TWI425537B - A stack capacitor, a manufacturing method of a stacked capacitor, a circuit board, and an electronic device - Google Patents

A stack capacitor, a manufacturing method of a stacked capacitor, a circuit board, and an electronic device Download PDF

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TWI425537B
TWI425537B TW099135228A TW99135228A TWI425537B TW I425537 B TWI425537 B TW I425537B TW 099135228 A TW099135228 A TW 099135228A TW 99135228 A TW99135228 A TW 99135228A TW I425537 B TWI425537 B TW I425537B
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Description

堆疊電容器、堆疊電容器的製造方法、電路板以及電子設備
本發明涉及的是堆疊電容器、堆疊電容器的製造方法、電路板以及電子設備。
作為將薄膜狀的金屬層和樹脂層交替地堆疊的堆疊電容器,已知的有例如經過將形成有蒸鍍金屬膜的一對金屬化塑膠薄膜堆疊捲繞於大口徑卷芯上的工序等而製造的類型的堆疊電容器(參照專利文獻1),或者,經過將金屬層和樹脂層交替地蒸鍍並堆疊於朝向一方向旋轉的滾筒上的工序等而製造的類型的堆疊電容器(參照專利文獻2、3)等。另外,在專利文獻1~3中,也提出了使堆疊有金屬層和樹脂層的堆疊體緊密粘結而進行整體化、或經過疊置的工序而製造堆疊電容器。
專利文獻1:日本公開公報、特開平03-255605號(申請專利範圍第1、2項等)
專利文獻2:日本公開公報、特開2006-245175號(申請專利範圍第1、12、13項等)
專利文獻3:日本公開公報、特開2008-21681號(申請專利範圍第1、8項等)
<發明動機>
將兩個以上的這樣的堆疊體堆疊並粘合而構成的堆疊電容器(以下,存在稱為“粘合型堆疊電容器”的情況), 能夠得到與使用了總厚度同於該粘合型堆疊電容器的一層堆疊體的堆疊電容器(以下,存在省略為“單一型堆疊電容器”的情況)大致相等的容量。
另一方面,對於大容量的單一型堆疊電容器,在通過專利文獻1所公開的方法製造堆疊體時,需要與容量的增加、即厚度的增加成比例地增加金屬化塑膠薄膜的匝數。但是,匝數的增加容易導致金屬化塑膠薄膜之間的異物缺陷的增大。另外,對於大容量的單一型堆疊電容器,在利用專利文獻2、3所公開的蒸鍍法製造堆疊體時,由於在製造堆疊體時需要更長時間的成膜,因此,耐電壓或容量容易產生偏差,且成膜時的異物缺陷增大。因此,在欲製造大容量的單一型堆疊電容器時,容易導致成品率的降低。從這些方面來看,在確保成品率的方面上,若是相同的容量的話,越是大容量,粘合型堆疊電容器越比單一型堆疊電容器有利。
另外,構成粘合型堆疊電容器的堆疊體,如上述那樣形成於卷芯或滾筒等的圓柱體上。因此,剛形成於圓柱體上的堆疊體是彎曲的。為了減少這樣的彎曲,在專利文獻1~3所示的技術中,也提出了在對堆疊體實施了利用熱壓成型進行的平坦化處理之後進行粘合。但是,即使實施了這樣的平坦化處理,完全地消除堆疊體的彎曲也是困難的,因此,在使用實施了平坦化處理的堆疊體的粘合型堆疊電容器中也難以避免產生彎曲。除此之外,在為了完全地消除堆疊體的彎曲而實施了長時間的平坦化處理的情況下, 會導致生產率的降低。
本發明是鑒於上述情況而形成的,其課題在於提供一種能夠以高成品率製造且彎曲被抑制的堆疊電容器、堆疊電容器的製造方法、以及使用了該堆疊電容器的電路板及電子設備。
<發明目的>
上述課題通過以下的本發明而達成。即,本發明的堆疊電容器的特徵在於,通過將兩個以上的堆疊體進行粘合而構成,且至少任意兩個相互鄰接的堆疊體彼此間通過彼此的第一面或彼此的第二面而被粘合,其中,堆疊體具有通過在支撐體上至少交替地重複使樹脂原料附著的工序和使金屬原料附著的工序而在厚度方向上被交替地堆疊多次的樹脂層和金屬層,在厚度方向上夾著至少任意一層樹脂層而鄰接的兩層金屬層中的一層作為正極發揮作用,另一層作為負極發揮作用,且表裏面被含有樹脂材料的表面層覆蓋,表裏面中的一面由作為不具有凹部的平坦的面的第一面構成,另一面由具有凹部的第二面構成,並且,堆疊體具有彎曲。
本發明的堆疊電容器的一實施形態,以厚度在2mm~10mm範圍內為佳。
本發明的堆疊電容器的其他的實施形態,以兩個表面層的厚度的總和在樹脂層的厚度的2倍~100倍的範圍內為佳,其中,兩個表面層位於兩個相互鄰接的堆疊體彼此間通過彼此的第一面或彼此的第二面而被粘合的粘合界面的 兩側。
本發明的堆疊電容器的其他的實施形態,以通過將兩個以上進行粘合而被堆疊的狀態的堆疊體的兩端面被作為外部電極發揮作用的金屬材料覆蓋,且在兩端面附近的堆疊體彼此間的粘合界面內也存在金屬材料為佳。
本發明的堆疊電容器製造方法的特徵在於,通過至少經過第一表面層成膜工序、電容器層形成工序、第二表面層成膜工序,而形成依次堆疊有第一表面層、電容器層以及第二表面層的堆疊體,接著,在將堆疊體從圓柱狀部件的外周面剝離之後,進而切斷成兩個以上,並至少經過將切斷的堆疊體彼此間以彼此的第一表面層或彼此的第二表面層進行粘合的粘合工序,從而製造堆疊電容器;其中,第一表面層成膜工序,是通過氣相成膜法而在朝向一方向旋轉的圓柱狀部件的外周面上成膜由樹脂材料構成的第一表面層的工序;電容器層形成工序,是在結束第一表面層成膜工序後,通過在將以下的<1>~<4>的步驟依次重複實施多次的同時,作為將從第一成膜步驟至第四成膜步驟的重複實施結束的最後一次的成膜步驟而實施第一成膜步驟或第三成膜步驟,從而在第一表面層上形成具有將金屬層和樹脂層交替地堆疊多次的構成、並作為堆疊電容器發揮作用的電容器層的工序;第二表面層成膜工序,是通過氣相成膜法而在形成電容器層時最後形成的金屬層上成膜由樹脂材料構成的第二表面層的工序;上述的<1>~<4>的步驟分別為:<1>利用氣相成膜法,成膜被進行了圖案形成、且作 為正極或負極的任意一方的極性的電極而實質性發揮作用的金屬層的第一成膜步驟;<2>利用氣相成膜法,在通過第一成膜步驟形成的金屬層上成膜樹脂層的第二成膜步驟;<3>利用氣相成膜法,成膜被進行了圖案形成、且作為與一方的極性呈逆極性的電極而實質性發揮作用的金屬層的第三成膜步驟;<4>利用氣相成膜法,在通過第三成膜步驟而形成的金屬層上成膜樹脂層的第四成膜步驟。
本發明的電路板的特徵在於,設有本發明的堆疊電容器。
本發明的電子設備的特徵在於,設有本發明的堆疊電容器。
