JP2003197467A

JP2003197467A - 可変容量コンデンサ

Info

Publication number: JP2003197467A
Application number: JP2001395375A
Authority: JP
Inventors: Hideji Kurioka; 秀治栗岡; Kazuhiro Kusabe; 和宏草部
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は電気的特性を損なうことなく半田バ
ンプの形成を容易にしてマザーボードへの実装を簡便か
つ確実とし、さらには耐湿信頼性を確保して動作環境に
耐えうる可変容量コンデンサを提供することにある。【解決手段】本発明は、支持基板１１上に下部電極層１
２、外部からの電圧印加により誘電率が変化する薄膜誘
電体層１３、上部電極層１４及び前記下部電極層の一部
及び上部電極層の一部を露出する開口部１１０が形成さ
れた保護層１８を順次被着形成して成る可変容量コンデ
ンサにおいて、前記保護層１８の開口部１１０に露出す
る下部電極層１２の一部及び上部電極層１４の一部に、
半田バリア層１５が被着形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、外部電圧により容
量が変化する可変容量コンデンサに関するものであり、
特に電気特性を損なうことなく実装でき、かつ耐湿性を
向上させることによって、種々の動作環境に対する信頼
性が高い可変容量コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、常誘電体であるチタン酸ストロン
チウム(SrTiO3)薄膜（A.Walkenhorstet al.,Appl.Phys.
Lett.60(1992)1744）や、強誘電体であるチタン酸スト
ロンチウムバリウム(Ba,Sr)TiO3薄膜(Cem Bascri et.s
l.,J.Appl.Phys 82(1997)2497)について、電圧印加によ
る非線形な誘電率変化が報告されている。また、これら
のチタン酸ストロンチウムやチタン酸ストロンチウムバ
リウム等のペロブスカイト構造強誘電体酸化物薄膜を用
いた可変容量コンデンサが提案されている。

【０００３】これらの可変容量コンデンサでは、支持基
板上に下部電極層、誘電体層、上部電極層を順次被着形
成する。具体的には支持基板上に下部電極層となる導体
層を支持基板の全面に被着形成した後、パターン加工を
行い所定形状の下部電極層を形成する。次に下部電極層
上に誘電体層を形成する。この誘電体層は所定位置にマ
スクを置き薄膜技法により形成したり、または、スピン
コート法により誘電体層を形成し、その後、所定形状にパ
ターニングする。尚、必要に応じて加熱硬化を行う。上
部電極層は誘電体層上に上部電極層となる導体層を形成
した後パターニング加工を施す。尚、ここで、誘電体層
のうち、実際に下部電極層と上部電極層とで挟持される
対向領域が容量発生領域となる。

【０００４】そして、この容量発生領域の誘電体層には、
下部電極層と上部電極層との間に供給される外部制御電
圧によって誘電率が変化する材料、例えば（ＢａＳｒ）
ＴｉＯ₃を用いることにより、可変容量コンデンサが形
成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の構造では、下部
電極層、誘電体層および上部電極層が露出しており、外
部からの水分の進入を防ぐことができず耐湿性に問題が
ある。

【０００６】そこで下部電極層や誘電体層、上部電極層
などを覆う保護層の形成が必要である。保護層の材料と
しては、水分の透過係数が小さい無機材料や、作製プロ
セスが簡便な有機材料、樹脂等が例として挙げられる。

【０００７】また、容量可変コンデンサのマザーボード
への実装を容易にするためには、半田バンプを具備する
構造が必要である。従来の構造では下部電極層ならびに
/または上部電極層の露出している部分に半田パンプが
形成され、半田バンプの位置、大きさを再現性良く形成
することは大変困難である。そのため下部電極層ならび
に/または上部電極層および誘電体層を覆う保護層と、
半田バンプを形成する位置に下部電極層ならびに/また
は上部電極層に達する開口部を形成し、半田バンプの形
成位置を特定することが必要である。

【０００８】また従来構造の可変容量コンデンサは、下
部電極層ならびに／あるいは上部電極層に直接半田バン
プを形成するため、バンプ形成時に両者の界面において
高抵抗電極層が形成され、可変容量コンデンサの電気的
特性が劣化する可能性がある。

