コンデンサ及びその製造方法
【課題】小型でありながら、容量密度の向上，電極金属の任意性の向上，製造プロセスの簡略化を図ることができるコンデンサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】コンデンサ素子１２は、一対の導電体層１４，１６と、多数の略チューブ状の誘電体１８と、該誘電体１８の内側の第１電極２０及び外側の第２電極２４と、前記第１電極２０と導電体層１６を絶縁する絶縁キャップ２２と、前記第２電極２４と導電体層１４を絶縁する絶縁キャップ２６により構成される。誘電体１８は、高アスペクト比を有しており、金属基材の陽極酸化により形成される。該誘電体１８を、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に配置し、容量を規定する面積を増大させることにより高容量化が可能となる。また、誘電体１８の形成後に、電極材料を空隙部に充填するため、電極材料の任意性向上と製造プロセスの簡略化が可能となる。
【解決手段】コンデンサ素子１２は、一対の導電体層１４，１６と、多数の略チューブ状の誘電体１８と、該誘電体１８の内側の第１電極２０及び外側の第２電極２４と、前記第１電極２０と導電体層１６を絶縁する絶縁キャップ２２と、前記第２電極２４と導電体層１４を絶縁する絶縁キャップ２６により構成される。誘電体１８は、高アスペクト比を有しており、金属基材の陽極酸化により形成される。該誘電体１８を、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に配置し、容量を規定する面積を増大させることにより高容量化が可能となる。また、誘電体１８の形成後に、電極材料を空隙部に充填するため、電極材料の任意性向上と製造プロセスの簡略化が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ及びその製造方法に関し、更に具体的には、容量密度の向上，電極金属の任意性向上，製造プロセスの簡略化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在広く用いられているコンデンサとして、Ａｌ電解コンデンサや積層セラミックコンデンサが知られている。Ａｌ電解コンデンサでは、電解液を使うために、液漏れなどの問題がある。また、積層セラミックスコンデンサでは焼成が必要であり、電極と誘電体間における熱収縮などの問題がある。小型で大容量のコンデンサを実現する技術としては、例えば、下記特許文献１に示す粒界絶縁型半導体磁気コンデンサや、特許文献２に示すコンデンサ構造体およびその製造方法がある。
【０００３】
前記特許文献１には、相対向端面に向かって伸びる複数個の通孔を有してなる半導体粒界絶縁型誘導体磁器と、この誘電体磁器の前記相対向端面にそれぞれ設けられた外部接続用電極と、前記誘電体磁器の各通孔に挿通された高融点金属よりなる容量用電極体とよりなり、この容量用電極体は、隣り合うものが互いに異なる前記外部接続用電極に導通接続されていることが開示されている。また、前記特許文献２には、基板を陽極酸化して得られた多孔質基板をマスクとして用いて薄膜形成処理を行い、コンデンサ用基板の表面に多数の柱状体が規則的に形成された第１電極と、前記柱状体の外側を覆うように、前記第１電極の表面に形成された誘電体薄膜と、前記柱状体の外側を覆うように、前記誘電体薄膜の表面に形成された第２電極とを形成してコンデンサ構造体を得る方法が開示されている。
【特許文献１】特公昭６１−２９１３３号公報
【特許文献２】特開２００３−２４９４１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような背景技術には次のような課題がある。まず、前記特許文献１に記載の技術では、複数個の通孔を有する半導体粒界絶縁型誘電体磁器を誘電体層として用いており、前記各通孔に選択的に容量用電極体を挿通する構造であるが、微細加工が困難なため、面積の増大による大容量化が困難である。また、前記特許文献２に記載の技術では、マスクとして用いる多孔質基板への電極材料の付着や、該多孔質基板自体のエッチングによる孔の拡大等が生じるため、均一な断面形状及び所望長さの柱状体を得るのが難しい。また、前記柱状体が高くなると、その後に形成する誘電体薄膜に膜厚の差が生じやすいため、柱状体を高くして大容量化を図るのが難しいことなどがある。
【０００５】
本発明は、以上の点に着目したもので、小型でありながら、容量密度の向上を図ることができるコンデンサ及びその製造方法を提供する。また、本発明は、電極金属の任意性の向上及び製造プロセスの簡略化を図ることができるコンデンサ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、所定の間隔で対向する一対の導電体層と、該導電体層と略直交し、かつ、両端の開口部が前記一対の導電体層の内側主面に接続するとともに、金属の陽極酸化物により形成された高アスペクト比を有する略チューブ状の複数の誘電体と、一端が前記一対の導電体層のうちの一方の導電体層に接続し、他端が前記一対の導電体層のうちの他方の導電体層と絶縁するように、前記誘電体の中空部に充填される第１の電極と、一端が前記他方の導電体層に接続し、他端が前記一方の導電体層と絶縁するように、前記誘電体間の空隙に充填される第２の電極，を備えたコンデンサである。
【０００７】
また、本発明のコンデンサの主要な形態の一つは、前記第１及び第２の電極と前記導電体層との間に設けた間隙によって、前記電極と導電体層とを絶縁すること，あるいは、前記第１及び第２の電極と前記導電体層との間に設けた絶縁体によって、前記電極と導電体層とを絶縁することを特徴とする。他の形態は、前記絶縁体が、金属酸化物，ＳｉＯ２又は樹脂であることを特徴とする。更に他の形態は、前記誘電体が、前記導電体層と略平行な断面において、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、金属の基材を陽極酸化し、該基材の対向する一対の主面と略直交する方向に、一方の主面で開口し他方の主面で閉口する高アスペクト比を有する複数の孔を形成する工程１と、前記基材の他方の主面全体に、導電性のシード層を形成する工程２と、前記基材を加工し、前記孔を中空部とする略チューブ状の誘電体を形成する工程３と、前記誘電体の周囲の隙間を、該誘電体の開口端が所定の厚みで露出するように導電体で埋め込み、前記シード層上に第１の電極を形成する工程４と、前記基材の一方の主面に導電体層を形成して、前記誘電体の露出した開口端面を覆い、かつ、前記第１の電極との間に絶縁用の隙間を形成するとともに、前記シード層を除去する工程５と、前記シード層の除去後に露出する基材の主面において、該主面を所定の厚みで切除し、前記誘電体の閉口端を開口する工程６と、前記導電体層をシードとし、前記誘電体の孔に、前記工程６で開口した端面との間に所定の隙間を形成するように導電体を埋め込み、第２の電極を形成する工程７と、前記導電体層と対向し、前記工程６で開口した誘電体の開口端面を覆うとともに、前記第２の電極との間に絶縁用の隙間を形成する他の導電体層を形成する工程８と、を含むコンデンサの製造方法である。