採用本發明的話,能夠提供能夠以高成品率製造且彎曲被抑制的堆疊電容器、堆疊電容器的製造方法、以及使用了該堆疊電容器的電路板及電子設備。
本實施形態的堆疊電容器的特徵在於,通過將兩個以上的堆疊體進行粘合而構成,且至少任意兩個相互鄰接的堆疊體彼此間通過彼此的第一面或彼此的第二面而被粘合,其中,堆疊體具有通過在支撐體上至少交替地重複使樹脂原料附著的工序和使金屬原料附著的工序而在厚度方向上被交替地堆疊多次的樹脂層和金屬層,在厚度方向上夾著至少任意一層上述樹脂層而鄰接的兩層金屬層中的一層作為正極發揮作用,另一層作為負極發揮作用,且表裏面被含有樹脂材料的表面層覆蓋,表裏面中的一面由作為 不具有凹部的平坦的面的第一面構成,另一面由具有凹部的第二面構成,並且,堆疊體具有彎曲。
本實施形態的堆疊電容器,是如上述那樣將兩個以上的堆疊體結合而構成的粘合型堆疊電容器。因此,與使用了總厚度同於本實施形態的堆疊電容器的一層堆疊體的單一型堆疊電容器相比,能夠以更高的成品率進行製造。
另外,構成本實施形態的堆疊電容器的堆疊體,具有通過在支撐體上至少交替地重複使樹脂原料附著的工序和使金屬原料附著的工序而在厚度方向上被交替地堆疊多次的樹脂層和金屬層,且在厚度方向上夾著至少任意一層樹脂層而鄰接的兩層金屬層中的一層作為正極發揮作用,另一層作為負極發揮作用,且表裏面被含有樹脂材料的表面層覆蓋,表裏面中的一面由作為不具有凹部的平坦的面的第一面構成,另一面由具有凹部的第二面構成,並且,具有彎曲。
該堆疊體具有彎曲,在形成堆疊體時,與支撐體相接觸的面構成沒有凹部的平坦的面(第一面)。除此之外,為了使在厚度方向上夾著至少任意一層樹脂層而鄰接的兩層金屬層中的一層作為正極發揮作用、另一層作為負極發揮作用,金屬層並非在其平面方向上以全膜(連續膜)的形式形成整個面,而是如存在局部缺失的部分那樣而具有規定的圖形。因此,通過使金屬層於其平面方向上缺失的部分在堆疊體的厚度方向上互相重疊,而在堆疊體的與第一面相反側的面(第二面)上形成凹部。
本實施形態的堆疊電容器,通過將兩個以上這樣的堆疊體粘合而構成,該情況下,任意兩個相互鄰接的堆疊體通過彼此的第一面或彼此的第二面而被粘合。也就是說,產生彎曲的結果是,若第一面呈凸面的話則將凸面彼此間粘合,若第一面呈凹面的話則將凹面彼此間粘合。若將相同的面彼此間粘合的話,則力在使由於彎曲而產生的兩者之間的空間消失的方向上發揮作用,從而作為堆疊電容器整體,彎曲被抑制。因此,在將堆疊電容器安裝於電路板的表面等那樣的平坦的基板上時,能夠得到出色的安裝性。
另外,作為通過彼此的相同的面而被粘合的一對堆疊體,只要使用在以第一面(或第二面)為基準時堆疊體的彎曲的方向相同、且具有略相同程度的彎曲的堆疊體,則一對堆疊體的各自的構造或製造工序也可以不同。但是,由於通常在以堆疊體的第一面(或第二面)為基準時彎曲的方向或彎曲的程度根據堆疊體的構造或製造工序而決定,因此,作為一對堆疊體,以使用相同的構造和通過相同的製造工序而製造的堆疊體為特佳。
另外,從彎曲的抑制這一觀點來看,構成本實施形態的堆疊電容器的堆疊體的數量,以偶數為特佳。該情況下,以第n號的堆疊體與第n+1號的堆疊體的彎曲被消除那樣而進行粘合。另外,此處在對從堆疊電容器的一面側朝向另一面側依次被粘合的堆疊體標注了號碼時,n是指1以上且第奇數號的號碼。另外,在進行粘合時,相比具有凹部的第二面彼此間,以將作為不具有凹部的平坦的面的第一 面彼此間粘合為佳。因為在將第二面彼此間粘合的情況下,由於在兩個堆疊體的粘合界面上產生由凹部引起的間隙,因此,與將第一面彼此間粘合的情況相比,在粘結力方面稍微遜色。另外,考慮到這點的話,則構成本實施形態的堆疊電容器的堆疊體的數量以兩個為特佳。因為通過這樣能夠得到僅由將第一面彼此間粘合後的堆疊體構成的堆疊電容器。
另外,本實施形態的堆疊電容器的厚度以2mm以上為佳,以3mm以上為更佳。厚度為2mm以上的堆疊電容器,利用單一型堆疊電容器也是能夠實現的。但是,為了製造構成單一型堆疊電容器的堆疊體,需要交替地堆疊多層樹脂層和金屬層,特別是厚度為3mm以上的話,存在由異物缺陷等引起的成品率的降低、或進而耐電壓、容量等的品質偏差的發生變得明顯的傾向。但是,在本實施形態的堆疊電容器中,由於使用兩個以上的堆疊體,因此,即使將厚度形成為2mm以上也能夠抑製成品率的降低或品質偏差的發生。另外,厚度的上限並沒有特別地限定,但是從實用性的觀點來看,以10mm以下為佳,以5mm以下為更佳。
另外,在本實施形態的堆疊電容器中,以兩個表面層的厚度的總和在樹脂層的厚度的2倍~100倍的範圍內為佳,其中,兩個表面層位於兩個相互鄰接的堆疊體彼此間通過彼此的第一面或彼此的第二面而被粘合的粘合界面的兩側。
採用這樣構成的本實施形態的堆疊電容器,能夠使容 量進一步增大。其理由如下。首先,構成堆疊電容器的堆疊體的表裏面被含有樹脂材料的表面層覆蓋。而且,為了在進行堆疊電容器的安裝作業時等,保護被配置於最接近堆疊體的表面側(或背面側)的位置上的金屬層、或相比該金屬層設置於更內側的樹脂層或金屬層,免遭來自外部的摩擦或機械性碰撞等,而該表面層通常被要求具有作為保護層的功能。為了確保該作為保護層的功能,表面層的厚度一般需要樹脂層的50倍~5000倍左右的厚度。但是,在本實施形態的堆疊電容器中,對成為堆疊體彼此間被粘合的面側的表面層,不要求上述那樣的作為保護層的功能。因為在本實施形態的堆疊電容器中,成為堆疊體彼此間被粘合的面側的表面層,在堆疊電容器的安裝作業時等沒有被暴露於摩擦等的機械性應力或熱量等的物理性應力等中。
因此,在使用兩面被作為保護層發揮作用的表面層覆蓋的堆疊體而製造的本實施形態的堆疊電容器中,粘合界面部分的樹脂材料的厚度為具有作為保護層的功能的表面層的2倍的厚度,也就是說,若以樹脂層的厚度為基準的話,則為樹脂層的100倍~10000倍左右的厚度。而且,由於在堆疊電容器的厚度方向上該區域不作為電容器發揮作用,因此容量相應地變小。但是,若將位於粘合界面兩側的兩個表面層的厚度的總和縮小至樹脂層的厚度的2倍~100倍的範圍內,則能夠進一步縮小在堆疊電容器的厚度方向上不作為電容器發揮作用的區域。因此,若堆疊電容器的厚 度相同的話,則將位於粘合界面兩側的兩個表面層的厚度的總和形成為樹脂層厚度的2倍~100倍範圍內的形態的堆疊電容器,能夠使容量進一步增大。
另外,位於粘合界面兩側的兩個表面層的厚度的總和,以如上述那樣在樹脂層的厚度的2倍~100倍的範圍內為佳,但是,以2倍~50倍的範圍內為更佳,進而以2倍~20倍的範圍內為更佳。通過將位於粘合界面兩側的兩個表面層的厚度總和形成為2倍以上,在製造堆疊電容器時,即使堆疊體的兩面中的、被更薄的表面層覆蓋的面暴露在某種物理性、機械性、化學性應力中,也能夠抑制內部的金屬層或樹脂層發生破損等的情況。除此之外,通過將位於粘合界面兩側的兩個表面層的厚度的總和形成為100倍以下,與使用了兩面被作為保護層發揮作用的表面層覆蓋的堆疊體的、相同厚度的堆疊電容器相比,能夠使容量進一步增大。
