WO2006008973A1

WO2006008973A1 - コンデンサ

Info

Publication number: WO2006008973A1
Application number: PCT/JP2005/012553
Authority: WO
Inventors: Katsumasa Miki; Tatsuo Fujii; Yuji Midou; Suzushi Kimura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2007-01-15
Also published as: EP1768138A4; JP4341676B2; CN1998056A; JPWO2006008973A1; US20080024955A1; US7443655B2; EP1768138A1

Abstract

コンデンサは第１のコンデンサ素子と、この第１のコンデンサ素子に積層された第２のコンデンサ素子とを有する。第１のコンデンサ素子は、弁金属シート体を貫通するスルホール電極が設けられ、片面に陰極、陽極の端子部を取り出した固体電解質コンデンサである。第２のコンデンサ素子は誘電体層を介して設けられた第１電極、第２電極と、誘電体層を貫通する第２のスルホール電極とを有する。第２のスルホール電極は第１電極と接続されるとともに、第２電極と絶縁されている。第２電極の取り出し部は誘電体層から表出している。そして第２のスルホール電極と取り出し部とが交互に配置されている。第１電極は第１のスルホール電極と電気的に接続され、第２電極は弁金属シート体と電気的に接続されている。

Description

明細書

コンデンサ

技術分野

[0001] 本発明は、高周波特性に優れたコンデンサに関する。

背景技術

[0002] 近年、電子機器の高機能化に伴い、これに用いられる電子部品にも高周波領域に対応できる性能要求が強くなつている。例えば、高周波回路におけるバイパスコンデンサゃデカップリングコンデンサとして用いるコンデンサには共振周波数の高周波化と大容量化とが不可欠である。そして、共振周波数を高周波化するためにはコンデンサの等価直列インダクタンスを低減すること (低 ESL化）が不可欠である。特に、高性能化が著しい CPU用途に用いられるデカップリングコンデンサは、より多くの電力を即座に供給できる性能が要求される。このように高速動作に対応するためにはコンデンサの低 ESL化が重要な要素である。

[0003] 高周波特性に優れた従来のコンデンサは、例えば特開 2002— 299152号公報に開示されて、る。このセラミックコンデンサの両端にはプラスの電極端子とマイナスの電極端子とが交互に配列されている。これにより低 ESL化されている。またさらに、それぞれの電極端子をマトリックス状に交互に配列することによりインダクタンスを低減させて ESLを減少させた積層セラミックコンデンサも知られている。このようなコンデンサは例えば特開 2001— 189234号公報に開示されている。これらのコンデンサでは、コンデンサに流れる電流によって誘起される磁界を相殺させるように電極構造がェ夫されている。また電極の電流経路長を短くしている。これらの相乗効果によって低 ESL化が実現している。

[0004] し力しながら、このようなコンデンサの構成では、内部電極形状と端子電極の構成とが複雑であることから容量が小さくなるとともに、生産性が低下する。

発明の開示

[0005] 本発明のコンデンサは第 1のコンデンサ素子と、この第 1のコンデンサ素子に積層された第 2のコンデンサ素子とを有する。第 1のコンデンサ素子は、弁金属シート体と誘電体被膜と固体電解質層と集電体層と第 1のスルホール電極とを有する。弁金属シート体の片面には多孔質層が設けられ、誘電体被膜は多孔質層上に形成されている。固体電解質層は誘電体被膜上に形成され、集電体層は固体電解質層上に形成されている。第 1のスルホール電極は集電体層と導通し弁金属シート体と絶縁され、弁金属シート体を貫通している。第 2のコンデンサ素子は、誘電体層と第 1電極と第 2 電極と複数の第 2のスルホール電極と第 2電極の複数の取り出し部とを有する。第 1 電極と第 2電極とは誘電体層を介して互いに絶縁されて設けられ、第 1電極は第 1のスルホール電極と電気的に接続され、第 2電極は弁金属シート体と電気的に接続されている。第 2のスルホール電極は誘電体層を貫通して設けられ、第 1電極と接続されるとともに、第 2電極と絶縁されている。第 2電極の取り出し部は誘電体層力も表出している。そして第 2のスルホール電極と取り出し部とが交互に配置されている。このコンデンサでは、静電容量の大きな第 1のコンデンサ素子と低 ESL特性を有する第 2 のコンデンサ素子とが複合して、る。そのため大容量を確保しつつ低 ESLであるコンデンサが得られる。図面の簡単な説明

