WO2024106239A1 - コンデンサ素子 - Google Patents

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WO2024106239A1
WO2024106239A1 PCT/JP2023/039827 JP2023039827W WO2024106239A1 WO 2024106239 A1 WO2024106239 A1 WO 2024106239A1 JP 2023039827 W JP2023039827 W JP 2023039827W WO 2024106239 A1 WO2024106239 A1 WO 2024106239A1
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WO
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layer
thickness direction
external electrode
opening
capacitor element
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Application number
PCT/JP2023/039827
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English (en)
French (fr)
Inventor
克彦 ▲徳▼田
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/008Terminals
    • H01G9/012Terminals specially adapted for solid capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/08Housing; Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15Solid electrolytic capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a capacitor element.
  • Patent Document 1 discloses a capacitor array including a plurality of solid electrolytic capacitor elements formed by dividing a single solid electrolytic capacitor sheet, a sheet-like first sealing layer, and a sheet-like second sealing layer.
  • the solid electrolytic capacitor sheet includes an anode plate made of a valve metal, a porous layer provided on at least one main surface of the anode plate, a dielectric layer provided on the surface of the porous layer, and a cathode layer including a solid electrolyte layer provided on the surface of the dielectric layer, and has a first main surface and a second main surface opposed in the thickness direction.
  • the first main surface side of each of the plurality of solid electrolytic capacitor elements is disposed on the first sealing layer.
  • the second sealing layer is disposed so as to cover the plurality of solid electrolytic capacitor elements on the first sealing layer from the second main surface side.
  • the solid electrolytic capacitor elements are divided by a slit-shaped sheet removal portion.
  • Patent Document 1 describes that an external electrode connected to the anode plate and the cathode layer, respectively, may be provided on the outside of the first sealing layer or the second sealing layer. Furthermore, Patent Document 1 describes that it is preferable to provide a through electrode that penetrates the first sealing layer or the second sealing layer in the thickness direction, and to connect the anode plate or the cathode layer to the external electrode via the through electrode.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a capacitor element that can suppress delamination caused by rapid evaporation of moisture.
  • the capacitor element of the present invention comprises a capacitor section including an anode plate having a porous section on at least one main surface of a core section, a dielectric layer provided on the surface of the porous section, and a cathode layer provided on the surface of the dielectric layer, a sealing layer provided to cover the capacitor section, and an external electrode layer provided on the surface of the sealing layer so as to be electrically connected to the anode plate or the cathode layer, and at least one of the external electrode layers has an opening penetrating the external electrode layer in the thickness direction.
  • the present invention provides a capacitor element that can suppress delamination caused by rapid evaporation of moisture.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a capacitor element according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view taken along line AA of the capacitor element shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic diagram of another example of the capacitor element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view showing a schematic example of an opening including only linear shapes.
  • FIG. 5 is a plan view showing an example of an opening including a shape that combines straight lines and curved lines.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a schematic diagram of another example of a capacitor element according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view that shows a schematic view of a portion of the capacitor element shown in FIG. 10 from which moisture escapes.
  • FIG. 12 is a plan view illustrating a schematic diagram of another example of a capacitor element according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a plan view that shows a schematic view of a portion of the capacitor element shown in FIG. 12 from which internal moisture escapes.
  • FIG. 14 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view that shows a schematic view of a portion of the capacitor element shown in FIG. 14 from which moisture escapes.
  • FIG. 16 is a plan view illustrating a first modified example of the capacitor element according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a plan view diagrammatically illustrating a second modified example of the capacitor element according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a plan view illustrating a schematic diagram of a third modified example of the capacitor element according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a plan view diagrammatically illustrating a fourth modified example of the capacitor element according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to an eighth embodiment of the
  • the capacitor element of the present invention is described below. Note that the present invention is not limited to the following configuration, and may be modified as appropriate without changing the gist of the present invention. In addition, a combination of multiple individual preferred configurations described below also constitutes the present invention.
  • each embodiment will simply be referred to as the "capacitor element of the present invention.”
  • terms indicating the relationship between elements are not expressions that only express a strict meaning, but are expressions that mean that they are substantially equivalent, for example, including differences of about a few percent.
  • “equivalent” is not an expression that only means that they are completely equivalent, but is an expression that means that they are substantially equivalent, for example, including differences of about a few percent.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view showing a schematic example of a capacitor element according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a plan view taken along line AA of the capacitor element shown in Fig. 1.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view taken along line BB of the capacitor element shown in Fig. 2.
  • the capacitor element 1 shown in Figures 1 and 2 comprises a capacitor section 10, a sealing layer 20 provided to cover the capacitor section 10, and an external electrode layer 30 provided on the surface of the sealing layer 20.
  • one capacitor section 10 is disposed inside the sealing layer 20.
  • the number of capacitor sections 10 disposed inside the sealing layer 20 is not particularly limited, and may be one or more.
  • the capacitor section 10 includes an anode plate 11 having a porous section 11B on at least one main surface of a core section 11A, a dielectric layer 13 provided on the surface of the porous section 11B, and a cathode layer 12 provided on the surface of the dielectric layer 13.
  • the anode plate 11 has a porous section 11B on both main surfaces of the core section 11A, but it may have a porous section 11B on only one of the main surfaces of the core section 11A.
  • the cathode layer 12 includes, for example, a solid electrolyte layer 12A provided on the surface of the dielectric layer 13. It is preferable that the cathode layer 12 further includes a conductor layer 12B provided on the surface of the solid electrolyte layer 12A.
  • the capacitor section 10 constitutes a solid electrolytic capacitor.
  • the sealing layer 20 is provided on both opposing main surfaces of the capacitor section 10 in the thickness direction.
  • the capacitor section 10 is protected by the sealing layer 20.
  • the sealing layer 20 may be composed of only one layer, or may be composed of two or more layers. When the sealing layer 20 is composed of two or more layers, the materials constituting each layer may be the same or different.
  • the sealing layer 20 is formed to seal the capacitor section 10, for example, by a method of thermocompressing an insulating resin sheet, or by applying an insulating resin paste and then thermally curing it.
  • the external electrode layer 30 includes, for example, a first external electrode layer 31 electrically connected to the anode plate 11 and a second external electrode layer 32 electrically connected to the cathode layer 12.
  • one first external electrode layer 31 may be provided, or multiple first external electrode layers 31 may be provided.
  • one second external electrode layer 32 may be provided, or multiple second external electrode layers 32 may be provided.
  • the number of first external electrode layers 31 may be the same as the number of second external electrode layers 32, or may be different.
  • the planar shape of the external electrode layer 30 when viewed from the thickness direction is not particularly limited, and examples include a rectangle (square or oblong), a quadrangle other than a rectangle, a polygon such as a triangle, a pentagon, or a hexagon, a circle, an ellipse, or a combination of these.
  • the planar shape of the external electrode layer 30 may be an L-shape, a C-shape, a step shape, etc.
  • the planar shape of the first external electrode layer 31 when viewed from the thickness direction may be the same as or different from the planar shape of the second external electrode layer 32 when viewed from the thickness direction.
  • At least one of the external electrode layers 30 has an opening 35.
  • the opening 35 penetrates the external electrode layer 30 in the thickness direction.
  • a plurality of openings 35 are provided in both the first external electrode layer 31 and the second external electrode layer 32.
  • the sealing layer 20 By providing an opening 35 in the external electrode layer 30, a portion of the sealing layer 20 is exposed to the surface. Since the sealing layer 20 has a higher water vapor transmission rate (WVTR) than the external electrode layer 30, an escape route for the moisture contained in the capacitor section 10 is ensured. As a result, delamination due to rapid evaporation of moisture can be suppressed.
  • WVTR water vapor transmission rate
  • the opening 35 is formed, for example, by applying methods such as photolithography and etching to the external electrode layer 30.
  • the planar shape of the opening 35 as viewed from the thickness direction is not particularly limited, and examples include a rectangle (square or oblong), a quadrangle other than a rectangle, a polygon such as a triangle, a pentagon, or a hexagon, a circle, an ellipse, or a combination of these.
  • the planar shape of the external electrode layer 30 may be a V-shape, a cross shape, etc.
  • the planar shape, size, etc. of the openings 35 may be the same or different between the first external electrode layer 31 and the second external electrode layer 32.
  • At least one of the external electrode layers 30 has a plurality of openings 35.
  • the plurality of openings 35 makes it easier to ensure an escape route for moisture.
  • the planar shapes of the openings 35 may be the same, or may be partially or entirely different.
  • sealing layers 20 are provided on both principal surfaces of the capacitor section 10 facing each other in the thickness direction and an external electrode layer 30 is provided on each sealing layer 20, it is preferable that the openings 35 are provided in the external electrode layers 30 on both sides of the capacitor section 10. In this case, it becomes easier to ensure an escape route for moisture from both sides of the capacitor section 10.
  • the planar shape, size, number, position, etc. of the openings 35 on both sides of the capacitor section 10 may be the same, or may be partially or completely different.
  • the area of the opening 35 is preferably 5% or more of the area surrounded by the outer periphery of the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided.
  • the area of the opening 35 is preferably 50% or less of the area surrounded by the outer periphery of the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided.
  • the area surrounded by the outer periphery of the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided refers to the entire area surrounded by the outer periphery of the external electrode layer 30, including the area of the opening 35.
  • the maximum width of the opening 35 is preferably 5% or more of the length of the short side of the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided.
  • the maximum width of the opening 35 is preferably 90% or less of the length of the short side of the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided.
  • the maximum width of the opening 35 may be 50% or less of the length of the short side of the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided.
  • the maximum width of the opening 35 when viewed in a plan view from the thickness direction, is preferably 10 ⁇ m or more. On the other hand, when viewed in a plan view from the thickness direction, the maximum width of the opening 35 is preferably 20 mm or less.
  • the capacitor element 1 further includes a through-hole conductor 40 that is arranged to penetrate the capacitor section 10 and the sealing layer 20 in the thickness direction, and both ends of which are extended to the surface of the sealing layer 20.
  • the through-hole conductor 40 includes a first through-hole conductor 41 electrically connected to the anode plate 11 and a second through-hole conductor 42 electrically connected to the cathode layer 12.
  • the through-hole conductor 40 may include both the first through-hole conductor 41 and the second through-hole conductor 42, or may include only one of them.
  • the first through-hole conductor 41 only needs to be provided on at least the inner wall surface of the first through hole 51 that penetrates the capacitor section 10 and the sealing layer 20 in the thickness direction.
  • the first through-hole conductor 41 may be provided only on the inner wall surface of the first through hole 51, or may be provided throughout the entire interior of the first through hole 51.
  • the first through-hole conductor 41 is electrically connected to the anode plate 11 on the inner wall surface of the first through hole 51.
  • one first through-hole conductor 41 may be provided inside the cathode layer 12, or two or more first through-hole conductors 41 may be provided.
  • the second through-hole conductor 42 may be provided at least on the inner wall surface of the second through hole 52 that penetrates the capacitor section 10 and the sealing layer 20 in the thickness direction.
  • the second through-hole conductor 42 may be provided only on the inner wall surface of the second through hole 52, or may be provided throughout the entire interior of the second through hole 52.
  • an insulating material such as a sealing layer 20 is filled between the second through-hole conductor 42 and the capacitor section 10.
  • one second through-hole conductor 42 may be provided inside the cathode layer 12, or two or more second through-hole conductors 42 may be provided.
  • the through-hole conductor 40 may include a third through-hole conductor that is not electrically connected to the anode plate 11 and the cathode layer 12.
  • the capacitor element 1 further includes an internal via conductor 60 that is arranged to penetrate the sealing layer 20 in the thickness direction and has one end extended to the surface of the sealing layer 20.
  • the internal via conductor 60 is electrically connected to the cathode layer 12. This allows the cathode layer 12 to be electrically led out to the outside of the sealing layer 20 via the internal via conductor 60, and to be electrically connected to the outside of the sealing layer 20. There may be one internal via conductor 60 electrically connected to the cathode layer 12, or two or more internal via conductors 60.
  • the capacitor element 1 may include an internal via conductor 60 electrically connected to the anode plate 11.
  • the anode plate 11 is electrically led out to the outside of the sealing layer 20 via the internal via conductor 60, and can be electrically connected to the outside of the sealing layer 20.
  • the capacitor section 10 further includes an insulating mask layer 25 provided around the through-hole conductor 40 on at least one of the main surfaces of the anode plate 11.
  • an insulating mask layer 25 is provided between the first through-hole conductor 41 and the cathode layer 12. Also, in the example shown in FIG. 1, an insulating material such as a sealing layer 20 is filled between the second through-hole conductor 42 and the capacitor section 10, and an insulating mask layer 25 is provided between this insulating material and the cathode layer 12.
  • the capacitor section 10 may further include an insulating mask layer 25 provided on at least one of the main surfaces of the anode plate 11 so as to surround the periphery of the cathode layer 12.
