WO2023238528A1 - コンデンサアレイ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a capacitor array.
- a sealing section that seals around the plurality of capacitor sections is generally provided.
- thermal stress is generated in the sealing part due to differences in thermal characteristics such as linear expansion coefficient and glass transition temperature depending on the position within the sealing part. more likely to occur.
- warping, distortion, waviness, etc. due to the sealing portion are likely to occur, and as a result, flatness (coplanarity) may be likely to deteriorate.
- the present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a capacitor array that can suppress deterioration in flatness.
- FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a capacitor array of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the capacitor array shown in FIG. 1 along line segment A1-A2.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged area surrounded by a broken line in FIG. 2.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the capacitor array shown in FIG. 1 along line segment B1-B2.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged area surrounded by a broken line in FIG. 4.
- FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged view of a via conductor and its surroundings in a capacitor array in which the insulating material constituting the fourth insulating portion contains glass cloth.
- the capacitor array of the present invention will be explained. Note that the present invention is not limited to the following configuration, and may be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention. Furthermore, the present invention also includes a combination of a plurality of individual preferred configurations described below.
- FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a capacitor array of the present invention.
- the capacitor array 1 shown in FIG. 1 has a plurality of capacitor sections 10.
- the number of capacitor sections 10 is not particularly limited as long as it is two or more.
- the plurality of capacitor parts 10 are arranged in a plane in a plane direction perpendicular to the thickness direction T.
- the plurality of capacitor sections 10 are arranged in a plane along a first direction U that is orthogonal to the thickness direction T, and a second direction V that is orthogonal to the thickness direction T and the first direction U. . That is, the surface direction is a direction that includes the first direction U and the second direction V.
- the plurality of capacitor sections 10 may be arranged along multiple directions as shown in FIG. 1, or may be arranged along one direction. Furthermore, the plurality of capacitor sections 10 may be arranged regularly or irregularly.
- the planar shape of the capacitor section 10 when viewed from the thickness direction T includes, for example, a rectangle (square or rectangle) as shown in FIG. Examples include oval shape.
- planar shapes of the plurality of capacitor sections 10 when viewed from the thickness direction T may be the same, different from each other, or partially different.
- the areas of the plurality of capacitor parts 10 when viewed from the thickness direction T may be the same, different from each other, or different in some parts.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the capacitor array shown in FIG. 1 along line segment A1-A2.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged area surrounded by a broken line in FIG. 2.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section of the capacitor array shown in FIG. 1 along line segment B1-B2.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged area surrounded by a broken line in FIG. 4.
- the capacitor section 10 includes an anode plate 20, a dielectric layer 30, and a cathode layer 40.
- the anode plate 20 has a core portion 21 and a porous layer 22.
- the core portion 21 is preferably made of metal, and particularly preferably made of valve metal.
- the anode plate 20 is also referred to as a valve metal base.
- Valve metals include, for example, simple metals such as aluminum, tantalum, niobium, titanium, and zirconium, and alloys containing at least one of these simple metals. Among these, aluminum or aluminum alloy is preferred.
- the porous layer 22 is provided on at least one of the two principal surfaces facing the thickness direction T of the core portion 21 . That is, the porous layer 22 may be provided only on one main surface of the core section 21, or may be provided on both main surfaces of the core section 21 as shown in FIG. 2 and the like. In this way, the anode plate 20 has the porous layer 22 on at least one of the two main surfaces facing each other in the thickness direction T. This increases the surface area of the anode plate 20, making it easier to improve the capacitance of the capacitor section 10.
- the porous layer 22 is preferably an etched layer obtained by etching the surface of the anode plate 20.
- the shape of the anode plate 20 is preferably flat, and more preferably foil-like.
- plate-like shapes include foil-like shapes, sheet-like shapes, film-like shapes, etc., and these are not distinguished by the dimension in the thickness direction.
- the dielectric layer 30 is provided on the surface of the porous layer 22. More specifically, the dielectric layer 30 is provided along the surface (contour) of each pore present in the porous layer 22.
- the dielectric layer 30 is preferably made of an oxide film of the above-mentioned valve metal.
- the anode plate 20 is aluminum foil
- the anode plate 20 is anodized (also called chemical conversion treatment) in an aqueous solution containing ammonium adipate, etc. to form an oxide film that will become the dielectric layer 30. is formed. Since the dielectric layer 30 is formed along the surface of the porous layer 22, the dielectric layer 30 is provided with pores (recesses).
- the cathode layer 40 is provided on the surface of the dielectric layer 30.
- the cathode layer 40 has a solid electrolyte layer 41 provided on the surface of the dielectric layer 30 and a conductor layer 42 provided on the surface of the solid electrolyte layer 41.
- the capacitor section 10 constitutes a solid electrolytic capacitor.
- the solid electrolyte layer 41 has an inner layer provided inside the pores of the dielectric layer 30 and an outer layer covering the inner layer.
- Examples of the constituent material of the solid electrolyte layer 41 include conductive polymers such as polypyrroles, polythiophenes, and polyanilines. Among these, polythiophenes are preferred, and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) is particularly preferred. Further, the conductive polymer may contain a dopant such as polystyrene sulfonic acid (PSS).
- conductive polymers such as polypyrroles, polythiophenes, and polyanilines.
- PEDOT poly(3,4-ethylenedioxythiophene)
- PES polystyrene sulfonic acid
- the conductor layer 42 has a conductive resin layer 42A provided on the surface of the solid electrolyte layer 41 and a metal layer 42B provided on the surface of the conductive resin layer 42A.
- Examples of the conductive resin layer 42A include a conductive adhesive layer containing at least one conductive filler selected from the group consisting of copper filler, silver filler, nickel filler, and carbon filler.
- the metal layer 42B contains a metal filler.
- the metal filler is preferably at least one selected from the group consisting of copper filler, silver filler, and nickel filler.
- the metal layer 42B may be, for example, a metal plating film, metal foil, or the like.
- the metal layer 42B is preferably made of at least one metal selected from the group consisting of copper, silver, nickel, and an alloy containing at least one of these metals as a main component.
- the main component means the elemental component having the largest weight percentage.
- the conductor layer 42 may include, for example, a carbon layer as the conductive resin layer 42A and a copper layer as the metal layer 42B.
- the mask layer 50 is provided on the entire periphery of the porous layer 22. Note that the mask layer 50 may be provided on a part of the periphery of the porous layer 22.
- the mask layer 50 is preferably provided so as to extend inward from at least one of the two principal surfaces of the anode plate 20 in the thickness direction T; More preferably, they are provided so as to extend toward each other.
- the mask layer 50 may or may not be in contact with the core 21 in the thickness direction T.
- the mask layer 50 is preferably provided in a region surrounding the cathode layer 40 when viewed from the thickness direction T.
- Examples of the insulating material constituting the mask layer 50 include polyphenylsulfone (PPS), polyethersulfone (PES), cyanate ester resin, and fluororesin (tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer).
- PPS polyphenylsulfone
- PES polyethersulfone
- cyanate ester resin cyanate ester resin
- fluororesin tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer.
- the mask layer 50 may be formed on the porous layer 22 at a timing before the dielectric layer 30, or may be formed at a timing after the dielectric layer 30.
- the sealing portion 60 seals the plurality of capacitor portions 10 from both main surfaces opposite to each other in the thickness direction T of the plurality of capacitor portions 10 . Thereby, the plurality of capacitor sections 10 are protected by the sealing section 60.
- the sealing part 60 is made of an insulating material.
- the sealing section 60 functions as an insulating section.
- the sealing part 60 has a first insulating part 61 , a second insulating part 62 , and a third insulating part 63 .
- the second insulating section 62 divides the plurality of capacitor sections 10 into individual parts. In the example shown in FIG. 2, the second insulating section 62 is filled between the two capacitor sections 10 so as to separate the two capacitor sections 10 from each other.
- the third insulating section 63 penetrates each of the plurality of capacitor sections 10 in the thickness direction T.
- the third insulating section 63 penetrates the anode plate 20 and mask layer 50 of each of the plurality of capacitor sections 10 in the thickness direction T.
- the insulating materials forming the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 contain the same insulating resin.
- the capacitor array 1 since the difference in thermal characteristics between the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 is small, the capacitor array 1 is, for example, The first insulating part 61 , the second insulating part 62 , and the third insulating part 63 are heated to a temperature higher than the glass transition temperature of the insulating material forming the insulating part 62 and the third insulating part 63 . can be uniformly softened.
- the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 are uniformly softened and then cooled while being pressed from the outside. The shape of 1 can be corrected so that it becomes flat.
- the shape in addition to being able to suppress the occurrence of warpage, distortion, waviness, etc., the shape can be corrected from the outside, so it is possible to suppress the deterioration of flatness.
- first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 are made of an insulating material containing the same insulating resin, as shown in FIG.
- the portion 61, the second insulating portion 62, and the third insulating portion 63 may be integrated, and the interface between each insulating portion may not be exposed.
- the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 may not be integrated, and the interface between each insulating part may be exposed.
- the median diameter D 50 of the inorganic filler contained in the insulating material constituting the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 is 20 ⁇ m or less. In this case, even if the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 contain an inorganic filler, they can easily follow the surface shape of the capacitor part 10.
- the median diameter D 50 of the inorganic filler contained in the insulating material forming the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 is 5 ⁇ m or less.
- the median diameter D 50 of the inorganic filler contained in the insulating material constituting the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 is 10 nm or more.
- the median diameter D 50 of the inorganic filler contained in the insulating material constituting the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 is preferably the same, but not different from each other. It may be different, or it may be different in some parts.
- the median diameter D50 of the inorganic filler contained in the insulating material constituting the insulating part is determined as follows. First, by cutting, polishing, etc. the capacitor array, a cross section along the thickness direction in which the target insulating part is exposed, as shown in FIG. A cross section along the thickness direction in which the insulating part is exposed is made to appear. Next, an image of the cross section is taken using a scanning electron microscope (SEM) or the like. Subsequently, in the photographed cross-sectional image, an analysis method such as energy dispersive The regions where the inorganic filler exists inside the insulating part, the second insulating part, and the third insulating part are confirmed.
- SEM scanning electron microscope
- the insulating material that makes up some of the insulating parts contains an inorganic filler, and the insulating material that makes up the remaining insulating parts may not contain an inorganic filler.
- the linear expansion coefficients of the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 in the thickness direction T are preferably the same, but may be different or partially different. You can leave it there.
- the difference between the maximum value and the minimum value is preferably less than 100.
- the linear expansion coefficient in the thickness direction of the insulation part is determined by thermomechanical analysis (TMA) or dynamic viscoelasticity measurement (DMA).
- the glass transition temperature of the insulating materials forming the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 is 150° C. or higher.
- the glass transition temperatures of the insulating materials forming the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 are the same, but they may be different from each other, or some of them may be different. may be different.
- the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 are different from each other or different in some parts, the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the second insulating part It is preferable that the difference between the maximum value and the minimum value of the glass transition temperatures of the insulating materials forming the insulating portion 62 and the third insulating portion 63 is less than 100°C.
- the first insulating section 61, the second insulating section 62, and the third insulating section are It is preferable that the ratio of the total area of the insulating portion 63 is 50% or more. In this case, it becomes easier to correct the shape of the capacitor array 1 from the outside so that it becomes flat.
- the ratio of the total area of the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 to the total area of the cross section is preferably less than 100%.
- the ratio of the total area of the first insulating part, the second insulating part, and the third insulating part to the total area of the cross section is determined as follows. First, by cutting, polishing, etc. the capacitor array, a cross section along the surface direction in which at least the first insulating part is exposed, for example, the line segment X1-X2 in FIG. 2 and the line segment in FIG. Make sure that a cross section along Y1-Y2 appears. Next, an image of the cross section is taken using a scanning electron microscope or the like.