【０００９】さらにこの高抵抗電極層は一般に硬くても
ろいことが多く、形成した保護層との密着性が確保され
ないことがある。その結果、保護層が電極層から剥離し
たり、クラックが発生したりするため、素子の耐湿信頼
性が確保されないという問題点がある。

【００１０】本発明は上記の問題を鑑みて案出されたも
のであり、その目的は、電気的特性を損なうことなく半
田バンプの形成を容易にしてマザーボードへの実装を簡
便かつ確実とし、さらには耐湿信頼性を確保して動作環
境に耐えうる可変容量コンデンサを提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、支持基板上に
下部電極層、外部からの電圧印加により誘電率が変化す
る薄膜誘電体層、上部電極層及び前記下部電極層の一部
及び上部電極層の一部を露出する開口部が形成された保
護層を順次被着形成して成る可変容量コンデンサにおい
て、前記保護層の開口部に露出する下部電極層の一部及
び上部電極層の一部に、半田バリア層が被着形成されて
いることを特徴とする可変容量コンデンサである。

【００１２】また、前記半田バリア層の厚みが０．５μ
m以上であり、さらに前記半田バリア層上にＡｕよりな
る金属層が形成されており、前記金属層の厚みが０．０
５μm以上１．０μm以下である可変容量コンデンサであ
る。

【００１３】さらに、前記保護層がＳｉ₃Ｎ₄、Ｓｉ
Ｏ₂、ＴｉＯ₂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリイミド、
エポキシ樹脂の少なくとも1種類の材料より成る可変容
量コンデンサある。

【００１４】また前記保護層がＳｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、Ｔ
ｉＯ₂の中から選ばれる少なくとも１種類の材料と、ベ
ンゾシクロブテン樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂の中
のいずれかとを順次形成した少なくとも２層構造である
可変容量コンデンサである。

【００１５】また前記保護層と下部電極層、上部電極層
および半田バリア層の少なくとも１つの層との間に密着
層を有し、前記密着層が白金、パラジウム、ロジウムの
中のいずれか１つからなる可変容量コンデンサである。

【００１６】さらに前記保護層は、下部電極層、上部電
極層ならびに薄膜誘電体層の周囲で支持基板上に直接形
成されている部分を有する可変容量コンデンサである。

【００１７】また前記半田バリア層上にＡｕよりなる金
属層が形成されており、かつ該金属層は該保護層の開口
部と同形、もしくは開口部の内側に形成されている可変
容量コンデンサである。

【００１８】さらに前記保護層の開口部に半田バンプが
形成されており、半田バンプには鉛フリー半田を用いて
いる可変容量コンデンサである。

【作用】本発明の可変容量コンデンサは、支持基板上に
下部電極層と、外部からの電圧印加により誘電率が変化
する薄膜誘電体層と、上部電極層とを順次被着形成して
なる可変容量コンデンサにおいて、該下部ならびに／あ
るいは上部電極層上に形成された半田バリア層と、該下
部電極層、薄膜誘電体層、上部電極層および前記半田バ
リア層を覆う保護層とを有し、該保護層には半田バリア
層まで達する開口部が形成されていることを特徴とする
ものである。

【００１９】このような構造により、半田バンプの形成
を容易にして、マザーボードへの実装を簡便かつ確実に
行うことができるようになる。また、半田バンプ形成時
やマザーボードへの実装時に生じる半田の上部電極への
浸食を阻止することによって高抵抗電極層の形成を防止
し、その結果、電気特性を良好に保つことができる。さ
らには、保護層を形成することにより、半田フラックス
による電極等の汚染を防止すると共に、外部からの水分
の侵入を抑制し、耐湿信頼性の向上に寄与することがで
きる。

【００２０】前記半田バリア層の厚みは、半田の上部電
極への侵食を防止するのに十分でなければならず、その
厚みは０．５μm以上である。また、この半田バリア層
にはＮｉが好適に用いられる。

【００２１】さらに、半田バリア層上に半田濡れ性の良
い金属、例えばＡｕの表面金属層を形成することによ
り、半田バンプの形成がより容易となる。

【００２２】さらに前記Ａｕの表面金属層の厚みは０．
０５μｍ〜１．０μｍとする。０．０５μｍ未満では、
Ａｕが均一に形成されない恐れがある。また１．０μｍ
より厚くなると、半田バンプ形成時、半田がＡｕのみと
合金層を形成して半田バリア層まで達せず、半田バンプ
と素子との密着性が低下する可能性がある。

