JP6323029B2 - コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Description
本件は、コンデンサ、及びその製造方法に関する。
コンデンサは、酸化チタン系セラミックシート、チタン酸バリウム系セラミックシートなどの誘電率が高くて薄いセラミックシートの上下に内部電極を配し、そのセラミックシートを多数枚積層し、多数枚の内部電極を外部で並列接続する構造を有しており、比較的小型で大きい静電容量が得られる。
静電容量Ｃは、以下の式に示すように、誘電体の誘電率εと内部電極の面積Ｓと積層枚数とに比例し、誘電体の厚みｔに反比例する。
静電容量Ｃ＝誘電体誘電率ε×内部電極面積Ｓ×積層枚数／誘電体厚みｔ
静電容量Ｃ＝誘電体誘電率ε×内部電極面積Ｓ×積層枚数／誘電体厚みｔ
汎用的なセラミック積層コンデンサは、１００５サイズ（長さ１．０ｍｍ×幅０．５ｍｍ×高さ０．５ｍｍ）、１６０８サイズ等のように部品外形が決まっており、その限られた寸法で静電容量を大きくするには積層枚数を増して対向面積を大きくするか、誘電体厚みを薄くすることが有効である。
そこで、対向面積を増加するために、基板面に垂直に複数の電極片を配置したコンデンサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、この提案の技術では、コンデンサを製造する際に、Ｎｉシード層の上にＮｉ電極を形成した後にＮｉイオンビームによってＮｉ層をエッチング除去して内部電極の絶縁を行うが、Ｎｉ層の除去が確実でない場合には、必要な絶縁距離が確保できず、コンデンサとしての絶縁性能が劣るという問題がある。また、イオンビームエッチングにより飛散したＮｉ原子が電極片に再付着することにより、電極間隙の幅が狭小化して誘電体距離が短くなり、必要な絶縁距離が確保できず、耐電圧性が低下するという問題がある。また、絶縁距離を確保するために電極間隙を長くしておくと大きな静電容量が得られなくなるという問題がある。また、Ｎｉの再付着量を制御することが困難であり、必要な静電容量が得られないという問題がある。
しかし、この提案の技術では、コンデンサを製造する際に、Ｎｉシード層の上にＮｉ電極を形成した後にＮｉイオンビームによってＮｉ層をエッチング除去して内部電極の絶縁を行うが、Ｎｉ層の除去が確実でない場合には、必要な絶縁距離が確保できず、コンデンサとしての絶縁性能が劣るという問題がある。また、イオンビームエッチングにより飛散したＮｉ原子が電極片に再付着することにより、電極間隙の幅が狭小化して誘電体距離が短くなり、必要な絶縁距離が確保できず、耐電圧性が低下するという問題がある。また、絶縁距離を確保するために電極間隙を長くしておくと大きな静電容量が得られなくなるという問題がある。また、Ｎｉの再付着量を制御することが困難であり、必要な静電容量が得られないという問題がある。
光透過性を高くした透明セラミックは、材料構成により誘電率１，０００Ｆ／ｍ〜５，０００Ｆ／ｍ程度の強誘電体とすることが可能であるが、原料はブロック状に製造されるため、シート状に薄くするためには、ブロックから切出した後に、光学研磨、ケミカルエッチング等で加工する必要があり、厚みは２０μｍ程度が限界である。そのため、限られた寸法で静電容量を大きくすることは困難であるという問題がある。
また、透明な誘電体材料を使用したコンデンサは、レーザーにより電極の一部を切断して静電容量を調節できるトリミングコンデンサとして使用されている（例えば、特許文献２及び３参照）。このようなコンデンサにおいてもトリミング前の静電容量は大きいことが望ましいが、これらの提案の技術では、対向面積の大きさは部品の大きさを超えるものではなく、また基板上に誘電体及び電極を構成することから、構造的に誘電体厚みを薄くすることが困難なため、限られた寸法で静電容量を大きくすることが困難であるという問題がある。
したがって、限られた寸法においても大きな静電容量が得られ、かつ耐電圧性にも優れるコンデンサ、及びその製造方法の提供が求められているのが現状である。
本件は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本件は、限られた寸法においても大きな静電容量が得られ、かつ耐電圧性にも優れるコンデンサ、及び限られた寸法においても大きな静電容量が得られ、かつ耐電圧性にも優れるコンデンサの製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、後述する付記に記載した通りである。即ち、
開示のコンデンサは、
第１の誘電体層、第２の誘電体層、並びに前記第１の誘電体層及び前記第２の誘電体層の間に積層された１以上の中間誘電体層からなる３以上の誘電体層と、
前記３以上の誘電体層のうち２以上の層間に交互に配された、１以上の第１の層間電極及び１以上の第２の層間電極と、
前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第１の層間電極に接続する第１の外部電極と、
前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第２の層間電極に接続する第２の外部電極と、を有し、
前記中間誘電体層が、層内に、（ａ）前記第１の層間電極に接続し、互いに離間し且つ前記中間誘電体層の面方向に配された第１の内部電極と、（ｂ）前記第２の層間電極に接続し、前記第１の内部電極と離間し且つ交互に配された第２の内部電極とを有する。
開示のコンデンサは、
第１の誘電体層、第２の誘電体層、並びに前記第１の誘電体層及び前記第２の誘電体層の間に積層された１以上の中間誘電体層からなる３以上の誘電体層と、
前記３以上の誘電体層のうち２以上の層間に交互に配された、１以上の第１の層間電極及び１以上の第２の層間電極と、