【０００９】
また、本発明のコンデンサの製造方法の主要な形態の一つは、前記工程４で形成した第１の電極上に、前記誘電体の端面との段差を埋める絶縁体を設ける工程と、前記工程７で形成した第２の電極上に、前記誘電体の端面との隙間を埋める絶縁体を設ける工程と、を含むものである。他の形態は、前記第１及び第２の電極と前記導電体層との間に設ける絶縁体を、金属酸化物，ＳｉＯ２又は樹脂としたものである。更に他の形態は、前記工程１は、前記基材の主面と略平行な断面において、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に位置するように、前記孔を形成するものである。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、金属の陽極酸化物からなる高アスペクト比を有する略チューブ状の構造体を誘電体とし、該誘電体の内側と外側に電極を設けて、正極と負極を同軸状に形成するとともに、前記略柱状の電極の先端に絶縁用のギャップ（間隙）や絶縁体を設けて電極の振り分けを行うこととしたので、容量を規定する面積を大きくして高容量化を図ることができる。また、誘電体の構造体を先に形成して空隙部に後から電極材料を充填するため、電極金属種の任意性が増すとともに、製造プロセスが簡便になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
最初に、図１〜図４を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１(A)は、本実施例のコンデンサ素子の外観斜視図，図１(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，図１(C)は本実施例のコンデンサの断面であり、前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図に相当する。図２及び図３は、本実施例の製造工程の一例を示す図であり、図４は、本実施例と比較例の電極構造の断面形状を示す模式図である。
【００１３】
本実施例のコンデンサ１０は、図１に示すようにコンデンサ素子１２を中心に構成されている。前記コンデンサ素子１２は、所定の間隔で対向する一対の導電体層１４，１６と、多数の略チューブ状の誘電体１８と、該誘電体１８の内側に充填された第１電極２０と、前記多数の誘電体１８間に充填された第２電極２４と、前記第１電極２０と導電体層１６を絶縁するための絶縁キャップ２２と、前記第２電極２４と導電体層１４を絶縁するための絶縁キャップ２６により構成されている。前記誘電体１８は、前記導電体層１４及び１６と略直交するとともに、両端の開口部が前記導電体層１４及び１６の内側主面に接続されている。このような形状の誘電体１８は、縦横比が大きく（すなわち、高アスペクト比を有しており）、金属の陽極酸化物により形成されている。
【００１４】
特に、前記第１電極２０と、この第１電極２０の周りに形成された誘電体１８の組み合わせの配置が重要になる。図１(B)に示すように、ハニカム構造を形成する六角形の各頂点と、前記六角形の中央位置との関係になるように配置され、どの組み合わせも同じように関係付けられるような配置が望ましい。そして、誘電体１８と誘電体１８の間は、前記第２電極２４で埋め尽くされることにより、第１電極２０と第２電極２４とで誘電体１８を挟むことで容量を形成するバランスが適切になり、容量の最大化を構成することが可能になる。従って、できる限り小さな六角形の頂点と中央の位置になる関係が好ましい。この関係の限界は、エッチング精度と誘電体１８の絶縁耐圧特性などで決定される。これらの技術の進歩と共に高い容量のコンデンサの実現が可能になる。
【００１５】
前記誘電体１８としては、弁金属（例えば、Ａｌ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｗ，Ｓｂなど）の酸化物が用いられ、導電体層１４及び１６としては、金属全般（例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｌなど）が用いられる。また、第１電極２０及び第２電極２４としては、例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｃｏやこれらの合金などが用いられる。前記絶縁キャップ２２及び２６としては、例えば、金属酸化物や，ＳｉＯ２，電着樹脂（例えば、ポリイミド，エポキシ，アクリルなど）が用いられる。前記金属酸化物としては、具体的には、弁金属（Ａｌ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｗ，Ｓｂなど）の酸化物や電着ＴｉＯ２のほか、ＡＢＯ３構造を有する複合酸化物も含まれる。
【００１６】
また、前記コンデンサ素子１２の各部の寸法の一例を示すと、導電体層１４と導電体層１６の間隔が数μｍ〜数１００μｍ、導電体層１４及び１６の厚みが数１０ｎｍ〜数μｍ、チューブ状の誘電体１８の径は、内径外径ともに数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度となっている。また、前記絶縁キャップ２２及び２６の厚みは、数１０ｎｍ〜数１０μｍ、前記誘電体１８間の間隔が、数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ，誘電体１８の厚さ（外径−内径）が、数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度となっている。
【００１７】
本実施例では、前記導電体層１４を表面電極，導電体層１６を裏面電極とし、第１電極２０を負極，第２電極２４を正極としているが、これは一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。以上のような構造のコンデンサ素子１２は、図１(C)に示すように、全体が絶縁フィルム２８により被覆されており、該絶縁フィルム２８の所定の位置に設けられた開口から、接続ランド３０，３２を介して、リード線などの引出部３４，３６に接続されている。
【００１８】
次に、図２及び図３も参照して、本実施例のコンデンサ１０の製造方法を説明する。まず、図２(A)に示すように、弁金属（Ａｌ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｗ，Ｓｂなど）からなる基材５０を用意する。該基材５０の表面５０Ａには、陽極酸化の基点となる図示しないピットが、ハニカムレイアウトで形成される。次に、図２(B)に示すように、陽極酸化処理により、多数の略柱状の孔（ホール）５４を形成する。該孔５４は、本実施例では、酸化物基材５２の主面と略直交する断面において、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に配置されるように形成されている。このような孔５４の形成技術は公知である。図示の例では、前記孔５４は、一方の端部が酸化物基材５２の表面５２Ａで開口し、他方の端部が酸化物基材５２の裏面５２Ｂ側で閉口している。
【００１９】
