JP2003100545A - キャパシタ用誘電積層体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】キャパシタ用誘電積層体。 【解決手段】誘電体は、コア材料より少ない誘電率を有
する二ポリマー層の間のコア材料から構成される。ポリ
マーは、誘電体用の構造的一体性を提供する。誘電体
は、キャパシタ３０のキャパシタンスを微調整するキャ
パシタに採用され得る。誘電体及びキャパシタは、ミク
ロン範囲の厚さを有する。従って、誘電体及びキャパシ
タは電子装置の小型化を提供する。誘電体は、電子装置
におけるノイズを減少するデカップリングキャパシタに
採用され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、キャパシタ用誘電積層体を目的
とする。より詳細には、本発明は、キャパシタに採用さ
れ得る低誘電率ポリマー物質の層間にコア誘電材料を有
する誘電積層体に関する。

【０００２】電子回路設計及び製造工業における様々な
用途に採用され得る柔軟、調整可能な且つ信頼できる高
誘電体に関し増大する要求が存在する。斯かる誘電体に
関する必要性は、特に、斯かる誘電材料がプリント配線
基板（ＰＭＢ）設計の更なる改良にとって不可欠である
ＰＷＢ工業において多大なる需要が存在することであ
る。

【０００３】プリント配線基板は、その上に集積回路等
の多数の装置が多様な電子用途における使用のために搭
載され又は形成される積層構造物として長い間形成され
てきた。斯かるプリント配線基板は、内部電力及び接地
平面又は導電性シートを有して形成され、様々な装置
は、それらの稼動を容易にするためのトレース又は電力
及び接地平面と電気的接続を含む様々な装置を含む。

【０００４】実質的な努力が、そのようなＰＷＢ及びそ
の上に配置された装置の設計においてＰＷＢにおける電
力と接地平面との間で生ずる電圧変動を償うために、特
に基板表面に搭載され又は形成され、稼動のために電力
及び接地平面双方と接続される集積回路のような鋭敏な
装置のために費やされた。斯かる電圧変動は、集積回路
の電源の開閉により引き起こされる。電圧変動は、多く
の用途において望ましくない及び／又は受け入れること
の出来ない「ノイズ」を生じさせる。

【０００５】ノイズ問題の解決は、ある場合には集積回
路に直接接続される集積キャパシタに直接接続される表
面キャパシタ又は他の場合において選択された集積回路
付近での電力及び接地表面に接続される表面キャパシタ
の提供であった。表面キャパシタは、ＰＷＢの表面に形
成され又は搭載され、例えば、表面トレース又はスルー
ホール接続のいずれかにより個々の装置又は集積回路に
接続されていた。

【０００６】表面キャパシタは、上記で言及された望ま
しくない電圧変動を減少させ又は円滑にするのに効果的
であることが見出された。しかしながら、表面又はバイ
パスキャパシタは、全ての用途に常に効果的ではなかっ
た。例えば、キャパシタそれ自身は、キャパシティブバ
リューを有するばかりでなくインダクティブバリューも
有しているので、集積回路又は他の装置の「応答」に影
響を及ぼす傾向がある。当業者は、インダクタンスはキ
ャパシタと装置又は電力及び設置表面とをカップリング
させるトレース又はコネクターのようなコンダクターを
通過する電流のために生じることを良く知っている。

【０００７】更に、上記したように、集積回路又は他の
装置は、プリント配線基板における電力変動からのノイ
ズを生み出す放射エネルギーの基本的な源である。異な
るスピ−ド又は周波数において稼動するそのような装置
では、異なる特性が観察される。従って、ＰＷＢ及び装
置配列並びに関連するキャパシタは、高及び低スピード
稼動においてノイズを減少するよう設計される。

【０００８】上記した問題を克服しようとするためのプ
リント配線基板及び装置配列はプリント配線基板設計の
当業者には公知である。集積回路又は装置に個々に接続
した表面搭載のキャパシタの使用は、実質的にＰＷＢの
複雑性及び製造コストを増加させ並びにＰＷＢの信頼性
に望ましくない影響を及ぼす。従って、多くの又は上記
した課題を克服するキャパシタ設計における更なる改良
のためにはＰＷＢ工業において継続する必要性が存在す
る。

【０００９】ヘルナンデスの米国特許第４，８５３，８
２７号は、記載されたところによると高キャパシタン
ス、低インダクタンス及び低等価シリーズ抵抗（ＥＳ
Ｒ）を有するキャパシタを開示する。斯かるキャパシタ
は、デジタルコンピューター、テレコミュニケーション
モヂュール及びＤＣ電力供給におけるＡＣリプルフィル
タリング等のための高電流電力分配系におけるノイズ抑
制等の用途において認められている。キャパシタを構成
する誘電材料はＢａＴｉＯ_３、ニオブ酸マグネシウム及
びニオブ酸鉄タングステン等のようなセラミック材であ
る。誘電材料は、平面配列で配置されるチップス、ペレ
ット又はシートの形態である。誘電体間の空間は、柔軟
性ポリマー／接着剤で満たされ、誘電材料の配列を結合
するポリマーを有するシートを形成する。従って、重合
体物質は、ペレット、チップ又はシートの側面とだけ接
触し、誘電体の上部及び下部表面とは接触していない。
採用されるポリマーとしては、ポリエーテルイミド、ポ
リイミド、ポリエステル及びエポキシドがあげられる。
誘電体及びポリマーの暴露される表面は、約１０〜５０
マイクロインチの薄い金属層でメタライズされる。金属
薄層は、その後、約１〜２ミルのより高い厚さにめっき
仕上げされてもよい。キャパシタのキャパシタンスは、
金属層又は電極と多数の誘電体ペレットとの間の距離に
よって調節される。

【００１０】‘８２７特許のキャパシタの欠点は、キャ
パシタの厚さである。キャパシタは、約０．００５〜
０．０１５インチ（０．０１３〜０．０３８センチメー
トル）の厚さを有する。キャパシタが大きい程、キャパ
シタは他の基板構成要素の余地を少ししか残さずＰＷＢ
についてより多くの空間を占める。ＰＷＢは、必要な基
板構成要素を収容するに十分な大きさに製造されるのが
必要となる。基板の大きさを制限することは、電子工業
が如何に緻密な且つ小型の装置を製造することができる
かに限定されることを意味する。その工業全体として
は、緻密であり、同じ大きさで又はより大きな相当物よ
りよりよく稼動する電子設備を開発することと連動す
る。比較的厚みのあるキャパシタのその他の欠点は、二
つの電極の距離は増加するのでキャパシタンスが減少す
ることである。エレクトロニクス工業は、増加したコン
ピューター能力を有し、小型化された電子装置が求めら
れているので、より高度のキャパシタンスを有するより
薄いキャパシタが要求される。従って、‘８２７キャパ
シタよりも薄いキャパシタは、より望ましい。

【００１１】ブラント等の米国特許第６，０６８，７８
２号は、ＰＷＢ又はマルチチップモジュールの一体構成
要素の埋め込みキャパシタを開示する。斯かる設計は、
ＰＷＢ表面から、パッシブ要素、即ちキャパシタの除去
及び多層基板への集積を可能にして、電子装置の小型化
及び増加したコンピューター能力を提供する。他の利点
は、短小化したリード線による改良された環境上の安定
性及び減少したシステムノイズ及びノイズ感受性であ
る。斯かる埋め込みパッシブ要素の例は、デカップリン
グ又はバイパスキャパシタである。特に、高周波数にお
いて、斯かる機能は、基板表面に位置する受動スルーホ
ール又は表面搭載構成要素により遂行するには、しばし
ば困難であり又は非実用的である。‘７８２特許におい
て開示される埋め込みキャパシタは基体又はＰＷＢ上に
その場（ｉｎ ｓｉｔｕ）で形成される。キャパシタ底
面電極及び他の回路は、第一パターン化可能絶縁体を適
用し；絶縁体をパターン化してキャパシタ誘電体の位
置、面積及び高さを画定し、パターンを現像し；キャパ
シタ誘電体をパターン中に析出し；及びそれからパター
ン層の上部又は内部にキャパシタ上部電極及び他の回路
を創生することにより好適な基体に形成される。従っ
て、キャパシタは、二電極間にキャパシタ誘電体コアを
有するサンドイッチ構造を有する。誘電体の厚さは、記
載によれば０．１μｍから１００μｍの範囲である。キ
ャパシタは、同一及び／又は他のＰＷＢ層に電気的に接
続される。

【００１２】‘７８２特許のキャパシタ誘電体は、ポリ
マー、ポリマー／セラミック（金属酸化物）複合体又は
セラミック（金属酸化物）を含む。キャパシタ誘電体
は、また、キャパシタ構成要素の電気的性質を調整する
ために異なるキャパシタ誘電材料の１以上の層から形成
され得る。しかしながら、ポリマー／セラミック（金属
酸化物）複合体の誘電層を有するキャパシタの電気的性
質を望ましい値に調整することは困難であり、不確実な
ものである。例えば、複合誘電体の誘電率は、ポリマー
及びセラミックの誘電率の組み合わせである。斯かる複
合体の誘電率は、最善でも、近似値である。より正確な
近似値が、より正確なキャパシタンスを得るためには非
常に望ましい。キャパシタのキャパシタンスが正確に知
られているときは、キャパシタは電子装置において望ま
しい周波数範囲で最大限機能するよう採用され得る。従
って、キャパシタがその中で採用される電子装置は、ま
た、より効果的に作動する。

【００１３】‘７８２特許におけるキャパシタのその他
の不利益は、キャパシタが製造されるその場での方法で
ある。その場でキャパシタを調製することにより、追加
の工程がＰＷＢ及び多層ＰＷＢの製造に加えられ、ＰＷ
Ｂ製造の効率を減少させる。更に、キャパシタ誘電体の
厚さは、第一のパターン化可能絶縁体層及びキャパシタ
誘電体の溶剤含量によって決定される。キャパシタ誘電
体材料は溶剤中でＰＷＢ上に析出される。溶剤はキャパ
シタ誘電体をキャパシタンスが得られる厚さまで収縮さ
せながら熱加工過程で蒸発させられる。そのような溶剤
を追い払う方法は、誘電体用の特異的厚さを得るために
は信頼の出来ない手段である。当業者は、望ましいキャ
パシタンス用の望ましい厚さを得るために追い払う溶剤
の特異量を正確に計量することはできない。

【００１４】追加的に、‘７８２特許は、基体上に制御
された厚さを得るために薄膜キャパシタ誘電体を液体か
ら析出することは、不可能でないかもしれないが非常に
難しいことを認めている。ＰＷＢのような基体を構成す
る材料は、固有のそり及び厚さの変動の欠陥を有してい
る。また、誘電体を塗布するのに使用されるドクターブ
レードはパターン化された絶縁体の縁より中央において
より誘電体を曲げ、窪ませる傾向がある。斯かる課題を
解決する努力において、その方法はキャパシタの場所を
小さな領域に限定する。代替的に、大きな面積に亘るグ
リッドは、ＰＷＢからの決まった距離にブレードを維持
することが条件とされる。斯かる方法は、同時に冗長且
つ非効率である。

【００１５】マイクロコーティングテクノロジー社のＥ
Ｐ１００５２６０Ａ２は、薄膜埋め込みキャパシタ及び
燃焼化学蒸着（ＣＣＶＤ）又は制御された雰囲気燃焼化
学蒸着（ＣＡＣＣＶＤ）によりキャパシタを製造する方
法を開示する。キャパシタはプリント回線基板に埋め込
まれ得るが、上記したブラント等においてのように基板
上においてその場で調製される必要はない。キャパシタ
は、方形電気信号を維持することにより「ノイズ」を除
去するのを助けるためにデカップリングキャパシタとし
て採用され得る。

【００１６】ＣＣＶＤ法は、費用の掛かる炉、真空又は
反応チャンバー無しに開放雰囲気で薄膜均一層の形成を
可能にする。ＣＣＶＤ法は、５００ｎｍ未満の厚さを有
する層を形成することができる。斯かる薄膜均一層は、
キャパシタの層が薄ければ薄いほどキャパシタンスは高
くなるので非常に望ましい。また、損失は増加する。損
失のある誘電体は、ｃｍ^２当たり約１０^−１から約１０
^−５アンペアの導電性を有する。斯かる薄膜キャパシタ
は更なるプリント配線基板の小型化を可能にする。