前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第１の層間電極に接続する第１の外部電極と、
前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第２の層間電極に接続する第２の外部電極と、を有し、
前記中間誘電体層が、層内に、（ａ）前記第１の層間電極に接続し、互いに離間し且つ前記中間誘電体層の面方向に配された第１の内部電極と、（ｂ）前記第２の層間電極に接続し、前記第１の内部電極と離間し且つ交互に配された第２の内部電極とを有する。
開示のコンデンサの製造方法は、開示の前記コンデンサの製造方法であって、
層状の誘電体の一方の面から前記誘電体の内部に向かう第１の内部電極形成用溝と、前記層状の誘電体の前記一の面と反対側の面から前記誘電体の内部に向かい且つ前記第１の内部電極形成用溝と交互に配される第２の内部電極形成用溝とを形成し、前記第１の内部電極形成用溝及び前記第２の内部電極形成用溝に電極材料を充填して、中間誘電体層を形成する工程を含む。
層状の誘電体の一方の面から前記誘電体の内部に向かう第１の内部電極形成用溝と、前記層状の誘電体の前記一の面と反対側の面から前記誘電体の内部に向かい且つ前記第１の内部電極形成用溝と交互に配される第２の内部電極形成用溝とを形成し、前記第１の内部電極形成用溝及び前記第２の内部電極形成用溝に電極材料を充填して、中間誘電体層を形成する工程を含む。
開示のコンデンサによると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、限られた寸法においても大きな静電容量が得られ、かつ耐電圧性にも優れるコンデンサを提供できる。
開示のコンデンサの製造方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、限られた寸法においても大きな静電容量が得られ、かつ耐電圧性にも優れるコンデンサの製造方法を提供できる。
開示のコンデンサの製造方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、限られた寸法においても大きな静電容量が得られ、かつ耐電圧性にも優れるコンデンサの製造方法を提供できる。
（コンデンサ）
開示のコンデンサは、３以上の誘電体層と、１以上の第１の層間電極と、１以上の第２の層間電極と、第１の外部電極と、第２の外部電極とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
開示のコンデンサは、３以上の誘電体層と、１以上の第１の層間電極と、１以上の第２の層間電極と、第１の外部電極と、第２の外部電極とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
＜３以上の誘電体層＞
前記３以上の誘電体層は、第１の誘電体層、第２の誘電体層、及び１以上の中間誘電体層からなる。
前記１以上の中間誘電体層は、前記第１の誘電体層及び前記第２の誘電体層の間に積層される。
前記３以上の誘電体層は、光透過性であることが好ましい。そうすることにより、レーザーにより電極の切断を行って、有効な電極の面積を変動させることにより、前記コンデンサの静電容量の調整を広範囲に行うことができる。また、前記コンデンサの静電容量の微調整を行うこともできる。
前記３以上の誘電体層は、第１の誘電体層、第２の誘電体層、及び１以上の中間誘電体層からなる。
前記１以上の中間誘電体層は、前記第１の誘電体層及び前記第２の誘電体層の間に積層される。
前記３以上の誘電体層は、光透過性であることが好ましい。そうすることにより、レーザーにより電極の切断を行って、有効な電極の面積を変動させることにより、前記コンデンサの静電容量の調整を広範囲に行うことができる。また、前記コンデンサの静電容量の微調整を行うこともできる。
＜＜第１の誘電体層及び第２の誘電体層＞＞
前記第１の誘電体層は、前記３以上の誘電体層の積層体において、一の端部に位置する誘電体層である。
前記第２の誘電体層は、前記３以上の誘電体層の積層体において、前記第１の誘電体層と反対側の端部に位置する誘電体層である。
前記第１の誘電体層は、前記３以上の誘電体層の積層体において、一の端部に位置する誘電体層である。
前記第２の誘電体層は、前記３以上の誘電体層の積層体において、前記第１の誘電体層と反対側の端部に位置する誘電体層である。
前記第１の誘電体層、及び前記第２の誘電体層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セラミックなどが挙げられる。前記セラミックとしては、例えば、ＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系（ムライト）、ＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、Ｙ２Ｏ３（酸化イットリウム）などが挙げられる。
前記第１の誘電体層、及び前記第２の誘電体層の大きさ、形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第１の誘電体層、及び前記第２の誘電体層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、大きな静電容量が得られる点、及び製造が容易な点で、２０μｍ〜１００μｍが好ましく、３０μｍ〜７０μｍがより好ましい。
＜＜１以上の中間誘電体層＞＞
前記１以上の中間誘電体層は、層内に、（ａ）前記第１の層間電極に接続し、互いに離間し且つ前記中間誘電体層の面方向に配された第１の内部電極と、（ｂ）前記第２の層間電極に接続し、前記第１の内部電極と離間し且つ交互に配された第２の内部電極とを有する。そうすることにより、前記中間誘電体層は、それ自体で小さな積層コンデンサを構成する。
