部材に溝形成部と電極引き出し部と埋立部が一体に形成されると陽極酸化方法を用いて金属部材に金属酸化層を形成する化成過程と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるようにＣＶＤ方法を用いて金属部材に絶縁層を形成する過程と、前記金属酸化層に電解メッキや無電解メッキ方法を用いて前記金属部材の溝形成部に形成された多数個の溝が埋没されるようにメーン電極層を形成する過程と、金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と絶縁層に多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層を形成する過程と、からなることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１３］上記［１２］において、前記化成過程の陽極酸化方法は脱イオン水で加熱工程を行って、ホウ酸とホウ酸アンモニウムの水溶液で水溶液の濃度と電圧を変化させながら複数回酸化を進行させるように工程を行って、熱処理、再化成を繰り返し行う工程を行って、再化成の際発生された副産物を除去するために副産物処理を行って、ホウ酸やリン酸を拭き取るための洗浄工程を行うことを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１４］ＤＣ食刻方法を用いて母材の両面にそれぞれ多数個の溝が配列される溝形成部を形成して電極引き出し部と埋立部が一体に形成された金属部材を形成する過程と、前記金属部材に溝形成部と電極引き出し部と埋立部が一体に形成されると陽極酸化方法を用いて金属部材に金属酸化層を形成する化成過程と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるようにＣＶＤ方法を用いて金属部材に絶縁層を形成する過程と、前記電解メッキや無電解メッキ方法を用いて金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層に多数個のシード電極層を形成する過程と、前記多数個のシード電極層に電解メッキや無電解メッキ方法を用いて前記金属部材の溝形成部に形成された多数個の溝が埋没されるように多数個のメーン電極層を形成する過程と、前記多数個のメーン電極層を連結するために金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と絶縁層に導電性連結層を形成する過程と、前記金属部材の電極引き出し部と前記メーン電極層にそれぞれ第１及び第２のリード端子を連結させる過程と、第１及び第２のリード端子が外部に露出されるように前記金属部材を密封部材で密封させる過程と、から構成されることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１５］上記［１４］において、前記金属酸化層に多数個のシード電極層を形成する過程で活性剤として常温の硫酸パラジウム水溶液を適用して所定の時間浸積した後、再び所定の時間浸積洗浄を行って表面の活性剤を除去することを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１６］上記［１４］において、前記メーン電極層を形成する過程で電解メッキは硫酸ニッケルや塩化ニッケル水溶液をｐＨ１から５にして、温度は３０〜７０℃で維持して、電流密度は２０〜１２０ｍＡ／ｃｍ ２ のＤＣ電流を印加して実施することを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１７］上記［１４］において、前記メーン電極層を形成する過程で無電解メッキは７０〜９０℃の間のニッケルリン酸水溶液をｐＨ５〜７の間に調節してここにシード電極層が形成された素材を１０〜３０分間無電解メッキを行って、表面のメッキ液成分を除去するための洗浄と１００℃以下の乾燥を進行してメーン電極層を形成することを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１８］上記［１４］において、前記溝形成部と溝形成部の一側と他側に電極引き出し部と埋立部を一体に形成する過程で溝形成部に形成される多数個の溝はそれぞれ円形や多角形で形成されて、円形の溝の径は１μｍ乃至１００μｍなるようにして、その深さは両面で０．５未満になるように形成されることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
［１９］上記［１４］において、前記導電性連結層を形成する過程と前記第１及び第２のリード端子を連結させる過程の間には第１及び第２のリード端子の接着力を改善させるために第２のリード端子が連結されるメーン電極層に導電性接着層を形成する過程がさらに具備されて、前記導電性接着層の形成は金属接着剤やソルダーペーストを塗布する方法、電解メッキ方法及び無電解メッキ方法のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
１０，１１０，１２０…金属キャパシタ、１０ａ…非貫通型金属部材、１１…金属部材、１１ａ…溝形成部、１１ｂ…電極引き出し部、１１ｃ…埋立部、１１ｄ…溝、１２…金属酸化層、１３…シード電極層、１４…メーン電極層、１５…絶縁層、１６…導電性連結層、１７…導電性接着層，２１，２２…リード端子。
Claims (18)
- 多数個の溝が形成される溝形成部と、前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、
前記金属部材に形成される金属酸化層と、
前記金属部材の電極引き出し部と多数個の溝がそれぞれ露出されるように金属部材に形成される絶縁層と、
前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層に形成される多数個のメーン電極層と、
