專利名稱：復(fù)合電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用于各種電子設(shè)備中的復(fù)合電子器件。
背景技術(shù)：
作為歷來的復(fù)合電子器件是在電路基板上配置集成電路、電容、電感和電阻來構(gòu)成的。
在上述的復(fù)合電子器件中，電容也和電阻和電感元件同樣地作成1個(gè)芯片型的固體電解電容安裝在電路基板上來使用。
但是伴隨著現(xiàn)代電路的數(shù)字化，要求電子器件具有高頻響應(yīng)性，過去好像不大成為問題的伴隨配線的產(chǎn)生的電阻成分和電感分量重要起來，和集成電路一起安裝在上述電路基板表面的固體電解電容存在著高頻響應(yīng)不良的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能消除現(xiàn)有技術(shù)中的上述那樣的缺陷并能通過直接點(diǎn)焊連接集成電路來實(shí)現(xiàn)頻響應(yīng)優(yōu)良的薄型復(fù)合電子器件。
為了解決上述的課題的復(fù)合電子器件，由電容部、為覆蓋該電容而設(shè)置的絕緣層、多個(gè)配電圖形、和在所述的絕緣層的側(cè)面上與所述的電容部電連接的外部端子；所述外部端子至少在此絕緣層一側(cè)表面上有與所述的電容電連接的接線端子，并與此接線端子設(shè)在同一側(cè)面的電子元件導(dǎo)通，前記的電容部包括在此多孔質(zhì)金屬薄膜表面和空孔的表面具有電介質(zhì)膜的多孔質(zhì)金屬薄膜上設(shè)置的一側(cè)接線端子，和在所述的多孔瓣金屬薄層體一側(cè)的接線端子相對面隔著固體電解質(zhì)層設(shè)置的另一側(cè)的接線端子，以及至少為使所述的一側(cè)接線端子連接到其他接線端子上所設(shè)的穿線孔；并在孔內(nèi)壁形成絕緣膜，在形成絕緣膜的孔內(nèi)形成與所述的一側(cè)的接線端子和另外的接線端子電連接的導(dǎo)電體并與其他部分絕緣。在薄型的電容的表面形成接線端子，而且在這些接線端子上可以安裝上以集成電路為首的各種芯片元件，從而可以謀求高頻響應(yīng)性的顯著的提高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了復(fù)合電子器件的小型化、薄型化。


圖1是在本發(fā)明一實(shí)施方式的復(fù)合電子器件的剖面圖。
圖2是在本發(fā)明一實(shí)施方式的復(fù)合電子器件的重要部分的截面擴(kuò)大圖。
圖3是在同復(fù)合電子器件中使用的多孔質(zhì)瓣金屬薄層體的剖面圖。
圖4是在同多孔質(zhì)瓣金屬薄層體上形成第一接線端子狀態(tài)的剖面圖。
圖5是形成本發(fā)明絕緣層的狀態(tài)的剖面圖。
圖6是形成本發(fā)明的電介質(zhì)膜，固體電解質(zhì)層的狀態(tài)的剖面圖。
圖7是形成本發(fā)明的集電體層的狀態(tài)的剖面圖。
圖8是形成本發(fā)明孔的狀態(tài)的剖面圖。
圖9是形成本發(fā)明第二接線端子的狀態(tài)的剖面圖。
圖10是形成本發(fā)明絕緣部狀態(tài)的剖面圖。
圖11是在本發(fā)明的孔內(nèi)形成絕緣膜狀態(tài)的剖面圖。
圖12是形成本發(fā)明孔的狀態(tài)的剖面圖。
圖13是在本發(fā)明的孔內(nèi)形成導(dǎo)電體的狀態(tài)的剖面圖。
圖14是在本發(fā)明的導(dǎo)電體上形成連接焊點(diǎn)狀態(tài)的剖面圖。
圖15是形成本發(fā)明外部端子的狀態(tài)的剖面圖。
圖16是形成本發(fā)明的配線形式的電子器件，安裝了集成電路的狀態(tài)的剖面圖。
圖17是在第2實(shí)施方式中表示其他多孔質(zhì)瓣金屬薄層體的剖面圖。
圖18是在第3實(shí)施方式中表示其他的多孔質(zhì)瓣金屬薄層體的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式。因附圖以說明發(fā)明的要點(diǎn)為目的，所以強(qiáng)調(diào)示出主要部分。因此附圖內(nèi)的各構(gòu)成要素間的相對的尺寸比例以及長寬比例和實(shí)際均不相同。