另外,本實施形態的堆疊電容器,其通過將兩個以上進行粘合而被堆疊的狀態的堆疊體的兩端面,通常被作為外部電極發揮作用的金屬材料覆蓋。該情況下,以在通過將兩個以上進行粘合而被堆疊的狀態的堆疊體的兩端面附近的堆疊體彼此間的粘合界面內也存在金屬材料為佳。該情況下,存在於粘合界面內的金屬材料發揮固著效果(Anchor Effect),從而能夠使堆疊體端面與外部電極的粘結強度變得更大。特別是,在被粘合的兩個堆疊體是將彎曲成凸面的面彼此間粘合而構成的堆疊電容器中,在粘合 後的兩個堆疊體的兩端面附近的堆疊體彼此間的粘合界面上,必然容易產生間隙。該情況下,例如通過調整粘合兩個堆疊體時的粘合條件,而在粘合界面上有打算地形成所希望的大小的間隙,並通過在該間隙中也配置構成外部電極的金屬材料,從而能夠容易地得到上述的效果。
接著,使用附圖對本實施形態的堆疊電容器的具體例進行說明。第一圖是表示本實施形態的堆疊電容器的一例的模式剖面圖,上段表示兩個堆疊體被粘合前的狀態(製造階段的狀態),中段表示兩個堆疊體被粘合後的狀態(成品),下段表示成品的立體圖。另外,第一圖上段所示的圖的側面側與第一圖中段和下段所示的圖的正面側呈對應關係。另外,在第一圖中,對於構成堆疊電容器的各個堆疊體中的樹脂層或金屬層等的詳細情況省略了記載。在此,第一圖的中段所示的堆疊電容器(10),是將第一圖上段所示的具有略相同程度的彎曲的兩個堆疊體(20A)、(20B)以彼此的第一面(30)進行粘合後的堆疊電容器。關於該堆疊體(20A)、(20B)的詳細構造,之後進行敍述。堆疊體(20)在粘合前如第一圖上段所示那樣彎曲成在第一面(30)側形成凸面,但是如第一圖的中段和下段所示,在通過以彼此的第一面(30)進行粘合而僅將兩個堆疊體(20A)、(20B)堆疊時,在第一面(30)、(30)之間產生的空間(間隙)消失,作為堆疊電容器(10)整體呈無彎曲的狀態。在此,兩個堆疊體(20)的第二面(32)、(32),在堆疊電容器(10)中構成其表裏面。設置於第二面(32) 上的凹部(34),也位於堆疊電容器(10)的表裏面。相對於此,堆疊體(20)彼此間的粘合界面(40),由於是將整個面為平坦的面的第一面(30)彼此間進行粘合而構成的,因此在整個面上無縫地緊密粘結。另外,在堆疊電容器(10)的兩端面(在第一圖中為左右的端面)上,設有由金屬材料等的導電性材料構成的外部電極(50)。該外部電極(50)被設置為能夠與圖中未圖示的金屬層導通。另外,外部電極(50)也可以設置為從堆疊電容器(10)的端面稍微靠近第一面(30)側。
第二圖是表示本實施形態的堆疊電容器的其他例的模式剖面圖,在圖中,對於與第一圖所示的部分相同的部分賦予相同的符號。第二圖所示的堆疊電容器(12),具有將第一圖的上段所示的兩個堆疊體(20A)、(20B)以彼此的第二面(32)進行粘合後的構造。因此,在堆疊體(20)彼此間的粘合界面(42)上,形成有由第二面(32)的凹部(34)引起的中空部(44)。
第三圖是將第二圖所示的堆疊電容器(12)的粘合界面(42)的端部附近放大的放大圖。在此,在圖中對於與第二圖所示的部分相同的部分賦予相同的符號。第二圖所示的堆疊電容器(12)中,被粘合的兩個堆疊體(20A)、(20B)是將彎曲成凸面的第二面(32)彼此間進行粘合而構成的。因此,在粘合後的階段中,如第三圖所示那樣在粘合界面(42)的端部上,在兩個第二面(32)、(32)之間容易形成間隙(46)。但是,在形成有間隙(46)的情況 下,能夠在該間隙(46)中配置構成外部電極(50)的金屬材料。另外,也可以如第三圖所示那樣預先將堆疊體(20)的端面(36)粗面化。通過這樣,在被粗面化的端面(36)的固著效果的基礎上,通過配置在間隙(46)的金屬材料的固著效果,能夠將外部電極(50)更加牢固地緊密粘結於堆疊體(20)的端面(36)上。
接著,對構成堆疊電容器(10)、(12)的各個堆疊體的具體構造進行說明。第四圖是表示構成本實施形態的堆疊電容器的堆疊體的一例的模式剖面圖,具體是對堆疊體內部的層結構進行說明的示意圖。另外,圖中所示的堆疊體是粘合前的單體狀態的堆疊體,本來是具有彎曲的,但是,為了便於容易地進行堆疊體內部的層結構的說明,而作為沒有彎曲的堆疊體進行表示。
第四圖所示的堆疊體(20AA)表示第一圖所示的堆疊體(20A)或堆疊體(20B)的一例。堆疊體(20AA),具有從第一面(30)側朝向第二面(32)側依次堆疊有第一表面層(60)、第一虛擬層(Dummy Layer)(62)、電容器層(64)、第二虛擬層(66)、第二表面層(68)的層結構,且該層結構相對於厚度方向呈略對稱。另外,為了便於進行說明,在第四圖中,電容器層(64)作為具有堆疊體(20AA)的總厚度的1/3強左右的厚度的部分而表示,但是,通常是為了儘量使容量極大化而具有與堆疊體(20AA)的總厚度略相等的厚度的部分。另外,在圖中以黑色表示的部分由金屬材料構成,以白色表示的部分由樹脂材料構成。另外, 在使用該堆疊體(20AA)來製造堆疊電容器(10)、(12)時,以與堆疊體(20AA)的右端面(36R)和左端面(36L)相接那樣而設置外部電極(50)(在第四圖中未圖示)。
在此,第一虛擬層(62)、電容器層(64)以及第二虛擬層(66),具有在堆疊體(20AA)的厚度方向上交替地堆疊有多層金屬層(70)(圖中的黑色帶狀的線)和樹脂層(72)(圖中的被兩條黑色帶狀的線夾著的白色帶狀的線)的構造。
而且,構成第一虛擬層(62)和第二虛擬層(66)的各個金屬層(70D),相對於堆疊體(20AA)的長度方向(第四圖的左右方向)在中央部分被切斷,從而將從右端面(36R)側向左端面(36L)側的方向或其反向的導通切斷。以下,將該金屬層(70D)被部分地切斷的區域稱為導通切斷區域(74C)。因此,例如即使將堆疊體(20AA)的右端面(36R)側作為正極、左端面(36L)側作為負極,位於導通切斷區域(74C)的右側的樹脂層(72)也位於作為正極發揮作用的兩層金屬層(70D)之間,位於導通切斷區域(74C)的左側的樹脂層(72)也位於作為負極發揮作用的兩層金屬層(70D)之間。因此,第一虛擬層(62)和第二虛擬層(66)不作為電容器發揮作用。
另外,導通切斷區域(74C)通過在與金屬層(70)的成膜略同時或成膜前後所實施的圖案形成處理(Patterning Process)而形成。虛擬層(62)、(66)由於不作為電容器發揮作用,因此也可以省略,但是,能夠根據製造堆疊體 (20AA)時的製造中的情況等而設置。例如,堆疊體(20AA)的製造主要是交替且連續地堆疊金屬層(70)和樹脂層(72)的成膜工序佔據大部分,但是,在該成膜工序開始後不久或即將結束之前,存在從適於電容器層(64)的成膜的穩定狀態偏離的傾向。因此,在此期間可以取代電容器層(64)而形成虛擬層(62)、(66)。另外,該虛擬層(62)、(66)也可以具有保護電容器層(64)免遭從外部施加的機械力並進行加固的功能。