次に、図２(C)に示すように、裏面５２Ｂ側に、導電体からなるシード層５６を形成する。シード層５６としては、金属全般（例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｌなど）が用いられる。該シード層５６は、メッキシードの機能とともに、以下の工程で形成するチューブ状の誘電体１８を支持する機能を有している。次に、前記酸化物基材５２の前記孔５４のパイプ状となる部分の周囲を除く部分をエッチングし、図２(D)に示すように、前記シード層５６上に、前記孔５４を中空部とする略チューブ状の誘電体１８を形成する。このとき、多数の誘電体１８間には空隙５８が形成される。そして、前記シード層５６をシードとしてメッキすることにより、図２(E)に示すように、前記空隙５８を、メッキ導体で埋め込み、第２電極２４を形成する。このとき、該第２電極２４の表面２４Ａと、前記誘電体１８の開口端面１８Ａの間に、所定の隙間が生じるようにする。そして、前記第２電極２４の表面２４Ａに、陽極酸化，酸化物電着，樹脂電着などの手法により、図２(F)に示すように絶縁キャップ２６を形成する。なお、前記陽極酸化を行う際には、前記シード層５６を給電層としてプラス電圧を印加する。
【００２０】
次に、前記絶縁キャップ２６上に、図３(A)に示すように、ＰＶＤなどの手法により、導電体層１４（本実施例では表面電極）を形成する。該導電体層１４は、前記誘電体１８の開口端面１８Ａ側を塞いでいるが、前記絶縁キャップ２６の存在により、前記第２電極２４とは絶縁した状態となっている。図３(B)に示す工程以降では、前記図３(A)で形成された構造を上下に１８０度回転し、裏面側から見た状態で説明を行う。
【００２１】
前記導電体層１４の形成後、裏面側のシード層５６を除去し、図３(B)に示すように誘電体１８の閉口端面１８Ｃを露出させる。そして、同図に点線で示すように、酸化物基材５２を、主面と略平行な面で切除することにより、図３(C)に示すように、前記誘電体１８の底部を開口する。次に、前記導電体層１４をシードとし、前記誘電体１８の中空部を図３(D)に示すようにメッキで埋め込み、第１電極２０を形成する。なお、該第１電極２０は、端面２０Ｂが、誘電体１８の開口端面１８Ｂとの間に所定の段差を有するように形成される。そして、前記第２電極２０の端面２０Ｂに、陽極酸化，酸化物電着，樹脂電着などの手法により、図３(E)に示すように、絶縁キャップ２２を形成する。最後に、前記絶縁キャップ２２の上に、図３(F)に示すように、導電体層１６（裏面電極）を形成する。以上の手順により、導電体層１４が誘電体１８の内部の第１電極２０に接続され、導電体層１６が誘電体１８の外部の第２電極２４に接続された同軸構造のコンデンサ素子１２が得られる。
【００２２】
仮に、図４(A)に示す比較例のように、ハニカム構造を形成する六角形の頂点に第２電極２４（正極）を配置し、前記六角形の中心に第１電極２０（負極）を配置すると、中心の第１電極２０を６本の第２電極２４が誘電体１８を介して取り囲む構造となり、外周の第２電極２４の間のスペースが無駄になってしまう。これに対して、本実施例では、図４(B)に示すように、第１電極２０と第２電極２４が、いわば同軸状に配置された構造となっており、同図(A)に示す比較例のような電極配置と比較して、空間をより有効に使うことができるため、正負電極の距離を同じとした場合、容量を１．５倍程度大きくすることができる。
【００２３】
このように、実施例１によれば、金属の陽極酸化物からなる高アスペクト比を有する略チューブ状の誘電体１８の内側と外側に第１電極２０と第２電極２４を設けて、正極と負極を同軸状に形成するとともに、前記第１電極２０と第２電極２４の先端に絶縁キャップ２２，２６を設けて電極の振り分けを行うこととしたので、次のような効果がある。
(1)容量を規定する面積を大きくして高容量化を図ることができる。
(2)電極の振り分けに誘電体からなる絶縁キャップ２２，２６を用いることとしたので、第１電極２０及び第２電極２４の先端面の面積もコンデンサ１０の容量向上に利用できる。
(3)誘電体１８の構造体を形成してから第１電極２０及び第２電極２４を空隙部に充填することとしたので、電極材料の任意性が増すとともに、製造プロセスの簡略化を図ることができる。
【実施例２】
【００２４】
次に、図５〜図７を参照しながら本発明の実施例２を説明する。なお、上述した実施例１と同一ないし対応する構成要素には同一の符号を用いることとする。図５は、本実施例のコンデンサ素子の主要断面図，図６及び図７は、本実施例の製造工程の一例を示す図である。図５の断面に示すように、本実施例は、第１電極２０の先端と導電体層１６との間にエアギャップ１０２が形成されるとともに、第２電極２４の先端と導電体層１４との間にエアギャップ１０４が形成されており、前記エアギャップ１０２及び１０４によって、絶縁を行って電極の振り分けを行う構造となっている。この他の基本的な構造は、上述した実施例１と同様である。
【００２５】
次に、図６及び図７を参照しながら、本実施例の製造方法を説明する。なお、図６(A)〜(E)までの工程は、上述した実施例１と同様であり、略チューブ状の誘電体１８間の空隙５８に第２電極２４が充填される。本実施例では、誘電体１８間の空隙５８に第２電極２４が充填された後、図６(F)に示すように、前記誘電体１８の開口端面１８Ａを塞ぐように導電体層１４を設けることにより、該導電体層１４と前記第２電極２４の間に、絶縁用のエアギャップ１０４が形成される。次に、図７(A)に示すように、前記シード層５６を除去し、前記誘電体１８の閉口端面１８Ｃを露出させる。なお、本工程以降では、前記図６(F)で得られた構造体を上下に１８０度回転し、裏面側から見た状態で説明を行っている。そして、前記裏面を図７(A)に点線で示すように、基材の主面と略平行な面で切除し、図７(B)に示すように、誘電体１８の端部を開口する。
【００２６】
次に、前記導電体層１４をシードとし、図７(C)に示すように、誘電体１８の内部をメッキで埋め込み、第１電極２０を形成する。このとき、第１電極２０の端面２０Ｂが、誘電体１８の開口端面１８Ｂに達しない状態で止めておく。そして、前記第２電極裏面２４Ｂ上に、図７(D)に示すように、導電体層１６を形成する。該導電体層１６は、前記開口端面１８Ｂを塞ぐ状態で形成され、前記第１電極２０の端面２０Ｂとは接続されない。以上の手順により、導電体層１４が誘電体１８の内部の第１電極２０に接続され、他方の導電体層１６が誘電体１８の外部の第２電極２４に接続された同軸構造のコンデンサ素子１００が形成される。本実施例のコンデンサ素子１００も、前記実施例１と同様に、全体が絶縁フィルムなどで被覆され、適宜位置において電極が引き出される。本実施例の基本的効果は、前記実施例１と基本的に同様であるが、エアギャップ１０２，１０４を利用して電極の振り分けを行っているため、製造工程をより簡略化することができる。
【００２７】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状，寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(2)材料についても同様に、公知の各種の材料を使用してよい。例えば、誘電体を形成する金属基材としては、アルミニウムが好適であるが、陽極酸化が可能な金属であれば、他の公知の各種の金属が適用可能である。
