专利名称：固体电解电容器的制造方法
技术领域：
本发明涉及各种电子设备中使用的固体电解电容器的制造方法。
背景技术：
近年来，随着电子设备的小型化、高频化，要求电容小型大容量、低ESR(等价串联电阻)、低ESL(等价串联电感)。
对于固体电解电容器(下面称SEC)的大容量化，如USP 5377073号及日本特开平11-274002号公报所揭示，已知的有将电容元件层迭成片状的片型电容器。在上述以往的SEC中，能实现大容量和改进ESR。
但，如同半导体器件一样，为了在电路底板上进行表面安装，须通过外部端子在电路底板上连接。以这种方式改善ESL是有限的。为了谋求更低的ESL，要提高安装在电路底板上所需的电气连接用端子、布线等形状、长度等效率。本发明以解决上述问题为目的，提供一种能与半导体部件直接连接、高频响应特性优良的大容量的SEC制造方法。
发明内容
为了解决上述课题，本发明提供一种SEC制造方法，包括在铝箔的一在加工成多孔部的工序，在前述多孔部上形成电介质层的工序，在前述铝箔的规定位置上形成通孔的工序，在设置前述多孔部的前述铝箔的另一面和前述通孔的内壁上形成绝缘膜的工序，前述电介质层上形成固体电解质层的工序，前述通孔内形成通孔电极的工序，前述固体电解质层上形成集电体层的工序，前述铝箔上的前述绝缘膜规定位置上形成开口部的工序，以及前述开口部和前述通孔电极的露出表面两者上形成连接端子的工序。因设在绝缘膜的开口部和通孔电极露出表面上的连接端子在同一面上，所以能制造可与半导体部件直接连接的、高频特性优良的ESC。
附图简单说明图1为本发明实施形态1的SEC的立体图。
图2为本发明实施形态1的SEC的剖视图。
图3为本发明实施形态1的SEC的主要部分放大剖视图。
图4为本发明实施形态1的SEC的铝箔上形成倒棱加工部后状态的剖视图。
图5为本发明实施形态1的SEC的铝箔未加工成多孔的其它的面及通孔内壁形成绝缘膜的剖视图。
图6为本发明实施形态1的SEC的铝箔的电介质层上形成固体电解质状态的剖视图。
图7为本发明实施形态1的SEC的通孔内形成通孔电极状态的剖视图。
图8为本发明实施形态1的SEC的固体电解质层上形成集电体层状态的剖视图。
图9为本发明实施形态1的SEC的绝缘膜上形成开口部状态的剖视图。
图10为本发明实施形态1的SEC的开口部上形成连接端子状态的剖视图。
图11为本发明实施形态1的SEC的电容元件上形成外装状态的剖视图。
图12为本发明实施形态1的SEC的外装上形成外部端子及连接凸出状态的剖视图。
图13为本发明实施形态2的SEC的绝缘膜上形成保护膜状态的剖视图。
图14为本发明实施形态2的SEC的保护膜制作布线图案状态的剖视图。
图15为本发明实施形态3的SEC的通孔内形成通孔电极状态的剖视图。
图16为本发明实施形态3的SEC的铝箔的电介质层上形成固体电解质层状态的剖视图。
图17为本发明实施形态4的SEC的铝箔未加工成多孔的其它的面上形成绝缘膜、通孔内形成绝缘部状态的剖视图。
图18为本发明实施形态4的SEC的铝箔的电介质层上形成固体电解质状态的剖视图。
图19为本发明实施形态4的SEC的绝缘部内形成通孔状态的剖视图。
实施本发明的最佳形态下面，利用实施形态及
本发明的固体电解电容器(SEC)及其制造方法。再者，附图为示意图，未在尺寸上准确表明各个位置。
(实施形态1)在图1-3上，薄片状的电容元件1的一面侧例如利用腐蚀加工成多孔质，在铝箔3的规定位置上形成通孔4，该铝箔3业已在这一加工成多孔的部分上形成电介质层2。该铝箔3的未加工成多孔的其它的面及通孔4的内壁上形成绝缘膜5，上述电介质层2上设置固体电解质层6，继在通孔4内形成通孔电极7后，在固体是解质层6上设置集电体层8。之后，上述铝箔3的绝缘膜5的规定位置上形成开口部9，通过该绝缘5开口部9的露出表面上形成连接端子10，进行制造。所谓通孔电极是表示在通孔内形成的电极。
在这样构成的电容元件1的侧面及集电体层8的面上形成外装11，再在外装11上形成和铝箔3电路上连接的第1外部端子12及和集电体层8电路上连接的第2外部端子13，在通孔电极7上以及连接端子10上形成连接凸起14，作为SEC。