另一方面,電容器層(64)與兩個虛擬層(62)、(66)同樣地,也具有在堆疊體(20AA)的厚度方向上交替地堆疊有多層金屬層(70)和樹脂層(72)的構造。但是,在電容器層(64)中,金屬層(70)被斷開的位置與虛擬層(62)、(66)不同。也就是說,夾著樹脂層(72)而設置的兩層金屬層(70C1)、(70C2)中的一方的金屬層(70C1),通過相對於堆疊體(20AA)的長度方向被設置於靠近左端面(36L)側的導通切斷區域(74L)而被部分地切斷,另一方的金屬層(70C2),通過相對於堆疊體(20AA)的長度方向被設置於靠近右端面(36R)側的導通切斷區域(74R)而被部分地切斷。這樣的構成,對於構成電容器層(64)的其他的金屬層(70)也是相同的。也就是說,具體來說在對構成電容器層(64)的各個金屬層(70)從第一面(30)側朝向第二面(32)側賦予序列號時,電容器層(64)具有第2a號(或第2a-1號)的金屬層(70)被導通切斷區域(74R)斷開、第2a-1號(或第2a號)的金 屬層(70)被導通切斷區域(74L)斷開的層結構。在此,a為1以上的整數。
因此,例如在將堆疊體(20AA)的右端面(36R)側作為正極、左端面(36L)側作為負極時,在堆疊體(20AA)的長度方向上,位於導通切斷區域(74R)與導通切斷區域(74L)之間且構成電容器層(64)的樹脂層(72),位於兩層金屬層(70)之間,其中,兩層金屬層(70)是夾著該樹脂層(72)、即電介質層而配置,且一方作為正極發揮作用、另一方作為負極發揮作用的金屬層。因此,電容器層(64)作為電容器而發揮作用。
另外,導通切斷區域(74R)、(74L)在堆疊體(20AA)的長度方向上配置於相同的位置。另外,如上述那樣,由於電容器層(64)實質上是佔據堆疊體(20AA)的厚度方向的大部分的區域,因此,在堆疊體(20AA)的厚度方向上,多個導通切斷區域(74R)((74L))相互重疊地被配置。另外,這些導通切斷區域(74R)、(74L)與導通切斷區域(74C)同樣地,通過在與金屬層(70)的成膜略同時或成膜前後所實施的圖案形成處理,將本來應該形成的金屬層(70)的一部分除去而形成。因此,通過在支撐體上依次堆疊第一表面層(60)、第一虛擬層(62)、電容器層(64)、第二虛擬層(66)以及第二表面層(68)而製造堆疊體的情況下,在堆疊體(20AA)的厚度方向上,在與多個導通切斷區域(74R)((74L))相互重疊而被配置的部分對應的第二面(32)上,形成有凹部(34)。
另外,只要是通過各個導通切斷區域(74R)、(74L)在堆疊體(20AA)的厚度方向上相互重疊地進行配置而形成凹部(34),同時,電容器層(64)能夠發揮作為電容器的功能,則導通切斷區域(74R)、(74L)的配置模式、包括堆疊體(20AA)的長度方向上的導通切斷區域(74R)、(74L)的數量,都不限於第四圖所示的例子。例如,導通切斷區域(74R)((74L))可以設置為與右端面(36R)((左端面36L))相接,而不是如第四圖所示那樣設置於從右端面(36R)((左端面36L))稍微離開的位置。
另外,第一表面層(60)和第二表面層(68)的厚度略相等,且具有在作為堆疊電容器而被組裝後的狀態下能夠確保作為保護層的功能的足夠厚度。因此,第四圖所示的堆疊體(20AA),除了利用於第一圖或第二圖所例示的本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)的製造以外,也能夠將該堆疊體(20AA)以單體的形式進行利用,從而利用於現有的單一型堆疊電容器的製造中。另外,這些表面層(60)、(68)只要是含有樹脂材料即可,但是通常以僅由樹脂材料構成為佳。
第五圖是表示構成本實施形態堆疊電容器的堆疊體的其他例的模式剖面圖,具體來說是對第四圖所示的堆疊體(20AA)的變形例進行表示的圖。另外,圖中所示的堆疊體是粘合前的單體狀態的堆疊體,本來是具有彎曲的,但是,為了便於容易地進行堆疊體內部的層結構的說明,而作為沒有彎曲的堆疊體進行表示。另外,在圖中對於與第 四圖所示的堆疊體(20AA)相同的部分賦予相同的符號。
第五圖所示的堆疊體(20BB)基本上具有與第四圖所示的堆疊體(20AA)相同的層結構,但是,在僅第五圖所示的第一表面層(61)的厚度相比第四圖所示的堆疊體(20AA)的第一表面層(60)變得更薄,同時厚度方向上的層結構呈非對稱的方面不同。在此,第一表面層(61)的厚度形成為,在作為堆疊電容器而被組裝後的狀態下無法確保作為保護層的功能的厚度。因此,在使用該堆疊體(20BB)來製造第一圖或第二圖所例示的本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)時,需要以彼此的第一面(30)進行粘合。但是,在製造第一圖或第二圖所例示的本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)時,與使用第四圖所示的堆疊體(20AA)的情況相比,通過使用第五圖所示的堆疊體(20BB)能夠在確保相同的容量的同時進一步薄型化。
本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)中所使用的堆疊體(20)具有彎曲,該彎曲產生於<1>在具有曲面的支撐體的曲面上形成堆疊體(20)時,或者,<2>在具有平面的支撐體的平面上形成厚度方向上的層結構在構造上和/或材料上呈非對稱的堆疊體時。在此,作為上述<1>所示的例子,可以舉出在圓柱狀的支撐體的外周面上形成堆疊體(20)的情況、或在圓筒狀的支撐體的內周面上形成堆疊體(20)的情況等。另外,作為上述<2>所示的例子,可以舉出第五圖所例示的厚度方向上的層結構在構造上呈非對稱的堆疊體(20BB)。另外,即使是第四圖所例示的厚度方 向上的層結構在構造上呈對稱的堆疊體(20AA),也可以舉出例如使構成第一表面層(60)的材料與構成第二表面層(68)的材料為熱膨脹係數不同的異種材料時那樣的、厚度方向上的層結構在材料上呈非對稱的堆疊體等。
接著,對構成本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)的各層或外部電極(50)的構成材料、或者其形成方法,進一步詳細地進行說明。首先,作為構成金屬層(70)的材料,只要是具有導電性的金屬材料便能夠利用周知的金屬材料,可以舉出Al、Zn、Cu、Ag、Ni、或者這些金屬的合金等,在這些之中也以Al為特佳。另外,作為形成金屬層(70)的方法,可以利用如蒸鍍法或濺射法、CVD(Chemical Vapor Deposition、化學氣相澱積)法等那樣的、能夠實施使金屬原料附著的工序的周知的氣相成膜法。另外,在形成金屬層(70)時,為了設置導通切斷區域(74R)、(74L)等,而在與金屬層(70)的成膜略同時或成膜前後進行圖案形成處理。該圖案形成處理能夠利用周知的圖案形成方法而實施。例如,可以利用在實施了油遮蔽(oil masking)之後進行蒸鍍等的方法,或者,在將金屬層(70)形成為全膜狀後通過電子束等選擇性地對全膜狀的金屬層(70)的一部分進行蝕刻的方法等,其中,油遮蔽是指在賦予金屬材料的面的一部分上選擇性地塗敷氟系油等的油。作為金屬層(70)的厚度並沒有特別地限定,但是,從在抑制金屬層(70)的膜厚不均勻或成膜不佳等的同時,使堆疊電容器(10)、(12)的容量極大化的觀點來看,以在 10nm~40nm的範圍內為佳。