前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、から構成されて、前記金属部材の電極引き出し部とメーン電極層にはそれぞれリード端子が連結され、前記メーン電極層と前記導電性連結層は、それぞれアルミニウム(Ａｌ)、銅(Ｃｕ)、亜鉛(Ｚｎ)、銀(Ａｇ)、ニッケル(Ｎｉ)、錫(Ｓｎ)、インジウム(Ｉｎ)、パラジウム(Ｐｄ)、白金(Ｐｔ)、コバルト(Ｃｏ)、ルテニウム(Ｒｕ)及び金(Ａｕ)のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。 - 多数個の溝が形成される溝形成部と、前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、
前記金属部材に形成される金属酸化層と、
前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層にそれぞれ形成される多数個のシード電極層と、
前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝が埋まるように多数個のシード電極層にそれぞれ形成される多数個のメーン電極層と、
前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるように多数個のメーン電極層と金属部材に形成される絶縁層と、
前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、
前記金属部材の電極引き出し部に連結される第１のリード端子と、
前記メーン電極層に連結される第２のリード端子と、
前記第１及び第２のリード端子が連結された金属部材を第１及び第２のリード端子が外部に露出されるように密封させる密封部材と、で構成され、
前記シード電極層と前記メーン電極層と前記導電性連結層は、それぞれアルミニウム(Ａｌ)、銅(Ｃｕ)、亜鉛(Ｚｎ)、銀(Ａｇ)、ニッケル(Ｎｉ)、錫(Ｓｎ)、インジウム(Ｉｎ)、パラジウム(Ｐｄ)、白金(Ｐｔ)、コバルト(Ｃｏ)、ルテニウム(Ｒｕ)及び金(Ａｕ)のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。 - 請求項２において、前記金属部材はアルミニウム（Ａｌ）、ニオビウム（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。
- 請求項２において、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝は円形や多角形で形成されることを特徴とする金属キャパシタ。
- 請求項２において、前記金属酸化層はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ニオビウム（Ｎｂ２Ｏ５）、一酸化ニオビウム（ＮｂＯ）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。
- 請求項２において、前記多数個のメーン電極層のうち一つは第２のリード端子を連結するための導電性接着層をさらに具備することを特徴とする金属キャパシタ。
- 請求項２において、前記密封部材はモールディング材質や内部の空いたカバー部材で密封されて、前記密封部材は金属部材を板状または円筒状のうちいずれか一つの形状で密封させて、前記円筒状で密封の際金属部材を巻き取った後密封させることを特徴とする金属キャパシタ。
- 多数個の溝が形成される溝形成部と前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、前記金属部材に形成される金属酸化層と、前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層にそれぞれ形成される多数個のシード電極層と、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝が埋まるように多数個のシード電極層にそれぞれ形成される多数個のメーン電極層と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるように前記多数個のメーン電極層と金属部材に形成される絶縁層と、前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、からなり、それぞれの電極引き出し部が一側と他側方向に向かうように交互に積層される多数個の非貫通型金属部材と、
前記多数個の非貫通型金属部材のメーン電極層の間にそれぞれ設置され多数個の非貫通型金属部材を接着させる導電性接着層と、
前記多数個の非貫通型金属部材の電極引き出し部に連結される第３及び第４のリード端子と、
前記第３及び第４のリード端子が連結された多数個の非貫通型金属部材を前記第３及び第４のリード端子が外部に露出されるように密封させる密封部材と、から構成され、
前記シード電極層と前記メーン電極層と前記導電性連結層は、それぞれアルミニウム(Ａｌ)、銅(Ｃｕ)、亜鉛(Ｚｎ)、銀(Ａｇ)、ニッケル(Ｎｉ)、錫(Ｓｎ)、インジウム(Ｉｎ)、パラジウム(Ｐｄ)、白金(Ｐｔ)、コバルト(Ｃｏ)、ルテニウム(Ｒｕ)及び金(Ａｕ)のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。 - 多数個の溝が形成される溝形成部と前記溝形成部にそれぞれ形成される電極引き出し部及び埋立部を有する金属部材と、前記金属部材に形成される金属酸化層と、前記金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層にそれぞれ形成される多数個のシード電極層と、前記金属部材の溝形成部に形成される多数個の溝が埋まるように多数個のシード電極層にそれぞれ形成される多数個のメーン電極層と、前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるように前記多数個のメーン電極層と金属部材に形成される絶縁層と、前記金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と前記絶縁層に形成され多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層と、からなり、それぞれの電極引き出し部が同方向に向かうように積層される多数個の非貫通型金属部材と、
前記多数個の非貫通型金属部材のメーン電極層の間にそれぞれ設置され多数個の非貫通型金属部材を接着させて積層する導電性接着層と、
