专利名称：电容器、层叠型电容器及电容器内置基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及固体电解电容器，特别涉及在电源平滑电路的二次侧、计算机的CPU周围使用的降低高频区域阻抗的等效串联阻抗小的电容器，以及使用该电容器的电容器内置基板。
背景技术：
近年来，随着电子设备的数字化，特别期望该设备中所使用的电容器的容量在高频区域增大，且阻抗低。对于这种需要，固体电解电容器适用于大容量方面，而且尝试降低等效串联电阻(以下略记为ESR)，进一步降低由电容器外部连接端子部分所引起的等效串联阻抗(以下略记为ESL)。
作为这样的固体电解电容器，在(日本)特开平4-123416号公报中公开了一种小型大容量的固体电解电容器，对铝箔的表面进行阳极氧化用作电介质层，在日本特开平4-48616号公报中公开了一种小型大容量的固体电解电容器，在板状阳极体的两面依次形成电介质层、电解质层和导电体层，并设置了阴极端子，另外在日本特开平6-267802号公报中公开了一种电解电容器，在电介质层的一个表面上形成阳极，在另一个表面上形成阴极，并在阴极和阳极上分别设置两个连接端子，将一个阴极端子和阳极端子的组用作输入，将另一个阴极端子和阳极端子的组用作输出。
以下，参照图16A、图16B来说明高频区域中使用的现有的固体电解电容器。图16A是现有电容器的透视图，图16B是该电容器的剖面图。如图16A所示，阳极端子32和阴极端子33分别从封装外壳31相对置的两个面导出。另外，如图16B所示，电容器元件基本上以由阳极端子32和阴极端子33夹持电介质层34的电容器为代表，固体电解电容器作为小型、大容量的电容器使用。
一般地，这样的固体电解电容器如下制造在腐蚀过的阀金属薄板上形成阳极氧化薄膜作为电介质，并且在该电介质的阳极引出部以外的部分，顺序地形成固体电解质层、碳层、银导电性树脂层，进而在该电容器元件上连接阳极端子32和阴极端子33，然后通过传递模塑法和结合(bonding)等来制造封装外壳31。
但是，在上述现有的电容器中，存在阳极端子和阴极端子之间的距离增大、ESL增大、高频区域中的阻抗增大的问题。
此外，在将现有的电容器配置于基板之间的电容器内置基板中，越是高频，则电流表面效应地流过印刷布线的接触面部分，而电流越难以高效率地通过电容器元件的内部。其结果，存在电容器不能最大限度地产生电容量，不能使感应系数最小的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种ESL低的电容器，还提供一种在高频区域中性能高的电容器内置基板。
为了实现该目的，本发明的电容器包括电容器元件，包含电介质层、及以夹持电介质层的方式配置的阳极和阴极；平板状阳极端子，延长阳极而形成，或与阳极连接设置；以及平板状阴极端子，延长阴极而形成，或与阴极连接设置；其中，阳极端子和阴极端子相互平行地从电容器元件向同一方向导出，并且在与从阳极端子和阴极端子中选择的至少一个端子面垂直的方向上，阳极端子的至少一部分和阴极端子的至少一部分不接触地相互重合。
由此，阳极端子-阴极端子间的距离变短，可以实现高频区域中ESL低的电容器。在本发明的电容器中，将端子在同一方向上导出，在垂直于端子面的方向上两端子的至少一部分相互重合，所以两端子的高频性的耦合相对增强。因此，电容器的ESL更低。
本发明还提供包含上述电容器的电容器内置基板。该电容器内置基板包括第1布线电路层、第2布线电路层、树脂层、以及权利要求1所述的电容器；树脂层和电容器配置在第1布线电路层和第2布线电路层之间；电容器的阳极端子与在从第1布线电路层和第2布线电路层中选择的其中一个的主表面上形成的第1布线导体电连接，电容器的阴极端子与在从第1布线电路层和第2布线电路层中选择的其中一个的主表面上形成的第2布线导体电连接。由此，可以实现小型、高性能的高频电容器内置基板。
本发明的电容器内置基板也可以形成为包含第3、第4…布线电路层和存在于这些各布线电路层之间的第2、第3…树脂层的多层布线基板，例如将布线电路层和树脂层相互层叠的多层布线基板。
图1A是说明本发明实施方式1的第1例的电容器的透视图，图1B是该电容器的剖面图。
图2A是说明本发明实施方式1的第2例的电容器的剖面图，图2B是本发明实施方式1的第3例的电容器的剖面图。
图3是说明本发明实施方式1的第4例的电容器的剖面图。
图4A是说明本发明实施方式2的第1例的电容器的透视图，图4B是说明本发明实施方式2的第2例的电容器的透视图。
图5A是说明本发明实施方式2的第3例的电容器的透视图，图5B是说明本发明实施方式2的第4例的电容器的透视图，图5C是说明本发明实施方式2的第5例的电容器的透视图。