[図 1]図 1は本発明の実施の形態 1におけるコンデンサの外観斜視図である。

[図 2A]図 2Aは図 1に示すコンデンサの断面構造図である。

[図 2B]図 2Bは図 2に示すコンデンサの要部拡大図である。

[図 2C]図 2Cは本発明の実施の形態 1における他のコンデンサの上面部分を示す要部拡大図である。

[図 3A]図 3Aは本発明の実施の形態 1におけるコンデンサの別の断面構造図である

[図 3B]図 3Bは本発明の実施の形態 1におけるコンデンサのさらに別の断面構造図である。

[図 4]図 4は本発明の実施の形態 1におけるコンデンサの第 1のコンデンサ素子の製造方法を説明するための断面工程図である。

[図 5]図 5は図 4に続く第 1のコンデンサ素子の製造方法を説明するための断面工程図である。 [図 6]図 6は図 5に続く第 1のコンデンサ素子の製造方法を説明するための断面工程図である。

[図 7]図 7は図 6に続く第 1のコンデンサ素子の製造方法を説明するための断面工程図である。

[図 8]図 8は本発明の実施の形態 1におけるコンデンサの第 2のコンデンサ素子の製造方法を説明するための断面工程図である。

[図 9]図 9は図 8に続く第 2のコンデンサ素子の製造方法を説明するための断面工程図である。

[図 10]図 10は図 9に続く第 2のコンデンサ素子の製造方法を説明するための断面ェ程図である。

[図 11]図 11は図 10に続く第 2のコンデンサ素子の製造方法を説明するための断面工程図である。

[図 12]図 12は図 11に続く第 2のコンデンサ素子の製造方法を説明するための断面工程図である。

[図 13]図 13は図 12に続く第 2のコンデンサ素子の製造方法を説明するための断面工程図である。

[図 14]図 14は本発明の実施の形態 2におけるコンデンサの断面構造図である。符号の説明

1 弁金属シート体

1A 第 1面

1B 第 2面

2 第 1のスルホール電極

2A スノレホーノレ

3 絶縁膜

3A 絶縁材料

4 陰極端子

5 陽極端子

5A 陽極開口部多孔質層

集電体層

陽陰極分離部

陰極電極層

補強板

基板

第 1の貫通電極第 2の貫通電極

A, 13A スルホール

下部電極

上部電極

誘電体層

絶縁部

, 22 第 2のスルホール電極A ブラインドビア

第 1の端子電極第 2の端子電極絶縁保護層

A 外表面

第 3のスルホール電極誘電体被膜

固体電解質層

カーボン層

, 35 内層電極

接続バンプ

絶縁膜

第 1のコンデンサ素子, 43 第 2のコンデンサ素子発明を実施するための最良の形態

[0008] (実施の形態 1)

図 1は本発明の実施の形態 1におけるコンデンサの外観斜視図である。図 2Aは図 1の A— A線における断面構造図、図 2Bは図 2Aの要部拡大図である。図 2Cは本実施の形態における他の例のコンデンサの上面部分を示す要部拡大図である。また図 3Aは本実施の形態における別の例のコンデンサの断面構造図、図 3Bはさらに別の例のコンデンサの断面構造図である。

[0009] 図 1、図 2A、図 2Bにおいて、弁金属シート体 (以下、シート） 1は第 1面 1A側に、微細孔が多数形成された多孔質層 6を有し、多孔質層 6の表面には誘電体被膜 31が形成されている。これらは、例えばアルミニウム (A1)を薬液処理と熱酸ィ匕処理とを施すことによって形成される。シート 1としては A1のほかにタンタル (Ta)やニオブ (Nb) が静電容量の観点から好ま、。

[0010] 誘電体被膜 31の表面には固体電解質層 32が形成されている。なお図 2Aでは固体電解質層 32は図示していない。固体電解質層 32の表面には集電体層 7が形成されている。集電体層 7はカーボン層 33とその上に形成された銀 (Ag)ペーストなどからなる陰極電極層 9から構成されている。固体電解質層 32はポリピロールやポリチォフェン等の導電性高分子の重合法によって形成することができる。カーボン層 33は固体電解質層 32と陰極電極層 9との界面抵抗を下げるために用いられる。

[0011] さらに、シート 1には、シート 1を第 1面 1A側力も第 1面 1Aと対向する第 2面 1B側に貫通する第 1のスルホール電極 2が形成されて!、る。スルホール電極 2と陰極電極層 9とは電気的に導通している。スルホール電極 2の内壁とシート 1の第 2面側の大部分とには絶縁膜 3が形成されており、絶縁膜 3はスルホール電極 2とシート 1とを絶縁している。また、シート 1の第 1面 1A側の外周部に形成された陽陰極分離部 8は、固体電解質層 32と集電体層 7とが端部においてシート 1と導通することを防止して、コンデンサの信頼'性を高めている。