前記多数個の非貫通型金属部材の電極引き出し部に連結される第１の極性リード端子と、
前記多数個の非貫通型金属部材のうち一つのメーン電極層に連結される第２の極性リード端子と、
前記第１及び第２の極性リード端子が連結された多数個の非貫通型金属部材を前記第１及び第２の極性リード端子が外部に露出されるように密封させる密封部材と、から構成され、
前記シード電極層と前記メーン電極層と前記導電性連結層は、それぞれアルミニウム(Ａｌ)、銅(Ｃｕ)、亜鉛(Ｚｎ)、銀(Ａｇ)、ニッケル(Ｎｉ)、錫(Ｓｎ)、インジウム(Ｉｎ)、パラジウム(Ｐｄ)、白金(Ｐｔ)、コバルト(Ｃｏ)、ルテニウム(Ｒｕ)及び金(Ａｕ)のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタ。 - 請求項９において、前記第２の極性リード端子が連結される多数個の非貫通型金属部材のうち一つのメーン電極層には導電性接着層がさらに具備されることを特徴とする金属キャパシタ。
- ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）食刻方法を用いて母材の両面にそれぞれ多数個の溝が配列される溝形成部を形成して電極引き出し部と埋立部が一体に形成された金属部材を形成する過程と、
前記金属部材に溝形成部と電極引き出し部と埋立部が一体に形成されると陽極酸化方法を用いて金属部材に金属酸化層を形成する化成過程と、
前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるようにＣＶＤ方法を用いて金属部材に絶縁層を形成する過程と、
前記金属酸化層に電解メッキや無電解メッキ方法を用いて前記金属部材の溝形成部に形成された多数個の溝が埋没されるようにメーン電極層を形成する過程と、
金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と絶縁層に多数個のメーン電極層を連結する導電性連結層を形成する過程と、からなることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。 - 請求項１１において、前記化成過程の陽極酸化方法は脱イオン水で加熱工程を行って、ホウ酸とホウ酸アンモニウムの水溶液で水溶液の濃度と電圧を変化させながら複数回酸化を進行させるように工程を行って、熱処理、再化成を繰り返し行う工程を行って、再化成の際発生された副産物を除去するために副産物処理を行って、ホウ酸やリン酸を拭き取るための洗浄工程を行うことを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
- ＤＣ食刻方法を用いて母材の両面にそれぞれ多数個の溝が配列される溝形成部を形成して電極引き出し部と埋立部が一体に形成された金属部材を形成する過程と、
前記金属部材に溝形成部と電極引き出し部と埋立部が一体に形成されると陽極酸化方法を用いて金属部材に金属酸化層を形成する化成過程と、
前記金属部材の電極引き出し部が外部に露出されるようにＣＶＤ方法を用いて金属部材に絶縁層を形成する過程と、
電解メッキや無電解メッキ方法を用いて金属部材の溝形成部に形成された金属酸化層に多数個のシード電極層を形成する過程と、
前記多数個のシード電極層に電解メッキや無電解メッキ方法を用いて前記金属部材の溝形成部に形成された多数個の溝が埋没されるように多数個のメーン電極層を形成する過程と、
前記多数個のメーン電極層を連結するために金属部材の電極引き出し部に対向するように前記多数個のメーン電極層と絶縁層に導電性連結層を形成する過程と、
前記金属部材の電極引き出し部と前記メーン電極層にそれぞれ第１及び第２のリード端子を連結させる過程と、
第１及び第２のリード端子が外部に露出されるように前記金属部材を密封部材で密封させる過程と、から構成されることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。 - 請求項１３において、前記金属酸化層に多数個のシード電極層を形成する過程で活性剤として常温の硫酸パラジウム水溶液を適用して１０〜数百秒間浸積した後、再び１〜３０秒間浸積洗浄を行って表面の活性剤を除去することを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
- 請求項１３において、前記メーン電極層を形成する過程で電解メッキは硫酸ニッケルや塩化ニッケル水溶液をｐＨ１から５にして、温度は３０〜７０℃で維持して、電流密度は２０〜１２０ｍＡ／ｃｍ２のＤＣ電流を印加して実施することを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
- 請求項１３において、前記メーン電極層を形成する過程で無電解メッキは７０〜９０℃の間のニッケルリン酸水溶液をｐＨ５〜７の間に調節してここにシード電極層が形成された素材を１０〜３０分間無電解メッキを行って、表面のメッキ液成分を除去するための洗浄と１００℃以下の乾燥を進行してメーン電極層を形成することを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
- 請求項１３において、前記溝形成部と溝形成部の一側と他側に電極引き出し部と埋立部を一体に形成する過程で溝形成部に形成される多数個の溝はそれぞれ円形や多角形で形成されて、円形の溝の径は１μｍ乃至１００μｍなるようにして、その深さは両面で０．５未満になるように形成されることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
- 請求項１３において、前記導電性連結層を形成する過程と前記第１及び第２のリード端子を連結させる過程の間には第１及び第２のリード端子の接着力を改善させるために第２のリード端子が連結されるメーン電極層に導電性接着層を形成する過程がさらに具備されて、前記導電性接着層の形成は金属接着剤やソルダーペーストを塗布する方法、電解メッキ方法及び無電解メッキ方法のうちいずれか一つが適用されることを特徴とする金属キャパシタの製造方法。
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