JPH10326723A - 薄膜積層体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子部品を、厚さ１ミクロン以下の誘電体また
は磁性体または絶縁体薄膜と、蒸着金属薄膜で１０００
層以上積層し形成するとき、蒸着金属薄膜の内部の絶縁
のための非電極部パターンの重なり部では、他の部分に
比較して電極の厚みの無い分だけ積層体の全体の厚みが
減少する。また単体部品としての実装等での取り扱い性
が悪い。 【解決手段】前記蒸着金属薄膜の非電極部パターンの積
層方向の位置が、前記絶縁パターンの中心位置に対し、
積層数に応じて一定の変位で規則的にずれながら重なっ
て成る薄膜積層体とする。また、前記蒸着金属薄膜と前
記厚さ１ミクロン以下の誘電体または磁性体または絶縁
体を同時に成膜しながら、かつ前記非電極部パターン形
成手段を、積層数に応じて位置切り替えをしながら積層
する薄膜積層体の製造方法とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気・電子機器に
使用される電子部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来電気・電子機器に使用される電子部
品を、厚さ１ミクロン以下の誘電体または磁性体を含む
絶縁体と、蒸着金属薄膜で形成するとき、この薄膜の形
成方法は、ＣＶＤ、蒸着重合、スパッタ等によって行わ
れる事が多く、また電気的な電極、配線要素は、スパッ
タ、蒸着等によって行われるのが一般的である。

【０００３】また、前記の薄膜の形成方法のより形成さ
れるコンデンサや抵抗インピーダンス素子などは、その
構造が前記多種の薄膜の積層体であり、単層または多層
の積層構造により成り立つ。

【０００４】また電子部品としての機能を果たすべく、
前記の積層された薄膜はパターン化されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来の薄
膜電子部品は電気・電子機器の小型化・高機能化によ
り、ますます小型化・高性能化が求められており、 その
一つの方法として積層数の拡大が取り組まれている。

【０００６】図２は、薄膜誘電体と蒸着金属を積層して
成るコンデンサの例である。これは小型で大容量を得る
べく、薄膜の誘電体１と、蒸着による内部電極２を積層
したものである。ここで内部電極には絶縁のためのマー
ジンである非電極部パターン３を設けてある。

【０００７】この例のような場合、内部電極２の内部の
絶縁のための非電極部パターン３の重なり部４では、他
の部分に比較して内部電極の厚みの無い分だけ積層体の
全体の厚みが減少する。

【０００８】このようなコンデンサにおいて、小型化の
要請から厚みが１ミクロン以下の誘電体を用い、蒸着金
属は０．１μｍ以下とし小型化を図っていた。また、高
容量化の要請から１０００層以上の厚みとしていた。こ
の場合、非蒸着部の絶縁パターンの厚みが誘電体の厚み
と１０％以上のために以下に述べる問題が生じた。

【０００９】薄膜誘電体１の厚みが１ミクロン以下にな
り、かつ積層数が１０００層以上になると、製品上及び
製造上の課題がいくつか発生する。

【００１０】その課題の第１は、内部電極の非電極部パ
ターン形成方法である。前記非電極部パターン形成方法
としては、一般的にマスキング方式と、エッチング方式
が多用されるが、１０００層以上の積層を生産性良く行
う方法としては、前者のマスキング方式が有効である。
さらにこのマスキング方式の中では、１０００層以上の
積層のため長時間の成膜の安定性から、固定マスクによ
らずオイルパターン方式が不可欠である。

【００１１】なぜなら、固定方式のマスクでは、マスク
に付着する蒸着金属の影響により、パターン形状の保持
が困難になるためである。

【００１２】しかしながら、積層数が増大すると前述の
ようにオイルパターン方式でも、積層体の非電極部パタ
ーン３の重なり部４の厚み減少がマスキング性の障害に
成る。

