JPH0437105A - 積層薄膜コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、小形、軽量、低コスト化を図った積層薄膜コ
ンデンサおよびその製造方法に関する。

従来の技術 近年、機器の小形・軽量化志向、高集積回路の採用によ
る電子回路の高密度化あるいは自動挿入機の普及などに
ともない、電子部品に対する小形化の要請がますます強
くなってきている。その中にあって、コンデンサも同様
に小形化へと種々の開発が試みられている。周知のよう
に、コンデンサの単位体積当たりの静電容量は、誘電体
の誘電率に比例し、誘電体の厚さに反比例する。したが
って、コンデンサの小形化を図るためには、誘電体の誘
電率を大きくするか、または誘電体の厚さを薄くするこ
とにより大幅な小形化が実現できることから薄膜コンデ
ンサについては既に多くの検討が行われており、薄膜コ
ンデンサの薄膜積層方法および積層構造は公知である（
例えば、特開昭５５−９１１１２号公報、特開昭５６−
１４４５２３号公報参照）。すなわち、真空蒸着法、ス
パッタリング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）によ
り形成されるパラジウム、銀、銅、ニッケル、アルミニ
ウム等からなる内部電極層と酸化アルミニウム、酸化珪
素、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム等からなる誘
電体層とを交互に積層した薄膜コンデンサが一般に知ら
れている。

このように従来の薄膜コンデンサでは、真空蒸着法、ス
パッタリング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）を用
いて、内部電極層および誘電体層を、表面粗さの小さい
、平滑な絶縁基板上に形成することにより、大幅な薄膜
化が可能となり、これによりコンデンサの小形化が図ら
れてきた。

すなわち、ガラス基板またはグレーズ処理を施したセラ
ミック基板のような表面粗さの小さい、平滑な絶縁基板
においては、基板表面の凹凸が小さいため、真空蒸着法
、スパッタリング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）
を用いて形成される極薄の内部電極層および誘電体層は
基板表面の凹凸に十分追従することができ、内部電極層
および誘電体層ともに均一な膜厚を得ることができる。

これにより、コンデンサとして必要な耐電圧特性を損う
ことなく薄膜積層部を形成することが可能となる。

発明が解決しようとする課題 このような従来の積層薄膜コンデンサでは、ガラス基板
またはグレーズ層を形成したセラミック基板のような表
面粗さの小さい、平滑な絶縁基板を用いると、外部電極
層の基板への付着強度が極めて低くなり、特性上弊害と
なる。また逆に表面粗さが大きいセラミック基板等の絶
縁基板を用いると、金属溶射法により形成される外部電
極の絶縁基板への付着強度は十分に得られるが、コンデ
ンサとして必要な耐電圧特性が低下するため、内部電極
層および誘電体層の大幅な薄膜化は困難であり、薄膜コ
ンデンサの小形、軽量、低コスト化が実現されないとい
う課題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、大幅な小形、軽量
、低コスト化を図った高品質の積層薄膜コンデンサおよ
びその製造方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、少なくとも一主面
上の両端部を除く領域にグレーズ層を形成したセラミッ
ク基板と、前記グレーズ層上に誘電体層を間に介在させ
て積層され各一端が前記グレーズ層を越えて前記セラミ
ック基板の両端部に一層毎交互に延長して配設された一
対の内部電極層と、前記積層された一対の内部電極層お
よび誘電体層上に前記セラミック基板の両端部を除いて
形成された保護膜と、その保護膜により被覆されていな
い前記内部電極層の延長部分の前記セラミック基板の両
端部に形成された外部電極層とを有する構成よりなる。

作用 上記の構成により表面粗さの小さいグレーズ層上に内部
電極層および誘電体層を形成することによる耐電圧特性
の向上と、表面粗さの比較的大きいセラミック基板両端
部に内部電極層を延長して形成することによる外部電極
層の付着強度の増大が起る。

実施例 以下、本発明の一実施例について、第１図を参照しなが
ら説明する。

図に示すように、セラミック基板１の上にグレーズ層２
がセラミック基板１の両端部を除いて形成され、その上
に一対の内部電極層３と誘電体層４とが交互に積層され
て薄膜コンデンサが形成され、さらにその上に保護膜５
が内部電極層３の非対向部の両端部に近い一部分を除（
薄膜コンデンサ部とその周辺のグレーズ処理されたセラ
ミック基板１の表面を覆うように形成された後、内部電
極層３の保護膜５によって覆われていない部分を含むセ
ラミック基板ｌの両端部に外部電極層６が形成されてい
る。

