JP7772256B2 - コンデンサ内蔵基板 - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサ内蔵基板に関する。

特許文献１には、コンデンサを形成するコンデンサ部を少なくとも１つ含むコンデンサ層と、接続端子と、上記コンデンサ層の厚さ方向に上記コンデンサ部を貫通するように形成されたスルーホール導体と、を備えるモジュールが開示されている。上記スルーホール導体は、上記コンデンサ部を上記厚さ方向に貫通する第１の貫通孔の少なくとも内壁面に形成された第１のスルーホール導体を含む。上記第１のスルーホール導体は、上記コンデンサ部の陽極と電気的に接続される。上記コンデンサ部は、金属からなる陽極板を含む。上記第１のスルーホール導体は、上記陽極板の端面と接続される。上記モジュールは、上記第１のスルーホール導体と上記陽極板の端面との間に設けられた陽極接続層をさらに備える。上記陽極接続層を介して、上記第１のスルーホール導体が上記陽極板の端面と接続される。上記厚さ方向に直交する方向から断面視したとき、上記陽極接続層が存在する部分の上記第１のスルーホール導体は、上記陽極接続層が存在しない部分の上記第１のスルーホール導体に比べて、上記第１の貫通孔の内側に盛り上がる。

特開２０２２－１７２２５５号公報

特許文献１には、モジュールの一実施形態として、コンデンサ素子が配線基板に内蔵されたコンデンサ内蔵基板が記載されている。

このようなコンデンサ内蔵基板を製造するために、特許文献１の図１４Ａ及び図１４Ｂには、ドリル加工あるいはレーザー加工によって、スルーホール導体２６２、２６４が形成される部分に貫通孔２６３、２６５を形成し、その後、無電解Ｃｕめっき等により、貫通孔２６３、２６５の内部の表面をメタライジングしてスルーホール導体２６２、２６４を形成することが記載されている。

その際、例えば、陽極板２３１の端面に接続されるようにスルーホール導体２６２を形成しようとすると、スルーホール導体２６２用の貫通孔２６３の内面には、陽極板２３１及び導電部２２０が同時に露出する。しかしながら、一般に、陽極板２３１はＡｌ（アルミニウム）等の弁作用金属から構成されるのに対して、導電部２２０はＣｕ（銅）等の金属から構成されるため、これらの異種の金属が露出する貫通孔２６３の表面に、めっき処理等の一般的な手法を用いてスルーホール導体２６２を形成することは困難である。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、陽極板の端面に接続されるコンデンサ貫通陽極導体を一般的な手法を用いて形成することが可能なコンデンサ内蔵基板を提供することを目的とする。

本発明のコンデンサ内蔵基板は、コンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を内蔵する配線基板と、を備える。上記コンデンサ素子は、コンデンサ部と、上記コンデンサ部の少なくとも一方の主面を覆うように設けられた封止層と、を含む。上記コンデンサ部は、芯部の少なくとも一方の主面に多孔質部を有する陽極板と、上記多孔質部の表面に設けられた誘電体層と、上記誘電体層の表面に設けられた陰極層と、を含む。上記陽極板の厚さ方向において上記配線基板を貫通せずに上記コンデンサ素子を貫通するように、少なくとも１つの第１のコンデンサ貫通穴及び少なくとも１つの第２のコンデンサ貫通穴が設けられる。上記第１のコンデンサ貫通穴の内部には、上記陽極板の端面に電気的に接続されるコンデンサ貫通陽極導体が設けられる。上記陽極板の厚さ方向において上記配線基板及び上記コンデンサ素子を貫通するように、上記第１のコンデンサ貫通穴の内側に第１の基板貫通穴が設けられるとともに、上記第２のコンデンサ貫通穴の内側に第２の基板貫通穴が設けられる。上記第１の基板貫通穴の内壁面には、上記陽極板に電気的に接続される基板貫通陽極導体が設けられる。上記第２の基板貫通穴の内壁面には、上記陰極層に電気的に接続される基板貫通陰極導体が設けられる。上記基板貫通陽極導体は、上記コンデンサ貫通陽極導体の内側に位置する。

本発明によれば、陽極板の端面に接続されるコンデンサ貫通陽極導体を一般的な手法を用いて形成することが可能なコンデンサ内蔵基板を提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るコンデンサ内蔵基板の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、図１に示すコンデンサ内蔵基板のＡ－Ａ線に沿った平面図である。 図３は、図１に示すコンデンサ内蔵基板のＢ－Ｂ線に沿った平面図である。 図４Ａ～図４Ｇは、本発明の範囲内であるコンデンサ内蔵基板の作製方法のうち、コンデンサ貫通陽極導体を有するコンデンサ素子を作製する方法の一例を模式的に示す断面図である。 図５Ａ～図５Ｃは、コンデンサ貫通陽極導体を有するコンデンサ素子を用いてコンデンサ内蔵基板を作製する方法の一例を模式的に示す断面図である。 図６Ａ～図６Ｄは、本発明の範囲外であるコンデンサ内蔵基板の作製方法のうち、コンデンサ貫通陽極導体を有しないコンデンサ素子を作製する方法の一例を模式的に示す断面図である。 図７Ａ～図７Ｃは、コンデンサ貫通陽極導体を有しないコンデンサ素子を用いてコンデンサ内蔵基板を作製する方法の一例を模式的に示す断面図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係るコンデンサ内蔵基板の一例を模式的に示す断面図である。 図９は、図８に示すコンデンサ内蔵基板のＡ－Ａ線に沿った平面図である。 図１０は、図８に示すコンデンサ内蔵基板のＢ－Ｂ線に沿った平面図である。 図１１は、本発明の第３実施形態に係るコンデンサ内蔵基板の一例を模式的に示す平面図である。 図１２は、本発明の第４実施形態に係るコンデンサ内蔵基板の一例を模式的に示す断面図である。 図１３は、本発明の第５実施形態に係るコンデンサ内蔵基板の一例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明のコンデンサ内蔵基板について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更されてもよい。また、以下の実施形態において記載する個々の好ましい構成を複数組み合わせたものもまた本発明である。

以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示す構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記載は省略し、異なる点を主に説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎に逐次言及しない。

以下の説明において、各実施形態を特に区別しない場合、単に「本発明のコンデンサ内蔵基板」と言う。

本明細書において、要素間の関係性を示す用語（例えば「垂直」、「平行」、「直交」等）及び要素の形状を示す用語は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。また、本明細書において、「同等である」とは、完全に同等である場合のみを意味する表現ではなく、実質的に同等である場合、例えば、数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。

以下に示す図面は模式図であり、その寸法、縦横比の縮尺等は実際の製品と異なる場合がある。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るコンデンサ内蔵基板の一例を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示すコンデンサ内蔵基板のＡ－Ａ線に沿った平面図である。図３は、図１に示すコンデンサ内蔵基板のＢ－Ｂ線に沿った平面図である。

図１に示すコンデンサ内蔵基板１は、コンデンサ素子１００と、コンデンサ素子１００を内蔵する配線基板２００と、を備える。

コンデンサ素子１００は、コンデンサ部１０と、コンデンサ部１０の少なくとも一方の主面を覆うように設けられた封止層２０と、を含む。図１に示す例では、封止層２０は、コンデンサ部１０を覆う第１封止層２１と、第１封止層２１を覆う第２封止層２２と、を含む。

図１に示す例では、封止層２０の内部に１個のコンデンサ部１０が配置されている。封止層２０の内部に配置されるコンデンサ部１０の数は特に限定されず、１個でもよく、複数個でもよい。

コンデンサ部１０は、芯部１１Ａの少なくとも一方の主面に多孔質部１１Ｂを有する陽極板１１と、多孔質部１１Ｂの表面に設けられた誘電体層１３と、誘電体層１３の表面に設けられた陰極層１２と、を含む。これにより、コンデンサ部１０は、電解コンデンサを構成する。図１に示す例では、陽極板１１は、芯部１１Ａの両方の主面に多孔質部１１Ｂを有するが、芯部１１Ａのいずれか一方の主面のみに多孔質部１１Ｂを有してもよい。