- the regions where the first insulating part, the second insulating part, and the third insulating part exist are confirmed by an analysis method such as energy dispersive X-ray analysis.
- the insulating part (resin-filled part) filled inside the through-hole conductor, which will be described later, is excluded from the first insulating part, the second insulating part, and the third insulating part.
- the entire area of the cross section and the total area of the first insulating part, the second insulating part, and the third insulating part are measured, and each of the obtained measurement values is From this, the ratio of the total area of the first insulating part, the second insulating part, and the third insulating part to the total area of the cross section is calculated.
- the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 can be formed, for example, by thermocompression bonding of the same insulating resin sheet, or by applying the same insulating resin paste and then thermosetting it.
- the capacitor parts 10 are formed so as to cover both main surfaces of the plurality of capacitor parts 10 and fill the spaces between the plurality of capacitor parts 10 and the through holes penetrating each of the plurality of capacitor parts 10 in the thickness direction T. Ru.
- the sealing part 60 further includes a fourth insulating part 64.
- the fourth insulating part 64 is adjacent to the first insulating part 61 on the side opposite to the capacitor part 10 so that an interface exists between the fourth insulating part 64 and the first insulating part 61 .
- Examples of the insulating resin contained in the insulating material constituting the fourth insulating portion 64 include epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, and the like.
- the insulating materials constituting the plurality of insulating parts contain different insulating resins
- the insulating materials constituting the plurality of insulating parts have at least different types of insulating resins. It means different, and preferably means that in addition to the type of insulating resin, the ratio of the content of the insulating resin to the total amount of the insulating material is different from each other.
- the fourth insulating part 64 Since the insulating materials constituting the first insulating part 61 and the fourth insulating part 64 contain different insulating resins, the fourth insulating part 64 has different characteristics from the first insulating part 61, and also , the second insulating part 62 and the third insulating part 63 tend to have different characteristics.
- the insulating materials forming the first insulating part 61 and the fourth insulating part 64 may contain the same insulating resin. That is, the insulating materials forming the first insulating part 61, the second insulating part 62, the third insulating part 63, and the fourth insulating part 64 may contain the same insulating resin.
- the inorganic fillers contained in the insulating materials constituting the first insulating part 61, the second insulating part 62, the third insulating part 63, and the fourth insulating part 64 are the same at least in kind. They may be different from each other, or may be partially different.
- the insulating material constituting the fourth insulating portion 64 may further contain glass cloth.
- the rigidity of the fourth insulating section 64 is likely to improve, so that the flatness of the fourth insulating section 64 is easily maintained. As a result, the flatness of the capacitor array 1 is easily maintained.
- Examples of the insulating material containing glass cloth include prepreg.
- the elastic modulus of the fourth insulating part 64 is higher than that of the first insulating part 61 at the same temperature. In this case, even if the first insulating part 61 is easily deformed to follow the surface shape of the capacitor part 10, the fourth insulating part 64 is not easily deformed, so that the flatness of the fourth insulating part 64 is easily maintained. . As a result, the flatness of the capacitor array 1 is easily maintained.
- the elastic modulus of the fourth insulating part 64 is higher than the elastic modulus of the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 at the same temperature.
- the elastic modulus of the insulation part is determined by thermomechanical analysis or dynamic viscoelasticity measurement.
- the viscosity of the fourth insulating part 64 is lower than that of the first insulating part 61 at the same temperature. In this case, even if the first insulating part 61 easily flows to follow the surface shape of the capacitor part 10, the fourth insulating part 64 does not flow easily, so that the flatness of the fourth insulating part 64 is easily maintained. . As a result, the flatness of the capacitor array 1 is easily maintained.
- the viscosity coefficient of the fourth insulating part 64 is preferably lower than the viscosity coefficients of the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 at the same temperature.
- the viscosity of the insulation part is determined by thermomechanical analysis or dynamic viscoelasticity measurement.
- the linear expansion coefficient in the thickness direction T of the fourth insulating part 64 is preferably smaller than the linear expansion coefficient in the thickness direction T of the first insulating part 61 , the second insulating part 62 , and the third insulating part 63 .
- the linear expansion coefficient in the thickness direction T of the fourth insulating part 64 is preferably smaller than the linear expansion coefficient in the thickness direction T of the first insulating part 61 , the second insulating part 62 , and the third insulating part 63 .
- the fourth insulating part 64 since the fourth insulating part 64 is located on the outermost surface of the sealing part 60, the linear expansion coefficient in the thickness direction T of the fourth insulating part 64 is different from that of the first insulating part 61, If the coefficient of linear expansion in the thickness direction T of the fourth insulating part 64 is smaller than the coefficient of linear expansion in the thickness direction T of the second insulating part 62 and the third insulating part 63, the coefficient of linear expansion in the thickness direction T of the fourth insulating part 64 is Compared to the case where the coefficient of linear expansion in the thickness direction T is greater than or equal to that of the fourth insulating part 62 and the third insulating part 63, the fourth insulating part 64 is The flatness of both main surfaces of the sealing part 60 and, by extension, both main surfaces of the capacitor array 1 can be easily maintained.
- the linear expansion coefficient in the thickness direction T of the fourth insulating part 64 is the same as the linear expansion coefficient in the thickness direction T of the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63, Alternatively, it may be larger than the coefficient of linear expansion in the thickness direction T of the first insulating section 61, the second insulating section 62, and the third insulating section 63.
- the fourth insulating part 64 can be formed, for example, by thermocompression bonding an insulating resin sheet after the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63 are formed by the method described above.
- the first insulating portion 61 is formed adjacent to the first insulating portion 61 on the side opposite to the capacitor portion 10 by applying a resin paste and then curing it with heat.
- the fourth insulating part 64 is formed using the build-up method for the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63, when forming the fourth insulating part 64, There is no need to soften the already formed first insulating part 61, second insulating part 62, and third insulating part 63 by the heat treatment. Therefore, when forming the fourth insulating part 64, the first insulating part 61 and the fourth insulating part 64 are not integrated, and an interface exists between the first insulating part 61 and the fourth insulating part 64. It becomes like this.
- the glass transition temperature of the insulating material constituting the fourth insulating part 64 is The temperature is preferably lower than the glass transition temperature of the insulating materials forming the second insulating section 62 and the third insulating section 63.
- the glass transition temperature of the insulating material forming the fourth insulating part 64 is the same as the glass transition temperature of the insulating material forming the first insulating part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63.
- the glass transition temperature may be higher than the glass transition temperature of the insulating materials forming the first insulating section 61, the second insulating section 62, and the third insulating section 63.
- the glass transition temperature of the insulating material constituting the fourth insulating part 64 is higher than that of the first insulating part 64.
- the glass transition temperature of the insulating material forming the second insulating part 62 and the third insulating part 63 is higher than that of the first insulating material
- the glass transition temperature of the insulating material forming the fourth insulating part 64 is higher than that of the first insulating material.
- the temperature is below the glass transition temperature of the insulating material constituting the part 61, the second insulating part 62, and the third insulating part 63, even if heat treatment is performed in the manufacturing process of the capacitor array 1, etc.
- the flatness of both main surfaces of the sealing section 60 constituted by the fourth insulating section 64, and thus of both main surfaces of the capacitor array 1, can be easily maintained.
- the capacitor array 1 further includes a through-hole conductor 70A.
- the through-hole conductor 70A penetrates the capacitor portion 10 and the sealing portion 60 in the thickness direction T.
- the through-hole conductor 70A penetrates the first insulating part 61 and the fourth insulating part 64 in the thickness direction T in addition to the capacitor part 10.
- the through-hole conductor 70A is preferably provided on at least the inner wall surface of the through hole 71A that penetrates the capacitor portion 10 and the sealing portion 60 in the thickness direction T.
- the through-hole conductor 70A is provided on the inner wall surface of the through-hole 71A rather than the entire inside of the through-hole 71A.
- the through-hole conductor 70A is electrically connected to the anode plate 20 on the inner wall surface of the through-hole 71A. More specifically, the through-hole conductor 70A is preferably electrically connected to the end surface of the anode plate 20 that faces the inner wall surface of the through-hole 71A in the planar direction. Thereby, the anode plate 20 is electrically led out to the outside via the through-hole conductor 70A.
- the core portion 21 and the porous layer 22 are exposed on the end surface of the anode plate 20 that is electrically connected to the through-hole conductor 70A.
- the porous layer 22 is also electrically connected to the through-hole conductor 70A.
- the through-hole conductor 70A When viewed from the thickness direction T, the through-hole conductor 70A is preferably electrically connected to the anode plate 20 over the entire circumference of the through-hole 71A. In this case, since the connection resistance between the anode plate 20 and the through-hole conductor 70A tends to decrease, the equivalent series resistance (ESR) of the capacitor section 10 tends to decrease.
- ESR equivalent series resistance
- the through-hole conductor 70A is formed, for example, as follows. First, a through hole 71A passing through the capacitor section 10 and the sealing section 60 in the thickness direction T is formed by drilling, laser processing, or the like. Then, the through-hole conductor 70A is formed by metallizing the inner wall surface of the through-hole 71A with a metal material containing a low-resistance metal such as copper, gold, or silver. When forming the through-hole conductor 70A, processing is facilitated by, for example, metalizing the inner wall surface of the through-hole 71A by electroless copper plating, electrolytic copper plating, or the like.
- the method of forming the through-hole conductor 70A in addition to the method of metalizing the inner wall surface of the through-hole 71A, a method of filling the through-hole 71A with a metal material, a composite material of metal and resin, etc. may be used. .
- the capacitor array 1 further includes an anode connection layer 72 provided between the anode plate 20 and the through-hole conductor 70A in the planar direction.
- the anode connection layer 72 is in contact with both the anode plate 20 and the through-hole conductor 70A.
- the anode connection layer 72 serves as a barrier layer for the anode plate 20, more specifically, as a barrier layer for the anode plate 20, and more specifically, as a barrier layer for the anode plate 20 and It functions as a barrier layer for the porous layer 22.
- the anode connection layer 72 functions as a barrier layer for the anode plate 20
- dissolution of the anode plate 20 that occurs during chemical treatment for forming an external electrode layer 80A, etc., which will be described later is suppressed, and as a result, infiltration of the chemical liquid into the capacitor section 10 is suppressed. Since this is suppressed, the reliability of the capacitor array 1 can be easily improved.
- anode plate 20 and the through-hole conductor 70A are electrically connected via the anode connection layer 72.
- the dimension of the anode connection layer 72 in the thickness direction T is preferably larger than 100% and 200% or less of the dimension of the anode plate 20 in the thickness direction T.
- the dimension of the anode connection layer 72 in the thickness direction T may be the same as the dimension of the anode plate 20 in the thickness direction T, or may be smaller than the dimension of the anode plate 20 in the thickness direction T.
- the anode connection layer 72 includes a layer containing nickel as a main component. In this case, damage to the metal (for example, aluminum) constituting the anode plate 20 is reduced, so that the barrier properties of the anode connection layer 72 with respect to the anode plate 20 are easily improved.
- silver filler is used as a constituent material of the external electrode layer 80A.
- a mixed material of a resin and at least one conductive filler selected from the group consisting of , copper filler, nickel filler, and carbon filler may be used.
- the capacitor array 1 further includes a resin filling portion 90A in which the through hole 71A is filled with a resin material.
- the resin filling portion 90A is provided in a space surrounded by the through-hole conductor 70A on the inner wall surface of the through-hole 71A.