【００２３】一方、保護層には耐熱性が高い材料が必要
であり、かつ形成の容易な材料が好ましい。無機材料で
あるＳｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、有機材料であるベン
ゾシクロブテン樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂は耐熱
性が高いことが既に知られている上、形成も容易であ
る。例えば、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂はスパッタリ
ング法、CVD法などで、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリ
イミド、エポキシ樹脂はスピンコート法などで容易に形
成できる。

【００２４】さらに本発明では、保護膜をＳｉ₃Ｎ₄、Ｓ
ｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の無機層を形成した後に、ベンゾシク
ロブテン樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂などの有機層
を形成する少なくとも２層構造とすることにより、半田
フラックスによる電極等の汚染の防止、耐湿信頼性の向
上に寄与するばかりでなく、有機層により素子を外力か
ら機械的に保護することが出来る。

【００２５】また本発明では、前記保護層と下部電極
層、上部電極層および半田バリア層の少なくとも１つの
層との間に密着層を有する可変容量コンデンサとするこ
とにより、保護層と下部電局層や上部電極層、半田バリ
ア層との剥離、保護層のクラックの発生を抑制すること
ができる。したがって、前記密着層により、保護層の耐
湿信頼性を高めることができる。

【００２６】また、前記密着層としては、Ｐｔ、Ｐｄ、
Ｒｄが好適に用いられる。これは、特に上部電極層とし
て低抵抗導体であるＡｕ、Ａｇが用いられることが多
く、上記Ｐｔ、Ｐｄ、ＲｄはＡｕ、Ａｇとの密着性、お
よび前記保護層材料との密着性が良好なためである。

【００２７】さらに本発明では、前記保護層を、下部電
極層、薄膜誘電体層ならびに上部電極層の周囲で支持基
板上に直接形成する部分を有する可変容量コンデンサと
する。一般に支持基板と電極層とは密着性が悪いため
に、支持基板と電極層との界面から水分が浸入し、素子
の耐湿信頼性が低下する。本発明によれば、支持基板と
の密着性が高い保護膜を下部電極層、薄膜誘電体層なら
びに上部電極層の周囲で支持基板上に直接形成するため
に、支持基板と電極層との界面からの水分の浸入を抑制
することができ、素子の耐湿信頼性の向上に寄与するこ
とができる。

【００２８】また本発明は、前記半田バリア層上にＡｕ
よりなる表面金属層を形成し、このＡｕの表面金属層が
前記保護層の開口部と同形、もしくは開口部の内側に形
成されている可変容量コンデンサである。半田バリア層
上に表面金属層をＡｕを形成することにより、半田バン
プの形成が容易になるが、Ａｕは半田と反応し、合金層
を形成する。一般にこの合金層は硬くてもろく、保護層
との密着性も低いため、このＡｕ層が前記保護層の開口
部より大きく形成された場合、合金層が保護層と前記密
着層、もしくは密着層と半田バリア層ならびに電極層と
の間に形成され、その結果、保護層が電極層から剥離す
るなどして、素子の耐湿信頼性が低下する可能性があ
る。従って、前記Ａｕ層を前記開口部と同形、もしくは
開口部の内側に形成することによって、合金層が保護膜
と密着層、もしくは密着層と半田バリア層ならびに電極
層との間に形成されるのを防止することができるため、
素子の耐湿信頼性の向上が図られる。

【００２９】本発明の可変容量コンデンサは、前記保護
層の開口部に半田バンプが形成されている。これによ
り、支持基板の上面側を実装面として、半田バンプを介
し、マザーボード上に簡便かつ確実に実装することがで
き、素子の取り扱いを容易にする。また、前記半田バン
プに鉛フリー半田を用いることにより、環境への負荷を
低減することが出来る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の可変容量コンデン
サを図面に基づいて詳説する。

【００３１】図１は、本発明の可変容量コンデンサの１
例を示すものであり、図１（ａ）は断面構造を示す図で
あり、図１（ｂ）は、各層の平面形状を説明する概略平
面図である。