(第一實(shí)施方式)圖1是本發(fā)明一復(fù)合電子器件實(shí)施方式的剖面圖，圖2是同一器件的重要部分的擴(kuò)大剖面圖。
如前所述，圖1的電子元件16等的厚度是幾mm數(shù)量級，而電解電容部200的厚度低于mm數(shù)量級，然而特意將電容部擴(kuò)大來說明。另外，腐蝕部實(shí)際上有很復(fù)雜的異形表面，但是在圖2只是用簡單化的溝槽來示意。
在圖1、圖2中所示的復(fù)合電子器件具有由單面經(jīng)腐蝕處理的鋁箔和鉭等瓣金屬粉末的燒結(jié)體形成的多孔質(zhì)瓣金屬薄層體1、以及設(shè)置在該多孔質(zhì)瓣金屬薄層體1的單面上的第一連接端子2。在該第一的連接端子2是鋁箔的場合，也可以直接利用未經(jīng)腐蝕處理的面或在未經(jīng)腐蝕處理的面上形成金、銅和鎳等的其他金屬層。在使用瓣金屬粉末的燒結(jié)體的場合，也可以直接利用沒形成電介質(zhì)膜的燒結(jié)體表面，也可以用濺射、蒸鍍等方法在沒形成電介質(zhì)膜的燒結(jié)體表面，形成金、銅、鎳、鉭等的金屬層構(gòu)成。
再有，除去上述多孔質(zhì)瓣金屬薄層體1的第一連接端子2以外由陽極氧化法在金屬表面形成電介質(zhì)膜3，在此電介質(zhì)膜3上有固體電解質(zhì)層4。此固體電解質(zhì)層4既可以用化學(xué)聚合法和電解聚合法形成聚吡咯和聚硫苯等有機(jī)高分子層得到，也可以含浸在硝酸錳溶液內(nèi)通過熱分解形成二氧化錳層得到。
進(jìn)而，在固體電解質(zhì)層4上具有由單獨(dú)碳層、或者碳層和導(dǎo)電體涂層的層疊構(gòu)造等構(gòu)成的集電體層5。
在本實(shí)施方式1中，在集電層5上濺射金，以形成與第一連接端子2相反方向的第二連接端子6，除了用金以外，也可以用蒸鍍或?yàn)R射銅、鎳、鉭等的方法形成。也可以直接將集電層5作為第二連接端子使用。
然后用絕緣材料覆蓋整體形成絕緣層7。
形成絕緣層7以后，貫通第一連接端子2的面?zhèn)鹊慕^緣部7，形成到達(dá)第一連接端子2的孔8。進(jìn)而通過貫通第一連接端子2的面?zhèn)鹊慕^緣層7、第一連接端子2、多孔質(zhì)瓣金屬薄層1、電介質(zhì)膜3、和固體電解質(zhì)層4集電層5，形成到達(dá)第三連接端子6的孔9?？梢岳酶g、沖孔或者激光加工來形成孔8，9。
在上述孔9的內(nèi)壁上形成絕緣膜10。使用電沉積法，覆著絕緣材料形成絕緣膜10。然后在這些孔8，9內(nèi)電鍍銅等形成導(dǎo)電體101，111。孔8內(nèi)的導(dǎo)電體101只與第一連接端子2、孔9內(nèi)的導(dǎo)電體111只與第二連接端子6形成電的連接。
通過在這些孔8、9內(nèi)形成的導(dǎo)電體101、111的露出面上形成作為內(nèi)焊錫、金、錫和銀等組成表面連接端子部的連接點(diǎn)12，完成固體電解電容部200制作。連接觸點(diǎn)12的數(shù)量以及觸點(diǎn)形成的位置要與以后安裝的集成電路的腳數(shù)及位置相對應(yīng)。集成電路安裝以后，在剩余的焊接觸點(diǎn)12之間可以安裝芯片電阻器和芯片形陶瓷電容器以至于芯片電感器等芯片元件，因此即使制成了多余出集成電路連接數(shù)的焊點(diǎn)數(shù)也可以。還有，在固體電解電容部200的側(cè)面以及底面的絕緣部7上，形成與上述第一連接端子2連接的外部端子13、和與第二連接端子6連接的外部端子14。
最后通過在固體電解電容部200的上面形成的配線圖形15中連接芯片電阻器和芯片陶瓷電容和芯片電感等電子元件16以及集成電路17等形成復(fù)合電子器件。
這樣，由于能直接在薄型的固體電解電容的單面安裝上集成電路等，而不需要導(dǎo)線來回繞的導(dǎo)電模式，因此使高頻響應(yīng)特性的明顯提高，并且因裝備構(gòu)成電路的電子元件16，而能實(shí)現(xiàn)復(fù)合電子器件的薄型化。
再者，在第1實(shí)施方式中，將單面腐蝕處理過的鋁箔作為多孔質(zhì)瓣金屬薄層體體1使用。因此可以利用已經(jīng)確立的鋁電解電容器的鋁箔。如果將鋁箔的單面作掩膜腐蝕處理，就可以容易地獲得在單面具有所希望的腐蝕溝的多孔質(zhì)瓣金屬薄層體1，可以提高生產(chǎn)效率。
還有，之所以使用鉭等的瓣金屬粉末的燒結(jié)體作為多孔質(zhì)瓣金屬薄層體1，是因?yàn)樗@得的靜電電容量大。
