JP4831240B2 - Manufacturing method of sheet capacitor - Google Patents
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Description
本発明は、各種電子機器に利用されるシートコンデンサの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a manufacturing method of the sheet con den service to be used in various electronic apparatuses.
従来のシートコンデンサは、アルミニウムやタンタル等の弁金属多孔シート体を陽極素子とし、この表面に誘電体酸化皮膜を形成し、その上に機能性高分子や二酸化マンガンなどの固体電解質層を設け、その外表面に陰極層を設け、全体を外装モールドし、この外装両端に位置するように陽極素子および陰極層と電気的に接続するリード板からなる端子電極を引き回して設けていた。 The conventional sheet capacitor uses a valve metal porous sheet body such as aluminum or tantalum as an anode element, a dielectric oxide film is formed on this surface, and a solid electrolyte layer such as a functional polymer or manganese dioxide is provided thereon, A cathode layer was provided on the outer surface, the whole was externally molded, and a terminal electrode composed of a lead plate electrically connected to the anode element and the cathode layer was provided so as to be positioned at both ends of the exterior.
上記従来のシートコンデンサでは、端子電極を外装両端に位置するように陽極素子および陰極層と電気的に接続するリード板を引き回していたために高周波応答性が劣るという問題点を有していた。 The conventional sheet capacitor has a problem in that the high frequency response is inferior because the lead plate electrically connected to the anode element and the cathode layer is routed so that the terminal electrode is located at both ends of the exterior.
本発明は上記従来の課題を解決するもので、高周波応答性が向上するシートコンデンサの製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention is intended to solve the conventional problems, it is an object to provide a method for producing a sheet con den support the high frequency response is improved.
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明は、一方の面を多孔質化してなる弁金属多孔シート体と、この弁金属多孔シート体の多孔質化してなる面に設けられた誘電体酸化皮膜と、この誘電体酸化皮膜の上面に設けられた固体電解質層と、この固体電解質層の上面に設けられた陰極層と、前記弁金属多孔シート体、誘電体酸化皮膜、固体電解質層および陰極層の積層方向に設けられた保護層とからなり、これらの弁金属多孔シート体、誘電体酸化皮膜、固体電解質層、陰極層、保護層を形成した後に、実装基板に埋め込まれたものである。 The present invention relates to a valve metal porous sheet formed by making one surface porous, a dielectric oxide film provided on the porous surface of the valve metal porous sheet, and an upper surface of the dielectric oxide film. A solid electrolyte layer provided on the cathode, a cathode layer provided on the upper surface of the solid electrolyte layer, and a protective layer provided in the stacking direction of the valve metal porous sheet, the dielectric oxide film, the solid electrolyte layer, and the cathode layer. These valve metal porous sheet, dielectric oxide film, solid electrolyte layer, cathode layer, and protective layer are formed and then embedded in the mounting substrate.
また弁金属多孔シート体の多孔質化してなる面と反対側の面に取出電極を備えていてよい。 The extraction electrode may be provided on the surface opposite to the porous surface of the valve metal porous sheet.
また一方の面を多孔質化してなる弁金属多孔シート体と、この弁金属多孔シート体の多孔質化してなる面に設けられた誘電体酸化皮膜と、この誘電体酸化皮膜の上面に設けられた固体電解質層と、この固体電解質層の上面に設けられた陰極層と、前記弁金属多孔シート体、誘電体酸化皮膜、固体電解質層および陰極層の積層方向に設けられた第1の積層方向側保護層と、この第1の積層方向側保護層の下面に接するとともに、前記弁金属多孔シート体の多孔質化してなる面と反対側の面に設けられた第1の取出電極と、この第1の取出電極と電気的に接続するとともに、前記第1の積層方向側保護層の側面と接する第2の取出電極と、前記第1の取出電極と第2の取出電極の露出部分を覆う保護層と、を備え、実装基板に埋め込んでもよい。 Also, the valve metal porous sheet body formed by making one surface porous, the dielectric oxide film provided on the porous surface of the valve metal porous sheet body, and the upper surface of the dielectric oxide film are provided. A solid electrolyte layer, a cathode layer provided on the top surface of the solid electrolyte layer, and a first lamination direction provided in the lamination direction of the valve metal porous sheet, the dielectric oxide film, the solid electrolyte layer, and the cathode layer A first protective electrode provided on the side of the side protective layer, the lower surface of the first lamination direction side protective layer, and on the opposite side of the porous surface of the valve metal porous sheet body; A second extraction electrode that is electrically connected to the first extraction electrode and is in contact with a side surface of the first stacking direction side protective layer, and covers an exposed portion of the first extraction electrode and the second extraction electrode. And a protective layer, and may be embedded in the mounting substrate.