【００３２】図１において、１１は支持基板であり、１
２は下部電極層であり、１３は外部からの電圧印加によ
り誘電率が変化する薄膜誘電体層であり、１４は上部電
極層であり、１５は半田バリア層であり、１６は半田バ
リア層上に形成されたＡｕからなる金属層であり、１７
は下部電極層、上部電極層ならびに半田バリア層上に形
成された密着層であり、１８ａは下層側の保護層、１８
ｂは上層側の保護層であり、１９は半田バンプであり、
１１０は保護層に形成されている開口部である。

【００３３】支持基板１１は、絶縁性を有するものであ
れば特に限定は無いが、アルミナ基板、サファイア基
板、ガラス基板、ＭｇＯ基板などが好適に用いられる。

【００３４】この支持基板１１上に、スパッタ法や蒸着
法により下部電極層１２を形成する。形成法は特に限定
しないが、通常スパッタ法や蒸着法により成膜し、パタ
ーニング加工にはフォトリソグラフィーやエッチング法
などが用いられる。

【００３５】下部電極層１２には、低抵抗導体であるＡ
ｕあるいはＡｇが好適であるが、Ｐｔ、Ａｌ、Ｃｕなど
も用いることができる。また、支持基板との密着性を向
上させるために、下部電極層と支持基板との間に密着層
を形成させることができる。

【００３６】下部電極層１２の厚みは、０．１〜５μｍ
が好ましい。０．１μｍ未満では、半田バリア層１５と
の連続性が悪くなり、電気特性に悪影響を及ぼす恐れが
あり、５μｍよりも厚くすると、誘電体層１３の段差被
覆性が悪くなり、段差部で下部電極層１２が露出し、上
部電極層１４と短絡する恐れがある。

【００３７】次に下部電極層１２上に薄膜誘電体層１３
を形成する。形成する方法としては、スパッタリング法
や蒸着法、ゾルゲル法などで成膜した後に、通常用いら
れるパターニング法を用いて加工することができる。

【００３８】薄膜誘電体層１３に用いられる材料は、外
部からの電圧印加により誘電率が変化しうる誘電体材料
であれば特に限定は無く、ＢａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、
（ＢａＳｒ）ＴｉＯ₃などを例として挙げることができ
る。

【００３９】また、薄膜誘電体層１３の厚みは、印加す
る外部の電圧、および要求される誘電率の変化量に応じ
て任意に変化させることができる。

【００４０】引き続き、上部電極層１４および半田バリ
ア層１５を形成する。初めに上部電極層１４をスパッタ
法、蒸着法により成膜、パターニング加工した後に、半
田バリア層を同様に成膜、パターニング加工する。もし
くは、上部電極層１４と半田バリア層１５を続けて成膜
した後に、半田バリア層１５と上部電極層１４を順次パ
ターニング加工しても良い。

【００４１】上部電極層１４としては、下部電極層１２
と同様の材料を用いることができ、その厚みに特に限定
は無いが、半田バリア層１５との連続性や保護膜層１８
ａ、１８ｂの被覆性を考慮した場合、０．１〜５μｍが
最適である。

【００４２】また、上部電極層１４の形成の際、下部電
極層１２の時と同様に、支持基板１１および誘電体層１
３との間に密着層を形成しても良い。半田バリア層１５
としては、Ｎｉが最適であり、その膜厚は半田の下部電
極層１２や上部電極層１４への浸食を防止するために、
０．５μｍ以上が必要である。

【００４３】次に半田バリア層１５上にＡｕの表面金属
層１６を形成する。形成方法は、通常のスパッタ法や蒸
着法による成膜、フォトリソグラフィー法、エッチング
法による加工を用いることができる。

【００４４】Ａｕの表面金属層１６の厚みは、０．０５
μｍ〜１．０μｍとする。０．０５μｍ未満では、Ａｕ
が均一に形成されない恐れがある。また１．０μｍより
厚くなると、半田バンプ形成時、半田がＡｕのみと合金
層を形成して半田バリア層１５まで達せず、半田バンプ
１９と素子との密着性が低下する可能性がある。

【００４５】引き続いて密着層１７を形成する。形成方
法は、通常のスパッタ法や蒸着法による成膜の後、フォ
トリソグラフィー法やエッチング法による加工を用いる
ことができる。

【００４６】密着層１７には、下部電極層１２や上部電
極層１４、半田バリア層１５と保護層１８ａ、１８ｂと
の密着を確保する観点から、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｄの中のい
ずれか１つを用いる。またその膜厚は、特に限定は無
く、段差被覆性や工程の簡便化を考慮して決定される。