陰極層１２は、例えば、誘電体層１３の表面に設けられた固体電解質層を含む。陰極層１２は、固体電解質層の表面に設けられた導電体層をさらに含むことが好ましい。陰極層１２が固体電解質層を含む場合、コンデンサ部１０は、固体電解コンデンサを構成する。

封止層２０は、１層のみから構成されてもよく、２層以上から構成されてもよい。封止層２０が２層以上から構成される場合、各層を構成する材料は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。

封止層２０は、図１に示すように、コンデンサ部１０の厚さ方向に相対する両方の主面に設けられていることが好ましい。封止層２０によってコンデンサ部１０が保護される。

コンデンサ内蔵基板１には、陽極板１１の厚さ方向（図１では上下方向）において配線基板２００を貫通せずにコンデンサ素子１００を貫通するように、少なくとも１つの第１のコンデンサ貫通穴３５Ａ及び少なくとも１つの第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂが設けられている。第１のコンデンサ貫通穴３５Ａと第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂとは、互いに離れて配置されている。

第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの平面形状（例えば、厚さ方向に垂直な断面形状）は特に限定されず、例えば、円形状である。同様に、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの平面形状は特に限定されず、例えば、円形状である。

第１のコンデンサ貫通穴３５Ａは、陽極板１１の厚さ方向の平面視で、陰極層１２内に存在することが好ましい。同様に、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂは、陽極板１１の厚さ方向の平面視で、陰極層１２内に存在することが好ましい。

第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの数は、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの数と同じでもよく、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの数より少なくてもよく、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの数より多くてもよい。

第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの径は、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの径と同等でもよく、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの径より小さくてもよく、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの径より大きくてもよい。

本明細書において、貫通穴の径とは、平面形状が円形状である場合は直径を意味し、円形状以外である場合は等価円相当径を意味する。

第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの径は、厚さ方向において一定でもよく、異なってもよい。同様に、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの径は、厚さ方向において一定でもよく、異なってもよい。

複数の第１のコンデンサ貫通穴３５Ａが設けられている場合、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの径は、それぞれ同じでもよく、一部又は全部が異なってもよい。

複数の第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂが設けられている場合、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの径は、それぞれ同じでもよく、一部又は全部が異なってもよい。

第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内部には、陽極板１１の端面に電気的に接続されるコンデンサ貫通陽極導体３０Ａが設けられている。

言い換えると、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａは、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内壁面で陽極板１１に電気的に接続されている。したがって、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａと陽極板１１の端面との間には、封止層２０等の絶縁性材料が充填されていない。

コンデンサ貫通陽極導体３０Ａに電気的に接続される陽極板１１の端面には、芯部１１Ａ及び多孔質部１１Ｂが露出していることが好ましい。この場合、芯部１１Ａに加えて多孔質部１１Ｂでも、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａとの電気的な接続がなされる。

陽極板１１の厚さ方向から見たとき、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａは、図２に示すように、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの全周にわたって陽極板１１と電気的に接続されていることが好ましい。

コンデンサ貫通陽極導体３０Ａは、陽極接続層を介して陽極板１１の端面に電気的に接続されていてもよく、陽極板１１の端面に直に接続されていてもよい。

複数の第１のコンデンサ貫通穴３５Ａが設けられている場合、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａが内部に設けられていない第１のコンデンサ貫通穴３５Ａが含まれていてもよいが、全ての第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内部にコンデンサ貫通陽極導体３０Ａが設けられていることが好ましい。

さらに、コンデンサ内蔵基板１には、陽極板１１の厚さ方向において配線基板２００及びコンデンサ素子１００を貫通するように、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内側に第１の基板貫通穴４５Ａが設けられているとともに、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの内側に第２の基板貫通穴４５Ｂが設けられている。

第１の基板貫通穴４５Ａの平面形状は特に限定されず、例えば、円形状である。同様に、第２の基板貫通穴４５Ｂの平面形状は特に限定されず、例えば、円形状である。

複数の第１のコンデンサ貫通穴３５Ａが設けられている場合、第１の基板貫通穴４５Ａが内側に設けられていない第１のコンデンサ貫通穴３５Ａが含まれていてもよいが、全ての第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内側に第１の基板貫通穴４５Ａが設けられていることが好ましい。同様に、複数の第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂが設けられている場合、第２の基板貫通穴４５Ｂが内側に設けられていない第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂが含まれていてもよいが、全ての第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの内側に第２の基板貫通穴４５Ｂが設けられていることが好ましい。

第１の基板貫通穴４５Ａの径は、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの径より小さい限り、特に限定されない。同様に、第２の基板貫通穴４５Ｂの径は、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの径より小さい限り、特に限定されない。

第１の基板貫通穴４５Ａの径は、第２の基板貫通穴４５Ｂの径と同等でもよく、第２の基板貫通穴４５Ｂの径より小さくてもよく、第２の基板貫通穴４５Ｂの径より大きくてもよい。

第１の基板貫通穴４５Ａの径は、厚さ方向において一定でもよく、異なってもよい。同様に、第２の基板貫通穴４５Ｂの径は、厚さ方向において一定でもよく、異なってもよい。

複数の第１の基板貫通穴４５Ａが設けられている場合、第１の基板貫通穴４５Ａの径は、それぞれ同じでもよく、一部又は全部が異なってもよい。

複数の第２の基板貫通穴４５Ｂが設けられている場合、第２の基板貫通穴４５Ｂの径は、それぞれ同じでもよく、一部又は全部が異なってもよい。

第１の基板貫通穴４５Ａの内壁面には、陽極板１１に電気的に接続される基板貫通陽極導体４０Ａが設けられている。第２の基板貫通穴４５Ｂの内壁面には、陰極層１２に電気的に接続される基板貫通陰極導体４０Ｂが設けられている。

基板貫通陽極導体４０Ａは、図１及び図２に示すように、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａの内側に位置する。

後述するように、陽極板１１の端面に接続されるようにコンデンサ貫通陽極導体３０Ａを形成した後、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａの内側に基板貫通陽極導体４０Ａを形成することにより、基板貫通陽極導体４０Ａを形成するための第１の基板貫通穴４５Ａの内面には、陽極板１１を構成する金属が露出しない。そのため、めっき処理等の一般的な手法を用いて基板貫通陽極導体４０Ａを容易に形成することができる。

なお、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａを形成した後、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａと異なる位置に基板貫通陽極導体４０Ａを形成する場合でも、基板貫通陽極導体４０Ａを形成するための第１の基板貫通穴４５Ａの内面には、陽極板１１を構成する金属が露出しない。しかし、この場合には、コンデンサとしての機能発現領域が縮小し、容量が低下するため、コンデンサ性能が低下する。これに対して、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａの内側に基板貫通陽極導体４０Ａを形成することにより、コンデンサとしての機能が発現しない領域が少なくなるため、コンデンサ性能の低下を抑えることができる。

図２に示すように、陽極板１１の厚さ方向から見たとき、基板貫通陽極導体４０Ａは、第１の基板貫通穴４５Ａの内壁面の全周にわたって設けられていることが好ましい。

図３に示すように、陽極板１１の厚さ方向から見たとき、基板貫通陰極導体４０Ｂは、第２の基板貫通穴４５Ｂの内壁面の全周にわたって設けられていることが好ましい。

図２及び図３に示すように、基板貫通陽極導体４０Ａの径は、基板貫通陰極導体４０Ｂの径と同等であることが好ましい。基板貫通陽極導体４０Ａの径は、基板貫通陰極導体４０Ｂの径より小さくてもよく、基板貫通陰極導体４０Ｂの径より大きくてもよい。

本明細書において、貫通導体の径とは、平面形状が円形状である場合は直径を意味し、円形状以外である場合は等価円相当径を意味する。

特に、陽極板１１の厚さ方向から見て、基板貫通陽極導体４０Ａの面積は、基板貫通陰極導体４０Ｂの面積と同等であることが好ましい。基板貫通陽極導体４０Ａの面積は、基板貫通陰極導体４０Ｂの面積より小さくてもよく、基板貫通陰極導体４０Ｂの面積より大きくてもよい。

