特開 2022-119092 キャパシタ部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022119092

(43)【公開日】2022-08-16

(54)【発明の名称】キャパシタ部品

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/33 20060101AFI20220808BHJP

   H01G 4/10 20060101ALI20220808BHJP

   H01G 13/00 20130101ALI20220808BHJP

【ＦＩ】

H01G4/33 102

H01G4/10

H01G13/00 391Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021016089

(22)【出願日】2021-02-03

(71)【出願人】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126572

【弁理士】

【氏名又は名称】村越 智史

(72)【発明者】

【氏名】青柳 善雄

(72)【発明者】

【氏名】川島 由

(72)【発明者】

【氏名】増田 秀俊

(72)【発明者】

【氏名】武 宜成

【テーマコード（参考）】

5E082

【Ｆターム（参考）】

5E082AB10

5E082BC35

5E082EE05

5E082EE17

5E082EE23

5E082EE37

5E082FF05

5E082FG03

5E082FG16

5E082FG27

5E082FG44

5E082GG10

5E082LL40

(57)【要約】      （修正有）

【課題】多孔性本体内に設けられた内部電極を有するキャパシタ部品において静電容量の低下を抑制しつつ耐電圧を向上させる。
【解決手段】キャパシタ部品１は、第１方向に延びる複数の貫通孔１１を有する多孔性本体１０と、第１内部電極と、第２内部電極と、を備える。多孔性本体には、当該多孔性本体を第１方向に貫通しその第１方向と直交する第２方向に延びるように第１溝１２ａ、１２ｃ、１２ｅ、１２ｇが形成されている。第１内部電極に含まれる第１電極層２３ａ～２３ｄは、この第１溝に埋め込まれる。多孔性本体には、壁部１３を介して第１溝と対向する第２溝１２ｂ、１２ｄ、１２ｆ、１２ｈが形成されている。第２内部電極に含まれる第２電極層２４ａ～２４ｄは、この第２溝に埋め込まれる。壁部は、第１方向及び第２方向に直交する第３方向に沿って多孔性本体の複数の貫通孔のうちの少なくとも２つを含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に延びる複数の貫通孔を有する多孔性本体と、
前記多孔性本体を前記第１方向に貫通し前記第１方向と直交する第２方向に延びるように前記多孔性本体に形成された第１溝に埋め込まれた第１電極層を有する第１内部電極と、
前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に沿って前記複数の貫通孔のうちの少なくとも２つを含む壁部を介して前記第１溝に対向するように前記多孔性本体に形成された第２溝に埋め込まれた第２電極層を有する第２内部電極と、
を有するキャパシタ部品。

【請求項2】

前記第１内部電極の前記第２方向における寸法は、前記貫通孔の直径の２倍よりも大きい、
請求項１に記載のキャパシタ部品。

【請求項3】

前記複数の貫通孔の各々は、空孔である、
請求項１又は２に記載のキャパシタ部品。

【請求項4】

前記壁部の前記第３方向における寸法に対する前記第１方向における寸法の比を表すアスペクト比が１０以上５００以下である、
請求項２に記載のキャパシタ部品。

【請求項5】

前記壁部は、前記第１方向に対して２５°以内の傾斜角だけ傾斜している、
請求項１から４のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。

【請求項6】

前記第１内部電極と電気的に接続された第１外部電極と、
前記第２内部電極と電気的に接続された第２外部電極と、
をさらに備える請求項１から５のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。

【請求項7】

前記多孔性本体は、弁金属が陽極酸化された酸化物からなる、
請求項１から６のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。

【請求項8】

弁金属からなる基材を準備する工程と、
前記基材に陽極酸化処理を行うことにより第１方向に延びる複数の貫通孔を有する酸化体を得る工程と、
前記酸化体にウェットエッチングを行うことにより、前記酸化本体を前記第１方向に貫通し前記第１方向と直交する第２方向に延びる第１溝前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向において前記第１溝から離間した位置で前記第１溝に対向する第２溝を、前記第１溝と前記第２溝との間に前記第３方向に沿って前記複数の貫通孔のうちの少なくとも２つを含む壁部が残存するように形成する工程と、
前記第１溝に第１電極層を形成し、前記第２溝に第２電極層を形成する工程と、
を備えるキャパシタ部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書において開示される発明は、キャパシタ部品に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器の小型化に伴い、キャパシタ部品においては単位面積あたりの発生容量を向上させることが求められている。従来から、複数の貫通孔を有する多孔性本体と、この複数の貫通孔の各々に充填された内部電極と、を備えるキャパシタ部品が知られている。この種のキャパシタ部品は、ポーラスコンデンサと呼ばれることがある。ポーラスコンデンサは、隣接する貫通孔内に充填された内部電極の組と、多孔性本体のうち内部電極間に配置された領域とにより容量を発生させる。ポーラスコンデンサは、多孔性本体の厚さ方向に延びる貫通孔に内部電極が設けられるため、積層セラミックコンデンサと比べて単位体積あたりの容量（容量密度）を向上させることができる。従来のポーラスコンデンサは、例えば、特開２０１６－００４８２７号公報、特開２０１５－０８８５８２号公報、及び特開２００９－２１５５３号公報に記載されている。