【００４７】次に保護層１８ａ、１８ｂを形成する。耐
湿信頼性の確保の観点から、保護層１８ａは水蒸気透過
係数の低いＳｉ₃Ｎ₄やＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂などの無機材料
を用い、保護層１８ｂは素子の機械的保護の観点から、
ベンゾシクロブテン樹脂やポリイミド、エポキシ樹脂を
用いるのが好ましい。

【００４８】さらに保護層１８ａ、１８ｂを形成する場
合、通常のように順次スパッタリング法や蒸着法、スピ
ンコート法などを用いて成膜し、パターニング加工する
方法も適用できるが、上記のように、下層側の保護層１
８ａに無機材料、表面側の保護層１８ｂに有機材料を用
いる場合、次のような方法で形成することが可能であ
る。

【００４９】すなわち保護層１８ａをスパッタリング法
や蒸着法によって成膜した後、パターニング加工を行わ
ずに、続けて保護層１８ｂをスピンコート法などにより
成膜し、保護層１８ｂのみを開口部を有するように所定
のパターンにて加工する。その後、ＥＣＲエッチング法
などにより保護層１８ｂをマスクとして保護層１８ａを
半田バリア層１５までエッチングすると、半田バリア層
１５まで達する開口部を有する保護層を形成できる。こ
の方法により、加工の工程が簡略化できる。

【００５０】保護層１８ａ、１８ｂの膜厚は、外部から
の水分の浸入を防止する観点から厚いほうが好ましい
が、厚くすると、とりわけ無機膜にクラックなどが発生
しやすくなる為、通常は０．２μｍ〜３０μｍの範囲と
なるが、上記問題点が生じない範囲で任意に決定でき
る。

【００５１】最後に保護層１８ａ、１８ｂの開口部１１
０に半田バンプ１９を形成する。形成する方法は、半田
ボールによる方法や印刷法でよく、リフローにより半田
バンプとなる。この際、半田は拡散するが、半田バリア
層１５により、下部ならびに上部電極層への浸食は防止
される。また、素子表面に半田フラックスが残存する
が、これは適当な溶剤を用いて洗浄する。

【００５２】以上により、図１に示す可変容量コンデン
サを得る事ができる。

【００５３】図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の可変容量
コンデンサの別の形態をを示すものである。

【００５４】図２において、２１は支持基板であり、２
２は下部電極層であり、２３は外部からの電圧印加によ
り誘電率が変化する薄膜誘電体層であり、２４は上部電
極層であり、２５は半田バリア層であり、２６は半田バ
リア層上に形成されたＡｕからなる金属層であり、２７
は下部電極層、上部電極層ならびに半田バリア層上に形
成された密着層であり、２８（ａ）、２８（ｂ）は保護
層であり、２９は半田バンプであり、２１０は保護層に
形成されている開口部である。

【００５５】図２に示す可変容量コンデンサは、図１に
示す可変容量コンデンサと同様の方法により作製するこ
とができ、また用いる材料についても同様である。

【００５６】さらに図２に示す可変容量コンデンサで
は、下部電極層２２、薄膜誘電体層２３、上部電極層２
４に段差が生じない為、各層の膜厚に対する制限が緩和
される。特に、図１の形態で懸念された薄膜誘電体層２
３の段差被覆不良による下部電極層２２と上部電極層２
４との短絡が回避できるため、薄膜誘電体２３の膜厚を
薄くすることが可能である。従って、同じ外部電圧に対
してより大きな誘電率の変化量を得る事が可能となる。
また、下部電極層２２および上部電極層２４の厚みは、
密着層２７ならびに保護層２８ａ、２８ｂの段差被覆性
が確保される範囲で任意に選択することができる。

【００５７】一方、半田バリア層２５ならびに半田バリ
ア層上のＡｕ層２６に関しては、半田の上部電極層２４
への浸食防止、半田バンプと素子との密着性確保の為、
図１の形態と同様の膜厚である必要がある。

【００５８】以上、本発明により、電気的特性を損なう
ことなく、半田バンプの形成を容易にしてマザーボード
への実装を簡便かつ確実とし、さらには耐湿信頼性を確
保して動作環境に耐えうる可変容量コンデンサを提供す
ることができる。