[0012] 陰極電極層 9の上に貼り合わされた補強板 10は全体の機械的強度を高めている。

なお、陽陰極分離部 8と補強板 10とは必要に応じて設ければよく必須の構成ではない。 [0013] シート 1の第 2面 IB側のスルホール電極 2の表出面には陰極端子 4が形成されている。シート 1の第 2面 1B上に形成された絶縁膜 3の一部には開口部が設けられ、この開口部にシート 1と導通する陽極端子 5が設けられている。なお、端子 4、 5は必ずしも必要ではないが、端子 4、 5を設けることにより接続の信頼性が高まる。以上のような構成により第 1のコンデンサ素子 41が形成されている。

[0014] 次に、第 2のコンデンサ素子 42の構成について説明する。コンデンサ素子 42はコンデンサ素子 41を構成しているシート 1の第 2面 1B側に設けられている。まず、薄膜プロセスなどを用いて銅 (Cu)などの導電性に優れた金属力もなる下部電極 14をコンデンサ素子 41の陰極端子 4に接続するように設ける。次に下部電極 14の上にスパッタなどの方法によりチタン酸バリウムなどの誘電体材料薄膜からなる誘電体層 16として設ける。そして、誘電体層 16の上にコンデンサ素子 41の陽極端子 5と接続するように上部電極 15を設ける。このように、下部電極 14と誘電体層 16と上部電極 15とが積層されている。なお端子 4、 5が設けられていない場合には、下部電極 14はスルホール電極 2に、上部電極 15はシート 1に直結される。すなわち、第 1電極である下部電極 14と第 2電極である上部電極 15とは、誘電体層 16を介して互いに絶縁されて設けられ、下部電極 14はスルホール電極 2に、上部電極 15はシート 1にそれぞれ電気的に接続されている。

[0015] 誘電体層 16と上部電極 15の一部とにはスルホールが形成され、このスルホールには下部電極 14と接続された第 2のスルホール電極 18が設けられて!/、る。スルホールの内壁に設けられた絶縁部 17はスルホール電極 18と上部電極 15とを電気的に絶縁している。すなわち、スルホール電極 18は誘電体層 16を貫通して設けられ、下部電極 14と接続されるととも〖こ、上部電極 15と絶縁されている。必要に応じて、スルホール電極 18の上には外表面 21 Aに表出し、スルホール電極 18に接続された第 1の端子電極 20が設けられる。また上部電極 15の上には外表面 21Aに表出し、上部電極 15からの取り出し部で接続された第 2の端子電極 19が設けられる。以上のようにしてコンデンサ素子 42が構成されて!、る。

[0016] コンデンサ素子 42の特徴は絶縁保護層 21の外表面 21Aに表出した上部電極 15 の電極取り出し部と、下部電極 14からに接続されたスルホール電極 18からの電極取り出し部との配置にある。図 1ではこの電極取り出し部がそれぞれ端子電極 19、 20に相当する。端子電極 19、 20は図 1に示すように、それぞれが交互の位置関係になるように複数設けられている。端子電極 19、 20を設けない場合にはスルホール電極 18 を外表面 21Aに表出させ、端子電極 19に相当する位置に上部電極 15と一体の凸部を設けてもょ、。このような構成とすることによりコンデンサ素子 42の ESLは非常に低くなる。

[0017] コンデンサ素子 41, 42を有し、上記のような構成を有するコンデンサは、例えば M PUなどのデカップリングコンデンサとして用いることができる。このような用途において、 MPUの急峻な電圧変化に対して初期段階に重要な役割を果たす電源供給能力は ESL特性によって決定される。

[0018] この初期段階に必要な電源供給の役割を担うコンデンサには低 ESL特性が要求され、それに必要な静電容量は 50nF程度である。従って、本実施の形態におけるコンデンサ素子 42の電流経路長をできる限り短くする必要がある。また端子電極 19、 20 の配置を工夫することにより低 ESL特性を最優先に設計する必要がある。前述のようなコンデンサ素子 42の構成によりこれらの条件が満足され、コンデンサ素子 42の静電容量を 50nF程度以上に設計することにより、初期段階に必要な電源供給が可能となる。

[0019] 一方、次の段階の電源供給には大きな静電容量が必要とされる。この要求に対しては、コンデンサ素子 41が多くの電荷を供給する。そのため、コンデンサ素子 41には低等価直列抵抗 (低 ESR)特性で、かつ大容量のコンデンサが必要となる。コンデンサ素子 41は固体電解コンデンサであるので、このような大容量用途に最適である。