【0003】

キャパシタ部品用の多孔性本体は、例えば、弁金属の酸化物からなる。多孔性本体は、例えば、弁金属に陽極酸化処理を施すことにより得られる弁金属の酸化物からなる構造体である。多孔性本体に形成される貫通孔は、陽極酸化処理時の条件に応じて数十ｎｍ～数百ｎｍの範囲の直径を有し、隣接する貫通孔と数十ｎｍ～数百ｎｍの間隔だけ離れるように形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－００４８２７号公報

【特許文献2】特開２０１５－０８８５８２号公報

【特許文献3】特開２００９－２１５５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ポーラスコンデンサの耐電圧及び静電容量は、対向する内部電極の間隔、即ち隣接する貫通孔の間隔によって影響を受ける。隣接する貫通孔の間隔を大きくすると耐電圧が大きくなる一方で静電容量は小さくなる。逆に、隣接する貫通孔の間隔を小さくすると、静電容量は大きくなる一方で耐電圧は小さくなる。上記のように、隣接する貫通孔の間隔は、数十ｎｍ～数百ｎｍ程度の大きさであるため、ポーラスコンデンサにおいては耐電圧が低いことが問題となる。

【0006】

本明細書により開示される発明（以下、「本発明」という。）の目的は、上述した問題の少なくとも一部を解決又は緩和することである。本発明のより具体的な目的の一つは、多孔性本体内に設けられた内部電極を有するキャパシタ部品において静電容量の低下を抑制しつつ耐電圧を向上させることである。

【0007】

本発明の前記以外の目的は、明細書全体の記載を通じて明らかにされる。特許請求の範囲に記載される発明は、「発明を解決しようとする課題」から把握される課題以外の課題を解決するものであってもよい。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態によるキャパシタ部品は、第１方向に延びる複数の貫通孔を有する多孔性本体と、前記多孔性本体を前記第１方向に貫通し前記第１方向と直交する第２方向に延びるように前記多孔性本体に形成された第１溝に埋め込まれた第１電極層を有する第１内部電極と、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に沿って前記複数の貫通孔のうちの少なくとも２つを含む壁部を介して前記第１溝に対向するように前記多孔性本体に形成された第２溝に埋め込まれた第２電極層を有する第２内部電極と、を備える。

【0009】

本発明の一実施形態において、前記第１内部電極の前記第２方向における寸法は、前記貫通孔の直径の２倍よりも大きい。

【0010】

本発明の一実施形態において、前記複数の貫通孔の各々は、空孔である。

【0011】

本発明の一実施形態において、前記壁部の前記第３方向における寸法に対する前記第１方向における寸法の比を表すアスペクト比が１０以上５００以下である。

【0012】

本発明の一実施形態において、前記壁部は、前記第１方向に対して２５°以内の傾斜角だけ傾斜している。

【0013】

本発明の一実施形態によるキャパシタ部品は、前記第１内部電極と電気的に接続された第１外部電極と、前記第２内部電極と電気的に接続された第２外部電極と、をさらに備える。

【0014】

本発明の一実施形態において、前記多孔性本体は、弁金属が陽極酸化された酸化物からなる。

【0015】

本発明の一実施形態によるキャパシタ部品の製造方法は、弁金属からなる基材を準備する工程と、前記基材に陽極酸化処理を行うことにより第１方向に延びる複数の貫通孔を有する酸化体を得る工程と、前記酸化体にウェットエッチングを行うことにより、前記酸化本体を前記第１方向に貫通し前記第１方向と直交する第２方向に延びる第１溝前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向において前記第１溝から離間した位置で前記第１溝に対向する第２溝を、前記第１溝と前記第２溝との間に前記第３方向に沿って前記複数の貫通孔のうちの少なくとも２つを含む壁部が残存するように形成する工程と、前記第１溝に第１電極層を形成し、前記第２溝に第２電極層を形成する工程と、を備える。

【発明の効果】

【0016】

本発明の実施形態によれば、多孔性本体内に設けられた内部電極を有するキャパシタ部品において静電容量の低下を抑制しつつ耐電圧を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線で切断したキャパシタ部品の断面を模式的に示す断面図である。

【図3】図１のＢ－Ｂ線で切断したキャパシタ部品の断面を模式的に示す断面図である。

【図4】図１のＣ－Ｃ線で切断したキャパシタ部品の断面を模式的に示す断面図である。

【図5】図２のＤ－Ｄ線で切断したキャパシタ部品の断面を模式的に示す断面図である。

【図6】図２の領域Ｒ１を拡大して模式的に示す拡大図である。

【図7a】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7b】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7c】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7d】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7e】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7f】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7g】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7h】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7i】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7j】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7k】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7l】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【図7m】図１のキャパシタ部品を製造する方法の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、複数の図面において共通する構成要素には当該複数の図面を通じて同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。