前記１以上の中間誘電体層は、層内に、（ａ）前記第１の層間電極に接続し、互いに離間し且つ前記中間誘電体層の面方向に配された第１の内部電極と、（ｂ）前記第２の層間電極に接続し、前記第１の内部電極と離間し且つ交互に配された第２の内部電極とを有する。そうすることにより、前記中間誘電体層は、それ自体で小さな積層コンデンサを構成する。
前記中間誘電体層における誘電体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セラミックなどが挙げられる。前記セラミックとしては、例えば、ＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系（ムライト）、ＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、Ｙ２Ｏ３（酸化イットリウム）などが挙げられる。
前記中間誘電体層では、このような材質の誘電体からなる層の層内に、前記第１の内部電極、及び前記第２の内部電極が形成されている。
前記中間誘電体層では、このような材質の誘電体からなる層の層内に、前記第１の内部電極、及び前記第２の内部電極が形成されている。
前記中間誘電体層の大きさ、形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記中間誘電体層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、大きな静電容量が得られる点、及び製造が容易な点で、１０μｍ〜３０μｍが好ましく、１５μｍ〜２５μｍがより好ましい。
−第１の内部電極及び第２の内部電極−
前記第１の内部電極、及び前記第２の内部電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金などが挙げられる。
前記第１の内部電極、及び前記第２の内部電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金などが挙げられる。
前記第１の内部電極、及び前記第２の内部電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１μｍ〜２μｍが好ましい。
前記第１の内部電極と前記第２の内部電極との距離としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、絶縁距離が確保できる点で１μｍ以上が好ましく、絶縁距離が確保でき、かつ大きな静電容量を得ることができる点で、１μｍ〜２μｍがより好ましい。
前記第２の層間電極に接する前記中間誘電体層の面側の前記第１の内部電極の端部と、前記中間誘電体層に接する前記第２の層間電極との距離は、２μｍ〜３μｍであることが好ましく、かつ前記第１の層間電極に接する前記中間誘電体層の面側の前記第２の内部電極の端部と、前記中間誘電体層に接する前記第１の層間電極との距離は、２μｍ〜３μｍであることが好ましい。そうすることにより、絶縁距離が確保でき、かつ大きな静電容量を得ることができる。
＜１以上の第１の層間電極及び１以上の第２の層間電極＞
前記１以上の第１の層間電極、及び前記１以上の第２の層間電極は、前記３以上の誘電体層のうち２以上の層間に交互に配される。
前記１以上の第１の層間電極、及び前記１以上の第２の層間電極は、前記３以上の誘電体層のうち２以上の層間に交互に配される。
前記第１の層間電極、及び前記第２の層間電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金などが挙げられる。
前記第１の層間電極、及び前記第２の層間電極の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第１の層間電極、及び前記第２の層間電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．５μｍ〜３μｍが好ましく、１μｍ〜２μｍがより好ましい。
前記第１の層間電極、及び前記第２の層間電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．５μｍ〜３μｍが好ましく、１μｍ〜２μｍがより好ましい。
＜第１の外部電極及び第２の外部電極＞
前記第１の外部電極は、前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第１の層間電極に接続する。
前記第２の外部電極は、前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第２の層間電極に接続する。
前記第２の外部電極が配される側面は、前記第１の外部電極が配される側面の反対側の
側面であることが好ましい。
ここで、前記側面とは、前記３以上の誘電体層の積層方向に沿った面をいう。
前記第１の外部電極は、前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第１の層間電極に接続する。
前記第２の外部電極は、前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第２の層間電極に接続する。
前記第２の外部電極が配される側面は、前記第１の外部電極が配される側面の反対側の
側面であることが好ましい。
ここで、前記側面とは、前記３以上の誘電体層の積層方向に沿った面をいう。
前記第１の外部電極、及び前記第２の外部電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金などが挙げられる。
