JPH0210816A - コンデンサの製造方法 - Google Patents
コンデンサの製造方法Info
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- JPH0210816A JPH0210816A JP16165788A JP16165788A JPH0210816A JP H0210816 A JPH0210816 A JP H0210816A JP 16165788 A JP16165788 A JP 16165788A JP 16165788 A JP16165788 A JP 16165788A JP H0210816 A JPH0210816 A JP H0210816A
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Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電子機器などに利用されるコンデンサを構成す
る誘電体材料の改善を目的としたコンデンサの製造方法
に関するものである。
る誘電体材料の改善を目的としたコンデンサの製造方法
に関するものである。
従来の技術
現在、電子機器、電気機器の一般部品としてのフィルム
コンデンサにおいて小型化、大容量化が要望されている
。コンデンサの小型化を行うためには誘電体層としての
フィルムの膜厚を薄くする必要がある。さらに、フィル
ムコンデンサの大容量化については、その容量がその形
状、特にフィルムの膜厚と誘電体材料の誘電率によって
決まるので、容量を大きくするためにフィルムの薄膜化
と誘電体層の高誘電率化が行われている。
コンデンサにおいて小型化、大容量化が要望されている
。コンデンサの小型化を行うためには誘電体層としての
フィルムの膜厚を薄くする必要がある。さらに、フィル
ムコンデンサの大容量化については、その容量がその形
状、特にフィルムの膜厚と誘電体材料の誘電率によって
決まるので、容量を大きくするためにフィルムの薄膜化
と誘電体層の高誘電率化が行われている。
高誘電率化については物質固有の誘電率の高い材料の選
択によって行われているが、誘電体層の薄膜化について
は成形加工技術で作られるプラスチックフィルムの膜厚
が作業性も含めて２７ｚ ｍが限界であるために真空蒸
着法、スパッタリング法、コーティング法などの薄膜化
技術の利用が進められている。例えば、誘電率の高いポ
リカーボネート樹脂（誘電率、３）の誘電体層をコーテ
ィングにより薄膜形成した両面金属化フィルムコンデン
サが作られている（特開昭５９−２８９７８号公報）。
択によって行われているが、誘電体層の薄膜化について
は成形加工技術で作られるプラスチックフィルムの膜厚
が作業性も含めて２７ｚ ｍが限界であるために真空蒸
着法、スパッタリング法、コーティング法などの薄膜化
技術の利用が進められている。例えば、誘電率の高いポ
リカーボネート樹脂（誘電率、３）の誘電体層をコーテ
ィングにより薄膜形成した両面金属化フィルムコンデン
サが作られている（特開昭５９−２８９７８号公報）。
発明が解決しようとする課題
現在、フィルムコンデンサの誘電体層の薄膜化技術とし
ては、真空蒸着法、スパッタリング法、コーティング法
が利用されているが、これらの方法では、ある１つの誘
電体材料を誘電体層と成す場合（こ薄膜化、高誘電率化
においてそれぞれ次のような限界がある。
ては、真空蒸着法、スパッタリング法、コーティング法
が利用されているが、これらの方法では、ある１つの誘
電体材料を誘電体層と成す場合（こ薄膜化、高誘電率化
においてそれぞれ次のような限界がある。
薄膜化については、上記の薄膜化技術を用いて現状で電
気的に安定な誘電体として得られる膜厚は数十から数百
ｎｍが薄膜化の限界である。
気的に安定な誘電体として得られる膜厚は数十から数百
ｎｍが薄膜化の限界である。
高誘電率化については、」二記の薄膜化技術を用いて形
成された誘電体層の誘電率はその物質の持つ固有の１【
αとして決っているため、誘電体として利用する物質の