【００５９】

【実施例】以下実施例により本発明を更に詳しく説明す
る。

【００６０】図１に示す可変容量コンデンサを作製し
た。

【００６１】支持基板１１としてサファイアＲ基板を用
い、この基板上に密着層として０．０３μｍのＰｔをス
パッタ法にて２５０℃で成膜した後、続けて２５０℃で
０．５μｍのＡｕをスパッタ法により成膜し、フォトリ
ソグラフィーとドライエッチングによりＰｔ、Ａｕとも
に電極状に加工して下部電極層１２を形成した。

【００６２】次に（Ｂａ_0.5Ｓｒ_0.5）ＴｉＯ₃からなる
ターゲットを用い、基板温度６００℃にて厚さ０．３μ
ｍの誘電体層をスパッタ法にて成膜し、その後加工して
薄膜誘電体層１３を形成した。

【００６３】次に上部電極層１４として、Ａｕをスパッ
タ法により下部電極層と同様の条件にて、膜厚を１．２
μｍとして成膜、加工した。尚、下部電極層の時と同様
に密着層として０．０３μｍのＰｔを形成した。続い
て、半田バリア層１５としてＮｉをスパッタ法にて１μ
ｍの膜厚にて成膜し、続いてＡｕ層１６を膜厚０．２μ
ｍとしてスパッタ法にて成膜した後、Ａｕ層１６、半田
バリア層１５を順次加工した。その後、密着層１７とし
て膜厚０．０５μｍのＰｔの成膜、加工を行った。

【００６４】続いて保護層１８（ａ）としてＣＶＤ法に
よりＳｉＯ₂を膜厚３μｍで成膜した。その上に保護層
１８（ｂ）として感光性のベンゾシクロブテン樹脂を、
スピンコート法にて膜厚を２μｍとして成膜し、開口部
を形成するように所定のパターンにて加工した。その
後、保護層１８（ｂ）をマスクとしてドライエッチング
法により保護層１８（ａ）を加工し、半田バリア層まで
達する開口部を有し、かつ下部電極層、薄膜誘電体層、
上部電極層の周囲で基板上に直接形成されている保護層
１８（ａ）（ｂ）を形成した。

【００６５】最後に、鉛フリー半田を用いて印刷、リフ
ロー法により半田バンプ１９を形成し、図１に示す可変
容量コンデンサを得た。

【００６６】以上のようにして作製した可変容量コンデ
ンサをマザーボードに実装し、８５℃／８５％ＲＨの加
温加湿下に一定時間放置した後絶縁抵抗を測定したとこ
ろ、加温加湿前の絶縁抵抗値と同じであった。

【００６７】一方比較例として、従来構造の可変容量コ
ンデンサに半田バンプのみを形成して、同様にマザーボ
ードに実装し、８５℃／８５％ＲＨの加温加湿下に一定
時間放置した後絶縁抵抗を測定したところ、加温加湿前
の絶縁抵抗値の１／１０に低下していた。

【００６８】これは本発明において、保護層１８と下部
電極層１２、上部電極層１４および半田バリア層１５と
の間に密着層１７を設けたこと、ならびに保護層１８が
基板上に直接形成されたこと、により、水分の浸入を有
効に防止したことによるものである。

【００６９】さらには半田バリア層１５上のＡｕ層１６
が保護層１８（ａ）（ｂ）の開口部の内側に形成され、
半田−Ａｕの合金層が密着層１７と半田バリア層１５と
の間に形成されなかったために、半田バリア層１５、密
着層１７、保護層１８（ａ）との密着が確保されたこと
も、水分浸入の防止に寄与していると考えられる。

【００７０】また、図１に示す可変容量コンデンサの断
面を電子顕微鏡にて観察したところ、半田バリア層１５
により、半田バンプ１９の下部電極層１２ならびに上部
電極層１４への浸食が起きていないことが確認された。

【００７１】一方、半田バリア層の無い従来構造の可変
容量コンデンサでは、半田の上部電極への浸食が起きて
いることが確認された。

【００７２】さらに図２に示す可変容量コンデンサを同
様にして作製してマザーボードに実装し、８５℃／８５
％ＲＨの加温加湿下に一定時間放置した後絶縁抵抗を測
定したところ、加温加湿前の絶縁抵抗値と同じであっ
た。

