JPH1074668A - アレイ型固体電解コンデンサの構造及びその製造方法 - Google Patents

アレイ型固体電解コンデンサの構造及びその製造方法

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JPH1074668A
JPH1074668A JP8230749A JP23074996A JPH1074668A JP H1074668 A JPH1074668 A JP H1074668A JP 8230749 A JP8230749 A JP 8230749A JP 23074996 A JP23074996 A JP 23074996A JP H1074668 A JPH1074668 A JP H1074668A
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terminal electrode
solid electrolytic
electrolytic capacitor
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    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属粉末の焼結体を要素とするコンデンサ素
子２４の複数個を、一つの部品として並べて一体的にパ
ッケージして成るいわゆるアレイ型固体電解コンデンサ
３０において、その小型化と、大容量化とを図る。 【手段】 チップ基板片１２と、このチップ基板片の上
面に並べて装着された金属粉末による焼結チップ体２１
の複数個と、前記各チップ体の各々に形成した誘電体膜
２２及び固体電解質層２３と、前記各チップ体における
固体電解質層の一部を露出するようにして前記各チップ
体を包み込む被覆樹脂２５と、前記各チップ体における
固体電解質層のうち前記被覆樹脂からの露出部分に形成
した陰極側端子電極膜２７と、前記各チップ体の金属粉
末に電気的に導通するように前記チップ基板片に形成し
た陽極側端子電極膜２８とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タンタル固体電解
コンデンサ等の固体電解コンデンサのうち、弁金属粉末
の焼結体を要素とするコンデンサ素子の複数個を、一つ
の部品として並べて一体的にパッケージして成るいわゆ
るアレイ型固体電解コンデンサの構造と、その製造方法
とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】タンタル固体電解コンデンサ等の固体電
解コンデンサのうち、弁金属粉末の焼結体を要素とする
コンデンサ素子の複数個を、一つの部品として並べて一
体的にパッケージして成るいわゆるアレイ型固体電解コ
ンデンサは、米国特許第4,097,916 号明細書の第３図、
特開平４−３４０６号公報及び特開平６−２０８９１号
公報の図１１等に記載されている。
【０００３】そして、この種のアレイ型固体電解コンデ
ンサは、電気機器における回路基板に、複数個の固体電
解コンデンサを使用する場合に、一つのコンデンサ素子
のみをパッケージした固体電解コンデンサの複数個を実
装するよりも、実装に要する手数を低減できると共に、
実装面積を縮小することができる等の利点がある。ま
た、複数個のコンデンサ素子を並列状に接続して一体的
にパッケージしたアレイ型固体電解コンデンサの場合に
は、コンデンサ素子における陰極側の電気抵抗を低減で
きることから、これと同じ静電気容量のコンデンサを一
つのコンデンサ素子にて構成した場合よりも、高周波域
におけるインピーダンスを低くできる利点がある。
【０００４】そして、前記した従来のアレイ型固体電解
コンデンサは、そのいずれも、以下に述べるようにして
製造されるコンデンサ素子Ａを使用している。すなわ
ち、先づ、図８５に示すように、タンタル等のような弁
金属の粉末を、タンタル等の金属製の陽極ワイヤＡ２が
突出する多孔質のチップ体Ａ１に固め成形したのち、焼
結する。
【０００５】次いで、図８６に示すように、このチップ
体Ａ１をりん酸水溶液等の化成液に浸漬した状態で、陽
極棒Ａ２と化成液との間に直流電流を印加して陽極酸化
を行う。この結果、チップ体Ａ１における金属粒子の表
面に、五酸化タンタル等の誘電体膜Ａ３が形成される。
次いで、前記チップ体Ａ１を硝酸マンガン水溶液に浸漬
して、硝酸マンガン水溶液をチップ体Ａ１の内部まで浸
透したのち引き揚げて焼成する工程を複数回にわたって
繰り返す。この結果、前記誘電体膜Ａ３の表面に、二酸
化マンガン等の金属酸化物による固体電解質層Ａ４が形
成される。
【０００６】最後に、前記チップ体Ａ１における固体電
解質層Ａ４の表面に、グラファイト層形成処理を行った
後、銀又はニッケル等の金属膜等によって構成される陰
極膜Ａ５を形成する。これによって、コンデンサ素子Ａ
が得られる。以上のように、固体電解コンデンサにおい
ては、そのコンデンサ素子Ａを製造する上で、チップ体
Ａ１から突出する陽極ワイヤＡ２は不可欠であり、陽極
ワイヤＡ２を除去することができないのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このため、前記した従
来におけるアレイ型固体電解コンデンサにおいては、前
記きようにして製造されたコンデンサ素子Ａの複数個を
並べたのち、各コンデンサ素子におけるチップ体Ａ１及
びこれから突出する陽極ワイヤＡ２を含んだ状態で、こ
れらを包み込むように、合成樹脂製のパッケージ体にて
一体的にモールド成形するように構成しなければならな
い。
【０００８】従って、各コンデンサ素子を包み込むよう
にモールド成形されるパッケージ体の大きさが、コンデ
ンサ素子Ａにおけるチップ体Ａ１の大きさに比べて、当
該チップ体Ａ１から陽極ワイヤＡ２が突出する分だけ大
きくなり、コンデンサ全体の体積に対するコンデンサ素
子Ａにおけるチップ体Ａ１の体積の割合が小さく、体積
効率が低くなる。更に、前記各コンデンサ素子Ａにおけ
るチップ体Ａ１の有効体積が、当該チップ体Ａ１に前記
陽極ワイヤＡ２の一部が埋設されている分だけ小さくな