下面，利用图4-图12说明本发明的SEC制造方法。
作为已形成上述电介质层2后的铝箔3，铝箔3的一面经腐蚀处理成多孔之后，通过在化成液中阳极氧化，从而能在一面上形成电介质氧化被覆膜的构成。此后，如图4所示，在铝箔3的规定位置上形成通孔4。
用电化学腐蚀法作为能一并形成通孔的方法，另外，还能例举以更高的精度形成加工尺寸为100μm下面的细微的通孔，并不必顾及通孔形成部分材质的形成方法，如激光加工法、冲孔加工法、钻孔加工法、放电加工法等，用电化学腐蚀法，在铝箔3的两面上形成开口部置于通孔形成部位上的保护膜后，用电化学(湿法)腐蚀法形成通孔4，通过除去保护膜能形成通孔4。再靠电化学腐蚀等通过形成倒棱加工部，能在后道工序使形成构成电介质层2的面的通孔边缘的绝缘膜可靠性进一步提高。接着，通过用电沉积法如图5所示形成绝缘的涂膜，从而能在铝箔3的未多孔质化的其它面及形成通孔4的内壁上形成绝缘膜。在电沉积法形成绝缘膜的过程中能均匀地形成微密的绝缘膜，但在形成电介质层2的面的通孔4的边缘部，有可能薄薄地形成若干绝缘膜。作为完全解决这一问题，能实现更高绝缘可靠性的手段，边缘部的倒棱加工是有效的，加上通过电沉积混入边缘覆盖特性良好的明胶微粒、碳微粒、及氧化钛微粒的绝缘性树脂，从而得以解决。这里，所谓的明胶微粒是通过将粒径10μm下面的高分子材料添加入聚合物，从而具有提高聚合物粘度，降低流动性，提高边缘覆盖性的效果。但在100μm下面细微的通孔内壁上电沉积时，只用边缘覆盖性良好的混合树脂电沉积层厚度变厚，通孔被电沉积树脂掩埋的可能性大。所以，电沉积形成绝缘膜的过程要分成两次，在第一层上薄薄地附上电阻率高的树脂，接着在第二层上附上混入碳微粒及氧化钛微粒的绝缘性树脂，从而能形成绝缘不良率低的通孔内壁绝缘膜5。下面，如图6所示，在电介质层2上形成固体电解质层6。固体电解质6的形成方法能通过将包括聚吡咯、聚噻吩等π电子共轭高分子及/或除此以外的导电高分子的组成物化学聚合、电解聚合、或将它们组合来进行。另外，导电高分子粉末的悬浊液在涂布、干燥后也可以电解聚合方法形成导电高分子，也可以在浸泡硝酸锰后加热分解形成二氧化锰之后，通过电解聚合形成导电性高分子。再有作为已完全确立的固体电解质层的形成技术，有将硝酸锰加热分解形成二氧化锰的方法，通过采取能形成质地微密、厚度能自由地控制的方法，生产性、可靠性能得以提高。
下面，如图7所示，对通孔4内形成通孔电极7的工序进行说明。作为形成通孔电极7的电极材料可以使用充填混合了Ag糊、Cu糊等导电性粒子的导电粘接剂后使其干燥的方法。再如图8所示，在固体电解质层6上形成集电体层8。集电体层8利用以碳微粒的悬浊液、及银糊为主成分的导电粘接剂，通过做成碳层和银糊的层迭结构，从而能有效地拉出电荷。下面，如图9所示，用YAG激光或磨削等加工方法在铝箔3的其它面上形成绝缘膜5的规定位置上形成开口部9。作为形成开口部的其它方法，也有在绝缘膜5形成前，于铝箔3的未多孔质化面上规定位置上形成保护部，以后，在形成集电体层8和绝缘膜5后将保护部剥去的方法。此后，如图10所示，用导电粘接剂或电镀，不电解电镀的任一方法，在绝缘膜5的开口部9的露出表面上形成连接端子10。再如图11所示，在电容元件1的周围通过环氧树脂用于保护电容元件1提高电气绝缘、耐湿性能、及承受外应力等的可靠性，形成外装11。接着，如图12所示，外装11上通过形成和铝箔3电气连接的第1外部端子12及与集电体层8电气连接的第2外部端子13，从而得到成品的电容元件1。
以上述的构成作为本发明的SEC能起作用，但在欲提高连接电容部的半导体部件或和电子部件连接可靠性及电气性能时，理想的为在连接端子10及通孔电极7上形成连接凸起14。
通过采用这样的方法，因连接端子10和连接凸起14在同一面上，故能生产出可与半导体部件直接连接、高频特性优良的SEC。
(实施形态2)图13-14为说明本发明实施形态2的SEC制造工序用的主要工序图。
通过腐蚀使一面变得多孔，在该多孔的部分上，在形成电介质2的铝箔3的规定位置上形成通孔4。该铝箔3的未成多孔的其它面及通孔4的内壁形成绝缘膜5。