[0020] 以上のように、本実施の形態におけるコンデンサではコンデンサ素子 41が大きな静電容量を有し、コンデンサ素子 42が低 ESL特性を有する。このように機能を分担させることにより、静電容量を犠牲にすることなく大容量でかつ低 ESL特性を有するコンデンサが効率よく得られる。さらに、このような構成とすることにより、非常に薄型の高周波用のコンデンサが得られる。なお、コンデンサ素子 42を、前述のように薄膜形成法により誘電体層 16や電極 14, 15を形成した薄膜コンデンサとすることが好ましい。これにより、端子電極 19と端子電極 20とのピッチを、微細なピッチ寸法で高精度に実現することができる。

[0021] なお以上の説明では、コンデンサ素子 41の上に薄膜プロセスを用いて直接成膜することによりコンデンサ素子 42を形成している。これ以外に、コンデンサ素子 42と同じ機能を有するコンデンサを別に作製し、コンデンサ素子 41の上に積層配置して形成してもよい。その場合、陰極端子 4と下部電極 14、陽極端子 5と上部電極 15のそれぞれの組み合わせを Ag、 Cuペーストあるいは異方性導電ペーストによって電気的に接続する。またそのとき、接着剤などでコンデンサ素子 41とコンデンサ素子 42とを接合することによって信頼性が高まる。このようにして作製する場合、それぞれ別々に作製されたコンデンサ素子を最後に積層接合するので、最終製品の歩留まりが高まる。

[0022] なお、コンデンサ素子 42を有機フィルムコンデンサで構成すれば、耐応力性に優れたコンデンサが得られる。コンデンサ素子 42をセラミックコンデンサで構成すれば、低 ESR特性と低 ESL特性とを有するコンデンサが得られる。コンデンサ素子 42を固体電解コンデンサで構成すれば、コンデンサ素子 42をコンデンサ素子 41と同様のプ口セスで作製できることが可能となり、生産性に優れた大容量のコンデンサが得られる。

[0023] また図 2Cに示すように、端子電極 19、 20の上に接続バンプ 36を設けることが好ましい。端子電極 19、 20を設けていない場合には、スルホール電極 18上と上部電極 1 5の取り出し部上とに接続バンプ 36を設けてもよい。これにより直接、半導体デバイスとコンデンサ素子 42とを最短の距離で接続することが可能となり、高周波域における電源供給の性能が高まる。また、コンデンサ素子 42の端子電極 19、 20間の距離をコンデンサ素子 41の陽極端子 5と陰極端子 4との距離よりも小さくすることにより低 ES L特性に優れたコンデンサが得られる。

[0024] また、陰極端子 4と下部電極 14とをはんだで接続するとともに、陽極端子 5と上部電極 15とをはんだで接続することにより実装性と信頼性とが向上する。また、陰極端子 4と下部電極 14とを導電性接着剤で接続するとともに、陽極端子 5と上部電極 15とを導電性接着剤で接続することにより生産性が向上する。また、陽極端子 5と上部電極 15、陰極端子 4と下部電極 14のそれぞれの組み合わせを異方性導電ペーストで接続してもよい。これにより端子電極 19、 20を狭小ピッチで配列することができる。 [0025] また、シート 1を Al、 Ta、 Nbのいずれかにより構成することにより従来の技術で大容量のコンデンサが得られる。また、陽極端子 5、陰極端子 4、端子電極 19、 20を Ag、 Cu、あるいは Agと Cuの混合物、 Agと Cuとの合金のいずれかを主体とする導電性べ一ストで形成することにより生産性が向上する。必要に応じてそれぞれ別個の材料で構成してちょい。

[0026] 次に、図 3Aを用いて本実施の形態における別の例のコンデンサの構成について説明する。ここで、図 3Aに示すコンデンサが図 1のコンデンサと異なっている点は、コンデンサ素子 41、 42の間に基板 11が設けられている点である。なお図 3Aでも図 2A と同様に固体電解質層は図示してヽなヽ。

[0027] 基板 11には第 1の貫通電極 12、第 2の貫通電極 13が設けられている。貫通電極 1 3は下部電極 14に接続するように設けられ、誘電体層 16は下部電極 14の上に設けられている。上部電極 15は誘電体層 16の上に設けられ、上部電極 15は貫通電極 1 2に接続されている。そして陰極端子 4、陽極端子 5はそれぞれ貫通電極 13、 12〖こ接続されている。すなわち、スルホール電極 2と下部電極 14とは貫通電極 13を介して電気的に接続され、シート 1と上部電極 15とは貫通電極 12を介して電気的に接続されている。コンデンサ素子 42の端子電極 19、 20は図 2Aと同じ電極配置である。このように、それぞれの特性を満足するコンデンサ素子同士を接合することにより歩留まりが高まる。なおこのようなコンデンサを作製する際には、基板 11の上にコンデンサ素子 42を形成しておき、その後、この接続体をコンデンサ素子 41の上に接続実装する。