【0019】

図１から図６を参照して、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１について説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１の概略について説明する。図１は、キャパシタ部品１を概略的に示す斜視図である。

【0020】

図１に示されているように、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１は、多孔性本体１０と、上部保護層４０ａと、下部保護層４０ｂと、外部電極２１と、外部電極２２と、を備える。後述するように、多孔性本体１０には、外部電極２１と接続される第１内部電極及び外部電極２２と接続される第２内部電極が埋め込まれている。多孔性本体１０は、誘電体として機能する。

【0021】

各図には、互いに直交するＬ軸、Ｗ軸、及びＴ軸が記載されている。キャパシタ部品１の各構成要素の配置や寸法は、随時、これらの軸を基準にして説明される。キャパシタ部品１は、Ｌ軸方向の寸法が０．５ｍｍ～１０ｍｍ、幅寸法（Ｗ方向の寸法）が０．５～１０ｍｍ、高さ寸法（Ｔ方向の寸法）が０．０５～１ｍｍとなるように形成される。本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１は、後述するようにＬ軸方向に延びる溝（後述する溝１２ａ～１２ｈ）に電極層を埋め込むことにより高い容量密度を実現している。このため、キャパシタ部品１のＴ軸方向の寸法を小さくしても高い静電容量を確保することができる。キャパシタ部品１のＴ軸方向における寸法は、例えば３００μｍ以下であってもよい。

【0022】

一実施形態において、多孔性本体１０は、上面１０ａ、下面１０ｂ、第１端面１０ｃ、第２端面１０ｄ、第１側面１０ｅ、及び第２側面１０ｆを有する。上面１０ａと下面１０ｂとは互いに対向し、第１端面１０ｃと第２端面１０ｄとは互いに対向し、第１側面１０ｅと第２側面１０ｆとは互いに対向している。多孔性本体１０は、その上面１０ａにおいて上部保護層４０ａと接しており、その下面１０ｂにおいて下部保護層４０ｂと接している。

【0023】

上部保護層４０ａ及び下部保護層４０ｂは、外部から受ける衝撃などの機械的ダメージから容量発生部を保護するために多孔性本体１０の上面１０ａ及び下面１０ｂにそれぞれ設けられる。上部保護層４０ａ及び下部保護層４０ｂの材料として、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ポリイミド等の樹脂材料、及びこれら以外の絶縁材料を用いることができる。上部保護層４０ａ及び下部保護層４０ｂは、例えば、スピンコート法により感光性ポリイミドを塗布し、この塗布されたポリイミドを露光、現像、及びキュアすることにより形成される。上部保護層４０ａ及び下部保護層４０ｂは、これ以外の任意の公知の方法によりバリア層３０の上に設けられる。上部保護層４０ａ及び下部保護層４０ｂはそれぞれ、その膜厚が例えば２００ｎｍ～５０００ｎｍとなるように形成される。上部保護層４０ａ及び下部保護層４０ｂの材料及び膜厚は、本明細書で明示的に説明されたものには限定されない。

【0024】

外部電極２１及び外部電極２２は、保護層４０の外側に、Ｌ軸方向において互いから離間するように設けられる。外部電極２１及び外部電極２２は、保護層４０の外側に、金属材料を含む導体ペーストを塗布することにより形成される。外部電極２１及び外部電極２２は、の材料として、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、もしくはこれら以外の金属材料、または、これらの金属元素の一または複数を含む合金材料を用いることができる。

【0025】

キャパシタ部品１は、外部電極２１及び外部電極２２を実装基板に設けられたランドに接合することにより、当該実装基板に実装される。この実装基板は、様々な電子機器に搭載され得る。キャパシタ部品１が実装された実装基板を備える電子機器には、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、ゲームコンソール、サーバ、自動車の電装部品、及びこれら以外のキャパシタ部品１が実装された回路基板を備えることができる任意の電子機器が含まれる。外部電極２１及び外部電極２２の形状及び配置は、図示されたものには限定されない。

【0026】

続いて、図２から図６を参照して、多孔性本体１０及びその内部に設けられる第１内部電極及び第２内部電極について説明する。図２～図５は、キャパシタ部品１の各切断線における断面図であり、図６は、図２の一部を拡大して示す拡大図である。

【0027】

図２に示されているように、多孔性本体１０は、多数の貫通孔１１を有する多孔性の構造体である。図３から図５に明瞭に示されているように、貫通孔１１の各々は、多孔性本体１０をＴ軸方向に貫通している。つまり、貫通孔１１の各々は、多孔性本体１０の上面１０ａから多孔性本体１０の下面１０ｂまでＴ軸方向に沿って延びている。このため、貫通孔１１のＴ軸方向における寸法は、多孔性本体１０のＴ軸方向における寸法と同じであり、例えば５０～１０００μｍの範囲とされる。本明細書においては、貫通孔１１のＴ軸方向における寸法を貫通孔１１の深さということがある。図２に示されているように、貫通孔１１は、平面視において円形の形状を有していてもよい。貫通孔１１は、多孔性本体１０に規則的に配置されてもよい。隣接する貫通孔１１同士の間隔は、貫通孔１１の直径と同程度であってもよい。