基板貫通陽極導体４０Ａを構成する材料は、基板貫通陰極導体４０Ｂを構成する材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。

コンデンサ貫通陽極導体３０Ａを構成する材料は、基板貫通陽極導体４０Ａを構成する材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。

図１に示すように、基板貫通陽極導体４０Ａとコンデンサ貫通陽極導体３０Ａとの間には、封止層２０等の絶縁性材料が充填されていることが好ましい。図１に示す例では、基板貫通陽極導体４０Ａとコンデンサ貫通陽極導体３０Ａとの間に第２封止層２２が充填されている。

また、基板貫通陰極導体４０Ｂと陽極板１１の端面との間には、封止層２０等の絶縁性材料が充填されていることが好ましい。図１に示す例では、基板貫通陰極導体４０Ｂと陽極板１１の端面との間に第１封止層２１が充填されている。

図１に示すように、コンデンサ素子１００は、陽極板１１の少なくとも一方の主面において、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの周囲に設けられる絶縁マスク層２５をさらに含んでもよい。第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの周囲に設けられる絶縁マスク層２５は、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａと陰極層１２との間に設けられることが好ましい。

また、コンデンサ素子１００は、陽極板１１の少なくとも一方の主面において、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの周囲に設けられる絶縁マスク層２５をさらに含んでもよい。第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの周囲に設けられる絶縁マスク層２５は、基板貫通陰極導体４０Ｂとコンデンサ部１０との間に充填される絶縁性材料（図１では第１封止層２１）と陰極層１２との間に設けられることが好ましい。

図１には示されていないが、コンデンサ部１０は、陽極板１１の少なくとも一方の主面において、陰極層１２の周囲を囲むように設けられる絶縁マスク層２５をさらに含んでもよい。陰極層１２の周囲を絶縁マスク層２５で囲むことによって、陽極板１１と陰極層１２との間の絶縁性が確保され、両者間の短絡が防止される。絶縁マスク層２５は、陰極層１２の周囲の一部を囲むように設けられてもよいが、陰極層１２の周囲の全体を囲むように設けられてもよい。

図１に示すように、基板貫通陽極導体４０Ａの内側には、樹脂材料が充填されてなる第１樹脂充填部４８Ａが設けられていてもよい。その場合、第１樹脂充填部４８Ａは、第１の基板貫通穴４５Ａ内の基板貫通陽極導体４０Ａで囲まれた空間に設けられる。第１樹脂充填部４８Ａが設けられることで第１の基板貫通穴４５Ａ内の空間が解消されると、基板貫通陽極導体４０Ａのデラミネーションの発生が抑制される。なお、第１樹脂充填部４８Ａは、導体であってもよく、絶縁体であってもよい。

また、基板貫通陰極導体４０Ｂの内側には、樹脂材料が充填されてなる第２樹脂充填部４８Ｂが設けられていてもよい。その場合、第２樹脂充填部４８Ｂは、第２の基板貫通穴４５Ｂ内の基板貫通陰極導体４０Ｂで囲まれた空間に設けられる。第２樹脂充填部４８Ｂが設けられることで第２の基板貫通穴４５Ｂ内の空間が解消されると、基板貫通陰極導体４０Ｂのデラミネーションの発生が抑制される。なお、第２樹脂充填部４８Ｂは、導体であってもよく、絶縁体であってもよい。

図１に示す例では、第１封止層２１と第２封止層２２との間に第１配線層５１Ａ及び５１Ｂが設けられており、かつ、第２封止層２２の表面に第２配線層５２Ａ及び５２Ｂが設けられている。

図１において、第１配線層５１Ａ及び５１Ｂは、コンデンサ素子１００の上側及び下側の両方に設けられているが、いずれか一方のみに設けられていてもよい。同様に、第２配線層５２Ａ及び５２Ｂは、コンデンサ素子１００の上側及び下側の両方に設けられているが、いずれか一方のみに設けられていてもよい。

配線基板２００は、例えば、封止絶縁層５０を含む。図１に示す例では、配線基板２００は、１層の封止絶縁層５０を含む。

封止絶縁層５０は、１層のみから構成されてもよく、２層以上から構成されてもよい。封止絶縁層５０が２層以上から構成される場合、各層を構成する材料は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。封止絶縁層５０は、封止層２０と同じ材料から構成されてもよく、封止層２０と異なる材料から構成されてもよい。

封止絶縁層５０は、図１に示すように、コンデンサ素子１００の厚さ方向に相対する両方の主面に設けられていることが好ましい。図１に示すように、コンデンサ素子１００の両方の主面に加えて、コンデンサ素子１００の側面の少なくとも一部も封止絶縁層５０に覆われていることが好ましい。

図１に示す例では、封止絶縁層５０の表面に第３配線層５３Ａ及び５３Ｂが設けられている。

図１において、第３配線層５３Ａ及び５３Ｂは、コンデンサ素子１００の上側及び下側の両方に設けられているが、いずれか一方のみに設けられていてもよい。

第１配線層５１Ａは、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａに電気的に接続されている。図１に示す例においては、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａの端部に第１配線層５１Ａが接続されている。

第２配線層５２Ａは、第１配線層５１Ａに電気的に接続されている。第２配線層５２Ａは、例えば、第２封止層２２を貫通する陽極ビア導体５５Ａを介して第１配線層５１Ａに接続されている。

さらに、第２配線層５２Ａは、基板貫通陽極導体４０Ａに電気的に接続されている。図１に示す例においては、第２配線層５２Ａの端部に基板貫通陽極導体４０Ａが接続されている。

第３配線層５３Ａは、基板貫通陽極導体４０Ａに電気的に接続されている。図１に示す例においては、基板貫通陽極導体４０Ａの端部に第３配線層５３Ａが接続されている。

以上より、第３配線層５３Ａは、基板貫通陽極導体４０Ａ、第２配線層５２Ａ、陽極ビア導体５５Ａ、第１配線層５１Ａ及びコンデンサ貫通陽極導体３０Ａを介して陽極板１１に電気的に接続されている。

第１配線層５１Ｂは、陰極層１２に電気的に接続されている。第１配線層５１Ｂは、例えば、第１封止層２１を貫通する陰極ビア導体５５Ｂを介して陰極層１２に接続されている。

さらに、第１配線層５１Ｂは、基板貫通陰極導体４０Ｂに電気的に接続されている。図１に示す例においては、第１配線層５１Ｂの端部に基板貫通陰極導体４０Ｂが接続されている。

第２配線層５２Ｂは、基板貫通陰極導体４０Ｂに電気的に接続されている。図１に示す例においては、第２配線層５２Ｂの端部に基板貫通陰極導体４０Ｂが接続されている。図１には示されていないが、第２配線層５２Ｂは、第２封止層２２を貫通する陰極ビア導体を介して第１配線層５１Ｂに接続されていてもよい。

第３配線層５３Ｂは、基板貫通陰極導体４０Ｂに電気的に接続されている。図１に示す例においては、基板貫通陰極導体４０Ｂの端部に第３配線層５３Ｂが接続されている。

以上より、第３配線層５３Ｂは、基板貫通陰極導体４０Ｂ、第２配線層５２Ｂ、第１配線層５１Ｂ及び陰極ビア導体５５Ｂを介して陰極層１２に電気的に接続されている。

図１に示すコンデンサ内蔵基板１は、例えば、以下の方法により作製される。

図４Ａ～図４Ｇは、本発明の範囲内であるコンデンサ内蔵基板の作製方法のうち、コンデンサ貫通陽極導体を有するコンデンサ素子を作製する方法の一例を模式的に示す断面図である。

図４Ａでは、コンデンサ部１０を準備する。

例えば、芯部１１Ａの少なくとも一方の主面に多孔質部１１Ｂを有する陽極板１１に対して陽極酸化処理を行うことにより、多孔質部１１Ｂの表面に誘電体層１３を形成する。

あるいは、多孔質部１１Ｂの表面に誘電体層１３が設けられた陽極板１１として、化成箔を準備してもよい。

次に、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａ（図４Ｄ参照）及び第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂ（図４Ｂ参照）が形成される部分を含む領域に絶縁マスク層２５を形成する。例えば、絶縁性樹脂を、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布等の方法で誘電体層１３の表面に塗工することにより、絶縁マスク層２５を所定の領域に形成する。