[0028] 基板 11に絶縁性材料を用いれば、基板 11の上に薄膜法を用いてコンデンサ素子 42を形成することができる。そしてコンデンサ素子 42の特性を検査した後、特性を見極めながらコンデンサ素子 41の上に実装することにより、高精度に効率よく所望の特性のコンデンサが得られる。さらに、絶縁性の基板 11を有機材料で構成することにより生産効率が向上する。有機材料としてポリイミド榭脂、エポキシ榭脂、フエノール榭脂、シリコン榭脂などのうち少なくとも一つを含む有機材料を用いることにより信頼性と生産性とが向上する。

[0029] また、基板 11を無機材料で構成してもよ!/ヽ。さらにアルミナ、ガラス、石英、セラミツクのいずれか一つを含んだ絶縁性材料で構成することにより耐熱などの信頼性の高いコンデンサが得られる。

[0030] 一方、図 3Bに示すように、基板 11に例えば Cu、 Ag、シリコン (Si)などの導電性を有する金属材料を用いてもよい。その場合、同じく金属からなるコンデンサ素子 41のシート 1の膨張係数と基板 11の膨張係数とが近くなる。そのため信頼性が高まるとともに放熱性も高まる。なお図 3Bでも図 2Aと同様に固体電解質層は図示していない。

[0031] また基板 11を導電性材料で構成すれば、貫通電極 12, 13の一方を省くことができる。図 3Bに示すように、例えば貫通電極 13は不要となる力上部電極 15と貫通電極 12とが基板 11と導通しないように絶縁膜 37を設ける必要がある。このような構成は、例えば基板 11として Cu基板を用い、ドライエッチングによってスルホールを設けておく。次に基板 11の上に下部電極 14、誘電体層 16を順次スパッタリングや蒸着などの方法によって形成する。その際、スルホール内、スルホール周辺にも誘電体層 16の一部を形成することで絶縁膜 37を形成する。次に、スルホール内に Agナノペーストなどによって貫通電極 12を形成する。最後に、上部電極 15をスパッタリングや蒸着などの方法によって形成する。このようにすれば、コンデンサ素子 42を均一な薄膜状に積層形成することができる。あるいは後述するように、基板 11に貫通電極 12, 13を形成するためのスルホールを設けた後、全体を熱処理酸化することにより基板 11の表面に酸ィ匕物の絶縁膜を形成してもよい。

[0032] なお、図 3A、図 3Bに示すコンデンサにおいて、基板 11とコンデンサ素子 41とを接着剤にて接合することにより生産性が向上する。

[0033] 以下、図 3Aに示すコンデンサの製造方法の一例を説明する。まず、図 4〜図 7を用いて、コンデンサ素子 41の製造方法を説明する。

[0034] まず、第 1面 1Aに多孔質層 6が形成されたシート 1を準備する。多孔質層 6は A1などのシート 1に酸処理と熱酸ィ匕処理とを行うことによって得られる。これらの処理により、多孔質層 6の表面には誘電体層 31も形成される。そしてシート 1にパンチングカロェなどによってスルホール 2Aを形成する。次に、シート 1の第 2面 1B側より榭脂材料からなる絶縁材料 3Aを塗布する。このとき榭脂材料 3Aはシート 1の第 2面 1B側の表面とともにスルホール 2Aの内部にも充填される。そして図 4に示すように、シート 1の第 1 面 1A側より空気を噴射してスルホール 2A中の余分な榭脂材料 3Aを除去することによりスルホール 2Aに再度孔を設ける。そして、加熱して榭脂材料 3Aを硬化させる。図 3Aにおける絶縁膜 3はこのようにして形成することができる。

[0035] その後、図 5に示すように必要に応じてシート 1の第 1面 1A側の外周部に榭脂を塗布して硬化させ、陽陰極分離部 8を形成する。

[0036] さらに、たとえばポリチォフェンなどの導電性高分子膜をィ匕学重合法、電解重合法などによって誘電体層 31の上に固体電解質層 32を形成する。その上にカーボンぺ一ストを塗布、硬化して薄いカーボン層 33を形成する。

[0037] その後、図 6に示すように Agペーストをカーボン層 33の上とスルホール 2Aの内部に塗布および充填してスルホール電極 2と陰極電極層 9とを形成する。このとき、必要に応じて Ag、 Cuなど力もなる導電性の補強板 10を Agペーストによって陰極電極層 9と接着してもよい。これによりコンデンサ素子 41の機械的強度が向上するとともに抵抗値が小さくなり電荷の取り出しが容易になる。