選択によってのみ行われている。
成された誘電体層の誘電率はその物質の持つ固有の１【
αとして決っているため、誘電体として利用する物質の
選択によってのみ行われている。
しかし・、物質の誘電率はクラジウスーモソティの式に
従っており、物質の密度の関数であって密度を高くする
ほど大きな誘電率の値を得ることがＣきろ。ある物質で
誘電体の薄膜作成をする場合−こ最も高い誘電率を得る
ためには、最も密度が高い状態、すなわち分子が最密に
充填した状態となる条件を設定する必要がある。現行の
薄膜化技術ではその設定が雅しく、作成中に分子が最密
に充填した状態を検出して制御することが困難である。
従っており、物質の密度の関数であって密度を高くする
ほど大きな誘電率の値を得ることがＣきろ。ある物質で
誘電体の薄膜作成をする場合−こ最も高い誘電率を得る
ためには、最も密度が高い状態、すなわち分子が最密に
充填した状態となる条件を設定する必要がある。現行の
薄膜化技術ではその設定が雅しく、作成中に分子が最密
に充填した状態を検出して制御することが困難である。
本発明は以りの課題を解決するために膜厚数十ｎｍ以下
の電気的に安定な誘電体薄膜を作成でき、かつ物質の密
度を制御して分子が最密に充填した状態を実現できる薄
膜化技術をコンデンサの製造方法として用いて小型、軽
量でかつ大容量の高信頼性フィルムコンデンサを提供す
ることを目的とする。
の電気的に安定な誘電体薄膜を作成でき、かつ物質の密
度を制御して分子が最密に充填した状態を実現できる薄
膜化技術をコンデンサの製造方法として用いて小型、軽
量でかつ大容量の高信頼性フィルムコンデンサを提供す
ることを目的とする。
課題を解決するための手段
単分子膜中の分子の充填状態の検出に電流測定法を利用
するラングミュア−７０ジエツ！・法によって形成され
た、最密充填状態にある単分子累積膜からなる誘電体層
を電極間に備えるコンデンサを製造することによって、
上記目的を達成する。
するラングミュア−７０ジエツ！・法によって形成され
た、最密充填状態にある単分子累積膜からなる誘電体層
を電極間に備えるコンデンサを製造することによって、
上記目的を達成する。
作用
上記製造方法によれは、ピンホールのない均一な薄膜誘
電体を備えたコンデンサを得ることができる。本製造方
法を用いて形成されるコンデンサは高い誘電率に加えて
単分子膜厚のオーダーで誘電体層の膜厚を制御できるた
め小型、大容量であり、高信頼性を実現できる。
電体を備えたコンデンサを得ることができる。本製造方
法を用いて形成されるコンデンサは高い誘電率に加えて
単分子膜厚のオーダーで誘電体層の膜厚を制御できるた
め小型、大容量であり、高信頼性を実現できる。
実施例
以下に、本発明に係るコンデンサの製造方法の実施例を
説明する。
説明する。
本発明では、課題解決のための薄膜化技術として、ラン
グミュア−プロジェット法（以下、ＬＢ法と略す）を用
いる。ＬＢ法は分子中に親水性基と疎水性基をバランス
良く持った両親媒性分子を気水界面に展開し、一定の圧
力を加えることによって形成した単分子膜を固体基板上
に一層ずつ移し取る方法である。そのため、このＬＢ法
の特徴としては、単分子膜の膜厚オーダー 、数ｎｍか
ら数ｎｍで薄膜の膜厚を制御でき、膜厚数＋ｎｍ以下の
電気的に安定な誘電体層から成るコンデンサを得ること
ができる。さらに、気水界面において単分子膜を形成す
る際に加える圧力を変えることによって、単分子膜中の
分子の充填状態である密度を制御することができる。そ
のため、ＬＢ法によって作成した誘電体薄膜の誘電率を
高くすることが可能である。したがって、ＬＢ法はコン
デンサの容量を大きくする手段として誘電体層の薄膜化
と高誘電率化を同時に実現できる薄膜化技術である。
グミュア−プロジェット法（以下、ＬＢ法と略す）を用
いる。ＬＢ法は分子中に親水性基と疎水性基をバランス
良く持った両親媒性分子を気水界面に展開し、一定の圧
力を加えることによって形成した単分子膜を固体基板上
に一層ずつ移し取る方法である。そのため、このＬＢ法