る。これらの要因により、従来のアレイ型固体電解コン
デンサは、単位体積当たりの容量を大きくすることが困
難であり、重量も大きくなるという問題があった。
【０００９】しかも、前記従来のアレイ型固体電解コン
デンサにおいては、複数個のコンデンサ素子１を合成樹
脂製のパッケージ体にて包み込むようにモールド成形す
るとき、各コンデンサ素子Ａにおけるチップ体Ａ２に大
きいストレスが作用することにより、漏れ電流（ＬＣ）
が増大したり、絶縁不良が発生したりする頻度が高い。
そのため、製造に際しての不良品の発生率が高く、歩留
り率が低い。
【００１０】また、従来において、複数のコンデンサ素
子Ａを同時に製造する場合、前記したように、複数の焼
結チップ体から突出する各陽極ワイヤＡ２をタンタル等
の金属棒に対して取付け、この状態で、化成液に浸漬し
ての陽極酸化による誘電体膜Ａ３の形成、硝酸マンガン
水溶液に浸漬しての固体電解質層Ａ４の形成、グラファ
イト層の形成、及び陰極膜Ａ５の形成等の各種の工程を
行ったのち、各コンデンサ素子Ａを、前記金属棒から切
り離すようにしている。
【００１１】従って、一本の金属棒を使用して製造する
ことができるコンデンサ素子Ａの個数には限りがあっ
て、大幅に多くすることができず、大量生産することは
困難であり、これに加えて、このようにしたコンデンサ
素子Ａの複数個を、一つの部品に組み込むための工程も
必要であるから、前記製造に際しての歩留り率が低いこ
とと相俟って、製造コストが大幅にアップすると言う問
題があった。
【００１２】本発明における第１の技術的課題は、これ
らの問題を解消できるようにしたアレイ型固体電解コン
デンサを提供することにある。本発明における第２の技
術的課題は、そのようなアレイ型固体電解コンデンサの
製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は第１の技術的課
題を達成するために、「チップ基板片と、このチップ基
板片の上面に並べて装着された金属粉末による焼結チッ
プ体の複数個と、前記各チップ体の各々にその金属粉末
と誘電体膜を介して電気的に絶縁された状態で形成した
固体電解質層と、前記各チップ体における固体電解質層
の一部を露出するようにして前記各チップ体を包み込む
被覆樹脂と、前記各チップ体における固体電解質層のう
ち前記被覆樹脂からの露出部分に電気的に導通するよう
に形成した陰極側端子電極膜と、前記各チップ体の金属
粉末に電気的に導通するように前記チップ基板片に形成
した陽極側端子電極膜とを備えていることを特徴とする
アレイ型固体電解コンデンサの構造。」を提供するもの
である。
【００１４】また、本発明は、前記第２の技術的課題を
達成するために、「複数個のチップ基板片に対応する大
きさの素材基板を用意する工程と、この素材基板の各チ
ップ基板片の各々に金属粉末による多孔質のチップ体を
複数個ずつ固め成形する工程と、この各チップ体を加熱
して焼結する工程と、前記各チップ体における金属粉末
に誘電体膜を形成する工程と、前記各チップ体における
誘電体膜の表面に固体電解質層を形成する工程と、前記
各チップ体の少なくとも側面に被覆樹脂を塗布する工程
と、前記各チップ体における固体電解質層に陰極側端子
電極膜を形成するとともに、前記素材基板の下面のうち
少なくとも各チップ基板片の箇所に陽極側端子電極膜を
形成する工程と、前記素材基板を、複数個のチップ体を
含む各チップ基板片ごとに切断する工程とを含むことを
特徴とするアレイ型固体電解コンデンサの製造方法。」
を提供するものである。
【００１５】
【発明の作用・効果】前記した本発明の構造によると、
一つのアレイ型固体電解コンデンサを構成する各コンデ
ンサ素子の側面を被覆樹脂にて覆うのみで良く、しか
も、前記各コンデンサ素子におけるチップ体から突出す
る陽極ワイヤを廃止することができる。従って、各コン
デンサ素子におけるチップ体の有効体積が陽極棒のため
に減少することがないから、全体の体積に対するチップ
体の体積の割合を、陽極ワイヤ付きコンデンサ素子の複
数個を使用した従来のアレイ型固体電解コンデンサに比
べて確実に大きくすることができ、大幅な体積効率の向
上と小型化を実現できるのである。
【００１６】前記チップ基板片のうち各チップ体の箇所
に充填用孔を設け、この充填用孔内にも各チップ体にお
ける金属粉末を充填してもよい。この構成により、前記
チップ体の体積が増大し、体積効率をより高くできるか
ら、単位体積当たりの固体電解コンデンサの容量を大き
くできる。特に、充填用孔を貫通孔とする場合には、こ
の貫通孔に充填された金属粉末の部分に、チップ基板片
の下面における陽極側端子電極膜を直接接合させて、チ
ップ体における体積を更に増大できると共に、チップ体
の金属粉末と陽極側端子電極膜との電気的導通の確実性
を向上できるのである。
【００１７】前記チップ基板片を、少なくとも厚さ方向
に導電性を有する材料で構成して、このチップ基板片
に、各チップ体における金属粉末を電気的に接合すると
共に、陽極側端子電極膜を形成してもよい。この場合、
前記チップ基板片自体が、従来における陽極棒の代わり
になるから、体積効率を向上する上で有効である。ま
た、前記チップ基板片の上面に、各チップ体の周囲を囲
うように絶縁層を形成すれば、陽極側のチップ基板片と
陰極側の固体電解質層とを電気的に絶縁することができ
るから、その間に電流の短絡が発生することを確実に防
止できる。
【００１８】次に、本発明の製造方法によると、金属粉
末をチップ体に固め形成する工程と、このチップ体を加
熱・焼結する工程とを、一つの素材基板について複数個
同時に行うことができる。しかも、その後の誘電体膜の
形成、固体電解質層の形成、被覆樹脂の塗布、陽極側端
子電極膜の形成、及び陰極用端子電極膜の形成も複数の
チップ体を素材基板に接合した状態で一挙に行うことが
できる。そして、最後に素材基板を各チップ体の間にお
いて各チップ基板片ごとに切断するだけで、複数のアレ
イ型固体電解コンデンサを同時に製造することができる
のである。従って、従来のように複数個のアレイ型固体
電解コンデンサを別々に製造するものに比べて、本発明