進(jìn)而，之所以將鋁箔或者瓣金屬燒結(jié)體的單面作為第一連接端子2，是因?yàn)椴恍枰渌淖鳛榈谝贿B接端子2的金屬層，從而使構(gòu)成的元件減少、生產(chǎn)效率提高、對降低成本有利。但是在要想提高與孔8、9內(nèi)形成的導(dǎo)電體101、111的連接的可靠性的場合，最好是在多孔質(zhì)瓣金屬薄層體1的單面上形成金、銅和鎳等的金屬層作為第一連接端子2。
還有，由于使用聚吡咯和聚硫笨等的有機(jī)高分子材料作固體電解質(zhì)層4，而可以獲得阻抗低的固體電解電容，成為高頻響應(yīng)特性更優(yōu)良的器件。再有，作為完全成熟的技術(shù)，有形成二氧化錳的方法，由于有了精密的而且可以自由地控制厚度的制造方法、而可以提高生產(chǎn)率、可靠性。
更進(jìn)一步，外部端子13、14也不一定是必要的，既可以利用連接焊點(diǎn)12和配線圖形15來替代外部端子13、14，也可以將在連接焊點(diǎn)12上安裝的集成電路和芯片元件作為引出電極來替代使用。
以下參照

本發(fā)明的固體電解電容制造方法的一例。
首先準(zhǔn)備如圖3所示的經(jīng)單面腐蝕處理的鋁箔，用作多孔質(zhì)瓣金屬薄層體1。這樣的鋁箔單面經(jīng)過掩膜腐蝕處理容易地獲得，尚且，在圖3中，省略了薄膜1上形成的腐蝕形狀的記載。
其次在如圖4所示那樣，在由多孔質(zhì)瓣金屬薄層體組成的未作腐蝕處理的鋁箔的那個(gè)單面上通過濺射形成由銅組成第一連接端子2。除了濺射法以外，也可以用蒸鍍或者貼付銅箔的方法形成該第一連接端子2。
其次如圖5所示那樣，在除了多孔質(zhì)瓣金屬薄層體1的被腐蝕的面之外，形成用熱硬化環(huán)氧樹脂覆蓋的絕緣部7。
在本實(shí)施方式一中，連續(xù)自動(dòng)形成由熱硬化環(huán)氧樹脂和無機(jī)充填材料組成的模塑樹脂、形成絕緣部7。作為絕緣樹脂除了熱硬化性環(huán)氧樹脂以外，可以使用光硬化性環(huán)氧樹脂、和光硬化性或者熱硬化性不飽和聚酯樹脂等等。再有，除連續(xù)自動(dòng)成形法之外，也可以用涂布法。
其次，在化成液中使鋁陽極氧化后，如圖6所示那樣在金屬表面上形成電介質(zhì)膜3。電介質(zhì)膜3形成以后，在含有吡咯的溶液中浸泡，然后通過在氧化劑溶液中浸泡進(jìn)行化學(xué)氧化聚合作用，在電介質(zhì)膜3上形成聚吡咯薄膜。形成聚吡咯薄膜以后再浸泡在含有吡咯的溶液內(nèi)，聚吡咯層作為陽極，溶液中的電極作為陰極，通過電解聚合作用，在上述的聚吡咯薄膜上形成充分厚度的聚吡咯層，作為固體電解質(zhì)層4。
其次，如圖7所示，涂布碳素墨水、干燥以后涂布銀涂料，由硬化碳層和銀涂料層形成集電層5。
其次，如圖8所示那樣，在必要的部分上用沖孔法制成需要數(shù)量的貫通孔9。
其次，如圖9所示在集電層5上貼付由銅組成的第二連接端子6，以使集電層5與第二端子電導(dǎo)通，如圖10所示那樣使用熱硬化性環(huán)氧樹脂在第二連接端子6上以及也包括固體電解質(zhì)層4、集電層5的裸露部，形成絕緣部7，整體被絕緣部7覆蓋。其次如圖11所示使用電沉積法，在這個(gè)孔9的內(nèi)壁，形成由樹脂組成的絕緣膜10。
并且，如圖12所示那樣，在第一連接端子2側(cè)的既定位置用激光加工形成孔8，同時(shí)，形成連通第一連接端子2側(cè)面的開口部52以及連通第二連接端子6側(cè)面的開口部53。接著如圖13所示，在孔8、9以及開口部52以及53的內(nèi)面上形成利用電鍍銅的導(dǎo)電體101、111、121以及131。形成孔8內(nèi)的導(dǎo)電體101和開口部52的導(dǎo)電體121，以使它們與第一連接端子2電連接，孔9內(nèi)的導(dǎo)電體111以及開口部53的導(dǎo)電體131與第二連接端子6電連接。
再有，如圖14所示，在導(dǎo)電體101、111的露出部分上形成由利用焊錫、金或銀的連接焊點(diǎn)組成的表面連接端子部12，制作完成固體電解電容部200。再有如圖15所示那樣，在側(cè)面以及底面上形成分別通過121和131連接第一連接端子2和第二連接端子6的外部端子13、14。
其次如圖16所示那樣，在形成連接端子12的絕緣7上，與電路圖形一致地形成利用導(dǎo)電體的配線圖形15，并在規(guī)定的部位連接電感和電阻等電子元件16以及集成電路17，作成復(fù)合電子器件。