  • an insulating mask layer 25 provided on at least one of the main surfaces of the anode plate 11 so as to surround the periphery of the cathode layer 12.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of another example of a capacitor element according to the first embodiment of the present invention.
  • the capacitor element 2 shown in FIG. 3 comprises a capacitor section 10, a sealing layer 20 provided to cover the capacitor section 10, an external electrode layer 30 provided on the surface of the sealing layer 20, and an outer insulating layer 70 provided to cover the sealing layer 20 and the external electrode layer 30.
  • the outer insulating layer 70 is formed, for example, by placing the capacitor element 1 shown in FIG. 1 in a cavity portion pre-formed in the substrate and embedding it with insulating resin.
  • the outer insulating layer 70 may be formed, for example, by attaching a cured prepreg to the capacitor element 1 shown in FIG. 1 via an adhesive layer.
  • the outer insulating layer 70 may be composed of only one layer, or may be composed of two or more layers. When the outer insulating layer 70 is composed of two or more layers, the materials constituting each layer may be the same or different.
  • the outer insulating layer 70 may be provided on only one side in the thickness direction, or on both sides. When the outer insulating layer 70 is provided on both sides in the thickness direction, the thickness of the outer insulating layer 70 provided on each side may be the same or different.
  • the capacitor element 2 further includes an external via conductor 80 that is arranged to penetrate the outer insulating layer 70 in the thickness direction and has one end connected to the external electrode layer 30.
  • the capacitor element 2 also includes an external via conductor 80 having one end connected to the first external electrode layer 31. There may be one external via conductor 80 electrically connected to the first external electrode layer 31, or there may be two or more external via conductors 80. Similarly, there may be one external via conductor 80 electrically connected to the second external electrode layer 32, or there may be two or more external via conductors 80.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of an opening that includes only linear shapes.
  • FIG. 5 is a plan view showing an example of an opening that includes a shape that combines linear and curved shapes.
  • the opening 35 When viewed in a plan view from the thickness direction, the opening 35 may include only a linear shape, as shown in FIG. 4, or may include a shape that combines linear and curved lines, as shown in FIG. 5.
  • the opening 35 includes a shape that combines straight lines and curves
  • the through-hole conductors 40, the internal via conductors 60, and the external via conductors 80 can be easily avoided.
  • the opening 35 may have a rounded tip when viewed in a plan view from the thickness direction.
  • it is difficult to form an external via conductor 80 near the tip of the opening 35 (the location indicated by the black circle in FIG. 4).
  • the tip of the opening 35 can be easily rounded.
  • planar shape of the opening 35 is cross-shaped, but a straight line shape is not particularly limited.
  • planar shape of the opening 35 is cross-shaped, but a shape that combines straight lines and curves is not particularly limited.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to a second embodiment of the present invention.
  • the opening 35 does not overlap the through-hole conductor 40 in a plan view from the thickness direction.
  • the opening 35 provided in the first external electrode layer 31 does not overlap the first through-hole conductor 41
  • the opening 35 provided in the second external electrode layer 32 does not overlap the second through-hole conductor 42.
  • an internal conductive path can be ensured.
  • some of the openings 35 may overlap the through-hole conductor 40, and some of the openings 35 may not overlap the through-hole conductor 40 but may overlap the internal via conductor 60.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to a third embodiment of the present invention.
  • the line segment connecting the through-hole conductor 40 and the internal via conductor 60 is inclined at about 45° to the edge of the external electrode layer 30, but it may also be parallel or perpendicular to the edge of the external electrode layer 30, for example.
  • openings 35 may include openings 35 that exist on the line connecting the through-hole conductor 40 and the internal via conductor 60.
  • FIG. 8 is a plan view showing a schematic diagram of another example of a capacitor element according to the third embodiment of the present invention.
  • the opening 35 does not overlap the external via conductor 80 in a plan view from the thickness direction.
  • the opening 35 provided in the second external electrode layer 32 does not overlap the external via conductor 80.
  • the opening 35 provided in the first external electrode layer 31 does not have to overlap the external via conductor 80.
  • some of the openings 35 may overlap the external via conductor 80.
  • the opening 35 provided in the external electrode layer 30 surrounding the through-hole conductor 40 does not exist on the line connecting the external via conductor 80 and the through-hole conductor 40.
  • the opening 35 provided in the second external electrode layer 32 does not exist on the line connecting the external via conductor 80 and the second through-hole conductor 42.
  • the opening 35 provided in the external electrode layer 30 surrounding the internal via conductor 60 does not exist on the line connecting the external via conductor 80 and the internal via conductor 60.
  • the opening 35 provided in the second external electrode layer 32 does not exist on the line connecting the external via conductor 80 and the internal via conductor 60.
  • openings 35 may include openings 35 that exist on the line segment connecting the external via conductor 80 and the internal via conductor 60.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the opening 35 provided in the external electrode layer 30 surrounding the through-hole conductor 40 and the internal via conductor 60 may pass through the midpoint of the line segment connecting the internal via conductors 60.
  • the opening 35 provided in the second external electrode layer 32 passes through the midpoint of the line segment connecting the internal via conductors 60.
  • the opening 35 By positioning the opening 35 so that it passes through the midpoint of the line segment connecting the internal via conductors 60, a conductive path between the internal via conductor 60 and the external electrode layer 30 can be secured, and the process likelihood for forming the internal via conductor 60 or the opening 35 can be increased.
  • the opening 35 provided in the external electrode layer 30 surrounding the through-hole conductors 40 and the internal via conductors 60 may pass through the midpoint of the line segment connecting the through-hole conductors 40.
  • the opening 35 provided in the second external electrode layer 32 passes through the midpoint of the line segment connecting the second through-hole conductors 42.
  • the opening 35 By arranging the opening 35 so that it passes through the midpoint of the line segment connecting the through-hole conductors 40, a conductive path between the through-hole conductor 40 and the external electrode layer 30 is ensured, and the process likelihood for forming the through-hole conductor 40 or the opening 35 can be increased.
  • the multiple openings 35 are arranged in a staggered pattern, but they may also be arranged in a grid pattern, for example.
  • some of the openings 35 may not pass through the midpoints of the line segments connecting the internal via conductors 60, and some of the openings 35 may not pass through the midpoints of the line segments connecting the through-hole conductors 40.
  • Fig. 10 is a plan view showing an example of a capacitor element according to a fifth embodiment of the present invention.
  • Fig. 11 is a plan view showing a portion from which internal moisture escapes in the capacitor element shown in Fig. 10.
  • Fig. 12 is a plan view showing another example of a capacitor element according to the fifth embodiment of the present invention.
  • Fig. 13 is a plan view showing a portion from which internal moisture escapes in the capacitor element shown in Fig. 12.
  • the length of the opening 35 in the direction along the short side of the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided is preferably shorter than the length of the opening 35 in the direction along the long side of the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided.
  • the length of the short side of the external electrode layer 30 is a
  • the length of the long side of the external electrode layer 30 is b
  • the length of the opening 35 in the direction along the short side of the external electrode layer 30 is xa
  • the length of the opening 35 in the direction along the long side of the external electrode layer 30 is xb
  • the aspect ratio of the opening 35 is equal to the aspect ratio of the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided.
  • the aspect ratio of the opening 35 means the ratio expressed by xa/xb
  • the aspect ratio of the external electrode layer 30 means the ratio expressed by a/b.
  • the opening 35 can be minimized while allowing the moisture inside to evaporate more efficiently.
  • the planar shape of the openings 35 is a cross shape. In this case, it is preferable that the openings 35 are arranged in a staggered pattern.
  • the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided may be the first external electrode layer 31 or the second external electrode layer 32.
  • openings 35 When multiple openings 35 are provided, openings 35 that do not satisfy a ⁇ b and xa ⁇ xb may be included, and openings 35 that have an aspect ratio that is not equal to the aspect ratio of the external electrode layer 30 may be included.
  • Fig. 14 is a plan view showing an example of a capacitor element according to a sixth embodiment of the present invention
  • Fig. 15 is a plan view showing a portion from which moisture escapes in the capacitor element shown in Fig. 14.
  • multiple cross-shaped openings 35 may be arranged in a staggered pattern when viewed in a plan view from the thickness direction.
  • the openings 35 provided in the second external electrode layer 32 are arranged in a staggered pattern.
  • the opening 35 By making the opening 35 cross-shaped, the opening 35 can be minimized while allowing the moisture inside to evaporate efficiently.
  • FIG. 16 is a plan view showing a schematic diagram of a first modified example of a capacitor element according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the openings 35 having a cross shape are parallel or perpendicular to the edge of the external electrode layer 30 in which the openings 35 are provided.
  • the line segment connecting the through-hole conductor 40 (e.g., the second through-hole conductor 42) and the internal via conductor 60 is inclined at about 45° to the edge of the external electrode layer 30 (e.g., the second external electrode layer 32), and multiple openings 35 having a cross shape are arranged in a staggered pattern.
  • FIG. 17 is a plan view showing a schematic diagram of a second modified example of a capacitor element according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the openings 35 having a cross shape are parallel or perpendicular to the edge of the external electrode layer 30 in which the openings 35 are provided.
  • the line segment connecting the through-hole conductor 40 (e.g., the second through-hole conductor 42) and the internal via conductor 60 is parallel or perpendicular to the edge of the external electrode layer 30 (e.g., the second external electrode layer 32), and multiple openings 35 having a cross shape are arranged in a lattice pattern.
  • the area in which external via conductors 80 can be formed can be made larger.
  • FIG. 18 is a plan view showing a schematic diagram of a third modified example of a capacitor element according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a plan view showing a schematic diagram of a fourth modified example of a capacitor element according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the opening 35 having a cross shape when viewed in a plan view from the thickness direction may be inclined with respect to the edge of the external electrode layer 30 in which the opening 35 is provided.
  • the inclination of the opening 35 relative to the edge of the external electrode layer 30 is not particularly limited, but is, for example, between 40° and 50°, and preferably about 45°.
  • the line segment connecting the through-hole conductor 40 (e.g., the second through-hole conductor 42) and the internal via conductor 60 is inclined at about 45° with respect to the edge of the external electrode layer 30 (e.g., the second external electrode layer 32), and multiple cross-shaped openings 35 are arranged in a staggered pattern.
  • the line segment connecting the through-hole conductor 40 (e.g., the second through-hole conductor 42) and the internal via conductor 60 is parallel or perpendicular to the edge of the external electrode layer 30 (e.g., the second external electrode layer 32), and multiple cross-shaped openings 35 are arranged in a lattice pattern.
  • FIG. 20 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the opening 35 when viewed in a plan view from the thickness direction, the opening 35 may have rounded intersections of the cross shape.
  • the area in which the external via conductors 80 can be formed can be enlarged.
  • FIG. 21 is a plan view illustrating an example of a capacitor element according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the distance of at least one internal via conductor 60 to at least one opening 35 provided in the external electrode layer 30 (e.g., the second external electrode layer 32) surrounding the internal via conductor 60 may be smaller than the distance to the edge of the external electrode layer 30 (e.g., the second external electrode layer 32) surrounding the internal via conductor 60.
  • capacitor elements 1, 2, etc. The detailed configuration of capacitor elements 1, 2, etc. is described below.
  • the planar shape of the capacitor section 10 when viewed from the thickness direction may be, for example, a rectangle (square or oblong), a quadrangle other than a rectangle, a polygon such as a triangle, a pentagon, or a hexagon, a circle, an ellipse, or a combination of these.
  • the planar shape of the capacitor section 10 may also be an L-shape, a C-shape, a stepped shape, etc.
  • the anode plate 11 is preferably made of a valve metal that exhibits so-called valve action.
  • valve metals include simple metals such as aluminum, tantalum, niobium, titanium, and zirconium, or alloys containing at least one of these metals. Of these, aluminum or an aluminum alloy is preferred.
  • the shape of the anode plate 11 is preferably flat, and more preferably foil-like.
  • plate-like includes “foil-like”.
  • the anode plate 11 may have a porous portion 11B on at least one of the main surfaces of the core portion 11A.
  • the anode plate 11 may have a porous portion 11B on only one of the main surfaces of the core portion 11A, or may have a porous portion 11B on both main surfaces of the core portion 11A.
  • the porous portion 11B is preferably a porous layer formed on the surface of the core portion 11A, and is more preferably an etched layer.
  • the thickness of the anode plate 11 before the etching process is preferably 60 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the unetched core portion 11A after the etching process is preferably 15 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
  • the thickness of the porous portion 11B is designed according to the required withstand voltage and electrostatic capacitance, but it is preferable that the combined thickness of the porous portions 11B on both sides of the core portion 11A is 10 ⁇ m or more and 180 ⁇ m or less.
  • the pore diameter of the porous portion 11B is preferably 10 nm or more and 600 nm or less.
  • the pore diameter of the porous portion 11B means the median diameter D50 measured by a mercury porosimeter.
  • the pore diameter of the porous portion 11B can be controlled, for example, by adjusting various etching conditions.
  • the dielectric layer 13 provided on the surface of the porous portion 11B is porous, reflecting the surface condition of the porous portion 11B, and has a finely uneven surface shape.