の製造方法は大量生産に適するのである。
【００１９】加えて、各チップ体の少なくとも側面に被
覆樹脂を塗布することにより、コンデンサ素子を合成樹
脂製のモールド部にてパッケージする従来の製造方法比
べ、漏れ電流（ＬＣ）が増大したり、絶縁不良が発生し
たりする頻度を確実に低減できる。従って、本発明の製
造方法は、不良品の発生率を低くできるから、前記大量
生産に適することと相俟って、製造コストを大幅に低減
できるという効果を有する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付した図面について説明する。図１〜図３７は、本発明
の第１の実施形態を示す。この第１の実施形態において
は、シリコン製の素材基板を使用して図３４〜図３７に
示すようなアレイ型のタンタル固体電解コンデンサ３０
が製造される。
【００２１】第１の実施形態によれば、先ず、図１に示
すように、厚さ方向に導電性を有するようにしたシリコ
ン製の素材基板１１を用意する。この素材基板１１は、
幅寸法がＷで長さ寸法がＬの矩形状に形成したチップ基
板片１２の複数個を一体的に含む大きさに構成されてい
る。後述するように、素材基板１１は、最終の工程にお
いて、縦方向の切断線１３及び横方向の切断線１４に沿
って切断されたときに、複数のチップ基板片１２を与え
る。
【００２２】次に、図２に示すように、前記素材基板１
１上に、熱酸化処理、ＰＶスパッタ又はプラズマＣＶＤ
等にてシリコンの酸化膜又は窒化膜等のような絶縁膜１
５を形成する。次いで、図３、図４及び図５に示すよう
に、前記絶縁膜１５のうち各チップ基板片１２に対応す
る部分に、矩形状の接合孔１６を、例えば公知のフォト
リソ法にて、一つのチップ基板片１２について複数個
（本実施形態においては二個）ずつ穿設する。
【００２３】このフォトリソ法は、前記絶縁膜１５の上
面にフォトレジスト膜を形成するステップと、このフォ
トレジスト膜に前記接合孔１６と同じ形状の抜き窓を備
えたフォトマスクを載せるステップと、このようにマス
クされたフォトレジスト膜を露光したのち現像処理し
て、前記フォトレジスト膜のうち前記抜き窓に対応する
部分を除去するステップと、この状態で絶縁膜１５をエ
ッチング処理することにより、この絶縁膜１５のうち前
記抜き窓に対応する部分をエッチング液にて溶解除去し
て前記接合孔１６を形成するステップと、を含む。
【００２４】次いで、図６及び図７に示すように、前記
素材基板１１の各チップ基板片１２上の前記各接合孔１
６内の部分に、タンタル珪化物の薄膜１７をスパッたリ
ング等にて形成する。次いで、図８及び図９に示すよう
に、この各薄膜１７上に、接合層として、タンタルによ
る接合用金属層１８を、同じくスパッタリング等にて形
成する。
【００２５】次いで、図１０、図１１及び図１２に示す
ように、前記素材基板１１における上面の全体にわたっ
て、合成樹脂樹脂等による枠型層１９を比較的厚い厚さ
に形成する。次に、図１３、図１４及び図１５に示すよ
うに、前記枠型層１９のうち前記各チップ基板片１２に
おける各接合孔１６の各々に対応する部分に、成形孔２
０を、フォトリソ法等にて穿設する。但し、図１３〜図
１５の工程に代えて、素材基板１１上に、予め成形孔２
０を穿設した枠型層１９を張り付けるようにしても良
い。
【００２６】次に、図１６、図１７及び図１８に示すよ
うに、前記枠型層１９における各成形孔２０内に、予め
バインダーを混合したタンタル粉末の適宜量を充填し
て、突き固めることによって、多孔質のチップ体２１を
成形した上で、前記バインダーを加熱等にて除去するた
めの脱バインダー処理を行う。次に、図１９、図２０及
び図２１に示すように、前記枠型層１９を、剥離又はエ
ッチング等の適宜手段にて除去することにより、多孔質
のチップ体２１を、素材基板１１における各チップ基板
片１２の各々について複数個ずつ形成する。なお、前記
脱バインダー処理は、この枠型層１９を除去する工程の
後に行うようにしても良い。
【００２７】次いで、素材基板１１を、その上に形成さ
れた関連部分とともに、真空式加熱炉（図示せず）に入
れ、真空中においてタンタルの焼結温度まで加熱する。
この結果、各チップ体２１を構成するタンタル粉末が焼
結すると同時に、タンタルからなる前記接合用金属層１
８に融着し、各チップ体２１は、素材基板１１における
各チップ基板片１２に対して電気的に接続される。
【００２８】この焼結工程において、タンタルによる接
合用金属層１８の下地としてのタンタル珪化物の薄膜１
７は次のような作用を営む。すなわち、タンタル珪化物
の薄膜１７がないとすると、焼結時の加熱により、接合
用金属層１８中のタンタルがシリコン製素材基板１１中
に異常に拡散することになり、タンタル粉末からなるチ
ップ体２１のシリコン製素材基板１１に対する接合強度
が大幅に低下することになる。これに対し、タンタル珪
化物の薄膜１７を介在させることにより、接合用金属層
１８から素材基板１１へのタンタルの拡散を防止して、
チップ体２１の素材基板１１に対する接合の確実性及び
安定性を確保することができる。
【００２９】次に、前記素材基板１１を、その上に形成
された関連部分とともに、りん酸水溶液等の化成液（図
示せず）に浸漬した上で、前記素材基板１１と化成液と
の間に直流電流を印加して陽極酸化を行うことにより、
図２２及び図２３に示すように、前記各チップ基板片１
２における各チップ体２１におけるタンタル粒子の表面
と、前記薄膜１７及び接合用金属層１８の露出部分の表
面とに、五酸化タンタルの誘電体膜２２が形成される。
【００３０】次いで、前記素材基板１１における各チッ
プ基板片１２の各チップ体２１を硝酸マンガン水溶液
（図示せず）に浸漬して、硝酸マンガン水溶液をチップ
体２１の内部まで浸透させるステップと、その後に各チ
ップ体２１を硝酸マンガン水溶液から引き揚げて焼成す
るステップと、を複数回にわたって繰り返すことによ
り、図２４及び図２５に示すように、五酸化タンタルの
誘電体膜２２の表面に二酸化マンガンの固体電解質層２
３が形成されたコンデンサ素子２４が得られる。
【００３１】なお、前記した固体電解質層２３を、例え