続いて、誘電体層１３の表面のうち絶縁マスク層２５が設けられていない領域に、陰極層１２を形成する。例えば、陰極層１２として、誘電体層１３の表面に固体電解質層及び導電体層を順に形成する。以上により、コンデンサ部１０が得られる。

図４Ｂでは、コンデンサ部１０を貫通するように第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂを形成する。

例えば、ドリル加工、レーザー加工等の加工を行うことにより、絶縁マスク層２５及び陽極板１１を厚さ方向に貫通する第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂを形成する。

図４Ｃでは、コンデンサ部１０の両方の主面を第１封止層２１で覆う。図４Ｃに示すように、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂに第１封止層２１が充填されることが好ましい。

図４Ｄでは、コンデンサ部１０及び第１封止層２１を貫通するように第１のコンデンサ貫通穴３５Ａを形成する。

例えば、ドリル加工、レーザー加工等の加工を行うことにより、第１封止層２１、絶縁マスク層２５及び陽極板１１を厚さ方向に貫通する第１のコンデンサ貫通穴３５Ａを形成する。

図４Ｄに示すように、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内面には、陽極板１１以外の金属が露出していない。

図４Ｅでは、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内壁面にコンデンサ貫通陽極導体３０Ａを形成する。

例えば、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内壁面を、銅、金、銀等の低抵抗の金属でメタライズすることにより、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａを形成する。コンデンサ貫通陽極導体３０Ａを形成する際、例えば、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内壁面を、無電解銅めっき処理、電解銅めっき処理等でメタライズすることにより、加工が容易になる。なお、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａを形成する方法については、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内壁面をメタライズする方法以外に、金属、金属と樹脂との複合材料等を第１のコンデンサ貫通穴３５Ａに充填する方法であってもよい。

以上により、陽極板１１の端面に接続されるコンデンサ貫通陽極導体３０Ａが形成される。

図４Ｆでは、陰極ビア導体５５Ｂ、第１配線層５１Ａ及び第１配線層５１Ｂを所定の領域に形成する。

陰極ビア導体５５Ｂは、例えば、第１封止層２１を厚さ方向に貫通する貫通孔を形成した後、銅、金、銀等の低抵抗の金属を用いて貫通孔の内壁面にめっき処理を行ったり、導電性ペーストを充填した後に熱処理を行ったりすることにより形成される。

第１配線層５１Ａ及び第１配線層５１Ｂは、例えば、第１封止層２１の表面にめっき処理を行うことにより形成される。

図４Ｇでは、第１封止層２１、第１配線層５１Ａ及び第１配線層５１Ｂを第２封止層２２で覆うことにより、封止層２０を形成する。図４Ｇに示すように、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａに第２封止層２２が充填されることが好ましい。その後、陽極ビア導体５５Ａ、第２配線層５２Ａ及び第２配線層５２Ｂを所定の領域に形成する。

陽極ビア導体５５Ａは、例えば、第２封止層２２を厚さ方向に貫通する貫通孔を形成した後、銅、金、銀等の低抵抗の金属を用いて貫通孔の内壁面にめっき処理を行ったり、導電性ペーストを充填した後に熱処理を行ったりすることにより形成される。

第２配線層５２Ａ及び第２配線層５２Ｂは、例えば、第２封止層２２の表面にめっき処理を行うことにより形成される。

以上により、コンデンサ素子１００が作製される。

図５Ａ～図５Ｃは、コンデンサ貫通陽極導体を有するコンデンサ素子を用いてコンデンサ内蔵基板を作製する方法の一例を模式的に示す断面図である。

図５Ａでは、コンデンサ素子１００を封止絶縁層５０で覆う。

例えば、銅箔等の金属箔を表面に有する封止材料を用いてコンデンサ素子１００を覆うことにより、封止絶縁層５０を形成する。

図５Ｂでは、封止絶縁層５０、封止層２０及びコンデンサ部１０を貫通するように第１の基板貫通穴４５Ａ及び第２の基板貫通穴４５Ｂを形成する。

例えば、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内側に、ドリル加工、レーザー加工等の加工を行うことにより、第１の基板貫通穴４５Ａを形成する。この際、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの径よりも第１の基板貫通穴４５Ａの径を小さくすることにより、面方向において、第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内壁面と第１の基板貫通穴４５Ａの内壁面との間に第２封止層２２等の絶縁性材料が存在する状態にする。

同様に、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの内側に、ドリル加工、レーザー加工等の加工を行うことにより、第２の基板貫通穴４５Ｂを形成する。この際、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの径よりも第２の基板貫通穴４５Ｂの径を小さくすることにより、面方向において、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの内壁面と第２の基板貫通穴４５Ｂの内壁面との間に第１封止層２１等の絶縁性材料が存在する状態にする。

図５Ｂに示すように、第１の基板貫通穴４５Ａの内面及び第２の基板貫通穴４５Ｂの内面には、陽極板１１が露出しておらず、第２配線層５２Ａ等の配線層を構成する金属のみが露出している。

図５Ｃでは、第１の基板貫通穴４５Ａの内壁面に基板貫通陽極導体４０Ａを形成するとともに、第２の基板貫通穴４５Ｂの内壁面に基板貫通陰極導体４０Ｂを形成する。

例えば、第１の基板貫通穴４５Ａの内壁面を、銅、金、銀等の低抵抗の金属でメタライズすることにより、基板貫通陽極導体４０Ａを形成する。基板貫通陽極導体４０Ａを形成する際、例えば、第１の基板貫通穴４５Ａの内壁面を、無電解銅めっき処理、電解銅めっき処理等でメタライズすることにより、加工が容易になる。なお、基板貫通陽極導体４０Ａを形成する方法については、第１の基板貫通穴４５Ａの内壁面をメタライズする方法以外に、金属、金属と樹脂との複合材料等を第１の基板貫通穴４５Ａに充填する方法であってもよい。基板貫通陰極導体４０Ｂを形成する方法も同様である。基板貫通陽極導体４０Ａ及び基板貫通陰極導体４０Ｂは、同時に形成されてもよく、個別に形成されてもよい。

図５Ｃに示すように、第１樹脂充填部４８Ａ及び第２樹脂充填部４８Ｂを形成し、第３配線層５３Ａ及び第３配線層５３Ｂを形成することが好ましい。

以上により、コンデンサ素子１００が配線基板２００に内蔵されたコンデンサ内蔵基板１が作製される。

一方、図６Ａ～図６Ｄは、本発明の範囲外であるコンデンサ内蔵基板の作製方法のうち、コンデンサ貫通陽極導体を有しないコンデンサ素子を作製する方法の一例を模式的に示す断面図である。

図６Ａでは、図４Ａと同様に、コンデンサ部１０を準備する。

図６Ｂでは、図４Ｂと同様に、コンデンサ部１０を貫通するように第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂを形成する。

図６Ｃでは、図４Ｃと同様に、コンデンサ部１０の両方の主面を第１封止層２１で覆う。図６Ｃに示すように、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂに第１封止層２１が充填されることが好ましい。図６Ｃに示す例では、第１封止層２１により、封止層２０が形成される。

図６Ｄでは、図４Ｆと同様に、陰極ビア導体５５Ｂ、第１配線層５１Ａ及び第１配線層５１Ｂを所定の領域に形成する。

以上により、コンデンサ素子１００ａが形成される。

図７Ａ～図７Ｃは、コンデンサ貫通陽極導体を有しないコンデンサ素子を用いてコンデンサ内蔵基板を作製する方法の一例を模式的に示す断面図である。

図７Ａでは、図５Ａと同様に、コンデンサ素子１００ａを封止絶縁層５０で覆う。

図７Ｂでは、図５Ｂと同様に、封止絶縁層５０、封止層２０及びコンデンサ部１０を貫通するように第１の基板貫通穴４５Ａ及び第２の基板貫通穴４５Ｂを形成する。

図５Ｂとは異なり、図７Ｂでは、第１の基板貫通穴４５Ａの内面には、第１配線層５１Ａ等の配線層を構成する金属だけでなく、陽極板１１が露出している。

図７Ｃでは、図５Ｃと同様に、第１の基板貫通穴４５Ａの内壁面に基板貫通陽極導体４０Ａを形成するとともに、第２の基板貫通穴４５Ｂの内壁面に基板貫通陰極導体４０Ｂを形成する。