到这一步与实施形态1相同。以后，在上述电介层2上敷设固体电解质层6时，在通孔直径大于80μm时，固体电解质层6有可能在铝箔3的未成多孔的其它面上形成。
为解决该问题，如图13所示，首先用浸渍法、旋转涂布法、网印法等将感光树脂涂于绝缘膜5上后，使其硬化、敷设保护膜15。
另外，也能将有粘接性的有机薄膜作为保护膜15使用，这时，在绝缘膜5的面上用薄膜粘接法形成。其后，如图14所示，通过光掩模加工或机械加工法等在与通孔4一致之处以规定的尺寸形成孔，作为保护膜。之后，在用与实施形态1相同的方法形成固体电解质层6、通孔电极7后，除去保护膜15。因为固体电解质层6未能在铝箔3的未成多孔的其它面上形成，故阳极和阴极间确实被分开。此后，与实施形态1相同，集电体层8设在固体电解层6上，在上述铝箔3的其它面上形成的绝缘膜5规定位置处形成开口部9，这一绝缘膜5的开口部9及通孔电极7露出表面上形成连接端子10。这样，利用实施形态2的SEC制造方法，能防止固体电解质层浸入其后形成的铝箔3的开口部9，能确实地将阳极和阴极分开。
(实施形态3)图15-16为说明本发明实施形态3的SEC制造工序用的主要工序图。
靠腐蚀将一面上加工成多孔，在该多孔的部分，在形成电介质层2的铝箔3的规定位置处形成通孔4。该铝箔3的未加工成多孔的其它面及通孔4的内壁形成绝缘膜5。
到此与实施形态1相同。以后，上述电介质层2之上敷设固体电解质层6时，在通孔直径大于80μm时，固体电解质层6有可能在铝箔3未成多孔的其它面上形成。
作为解决这一问题用的制造方法，如图15所示，首先在通孔4内形成通孔电极7。
作为形成通孔电极7的方法，可以采用利用混入Ag糊、Cu糊等导电粒子的导电粘接剂，充填后，再使其硬化的方法。此后，如图16所示，通过上述电介质层2上形成固体电解质层6，从而固体电解质层6不能在铝箔3的未成多孔的其它面上形成。以后，与实施形态1相同，于固体电解质层6上形成集电体层8，用YAG激光等加工在上述铝箔3的绝缘膜5规定位置上形成开口部9。另外，在形成绝缘膜5前，用光固化树脂等预先在铝箔3的未成多孔的面上规定位置上形成保护部，通过形成集电体层8后剥除保护部的方法，从而能形成开口部9。然后，该绝缘膜5的开口部9的露出表面及通孔电极7上形成连接端子10。这样，用实施形态3的SEC制造方法，能防止固体电解质浸入以后形成的铝箔3的开口部9，能确实地将阳极和阴极分开。
(实施形态4)图17-18为说明本发明实施形态4的SEC制造工序用的主要部分的工序图。
通过腐蚀将一面上加工成多也，在该多孔的部分形成电介质层2的铝箔3的规定位置处形成第1通孔4。到此，与实施形态1相同。以后，在该铝箔3的未成多孔的其它面及通孔4的内壁形成绝缘膜5后，上述电介质层2上敷设固体电解质层6。在通孔直径大于80μm时，固体电解质层6有可能在铝箔3的未成多孔的其它面上形成。
为解决这一问题，如图17所示，首先在铝箔3的未成多孔的其它面和绝缘膜5及第1通孔内形成绝缘部16。绝缘膜5的形成能与实施形态1相同地作成。绝缘部16能通过利用将易腌埋通孔的绝缘树脂多次电沉积的方法、或绝缘树脂网印、浇注法等面上形成。然后，如图18所示，上述电介质层上敷设固体电介质层6，以后，如图19所示，绝缘部16内形成第2通孔17。由此，固体电解质层6不能在铝箔3的未成多孔的其它面上形成。
以后，与实施形态1相同，在第2通孔17内形成通孔电极7后，固体电解质层6上形成集电体层8，此后，在上述铝箔3的绝缘膜5规定位置上形成开口部9，该绝缘5的开口部9及通孔电极7的露出表面上形成连接端子10。
这样，利用实施形态4的SEC制造方法，能提高通孔电极7和铝箔3间绝缘可靠性、并防止固体电解质浸入铝箔3的开口部9，能确实地将阳极和阴极分开。
工业上的实用性如上所述，利用本发明的SEC制造方法，因为能将设在绝缘膜开口部和通孔电极露出表面上的各连接端子位于同一面上，故能容易地生产和半导体部件直接连接的、高频特性优良的、大容量的电容。
权利要求
