CN1222200C - 电路微型组件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种谋求使包含薄片状固体电解电容的电子零件的安装面积及体积小型化的电路微型组件，采用将薄片状固体电解电容埋入电路基板(18)的内部的结构，上述薄片状固体电解电容为将在阀金属片(11)表面形成电介质被覆膜(13)及集电体层(12)的叠层体安装在外装部(14、15)内部的电容。

Description

电路微型组件
技术领域
本发明涉及用于家电产品、电子设备的，包含电容器的电路微型组件。
背景技术
已有的电路微型组件是通过在电路基板上配置集成电路、电容、电感、和电阻等零件构成的。因此，在安装时零件凸出在基板表面上，电路基板整体体积增大，在这基础上安装部分的面积、电路基板的面积也增加。所以，使用这种电路基板的装置本身的体积也必然会增大。
发明内容
本发明之目的在于，提供一种不因安装而增加体积及面积，能使装置主体小型化的电路微型组件。为达到该目的，本发明采用将薄片状的固体电解电容埋入电路基板内的结构。
附图说明
图1为本发明实施形态1的薄片状固体电解电容的分解立体图。
图2为同一实施形态1的固体电解电容主要部分的放大剖面图。
图3为同一实施形态1的电路微型组件的分解立体图。
图4为本发明实施形态2的电路微型组件剖面图。
图5为同一实施形态2的立体图。
图6为同一实施形态2的分解立体图。
图7为本发明实施形态3的电路微型组件剖面图。
具体实施形态
根据本发明的一个方面，提供了一种电路微型组件，是一种电路基板中内藏薄片状固体电解电容的电路微型组件，所述薄片状固体电解电容具有在一个面的至少一部分上有多孔表面的阀金属片、所述多孔表面上形成的电介质被覆膜、覆盖所述电介质被覆膜的固体电解质、以及形成于所述固体电解质表面的集电体层，所述薄片状固体电解电容还具有被覆整个周围的绝缘外装，所述绝缘外装具有达到所述阀金属片的充填导体的第一贯穿孔以及达到所述集电体层的充填导体的第二贯穿孔。
本发明为一种将薄片状的固体电解电容埋入电路基板内的电路微型组件；上述固体电解电容至少在一面上有电极部，从另一面至电极部具有多孔质部分的阀金属薄片体的多孔质部分上设置电介质被覆膜，在该电介质被覆膜上形成固体电解质层，在该固体电解质层上形成集电体层，构成薄片状的固体电解电容。通过将薄片状的固体电解电容埋在电路基板内，以谋求大幅度薄型化。
本发明又是一种在电路基板上设置收容凹部，薄片状的固体电解电容收容在该收容凹部内，使电路基板与固体电解电容电气连接的电路微型组件；薄片状固体电解电容埋入容易，电极取出亦方便。
本发明还是一种在电路基板上设开口部，薄片状固体电解电容收容在该开口部，电路基板和固体电解电容电气连接的电路微型组件；与电路基板正反两面都电气连接，布线自由度大。
本发明还是一种薄片状电解电容具有绝缘外装，设在该绝缘外装端面部上设置的外部端子和电路基板的导电部电气连接的电路微型组件；薄片状固体电解电容和电路基板内部容易进行电气连接。
本发明还是一种在内藏于电路基板的薄片状固体电解电容的表面上设置与固体电解电容的电极部及集电体层连接的引出端子部，该引出端子部和电路基板的导电部电气连接的电路微型组件；在固体电解电容和电路基板的表面部电气连接方便。
本发明还是一种做成在内藏于电路基板内的薄片状固体电解电容的表面设置多个连接固体电解电容的电极部和集电体层的引出端子部，在该引出端子部上能连接其他电子零件的电路微型组件，在谋求缩小零件安装体积之同时，能缩短布线长度，故能减少阻抗成分(ESR)、电抗成分(ESL)。
本发明还是一种电路基板中内藏在薄片状固体电解电容的至少一个面的引出电极部上连接其他电子零件的电路的电路微型组件；谋求能缩小安装后电路基板及零件的体积，并通过电路基板保护薄片状固体电解电容和零件等，故能确保高可靠性。
本发明还是一种使用半导体零件的电路微型组件；薄片状固体电解电容与半导体零件能够直接连接，故能减小ESR、ESL引起的电压变动，使半导体零件稳定工作。