作為構成樹脂層(72)的材料,只要是作為電介體發揮作用的材料便能夠利用周知的樹脂材料,可以舉出丙烯系樹脂、乙烯系樹脂等,在這些之中也以丙烯系樹脂為特佳。另外,樹脂材料能夠適當地利用通過施加從放射線、紫外線等的光和熱中選擇的至少一種物理性刺激而固化的材料、或利用聚合引發劑或交聯促進劑等的添加劑而固化的材料、或同時使用物理性刺激和添加劑的兩方而固化的材料等。另外,作為形成樹脂層(72)的方法,可以利用蒸鍍法等的能夠實施使樹脂原料附著的工序的周知的氣相成膜法,在作為樹脂原料而使用聚合性單體時,在施加於支撐體上後至少施加物理性刺激而使其固化。作為樹脂層(72)的厚度並沒有特別地限定,但是,從在抑制樹脂層(72)的膜厚不均勻或成膜不佳等的同時,使堆疊電容器(10)、(12)的容量極大化的觀點來看,以在100nm~1000nm的範圍內為佳。
另外,堆疊體(20)中的金屬層(70)的層數與樹脂層(72)的層數之和(總計堆疊數)也取決於所製造的堆疊電容器(10)、(12)的規格,但是,以作為一般現有的單一型堆疊電容器的一半以下的總計堆疊數的10000層以下為佳,以8000層以下為更佳。通過將總計堆疊數形成為10000層以下,與具有相同程度的容量的現有的單一型堆疊電容器相比,能夠抑制異物缺陷等的發生而進一步提高成品率,同時,在容量特性等的品質方面也變得容易進一步 抑制偏差。另外,總計堆疊數的下限並沒有特別地限定,但是在實用性上以500層以上為佳。
作為構成表面層(60)、(61)、(68)的材料,只要是含有周知的樹脂材料的材料便沒有特別地限定,作為其他的成分,例如也可以以機械強度的提高等為目的而含有無機填充物等。但是,作為構成表面層(60)、(61)、(68)的材料,以基本上僅使用樹脂材料為佳。另外,作為樹脂材料,既可以使用與樹脂層(72)相同的材料,也可以使用不同的材料。進而,作為表面層(60)、(61)、(68)的形成方法,既可以利用與樹脂層(72)相同的形成方法,也可以利用不同的形成方法。但是,從生產率方面來看,以表面層(60)、(61)、(68)以及樹脂層(72)的樹脂材料或形成方法相同為佳。作為表面層(60)、(68)的厚度,為了在製造了堆疊電容器(10)、(12)之後保護堆疊體(20)內部免遭安裝時等的摩擦或加熱,而以5μm~500μm左右的範圍為佳。另外,作為在製造堆疊電容器(10)、(12)時成為粘合界面(40)、(42)側的表面層(61)的厚度,考慮到對於表面層(61)不要求具有表面層(66)、(68)所被要求的程度的作為保護層的功能這一點的話,以在0.1μm~5μm左右的範圍內為佳。
另外,構成表面層(60)、(61)、(68)的樹脂材料的固化度,也可以與樹脂層(72)為相同程度,但是,在堆疊電容器(10)、(12)中,在表面層(60)、(61)、(68)位於粘合界面(40)、(42)側時,也能夠將表面層(60)、 (61)、(68)的形成時的固化度設定為稍低。因為在該情況下,由於表面層(60)、(61)、(68)的粘著性或流動性變得更高,因此,在進行堆疊體(20)彼此間的粘合時能夠進一步提高粘合界面(40)、(42)的粘結性。因此,從進一步提高粘合界面(40)、(42)的粘結性這一觀點來看,構成位於粘合界面(40)、(42)側的表面層(60)、(61)、(68)的樹脂材料的固化度,以小於90%為佳,以75%以下為更佳,進而以60%以下為更佳。另外,固化度的下限並沒有特別地限定,但是從防止表面層(60)、(61)、(68)的固化後的崩裂的觀點來看,以40%以上為佳。
另外,固化度能夠利用固化前後的樹脂材料的紅外線吸收光譜測量而求出。該情況下,作為決定固化度的吸收峰(Absorption Peak),選擇在固化前後所觀察的多個吸收峰中的、在固化前未觀察到峰本身(強度為零)或具有非常弱的強度,而在固化至聚合反應大致完全結束後具有很強的強度的吸收峰,或者,在固化至聚合反應大致完全結束後具有很強的強度,而在固化前未觀察到峰本身(強度為零)或具有非常弱的強度的吸收峰。另外,選擇由樹脂材料中的哪一部分構造引起的吸收峰,能夠根據樹脂材料的分子結構而適當地選擇,但是,基本上選擇隨著聚合反應的進行而增強或減弱的吸收峰中的、固化前後的強度變化最大的吸收峰。而且,能夠通過將固化前的強度設為固化度0%、充分固化後的強度設為固化度100%並進行對應(align),而求出固化度。
能夠通過將以上所說明的材料或成膜方法等適當地進行組合而在支撐體上依次堆疊各層,從而製造堆疊體(20)。另外,此處所說的形成於支撐體上的堆疊體(20),是指具有在堆疊體(20)的平面方向(第一圖的下段的立體圖的XY方向)的縱橫上連續的結構,並能夠通過切斷而得到多個單體狀態的堆疊體的狀態的堆疊體,而不是與一個堆疊電容器(10)、(12)相對應的尺寸的第四圖或第五圖所例示的單體狀態的堆疊體。在此,只要形成堆疊體(20)的面具有平滑的面(平坦的面),支撐體便能夠適當地利用圓柱狀的支撐體、圓筒狀的支撐體、平板狀的支撐體等。作為形成堆疊體的面,若是圓柱狀的支撐體的話則在外周面,若是圓筒狀的支撐體的話則在外周面或內周面,若是平板狀的支撐體的話則選擇其平面。另外,在使用平板狀的支撐體的情況下,厚度方向的層結構如在堆疊體(20)上產生彎曲那樣地呈非對稱。
在如以上所說明的那樣製造堆疊體(20)時,作為支撐體或各層的成膜方法等能夠進行各種組合並實施,但是,在考慮到批量生產率等的實用性的情況下,以通過以下所說明的工序進行製造為佳。即,通過至少經過第一表面層成膜工序、電容器層形成工序以及第二表面層成膜工序,能夠得到依次堆疊有第一表面層(60)、(61)、電容器層(64)以及第二表面層(68)的堆疊體(20),其中,第一表面層成膜工序,是通過氣相成膜法在朝向一方向旋轉的圓柱狀部件的外周面上成膜由樹脂材料構成的第一表面 層(60)、(61)的工序,電容器層形成工序,是在第一表面層(60)、(61)上形成具有將金屬層(70)和樹脂層(72)交替地堆疊多次的構成、並作為電容器發揮作用的電容器層(64)的工序,第二表面層成膜工序,是通過氣相成膜法而在形成電容器層(64)時最後形成的金屬層(70)上成膜由樹脂材料構成的第二表面層(68)的工序。另外,在電容器層形成工序的初期或即將結束之前,由於存在成膜條件成為非穩定條件、且膜厚或膜質產生偏差的傾向變強的情況,因此在此期間內也可以形成虛擬層(62)、(66)。該情況下,能夠得到第四圖或第五圖所示的堆疊體(20)。另外,從實用性或批量生產率的觀點來看,上述的第一表面層成膜工序、電容器層形成工序以及第二表面層成膜工序,以在一個真空容器內全部利用蒸鍍法實施為佳。