【００２８】
(3)前記実施例１で示した絶縁キャップ２２，２６の形成方法も一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。例えば、前記実施例１では、陽極酸化を具体例として挙げたが、これも一例であり、他の絶縁体によって絶縁を図るようにしてもよい。例えば、前記実施例１の図２(E)に示す工程後、シード層５６を給電層として塩化チタン溶液中でマイナス電圧を印加し、引き続き４５０℃で熱処理することにより、ＴｉＯ２からなる絶縁キャップ２６を形成するようにしてもよい。また、前記図２(E)に示す工程後、露出した第２電極２４を介してＳｉＯ２を電着してもよいし、あるいは、電極表面２４ＡにＳｎ−Ｐｄのような触媒金属を一端電着し、これを種として無電界でＳｉＯ２を析出させてもよい。また、電極表面２４Ａと誘電体の開口端面１８Ａの隙間を埋めるように樹脂を塗布し、表面の樹脂のみをエッチングや研磨で除去することで、前記隙間に樹脂を残すようにしてよい。更に、前記隙間を埋めるように絶縁体を成膜し、表面の絶縁体のみをエッチングや研磨で除去することで、前記隙間に絶縁体を残すようにしてもよい。他方の絶縁キャップ２２についても同様である。
【００２９】
(4)実施例１で示した電極引出構造も一例であり、同様の効果を奏するように適宜設計変更可能である。
(5)前記実施例で示した製造工程も一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。例えば、表面電極と裏面電極のいずれを先に形成するかも一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。また、例えば、前記実施例１では、絶縁キャップ２２，２６を設けるために第１電極２０及び第２電極２４を、誘電体１８の一方の端面に達しないように充填することとしたが、これも一例であり、前記第１電極２０と第２電極２４が接触しない範囲内であれば、前記誘電体１８の端面から露出するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によれば、金属の陽極酸化物からなる高アスペクト比を有する略チューブ状の構造体を誘電体とし、該誘電体の内側と外側に電極を設けて、正極と負極を同軸状に形成するとともに、前記略柱状の電極の先端に絶縁用のギャップ（間隙）や絶縁体を設けて電極の振り分けを行うこととしたので、コンデンサの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１を示す図であり、(A)はコンデンサ素子の外観斜視図，(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，(C)は本実施例のコンデンサの断面であり、前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図に相当する。
【図２】前記実施例１の製造工程の一例を示す図である。
【図３】前記実施例１の製造工程の一例を示す図である。
【図４】前記実施例１と比較例の電極構造の段面形状を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例２のコンデンサ素子の主要断面図である。
【図６】前記実施例２の製造工程の一例を示す図である。
【図７】前記実施例２の製造工程の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０：コンデンサ
１２：コンデンサ素子
１４：導電体層（表面電極）
１６：導電体層（裏面電極）
１８：誘電体
１８Ａ，１８Ｂ：開口端面
１８Ｃ：閉口端面
２０：第１電極（負極）
２０Ａ，２０Ｂ：端面
２２，２６：絶縁キャップ
２４：第２電極（正極）
２４Ａ：表面
２４Ｂ：裏面
２８：絶縁フィルム
３０，３２：接続ランド
３４，３６：引出部
５０：基材
５０Ａ：表面
５２：酸化物基材
５２Ａ：表面
５２Ｂ：裏面
５４：孔（ホール）
５６：シード層
５８：空隙
１００：コンデンサ素子
１０２，１０４：エアギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ及びその製造方法に関し、更に具体的には、容量密度の向上，電極金属の任意性向上，製造プロセスの簡略化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在広く用いられているコンデンサとして、Ａｌ電解コンデンサや積層セラミックコンデンサが知られている。Ａｌ電解コンデンサでは、電解液を使うために、液漏れなどの問題がある。また、積層セラミックスコンデンサでは焼成が必要であり、電極と誘電体間における熱収縮などの問題がある。小型で大容量のコンデンサを実現する技術としては、例えば、下記特許文献１に示す粒界絶縁型半導体磁気コンデンサや、特許文献２に示すコンデンサ構造体およびその製造方法がある。
【０００３】
前記特許文献１には、相対向端面に向かって伸びる複数個の通孔を有してなる半導体粒界絶縁型誘導体磁器と、この誘電体磁器の前記相対向端面にそれぞれ設けられた外部接続用電極と、前記誘電体磁器の各通孔に挿通された高融点金属よりなる容量用電極体とよりなり、この容量用電極体は、隣り合うものが互いに異なる前記外部接続用電極に導通接続されていることが開示されている。また、前記特許文献２には、基板を陽極酸化して得られた多孔質基板をマスクとして用いて薄膜形成処理を行い、コンデンサ用基板の表面に多数の柱状体が規則的に形成された第１電極と、前記柱状体の外側を覆うように、前記第１電極の表面に形成された誘電体薄膜と、前記柱状体の外側を覆うように、前記誘電体薄膜の表面に形成された第２電極とを形成してコンデンサ構造体を得る方法が開示されている。
【特許文献１】特公昭６１−２９１３３号公報
【特許文献２】特開２００３−２４９４１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような背景技術には次のような課題がある。まず、前記特許文献１に記載の技術では、複数個の通孔を有する半導体粒界絶縁型誘電体磁器を誘電体層として用いており、前記各通孔に選択的に容量用電極体を挿通する構造であるが、微細加工が困難なため、面積の増大による大容量化が困難である。また、前記特許文献２に記載の技術では、マスクとして用いる多孔質基板への電極材料の付着や、該多孔質基板自体のエッチングによる孔の拡大等が生じるため、均一な断面形状及び所望長さの柱状体を得るのが難しい。また、前記柱状体が高くなると、その後に形成する誘電体薄膜に膜厚の差が生じやすいため、柱状体を高くして大容量化を図るのが難しいことなどがある。
【０００５】