本发明还是一种在多层电路基板的各层中至少任一层内藏薄片状固体电解电容的电路微型组件；通过将基板做成多层，增加零件的内藏自由度、也有助于整体的小型化。
本发明还是一种在该多层电路基板的至少表面层部内藏片状固体电解电容的电路微型组件；通过将薄片状固体电解电容配置在表面的任意位置上，能在基板表面的固体电解电容上直接安装零件，所以各种零件的安装及连接就能方便地进行。
实施形态1
以下利用图1具体说明实施形态1。
图1为本发明实施形态1的电路微型组件的立体图；在实施形态1中，使用铝箔作为阀金属片11，经过蚀刻处理后其一侧的一部分表面变粗糙并多孔化。通过蚀刻增大表面积之后，对表面作氧化处理，形成氧化层即电介质被覆膜13。
图2为表示阀金属片11的表面部分的剖面放大图。由铝箔构成的阀金属片11经蚀刻处理形成许多微小的多孔质部，在其表面上经氧化处理形成薄电介质被覆膜13，该电介质被覆膜13具有作为电介质的功能。还有，在微小的多孔质部分的内部(图中未示出)，为了导电，利用聚吡咯、聚噻吩等功能性高分子层利用化学聚合、电解聚合等方法形成固体电解质层17。在固体电解质层17上设置图1的集电体层12。阀金属片11的未经蚀刻的部分和该集电体层12一起作为电极起作用，作为电容部发挥功能。
这些电容部在由上部外装部14和下部外装部15挟住的状态下封装。上部外装部14上，连接端子16a、16b通过在贯穿孔内部充填导电材料而形成，连接端子16a和阀金属片11的未蚀刻部导通，连接端子16b和集电体层12导通。这样，外部和电容部能够导通。
而且，该薄片状的固体电解电容以例如图3所示的形态，安装在电路基板上。电路基板18上设置收容外装部14、15的梯级状的孔182，该孔内部安装有内藏电容部的外装部14、15组成的薄片状固体电解电容。在电路基板18的表面形成布线图案19a、19b，在连接端子16a、16b之间通过连接导体20a、20b互相导通。
这样，通过以将薄片状的固体电解电容埋入电路基板18的孔182中的状态进行安装，能减小零件安装后电路基板18整体体积，并能将使用这种电路基板的电子设备体积做得更小。另外，铝箔的表面容易做成凹凹凸凸，能够扩大面积，并且因为电介质被覆膜13厚度很薄，所以静电电容大，在薄片形状上能确保更大的静电电容，所以适于埋入电路基板18。
还有，本实施形态中使用铝箔作为阀金属片11，但是同样能在表面形成电介质被覆膜的材料，或通过利用树脂材料的涂布、溅射法等薄膜制作方法另行形成电介质被覆膜等的方法而形成的材料，只要是薄片形状当然也能取得同样的效果。
实施形态2
下面利用附图具体说明实施形态2。
图4为主要表示本发明实施形态2的电容部的剖面图。
阀金属片11由一面作过蚀刻处理的铝箔组成，电极部21设在该阀金属片11的一个面上，该电极部21在铝箔的情况下也可以利用未经蚀刻处理的面，在未经蚀刻处理的面上形成金、铜、或镍等其他的金属层，使导电性更佳，更能够耐受环境的影响。
另外，除上述阀金属片11的电极部21外，通过阳极氧化在表面的凹凸部及空孔表面形成电介质被覆膜13。电介质被覆膜13上还通过化学聚合或电解聚合形成由聚吡咯、或聚噻吩等组成的固体电解质层22。
再有，形成于固体电解质层22的集电体层12是在固体电解质层22上贴上导电金属箔或涂布导电糊而形成。另外，绝缘部31覆盖了它们的整体，利用环氧树脂等通过模子成型而形成。如附图所示，通孔23是贯穿绝缘部31到达电极部21的孔，通孔24是贯穿绝缘部31、电极部21、阀金属片11、电介质被覆膜13、固体电解质层22到达集电体层12的孔。这些通孔23、24可通过激光加工、蚀刻加工、或冲孔加工等方法形成。
上述通孔24的孔内壁上形成绝缘膜25，再在这些通孔23、24内通过镀铜等方法形成导体26a、26b。采用通孔23内的导体26a只和电极部21电气连接，通孔24内的导体26b只和集电体层12电气连接的结构。