前記第１の外部電極の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記第１の外部電極が配される前記３以上の誘電体層の側面の全面の大きさなどが挙げられる。
前記第２の外部電極の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記第２の外部電極が配される前記３以上の誘電体層の側面の全面の大きさなどが挙げられる。
前記第２の外部電極の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記第２の外部電極が配される前記３以上の誘電体層の側面の全面の大きさなどが挙げられる。
前記第１の外部電極、及び前記第２の外部電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記コンデンサの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、後述する開示のコンデンサの製造方法が、製造が容易な点で好ましい。
前記コンデンサは、前記中間誘電体層の層内に、前記第１の内部電極、及び前記第２の内部電極を有するため、高い静電容量を得ることができる。また、前記第１の内部電極、及び前記第２の内部電極は、互いに高精度で離間させることができるため、絶縁距離が確保でき、高い耐電圧性を得ることができる。
前記コンデンサは、静電容量を測定しながら、外部から見える層間電極をトリミングすることにより、高精度に静電容量を調整することができる。
前記コンデンサの誘電体層全体が光透過性であると、複数の層間電極のトリミングを行うことができ、広範囲で静電容量の調整が可能となる。
前記コンデンサの誘電体層全体が光透過性であると、複数の層間電極のトリミングを行うことができ、広範囲で静電容量の調整が可能となる。
（コンデンサの製造方法）
開示のコンデンサの製造方法は、中間誘電体層形成工程を少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記コンデンサの製造方法は、開示の前記コンデンサの製造方法である。
開示のコンデンサの製造方法は、中間誘電体層形成工程を少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記コンデンサの製造方法は、開示の前記コンデンサの製造方法である。
＜中間誘電体層形成工程＞
前記中間誘電体層形成工程は、層状の誘電体の一方の面から前記誘電体の内部に向かう第１の内部電極形成用溝と、前記層状の誘電体の前記一の面と反対側の面から前記誘電体の内部に向かい且つ前記第１の内部電極形成用溝と交互に配される第２の内部電極形成用溝とを形成し、前記第１の内部電極形成用溝及び前記第２の内部電極形成用溝に電極材料を充填して、前記中間誘電体層を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記中間誘電体層形成工程は、層状の誘電体の一方の面から前記誘電体の内部に向かう第１の内部電極形成用溝と、前記層状の誘電体の前記一の面と反対側の面から前記誘電体の内部に向かい且つ前記第１の内部電極形成用溝と交互に配される第２の内部電極形成用溝とを形成し、前記第１の内部電極形成用溝及び前記第２の内部電極形成用溝に電極材料を充填して、前記中間誘電体層を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第１の内部電極形成用溝、及び前記第２の内部電極形成用溝は、イオンビーム加工、及びフォトリソグラフィーを用いたエッチング加工のいずれかにより形成されることが、製造が容易かつ高精度の溝が形成できる点で好ましい。
前記第１の内部電極形成用溝、及び前記第２の内部電極形成用溝への電極材料の充填は、ペースト状の導電材料を前記第１の内部電極形成用溝、及び前記第２の内部電極形成用溝へ充填し、前記導電材料を熱処理することにより行われることが、製造が容易な点で好ましい。
前記導電材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金などが挙げられる。
前記熱処理の温度、及び時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記中間誘電体層形成工程では、高精度で前記第１の内部電極形成用溝、及び前記第２の内部電極形成用溝が形成でき、その溝に高精度で電極材料を充填できるため、高精度で前記中間誘電体層を形成できる。
次に、開示のコンデンサの製造方法の一例を説明する。この方法は、誘電体として光透過性セラミックを用いたコンデンサの製造方法である。
＜工程（１）＞
光透過性セラミックのブロックを焼結する。焼結条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。焼結後、ブロックの切断、光学研磨、及びケミカルエッチングにより、加工性が容易な厚みの光透過性セラミック薄板を得る。
＜工程（１）＞
光透過性セラミックのブロックを焼結する。焼結条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。焼結後、ブロックの切断、光学研磨、及びケミカルエッチングにより、加工性が容易な厚みの光透過性セラミック薄板を得る。
＜工程（２）＞
前記光透過性セラミック薄板に対して、イオンビーム加工又はフォトリソグラフィーによるエッチングによって、前記光透過性セラミック薄板に所定の幅及び深さを有する第１の内部電極形成用溝、及び第２の内部電極形成用溝を形成する。