本発明は、以上の点に着目したもので、小型でありながら、容量密度の向上を図ることができるコンデンサ及びその製造方法を提供する。また、本発明は、電極金属の任意性の向上及び製造プロセスの簡略化を図ることができるコンデンサ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、所定の間隔で対向する一対の導電体層と、該導電体層と略直交し、かつ、両端の開口部が前記一対の導電体層の内側主面に接続するとともに、金属の陽極酸化物により形成された高アスペクト比を有する略チューブ状の複数の誘電体と、一端が前記一対の導電体層のうちの一方の導電体層に接続し、他端が前記一対の導電体層のうちの他方の導電体層と絶縁するように、前記誘電体の中空部に充填される第１の電極と、一端が前記他方の導電体層に接続し、他端が前記一方の導電体層と絶縁するように、前記誘電体間の空隙に充填される第２の電極，を備えたコンデンサである。
【０００７】
また、本発明のコンデンサの主要な形態の一つは、前記第１及び第２の電極と前記導電体層との間に設けた間隙によって、前記電極と導電体層とを絶縁すること，あるいは、前記第１及び第２の電極と前記導電体層との間に設けた絶縁体によって、前記電極と導電体層とを絶縁することを特徴とする。他の形態は、前記絶縁体が、金属酸化物，ＳｉＯ２又は樹脂であることを特徴とする。更に他の形態は、前記誘電体が、前記導電体層と略平行な断面において、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、金属の基材を陽極酸化し、該基材の対向する一対の主面と略直交する方向に、一方の主面で開口し他方の主面で閉口する高アスペクト比を有する複数の孔を形成する工程１と、前記基材の他方の主面全体に、導電性のシード層を形成する工程２と、前記基材を加工し、前記孔を中空部とする略チューブ状の誘電体を形成する工程３と、前記誘電体の周囲の隙間を、該誘電体の開口端が所定の厚みで露出するように導電体で埋め込み、前記シード層上に第１の電極を形成する工程４と、前記基材の一方の主面に導電体層を形成して、前記誘電体の露出した開口端面を覆い、かつ、前記第１の電極との間に絶縁用の隙間を形成するとともに、前記シード層を除去する工程５と、前記シード層の除去後に露出する基材の主面において、該主面を所定の厚みで切除し、前記誘電体の閉口端を開口する工程６と、前記導電体層をシードとし、前記誘電体の孔に、前記工程６で開口した端面との間に所定の隙間を形成するように導電体を埋め込み、第２の電極を形成する工程７と、前記導電体層と対向し、前記工程６で開口した誘電体の開口端面を覆うとともに、前記第２の電極との間に絶縁用の隙間を形成する他の導電体層を形成する工程８と、を含むコンデンサの製造方法である。
【０００９】
また、本発明のコンデンサの製造方法の主要な形態の一つは、前記工程４で形成した第１の電極上に、前記誘電体の端面との段差を埋める絶縁体を設ける工程と、前記工程７で形成した第２の電極上に、前記誘電体の端面との隙間を埋める絶縁体を設ける工程と、を含むものである。他の形態は、前記第１及び第２の電極と前記導電体層との間に設ける絶縁体を、金属酸化物，ＳｉＯ２又は樹脂としたものである。更に他の形態は、前記工程１は、前記基材の主面と略平行な断面において、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に位置するように、前記孔を形成するものである。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、金属の陽極酸化物からなる高アスペクト比を有する略チューブ状の構造体を誘電体とし、該誘電体の内側と外側に電極を設けて、正極と負極を同軸状に形成するとともに、前記略柱状の電極の先端に絶縁用のギャップ（間隙）や絶縁体を設けて電極の振り分けを行うこととしたので、容量を規定する面積を大きくして高容量化を図ることができる。また、誘電体の構造体を先に形成して空隙部に後から電極材料を充填するため、電極金属種の任意性が増すとともに、製造プロセスが簡便になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
最初に、図１〜図４を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１(A)は、本実施例のコンデンサ素子の外観斜視図，図１(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，図１(C)は本実施例のコンデンサの断面であり、前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図に相当する。図２及び図３は、本実施例の製造工程の一例を示す図であり、図４は、本実施例と比較例の電極構造の断面形状を示す模式図である。
【００１３】
本実施例のコンデンサ１０は、図１に示すようにコンデンサ素子１２を中心に構成されている。前記コンデンサ素子１２は、所定の間隔で対向する一対の導電体層１４，１６と、多数の略チューブ状の誘電体１８と、該誘電体１８の内側に充填された第１電極２０と、前記多数の誘電体１８間に充填された第２電極２４と、前記第１電極２０と導電体層１６を絶縁するための絶縁キャップ２２と、前記第２電極２４と導電体層１４を絶縁するための絶縁キャップ２６により構成されている。前記誘電体１８は、前記導電体層１４及び１６と略直交するとともに、両端の開口部が前記導電体層１４及び１６の内側主面に接続されている。このような形状の誘電体１８は、縦横比が大きく（すなわち、高アスペクト比を有しており）、金属の陽極酸化物により形成されている。
【００１４】
特に、前記第１電極２０と、この第１電極２０の周りに形成された誘電体１８の組み合わせの配置が重要になる。図１(B)に示すように、ハニカム構造を形成する六角形の各頂点と、前記六角形の中央位置との関係になるように配置され、どの組み合わせも同じように関係付けられるような配置が望ましい。そして、誘電体１８と誘電体１８の間は、前記第２電極２４で埋め尽くされることにより、第１電極２０と第２電極２４とで誘電体１８を挟むことで容量を形成するバランスが適切になり、容量の最大化を構成することが可能になる。従って、できる限り小さな六角形の頂点と中央の位置になる関係が好ましい。この関係の限界は、エッチング精度と誘電体１８の絶縁耐圧特性などで決定される。これらの技術の進歩と共に高い容量のコンデンサの実現が可能になる。
【００１５】
前記誘電体１８としては、弁金属（例えば、Ａｌ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｗ，Ｓｂなど）の酸化物が用いられ、導電体層１４及び１６としては、金属全般（例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｌなど）が用いられる。また、第１電極２０及び第２電極２４としては、例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｃｏやこれらの合金などが用いられる。前記絶縁キャップ２２及び２６としては、例えば、金属酸化物や，ＳｉＯ２，電着樹脂（例えば、ポリイミド，エポキシ，アクリルなど）が用いられる。前記金属酸化物としては、具体的には、弁金属（Ａｌ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｗ，Ｓｂなど）の酸化物や電着ＴｉＯ２のほか、ＡＢＯ３構造を有する複合酸化物も含まれる。