另外,在電容器層形成工序中,在第一表面層成膜工序結束後,將以下四個步驟依次重複實施多次。
<1>利用氣相成膜法,成膜被進行了圖案形成、且作為正極或負極的任意一方極性的電極而實質性發揮作用的金屬層(70)(例如第四圖中的金屬層(70C2))的第一成膜步驟;<2>利用氣相成膜法,在通過第一成膜步驟而形成的金屬層(70)上成膜樹脂層(72)的第二成膜步驟;<3>利用氣相成膜法,成膜被進行了圖案形成、且作為與一方極性呈逆極性的電極而實質性發揮作用的金屬層(70)(例如第四圖中的金屬層(70C1))的第三成膜步驟; <4>利用氣相成膜法,在通過第三成膜步驟而形成的金屬層(70)上成膜樹脂層(72)的第四成膜步驟。
然後,通過實施第一成膜步驟或第三成膜步驟,來作為使從第一成膜步驟至第四成膜步驟的重複實施結束的最後一次的成膜步驟,而結束電容器層形成工序。該情況下,在電容器層形成工序中,最後被成膜的是金屬層(70)。另外,圖案形成,是通過在實施了對第一表面層(60)、(61)或樹脂層(72)的表面的一部分塗敷氟系油的油遮蔽之後利用蒸鍍法形成金屬層(70)而被實施的。此時的油的塗敷位置,與形成導通切斷區域(74R)、(74L)的區域相對應地進行選擇。另外,在電容器層形成工序的初期或即將結束之前,也可以通過與形成導通切斷區域(74C)的區域相對應地塗敷油而形成虛擬層(62)、(66)。
另外,在形成表面層(60)、(61)、(68)或樹脂層(72)之後,在其上面形成下一個層或實施下一道工序之前,也可以根據所使用的樹脂材料的種類而實施使樹脂材料固化的固化處理。例如,在表面層(60)、(61)、(68)以及樹脂層(72)是通過電子射線固化的輻射固化型樹脂的情況下,可以在形成這些層之後照射電子射線,從而形成下一個層或實施下一道工序。
第六圖是表示堆疊體(20)的製造中所使用的成膜裝置的一例的概略模式圖,具體地說,是對能夠連續地實施上述的第一表面層成膜工序、電容器層形成工序以及第二表面層成膜工序的裝置進行表示的圖。第六圖所示的成膜 裝置(100),設有真空容器(110)和配置在該真空容器(110)內且能夠朝向圖中的順時針方向(箭頭R方向)旋轉的滾筒(圓柱狀部件)(112)。另外,在該滾筒(112)的周圍,沿著旋轉方向R而配置有向滾筒(112)的外周面蒸鍍通過電子射線固化的類型的樹脂原料(聚合性單體)的樹脂原料供給部(114),向滾筒(112)的外周面照射電子射線的電子射線照射部(116),在滾筒(112)的外周面的規定位置上選擇性地塗敷油的圖案形成部(118),以及向滾筒(112)的外周面蒸鍍金屬材料的金屬蒸鍍部(120)。
在製造堆疊體(20)時,通過與真空容器(110)相連接的未圖示的真空泵,使真空容器(110)內減壓至適合於聚合性單體和金屬材料的蒸鍍的壓力。此時的壓力,例如為2×10-2Pa~1×10-2Pa左右。接著,在使滾筒(112)旋轉的同時,使樹脂原料供給部(114)內的聚合性單體蒸發並蒸鍍於滾筒(112)上。接著,通過電子射線照射部(116)對滾筒(112)上的由聚合性單體構成的薄膜照射電子射線,從而使薄膜固化。交替地重複該聚合性單體的蒸鍍和電子射線的照射,從而形成規定厚度的第一表面層(60)、(61)(第一表面層成膜工序)。
接著,在聚合性單體的蒸鍍和電子射線的照射的基礎上,也實施利用圖案形成部(118)進行的油塗敷和利用金屬蒸鍍部(120)進行的金屬材料的蒸鍍。通過這樣,滾筒(112)每旋轉一圈,便在滾筒(112)的外周面上依次堆疊一層樹脂層(72)和被進行了圖案形成的一層金屬層 (70)。然後,通過重複進行將樹脂層(72)和金屬層(70)交替地堆疊的工序,而將電容器層(64)形成為規定的厚度(電容器層形成工序)。另外,在成膜裝置(100)的運轉狀態容易成為非穩定狀態的電容器層形成工序的初期和末期,通過改變油的圖案形成位置而形成虛擬層(62)、(66)。然後,最後再次僅交替地重複聚合性單體的蒸鍍和電子射線的照射,而形成規定厚度的第二表面層(68)(第二表面層成膜工序)。通過這樣,能夠得到具有第四圖或第五圖所例示那樣的層結構的堆疊體(20)。
對於使用第六圖所例示那樣的成膜裝置(100)等而形成於支撐體上的堆疊體(20),進行將堆疊體(20)從支撐體上剝離的剝離工序、進而將堆疊體(20)切斷成兩個以上的切斷工序、以及將堆疊體(20)的第一面(30)彼此間或第二面(32)彼此間(或者,第一表面層(60)、(61)彼此間或第二表面層(68)彼此間)粘合的粘合工序。另外,這些工序也可以適當地調換順序而實施。
另外,切斷工序,以分為切斷成卡片尺寸(Card Size)(例如縱橫為幾厘~十幾厘的尺寸)的第一切斷工序、和在將卡片尺寸的堆疊體(20)彼此間粘合後切斷成棒狀的條尺寸的第二切斷工序而實施為佳。粘合工序,可以使用從經過剝離工序後的大尺寸狀態的堆疊體(20)、經過第一切斷工序後的卡片尺寸狀態的堆疊體(20)、經過第二切斷工序後的條尺寸狀態的堆疊體(20)、以及經過第三切斷工序後的母元件(20)中選擇的任意一種狀態的堆疊體(20) 而進行。但是,考慮到粘合作業的容易性或生產效率等的話,粘合工序以使用卡片尺寸狀態的堆疊體(20)進行為佳。另外,所謂的大尺寸或卡片尺寸狀態的堆疊體(20),是指第四圖或第五圖中所示的單體狀態的堆疊體(20)相對於圖中的紙面而在垂直方向和左右方向上連續相連的狀態,所謂的母元件尺寸狀態的堆疊體(20),是指第四圖或第五圖中所示的單體狀態的堆疊體(20)相對於圖中的紙面而在垂直方向上連續相連的狀態。
在此,粘合工序通過如下那樣而實施,即,在將堆疊體(20)以彼此的第一面(30)或彼此的第二面(32)疊合後的部件配置於兩枚平板狀部件之間後,進行熱壓成型(Heat Press)。熱壓成型,能夠在作為加熱溫度為50℃~300℃左右的範圍內、作為熱壓壓力為0.1kgf/cm2~3kgf/cm2左右的範圍內、以及0.5小時~10小時左右的範圍內實施。在實施該熱壓成型時,也可以在通常的大氣中實施,但是為了抑制空氣殘留在粘合界面(40)、(42)中的情況,也可以在500Pa以下程度的減壓環境中實施。
另外,在製造現有的堆疊電容器時,不論是單一型還是粘合型,為了修正堆疊體(20)的彎曲,都需要實施通過對堆疊體(20)實施熱壓成型而使堆疊體(20)平坦化的平坦化工序。但是,在製造本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)時,通過利用熱壓成型來實施粘合工序,而消除堆疊體(20)所具有的彎曲。也就是說,在製造現有 的堆疊電容器時所實施的平坦化工序,在製造本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)時實質上被粘合工序替換。因此,在工序數量這方面上,在製造本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)時,相比現有技術也不存在工序數量增加而使生產率降低的情況。
