(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面および空孔表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁金属多孔シート体の片面に陽極電極部を設け、この弁金属多孔シート体の他面に固体電解質層と陰極電極層を設け、前記陽極電極部の外表面に絶縁保護層を設け、前記陰極電極層の外表面に樹脂シートを設け、この絶縁保護層または前記樹脂シートの少なくともいずれか一方に上記陽極電極部と陰極電極層に至る穴を設け、この穴内にそれぞれの電極と電気的に接続され他とは絶縁された導電体を設け、この導電体の表出面に半導体部品を実装するための接続バンプを設けた固体電解コンデンサ。
【請求項２】
弁金属多孔シート体として片面をエッチング処理したアルミニウム箔を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
弁金属多孔シート体として弁金属粉末の焼結体を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
陽極電極部として片面をエッチング処理したアルミニウム箔のエッチングされない面を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
陽極電極部として片面をエッチング処理したアルミニウム箔のエッチングされない面に形成した別の金属層を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
陽極電極部として弁金属粉末の焼結体の誘電体酸化皮膜の形成されない片面を利用した請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
陽極電極部として誘電体酸化皮膜の形成されない弁金属粉末の焼結体の片面に形成した金属層を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
固体電解質層として機能性高分子を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項９】
固体電解質層として二酸化マンガン層を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１０】
接続バンプが半導体の接続バンプの数以上設けた請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に利用され、特に半導体を実装できる固体電解コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来における固体電解コンデンサとしては、アルミニウムやタンタルなどの弁金属多孔体を陽極素子とし、この表面に誘電体酸化皮膜を形成し、その上に機能性高分子や二酸化マンガンなどの固体電解質層を設け、その外表面に陰極層を設け、全体を外装モールドし、この外装の両端に陽極素子および陰極層と電気的に接続された端子電極を設けて構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の固体電解コンデンサにおいては、抵抗やインダクタンス部品と同様に１つのチップ型の固体電解コンデンサであって、回路基板上に実装されて利用されることとなる。
【０００４】
しかしながら、昨今の回路のデジタル化に伴って電子部品の高周波応答性が求められているが、上述のような回路基板に半導体とともに表面実装される固体電解コンデンサでは、高周波応答性に劣るといった問題を有するものであった。
【０００５】
本発明は以上のような従来の欠点を除去し、半導体を直接バンプ接続でき高周波応答性に優れた固体電解コンデンサを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、表面および空孔表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁金属多孔シート体の片面に陽極電極部を設け、この弁金属多孔シート体の他面に固体電解質層と陰極電極層を設け、前記陽極電極部の外表面に絶縁保護層を設け、前記陰極電極層の外表面に樹脂シートを設け、この絶縁保護層または前記樹脂シートの少なくともいずれか一方に上記陽極電極部と陰極電極層に至る穴を設け、この穴内にそれぞれの電極と電気的に接続され他とは絶縁された導電体を設け、この導電体の表出面に半導体部品を実装するための接続バンプを設けた固体電解コンデンサであり、固体電解コンデンサの表面に接続バンプを形成し、その接続バンプ上に半導体を始めとして各種チップ部品を実装可能とし、高周波応答性の著しい向上を図ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、弁金属多孔シート体として片面をエッチング処理したアルミニウム箔を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサであり、上記請求項１の作用に加えて生産性に優れたものとすることができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、弁金属多孔シート体として弁金属粉末の焼結体を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサであり、請求項１の作用に加えて容量の大きなものとすることができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、陽極電極部として片面をエッチング処理したアルミニウム箔のエッチングされない面を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサであり、アルミニウム箔の片面を陽極電極部とでき、構成部品を少なくすることができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、陽極電極部として片面をエッチング処理したアルミニウム箔のエッチングされない面に形成した別の金属層を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサであり、金属層を選択することにより導電体との接続の信頼性を高めることができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、陽極電極部として弁金属粉末の焼結体の誘電体酸化皮膜の形成されない片面を利用した請求項１に記載の固体電解コンデンサであり、構成部品を少なくし安価にすることができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、陽極電極部として誘電体酸化皮膜の形成されない弁金属粉末の焼結体の片面に形成した金属層を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサであり、金属層を選択することにより導電体との接続の信頼性を高めることができる。