【００１７】無酸素環境が均一な薄膜形成のために必要
とされるとき、ＣＡＣＣＶＤは、ＣＣＶＤの代わりに採
用される。ＣＡＣＣＶＤは、熱ガス、加熱管、放射エネ
ルギー、マイクロ波及びエネルギーを与えられたフォト
ン等の非燃焼エネルギー源を採用する。ＣＡＣＣＶＤ用
途においては、全ての使用される液体及び気体は、酸素
を含まない。

【００１８】キャパシタは、それが６インチ半径周囲に
曲げられることができるほど柔軟である。誘電材料は、
ＣＣＶＤ又はＣＡＣＣＶＤにより基体上に析出されるセ
ラミック材（金属酸化物）を含む。一態様においてキャ
パシタは、ポリアミドシートのような重合体支持体シー
ト上への連続した蒸着層からなる。ニッケル又は銅の金
属層は、ポリアミドシート上にＣＡＣＣＶＤにより蒸着
される。誘電層はその後にその上に蒸着され、第二金属
層はそれからＣＣＶＤ、ＣＡＣＣＶＤにより、又は電気
めっきにより蒸着される。キャパシタはデカップリング
キャパシタとして採用され得るか、又は好適なフォトレ
ジスト／エッチング法により独立したキャパシタ板を生
産するために第二金属層がパターン化されてもよい。キ
ャパシタの金属層は、約０．５から約３ミクロン厚さで
ある。誘電層は、約０．０３から約２ミクロン厚さの範
囲である。

【００１９】採用される誘電材料は、１００％シリカ
層、非結晶質又は結晶質の、しかし又ドーブトシリカ
（ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃａ）、並びにＰｂＯ、Ｌｉ_２
Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３及びＢ_２Ｏ_３のような他の酸化
物との混合シリカを含むシリカ及びシリカベース組成物
である。誘電材料は、また、Ｐｔ、Ｂ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍ
ｇ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｎａ及びＫ等のような様々な元素でド
ーブ処理され得る。コア誘電体に採用されるその他の誘
電材料としては、ＢＳＴ、ＳｒＴｉＯ_３、Ｔａ_２Ｏ _５、
ＴｉＯ_２、ＭｎＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、酸化バリウ
ムチタン（Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_２０）、スズドーブト酸化バ
リウムチタン（Ｂａ_２Ｔｉ_{１−（９−ｘ）}Ｓｎ_ｘ−８Ｏ
_２０；Ｘ>０）、ジルコニウムドーブト酸化バリウムチ
タン（Ｂａ／Ｔｉ_{１−（９−ｘ）}Ｚｒ_ｘ−８Ｏ_２０；Ｘ
>０）があげられる。斯かる高誘電率を有する誘電材料
は、それにより小型のキャパシタを可能にして、高キャ
パシタンスを提供する。

【００２０】前記材料は、化学試薬又は前駆体溶液にお
ける前駆体の適当な選択によりＣＣＶＤ法により基体上
に薄層として蒸着され得る。誘電層は、異なる組成の層
を有することができる。例えば、多層フィルムはシリカ
及び珪酸鉛の交互層であり得るし、アルミニウムボロン
シリケートのトップコートを有する珪酸鉛基材からなる
二重層、又はシリカからドーブトシリカ、珪酸鉛へのグ
ラジエントフィルムであり得る。多層は、フレームへ供
給される前駆体溶液の含量を変えることにより、又は異
なる組成物が蒸着される層の連続蒸着基点に基体を移動
させることにより析出され得る。

【００２１】銅は、埋め込みキャパシタについて使用す
るための非常に望ましい基体であり、金属である。しか
し、銅は１０８３℃で溶融するので、銅への蒸着は、低
温でＣＣＶＤにより蒸着され得る材料に限定される。約
１０００℃より上の温度で蒸着される物質は、銅の上に
蒸着することはできず、より高い温度で溶融する基体の
上では蒸着されなければならない。チタン酸バリウムス
トロンチウム（ＢＳＴ）のようなより望ましい誘電材料
は、約１３５０℃より上方の融点を有し、銅上ではＣＣ
ＶＤにより蒸着し、望ましい誘電材料の結晶とすること
ができない。ＣＣＶＤにより銅上への蒸着に適していな
い他の材料の例としては、酸化物及びＴｉ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｍｏ又はＳｎを含む混合酸化物相が含ま
れる。望ましい結晶構造を得るためには、ＢＳＴはより
高い融点を有する基体上で蒸着されなければならない。

【００２２】追加的に、銅は比較的高い線熱膨張率を有
し、これはＢＳＴ、酸化バリウムチタン、ジルコニウム
ドーブト酸化バリウムチタン及びスズドーブト酸化バリ
ウムチタンのような高誘電率誘電材料よりも相当高い。
基体と基体より高い温度で蒸着されるＣＣＶＤ蒸着フィ
ルムとの間の熱膨張率における実質的な不適合は、冷却
過程で蒸着基体の亀裂を生じ得る。好ましくは、ＣＣＶ
Ｄ蒸着用金属基体は、約１５ｐｐｍ℃^−１より下、より
好ましくは約１２ｐｐｍ℃^−１より下の線熱膨張率を有
する。フィルムの亀裂を避けるために、基体の線熱膨張
率は、蒸着される材料のそれよりも８０％を超えて大き
くてはいけない。好ましくは、線熱膨張率は蒸着される
材料のそれよりも４０％を超えて大きくはなく、より好
ましくは、線熱膨張率は蒸着される材料のそれよりも２
０％を超えて大きくはない。熱膨張率が近くなればなる
ほど、コーティング材料は厚く蒸着され得るし及び／又
はコーティングを亀裂させること無しに蒸着温度は高く
なり得る。

【００２３】高温又は低熱膨張基体として役立つことが
出来る特有な金属及び合金には、ニッケル、タングステ
ン、鉄、ニオブ、モリブデン、チタン、ニッケル／クロ
ム合金及びインコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ、商標）の商標
の下で販売されている鉄／ニッケル／クロム合金が含ま
れる。斯かる物質は、銅より高い温度に耐えることが出
来る。従って、ＢＳＴ及びチタン酸鉛ランタンジルコニ
ウムのようなより高温誘電材料は、そのような金属上に
蒸着され得る。上記金属のより高い融点は銅に蒸着され
得ない種々の物質の蒸着を可能にし、より低い熱膨張は
熱膨張不適合から生じる層の亀裂を防止する。

【００２４】銅又はアルミニウムのような他の低融点温
度物質又はポリイミドのようなポリマーを高融点温度誘
電材料と共に採用するためには、バリヤー層が低融点温
度基体を防護するために使用され得る。バリヤー層材料
は、高密度、接着性コーティングとして約７００℃以下
の気体温度で蒸着され得る。蒸着過程での基体温度は、
バリヤー層物質より約２００から５００度低い。低温で
バリヤー層材料を蒸着させることは、熱膨張不適合の影
響を減少させ且つ金属基体を酸化しポリマー基体を変形
／劣化させる潜在性を減少させる。バリヤー層は、ま
た、誘電層として蒸着されるセラミック材と共に誘電体
として機能するセラミック材であることができる。バリ
ヤー層は、酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化ストロン
チウム（ＳｒＯ）、ＳｒＷＯ_４、ＢａＷＯ_４、ＣｅＯ_２
及びＳｒ_１−ｘＢａ_ｘＷＯ_４のような混合酸化タングス
テンストロンチウムから構成され得る。バリヤー層上に
誘電層を蒸着させた後で、薄い金属層が誘電層上に蒸着
され得る。接着層は、誘電層及び蒸着された金属層との
間に蒸着され得る。接着層は、誘電材料に薄い金属層を
結合させるのを助ける。接着層は、酸化亜鉛のような導
電性酸化物から構成され得る。接着層は、また、組成物
が接着層を通して変化する機能的グラディエント物質
（ＦＧＭ）であってもよい。例えば、シリカ対白金接着
は、シリカ側における高シリカ含量から白金側における
高白金含量に漸増的に又は連続的に組成が変化するシリ
カ／白金接着層により促進され得る。一般に、それがそ
れらの間に挿入される二層に共通な元素を含む物質は、
接着を促進するように作用する。キャパシタは、構造上
の要請に従って必要とされるようにバリヤー層又は接着
層だけを含有してもよい。代替的に、接着及びバリヤー
層は誘電体の両側について必要とされ得る。

【００２５】誘電層は、約０．０３から約２ミクロンの
範囲である。バリヤー層は、約０．０１から約０．０８
ミクロンの範囲であり、接着層は約０．００１から約
０．０５ミクロンの範囲である。蒸着金属薄層は、約
０．５から約３ミクロン厚さの範囲である。

【００２６】薄膜キャパシタ及びプリント配線基板の小
型化を可能にするそれらを製造する方法が存在するが、
柔軟で、キャパシタのキャパシタンスを微調整できる改
良された誘電体を求める必要が未だ存在する。

【００２７】本発明は、コア誘電材料より低い誘電率値
を有する二層のポリマー誘電材料の間にコア誘電材料を
有する誘電積層体を目的とするものである。有益なこと
に、誘電ポリマー層間にコア誘電材料を有する誘電積層
体構造は、誘電体の望ましい誘電率への正確な調整又は
微量の調整を許容する。望ましい誘電率を有する誘電体
は、それから、キャパシタを望ましいキャパシタンスに
微調整させるキャパシタ構造に採用され得る。ポリマー
層は、誘電体が自立できるに十分な支持を提供し、誘電
体が採用され得る基体とは別に調製され得る。従って、
望ましい誘電率を有する誘電体は、バルク積層体又はシ
ートとして調製され得る。本発明の誘電積層体は、プリ
ント配線基板のような基体の小型化を可能にする薄膜誘
電積層体であり得る。

【００２８】本発明の誘電積層体は、ポリマー層にコア
誘電材料の層を敷設し、その後他のポリマー層をコア誘
電材料に敷設して積層誘電体を形成することにより調製
される。コア誘電率は、望ましいコア誘電率を得るため
に同一又は異なる誘電率を有する積層誘電材料の１以上
の層を含有してもよい。有益には、ポリマー層及びコア
誘電層の双方の各層の厚さは、望ましい誘電率に誘電体
を調整させるためにラミネーション過程で容易に調節さ
れ得る。ポリマー層は、誘電体が自立できるよう及び亀
裂又は破損なく、それ自身ロールされ得るように誘電体
を安定化させる。追加的に、ポリマー厚さは、キャパシ
タキャパシタンスを微調整させることに協力する。有益
には、誘電積層体は、微調整された望ましい誘電率を有
した状態で調製され、将来の使用のためにバルクで貯蔵
される。望ましい誘電率及び厚さを有するアリコート
が、望ましい寸法にバルクシートから穿孔又は切断され
て、それからキャパシタを望ましいキャパシタンスに微
調整するためにキャパシタに採用され得る。本発明の誘
電積層体は、金属電極にラミネートされ得るか、金属電
極はポリマー層上でめっきされてもよい。

【００２９】有益には、本発明の望ましい積層体は、プ
リント配線基板製造加工工程の過程で作成される必要は
ない。プリント配線基板加工における斯かる追加の工程
は、基板製造の全体的効率を減じる。

【００３０】誘電積層体は、特有の場所において配線基
板のような基体に配置されることができ、又は誘電積層
体はプリント配線基板の全表面を覆うことができる。誘
電積層体は、エッチングされてもよいし、誘電体を覆う
金属電極層が、所望されるようにエッチングされてもよ
い。本発明の誘電体は、誘電体が埋め込み式キャパシタ
に採用され得る多層回路基板製造に採用され得る。本発
明のキャパシタは、デジタルコンピューター、テレコミ
ュニケーションモジュール及びＤＣ電源におけるＡＣリ
プルフィルタリング等のような様々な電子装置において
キャパシタとして採用され得る。斯かるキャパシタは、
バイパスキャパシタ又はデカップリングキャパシタ等で
あってもよい。