在该通孔23、24内形成的导体26a、26b的露出表面上形成由软钎焊料、金锡或银等组成的连接用凸出部27，该连接用凸出部27的数量、形成的间距与以后将安装的半导体器件40的连接用凸出部一致或数量多些。对于与半导体器件40的连接用凸出部连接时用不上的连接用凸出部27，可以用于片状电阻、片状陶瓷电容、还有片状电感等其他的零件32的安装。
另外，在绝缘部31的侧面及底面上形成分别和上述电极部21及集电体层12连接的外部端子28、29。外部端子28、29与设在电路基板18上的通孔电极35a、35b电气上连接，与外部导通。
还有，在绝缘部31上安装片状电阻或片状陶瓷电容、还有片状电感等片状的零件32，形成电路微型组件。
这样，可以在薄片状的固体电解电容的一个面上直接安装半导体器件40等，这样就不需要交错环绕的布线图案，可显著提高高频响应特性。即能防止因布线图案存在的微小电阻、电感致使电压变动，该变动会导致半导体器件40误动作等不良情况的发生。特别是为了提高频率，电压的上升变得更为高速时，由于电感成分导致的电压降变得更大，所以本发明在防范上述情况方面相当有用。还有，由于还具备构成电路的其他零件32，从而作为整体能实现薄型的电路微型组件。
还有，本发明是采用将上述薄片状固体电解电容埋入电路基板18内部的构成。图5为表示将薄片状固体电解电容埋入电路基板内部的状态的立体图。
薄片状固体电解电容33具有和上述同样的结构，电路基板18具有能收容薄片状固体电解电容33的凹部，另外，就在薄片状固体电解电容33外部端子28、29的正下方，具有贯穿孔内部充填导电材料的通孔电极35a、35b，能确保电路基板18背面侧和薄片状固体电解电容33导通。电路基板18的背面侧设布线图案34a、34b，分别和通孔电极35a、35b导通。因而，电路基板18的内部安装薄片状固体电解电容33时，固体电解电容33能从电路基板18的背面侧供电。
采用这样的构成，因为薄片状固体电解电容33的体积没有凸出在外，所以能谋求其体积小型化，另外，固体电解电容33埋入电路基板18的内部同时能方便地与外部导通。而且，就在该固体电解电容33的正上方及电路基板18的背面侧也能安装其他零件，而且在固体电解电容33的正下方也能安装其他零件，所以在能大幅度缩小电路基板18的面积，同时，如上所述在固体电解电容33和其他零件之间不必使用其他配线，故能更加减少电气损耗。
另外，图6也一样是表示将薄片状固体电解电容埋入电路基板内部的状态的分解立体图。
多层电路基板由带孔多层电路基板36和安装用多层电路基板38上的两层组成。固体电解电容33固定在安装用多层电路基板38上，从而构成收容在带孔多层电路基板36的电容开口部37的内部的结构。安装用多层电路基板38上设置布线图案34a、34b，固体电解电容33外部端子28、29就固定在其正上方，且电气导通。
在本结构中，能取得和图5同样的效果，而且能在两块多层电路基板的两面上形成布线图案，所以能谋求电路基板的面积做得更小。
实施形态3
下面利用附图具体说明实施形态3。
图7为本发明实施形态3的剖面图。
带孔多层电路基板36a、36b、36c、及安装用多层电路基板38a、38b、38c具有与实施形态2的图6同样的构成，不同点是，带孔多层电路基板36a、36b、36c在其上部也设置布线图案(图中未示出)。固体电解电容33a、33b、33c为具有和在实施形态2说明过的同样结构的电容。带孔多层电路基板36a、36b、36c的厚度几乎和薄片状固体电解电容33a、33b、33c的厚度相同，零件32的一部分横跨两者进行安装，以图能与外部导通。安装零件32及固体电解电容33a、33b、33c的带孔多层电路基板36a、36b、36c及安装用多层电路基板38a、38b、38c为在上下方向上配置成层状的状态，利用填充材料39埋入间隙并粘固。这时各基板之间通过布线图案的一部分导通从而互相保持电气连接。
采用这样的构成，在固体电解电容33a、33b、33c和零件32一侧的面上容易地安装，并能省去布线图案，因此可降低电气损耗。另外，因是迭成层状的结构，故能减少安装面积，加上基板内部的固体电解电容33a、33b、33c及零件32通过充填材料39和基板与外部隔断，故不易受周围环境影响，可靠性增加。