根據(jù)本發(fā)明，因電容與集成電路之間的電路徑的電感非常低、而可以提高高頻特性。
(第二實(shí)施方式)下面通過使用瓣金屬粉末代替腐蝕的鋁箔的例子按第二實(shí)施方式，來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。也就是，以瓣金屬粉末的燒結(jié)體作為多孔瓣金屬薄層體使用的場合，如圖17所示在鉭箔18的單面結(jié)合上鉭的燒結(jié)體19，構(gòu)成多孔質(zhì)瓣金屬薄層。構(gòu)成絕緣層7的圖5以后的工序是采用與第1實(shí)施方式相同的工序制造固體電解電容器，作成復(fù)合電子器件。
在第一實(shí)施方式中，如圖4所示那樣，在由鋁箔組成的金屬薄膜1未作腐蝕處理的那個(gè)面上通過濺射形成由銅形成的第一連接端子2。與此對照，在第2實(shí)施方式中，如圖17所示那樣，在鉭箔18上的未形成鉭燒結(jié)體19的那個(gè)面上，通過濺射形成由銅組成的第一連接端子2。圖5以后的工序，應(yīng)用與第一實(shí)施方式相同的工序。
已制成的復(fù)合電子器件，因?yàn)槠潆娊橘|(zhì)是比氧化鋁的介電常數(shù)大的氧化鉭，所以不僅具有良好的高頻響應(yīng)特性，還能提供大容量電容器。
在鉭燒結(jié)體的場合，因構(gòu)成的鉭粒子成微粒子化、電容的有效面積擴(kuò)大了，實(shí)現(xiàn)了介電常數(shù)大和大電容量化。結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)與使用腐蝕的鋁箔的電容相比4倍以上的大容量化。
(第3的實(shí)施方式)下面通過使用瓣金屬粉末代替腐蝕的鋁箔的另一例、按第3的實(shí)施方式，參照圖1 8說明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先將鉭金屬粉末燒結(jié)形成多孔質(zhì)鉭的薄層體19，然后在薄層體19的單面上用熱硬化性環(huán)氧樹脂形成絕緣部7，然后，陽極氧化具有絕緣體的薄層體19。借此，在全體多孔質(zhì)的空孔部上形成電介質(zhì)膜。以后的工序與所述的第1實(shí)施方式相同，以圖6以后的工序制造固體電解電容器，作成復(fù)合電子器件。按照本實(shí)施方式，因燒結(jié)體被預(yù)熱硬化性樹脂覆蓋的金屬面29沒有被陽極氧化，而保持著導(dǎo)電性。
并且，在圖18所示，在沒形成鉭燒結(jié)體19的電介質(zhì)膜的金屬面29上，用濺射形成由銅組成的第一連接端子2，也可以從其上面形成絕緣體7。陽極氧化以后的工序與第1實(shí)施方式相同。
已制成的復(fù)合電子器件，因?yàn)槠潆娊橘|(zhì)是比氧化鋁的介電常數(shù)大的氧化鉭，所以不僅具有良好的高頻響應(yīng)性，還能提供大容量電容器。再有因?yàn)椴皇褂帽∧罱饘?，所以能?shí)現(xiàn)更薄型的復(fù)合電子器件。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明是關(guān)于利用于各種電子設(shè)備中的復(fù)合電子器件，由于是在薄型電容上配置電子元件的構(gòu)成，所以在形成薄型固體電解電容的連接部的面上可以直接連接集成電路，再組裝其他的元件，因此可以提供薄型、高頻響應(yīng)特性極其優(yōu)良的，在構(gòu)成數(shù)字電路中有效的復(fù)合電子器件。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合電子器件，包括電容器部(200)、至少形成在所述的絕緣層的一面上并與所述的電容部電連接的表面連接端子部(12)，在與所述的連接部同一面上設(shè)置的多個(gè)配線圖形(15)，和在所述絕緣部的側(cè)面上與所述的電容部成電連接的外部端子(13，14)；其中所述電容器包括在一面上具有多孔質(zhì)表面和在所述的多孔質(zhì)表面上形成的電介質(zhì)膜(3)的多孔質(zhì)瓣金屬薄層體(1)，設(shè)置在所述多孔質(zhì)瓣金屬薄層體的另一面上的連接端子(2)，在所述的電介質(zhì)膜上形成的固體電解質(zhì)層(4)，在所述固體電解質(zhì)上形成的第二連接端子(6)，在所述瓣金屬薄層體和所述第一連接端子以及所述第二連接端子上形成的絕緣部(7)，貫通所述絕緣層到達(dá)所述第一連接端子上的第一孔(8)，為了貫通所述的絕緣層和所述的瓣金屬薄層體到達(dá)第二連接端子而形成并在其內(nèi)壁上有絕緣膜的第二孔(9)，和在所述第一孔以及第二孔內(nèi)與所述的第一連接端子以及第二連接端子電連接并與其他部分絕緣形成的導(dǎo)電體(101，111)。