【００３１】本発明の一つの目的は、コア誘電体より低
い誘電率を有する二つのポリマー層間にコア誘電材料を
有する誘電積層体を提供することである。

【００３２】本発明の他の目的は、誘電率が正確に調整
され得る誘電積層体を提供することである。

【００３３】本発明の更なる目的は、柔軟性及び自立性
の誘電積層体を提供することである。

【００３４】本発明の追加の目的は、薄膜誘電積層体を
提供することである。

【００３５】本発明のいっそう更なる目的は、埋め込み
キャパシタに採用され得る誘電体を提供することであ
る。

【００３６】本発明の追加の目的及び利点は、詳細な開
示及び特許請求の範囲を読んだ後で当業者によって容易
に確認され得ることである。

【００３７】（図面の簡単な説明）図１は、セラミック
コアよりも低い誘電率の二ポリマー層間のコアセラミッ
ク材を有する三層誘電体の断面図である。図２は、コア
セラミック材、セラミックよりも低い誘電率の二つのポ
リマー層及び上部及び下部層を有する五層キャパシタの
断面図である。図３は、コアセラミック材より低い誘電
率の二ポリマー層間に異なる誘電率を有するコアセラミ
ック材の二層、及び上部及び下部層を有する六層キャパ
シタの断面図である。図４は、ポリマー層、及びポリマ
ー層及び蒸着高誘電率材料間の界面においてテクスチャ
ーを有するＣＣＶＤ蒸着高誘電率材料の断面図である。
図５は、基体上に薄膜層を蒸着させるのに採用され得る
ＣＣＶＤ機の概略図である。図６は、基体上に薄膜層を
蒸着させるのに採用され得るＣＡＣＣＶＤ機の概略図で
ある。図７は、基板にラミネートしたキャパシタを含有
するＦＲ‐４エポキシ／ガラス配線基板の断面図であ
る。図８は、エッチングにより形成され、基板にラミネ
ートされた二つのキャパシタを含有するＦＲ‐４エポキ
シ／ガラス配線基板の断面図である。

【００３８】本発明は、コア誘電材料より低い誘電率値
を有する二つのポリマー層間のコア誘電材料から構成さ
れる誘電体を提供することを目的とする。本発明の誘電
体は、キャパシタに採用され得る。有益には、低誘電率
の二つのポリマー層間への高い誘電率を有するコア誘電
材料の配置は、全誘電体の誘電率を正確な誘電率値に容
易に調整することを可能にする。更に、誘電体を正確な
誘電率に調整させることにより、誘電体が採用されるキ
ャパシタのキャパシタンスが正確な値に調整され得る。
本発明の誘電体は自立的である。ポリマーのサンドウィ
ッチ配置は、誘電積層体がその場で調製される必要がな
く又は誘電積層体が採用される基体上で又はその中で調
製される必要のないよう十分な構造的支持を提供する。

【００３９】図１は、本発明の誘電積層体１０を例示す
る。誘電コア層１２は、誘電ポリマー支持層１４に接合
される。第二誘電ポリマー支持層１６は、それから誘電
コア１２に接合される。各層は、別個に調製されること
ができ、それから他の層に接合される。代替的に、各層
は逐次、即ち、前層上に一層が蒸着される態様で、調製
され得る。有利には、誘電積層体の層は、誘電層を共に
接合する追加の接着層無しに調製され得る。更に、誘電
積層体の層は、バリヤー層無しで調製され得る。斯かる
層の不存在は、全誘電組成物の誘電率の正確な調整を可
能にする。従って、比誘電率に誘電体を調整するのを妨
害することのできる望ましくない層は、除去される。そ
の層が製造され得る方法は、下記に記載される。

【００４０】誘電体として採用されることができ、ポリ
マー層より高い誘電率又は比誘電率を有する材料は、本
発明を実施するのに使用され得る。斯かる材料は、ポリ
マー物質に比して高い誘電率を有する。コア材料の誘電
率値は、少なくとも約２０からの範囲である。好ましく
は、コアの誘電率は、約２０から約１００，０００の範
囲である。より好ましくは、コアの誘電率は、約５０か
ら５０，０００の範囲である。

【００４１】コア誘電材料として採用され得る好適な材
料の例としては、ダイヤモンドのような炭素化合物及び
炭化珪素、１００％シリカ層、非結晶質又は結晶質の、
ドーブトシリカ及びＰｂＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｋ_２
Ｏ、Ａｌ_２Ｏ及びＢ_２Ｏ_３のような他の酸化物との混合
シリカを含むシリカ及びシリカベースの組成物のような
セラミック材が挙げられるが、これらに限定されない。
他の好適なセラミック材には、チタン酸バリウムストロ
ンチウム（ＢＳＴ）、ＳｒＴｉＯ_３、Ｔａ_２Ｏ _５、Ｔｉ
Ｏ_２、ＭｎＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＰｂＺｒＴｉＯ_３（ＰＺ
Ｔ）、ＬｉＮｂＯ _３、ＰｂＭｇＴｉＯ_３（ＬＭＴ）、Ｐ
ｂＭｇＮｂＯ_３（ＬＭＮ）、ＣｅＯ_２、酸化バリウムチ
タン、酸化タングステン、ＳｒＷＯ_４、ＢａＷＯ_４のよ
うな混合酸化タングステンストロンチウム及び酸化タン
グステンストロンチウムバリウム等が含まれるが、これ
らに限定されない。

【００４２】コア誘電材料は、また、Ｐｔ、Ｂ、Ｂａ、
Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｓｎ及びＺｒ等の
ような様々な元素でドープ処理され得る。斯かるドープ
処理されたコア誘電体の例としては、ジルコニウムドー
ブト酸化バリウムチタン及びスズドーブト酸化バリウム
チタン等が、含まれる。本発明の、誘電体は、コアを構
成し、誘電体の誘電率値を調整する斯かる高誘電率材料
の１以上の層を有する。例えば、コア層は、誘電積層体
を調整する二層の異なる高誘電率材料又は三から五層の
異なる高誘電率材料を含有することができる。高誘電率
材料の各層の厚さは、また、適正に誘電層を調整するた
めに所望通りに変化し得る。また、異なる高誘電率材料
は、コアについて望ましい誘電率値を得るために所望通
りにブレンドされ得る。

【００４３】表面にラミネートされ得る如何なるポリマ
ーも、本発明を実施するために採用され得る。本発明の
範囲内のポリマーとしては、有機ポリマー及び無機ポリ
マー双方があげられる。そのポリマーの誘電率値は、約
１から約１５の範囲である。好ましくは、ポリマーの誘
電率値は、約３から約１０の範囲である。好ましくは、
採用されるポリマーは、また、柔軟性である。斯かる有
機ポリマーの例としては、熱可塑性、熱硬化性、付加及
び縮合ポリマーが挙げられるが、これらに限定されな
い。例示的な例としては、ポリエステル、ポリスチレ
ン、耐衝撃性ポリスチレン、スチレン‐ブタジエンコポ
リマー、耐衝撃変性スチレン‐ブタジエンコポリマー、
ポリ‐α‐メチルスチレン、スチレンアクリロニトリル
コポリマー、アクリロニトリルブタジエンコポリマー、
ポリイソブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、アルキル
ポリアクリレート、アルキルポリメタクリレート、ポリ
ブタジエン、エチレン酢酸ビニル、ポリアミド、ポリイ
ミド、ポリオキシメチレン、ポリスルホン、ポリフェニ
レンスルフィド、ポリビニルエステル、メラミン、ビニ
ルエステル、エポキシド、ポリカーボネート、ポリウレ
タン、ポリエーテルスルホン、ポリアセタール、フェノ
ール、ポリエステルカーボネート、ポリエーテル、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリアリーレート、ポリアリーレンエーテル、ポリ
アリーレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエチ
レン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、及びこれ
らのコポリマー、グラフト及び混合物が挙げられるが、
これらに限定されない。誘電層として採用され得るポリ
マーは、高Ｔｇ範囲を有することができる。本発明の範
囲内の高Ｔｇは、少なくとも約９０℃からである。好ま
しくは、Ｔｇは、少なくとも１００℃であり、好ましく
は少なくとも１３０℃である。好ましい範囲は、１３０
℃から約１９０℃である。斯かるＴｇポリマーは、誘電
体が採用される電子装置の稼動過程で機械的及び熱的に
共に安定な誘電体を提供する。追加的に、斯かる高Ｔｇ
ポリマーは、コア誘電体と金属電極のラミネート化の過
程での高温条件に耐える。ポリウレタンは、高Ｔｇを有
するポリマーの例である。ドライフィルムフォトレジス
トのようなフォト感受性ポリマーは、ポリマーが望まし
いパターンにイメージされ得るように採用され得る。斯
かるドライフィルムには、ポリウレタン、エポキシ樹
脂、これらのコポリマー、ブレンド、又は混合物が含ま
れるが、これらに限定されない。好ましい有機ポリマー
は、芳香族基を有するポリマーである。好ましくは、斯
かるドライフィルムフォトレジストは、約１００Ｄ（ダ
ルトン）から約５，０００Ｄ、好ましくは約５００Ｄか
ら約１，０００Ｄの分子量を有するアクリレート、メタ
クリレート又はプロピルアクリレートオリゴマーで架橋
される。本発明の範囲内のオリゴマーは、２から１００
のモノマーから構成される。他の好ましい架橋剤は、約
５００Ｄから約１００，０００Ｄ、好ましくは約１，０
００Ｄから約５０，０００Ｄの分子量を有するアクリル
化ウレタンである。

【００４４】本発明に採用されるポリマーを架橋結合さ
せるために採用され得る他の好適な架橋剤には、ジ‐、
トリ‐、テトラ‐又は高次の多官能性エチレン不飽和モ
ノマーが含まれる。本発明に有用な架橋剤の例として
は、トリビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニル
ピリジン、ジビニルナフタレン及びジビニルキシレン；
及びエチレングリコールジアクリレート、トリメチロー
ルプロパントリアクリレート、ジエチレングリコールジ
ビニルエーテル、トリビニルシクロヘキサン、アリルメ
タクリレート（「ＡＬＭＡ」）、エチレングリコールジ
メタクリレート（「ＥＧＤＭＡ」）、ジエチレングリコ
ールジメタクリレート（「ＤＥＧＤＭＡ」）、プロピレ
ングリコールジメタクリレート、プロピレングリコール
ジアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート（「ＴＭＰＴＭＡ」）、ジビニルベンゼン（「Ｄ
ＶＢ」）、グリシジルメタクリレート、２，２-ジメチ
ルプロパン‐１，３‐ジアクリレート、１，３‐ブチレ
ングリコールジアクリレート、１，３‐ブチレングリコ
ールジメタクリレート、１，４‐ブタンジオールジアク
リレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエ
チレングリコールジメタクリレート、１，６‐ヘキサン
ジオールジアクリレート、１，６‐ヘキサンジオールジ
メタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレ
ート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テト
ラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレング
リコール２００ジアクリレート、テトラエチレングリコ
ールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタ
クリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレー
ト、エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、ポ
リエチレングリコール６００ジメタクリレート、ポリ
（ブタンジオール）ジアクリレート、ペンタエリトリッ
トトリアクリレート、トリメチロールプロパントリエト
キシトリアクリレート、グリセロールプロポキシトリア
クリレート、ペンタエリトリットテトラアクリレート、
ペンタエリトリットテトラメタクリレート、ジペンタエ
リトリットモノヒドロキシペンタアクリレート、ジビニ
ルシラン、トリビニルシラン、ジメチルジビニルシラ
ン、ジビニルメチルシラン、メチルトリビニルシラン、
ジフェニルジビニルシラン、ジビニルフェニルシラン、
トリビニルフェニルシラン、ジビニルメチルフェニルシ
ラン、テトラビニルシラン、ジメチルビニルジシロキサ
ン、ポリ（メチルビニルシロキサン）、ポリ（ビニルヒ
ドロシロキサン）、ポリ（フェニルビニルシロキサ
ン）、及びそれらの混合物が挙げられる。

【００４５】他の好ましい有機ポリマーは、ブタジエン
を含むポリマーである。斯かるポリマーの例としては、
ポリブタジエン、スチレン‐ブタジエンコポリマー、耐
衝撃変性スチレン‐ブタジエンコポリマー及びアクリロ
ニトリルブタジエン等が挙げられる。他の好ましいポリ
マーは、フェノールアルデヒド縮合物（ノボラック樹脂
として当分野では知られる）のようなフェノール、部分
的に水素化されたノボラック及びポリ（ビニルフェノー
ル）樹脂である。