[0038] 次に、レーザカ卩ェなどによって絶縁膜 3の所定の位置をカ卩ェして陽極開口部 5Aを形成し、シート 1の表層を露出させる。その後、図 7に示すようにめつきなどによってスルホール電極 2の表出面と陽極開口部 5Aとに端子 4、 5を形成する。以上のようにしてコンデンサ素子 41ができる。

[0039] 次に、図 8〜図 13を参照して基板 11上にコンデンサ素子 42を製造する方法を示す。まず Siの平板である基板 11にパターユングされたレジスト（図示せず)などを形成した後、ドライエッチング法などによりスルホール 12A、 13Aを所定の部位に形成する。そして基板 11を熱処理酸ィ匕することにより基板 11の表面に SiOの絶縁膜 (図

2

示せず）を形成する。次〖こ図 8〖こ示すよう〖こ、スルホール 12A、 13Aに Agナノペースト等を充填、硬化することにより貫通電極 12、 13を形成する。

[0040] 次に、図 9に示すように Cuからなる下部電極 14、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体層 16、 Cuからなる上部電極 15をスパッタ法などによって順次形成する。これらはそれぞれメタルマスクによって成膜部位を限定する力、あるいは全面に成膜した後にフォトリソ法やエッチング法によって所定の形状に成形される。

[0041] その後、図 10に示すようにブラインドビア 18Aを所定の位置に形成する。ブラインドビア 18Aの形成にはレーザ力卩ェゃエッチングの方法が用いられる。そして、図 11に示すようにブラインドビア 18Aの内壁に絶縁部 17を形成する。絶縁部 17は、例えば感光性のポリイミド等を用いて仮硬化した後、所定の部位のみにポリイミドが残留するように露光後に現像を行って本硬化を行うことにより形成することができる。

[0042] 次に、図 12に示すようにブラインドビア 18Aの中に Agあるいは Cuペーストなどを印刷によって充填硬化してスルホール電極 18を形成する。そして、図 13に示すようにスルホール電極 18の上と上部電極 15の所定の部位とに端子電極 19、 20を形成する。このようにしてコンデンサ素子 42が製造される。端子電極 19、 20はスパッタ法ゃフォトリソ、エッチング法によって形成することができる。

[0043] 以上説明してきたコンデンサ素子 41、 42を、基板 11を介して積層、接続する。この際、陰極端子 4と下部電極 14とは貫通電極 13を介して、陽極端子 5と上部電極 15とは貫通電極 12を介して導通するようにペースト等によって接続する。このようにしてコンデンサが完成する。また、必要に応じて図 3Aに示したように絶縁保護層 21を形成することにより信頼性と実証性を高めたコンデンサを製造することができる。

[0044] 以上のように、本実施の形態のよるコンデンサでは、コンデンサ素子 42が低 ESL特性を実現するとともに、コンデンサ素子 41により大容量が確保される。そのため高周波特性に優れたコンデンサが得られる。このように特性の異なるコンデンサ素子の組み合わせにより、様々な用途に用いることが可能となる。すなわちこれらの各コンデンサ素子は、内部にスルホール電極を有することにより内部で逆向きの電流の流れが導出されるため、電流に起因する磁界を自身で相殺することができる。これにより磁界に起因する ESLの値を極小化する。特に、コンデンサ素子 42には複数のスルホール電極 18が形成されているためその効果が顕著になる。このようなコンデンサ素子 4 2と、容量の大きなコンデンサ素子 41とを複合ィ匕することにより、高精度な実装技術を要求される電子機器への適応が可能となる。

[0045] (実施の形態 2)

図 14は本発明の実施の形態 2におけるコンデンサの断面図である。コンデンサ素子 41は実施の形態 1と同様である。第 2のコンデンサ素子であるコンデンサ素子 43 が実施の形態 1におけるコンデンサ素子 42と異なっている点はコンデンサ素子 43が積層構造を有している点である。なお図 14でも図 2Aと同様に固体電解質層は図示していない。

[0046] コンデンサ素子 43では、第 1電極である内層電極 34と第 2電極である内層電極 35 とは誘電体層 16の内層に設けられている。換言すると、誘電体層 16を介して内層電極 34と内層電極 35とが交互に積層されている。そして、第 2のスルホール電極 22は内層電極 34と導通し、また第 3スルホール電極（以下、スルホール電極） 23は内層電極 35と導通し、内層電極 34とは絶縁されている。スルホール電極 22、 23は巨視的にみた誘電体層 16を貫通している。内層電極 34と内層電極 35とはスルホール電極 22、 23を介して互いに短絡することがないようにパターユングされている。図 14では、各スルホール電極 22同士は孤立しているように見える力複数の内層電極 34によつて電気的に接続されている。各内層電極 34、 35の外表面 21A側には端子電極 1 9, 20が設けられている。