【００１３】このことを以下に説明すると、図４はオイ
ルパターン方式のパターン形成装置を示したもので、回
転ドラムのような搬送手段１０の表面にオイルノズル１
２、またはオイルパターンローラ１３により、オイルパ
ターンを形成する。その後、スパッタ装置等の蒸着金属
形成手段と誘電体層形成手段により内部電極２と誘電体
３を積層する。そして、このような方式により積層体を
形成すると、積層するにしたがってオイルパターンを前
記積層体の表面に設けるための手段であるノズルやロー
ル等のパターン転写体と、パターンを転写すべき積層体
の表面との隙間が生じ、かつ次第に拡大していき、蒸着
金属の絶縁パターンの幅が小さくなり、きちんとしたマ
スキングができず上記マスキング性の障害が生じ、短絡
の可能性が大きくなる。

【００１４】前記オイルパターン方式では、これらパタ
ーン形成手段と転写すべき積層体表面との隙間は、非電
極部パターンの線幅を０．５ｍｍ以内にするためには、
実験上０．３ｍｍ以内にする必要がある。仮に前述の図
２の例において、誘電体の厚みを１層当り０．３ミクロ
ンとし、蒸着による内部電極の厚みを０．０３ミクロン
とする場合、総積層数３０００層の場合、積層体の非電
極形成パターンの積層部では厚み減少が、０．４５ｍｍ
となり、前記パターン形成手段では、０．３ｍｍを越え
てしまい形成不可能となる。

【００１５】課題の第２は、前記積層体の使用方法に関
するものである。前記のような積層数が１０００層以上
の電子部品は、他の回路要素と同時に形成する事は、コ
スト的に、また技術的に難しいため、単独または複数個
同時に形成し、この後他の回路部品と組み合わせて使用
される事となる。

【００１６】この時一般的なプリント基板への半田実装
を行う場合、前記電子部品のように、積層体の非電極部
パターンの重なり部の厚みが減少し、表面に凹部が生じ
たものは、そのままの形状では、ハンドリング性が悪い
のみならず、半田の濡れ性にも悪影響を及ぼす。

【００１７】このため、実装の方式を特別に改善する
か、または前記電子部品の表面を平坦にするための外装
を施す必要が生じ、製造・使用のためのコストが高くな
るばかりか、形状が大きくなるという課題を有する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品におい
ては、連続または一定の層数毎に、非蒸着部による絶縁
パターンを有する蒸着金属薄膜と、厚さ１ミクロン以下
の誘電体または磁性体を含む絶縁体を、１０００層以上
交互に重ねた薄膜積層体であっても、前記蒸着金属薄膜
の絶縁パターンの積層方向の位置が、前記絶縁パターン
の中心位置に対し積層数に応じて一定の変位で規則的に
ずれながら重なって成る薄膜積層体とすることにより、
積層体の非電極部パターンの重なり部の厚みが減少し、
表面に大きな凹部が生じない電子部品を得ることができ
る。

【００１９】この為の製造方法として、前記蒸着金属薄
膜の非蒸着部が、オイルによる非蒸着部形成手段により
形成される絶縁パターンであり、前記蒸着金属薄膜と前
記厚さ１ミクロン以下の誘電体または磁性体を含む絶縁
体を同時に成膜しながら、かつ前記非蒸着部形成手段
を、積層数に応じて位置切り替えをしながら積層する薄
膜積層体の製造方法とすることにより、前記積層体の表
面に大きな凹部が生じないようにすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、連続または一定の層数毎に、非蒸着部による絶縁パ
ターンを有する蒸着金属薄膜と、厚さ１ミクロン以下の
誘電体または磁性体を含む絶縁体を、１０００層以上交
互に重ねた薄膜積層体であっても、前記蒸着金属薄膜の
絶縁パターンの積層方向の位置が、前記絶縁パターンの
中心位置に対し積層数に応じて一定の変位で規則的にず
れながら重なって成る薄膜積層体としたものであり、前
記積層体の表面に大きな凹部が生じない電子部品であ
る。

【００２１】本発明の請求項２に記載の発明は、前記蒸
着金属薄膜の非蒸着部が、オイルによる非蒸着部形成手
段により形成される絶縁パターンであり、前記蒸着金属
薄膜と前記厚さ１ミクロン以下の誘電体または磁性体を
含む絶縁体を同時に成膜しながら、かつ前記非蒸着部形
成手段を、積層数に応じて位置切り替えをしながら積層
する薄膜積層体の製造方法とすることにより、１０００
層以上交互に重ねた薄膜積層体であっても、前記積層体
の表面に大きな凹部が生じないように製造することがで
きるという作用を有する。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図１
及び図３を用いて説明する。図１は本発明の薄膜積層体
の断面を示し、図１において厚さ１ミクロン以下の誘電
体または磁性体を含む絶縁体１は、非蒸着部による絶縁
パターンを有する蒸着金属薄膜２との組み合わせによ
り、電子部品としての容量、インダクタンス、抵抗等と
なる。