【００４６】ノボラック樹脂は、フェノールとアルデヒ
ドとの熱可塑性縮合生成物である。特にノボラック樹脂
形成のための、アルデヒド、特にホルムアルデヒドとの
縮合用の好適なフェノールの例としては、次のフェノー
ルが含まれる：ｍ‐クレゾール；ｏ-クレゾール；ｐ-ク
レゾール、２，４-キシレノール；２，５-キシレノー
ル；３，４-キシレノール；３，５-キシレノール；チモ
ール及びこれらの混合物。酸触媒縮合反応は約５００か
ら約１００，０００Ｄの分子量で変化し得る好適なノボ
ラック樹脂の形成を結果的に生ずる。

【００４７】ポリ（ビニルフェノール）樹脂は、カチオ
ン触媒の存在下で相当するモノマーのブロック重合、エ
マルション重合又は溶液重合により形成され得る熱可塑
性物質である。ポリ（ビニルフェノール）樹脂の生成に
使用されるビニルフェノールは、例えば、商業的に入手
可能なクマリン又は置換クマリンの加水分解、引き続き
生じたヒドロキシ桂皮酸の脱カルボキシル反応により調
製され得る。有用なビニルフェノールは、また、相当す
るヒドロキシアルキルフェノールの脱水素反応により、
又は置換又は非置換ヒドロキシベンズアルデヒドとマロ
ン酸との反応から生じるヒドロキシ桂皮酸の脱カルボキ
シル反応により調製され得る。斯かるビニルフェノール
から調製される好ましいポリ（ビニルフェノール）樹脂
は、約２，０００から約１００，０００Ｄの範囲の分子
量を有する。ポリ（ビニルフェノール）樹脂形成用の操
作手順は、また、米国特許第４，４３９，５１６号中で
見出されることができ、その全開示は、そのままここで
引用により挿入されている。多くの有用なポリ（ビニル
フェノール）樹脂は、日本国、東京、マルゼンコーポレ
ーションから商業的に入手可能である。

【００４８】ノボラック及びポリ（ビニルフェノール）
樹脂と共に採用され得る架橋剤には、アミン含有化合
物、エポキシ含有物質、少なくとも二つのビニルエーテ
ル基を含む化合物、アリル置換芳香族化合物及びこれら
の化合物が含まれるが、これらに限定されない。好まし
い架橋剤は、アミン含有化合物及びエポキシ含有物質で
ある。

【００４９】アミン含有架橋剤には、メラミンモノマ
ー、メラミンポリマー、アルキロールメチルメラミン、
ベンゾグアナミン樹脂、ベンゾグアナミン‐ホルムアル
デヒド樹脂、尿素‐ホルムアルデヒド樹脂、グリコウリ
ル‐ホルムアルデヒド樹脂、及びこれらの混合物が含ま
れるが、これらに限定されない。斯かる樹脂は、アルコ
ール含有溶液中でアクリルアミド若しくはメタクリルア
ミドコポリマーとホルムルデヒドの反応により、又は代
替的にＮ‐アルコキシメチルアクリルアミド若しくはメ
タクリルアミドと他の好適なモノマーとの共重合により
調製され得る。特に好適なアミンベース架橋剤には、サ
イメル（ＣＹＭＥＬ、商標）３００、３０１、３０３、
３５０、３７０、３８０、１１１６及び１１３０のよう
な米国、ニュージャージー州、ウェストパターソンのサ
イテック社により製造されるメラミン；サイメル１１２
３及び１１２５のようなベンゾグアナミン樹脂；グリコ
ウリル樹脂サイメル１１７０、１１７１及び１１７２；
及び尿素ベース樹脂ビ−トル（ＢＥＥＴＬＥ、商標）６
０、６５及び８０、同様に米国、ニュージャージー州、
ウェストパターソンのサイテック社により入手可能であ
る。多数の類似アミンベース化合物は、種々の供給元か
ら商業的に入手可能である。

【００５０】メラミンは、好ましいアミンベース架橋剤
である。特に好ましいのは、アルキロールメチルメラミ
ン樹脂である。斯かる樹脂は、典型的にはトリアルキロ
ールメチルアミン及びヘキサアルキロールメチルメラミ
ンである。アルキル基は、１から８以上の炭素原子を有
してもよく、しかし好ましくはメチルである。反応条件
及びホルムアルデヒドの濃度に依存して、メチルエーテ
ルは、お互いに反応してより複雑な単位を形成する。

【００５１】架橋剤として有用なエポキシ含有物質は、
開環により重合性の１以上のオキシラン環を有する有機
化合物である。斯かる物質は、広くはエポキシドと呼ば
れ、脂肪族、脂環式、芳香族又は複素環式であり得るモ
ノマーエポキシ化合物及びポリマーエポキシドを含む
が、これらに限定されない。好ましい、エポキシ架橋性
物質は、一般に、平均で分子当たり少なくとも二つの重
合性エポキシ基を有する。ポリマーエポキシドとして
は、末端エポキシ基（例えば、ポリオキシアルキレング
リコールのジグリシジルエーテル）を有する線状ポリマ
ー、骨格オキシラン単位（例えば、ポリブタジエンポリ
エポキシド）を有するポリマー及びペンダントエポキシ
基（例えば、グリシジルメタクリレートポリマーまたは
コポリマー）を有するポリマーが含まれる。エポキシド
は、純粋化合物であり得るが、一般には分子当たり１又
は２以上のエポキシ基を含有する混合物である。

【００５２】有用なエポキシ含有物質は、低分子量モノ
マー物質及びオリゴマーから比較的高分子量ポリマーま
で変化することができ、それらの骨格及び置換基の性質
は大きく変化し得る。例えば、骨格は如何なる種類でも
よく、置換基は室温でオキシラン基と置換基反応性のな
い如何なる基でもよい。好適な置換基には、ハロゲン、
エステル基、エーテル、スルホネート基、シロキサン
基、ニトロ基及びホスフェート基等が含まれるが、これ
らに限定されない。

【００５３】特に有用なエポキシ含有物質としては、グ
リシジルエーテルを含む。例としては、多価フェノール
とエピクロロヒドリン（例えば、２，２‐ビス‐（２，
３‐エポキシプロポキシフェノール）プロパンのジグリ
シジルエーテル）のような過剰なクロロヒドリンとの反
応により得られる多価フェノールのグリシジルエーテル
である。斯かるグリシジルエーテルには、ビスフェノー
ルＡエトキシ化ジエポキシドのようなビスフェノールＡ
エポキシドが含まれる。更に斯かるエポキシドの例は、
米国特許第３，０１８，２６２号に記載されており、そ
の全開示はここに引用により挿入されている。

【００５４】好適なエポキシドには、エピクロロヒドリ
ン、グリシドール、グリシジルメタクリレート、ｐ‐タ
ーシャーリーブチルフェノールのグリシジルエーテル
（例えば、セラニーズ社からのＥＰＩ‐ＲＥＺ（商標）
の商品名で入手可能）；ビスフェノールＡのジグリシジ
ルエーテル（例えば、シェルケミカル社からエポン（Ｅ
ＰＯＮ、商標）８２８、エポン１００４、エポン１０１
０及びダウケミカル社からのＤＥＲ‐３３１（商標）、
ＤＥＲ‐３３２及びＤＥＲ‐３３４の商品名で入手可
能）、二酸化ビニルシクロヘキサン（例えば、ユニオン
カーバイド社からのＥＲＬ‐４２０６（商標））、３，
４‐エポキシ‐６‐メチル‐シクロヘキシルメチル‐
３，４‐エポキシ‐６‐メチルシクロヘキセンカルボキ
シレート（例えば、ユニオンカーバイド社からのＥＲＬ
‐４２０１）、ビス（３，４‐エポキシ‐６‐メチルシ
クロヘキシルメチル）アジペート（例えば、ユニオンカ
ーバイド社からのＥＲＬ‐４２８９）、ビス（２，３‐
エポキシシクロペンチル）エーテル（例えば、ユニオン
カーバイド社からのＥＲＬ‐０４００）、プロピレング
リコールで変性された脂肪族エポキシ（（例えば、ユニ
オンカーバイド社からのＥＲＬ‐４０５０及びＥＲＬ‐
４２６９）、二酸化ジペンテン、難燃性エポキシ樹脂
（例えば、ダウケミカル社から入手可能なＤＥＲ‐５８
０、臭化ビスフェノール型エポキシ樹脂）、フェノール
ホルムアルデヒドノボラックの１，４‐ブタンジオール
ジグリシジルエーテル（例えば、ダウケミカル社からの
ＤＥＮ‐４３１（商標）、ＤＥＮ‐４３８）及びレゾル
シノールジグリシジルエーテル（例えば、コッパーズカ
ンパニー社からのコポキサイト（ＫＯＰＯＸＩＴＥ、商
標））が挙げられる。

【００５５】少なくとも二つのビニルエーテル基を含有
する化合物には、脂肪族、脂環式、芳香族又はアル脂肪
族ジオールが含まれるが、これらに限定されない。斯か
る物質の例としては、１から１２の炭素原子を有する脂
肪族ジオールのジビニルエーテル、ポリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ポリブチレングリコール
及びジメチルシクロヘキサン等が挙げられる。少なくと
も二つのビニルエーテル基を有する特に有用な化合物に
は、エチレングリコール、トリメチレン‐１，３‐ジオ
ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコー
ル、レゾルシノール及びビスフェノールＡ等のジビニル
エーテルが含まれる。

【００５６】架橋剤として有用な好適なアリル置換芳香
族化合物は１以上のアリル置換基を含有する化合物であ
り、即ち、その芳香族化合物は１以上の環位置において
アルキレン基のアリル性炭素により置換されているもの
である。好適なアリル芳香族には、アリルフェノールの
ようなアリルフェニル化合物が含まれる。アリルフェノ
ール架橋剤は、フェノール単位が１以上の環位置におい
てアルキレン基のアリル性炭素により置換されている１
以上のフェノール単位を含有するモノマー又はポリマー
であり得る。典型的には、アルキレン置換基は、プロペ
ニル、即ち、１以上のプロペニル基を有するフェノール
である。好ましいアリルフェノールには、フェノール及
びヒドロキシベンズアルデヒド及び塩化アリルのような
アリルハライドのポリ縮合物が含まれる。多数の好適な
アリルフェノールが、商業的に入手可能であり、例え
ば、ケネディアンドクリム社（米国、ニュージャージー
州、リトルシルバー）からサーマックスＳＨ‐１５０Ａ
Ｒ（ＴＨＥＲＭＡＸ、商標）の商品名で市販されるアリ
ルフェノールである。アリルフェノールを含むアリルフ
ェニル化合物は、又、米国特許第４，９８７，２６４号
において記載され、その全開示は、ここに引用により挿
入される。

【００５７】特に好適な有機架橋剤としては、メトキシ
メチル‐置換メラミン及びメトキシメチル‐置換グリコ
ウリルのような１以上のメトキシメチル基を含有する薬
剤があげられる。ヘキサメトキシメチルメラミンは、好
ましいメトキシメチル‐置換メラミンである。有機架橋
剤の１以上の水素、より好ましくはメトキシメチル置換
基の１以上のメチル水素がハロゲン、好ましくはフッ素
で置換されるのが更に好ましい。従って、好ましい架橋
剤には、１以上のメトキシフルオロメチル及び／又はメ
トキシジフルオロメチル置換基を含有する化合物が含ま
れる。代表的な好ましいフッ素化架橋剤には、ヘキサメ
トキシフルオロメチルメラミン及びヘキサメトキシジフ
ルオロメチルアミンのようなメトキシフルオロメチル‐
及びメトキシフルオロメチル‐置換メラミン及びグリコ
ウリルが含まれる。また、好適なのはフッ素化エポキシ
架橋剤である。

【００５８】本発明のポリマー層は、一種類だけの架橋
剤又は二種類以上の異なる架橋剤を含有することができ
る。上記開示された２以上の架橋剤の組み合わせが採用
され得る。ノボラック樹脂及びポリ（ビニルフェノー
ル）の好ましい組み合わせは、アミン含有化合物及びエ
ポキシ含有化合物である。