[0047] また、スルホール電極 23のいずれかはコンデンサ素子 41の陽極端子 5と接続され、スルホール電極 22のいずれかは陰極端子 4と接続されている。したがって、内層電極 34はコンデンサ素子 41の陽極端子 5と接続され、内層電極 35は陰極端子 4と接続されている。

[0048] このような構成を有する積層型のコンデンサ素子 43とコンデンサ素子 41とを積層、接続することにより、より大容量になるとともに低 ESRィ匕が可能になる。そのため、より優れた特性を有するコンデンサが得られる。このような積層構成のコンデンサ素子 43 としては、薄膜コンデンサ、有機フィルムコンデンサ、積層セラミックコンデンサなどを用!/、ることができる。

産業上の利用可能性

[0049] 本発明によるコンデンサは、生産性に優れ、低 ESL化と大容量ィ匕が可能である。そのため、 MPUなどのデカップリングコンデンサをはじめとする低インピーダンス特性が必要とされる電子機器等の用途に適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1面に多孔質層が設けられた弁金属シート体と、

前記多孔質層上に形成された誘電体被膜と、

前記誘電体被膜上に形成された固体電解質層と、

前記固体電解質層上に形成された集電体層と、

前記集電体層と導通し前記弁金属シート体と絶縁され、前記弁金属シート体を前記第 1面力前記第 1面に対向する第 2面に貫通して設けられた第 1のスルホール電極と、を有する第 1のコンデンサ素子と、

誘電体層と、

前記誘電体層を介して互いに絶縁されて設けられ、前記第 1のスルホール電極と電気的に接続された第 1電極と、前記弁金属シート体と電気的に接続された第 2電極と前記誘電体層を貫通して設けられ、前記第 1電極と接続されるとともに、前記第 2電極と絶縁されて、る複数の第 2のスルホール電極と、

前記誘電体層から表出した複数の前記第 2電極の取り出し部と、を有し、

前記複数の第 2のスルホール電極と前記複数の取り出し部とが交互に配置され、前記第 1のコンデンサ素子を構成する前記弁金属シート体の前記第 2面側に積層された第 2のコンデンサ素子と、を備えた、

コンデンサ。

[2] 前記第 2のコンデンサ素子において、前記第 1電極と前記誘電体層と前記第 2電極とが積層された、

請求項 1記載のコンデンサ。

[3] 前記第 2のコンデンサ素子が薄膜コンデンサである、

請求項 2記載のコンデンサ。

[4] 前記第 2のコンデンサ素子が有機フィルムコンデンサである、

請求項 2記載のコンデンサ。

[5] 前記第 2のコンデンサ素子がセラミックコンデンサである、

請求項 2記載のコンデンサ。

[6] 前記第 2のコンデンサ素子が固体電解コンデンサである、

請求項 2記載のコンデンサ。

[7] 前記第 2のスルホール電極上と前記取り出し部上とにそれぞれ設けられた接続バンプをさらに備えた、

請求項 1記載のコンデンサ。

[8] 前記第 1のコンデンサ素子は、前記第 2面に表出し、前記第 1のスルホール電極に接続された陰極端子をさらに有する、

請求項 1記載のコンデンサ。

[9] 前記陰極端子が銀、銅、銀と銅との混合物、銀と銅との合金の！/ヽずれかを主体とする導電性ペーストで構成された、

請求項 8に記載のコンデンサ。

[10] 前記第 1のコンデンサ素子は、前記第 2面に表出し、前記弁金属シート体に接続された陽極端子をさらに有する、

請求項 1記載のコンデンサ。

[11] 前記陽極端子が銀、銅、銀と銅との混合物、銀と銅との合金のいずれかを主体とする導電性ペーストで構成された、

請求項 10に記載のコンデンサ。

[12] 前記第 1のコンデンサ素子は、前記第 2面に表出し、前記第 1のスルホール電極に接続された陰極端子と、前記第 2面に表出し、前記弁金属シート体に接続された陽極端子をさらに有し、

前記陰極端子と前記第 1電極、前記陽極端子と前記第 2電極とがそれぞれはんだで接続されている、

請求項 1記載のコンデンサ。

[13] 前記第 1のコンデンサ素子は、前記第 2面に表出し、前記第 1のスルホール電極に接続された陰極端子と、前記第 2面に表出し、前記弁金属シート体に接続された陽極端子をさらに有し、

