JP4910747B2 - キャパシタの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明者は、できるだけ簡素な構成及び製造工程により、低インダクタンス且つ大容量が得られるキャパシタを実現すべく鋭意検討した結果、本発明に想到した。
本発明では、先ず、弁金属膜の片面に選択的に陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成し、誘電体酸化皮膜上には第1の電極を、弁金属膜の片面上における誘電体酸化皮膜の非形成領域には第2の電極をそれぞれ形成する。ここで、弁金属膜と第1の電極とが誘電体酸化皮膜を介して容量結合する構成が得られる。
この薄膜型キャパシタは、誘電体膜101の上方における同一平面において、上部電極と接続された電極パッド102と、誘電体膜101に形成された開孔を通じて下部電極と接続された電極パッド103が交互に複数形成されてなる構成を有する。図1(a)では電極パッド102,103が広ピッチで交互に配されたものを、図1(b)では電極パッド102,103が図1(a)よりも狭ピッチで交互に配されたものを、それぞれ示す。
ここで、図1(a)の薄膜型キャパシタのインピーダンス特性がインピーダンスカーブAに、図1(b)の薄膜型キャパシタのインピーダンス特性がインピーダンスカーブBに、それぞれ対応する。インピーダンスカーブでは、極小値である共振点を基準として、低周波数側が容量の寄与(1/C)を、高周波数側がインダクタンスの寄与(L)をそれぞれ表している。
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、キャパシタとして固体電解コンデンサを開示し、便宜上、その構成を製造方法と共に説明する。
図3及び図4は、本実施形態による固体電解コンデンサの製造方法を工程順に説明する概略断面図であり、図4(c)が完成した様子を示す。図5は、図3(a)に対応した概略平面図であり、図5の破線I−Iに沿った断面が図3(a)に相当する。
詳細には、先ず、弁金属膜として、アルミニウム(Al)、ニオブ(Nb)、及びタンタル(Ta)等のうちから選ばれた1種、ここではアルミニウム板又はアルミニウム箔、例えば膜厚0.15mm程度のアルミニウム箔であるアルミニウム膜1を用意する。このアルミニウム膜1をフッ硝酸及び蒸留水で洗浄した後に、当該アルミニウム膜1の片面上に、陽極の形成領域を覆うレジストマスク(不図示)を形成する。ここで、レジストマスクは、一定間隔をもって例えば円板形状に複数形成される。
その後、レジストマスクをウェットエッチングや灰化処理等により除去する。アルミ酸化皮膜2には、その陽極の形成領域となる開孔2aが等間隔で形成される。
具体的には、先ず、アルミ酸化皮膜2の隣接する開孔2a間の部位(例えば複数の円板形状)のみを露出させるレジストマスク(不図示)を複数形成する。そして、導電性高分子材料として例えばポリピロール又はポリエチレンジオキシチオフェン等、ここではポリエチレンジオキシチオフェンと、スチレンスルホン酸とを含む溶液を当該片面上に塗布し、乾燥させる。乾燥条件としては、例えば120 ℃で5分間である。なお、この導電性高分子材料の成膜には、例えばインクジェット法を用いても良い。
その後、レジストマスクをウェットエッチングや灰化処理等により除去する。アルミ酸化皮膜2の隣接する開孔2a間の部位には、陰極となる導電性高分子層3が等間隔で形成される。
詳細には、先ず、貼り合せのためのみに用いる基体である暫定基体として、ガラス板又はPETフィルム、ここでは例えばパイレックス(登録商標)ガラスからなるガラス板10を用意し、このガラス板10上にエポキシ樹脂からなる両面テープである熱発泡テープ11を貼付する。この熱発泡テープ11は、例えば約200℃でテープ素材中のマイクロカプセルが発泡し、接着性が消失する性質を有するものである。
詳細には、例えば200℃に加熱することにより熱発泡テープ11の接着性を消失させ、
残してガラス基板10及び熱発泡テープ11を異方導電性フィルム6から剥離除去する。このとき、異方導電性フィルム6内にはハンダ層5a,5bが残り、ハンダ層5a,5bの裏面が異方導電性フィルム6から露出した状態となる。
異方導電性フィルム6から露出したハンダ層5a,5bの裏面に、印刷法によりはんだペーストを成膜して、陽極及び陰極の外部接続用パッド7をそれぞれ形成する。以上により、本実施形態による固体電解コンデンサを完成させる。