セラミック基板１としては、表面実装時の高温に耐え、
かつ安価なものであれば、アルミナ等の無機系のいずれ
の材料でも使用できる。このセラミック基板１０表面粗
さは、平均中心線粗さで０．１μｍ以上であることが望
ましい。セラミック基板１の表面粗さの改善のため形成
されるグレーズ層２０表面粗さは、平均中心線粗さで０
．０１μｍ以下であることが望ましい。

次に、本発明をより明確にするため、以下実際の実施例
（１）および（２）と特性を比較するための比較例（１
）、（２）および（３）について説明する。

（実施例（１）） 表面の平均中心線粗さ（Ｒａ）が０．５μｍのアルミナ
のセラミック基板１上に、セラミック基板１の両端部を
除いて２５μｍ厚のグレーズ層２（Ｒａ　：　０．００
５μｍ）を形成した後、その上に内部電極層３として真
空蒸着法にて膜厚０．０５μｍのアルミニウム膜を、誘
電体層４として蒸着重合法により膜厚０．４μｍの芳香
族ポリイミド薄膜を、交互に１５層積層した後、窒化シ
リコンからなる保護膜５を形成し、さらに減圧プラズマ
溶射法によって２５μｍ厚の銅合金からなる外部電極層
５を形成し、積層薄膜コンデンサを得た。

（実施例ｃ２）） 表面の平均中心線粗さ（Ｒａ）が１．０μｍのアルミナ
からなるセラミック基板１上に、セラミック基板１の両
端部を除いて４０μｍ厚のグレーズ層２　（Ｒａ　：０
．００６μｍ）を形成した後、その上に内部電極層３と
して真空蒸着法にて膜厚０．１５μｍのニッケル膜を、
誘電体層４として蒸着重合法により膜厚０．４μｍの芳
香族ポリイミド薄膜を、交互に１５層積層した後、窒化
シリコンからなる保護膜５を形成し、さらに減圧プラズ
マ溶射法によって４５μｍ厚のニッケル合金からなる外
部電極層６を形成し、積層薄膜コンデンサを得た。

（比較例（１）） 表面の平均中心線粗さ（Ｒａ　）が０．５μｍのアルミ
ナからなるセラミック基板１上に、内部電極層３として
真空蒸着法にて膜厚０．０５μｍのアルミニウム膜を、
誘電体層４として蒸着重合法により膜厚０．４μｍの芳
香族ポリイミド薄膜を、交互に１５層積層した後、窒化
シリコンからなる保護膜５を形成し、さらに減圧プラズ
マ溶射法によって２５μｍ厚の銅合金からなる外部電極
層６を形成し、積層薄膜コンデンサを得た。

（比較例ｃ２）） 表面の平均中心線粗さ（Ｒａ）が１．０μｍのアルミナ
からなるセラミック基板１上に、セラミック基板ｌの両
端部を除いて１０μｍ厚のグレーズ層２　（Ｒａ　：　
０．０２５．ｃｚｍ）を形成した後、その上に内部電極
層３として真空蒸着法にて膜厚０．１５μｍのニッケル
膜を、誘電体層４として蒸着重合法により膜厚０．４μ
ｍの芳香族ポリイミド薄膜を、交互に１５層積層した後
、窒化シリコンからなる保護膜５を形成し、さらに減圧
プラズマ溶射法によって４５μｍ厚のニッケル合金から
なる外部電極層６を形成し、積層薄膜コンデンサを得た
。

（比較例（３）） 表面の平均中心線粗さ（Ｒａ）が１．０μｍのアルミナ
からなるセラミツク基板１上全面に４０μｍ厚のグレー
ズ層２　（Ｒａ　：　０．００６μｍ）を形成した後、
その上に内部電極層３として真空蒸着法にて膜厚０．１
５μｍのニッケル膜を、誘電体層４として蒸着重合法に
より膜厚０．４μｍの芳香族ポリイミド薄膜を、交互に
１５層積層した後、窒化シリコンからなる保護１１１５
を形成し、さらに減圧プラズマ溶射法によって４５μｍ
厚のニッケル合金からなる外部電極層６を形成し、積層
薄膜コンデンサを得た。