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、固体電解質層として機能性高分子を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサであり、インピーダンスの低いものとすることができる。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、固体電解質層として二酸化マンガン層を用いた請求項１に記載の固体電解コンデンサであり、確立された技術で確実に生産できることになる。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、接続バンプが半導体の接続バンプの数以上設けた請求項１に記載の固体電解コンデンサであり、半導体を実装できるものとできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の請求項１〜１０に係る発明について図１〜図１５を用いて説明する。
【００１７】
図１は本発明の固体電解コンデンサの一実施の形態の斜視図、図２は同固体電解コンデンサの断面図である。図１、図２において、１は片面をエッチング処理したアルミニウム箔やタンタルなどの弁金属粉末の焼結体からなる弁金属多孔シート体、２はこの弁金属多孔シート体１の片面に設けた陽極電極部であり、この陽極電極部２はアルミニウム箔の場合はエッチング処理されない面をそのまま利用してもよいし、エッチング処理されない面に金、銅やニッケルなどの他の金属層を形成して構成したり、弁金属粉末の焼結体の場合は誘電体酸化皮膜の形成されない焼結体の面をそのまま利用してもよいし、金、銅、ニッケル、タンタルなどの金属層をスパッタリング、蒸着などの方法で形成して構成してもよい。
【００１８】
また、３は上記弁金属多孔シート体１の陽極電極部２を除いて陽極酸化することにより表面および空孔表面に形成された誘電体酸化皮膜、４はこの誘電体酸化皮膜３の上に形成された固体電解質層であり、この固体電解質層４はポリピロールやポリチオフェンなどの機能性高分子層を化学重合や電解重合によって形成したり、硝酸マンガン溶液を含浸させて熱分解することによって二酸化マンガン層を形成することで得ることができる。
【００１９】
さらに５は固体電解質層４上に形成された陰極電極層であり、銅などの金属箔を貼付けたり、固体電解質層４上に導電ペーストを塗布したりして形成することができる。また、６はこれら全体を被う絶縁保護層で、エポキシ樹脂などを用いモールド成型によって形成される。
【００２０】
７は陽極電極部２側の絶縁保護層６に設けた穴、８は同じく陽極電極部２側の絶縁保護層６、陽極電極部２、弁金属多孔シート体１、誘電体酸化皮膜３、固体電解質層４に設けた穴であり、これらの穴７，８はレーザ加工やエッチング加工、パンチング加工等により形成される。
【００２１】
上記穴８の内壁には絶縁層９が形成されている。そして、これらの孔７，８内には銅のメッキなどにより導電体１０が形成されて穴７内の導電体１０は陽極電極部２と、穴８内の導電体１０は陰極電極層５のみと電気的に接続されている。
【００２２】
この穴７，８内に形成された導電体１０の表出面上には半田や金、錫、銀などからなる接続バンプ１１が形成されており、この接続バンプ１１の数や形成されるピッチは後で実装する半導体の接続バンプと一致するか、それ以上の数となっている。半導体の接続バンプ以上の数とするのは、半導体を実装した後残りの接続バンプ１１間にチップ抵抗器やチップセラミックコンデンサ、さらにはチップインダクタンスなどのチップ部品を実装することも可能としたものである。また、絶縁保護層６の側面および底面には上記陽極電極部２と陰極電極層５とそれぞれ接続された引出電極１２，１３が形成されている。
【００２３】
このように、固体電解コンデンサの片面に直接半導体などを実装することができることにより、引きまわしの導電パターンが不要となって高周波応答性が著しく向上することになる。
【００２４】
なお、弁金属多孔シート体１として片面をエッチング処理したアルミニウム箔を用いるのは既に確立されているアルミ電解コンデンサのアルミニウム箔を利用することができ、アルミニウム箔の片面をマスキングしてエッチング処理すれば簡単に所望とするエッチングピットを有した弁金属多孔シート体１を得ることができ、生産性を高めることができることになる。
【００２５】
また、弁金属多孔シート体１としてタンタルなどの弁金属粉末の焼結体を用いるのは、得られる静電容量が大きくなるからである。
【００２６】
さらにアルミニウム箔または弁金属粉末の焼結体の片面を陽極電極部２とするのは、別の陽極電極部２としての金属層を必要とせず、構成部品が少なく生産効率も向上し、コスト面で有利となるからである。但し、穴７，８内に形成する導電体１０との接続の信頼性を向上させたい場合には弁金属多孔シート体１の片面に金、銅やニッケルなどの金属層を形成して陽極電極部２とすることが望ましい。
【００２７】
また、固体電解質層４としてポリピロールやポリチオフェンなどの機能性高分子を用いることによりインピーダンスの低い固体電解コンデンサとすることができてより高周波応答性に優れたものとすることができる。しかし、完全に確立された技術としては二酸化マンガンを形成する方法があり、緻密なしかも厚みのコントロールも自由に行える方法とすることにより、生産性、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００２８】