また、陰極層、第1の積層方向側保護層、取出電極および第2の積層方向側保護層は、面一としてよい。 Further, the cathode layer, the first laminating direction side protective layer, the extraction electrode, and the second laminating direction side protective layer may be flush.
また一方の面を多孔質化してなる弁金属多孔シート体と、この弁金属多孔シート体の多孔質化してなる面に設けられた誘電体酸化皮膜と、この誘電体酸化皮膜の上面に設けられた固体電解質層と、この固体電解質層の上面に設けられた陰極層と、前記弁金属多孔シート体の一方の側面に設けられた引出電極と、前記弁金属多孔シート体の他方の側面と、この弁金属多孔シート体の多孔質化してなる面と反対側の面を覆う第1の保護層と、この第1の保護層の、前記弁金属多孔シート体の側面と接する面と反対側の面に設けられ、前記陰極層と電気的に接続された第1の取出電極と、前記引出電極の露出面を覆う第2の取出電極と、前記陰極層の露出面を覆う第2の保護層を備え、実装基板に埋め込んでもよい。 Also, the valve metal porous sheet body formed by making one surface porous, the dielectric oxide film provided on the porous surface of the valve metal porous sheet body, and the upper surface of the dielectric oxide film are provided. A solid electrolyte layer, a cathode layer provided on the upper surface of the solid electrolyte layer, an extraction electrode provided on one side of the valve metal porous sheet, and the other side of the valve metal porous sheet, A first protective layer covering the surface opposite to the porous surface of the valve metal porous sheet body, and a surface of the first protective layer opposite to the surface in contact with the side surface of the valve metal porous sheet body A first extraction electrode provided on the surface and electrically connected to the cathode layer; a second extraction electrode covering the exposed surface of the extraction electrode; and a second protective layer covering the exposed surface of the cathode layer And may be embedded in the mounting board.
また弁金属多孔シート体は、片面をエッチング処理したアルミニウム箔であるものとしてよい。 The valve metal porous sheet body may be an aluminum foil obtained by etching one side.
また弁金属多孔シート体は、弁金属粉末の焼結体であるものとしてよい。 Further, the valve metal porous sheet body may be a sintered body of valve metal powder.
また陰極電極部は、片面をエッチング処理したアルミニウム箔のエッチングされていない面であってもよい。 The cathode electrode portion may be an unetched surface of an aluminum foil obtained by etching one surface.
また取出電極は、片面をエッチング処理したアルミニウム箔のエッチングされていない面に設けた金属層でもよい。 The extraction electrode may be a metal layer provided on an unetched surface of an aluminum foil having one surface etched.
また取出電極は、弁金属粉末の焼結体の誘電体酸化皮膜の形成されていない片面を利用してもよい。 Moreover, you may utilize the single side | surface in which the dielectric oxide film of the sintered compact of valve metal powder is not formed for an extraction electrode.
また固体電解質層は、機能性高分子を用いてもよい。 The solid electrolyte layer may use a functional polymer.
また固体電解質層は、二酸化マンガンを用いてもよい。 Further, manganese dioxide may be used for the solid electrolyte layer.