【0028】

多孔性本体１０は、弁金属等の金属を陽極酸化して得られた陽極酸化物であってもよい。アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等の弁金属に対して陽極酸化処理を施すと、自己組織化によって多数の空孔を有する弁金属の陽極酸化物が得られる。多孔性本体１０の貫通孔１１は、陽極酸化処理によって形成された空孔であってもよい。空孔の径や深さは、陽極酸化処理において、陽極酸化処理における条件（例えば、電圧や処理時間）に応じて調整可能である。貫通孔１１は、例えば、数十～数百ｎｍのオーダーの直径を有する。図示されている貫通孔１１は、説明の便宜のために、その直径が実際の寸法よりも拡大して記載されている。貫通孔１１の直径が数十～数百ｎｍのオーダーである一方、上述したようにキャパシタ部品１のＬ軸方向及びＷ軸方向の寸法は０．５ｍｍ～１０ｍｍ程度の大きさを有するため、多孔性本体１０は、図示されているよりも多い数の貫通孔１１を有することができる。

【0029】

多孔性本体１０は、各々がＬ軸方向に延びる複数の溝を有する。図２に示されている例では、多孔性本体１０は、Ｌ軸方向に延びる溝１２ａ～１２ｈの８つの溝を有している。溝１２ａ～１２ｈの各々は、隣接する溝と対向するように形成されている。また、多孔性本体１０は、Ｗ軸方向に延びる溝１２ｉ、１２ｊを有している。溝１２ｉは、溝１２ａ、１２ｃ、１２ｅ、１２ｇの各々のＬ軸方向の負側の端部と接続されており、溝１２ｊは、溝１２ｂ、１２ｄ、１２ｆ、１２ｈの各々のＬ軸方向の正側の端部と接続されている。多孔性本体１０には、８つより多い又は少ない数のＬ軸方向に延びる溝が形成されてもよい。

【0030】

溝１２ａ～１２ｈは、Ｌ軸方向における寸法がＷ軸方向における寸法よりも大きくなるように形成される。一実施形態において、溝１２ａ～１２ｈの各々のＬ軸方向における寸法は、キャパシタ部品１のＬ軸方向における寸法の０．５倍～０．８倍に設定されてもよい。溝１２ａ～１２ｈの各々のＬ軸方向における寸法は、例えば２５０～８００μｍの範囲とされる。このように、溝１２ａ～１２ｈの各々のＬ軸方向における寸法は、貫通孔１１の直径や隣接する貫通孔同士の間隔よりも大幅に大きい。溝１２ａ～１２ｈの各々のＷ軸方向における寸法Ｄ１３は、一つの貫通孔１１のＷ軸方向における寸法よりも大きい。例えば、溝１２ａ～１２ｈの各々のＷ軸方向における寸法Ｄ１３は、１００ｎｍ～２０００ｎｍ（２μｍ）とされる。

【0031】

溝１２ａ～１２ｊは、弁金属を陽極酸化処理して得られた陽極酸化体にレジストをエッチングパターニングし、陽極酸化体のうちレジストによって被覆されていない領域をウェットエッチングにより除去することにより形成されてもよい。

【0032】

溝１２ａ、１２ｃ、１２ｅ、１２ｇには、第１電極層２３ａ～２３ｄがそれぞれ充填され、溝１２ｂ、１２ｄ、１２ｆ、１２ｈには、第２電極層２４ａ～２４ｄがそれぞれ充填される。溝１２ｉには、電極層２３ａ～２３ｄを電気的に接続する接続電極２５が充填されており、溝１２ｊには、電極層２４ａ～２４ｄを電気的に接続する接続電極２６が充填されている。第１電極層２３ａ～２３ｄ、第２電極層２４ａ～２４ｄ、及び接続電極２５、２６は、優れた導電性を有する導電性材料、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ等の金属又はこれらの合金からる。本発明の一実施形態において、貫通孔１１には導電性材料は充填されない。貫通孔１１は空孔であってもよい。貫通孔１１には、合成樹脂等の絶縁性材料が充填されていてもよい。

【0033】

図３～図５に示されているように、接続電極２５と外部電極２１とは引出電極２７で接続され、接続電極２６と外部電極２２とは引出電極２８で接続されている。引出電極２７、２８は、上部保護層４０ａに設けられたコンタクトホールに設けられている。一実施形態において、引出電極２７は、Ｗ軸方向において第１電極層２３ａと第１電極層２３ｄとの間に延在し、引出電極２８は、Ｗ軸方向において第１電極層２４ａと第１電極層２４ｄとの間に延在する。このように、引出導体２７により、多孔性本体１０内に設けられた第１電極層２３ａ～２３ｄ及び接続電極２５が外部電極２１と電気的に接続され、引出導体２８により、多孔性本体１０内に設けられた第２電極層２４ａ～２４ｄ及び接続電極２６が外部電極２１と電気的に接続される。このため、第１電極層２３ａ～２３ｄ及び接続電極２５が第１内部電極を構成し、第２電極層２４ａ～２４ｄ及び接続電極２６が第２内部電極を構成する。