图6是本发明实施方式2的层叠型电容器的透视图。
图7A是说明本发明实施方式3的第1例的电容器的透视图，图7B是该电容器的剖面图。
图8A是说明本发明实施方式3的第2例的电容器的透视图，图8B是说明本发明实施方式3的第3例的电容器的透视图。
图9A是说明本发明实施方式3的第4例的电容器的透视图，图9B是说明该电容器的阳极端子和阴极端子的形状和配置的透视图，图9C是说明本发明实施方式3的第5例的电容器的透视图，图9D是说明该电容器的阳极端子和阴极端子的形状和配置的透视图。
图10是说明本发明实施方式4的第1例的电容器内置基板的剖面图。
图11A是说明本发明实施方式4的第2例的电容器内置基板的剖面图，图11B是说明本发明实施方式4的第3例的电容器内置基板的剖面图。
图12是说明本发明实施方式4的第4例的电容器内置基板的剖面图。
图13是说明本发明实施方式4的第5例的电容器内置基板的剖面图。
图14是表示本发明、现有例和比较例的电容器的阻抗和频率关系的图。
图15是表示本发明、现有例和比较例的电容器的静电容量和频率关系的图。
图16A是现有的电容器的透视图，图16B是该电容器的剖面图。
图17是说明本发明实施方式4的第6例的电容器内置基板的剖面图。
图18是说明比较例的电容器的透视图。
图19A是说明比较例的电容器端子配置的剖面图，图19B是说明本发明的电容器端子配置的剖面图。
图20A是说明比较例的电容器端子配置和ESL的关系的剖面图，图20B是说明本发明的电容器的端子配置和ESL的关系的剖面图。
具体实施例方式
在本发明的电容器中，阳极端子和阴极端子在同一方向上延长。两端子可从电容器元件的同一面导出，也可以从电容器的封装外壳的同一面导出。
本发明的电容器还包含配置在阳极端子和阴极端子之间的绝缘层。由此，可以在内置于多层布线基板的布线电路层之间时，防止端子间的短路和端子的变形。
在本发明中，也可以在电介质层和阴极之间具备固体电解质层的电容器。具体地说，也可以形成固体电解电容器，其包含作为阳极的阀金属薄板、形成在该薄板表面上的电介质层、形成在该电介质层表面上的固体电解质层、及以与该固体电解质层电连接的方式配置的阴极。由此，可以实现小型、大容量、并且高频区域中阻抗低的电容器。
该固体电解电容器在固体电解质层和阴极之间，还可以包括含有碳层和银导电性树脂层的阴极导体层。通过用碳层填埋固体电解质层表面的微细凹凸，实质性地增加固体电解质层和阴极的连接面积，可以降低连接电阻。
在本发明的电容器中，优选作为从阳极、阳极端子、阴极和阴极端子中选择的至少其中一个，使用电路基板上的布线导体。这是因为可以将电容器小型化，简化其制造工序。该布线导体优选形成为阳极和阳极端子、或阴极和阴极端子。
在本发明的电容器中，优选在从端子导出方向(上述同一方向)和与端子导出方向垂直的端子面的面内方向(端子宽度方向)中至少选择的一个方向，从阳极端子和阴极端子中选择的任何一个端子的端部比另一个端子的端部突出。根据该端子的配置，在被内置在多层布线基板中的情况下，容易将两端子与在一个布线电路层上形成的各个布线导体连接，电路设计的自由度增大。
在本发明的电容器中，优选在与阳极端子的端子面垂直的方向和与阴极端子的端子面垂直的方向，阳极端子的至少一部分和阴极端子的至少一部分不接触地相互重合，优选阳极端子的端子面和阴极端子的端子面还相互平行。这是因为两端子通过高频更强地进行耦合。
本发明的电容器也可以为层叠多个上述电容器的层叠型电容器。由此，可以按小型、大容量来实现ESL低的电容器。在该层叠型电容器中，优选各电容器的阳极端子和阴极端子向同一方向导出。这是因为实现更低的ESL。而且，也可以形成层叠型电容器，其多个阳极端子和多个阴极端子向同一方向导出，多个阳极端子连接到一个阳极外部端子，多个阴极端子连接到一个阴极外部端子。
本发明的电容器也可以配有一对阳极端子和一对阴极端子。这种情况下，将一对端子向相互对置的两个方向上延长，一方作为输入侧，另一方作为输出侧来使用，可以实现低ESL和低ESR。
该电容器优选将上述阳极端子和上述阴极端子分别作为第1阳极端子和第1阴极端子，还包括延长阳极而形成或与阳极连接设置的平板状第2阳极端子、以及延长阴极而形成或与阴极连接设置的平板状第2阴极端子，第2阳极端子和第2阴极端子相互平行地从电容器元件中向同一方向导出，并且在与从第2阳极端子和第2阴极端子中选择的至少一个的端子面垂直的方向，第2阳极端子的至少一部分和第2阴极端子的至少一部分不接触地相互重合的电容器。由此，电流容易高效率地通过电容器元件的内部，其结果，最大限度地有效利用电容器的电容，而且可以降低阻抗。优选第2阳极(阴极)端子连接到与第1阳极(阴极)端子连接的阳极(阴极)的边相反的边上。