ば特開昭６０−３７１１４号公報及び特開平１−２５３
２２６号公報に記載されたような導電性電解質高分子に
して、化学重合方法、電解酸化重合方法又は気相重合方
法等にて形成することもできる。次いで、前記各コンデ
ンサ素子２４の表面全体に、コーティング用グラファイ
ト層（図示せず）を施した後、前記素材基板１１におけ
る上面の全体に、図２６、図２７及び図２８に示すよう
に、ポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂等のような合成樹
脂製の被覆樹脂２５を、前記各コンデンサ素子２４の表
面全体を覆うように形成する。
【００３２】次いで、図２９、図３０及び図３１に示す
ように、前記被覆樹脂２５のうち各コンデンサ素子２４
の上面に該当する部分に、抜き孔２６をフォトリソ法等
により穿設する。次いで、図３２及び図３３に示すよう
に、前記各コンデンサ素子２４の上面の各々に、下地の
ニッケル層と上層の半田層とから成る陰極用端子電極膜
２７をスパッタリング等にて形成する。この陰極用端子
膜２７が各コンデンサ素子２４における固体電解質層２
３に前記グラファイト層を介して電気的に導通する。
【００３３】一方、同じく図３２及び図３３に示すよう
に、前記素材基板１１の下面に、下地のニッケル層と上
層の半田層とから成る陽極用端子電極膜２８をスパッタ
リング等にて形成する。最後に、同じく図３２及び図３
３に示すように、素材基板１１及び前記被覆樹脂２５
を、各切断線１３，１４に沿って高速回転するカッター
２９等にて切断することにより、各チップ基板片１２ご
とに分割する。
【００３４】この結果、図３４、図３５及び図３６に示
すような構造のアレイ型タンタル固体電解コンデンサ３
０を、一枚の素材基板１１から複数個を同時に得ること
ができる。このアレイ型タンタル固体電解コンデンサ３
０は、その幅寸法はＷで、長さ寸法はＬで、高さ寸法は
Ｈで、その下面側に一つの陽極側端子電極膜２８を、上
面側に複数個の複数個（二個）の陰極側端子電極膜２７
を備えたチップ状であり、その等価回路は、図３７に示
すように、一つの陽極側端子電極膜２８と、複数個（二
個）の陰極側端子電極膜２７との間の各々に、チップ体
２１によるコンデンサ素子２４を設けた形態である。
【００３５】そして、このアレイ型タンタル固体電解コ
ンデンサ３０は、チップ基板片１２と、このチップ基板
片１２上に並べて形成されたタンタル粉末焼結チップ体
２１の複数個（本実施形態では二個）と、この各チップ
体２１のタンタル粒子に対して誘電体層２２を介して電
気的に絶縁して形成した固体電解質層２３とを含む。更
に、このアレイ型タンタル固体電解コンデンサ３０は、
前記チップ体２１における固体電解質層２３の上面の中
央部を除いて前記各チップ体２１を一斉に覆う被覆樹脂
２５と、前記各チップ体２１における固体電解質層２３
の露出部分に電気的に導通するように形成した複数個の
陰極側端子電極膜２７と、前記チップ基板片１２の下面
に形成した一つの陽極側端子電極膜２８とを含んでい
る。
【００３６】また、前記各チップ体２１のタンタル粒子
はタンタル珪化物の薄膜１７、接合用金属層１８及びチ
ップ基板片１２を介して一つの陽極側端子電極膜２８と
導通する。一方、タンタル固体電解コンデンサ３０にお
ける陽極側と陰極側との間の電気絶縁性は、チップ基板
片１２の上面に形成した絶縁膜１５により確保されてい
る。
【００３７】本発明の前記第１の実施形態は図３８、図
３９及び図４０に示すように変形しても良い。すなわ
ち、図３８及び図３９に示すように、各コンデンサ素子
２４における固体電解質層２３の露出部分に形成する陰
極側端子電極膜を、各コンデンサ素子２４の各々に電気
的に同時に導通する一つの共通陰極側端子電極膜２７′
に形成することにより、図４０に示す等価回路のよう
に、一つの陽極側端子電極膜２８と、一つの陰極側端子
電極膜２７′との間に、複数個のコンデンサ素子２４を
並列状に設けた形態にすることができる。
【００３８】次に、図４１〜図５２は、本発明の第２の
実施形態を示している。この第２の実施形態では、タン
タル製の素材基板を用いて、複数個のコンデンサ素子を
備えたアレイ型のタンタル固体電解コンデンサ３０ａ
（図５１及び図５２）が製造される。この第２の実施形
態によれば、先ず、図４１及び図４２に示すように、複
数個のチップ基板片１２ａに対応する大きさを有するタ
ンタル製の素材基板１１ａを用意して、この素材基板１
１ａ上に、熱酸化処理、ＰＶスパッタ又はプラズマＣＶ
Ｄ等にて酸化膜又は窒化膜等のような絶縁膜１５ａを形
成する。
【００３９】次に、図４３及び図４４に示すように、こ
の絶縁膜１５ａのうち各チップ基板片１２ａに対応する
部分に、複数個（二個）の接合孔１６ａをフォトリソ法
等にて穿設する。この結果、各接合孔１６ａ内に、前記
素材基板１１ａにおける地肌による接合面１８ａが露出
される。次いで、図４５及び図４６に示すように、前記
各接合孔１６ａ内において、前記第１の実施形態の場合
と同様に、タンタル粉末をチップ体２１ａに固め成形し
て、脱バインダー処理を施したのち、素材基板１１ａを
真空式加熱炉（図示せず）に入れて、真空中にてタンタ
ルの焼結温度まで加熱する。この結果、各チップ体２１
ａにおけるタンタル粉末は、焼結すると同時に、前記接
合面１８ａに融着して、素材基板１１ａに接合される。
【００４０】以上の工程に引き続いては、前記第１の実
施形態の場合と同様の工程が行われる。これらの工程
は、前記各チップ体２１ａに対する五酸化タンタルの誘
電体膜２２ａの形成、二酸化マンガンによる固体電解質
層２３ａの形成、コーティング用グラファイト層（図示
せず）の形成を行って各チップ体２１ａをコンデンサ素
子２４ａにする。
【００４１】そして、図４７及び図４８に示すように、
被覆樹脂２５ａの形成、この被覆樹脂２５ａに対する抜
き孔２６ａの穿設を行う。次いで、図４９及び図５０に
示すように、各コンデンサ素子２４ａの上面に対する陰
極用端子電極膜２７ａの形成、素材基板１１ａの下面に
対する陽極用端子電極膜２８ａの形成を行ったのち、素
材基板１１ａ及び被覆樹脂２５ａを、各切断線１３ａ，