の特徴としては、単分子膜の膜厚オーダー 、数ｎｍか
ら数ｎｍで薄膜の膜厚を制御でき、膜厚数＋ｎｍ以下の
電気的に安定な誘電体層から成るコンデンサを得ること
ができる。さらに、気水界面において単分子膜を形成す
る際に加える圧力を変えることによって、単分子膜中の
分子の充填状態である密度を制御することができる。そ
のため、ＬＢ法によって作成した誘電体薄膜の誘電率を
高くすることが可能である。したがって、ＬＢ法はコン
デンサの容量を大きくする手段として誘電体層の薄膜化
と高誘電率化を同時に実現できる薄膜化技術である。
ＬＢ法を用いである物質の単分子累積膜の誘電率を晟も
大きな値にするには分子が最密に充填した密度にしなく
てはならない。すなわち、単分子累積膜の形成の際に気
水界面において単分子膜に加えている圧力を分子が最密
充填になる値に設定する必要がある。従来は分子の充填
状態を気水界面における単分子膜の表面圧と分子の占有
面積との関係でのみ評価していたが、単分子膜の最密充
填状態を定量的に評価することができなかった。
大きな値にするには分子が最密に充填した密度にしなく
てはならない。すなわち、単分子累積膜の形成の際に気
水界面において単分子膜に加えている圧力を分子が最密
充填になる値に設定する必要がある。従来は分子の充填
状態を気水界面における単分子膜の表面圧と分子の占有
面積との関係でのみ評価していたが、単分子膜の最密充
填状態を定量的に評価することができなかった。
本発明では分子が最密に充填した状態を評価して形成を
行うために、気水界面における単分子膜の電流を測定す
る方法を用いる。気水界面単分子膜の電流測定は２つの
対向電極を用い一方の電極は空気中に、もう一方の電極
を水中に設置して単分子膜を両電極間に配置し、画電極
を電流計を通して短絡した回路構成であり、単分子膜の
圧縮中に生じる変位電流を観測する方法である。このと
きに生じる変位電流は分子構造中の双極子モーメントや
不対電子などに起因しているため単分子膜中の分子の密
度と関連している。本発明の実施例では、ＬＢ法を用い
て作成する誘電体層の物質として炭素数２０の直鎖飽和
脂肪酸、アラキン酸を用いている。しかし、浅水性基と
疎水性基とのバランスの良い炭素数１６から２２の直鎖
飽和脂肪酸やその金属塩、また気水界面において単分子
膜形成が可能な高分子材料であるポリイミド、ポリメタ
クリル酸メチル、ポリフマル酸エステルなとの絶縁性を
有する誘電体であり、ＬＢ法による薄膜化が可能な材料
であればこれに限定されるものではない。
行うために、気水界面における単分子膜の電流を測定す
る方法を用いる。気水界面単分子膜の電流測定は２つの
対向電極を用い一方の電極は空気中に、もう一方の電極
を水中に設置して単分子膜を両電極間に配置し、画電極
を電流計を通して短絡した回路構成であり、単分子膜の
圧縮中に生じる変位電流を観測する方法である。このと
きに生じる変位電流は分子構造中の双極子モーメントや
不対電子などに起因しているため単分子膜中の分子の密
度と関連している。本発明の実施例では、ＬＢ法を用い
て作成する誘電体層の物質として炭素数２０の直鎖飽和
脂肪酸、アラキン酸を用いている。しかし、浅水性基と
疎水性基とのバランスの良い炭素数１６から２２の直鎖
飽和脂肪酸やその金属塩、また気水界面において単分子
膜形成が可能な高分子材料であるポリイミド、ポリメタ
クリル酸メチル、ポリフマル酸エステルなとの絶縁性を
有する誘電体であり、ＬＢ法による薄膜化が可能な材料
であればこれに限定されるものではない。
さらに本実施例では気水界面における哨分子膜の電流ｉ
１１．１１定の方法として平行平板電極を使用している
が、針−平板電極の使用も可能であり、これに限定はさ
れない。
１１．１１定の方法として平行平板電極を使用している
が、針−平板電極の使用も可能であり、これに限定はさ
れない。
以下に本発明の一実施例について説明する。
アラキン酸をＬＢ法を用いて薄膜化する前に作成条件の
決定をするために表面圧−面積（π−Ａ）特性、電流−