【００１６】
また、前記コンデンサ素子１２の各部の寸法の一例を示すと、導電体層１４と導電体層１６の間隔が数μｍ〜数１００μｍ、導電体層１４及び１６の厚みが数１０ｎｍ〜数μｍ、チューブ状の誘電体１８の径は、内径外径ともに数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度となっている。また、前記絶縁キャップ２２及び２６の厚みは、数１０ｎｍ〜数１０μｍ、前記誘電体１８間の間隔が、数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ，誘電体１８の厚さ（外径−内径）が、数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度となっている。
【００１７】
本実施例では、前記導電体層１４を表面電極，導電体層１６を裏面電極とし、第１電極２０を負極，第２電極２４を正極としているが、これは一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。以上のような構造のコンデンサ素子１２は、図１(C)に示すように、全体が絶縁フィルム２８により被覆されており、該絶縁フィルム２８の所定の位置に設けられた開口から、接続ランド３０，３２を介して、リード線などの引出部３４，３６に接続されている。
【００１８】
次に、図２及び図３も参照して、本実施例のコンデンサ１０の製造方法を説明する。まず、図２(A)に示すように、弁金属（Ａｌ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｗ，Ｓｂなど）からなる基材５０を用意する。該基材５０の表面５０Ａには、陽極酸化の基点となる図示しないピットが、ハニカムレイアウトで形成される。次に、図２(B)に示すように、陽極酸化処理により、多数の略柱状の孔（ホール）５４を形成する。該孔５４は、本実施例では、酸化物基材５２の主面と略直交する断面において、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に配置されるように形成されている。このような孔５４の形成技術は公知である。図示の例では、前記孔５４は、一方の端部が酸化物基材５２の表面５２Ａで開口し、他方の端部が酸化物基材５２の裏面５２Ｂ側で閉口している。
【００１９】
次に、図２(C)に示すように、裏面５２Ｂ側に、導電体からなるシード層５６を形成する。シード層５６としては、金属全般（例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｌなど）が用いられる。該シード層５６は、メッキシードの機能とともに、以下の工程で形成するチューブ状の誘電体１８を支持する機能を有している。次に、前記酸化物基材５２の前記孔５４のパイプ状となる部分の周囲を除く部分をエッチングし、図２(D)に示すように、前記シード層５６上に、前記孔５４を中空部とする略チューブ状の誘電体１８を形成する。このとき、多数の誘電体１８間には空隙５８が形成される。そして、前記シード層５６をシードとしてメッキすることにより、図２(E)に示すように、前記空隙５８を、メッキ導体で埋め込み、第２電極２４を形成する。このとき、該第２電極２４の表面２４Ａと、前記誘電体１８の開口端面１８Ａの間に、所定の隙間が生じるようにする。そして、前記第２電極２４の表面２４Ａに、陽極酸化，酸化物電着，樹脂電着などの手法により、図２(F)に示すように絶縁キャップ２６を形成する。なお、前記陽極酸化を行う際には、前記シード層５６を給電層としてプラス電圧を印加する。
【００２０】
次に、前記絶縁キャップ２６上に、図３(A)に示すように、ＰＶＤなどの手法により、導電体層１４（本実施例では表面電極）を形成する。該導電体層１４は、前記誘電体１８の開口端面１８Ａ側を塞いでいるが、前記絶縁キャップ２６の存在により、前記第２電極２４とは絶縁した状態となっている。図３(B)に示す工程以降では、前記図３(A)で形成された構造を上下に１８０度回転し、裏面側から見た状態で説明を行う。
【００２１】
前記導電体層１４の形成後、裏面側のシード層５６を除去し、図３(B)に示すように誘電体１８の閉口端面１８Ｃを露出させる。そして、同図に点線で示すように、酸化物基材５２を、主面と略平行な面で切除することにより、図３(C)に示すように、前記誘電体１８の底部を開口する。次に、前記導電体層１４をシードとし、前記誘電体１８の中空部を図３(D)に示すようにメッキで埋め込み、第１電極２０を形成する。なお、該第１電極２０は、端面２０Ｂが、誘電体１８の開口端面１８Ｂとの間に所定の段差を有するように形成される。そして、前記第２電極２０の端面２０Ｂに、陽極酸化，酸化物電着，樹脂電着などの手法により、図３(E)に示すように、絶縁キャップ２２を形成する。最後に、前記絶縁キャップ２２の上に、図３(F)に示すように、導電体層１６（裏面電極）を形成する。以上の手順により、導電体層１４が誘電体１８の内部の第１電極２０に接続され、導電体層１６が誘電体１８の外部の第２電極２４に接続された同軸構造のコンデンサ素子１２が得られる。
【００２２】
仮に、図４(A)に示す比較例のように、ハニカム構造を形成する六角形の頂点に第２電極２４（正極）を配置し、前記六角形の中心に第１電極２０（負極）を配置すると、中心の第１電極２０を６本の第２電極２４が誘電体１８を介して取り囲む構造となり、外周の第２電極２４の間のスペースが無駄になってしまう。これに対して、本実施例では、図４(B)に示すように、第１電極２０と第２電極２４が、いわば同軸状に配置された構造となっており、同図(A)に示す比較例のような電極配置と比較して、空間をより有効に使うことができるため、正負電極の距離を同じとした場合、容量を１．５倍程度大きくすることができる。
【００２３】
このように、実施例１によれば、金属の陽極酸化物からなる高アスペクト比を有する略チューブ状の誘電体１８の内側と外側に第１電極２０と第２電極２４を設けて、正極と負極を同軸状に形成するとともに、前記第１電極２０と第２電極２４の先端に絶縁キャップ２２，２６を設けて電極の振り分けを行うこととしたので、次のような効果がある。
(1)容量を規定する面積を大きくして高容量化を図ることができる。
(2)電極の振り分けに誘電体からなる絶縁キャップ２２，２６を用いることとしたので、第１電極２０及び第２電極２４の先端面の面積もコンデンサ１０の容量向上に利用できる。
(3)誘電体１８の構造体を形成してから第１電極２０及び第２電極２４を空隙部に充填することとしたので、電極材料の任意性が増すとともに、製造プロセスの簡略化を図ることができる。
【実施例２】
【００２４】
次に、図５〜図７を参照しながら本発明の実施例２を説明する。なお、上述した実施例１と同一ないし対応する構成要素には同一の符号を用いることとする。図５は、本実施例のコンデンサ素子の主要断面図，図６及び図７は、本実施例の製造工程の一例を示す図である。図５の断面に示すように、本実施例は、第１電極２０の先端と導電体層１６との間にエアギャップ１０２が形成されるとともに、第２電極２４の先端と導電体層１４との間にエアギャップ１０４が形成されており、前記エアギャップ１０２及び１０４によって、絶縁を行って電極の振り分けを行う構造となっている。この他の基本的な構造は、上述した実施例１と同様である。