工业应用性
如上所述，本发明是将薄片状固体电解电容埋入电路基板内，并能在固体电解电容的正上方或正下方安装其他零件或集成电路的结构的电路微型组件，能缩小安装所需的面积、体积，同时不必通过利用其他布线就能进行连接，故能减少电路上的损耗，特别是能提高高频特性。

Claims (14)

1.一种电路微型组件，是一种电路基板中内藏薄片状固体电解电容的电路微型组件，其特征在于，
所述薄片状固体电解电容具有
在一个面的至少一部分上有多孔表面的阀金属片、
所述多孔表面上形成的电介质被覆膜、
覆盖所述电介质被覆膜的固体电解质、以及
形成于所述固体电解质表面的集电体层，
所述薄片状固体电解电容还具有被覆整个周围的绝缘外装，所述绝缘外装具有达到所述阀金属片的充填导体的第一贯穿孔以及达到所述集电体层的充填导体的第二贯穿孔。
2.根据权利要求1所述的电路微型组件，其特征在于，
在所述电路基板上形成的凹部中收容所述薄片状固体电解电容，而且所述电路基板与所述薄片状固体电解电容电气连接。
3.根据权利要求2所述的电路微型组件，其特征在于，
所述薄片状固体电解电容还具有在所述绝缘外装的同一面上连接所述第一贯穿孔的第一引出端子部和连接所述第二贯穿孔的第二引出端子部；述第一引出端子部或所述第二引出端子部和所述电路基板连接。
4.根据权利要求2所述的电路微型组件，其特征在于，
所述薄片状固体电解电容还具有在所述绝缘外装的端面上与所述阀金属片连接的第一外部端子、以及与所述集电体层连接的第二外部端子，所述第一外部端子或所述第二外部端子与所述电路基板连接。
5.根据权利要求2所述的电路微型组件，其特征在于，
所述电路基板的凹部底面还有充填着导体的凹部贯穿孔，所述固体电解电容的所述第一外部端子或所述第二外部端子通过所述凹部贯穿孔与所述电路基板连接。
6.根据权利要求1所述的电路微型组件，其特征在于，
所述电路基板有开口部；所述开口部上收容着所述薄片状固体电解电容。
7.根据权利要求1所述的电路微型组件，其特征在于，
所述电路微型组件为将多片所述电路基板迭在一起的迭层基板，所述多片电路基板中至少一片电路基板有开口部，所述薄片状固体电解电容收容于所述开口部中，并与具有所述开口部的电路基板的相邻的其他电路基板连接。
8.根据权利要求4所述的电路微型组件，其特征在于，
所述电路微型组件为将多片所述电路基板迭在一起的迭层基板，所述多片电路基板中至少一片电路基板有开口部，所述开口部中收容所述薄片状固体电解电容，所述第一外部端子或所述第二外部端子连接与具有所述开口部的电路基板相邻的其他电路基板。
9.根据权利要求2所述的电路微型组件，其特征在于，
所述薄片状固体电解电容在所述绝缘外装的同一面上具有多个所述第一引出端子部和多个所述第二引出端子部。
10.根据权利要求2所述的电路微型组件，其特征在于，
所述薄片状固体电解电容在所述绝缘外装的同一面上具有多个所述第一引出端子部和多个所述第二引出端子部，至少一个所述第一引出端子部或所述第二引出端子部与所述电路基板连接，其他的所述第一引出端子部或所述的第二引出端子部上连接其他电子零件。
11.根据权利要求10所述的电路微型组件，其特征在于，
所述其他的电子零件包括半导体零件。
12.根据权利要求1所述的电路微型组件，其特征在于，
所述电路微型组件为将多片所述电路基板迭在一起的迭层基板，所述多片电路基板中至少有一片电路基板具有所述薄片状固体电解电容。
13.根据权利要求1所述的电路微型组件，其特征在于，
所述电路微型组件为将多片所述电路基板迭在一起的迭层基板，所述电路基板表层的电路基板具有所述薄片状固体电解电容。
14.根据权利要求1所述的电路微型组件，其特征在于，
所述电路微型组件为将多片所述电路基板迭在一起的迭层基板，所述多片电路基板中至少一片电路基板在所述绝缘外装的同一面上具有连接其他电子零件的所述薄片状固体电解电容。
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