在该电容器中，在第2阳极端子和第2阴极端子之间还可设置绝缘层。
在该电容器中，优选作为从阳极、第1阳极端子、第2阳极端子、阴极、第1阴极端子和第2阴极端子中选择的至少一个，使用电路基板上的布线导体。这是因为可以将电容器小型化，简化其制造工序。优选该布线导体形成为阳极、第1阳极端子和第2阳极端子，或形成为阴极、第1阴极端子和第2阴极端子。
在该电容器中，优选在从端子导出方向(第1端子导出方向)、以及与该方向垂直的端子面的面内方向中选择的至少一个方向，从阳极端子和阴极端子中选择的任何一个端子的端部比另一方端子的端部突出，并且，优选在从第2端子导出方向、以及与该方向垂直的端子面的面内方向中选择的至少一个方向，从第2阳极端子和第2阴极端子中选择的任何一个端子的端部比另一方端子的端部突出。根据该端子的配置，与上述同样，电容器内置基板的布线自由度高。
也可以形成层叠多个一对阳极端子和一对阴极端子的电容器的层叠型电容器。这种情况下，也可以将第2阳极端子和第2阴极端子向同一方向导出。也可以形成层叠型电容器，其多个第2阳极端子和多个第2阴极端子向同一方向导出，多个第2阳极端子连接到一个第2阳极外部端子，多个第2阴极端子连接到一个第2阴极外部端子。
在本发明的电容器内置基板中，阳极端子和阴极端子的间隔靠近，所以可以降低这部分的ESL。
在本发明的电容器内置基板中，也可以将第1布线导体形成在第1布线电路层的主表面上，将第2布线导体形成在第2布线电路层的主表面上。
在本发明的电容器内置基板中，在使用在从端子导出方向、以及垂直于该方向的端子面的面内方向中选择的至少一个方向，阳极端子和阴极端子的任何一个端子的端部相对于导出方向比另一方端子的端部突出的电容器时，优选第1布线导体和第2布线导体也形成在相同布线电路层的主表面上。
在本发明的电容器内置基板中，也可以使用分别包含第2阳极端子和第2阴极端子的上述电容器。这种情况下，可形成一种电容器，其中，第2阳极端子和第2阴极端子相互平行地从电容器元件中向同一方向导出，并且在与从第2阳极端子和第2阴极端子中选择的至少一个端子面垂直的方向，第2阳极端子的至少一部分和第2阴极端子的至少一部分不接触地相互重合。这种情况下，第2阳极端子与第3布线导体电连接，第2阴极端子与第4布线导体电连接，第1布线导体和第3布线导体形成在第1布线电路层的主表面上，第2布线导体和第4布线导体形成在第2布线电路层的主表面上。在该电容器内置基板中，电流容易高效率地通过电容器元件的内部，其结果，可最大限度地有效使用电容器的电容，并且降低阻抗。
在使用具有第2阳极端子和第2阴极端子的电容器时，在提高设计的自由度的情况下，优选使用如下电容器与第1阳极端子和第1阴极端子同样，在从第2端子的导出方向(第2端子导出方向)、以及与该方向垂直的端子面的面内方向中选择的至少一个方向，第2阳极端子和第2阴极端子的任何一个端子的端部相对于导出方向比另一端子的端部突出。这种情况下，电容器内置基板优选形成为，第2阳极端子与第3布线导体电连接，第2阴极端子与第4布线导体电连接，第1布线导体、第2布线导体、第3布线导体和第4布线导体形成在相同布线电路层的主表面上。
优选在本发明的电容器内置基板中，从阳极、阴极、阳极端子和阴极端子中选择的至少一个构成在从第1布线电路层和第2布线电路层中选择的任何一个的主表面上形成的布线导体的至少一部分。由此，可以将电容器内置基板小型化，还可简化其制造工序。例如，可从阳极和阳极端子中选择的至少一个构成在第1布线电路层的主表面上形成的布线导体的至少一部分，从阴极和阴极端子中选择的至少一个构成在第2布线电路层的主表面上形成的布线导体的至少一部分。例如，阳极和阴极可分别构成在第1布线电路层和第2布线电路层的主表面、例如内侧主表面上形成的一部分布线导体。
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1A是说明实施方式1的第1例的电容器的透视图，图1B是该电容器的剖面图。在该电容器中，平板状阳极端子2和平板状阴极端子3从电容器元件向同一方向导出，从大致长方体的封装外壳1的同一面向同一方向突出。两端子2、3相对于与端子面垂直的方向相互不接触，至少一部分(在该例中为全部)重合。而且，两端子的端子面相互平行。
在该电容器中，电容器元件由阳极2a、电介质层4和阴极3a构成。阳极2a和阴极3a是与电介质层4连接的长度为L的区域。在电容器元件的阳极和阴极之间，也可以存在其他层(例如固体电解质层)。在该电容器中，分别延长阳极2a和阴极3a来形成阳极端子2和阴极端子3，但也可以将阳极2a和阴极3a与另外准备的端子连接，来设置阳极端子2和阴极端子3。