【００５９】本発明の他の態様においては、少なくとも
一つのポリマー層は無機ポリマーである。好ましくは、
一つのポリマー層だけは、無機ポリマーである。本発明
の範囲内の無機ポリマーは、一般式、Ｍ（ＯＲ）_ｎを有
する金属アルコキシド及び他のアルコキシドのような酸
化物から誘導される： ここで、Ｍは金属、ホウ素、リ
ン又は珪素であり、Ｒは線状又は分岐アルキル基であ
り、ｎは１以上の整数である。好ましくは、Ｒは１から
４の炭素原子のアルキル基である。好ましくは、ｎは２
から６の整数である。上記式を有するアルコキシドの例
としては、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_４、Ｓｉ（ＯＣ
_２Ｈ_５）_４、Ｓｉ（ＯＣ_３Ｈ_７）_４、Ｓｉ（ＯＣ
_４Ｈ _９）_４、Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３、Ａｌ（ＯＣＨ_３）
_３、Ａｌ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３、Ａｌ（ＯＣ_４Ｈ_９）_３、Ａ
ｌ（イソ‐ＯＣ_３Ｈ_７）_３、Ｔｉ（ＯＣ_３Ｈ_７）_４、Ｚ
ｒ（ＯＣ_３Ｈ_７）_４、Ｚｒ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４、Ｔｉ（Ｏ
Ｃ_３Ｈ_７）_４、Ｙ（ＯＣ_３Ｈ_７）_３、Ｙ（ＯＣ_４Ｈ_９）
_３、Ｆｅ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３、Ｆｅ（ＯＣ_３Ｈ_７）_３、Ｆ
ｅ（ＯＣ_４Ｈ_９）_３、Ｎｂ（ＯＣＨ_３）_５、Ｎｂ（ＯＣ
_２Ｈ_５）_５、Ｎｂ（ＯＣ_３Ｈ_７）_５、Ｔａ（ＯＣ
_３Ｈ_７）_５、Ｔａ（ＯＣ_４Ｈ_９）_４、Ｔｉ（ＯＣ
_３Ｈ_７）_４、Ｖ（ＯＣ_４Ｈ_５）_３、Ｖ（ＯＣ
_４Ｈ_９）_３、Ｚｎ（ＯＣ_２Ｈ_５） _２、Ｂ（ＯＣ
Ｈ_３）_３、Ｇａ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３、Ｇｅ（ＯＣ_２Ｈ_５）
_４、Ｐｂ（ＯＣＨ_３）_３、Ｐ（ＯＣＨ_３）_３、Ｖ（ＯＣ
_２Ｈ_５）_３、Ｗ（ＯＣ_２Ｈ_５）_６、Ｎｄ（ＯＣ_２Ｈ_５）
_３、ＬｉＯＣＨ_３、ＮａＯＣＨ_３及びＣａ（ＯＣＨ_３）
_２が挙げられるが、これらに限定されない。

【００６０】また、本発明の範囲内のアルコキシドは、
アニオン性であり得る。斯かるアルコキシドは、一般
式、Ｍ［Ｍ_ｌ（ＯＲ）_ｎ］_ｍを有する： ここで、Ｍ及
びＲは上記定義の通りであり、Ｍ_１は金属であるが、上
記式中のＭとは異なり、ｍは１以上の整数である。好ま
しくは、ｍは２から３の整数である。斯かるアニオンア
ルコキシドには、Ｌａ［Ａｌ（ＯＲ）_４］_３、Ｌａ［Ａ
ｌ（ｉｓｏ‐ＯＣ_３Ｈ_７）_４］_２、Ｍｇ［Ａｌ（ｓｅｃ
‐ＯＣ_４Ｈ_９）_４］_２、Ｎｉ［Ａｌ（ｉｓｏ‐ＯＣ_３Ｈ
_７）_４］_３、（Ｃ_３Ｈ_７Ｏ）_２Ｚｒ［Ａｌ（ＯＣ
_３Ｈ_７）_４］_２及びＢａ［Ｚｒ_２（ＯＣ_２Ｈ_５）_９］_２
が含まれるが、これに限定されない。

【００６１】上記記載のアルコキシドに加えて、本発明
の範囲内の無機ポリマーは、鉄トリス（アセチルアセト
ネート）、コバルトビス（アセチルアセトネート）、ニ
ッケルビス（アセチルアセトネート）及び銅ビス（アセ
チルアセトネート）等の金属錯体化合物から調製され得
る。

【００６２】上記の前駆体がＭ−Ｏ−Ｍ結合により結合
され、無機ポリマーが形成される。上記記載のアルコキ
シドに加えて、本発明の範囲内の無機ポリマーは、当分
野で公知の好適な方法で調製され得る。そのような一つ
の方法は、当分野で公知の、実施されているゾル‐ゲル
法である。他の好適な方法は、米国特許第５，２３４，
５５６号に記載される脱カルボン化ゲル法であり、その
全開示は、引用によりここで挿入される。

【００６３】誘電体の誘電率及びキャパシタのキャパシ
タンスを調整することに加えて、ポリマー層は、また、
誘電体が適用される基体とは別個に調製され得るように
誘電体構造を支持し且つ安定化させる。例えば、本発明
の範囲内の誘電体及びキャパシタは、プリント配線基板
又は電子装置に採用される類似の機器の製造に関与する
方法とは別個に製造され得る。従って、誘電体は、シー
トのようなバルク状態で調製され得る。複数のシート
は、各シートが異なる誘電率値を有して調製され得る。
ポリマー層は、全体の誘電体構造用の構造的支持を提供
するので、シートは、広範囲の厚さを有することが出来
る。誘電体の厚さは、約５μｍから１０００μｍ、好ま
しくは約５０μｍから約５００μｍの範囲である。コア
の厚さは、０．０５μｍから約９００μｍ、好ましくは
０．５μｍから約２５０μｍの範囲である。

【００６４】ポリマー層の厚さは、約２．０μｍから５
００μｍ、好ましくは約２０μｍから約２００μｍの範
囲である。ポリマー層は、約０．０２５ｐｓｉから約
０．５ｐｓｉ、好ましくは約０．０７５ｐｓｉから約
０．２５ｐｓｉの引張り強度を有する。ポリマー伸び
は、０．２５％延伸から約２．７５％延伸、好ましくは
約０．７５％延伸から約１．５０％延伸の範囲である。
有益には、かかる特性は、本発明の誘電組成物が、誘電
組成物の亀裂又は引き裂き無しでスクロール形態で、そ
れ自身の上にロールされることを許容する。斯かる特性
は、誘電体材料について多数の長さ及び幅のシートをバ
ルクで容易に、都合よく貯蔵せしめる。誘電積層体シー
トは、好都合な貯蔵及び取り扱いのための適当な長さ又
は幅を有しながらバルクで調製され得る。例えば、バル
クシートは、約５００ｃｍ×約１０００ｃｍ、好ましく
は２００ｃｍ×約５００ｃｍの範囲であり得る。上記寸
法を有する斯かるバルクシートは、バルクシートがバル
ク貯蔵用に巻かれ、造形されるようラミネート機械で容
易に調製され得る。慣用のドライフィルム機は、バルク
貯蔵のためのシートを巻き上げるのに採用され得る。

【００６５】有益には、誘電積層体のアリコート又はク
ーポンパッチ（ｃｏｕｐｏｎ ｐａｔｃｈｅｓ）は適当
な望ましい寸法、即ち、長さ及び幅、及び形状を有して
バルクシートから穿孔又は切断され、プリント配線基板
のような基体に配置されることができる。例えば、アリ
コートは、矩形又は円形であり得る。矩形のアリコート
は、約１０００μｍ×約１０００又は約５００μｍ×約
５００μｍの寸法を有することができる。円形のアリコ
ートは、例えば、約５００μｍから約１０００μｍの半
径を有することができる。当分野でポリマー物質を形作
り、切断するのに使用される好適な穿孔装置又は切断装
置の如何なるものも、採用され得る。ポリマー積層体が
切断され、形作られる一つの手段は、レーザーである。
好適なレーザーには、Ｎｄ：ＹＡＧ、ＣＯ_２又はエキシ
マーレーザー等が含まれる。代替的に、誘電体の完全な
シートは、基体又はプリント配線基板の全表面を覆うこ
とが出来る。誘電体は、それから、望ましいパターンを
形成するマスク又は道具を使用して好適なエッチング材
でエッチングされる。

【００６６】本発明の他の態様は、二層の低誘電率材料
間のコア物質を有する誘電積層体からなるキャパシタで
ある。図２は、本発明のキャパシタ１８を例示する。コ
ア誘電層２０は、下部支持ポリマー誘電層２２及び上部
支持ポリマー誘電層２４の間で接合される。下部支持ポ
リマー誘電層２２及び上部支持ポリマー誘電層２４の双
方は、コア誘電層２０より低い誘電率値を有する。導電
性金属下部電極２６及びは導電性金属上部電極２８は、
それぞれのポリマー層に接合され特定のキャパシタンス
を有するキャパシタを形成する。キャパシタンスは、次
の方程式で定義される： Ｃ＝Ｐ（Ａ／ｄ）、 「Ｃ」は、キャパシタの全キャパシタンス（ファラド、
マイクロ‐ファラド、ナノ‐ファラド又はピコファラ
ド）である。「Ａ」は、電極の表面積であり、「ｄ」は
キャパシタの二電極間の距離である。「Ｐ」は、二電極
間の誘電材料の誘電率又は比誘電率である。従って、キ
ャパシタのキャパシタンスは、パラメータ「Ａ」、
「ｄ」、又は「Ｐ」のいずれかを変化させることにより
調整され得る。有益には、低誘電率の二ポリマー層間の
コア誘電材料は、誘電組成物の誘電率「Ｐ」の微調整を
可能にする。採用される誘電材料並びに誘電材料の厚さ
双方は、誘電体の誘電率を調整させるために変更され得
る。コア材料の誘電性が実質的にポリマー物質より高い
とき、誘電体の誘電率はコア材料と実質的に同じか、同
一である。従って、与えられた誘電体の誘電率用の正確
な値が決定され得る。ポリマー層の厚さを変え且つコア
誘電体の厚さを一定に維持することにより、キャパシタ
のキャパシタンス「Ｃ」は、誘電体の誘電率を変更する
こと無しに特定値に正確に調整され得る。従って、キャ
パシタンス「Ｃ」は、また、誘電体の誘電率を微調整す
ることにより微調整され得る。従って、正確なキャパシ
タンス値を有する薄膜キャパシタが調製され得る。

【００６７】図３は、本発明の他の態様を例示する。キ
ャパシタ３０は、第一の高誘電率材料のそれとは異なる
誘電率を有する第二の種類の高誘電率材料３６に接合さ
れた一種の高誘電率誘電材料３４の層からなるコア誘電
体３２からなる。コア誘電体３２は、下部支持ポリマー
層３８及び上部支持ポリマー層４０に接合される。両ポ
リマー層は、コア誘電材料より少ない誘電率を有する。
導電性上部金属層４２及び導電性下部金属層４４は、そ
れぞれのポリマー層に接合される。コア材料の数又は層
及び種類を変えることにより、誘電体の誘電率は正確に
望ましい値に変化され得る。従って、上記式の「Ａ」及
び「ｄ」両方に関する値が与えられれば、キャパシタン
ス用の正確な値が決定できる。キャパシタンスは、下部
支持ポリマー誘電体３８の厚さを変えることにより、又
は上部支持ポリマー層４０の厚さを変えることにより又
は両層の厚さを変えることにより更に調整され得る。ポ
リマー層３８及び４０の厚さを変えることは、誘電体の
誘電率値を変えることではない。従って、キャパシタ３
０のキャパシタンスは正確に調整され得る。

【００６８】キャパシタに採用され得る如何なる好適な
金属も、本発明のキャパシタの導電層として採用され得
る。好適な金属には、銅、ニッケル、スズ、アルミニウ
ム、金、銀、白金、パラジウム、タングステン、鉄、ニ
オブ、モリブデン、チタン、ニッケル／クロム合金、及
び鉄／ニッケル／クロム合金等が含まれるが、これらに
限定されない。好ましい金属は、銅及びニッケルであ
る。金属層は、約２０ナノメートル（ｎｍ）から１ｍ
ｍ、好ましくは約１００ｎｍから約５０μｍの厚さの範
囲にわたることができる。最も好ましくは、金属層は約
５００ｎｍから５μｍの厚さを有する。本発明のキャパ
シタは約１０００μＦ／ｃｍ^２未満のキャパシタンス密
度値を有する。本発明の誘電体及びキャパシタの導電性
金属層はナノメートル範囲に下げた厚さを有することが
出来るので、キャパシタは、マイクロ‐ファラド、ナノ
‐ファラド及びピコ‐ファラド（ｐＦ）領域まで下げた
キャパシタンス値を有することができる。斯かる本発明
の薄膜キャパシタは、好ましくは約５００μＦ／ｃｍ^２
から約１００ｐＦ／ｃｍ^２まで下げた、より好ましくは
約５０μＦ／ｃｍ^２から約５００ｐＦ／ｃｍ^２まで下げ
たキャパシタンス密度値を有することができる。本発明
の範囲内の誘電体の誘電率は１より大であり、約１５０
００までの値を有することができる。典型的には、誘電
率値は、約１０から約１０００までの範囲である。