以上により、コンデンサ素子１００ａが配線基板２００に内蔵されたコンデンサ内蔵基板１ａが作製される。

上記のとおり、コンデンサ内蔵基板１ａを作製する方法では、第１の基板貫通穴４５Ａの内面に異種の金属が露出しているため、めっき処理等の一般的な手法を用いて基板貫通陽極導体４０Ａを形成することが困難になる。

これに対して、コンデンサ内蔵基板１を作製する方法では、第１の基板貫通穴４５Ａの内面に異種の金属が露出しないため、めっき処理等の一般的な手法を用いて基板貫通陽極導体４０Ａを容易に形成することができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るコンデンサ内蔵基板では、第２のコンデンサ貫通穴の内部にコンデンサ貫通陰極導体が設けられている。

図８は、本発明の第２実施形態に係るコンデンサ内蔵基板の一例を模式的に示す断面図である。図９は、図８に示すコンデンサ内蔵基板のＡ－Ａ線に沿った平面図である。図１０は、図８に示すコンデンサ内蔵基板のＢ－Ｂ線に沿った平面図である。

図８に示すコンデンサ内蔵基板２において、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの内部には、陽極板１１には電気的に接続されずに陰極層１２に電気的に接続されるコンデンサ貫通陰極導体３０Ｂが設けられている。

基板貫通陰極導体４０Ｂは、図８及び図１０に示すように、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂの内側に位置する。

図８に示すコンデンサ内蔵基板２は、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂを除いて、図１に示すコンデンサ内蔵基板１と共通の構成を備えている。

第１のコンデンサ貫通穴３５Ａの内部にコンデンサ貫通陽極導体３０Ａが設けられていることに加えて、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの内部にコンデンサ貫通陰極導体３０Ｂが設けられていることにより、コンデンサ素子１００を構成する各層間の密着強度がさらに向上する。その結果、層間の剥がれ等の不具合を抑制することができる。

複数の第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂが設けられている場合、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂが内部に設けられていない第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂが含まれていてもよいが、全ての第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの内部にコンデンサ貫通陰極導体３０Ｂが設けられていることが好ましい。

図８に示すように、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂと陽極板１１の端面との間には、封止層２０等の絶縁性材料が充填されていることが好ましい。図８に示す例では、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂと陽極板１１の端面との間に第１封止層２１が充填されている。

また、基板貫通陰極導体４０Ｂとコンデンサ貫通陰極導体３０Ｂとの間には、封止層２０等の絶縁性材料が充填されていることが好ましい。例えば、基板貫通陰極導体４０Ｂとコンデンサ貫通陰極導体３０Ｂとの間に第１封止層２１と同じ材料が充填されていてもよく、第２封止層２２と同じ材料が充填されていてもよい。

図１０に示すように、陽極板１１の厚さ方向から見たとき、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂは、第２のコンデンサ貫通穴３５Ｂの外周に沿って、全周にわたって設けられていることが好ましい。

図９及び図１０に示すように、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａの径は、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂの径と同等であることが好ましい。コンデンサ貫通陽極導体３０Ａの径は、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂの径より小さくてもよく、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂの径より大きくてもよい。

特に、陽極板１１の厚さ方向から見て、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａの面積は、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂの面積と同等であることが好ましい。コンデンサ貫通陽極導体３０Ａの面積は、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂの面積より小さくてもよく、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂの面積より大きくてもよい。

コンデンサ貫通陽極導体３０Ａを構成する材料は、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂを構成する材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。

コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂを構成する材料は、基板貫通陰極導体４０Ｂを構成する材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。

図８に示すように、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂは、第１配線層５１Ｂに電気的に接続されていることが好ましい。図８に示す例においては、コンデンサ貫通陰極導体３０Ｂの端部に第１配線層５１Ｂが接続されている。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係るコンデンサ内蔵基板では、陽極板の厚さ方向からの平面視で、第１の基板貫通陽極導体と第１の基板貫通陰極導体との中心間距離が、第１の基板貫通陽極導体と第２の基板貫通陰極導体との中心間距離と同等であるか、又は、第１の基板貫通陽極導体と第１の基板貫通陰極導体との中心間距離が、第２の基板貫通陽極導体と第１の基板貫通陰極導体との中心間距離と同等である。

本発明の第３実施形態においては、基板貫通陽極導体と基板貫通陰極導体との中心間距離が均一化されることで、各電流経路間のインピーダンス差を低減することができる。また、コンデンサ素子の発熱を分散させ、電流容量を増加させることもできる。

本明細書において、基板貫通陽極導体の中心又は基板貫通陰極導体の中心とは、陽極板の厚さ方向からの平面視で基板貫通陽極導体又は基板貫通陰極導体を内包する最小円の中心を意味する。したがって、基板貫通陽極導体と基板貫通陰極導体との中心間距離とは、上記の方法により求められる基板貫通陽極導体の中心と基板貫通陰極導体の中心とを結ぶ線分の長さを意味する。基板貫通陽極導体と基板貫通陽極導体との中心間距離、及び、基板貫通陰極導体と基板貫通陰極導体との中心間距離についても同様である。

本発明の第３実施形態においては、第１実施形態のようにコンデンサ貫通陰極導体が設けられていなくてもよく、第２実施形態のようにコンデンサ貫通陰極導体が設けられていてもよい。

図１１は、本発明の第３実施形態に係るコンデンサ内蔵基板の一例を模式的に示す平面図である。図１１に示す平面図は、図２及び図３と同じ位置での平面図である。

図１１に示すコンデンサ内蔵基板３では、基板貫通陽極導体４０Ａ及び基板貫通陰極導体４０Ｂが全体として六方配置されている。六方配置においては、正六角形状の各頂点及び該正六角形状の中心に基板貫通陽極導体４０Ａ又は基板貫通陰極導体４０Ｂが配置される。図１１に示す例では、左側から右側に向かって基板貫通陽極導体４０Ａと基板貫通陰極導体４０Ｂとが交互に配置されている。なお、基板貫通陽極導体４０Ａ及び基板貫通陰極導体４０Ｂが全体として六方配置されている場合、基板貫通陽極導体４０Ａ及び基板貫通陰極導体４０Ｂの配置は特に限定されず、例えば、左側から右側に向かって基板貫通陽極導体４０Ａと基板貫通陰極導体４０Ｂとが２本ずつ交互に配置されていてもよい。

図１１に示すように、陽極板１１の厚さ方向からの平面視で、第１の基板貫通陽極導体４０Ａ１と第１の基板貫通陰極導体４０Ｂ１との中心間距離（図１１中、αで示す長さ）は、第１の基板貫通陽極導体４０Ａ１と第２の基板貫通陰極導体４０Ｂ２との中心間距離（図１１中、βで示す長さ）と同等であることが好ましい。

また、陽極板１１の厚さ方向からの平面視で、第１の基板貫通陽極導体４０Ａ１と第１の基板貫通陰極導体４０Ｂ１との中心間距離（図１１中、αで示す長さ）は、第２の基板貫通陽極導体４０Ａ２と第１の基板貫通陰極導体４０Ｂ１との中心間距離（図１１中、γで示す長さ）と同等であることが好ましい。

図１１に示す配置とは異なり、基板貫通陽極導体４０Ａ及び基板貫通陰極導体４０Ｂが全体として正方配置されていてもよい。正方配置においては、正方形状の各頂点に基板貫通陽極導体４０Ａ又は基板貫通陰極導体４０Ｂが配置される。例えば、上側から下側に向かって基板貫通陽極導体４０Ａと基板貫通陰極導体４０Ｂとが交互に配置されるとともに、左側から右側に向かって基板貫通陽極導体４０Ａと基板貫通陰極導体４０Ｂとが交互に配置される。なお、基板貫通陽極導体４０Ａ及び基板貫通陰極導体４０Ｂが全体として正方配置されている場合、基板貫通陽極導体４０Ａ及び基板貫通陰極導体４０Ｂの配置は特に限定されず、例えば、上側から下側に向かって基板貫通陽極導体４０Ａと基板貫通陰極導体４０Ｂとが２本ずつ交互に配置されるとともに、左側から右側に向かって基板貫通陽極導体４０Ａと基板貫通陰極導体４０Ｂとが２本ずつ交互に配置されてもよい。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係るコンデンサ内蔵基板では、配線基板の厚さが、コンデンサ素子の厚さの２倍以上である。