图2A、图2B是表示作为本发明实施方式1的第2例、第3例的固体电解电容器的剖面图。在图2A所示的固体电解电容器中，在阀金属薄板5的表面上，除了形成阳极端子(阳极外部端子)10的区域以外，形成阳极氧化膜层(电介质层)6。在阳极氧化膜层6的表面上，形成由氧化锰组成的第1固体电解质层和聚吡咯组成的第2固体电解质层构成的固体电解质层7，在固体电解质层7上连接阴极8。再有，固体电解质层7和阴极8也可以使用导电性粘结剂进行粘结。
在阀金属薄板5的端部上安装镍板构成的阳极端子10，将未与固体电解质层7连接的阴极8的一部分用作阴极端子9。阳极端子10和阴极端子9从电容器元件向同一方向导出。阳极端子10和固体电解质层7之间用绝缘层(树脂层)11进行绝缘，阳极端子10和阴极端子9之间同样用绝缘层11进行绝缘。该电容器以使阳极端子10和阴极端子9的至少一部分露出的方式由树脂封装外壳1保护。
在图2B所示的固体电解电容器中，在固体电解质层7上配置依次形成碳层和银导电性树脂层的阴极导体层12，在其上使用导电性粘结剂13粘结由银箔构成的阴极8。这里，阴极8的前端被用作阴极端子9，在阀金属薄板5的端部安装作为阳极端子(阳极外部端子)10的镍板。阳极端子10和阴极端子9通过绝缘层11被绝缘。这里，除了阳极端子10和阴极端子9的至少一部分以外，电容器的整体由树脂封装外壳来保护。
图2B所示的固体电解电容器例如如下制造。作为阀金属薄板5，可以使用铝(Al)、钽(Ta)、钛(Ti)、铌(Nb)等具有阳极氧化薄膜形成能力的板或箔，这里说明使用铝箔的例子。
将被切断成宽度3mm短栅状的铝箔在盐酸等水溶液中进行电化学腐蚀的铝腐蚀箔用作阀金属薄板5，在含有己二酸铵等电解质的水溶液中，以5V电压1小时的条件进行阳极氧化，由此在该阀金属薄板5的规定部分上形成成为电介质的阳极氧化膜层6。然后，在该阳极氧化膜层6上的规定部分上，涂敷硝酸锰的1.7摩尔/升的低浓度水溶液，在50体积％的水蒸气环境中以300℃进行20分钟热分解，形成锰氧化物层。
接着，在0.25摩尔/升的吡咯、0.1摩尔/升的烷基萘磺酸钠的水溶液中，将锰氧化物层附近设置的不锈钢电极作为电解聚合的阳极，在整个锰氧化物层上以固定电流2mA/cm2(铝腐蚀箔的外表平均单位面积的电流)通过电解聚合来形成作为固体电解质的聚吡咯导电性高分子层。锰氧化物层和聚吡咯的导电性高分子膜结合成固体电解质层7。再在该导电性高分子层上，作为阴极导体层12依次形成石墨层、银涂料层，构成长度为4mm、宽度为3mm的额定2V-25μF的元件。
接着，通过电阻焊接来接合作为阳极端子10的镍板，进而在阀金属薄板5中没有形成阳极氧化膜层6的部分上粘附聚酰亚胺带作为绝缘层11。另一方面，使用银导电性粘结剂来粘结作为阴极8和阴极端子9的镍板。在阳极端子5和阴极端子9之间还填充聚酰亚胺树脂作为绝缘层11。最后，通过传递模塑法形成环氧树脂，作为封装外壳1。
图3是作为实施方式1的第4例的固体电解电容器的剖面图。该电容器使用在电路基板14的主表面上形成的布线导体15作为阴极和阴极端子，除了省略封装外壳1以外，具有与图2的电容器相同的结构。使用导电性粘结剂13来粘结阴极导体层12和布线导体15。该电容器具有作为电容器结构简单的优点。
(实施方式2)图4A、图4B是说明本发明实施方式2的第1例、第2例的电容器的透视图。图4A所示的电容器将从封装外壳1的一个端面相互平行地导出平板状阳极端子2和平板状阴极端子3，并且使阴极端子3比阳极端子2更长地突出。图4B所示的电容器是使阳极端子2比阴极端子3更长地突出的电容器。在这些电容器中，绝缘层11仅形成在两端子重复的区域中。无论哪种情况，在内置于多层布线基板中时，都容易地将阳极端子2和阴极端子3连接到多层布线基板的同一布线电路层。这些端子也可以容易地连接到不同的布线电路层，所以电路设计的自由度增加。
图5A、图5B、图5C是说明实施方式2的第3例、第4例、第5例的电容器的透视图。无论哪种情况，阳极端子2和阴极端子3都在与导出方向垂直的端子面内方向(端子宽度方向)上不接触地重合，并且具有不重合的部分。即，图5A表示阴极端子3的宽度比阳极端子2宽，对于端子宽度方向，阴极端子3比阳极端子2突出的例子，图5B表示其相反的例子，图5C表示阳极端子2的一部分和阴极端子3的一部分在封装外壳的中央部重合，阳极端子2从端子宽度方向的一端部突出，阴极端子3从其他端部突出的例子。
在图5A、图5B所示的电容器中，从与端子面垂直的方向的任何一个方向(即从上方或下方)观察，可以同时观察到阳极端子2和阴极端子3。即，在将该电容器内置在层叠树脂层和布线电路层而形成的多层布线基板中时，在同一布线电路层的其他布线导体上可以连接阳极端子2和阴极端子3。在图5C所示的电容器中，从与端子面垂直的方向的任何一个方向来观察，也可以观察到两方的端子。这种情况下，在将该电容器内置在多层布线基板中时，可以将两端子与任意的布线电路层的布线导体相连接。