上記の実施例、比較例の積層薄膜コンデンサについて、
Ｖ−１特性を比較した結果、実施例（１）。

（２）および比較例（３）の積層薄膜コンデンサではリ
ークによるスパイクノイズはまったく見られず、安定し
たＶ−１特性を示した。このときの耐電圧の値は約２５
０Ｖ／μｍであった。これに対して、比較例２の積層薄
膜コンデンサでは、グレーズ層２の厚みが薄いので、セ
ラミック基板１の表面粗さの影響を受けて耐電圧が低下
し、約１５０Ｖ／μｍとなった。また、比較例（１）の
積層薄膜コンデンサではセラミック基板１の表面粗さの
影響を大きく受けて、セラミック基板１の突起部からの
リークによるスパイクノイズが低電圧領域から多発し、
コンデンサとして必要な耐電圧特性を得ることができな
かった。

また、上記の実施例、比較例の積層薄膜コンデンサにつ
いて、外部電極のセラミック基板１への付着強度を比較
した結果、実施例（１）および（２）、比較例（１）お
よび（２）の積層薄膜コンデンサでは、減圧プラズマ溶
射法によって形成された外部電極層の付着強度は１０ｋ
ｇｆ／ｃ−以上あり、良好であったのに対して、セラミ
ツク基板１全面にグレーズ層２を形成した比較例り３）
の積層薄膜コンデンサでは、グレーズ層２上に減圧プラ
ズマ溶射法によって形成された外部電極層６の付着強度
が大幅に低下し、最低値が１．ｂｆ／ｃｉ以下となり、
剥離が多発することからコンデンサとして必要なレベル
を満足していない。

なお、本実施例では、セラミック基板１の一生面にグレ
ーズ層２を設けた場合について述べたが、両主面にグレ
ーズ層を形成し、両主面に積層薄膜コンデンサを形成す
る場合にも本発明は適用できる。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、少な
くとも一主面上の両端部を除く領域にグレーズ層を形成
したセラミック基板と、グレーズ層上に誘電体層を間に
介在させて積層され各一端がグレーズ層を越えてセラミ
ック基板の両端部に一層毎交互に延長して配設された一
対の内部電極層と、積層された一対の内部電極層および
誘電体層上にセラミック基板の両端部を除いて形成され
た保護膜とその保護膜により被覆されていない内部電極
層の延長部分のセラミック基板の両端部に形成された外
部電極層とを有する構成よりなるので、高耐圧を有し、
小形、軽量、低コストで、高品質の積層薄膜コンデンサ
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の積層薄膜コンデンサの断面
図である。 １・・・・・・セラミック基板、２・・・・・・グレー
ズ層、３・・・・・・内部電極層、４・・・・・・誘電
体層、５・・・・・・保護膜、６・・・・・・外部電極
層。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一主面上の両端部を除く領域にグレー
   ズ層を形成したセラミック基板と、 前記グレーズ層上に誘電体層を間に介在させて積層され
   各一端が前記グレーズ層を越えて前記セラミック基板の
   両端部に一層毎交互に延長して配設された一対の内部電
   極層と、前記積層された一対の内部電極層および誘電体
   層上に前記セラミック基板の両端部を除いて形成された
   保護膜と その保護膜により被覆されていない前記内部電極層の延
   長部分の前記セラミック基板の両端部に形成された外部
   電極層と を有する積層薄膜コンデンサ。
2. （２）グレーズ層の表面の平均中心線粗さが０．０１μ
   ｍ以下である請求項（１）記載の積層薄膜コンデンサ。
3. （３）グレーズ層のないセラミック基板の両端部の平均
   中心線粗さが０．１μｍ以上である請求項（１）または
   （２）記載の積層薄膜コンデンサ。
4. （４）セラミック基板の少なくとも一主面上の両端部を
   除く領域にグレーズ層を形成する工程と、そのグレーズ
   層上およびグレーズ層のない前記セラミック基板の両端
   部のうち一方の端部上にまで一方の内部電極層を形成し
   、 前記グレーズ層上に形成された前記内部電極層上に誘電
   体層を形成し、 その誘電体層をはさんで前記セラミック基板の両端部の
   うち他方の端部上にまで他方の内部電極層を形成し、前
   記内部電極層と誘電体層を交互に積層する工程と、 その積層された内部電極層および誘電体層上に前記セラ
   ミック基板の両端部を除いて保護膜を形成する工程と、 その保護膜により被覆されていない前記セラミック基板
   の両端部上の前記内部電極層上に外部電極層を形成する
   工程と を有する積層薄膜コンデンサの製造方法。
5. （５）外部電極層を減圧プラズマ溶射法により形成する
   請求項４記載の積層薄膜コンデンサの製造方法。