１４ａに沿って高速回転カッター２９ａ等にて切断を行
うのである。
【００４２】以上の工程により、図５１及び図５２に示
すように、前記第１の実施形態と類似構造のアレイ型タ
ンタル固体電解コンデンサ３０ａを、一枚の素材基板か
ら同時に製造することができるのである。但し、この第
２の実施形態においては、タンタル製の素材基板１１ａ
を使用するので、前記第１の実施形態のように、素材基
板の上面に、タンタルによる接合用金属層１８及びその
下地としてのタンタル珪化物の薄膜を形成する必要がな
く、素材基板１１ａ自体の表面を接合面１８ａとして利
用することができる。
【００４３】なお、前記第１又は第２の実施形態におい
ては、タンタル製の素材基板１１ａを使用することに代
えて、ＢＮ（窒化ホウ素）又はＳｉＣ（炭化珪素）等の
導電物質を混入することによって導電性を付与したセラ
ミック製の素材基板を使用すくこともできる。すなわ
ち、導電性セラミック製の素材基板の上面にタンタルに
よる接合用金属層をスパッタリング等にて形成し、以後
は、前記第１又は第２の実施形態と全く同様の方法で、
アレイ型タンタル固体電解コンデンサ３０ａを製造する
ものであり、この方法によると、導電性セラミック製の
素材基板を使用するので、前記第２の実施形態のように
タンタル製の素材基板を使用する場合に比べ、材料費を
節約して、製造コストの低減を図ることができるという
利点がある。
【００４４】なお、この場合においても、導電性セラミ
ック製の素材基板上に、前記第１及び第２の実施形態と
同様の絶縁層１５又は１５ａを形成しても良い。更に、
図５３〜図６３は、本発明の第３の実施形態を示す。こ
の第３の実施形態においては、シリコン、タンタル又は
導電性セラミック等のように少なくとも厚さ方向に導電
性を有する材料からなる素材基板１１ｂを使用して、複
数個のコンデンサ素子を備えたアレイ型タンタル固体電
解コンデンサ３０ｂが、更に大容量の形態にして製造さ
れる。
【００４５】すなわち、図５３、図５４及び図５５に示
すように、前記素材基板１１ｂ上に絶縁膜１５ｂを形成
した後、この絶縁膜１５ｂのうち各チップ基板片１２ｂ
に対応する部分に接合孔１６ｂを複数個（二個）ずつ穿
設する。更に、前記素材基板１１ｂにおける各チップ基
板片１２ｂのうち前記各接合孔１６ｂの箇所に充填用貫
通孔３２を穿設する。
【００４６】次に、図５６及び図５７に示すように、前
記素材基板１１ｂの下面に、前記各充填用貫通孔３２を
塞ぐためにフィルム３３を貼着した後、前記第１の実施
形態と同様の方法で、素材基板１１ｂ上でタンタル粉末
をチップ体２１ｂに固め形成して、そのタンタル粉末が
前記充填用各貫通孔３２内にも充填されるようにする。
前記フィルム３３は、チップ体２１ｂに固め成形した後
に除去する。
【００４７】以上の工程に引き続き行われる工程は、前
述した各実施形態の場合と同様である。これらの工程
は、図５８及び図５９に示すように、各チップ体２１ｂ
の焼結工程、各チップ体２１ｂに対する誘電体膜２２ｂ
の形成工程、固体電解質層２３ｂの形成工程、及びコー
ティング用グラファイト層を形成してコンデンサ素子２
４ｂにする工程を含む。更に、図６０及び図６１に示す
ように、被覆樹脂２５ｂの形成工程、陰極用端子電極膜
２７ｂの形成工程、及び陽極用端子電極膜２８ｂの形成
工程を経たのち、素材基板１１ｂ及び被覆樹脂２５ｂ
を、各切断線１３ｂ，１４ｂに沿って高速回転カッター
２９ｂ等にて切断を行うのである。
【００４８】これにより、図６２及びず６３に示すよう
な構造のアレイ型タンタル固体電解コンデンサ３０ｂ
が、一枚の素材基板１１ｂから複数個同時に製造され
る。以上述べた第３の実施形態によると、各チップ体２
１ｂにおけるタンタル粉末が、チップ基板片１２ｂにお
ける充填用貫通孔３２内にも充填されるから、その分だ
けチップ体２１ｂの体積を増大して、アレイ型タンタル
固体電解コンデンサ３０ｂの大容量化を図ることができ
る。また、充填用貫通孔３２に突入するチップ体２１ｂ
の部分がチップ基板片１２ｂに対するチップ体２１ｂの
接合強度を高めるという付加的効果も得られる。
【００４９】この第３の実施形態において、充填用貫通
孔３２は有底孔（又は凹部）に置き換えてもよい。但
し、貫通孔３２とすることにより、チップ基板片１２ｂ
の下面に形成した陽極用端子電極膜２８ｂを、前記チッ
プ体２１ｂにおけるタンタル粉末に、チップ基板片１２
ｂを介することなく直接且つ確実に電気接合することが
できる。
【００５０】そして、図６４〜図７５は、本発明の第４
の実施形態を示す。この第４の実施形態においては、セ
ラミック等のような絶縁材製の素材基板を使用して大容
量のアレイ型タンタル固体電解コンデンサ３０ｃの複数
個が同時に製造される。この第４の実施形態によれば、
先ず、図６４、図６５及び図６６に示すように、複数の
チップ基板片１２ｃに対応する大きさの絶縁セラミック
材製の素材基板１１ｃを用意して、この素材基板１１ｃ
における各チップ基板片１２ｃの箇所の各々に、充填用
貫通孔３２ａを穿設しておく。
【００５１】次いで、図６７及び図６８に示すように、
前記素材基板１１ｃの下面に、前記各充填用貫通孔３２
ａを塞ぐためにフィルム３３ａを貼着した後、前記第１
の実施形態と同様の方法で、素材基板１１ｃ上でタンタ
ル粉末をチップ体２１ｃに固め形成して、そのタンタル
粉末が前記各充填用貫通孔３２ａ内にも充填されるよう
にする。前記フィルム３３ａは、チップ体２１ｃに固め
成形した後に除去する。
【００５２】以上の工程に引き続き行われる工程は、前
述した各実施形態の場合と同様である。これらの工程
は、図６９及び図７０に示すように、各チップ体２１ｃ
の焼結工程、各チップ体２１ｃに対する誘電体膜２２ｃ
の形成工程、固体電解質層２３ｃの形成工程、及びコー
ティング用グラファイト層を形成してコンデンサ素子２
４ｃにする工程を含む。更に、図７１及び図７２に示す
ように、被覆樹脂２５ｃの形成工程、陰極用端子電極膜
２７ｃの形成工程、及び陽極用端子電極膜２８ｃの形成
工程を経たのち、素材基板１１ｃ及び被覆樹脂２５ｃ
を、各切断線１３ｃ，１４ｃに沿って高速回転カッター
２９ｃ等にて切断を行うのである。