- the coefficient of thermal expansion of the resin filling portion 90A may be the same as the coefficient of thermal expansion of the through-hole conductor 70A, or may be lower than the coefficient of thermal expansion of the through-hole conductor 70A. More specifically, the thermal expansion coefficient of the resin material filled in the through hole 71A may be the same as that of the constituent material of the through-hole conductor 70A, or the thermal expansion coefficient of the constituent material of the through-hole conductor 70A may be the same as that of the constituent material of the through-hole conductor 70A. It may be lower than the expansion rate.
- the capacitor array 1 does not need to have the resin filling part 90A.
- the through-hole conductor 70A is provided not only on the inner wall surface of the through-hole 71A but also throughout the inside of the through-hole 71A.
- the through-hole conductor 70B is preferably provided on at least the inner wall surface of the capacitor portion 10 and the sealing portion 60, or more specifically, the through hole 71B that penetrates the sealing portion 60 in the thickness direction T.
- the through-hole conductor 70B is provided on the inner wall surface of the through-hole 71B rather than the entire inside of the through-hole 71B.
- the method of forming the through-hole conductor 70B in addition to the method of metalizing the inner wall surface of the through-hole 71B, a method of filling the through-hole 71B with a metal material, a composite material of metal and resin, etc. may be used. .
- the third insulating part 63 connects the capacitor part 10 and the through-hole conductor 70B in the planar direction. Furthermore, it is provided between the anode plate 20 and the through-hole conductor 70B. In the example shown in FIG. 2 and the like, the third insulating portion 63 is in contact with both the capacitor portion 10 and the through-hole conductor 70B, and furthermore, with both the anode plate 20 and the through-hole conductor 70B.
- the insulating material constituting the third insulating portion 63 is inserted into the pores of the porous layer 22. It is preferable that it is deep inside. In this case, the mechanical strength of the porous layer 22 is improved, and the occurrence of delamination due to pores in the porous layer 22 is suppressed.
- the coefficient of thermal expansion of the third insulating portion 63 may be the same as the coefficient of thermal expansion of the through-hole conductor 70B, or may be lower than the coefficient of thermal expansion of the through-hole conductor 70B. More specifically, the coefficient of thermal expansion of the insulating material constituting the third insulating portion 63 may be the same as the coefficient of thermal expansion of the material constituting the through-hole conductor 70B, or The coefficient of thermal expansion may be lower than that of
- the capacitor array 1 further includes an external electrode layer 80B electrically connected to the through-hole conductor 70B.
- external electrode layer 80B is provided on the surface of through-hole conductor 70B, and functions as a connection terminal of capacitor array 1 (capacitor section 10).
- silver filler is used as a constituent material of the external electrode layer 80B.
- a mixed material of a resin and at least one conductive filler selected from the group consisting of , copper filler, nickel filler, and carbon filler may be used.
- each of the plurality of capacitor sections 10 is provided with an external electrode layer 80A electrically connected to the anode plate 20 and an external electrode layer 80B electrically connected to the cathode layer 40.
- at least one of the external electrode layer 80A and the external electrode layer 80B may be provided in common among the plurality of capacitor sections 10.
- the external electrode layer 80A and the external electrode layer 80B are provided on both main surfaces of the sealing section 60, but they are provided only on one main surface of the sealing section 60. Good too.
- Examples of the constituent material of the via conductor 73 include metal materials containing low-resistance metals such as silver, gold, and copper.
- the via conductor 73 is formed by, for example, plating the inner wall surface of the through hole penetrating the first insulating part 61 and the fourth insulating part 64 in the thickness direction T with the above-mentioned metal material or filling it with a conductive paste. After that, it is formed by performing heat treatment.
- the insulating material constituting the fourth insulating part 64 contains glass cloth, as shown in FIG.
- the glass cloth G can easily protrude inward from the inner wall surface of the glass.
- the via conductor 73 is formed by the above-described method in a through hole in which the glass cloth G protrudes, stress is dispersed by the protrusion of the glass cloth G, so that cracks in the via conductor 73 are suppressed. .
- the external electrode layer 80B is electrically connected to the cathode layer 40 via the via conductor 73, and functions as a connection terminal for the cathode layer 40.
- the capacitor array 1 further includes a resin filling portion 90B in which the through hole 71B is filled with a resin material.
- the resin filling portion 90B is provided in a space surrounded by the through-hole conductor 70B on the inner wall surface of the through-hole 71B.
- the coefficient of thermal expansion of the resin filling portion 90B is higher than that of the through-hole conductor 70B. More specifically, it is preferable that the coefficient of thermal expansion of the resin material filled in the through hole 71B is higher than the coefficient of thermal expansion of the constituent material (for example, copper) of the through hole conductor 70B.
- the resin filling part 90B more specifically, the resin material filled in the through hole 71B expands in a high temperature environment, so that the through hole conductor 70B moves from the inside of the through hole 71B to the outside. Since it is pressed against the inner wall surface of the through-hole conductor 71B, the occurrence of delamination of the through-hole conductor 70B is sufficiently suppressed.
- the coefficient of thermal expansion of the resin filling portion 90B may be the same as the coefficient of thermal expansion of the through-hole conductor 70B, or may be lower than the coefficient of thermal expansion of the through-hole conductor 70B. More specifically, the thermal expansion coefficient of the resin material filled in the through hole 71B may be the same as that of the constituent material of the through-hole conductor 70B, or the thermal expansion coefficient of the resin material filled in the through-hole conductor 71B may be the same as that of the constituent material of the through-hole conductor 70B. It may be lower than the expansion rate.
- the capacitor array 1 does not need to have the resin filling part 90B.
- the through-hole conductor 70B is provided not only on the inner wall surface of the through-hole 71B but also throughout the inside of the through-hole 71B.
- the capacitor section is not limited to an electrolytic capacitor including the solid electrolytic capacitor described above.
- the capacitor section includes, for example, a ceramic capacitor using barium titanate, a thin film capacitor using silicon nitride (SiN), silicon dioxide (SiO 2 ), hydrogen fluoride (HF), etc., MIM ( A trench type capacitor or the like having a metal insulator structure may also be configured.
- the capacitor part is made of a capacitor based on a metal such as aluminum. It is preferable to configure an electrolytic capacitor, and more preferably to configure an electrolytic capacitor based on a metal such as aluminum.
- the electronic component electrically connected to the external electrode layer may be a passive element, an active element, or both a passive element and an active element. , a composite of a passive element and an active element.
- passive elements examples include inductors and the like.
- Active elements include memory, GPU (Graphical Processing Unit), CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), PMIC (Power Management IC), etc.
- a circuit layer is formed on one main surface of a capacitor matrix sheet on which a plurality of capacitor arrays of the present invention are laid out, and then the circuit layer is electrically connected to a passive element or an active element as an electronic component. You can also connect directly.
- the capacitor array of the present invention may be placed in a cavity provided in advance on a substrate, filled with resin, and then a circuit layer may be formed on the resin.
- a passive element or an active element as another electronic component may be mounted in another cavity portion of the same substrate.
- the capacitor array of the present invention may be mounted on a smooth carrier such as a wafer or glass, an outer layer made of resin may be formed, a circuit layer may be formed, and the circuit layer may be used as a passive element or an active element as an electronic component. It may be electrically connected to the element.
- a smooth carrier such as a wafer or glass
- an outer layer made of resin may be formed
- a circuit layer may be formed, and the circuit layer may be used as a passive element or an active element as an electronic component. It may be electrically connected to the element.
- a plurality of capacitor parts arranged in a plane in a plane direction perpendicular to the thickness direction, a sealing portion that seals the plurality of capacitor portions from both main surfaces opposite to each other in the thickness direction of the plurality of capacitor portions, and is made of an insulating material;
- the sealing portion includes a first insulating portion that covers both main surfaces of the plurality of capacitor portions, a second insulating portion that divides each of the plurality of capacitor portions, and a second insulating portion that covers each of the plurality of capacitor portions in the thickness direction.
- a third insulating portion penetrating through the A capacitor array characterized in that the insulating materials constituting the first insulating part, the second insulating part, and the third insulating part contain the same insulating resin.
- the capacitor section includes an anode plate having a porous layer on at least one of the two principal surfaces facing each other in the thickness direction, a dielectric layer provided on the surface of the porous layer, and a dielectric layer provided on the surface of the porous layer.
- the median diameter D 50 of the inorganic filler contained in the insulating material constituting the first insulating part, the second insulating part, and the third insulating part is 20 ⁇ m or less, described in ⁇ 3> capacitor array.
- the glass transition temperature of the insulating material constituting the first insulating part, the second insulating part, and the third insulating part is 125° C. or higher, according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>. capacitor array.
- the ratio of the first insulating part, the second insulating part, and the third insulating part to the entire area of the cross section is The capacitor array according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the ratio of the total area is 50% or more.
- the sealing part further includes a fourth insulating part adjacent to the first insulating part on the opposite side of the capacitor part so that an interface exists between the sealing part and the first insulating part.
- the capacitor array according to any one of 1> to ⁇ 6>.