在这样的电容器中，阳极端子2和阴极端子3接近，并且配置成具有局部重叠部分，所以可实现低ESL化，而且可以将阳极端子和阴极端子连接在同一布线电路层的布线导体上。而且，也可以形成组合图4A、图4B、图5A、图5B、图5C的电极端子结构。
再有，通过层叠多个在实施方式1和实施方式2中说明过的电容器来形成层叠型电容器，可以进一步实现大容量。图6是层叠多个电容器元件而构成的层叠型电容器的透视图。在图6中，为了便于说明，表示假设将阳极外部端子16a分离的状态。
在该层叠型电容器中，层叠多个电容器元件，从各电容器元件向同一方向导出的阳极端子2和阴极端子3分别与阳极外部端子16a和阴极外部端子16b连接。该层叠型电容器相当于层叠三个图5C所示的电容器的情况。再有，作为封装外壳，也可使用树脂或树脂盒。阳极外部端子16a和阴极外部端子16b可通过电镀法、导电性树脂膏烧接法或金属板粘附法等形成在封装外壳的一个面上。
(实施方式3)图7A是说明实施方式3的第1例的电容器的透视图，图7B是该电容器的剖面图。如这些图所示，在该电容器中，第1阳极端子17a和第1阴极端子18a从电容器元件向第1方向导出，第2阳极端子17b和第2阴极端子18b从电容器元件向第2方向导出。第1方向和第2方向相互相反，即两方向形成的角度最好为180°。这些端子都为平板状，在阳极/阴极间端子面相互平行地延长。
这样一来，在该电容器中，从封装外壳1的相互对置的侧面，将第1阳极端子17a和第1阴极端子18a的组、第2阳极端子17b和第2阴极端子18b的组向相反方向导出。在将该电容器内置在层叠了布线电路层和树脂层而形成的多层布线基板中时，通过使用电路基板上的布线导体，作为第1阳极端子/阳极/第2阳极端子和/或第1阴极端子/阴极/第2阴极端子，可以进一步薄形化。
图8A、图8B是说明实施方式3的第2例、第3例的电容器的透视图。如图8A所示，第1阳极端子17a比第1阴极端子18a短，第2阳极端子17b比第2阴极端子18b短，由此各个电极端子和布线电路层的布线导体的连接组合的自由度增大。如图8B所示，即使在第1阳极端子17a和第1阴极端子18a上改变宽度方向的尺寸，也可以获得与图8A说明的例子相同的效果。即使阳极端子和阴极端子的关系与图8A和图8B相反，对它们进行组合也可获得同样的效果。
如图6所示，也可以如下形成层叠型电容器，将从对置的两侧面导出阳极端子和阴极端子的组的电容器元件层叠多个，在两侧面配置一对外部端子。
图9A、图9B表示实施方式3的第4例。如图9A所示，从封装外壳1的第1侧面导出第1阳极端子17a和第1阴极端子18a的组，从与第1侧面相对置的第2侧面导出第2阳极端子17b和第2阴极端子18b。在第4例中，各个组的阳极端子和阴极端子在与端子导出方向垂直的端子面内方向，仅端子的一部分重叠。绝缘层11仅配置在该重叠部分上。
如图9B所示，如果除去封装外壳1，则阳极和阳极端子作为整体形状成为T字形。阴极和阴极端子也同样被形成为T字形。对该T字形电极进行组合，以使得T字的中心垂直部分相互相反地延长。
在使用这样的电容器构成电路时，如果将电流的方向设置成从第1阳极端子17a向第2阳极端子17b流动，以及从第2阴极端子18b向第1阴极端子18a流动，则在各自的重叠部分中产生磁通的消除，可以实现低的ESL。
图9C、图9D表示实施方式的第5例。与第4例同样，从封装外壳1的相对置的侧面分别导出阳极端子和阴极端子，但与第4例的不同点在于，第1阳极端子17a和第2阳极端子17b在宽度方向的端子的中心不排列在一条线上，更具体地说，配置成阶梯状而不是T字形。图9D表示阳极端子和阴极端子的形状和配置。在使用这样的电容器构成电路时，如果将电流的方向设置成从第1阳极端子17a向第2阳极端子17b流动，以及从第2阴极端子18b向第1阴极端子18a流动，则电流路径交叉，与第4例相比，磁通的消除程度增大，可以实现更低的ESL。
(实施方式4)图10是说明本发明实施方式4的第1例的电容器内置基板的剖面图。图10所示的多层布线基板包含第1布线电路层19、第2布线电路层20、以及介于这些布线电路层之间的树脂层23。在图10中，在第1布线电路层19和第2布线电路层20的主表面的一方上形成布线导体21，但也可以在布线电路层19、20的主表面的两方上形成布线导体21。