  • the dielectric layer 13 is preferably made of an oxide film of the valve metal.
  • the dielectric layer 13 made of an oxide film can be formed by anodizing the surface of the aluminum foil in an aqueous solution containing ammonium adipate or the like (also called chemical conversion treatment).
  • the thickness of the dielectric layer 13 is designed according to the required withstand voltage and capacitance, but is preferably 10 nm or more and 100 nm or less.
  • the cathode layer 12 includes a solid electrolyte layer 12A
  • examples of materials constituting the solid electrolyte layer 12A include conductive polymers such as polypyrroles, polythiophenes, and polyanilines. Among these, polythiophenes are preferred, and poly(3,4-ethylenedioxythiophene), also known as PEDOT, is particularly preferred.
  • the conductive polymer may also include a dopant such as polystyrene sulfonate (PSS).
  • PSS polystyrene sulfonate
  • the solid electrolyte layer 12A preferably includes an inner layer that fills the pores (recesses) of the dielectric layer 13, and an outer layer that covers the dielectric layer 13.
  • the thickness of the solid electrolyte layer 12A from the surface of the porous portion 11B is preferably 2 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the solid electrolyte layer 12A is formed, for example, by a method of forming a polymerized film of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) or the like on the surface of the dielectric layer 13 using a treatment liquid containing a monomer such as 3,4-ethylenedioxythiophene, or by applying a dispersion of a polymer such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene) to the surface of the dielectric layer 13 and drying it.
  • the solid electrolyte layer 12A can be formed in a predetermined area by applying the above-mentioned treatment liquid or dispersion liquid to the surface of the dielectric layer 13 by a method such as sponge transfer, screen printing, dispenser application, or inkjet printing.
  • the conductor layer 12B includes at least one of a conductive resin layer and a metal layer.
  • the conductor layer 12B may be only a conductive resin layer or only a metal layer. It is preferable that the conductor layer 12B covers the entire surface of the solid electrolyte layer 12A.
  • the conductive resin layer may be, for example, a conductive adhesive layer containing at least one conductive filler selected from the group consisting of silver filler, copper filler, nickel filler, and carbon filler.
  • the metal layer examples include metal plating films and metal foils.
  • the metal layer is preferably made of at least one metal selected from the group consisting of nickel, copper, silver, and alloys containing these metals as the main components.
  • the term "main component" refers to the elemental component with the largest weight ratio.
  • the conductive layer 12B includes, for example, a carbon layer provided on the surface of the solid electrolyte layer 12A and a copper layer provided on the surface of the carbon layer.
  • the carbon layer is provided to electrically and mechanically connect the solid electrolyte layer 12A and the copper layer.
  • the carbon layer can be formed in a predetermined area by applying carbon paste to the surface of the solid electrolyte layer 12A by sponge transfer, screen printing, dispenser application, inkjet printing, or other methods. It is preferable to laminate the copper layer in the next process to the carbon layer while it is still viscous before drying.
  • the thickness of the carbon layer is preferably 2 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the copper layer can be formed in a predetermined area by applying copper paste to the surface of the carbon layer by sponge transfer, screen printing, spray application, dispenser application, inkjet printing, or other methods.
  • the thickness of the copper layer is preferably 2 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the sealing layer 20 is made of an insulating material. In this case, it is preferable that the sealing layer 20 is made of an insulating resin.
  • Examples of the insulating resin that constitutes the sealing layer 20 include epoxy resin, phenolic resin, etc.
  • the sealing layer 20 further contains a filler.
  • the filler contained in the sealing layer 20 may be, for example, inorganic fillers such as silica particles and alumina particles.
  • a layer such as a stress relief layer or a moisture-proof film may be provided between the capacitor section 10 and the sealing layer 20.
  • the insulating mask layer 25 is made of an insulating material. In this case, it is preferable that the insulating mask layer 25 is made of an insulating resin.
  • Examples of insulating resins constituting the insulating mask layer 25 include polyphenylsulfone resin, polyethersulfone resin, cyanate ester resin, fluororesin (tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinylether copolymer, etc.), polyimide resin, polyamideimide resin, epoxy resin, and derivatives or precursors thereof.
  • the insulating mask layer 25 may be made of the same resin as the sealing layer 20. Unlike the sealing layer 20, if the insulating mask layer 25 contains inorganic filler, this may adversely affect the effective capacitance portion of the capacitor section 10, so it is preferable that the insulating mask layer 25 is made of a resin alone.
  • the insulating mask layer 25 can be formed in a predetermined area by applying a mask material, such as a composition containing an insulating resin, to the surface of the porous portion 11B by a method such as sponge transfer, screen printing, dispenser application, or inkjet printing.
  • a mask material such as a composition containing an insulating resin
  • the insulating mask layer 25 may be formed on the porous portion 11B either before the dielectric layer 13 is formed or after the dielectric layer 13 is formed.
  • the first external electrode layer 31 is electrically connected to the anode plate 11.
  • the first external electrode layer 31 is provided on the surface of the first through-hole conductor 41, and functions as a connection terminal for the capacitor section 10.
  • the first external electrode layer 31 is electrically connected to the anode plate 11 via the first through-hole conductor 41, and functions as a connection terminal for the anode plate 11.
  • the constituent material of the first external electrode layer 31 may be, for example, a metal material containing a low-resistance metal such as silver, gold, or copper.
  • the first external electrode layer 31 is formed, for example, by plating the surface of the first through-hole conductor 41.
  • a mixed material of at least one conductive filler selected from the group consisting of silver filler, copper filler, nickel filler, and carbon filler, and resin may be used as the constituent material of the first external electrode layer 31.
  • the second external electrode layer 32 is electrically connected to the cathode layer 12.
  • the second external electrode layer 32 is provided on the surface of the second through-hole conductor 42 and functions as a connection terminal of the capacitor section 10.
  • the second external electrode layer 32 may be made of a metal material containing a low-resistance metal such as silver, gold, or copper. In this case, the second external electrode layer 32 is formed, for example, by plating the surface of the second through-hole conductor 42.
  • a mixed material of at least one conductive filler selected from the group consisting of silver filler, copper filler, nickel filler, and carbon filler and resin may be used as the constituent material of the second external electrode layer 32.
  • the constituent materials of the first external electrode layer 31 and the second external electrode layer 32 are preferably the same as each other at least in terms of type, but may be different from each other.
  • each of the multiple capacitor sections 10 is provided with a first external electrode layer 31 electrically connected to the anode plate 11 and a second external electrode layer 32 electrically connected to the cathode layer 12, but at least one of the first external electrode layer 31 and the second external electrode layer 32 may be provided in common among the multiple capacitor sections 10.
  • the first external electrode layer 31 and the second external electrode layer 32 are provided on both main surfaces of the sealing layer 20, but they may be provided on only one main surface of the sealing layer 20.
  • the second through-hole conductor 42 is electrically connected to the cathode layer 12 via the second external electrode layer 32 and the internal via conductor 60.
  • the second external electrode layer 32 is electrically connected to the cathode layer 12 through the internal via conductor 60 and functions as a connection terminal for the cathode layer 12.
  • the first through-hole conductor 41 is preferably electrically connected to the anode plate 11 on the inner wall surface of the first through hole 51. More specifically, the first through-hole conductor 41 is preferably electrically connected to the end surface of the anode plate 11 that faces the inner wall surface of the first through hole 51 in the planar direction. In this way, the anode plate 11 is electrically led out to the outside via the first through-hole conductor 41.
  • the core 11A and the porous portion 11B are exposed on the end face of the anode plate 11 that is electrically connected to the first through-hole conductor 41.
  • the porous portion 11B as well as the core portion 11A are electrically connected to the first through-hole conductor 41.
  • the first through-hole conductor 41 is electrically connected to the anode plate 11 around the entire circumference of the first through hole 51.
  • the connection resistance between the anode plate 11 and the first through-hole conductor 41 tends to decrease, and therefore the equivalent series resistance (ESR) tends to decrease.
  • the first through-hole conductor 41 is formed, for example, as follows. First, a first through hole 51 penetrating the capacitor section 10 and the sealing layer 20 in the thickness direction is formed by drilling, laser processing, or the like. Then, the inner wall surface of the first through hole 51 is metallized with a metal material containing a low-resistance metal such as copper, gold, or silver to form the first through-hole conductor 41. When forming the first through-hole conductor 41, for example, the inner wall surface of the first through hole 51 is metallized with an electroless copper plating process, an electrolytic copper plating process, or the like to facilitate processing.
  • the method of forming the first through-hole conductor 41 may be a method of filling the first through hole 51 with a metal material, a composite material of metal and resin, or the like, in addition to a method of metallizing the inner wall surface of the first through hole 51.
  • An anode connection layer may be provided between the anode plate 11 and the first through-hole conductor 41 in the surface direction.
  • the anode plate 11 and the first through-hole conductor 41 may be electrically connected via the anode connection layer.
  • the anode connection layer is provided between the anode plate 11 and the first through-hole conductor 41 in the surface direction, so that the anode connection layer functions as a barrier layer for the anode plate 11, more specifically, as a barrier layer for the core portion 11A and the porous portion 11B.
  • the anode connection layer functions as a barrier layer for the anode plate 11
  • dissolution of the anode plate 11 that occurs during chemical treatment to form the external electrode layer 30 e.g., the first external electrode layer 31
  • the infiltration of the chemical solution into the capacitor portion 10 is suppressed, which tends to improve reliability.
  • the anode connection layer preferably includes a layer mainly composed of nickel. In this case, damage to the metal (e.g., aluminum) constituting the anode plate 11 is reduced, and the barrier properties of the anode connection layer against the anode plate 11 are easily improved.
  • the metal e.g., aluminum
  • an anode connection layer does not have to be provided between the anode plate 11 and the first through-hole conductor 41 in the surface direction.
  • the first through-hole conductor 41 may be directly connected to the end surface of the anode plate 11.
  • the first through hole 51 may be provided with a resin-filled portion filled with a resin material.
  • the resin-filled portion is provided in the space surrounded by the first through-hole conductor 41 in the first through hole 51.
  • the resin-filled portion may be a conductor or an insulator.
  • the second through-hole conductor 42 is formed, for example, as follows. First, a through hole penetrating the capacitor section 10 in the thickness direction is formed by drilling, laser processing, etc. Next, the above-mentioned through hole is filled with an insulating material. The part filled with the insulating material is drilled, laser processing, etc. to form the second through hole 52. At this time, the diameter of the second through hole 52 is made smaller than the diameter of the through hole filled with the insulating material, so that the insulating material is present between the inner wall surface of the previously formed through hole and the inner wall surface of the second through hole 52 in the surface direction.
  • the inner wall surface of the second through hole 52 is metallized with a metal material containing a low-resistance metal such as copper, gold, or silver, to form the second through-hole conductor 42.
  • a metal material containing a low-resistance metal such as copper, gold, or silver
  • the inner wall surface of the second through hole 52 is metallized with electroless copper plating, electrolytic copper plating, etc., to facilitate processing.
  • the method of forming the second through-hole conductor 42 may be a method of filling the second through-hole 52 with a metal material, a composite material of metal and resin, or the like, in addition to a method of metallizing the inner wall surface of the second through-hole 52.
  • the second through hole 52 may be provided with a resin-filled portion filled with a resin material.
  • the resin-filled portion is provided in the space surrounded by the second through-hole conductor 42 in the second through hole 52.
  • the resin-filled portion may be a conductor or an insulator.
  • Examples of materials that can be used to form the internal via conductor 60 include metal materials that contain low-resistance metals such as silver, gold, and copper.
  • the internal via conductor 60 is formed, for example, by plating the inner wall surface of a through hole that penetrates the sealing layer 20 in the thickness direction with the metal material described above, or by filling it with a conductive paste and then performing a heat treatment.
  • the outer insulating layer 70 is made of an insulating material.
  • the outer insulating layer 70 is preferably made of an insulating resin.
  • the outer insulating layer 70 may be made of the same resin as the sealing layer 20.
  • Examples of the material of the external via conductor 80 include metal materials containing low-resistance metals such as silver, gold, and copper.
  • the external via conductor 80 may be made of the same metal as the internal via conductor 60.
  • the external via conductor 80 is formed, for example, by plating the inner wall surface of a through hole that penetrates the outer insulating layer 70 in the thickness direction with the metal material described above, or by filling it with a conductive paste and then performing a heat treatment.
  • one capacitor section may be disposed inside the sealing layer, or multiple capacitor sections may be disposed inside the sealing layer.
  • adjacent capacitor parts when multiple capacitor parts are arranged inside the sealing layer, adjacent capacitor parts only need to be physically separated from each other. Therefore, adjacent capacitor parts may be electrically separated from each other or electrically connected to each other. It is preferable that the part where adjacent capacitor parts are separated from each other is filled with an insulating material such as a sealing layer. The distance between adjacent capacitor parts may be constant in the thickness direction or may become smaller in the thickness direction.