- the through-hole conductor penetrates the third insulating part in the thickness direction,
- Capacitor array 10 Capacitor section 20 Anode plate 21 Core section 22 Porous layer 30 Dielectric layer 40 Cathode layer 41 Solid electrolyte layer 42 Conductor layer 42A Conductive resin layer 42B Metal layer 50 Mask layer 60 Sealing section 61 First insulation Part 62 Second insulating part 63 Third insulating part 64 Fourth insulating part 70A, 70B Through hole conductor 71A, 71B Through hole 72 Anode connection layer 73 Via conductor 80A, 80B External electrode layer 90A, 90B Resin filling part G Glass cloth T Thickness direction U First direction V Second direction
Landscapes
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Abstract
コンデンサアレイ1は、厚み方向Tに直交する面方向に平面配置された複数のコンデンサ部10と、複数のコンデンサ部10の厚み方向Tに相対する両主面側から複数のコンデンサ部10を封止し、かつ、絶縁性材料で構成された封止部60と、を備え、封止部60は、複数のコンデンサ部10の両主面を覆う第1絶縁部61と、複数のコンデンサ部10を各々に分断する第2絶縁部62と、複数のコンデンサ部10の各々を厚み方向Tに貫通する第3絶縁部63と、を有し、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料は、互いに同じ絶縁性樹脂を含有する。
Description
本発明は、コンデンサアレイに関する。
特許文献1には、複数のキャパシタを備えるデバイスが開示されている。
特許文献1に記載のデバイスのような、複数のコンデンサ部を有する従来のコンデンサアレイでは、一般的に、複数のコンデンサ部の周囲を封止する封止部が設けられる。しかしながら、このような従来のコンデンサアレイでは、製造過程等で熱処理が施されると、封止部内の位置による線膨張係数、ガラス転移温度等の熱特性の違いにより、封止部で熱応力が発生しやすくなる。これにより、従来のコンデンサアレイでは、封止部に起因する反り、歪み、うねり等が発生しやすくなり、結果的に、平坦性(コプラナリティ)が低下しやすくなるおそれがある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、平坦性の低下を抑制可能なコンデンサアレイを提供することを目的とするものである。
本発明のコンデンサアレイは、厚み方向に直交する面方向に平面配置された複数のコンデンサ部と、複数の上記コンデンサ部の上記厚み方向に相対する両主面側から複数の上記コンデンサ部を封止し、かつ、絶縁性材料で構成された封止部と、を備え、上記封止部は、複数の上記コンデンサ部の両主面を覆う第1絶縁部と、複数の上記コンデンサ部を各々に分断する第2絶縁部と、複数の上記コンデンサ部の各々を上記厚み方向に貫通する第3絶縁部と、を有し、上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、互いに同じ絶縁性樹脂を含有する、ことを特徴とする。
本発明によれば、平坦性の低下を抑制可能なコンデンサアレイを提供できる。
以下、本発明のコンデンサアレイについて説明する。なお、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更されてもよい。また、以下において記載する個々の好ましい構成を複数組み合わせたものもまた本発明である。
以下に示す図面は模式図であり、その寸法、縦横比の縮尺等は実際の製品と異なる場合がある。
図1は、本発明のコンデンサアレイの一例を示す平面模式図である。
図1に示すコンデンサアレイ1は、複数のコンデンサ部10を有している。
コンデンサ部10の数は、2つ以上であれば特に限定されない。
複数のコンデンサ部10は、厚み方向Tに直交する面方向に平面配置されている。図1に示す例において、複数のコンデンサ部10は、厚み方向Tに直交する第1方向Uと、厚み方向T及び第1方向Uに直交する第2方向Vとに沿って平面配置されている。つまり、面方向は、第1方向U及び第2方向Vを包含する方向である。
複数のコンデンサ部10は、図1に示すように複数方向に沿って配置されていてもよいし、一方向に沿って配置されていてもよい。また、複数のコンデンサ部10は、規則的に配置されていてもよいし、不規則に配置されていてもよい。
厚み方向Tから見たときのコンデンサ部10の平面形状としては、例えば、図1に示すような矩形(正方形又は長方形)、矩形以外の四角形、三角形、五角形、六角形等の多角形、円形、楕円形等が挙げられる。
厚み方向Tから見たときの複数のコンデンサ部10の平面形状は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
厚み方向Tから見たときの複数のコンデンサ部10の面積は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
図2は、図1に示すコンデンサアレイの線分A1-A2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。図3は、図2中の破線で囲まれた領域を拡大して示す断面模式図である。図4は、図1に示すコンデンサアレイの線分B1-B2に沿う断面の一例を示す断面模式図である。図5は、図4中の破線で囲まれた領域を拡大して示す断面模式図である。
図2、図3、図4、及び、図5に示すように、コンデンサ部10は、陽極板20と、誘電体層30と、陰極層40と、を有している。
以下では、コンデンサ部10が電解コンデンサを構成している態様の一例について説明する。
陽極板20は、芯部21と、多孔質層22と、を有している。
芯部21は、金属からなることが好ましく、中でも弁作用金属からなることが好ましい。芯部21が弁作用金属からなる場合、陽極板20は、弁作用金属基体とも呼ばれる。
弁作用金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム等の金属単体、これらの金属単体の少なくとも1種を含有する合金等が挙げられる。中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
多孔質層22は、芯部21の厚み方向Tに相対する両主面のうちの少なくとも一方主面上に設けられている。つまり、多孔質層22は、芯部21の一方主面上のみに設けられていてもよいし、図2等に示すように芯部21の両主面上に設けられていてもよい。このように、陽極板20は、厚み方向Tに相対する両主面のうちの少なくとも一方主面に多孔質層22を有している。これにより、陽極板20の表面積が大きくなるため、コンデンサ部10の容量が向上しやすくなる。
多孔質層22は、陽極板20の表面がエッチング処理されてなるエッチング層であることが好ましい。
陽極板20の形状は、平板状であることが好ましく、箔状であることがより好ましい。
本明細書中、板状には、箔状、シート状、フィルム状等も含まれ、厚み方向における寸法によってこれらを区別しない。
誘電体層30は、多孔質層22の表面上に設けられている。より具体的には、誘電体層30は、多孔質層22に存在する各細孔の表面(輪郭)に沿って設けられている。
誘電体層30は、上述した弁作用金属の酸化皮膜からなることが好ましい。例えば、陽極板20がアルミニウム箔である場合、陽極板20に対して、アジピン酸アンモニウム等を含む水溶液中で陽極酸化処理(化成処理とも呼ばれる)を行うことにより、誘電体層30となる酸化皮膜が形成される。誘電体層30は多孔質層22の表面に沿って形成されるため、誘電体層30には細孔(凹部)が設けられることになる。
陰極層40は、誘電体層30の表面上に設けられている。
陰極層40は、誘電体層30の表面上に設けられた固体電解質層41と、固体電解質層41の表面上に設けられた導電体層42と、を有していることが好ましい。陰極層40が固体電解質層41を有している場合、コンデンサ部10は、固体電解コンデンサを構成することになる。
固体電解質層41は、誘電体層30の細孔の内部に設けられた内層と、内層を覆う外層と、を有していることが好ましい。
固体電解質層41の構成材料としては、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類等の導電性高分子等が挙げられる。中でも、ポリチオフェン類が好ましく、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)が特に好ましい。また、導電性高分子は、ポリスチレンスルホン酸(PSS)等のドーパントを含んでいてもよい。
固体電解質層41は、例えば、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)等の導電性高分子の分散液を誘電体層30の表面に塗工して乾燥させる方法、3,4-エチレンジオキシチオフェン等の重合性モノマーを含む処理液を用いて、誘電体層30の表面上にポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)等の重合膜を形成する方法等により、誘電体層30の表面上の所定の領域に形成される。
導電体層42は、固体電解質層41の表面上に設けられた導電性樹脂層42Aと、導電性樹脂層42Aの表面上に設けられ金属層42Bと、を有していることが好ましい。
導電性樹脂層42Aとしては、例えば、銅フィラー、銀フィラー、ニッケルフィラー、及び、カーボンフィラーからなる群より選択される少なくとも1種の導電性フィラーを含有する導電性接着剤層等が挙げられる。
金属層42Bは、金属フィラーを含有していることが好ましい。
金属フィラーは、銅フィラー、銀フィラー、及び、ニッケルフィラーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
金属層42Bは、例えば、金属めっき膜、金属箔等であってもよい。この場合、金属層42Bは、銅、銀、ニッケル、及び、これらの金属の少なくとも1種を主成分とする合金からなる群より選択される少なくとも1種の金属からなることが好ましい。
本明細書中、主成分は、重量割合が最も大きい元素成分を意味する。
導電体層42は、例えば、導電性樹脂層42Aとしてのカーボン層と、金属層42Bとしての銅層と、を有していてもよい。
カーボン層は、例えば、カーボンフィラーを含有するカーボンペーストを、スポンジ転写法、スクリーン印刷法、ディスペンサ塗布法、インクジェット印刷法等で固体電解質層41の表面に塗工することにより、所定の領域に形成される。
銅層は、例えば、銅フィラーを含有する銅ペーストを、スポンジ転写法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、ディスペンサ塗布法、インクジェット印刷法等でカーボン層の表面に塗工することにより、所定の領域に形成される。
導電体層42は、導電性樹脂層42A及び金属層42Bの少なくとも一方を有していてもよい。つまり、導電体層42は、導電性樹脂層42Aのみを有していてもよいし、金属層42Bのみを有していてもよいし、図2等に示すように導電性樹脂層42A及び金属層42Bの両方を有していてもよい。
コンデンサ部10は、厚み方向Tから見たときの多孔質層22の周縁に設けられたマスク層50を更に有していることが好ましい。この場合、陽極板20と陰極層40との間の絶縁性が確保され、両者間の短絡が防止される。
マスク層50は、多孔質層22の周縁の全体に設けられていることが好ましい。なお、マスク層50は、多孔質層22の周縁の一部に設けられていてもよい。
マスク層50は、厚み方向Tにおいて、陽極板20の両主面のうちの少なくとも一方主面から内部に向かって延びるように設けられていることが好ましく、陽極板20の両主面から内部に向かって延びるように設けられていることがより好ましい。
マスク層50は、厚み方向Tにおいて、芯部21に接していてもよいし、芯部21に接していなくてもよい。
マスク層50は、多孔質層22の内部に加えて、多孔質層22の外部に設けられていてもよい。この場合、マスク層50は、多孔質層22の内部に充填されつつ、充填された多孔質層22の表面上に設けられていてもよい。つまり、マスク層50の厚み方向Tにおける寸法は、多孔質層22の厚み方向Tにおける寸法よりも大きくてもよい。
マスク層50が多孔質層22の外部に設けられている場合、マスク層50は、厚み方向Tから見たときに陰極層40を囲む領域に設けられていることが好ましい。
厚み方向Tから見たとき、マスク層50は、一部が陰極層40に重なっていてもよいし、全体が陰極層40に重なっていなくてもよい。
マスク層50は、絶縁性材料で構成されている。
マスク層50を構成する絶縁性材料としては、例えば、ポリフェニルスルホン(PPS)、ポリエーテルスルホン(PES)、シアン酸エステル樹脂、フッ素樹脂(テトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等)、可溶性ポリイミドシロキサン及びエポキシ樹脂からなる組成物、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、これらの誘導体又は前駆体等が挙げられる。
マスク層50は、例えば、上述した絶縁性材料を、陽極板20の両主面における多孔質層22の周縁に重なる位置に塗工して、陽極板20の両主面から内部に向かって浸透させることにより、多孔質層22の周縁に形成される。
マスク層50は、多孔質層22に対して、誘電体層30よりも前のタイミングで形成されてもよいし、誘電体層30よりも後のタイミングで形成されてもよい。
図2及び図4に示すコンデンサアレイ1は、複数のコンデンサ部10に加えて、封止部60を更に有している。
封止部60は、複数のコンデンサ部10の厚み方向Tに相対する両主面側から、複数のコンデンサ部10を封止している。これにより、複数のコンデンサ部10が封止部60で保護される。
封止部60は、絶縁性材料で構成されている。つまり、封止部60は、絶縁部として機能する。
封止部60は、第1絶縁部61と、第2絶縁部62と、第3絶縁部63と、を有している。