【0034】

溝１２ａ～１２ｊの各々は、貫通孔１１と同様に、多孔性本体１０をＴ軸方向に貫通している。よって、溝１２ａ～１２ｊの各々のＴ軸方向における寸法Ｄ１１（深さＤ１１）は、貫通孔１１のＴ軸方向における寸法と等しい。溝１２ａ～１２ｊの各々のＴ軸方向における寸法Ｄ１１は、例えば５０～１０００μｍの範囲とされる。

【0035】

溝１２ａ～１２ｈのうち隣接する溝同士は、多孔性本体１０の一部である壁部１３によってＷ軸方向に隔てられている。壁部１３は、隣接する溝同士を隔てるように多孔性本体１０の上面１０ａから下面１０ｂまで延びている。また、壁部１３は、Ｌ軸方向において、溝１２ａ～１２ｈよりも大きい寸法を有している。このため溝１２ａ～１２ｈに設けられた第１電極層２３ａ～２３ｄを第２電極層２４ａ～２４ｄから電気的に絶縁することができる。

【0036】

本発明の一実施形態において、壁部１３は、Ｗ軸方向に沿って少なくとも２つの貫通孔１１を有する。したがって、図６に示されているように、壁部１３のＷ軸方向における寸法Ｄ１２は、貫通孔１１同士の間隔Ｄ１よりも大きくなる。キャパシタ部品１において第１電極層２３ａと第２電極層２４ａとは、Ｗ軸方向において壁部１３によって距離Ｄ１２だけ隔てられている。この壁部１３のＷ軸方向における寸法Ｄ１２は貫通孔１１の間隔Ｄ１よりも大きく、壁部１３内の貫通孔１１には内部電極は設けられていないので、キャパシタ部品１は、多孔性本体の複数の貫通孔の各々に内部電極が充填される従来のポーラスコンデンサと比べて内部電極間の間隔が大きくなる。よって、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１においては、従来のポーラスコンデンサと比べて耐電圧を高くすることができる。

【0037】

本明細書においては、壁部１３の前記Ｗ軸方向における寸法Ｄ１２に対するＴ軸方向における寸法Ｄ１１の比であるＤ１１／Ｄ１２をキャパシタ部品１のアスペクト比とする。本発明の一実施形態においては、アスペクト比が１０以上５００以下とされる。

【0038】

図２に示されているように、多孔性本体１０は、平面視において（Ｔ軸方向から見た視点において）、接続電極２５と体１端面１０ｃとの間の領域に周壁部１４ａを有し、接続電極２６と第２端面１０ｄとの間の領域に周壁部１４ｂを有し、第１電極層２３ａと第１側面１０ｅとの間の領域に周壁部１４ｃを有し、第２電極層２４ｄと第２側面１０ｆとの間に周壁部１４ｄを有する。周壁部１４ａ、１４ｂの各々は、Ｌ軸方向に沿って２つ以上の貫通孔１１を有する。周壁部１４ｃ、１４ｄの各々は、Ｗ軸方向に沿って２つ以上の貫通孔１１を有する。周壁部１４ａ～１４ｄにより、キャパシタ部品１の内部電極と外部の導体との間でショートが発生することを防止できる。また、周壁部１４ａ～１４ｄにより、キャパシタ部品１の耐候性が向上する。

【0039】

続いて、図７ａ～図７ｍを参照して、キャパシタ部品１の製造方法の例について説明する。これらの図においては、完成品であるキャパシタ部品１においてＴ軸、Ｗ軸、Ｌ軸となる各軸が図示されており、各部材の配置や方向については各軸を随時参照して説明される。

【0040】

まず、図７ａに示されているように基材１００を準備する。基材１００は、例えば、弁金属からなる構造体である。基材１００は、概ね直方体形状を有する。基材１００は、例えばアルミニウムからなる構造体である。