以上のように本発明は、シートコンデンサの取出電極が上下面、一方の面および側面であるために、直接他の電子回路または電子部品等を直接実装することができるので、引き出しの導電パターンが不要となって高周波応答性が向上するとともに小型化ができるという効果を奏するものである。 As described above, according to the present invention, since the extraction electrode of the sheet capacitor is the upper and lower surfaces, one surface and the side surface, other electronic circuits or electronic components can be directly mounted. This eliminates the need for improving the high frequency response and reducing the size.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1におけるシートコンデンサについて、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the sheet capacitor according to
図1は本発明の実施の形態1におけるシートコンデンサの斜視図、図2は同断面図である。
1 is a perspective view of a sheet capacitor according to
図において、1は一方の面が多孔質化されたアルミニウム箔等からなる弁金属多孔シート体である。6はこの弁金属多孔シート体1の多孔質化されていない面に必要により設けられた取出電極で、この取出電極6は、アルミニウム箔の場合は多孔質化されていない面をそのまま利用しても良いし、多孔質化されていない面に金、銅またはニッケル等の他の金属層を形成して構成したり、弁金属粉末の焼結体の場合は誘電体酸化皮膜の形成されない焼結体の面をそのまま利用しても良いし、金、銅またはニッケル等の他の金属層をスパッタリング、蒸着等の方法で形成して構成しても良い。
In the figure,
一方、弁金属多孔シート体1の多孔質化された面には、誘電体酸化皮膜3、固体電解質層4および陰極電極層5をこの順番で積層して設けている。
On the other hand, a
誘電体酸化皮膜3は、弁金属多孔シート体1の多孔質化された面に陽極酸化することにより設けられる。
The
固体電解質層4は、誘電体酸化皮膜3の上面にポリピロールやポリチオフェン等の固体電解質層を化学重合や電解重合によって形成したり、硝酸マンガン溶液を含浸させて熱分解することによって二酸化マンガン層を形成することで得ることができる。
The
陰極電極層5は、固体電解質層4の上面に銅等の金属箔を貼り付けたり、固体電解質層4の上面に導電ペーストを塗布したりして形成できる。
The
また、7は保護層で、これら弁金属多孔シート体1、誘電体酸化皮膜3、固体電解質層4、陰極電極層5および取出電極6の積層方向である側面にエポキシ樹脂等により設けられる。
以上のように構成されたシートコンデンサについて、以下にその製造方法を図面を参照しながら説明する。 The sheet capacitor configured as described above will be described below with reference to the drawings for a manufacturing method thereof.
図3〜9は本発明の実施の形態1におけるシートコンデンサの製造方法を説明する断面図である。 3 to 9 are cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the sheet capacitor in the first embodiment of the present invention.
まず、図3に示すように、片面がエッチング処理により多孔化されたアルミニウム箔を弁金属多孔シート体1として準備する。この弁金属多孔シート体1は片面をマスキングしてエッチング処理することによって容易に多孔質化ができる。
First, as shown in FIG. 3, an aluminum foil whose one side is made porous by etching is prepared as a valve metal
次に、図4に示すように、弁金属多孔シート体1の多孔質化された面を除いて耐薬品性のフォトレジストやマスキングテープ等からなるレジスト層2を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, a
次に、化成液中で陽極酸化させて図5に示すように弁金属多孔シート体1の上面に誘電体酸化皮膜3を形成する。
Next, the
次に、誘電体酸化皮膜3を形成したものをポリピロールを含む溶液に浸漬し、続いて酸化剤溶液に浸漬して化学酸化重合により薄く誘電体酸化皮膜3の上面にポリピロール層を形成し、このポリピロール層を形成したものをポリピロールを含む溶液に浸漬してポリピロール層を+側、溶液中の電極を−側として電解重合することにより上記ポリピロール層を形成して、図6に示すような固体電解質層4を形成する。
Next, the
次に、図7に示すように、銅からなる陰極電極層5を固体電解質層4と電気的に接続するように貼り付けて形成する。
Next, as shown in FIG. 7, the
次に、図8に示すように、弁金属多孔シート体1の誘電体酸化皮膜3、固体電解質層4および陰極電極層5を有する面と反対側の面のレジスト層2を剥離または溶解除去して弁金属多孔シート体1を表出させる。
Next, as shown in FIG. 8, the
次に、図9に示すように、弁金属多孔シート体1のレジスト層2を剥離または溶解除去した面に銅からなる取出電極6を形成する。この取出電極6は、スパッタリング、蒸着または銅箔を貼り付けることによって形成することができる。