另外,堆疊體(20)的彎曲量具有基本上與其厚度成某種程度的比例的傾向。因此,例如在將使用兩個堆疊體(20)製造的本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)與使用一個堆疊體(20)製造的單一型堆疊電容器進行比較時,後者的單一型堆疊電容器中所使用的堆疊體(20)的彎曲量變得更大。因此,堆疊體(20)的厚度越大,熱壓成型(平坦化工序)的實施變得越困難,另外,在實施熱壓成型(平坦化工序)時越容易發生堆疊體(20)破裂等的破損。但是,在製造本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)時,由於能夠利用彎曲量相對更小的堆疊體(20),因此即使以相同程度的條件實施熱壓成型(粘合工序),也難以發生堆疊體(20)的破損。除此之外,由於也能夠使用三個以上彎曲量更小的堆疊體(20)而不是兩個,因此,也能夠製造在現有的單一型堆疊電容器中無法實現的大容量的堆疊電容器。
經過粘合工序後,在堆疊體(20)的端面(36)上設置了外部電極(50)時,為了使外部電極(50)與金屬層(70)的導通的確保變得可靠,以實施電極取出工序為特佳。該電極取出工序,通過對端面(36)實施例如氧等離 子體處理等而選擇性地僅將端面(36)附近的樹脂層(72)除去而被實施。另外,由於通過進行這樣的處理,端面(36)被粗面化,因此,在端面(36)上形成有外部電極(50)時,能夠得到將外部電極(50)更加牢固地緊密粘結固定在端面(36)上的固著效果。
接著,實施在至少經過粘合工序後的堆疊體(20)的端面(36)上形成外部電極(50)的外部電極形成工序。另外,在該階段中,作為堆疊體(20),使用第二切斷工序也已結束的母元件尺寸狀態的堆疊體(20)。該外部電極形成工序通過如下那樣而實施,即,利用電鍍法、金屬噴鍍法(所謂的金屬噴鍍(Metalikon))、濺射法等周知的金屬膜成膜方法,以將端面(36)的整個面覆蓋那樣而使金屬材料成膜,或塗敷包含端面(36)上的導電膠等,也可以根據需要將兩種以上的方法組合而實施。例如,外部電極(50)能夠通過以下那樣進行製造,即,在端面(36)上噴鍍熔融金屬而形成金屬噴鍍層後,在該金屬噴鍍層上塗敷導電膠而形成導電膠層,進而在該導電膠層上進行電鍍處理而形成電鍍層。
外部電極(50),既可以是如以上所例舉那樣由兩層以上構成的多層結構,也可以是單層結構。作為構成外部電極(50)的材料,能夠利用周知的導電膠或周知的金屬材料。例如,若是導電膠的話,可以舉出作為填充物而含有Ag或石墨的導電膠等,若是金屬材料的話,可以舉出Cu、Ag、Sn、或黃銅等的各種合金等。
以上所說明的本實施形態的堆疊電容器(10)、(12),能夠作為至少具有一個以上的電容器的電路板用的電容器而利用。另外,本實施形態的堆疊電容器(10)、(12),也能夠作為至少具有一個以上的電容器的電子設備用的電容器而利用。該情況下,也能夠在電子設備中使用設有本實施形態的堆疊電容器(10)、(12)的電路板。作為這樣的電子設備,只要是利用電容器的周知的電子設備便沒有特別地限定,例如可以舉出影印機等的各種OA(辦公自動化)設備、可擕式電話機等的各種通信設備、液晶顯示器等的各種顯示設備、計算機、照明設備等。
(實施例)
以下,例舉實施例對本發明進一步詳細地進行說明,但是本發明並不僅限於以下的實施例。
(實施例1)
<堆疊體的製造>
使用第六圖所示的成膜裝置(100)並按照以下的程序製造具有第四圖所示的層結構的堆疊體(20AA)。首先,在將真空容器(110)內的壓力減壓至1.33×10-3Pa之後,使直徑為1m、寬度為65cm的滾筒(112)以100m/分鐘的速度旋轉。在該狀態下,從樹脂原料供給部(114)將樹脂原料(1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-hexanediol diacrylate)蒸鍍於滾筒(112)上而形成由聚合性單體構成的薄膜,接著,從電子射線照射部(116)以10kV、100mA照射電子 射線,而使薄膜固化。然後,通過交替重複樹脂原料的蒸鍍和電子射線照射,而形成膜厚2μm的第一表面層(60)。
接著,在樹脂原料的蒸鍍、電子射線照射的基礎上,通過圖案形成部(118)在滾筒(112)上的規定位置塗敷氟系油而進行油遮蔽,同時,也進行將被電阻加熱方式的金屬蒸鍍部(120)汽化的鋁蒸鍍到滾筒(112)上的鋁蒸鍍。接著,通過重複樹脂原料的蒸鍍、電子射線照射、油遮蔽以及鋁蒸鍍,而將厚度為20nm的金屬層(70)和厚度為0.5μm的樹脂層(72)交替地堆疊。將此時的金屬層(70)的層數和樹脂層(72)的層數分別形成為2100層。另外,2100層中的最初的50層和最後的50層分別形成為虛擬層(62)、(66),剩餘的形成為電容器層(64)。
之後,在與形成第一表面層(60)時相同的條件下,再次通過交替地重複樹脂原料的蒸鍍和電子射線照射而形成膜厚為50μm的第二表面層(68)。另外,第一表面層(60)、第二表面層(68)、樹脂層(72)的固化度為58%。
接著,將形成於滾筒(112)上的圓筒狀的堆疊體(20AA),在寬度方向上進行切斷而得到帶狀的大尺寸的堆疊體(20AA)。接著,將該大尺寸的堆疊體(20AA)在長度方向上五等分而得到卡片尺寸的堆疊體(20AA)。該卡片尺寸的堆疊體(20AA),以第二面(32)側呈凸面那樣地彎曲。此時的彎曲量為2mm。另外,該彎曲量,是指從將卡片尺寸的堆疊體(20AA)配置於平坦的地板上時的、卡片尺寸的堆疊體(20AA)的離地板的最大高度中,減去卡片 尺寸的堆疊體(20AA)的厚度後所得的值。
<粘合>
接著,在不銹鋼板上依次配置有含玻璃纖維的矽橡膠薄板和玻璃纖維制薄板的部件上面,配置將卡片尺寸的堆疊體(20AA)以彼此的第一面(30)疊合後的部件,進而在其上面配置不銹鋼板。將這樣疊合的部件配置於真空熱壓成型裝置內,並在50Pa的被氬氣置換的氣氛下,以溫度150℃、壓力1kgf/cm2進行60分鐘的熱壓成型,從而將兩枚卡片尺寸的堆疊體(20AA)粘合。這樣得到的將卡片尺寸的堆疊體(20AA)粘合後的粘合體的彎曲量為0.10mm,並發現實質上彎曲已消失。
<外部電極的形成>
接著,將卡片尺寸的粘合體切斷成棒狀的母元件尺寸,然後,將構成母元件的堆疊體(20AA)的端面(36)進行氧等離子體處理。進而,通過在該端面(36)上依次進行黃銅的金屬噴鍍處理、導電膠的塗敷處理、電鍍錫處理,而形成外部電極(50)。然後,通過最後切斷成芯片尺寸(Chip Size),而得到具有第一圖中段和下段所示的構造的厚度為2.5mm的堆疊電容器(10)。
(實施例2)
除了在實施例1中製造堆疊體(20AA)時增加了構成電容器層(64)的金屬層(70)、樹脂層(72)的堆疊數以外,其他與實施例1同樣地進行,而得到具有第一圖中段和下段所示構造的厚度為3.5mm的堆疊電容器(10)。另 外,將卡片尺寸的堆疊體(20AA)粘合後的粘合體的彎曲量為0.10mm,發現實質上彎曲已消失。