  • the multiple capacitor parts when multiple capacitor parts are arranged inside the sealing layer, the multiple capacitor parts may be arranged so as to be lined up in the planar direction, or so as to be stacked in the thickness direction, or a combination of both.
  • the multiple capacitor parts may be arranged regularly or irregularly.
  • the size and shape, etc. of the capacitor elements may be the same, or may be partially or entirely different. It is preferable that the configuration of each capacitor element is the same, but capacitor elements with different configurations may be included.
  • the capacitor element of the present invention can be suitably used as a constituent material of a composite electronic component.
  • a composite electronic component includes, for example, the capacitor element of the present invention, an external electrode layer provided on the surface of the sealing layer of the capacitor element and electrically connected to each of the anode plate and cathode layer of the capacitor element, and an electronic component connected to the external electrode layer.
  • the electronic component connected to the external electrode layer may be a passive element or an active element. Both the passive element and the active element may be connected to the external electrode layer, or either the passive element or the active element may be connected to the external electrode layer. Also, a composite of a passive element and an active element may be connected to the external electrode layer.
  • Passive elements include, for example, inductors. Active elements include memory, GPUs (Graphical Processing Units), CPUs (Central Processing Units), MPUs (Micro Processing Units), PMICs (Power Management ICs), etc.
  • the capacitor element of the present invention has a sheet-like shape overall. Therefore, in a composite electronic component, the capacitor element can be treated like a mounting board, and electronic components can be mounted on the capacitor element. Furthermore, by making the electronic components to be mounted on the capacitor element into a sheet-like shape, it is also possible to connect the capacitor element and the electronic components in the thickness direction via through-hole conductors that penetrate each electronic component in the thickness direction. As a result, the active elements and passive elements can be configured like a single module.
  • a switching regulator can be formed by electrically connecting the capacitor element of the present invention between a voltage regulator including a semiconductor active element and a load to which the converted DC voltage is supplied.
  • a circuit layer may be formed on one side of a capacitor matrix sheet on which a plurality of capacitor elements of the present invention are laid out, and the capacitor elements may then be connected to passive or active elements.
  • the capacitor element of the present invention may be placed in a cavity portion previously provided in a substrate, embedded in resin, and then a circuit layer may be formed on the resin.
  • Another electronic component passive element or active element
  • the capacitor element 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 then the capacitor element may be connected to a passive or active element.
  • a capacitor section including an anode plate having a porous portion on at least one main surface of a core portion, a dielectric layer provided on a surface of the porous portion, and a cathode layer provided on a surface of the dielectric layer; a sealing layer provided to cover the capacitor portion; an external electrode layer provided on a surface of the sealing layer so as to be electrically connected to the anode plate or the cathode layer; At least one of the external electrode layers is provided with an opening penetrating the external electrode layer in a thickness direction.
  • ⁇ 2> The capacitor element according to ⁇ 1>, wherein a plurality of the openings are provided in at least one of the external electrode layers.
  • the sealing layer is provided on both main surfaces of the capacitor portion facing each other in the thickness direction, and the external electrode layer is provided on each of the sealing layers;
  • ⁇ 4> ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein, in a plan view from the thickness direction, the area of the opening is 5% or more of an area of the external electrode layer in which the opening is provided, including the opening.
  • ⁇ 5> The capacitor element according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein, in a planar view from the thickness direction, the maximum width of the opening is 5% or more of the length of a short side of the external electrode layer in which the opening is provided.
  • ⁇ 6> The capacitor element according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the maximum width of the opening is 10 ⁇ m or more in a plan view in the thickness direction.
  • ⁇ 7> a through-hole conductor provided to penetrate the capacitor portion and the sealing layer in the thickness direction so as to be electrically connected to the anode plate or the cathode layer, and both ends of the through-hole conductor being extended to the surface of the sealing layer;
  • ⁇ 8> an internal via conductor provided to penetrate the sealing layer in the thickness direction so as to be electrically connected to the anode plate or the cathode layer, and one end of the internal via conductor being extended to a surface of the sealing layer;
  • ⁇ 9> a through-hole conductor provided to penetrate the capacitor portion and the sealing layer in the thickness direction so as to be electrically connected to the anode plate or the cathode layer, the through-hole conductor having both ends extending to the surface of the sealing layer; an internal via conductor provided to penetrate the sealing layer in the thickness direction so as to be electrically connected to the anode plate or the cathode layer, and one end of the internal via conductor being drawn to a surface of the sealing layer;
  • a capacitor element described in ⁇ 9> or ⁇ 10> wherein, in a planar view from the thickness direction, the opening provided in the external electrode layer surrounding the through-hole conductor and the internal via conductor passes through the midpoint of a line segment connecting the through-hole conductors.
  • ⁇ 12> The capacitor element according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11>, wherein, in a planar view from the thickness direction, a length of the opening in a direction along a short side of the external electrode layer in which the opening is provided is shorter than a length of the opening in a direction along a long side of the external electrode layer in which the opening is provided.
  • ⁇ 14> The capacitor element according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>, wherein, in a plan view from the thickness direction, the opening includes a shape that combines a straight line and a curved line.
  • ⁇ 16> The capacitor element according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 15>, wherein the opening has a cross shape in a plan view from the thickness direction.
  • ⁇ 18> The capacitor element according to ⁇ 16> or ⁇ 17>, wherein, in a plan view from the thickness direction, the opening having the cross shape is inclined with respect to an edge of the external electrode layer in which the opening is provided.
  • ⁇ 19> The capacitor element according to any one of ⁇ 16> to ⁇ 18>, wherein the openings each have a cross shape and are arranged in a lattice pattern in a plan view from the thickness direction.
  • ⁇ 20> The capacitor element according to any one of ⁇ 16> to ⁇ 19>, wherein, in a plan view from the thickness direction, the opening has a rounded intersection of the cross shape.
  • ⁇ 21> an internal via conductor provided to penetrate the sealing layer in the thickness direction so as to be electrically connected to the anode plate or the cathode layer, and one end of the internal via conductor being extended to a surface of the sealing layer;
  • ⁇ 22> an outer insulating layer provided so as to cover the sealing layer and the external electrode layer;
  • ⁇ 24> a through-hole conductor provided to penetrate the capacitor portion and the sealing layer in the thickness direction so as to be electrically connected to the anode plate or the cathode layer, and both ends of the through-hole conductor being extended to the surface of the sealing layer;