【００６９】金属層は、当分野の好適な方法によりポリ
マー層に接合され得る。斯かる方法の例としては、機械
的ラミネーション；無電解析出等によるポリマー表面上
に金属を析出させる；無電解析出、引き続く電気析出；
物理的蒸着（ＰＶＤ）及び化学的蒸着（ＣＶＤ）；及び
制御された雰囲気燃焼化学蒸着（ＣＡＣＣＶＤ）等が挙
げられるが、これらに限定されない。ポリマー上に金属
層を形成する好ましい方法は、無電解析出、並びに無電
解析出と引き続く電気的析出である。

【００７０】ポリマー層は、ポリマー層を本発明の誘電
積層体用の望ましい厚さを有するように許容する好適な
方法により調製され得る。ポリマー層を形成する好適な
方法の例としては、押出し、ブロー成形、溶剤キャステ
ィングが挙げられるが、これらに限定されない。斯かる
方法は、ポリマー分野で公知である。

【００７１】誘電材料のコア層は、望ましい厚さのコア
層の形成を可能にする好適な方法によりポリマー層に被
覆又はラミネートされ得る。斯かる方法には、ＣＣＶ
Ｄ、ＣＡＣＣＶＤ、ＰＶＤ、ＣＶＤ、及び（ペーストと
して）ドクターブレードによる方法等が含まれるが、こ
れらに限定されない。好ましくは、誘電材料のコア層は
ＣＣＶＤ又はＣＡＣＣＶＤによりポリマー上に被覆され
る。斯かる方法は、誘電材料をポリマー上に上記した厚
さまで落として被覆せしめる。ＣＣＶＤ及びＣＡＣＣＶ
Ｄ法に採用される如何なる好適な機器も本発明を実施す
るのに採用され得る。

【００７２】ＣＣＶＤは、開放雰囲気において周囲条件
下で遂行され基体上にフィルムを生成する。好ましく
は、そのフィルムは結晶質であるが、使用される試薬及
び蒸着条件に依存して非結晶質でもよい。試薬又は化学
的に活性な化合物は、アルケン、アルキド又はアルコー
ル等の液体溶媒のような溶媒に溶解され又は担持され
る。生じた溶液は、噴射ガスとして酸素富化空気を使用
してノズルから吹き付けされ、点火される。基体は、フ
レームの先端に又はその付近に維持される。フレーム吹
き消しは、表示灯のような熱素子の使用によって防止さ
れ得る。反応物は火炎中で蒸発しフィルムとして基体上
に蒸着される。生じたフィルム（コーティング）は、Ｘ
線回析パターンにおいて強い好ましい配向を示し、それ
は不均一核形成によりＣＣＶＤが生じたことを証明し、
結果として良好な配向を有するフィルムをもたらす。代
替的に、析出は、点火され、燃焼される噴霧を形成しな
がら薄い高速空気流を横切る針のようなネブライザーを
通して溶液を供給することにより遂行される。ポリマー
上のコア材料又は金属の蒸着速度は、約１０μｍ／分か
ら約５０μｍ／分、好ましくは約２０μｍから約３５μ
ｍ／分の範囲である。異なる誘電率の他のコア材料上へ
のコア材料の蒸着は、約１．０μｍ／分から約１００μ
ｍ／分の範囲である。

【００７３】フレーム温度は、試薬の種類及び量、溶
媒、使用される燃料及びオキシダント、及び基体形状及
び材料に依存する。基体が、縮合ポリマー、熱可塑性ポ
リマー又は上記のポリマーの一つであるとき、フレーム
温度は、約１００℃から約１５００℃、好ましくは約４
００℃から約８００℃の範囲である。プラズマがコーテ
ィングを蒸着するため形成されるとき、プラズマ温度
は、約８００℃から約２０００℃、好ましくは１１００
℃から１７００℃の範囲であり得る。ポリマー基体は、
下記の図５に参照して記載されるように機器を冷却する
ことにより、そのような比較的低温で維持される。ポリ
マー基体は、コーティング過程でポリマーを支持する好
適な備品上に置かれ得る。斯かる備品の例としては、炭
化珪素プレートがある。炭化珪素プレート及びポリマー
基体は、コーティング過程のほぼ同一温度において維持
され、炭化珪素備品からの被覆ポリマー基体の容易な剥
離を提供する。そのような温度は、ポリマー物質を溶
融、炭化、さもなければ分解から防御するために維持さ
れる。従って、高いＴｇポリマー又は芳香族分を有する
ポリマーが、望ましい。何故なら斯かるポリマーはコー
ティング過程での望ましい一体性を維持するからであ
る。好ましくは、コア材料又は金属がポリマー基体に蒸
着されるとき、コア材料又は金属がポリマーを十分溶解
しテクスチャーを有するポリマー表面を提供する。ポリ
マー物質と蒸着されたコア材料又は金属との間の強力な
結合が、約１００℃より下に複合材料を冷却する際に形
成される。好ましくは、複合材料は約１５℃から約３５
℃に冷却される。有益には、テクスチャーを有する界面
は、そのような境界を有する誘電体が層の積層解離又は
亀裂なしで、それ自身の上にロールされ得るような高度
な一体性を提供する。図４は、ＣＣＶＤ蒸着コア材料５
０で被覆されたポリマー層４８を有する誘電体４６を例
示する。ポリマー層４８は、テクスチャーを有する界面
５２においてＣＣＶＤ蒸着コア材料５０に結合される。
テクスチャーを有する界面５２は、ＣＣＶＤコア材料５
０がポリマー層４８に蒸着されるときに形成される凹部
５４及び凸部５６を有する。凹部５４及び凸部５６は、
誘電体４６が冷却されるとき、錠を掛けた状態の界面を
形成して界面二層間に高い一体性結合を形成する。

【００７４】コア材料が、他のコア材料に被覆されると
き、又は金属がＣＣＶＤによりコア材料に被覆されると
き、フレーム温度は約３００℃から約２８００℃の間で
ある。フレーム温度及びコア材料基体温度は、試薬の種
類及び量、溶媒、使用される燃料及びオキシダント、及
び基体形状とコア材料に依存する。コア材料をコーティ
ングする斯かる条件は、特有の試薬、溶媒、燃料、オキ
シダント及び他成分及び蒸着のための条件がもたらされ
るとき、僅かな実験で当業者により容易に決定され得
る。コア材料がポリマー層にラミネートされるとき、他
のコア材料又は金属層を有するコア材料をコーティング
するための条件は、コア材料を有するポリマー層をコー
ティングする場合に記載された条件である。コア材料及
びポリマーのラミネートは、ポリマーがコア材料のコー
ティングの過程で溶解を始めないよう十分低温に維持さ
れる。従って、フレーム温度及び基体温度は、ポリマー
について上記した範囲内である。フレームは、広い圧力
範囲に亘り存在することが出来るので、ＣＣＶＤは約１
０トルから約１０，０００トルの圧力範囲において達成
され得る。

【００７５】コア材料又は金属層用の好適な試薬又は化
学前駆体には、白金‐アセチルアセトネート（Ｐｔ（Ｃ
Ｈ_３ＣＯＣＨＣＯＣＨ_３）_２）（トルエン／メタノール
内）、白金‐（ＨＦＡＣ_２）、ジフェニル‐（１，５‐
シクロオクタジエン）白金（ＩＩ）（トルエン‐プロパ
ン内Ｐｔ（ＣＯＤ））及び硝酸白金（水酸化アンモニウ
ム水溶液内）；ナフテン酸マグネシウム、マグネシウム
２‐エチルヘキサノエート、硝酸マグネシウム、及びマ
グネシウム‐２，４‐ペンタジオネート；テトラエトキ
シシラン、テトラメチルシラン、ジ珪酸及びメタ珪酸；
硝酸ニッケル（水酸化アンモニウム水溶液内）、ニッケ
ル‐アセチルアセトネート、ニッケル‐２‐エチルヘキ
ソネート、ニッケル‐ナフテノール及びニッケル‐ジカ
ルボニル；硝酸アルミニウム、アルミニウムアセチルア
セトネート、トリエチルアルミニウム、アルミニウム‐
ｓ‐ブトキシド、アルミニウム‐ｉ‐プロポキシド及び
アルミニウム‐２‐エチルヘキソネート；ジルコニウム
２‐エチルヘキソネート、ジルコニウムｎ‐ブトキシ
ド、ジルコニウム‐アセチルアセトネート、ジルコニウ
ム‐ｎ‐プロパノール及び硝酸ジルコニウム；バリウム
２‐エチルヘキサノエート、硝酸バリウム及びバリウム
アセチルアセトネート；ニオブエトキシド；チタン（Ｉ
Ｖ）ｉ‐プロポキシド、チタン（ＩＶ）アセチルアセト
ネート、チタン‐ｎ‐ブトキシド及び酸化チタンビス
（アセチルアセトネート）；窒化イットリウム、イット
リウムナフテノエート；硝酸ストロンチウム及びストロ
ンチウム２‐ヘキサノエート；コバルトナフテネート及
び硝酸コバルト；クロロトリエチルホスフィン金（Ｉ）
及びクロロトリフェニルホスフィン金（Ｉ）；ホウ酸ト
リメチル及びＢ‐トリメトキシボロキシン；銅（２‐エ
チルヘキソネート）_２、硝酸銅及び銅アセチルアセトネ
ート；硝酸パラジウム（水酸化アンモニウム水溶液）、
パラジウムアセチルアセトネート、及びアンモニウムヘ
キサクロロパラジウム；硝酸銀（水中）、フルオロ酢酸
銀及び銀‐２‐エチルエキサノエート；硝酸カドミウム
及びカドミウム−２‐エチルエキサノエート；ニオブ
（２‐エチルエキサノエート）；二酸化モリブデンビス
（アセチルアセトネート）；及び硝酸ビスマスが含まれ
るが、これらに限定されない。

【００７６】図５は、ポリマー層にコア誘電材料の層を
蒸着させるために採用され得る一種類のＣＣＶＤ機器１
００を例示する。機器１００は、輸送溶液貯蔵槽１１２
内の輸送溶液Ｔ（前駆体溶液とも呼ばれる）を最初の選
択された圧力となるよう加圧するためのポンプのような
圧力調節手段１１０を有する。輸送溶液Ｔは、反応して
選択物質を形成することができる１以上の試薬をその中
に溶解させた好適な担体を含有し、加圧手段１１０は、
輸送溶液Ｔの温度において輸送溶液Ｔの相当する溶液上
に第一選択圧力を維持することが出来る。輸送溶液貯蔵
槽１１２と流体連結を有する入り口先端１２２、及び出
口１２６を有する反対側出口先端１２４を有する流体導
管１２０は、導管１２０内の流体を第一選択圧より低い
第二選択圧地域１３０の中に、及び基体１４０の方向に
向かうよう配列しており、出口１２６は更に溶液を噴霧
化させ噴霧化溶液噴霧Ｎを形成するための手段１２８、
出口先端１２４における溶液の温度を溶液の超臨界温度
の上下５０℃以内に調節するための、液体導管１２０の
出口先端１２４との熱連結を有して位置する温度調節手
段１５０、噴霧化溶液噴霧Ｎに１以上のガスを（例えば
酸素）（図示されていない）混合して反応可能な噴霧を
形成するガス供給手段１６０、エネルギー源１７０が第
二選択圧地域１３０内で反応性噴霧を反応させ、それに
より基体１４０をコーティングさせるのに十分なエネル
ギーを提供するように、反応性噴霧を反応させるための
選択エネルギー付与点１７２におけるエネルギー源１７
０を含有する。反応性噴霧は燃焼噴霧速度、そこで燃焼
噴霧速度は、点火点１７２におけるフレーム源のフレ−
ムスピードより大きい、を有する燃焼噴霧からなり、更
に燃焼可能噴霧を点火するための１以上の点火助力手段
１８０を含有する。それぞれの１以上の点火助力手段１
８０は、パイロットライトを含有する。