Next, as shown in FIG. 9, an
最後に、図2に示すように、弁金属多孔シート体1の積層方向、つまり側面に保護層7を形成することにより、シートコンデンサの完成品とする。
Finally, as shown in FIG. 2, a
以上のように構成されたシートコンデンサは、取り出す電極は陰極電極層5および取出電極6となり、つまりシートコンデンサの上下面のため、導電パターンを有する実装基板に埋め込めば直接他の電子回路または電子部品等を直接実装することができるので、引き出しの導電パターンが不要となって高周波応答性が向上するとともに小型化ができる。
In the sheet capacitor configured as described above, the electrodes to be taken out are the
なお、本実施の形態では弁金属多孔シート体1として片面をエッチング処理したアルミニウム箔を用いるのはすでに確立されているアルミ電解コンデンサのアルミニウム箔を利用することができ、アルミニウム箔の片面をマスキングしてエッチング処理すれば簡単に所望とするエッチングピッドを有した弁金属多孔シート体1を得ることができ、生産性を高めることができることになる。
In the present embodiment, it is possible to use an aluminum foil of an aluminum electrolytic capacitor that has already been established as the valve metal
また、弁金属多孔シート体1としてタンタル等の弁金属粉末の焼結体を用いるのは、得られる静電容量が大きくなるからである。
Moreover, the sintered body of valve metal powders, such as a tantalum, is used as the valve metal
さらに、アルミニウム箔または弁金属粉末の焼結体の片面を取出電極6とするのは、別の取出電極6としての金属層を必要とせず、構成部品が少なく生産効率も向上し、コスト面で有利となるからである。
Furthermore, the
また、固体電解質層4としてポリピロールやポリチオフェン等の機能性高分子を用いることによりインピーダンスの低いシートコンデンサとすることができてより高周波応答性に優れたものとすることができる。しかし、完全に確立された技術としては二酸化マンガンを形成する方法があり、緻密なしかも厚みのコントロールも自由に行える方法とすることにより、さらなる生産性および信頼性の向上を図ることができる。
Further, by using a functional polymer such as polypyrrole or polythiophene as the
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2におけるシートコンデンサについて、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a sheet capacitor according to
図10は本発明の実施の形態2におけるシートコンデンサの斜視図、図11は同断面図である。ここで、図10および図11において実施の形態1の図1および図2と同一構成要素は同一符号を付し詳細な説明は省略する。
FIG. 10 is a perspective view of a sheet capacitor according to
図において、1は一方の面が多孔質化された弁金属多孔シート体1である。この弁金属多孔シート体1の多孔質化された面には、誘電体酸化皮膜3、固体電解質層4および陰極電極層5をこの順番で積層して設けている。
In the figure,
11は弁金属多孔シート体1の多孔質化されていない面に、この弁金属多孔シート体1の全幅よりも大きい幅で設けられた第1の取出電極で、この取出電極11は、アルミニウム箔の場合は多孔質化されていない面をそのまま利用しても良いし、多孔質化されていない面に金、銅またはニッケル等の他の金属層を形成して構成したり、弁金属粉末の焼結体の場合は誘電体酸化皮膜の形成されない焼結体の面をそのまま利用しても良いし、金、銅またはニッケル等の他の金属層をスパッタリング、蒸着等の方法で形成して構成しても良い。
12は第1の積層方向側保護層で、第1の取出電極11の上面にかつ弁金属多孔シート体1、誘電体酸化皮膜3、固体電解質層4および陰極電極層5の積層方向である側面にエポキシ樹脂等により設けられる。この第1の積層方向側保護層12と接する面には、第1の取出電極11と電気的に接続する第2の取出電極13を金、銅またはニッケル等の他の金属層をスパッタリング、蒸着等の方法で形成して構成するものである。
14は保護層で、第1の取出電極11および第2の取出電極13の露出部分を覆うように形成することにより、シートコンデンサの完成品とする。この際、保護層14、陰極電極層5、第1の積層方向側保護層12および第2の取出電極13の高さは面一が良い。
A
なお、本実施の形態では第1の取出電極11および第2の取出電極13を設けたが、この第1の取出電極11および第2の取出電極13は同時に形成した取出電極でも良く、少なくとも弁金属多孔シート体1と電気的に接続し一端が陰極電極層5と面一に構成されれば良い。
In the present embodiment, the
以上のように構成されたシートコンデンサは、取り出す電極は陰極電極層5および第2の取出電極13となり、つまりシートコンデンサの片面のみのため、直接他の電子回路または電子部品等を直接実装することができるので、引き出しの導電パターンが不要となって高周波応答性が向上するとともに小型化ができる。
In the sheet capacitor configured as described above, the electrodes to be extracted are the