1.一种固体电解电容器的制造方法，其特征在于，包括在铝箔的一面上加工成多孔部的工序，所述多孔部上形成电介质层的工序，所述铝箔规定位置上形成通孔的工序，设置所述多孔部的铝箔的另一面和所述通孔的内壁两者上都形成绝缘膜的工序，所述电介质层上形成固体电解质的工序，所述通孔内形成通孔电极的工序，所述固体电解质层上形成集电体层的工序，所述铝箔上的所述绝缘膜的规定位置上形成开口部的工序，以及所述开口部和所述通孔电极的露出表面两者上都形成连接端子的工序。
2.一种固体电解电容器的制造方法，其特征在于，包括在铝箔的一面上加工成多孔部的工序，所述多孔部上形成电介质层的工序，所述铝箔规定位置上形成通孔的工序，形成保护部的工序，在设置所述多孔部的所述铝箔的另一面和所述通孔的内壁两者上都形成绝缘膜的工序，所述电介质层上形成固体电解质层的工序，所述通孔内形成通孔电极的工序，所述固体电解质层上形成集电体层的工序，通过剥去所述保护部，在所述铝箔的规定位置上形成开口部的工序，以及在所述绝缘膜的所述开口部和所述通孔电极露出表面两者上都形成连接端子的工序。
3.一种固体电解电容器的制造方法，其特征在于，包括在铝箔的一面上加工成多孔部的工序，所述多孔部上形成电介质层的工序，所述铝箔规定位置上形成通孔的工序，设置所述多孔部的所述铝箔的另一面和所述通孔的内壁两者上都形成绝缘膜的工序，形成所述绝缘膜的上面的整个面上形成保护膜的工序，所述电介质层上形成固体电解层的工序，所述通孔内形成通孔电极的工序，剥去所述保护膜的工序，所述固体电解质层上形成集电体层的工序，所述铝箔的规定位置上形成开口部的工序，以及所述绝缘膜的开口部和所述通孔电极的露出表面两者都形成连接端子的工序。
4.一种固体电解电容器的制造方法，其特征在于，包括在铝箔的一面上加工成多孔部的工序，所述多孔部上形成电介质层的工序，所述铝箔的规定位置上形成通孔的工序，形成保护部的工序，设置所述多孔部的所述铝箔的另一面和所述通孔内壁两者上都形成绝缘膜的工序，在形成所述绝缘膜上的整个面上形成保护膜的工序，所述电介质层上形成固体电解质层的工序，所述通孔内形成通孔电极的工序，剥去所述保护膜的工序，所述固体电解质层上形成集电体层的工序，通过剥去所述保护部在所述铝箔的规定位置上形成开口部的工序，以及所述绝缘膜的所述开口部和所述通孔电极的露出表面两者上都形成连接端子。
5.一种固体电解电容器的制造方法，其特征在于，包括在铝箔的一面上加工成多孔部的工序，所述多孔部上形成电介质层的工序，所述铝箔的规定位置上形成通孔的工序，设置所述多孔部的所述铝箔的另一面和所述通孔的内壁两者上都形成绝缘膜的工序，所述通孔内形成通孔电极的工序，所述电介质层上形成固体电解质层的工序，所述固体电解质层上形成集电体层的工序，所述铝箔的规定位置上形成开口部的工序，以及所述绝缘膜的所述开口部和所述通孔电极的露出表面两者上都形成连接端子。
6.一种固体电解电容器的制造方法，其特征在于，包括在铝箔的一面上加工成多孔部的工序，所述多孔部上形成电介质层的工序，所述铝箔的规定位置上形成第1通孔的工序，设置所述多孔部的所述铝箔的另一面和所述第1通孔内两者上都形成绝缘部的工序，所述电介质层上形成固体电解质层的工序，所述绝缘部内形成第2通孔的工序，所述第2通孔内形成通孔电极的工序，所述固体电解质层上形成集电体层的工序，所述铝箔的所述绝缘膜的规定位置上形成开口部的工序，以及所述绝缘膜的所述开口部和所述通孔电极的露出表面两者上都形成连接端子的工序。
7.如权利要求3或4所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述保护膜为感光树脂和具有粘接性的有机薄膜中的任一种。
8.如权利要求3或4所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述保护膜能用浸渍、旋转涂布、网印、膜片粘接法中任一种形成。
9.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述通孔其两面上涂布光致抗蚀保护膜制作布线图案，能用湿式腐蚀法形成。