【００２５】
次に、図６及び図７を参照しながら、本実施例の製造方法を説明する。なお、図６(A)〜(E)までの工程は、上述した実施例１と同様であり、略チューブ状の誘電体１８間の空隙５８に第２電極２４が充填される。本実施例では、誘電体１８間の空隙５８に第２電極２４が充填された後、図６(F)に示すように、前記誘電体１８の開口端面１８Ａを塞ぐように導電体層１４を設けることにより、該導電体層１４と前記第２電極２４の間に、絶縁用のエアギャップ１０４が形成される。次に、図７(A)に示すように、前記シード層５６を除去し、前記誘電体１８の閉口端面１８Ｃを露出させる。なお、本工程以降では、前記図６(F)で得られた構造体を上下に１８０度回転し、裏面側から見た状態で説明を行っている。そして、前記裏面を図７(A)に点線で示すように、基材の主面と略平行な面で切除し、図７(B)に示すように、誘電体１８の端部を開口する。
【００２６】
次に、前記導電体層１４をシードとし、図７(C)に示すように、誘電体１８の内部をメッキで埋め込み、第１電極２０を形成する。このとき、第１電極２０の端面２０Ｂが、誘電体１８の開口端面１８Ｂに達しない状態で止めておく。そして、前記第２電極裏面２４Ｂ上に、図７(D)に示すように、導電体層１６を形成する。該導電体層１６は、前記開口端面１８Ｂを塞ぐ状態で形成され、前記第１電極２０の端面２０Ｂとは接続されない。以上の手順により、導電体層１４が誘電体１８の内部の第１電極２０に接続され、他方の導電体層１６が誘電体１８の外部の第２電極２４に接続された同軸構造のコンデンサ素子１００が形成される。本実施例のコンデンサ素子１００も、前記実施例１と同様に、全体が絶縁フィルムなどで被覆され、適宜位置において電極が引き出される。本実施例の基本的効果は、前記実施例１と基本的に同様であるが、エアギャップ１０２，１０４を利用して電極の振り分けを行っているため、製造工程をより簡略化することができる。
【００２７】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状，寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(2)材料についても同様に、公知の各種の材料を使用してよい。例えば、誘電体を形成する金属基材としては、アルミニウムが好適であるが、陽極酸化が可能な金属であれば、他の公知の各種の金属が適用可能である。
【００２８】
(3)前記実施例１で示した絶縁キャップ２２，２６の形成方法も一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。例えば、前記実施例１では、陽極酸化を具体例として挙げたが、これも一例であり、他の絶縁体によって絶縁を図るようにしてもよい。例えば、前記実施例１の図２(E)に示す工程後、シード層５６を給電層として塩化チタン溶液中でマイナス電圧を印加し、引き続き４５０℃で熱処理することにより、ＴｉＯ２からなる絶縁キャップ２６を形成するようにしてもよい。また、前記図２(E)に示す工程後、露出した第２電極２４を介してＳｉＯ２を電着してもよいし、あるいは、電極表面２４ＡにＳｎ−Ｐｄのような触媒金属を一端電着し、これを種として無電界でＳｉＯ２を析出させてもよい。また、電極表面２４Ａと誘電体の開口端面１８Ａの隙間を埋めるように樹脂を塗布し、表面の樹脂のみをエッチングや研磨で除去することで、前記隙間に樹脂を残すようにしてよい。更に、前記隙間を埋めるように絶縁体を成膜し、表面の絶縁体のみをエッチングや研磨で除去することで、前記隙間に絶縁体を残すようにしてもよい。他方の絶縁キャップ２２についても同様である。
【００２９】
(4)実施例１で示した電極引出構造も一例であり、同様の効果を奏するように適宜設計変更可能である。
(5)前記実施例で示した製造工程も一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。例えば、表面電極と裏面電極のいずれを先に形成するかも一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。また、例えば、前記実施例１では、絶縁キャップ２２，２６を設けるために第１電極２０及び第２電極２４を、誘電体１８の一方の端面に達しないように充填することとしたが、これも一例であり、前記第１電極２０と第２電極２４が接触しない範囲内であれば、前記誘電体１８の端面から露出するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によれば、金属の陽極酸化物からなる高アスペクト比を有する略チューブ状の構造体を誘電体とし、該誘電体の内側と外側に電極を設けて、正極と負極を同軸状に形成するとともに、前記略柱状の電極の先端に絶縁用のギャップ（間隙）や絶縁体を設けて電極の振り分けを行うこととしたので、コンデンサの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１を示す図であり、(A)はコンデンサ素子の外観斜視図，(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，(C)は本実施例のコンデンサの断面であり、前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図に相当する。
【図２】前記実施例１の製造工程の一例を示す図である。
【図３】前記実施例１の製造工程の一例を示す図である。
【図４】前記実施例１と比較例の電極構造の段面形状を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例２のコンデンサ素子の主要断面図である。
【図６】前記実施例２の製造工程の一例を示す図である。
【図７】前記実施例２の製造工程の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０：コンデンサ
１２：コンデンサ素子
１４：導電体層（表面電極）
１６：導電体層（裏面電極）
１８：誘電体
１８Ａ，１８Ｂ：開口端面
１８Ｃ：閉口端面
２０：第１電極（負極）
２０Ａ，２０Ｂ：端面
２２，２６：絶縁キャップ
２４：第２電極（正極）
２４Ａ：表面
２４Ｂ：裏面
２８：絶縁フィルム
３０，３２：接続ランド
３４，３６：引出部
５０：基材
５０Ａ：表面
５２：酸化物基材
５２Ａ：表面
５２Ｂ：裏面
５４：孔（ホール）
５６：シード層
５８：空隙
１００：コンデンサ素子
１０２，１０４：エアギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で対向する一対の導電体層と、
該導電体層と略直交し、かつ、両端の開口部が前記一対の導電体層の内側主面に接続するとともに、金属の陽極酸化物により形成された高アスペクト比を有する略チューブ状の複数の誘電体と、
一端が前記一対の導電体層のうちの一方の導電体層に接続し、他端が前記一対の導電体層のうちの他方の導電体層と絶縁するように、前記誘電体の中空部に充填される第１の電極と、