また、上記説明においては絶縁保護層６の片面のみに接続バンプ１１を設けたものについてのみ示したが、両面に接続バンプ１１を形成することもできる。これは穴７，８の形成によって可能となり、穴７は陰極電極層５に達するように、穴８は陽極電極部２に達するように設け、穴８に絶縁層９を設け、これらにメッキによる導電体１０を形成することで両面に接続バンプ１１をもった固体電解コンデンサとすることができる。
【００２９】
さらに、引出電極１２，１３は必ずしも必要ではなく、接続バンプ１１を利用して引出電極１２，１３の代りとして利用することもできるし、接続バンプ１１に実装する半導体やチップ部品を引出電極として代用することも可能である。
【００３０】
次に本発明の固体電解コンデンサの製造方法の一例を図３〜図１４を用いて説明する。まず、図３に示すように片面がエッチング処理されたアルミニウム箔を弁金属多孔シート体１として準備する。このアルミニウム箔は片面をマスキングしてエッチング処理することによって容易に得ることができる。
【００３１】
次に図４に示すようにアルミニウム箔からなる弁金属多孔シート体１のエッチングされていない片面に銅からなる陽極電極部２を形成する。この陽極電極部２はスパッタリング、蒸着あるいは銅箔を貼付けることによって形成することができる。
【００３２】
次に図５に示すように両面に耐薬品性のフォトレジストやマスキングテープなどのレジスト層１４を形成し、レジスト層１４を硬化させた後図６に示すように必要な部分に必要な数だけ貫通した穴８をパンチングにより形成し、この穴８の内壁に図７に示すように樹脂の電着により絶縁層９を形成する。
【００３３】
続いて図８に示すように陽極電極部２側とは反対面のレジスト層１４を剥離または溶解除去して弁金属多孔シート体１の他面を表出させ、これを化成液中で陽極酸化させて図９に示すように表面および空孔表面に誘電体酸化皮膜３を形成し、この誘電体酸化皮膜３を形成したものをポリピロールを含む溶液に浸漬し、続いて酸化剤溶液に浸漬して化学酸化重合により薄く誘電体酸化皮膜３上にポリピロール層を形成し、このポリピロール層を形成したものをポリピロールを含む溶液に浸漬してポリピロール層を＋側、溶液中の電極を−側として電解重合することにより上記ポリピロール層上に十分な厚さのポリピロール層を形成して固体電解質層４を形成する。
【００３４】
次に図１０に示すように銅からなる陰極電極層５を片面に形成した樹脂シート１５を陰極金属層５が固体電解質層４に電気的に導通するように貼付け、続いて図１１に示すように陽極電極部２側に穴７を所定位置に形成するとともに陽極電極部２の側面に通ずる開口を形成したエポキシ樹脂などからなる絶縁保護層６を側面も含めて形成する。
【００３５】
そして、図１２に示すように穴７，８および開口の内面に銅などのメッキによる導電体１０を形成し、穴７の導電体１０は陽極電極部２と、穴８内の導電体１０は陰極電極層５と電気的に接続されるように形成する。
【００３６】
最後に図１３に示すように導電体１０の表出する部分に半田または金、錫、銀による接続バンプ１１を形成すると同時に図１４に示すように側面および底面に陽極電極部２と陰極電極層５とそれぞれ接続された引出電極１２，１３を形成して固体電解コンデンサの完成品とする。
【００３７】
また、他の例として弁金属粉末の焼結体を弁金属多孔シート体１として用いる場合は、図１５に示すようにタンタル箔１６の片面にタンタル焼結体１７を結合して弁金属多孔シート体１を構成する。
【００３８】
他の工程は上記片面をエッチング処理したアルミニウム箔を用いた場合と同じ工程をとって固体電解コンデンサを製造する。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明の固体電解コンデンサは構成されるため、接続バンプの形成した面に半導体を直接接続することができることにより、高周波応答性にきわめて優れたものとすることができ、デジテル回路を構成するうえで有効なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における固体電解コンデンサの斜視図
【図２】同断面図
【図３】同固体電解コンデンサに用いる弁金属多孔シート体の断面図
【図４】同弁金属多孔シート体に陽極電極部を形成した状態の断面図
【図５】同弁金属多孔シート体の両面にレジストを形成した状態の断面図
【図６】同穴を形成した状態の断面図
【図７】同穴に絶縁層を形成した状態の断面図
【図８】同片面のレジストを除去した状態の断面図
【図９】同誘電体酸化皮膜、固体電解質層を形成した状態の断面図
【図１０】同陰極電極層を形成した状態の断面図
【図１１】同絶縁保護層を形成した状態の断面図
【図１２】同穴内に導電体を形成した状態の断面図
【図１３】同導電体上に接続バンプを形成した状態の断面図
【図１４】同引出電極を形成した状態の断面図
【図１５】他の弁金属多孔シート体を示す断面図
【符号の説明】
１  弁金属多孔シート体
２  陽極電極部
３  誘電体酸化皮膜
４  固体電解質層
５  陰極電極層
６  絶縁保護層
７，８  穴
９  絶縁層
１０  導電体
１１  接続バンプ
１２，１３  引出電極
１４  レジスト層
１５  樹脂シート
１６  タンタル箔
１７  タンタル焼結体
【図１】
0004479050.tif 000002
【図２】
0004479050.tif 000003
【図３】
0004479050.tif 000004
【図４】
0004479050.tif 000005
【図５】
0004479050.tif 000006
【図６】
0004479050.tif 000007
【図７】
0004479050.tif 000008
【図８】
0004479050.tif 000009
【図９】
0004479050.tif 000010
【図１０】
0004479050.tif 000011
【図１１】
0004479050.tif 000012
【図１２】
0004479050.tif 000013
【図１３】
0004479050.tif 000014
【図１４】
0004479050.tif 000015
【図１５】
0004479050.tif 000016