【００７７】エネルギー源１７０はフレーム源でもよ
く、選択された付与点１７２は点火点である。エネルギ
ー源は、また、プラズマトーチであることができる。

【００７８】機器１００は、また、基体１４０を冷却す
る基体冷却手段１９０を装備する。基体冷却手段１９０
は、水を基体１４０に向かわせる手段である。多くのそ
の他の冷却手段が採用されてもよい。他の好適な冷却手
段は、ガス(空気)のシャワー、フロー又はカーテンであ
る。斯かる方法は、当業者にとって公知である。

【００７９】図６は、ＣＡＣＣＶＤ用機器を図解する。
コーティング前駆体７１０は、混合又は貯蔵槽７１６を
含有する形成帯域７１４において液体媒体７１２と混合
される。前駆体及び液体媒体７１２は、ポンプ７１８に
より加圧される流動流に形成され、フィルター７２０で
ろ過され、導管７２２を通して霧化帯域７２４に供給さ
れ、そこから連続的に反応帯域７２６、蒸着帯域７２８
及びバリヤー帯域７３０に流れる。真の溶液が、コーテ
ィング前駆体７１０と液体媒体７１２とを混合すること
から形成される必要はないが、但し、コーティング前駆
体が液体媒体中で十分微細に分割されることを条件とす
る。しかしながら溶液の形成が好ましい。なぜならその
ようなものは、より均一なコーティングを生成するから
である。

【００８０】流動流は、それが霧化帯域７２４を通過す
るとき、霧化される。霧化は、流動流が導管７２２から
排出するとき流動流周辺の及び直接近接する高速霧化ガ
ス流を排出することにより行われる。霧化ガスは、ガス
シリンダー７３２から調節バルブ７３４を通して導管７
３８に供給される。導管７３８は、導管７２２と共に中
心部で霧化帯域に伸び、そこでは両導管末端が高速霧化
ガスをして流動液体流と接触せしめ、それにより周囲の
ガス／蒸気に懸濁される微粒子の流れに霧化させる。そ
の流れは、反応帯域７２６に流入し、そこでは液体媒体
が蒸発し、コーティング前駆体が反応して反応コーティ
ング前駆体を形成する。流動流／プラズマは、蒸着帯域
７２８に進み、そこでは反応されたコーティング前駆体
がコーティングをその上に析出させる基体７４０と接触
する。

【００８１】流動流は、液体媒体／コーティング前駆体
の流れにおいて、それが導管７２２から出るときに、直
接霧化用ガス流を注入することにより霧化され得る。代
替的に、霧化は、液体流においてそれが導管７２２を通
過するとき超音波又は類似のエネルギーを向けることに
より達成され得る。

【００８２】液体媒体の蒸発及びコーティング前駆体の
反応は、反応帯域を離れる前に流動流に実質的エネルギ
ーを入力することを必要とする。エネルギー入力は流動
流が反応帯域を通過するとき流動流と直接接触する燃料
及び酸化剤の燃焼により達成され得る。燃料である水素
は調節バルブ、流量計を通してガスシリンダー７３２か
ら導管７４４に供給される。酸化剤である酸素は、調節
バルブ７４８、流量計７５０を通してガスシリンダー７
４６から導管７５２に供給される。導管７５２は、導管
７４４の周りに伸び、導管７４４と同心であり、それは
導管７２２及び７３８の周りに同心的に沿って伸びる。
それらの各導管を出るに際し、水素及び酸素は、霧化液
体媒体及びコーティング前駆体と混合された燃焼生成物
を燃焼し、それにより加熱し、液体媒体の蒸発及びコー
ティング前駆体の反応を引き起こす。

【００８３】反応帯域の少なくとも開始部分の周りに提
供される流動性不活性ガスのカーテンは、反応帯域に近
接して位置する機器に存在する反応性物質を分離する。
アルゴンのような不活性ガスは、調節バルブ７５６、流
量計７５８を通してガスシリンダー７５４から導管７６
０に供給される。導管７６０は、導管７５２の周りにそ
れと同心的に伸びる。導管７６０は、他の導管７２２、
７３８、７４４及び７５２の先端を超えて延伸し、基体
に接近して延伸し、導管７６０は基体７４０に対し、コ
ーティング７６２が導管７６０の横断面の形状に基体上
に蒸着される蒸着帯域７２８を画定するように機能す
る。不活性ガスが導管７５２の末端を超えて流れると
き、それは最初から反応帯域の周りに広がる流動カーテ
ンを形成し、導管７６０からその中の反応成分を遮蔽す
る。それが導管７６０を下り始めるにつれ、不活性ガス
は反応帯域からのガス／プラズマと混合し、蒸着帯域７
２８向かう流動流の一部となる。

【００８４】蒸着帯域７２８において、反応したコーテ
ィング前駆体はコーティング７６２を基体７４０上に蒸
着する。流動流の残部は、蒸着帯域からバリヤー帯域７
３０を通して流れ、周囲、雰囲気、又は大気中に排出さ
れる。バリヤー帯域７３０は、周囲雰囲気の成分による
蒸着帯域の汚染を防止するために機能する。流動流がバ
リヤー帯域７３０を通過するときの流動流の高速は、そ
の帯域の一つの特徴である。

【００８５】カラー（ｃｏｌｌａｒ）７６４は、蒸着帯
域７２８に近接する導管７６０の先端に取り付けられ、
その先端から外側に垂直に伸びる。バリヤー帯域７３０
は、カラー７６４及び基体７４０との間に画定される。
カラーは、蒸着帯域から周囲雰囲気に通過するガスの排
出のために比較的小さな隙間が提供されるように、基体
の表面近くに表面７６６を提供するよう造形される。カ
ラーの表面７６４及び基体により設けられた隙間は、排
出ガスがカラーと基体間を少なくともそれらの一部が通
過するためのバリヤー帯域の速度を達成するために要求
されるに十分小さいものである。カラー７６２の表面７
６４は、基体７４０の表面に本質的に平行になるよう造
形される。

【００８６】稼動において、カラー７６４は基体７４０
の表面から約１ｃｍ以下に存在する。好ましくは、カラ
ー及び基体の対面は約２ｍｍから約５ｍｍの間隔で離れ
ている。三つの固定された又は調整可能なピン（示され
ていない）のようなスペーシング装置がカラー及び基体
間の適当な距離を維持するよう助力するためにカラー上
に装備されてもよい。

【００８７】基体の温度条件はＣＣＶＤ法の場合と同一
である。上記されたように、ＣＡＣＣＶＤは、蒸着過程
で酸素不活性環境が望まれる場合に採用されるのが好ま
しい。ＣＶＤ及びＰＶＤは、また、本発明の誘電体及び
キャパシタを形成するために採用され得る。ＣＣＶＤ及
びＣＡＣＣＶＤ法に関して、ポリマー温度は、ポリマー
の望まれない溶解を防止するため上記により開示された
ような温度範囲内で維持される。

【００８８】本発明の誘電積層体は、誘電積層体が基板
の表面にプレプレグとして役立つようにプリント配線基
板のような基体にラミネートされ得る。本発明の誘電積
層体は、当分野で公知の如何なる好適な方法によっても
ラミネートされ得る。斯かる方法の例としては、ホット
ロールラミネーション及びホットプレスラミネーション
等が挙げられるが、これらに限定されない。誘電積層体
が金属被覆ＰＷＢにラミネートされるとき、好ましく
は、金属表面が誘電体のポリマー層がＰＷＢとの高い一
体結合を形成するようテクスチャー付けられた。ＰＷＢ
にテクスチャーを付与するための多くの方法は、当分野
で公知であり、ＰＷＢ金属表面にテクスチャーを付与す
る具体的な方法は、当分野の各作業者の選択に任され
る。

【００８９】図７及び８は、本発明のキャパシタを有す
るＰＷＢの横断面を図解する。ＰＷＢ８００は、銅金属
被覆層８０２を有するＦＲ‐４エポキシ／ガラス板であ
る。誘電積層体８０４は、別々のシートとして調製さ
れ、ＰＷＢのプレプレグを形成するための機械的ラミネ
ーションにより銅金属被覆層８０２にラミネートされ
る。誘電積層体８０４は、ポリマー層８０６、コア層８
０８及びポリマー層８１０から構成される。銅金属層８
１２は、キャパシタ８１４を形成するための無電解金属
蒸着により蒸着され得る。キャパシタ８１４は、銅金属
層８０２、誘電積層体８０４及び銅金属層８１２から構
成される。所望のパターンを有するマスクは、ＰＷＢ上
に置かれて、キャパシタ８１４はエッチングされて異な
る望しい形状及び大きさの複数のキャパシタを形成する
ことができる。キャパシタの形状及び／又は大きさを変
えることにより、電極の領域「Ａ」は変化し、キャパシ
タもまた変化する。キャパシタキャパシタンスは、エッ
チング法により望まれるように変化され得る。

【００９０】図８は、図７のキャパシタ８１４の表面を
エッチングすることにより形成されたディスクリートキ
ャパシタ９０１及び９０３を有するＰＷＢ８００を図解
する。エッチング法はキャパシタ９０３から９０１を分
離するバイア（ｖｉａ）９０５を産生した。バイア９０
５は、ＰＷＢ８００とその上にラミネートされ得る他の
ＰＷＢ間の電気接続手段を提供するために無電解めっき
により銅で金属被覆され得る。

【００９１】代替的に、誘電体がフォトレジストポリマ
ー層を有するとき、パターンマスクはポリマー上に配置
されることができ、ポリマーは適当な光線の波長に暴露
され、ポリマー層は現像され、所望のパターンにエッチ
ングされ、その後現像されたポリマーをめっきすること
ができる。如何なる好適な現像及びエッチング法も採用
され得る。多くの斯かる好適な方法は、当分野において
公知である。当分野の各作業者は採用される具体的なポ
リマー及び作業者の好みに基づいて具体的な方法を選択
することができる。有益には、多重基板配列が調製され
得るが、そこでは、各基板が特有のキャパシタンス値に
調整されたキャパシタを有する特異的にパターン化され
たキャパシタ配列を有している。斯かるＰＷＢは、特異
キャパシタパターン及び特異キャパシタンス値を有する
単一バルク基板として調製され得るし、又はその基板は
消費者に発送する前に多重基板積層体として組み立てら
れ得る。

【００９２】上記したように本発明の誘電積層体は、所
望の大きさ及び誘電率を有するアリコート及びクーポン
に切断され得る。斯かるアリコートは、ＰＷＢのような
基体上の望ましい場所に置かれ、多重誘電率値を有する
ＰＷＢパッケージに形成できる。アリコートは、当分野
における如何なる好適な方法によりＰＷＢ上に置かれ得
る。従来のラミネーション技術は、ＰＷＢ上にアリコー
トを配置するために採用され得る。各アリコート又はク
ーポンはエッチングされ、又はめっきされ、それから上
記したようにプレプレグ組み立て品としてエッチングさ
れ得る。

【００９３】有益には、本発明のキャパシタはＰＷＢ表
面の表面構造を減少させる埋め込みキャパシタとして採
用され得る。また、本発明のキャパシタは薄膜キャパシ
タでもよく、高電流電力配達系における所望されないノ
イズを著しく減少させるデカップリングキャパシタとし
て機能する。本発明のキャパシタは、ＤＣ電力供給にお
けるＡＣリプルフィルターリング用のデジタルコンピュ
ーター、テレコミニュケーションモジュールに採用され
得る。