本発明の第４実施形態においては、コンデンサ素子が薄い場合であっても、配線基板を厚くすることによって、低コストかつ簡易にコンデンサ内蔵基板を厚くすることができる。その結果、コンデンサ内蔵基板の剛性を高くすることができる。

図１２は、本発明の第４実施形態に係るコンデンサ内蔵基板の一例を模式的に示す断面図である。

図１２に示すコンデンサ内蔵基板４において、コンデンサ素子１００の厚さをＴ_１、配線基板２００の厚さをＴ_２としたとき、配線基板２００の厚さＴ_２は、コンデンサ素子１００の厚さＴ_１の２倍以上である。

配線基板２００の厚さＴ_２は、コンデンサ素子１００の厚さＴ_１の２．５倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。一方、配線基板２００の厚さＴ_２は、例えば、コンデンサ素子１００の厚さＴ_１の５倍以下である。

配線基板２００の厚さＴ_２は特に限定されないが、例えば、０．６ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下である。

図１２に示すコンデンサ内蔵基板４において、封止絶縁層５０の厚さをＴ_３としたとき、コンデンサ素子１００の一方の面に設けられる封止絶縁層５０の厚さＴ_３は、コンデンサ素子１００の他方の面に設けられる封止絶縁層５０の厚さＴ_３と同じであってもよく、異なっていてもよい。

その他の構成は、第１実施形態～第３実施形態と同様である。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係るコンデンサ内蔵基板では、配線基板を構成する封止絶縁層にガラスクロスが含まれている。これにより、コンデンサ内蔵基板の剛性を高くすることができる。

図１３は、本発明の第５実施形態に係るコンデンサ内蔵基板の一例を模式的に示す断面図である。

図１３に示すコンデンサ内蔵基板５では、配線基板２００を構成する封止絶縁層５０にガラスクロス６０が含まれている。ガラスクロス６０は、ガラスヤーンが、例えば格子状に製織されたものである。

ガラスクロス６０は、封止絶縁層５０の全体に含まれていてもよく、封止絶縁層５０の一部に偏って含まれていてもよい。図１３に示す例では、複数層のガラスクロス６０が厚さ方向に間隔を空けて積層されている。各層のガラスクロス６０は、面方向に沿って配置されている。

ガラスクロス６０が含まれる封止絶縁層５０は、例えば、ガラスクロスに絶縁性樹脂が予め含浸されたプリプレグを用いて形成される。

その他の構成は、第１実施形態～第４実施形態と同様である。

以下では、コンデンサ素子１００の詳細な構成について説明する。

封止層２０の内部には、１個のコンデンサ部１０が配置されていてもよく、複数個のコンデンサ部１０が配置されていてもよい。封止層２０の内部に複数個のコンデンサ部１０が配置されている場合、隣り合うコンデンサ部１０同士は、コンデンサ部１０を厚さ方向（例えば、図１では上下方向）に貫通する貫通溝により分断されていることが好ましい。その場合、貫通溝には、封止層２０等の絶縁性材料が充填されていることが好ましい。

隣り合うコンデンサ部１０同士が貫通溝により分断されている場合、隣り合うコンデンサ部１０同士は、貫通溝により物理的に分断されていればよい。したがって、隣り合うコンデンサ部１０同士は、電気的に分断されていてもよく、電気的に接続されていてもよい。貫通溝の幅、すなわち隣り合うコンデンサ部１０同士の間隔は、厚さ方向に一定でもよく、厚さ方向に小さくなってもよい。

封止層２０の内部に複数個のコンデンサ部１０が配置されている場合、複数個のコンデンサ部１０は、厚さ方向に直交する面方向に並ぶように配置されていてもよく、厚さ方向に積層するように配置されていてもよく、両者を組み合わせて配置されていてもよい。複数個のコンデンサ部１０は、規則的に配置されていてもよく、不規則に配置されていてもよい。コンデンサ部１０の大きさ及び形状等は、それぞれ同じでもよく、一部又は全部が異なってもよい。コンデンサ部１０の構成は、それぞれ同じであることが好ましいが、構成の異なるコンデンサ部１０が含まれていてもよい。

厚さ方向から見たときのコンデンサ部１０の平面形状としては、例えば、矩形（正方形又は長方形）、矩形以外の四角形、三角形、五角形、六角形等の多角形、円形、楕円形、これらを組み合わせた形状等が挙げられる。また、コンデンサ部１０の平面形状は、Ｌ字型、Ｃ字型（コの字型）、階段型等であってもよい。

陽極板１１は、いわゆる弁作用を示す弁作用金属からなることが好ましい。弁作用金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム等の金属単体、又は、これらの金属を少なくとも１種含む合金等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。

陽極板１１の形状は、平板状であることが好ましく、箔状であることがより好ましい。このように、本明細書中では、「板状」に「箔状」も含まれる。

陽極板１１は、芯部１１Ａの少なくとも一方の主面に多孔質部１１Ｂを有していればよい。つまり、陽極板１１は、芯部１１Ａの一方の主面のみに多孔質部１１Ｂを有していてもよく、芯部１１Ａの両方の主面に多孔質部１１Ｂを有していてもよい。多孔質部１１Ｂは、芯部１１Ａの表面に形成された多孔質層であることが好ましく、エッチング層であることがより好ましい。

エッチング処理前の陽極板１１の厚さは、６０μｍ以上、２００μｍ以下であることが好ましい。エッチング処理後にエッチングされていない芯部１１Ａの厚さは、１５μｍ以上、７０μｍ以下であることが好ましい。多孔質部１１Ｂの厚さは要求される耐電圧、静電容量に合わせて設計されるが、芯部１１Ａの両側の多孔質部１１Ｂを合わせて１０μｍ以上、１８０μｍ以下であることが好ましい。

多孔質部１１Ｂの孔径は、１０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、多孔質部１１Ｂの孔径とは、水銀ポロシメータにより測定されるメジアン径Ｄ５０を意味する。多孔質部１１Ｂの孔径は、例えばエッチングにおける各種条件を調整することにより制御することができる。

多孔質部１１Ｂの表面に設けられる誘電体層１３は、多孔質部１１Ｂの表面状態を反映して多孔質になっており、微細な凹凸状の表面形状を有している。誘電体層１３は、上記弁作用金属の酸化皮膜からなることが好ましい。例えば、陽極板１１としてアルミニウム箔が用いられる場合、アジピン酸アンモニウム等を含む水溶液中でアルミニウム箔の表面に対して陽極酸化処理（化成処理ともいう）を行うことにより、酸化皮膜からなる誘電体層１３を形成することができる。

誘電体層１３の厚さは要求される耐電圧、静電容量に合わせて設計されるが、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが好ましい。

陰極層１２が固体電解質層を含む場合、固体電解質層を構成する材料としては、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類等の導電性高分子等が挙げられる。これらの中では、ポリチオフェン類が好ましく、ＰＥＤＯＴと呼ばれるポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）が特に好ましい。また、上記導電性高分子は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等のドーパントを含んでいてもよい。なお、固体電解質層は、誘電体層１３の細孔（凹部）を充填する内層と、誘電体層１３を被覆する外層とを含むことが好ましい。

多孔質部１１Ｂの表面からの固体電解質層の厚さは、２μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。

固体電解質層は、例えば、３，４－エチレンジオキシチオフェン等のモノマーを含む処理液を用いて、誘電体層１３の表面にポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）等の重合膜を形成する方法や、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）等のポリマーの分散液を誘電体層１３の表面に塗布して乾燥させる方法等によって形成される。