【００２３】図１の３で示す部分は、非蒸着部による絶
縁パターンであり、中心位置６に対し絶縁パターンの最
大振れ幅寸法５以内で、積層数に応じて、規則的に位置
を変化させながら重なる。

【００２４】この構造により、積層体の非電極部パター
ンの重なり部では、非蒸着部の厚みによる積層体厚みの
減少が、従来のように一定部分に非電極部パターンが重
なることがなく、積層絶縁パターン幅と前記絶縁パター
ンの最大振れ幅との比率分低減され、表面に大きな凹部
が生じない電子部品を得ることができる。

【００２５】なお、前記絶縁パターンの最大振れ幅寸法
５は、前記誘電体または磁性体を含む絶縁体薄膜の厚
み、前記蒸着金属薄膜の厚み、積層数、最小限許容され
る積層体の凹部の寸法により、決定される。

【００２６】具体例として、誘電体の厚み０．２ミクロ
ン、蒸着金属膜の厚み０．０３ミクロン、積層数１００
０層で総厚み２．３ｍｍの積層体を製造するとき、絶縁
パターンの形成幅０．２ｍｍでパターンのずらし幅を
０．２ｍｍとしたとき、積層体の凹部寸法は０．０７５
ｍｍとなり、０．１５ｍｍという絶縁パターンをずらさ
ないときに比べて凹部寸法が半分とでき、従来のように
絶縁パターンの幅の低下がなく、積層数１０００層でも
絶縁パターンの形成幅を安定に供給することが出来る。

【００２７】図３は本発明の薄膜積層体の製造装置であ
り、図を用いて製造方法を示す。オイルによる非蒸着部
を形成するためのオイルパターン形成手段７は、金属蒸
着手段８とともに非蒸着部を有する蒸着金属膜２を形成
する。

【００２８】薄膜形成手段９は、ＣＶＤ、蒸着重合、ス
パッタ等の薄膜形成法を用い、厚さ１ミクロン以下の誘
電体または磁性体を含む絶縁体を成膜する。

【００２９】また、前記非蒸着部を形成するためのオイ
ルパターン形成及び、金属蒸着、薄膜形成は搬送手段１
０により、順次繰り返しながら行われ、これにより前記
積層体の源積層体素子１１が形成される。

【００３０】つまりロールのような搬送手段１０が回転
しながら、その搬送手段１０上にオイルパターン形成、
金属蒸着、薄膜形成を順に行い源積層体素子１１を形成
するものである。その際、オイルによる非蒸着部を形成
するためのオイルパターン形成手段７は、パターン位置
を積層の層数に対応して、一定の幅で規則的にずらす。

【００３１】規則的にずらすことにより最小のずらし量
で効率よく凹部を形成することができ効率よく製造でき
る。

【００３２】これにより図１の絶縁パターンの最大振れ
幅寸法５以内で非蒸着部による絶縁パターン３の位置を
ずらして薄膜積層体を形成することができる。

【００３３】この時、絶縁パターンの位置は、図１のよ
うに積層の交互に定位置を切り替えながら、この切り替
え位置を基準に都度ずらす方法でも、本発明の目的と何
ら変わりはない。

【００３４】なお以上の製造方法の説明では、前記積層
の為の搬送手段は連続の回転体として示したが、個々の
積層体を順次個別に搬送し、前記手順で積層体を積み重
ねる方式としてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、連続また
は一定の層数毎に、非蒸着部による絶縁パターンを有す
る蒸着金属薄膜と、厚さ１ミクロン以下の誘電体または
磁性体を含む絶縁体を、１０００層以上交互に重ねた薄
膜積層体において、従来の積層体に比較して、前記積層
体の表面に大きな凹部が生じないように製造することが
でき、前記積層体の積層数を拡大でき、また前記誘電体
または磁性体を含む絶縁体をさらに薄く形成することが
実用上可能となり、部品の小型化と、コスト低減を図る
ことができるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層体の断面図