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于在所述的固體電解質(zhì)之間還有集電層(5)。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于所述多孔質(zhì)瓣金屬薄層體是對單面進(jìn)行腐蝕處理后的鋁箔。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于所述多孔質(zhì)瓣金屬薄層體是瓣金屬粉末的燒結(jié)體(19)。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于所述的多孔質(zhì)瓣金屬薄層體是在金屬箔(18)上形成瓣金屬粉末燒結(jié)體的薄層。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于所述的第一連接端子就是一面經(jīng)過腐蝕處理成多孔質(zhì)化后的鋁箔的另一面本身。
7.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于所述的第一連接端子是在一面經(jīng)過腐蝕處理成多孔質(zhì)化后的鋁箔的另一面上再形成的其他金屬層。
8.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于所述的第一連接端子是由瓣金屬粉末燒結(jié)體形成的瓣金屬薄片的沒有電介質(zhì)的那面(29)。
9.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于所述的第一連接端子是在瓣金屬粉末燒結(jié)體形成的瓣金屬薄片的沒有電介質(zhì)的那面上再形成的其他的金屬層。
10.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于所述的第一連接端子是在一面上形成瓣金屬粉末燒結(jié)體的瓣金屬薄層體的另外一面。
11.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于所述的第一連接端子是在一面形成有瓣金屬粉末燒結(jié)體的瓣金屬薄層體的另一面上再形成的其他金屬層。
12.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于使用有機(jī)高分子材料作為固體電解質(zhì)層。
13.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于使用二氧化錳作為固體電解質(zhì)層。
14.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子器件，其特征在于具有超過集成成路的連接焊點(diǎn)數(shù)量的所述表面連接端子部。
全文摘要
本發(fā)明提供高頻響應(yīng)性能優(yōu)良的薄型復(fù)合電子器件，所述復(fù)合電子器件以下述方式構(gòu)成在多孔質(zhì)瓣金屬薄層體的單面上設(shè)置電介質(zhì)膜、固體電解質(zhì)層、集電體層、用絕緣層覆蓋這些部分，在經(jīng)這樣的加工后的器件和所述絕緣層的至少一面上裸露出分別與第一連接端子以及第二連接端子相連接的導(dǎo)電體，在所述導(dǎo)電體上形成連接焊點(diǎn)，用以連接集成電路和其他電子元件。
文檔編號H01G4/40GK1460273SQ02801010
公開日2003年12月3日 申請日期2002年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月29日
發(fā)明者御堂勇治, 是近哲廣, 高木誠司, 藤井達(dá)雄, 益見英樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社