  • ⁇ 25> an internal via conductor provided to penetrate the sealing layer in the thickness direction so as to be electrically connected to the anode plate or the cathode layer, and one end of the internal via conductor being extended to a surface of the sealing layer;

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

コンデンサ素子1は、芯部11Aの少なくとも一方の主面に多孔質部11Bを有する陽極板11と、多孔質部11Bの表面に設けられた誘電体層13と、誘電体層13の表面に設けられた陰極層12と、を含むコンデンサ部10と、コンデンサ部10を覆うように設けられた封止層20と、陽極板11又は陰極層12に電気的に接続されるように封止層20の表面に設けられた外部電極層30と、を備え、外部電極層30の少なくとも1つには、外部電極層30を厚さ方向に貫通する開口部35が設けられている。

Description

コンデンサ素子
 本発明は、コンデンサ素子に関する。
 特許文献1には、1枚の固体電解コンデンサシートが分割されてなる複数の固体電解コンデンサ素子と、シート状の第1封止層と、シート状の第2封止層とを備えるコンデンサアレイが開示されている。上記固体電解コンデンサシートは、弁作用金属からなる陽極板と、上記陽極板の少なくとも一方の主面に設けられた多孔質層と、上記多孔質層の表面に設けられた誘電体層と、上記誘電体層の表面に設けられた固体電解質層を含む陰極層とを備え、厚み方向に相対する第1主面及び第2主面を有する。上記複数の固体電解コンデンサ素子は、それぞれの上記第1主面側が上記第1封止層上に配置されている。上記第2封止層は、上記第1封止層上の上記複数の固体電解コンデンサ素子を上記第2主面側から覆うように配置されている。上記固体電解コンデンサ素子間はスリット状のシート除去部によって分割されている。
特開2020-167361号公報
 特許文献1には、第1封止層又は第2封止層の外側に、陽極板及び陰極層のそれぞれと接続された外部電極が設けられてもよいことが記載されている。さらに、特許文献1には、第1封止層又は第2封止層を厚み方向に貫通する貫通電極が設けられ、貫通電極を介して陽極板又は陰極層と外部電極とが接続されることが好ましいと記載されている。
 しかしながら、封止層の外側に外部電極が設けられることで、固体電解コンデンサ素子に含まれる水分が抜けにくくなるため、急激な水分の蒸発によってデラミネーションと呼ばれる剥離、例えば、陽極板からの陰極層の剥離等が発生するおそれがある。
 なお、上記の問題は、複数個のコンデンサ部が封止層の内部に配置されている構造に限らず、1個のコンデンサ部が封止層の内部に配置されている構造にも生じる問題である。
 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、急激な水分の蒸発によるデラミネーションを抑制することが可能なコンデンサ素子を提供することを目的とする。
 本発明のコンデンサ素子は、芯部の少なくとも一方の主面に多孔質部を有する陽極板と、上記多孔質部の表面に設けられた誘電体層と、上記誘電体層の表面に設けられた陰極層と、を含むコンデンサ部と、上記コンデンサ部を覆うように設けられた封止層と、上記陽極板又は上記陰極層に電気的に接続されるように上記封止層の表面に設けられた外部電極層と、を備え、上記外部電極層の少なくとも1つには、上記外部電極層を厚さ方向に貫通する開口部が設けられている。
 本発明によれば、急激な水分の蒸発によるデラミネーションを抑制することが可能なコンデンサ素子を提供することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す断面図である。 図2は、図1に示すコンデンサ素子のA-A線に沿った平面図である。 図3は、本発明の第1実施形態に係るコンデンサ素子の別の一例を模式的に示す断面図である。 図4は、直線形状のみを含む開口部の一例を模式的に示す平面図である。 図5は、直線及び曲線を組み合わせた形状を含む開口部の一例を模式的に示す平面図である。 図6は、本発明の第2実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。 図7は、本発明の第3実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。 図8は、本発明の第3実施形態に係るコンデンサ素子の別の一例を模式的に示す平面図である。 図9は、本発明の第4実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。 図10は、本発明の第5実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。 図11は、図10に示すコンデンサ素子において、内部の水分が抜ける箇所を模式的に示す平面図である。 図12は、本発明の第5実施形態に係るコンデンサ素子の別の一例を模式的に示す平面図である。 図13は、図12に示すコンデンサ素子において、内部の水分が抜ける箇所を模式的に示す平面図である。 図14は、本発明の第6実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。 図15は、図14に示すコンデンサ素子において、内部の水分が抜ける箇所を模式的に示す平面図である。 図16は、本発明の第6実施形態に係るコンデンサ素子の第1変形例を模式的に示す平面図である。 図17は、本発明の第6実施形態に係るコンデンサ素子の第2変形例を模式的に示す平面図である。 図18は、本発明の第6実施形態に係るコンデンサ素子の第3変形例を模式的に示す平面図である。 図19は、本発明の第6実施形態に係るコンデンサ素子の第4変形例を模式的に示す平面図である。 図20は、本発明の第7実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。 図21は、本発明の第8実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。
 以下、本発明のコンデンサ素子について説明する。なお、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更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。
 以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示す構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第2実施形態以降では、第1実施形態と共通の事項についての記載は省略し、異なる点を主に説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎に逐次言及しない。
 以下の説明において、各実施形態を特に区別しない場合、単に「本発明のコンデンサ素子」と言う。
 本明細書において、要素間の関係性を示す用語(例えば「垂直」、「平行」、「直交」等)及び要素の形状を示す用語は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。また、本明細書において、「同等」とは、完全に同等である場合のみを意味する表現ではなく、実質的に同等である場合、例えば、数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
 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。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
[第1実施形態]
 図1は、本発明の第1実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す断面図である。図2は、図1に示すコンデンサ素子のA-A線に沿った平面図である。なお、図1は、図2に示すコンデンサ素子のB-B線に沿った断面図である。
 図1及び図2に示すコンデンサ素子1は、コンデンサ部10と、コンデンサ部10を覆うように設けられた封止層20と、封止層20の表面に設けられた外部電極層30と、を備える。
 図1及び図2に示す例では、封止層20の内部に1個のコンデンサ部10が配置されている。封止層20の内部に配置されるコンデンサ部10の数は特に限定されず、1個でもよく、複数個でもよい。
 コンデンサ部10は、芯部11Aの少なくとも一方の主面に多孔質部11Bを有する陽極板11と、多孔質部11Bの表面に設けられた誘電体層13と、誘電体層13の表面に設けられた陰極層12と、を含む。これにより、コンデンサ部10は、電解コンデンサを構成する。図1に示す例では、陽極板11は、芯部11Aの両方の主面に多孔質部11Bを有するが、芯部11Aのいずれか一方の主面のみに多孔質部11Bを有してもよい。
 陰極層12は、例えば、誘電体層13の表面に設けられた固体電解質層12Aを含む。陰極層12は、さらに、固体電解質層12Aの表面に設けられた導電体層12Bを含むことが好ましい。陰極層12が固体電解質層12Aを含む場合、コンデンサ部10は、固体電解コンデンサを構成する。
 封止層20は、図1に示すように、コンデンサ部10の厚さ方向の相対する両方の主面に設けられていることが好ましい。封止層20によってコンデンサ部10が保護される。
 封止層20は、1層のみから構成されてもよく、2層以上から構成されてもよい。封止層20が2層以上から構成される場合、各層を構成する材料は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
 封止層20は、例えば、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により、コンデンサ部10を封止するように形成される。
 外部電極層30は、例えば、陽極板11に電気的に接続される第1外部電極層31と、陰極層12に電気的に接続される第2外部電極層32と、を含む。
 1個のコンデンサ部10に対して、1個の第1外部電極層31が設けられていてもよく、複数個の第1外部電極層31が設けられていてもよい。同様に、1個のコンデンサ部10に対して、1個の第2外部電極層32が設けられていてもよく、複数個の第2外部電極層32が設けられていてもよい。1個のコンデンサ部10に対して、第1外部電極層31の数は、第2外部電極層32の数と同じであってもよく、異なっていてもよい。
 厚さ方向から見たときの外部電極層30の平面形状は特に限定されず、例えば、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、これらを組み合わせた形状等が挙げられる。また、外部電極層30の平面形状は、L字型、C字型(コの字型)、階段型等であってもよい。
 厚さ方向から見たときの第1外部電極層31の平面形状は、厚さ方向から見たときの第2外部電極層32の平面形状と同じであってもよく、異なっていてもよい。
 図1及び図2に示すように、外部電極層30の少なくとも1つには開口部35が設けられている。開口部35は、外部電極層30を厚さ方向に貫通する。図1及び図2に示す例では、第1外部電極層31及び第2外部電極層32の両方に複数個の開口部35が設けられている。
 外部電極層30に開口部35が設けられることにより、封止層20の一部が表面に露出する。外部電極層30に比べて封止層20は水蒸気透過度(WVTR)が大きいため、コンデンサ部10に含まれる水分の抜け道が確保される。その結果、急激な水分の蒸発によるデラミネーションを抑制することができる。
 開口部35は、例えば、外部電極層30に対してフォトリソグラフィ及びエッチング等の方法を適用することにより形成される。
 厚さ方向から見た開口部35の平面形状は特に限定されず、例えば、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、これらを組み合わせた形状等が挙げられる。また、外部電極層30の平面形状は、V字型、十字型等であってもよい。
 第1外部電極層31及び第2外部電極層32の両方に開口部35が設けられている場合、開口部35の平面形状、大きさ等は、第1外部電極層31と第2外部電極層32とで同じであってもよく、異なっていてもよい。
 外部電極層30の少なくとも1つには、複数個の開口部35が設けられていることが好ましい。この場合、複数個の開口部35によって、水分の抜け道が確保されやすくなる。開口部35の平面形状は、同じであってもよく、一部又は全部が異なっていてもよい。
 コンデンサ部10の厚さ方向に相対する両方の主面に封止層20が設けられるとともに、それぞれの封止層20に外部電極層30が設けられる場合、開口部35は、コンデンサ部10の両側の外部電極層30に設けられていることが好ましい。この場合、コンデンサ部10の両側から、水分の抜け道が確保されやすくなる。コンデンサ部10の両側で、開口部35の平面形状、大きさ、数、位置等は、同じであってもよく、一部又は全部が異なっていてもよい。
 開口部35の面積が大きくなるほど、水分の抜け道が確保されやすくなる。そのため、厚さ方向からの平面視で、開口部35の面積は、その開口部35が設けられた外部電極層30の外周縁で囲まれる面積に対して5%以上であることが好ましい。一方、開口部35の面積が大きくなるほど、後述する外部ビア導体80(図3参照)を形成可能な領域が狭くなる。そのため、厚さ方向からの平面視で、開口部35の面積は、その開口部35が設けられた外部電極層30の外周縁で囲まれる面積に対して50%以下であることが好ましい。
 なお、「開口部35が設けられた外部電極層30の外周縁で囲まれる面積」とは、開口部35の面積を含んだ外部電極層30の外周縁で囲まれる全面積を意味する。
 開口部35の最大幅が大きくなるほど、水分の抜け道が確保されやすくなる。そのため、厚さ方向からの平面視で、開口部35の最大幅は、その開口部35が設けられた外部電極層30の短辺の長さに対して5%以上であることが好ましい。一方、開口部35の最大幅が大きくなるほど、後述する外部ビア導体80(図3参照)を形成可能な領域が狭くなる。そのため、厚さ方向からの平面視で、開口部35の最大幅は、その開口部35が設けられた外部電極層30の短辺の長さに対して90%以下であることが好ましい。また、厚さ方向からの平面視で、開口部35の最大幅は、その開口部35が設けられた外部電極層30の短辺の長さに対して50%以下であってもよい。
 例えば、厚さ方向からの平面視で、開口部35の最大幅は、10μm以上であることが好ましい。一方、厚さ方向からの平面視で、開口部35の最大幅は、20mm以下であることが好ましい。
 コンデンサ素子1は、コンデンサ部10及び封止層20を厚さ方向に貫通するように設けられ、両方の端部が封止層20の表面に引き出されたスルーホール導体40をさらに備えることが好ましい。
 図1に示す例では、スルーホール導体40は、陽極板11に電気的に接続される第1スルーホール導体41と、陰極層12に電気的に接続される第2スルーホール導体42と、を含む。スルーホール導体40は、第1スルーホール導体41及び第2スルーホール導体42の両方を含んでもよく、いずれか一方を含んでもよい。
 第1スルーホール導体41は、コンデンサ部10及び封止層20を厚さ方向に貫通する第1貫通孔51の少なくとも内壁面に設けられていればよい。第1スルーホール導体41は、第1貫通孔51の内壁面のみに設けられていてもよく、第1貫通孔51の内部全体に設けられていてもよい。
 図1に示すように、第1スルーホール導体41は、第1貫通孔51の内壁面で陽極板11に電気的に接続されていることが好ましい。
 厚さ方向からの平面視で、陰極層12の内部には、1個の第1スルーホール導体41が設けられていてもよく、2個以上の第1スルーホール導体41が設けられていてもよい。
 第2スルーホール導体42は、コンデンサ部10及び封止層20を厚さ方向に貫通する第2貫通孔52の少なくとも内壁面に設けられていればよい。第2スルーホール導体42は、第2貫通孔52の内壁面のみに設けられていてもよく、第2貫通孔52の内部全体に設けられていてもよい。
 図1に示すように、第2スルーホール導体42とコンデンサ部10との間には、封止層20等の絶縁性材料が充填されていることが好ましい。
 厚さ方向からの平面視で、陰極層12の内部には、1個の第2スルーホール導体42が設けられていてもよく、2個以上の第2スルーホール導体42が設けられていてもよい。
 図1には示されていないが、スルーホール導体40は、陽極板11及び陰極層12に電気的に接続されない第3スルーホール導体を含んでもよい。
 コンデンサ素子1は、封止層20を厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が封止層20の表面に引き出された内部ビア導体60をさらに備えることが好ましい。
 図1に示す例では、内部ビア導体60は、陰極層12に電気的に接続されている。これにより、陰極層12が、内部ビア導体60を介して封止層20の外部に電気的に導出され、封止層20の外部に電気的に接続可能となる。陰極層12に電気的に接続される内部ビア導体60は、1個でもよく、2個以上でもよい。
 図1には示されていないが、コンデンサ素子1には、陽極板11に電気的に接続される内部ビア導体60が含まれていてもよい。この場合、陽極板11が、内部ビア導体60を介して封止層20の外部に電気的に導出され、封止層20の外部に電気的に接続可能となる。陽極板11に電気的に接続される内部ビア導体60は、1個でもよく、2個以上でもよい。
 封止層20の内部にスルーホール導体40が設けられる場合、コンデンサ部10は、陽極板11の少なくとも一方の主面において、スルーホール導体40の周囲に設けられた絶縁マスク層25をさらに含むことが好ましい。
 図1に示す例では、第1スルーホール導体41と陰極層12との間に絶縁マスク層25が設けられている。また、図1に示す例では、第2スルーホール導体42とコンデンサ部10との間に封止層20等の絶縁性材料が充填されており、この絶縁性材料と陰極層12との間に絶縁マスク層25が設けられている。
 コンデンサ部10は、陽極板11の少なくとも一方の主面において、陰極層12の周囲を囲むように設けられた絶縁マスク層25をさらに含んでもよい。陰極層12の周囲を絶縁マスク層25で囲むことによって、陽極板11と陰極層12との間の絶縁性が確保され、両者間の短絡が防止される。絶縁マスク層25は、陰極層12の周囲の一部を囲むように設けられていてもよいが、陰極層12の周囲の全体を囲むように設けられていることが好ましい。
 図3は、本発明の第1実施形態に係るコンデンサ素子の別の一例を模式的に示す断面図である。
 図3に示すコンデンサ素子2は、コンデンサ部10と、コンデンサ部10を覆うように設けられた封止層20と、封止層20の表面に設けられた外部電極層30と、封止層20及び外部電極層30を覆うように設けられた外側絶縁層70と、を備える。