一端が前記他方の導電体層に接続し、他端が前記一方の導電体層と絶縁するように、前記誘電体間の空隙に充填される第２の電極と、
を備えたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記第１及び第２の電極と前記導電体層との間に設けた間隙によって、前記電極と導電体層とを絶縁することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記第１及び第２の電極と前記導電体層との間に設けた絶縁体によって、前記電極と導電体層とを絶縁することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。
【請求項４】
前記絶縁体が、金属酸化物，ＳｉＯ２又は樹脂であることを特徴とする請求項３記載のコンデンサ。
【請求項５】
前記誘電体が、前記導電体層と略平行な断面において、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項６】
金属の基材を陽極酸化し、該基材の対向する一対の主面と略直交する方向に、一方の主面で開口し他方の主面で閉口する高アスペクト比を有する複数の孔を形成する工程１と、
前記基材の他方の主面全体に、導電性のシード層を形成する工程２と、
前記基材を加工し、前記孔を中空部とする略チューブ状の誘電体を形成する工程３と、
前記誘電体の周囲の隙間を、該誘電体の開口端が所定の厚みで露出するように導電体で埋め込み、前記シード層上に第１の電極を形成する工程４と、
前記基材の一方の主面に導電体層を形成して、前記誘電体の露出した開口端面を覆い、かつ、前記第１の電極との間に絶縁用の隙間を形成するとともに、前記シード層を除去する工程５と、
前記シード層の除去後に露出する基材の主面において、該主面を所定の厚みで切除し、前記誘電体の閉口端を開口する工程６と、
前記導電体層をシードとし、前記誘電体の孔に、前記工程６で開口した端面との間に所定の隙間を形成するように導電体を埋め込み、第２の電極を形成する工程７と、
前記導電体層と対向し、前記工程６で開口した誘電体の開口端面を覆うとともに、前記第２の電極との間に絶縁用の隙間を形成する他の導電体層を形成する工程８と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記工程４で形成した第１の電極上に、前記誘電体の端面との段差を埋める絶縁体を設ける工程と、
前記工程７で形成した第２の電極上に、前記誘電体の端面との隙間を埋める絶縁体を設ける工程と、
を含むことを特徴とする請求項６記載のコンデンサの製造方法。
【請求項８】
前記第１及び第２の電極と前記導電体層間に設ける絶縁体を、金属酸化物，ＳｉＯ２又は樹脂としたことを特徴とする請求項７記載のコンデンサの製造方法。
【請求項９】
前記工程１は、前記基材の主面と略平行な断面において、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に位置するように、前記孔を形成することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
【請求項１】
所定の間隔で対向する一対の導電体層と、
該導電体層と略直交し、かつ、両端の開口部が前記一対の導電体層の内側主面に接続するとともに、金属の陽極酸化物により形成された高アスペクト比を有する略チューブ状の複数の誘電体と、
一端が前記一対の導電体層のうちの一方の導電体層に接続し、他端が前記一対の導電体層のうちの他方の導電体層と絶縁するように、前記誘電体の中空部に充填される第１の電極と、
一端が前記他方の導電体層に接続し、他端が前記一方の導電体層と絶縁するように、前記誘電体間の空隙に充填される第２の電極と、
を備えたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記第１及び第２の電極と前記導電体層との間に設けた間隙によって、前記電極と導電体層とを絶縁することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記第１及び第２の電極と前記導電体層との間に設けた絶縁体によって、前記電極と導電体層とを絶縁することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。
【請求項４】
前記絶縁体が、金属酸化物，ＳｉＯ２又は樹脂であることを特徴とする請求項３記載のコンデンサ。
【請求項５】
前記誘電体が、前記導電体層と略平行な断面において、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコンデンサ。
【請求項６】
金属の基材を陽極酸化し、該基材の対向する一対の主面と略直交する方向に、一方の主面で開口し他方の主面で閉口する高アスペクト比を有する複数の孔を形成する工程１と、
前記基材の他方の主面全体に、導電性のシード層を形成する工程２と、
前記基材を加工し、前記孔を中空部とする略チューブ状の誘電体を形成する工程３と、
前記誘電体の周囲の隙間を、該誘電体の開口端が所定の厚みで露出するように導電体で埋め込み、前記シード層上に第１の電極を形成する工程４と、
前記基材の一方の主面に導電体層を形成して、前記誘電体の露出した開口端面を覆い、かつ、前記第１の電極との間に絶縁用の隙間を形成するとともに、前記シード層を除去する工程５と、
前記シード層の除去後に露出する基材の主面において、該主面を所定の厚みで切除し、前記誘電体の閉口端を開口する工程６と、
前記導電体層をシードとし、前記誘電体の孔に、前記工程６で開口した端面との間に所定の隙間を形成するように導電体を埋め込み、第２の電極を形成する工程７と、
前記導電体層と対向し、前記工程６で開口した誘電体の開口端面を覆うとともに、前記第２の電極との間に絶縁用の隙間を形成する他の導電体層を形成する工程８と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記工程４で形成した第１の電極上に、前記誘電体の端面との段差を埋める絶縁体を設ける工程と、
前記工程７で形成した第２の電極上に、前記誘電体の端面との隙間を埋める絶縁体を設ける工程と、
を含むことを特徴とする請求項６記載のコンデンサの製造方法。
【請求項８】
前記第１及び第２の電極と前記導電体層間に設ける絶縁体を、金属酸化物，ＳｉＯ２又は樹脂としたことを特徴とする請求項７記載のコンデンサの製造方法。
【請求項９】
前記工程１は、前記基材の主面と略平行な断面において、ハニカム構造を形成する六角形の頂点とその中央に位置するように、前記孔を形成することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−７６８５０（Ｐ２００９−７６８５０Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１３２５４（Ｐ２００８−１１３２５４）
【出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
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