第1絶縁部61は、複数のコンデンサ部10の両主面を覆っている。図2等に示す例において、第1絶縁部61は、複数のコンデンサ部10の両主面を構成する陰極層40及びマスク層50を覆っている。
第1絶縁部61は、厚み方向Tから見たときに複数のコンデンサ部10に重なっている。
第2絶縁部62は、複数のコンデンサ部10を各々に分断している。図2に示す例において、第2絶縁部62は、2つのコンデンサ部10を各々に分断するように、2つのコンデンサ部10の間に充填されている。
第3絶縁部63は、複数のコンデンサ部10の各々を厚み方向Tに貫通している。図2等に示す例において、第3絶縁部63は、複数のコンデンサ部10の各々の陽極板20及びマスク層50を厚み方向Tに貫通している。
以上のように、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63は、コンデンサ部10の表面形状に追従するように設けられている。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料は、互いに同じ絶縁性樹脂を含有している。
本明細書中、「複数の絶縁部を構成する絶縁性材料は、互いに同じ絶縁性樹脂を含有する」とは、複数の絶縁部を構成する絶縁性材料について、少なくとも絶縁性樹脂の種類が互いに同じであることを意味し、好ましくは、絶縁性樹脂の種類に加えて、絶縁性材料の全量に対する絶縁性樹脂の含有量の割合が互いに同じであることを意味する。
従来のコンデンサアレイでは、例えば、封止部の各部を形成する際に熱処理が施されると、封止部の各部での線膨張係数、ガラス転移温度等の熱特性の違いにより、封止部で熱応力が発生しやすくなる。これにより、従来のコンデンサアレイでは、封止部に起因する反り、歪み、うねり等が発生しやすくなり、結果的に、平坦性が低下しやすくなる。このようなコンデンサアレイの反り、歪み、うねり等は、コンデンサアレイの厚み方向における寸法が小さい場合、厚み方向から見たときのコンデンサアレイの面積が大きい場合等に、顕著に発生しやすくなる。
これに対して、コンデンサアレイ1では、封止部60の第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料が、互いに同じ絶縁性樹脂を含有していることにより、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の線膨張係数、ガラス転移温度等の熱特性の違いが小さくなる。よって、コンデンサアレイ1では、製造過程等で熱処理が施されても、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63で熱応力が発生しにくくなるため、封止部60に起因する反り、歪み、うねり等が発生しにくくなる。コンデンサアレイ1では、厚み方向Tにおける寸法が小さい場合、厚み方向Tから見たときの面積が大きい場合等であっても、反り、歪み、うねり等が発生しにくくなる。
更に、コンデンサアレイ1では、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の熱特性の違いが小さいため、コンデンサアレイ1を、例えば、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度よりも高い温度まで加熱することにより、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を均一に軟化させることができる。コンデンサアレイ1に対しては、上述したように第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を均一に軟化させた後、外部から押圧した状態で冷却すると、コンデンサアレイ1の形状を平坦となるように矯正できる。
以上のように、コンデンサアレイ1では、反り、歪み、うねり等の発生を抑制可能なことに加えて、外部から形状を矯正可能であるため、平坦性の低下を抑制可能となる。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63は、互いに同じ絶縁性樹脂を含有する絶縁性材料で構成されているため、図2等に示すように、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63は一体化し、各々の絶縁部の界面が現れていなくてもよい。なお、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63は一体化せず、各々の絶縁部の界面が現れていてもよい。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料に含有される絶縁性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料は、無機フィラーを更に含有していてもよい。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料に含有される無機フィラーとしては、例えば、シリカフィラー、アルミナフィラー等が挙げられる。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料に含有される無機フィラーは、少なくとも種類の点で、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料に含有される無機フィラーのメジアン径D50は、20μm以下であることが好ましい。この場合、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63が、無機フィラーを含有していても、コンデンサ部10の表面形状に追従しやすくなる。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料に含有される無機フィラーのメジアン径D50は、5μm以下であることがより好ましい。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料に含有される無機フィラーのメジアン径D50は、10nm以上であることが好ましい。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料に含有される無機フィラーのメジアン径D50は、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
絶縁部を構成する絶縁性材料に含有される無機フィラーのメジアン径D50は、以下のようにして定められる。まず、コンデンサアレイを切断、研磨等することにより、対象の絶縁部が露出した厚み方向に沿う断面、ここでは、図2に示すような、第1絶縁部、第2絶縁部、及び、第3絶縁部が露出した厚み方向に沿う断面が現れるようにする。次に、上記断面の画像を、走査型電子顕微鏡(SEM)等で撮影する。続いて、撮影された断面画像において、エネルギー分散型X線分析(EDX)等の分析方法により、第1絶縁部、第2絶縁部、及び、第3絶縁部の存在領域、更には、第1絶縁部、第2絶縁部、及び、第3絶縁部の内部に存在する無機フィラーの存在領域を確認する。そして、断面画像の画像解析を行うことにより、第1絶縁部、第2絶縁部、及び、第3絶縁部の内部に存在する無機フィラーの等価円相当径を測定し、得られた等価円相当径を無機フィラーの粒径とする。その後、得られた無機フィラーの粒径から個数基準の累積粒径分布を求め、その個数基準の累積粒径分布において累積確率が50%となる粒径を、無機フィラーのメジアン径D50と定める。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63のうち、一部の絶縁部を構成する絶縁性材料が無機フィラーを含有し、残りの絶縁部を構成する絶縁性材料が無機フィラーを含有していなくてもよい。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の厚み方向Tにおける線膨張係数は、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の厚み方向Tにおける線膨張係数が、互いに異なる、又は、一部で異なる場合、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の厚み方向Tにおける線膨張係数のうち、最大値と最小値との差は、100未満であることが好ましい。
絶縁部の厚み方向における線膨張係数は、熱機械分析(TMA)又は動的粘弾性測定(DMA)によって定められる。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度は、125℃以上であることが好ましい。この場合、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度が、コンデンサアレイ1の使用温度よりも高くなりやすいため、コンデンサアレイ1の使用中に、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63が軟化しにくくなる。そのため、コンデンサアレイ1の平坦性が、使用中でも維持されやすくなる。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度は、150℃以上であることがより好ましい。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度は、250℃未満であることが好ましい。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度は、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度が、互いに異なる、又は、一部で異なる場合、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度のうち、最大値と最小値との差は、100℃未満であることが好ましい。
絶縁部を構成する絶縁性材料のガラス転移温度は、熱機械分析又は動的粘弾性測定によって定められる。
コンデンサアレイ1において、面方向に沿い、かつ、少なくとも第1絶縁部61が露出した断面を見たとき、上記断面の全体面積に対する、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の合計面積の割合は、50%以上であることが好ましい。この場合、コンデンサアレイ1の形状を平坦となるように外部から矯正しやすくなる。
上記断面の全体面積に対する、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の合計面積の割合は、77%以上であることが好ましい。
上記断面の全体面積に対する、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の合計面積の割合は、100%未満であることが好ましい。
上記断面の全体面積に対する、第1絶縁部、第2絶縁部、及び、第3絶縁部の合計面積の割合は、以下のようにして定められる。まず、コンデンサアレイを切断、研磨等することにより、面方向に沿い、かつ、少なくとも第1絶縁部が露出した断面、例えば、図2中の線分X1-X2、及び、図4中の線分Y1-Y2に沿う断面が現れるようにする。次に、上記断面の画像を、走査型電子顕微鏡等で撮影する。続いて、撮影された断面画像において、エネルギー分散型X線分析等の分析方法により、第1絶縁部、第2絶縁部、及び、第3絶縁部の存在領域を確認する。この際、後述するスルーホール導体の内側に充填された絶縁部(樹脂充填部)については、第1絶縁部、第2絶縁部、及び、第3絶縁部から除外する。そして、断面画像の画像解析を行うことにより、上記断面の全体面積と、第1絶縁部、第2絶縁部、及び、第3絶縁部の合計面積とを測定し、得られた各々の測定値から、上記断面の全体面積に対する、第1絶縁部、第2絶縁部、及び、第3絶縁部の合計面積の割合を算出する。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63は、例えば、同一の絶縁性樹脂シートを熱圧着する方法、同一の絶縁性樹脂ペーストを塗工した後で熱硬化させる方法等で、複数のコンデンサ部10の両主面を覆いつつ、複数のコンデンサ部10の間と、複数のコンデンサ部10の各々を厚み方向Tに貫通する貫通孔とを充填するように形成される。
封止部60は、第4絶縁部64を更に有していることが好ましい。
第4絶縁部64は、第1絶縁部61との間に界面が存在するように第1絶縁部61に対してコンデンサ部10と反対側に隣接している。
第4絶縁部64を構成する絶縁性材料は、絶縁性樹脂を含有していてもよい。
第4絶縁部64を構成する絶縁性材料に含有される絶縁性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
第1絶縁部61及び第4絶縁部64を構成する絶縁性材料は、互いに異なる絶縁性樹脂を含有していてもよい。つまり、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料と、第4絶縁部64を構成する絶縁性材料とは、互いに異なる絶縁性樹脂を含有していてもよい。
本明細書中、「複数の絶縁部を構成する絶縁性材料は、互いに異なる絶縁性樹脂を含有する」とは、複数の絶縁部を構成する絶縁性材料について、少なくとも絶縁性樹脂の種類が互いに異なることを意味し、好ましくは、絶縁性樹脂の種類に加えて、絶縁性材料の全量に対する絶縁性樹脂の含有量の割合が互いに異なることを意味する。
第1絶縁部61及び第4絶縁部64を構成する絶縁性材料が、互いに異なる絶縁性樹脂を含有していることにより、第4絶縁部64は、第1絶縁部61と異なる特性、更には、第2絶縁部62及び第3絶縁部63と異なる特性を有しやすくなる。
封止部60が、第1絶縁部61、第2絶縁部62、第3絶縁部63、及び、第4絶縁部64を有している場合、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63には、好ましくは、コンデンサ部10の表面形状に追従しやすい特性が求められる。その一方で、第4絶縁部64には、図2等に示す例で封止部60の最表面に位置していることから、コンデンサアレイ1の平坦性を確保するためにも、好ましくは、平坦になりやすい特性が求められる。このように、第4絶縁部64は、第1絶縁部61と異なる特性、更には、第2絶縁部62及び第3絶縁部63と異なる特性を有していることが好ましい。
第1絶縁部61及び第4絶縁部64を構成する絶縁性材料は、互いに同じ絶縁性樹脂を含有していてもよい。つまり、第1絶縁部61、第2絶縁部62、第3絶縁部63、及び、第4絶縁部64を構成する絶縁性材料は、互いに同じ絶縁性樹脂を含有していてもよい。
第4絶縁部64を構成する絶縁性材料は、無機フィラーを更に含有していてもよい。
第4絶縁部64を構成する絶縁性材料に含有される無機フィラーとしては、例えば、シリカフィラー、アルミナフィラー等が挙げられる。