固体電解質層は、上記の処理液又は分散液を、スポンジ転写、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布、インクジェット印刷等の方法によって誘電体層１３の表面に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。

陰極層１２が導電体層を含む場合、導電体層は、導電性樹脂層及び金属層のうち、少なくとも１層を含む。導電体層は、導電性樹脂層のみでもよく、金属層のみでもよい。導電体層は、固体電解質層の全面を被覆することが好ましい。

導電性樹脂層としては、例えば、銀フィラー、銅フィラー、ニッケルフィラー及びカーボンフィラーからなる群より選択される少なくとも１種の導電性フィラーを含む導電性接着剤層等が挙げられる。

金属層としては、例えば、金属めっき膜、金属箔等が挙げられる。金属層は、ニッケル、銅、銀及びこれらの金属を主成分とする合金からなる群より選択される少なくとも一種の金属からなることが好ましい。なお、「主成分」とは、重量割合が最も大きい元素成分をいう。

導電体層は、例えば、固体電解質層の表面に設けられたカーボン層と、カーボン層の表面に設けられた銅層と、を含む。

カーボン層は、固体電解質層と銅層とを電気的に及び機械的に接続させるために設けられている。カーボン層は、カーボンペーストをスポンジ転写、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布、インクジェット印刷等の方法によって固体電解質層の表面に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。カーボン層の厚さは、２μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。

銅層は、銅ペーストをスポンジ転写、スクリーン印刷、スプレー塗布、ディスペンサ塗布、インクジェット印刷等の方法によってカーボン層の表面に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。銅層の厚さは、２μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。

封止層２０は、絶縁性材料から構成される。この場合、封止層２０は、絶縁性樹脂を含有することが好ましい。

封止層２０に含有される絶縁性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

封止層２０は、無機フィラー等のフィラーをさらに含有することが好ましい。

封止層２０に含有される無機フィラーとしては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子等が挙げられる。

コンデンサ部１０と封止層２０との間には、例えば、応力緩和層、防湿膜等の層が設けられていてもよい。

絶縁マスク層２５は、絶縁性材料から構成される。この場合、絶縁マスク層２５は、絶縁性樹脂を含有することが好ましい。

絶縁マスク層２５に含有される絶縁性樹脂としては、例えば、ポリフェニルスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、シアン酸エステル樹脂、フッ素樹脂（テトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等）、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、及び、それらの誘導体又は前駆体等が挙げられる。

絶縁マスク層２５は、封止層２０と同じ樹脂で構成されていてもよい。封止層２０と異なり、絶縁マスク層２５に無機フィラーが含有されるとコンデンサ部１０の容量有効部に悪影響を及ぼすおそれがあるため、絶縁マスク層２５は樹脂単独の系からなることが好ましい。

絶縁マスク層２５は、例えば、絶縁性樹脂を含む組成物等のマスク材を、スポンジ転写、スクリーン印刷、ディスペンサ塗布、インクジェット印刷等の方法によって多孔質部１１Ｂの表面に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。

絶縁マスク層２５は、多孔質部１１Ｂに対して、誘電体層１３よりも前のタイミングで形成されてもよいし、誘電体層１３よりも後のタイミングで形成されてもよい。

第１配線層５１Ａ及び第１配線層５１Ｂの構成材料は、少なくとも種類の点で、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよい。

第２配線層５２Ａ及び第２配線層５２Ｂの構成材料は、少なくとも種類の点で、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよい。第２配線層５２Ａ及び第２配線層５２Ｂの構成材料は、第１配線層５１Ａ及び第１配線層５１Ｂの構成材料と同じであることが好ましい。

第３配線層５３Ａ及び第３配線層５３Ｂの構成材料は、少なくとも種類の点で、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なっていてもよい。第３配線層５３Ａ及び第３配線層５３Ｂの構成材料は、第１配線層５１Ａ、第１配線層５１Ｂ、第２配線層５２Ａ及び第２配線層５２Ｂの構成材料と同じであることが好ましい。

コンデンサ貫通陽極導体３０Ａが陽極接続層を介して陽極板１１の端面に電気的に接続されている場合、陽極接続層が、陽極板１１に対するバリア層、より具体的には、芯部１１Ａ及び多孔質部１１Ｂに対するバリア層として機能する。陽極接続層が陽極板１１に対するバリア層として機能すると、第１配線層５１Ａ等の配線層を形成するための薬液処理時に生じる陽極板１１の溶解が抑制され、ひいては、コンデンサ部１０への薬液の浸入が抑制されるため、信頼性が向上しやすくなる。

陽極接続層は、ニッケルを主成分とする層を含むことが好ましい。この場合、陽極板１１を構成する金属（例えば、アルミニウム）等へのダメージが低減されるため、陽極板１１に対する陽極接続層のバリア性が向上しやすくなる。

なお、コンデンサ貫通陽極導体３０Ａは、陽極板１１の端面に直に接続されていてもよい。

本発明のコンデンサ内蔵基板は、上記実施形態に限定されるものではなく、コンデンサ素子又は配線基板の構成、コンデンサ内蔵基板の製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

また、本発明のコンデンサ内蔵基板における基板貫通導体を用いた間接貫通導体による技術は、これまでに説明してきた電解コンデンサに限らず、他のコンデンサ素子に対しても適用することができる。例えば、第１電極及び第２電極を有する積層セラミックコンデンサにおいて、第１電極と第２電極とが基板の厚さ方向に対向するように基板の内部に埋められる構成においても、本発明の効果を提供することができる。

本発明のコンデンサ内蔵基板は、複合電子部品の構成材料として好適に使用することができる。このような複合電子部品は、例えば、本発明のコンデンサ内蔵基板と、上記コンデンサ内蔵基板（例えば、外部電極層）に電気的に接続された電子部品と、を備える。

複合電子部品において、コンデンサ内蔵基板に電気的に接続される電子部品は、受動素子でもよく、能動素子でもよい。受動素子及び能動素子の両方がコンデンサ内蔵基板に電気的に接続されてもよく、受動素子及び能動素子のいずれか一方がコンデンサ内蔵基板に電気的に接続されてもよい。また、受動素子及び能動素子の複合体がコンデンサ内蔵基板に電気的に接続されてもよい。

受動素子としては、例えば、インダクタ等が挙げられる。能動素子としては、メモリ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＰＭＩＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ＩＣ）等が挙げられる。

本発明のコンデンサ内蔵基板は、全体としてシート状の形状を有している。したがって、複合電子部品においては、コンデンサ内蔵基板を実装基板のように扱うことができ、コンデンサ内蔵基板上に電子部品を実装することができる。さらに、コンデンサ内蔵基板に実装する電子部品の形状をシート状にすることにより、各電子部品を厚さ方向に貫通する貫通導体を介して、コンデンサ内蔵基板と電子部品とを厚さ方向に接続することも可能である。その結果、能動素子及び受動素子を一括のモジュールのように構成することができる。

例えば、半導体アクティブ素子を含むボルテージレギュレータと、変換された直流電圧が供給される負荷との間にコンデンサ素子を電気的に接続し、スイッチングレギュレータを形成することができる。

本明細書には、以下の内容が開示されている。

＜１＞
コンデンサ素子と、
上記コンデンサ素子を内蔵する配線基板と、を備え、
上記コンデンサ素子は、コンデンサ部と、上記コンデンサ部の少なくとも一方の主面を覆うように設けられた封止層と、を含み、
上記コンデンサ部は、芯部の少なくとも一方の主面に多孔質部を有する陽極板と、上記多孔質部の表面に設けられた誘電体層と、上記誘電体層の表面に設けられた陰極層と、を含み、
上記陽極板の厚さ方向において上記配線基板を貫通せずに上記コンデンサ素子を貫通するように、少なくとも１つの第１のコンデンサ貫通穴及び少なくとも１つの第２のコンデンサ貫通穴が設けられ、
上記第１のコンデンサ貫通穴の内部には、上記陽極板の端面に電気的に接続されるコンデンサ貫通陽極導体が設けられ、
上記陽極板の厚さ方向において上記配線基板及び上記コンデンサ素子を貫通するように、上記第１のコンデンサ貫通穴の内側に第１の基板貫通穴が設けられるとともに、上記第２のコンデンサ貫通穴の内側に第２の基板貫通穴が設けられ、
上記第１の基板貫通穴の内壁面には、上記陽極板に電気的に接続される基板貫通陽極導体が設けられ、
上記第２の基板貫通穴の内壁面には、上記陰極層に電気的に接続される基板貫通陰極導体が設けられ、
上記基板貫通陽極導体は、上記コンデンサ貫通陽極導体の内側に位置する、
コンデンサ内蔵基板。