前記光透過性セラミック薄板に対して、イオンビーム加工又はフォトリソグラフィーによるエッチングによって、前記光透過性セラミック薄板に所定の幅及び深さを有する第１の内部電極形成用溝、及び第２の内部電極形成用溝を形成する。
＜工程（３）＞
前記第１の内部電極形成用溝、及び前記第２の内部電極形成用溝に、ペースト状の導電材料を充填する。その後、熱硬化、焼結などにより、前記第１の内部電極形成用溝に第１の内部電極を形成し、前記第２の内部電極形成用溝に第２の内部電極を形成する。
前記第１の内部電極形成用溝、及び前記第２の内部電極形成用溝に、ペースト状の導電材料を充填する。その後、熱硬化、焼結などにより、前記第１の内部電極形成用溝に第１の内部電極を形成し、前記第２の内部電極形成用溝に第２の内部電極を形成する。
＜工程（４）＞
第２の誘電体層となる光透過性セラミック薄板の一方の面上に、第１の層間電極を形成する。
前記第１の内部電極、及び前記第２の内部電極が形成された光透過性セラミック薄板の一方の面上に、第２の層間電極を、スパッタリング、厚膜印刷層などにより形成する。
また、他の光透過性セラミック薄板の一方の面上に、第１の層間電極を、スパッタリング、厚膜印刷層などにより形成する。
第２の誘電体層となる光透過性セラミック薄板の一方の面上に、第１の層間電極を形成する。
前記第１の内部電極、及び前記第２の内部電極が形成された光透過性セラミック薄板の一方の面上に、第２の層間電極を、スパッタリング、厚膜印刷層などにより形成する。
また、他の光透過性セラミック薄板の一方の面上に、第１の層間電極を、スパッタリング、厚膜印刷層などにより形成する。
＜工程（５）＞
工程（４）で作製した、層間電極が形成された光透過性セラミック薄板を、第１の層間電極と第２の層間電極とが光透過性セラミック薄板の間に交互に配されるように並べ、透明接着剤、陽極結合などにより光透過性セラミック薄板を接合する。
工程（４）で作製した、層間電極が形成された光透過性セラミック薄板を、第１の層間電極と第２の層間電極とが光透過性セラミック薄板の間に交互に配されるように並べ、透明接着剤、陽極結合などにより光透過性セラミック薄板を接合する。
＜工程（６）＞
接合された光透過性セラミック薄板を、レーザスクライブ、ダイシングなどにより、所望の大きさの個片に分割する。
接合された光透過性セラミック薄板を、レーザスクライブ、ダイシングなどにより、所望の大きさの個片に分割する。
＜工程（７）＞
個片に分割された光透過性セラミック薄板の積層体の一方の側面に第１の外部電極を形成し、他方の側面に第２の外部電極を形成する。この際、第１の層間電極と第１の外部電極とが接続され、第２の層間電極と第２の外部電極とが接続されるように第１の外部電極及び第２の外部電極を形成する。第１の外部電極及び第２の外部電極の形成は、例えば、Ｎｉペースト等を塗布し焼結することにより行うことができる。
個片に分割された光透過性セラミック薄板の積層体の一方の側面に第１の外部電極を形成し、他方の側面に第２の外部電極を形成する。この際、第１の層間電極と第１の外部電極とが接続され、第２の層間電極と第２の外部電極とが接続されるように第１の外部電極及び第２の外部電極を形成する。第１の外部電極及び第２の外部電極の形成は、例えば、Ｎｉペースト等を塗布し焼結することにより行うことができる。
なお、上記コンデンサの製造方法においては、前記工程（６）は、前記工程（２）と前記工程（３）との間に行ってもよいし、前記工程（３）と前記工程（４）との間に行ってもよいし、前記工程（４）と前記工程（５）との間に行ってもよい。
前記コンデンサの一例を図を用いて説明する。なお、以下の図において、同じ符号は同じ構成成分を示す。
図１Ａに示すコンデンサは、開示のコンデンサである。このコンデンサは、最上部に配された第１の誘電体層１と、最下部に配された第２の誘電体層２と、第１の誘電体層１及び第２の誘電体層２の間に積層された、ｘ個の中間誘電体層３（１）〜３（ｘ）を有する。
このコンデンサは、ｘ＋２層の誘電体層により積層体を構成している。前記積層体の側面には、第１の外部電極４が全面に形成されている。第１の外部電極４が形成された側面と反対側の側面には、第２の外部電極（不図示）が側面の全面に形成されている。
ｘ＋２層の誘電体層の層間には、第１の層間電極（不図示）及び第２の層間電極（不図示）が、交互に配されている。前記第１の層間電極は、第１の外部電極４に接続されている。前記第２の層間電極は、前記第２の外部電極に接続されている。
図１Ａに示すコンデンサは、開示のコンデンサである。このコンデンサは、最上部に配された第１の誘電体層１と、最下部に配された第２の誘電体層２と、第１の誘電体層１及び第２の誘電体層２の間に積層された、ｘ個の中間誘電体層３（１）〜３（ｘ）を有する。
このコンデンサは、ｘ＋２層の誘電体層により積層体を構成している。前記積層体の側面には、第１の外部電極４が全面に形成されている。第１の外部電極４が形成された側面と反対側の側面には、第２の外部電極（不図示）が側面の全面に形成されている。
ｘ＋２層の誘電体層の層間には、第１の層間電極（不図示）及び第２の層間電極（不図示）が、交互に配されている。前記第１の層間電極は、第１の外部電極４に接続されている。前記第２の層間電極は、前記第２の外部電極に接続されている。
図１Ｂは、図１Ａのコンデンサの中間誘電体層３の斜視断面図である。中間誘電体層３には、第１の内部電極６と、第２の内部電極７とが形成されている。第１の内部電極６は、中間誘電体層３の一方の面に露出しており、第１の層間電極（不図示）と接続している。第２の内部電極７は、中間誘電体層３の他方の面に露出しており、第２の層間電極（不図示）と接続している。第１の内部電極６と第２の内部電極７とは、層内において交互に配されている。