 外側絶縁層70は、例えば、基板に予め設けられたキャビティ部に、図1に示すコンデンサ素子1を配置し、絶縁性樹脂で埋め込むことにより形成される。
 あるいは、外側絶縁層70は、例えば、図1に示すコンデンサ素子1に対して、接着層を介して硬化済みのプリプレグを貼り付けることにより形成されてもよい。
 外側絶縁層70は、1層のみから構成されてもよく、2層以上から構成されてもよい。外側絶縁層70が2層以上から構成される場合、各層を構成する材料は、それぞれ同じでもよく、異なっていてもよい。
 外側絶縁層70は、厚さ方向の片面にのみ設けられていてもよく、両面に設けられていてもよい。外側絶縁層70が厚さ方向の両面に設けられる場合、それぞれの面に設けられる外側絶縁層70の厚さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
 コンデンサ素子2は、外側絶縁層70を厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が外部電極層30に接続された外部ビア導体80をさらに備えることが好ましい。
 図3に示す例では、外部ビア導体80の一方の端部は、第2外部電極層32に接続されている。図3には示されていないが、コンデンサ素子2には、一方の端部が第1外部電極層31に接続された外部ビア導体80も含まれている。第1外部電極層31に電気的に接続される外部ビア導体80は、1個でもよく、2個以上でもよい。同様に、第2外部電極層32に電気的に接続される外部ビア導体80は、1個でもよく、2個以上でもよい。
 図4は、直線形状のみを含む開口部の一例を模式的に示す平面図である。図5は、直線及び曲線を組み合わせた形状を含む開口部の一例を模式的に示す平面図である。
 厚さ方向からの平面視で、開口部35は、図4に示すように、直線形状のみを含んでもよく、図5に示すように、直線及び曲線を組み合わせた形状を含んでもよい。
 例えば、開口部35が直線及び曲線を組み合わせた形状を含む場合、スルーホール導体40、内部ビア導体60及び外部ビア導体80を容易に回避することができる。
 また、図5に示すように、厚さ方向からの平面視で、開口部35は、先端に丸みを有してもよい。図4の場合では、開口部35の先端付近(図4中、黒丸で示す箇所)には外部ビア導体80を形成することが困難である。これに対し、図5に示す場合では、開口部35の先端付近にも外部ビア導体80を形成することが可能である。さらに、フォトリソグラフィによって開口部35を形成する場合、開口部35の先端に丸みを容易に付けることができる。
 図4に示す例では、開口部35の平面形状が十字形状であるが、直線形状は特に限定されない。同様に、図5に示す例では、開口部35の平面形状が十字形状であるが、直線及び曲線を組み合わせた形状は特に限定されない。
[第2実施形態]
 図6は、本発明の第2実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。
 図6に示すように、厚さ方向からの平面視で、開口部35は、スルーホール導体40に重ならないことが好ましい。図6に示す例では、第1外部電極層31に設けられている開口部35が第1スルーホール導体41に重ならず、かつ、第2外部電極層32に設けられている開口部35が第2スルーホール導体42に重ならない。
 さらに、厚さ方向からの平面視で、開口部35は、内部ビア導体60に重ならないことが好ましい。図6に示す例では、第2外部電極層32に設けられている開口部35が内部ビア導体60に重ならない。
 スルーホール導体40、内部ビア導体60等の引き出し導体に重ならないように開口部35を配置することで、内部の導通経路を確保することができる。
 複数個の開口部35が設けられている場合、スルーホール導体40に重なる開口部35が含まれていてもよく、また、スルーホール導体40には重ならないが内部ビア導体60には重なる開口部35が含まれていてもよい。
[第3実施形態]
 図7は、本発明の第3実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。
 図7に示すように、厚さ方向からの平面視で、スルーホール導体40及び内部ビア導体60を囲む外部電極層30に設けられている開口部35は、スルーホール導体40と内部ビア導体60とを結ぶ線分上には存在しないことが好ましい。図7に示す例では、第2外部電極層32に設けられている開口部35が、第2スルーホール導体42と内部ビア導体60とを結ぶ線分上に存在しない。
 スルーホール導体40と内部ビア導体60とを結ぶ線分上に存在しないように開口部35を配置することで、両者の間に流れる電流の最短経路にある外部電極層30の欠損を防ぎ、電気抵抗への寄与を最小限に抑えることができる。
 図7に示す例では、スルーホール導体40と内部ビア導体60とを結ぶ線分は、外部電極層30の縁端に対して45°程度傾いているが、例えば、外部電極層30の縁端に対して平行又は垂直であってもよい。
 複数個の開口部35が設けられている場合、スルーホール導体40と内部ビア導体60とを結ぶ線分上に存在する開口部35が含まれていてもよい。
 図8は、本発明の第3実施形態に係るコンデンサ素子の別の一例を模式的に示す平面図である。
 図8に示すように、外部ビア導体80が設けられている場合、厚さ方向からの平面視で、開口部35は、外部ビア導体80に重ならないことが好ましい。図8に示す例では、第2外部電極層32に設けられている開口部35が外部ビア導体80に重ならない。図8には示されていないが、第1外部電極層31に設けられている開口部35が外部ビア導体80に重ならなくてもよい。
 外部ビア導体80に重ならないように開口部35を配置することで、外部の導通経路を確保することができる。
 複数個の開口部35が設けられている場合、外部ビア導体80に重なる開口部35が含まれていてもよい。
 また、厚さ方向からの平面視で、スルーホール導体40を囲む外部電極層30に設けられている開口部35は、外部ビア導体80とスルーホール導体40とを結ぶ線分上には存在しないことが好ましい。図6に示す例では、第2外部電極層32に設けられている開口部35が、外部ビア導体80と第2スルーホール導体42とを結ぶ線分上には存在しない。
 外部ビア導体80とスルーホール導体40とを結ぶ線分上に存在しないように開口部35を配置することで、両者の間に流れる電流の最短経路にある外部電極層30の欠損を防ぎ、電気抵抗への寄与を最小限に抑えることができる。
 複数個の開口部35が設けられている場合、外部ビア導体80とスルーホール導体40とを結ぶ線分上に存在する開口部35が含まれていてもよい。
 さらに、厚さ方向からの平面視で、内部ビア導体60を囲む外部電極層30に設けられている開口部35は、外部ビア導体80と内部ビア導体60とを結ぶ線分上には存在しないことが好ましい。図6に示す例では、第2外部電極層32に設けられている開口部35が、外部ビア導体80と内部ビア導体60とを結ぶ線分上に存在しない。
 外部ビア導体80と内部ビア導体60とを結ぶ線分上に存在しないように開口部35を配置することで、両者の間に流れる電流の最短経路にある外部電極層30の欠損を防ぎ、電気抵抗への寄与を最小限に抑えることができる。
 複数個の開口部35が設けられている場合、外部ビア導体80と内部ビア導体60とを結ぶ線分上に存在する開口部35が含まれていてもよい。
[第4実施形態]
 図9は、本発明の第4実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。
 図9に示すように、厚さ方向からの平面視で、スルーホール導体40及び内部ビア導体60を囲む外部電極層30に設けられている開口部35は、内部ビア導体60同士を結ぶ線分の中点を通ってもよい。図9に示す例では、第2外部電極層32に設けられている開口部35が、内部ビア導体60同士を結ぶ線分の中点を通る。
 内部ビア導体60同士を結ぶ線分の中点を通るように開口部35を配置することで、内部ビア導体60と外部電極層30との導通経路を確保し、内部ビア導体60又は開口部35を形成するためのプロセス尤度を高めることができる。
 あるいは、図9に示すように、厚さ方向からの平面視で、スルーホール導体40及び内部ビア導体60を囲む外部電極層30に設けられている開口部35は、スルーホール導体40同士を結ぶ線分の中点を通ってもよい。図9に示す例では、第2外部電極層32に設けられている開口部35が、第2スルーホール導体42同士を結ぶ線分の中点を通る。
 スルーホール導体40同士を結ぶ線分の中点を通るように開口部35を配置することで、スルーホール導体40と外部電極層30との導通経路を確保し、スルーホール導体40又は開口部35を形成するためのプロセス尤度を高めることができる。
 図9に示す例では、複数個の開口部35が千鳥状に配置されているが、例えば、格子状に配置されていてもよい。
 複数個の開口部35が設けられている場合、内部ビア導体60同士を結ぶ線分の中点を通らない開口部35が含まれていてもよく、また、スルーホール導体40同士を結ぶ線分の中点を通らない開口部35が含まれていてもよい。
[第5実施形態]
 図10は、本発明の第5実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。図11は、図10に示すコンデンサ素子において、内部の水分が抜ける箇所を模式的に示す平面図である。図12は、本発明の第5実施形態に係るコンデンサ素子の別の一例を模式的に示す平面図である。図13は、図12に示すコンデンサ素子において、内部の水分が抜ける箇所を模式的に示す平面図である。
 図10及び図12に示すように、厚さ方向からの平面視で、開口部35が設けられた外部電極層30の短辺に沿う方向における開口部35の長さは、開口部35が設けられた外部電極層30の長辺に沿う方向における開口部35の長さよりも短いことが好ましい。すなわち、外部電極層30の短辺の長さをa、外部電極層30の長辺の長さをb、外部電極層30の短辺に沿う方向における開口部35の長さをxa、外部電極層30の長辺に沿う方向における開口部35の長さをxbとしたとき、a<bかつxa<xbであることが好ましい。
 図11及び図13には、内部の水分が抜ける箇所を模式的に示している。図10及び図12に示すように、開口部35の短辺を外部電極層30の短辺に合わせるとともに、開口部35の長辺を外部電極層30の長辺に合わせることで、開口部35を最小限にしつつ、内部の水分を効率良く蒸発させることができる。
 特に、厚さ方向からの平面視で、開口部35のアスペクト比は、開口部35が設けられた外部電極層30のアスペクト比と同等であることが好ましい。ここで、開口部35のアスペクト比とは、xa/xbで表される比を意味し、外部電極層30のアスペクト比とは、a/bで表される比を意味する。
 開口部35のアスペクト比を外部電極層30のアスペクト比に合わせることで、開口部35を最小限にしつつ、内部の水分をさらに効率良く蒸発させることができる。
 図10に示す例では、開口部35の平面形状が長方形状である。この場合、開口部35は千鳥状に配置されていないことが好ましい。
 図12に示す例では、開口部35の平面形状が十字形状である。この場合、開口部35は千鳥状に配置されていることが好ましい。
 開口部35が設けられた外部電極層30は、第1外部電極層31であってもよく、第2外部電極層32であってもよい。
 複数個の開口部35が設けられている場合、a<bかつxa<xbを満たさない開口部35が含まれていてもよく、また、外部電極層30のアスペクト比と同等でないアスペクト比を有する開口部35が含まれていてもよい。
[第6実施形態]
 図14は、本発明の第6実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。図15は、図14に示すコンデンサ素子において、内部の水分が抜ける箇所を模式的に示す平面図である。
 図14に示すように、厚さ方向からの平面視で、十字形状を有する複数個の開口部35が千鳥状に配置されていてもよい。図14に示す例では、第2外部電極層32に設けられている開口部35が千鳥状に配置されている。
 開口部35を十字形状にすることで、開口部35を最小限にしつつ、内部の水分を効率良く蒸発させることができる。
 さらに、十字形状の開口部35を千鳥状に配置することで、外部ビア導体80を形成可能な領域を充分に確保することができる。
 図16は、本発明の第6実施形態に係るコンデンサ素子の第1変形例を模式的に示す平面図である。
 図16に示す例では、厚さ方向からの平面視で、十字形状を有する開口部35は、開口部35が設けられた外部電極層30の縁端に対して平行又は垂直である。厚さ方向からの平面視で、スルーホール導体40(例えば第2スルーホール導体42)と内部ビア導体60とを結ぶ線分が外部電極層30(例えば第2外部電極層32)の縁端に対して45°程度傾いており、十字形状を有する複数個の開口部35が千鳥状に配置されている。
 図17は、本発明の第6実施形態に係るコンデンサ素子の第2変形例を模式的に示す平面図である。
 図17に示す例では、厚さ方向からの平面視で、十字形状を有する開口部35は、開口部35が設けられた外部電極層30の縁端に対して平行又は垂直である。厚さ方向からの平面視で、スルーホール導体40(例えば第2スルーホール導体42)と内部ビア導体60とを結ぶ線分が外部電極層30(例えば第2外部電極層32)の縁端に対して平行又は垂直であり、十字形状を有する複数個の開口部35が格子状に配置されている。
 十字形状を有する複数個の開口部35を図16に示すように千鳥状に配置するよりも、図17に示すように格子状に配置することで、外部ビア導体80を形成可能な領域を大きくすることができる。
 図18は、本発明の第6実施形態に係るコンデンサ素子の第3変形例を模式的に示す平面図である。図19は、本発明の第6実施形態に係るコンデンサ素子の第4変形例を模式的に示す平面図である。
 図18及び図19に示すように、厚さ方向からの平面視で、十字形状を有する開口部35は、開口部35が設けられた外部電極層30の縁端に対して傾いていてもよい。
 十字形状を有する開口部35を外部電極層30の縁端に対して傾けることで、内部の導通経路のロスを軽減できる。さらに、スルーホール導体40、内部ビア導体60又は開口部35を形成するためのプロセス尤度を高めることができる。
 外部電極層30の縁端に対する開口部35の傾きは特に限定されないが、例えば、40°以上50°以下であり、45°程度であることが好ましい。
 図18に示す例では、厚さ方向からの平面視で、スルーホール導体40(例えば第2スルーホール導体42)と内部ビア導体60とを結ぶ線分が外部電極層30(例えば第2外部電極層32)の縁端に対して45°程度傾いており、十字形状を有する複数個の開口部35が千鳥状に配置されている。
 図19に示す例では、厚さ方向からの平面視で、スルーホール導体40(例えば第2スルーホール導体42)と内部ビア導体60とを結ぶ線分が外部電極層30(例えば第2外部電極層32)の縁端に対して平行又は垂直であり、十字形状を有する複数個の開口部35が格子状に配置されている。
 十字形状を有する複数個の開口部35を図18に示すように千鳥状に配置するよりも、図19に示すように格子状に配置することで、外部ビア導体80を形成可能な領域を大きくすることができる。
[第7実施形態]
 図20は、本発明の第7実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。
 図20に示すように、厚さ方向からの平面視で、開口部35は、十字形状の交差部に丸みを有してもよい。
 十字形状を有する開口部35の交差部に丸みを付けることで、外部ビア導体80を形成可能な領域を大きくすることができる。
[第8実施形態]
 図21は、本発明の第8実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す平面図である。
 図21に示すように、厚さ方向からの平面視で、少なくとも1個の内部ビア導体60は、その内部ビア導体60を囲む外部電極層30(例えば第2外部電極層32)の縁端までの距離に比べて、その内部ビア導体60を囲む外部電極層30(例えば第2外部電極層32)に設けられている少なくとも1個の開口部35までの距離の方が小さくてもよい。
 内部ビア導体60の近くに開口部35を配置することで、内部ビア導体60周辺の水分を優先的に除去することができる。
 以下では、コンデンサ素子1、2等の詳細な構成について説明する。
 厚さ方向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、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、これらを組み合わせた形状等が挙げられる。また、コンデンサ部10の平面形状は、L字型、C字型(コの字型)、階段型等であってもよい。
 陽極板11は、いわゆる弁作用を示す弁作用金属からなることが好ましい。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、又は、これらの金属を少なくとも1種含む合金等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
 陽極板11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。このように、本明細書中では、「板状」に「箔状」も含まれる。
 陽極板11は、芯部11Aの少なくとも一方の主面に多孔質部11Bを有していればよい。つまり、陽極板11は、芯部11Aの一方の主面のみに多孔質部11Bを有していてもよく、芯部11Aの両方の主面に多孔質部11Bを有していてもよい。多孔質部11Bは、芯部11Aの表面に形成された多孔質層であることが好ましく、エッチング層であることがより好ましい。
 エッチング処理前の陽極板11の厚さは、60μm以上、200μm以下であることが好ましい。エッチング処理後にエッチングされていない芯部11Aの厚さは、15μm以上、70μm以下であることが好ましい。多孔質部11Bの厚さは要求される耐電圧、静電容量に合わせて設計されるが、芯部11Aの両側の多孔質部11Bを合わせて10μm以上、180μm以下であることが好ましい。
 多孔質部11Bの孔径は、10nm以上、600nm以下であることが好ましい。なお、多孔質部11Bの孔径とは、水銀ポロシメータにより測定されるメジアン径D50を意味する。多孔質部11Bの孔径は、例えばエッチングにおける各種条件を調整することにより制御することができる。
 多孔質部11Bの表面に設けられる誘電体層13は、多孔質部11Bの表面状態を反映して多孔質になっており、微細な凹凸状の表面形状を有している。誘電体層13は、上記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11としてアルミニウム箔が用いられる場合、アジピン酸アンモニウム等を含む水溶液中でアルミニウム箔の表面に対して陽極酸化処理(化成処理ともいう)を行うことにより、酸化皮膜からなる誘電体層13を形成することができる。
 誘電体層13の厚さは要求される耐電圧、静電容量に合わせて設計されるが、10nm以上、100nm以下であることが好ましい。