【0041】

次に、基材１００に陽極酸化処理を施す。この陽極酸化処理により、基材１００の少なくとも一部が酸化される。基材１００が酸化される酸化体１１０となる。酸化体１１０は、図７ｂに示されているように、Ｔ軸方向に延びる多数の空孔１１ａを有する。空孔１１ａは、陽極酸化処理において、自己組織化作用によって酸化体１１０内に形成される。空孔１１ａは、完成品であるキャパシタ部品１において貫通孔１１となり、酸化体１１０がキャパシタ部品１において多孔性本体１０となる。図示されている酸化体１１０は、説明の便宜のために概略的に記載されている。酸化体１１０は、図示されているよりも多くの数の空孔１１ａを有していてもよい。図７ｂに示した例においては、酸化体１１０の底面には、未酸化の基材１１０が残っている。陽極酸化処理における処理条件を調整することにより、基材１００が残存しないように陽極酸化処理が行われてもよい。陽極酸化処理は、例えば１５℃～２０℃に調整されたシュウ酸（０．１ｍｏｌ／ｌ）溶液中で基材１００を陽極として電圧を印加することにより行うことが可能である。印加電圧は例えば数Ｖ～数１００Ｖ、処理時間は例えば数分～数日とすることができる。基材１００がアルミニウムの場合、酸化体１１０は、酸化アルミニウムからなる。陽極酸化処理の前に基材１００に規則的なピット（凹部）を形成しておき、このピットを基点として空孔１１ａを成長させてもよい。このピットの配置により空孔１１ａの配列を制御することが可能となる。ピットは、例えば基材１００にモールド（型）を押圧することによって形成することが可能である。

【0042】

次に、図７ｃに示すように、酸化されていない基材１００を除去する。基材１００は、例えばウェットエッチング等の化学的方法によって除去することができる。基材１００は、やすり、サンドブラスト等の物理的な方法で除去されてもよい。基材１００が除去されると空孔１１ａが酸化体１１０をＴ軸方向に貫通する貫通孔となる。

【0043】

次に、図７ｄに示すように、酸化体１１０の上面（Ｔ軸方向の正側の面）に導電性材料からなる導電体層１１１を形成し、さらに導電体層１１１の上面に補強層１１２を形成する。導電体層１１１は、スパッタ法、真空蒸着法、及びこれら意外の公知の方法によって酸化体１１０の上面に成膜される。補強層１１２は、導電体層１１１をシード層として酸化体１１０の上側の部位に電解めっきを施すことにより形成されてもよい。

【0044】

次に、図７ｅに示すように、酸化体１１０の下面（Ｔ軸方向の負側の面）の一部領域に、例えばスピンコート法によりエッチングレジスト１１３を設ける。エッチングレジスト１１３は、例えばフォトリソグラフィによってパターニングすることが可能である。エッチングレジスト１１３は、酸化体１１０の下面のうち、平面視において（Ｔ軸方向から見た視点において）、壁部１３及び周壁部１４ａ～１４ｄに対応する領域に設けられる。

【0045】

次に、図７ｆに示すように、酸化体１１０のうちエッチングレジスト１１３が設けられていない領域をウェットエッチングにより除去することで多孔性本体１０が得られる。上記のように、エッチングレジスト１１３は、壁部１３及び周壁部１４ａ～１４ｄに対応する領域に設けられているので、酸化体１１０から壁部１３及び周壁部１４ａ～１４ｄ以外の部位が除去される。このウェットエッチングにより除去された領域が多孔性本体１０の溝１２ａ～１２ｊとなる。図７ｆには、多孔性本体１０の溝１２ａ～１２ｊのうち溝１２ｆのみが示されているが、溝１２ｆ以外の溝もウェットエッチング処理により溝１２ｆと並行して形成される。ウェットエッチングにより処理される溝１２ａ～１２ｊは、Ｔ軸方向に平行に延びていてもよいし、Ｔ軸方向に対して２５°以内の傾斜角だけ傾斜していてもよい。

【0046】

このように、溝１２ａ～１２ｊは、多孔性本体１０の貫通孔１１同士を隔てている隔壁を除去することによって形成されるため、Ｌ軸方向及びＷ軸方向のいずれにおいても貫通孔１１の直径及び貫通孔１１の間隔よりも大きな寸法を有する。多孔性本体１０には、エッチングレジスト１１３により保護されて、壁部１３及び周壁部１４ａ～１４ｄが除去されずに残っている。壁部１３及び周壁部１４ａ～１４ｄの各々は、貫通孔１１を含んでいる。

【0047】

次に、図７ｇに示すように、多孔性本体１０の溝１２ａ～１２ｊ内に、導電体層１１１をシード層として電解Ｎｉめっきを施すことによりＮｉめっき導体を成長させる。この溝１２ａ～１２ｊ内に生成されためっき導体が、キャパシタ部品１における第１電極層２３ａ～２３ｄ、第２電極層２４ａ～２４ｄ、接続電極２５、及び接続電極２６に対応する。このめっき処理時に、壁部１３及び周壁部１４ａ～１４ｄに対応する領域にはエッチングレジスト１１３が残存しているため、壁部１３及び周壁部１４ａ～１４ｄに含まれる貫通孔１１にはめっき導体が生成されない。

【0048】

次に、図７ｈに示すように、多孔性本体１０の上面１０ａから導電体層１１１及び補強層１１２を除去し、下面１０ｂからエッチングレジスト１１３を除去する。導電体層１１１、補強層１１２、及びエッチングレジスト１１３を除去する処理は、超音波洗浄法、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing)法、又はこれら以外の公知の方法により行われる。