図１Ｃは、図１Ａのコンデンサの中間誘電体層３及び第１の層間電極８の一例の斜視断面図である。第１の内部電極６は、中間誘電体層３の一方の面に接する第１の層間電極８と接続されている。第１の層間電極８は、第１の外部電極４と接続されている。
図１Ｄは、図１Ａのコンデンサの中間誘電体層３及び第２の層間電極９の一例の斜視断面図である。第２の内部電極７は、中間誘電体層３の一方の面に接する第２の層間電極９と接続されている。第２の層間電極９は、第２の外部電極５と接続されている。
図１Ｅは、図１Ａのコンデンサにおいて２個の中間誘電体層が積層された一例の概略断面図である。また、図１Ｅは、図１Ｃの中間誘電体層３及び第１の層間電極８、並びに図１Ｄの中間誘電体層３及び第２の層間電極９を積層した一例でもある。
例えば、図１Ｃの中間誘電体層３と、図１Ｄの中間誘電体層３とは、ｘ個の中間誘電体層の積層体において、ａ番目とａ＋１番目の関係にある。そのような関係の場合、図１Ｃの中間誘電体層３の第１の層間電極８がある側と反対側の面は、図１Ｄの第２の層間電極９と接しており、図１Ｃの中間誘電体層３の層内の第２の内部電極７は、図１Ｄの第２の層間電極９と接続されている。
例えば、図１Ｃの中間誘電体層３と、図１Ｄの中間誘電体層３とは、ｘ個の中間誘電体層の積層体において、ａ番目とａ＋１番目の関係にある。そのような関係の場合、図１Ｃの中間誘電体層３の第１の層間電極８がある側と反対側の面は、図１Ｄの第２の層間電極９と接しており、図１Ｃの中間誘電体層３の層内の第２の内部電極７は、図１Ｄの第２の層間電極９と接続されている。
ここで、部品サイズ１６０８（１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍ）のコンデンサチップにおいて、開示のコンデンサの静電容量と、従来のコンデンサの静電容量とを比較する。
＜従来のコンデンサ＞
従来のコンデンサとして、開示のコンデンサにおいて中間誘電体層内に第１の内部電極及び第２の内部電極を有さないコンデンサについて、その静電容量を見積もった。
従来のコンデンサとして、開示のコンデンサにおいて中間誘電体層内に第１の内部電極及び第２の内部電極を有さないコンデンサについて、その静電容量を見積もった。
比較に用いた従来のコンデンサの概略図を図２Ａ〜図２Ｄに示す。
図２Ａは、従来のコンデンサの概略断面図である。
図２Ｂは、図２Ａのコンデンサの寸法図である。
図２Ｃは、中間誘電体層１３、及び第１の層間電極１８の上面概略図である。
図２Ｄは、図２Ｃの寸法図である。
図２Ａに示すコンデンサは、最下部に配された第２の誘電体層１２と、最上部に配された第１の誘電体層１１と、第１の誘電体層１１と第２の誘電体層１２との間に配された３５層の中間誘電体層１３（１）〜１３（３５）とを有している。各誘電体層の層間には、第１の層間電極１８及び第２の層間電極１９が交互に配されている。
図２Ａ〜図２Ｄで示すコンデンサの静電容量Ｃ１は、以下の式で見積もることができる。
ここで、εは、誘電体層の誘電率であり、Ｓは、層間電極の面積（μｍ２）であり、Ｍは、中間誘電体層の積層枚数であり、ｔは、誘電体層の厚み（μｍ）である。
図２Ａは、従来のコンデンサの概略断面図である。
図２Ｂは、図２Ａのコンデンサの寸法図である。
図２Ｃは、中間誘電体層１３、及び第１の層間電極１８の上面概略図である。
図２Ｄは、図２Ｃの寸法図である。
図２Ａに示すコンデンサは、最下部に配された第２の誘電体層１２と、最上部に配された第１の誘電体層１１と、第１の誘電体層１１と第２の誘電体層１２との間に配された３５層の中間誘電体層１３（１）〜１３（３５）とを有している。各誘電体層の層間には、第１の層間電極１８及び第２の層間電極１９が交互に配されている。
図２Ａ〜図２Ｄで示すコンデンサの静電容量Ｃ１は、以下の式で見積もることができる。
＜開示のコンデンサ＞
次に開示のコンデンサについて、前記従来のコンデンサと同じ層間電極面積、及び同じ誘電体層の積層枚数の際の静電容量を見積もった。
次に開示のコンデンサについて、前記従来のコンデンサと同じ層間電極面積、及び同じ誘電体層の積層枚数の際の静電容量を見積もった。
開示のコンデンサの一例の概略図を図３Ａ〜図３Ｈに示す。
図３Ａは、開示のコンデンサの一例の概略断面図である。
図３Ｂは、図３Ａのコンデンサの寸法図である。
図３Ｃは、中間誘電体層３、及び第１の層間電極８の上面概略図である。
図３Ｄは、図３Ｃの寸法図である。
図３Ｅは、中間誘電体層３の概略断面図である。
図３Ｆは、図３Ｅの寸法図である。
図３Ｇは、中間誘電体層３の上面概略図である。
図３Ｈは、図３Ｇの寸法図である。
図３Ａに示すコンデンサは、最下部に配された第２の誘電体層２と、最上部に配された第１の誘電体層１と、第１の誘電体層１と第２の誘電体層２との間に配された３５層の中間誘電体層３（１）〜３（３５）とを有している。各誘電体層の層間には、第１の層間電極８及び第２の層間電極９が交互に配されている。
中間誘電体層３の層内には、第１の内部電極６及び第２の内部電極７が形成されている。第１の内部電極６は、第１の層間電極８に接続されている。第２の内部電極７は、第２の層間電極９に接続されている。
第１の内部電極６及び第２の内部電極７の幅は、１．５μｍである。
第１の内部電極６及び第２の内部電極７間の距離は、１．５μｍである。
第２の層間電極９に接する中間誘電体層３の面側の第１の内部電極６の端部と、中間誘電体層３に接する第２の層間電極９との距離は、２．５μｍである。
第１の層間電極８に接する中間誘電体層３の面側の第２の内部電極７の端部と、中間誘電体層３に接する第１の層間電極８との距離は、２．５μｍである。
なお、図３Ｇ、及び図３Ｈにおいて、第１の内部電極６は、中間誘電体層３の一方の面に露出しているが、第２の内部電極７は、前記一方の面に露出していない。そのため、図３Ｇ、及び図３Ｈにおいて、露出していない第２の内部電極７を破線で表した。