在第1布线电路层19和第2布线电路层20之间，除了没有封装外壳以外，配置具有与图1相同结构的电容器。电容器包含由阳极2a、阴极3a和介于它们之间的电介质层4构成的电容器元件，从该电容器元件向同一方向延长阳极端子2和阴极端子3。在这些端子之间，存在绝缘层(树脂层)11。再有，在本实施方式中，示出使用省略了封装外壳1的电容器的例子，但也可以使用被封装的电容器。
电容器的阳极端子2通过通孔导体22与第1布线电路层19的布线导体21连接，阴极端子3通过通孔导体21与第2布线电路层20的布线导体21连接。再有，也可以将对阳极端子2和阴极端子3进行绝缘的树脂层11作为树脂层23的一部分。
这样一来，由于阳极端子2和阴极端子3向电容器的同一方向导出，所以与两端子向相反方向导出的电容器相比，端子间距离变短，可以降低这部分的ESL，高频区域中的阻抗被抑制得较低，而且提高了高频特性。
图11A是说明实施方式4的第2例的电容器内置基板的剖面图，图11B是说明实施方式4的第3例的电容器内置基板的剖面图。
在图11A中，示出了如下的电容器的例子，该电容器在阀金属薄板5的规定表面上形成氧化膜层6，在该氧化膜层6的表面上形成固体电解质层7，并在该固体电解质层7的表面上形成阴极导体层12，使用导电性粘结剂13将作为阴极的布线导体21连接到阴极导体层12，配置用于绝缘的树脂层11的。该布线导体21的其一部分具有作为阴极8的功能，另一部分具有作为阴极端子9的功能。阴极端子9向与阳极端子2相同的方向延长。但是，作为电容器，并不限于此。
在该电容器内置基板中，在一对布线电路层19、20之间设置电容器，用导电性粘结剂13对阳极端子2和第1布线电路层19的内侧主表面上的布线导体21进行连接。
这样，通过使用封装前的电容器来构成电容器内置基板，可以简化工序，并且可以使厚度薄。这种情况下，以重合阳极端子2和布线导体21的方式构成，可以进行低ESL化。
图11B的电容器内置基板有与图11A基本相同的结构，但阳极端子2和第1布线电路层19的外侧主表面上的布线导体21使用通孔导体22来连接。
再有，图11A、图11B所示的例子不限于该范围，将它们组合的结构也可获得同样的效果。另外，在这些例子中省略了封装外壳，使用实施了封装的电容器也可以获得同样的效果。
图12是说明本发明实施方式4的第4例的电容器内置基板的剖面图。在该实施方式中，使用导电性粘结剂13分别将电容器的阳极2和阳极端子2a、阴极3和阴极端子3a粘结在对置的布线电路层的内侧主表面上形成的布线导体21上。
在以上说明的实施方式4的第1例至第4例中，不仅可以使用与图1相同的电容器，而且使用具有与图2至图5相同结构的电容器，也可以获得同样的效果。
图13是说明实施方式4的第5例的电容器内置基板的剖面图，表示使用图7和图8A、图8B所示的没有电容器封装外壳状态的电容器内置基板的例子。在该电容器内置基板中，第1阳极端子17a和第2阳极端子17b、第1阴极端子18a和第2阴极端子18b分别向相反方向导出。
第1阳极端子17a和第2阳极端子17b分别通过通孔22与在第1布线电路层19上形成的第1布线导体21a和第3布线导体21b连接，第1阴极端子18a和第2阴极端子18b分别通过通孔22与在第2布线电路层20上形成的第2布线导体21c和第4布线导体21d连接。在该电容器内置基板中，阳极端子和阴极端子的间隔变短，所以可实现低ESL化，将电容器的电极(阳极和阴极)用作部分布线，所以可以实现低ESR化。
再有，图13示出使用省略了封装的电容器的例子，但进行了封装的电容器也可以实现同样的电容器内置基板。
在上述电容器内置基板的例子中，仅示出了电容器部分，省略了半导体部件和其他电子部件，对于它们的封装可以使用现有的方法。此外，作为电容器，不限定于图7所示的电容器，使用图8A、图8B所示的电容器等来构成，也可获得同样的效果。
图17示出了电容器内置基板的例子，其将图8A、图8B所示的电容器内置，将所有阳极端子17a、17b和阴极端子18a、18b与在第1布线电路层的主表面上形成的布线导体21a、21b、21c、21d连接。
下面说明以上说明的实施方式1至实施方式4的电容器特性。
图14是表示图1所示的电容器的阻抗和频率的关系一例的图。如图14的实线所示，在该电容器中，阻抗随着频率一起下降，由形状尺寸决定的点上阻抗再次上升，但直至几十MHz的高频区域维持低的阻抗。相反，如果图1所示的电容器的端子引出方向相反(相当于图16)，则如图14的虚线(现有例)所示，从超过1MHz起阻抗急剧地增大。
图15是表示图1所示的电容器的静电容量和频率的关系一例的图。如图15的实线所示，在该电容器中，静电容量随着频率一起下降，但由于ESL小所以不谐振，直至10MHz附近的高频区域可以测定静电容量。但是，如果使图1所示的电容器的端子的引出方向相反(相当于图16)，则如图15的虚线(现有例)所示，从超过100kHz起ESL增大所以产生谐振，不能测定静电容量。