 陰極層12が固体電解質層12Aを含む場合、固体電解質層12Aを構成する材料としては、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。これらの中では、ポリチオフェン類が好ましく、PEDOTと呼ばれるポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。また、上記導電性高分子は、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。なお、固体電解質層12Aは、誘電体層13の細孔(凹部)を充填する内層と、誘電体層13を被覆する外層とを含むことが好ましい。
 多孔質部11Bの表面からの固体電解質層12Aの厚さは、2μm以上、20μm以下であることが好ましい。
 固体電解質層12Aは、例えば、3,4-エチレンジオキシチオフェン等のモノマーを含む処理液を用いて、誘電体層13の表面にポリ(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や、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)等のポリマーの分散液を誘電体層13の表面に塗布して乾燥させる方法等によって形成される。
 固体電解質層12Aは、上記の処理液又は分散液を、スポンジ転写、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布、インクジェット印刷等の方法によって誘電体層13の表面に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。
 陰極層12が導電体層12Bを含む場合、導電体層12Bは、導電性樹脂層及び金属層のうち、少なくとも1層を含む。導電体層12Bは、導電性樹脂層のみでもよく、金属層のみでもよい。導電体層12Bは、固体電解質層12Aの全面を被覆することが好ましい。
 導電性樹脂層としては、例えば、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を含む導電性接着剤層等が挙げられる。
 金属層としては、例えば、金属めっき膜、金属箔等が挙げられる。金属層は、ニッケル、銅、銀及びこれらの金属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一種の金属からなることが好ましい。なお、「主成分」とは、重量割合が最も大きい元素成分をいう。
 導電体層12Bは、例えば、固体電解質層12Aの表面に設けられたカーボン層と、カーボン層の表面に設けられた銅層と、を含む。
 カーボン層は、固体電解質層12Aと銅層とを電気的に及び機械的に接続させるために設けられている。カーボン層は、カーボンペーストをスポンジ転写、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布、インクジェット印刷等の方法によって固体電解質層12Aの表面に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。なお、カーボン層は、乾燥前の粘性のある状態で、次工程の銅層を積層することが好ましい。カーボン層の厚さは、2μm以上、50μm以下であることが好ましい。
 銅層は、銅ペーストをスポンジ転写、スクリーン印刷、スプレー塗布、ディスペンサ塗布、インクジェット印刷等の方法によってカーボン層の表面に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。銅層の厚さは、2μm以上、50μm以下であることが好ましい。
 封止層20は、絶縁性材料から構成される。この場合、封止層20は、絶縁性樹脂から構成されることが好ましい。
 封止層20を構成する絶縁性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
 封止層20は、フィラーをさらに含むことが好ましい。
 封止層20に含まれるフィラーとしては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子等の無機フィラーが挙げられる。
 コンデンサ部10と封止層20との間には、例えば、応力緩和層、防湿膜等の層が設けられていてもよい。
 絶縁マスク層25は、絶縁性材料から構成される。この場合、絶縁マスク層25は、絶縁性樹脂から構成されることが好ましい。
 絶縁マスク層25を構成する絶縁性樹脂としては、例えば、ポリフェニルスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、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)、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、及び、それらの誘導体又は前駆体等が挙げられる。
 絶縁マスク層25は、封止層20と同じ樹脂で構成されていてもよい。封止層20と異なり、絶縁マスク層25に無機フィラーが含有されるとコンデンサ部10の容量有効部に悪影響を及ぼすおそれがあるため、絶縁マスク層25は樹脂単独の系からなることが好ましい。
 絶縁マスク層25は、例えば、絶縁性樹脂を含む組成物等のマスク材を、スポンジ転写、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布、インクジェット印刷等の方法によって多孔質部11Bの表面に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。
 絶縁マスク層25は、多孔質部11Bに対して、誘電体層13よりも前のタイミングで形成されてもよいし、誘電体層13よりも後のタイミングで形成されてもよい。
 第1外部電極層31は、陽極板11と電気的に接続されている。図1に示す例において、第1外部電極層31は、第1スルーホール導体41の表面に設けられており、コンデンサ部10の接続端子として機能する。図1に示す例において、第1外部電極層31は、第1スルーホール導体41を介して陽極板11に電気的に接続されており、陽極板11用の接続端子として機能する。
 第1外部電極層31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、第1外部電極層31は、例えば、第1スルーホール導体41の表面にめっき処理を行うことにより形成される。
 第1外部電極層31と他の部材との間の密着性、ここでは、第1外部電極層31と第1スルーホール導体41との間の密着性を向上させるために、第1外部電極層31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。
 第2外部電極層32は、陰極層12と電気的に接続されている。図1に示す例において、第2外部電極層32は、第2スルーホール導体42の表面に設けられており、コンデンサ部10の接続端子として機能する。
 第2外部電極層32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、第2外部電極層32は、例えば、第2スルーホール導体42の表面にめっき処理を行うことにより形成される。
 第2外部電極層32と他の部材との間の密着性、ここでは、第2外部電極層32と第2スルーホール導体42との間の密着性を向上させるために、第2外部電極層32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。
 第1外部電極層31及び第2外部電極層32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11に電気的に接続された第1外部電極層31と、陰極層12に電気的に接続された第2外部電極層32とが設けられているが、複数のコンデンサ部10で第1外部電極層31及び第2外部電極層32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1に示す例では、第1外部電極層31及び第2外部電極層32が、封止層20の両方の主面に設けられているが、封止層20の一方の主面のみに設けられていてもよい。
 図1に示す例において、第2スルーホール導体42は、第2外部電極層32及び内部ビア導体60を介して、陰極層12に電気的に接続されている。
 図1に示す例において、第2外部電極層32は、内部ビア導体60を介して陰極層12に電気的に接続されており、陰極層12用の接続端子として機能する。
 第1スルーホール導体41は、第1貫通孔51の内壁面で陽極板11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、第1スルーホール導体41は、面方向において第1貫通孔51の内壁面に対向する陽極板11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11は、第1スルーホール導体41を介して外部に電気的に導出される。
 第1スルーホール導体41に電気的に接続される陽極板11の端面には、芯部11A及び多孔質部11Bが露出していることが好ましい。この場合、芯部11Aに加えて多孔質部11Bでも、第1スルーホール導体41との電気的な接続がなされる。
 厚さ方向から見たとき、第1スルーホール導体41は、第1貫通孔51の全周にわたって陽極板11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11と第1スルーホール導体41との接続抵抗が低下しやすくなるため、等価直列抵抗(ESR)が低下しやすくなる。
 第1スルーホール導体41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及び封止層20を厚さ方向に貫通する第1貫通孔51を形成する。そして、第1貫通孔51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、第1スルーホール導体41を形成する。第1スルーホール導体41を形成する際、例えば、第1貫通孔51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、第1スルーホール導体41を形成する方法については、第1貫通孔51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第1貫通孔51に充填する方法であってもよい。
 面方向において陽極板11と第1スルーホール導体41との間には、陽極接続層が設けられていてもよい。すなわち、陽極板11と第1スルーホール導体41とは、陽極接続層を介して電気的に接続されていてもよい。
 陽極接続層が面方向において陽極板11と第1スルーホール導体41との間に設けられていることにより、陽極接続層が、陽極板11に対するバリア層、より具体的には、芯部11A及び多孔質部11Bに対するバリア層として機能する。陽極接続層が陽極板11に対するバリア層として機能すると、外部電極層30(例えば第1外部電極層31)を形成するための薬液処理時に生じる陽極板11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、信頼性が向上しやすくなる。
 陽極接続層は、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11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11に対する陽極接続層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11と第1スルーホール導体41との間には、陽極接続層が設けられていなくてもよい。この場合、第1スルーホール導体41は、陽極板11の端面に直に接続されていてもよい。
 第1スルーホール導体41が第1貫通孔51の内壁面のみに設けられている場合、第1貫通孔51には、樹脂材料が充填されてなる樹脂充填部が設けられていてもよい。その場合、樹脂充填部は、第1貫通孔51内の第1スルーホール導体41で囲まれた空間に設けられる。樹脂充填部が設けられることで第1貫通孔51内の空間が解消されると、第1スルーホール導体41のデラミネーションの発生が抑制される。なお、樹脂充填部は、導体であってもよく、絶縁体であってもよい。
 第2スルーホール導体42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を厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する。次に、上述した貫通孔に絶縁性材料を充填する。絶縁性材料が充填された部分に対して、ドリル加工、レーザー加工等を行うことにより、第2貫通孔52を形成する。この際、絶縁性材料を充填した貫通孔の直径よりも第2貫通孔52の直径を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第2貫通孔52の内壁面との間に絶縁性材料が存在する状態にする。その後、第2貫通孔52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、第2スルーホール導体42を形成する。第2スルーホール導体42を形成する際、例えば、第2貫通孔52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、第2スルーホール導体42を形成する方法については、第2貫通孔52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第2貫通孔52に充填する方法であってもよい。
 第2スルーホール導体42が第2貫通孔52の内壁面のみに設けられている場合、第2貫通孔52には、樹脂材料が充填されてなる樹脂充填部が設けられていてもよい。その場合、樹脂充填部は、第2貫通孔52内の第2スルーホール導体42で囲まれた空間に設けられる。樹脂充填部が設けられることで第2貫通孔52内の空間が解消されると、第2スルーホール導体42のデラミネーションの発生が抑制される。なお、樹脂充填部は、導体であってもよく、絶縁体であってもよい。
 内部ビア導体60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。
 内部ビア導体60は、例えば、封止層20を厚さ方向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。
 外側絶縁層70は、絶縁性材料から構成される。この場合、外側絶縁層70は、絶縁性樹脂から構成されることが好ましい。外側絶縁層70は、封止層20と同じ樹脂で構成されていてもよい。
 外部ビア導体80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。外部ビア導体80は、内部ビア導体60と同じ金属で構成されていてもよい。
 外部ビア導体80は、例えば、外側絶縁層70を厚さ方向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。
[その他の実施形態]
 本発明のコンデンサ素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、コンデンサ素子の構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
 本発明のコンデンサ素子では、封止層の内部に、1個のコンデンサ部が配置されていてもよく、複数個のコンデンサ部が配置されていてもよい。
 本発明のコンデンサ素子において、封止層の内部に複数個のコンデンサ部が配置されている場合、隣り合うコンデンサ部同士は、物理的に分断されていればよい。したがって、隣り合うコンデンサ部同士は、電気的に分断されていてもよく、電気的に接続されていてもよい。隣り合うコンデンサ部同士が分断された部分には、封止層等の絶縁性材料が充填されていることが好ましい。隣り合うコンデンサ部同士の間隔は、厚さ方向に一定でもよく、厚さ方向に小さくなってもよい。
 本発明のコンデンサ素子において、封止層の内部に複数個のコンデンサ部が配置されている場合、複数個のコンデンサ部は、面方向に並ぶように配置されていてもよく、厚さ方向に積層するように配置されていてもよく、両者を組み合わせて配置されていてもよい。複数個のコンデンサ部は、規則的に配置されていてもよく、不規則に配置されていてもよい。コンデンサ素子の大きさ及び形状等は、それぞれ同じでもよく、一部又は全部が異なってもよい。コンデンサ素子の構成は、それぞれ同じであることが好ましいが、構成の異なるコンデンサ素子が含まれていてもよい。
 本発明のコンデンサ素子は、複合電子部品の構成材料として好適に使用することができる。このような複合電子部品は、例えば、本発明のコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子の封止層の表面に設けられ、上記コンデンサ素子の陽極板及び陰極層のそれぞれに電気的に接続された外部電極層と、上記外部電極層に接続された電子部品と、を備える。
 複合電子部品において、外部電極層に接続される電子部品は、受動素子でもよく、能動素子でもよい。受動素子及び能動素子の両方が外部電極層に接続されてもよく、受動素子及び能動素子のいずれか一方が外部電極層に接続されてもよい。また、受動素子及び能動素子の複合体が外部電極層に接続されてもよい。
 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素子は、全体としてシート状の形状を有している。したがって、複合電子部品においては、コンデンサ素子を実装基板のように扱うことができ、コンデンサ素子上に電子部品を実装することができる。さらに、コンデンサ素子に実装する電子部品の形状をシート状にすることにより、各電子部品を厚さ方向に貫通するスルーホール導体を介して、コンデンサ素子と電子部品とを厚さ方向に接続することも可能である。その結果、能動素子及び受動素子を一括のモジュールのように構成することができる。
 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素子を電気的に接続し、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素子がさらに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いずれかの一方の面に回路層を形成した上で、受動素子又は能動素子に接続されていてもよい。
 また、予め基板に設けたキャビティ部に本発明のコンデンサ素子を配置し、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(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素子をウエハ又はガラス等の平滑なキャリアの上に実装し、樹脂による外層部を形成した後、回路層を形成した上で、受動素子又は能動素子に接続されていてもよい。
 本明細書には、以下の内容が開示されている。
<1>
 芯部の少なくとも一方の主面に多孔質部を有する陽極板と、上記多孔質部の表面に設けられた誘電体層と、上記誘電体層の表面に設けられた陰極層と、を含むコンデンサ部と、
 上記コンデンサ部を覆うように設けられた封止層と、