面積（ｉ−Ａ）特性を同時に測定して評価した。表面圧
はウィルヘルミープレート法を用いて測定を行った。第
２図に各特性の測定結果を示す。水相の条件は２回蒸留
水、ｐＨ５，５、水温２０℃であり、作成条件と同じで
ある。電流ｌは凝集過程、すなわち気水界面における分
子の動きによって生じる変位電流である。１は単分子膜
が液体膜から固体膜に転移する点から急激に増加し、固
体膜状態で鋭いピークを経由してから急激に減少し、単
分子膜が崩壊する点でｉはほぼＯになる。この特性にお
いて、電流がピークとなる点が単分子膜中で分子が最密
充填に達した状態である。この時の表面圧π＝ ５０
ｄｙｎｅ／ｃｍを一定になるように気水界面型分子膜に
加えておき、ＬＢ法を用いて電極上に薄膜形成を行う。
決定をするために表面圧−面積（π−Ａ）特性、電流−
面積（ｉ−Ａ）特性を同時に測定して評価した。表面圧
はウィルヘルミープレート法を用いて測定を行った。第
２図に各特性の測定結果を示す。水相の条件は２回蒸留
水、ｐＨ５，５、水温２０℃であり、作成条件と同じで
ある。電流ｌは凝集過程、すなわち気水界面における分
子の動きによって生じる変位電流である。１は単分子膜
が液体膜から固体膜に転移する点から急激に増加し、固
体膜状態で鋭いピークを経由してから急激に減少し、単
分子膜が崩壊する点でｉはほぼＯになる。この特性にお
いて、電流がピークとなる点が単分子膜中で分子が最密
充填に達した状態である。この時の表面圧π＝ ５０
ｄｙｎｅ／ｃｍを一定になるように気水界面型分子膜に
加えておき、ＬＢ法を用いて電極上に薄膜形成を行う。
本発明製造方法によって作成したコンデンサの断面図を
第１図に示す。基板１のガラス板上に真空蒸ηにより下
部電極２としてアルミニウム電極を形成した。上述のπ
−Ａ、ｉ −Ａ特性の評価よりπ＝ ５０ ｄｙｎｅ／
ｃｍを作成条件とした。ＬＢ法の適用は垂直浸漬法、累
積速度１０ｍｍ／ｍｉｎで行った。
第１図に示す。基板１のガラス板上に真空蒸ηにより下
部電極２としてアルミニウム電極を形成した。上述のπ
−Ａ、ｉ −Ａ特性の評価よりπ＝ ５０ ｄｙｎｅ／
ｃｍを作成条件とした。ＬＢ法の適用は垂直浸漬法、累
積速度１０ｍｍ／ｍｉｎで行った。
誘電体層３として形成した単分子累積膜トに上部電極４
としてアルミニウム薄膜を真空蒸着法で作成した。この
蒸着アルミニウム電極の膜厚は２００ ｎｍ、 電極
面積は１ ｍｍ”である。
としてアルミニウム薄膜を真空蒸着法で作成した。この
蒸着アルミニウム電極の膜厚は２００ ｎｍ、 電極
面積は１ ｍｍ”である。
ＬＢ法により累積した７ラキン酸の層数は５層と１１層
であり、弔分子累積膜の膜厚はそれぞれ！３．８ｎｍと
３０ 、３ ｎｍ、コンデンサの容量はそれぞれ１．８
３ｎＦと０．８４ｎＦ、このアラキン酸誘電体薄膜の誘
電率はそれぞれ２．８と２．７であった。
であり、弔分子累積膜の膜厚はそれぞれ！３．８ｎｍと
３０ 、３ ｎｍ、コンデンサの容量はそれぞれ１．８
３ｎＦと０．８４ｎＦ、このアラキン酸誘電体薄膜の誘
電率はそれぞれ２．８と２．７であった。
なお容量の測定はインピーダンスアナライザを用いて１
ｋＨｚ、５０ｍＶで行った。
ｋＨｚ、５０ｍＶで行った。
一般にバルク結晶のアラキン酸の誘電率はほぼ２．３で
あるので、単分子膜の最密充填状態での誘電体層作成を
行うことによって、誘電率の増加を２０％獲得すること
ができた。かつ、誘電体層の膜厚が数十ｎｍ以下であっ
ても電気的に安定なコンデンサを実現することができた
。
あるので、単分子膜の最密充填状態での誘電体層作成を
行うことによって、誘電率の増加を２０％獲得すること
ができた。かつ、誘電体層の膜厚が数十ｎｍ以下であっ
ても電気的に安定なコンデンサを実現することができた
。
発明の効果
本発明は、ラングミュア−プロジェット法を用いて分子
を最密に充填した弔分子膜を累積した誘電体薄膜を形成
するに際して、分子を最密に充填した状態を電流測定法
を用いて検出して作ｒ＋ｉ条件を決定する方法によって
、その誘電体材料においてバルク結晶より高い誘電率を