而且，如图18所示，除了将阳极端子2和阴极端子3从封装外壳1向同一方向引出，以便在与端子面垂直的方向不相互重合以外，制作与上述同样的电容器。对于该电容器，也测定阻抗和静电容量及频率的关系。其结果在图14和图15中由点划线表示(比较例)。通过向同一方向引出端子，比较例的电容器与现有例的电容器相比，可以实现低阻抗化和容量高频化。但是，在比较例的电容器中，由于端子在与端子面垂直的方向上相互不重合，所以该效果不充分。
图19A、图19B是说明端子配置的示意图。图19A表示作为比较例的电容器，图19B表示本发明的电容器(例如图5C的电容器)。这里，考虑端子间距离A和D相同(例如100μm)，端子的厚度B也与端子间距离相同(例如同为100μm)情况。
如图20A、图20B所示，如果将平板状端子看成剖面为长方体的引线40的集合体，则在比较例的端子配置中，阳极端子和阴极端子的各自的每一个单位方块的引线40以端子间距离为100μm来配置，而在本发明的端子配置中，对三个单位方块并联连接的引线40按端子间距离为100μm来配置。将平均一单位方块的阻抗定义为单位阻抗时，图20B所示的本发明的端子部提供的阻抗与单位阻抗的倒数总和的倒数成正比，所以阳极端子和阴极端子间是近距离的单位阻抗的端子占有的比例大的图20B的电容器，与图20A的电容器比较，ESL小，可实现低阻抗和容量的高频化。
通过将阳极端子和阴极端子相对于垂直于端子面的方向形成为至少一部分重合的结构，在电容器的端子引出面的宽度相同的情况下，可以扩大端子的宽度。例如，在片状宽度相同的片状电容器中，可以确保引出端子的宽度不低于2倍。因此，可以实现端子的低电阻化、低ESL化。
为了获得大于比较例的电容器(图20A)的效果，与端子导出方向垂直的端子面内方向的端子重复部分的长度(重叠的宽度C图20B)，至少应该大于阳极端子和阴极端子的厚度(阳极端子和阴极端子的厚度不同时为厚度小的一方)。通常使用厚度不低于20μm的端子，重叠的宽度C通常应该不低于20μm，最好不低于0.2mm。
与端子面垂直的方向上的端子间距离(端子间距离D图20B)越短，则ESL越低，但如果过短，则短路的危险增加。端子间距离D为5～500μm，特别优选为5～200μm。端子宽度W不低于0.5mm较适合。
如以上说明的那样，本发明的电容器的特征在于，将阳极端子和阴极端子从电容器的一边向同一方向导出，并且是平板状结构，与电极端子向相反方向导出的电容器相比，电极端子间的距离变短，端子面的至少一部分处于重合的位置，所以可以在高频区域降低ESL。此外，尽管电容器的容量在高频区域也下降，但可以维持能够充分使用的值。
此外，在本发明的电容器内置基板中，可形成ESL低并且ESR低的电路结构。
权利要求
1.一种电容器，包括电容器元件，该电容器元件包含电介质层、及以夹持所述电介质层的方式配置的阳极和阴极；平板状阳极端子，延长所述阳极而形成，或者与所述阳极连接设置；以及平板状阴极端子，延长所述阴极而形成，或与所述阴极连接设置；所述阳极端子和所述阴极端子以相互平行的方式从所述电容器元件向同一方向导出，并且，在与从所述阳极端子和所述阴极端子中选择的至少一个端子的端子面垂直的方向上，所述阳极端子的至少一部分和所述阴极端子的至少一部分不接触地相互重合。
2.如权利要求1所述的电容器，其中，还包含配置在所述阳极端子和所述阴极端子之间的绝缘层。
3.如权利要求1所述的电容器，其中，所述电容器元件在所述电介质层和所述阴极之间还包含固体电解质层。
4.如权利要求3所述的电容器，其中，所述电容器元件在所述固体电解质层和所述阴极之间还包含阴极导体层，该阴极导体层包含碳层和银导电性树脂层。
5.如权利要求1所述的电容器，其中，作为从所述阳极、所述阳极端子、所述阴极和所述阴极端子中选择的至少一个，使用电路基板上的布线导体。
6.如权利要求1所述的电容器，其中，在从所述同一方向即端子导出方向、以及与所述端子导出方向垂直的端子面的面内方向中选择的至少一个方向上，从所述阳极端子和所述阴极端子中选择的任意一个端子的端部比另一个端子的端部突出。
7.如权利要求1所述的电容器，其中，在与所述阳极端子的端子面垂直的方向和与所述阴极端子的端子面垂直的方向的各方向上，所述阳极端子的至少一部分和所述阴极端子的至少一部分不接触地相互重合。
8.如权利要求1所述的电容器，其中，所述阳极端子的端子面和所述阴极端子的端子面相互平行。
9.一种层叠型电容器，层叠多个权利要求1所述的电容器。
10.如权利要求9所述的层叠型电容器，其中，多个阳极端子和多个阴极端子在同一方向上导出，所述多个阳极端子连接到一个阳极外部端子，所述多个阴极端子连接到一个阴极外部端子。