 上記陽極板又は上記陰極層に電気的に接続されるように上記封止層の表面に設けられた外部電極層と、を備え、
 上記外部電極層の少なくとも1つには、上記外部電極層を厚さ方向に貫通する開口部が設けられている、コンデンサ素子。
<2>
 上記外部電極層の少なくとも1つには、複数個の上記開口部が設けられている、<1>に記載のコンデンサ素子。
<3>
 上記コンデンサ部の上記厚さ方向に相対する両方の主面に上記封止層が設けられるとともに、それぞれの上記封止層に上記外部電極層が設けられ、
 上記開口部は、上記コンデンサ部の両側の上記外部電極層に設けられている、<2>に記載のコンデンサ素子。
<4>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部の面積は、上記開口部が設けられた上記外部電極層の、上記開口部を含んだ面積に対して5%以上である、<1>~<3>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<5>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部の最大幅は、上記開口部が設けられた上記外部電極層の短辺の長さに対して5%以上である、<1>~<4>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<6>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部の最大幅は、10μm以上である、<1>~<5>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<7>
 上記陽極板又は上記陰極層に電気的に接続されるように上記コンデンサ部及び上記封止層を上記厚さ方向に貫通するように設けられ、両方の端部が上記封止層の表面に引き出されたスルーホール導体をさらに備え、
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部は、上記スルーホール導体に重ならない、<1>~<6>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<8>
 上記陽極板又は上記陰極層に電気的に接続されるように上記封止層を上記厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が上記封止層の表面に引き出された内部ビア導体をさらに備え、
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部は、上記内部ビア導体に重ならない、<1>~<7>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<9>
 上記陽極板又は上記陰極層に電気的に接続されるように上記コンデンサ部及び上記封止層を上記厚さ方向に貫通するように設けられ、両方の端部が上記封止層の表面に引き出されたスルーホール導体と、
 上記陽極板又は上記陰極層に電気的に接続されるように上記封止層を上記厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が上記封止層の表面に引き出された内部ビア導体と、をさらに備え、
 上記厚さ方向からの平面視で、上記スルーホール導体及び上記内部ビア導体を囲む上記外部電極層に設けられている上記開口部は、上記スルーホール導体と上記内部ビア導体とを結ぶ線分上には存在しない、<1>~<8>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<10>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記スルーホール導体及び上記内部ビア導体を囲む上記外部電極層に設けられている上記開口部は、上記内部ビア導体同士を結ぶ線分の中点を通る、<9>に記載のコンデンサ素子。
<11>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記スルーホール導体及び上記内部ビア導体を囲む上記外部電極層に設けられている上記開口部は、上記スルーホール導体同士を結ぶ線分の中点を通る、<9>又は<10>に記載のコンデンサ素子。
<12>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部が設けられた上記外部電極層の短辺に沿う方向における上記開口部の長さは、上記開口部が設けられた上記外部電極層の長辺に沿う方向における上記開口部の長さよりも短い、<1>~<11>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<13>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部のアスペクト比は、上記開口部が設けられた上記外部電極層のアスペクト比と同等である、<1>~<12>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<14>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部は、直線及び曲線を組み合わせた形状を含む、<1>~<13>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<15>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部は、先端に丸みを有する、<14>に記載のコンデンサ素子。
<16>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部は、十字形状を有する、<1>~<15>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<17>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記十字形状を有する複数個の上記開口部が千鳥状に配列されている、<16>に記載のコンデンサ素子。
<18>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記十字形状を有する上記開口部は、上記開口部が設けられた上記外部電極層の縁端に対して傾いている、<16>又は<17>に記載のコンデンサ素子。
<19>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記十字形状を有する複数個の上記開口部が格子状に配列されている、<16>~<18>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<20>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部は、上記十字形状の交差部に丸みを有する、<16>~<19>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<21>
 上記陽極板又は上記陰極層に電気的に接続されるように上記封止層を上記厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が上記封止層の表面に引き出された内部ビア導体をさらに備え、
 上記厚さ方向からの平面視で、少なくとも1個の上記内部ビア導体は、その内部ビア導体を囲む上記外部電極層の縁端までの距離に比べて、その内部ビア導体を囲む上記外部電極層に設けられている少なくとも1個の上記開口部までの距離の方が小さい、<1>~<20>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<22>
 上記封止層及び上記外部電極層を覆うように設けられた外側絶縁層と、
 上記外側絶縁層を上記厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が上記外部電極層に接続された外部ビア導体と、をさらに備える、<1>~<21>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
<23>
 上記厚さ方向からの平面視で、上記開口部は、上記外部ビア導体に重ならない、<22>に記載のコンデンサ素子。
<24>
 上記陽極板又は上記陰極層に電気的に接続されるように上記コンデンサ部及び上記封止層を上記厚さ方向に貫通するように設けられ、両方の端部が上記封止層の表面に引き出されたスルーホール導体をさらに備え、
 上記厚さ方向からの平面視で、上記スルーホール導体を囲む上記外部電極層に設けられている上記開口部は、上記外部ビア導体と上記スルーホール導体とを結ぶ線分上には存在しない、<22>又は<23>に記載のコンデンサ素子。
<25>
 上記陽極板又は上記陰極層に電気的に接続されるように上記封止層を上記厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が上記封止層の表面に引き出された内部ビア導体をさらに備え、
 上記厚さ方向からの平面視で、上記内部ビア導体を囲む上記外部電極層に設けられている上記開口部は、上記外部ビア導体と上記内部ビア導体とを結ぶ線分上には存在しない、<22>~<24>のいずれか1つに記載のコンデンサ素子。
 1、2 コンデンサ素子
 10 コンデンサ部
 11 陽極板
 11A 芯部
 11B 多孔質部
 12 陰極層
 12A 固体電解質層
 12B 導電体層
 13 誘電体層
 20 封止層
 25 絶縁マスク層
 30 外部電極層
 31 第1外部電極層
 32 第2外部電極層
 35 開口部
 40 スルーホール導体
 41 第1スルーホール導体
 42 第2スルーホール導体
 51 第1貫通孔
 52 第2貫通孔
 60 内部ビア導体
 70 外側絶縁層
 80 外部ビア導体

Claims (25)

  1.  芯部の少なくとも一方の主面に多孔質部を有する陽極板と、前記多孔質部の表面に設けられた誘電体層と、前記誘電体層の表面に設けられた陰極層と、を含むコンデンサ部と、
     前記コンデンサ部を覆うように設けられた封止層と、
     前記陽極板又は前記陰極層に電気的に接続されるように前記封止層の表面に設けられた外部電極層と、を備え、
     前記外部電極層の少なくとも1つには、前記外部電極層を厚さ方向に貫通する開口部が設けられている、コンデンサ素子。
  2.  前記外部電極層の少なくとも1つには、複数個の前記開口部が設けられている、請求項1に記載のコンデンサ素子。
  3.  前記コンデンサ部の前記厚さ方向に相対する両方の主面に前記封止層が設けられるとともに、それぞれの前記封止層に前記外部電極層が設けられ、
     前記開口部は、前記コンデンサ部の両側の前記外部電極層に設けられている、請求項2に記載のコンデンサ素子。
  4.  前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部の面積は、その開口部が設けられた前記外部電極層の外周縁で囲まれる面積に対して5%以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  5.  前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部の最大幅は、その開口部が設けられた前記外部電極層の短辺の長さに対して5%以上である、請求項1~4のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  6.  前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部の最大幅は、10μm以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  7.  前記陽極板又は前記陰極層に電気的に接続されるように前記コンデンサ部及び前記封止層を前記厚さ方向に貫通するように設けられ、両方の端部が前記封止層の表面に引き出されたスルーホール導体をさらに備え、
     前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部は、前記スルーホール導体に重ならない、請求項1~6のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  8.  前記陽極板又は前記陰極層に電気的に接続されるように前記封止層を前記厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が前記封止層の表面に引き出された内部ビア導体をさらに備え、
     前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部は、前記内部ビア導体に重ならない、請求項1~7のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  9.  前記陽極板又は前記陰極層に電気的に接続されるように前記コンデンサ部及び前記封止層を前記厚さ方向に貫通するように設けられ、両方の端部が前記封止層の表面に引き出されたスルーホール導体と、
     前記陽極板又は前記陰極層に電気的に接続されるように前記封止層を前記厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が前記封止層の表面に引き出された内部ビア導体と、をさらに備え、
     前記厚さ方向からの平面視で、前記スルーホール導体及び前記内部ビア導体を囲む前記外部電極層に設けられている前記開口部は、前記スルーホール導体と前記内部ビア導体とを結ぶ線分上には存在しない、請求項1~8のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  10.  前記厚さ方向からの平面視で、前記スルーホール導体及び前記内部ビア導体を囲む前記外部電極層に設けられている前記開口部は、前記内部ビア導体同士を結ぶ線分の中点を通る、請求項9に記載のコンデンサ素子。
  11.  前記厚さ方向からの平面視で、前記スルーホール導体及び前記内部ビア導体を囲む前記外部電極層に設けられている前記開口部は、前記スルーホール導体同士を結ぶ線分の中点を通る、請求項9又は10に記載のコンデンサ素子。
  12.  前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部が設けられた前記外部電極層の短辺に沿う方向における前記開口部の長さは、前記開口部が設けられた前記外部電極層の長辺に沿う方向における前記開口部の長さよりも短い、請求項1~11のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  13.  前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部のアスペクト比は、前記開口部が設けられた前記外部電極層のアスペクト比と同等である、請求項1~12のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  14.  前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部は、直線及び曲線を組み合わせた形状を含む、請求項1~13のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  15.  前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部は、先端に丸みを有する、請求項14に記載のコンデンサ素子。
  16.  前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部は、十字形状を有する、請求項1~15のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  17.  前記厚さ方向からの平面視で、前記十字形状を有する複数個の前記開口部が千鳥状に配列されている、請求項16に記載のコンデンサ素子。
  18.  前記厚さ方向からの平面視で、前記十字形状を有する前記開口部は、前記開口部が設けられた前記外部電極層の縁端に対して傾いている、請求項16又は17に記載のコンデンサ素子。
  19.  前記厚さ方向からの平面視で、前記十字形状を有する複数個の前記開口部が格子状に配列されている、請求項16~18のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  20.  前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部は、前記十字形状の交差部に丸みを有する、請求項16~19のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  21.  前記陽極板又は前記陰極層に電気的に接続されるように前記封止層を前記厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が前記封止層の表面に引き出された内部ビア導体をさらに備え、
     前記厚さ方向からの平面視で、少なくとも1個の前記内部ビア導体は、その内部ビア導体を囲む前記外部電極層の縁端までの距離に比べて、その内部ビア導体を囲む前記外部電極層に設けられている少なくとも1個の前記開口部までの距離の方が小さい、請求項1~20のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  22.  前記封止層及び前記外部電極層を覆うように設けられた外側絶縁層と、
     前記外側絶縁層を前記厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が前記外部電極層に接続された外部ビア導体と、をさらに備える、請求項1~21のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
  23.  前記厚さ方向からの平面視で、前記開口部は、前記外部ビア導体に重ならない、請求項22に記載のコンデンサ素子。
  24.  前記陽極板又は前記陰極層に電気的に接続されるように前記コンデンサ部及び前記封止層を前記厚さ方向に貫通するように設けられ、両方の端部が前記封止層の表面に引き出されたスルーホール導体をさらに備え、
     前記厚さ方向からの平面視で、前記スルーホール導体を囲む前記外部電極層に設けられている前記開口部は、前記外部ビア導体と前記スルーホール導体とを結ぶ線分上には存在しない、請求項22又は23に記載のコンデンサ素子。
  25.  前記陽極板又は前記陰極層に電気的に接続されるように前記封止層を前記厚さ方向に貫通するように設けられ、一方の端部が前記封止層の表面に引き出された内部ビア導体をさらに備え、
     前記厚さ方向からの平面視で、前記内部ビア導体を囲む前記外部電極層に設けられている前記開口部は、前記外部ビア導体と前記内部ビア導体とを結ぶ線分上には存在しない、請求項22~24のいずれか1項に記載のコンデンサ素子。
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