【図２】従来の積層体の断面図

【図３】本発明の積層体の製造装置を示す図

【図４】オイルパターン方式の説明図

【符号の説明】

１ 厚さ１ミクロン以下の誘電体または磁性体を含む絶
縁体 ２ 非蒸着部による絶縁パターンを有する蒸着金属薄膜 ３ 非蒸着部による絶縁パターン ４ 積層体の非電極部パターンの重なり部 ５ 絶縁パターンの最大振れ幅寸法 ６ 非蒸着部による絶縁パターンの中心位置 ７ オイルパターン形成手段 ８ 金属蒸着手段 ９ 薄膜形成手段 １０ 搬送手段 １１ 源積層体素子

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年６月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】このことを以下に説明すると，図４はオイ
ルパターン方式のパターン形成装置を示したもので、回
転ドラムのような搬送手段１０の表面にオイルノズル１
２または、オイルパターンローラー１３により、オイル
パターンを形成する。この時、前記パターン形成手段
は、積層体最表面との隙間を一定に保持するように順次
位置を移動する。その後、スパッタ装置等の蒸着金属形
成手段により内部電極２と誘電体３を積層する。そして
このような方式により、オイルパターンを形成すると、
積層するにしたがってオイルパターンを前記積層体の表
面に設けるための手段であるノズルやロール等のパター
ン形成体と、パターンを形成すべき部分の積層体の表面
との隙間は、内部電極の非電極部パターンの重なり部が
他の部分に比較して内部電極の厚みの無い分だけ厚みが
減少することにより拡大し、蒸着金属の絶縁パターンの
形成性が変化しきちんとしたマスキングができず上記マ
スキング性の障害が生じ、短絡の可能性が大きくなる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】前記オイルパターン方式では、これらパタ
ーン形成手段と転写すべき積層体表面との隙間は、一例
としてパターンの線幅を０．２ｍｍ以内にするために
は、実験上０．３±０．０２５ｍｍ以内にする必要があ
る。仮に前述の図２の例において、誘電体の厚みを１層
当り０．３ミクロンとし、蒸着による内部電極の厚みを
０．０３ミクロンとする場合、総積層数３０００層の場
合、積層体の非電極形成パターンの積層部では厚み減少
が、０．０９ｍｍとなり、前記パターン形成手段では、
積層体最表面と前記内部電極の非電極部パターンの重な
り部の厚み減少部分では、上記隙間の範囲±０．０２５
ｍｍを超えてしまい形成不可能となる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】具体例として誘電体の厚み０．４ミクロ
ン、前記蒸着金属薄膜の厚み０．０３ミクロン、積層数
１０００層で総厚み０．４３ミリの積層体を製造すると
き、絶縁パターンの形成幅０．２ｍｍでパターンのずら
し幅を０．２ｍｍとしたとき、積層体の凹部の寸法は
０．００７５ｍｍとなり、０．０１５ｍｍという前記絶
縁パターンをずらさずに積層した時に比べて凹部の寸法
が半分にでき、従来のようにパターン形成体と積層体凹
部の隙間の変化による絶縁パターン幅の低下がなく、積
層数１０００層でも絶縁パターンの形成幅を安定に供給
することが出来た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 砂流 伸樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続または一定の層数毎に、非蒸着部によ
   る絶縁パターンを有する蒸着金属薄膜と、厚さ１ミクロ
   ン以下の誘電体または磁性体を含む絶縁体を、１０００
   層以上交互に重ねた薄膜積層体であり、前記蒸着金属薄
   膜の絶縁パターンの積層方向の位置が、前記絶縁パター
   ンの中心位置に対し積層数に応じて一定の変位で規則的
   にずれながら重なって成る薄膜積層体。
2. 【請求項２】請求項１記載の薄膜積層体の製造方法であ
   って、蒸着金属薄膜の非蒸着部がオイルによる非蒸着部
   形成手段により形成され、絶縁パターン形成、蒸着金属
   薄膜形成、絶縁体形成を順次繰り返し行い、かつ前記非
   蒸着部形成手段を、積層数に応じて位置切り替えをしな
   がら積層する薄膜積層体の製造方法。