第1絶縁部61、第2絶縁部62、第3絶縁部63、及び、第4絶縁部64を構成する絶縁性材料に含有される無機フィラーは、少なくとも種類の点で、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよいし、一部で異なっていてもよい。
第4絶縁部64を構成する絶縁性材料は、ガラスクロスを更に含有していてもよい。この場合、第4絶縁部64の剛性が向上しやすくなるため、第4絶縁部64の平坦性が維持されやすくなる。その結果、コンデンサアレイ1の平坦性が維持されやすくなる。
ガラスクロスを含有する絶縁性材料としては、例えば、プリプレグ等が挙げられる。
同一温度において、第4絶縁部64の弾性率は、第1絶縁部61の弾性率よりも高いことが好ましい。この場合、第1絶縁部61がコンデンサ部10の表面形状に追従するように変形しやすくても、第4絶縁部64が変形しにくいため、第4絶縁部64の平坦性が維持されやすくなる。その結果、コンデンサアレイ1の平坦性が維持されやすくなる。
同一温度において、第4絶縁部64の弾性率は、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の弾性率よりも高いことがより好ましい。
絶縁部の弾性率は、熱機械分析又は動的粘弾性測定によって定められる。
同一温度において、第4絶縁部64の粘性率は、第1絶縁部61の粘性率よりも低いことが好ましい。この場合、第1絶縁部61がコンデンサ部10の表面形状に追従するように流動しやすくても、第4絶縁部64が流動しにくいため、第4絶縁部64の平坦性が維持されやすくなる。その結果、コンデンサアレイ1の平坦性が維持されやすくなる。
同一温度において、第4絶縁部64の粘性率は、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の粘性率よりも低いことが好ましい。
絶縁部の粘性率は、熱機械分析又は動的粘弾性測定によって定められる。
第4絶縁部64の厚み方向Tにおける線膨張係数は、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の厚み方向Tにおける線膨張係数よりも小さいことが好ましい。図2等に示す例では、第4絶縁部64が封止部60の最表面に位置していることから、第4絶縁部64の厚み方向Tにおける線膨張係数が、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の厚み方向Tにおける線膨張係数よりも小さい場合、第4絶縁部64の厚み方向Tにおける線膨張係数が、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の厚み方向Tにおける線膨張係数以上である場合と比較して、コンデンサアレイ1の製造過程等で熱処理が施されても、第4絶縁部64が構成する封止部60の両主面、ひいては、コンデンサアレイ1の両主面の平坦性が維持されやすくなる。
なお、第4絶縁部64の厚み方向Tにおける線膨張係数は、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の厚み方向Tにおける線膨張係数と同じであってもよいし、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63の厚み方向Tにおける線膨張係数よりも大きくてもよい。
第4絶縁部64は、例えば、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63が上述した方法で形成された後、絶縁性樹脂シートを熱圧着する方法、絶縁性樹脂ペーストを塗工した後で熱硬化させる方法等で、第1絶縁部61に対してコンデンサ部10と反対側に隣接するように形成される。このようにして、第4絶縁部64を、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63に対してビルドアップ工法で形成すると、第4絶縁部64を形成する際の熱処理によって、既に形成された第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を軟化させる必要がない。そのため、第4絶縁部64を形成する際に、第1絶縁部61及び第4絶縁部64が一体化せず、第1絶縁部61と第4絶縁部64との間には界面が存在するようになる。
第1絶縁部61と第4絶縁部64との間に界面が存在する状態を実現する観点から、第4絶縁部64を構成する絶縁性材料のガラス転移温度は、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度よりも低いことが好ましい。
なお、第4絶縁部64を構成する絶縁性材料のガラス転移温度は、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度と同じであってもよいし、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度よりも高くてもよい。図2等に示す例では、第4絶縁部64が封止部60の最表面に位置していることから、第4絶縁部64を構成する絶縁性材料のガラス転移温度が、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度よりも高い場合、第4絶縁部64を構成する絶縁性材料のガラス転移温度が、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料のガラス転移温度以下である場合と比較して、コンデンサアレイ1の製造過程等で熱処理が施されても、第4絶縁部64が構成する封止部60の両主面、ひいては、コンデンサアレイ1の両主面の平坦性が維持されやすくなる。
コンデンサアレイ1は、スルーホール導体70Aを更に有していることが好ましい。
スルーホール導体70Aは、コンデンサ部10及び封止部60を厚み方向Tに貫通している。図2等に示す例において、スルーホール導体70Aは、コンデンサ部10に加えて、第1絶縁部61及び第4絶縁部64を厚み方向Tに貫通している。
スルーホール導体70Aは、コンデンサ部10及び封止部60を厚み方向Tに貫通する貫通孔71Aの少なくとも内壁面上に設けられていることが好ましい。図2等に示す例において、スルーホール導体70Aは、貫通孔71Aの内部全体ではなく、貫通孔71Aの内壁面上に設けられている。
スルーホール導体70Aは、貫通孔71Aの内壁面で陽極板20に電気的に接続されていることが好ましい。より具体的には、スルーホール導体70Aは、面方向において貫通孔71Aの内壁面に対向する陽極板20の端面に電気的に接続されていることが好ましい。これにより、陽極板20は、スルーホール導体70Aを介して外部に電気的に導出される。
スルーホール導体70Aに電気的に接続される陽極板20の端面には、芯部21及び多孔質層22が露出していることが好ましい。この場合、芯部21に加えて多孔質層22でも、スルーホール導体70Aとの電気的な接続がなされる。
厚み方向Tから見たとき、スルーホール導体70Aは、貫通孔71Aの全周にわたって陽極板20に電気的に接続されていることが好ましい。この場合、陽極板20とスルーホール導体70Aとの接続抵抗が低下しやすくなるため、コンデンサ部10の等価直列抵抗(ESR)が低下しやすくなる。
スルーホール導体70Aは、例えば、以下のようにして形成される。まず、ドリル加工、レーザー加工等を行うことにより、コンデンサ部10及び封止部60を厚み方向Tに貫通する貫通孔71Aを形成する。そして、貫通孔71Aの内壁面を、銅、金、銀等の低抵抗の金属を含有する金属材料でメタライズすることにより、スルーホール導体70Aを形成する。スルーホール導体70Aを形成する際、例えば、貫通孔71Aの内壁面を、無電解銅めっき処理、電解銅めっき処理等でメタライズすることにより、加工が容易になる。なお、スルーホール導体70Aを形成する方法については、貫通孔71Aの内壁面をメタライズする方法以外に、金属材料、金属と樹脂との複合材料等を貫通孔71Aに充填する方法であってもよい。
コンデンサアレイ1は、面方向において陽極板20とスルーホール導体70Aとの間に設けられた陽極接続層72を更に有していることが好ましい。図2等に示す例において、陽極接続層72は、陽極板20及びスルーホール導体70Aの両方に接している。
陽極接続層72が面方向において陽極板20とスルーホール導体70Aとの間に設けられていることにより、陽極接続層72が、陽極板20に対するバリア層、より具体的には、芯部21及び多孔質層22に対するバリア層として機能する。陽極接続層72が陽極板20に対するバリア層として機能すると、後述する外部電極層80A等を形成するための薬液処理時に生じる陽極板20の溶解が抑制され、ひいては、コンデンサ部10への薬液の浸入が抑制されるため、コンデンサアレイ1の信頼性が向上しやすくなる。
陽極板20とスルーホール導体70Aとは、陽極接続層72を介して電気的に接続されていることが好ましい。
陽極接続層72の厚み方向Tにおける寸法は、陽極板20の厚み方向Tにおける寸法よりも大きいことが好ましい。この場合、陽極板20の端面全体が陽極接続層72で覆われるため、陽極板20に対する陽極接続層72のバリア性が向上しやすくなる。
陽極接続層72の厚み方向Tにおける寸法は、陽極板20の厚み方向Tにおける寸法の100%よりも大きく、200%以下であることが好ましい。
なお、陽極接続層72の厚み方向Tにおける寸法は、陽極板20の厚み方向Tにおける寸法と同じであってもよいし、陽極板20の厚み方向Tにおける寸法よりも小さくてもよい。
厚み方向Tから見たとき、スルーホール導体70Aは、貫通孔71Aの全周にわたって陽極接続層72に接続されていることが好ましい。この場合、スルーホール導体70Aと陽極接続層72との接触面積が大きくなるため、スルーホール導体70Aと陽極接続層72との接続抵抗が低下しやすくなる。その結果、陽極板20とスルーホール導体70Aとの接続抵抗が低下しやすくなるため、コンデンサ部10の等価直列抵抗が低下しやすくなる。更に、スルーホール導体70Aと陽極接続層72との間の密着性が向上しやすくなるため、熱応力によるスルーホール導体70Aと陽極接続層72との間の剥離等の不具合が生じにくくなる。
陽極接続層72は、ニッケルを主成分とする層を含むことが好ましい。この場合、陽極板20を構成する金属(例えば、アルミニウム)等へのダメージが低減されるため、陽極板20に対する陽極接続層72のバリア性が向上しやすくなる。
なお、面方向において、陽極板20とスルーホール導体70Aとの間には、陽極接続層72が設けられていなくてもよい。この場合、スルーホール導体70Aは、陽極板20の端面に直に接続されていてもよい。
コンデンサアレイ1は、スルーホール導体70Aに電気的に接続された外部電極層80Aを更に有していることが好ましい。図2等に示す例において、外部電極層80Aは、スルーホール導体70Aの表面上に設けられており、コンデンサアレイ1(コンデンサ部10)の接続端子として機能する。図2等に示す例において、外部電極層80Aは、スルーホール導体70Aを介して陽極板20に電気的に接続されており、陽極板20用の接続端子として機能する。
外部電極層80Aの構成材料としては、例えば、銀、金、銅等の低抵抗の金属を含有する金属材料等が挙げられる。この場合、外部電極層80Aは、例えば、スルーホール導体70Aの表面にめっき処理を行うことにより形成される。
外部電極層80Aと他の部材との間の密着性、ここでは、外部電極層80Aとスルーホール導体70Aとの間の密着性を向上させるために、外部電極層80Aの構成材料として、銀フィラー、銅フィラー、ニッケルフィラー、及び、カーボンフィラーからなる群より選択される少なくとも1種の導電性フィラーと樹脂との混合材料が用いられてもよい。
コンデンサアレイ1は、貫通孔71Aに樹脂材料が充填されてなる樹脂充填部90Aを更に有していることが好ましい。図2等に示す例において、樹脂充填部90Aは、貫通孔71Aの内壁面上のスルーホール導体70Aで囲まれた空間に設けられている。樹脂充填部90Aが設けられることで貫通孔71A内の空間が解消されると、スルーホール導体70Aのデラミネーションの発生が抑制される。
樹脂充填部90Aの熱膨張率は、スルーホール導体70Aの熱膨張率よりも高いことが好ましい。より具体的には、貫通孔71Aに充填された樹脂材料の熱膨張率は、スルーホール導体70Aの構成材料(例えば、銅)の熱膨張率よりも高いことが好ましい。この場合、樹脂充填部90A、より具体的には、貫通孔71Aに充填された樹脂材料が高温環境下で膨張することにより、スルーホール導体70Aが貫通孔71Aの内側から外側に向かって貫通孔71Aの内壁面に押さえつけられるため、スルーホール導体70Aのデラミネーションの発生が充分に抑制される。
なお、樹脂充填部90Aの熱膨張率は、スルーホール導体70Aの熱膨張率と同じであってもよいし、スルーホール導体70Aの熱膨張率よりも低くてもよい。より具体的には、貫通孔71Aに充填された樹脂材料の熱膨張率は、スルーホール導体70Aの構成材料の熱膨張率と同じであってもよいし、スルーホール導体70Aの構成材料の熱膨張率よりも低くてもよい。
なお、コンデンサアレイ1は、樹脂充填部90Aを有していなくてもよい。この場合、スルーホール導体70Aは、貫通孔71Aの内壁面上だけではなく、貫通孔71Aの内部全体に設けられていることが好ましい。
コンデンサアレイ1は、スルーホール導体70Bを更に有していることが好ましい。
スルーホール導体70Bは、コンデンサ部10及び封止部60、厳密には、封止部60を厚み方向Tに貫通している。図2等に示す例において、スルーホール導体70Bは、第3絶縁部63及び第4絶縁部64を厚み方向Tに貫通している。
スルーホール導体70Bは、コンデンサ部10及び封止部60、厳密には、封止部60を厚み方向Tに貫通する貫通孔71Bの少なくとも内壁面上に設けられていることが好ましい。図2等に示す例において、スルーホール導体70Bは、貫通孔71Bの内部全体ではなく、貫通孔71Bの内壁面上に設けられている。
スルーホール導体70Bは、例えば、以下のようにして形成される。まず、ドリル加工、レーザー加工等を行うことにより、コンデンサ部10を厚み方向Tに貫通する貫通孔を形成する。次に、第1絶縁部61、第2絶縁部62、及び、第3絶縁部63を、コンデンサ部10の両主面側からコンデンサ部10を封止するように形成すると、上述した貫通孔に絶縁性材料が充填されてなる第3絶縁部63が形成される。更に、第4絶縁部64を、第1絶縁部61に対してコンデンサ部10と反対側に隣接するように形成する。そして、第3絶縁部63及び第4絶縁部64に対して、ドリル加工、レーザー加工等を行うことにより、貫通孔71Bを形成する。この際、貫通孔71Bの直径を第3絶縁部63の直径よりも小さくすることにより、面方向において、先に形成された貫通孔の内壁面と貫通孔71Bの内壁面との間に第3絶縁部63が設けられた状態にする。その後、貫通孔71Bの内壁面を、銅、金、銀等の低抵抗の金属を含有する金属材料でメタライズすることにより、スルーホール導体70Bを形成する。スルーホール導体70Bを形成する際、例えば、貫通孔71Bの内壁面を、無電解銅めっき処理、電解銅めっき処理等でメタライズすることにより、加工が容易になる。なお、スルーホール導体70Bを形成する方法については、貫通孔71Bの内壁面をメタライズする方法以外に、金属材料、金属と樹脂との複合材料等を貫通孔71Bに充填する方法であってもよい。