＜２＞
上記第２のコンデンサ貫通穴の内部には、上記陽極板には電気的に接続されずに上記陰極層に電気的に接続されるコンデンサ貫通陰極導体が設けられ、
上記基板貫通陰極導体は、上記コンデンサ貫通陰極導体の内側に位置する、
＜１＞に記載のコンデンサ内蔵基板。

＜３＞
上記基板貫通陽極導体は、第１の基板貫通陽極導体を含み、
上記基板貫通陰極導体は、第１の基板貫通陰極導体及び第２の基板貫通陰極導体を含み、
上記陽極板の厚さ方向からの平面視で、上記第１の基板貫通陽極導体と上記第１の基板貫通陰極導体との中心間距離は、上記第１の基板貫通陽極導体と上記第２の基板貫通陰極導体との中心間距離と同等である、
＜１＞又は＜２＞に記載のコンデンサ内蔵基板。

＜４＞
上記基板貫通陽極導体は、第２の基板貫通陽極導体をさらに含み、
上記陽極板の厚さ方向からの平面視で、上記第１の基板貫通陽極導体と上記第１の基板貫通陰極導体との中心間距離は、上記第２の基板貫通陽極導体と上記第１の基板貫通陰極導体との中心間距離と同等である、
＜３＞に記載のコンデンサ内蔵基板。

＜５＞
上記基板貫通陽極導体は、第１の基板貫通陽極導体及び第２の基板貫通陽極導体を含み、
上記基板貫通陰極導体は、第１の基板貫通陰極導体を含み、
上記陽極板の厚さ方向からの平面視で、上記第１の基板貫通陽極導体と上記第１の基板貫通陰極導体との中心間距離は、上記第２の基板貫通陽極導体と上記第１の基板貫通陰極導体との中心間距離と同等である、
＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載のコンデンサ内蔵基板。

＜６＞
上記配線基板の厚さが、上記コンデンサ素子の厚さの２倍以上である、
＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載のコンデンサ内蔵基板。

＜７＞
上記配線基板を構成する封止絶縁層にガラスクロスが含まれている、
＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載のコンデンサ内蔵基板。

１、１ａ、２、３、４、５ コンデンサ内蔵基板
１０ コンデンサ部
１１ 陽極板
１１Ａ 芯部
１１Ｂ 多孔質部
１２ 陰極層
１３ 誘電体層
２０ 封止層
２１ 第１封止層
２２ 第２封止層
２５ 絶縁マスク層
３０Ａ コンデンサ貫通陽極導体
３０Ｂ コンデンサ貫通陰極導体
３５Ａ 第１のコンデンサ貫通穴
３５Ｂ 第２のコンデンサ貫通穴
４０Ａ 基板貫通陽極導体
４０Ａ１ 第１の基板貫通陽極導体
４０Ａ２ 第２の基板貫通陽極導体
４０Ｂ 基板貫通陰極導体
４０Ｂ１ 第１の基板貫通陰極導体
４０Ｂ２ 第２の基板貫通陰極導体
４５Ａ 第１の基板貫通穴
４５Ｂ 第２の基板貫通穴
４８Ａ 第１樹脂充填部
４８Ｂ 第２樹脂充填部
５０ 封止絶縁層
５１Ａ、５１Ｂ 第１配線層
５２Ａ、５２Ｂ 第２配線層
５３Ａ、５３Ｂ 第３配線層
５５Ａ 陽極ビア導体
５５Ｂ 陰極ビア導体
６０ ガラスクロス
１００、１００ａ コンデンサ素子
２００ 配線基板
Ｔ_１ コンデンサ素子の厚さ
Ｔ_２ 配線基板の厚さ
Ｔ_３ 封止絶縁層の厚さ
α 第１の基板貫通陽極導体と第１の基板貫通陰極導体との中心間距離
β 第１の基板貫通陽極導体と第２の基板貫通陰極導体との中心間距離
γ 第２の基板貫通陽極導体と第１の基板貫通陰極導体との中心間距離

Claims (7)

1. コンデンサ素子と、
   前記コンデンサ素子を内蔵する配線基板と、を備え、
   前記コンデンサ素子は、コンデンサ部と、前記コンデンサ部の少なくとも一方の主面を覆うように設けられた封止層と、を含み、
   前記コンデンサ部は、芯部の少なくとも一方の主面に多孔質部を有する陽極板と、前記多孔質部の表面に設けられた誘電体層と、前記誘電体層の表面に設けられた陰極層と、を含み、
   前記陽極板の厚さ方向において前記配線基板を貫通せずに前記コンデンサ素子を貫通するように、少なくとも１つの第１のコンデンサ貫通穴及び少なくとも１つの第２のコンデンサ貫通穴が設けられ、
   前記第１のコンデンサ貫通穴の内部には、前記陽極板の端面に電気的に接続されるコンデンサ貫通陽極導体が設けられ、
   前記陽極板の厚さ方向において前記配線基板及び前記コンデンサ素子を貫通するように、前記第１のコンデンサ貫通穴の内側に第１の基板貫通穴が設けられるとともに、前記第２のコンデンサ貫通穴の内側に第２の基板貫通穴が設けられ、
   前記第１の基板貫通穴の内壁面には、前記陽極板に電気的に接続される基板貫通陽極導体が設けられ、
   前記第２の基板貫通穴の内壁面には、前記陰極層に電気的に接続される基板貫通陰極導体が設けられ、
   前記基板貫通陽極導体は、前記コンデンサ貫通陽極導体の内側に位置する、
   コンデンサ内蔵基板。
2. 前記第２のコンデンサ貫通穴の内部には、前記陽極板には電気的に接続されずに前記陰極層に電気的に接続されるコンデンサ貫通陰極導体が設けられ、
   前記基板貫通陰極導体は、前記コンデンサ貫通陰極導体の内側に位置する、
   請求項１に記載のコンデンサ内蔵基板。
3. 前記基板貫通陽極導体は、第１の基板貫通陽極導体を含み、
   前記基板貫通陰極導体は、第１の基板貫通陰極導体及び第２の基板貫通陰極導体を含み、
   前記陽極板の厚さ方向からの平面視で、前記第１の基板貫通陽極導体と前記第１の基板貫通陰極導体との中心間距離は、前記第１の基板貫通陽極導体と前記第２の基板貫通陰極導体との中心間距離と同等である、
   請求項１又は２に記載のコンデンサ内蔵基板。
4. 前記基板貫通陽極導体は、第２の基板貫通陽極導体をさらに含み、
   前記陽極板の厚さ方向からの平面視で、前記第１の基板貫通陽極導体と前記第１の基板貫通陰極導体との中心間距離は、前記第２の基板貫通陽極導体と前記第１の基板貫通陰極導体との中心間距離と同等である、
   請求項３に記載のコンデンサ内蔵基板。
5. 前記基板貫通陽極導体は、第１の基板貫通陽極導体及び第２の基板貫通陽極導体を含み、
   前記基板貫通陰極導体は、第１の基板貫通陰極導体を含み、
   前記陽極板の厚さ方向からの平面視で、前記第１の基板貫通陽極導体と前記第１の基板貫通陰極導体との中心間距離は、前記第２の基板貫通陽極導体と前記第１の基板貫通陰極導体との中心間距離と同等である、
   請求項１又は２に記載のコンデンサ内蔵基板。
6. 前記配線基板の厚さが、前記コンデンサ素子の厚さの２倍以上である、
   請求項１又は２に記載のコンデンサ内蔵基板。
7. 前記配線基板を構成する封止絶縁層にガラスクロスが含まれている、
   請求項１又は２に記載のコンデンサ内蔵基板。