図３Ｅ、及び図３Ｆの中間誘電体層３内において、交互に配された第１の内部電極６と第２の内部電極７との間には、１，５００μｍ／３μｍ＝５００の誘電体層が存在している。
したがって、図３Ａ〜図３Ｈで示すコンデンサの静電容量Ｃｔは、以下の式で見積もることができる。
ここで、εは、誘電体層の誘電率であり、Ｓ’は、内部電極の面積（μｍ２）であり、Ｍ’は、第１の内部電極及び第２の内部電極間の誘電体層の積層枚数であり、ｔ’は、第１の内部電極及び第２の内部電極間の誘電体層の厚み（μｍ）である。
図３Ａは、開示のコンデンサの一例の概略断面図である。
図３Ｂは、図３Ａのコンデンサの寸法図である。
図３Ｃは、中間誘電体層３、及び第１の層間電極８の上面概略図である。
図３Ｄは、図３Ｃの寸法図である。
図３Ｅは、中間誘電体層３の概略断面図である。
図３Ｆは、図３Ｅの寸法図である。
図３Ｇは、中間誘電体層３の上面概略図である。
図３Ｈは、図３Ｇの寸法図である。
図３Ａに示すコンデンサは、最下部に配された第２の誘電体層２と、最上部に配された第１の誘電体層１と、第１の誘電体層１と第２の誘電体層２との間に配された３５層の中間誘電体層３（１）〜３（３５）とを有している。各誘電体層の層間には、第１の層間電極８及び第２の層間電極９が交互に配されている。
中間誘電体層３の層内には、第１の内部電極６及び第２の内部電極７が形成されている。第１の内部電極６は、第１の層間電極８に接続されている。第２の内部電極７は、第２の層間電極９に接続されている。
第１の内部電極６及び第２の内部電極７の幅は、１．５μｍである。
第１の内部電極６及び第２の内部電極７間の距離は、１．５μｍである。
第２の層間電極９に接する中間誘電体層３の面側の第１の内部電極６の端部と、中間誘電体層３に接する第２の層間電極９との距離は、２．５μｍである。
第１の層間電極８に接する中間誘電体層３の面側の第２の内部電極７の端部と、中間誘電体層３に接する第１の層間電極８との距離は、２．５μｍである。
なお、図３Ｇ、及び図３Ｈにおいて、第１の内部電極６は、中間誘電体層３の一方の面に露出しているが、第２の内部電極７は、前記一方の面に露出していない。そのため、図３Ｇ、及び図３Ｈにおいて、露出していない第２の内部電極７を破線で表した。
図３Ｅ、及び図３Ｆの中間誘電体層３内において、交互に配された第１の内部電極６と第２の内部電極７との間には、１，５００μｍ／３μｍ＝５００の誘電体層が存在している。
したがって、図３Ａ〜図３Ｈで示すコンデンサの静電容量Ｃｔは、以下の式で見積もることができる。
ここで、εは、誘電体層の誘電率であり、Ｓ’は、内部電極の面積（μｍ２）であり、Ｍ’は、第１の内部電極及び第２の内部電極間の誘電体層の積層枚数であり、ｔ’は、第１の内部電極及び第２の内部電極間の誘電体層の厚み（μｍ）である。
以上のように、開示のコンデンサでは、第１の内部電極及び第２の内部電極を有することにより、従来のコンデンサよりも大幅に静電容量を大きくすることができる。
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 第１の誘電体層、第２の誘電体層、並びに前記第１の誘電体層及び前記第２の誘電体層の間に積層された１以上の中間誘電体層からなる３以上の誘電体層と、
前記３以上の誘電体層のうち２以上の層間に交互に配された、１以上の第１の層間電極及び１以上の第２の層間電極と、
前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第１の層間電極に接続する第１の外部電極と、
前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第２の層間電極に接続する第２の外部電極と、を有し、
前記中間誘電体層が、層内に、（ａ）前記第１の層間電極に接続し、互いに離間し且つ前記中間誘電体層の面方向に配された第１の内部電極と、（ｂ）前記第２の層間電極に接続し、前記第１の内部電極と離間し且つ交互に配された第２の内部電極とを有することを特徴とするコンデンサ。
（付記２） ３以上の誘電体層が、光透過性である付記１に記載のコンデンサ。
（付記３） 第２の層間電極に接する中間誘電体層の面側の第１の内部電極の端部と、前記中間誘電体層に接する前記第２の層間電極との距離が、２μｍ〜３μｍであり、
第１の層間電極に接する中間誘電体層の面側の第２の内部電極の端部と、前記中間誘電体層に接する前記第１の層間電極との距離が、２μｍ〜３μｍである付記１から２のいずれかに記載のコンデンサ。
（付記４） 第１の内部電極と第２の内部電極との距離が、１μｍ以上である付記１から３のいずれかに記載のコンデンサ。
（付記５） 付記１から４のいずれかに記載のコンデンサの製造方法であって、
層状の誘電体の一方の面から前記誘電体の内部に向かう第１の内部電極形成用溝と、前記層状の誘電体の前記一の面と反対側の面から前記誘電体の内部に向かい且つ前記第１の内部電極形成用溝と交互に配される第２の内部電極形成用溝とを形成し、前記第１の内部電極形成用溝及び前記第２の内部電極形成用溝に電極材料を充填して、中間誘電体層を形成する工程を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
（付記６） 第１の内部電極形成用溝、及び第２の内部電極形成用溝が、イオンビーム加工、及びフォトリソグラフィーを用いたエッチング加工のいずれかにより形成される付記５に記載のコンデンサの製造方法。
（付記７） 第１の内部電極形成用溝、及び第２の内部電極形成用溝への電極材料の充填が、ペースト状の導電材料を前記第１の内部電極形成用溝、及び前記第２の内部電極形成用溝へ充填し、前記導電材料を熱処理することにより行われる付記５から６のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