以上のように、スルーホール導体70Bが第3絶縁部63を厚み方向Tに貫通するように設けられている場合、第3絶縁部63は、面方向において、コンデンサ部10とスルーホール導体70Bとの間、ひいては、陽極板20とスルーホール導体70Bとの間に設けられる。図2等に示す例において、第3絶縁部63は、コンデンサ部10及びスルーホール導体70Bの両方、ひいては、陽極板20及びスルーホール導体70Bの両方に接している。
第3絶縁部63が、面方向において、コンデンサ部10とスルーホール導体70Bとの間、ひいては、陽極板20とスルーホール導体70Bとの間に設けられていることにより、陽極板20とスルーホール導体70Bとの間の絶縁性、ひいては、陽極板20と陰極層40との間の絶縁性が確保され、両者間の短絡が防止される。
第3絶縁部63が、コンデンサ部10及びスルーホール導体70Bの両方、ひいては、陽極板20及びスルーホール導体70Bの両方に接している場合、図2等に示すように、第3絶縁部63に接する陽極板20の端面には、芯部21及び多孔質層22が露出していることが好ましい。この場合、多孔質層22と第3絶縁部63との接触面積が大きくなることで両者間の密着性が向上するため、多孔質層22と第3絶縁部63との間の剥離等の不具合が生じにくくなる。
第3絶縁部63に接する陽極板20の端面に、芯部21及び多孔質層22が露出している場合、マスク層50の構成材料が多孔質層22の空孔に入り込むことで多孔質層22の内部に広がったマスク層50が、スルーホール導体70Bの周囲に設けられていることが好ましい。この場合、陽極板20とスルーホール導体70Bとの間の絶縁性、ひいては、陽極板20と陰極層40との間の絶縁性が充分に確保され、両者間の短絡が充分に防止される。
第3絶縁部63に接する陽極板20の端面に、芯部21及び多孔質層22が露出している場合、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料は、多孔質層22の空孔に入り込んでいることが好ましい。この場合、多孔質層22の機械的強度が向上しつつ、多孔質層22の空孔に起因するデラミネーションの発生が抑制される。
第3絶縁部63の熱膨張率は、スルーホール導体70Bの熱膨張率よりも高いことが好ましい。より具体的には、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料の熱膨張率は、スルーホール導体70Bの構成材料(例えば、銅)の熱膨張率よりも高いことが好ましい。この場合、第3絶縁部63、より具体的には、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料が高温環境下で膨張することにより、多孔質層22及びスルーホール導体70Bが押さえつけられるため、デラミネーションの発生が充分に抑制される。
なお、第3絶縁部63の熱膨張率は、スルーホール導体70Bの熱膨張率と同じであってもよいし、スルーホール導体70Bの熱膨張率よりも低くてもよい。より具体的には、第3絶縁部63を構成する絶縁性材料の熱膨張率は、スルーホール導体70Bの構成材料の熱膨張率と同じであってもよいし、スルーホール導体70Bの構成材料の熱膨張率よりも低くてもよい。
コンデンサアレイ1は、スルーホール導体70Bに電気的に接続された外部電極層80Bを更に有していることが好ましい。図2等に示す例において、外部電極層80Bは、スルーホール導体70Bの表面上に設けられており、コンデンサアレイ1(コンデンサ部10)の接続端子として機能する。
外部電極層80Bの構成材料としては、例えば、銀、金、銅等の低抵抗の金属を含有する金属材料等が挙げられる。この場合、外部電極層80Bは、例えば、スルーホール導体70Bの表面にめっき処理を行うことにより形成される。
外部電極層80Bと他の部材との間の密着性、ここでは、外部電極層80Bとスルーホール導体70Bとの間の密着性を向上させるために、外部電極層80Bの構成材料として、銀フィラー、銅フィラー、ニッケルフィラー、及び、カーボンフィラーからなる群より選択される少なくとも1種の導電性フィラーと樹脂との混合材料が用いられてもよい。
外部電極層80A及び外部電極層80Bの構成材料は、少なくとも種類の点で、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよい。
図1に示す例では、複数のコンデンサ部10の各々において、陽極板20に電気的に接続された外部電極層80Aと、陰極層40に電気的に接続された外部電極層80Bとが設けられているが、複数のコンデンサ部10で外部電極層80A及び外部電極層80Bの少なくとも一方が共通するように設けられていてもよい。
図2等に示す例では、外部電極層80A及び外部電極層80Bが、封止部60の両主面側に設けられているが、封止部60の一方主面側のみに設けられていてもよい。
コンデンサアレイ1は、封止部60を厚み方向Tに貫通して陰極層40及び外部電極層80Bに接続されたビア導体73を更に有していることが好ましい。図2等に示す例において、ビア導体73は、第1絶縁部61及び第4絶縁部64を厚み方向Tに貫通して、陰極層40及び外部電極層80Bに接続されている。
ビア導体73の構成材料としては、例えば、銀、金、銅等の低抵抗の金属を含有する金属材料等が挙げられる。
ビア導体73は、例えば、第1絶縁部61及び第4絶縁部64を厚み方向Tに貫通する貫通孔に対して、上述した金属材料で内壁面にめっき処理を行ったり、導電性ペーストを充填した後に熱処理を行ったりすることにより形成される。
ビア導体73が上述した方法で形成される際、ビア導体73の側面上の外部電極層80B側の位置に応力が集中することにより、ビア導体73にクラックが発生することがある。これに対して、上述したように、第4絶縁部64を構成する絶縁性材料がガラスクロスを含有していると、以下のようにビア導体73でのクラックの発生が抑制される。
図6は、第4絶縁部を構成する絶縁性材料がガラスクロスを含有している場合のコンデンサアレイにおける、ビア導体及びその周辺を拡大して示す断面模式図である。
第4絶縁部64を構成する絶縁性材料がガラスクロスを含有していると、図6に示すように、ビア導体73を形成しようとする貫通孔のうち、第4絶縁部64を貫通する部分の内壁面から内部に向かって面方向にガラスクロスGが突き出しやすくなる。ガラスクロスGが突き出した状態の貫通孔に対して、上述した方法でビア導体73を形成すると、ガラスクロスGの突き出しによって応力が分散されるため、ビア導体73でのクラックの発生が抑制される。
図2等に示す例において、スルーホール導体70Bは、外部電極層80B及びビア導体73を介して、陰極層40に電気的に接続されている。このように、スルーホール導体70Bは、陰極層40に電気的に接続されていることが好ましい。
図2等に示す例において、外部電極層80Bは、ビア導体73を介して陰極層40に電気的に接続されており、陰極層40用の接続端子として機能する。
コンデンサアレイ1は、貫通孔71Bに樹脂材料が充填されてなる樹脂充填部90Bを更に有していることが好ましい。図2等に示す例において、樹脂充填部90Bは、貫通孔71Bの内壁面上のスルーホール導体70Bで囲まれた空間に設けられている。樹脂充填部90Bが設けられることで貫通孔71B内の空間が解消されると、スルーホール導体70Bのデラミネーションの発生が抑制される。
樹脂充填部90Bの熱膨張率は、スルーホール導体70Bの熱膨張率よりも高いことが好ましい。より具体的には、貫通孔71Bに充填された樹脂材料の熱膨張率は、スルーホール導体70Bの構成材料(例えば、銅)の熱膨張率よりも高いことが好ましい。この場合、樹脂充填部90B、より具体的には、貫通孔71Bに充填された樹脂材料が高温環境下で膨張することにより、スルーホール導体70Bが貫通孔71Bの内側から外側に向かって貫通孔71Bの内壁面に押さえつけられるため、スルーホール導体70Bのデラミネーションの発生が充分に抑制される。
なお、樹脂充填部90Bの熱膨張率は、スルーホール導体70Bの熱膨張率と同じであってもよいし、スルーホール導体70Bの熱膨張率よりも低くてもよい。より具体的には、貫通孔71Bに充填された樹脂材料の熱膨張率は、スルーホール導体70Bの構成材料の熱膨張率と同じであってもよいし、スルーホール導体70Bの構成材料の熱膨張率よりも低くてもよい。
なお、コンデンサアレイ1は、樹脂充填部90Bを有していなくてもよい。この場合、スルーホール導体70Bは、貫通孔71Bの内壁面上だけではなく、貫通孔71Bの内部全体に設けられていることが好ましい。
本発明のコンデンサアレイにおいて、コンデンサ部は、上述した固体電解コンデンサを含む電解コンデンサに限定されない。本発明のコンデンサアレイにおいて、コンデンサ部は、例えば、チタン酸バリウムを用いたセラミックコンデンサ、窒化ケイ素(SiN)、二酸化ケイ素(SiO2)、フッ化水素(HF)等を用いた薄膜コンデンサ、MIM(Metal Insulator Metal)構造を有するトレンチ型コンデンサ等を構成してもよい。
本発明のコンデンサアレイにおいて、コンデンサ部の薄型化及び大面積化、並びに、コンデンサ部の剛性、柔軟性等の機械特性向上の観点から、コンデンサ部は、アルミニウム等の金属を基材とするコンデンサを構成することが好ましく、アルミニウム等の金属を基材とする電解コンデンサを構成することがより好ましい。
本発明のコンデンサアレイは、例えば、複合電子部品に用いられる。このような複合電子部品は、例えば、本発明のコンデンサアレイと、本発明のコンデンサアレイの外部電極層に電気的に接続された電子部品と、を有する。
複合電子部品において、外部電極層に電気的に接続される電子部品は、受動素子であってもよいし、能動素子であってもよいし、受動素子及び能動素子の両方であってもよいし、受動素子及び能動素子の複合体であってもよい。
受動素子としては、例えば、インダクタ等が挙げられる。
能動素子としては、メモリ、GPU(Graphical Processing Unit)、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、PMIC(Power Management IC)等が挙げられる。
本発明のコンデンサアレイが複合電子部品に用いられる場合、本発明のコンデンサアレイは、例えば、電子部品を実装するための基板として扱われる。そのため、本発明のコンデンサアレイを全体としてシート状にし、更に、本発明のコンデンサアレイに実装される電子部品をシート状にすることにより、電子部品を厚み方向に貫通するスルーホール導体を介して、本発明のコンデンサアレイと電子部品とを厚み方向に電気的に接続することが可能となる。その結果、電子部品としての受動素子及び能動素子を一括のモジュールのように構成することが可能となる。
例えば、半導体アクティブ素子を含むボルテージレギュレータと、変換された直流電圧が供給される負荷との間に本発明のコンデンサアレイを電気的に接続することにより、スイッチングレギュレータを形成することができる。
複合電子部品においては、本発明のコンデンサアレイが複数個レイアウトされたコンデンサマトリクスシートの一方主面上に回路層を形成した上で、その回路層を、電子部品としての受動素子又は能動素子に電気的に接続してもよい。
また、基板に予め設けられたキャビティ部に本発明のコンデンサアレイを配置し、樹脂で埋め込んだ後、その樹脂上に回路層を形成してもよい。同基板の別のキャビティ部には、別の電子部品としての受動素子又は能動素子が搭載されていてもよい。
あるいは、本発明のコンデンサアレイをウエハ、ガラス等の平滑なキャリアに実装し、樹脂による外層部を形成した後、回路層を形成した上で、その回路層を、電子部品としての受動素子又は能動素子に電気的に接続してもよい。
本明細書には、以下の内容が開示されている。
<1>
厚み方向に直交する面方向に平面配置された複数のコンデンサ部と、
複数の上記コンデンサ部の上記厚み方向に相対する両主面側から複数の上記コンデンサ部を封止し、かつ、絶縁性材料で構成された封止部と、を備え、
上記封止部は、複数の上記コンデンサ部の両主面を覆う第1絶縁部と、複数の上記コンデンサ部を各々に分断する第2絶縁部と、複数の上記コンデンサ部の各々を上記厚み方向に貫通する第3絶縁部と、を有し、
上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、互いに同じ絶縁性樹脂を含有する、ことを特徴とするコンデンサアレイ。
厚み方向に直交する面方向に平面配置された複数のコンデンサ部と、
複数の上記コンデンサ部の上記厚み方向に相対する両主面側から複数の上記コンデンサ部を封止し、かつ、絶縁性材料で構成された封止部と、を備え、
上記封止部は、複数の上記コンデンサ部の両主面を覆う第1絶縁部と、複数の上記コンデンサ部を各々に分断する第2絶縁部と、複数の上記コンデンサ部の各々を上記厚み方向に貫通する第3絶縁部と、を有し、
上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、互いに同じ絶縁性樹脂を含有する、ことを特徴とするコンデンサアレイ。
<2>
上記コンデンサ部は、上記厚み方向に相対する両主面のうちの少なくとも一方主面に多孔質層を有する陽極板と、上記多孔質層の表面上に設けられた誘電体層と、上記誘電体層の表面上に設けられた陰極層と、を有している、<1>に記載のコンデンサアレイ。
上記コンデンサ部は、上記厚み方向に相対する両主面のうちの少なくとも一方主面に多孔質層を有する陽極板と、上記多孔質層の表面上に設けられた誘電体層と、上記誘電体層の表面上に設けられた陰極層と、を有している、<1>に記載のコンデンサアレイ。
<3>
上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、無機フィラーを更に含有している、<1>又は<2>に記載のコンデンサアレイ。
上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、無機フィラーを更に含有している、<1>又は<2>に記載のコンデンサアレイ。
<4>
上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部を構成する上記絶縁性材料に含有される上記無機フィラーのメジアン径D50は、20μm以下である、<3>に記載のコンデンサアレイ。
上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部を構成する上記絶縁性材料に含有される上記無機フィラーのメジアン径D50は、20μm以下である、<3>に記載のコンデンサアレイ。
<5>