【００７３】また、断面断面を電子顕微鏡にて観察した
ところ、半田バリア層２５により、半田バンプ２９の下
部電極層２２ならびに上部電極層２４への浸食が起きて
いないことが確認された。

【００７４】以上、本発明の可変容量コンデンサは、半
田バリア層によって半田の電極への浸食を防止すること
によって、電気特性を保つことができるとともに、耐湿
性が向上することにより、動作環境にも耐えうる可変容
量コンデンサである。

【００７５】

【発明の効果】本発明により、支持基板上に下部電極層
と、外部からの電圧印加により誘電率が変化する薄膜誘
電体層と、上部電極層とを順次被着形成してなる可変容
量コンデンサにおいて、下部電極層の一部または上部電
極層の一部上に形成された半田バリア層と、該下部電極
層、薄膜誘電体層、上部電極層および前記半田バリア層
を覆う保護層とを有し、該保護層には半田バリア層まで
達する開口部が形成されている可変容量コンデンサとす
ることにより、電気的特性を損なうことなく、半田バン
プの形成を容易にしてマザーボードへの実装を簡便かつ
確実とし、さらには耐湿信頼性を確保して動作環境に耐
えうる可変容量コンデンサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の可変容量コンデンサの断面
構造図であり、（ｂ）はその平面図である。

【図２】（ａ）は、本発明の可変容量コンデンサの断面
構造図であり、（ｂ）はその平面図である。

【符号の説明】

１１、２１・・・支持基板１２、２２・・・下部電極層１３、２３・・・薄膜誘電体層１４、２４・・・上部電極層１５、２５・・・半田バリア層１６、２６・・・Ａｕ層１７、２７・・・密着層１８（ａ）（ｂ）、２８（ａ）（ｂ）・・・保護層１９、２９・・・半田バンプ１１０、２１０・・・開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持基板上に下部電極層、外部からの電圧
印加により誘電率が変化する薄膜誘電体層、上部電極層
及び前記下部電極層の一部及び上部電極層の一部を露出
する開口部が形成された保護層を順次被着形成して成る
可変容量コンデンサにおいて、前記保護層の開口部に露出する下部電極層の一部及び上
部電極層の一部に、半田バリア層が被着形成されている
ことを特徴とする可変容量コンデンサ。
【請求項２】半田バリア層がＮｉであることを特徴とす
る請求項１記載の可変容量コンデンサ。
【請求項３】半田バリア層の厚みが、０．５μm以上で
あることを特徴とする請求項１記載の可変容量コンデン
サ。
【請求項４】半田バリア層上にＡｕよりなる表面金属層
が形成されており、該表面金属層の厚みが０．０５μm
以上１．０μm以下であることを特徴とする請求項１記
載の可変容量コンデンサ。
【請求項５】前記保護層がＳｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、Ｔｉ
Ｏ₂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリイミド、エポキシ
樹脂の中から選ばれる少なくとも1種類の材料より成る
ことを特徴とする請求項１記載の可変容量コンデンサ
【請求項６】前記保護層がＳｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂
の中から選ばれる少なくとも１種類の材料と、ベンゾシ
クロブテン樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂の中のいず
れかの材料とを順次形成した少なくとも2層構造である
ことを特徴とする請求項１記載の可変容量コンデンサ。
【請求項７】前記保護層と前記上部電極層との間に密着
層を有することを特徴とする請求項１記載の可変容量コ
ンデンサ。
【請求項８】前記密着層がＰｔ、Ｐｄ、Ｒｄの中のいず
れか１つからなることを特徴とする請求項７記載の可変
容量コンデンサ。
【請求項９】前記保護層は、前記下部電極層、前記上部
電極層ならびに前記薄膜誘電体層の周囲で支持基板上に
直接形成されている部分を有することを特徴とする請求
項１記載の可変容量コンデンサ。
【請求項１０】前記半田バリア層上にＡｕよりなる前記
表面金属層が形成されており、かつ前記表面金属層は前
記保護層の開口部と同形、もしくは開口部の内側に形成
されていることを特徴とする請求項１記載の可変容量コ
ンデンサ。
【請求項１１】前記保護層の開口部に半田バンプが形成
されていることを特徴とする請求項１記載の可変容量コ
ンデンサ。
【請求項１２】前記半田バンプは、鉛フリー半田を用い
ていることを特徴とする請求項１１記載の可変容量コン
デンサ。