10.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述通孔能用激光加工法、冲孔加工法、钻孔加工法、放电加工法中任一种形成。
11.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述通孔的边缘经倒棱加工后，形成所述电介质层。
12.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述绝缘膜用电沉积法形成。
13.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述绝缘膜具有用电沉积法形成的第1层绝缘性树脂，以及明胶微粒、碳微粒、氧化钛微粒混合后的第2层绝缘性树脂。
14.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述通孔电极在所述通孔中充填入导电粘接剂后，使其硬化而形成。
15.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述开口部能用激光加工法、磨削法中任一种形成。
16.如权利要求5或6所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述开口部，在所述绝缘膜形成前在所述铝箔的未成多孔的面上规定位置处形成保护部，形成所述集电体后剥去所述保护部而形成。
17.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述连接端子用导电粘接剂形成。
18.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述连接端子能用电镀和非电解电镀中任一种方法形成。
19.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述固体电解质层，至少包括π电子共轭高分子和除此以外的导电高分子中任一种材料。
20.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述固体电解质为至少能用化学聚合和电解聚合中任一种方法生成的导电高分子材料。
21.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述固体电解质为在将导电高分子粉末的悬浊液涂布、干燥后，再电解聚合形成的导电高分子材料。
22.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述固体电解质为将硝酸锰加热分解后形成的二氧化锰。
23.如权利要求1至6任一项所述的的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述固体电解质为硝酸锰加热分解形成二氧化锰后再电解聚合形成的导电高分子材料。
24.如权利要求1至6任一项所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述集电体能用碳微粒的悬浊液及导电粘接剂形成。
全文摘要
提供一种能直接连接半导体部件、高频特性优良的、大容量的固体电解电容器。将铝箔3的一面上加工成多孔，多孔部上形成电介质层2，铝箔3的规定位置处形成通孔4，铝箔3的未成多孔的另一面和通孔4的内壁形成绝缘膜5，电介质层2之上敷设固体内壁形成绝缘膜5，电介质层2之上敷设固体电解质层6，接着，通孔4内形成通孔电极7后，固体电解质层6上敷设集电体层8，此后，铝箔3的绝缘膜的规定位置上形成开口部9，该绝缘膜5的开口部9及通孔电极7的露出表面上形成连接端子10。
文档编号H01G9/15GK1465079SQ02802420
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月24日 优先权日2001年7月17日
发明者藤井達雄, 三木勝政, 中野慎, 木村涼, 御堂勇治 申请人:松下电器产业株式会社