【0049】

次に、図７ｉに示すように、多孔性本体１０の上面１０ａに酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる上部保護層４０ａが形成され、孔性本体１０の下面１０ｂに酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる下部保護層４０ｂが形成される。上部保護層４０ａ及び下部保護層４０ｂは、例えばＣＶＤ法により形成される。上部保護層４０ａ及び下部保護層４０ｂは、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）から形成されてもよいし、ＣＶＤ法以外の当業者に明らかな方法により形成されてもよい。

【0050】

次に、図７ｊに示すように、上部保護層４０ａの上面にエッチングレジスト１１４を例えばスピンコート法により形成する。エッチングレジスト１１４は、上部保護層４０ａの上面に、接続電極２５、２６に対応する領域が開口するようにパターニングされる。

【0051】

次に、図７ｋに示すように、上部保護層４０ａのうちエッチングレジスト１１４が設けられていない領域を除去することで、上部保護層４０ａにコンタクトホールを形成する。コンタクトホールは、例えば、ＲＩＥ（反応性エッチング）、ＮＬＤ（磁気中性線放電）プラズマによりエッチング等の当業者に明らかな方法により形成される。

【0052】

次に、図７ｌに示すように、エッチングレジスト１１４を上部保護層４０ａから剥離し、上部保護層４０ａの上面を露出させる。

【0053】

次に、図７ｍに示すように、上部保護層４０ａに形成されたコンタクトホールに、スパッタ法、真空蒸着法又はこれら以外の当業者に明らかな方法によって、引出電極２７、２８を形成する。次に、上部保護層４０ａの上面から露出している引出電極２７を覆うように外部電極２１が形成され、上部保護層４０ａの上面から露出している引出電極２８を覆うように外部電極２２が形成される。外部電極２１、２２は、スパッタ法、真空蒸着法又はこれら以外の当業者に明らかな方法により形成される。

【0054】

以上のようにして、キャパシタ部品１を製造することが可能である。キャパシタ部品１は、外部電極２１、２２を実装基板のランドと接続することにより、実装基板に実装されてもよい。

【0055】

本発明者は、上記の製造方法に従って、Ｗ軸、Ｌ軸、及びＴ軸方向の各々における寸法がそれぞれ４．６ｍｍ、５．１ｍｍ、０．１５ｍｍキャパシタ部品１を試作したところ、その耐電圧及び静電容量はそれぞれ２ｋＶ及び４．７ｎＦであった。ＭＬＣＣタイプのキャパシタ部品において同程度の耐電圧及び静電容量を有するためには、本出願の出願時点の技術水準において、試作した４．６ｘ５．１ｘ０．１５ｍｍのキャパシタ部品１の１０倍程度の体積が必要である。また、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１は、優れた耐電圧及び静電容量を有する。このため、所定の耐電圧及び静電容量を有するキャパシタ部品１は、同程度の耐電圧及び静電容量を有するＭＬＣＣタイプのキャパシタ部品と比べて体積を１／１０程度小型化することができる。

【0056】

続いて、上記の実施形態が奏する作用効果について説明する。本発明の一又は複数の実施形態によれば、第１電極層２３ａ～２３ｄと第２電極層２４ａ～２４ｄのうち隣接する組同士が多孔性本体１０の一部である壁部１３によって隔てられている。壁部１３は、Ｗ軸方向に沿って少なくとも２つの貫通孔１１を有するため、壁部１３の厚さ（Ｗ軸方向における寸法）Ｄ１２は、貫通孔１１同士の間隔Ｄ１よりも大きくなる。よって、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１は、多孔性本体の複数の貫通孔の各々に内部電極が充填される従来のポーラスコンデンサと比べて内部電極間の間隔が大きくなる。よって、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１においては、従来のポーラスコンデンサと比べて耐電圧を高くすることができる。

【0057】

本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１においては、耐電圧を高めるために第１電極層２３ａ～２３ｄ及び第２電極層２４ａ～２４ｄのうち隣接する層同士の間隔が従来のポーラスコンデンサの内部電極間の間隔よりも大きくなっている。キャパシタ部品１における従来のポーラスコンデンサと比べた内部電極間の距離の増加は、従来のポーラスコンデンサよりもキャパシタ部品１の静電容量を低下させる要因となり得る。他方、キャパシタ部品１においては第１電極層２３ａ～２３ｄ及び第２電極層２４ａ～２４ｄが埋め込まれる溝１２ａ～１２ｈの各々がＬ軸方向に延びるように形成されている。よって、溝１２ａ～１２ｈのＬ軸方向の寸法に応じて、第１電極層２３ａ～２３ｄ及び第２電極層２４ａ～２４ｄのうち隣接する電極層同士の対向面積を大きくすることができる。このため、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１は、第１電極層２３ａ～２３ｄ及び第２電極層２４ａ～２４ｄのうち隣接する電極層同士の間隔が従来のポーラスコンデンサにおける隣接する内部電極間の間隔より大きくても、隣接する電極層同士の対向面積を大きくすることが可能であるから、この電極層同士の対向面積の増加による容量密度の増加によって電極層同士の間隔の増加による容量密度の低下を補うことができる。