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3におけるシートコンデンサについて、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, a sheet capacitor according to
図12は本発明の実施の形態3におけるシートコンデンサの斜視図、図13は同断面図である。ここで、図12および図13において実施の形態1の図1および図2と同一構成要素は同一符号を付し詳細な説明は省略する。
12 is a perspective view of a sheet capacitor according to
図において、1は一方の面が多孔質化された弁金属多孔シート体である。この弁金属多孔シート体1の多孔質化された面には、誘電体酸化皮膜3、固体電解質層4および陰極電極層5をこの順番で積層して設けている。
In the figure, 1 is a valve metal porous sheet body in which one surface is made porous. A
21は引出電極で、弁金属多孔シート体1の一方の側面に設けられ、金、銅またはニッケル等の他の金属層をスパッタリング、蒸着等の方法により形成する。22は第1の保護層で、少なくとも弁金属多孔シート体1の多孔質化されていない面および引出電極21を有する弁金属多孔シート体1の反対側の面である側面と、誘電体酸化皮膜3および固体電解質層4の露出面を覆うように形成する。23は第1の取出電極で、少なくとも第1の保護層22の弁金属多孔シート体1と接する面と反対側の面、つまり側面に陰極電極層5と電気的に接続するように設けられ、金、銅またはニッケル等の他の金属層をスパッタリング、蒸着等の方法により形成する。24は第2の保護層で、少なくとも陰極電極層5の露出面を覆うように形成する。25は第2の取出電極で、引出電極21の露出面を覆うように設けられ、金、銅またはニッケル等の他の金属層をスパッタリング、蒸着等の方法により形成することにより、シートコンデンサの完成品とする。
21 is an extraction electrode, which is provided on one side surface of the valve metal
以上のように構成されたシートコンデンサは、取り出す電極は第1の取出電極23および第2の取出電極25となり、つまりシートコンデンサの側面のため、この側面で直接他の電子回路または電子部品等を直接実装することができるので、引き出しの導電パターンが不要となって高周波応答性が向上するとともに小型化ができる。
In the sheet capacitor configured as described above, the electrodes to be taken out are the first take-out
さらに、通常汎用製品として市場に流通している角チップ型抵抗器や積層セラミックコンデンサ等の表面実装型電子部品と同様な取出電極を備えているため、電子部品実装機を供用できる。 Furthermore, since it has an extraction electrode similar to a surface-mounted electronic component such as a square chip resistor or a multilayer ceramic capacitor that is normally distributed in the market as a general-purpose product, an electronic component mounting machine can be used.
1 弁金属多孔シート体
2 レジスト層
3 誘電体酸化皮膜
4 固体電解質層
5 陰極電極層
6 取出電極
11 第1の取出電極
12 第1の積層方向側保護層
13 第2の取出電極
14 保護層
21 引出電極
22 第1の保護層
23 第1の取出電極
24 第2の保護層
25 第2の取出電極
DESCRIPTION OF
Claims (1)
この誘電体酸化皮膜の上面に固体電解質層を設け、
この固体電解質層の上面に陰極層を設け、
前記弁金属多孔シート体、誘電体酸化皮膜、固体電解質層および陰極層の積層方向に保護層を設け、
これらの弁金属多孔シート体、誘電体酸化皮膜、固体電解質層、陰極層、保護層を形成した後に、実装基板に埋め込んだ、シートコンデンサの製造方法。 A dielectric oxide film is provided on the porous surface of the valve metal porous sheet formed by making one surface porous,
A solid electrolyte layer is provided on the top surface of the dielectric oxide film,
A cathode layer is provided on the upper surface of the solid electrolyte layer,
Provide a protective layer in the stacking direction of the valve metal porous sheet body, dielectric oxide film, solid electrolyte layer and cathode layer,
A method of manufacturing a sheet capacitor in which these valve metal porous sheet, dielectric oxide film, solid electrolyte layer, cathode layer, and protective layer are formed and then embedded in a mounting substrate.
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