前記陰極端子と前記第 1電極、前記陽極端子と前記第 2電極とがそれぞれ導電性接着剤で接続されている、請求項 1記載のコンデンサ。

[14] 前記第 2のコンデンサ素子は、外表面に表出し、前記第 2のスルホール電極に接続された第 1の端子電極をさらに有する、

請求項 1記載のコンデンサ。

[15] 前記第 1の端子電極が銀、銅、銀と銅との混合物、銀と銅との合金のいずれかを主体とする導電性ペーストで構成された、

請求項 14に記載のコンデンサ。

[16] 前記第 2のコンデンサ素子は、外表面に表出し、前記取り出し部に接続された第 2の端子電極をさらに有する、

請求項 1記載のコンデンサ。

[17] 前記第 2の端子電極が銀、銅、銀と銅との混合物、銀と銅との合金のいずれかを主体とする導電性ペーストで構成された、

請求項 16に記載のコンデンサ。

[18] 前記第 2のコンデンサ素子は、外表面に表出し、前記第 2のスルホール電極に接続された第 1の端子電極をさらに有し、

前記第 1の端子電極上と前記第 2の端子電極上とにそれぞれ設けられた接続バンプをさらに備えた、

請求項 16記載のコンデンサ。

[19] 前記第 1のコンデンサ素子は、前記第 2面に表出し、前記第 1のスルホール電極に接続された陰極端子と、前記第 2面に表出し、前記弁金属シート体に接続された陽極端子とをさらに有し、

前記第 2のコンデンサ素子は、外表面に表出し、前記第 2のスルホール電極に接続された第 1の端子電極をさらに有し、

前記第 1の端子電極と前記第 2の端子電極との距離が、前記陽極端子と前記陰極端子との距離よりも小さい、

請求項 16に記載のコンデンサ。

[20] 前記第 1のコンデンサ素子は、前記第 2面に表出し、前記第 1のスルホール電極に接続された陰極端子と、前記第 2面に表出し、前記弁金属シート体に接続された陽極端子とをさらに有し、

前記陰極端子と前記第 1電極、前記陽極端子と前記第 2電極とがそれぞれ異方性導電ペーストで接続されて、る、

請求項 1記載のコンデンサ。

[21] 前記弁金属シート体がアルミニウム、タンタル、ニオブのいずれかからなる、

請求項 1記載のコンデンサ。

[22] 前記第 1のコンデンサ素子と前記第 2のコンデンサ素子との間に設けられ、前記第 1 のスルホール電極と前記第 1電極とに電気的に接続された第 1の貫通電極と、前記弁金属シート体と前記第 2電極とに電気的に接続された第 2の貫通電極とを有する基板をさらに備えた、

請求項 1記載のコンデンサ。

[23] 前記基板が絶縁性材料カゝらなる、

請求項 22記載のコンデンサ。

[24] 前記絶縁性材料が有機材料である、

請求項 23記載のコンデンサ。

[25] 前記有機材料が、少なくともポリイミド榭脂、エポキシ榭脂、フエノール榭脂、シリコン榭脂のいずれかを含む、

請求項 24に記載のコンデンサ。

[26] 前記絶縁性材料が無機材料である、

請求項 23記載のコンデンサ。

[27] 前記無機材料が、少なくともアルミナ、ガラス、石英、セラミックのいずれかを含む、請求項 26記載のコンデンサ。

[28] 前記基板が導電性材料からなる、

請求項 22記載のコンデンサ。

[29] 前記導電性材料が金属である、

請求項 28に記載のコンデンサ。

[30] 前記金属が、銅、銀、シリコンのいずれかである、

請求項 29に記載のコンデンサ。

[31] 前記基板と前記第 1のコンデンサ素子とが接着剤にて接合されている、請求項 22記載のコンデンサ。

[32] 前記第 1のコンデンサ素子と前記第 2のコンデンサ素子との間に設けられ、前記第 1 のスルホール電極と前記第 1電極とに電気的に接続されるとともに前記弁金属シート体と前記第 2電極と絶縁された第 1の貫通電極と、前記弁金属シート体と前記第 2電極とに電気的〖こ接続されるとともに前記第 1のスルホール電極と前記第 1電極と絶縁された第 2の貫通電極とのいずれカゝを有し、導電性材料からなる基板をさらに備えた請求項 1記載のコンデンサ。

[33] 前記基板と前記第 1のコンデンサ素子とが接着剤にて接合されている、

請求項 32記載のコンデンサ。

[34] 前記第 2のコンデンサ素子において、前記第 1電極、前記第 2電極はそれぞれ前記誘電体層の内層に形成され、

前記第 2電極に接続されるとともに前記第 1電極とは絶縁され、前記誘電体層を貫通する第 3スルホールがさらに設けられた、

請求項 1記載のコンデンサ。

[35] 前記集電体層上に貼り合わされた補強板をさらに備えた、

請求項 1記載のコンデンサ。