【００５３】これにより、図７３、図７４及び図７５に
示すように、前記第１の実施形態と同し構造のアレイ型
タンタル固体電解コンデンサ３０ｃを、一枚の素材基板
１１ｃから複数個ずつ同時に製造できるのである。以上
の第４の実施形態は、各チップ体２１ｃのタンタル粉末
がチップ基板片１２ｃにおける充填用貫通孔３２ａ内に
も充填されていることにより、アレイ型タンタル固体電
解コンデンサ３０ｃの大容量化を図ることができる点は
第３の実施形態と同様である。
【００５４】これに加えて、第４の実施形態では、チッ
プ基板片１２ｃが、セラミック等のような絶縁体製であ
ることにより、チップ基板片１２ｃ上に別途に絶縁層を
設けなくとも、コンデンサ素子２４ｄの陽極側と陰極側
とを電気的に確実に絶縁することができる。従って、チ
ップ基板片１２ｄを導電体製にする場合よりもコストの
低減と、軽量化とを図ることができる利点がある。
【００５５】この第４の実施形態においては、チップ基
板片１２ｃが、セラミック等のような絶縁体製であるこ
とにより、アレイ型タンタル固体電解コンデンサ３０ｃ
を、以下に述べるようなバリエーションとすることがで
きる。すなわち、図７６及び図７７に示すように、チッ
プ基板片１２ｃの下面に形成する陽極用端子電極膜を、
各コンデンサ素子２４ｃの各々について独立した単独の
陽極用端子電極膜２８ｃ′にすることにより、図７８に
示す等価回路のように、二つの陽極側端子電極膜２８
ｃ′と、二つの陰極側端子電極膜２７ｃとの間の各々に
コンデンサ素子２４ｃを設けた並列構成の形態にするこ
とができる。
【００５６】また、図７９及び図８０に示すように、チ
ップ基板片１２ｃの下面に形成する陽極用端子電極膜
を、各コンデンサ素子２４ｃの各々について独立した単
独の陽極用端子電極膜２８ｃ′にすることに加えて、各
コンデンサ素子２４ｃにおける固体電解質層２３ｃの露
出部分に形成する陰極側端子電極膜を、各コンデンサ素
子２４ｃの各々に電気的に同時に導通する一つの共通陰
極側端子電極膜２７ｃ′に形成することにより、図８１
に示す等価回路のように、二つの陽極側端子電極膜２８
ｃ′と、一つの陰極側端子電極膜２７ｃ′との間に、複
数個のコンデンサ素子２４ｃを並列状に設けた形態にす
ることができる。
【００５７】更にまた、図８２及び図８３に示すよう
に、各コンデンサ素子２４ｃにおける固体電解質層２３
ｃの露出部分に形成する陰極側端子電極膜を、各コンデ
ンサ素子２４ｃの各々に電気的に同時に導通する一つの
共通陰極側端子電極膜２７ｃ′に形成することにより、
図８４に示す等価回路のように、一つの陽極側端子電極
膜２８ｃと、一つの陰極側端子電極膜２７ｃ′との間
に、複数個のコンデンサ素子２４ｃを並列状に設けた形
態にすることができる。
【００５８】なお、前記した各実施形態は、全て、アレ
イ型固体電解コンデンサを、二つのコンデンサ素子にて
構成した場合を示すしたが、本発明はこれに限らず、三
つの以上のコンデンサ素子を使用してアレイ型固体電解
コンデンサを構成する場合にも適用できることは言うま
でもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に使用する素材基板の
斜視図である。
【図２】前記素材基板の上面に絶縁層を形成した状態を
示す斜視図である。
【図３】前記素材基板の絶縁層に接合孔を穿設した状態
を示す斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ視拡大断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ視拡大断面図である。
【図６】前記第１の実施形態において前記接合孔内にタ
ンタルの珪化物による薄膜を形成した状態を示す拡大断
面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ視断面図である。
【図８】前記タンタルの珪化物による薄膜上に接合用金
属膜を形成した状態を示す拡大断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ視断面図である。
【図１０】前記第１の実施形態において前記素材基板上
に型枠層を形成した状態を示す斜視図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ視拡大断面図である。
【図１２】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ視拡大断面図であ
る。
【図１３】前記型枠層に成形孔を形成した状態を示す斜
視図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ視拡大断面図であ
る。
【図１５】図１３のＸＶ−ＸＶ視拡大断面図である。
【図１６】前記型枠層の成形孔内でタンタル粉末にてチ
ップ体を固め成形している状態を示す斜視図である。
【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ視拡大断面図で
ある。
【図１８】図１６のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ視拡大断面
図である。
【図１９】前記チップ体の固め成形したのち前記型枠層
を除去した状態を示す斜視図である。
【図２０】図１９のＸＸ−ＸＸ視拡大断面図である。
【図２１】図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ視拡大断面図であ
る。
【図２２】第１の実施形態において各チップ体に誘電体
膜を形成した状態を示す拡大断面図である。
【図２３】図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ視断面図で
ある。
【図２４】第１の実施形態において各チップ体に固体電
解津質層を形成した状態を示す拡大断面図である。
【図２５】図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ視断面図である。
【図２６】第１の実施形態において素材基板上に被覆樹