（付記１） 第１の誘電体層、第２の誘電体層、並びに前記第１の誘電体層及び前記第２の誘電体層の間に積層された１以上の中間誘電体層からなる３以上の誘電体層と、
前記３以上の誘電体層のうち２以上の層間に交互に配された、１以上の第１の層間電極及び１以上の第２の層間電極と、
前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第１の層間電極に接続する第１の外部電極と、
前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第２の層間電極に接続する第２の外部電極と、を有し、
前記中間誘電体層が、層内に、（ａ）前記第１の層間電極に接続し、互いに離間し且つ前記中間誘電体層の面方向に配された第１の内部電極と、（ｂ）前記第２の層間電極に接続し、前記第１の内部電極と離間し且つ交互に配された第２の内部電極とを有することを特徴とするコンデンサ。
（付記２） ３以上の誘電体層が、光透過性である付記１に記載のコンデンサ。
（付記３） 第２の層間電極に接する中間誘電体層の面側の第１の内部電極の端部と、前記中間誘電体層に接する前記第２の層間電極との距離が、２μｍ〜３μｍであり、
第１の層間電極に接する中間誘電体層の面側の第２の内部電極の端部と、前記中間誘電体層に接する前記第１の層間電極との距離が、２μｍ〜３μｍである付記１から２のいずれかに記載のコンデンサ。
（付記４） 第１の内部電極と第２の内部電極との距離が、１μｍ以上である付記１から３のいずれかに記載のコンデンサ。
（付記５） 付記１から４のいずれかに記載のコンデンサの製造方法であって、
層状の誘電体の一方の面から前記誘電体の内部に向かう第１の内部電極形成用溝と、前記層状の誘電体の前記一の面と反対側の面から前記誘電体の内部に向かい且つ前記第１の内部電極形成用溝と交互に配される第２の内部電極形成用溝とを形成し、前記第１の内部電極形成用溝及び前記第２の内部電極形成用溝に電極材料を充填して、中間誘電体層を形成する工程を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
（付記６） 第１の内部電極形成用溝、及び第２の内部電極形成用溝が、イオンビーム加工、及びフォトリソグラフィーを用いたエッチング加工のいずれかにより形成される付記５に記載のコンデンサの製造方法。
（付記７） 第１の内部電極形成用溝、及び第２の内部電極形成用溝への電極材料の充填が、ペースト状の導電材料を前記第１の内部電極形成用溝、及び前記第２の内部電極形成用溝へ充填し、前記導電材料を熱処理することにより行われる付記５から６のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
１ 第１の誘電体層
２ 第２の誘電体層
３ 中間誘電体層
４ 第１の外部電極
５ 第２の外部電極
６ 第１の内部電極
７ 第２の内部電極
８ 第１の層間電極
９ 第２の層間電極
１１ 第１の誘電体層
１２ 第２の誘電体層
１３ 中間誘電体層
１８ 第１の層間電極
１９ 第２の層間電極
２ 第２の誘電体層
３ 中間誘電体層
４ 第１の外部電極
５ 第２の外部電極
６ 第１の内部電極
７ 第２の内部電極
８ 第１の層間電極
９ 第２の層間電極
１１ 第１の誘電体層
１２ 第２の誘電体層
１３ 中間誘電体層
１８ 第１の層間電極
１９ 第２の層間電極
Claims (3)
- 第１の誘電体層、第２の誘電体層、並びに前記第１の誘電体層及び前記第２の誘電体層の間に積層された１以上の中間誘電体層からなる３以上の誘電体層と、
前記３以上の誘電体層のうち２以上の層間に交互に配された、１以上の第１の層間電極及び１以上の第２の層間電極と、
前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第１の層間電極に接続する第１の外部電極と、
前記３以上の誘電体層の側面に配され、前記１以上の第２の層間電極に接続する第２の外部電極と、を有し、
前記中間誘電体層が、層内に、（ａ）前記第１の層間電極に接続し、互いに離間し且つ前記中間誘電体層の面方向に配された第１の内部電極と、（ｂ）前記第２の層間電極に接続し、前記第１の内部電極と離間し且つ交互に配された第２の内部電極とを有し、
前記３以上の誘電体層が光透過性である、
コンデンサの製造方法であって、
層状の誘電体の一方の面から前記誘電体の内部に向かう第１の内部電極形成用溝と、前記層状の誘電体の前記一の面と反対側の面から前記誘電体の内部に向かい且つ前記第１の内部電極形成用溝と交互に配される第２の内部電極形成用溝とを形成し、前記第１の内部電極形成用溝及び前記第２の内部電極形成用溝に電極材料を充填して、中間誘電体層を形成し、静電容量を測定しながら前記第１層間電極及び／又は前記第２層間電極をトリミングして静電容量を調整する、工程を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 第１の内部電極形成用溝、及び第２の内部電極形成用溝が、イオンビーム加工、及びフォトリソグラフィーを用いたエッチング加工のいずれかにより形成される請求項１に記載のコンデンサの製造方法。
- 第１の内部電極形成用溝、及び第２の内部電極形成用溝への電極材料の充填が、ペースト状の導電材料を前記第１の内部電極形成用溝、及び前記第２の内部電極形成用溝へ充填し、前記導電材料を熱処理することにより行われる請求１から２のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
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