以下、本実施形態の諸変形例について説明する。これらの変形例では、本実施形態と同様の製造方法により固体電解コンデンサを作製するが、その製造工程が若干相違する点で本実施形態と異なる。
本例では、本実施形態と同様に図3及び図4に示した製造方法により固体電解コンデンサを作製するが、図3(a)において、アルミニウム膜1に多孔質構造を形成する。
詳細には、アルミニウム膜1に陽極化成処理を施す前に、アルミニウム膜1の片面上に陽極の形成領域を覆うレジストマスクが形成され状態で、レジストマスクから露出する当該片面の部分を例えばエッチングにより粗面化処理して、当該露出部分を多孔質構造とする。この状態で、アルミニウム膜1の当該多孔質構造とされた領域上に、陽極酸化によりアルミ酸化皮膜2を形成する。この場合、アルミニウム膜1の多孔質構造とされた領域上に形成されるアルミ酸化皮膜2は、当該多孔質構造に倣って粗面化した状態で形成されるため、平坦なアルミニウム膜1上にアルミ酸化皮膜2を形成する場合と比較して、その実効表面積が増大する。この構成により、キャパシタ容量を増加させることができる。その後、本実施形態と同様にして固体電解コンデンサを完成させる。
本例では、本実施形態と同様に図3及び図4に示した製造方法により固体電解コンデンサを作製するが、誘電体酸化皮膜を本実施形態とは異なる材料で形成する。
図3(a)において、弁金属膜として、アルミニウム膜1の代わりに、例えば膜厚0.1mm程度のニオブ(Nb)箔であるニオブ膜を用意し、これを酸及び蒸留水で洗浄した後に、リン酸溶液中で陽極化成を実行し、当該ニオブ膜1の片面上の陽極形成部位を除く部分に、アルミ酸化皮膜2の代わりにニオブ酸化皮膜を形成する。陽極化成時の液温度を90℃、化成電圧を150Vとし、電流を0.6A、電圧印加時間を10分間とする。その後、本実施形態と同様にして固体電解コンデンサを完成させる。
前記弁金属膜の片面上に陽極酸化により選択的に形成された誘電体酸化皮膜と、
前記誘電体酸化皮膜上に形成された第1の電極と、
前記弁金属膜の前記片面上における前記誘電体酸化皮膜の非形成領域に形成された第2の電極と、
異方導電性フィルムと、
前記第1の電極に対応した第1の接続電極と、
前記第2の電極に対応した第2の接続電極と
を含み、
前記第1の電極と前記第1の接続電極、及び前記第2の電極と前記第2の接続電極が、それぞれ前記異方導電性フィルムを介して電気的に接続されてなることを特徴とするキャパシタ。
前記誘電体酸化皮膜上に第1の電極を形成する工程と、
前記弁金属膜の前記片面上における前記誘電体酸化皮膜の非形成領域に第2の電極を形成する工程と、
基体上に、前記第1の電極及び前記第2の電極にそれぞれ対応するように、前記第1の接続電極及び前記第2の接続電極を形成する工程と、
異方導電性フィルムを介して、前記第1の電極と前記第1の接続電極、及び前記第2の電極と前記第2の接続電極がそれぞれ対向して電気的に接続されるように、前記弁金属と前記基体とを張り合わせる工程と、
前記前記基体を除去する工程と
を含むことを特徴とするキャパシタの製造方法。
2 アルミ酸化皮膜
2a 開孔
3 導電性高分子層
4a,4b 銀層
5a,5b ハンダ層
6 異方導電性フィルム
7 外部接続用パッド
10 ガラス板
11 熱発泡テープ
Claims (3)
- 弁金属膜の片面上に陽極酸化により選択的に誘電体酸化皮膜を形成する工程と、
前記誘電体酸化皮膜上に第1の電極を形成する工程と、
前記弁金属膜の前記片面上における前記誘電体酸化皮膜の非形成領域に第2の電極を形成する工程と、
基体上に、前記第1の電極及び前記第2の電極にそれぞれ対応するように、前記第1の接続電極及び前記第2の接続電極を形成する工程と、
異方導電性フィルムを介して、前記第1の電極と前記第1の接続電極、及び前記第2の電極と前記第2の接続電極がそれぞれ対向して電気的に接続されるように、前記弁金属と前記基体とを張り合わせる工程と、
前記基体を除去する工程と
を含むことを特徴とするキャパシタの製造方法。 - 前記第1の電極を、導電性高分子材料により形成することを特徴とする請求項1に記載のキャパシタの製造方法。
- 前記弁金属膜の前記誘電体酸化皮膜の形成部位を、当該誘電体酸化皮膜を形成する前に粗面化処理することを特徴とする請求項1又は2に記載のキャパシタの製造方法。
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