脂を塗着した状態を示す斜視図である。
【図２７】図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ視拡大断面
図である。
【図２８】図２６のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ視拡大
断面図である。
【図２９】第１の実施形態において被覆樹脂に抜き孔を
穿設した状態を示す斜視図である。
【図３０】図２９のＸＸＸ−ＸＸＸ視拡大断面図であ
る。
【図３１】図２９のＸＸＸＩ−ＸＸＸＩ視拡大断面図で
ある。
【図３２】第１の実施形態において陰極用端子電極膜及
び陽極用端子電極膜を形成した状態を示す拡大断面図で
ある。
【図３３】図３２のＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ視断面
図である。
【図３４】前記第１の実施形態にて製造したアレイ型固
体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図３５】図３４のＸＸＸＶ−ＸＸＸＶ視断面図であ
る。
【図３６】図３４のＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ視断面図で
ある。
【図３７】前記第１の実施形態にて製造したアレイ型固
体電解コンデンサの等価回路図である。
【図３８】前記第１の実施形態の変形例によるアレイ型
固体電解コンデンサを示す拡大縦断正面図である。
【図３９】図３８のＸＸＸＩＸ−ＸＸＸＩＸ視断面図で
ある。
【図４０】前記変形例のアレイ型固体電解コンデンサの
等価回路図である。
【図４１】本発明の第２の実施形態に使用する素材基板
を示す拡大断面図である。
【図４２】図４１のＸＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＸＩＩ視断面
図である。
【図４３】第２の実施形態において絶縁層に接合孔を穿
設した状態を示す拡大断面図である。
【図４４】図４３のＸＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＸＩＶ視断面
図である。
【図４５】第２の実施形態においてチップ体を固め成形
したのちこれに誘電体膜と固体電解質層とを形成した状
態を示す拡大断面図である。
【図４６】図４５のＸＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＸＶＩ視断面
図である。
【図４７】第２の実施形態において被覆樹脂を塗着した
状態を示す拡大断面図である。
【図４８】図４７のＸＸＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＸＸＶＩＩ
Ｉ視断面図である。
【図４９】第２の実施形態において陰極用端子電極膜及
び陽極用端子電極膜を形成した状態を示す拡大断面図で
ある。
【図５０】図４９のＬ−Ｌ視断面図である。
【図５１】前記第２の実施形態によるアレイ型固体電解
コンデンサを示す拡大縦断正面図である。
【図５２】図５１のＬＩＩ−ＬＩＩ視断面図である。
【図５３】本発明の第３の実施形態に使用する素材基板
を示す斜視図である。
【図５４】図５３のＬＩＶ−ＬＩＶ視拡大断面図であ
る。
【図５５】図５３のＬＶ−ＬＶ視拡大断面図である。
【図５６】第３の実施形態においてチップ体を固め成形
した状態を示す拡大断面図である。
【図５７】図５６のＬＶＩＩ−ＬＶＩＩ視断面図であ
る。
【図５８】第３の実施形態においてチップ体に誘電体膜
と固体電解質層とを形成した状態を示す拡大断面図であ
る。
【図５９】図５８のＬＩＸ−ＬＩＸ視断面図である。
【図６０】第３の実施形態において陰極用端子電極膜及
び陽極用端子電極膜を形成した状態を示す拡大断面図で
ある。
【図６１】図６０のＬＸＩ−ＬＸＩ視断面図である。
【図６２】前記第３の実施形態によるアレイ型固体電解
コンデンサを示す拡大縦断正面図である。
【図６３】図６２のＬＸＩＩＩ−ＬＸＩＩＩ視断面図で
ある。
【図６４】本発明の第４の実施形態に使用する素材基板
を示す斜視図である。
【図６５】図６４のＬＸＶ−ＬＸＶ視拡大断面図であ
る。
【図６６】図６４のＬＸＶＩ−ＬＸＶＩ視拡大断面図で
ある。
【図６７】第４の実施形態においてチップ体を固め成形
した状態を示す拡大断面図である。
【図６８】図６７のＬＸＶＩＩＩ−ＬＸＶＩＩＩ視断面
図である。
【図６９】第４の実施形態においてチップ体に誘電体膜
と固体電解質層とを形成した状態を示す拡大断面図であ
る。
【図７０】図６９のＬＸＸ−ＬＸＸ視断面図である。
【図７１】第４の実施形態において陰極用端子電極膜及
び陽極用端子電極膜を形成した状態を示す拡大断面図で
ある。
【図７２】図７１のＬＸＸＩＩ−ＬＸＸＩＩ視断面図で
ある。
【図７３】前記第４の実施形態によるアレイ型固体電解
コンデンサを示す拡大縦断正面図である。
【図７４】図７３のＬＸＸＩＶ−ＬＸＸＩＶ視断面図で
ある。
【図７５】前記第４の実施形態によるアレイ型固体電解
コンデンサの等価回路図である。
【図７６】前記第４の実施形態の変形例によるアレイ型
固体電解コンデンサを示す拡大縦断正面図である。
【図７７】図７６のＬＸＸＶＩＩ−ＬＸＸＶＩＩ視断面
図である。
【図７８】前記図７６のアレイ型固体電解コンデンサの
等価回路図である。
【図７９】前記第４の実施形態の別の変形例によるアレ
イ型固体電解コンデンサを示す拡大縦断正面図である。
【図８０】図７９のＬＸＸＸ−ＬＸＸＸ視断面図であ
る。
【図８１】前記図７９のアレイ型固体電解コンデンサの
等価回路図である。
【図８２】前記第４の実施形態の更に別の変形例による
アレイ型固体電解コンデンサを示す拡大縦断正面図であ
る。
【図８３】図８２のＬＸＸＸＩＩＩ−ＬＸＸＸＩＩＩ視
断面図である。
【図８４】前記図８２のアレイ型固体電解コンデンサの
等価回路図である。
【図８５】従来におけるコンデンサ素子を示す斜視図で
ある。
【図８６】従来におけるコンデンサ素子の縦断正面図で
ある。
【符号の説明】