【0058】

本発明の一又は複数の実施形態によるキャパシタ部品１は、高い耐電圧を有するため、スナバ回路に用いるのに適している。

【0059】

本発明の一又は複数の実施形態によるキャパシタ部品１は、優れた容量密度を有するため小型化が可能である。

【0060】

本発明者の知る限り公知とはなっていないが、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１の多孔性本体１０と同様の形状の溝及び貫通孔を有する構造体は、ボッシュプロセスにより作製することが可能と考えられる。しかしながら、ボッシュプロセスにより加工可能な基材は、Ｓｉなどの低誘電率の材料からなる基材に限られるため、ボッシュプロセスにより作製される多孔性本体１０と同様の形状を有する本体を有するキャパシタ部品は、弁金属の酸化物からなる多孔性本体１０を有するキャパシタ部品１と比べて静電容量の点で劣ると考えられる。逆にいうと、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１は、ボッシュプロセスにより作製された同様の形状を有する本体に内部電極を埋め込んで作製されたキャパシタ部品よりも優れた静電容量を有する。

【0061】

発明者の知る限り公知とはなっていないが、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１の多孔性本体１０と同様の形状の溝及び貫通孔を有する構造体は、厚膜レジストをリソグラフィーによりパターニングすることによって作製することが可能と考えられる。しかしながら、厚膜レジストは樹脂材料から形成されるため、厚膜レジストをパターニングして作製される多孔性本体１０と同様の形状を有する本体を有するキャパシタ部品は、弁金属の酸化物からなる多孔性本体１０を有するキャパシタ部品１と比べて静電容量の点で劣ると考えられる。また、厚膜レジストをパターニングして作製される多孔性本体１０と同様の形状を有する本体を有するキャパシタ部品は、誘電体として機能する厚膜レジストが高温で溶融してしまうため、高温環境での使用に適しないという問題がある。本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１は、厚膜レジストを誘電体として機能させるキャパシタ部品よりも高温での使用に適している。

【0062】

キャパシタ部品１の多孔性本体１０は、トレンチキャパシタやインダクタの基体としても使用することができる。多孔性本体１０を基体とするトレンチキャパシタ及びインダクタも本明細書に開示されている発明の一部である。多孔性本体１０をトレンチキャパシタの基体に適用する場合には、弁金属の酸化物からなる酸化体に、ウェットエッチングにより、溝１２ａ～１２ｊに代えてトレンチキャパシタのＭＩＭ構造が埋め込まれる複数のトレンチが形成される。多孔性本体１０に形成されたトレンチの内部及び多孔性本体１０の表面には、公知の手法に従って、正極又は負極の一方となる第１内部電極層が形成され、この内部電極層の上に誘電体層が形成され、この誘電体層の上に第１内部電極層と逆の極性となる第２内部電極層が形成される。多孔性本体１０に形成される複数のトレンチは、隣接するトレンチ間に２以上の貫通孔１１が含まれるように構成される。隣接するトレンチ間に２以上の貫通孔１１が含まれることにより、トレンチ間での絶縁破壊が起こりにくくなる。つまり、トレンチキャパシタの耐電圧を向上させることができる。

【0063】

多孔性本体１０をインダクタの基体に適用する場合には、弁金属の酸化物からなる酸化体に、ウェットエッチングにより、溝１２ａ～１２ｊに代えてコイル導体が埋め込まれる周回溝が形成される。周回溝は、多孔性本体１０の貫通孔１１と平行にＴ軸方向に延びる仮想的なコイル軸の周りに複数ターンだけ周回する渦巻形状に形成される。この周回溝に公知の手法により導電性材料からなるコイル導体が埋め込まれる。この周回溝の隣接するターン間は多孔性本体１０の一部である壁部により隔てられる。隣接するターン間を隔てる壁部は、周回溝の径方向（コイル軸を通り、コイル軸と直交する方向）に沿って２以上の貫通孔１１を含む。周回溝の隣接するターン間に２以上の貫通孔１１が含まれることにより、コイル導体の隣接するターン間での絶縁破壊が起こりにくくなる。つまり、インダクタの耐電圧を向上させることができる。

【0064】

本明細書において、ある構成要素を「含む」又は「備える」という場合、特に異なる趣旨の説明がされていない限り、他の構成要素を除外する趣旨ではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。

【0065】

本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれ得る任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。

【符号の説明】

【0066】

１ キャパシタ部品
１０ 多孔性本体
１１ 貫通孔
１２ａ～１２ｈ 溝
１３ 壁部
１４ａ～１４ｄ 周壁部
２１、２２ 外部電極
２３ａ～２３ｄ 第１電極層
２４ａ～２４ｄ 第２電極層
２５、２６ 接続電極
２７、２８ 引出電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図7d】

【図7e】

【図7f】

【図7g】

【図7h】

【図7i】

【図7j】

【図7k】

【図7l】

【図7m】