上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部を構成する上記絶縁性材料のガラス転移温度は、125℃以上である、<1>~<4>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部を構成する上記絶縁性材料のガラス転移温度は、125℃以上である、<1>~<4>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
<6>
上記面方向に沿い、かつ、少なくとも上記第1絶縁部が露出した断面を見たとき、上記断面の全体面積に対する、上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部の合計面積の割合は、50%以上である、<1>~<5>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
上記面方向に沿い、かつ、少なくとも上記第1絶縁部が露出した断面を見たとき、上記断面の全体面積に対する、上記第1絶縁部、上記第2絶縁部、及び、上記第3絶縁部の合計面積の割合は、50%以上である、<1>~<5>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
<7>
上記封止部は、上記第1絶縁部との間に界面が存在するように上記第1絶縁部に対して上記コンデンサ部と反対側に隣接する第4絶縁部を更に有している、<1>~<6>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
上記封止部は、上記第1絶縁部との間に界面が存在するように上記第1絶縁部に対して上記コンデンサ部と反対側に隣接する第4絶縁部を更に有している、<1>~<6>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
<8>
上記第4絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、絶縁性樹脂を含有している、<7>に記載のコンデンサアレイ。
上記第4絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、絶縁性樹脂を含有している、<7>に記載のコンデンサアレイ。
<9>
上記第1絶縁部及び上記第4絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、互いに異なる絶縁性樹脂を含有している、<8>に記載のコンデンサアレイ。
上記第1絶縁部及び上記第4絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、互いに異なる絶縁性樹脂を含有している、<8>に記載のコンデンサアレイ。
<10>
上記第4絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、無機フィラーを更に含有している、<8>又は<9>に記載のコンデンサアレイ。
上記第4絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、無機フィラーを更に含有している、<8>又は<9>に記載のコンデンサアレイ。
<11>
上記第4絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、ガラスクロスを更に含有している、<8>~<10>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
上記第4絶縁部を構成する上記絶縁性材料は、ガラスクロスを更に含有している、<8>~<10>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
<12>
同一温度において、上記第4絶縁部の弾性率は、上記第1絶縁部の弾性率よりも高い、<7>~<11>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
同一温度において、上記第4絶縁部の弾性率は、上記第1絶縁部の弾性率よりも高い、<7>~<11>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
<13>
同一温度において、上記第4絶縁部の粘性率は、上記第1絶縁部の粘性率よりも低い、<7>~<12>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
同一温度において、上記第4絶縁部の粘性率は、上記第1絶縁部の粘性率よりも低い、<7>~<12>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
<14>
上記コンデンサ部及び上記封止部を上記厚み方向に貫通するスルーホール導体を更に備えている、<1>~<13>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
上記コンデンサ部及び上記封止部を上記厚み方向に貫通するスルーホール導体を更に備えている、<1>~<13>のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
<15>
上記スルーホール導体は、上記第3絶縁部を上記厚み方向に貫通し、
上記第3絶縁部は、上記面方向において、上記コンデンサ部と上記スルーホール導体との間に設けられている、<14>に記載のコンデンサアレイ。
上記スルーホール導体は、上記第3絶縁部を上記厚み方向に貫通し、
上記第3絶縁部は、上記面方向において、上記コンデンサ部と上記スルーホール導体との間に設けられている、<14>に記載のコンデンサアレイ。
1 コンデンサアレイ
10 コンデンサ部
20 陽極板
21 芯部
22 多孔質層
30 誘電体層
40 陰極層
41 固体電解質層
42 導電体層
42A 導電性樹脂層
42B 金属層
50 マスク層
60 封止部
61 第1絶縁部
62 第2絶縁部
63 第3絶縁部
64 第4絶縁部
70A、70B スルーホール導体
71A、71B 貫通孔
72 陽極接続層
73 ビア導体
80A、80B 外部電極層
90A、90B 樹脂充填部
G ガラスクロス
T 厚み方向
U 第1方向
V 第2方向
10 コンデンサ部
20 陽極板
21 芯部
22 多孔質層
30 誘電体層
40 陰極層
41 固体電解質層
42 導電体層
42A 導電性樹脂層
42B 金属層
50 マスク層
60 封止部
61 第1絶縁部
62 第2絶縁部
63 第3絶縁部
64 第4絶縁部
70A、70B スルーホール導体
71A、71B 貫通孔
72 陽極接続層
73 ビア導体
80A、80B 外部電極層
90A、90B 樹脂充填部
G ガラスクロス
T 厚み方向
U 第1方向
V 第2方向
Claims (15)
- 厚み方向に直交する面方向に平面配置された複数のコンデンサ部と、
複数の前記コンデンサ部の前記厚み方向に相対する両主面側から複数の前記コンデンサ部を封止し、かつ、絶縁性材料で構成された封止部と、を備え、
前記封止部は、複数の前記コンデンサ部の両主面を覆う第1絶縁部と、複数の前記コンデンサ部を各々に分断する第2絶縁部と、複数の前記コンデンサ部の各々を前記厚み方向に貫通する第3絶縁部と、を有し、
前記第1絶縁部、前記第2絶縁部、及び、前記第3絶縁部を構成する前記絶縁性材料は、互いに同じ絶縁性樹脂を含有する、ことを特徴とするコンデンサアレイ。 - 前記コンデンサ部は、前記厚み方向に相対する両主面のうちの少なくとも一方主面に多孔質層を有する陽極板と、前記多孔質層の表面上に設けられた誘電体層と、前記誘電体層の表面上に設けられた陰極層と、を有している、請求項1に記載のコンデンサアレイ。
- 前記第1絶縁部、前記第2絶縁部、及び、前記第3絶縁部を構成する前記絶縁性材料は、無機フィラーを更に含有している、請求項1又は2に記載のコンデンサアレイ。
- 前記第1絶縁部、前記第2絶縁部、及び、前記第3絶縁部を構成する前記絶縁性材料に含有される前記無機フィラーのメジアン径D50は、20μm以下である、請求項3に記載のコンデンサアレイ。
- 前記第1絶縁部、前記第2絶縁部、及び、前記第3絶縁部を構成する前記絶縁性材料のガラス転移温度は、125℃以上である、請求項1~4のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
- 前記面方向に沿い、かつ、少なくとも前記第1絶縁部が露出した断面を見たとき、前記断面の全体面積に対する、前記第1絶縁部、前記第2絶縁部、及び、前記第3絶縁部の合計面積の割合は、50%以上である、請求項1~5のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
- 前記封止部は、前記第1絶縁部との間に界面が存在するように前記第1絶縁部に対して前記コンデンサ部と反対側に隣接する第4絶縁部を更に有している、請求項1~6のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
- 前記第4絶縁部を構成する前記絶縁性材料は、絶縁性樹脂を含有している、請求項7に記載のコンデンサアレイ。
- 前記第1絶縁部及び前記第4絶縁部を構成する前記絶縁性材料は、互いに異なる絶縁性樹脂を含有している、請求項8に記載のコンデンサアレイ。
- 前記第4絶縁部を構成する前記絶縁性材料は、無機フィラーを更に含有している、請求項8又は9に記載のコンデンサアレイ。
- 前記第4絶縁部を構成する前記絶縁性材料は、ガラスクロスを更に含有している、請求項8~10のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
- 同一温度において、前記第4絶縁部の弾性率は、前記第1絶縁部の弾性率よりも高い、請求項7~11のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
- 同一温度において、前記第4絶縁部の粘性率は、前記第1絶縁部の粘性率よりも低い、請求項7~12のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
- 前記コンデンサ部及び前記封止部を前記厚み方向に貫通するスルーホール導体を更に備えている、請求項1~13のいずれかに記載のコンデンサアレイ。
- 前記スルーホール導体は、前記第3絶縁部を前記厚み方向に貫通し、
前記第3絶縁部は、前記面方向において、前記コンデンサ部と前記スルーホール導体との間に設けられている、請求項14に記載のコンデンサアレイ。
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Citations (8)
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JP2003023251A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Ibiden Co Ltd | 多層プリント配線板 |
JP2008078301A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Fujitsu Ltd | キャパシタ内蔵型配線基板およびその製造方法 |
JP2009170566A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Murata Mfg Co Ltd | 多層セラミック基板およびその製造方法 |
JP2011029623A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-02-10 | Murata Mfg Co Ltd | 部品内蔵基板、その部品内蔵基板を用いたモジュール部品および部品内蔵基板の製造方法 |
JP2018006724A (ja) * | 2016-06-23 | 2018-01-11 | 京セラ株式会社 | 配線基板 |
WO2019221046A1 (ja) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 株式会社村田製作所 | 固体電解コンデンサ |
WO2019239937A1 (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 株式会社村田製作所 | コンデンサアレイ、複合電子部品、コンデンサアレイの製造方法、及び、複合電子部品の製造方法 |
JP2020167361A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社村田製作所 | コンデンサアレイ、及び、複合電子部品 |
-
2023
- 2023-04-24 WO PCT/JP2023/016085 patent/WO2023238528A1/ja unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003023251A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Ibiden Co Ltd | 多層プリント配線板 |
JP2008078301A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Fujitsu Ltd | キャパシタ内蔵型配線基板およびその製造方法 |
JP2009170566A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Murata Mfg Co Ltd | 多層セラミック基板およびその製造方法 |
JP2011029623A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-02-10 | Murata Mfg Co Ltd | 部品内蔵基板、その部品内蔵基板を用いたモジュール部品および部品内蔵基板の製造方法 |
JP2018006724A (ja) * | 2016-06-23 | 2018-01-11 | 京セラ株式会社 | 配線基板 |
WO2019221046A1 (ja) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 株式会社村田製作所 | 固体電解コンデンサ |
WO2019239937A1 (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 株式会社村田製作所 | コンデンサアレイ、複合電子部品、コンデンサアレイの製造方法、及び、複合電子部品の製造方法 |
JP2020167361A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社村田製作所 | コンデンサアレイ、及び、複合電子部品 |
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