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 素材基板 １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ チップ基板
片 １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 切断線 １４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 切断線 １５，１５ａ 絶縁層 １６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 接合孔 １９ 型枠層 ２０ 成形孔 ２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ チップ体 ２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 誘電体膜 ２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 固体電解質
層 ２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ コンデンサ
素子 ２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ 被覆樹脂 ２７，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ 陰極用端子
電極膜 ２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ 陽極用端子
電極膜 ３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ アレイ型固
体電解コンデンサ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】チップ基板片と、このチップ基板片の上面
    に並べて装着された金属粉末による焼結チップ体の複数
    個と、前記各チップ体の各々にその金属粉末と誘電体膜
    を介して電気的に絶縁された状態で形成した固体電解質
    層と、前記各チップ体における固体電解質層の一部を露
    出するようにして前記各チップ体を包み込む被覆樹脂
    と、前記各チップ体における固体電解質層のうち前記被
    覆樹脂からの露出部分に電気的に導通するように形成し
    た陰極側端子電極膜と、前記各チップ体の金属粉末に電
    気的に導通するように前記チップ基板片に形成した陽極
    側端子電極膜とを備えていることを特徴とするアレイ型
    固体電解コンデンサの構造。
  2. 【請求項２】前記請求項１において、前記陽極側端子電
    極膜はチップ基板片の下面に形成されており、前記陰極
    側端子電極膜はチップ体の上面に形成されており、前記
    被覆樹脂が前記各チップ体の全側面を覆うように形成さ
    れていることを特徴とするアレイ型固体電解コンデンサ
    の構造。
  3. 【請求項３】前記請求項１において、前記チップ基板片
    は各チップ体の箇所に充填用孔を備えており、前記各チ
    ップ体の金属粉末は前記充填用孔内にまで充填されてい
    ることを特徴とするアレイ型固体電解コンデンサの構
    造。
  4. 【請求項４】前記請求項３において、前記チップ基板片
    の充填用孔が貫通孔の形態であり、この貫通孔内ある金
    属粉末の部分に前記チップ基板片における陽極側端子電
    極膜が接合されていることを特徴とするアレイ型固体電
    解コンデンサの構造。
  5. 【請求項５】前記請求項１において、前記チップ基板片
    は少なくとも厚さ方向に導電性を有する材料であり、こ
    のチップ基板片の上面に、当該チップ基板片と固体電解
    質層と電気的に絶縁するための絶縁層が、前記各チップ
    体の周囲を囲うように形成されていることを特徴とする
    アレイ型固体電解コンデンサの構造。
  6. 【請求項６】複数個のチップ基板片に対応する大きさの
    素材基板を用意する工程と、この素材基板の各チップ基
    板片の各々に金属粉末による多孔質のチップ体を複数個
    ずつ固め成形する工程と、この各チップ体を加熱して焼
    結する工程と、前記各チップ体における金属粉末に誘電
    体膜を形成する工程と、前記各チップ体における誘電体
    膜の表面に固体電解質層を形成する工程と、前記各チッ
    プ体の少なくとも側面に被覆樹脂を塗布する工程と、前
    記各チップ体における固体電解質層に陰極側端子電極膜
    を形成するとともに、前記素材基板の下面のうち少なく
    とも各チップ基板片の箇所に陽極側端子電極膜を形成す
    る工程と、前記素材基板を、複数個のチップ体を含む各
    チップ基板片ごとに切断する工程とを含むことを特徴と
    するアレイ型固体電解コンデンサの製造方法。
  7. 【請求項７】前記請求項６において、前記素材基板に
    は、各チップ基板片における各チップ体の箇所にごとに
    充填用貫通孔を備えており、前記各チップ片を形成する
    工程では、金属粉末を前記貫通孔内に充填することを特
    徴とするアレイ型固体電解コンデンサの製造方法。
  8. 【請求項８】前記請求項６において、前記素材基板は少
    なくとも厚さ方向に導電性を有する材料からなってお
    り、前記各チップ体に固め形成する工程の前に、前記素
    材基板の上面における前記各チップ体が固め形成される
    べき部分の周囲を囲うように絶縁層を形成する工程を更
    に含んでいることを特徴とするアレイ型固体電解コンデ
    ンサの製造方法。
JP23074996A 1996-08-30 1996-08-30 アレイ型固体電解コンデンサの構造及びその製造方法 Expired - Fee Related JP3696341B2 (ja)

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