11.如权利要求1所述的电容器，其中，还包含平板状第2阳极端子，延长所述阳极而形成或与所述阳极连接设置；以及第2阴极端子，延长所述阴极而形成或与所述阴极连接设置；所述第2阳极端子和所述第2阴极端子以相互平行的方式从所述电容器元件向同一方向导出，并且，在与从所述第2阳极端子和所述第2阴极端子中选择的至少一个端子的端子面垂直的方向上，所述第2阳极端子的至少一部分和所述第2阴极端子的至少一部分不接触地相互重合。
12.如权利要求11所述的电容器，其中，还包含配置在所述第2阳极端子和所述第2阴极端子之间的绝缘层。
13.如权利要求11所述的电容器，其中，作为从所述阳极、所述第1阳极端子、所述第2阳极端子、所述阴极、所述第1阴极端子和所述第2阴极端子中选择的至少一个，使用电路基板上的布线导体。
14.如权利要求11所述的电容器，其中，在从端子导出方向、及在与所述端子导出方向垂直的端子面的面内方向中选择的至少一个方向上，从所述阳极端子和所述阴极端子中选择的一个端子的端部比另一个端子的端部突出；在从第2端子导出方向、及在与所述第2端子导出方向垂直的端子面的面内方向中选择的至少一个方向上，从所述第2阳极端子和所述第2阴极端子中选择的一个端子的端部比另一个端子的端部突出。
15.如权利要求11所述的电容器，在与所述第2阳极端子的端子面垂直的方向和与所述第2阴极端子的端子面垂直的方向上，所述第2阳极端子的至少一部分和所述第2阴极端子的至少一部分不接触地相互重合。
16.如权利要求11所述的电容器，其中，所述第2阳极端子的端子面和所述第2阴极端子的端子面相互平行。
17.一种层叠型电容器，层叠多个权利要求11所述的电容器。
18.如权利要求17所述的层叠型电容器，其中，多个第2阳极端子和多个第2阴极端子在同一方向上导出，所述多个第2阳极端子连接到一个第2阳极外部端子，所述多个第2阴极端子连接到一个第2阴极外部端子。
19.一种电容器内置基板，包括第1布线电路层、第2布线电路层、树脂层、以及权利要求1所述的电容器；所述树脂层和所述电容器被配置在所述第1布线电路层和所述第2布线电路层之间；所述电容器的阳极端子，与在从所述第1布线电路层和所述第2布线电路层中选择的任意一个的主表面上形成的第1布线导体电连接，所述电容器的阴极端子，与在从所述第1布线电路层和所述第2布线电路层中选择的任意一个的主表面上形成的第2布线导体电连接。
20.如权利要求19所述的电容器内置基板，其中，所述第1布线导体形成在所述第1布线电路层的主表面上，所述第2布线导体形成在所述第2布线电路层的主表面上。
21.如权利要求19所述的电容器内置基板，其中，所述电容器是权利要求6所述的电容器，所述第1布线导体和所述第2布线导体形成在同一布线电路层的主表面上。
22.如权利要求19所述的电容器内置基板，其中，所述电容器是权利要求11所述的电容器，所述第2阳极端子与第3布线导体电连接，所述第2阴极端子与第4布线导体电连接，第1布线导体和第3布线导体形成在第1布线电路层的主表面上，第2布线导体和第4布线导体形成在第2布线电路层的主表面上。
23.如权利要求19所述的电容器内置基板，其中，所述电容器是权利要求14所述的电容器，所述第2阳极端子与第3布线导体电连接，所述第2阴极端子与第4布线导体电连接，第1布线导体、第2布线导体、第3布线导体和第4布线导体形成在同一布线电路层的主表面上。
24.如权利要求19所述的电容器内置基板，其中，从所述阳极、所述阴极、所述阳极端子和所述阴极端子中选择的至少一个，构成在从所述第1布线电路层和第2布线电路层中选择的至少一个的主表面上形成的布线导体的至少一部分。
25.如权利要求24所述的电容器内置基板，其中，从所述阳极和所述阳极端子中选择的至少一个，构成在所述第1布线电路层的主表面上形成的布线导体的至少一部分，从所述阴极和所述阴极端子中选择的至少一个，构成在所述第2布线电路层的主表面上形成的布线导体的至少一部分。
全文摘要
本发明提供一种电容器和使用该电容器的电容器内置基板。该电容器包括具备电介质层和以夹持该电介质层的方式配置的阳极和阴极的电容器元件、平板状阳极端子、以及平板状阴极端子；阳极端子和阴极端子相互平行地从电容器元件向同一方向导出，并且在与从阳极端子和阴极端子中选择的至少一个端子面垂直的方向上，阳极端子的至少一部分和阴极端子的至少一部分不接触地相互重合。
文档编号H05K1/18GK1496571SQ0280630
公开日2004年5月12日 申请日期2002年9月19日 优先权日2001年9月20日
发明者吉田雅宪, 嶋田干也, 半田浩之, 仓贯正明, 中谷诚一, 石川明洋, 一, 之, 也, 明, 洋 申请人:松下电器产业株式会社