【００９４】本発明の全ての数的範囲は、両端の数字を
含み、組み合わせ可能である。

【００９５】次の実施例は本発明を更に例示するものと
意図され、本発明の範囲を制限するものと意図されるも
のではない。

【００９６】実施例 ２５μｍ厚さのダイナバイア（Ｄｙｎａ Ｖｉａ、商
標）（米国、マサチューセッツ州、マルボロ、シップレ
ーカンパニーから入手可能なエポキシ誘電性ドライフィ
ルム）の５００ｃｍ×５００ｃｍシートが、ブロー成形
される。ダイナバイアは、チタン酸バリウムストロンチ
ウム（ＢＳＴ）のＣＣＶＤ蒸着用基体として採用され
る。ダイナバイアは蒸着過程でポリマーを支持する炭化
珪素備品に置かれる。図６で図解された機器はＣＣＶＤ
蒸着用に採用される。前駆体溶液は、重量パーセンテー
ジで、０．７９％バリウムビス（２‐エチルヘキサノエ
ート）、０．１４％ストロンチウムビス（２‐エチルヘ
キサノエート）、０．２３％（チタニウムジイソプロポ
キシド‐ビス（アセチルアセトネート）、１７．４％ト
ルエン及び８１．５％プロパンから構成される。蒸着過
程で溶液流速、酸素流速及び冷却空気流速は、一定に維
持される。約６５ｐｓｉの圧力で溶液の流速は、約３．
０ｍｌ／分及び酸素については約３５００ｍｌ／分であ
る。冷却は約−２℃の温度においてであり、空気流速は
約２０ｐｓｉにおいて約５Ｌ／分である。冷却空気は、
その先端が基体上に位置している銅管を有するダイナバ
イア基体に向けられる。蒸着は、約５００℃フレーム温
度において遂行される。フレーム温度は、Ｋ型熱電対で
測定される。酸化ストロンチウムの蒸着の後で、第一ポ
リマー層と等しい寸法を有する第二ダイナバイア層が酸
化ストロンチウム層にラミネートされる。

【００９７】誘電体は、それからＦＲ‐４エポキシ／ガ
ラスプリント配線板上の銅被覆にラミネートされる。暴
露されたダイナバイアは、それから無電解堆積により約
５００μｍの銅層でめっきされる。銅層は、所望のパタ
ーンにエッチングされて、プリント配線板上に多重キャ
パシタを形成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、セラミックコアよりも低い誘電率の二
ポリマー層間のコアセラミック材を有する三層誘電体の
断面図である。

【図２】図２は、コアセラミック材、セラミックよりも
低い誘電率の二つのポリマー層及び上部及び下部層を有
する五層キャパシタの断面図である。

【図３】図３は、コアセラミック材より低い誘電率の二
ポリマー層間に異なる誘電率を有するコアセラミック材
の二層、及び上部及び下部層を有する六層キャパシタの
断面図である。

【図４】図４は、ポリマー層、及びポリマー層及び蒸着
高誘電率材料間の界面においてテクスチャーを有するＣ
ＣＶＤ蒸着高誘電率材料の断面図である。

【図５】図５は、基体上に薄膜層を蒸着させるのに採用
され得るＣＣＶＤ機の概略図である。

【図６】図６は、基体上に薄膜層を蒸着させるのに採用
され得るＣＡＣＣＶＤ機の概略図である。

【図７】図７は、基板にラミネートしたキャパシタを含
有するＦＲ‐４エポキシ／ガラス配線基板の断面図であ
る。

【図８】図８は、エッチングにより形成され、基板にラ
ミネートされた二つのキャパシタを含有するＦＲ‐４エ
ポキシ／ガラス配線基板の断面図である。

【符号の説明】

１０：誘電積層体 １２：誘電コア層 １４：誘電ポリマー支持層 １６：第二誘電ポリマー支持層 ８：キャパシタ ２０：コア誘電層 ２２：下部支持ポリマー誘電層 ２４：上部支持ポリマー誘電層 ２６：導電性金属下部電極 ２８：導電性金属上部電極 ３０：キャパシタ ３２：コア誘電体 ３４：高誘電率誘電材料 ３６：誘電率材料 ３８：下部支持ポリマー層 ４０：上部支持ポリマー層 ４２：導電性上部金属層 ４４：導電性下部金属層 ４６：誘電体 ４８：ポリマー層 ５０：ＣＣＶＤ蒸着コア材料 ５２：界面 ５４：凹部 ５６：凸部 １００：ＣＣＶＤ機器 １１０：圧力調節手段 １１２：輸送溶液貯蔵槽 １２０：液体導管 １２２：入り口先端 １２４：出口先端 １２６：出口 １２８：噴霧化溶液噴霧Ｎを形成するための手段 １３０：第二選択圧地域 １４０：基体 １５０：温度調節手段 １６０：ガス供給手段 １７０：エネルギー源 １７２：エネルギー付与点 １８０：点火助力手段 １９０：基体冷却手段 ７１０：コーティング前駆体 ７１２：液体媒体 ７１４：形成帯域 ７１６；貯蔵槽 ７１８：フィルター ７２０：フィルター ７２２：導管 ７２４：霧化帯域 ７２６：反応帯域 ７２８：蒸着帯域 ７３０：バリヤー帯域 ７３２：ガスシリンダー ７３４：調節バルブ ７３８：導管 ７４０：基体 ７４４：導管 ７４６：ガスシリンダー ７４８：調節バルブ ７５０：流量計 ７５２：導管 ７５４：ガスシリンダー ７５６：調節バルブ ７５８：流量計 ７６０：導管 ７６２：コーティング ７６４：カラー ７６６：表面 ８００：ＰＷＢ ８０２：銅金属被覆層 ８０４：誘電積層体 ８０６：ポリマー層 ８０８：コア層 ８１０：ポリマー層 ８１２：銅金属層 ８１４：キャパシタ ９０１：ディスクリートキャパシタ ９０３：ディスクリートキャパシタ ９０５：バイア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ・ディー・クヌドセン アメリカ合衆国マサチューセッツ州01532, ノースボロ，サウス・ストリート・308 (72)発明者 クレイグ・エス・アレン アメリカ合衆国ペンシルバニア州19002, ロアー・グウィニード，エバンス・ロー ド・1448 Ｆターム(参考） 5E082 BB10 BC40 EE23 EE24 EE26 FF15 FG03 FG22 FG27 FG34 FG42 PP01 PP03 PP06 PP09 5E336 AA08 CC53

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第一ポリマー層及び第二ポリマー層に接合
   されるコア層を含む誘電積層体であり、該コア層が該第
   一ポリマー層及び該第二ポリマー層より高い誘電率を有
   し、該第一及び第二ポリマー層は誘電積層体が自立性で
   あるような手段を提供する。
2. 【請求項２】コア層が炭素材、セラミック材又はこれら
   の混合物を含む請求項１に記載の誘電積層体。
3. 【請求項３】該炭素材がダイヤモンドを含み、該セラミ
   ック材が炭化珪素、シリカ、シリカベース組成物、チタ
   ン酸バリウムストロンチウム、酸化バリウムチタン、酸
   化ストロンチウムチタン、酸化タングステン、混合酸化
   タングステンストロンチウム、酸化バリウムタングステ
   ン、混合酸化タングステンストロンチウムバリウム、Ｃ
   ｅＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＭｎＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、
   ＰｂＺｒＴｉＯ_３、ＬｉＮｂＯ_３、ＰｂＭｇＴｉＯ_３、
   ＰｂＭｇＮｂＯ_３又はこれらの混合物を含む請求項２に
   記載の誘電積層体。
4. 【請求項４】該第一及び第二ポリマー層が熱可塑性ポリ
   マー、熱硬化性ポリマー、付加ポリマー、縮合ポリマー
   又はこれらの混合物を含む請求項１に記載の誘電積層
   体。
5. 【請求項５】該第一又は第二ポリマー層が無機ポリマー
   を含む請求項１に記載の誘電積層体。
6. 【請求項６】該無機ポリマーが金属錯体化合物、一般
   式、Ｍ（ＯＲ）_ｎを有する化合物又は一般式、Ｍ［Ｍ_ｌ
   （ＯＲ）_ｎ］_ｍ（式中、Ｍは金属、ホウ素、リン又は珪
   素であり、Ｍ_ｌはＭとは異なる金属であり、Ｒは線状又
   は分岐アルキル基であり、ｎは１以上の整数、及びｍは
   １以上の整数である）、を有する化合物から誘導される
   請求項５に記載の誘電積層体。
7. 【請求項７】該ポリマー層が少なくとも約９０℃のＴｇ
   を有するポリマーを含む請求項１に記載の誘電積層体。
8. 【請求項８】該誘電積層体が約５μｍから約１０００μ
   ｍの厚さを有する請求項１に記載の誘電積層体。
9. 【請求項９】該コア層が約０．０５μｍから約９００μ
   ｍの厚さを有する請求項１に記載の誘電積層体。
10. 【請求項１０】該ポリマーの厚さが約２．０μｍから約
    ５００μｍである請求項１に記載の誘電積層体。
11. 【請求項１１】該誘電積層体が自立性バルクシートを含
    む請求項１に記載の誘電積層体。
12. 【請求項１２】該誘電積層体が更に該第一ポリマー層に
    隣接した第一金属層、及び該第二ポリマー層に隣接した
    第二金属層を含み、キャバシタを形成する、請求項１に
    記載の誘電積層体。
13. 【請求項１３】該第一及び第二金属層が銅、ニッケル、
    スズ、アルミニウム、金、銀、白金、パラジウム、タン
    グステン、鉄、ニオブ、モリブデン、チタン、ニッケル
    ／クロム合金、または鉄／ニッケル／クロム合金を含む
    請求項１２に記載の誘電積層体。
14. 【請求項１４】該キャパシタのキャパシタンス密度が約
    １０００μＦ／ｃｍ^２未満である請求項１２に記載の誘
    電積層体。
15. 【請求項１５】該コア層が２０より大きい誘電率を有す
    る請求項１２に記載の誘電積層体。
16. 【請求項１６】該キャパシタがプリント配線板に埋め込
    まれる請求項１２に記載の誘電積層体。
17. 【請求項１７】第一ポリマー層にコア誘電材料を蒸着
    し；及び該第一ポリマー層の反対側のコア誘電体の表面
    上に第二ポリマー層を蒸着させて自立性誘電体を形成す
    ることを含む自立性誘電体を形成する方法であって、該
    コアは該第一及び第二ポリマー層より高い誘電率を有す
    る方法。
18. 【請求項１８】該コア誘電体が燃焼化学蒸着又は制御雰
    囲気燃焼化学蒸着により該第一ポリマー層に蒸着される
    請求項１７に記載の方法。
19. 【請求項１９】該コア誘電体が約１００℃から約１５０
    ０℃のフレーム温度で燃焼化学蒸着により該第一ポリマ
    ー層に蒸着される請求項１８に記載の方法。
20. 【請求項２０】該コア誘電体が、燃焼化学蒸着によりプ
    ラズマとして該第一ポリマー層に蒸着される請求項１８
    に記載の方法の方法であって、該プラズマは約８００℃
    から約２０００℃の温度を有する方法。
21. 【請求項２１】該コア誘電体物質がダイヤモンド、炭化
    珪素、シリカ、シリカベース組成物、チタン酸バリウム
    ストロンチウム、酸化バリウムチタン、酸化タングステ
    ン、酸化ストロンチウム、酸化バリウムタングステン、
    酸化タングステンストロンチウムバリウム、酸化タング
    ステンストロンチウム、酸化マグネシウム、ＣｅＯ_２、
    Ｔａ_２Ｏ_５、Ｙ_２Ｏ_３、ＰｂＺｒＴｉＯ_３、ＬｉＮｂＯ
    _３、ＰｂＭｇＴｉＯ_３、ＰｂＭｇＮｂＯ_３又はこれらの
    混合物を含む請求項１７に記載の方法。
22. 【請求項２２】該第一及び第二ポリマー層が熱可塑性ポ
    リマー、熱硬化性ポリマー、付加ポリマー、縮合ポリマ
    ー、又はコポリマー、グラフト、ブレンド又はこれらの
    混合物を含む請求項１７に記載の方法。
23. 【請求項２３】該第一及び第二ポリマー層が、金属錯体
    化合物、一般式、Ｍ（ＯＲ）_ｎを有する化合物又は一般
    式、Ｍ［Ｍ_ｌ（ＯＲ）_ｎ］_ｍ（式中、Ｍは金属、ホウ
    素、リン又は珪素であり、Ｍ_ｌはＭとは異なる金属であ
    り、Ｒは線状又は分岐アルキル基であり、ｎは１以上の
    整数、及びｍは１以上の整数である）を有する化合物か
    ら誘導される無機ポリマーである請求項１７に記載の方
    法。