(實施例3)
除了在實施例1中製造堆疊體(20AA)時增加了構成電容器層(64)的金屬層(70)、樹脂層(72)的堆疊數以外,其他與實施例1同樣地進行,而得到具有第一圖中段和下段所示構造的厚度為4.5mm的堆疊電容器(10)。另外,將卡片尺寸的堆疊體(20AA)粘合後的粘合體的彎曲量為0.20mm,發現實質上彎曲已消失。
(比較例1)
除了在實施例1中製造堆疊體(20AA)時增加了構成電容器層(64)的金屬層(70)、樹脂層(72)的堆疊數,且取代實施粘合工序而實施了平坦化工序以外,其他與實施例1同樣地進行製造,而得到厚度為2.5mm的單一型堆疊電容器。另外,結束平坦化工序後的堆疊體(20AA)的彎曲量為0.15mm,發現實質上彎曲已消失。
(比較例2)
除了在比較例1中製造堆疊體(20AA)時增加了構成電容器層(64)的金屬層(70)、樹脂層(72)的堆疊數以外,其他與比較例1同樣地進行製造,而得到厚度為3.5mm的單一型堆疊電容器。另外,結束平坦化工序後的堆疊體20AA的彎曲量為0.20mm,發現實質上彎曲已消失。
(比較例3)
除了在比較例1中製造堆疊體(20AA)時增加了構成 電容器層(64)的金屬層(70)、樹脂層(72)的堆疊數以外,其他與比較例1同樣地進行製造,而得到厚度為4.5mm的單一型堆疊電容器。另外,結束平坦化工序後的堆疊體(20AA)的彎曲量為0.20mm,發現實質上彎曲已消失。
<評價>
對於各實施例及各比較例的樣品,作為每1000個樣品中的各個樣品的電特性而測量1kHz中的容量(μF),並將超出1000個的總和的平均值±5%的樣品作為次品,從而求出成品率。將結果表示於表1中。另外,表1中的“彎曲量”,是指卡片尺寸的堆疊體(20AA)的粘合處理後或平坦化處理後的彎曲量。另外,表1中的“裂縫”,是指卡片尺寸的堆疊體(20AA)的粘合處理後或平坦化處理後的裂縫的有無。另外,對於產生裂縫的卡片尺寸的堆疊體不進行向樣品的加工,並將作為樣品而進行了加工時的相等數量作為次品進行評價。
(10)、(12)‧‧‧堆疊電容器
(20)、(20A)、(20B)、(20AA)、(20BB)‧‧‧堆疊體
(30)‧‧‧第一面
(32)‧‧‧第二面
(34)‧‧‧凹部
(36)、(36R)、(36L)‧‧‧端面
(40)、(42)‧‧‧粘合界面
(44)‧‧‧中空部
(46)‧‧‧間隙
(50)‧‧‧外部電極
(60)、(61)‧‧‧第一表面層
(62)‧‧‧第一虛擬層
(64)‧‧‧電容器層
(66)‧‧‧第二虛擬層
(68)‧‧‧第二表面層
(70)、(70C1)、(70C2)、(70D)‧‧‧金屬層
(72)‧‧‧樹脂層
(74C)、(74R)、(74L)‧‧‧導通切斷區域
(100)‧‧‧成膜裝置
(110)‧‧‧真空容器
(112)‧‧‧滾筒(圓柱狀部件)
(114)‧‧‧樹脂原料供給部
(116)‧‧‧電子射線照射部
(118)‧‧‧圖案形成部
(120)‧‧‧金屬蒸鍍部
第一圖是表示本實施形態的堆疊電容器的一例的模式 剖面圖。
第二圖是表示本實施形態的堆疊電容器的其他例的模 式剖面圖。
第三圖是將第二圖所示堆疊電容器的粘合界面的端部附近放大的放大圖。
第四圖是表示構成本實施形態堆疊電容器的堆疊體的一例的模式剖面圖。
第五圖是表示構成本實施形態堆疊電容器的堆疊體的其他例的模式剖面圖。
第六圖是表示堆疊體的製造中所使用的成膜裝置的一例的概略模式圖。
(10)‧‧‧堆疊電容器
(20)、(20A)、(20B)‧‧‧堆疊體
(30)‧‧‧第一面
(32)‧‧‧第二面
(34)‧‧‧凹部
(40)‧‧‧粘合界面
(50)‧‧‧外部電極

Claims (6)

  1. 一種堆疊電容器,其特徵在於,通過將兩個以上的堆疊體進行粘合而構成,且至少任意兩個相互鄰接的堆疊體彼此間通過彼此的第一面或彼此的第二面而被粘合;所述堆疊體構成為:具有通過在支撐體上至少交替地重複使樹脂原料附著的工序和使金屬原料附著的工序,而在厚度方向上被交替地堆疊多次的樹脂層和金屬層;在厚度方向上夾著至少任意一層所述樹脂層而鄰接的兩層金屬層中的一層作為正極發揮作用,另一層作為負極發揮作用;表裏面被含有樹脂材料的表面層覆蓋,所述表裏面中的一面由作為不具有凹部的平坦的面的第一面構成,另一面由具有凹部的第二面構成;並且,所述堆疊體具有彎曲;通過將兩個以上進行粘合而被堆疊的狀態的堆疊體的兩端面,被作為外部電極發揮作用的金屬材料覆蓋;並且,在所述兩端面附近的堆疊體彼此間的粘合界面內也存在所述金屬材料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的堆疊電容器,其厚度為2mm~10mm的範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的堆疊電容器,其兩個表面層的厚度的總和在所述樹脂層的厚度的2倍~100倍 的範圍內,其中,所述兩個表面層,位於兩個相互鄰接的堆疊體彼此間通過所述彼此的第一面或所述彼此的第二面而被粘合的粘合界面的兩側。
  4. 一種堆疊電容器製造方法,其特徵在於,通過至少經過第一表面層成膜工序、電容器層形成工序、第二表面層成膜工序,而形成依次堆疊有第一表面層、電容器層以及第二表面層的堆疊體,接著,在將所述堆疊體從下述圓柱狀部件的外周面剝離之後,進而切斷成兩個以上,並至少經過將切斷的堆疊體彼此間以彼此的第一表面層或彼此的第二表面層進行粘合的粘合工序,從而製造申請專利範圍第1~3項的任意一項所述的堆疊電容器;所述第一表面層成膜工序,通過氣相成膜法,在朝向一方向旋轉的圓柱狀部件的外周面上成膜由樹脂材料構成的第一表面層;所述電容器層形成工序,是在該第一表面層成膜工序結束後,通過將<1>利用氣相成膜法,成膜被進行了圖案形成、且作為正極或負極的任意一方的極性的電極而實質上發揮作用的金屬層的第一成膜步驟,<2>利用氣相成膜法,在通過該第一成膜步驟而形成的金屬層上成膜樹脂層的第二成膜步驟,<3>利用氣相成膜法,成膜被進行了圖案形成、且作為與所述一方的極性呈逆極性的電極而實質性發揮作用的金屬層的第三成膜步驟,<4>利用氣相成膜法,在通過該第三成膜步驟而形成的金屬層上成膜樹脂層的第四成膜步驟依次重複實施多次, 同時,作為將從所述第一成膜步驟至所述第四成膜步驟的重複實施結束的最後一次的成膜步驟而實施所述第一成膜步驟或所述第三成膜步驟,從而在所述第一表面層上形成具有將金屬層和樹脂層交替地堆疊多次的構成、並作為堆疊電容器發揮作用的電容器層;所述第二表面層成膜工序,利用氣相成膜法,在形成該電容器層時最後形成的金屬層上成膜由樹脂材料構成的第二表面層。
  5. 一種電路板,其特徵在於,設有申請專利範圍第1~3項的任意一項所述的堆疊電容器。
  6. 一種電子設備,其特徵在於,設有申請專利範圍第1~3項的任意一項所述的堆疊電容器。
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