得ることができ、加えて膜厚数十ｎｍ以下の誘電体層か
らなる大容量で高信頼性のコンデンサを製造することが
できる。
を最密に充填した弔分子膜を累積した誘電体薄膜を形成
するに際して、分子を最密に充填した状態を電流測定法
を用いて検出して作ｒ＋ｉ条件を決定する方法によって
、その誘電体材料においてバルク結晶より高い誘電率を
得ることができ、加えて膜厚数十ｎｍ以下の誘電体層か
らなる大容量で高信頼性のコンデンサを製造することが
できる。
第１図は本発明の一実施例におけるコンデンサの断面図
、第２図は気水界面におけるアラキン酸の表面圧−面積
特性、電流−面積特性を示す図である。 １・・・基板、２・・・下部電極、３・・・誘電体層、
４・・・を部電極 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第１ 図 ］−・基 板 ２・・−下節電極 ３−−−−・誘電イ本層 ４・−上部電場 第２図 １８子当たりの占有面積
、第２図は気水界面におけるアラキン酸の表面圧−面積
特性、電流−面積特性を示す図である。 １・・・基板、２・・・下部電極、３・・・誘電体層、
４・・・を部電極 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第１ 図 ］−・基 板 ２・・−下節電極 ３−−−−・誘電イ本層 ４・−上部電場 第２図 １８子当たりの占有面積
Claims (1)
- 単分子膜を構成する分子が最密充填状態であることを
、電流測定法によって検出するラングミュアープロジェ
ット法を用いて形成された単分子累積膜からなる誘電体
層を電極間に備えているコンデンサを製造することを特
徴とするコンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16165788A JPH0210816A (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16165788A JPH0210816A (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | コンデンサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210816A true JPH0210816A (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=15739353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16165788A Pending JPH0210816A (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0210816A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7161022B2 (en) | 2002-05-15 | 2007-01-09 | Fujifilm Finechemicals Co., Ltd. | Process for producing 4-phenyl-4-oxo-2-butenoic ester derivative |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP16165788A patent/JPH0210816A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7161022B2 (en) | 2002-05-15 | 2007-01-09 | Fujifilm Finechemicals Co., Ltd. | Process for producing 4-phenyl-4-oxo-2-butenoic ester derivative |
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