JPH11186097A - 電子部品の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属薄膜と絶縁性薄膜が積層された電子部品
において、特に、歩留まり・生産性の向上を図ること。 【解決手段】 積層前に離型剤を付与する事や、積層後
に離型剤を付与して再び積層を行うことで、積層板の割
れ防止や、積層準備時間の短縮が出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品の製造方法
及び薄膜の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現代社会に於て薄膜の果たす役割は非常
に広範囲であり、包装紙、磁気テ−プ、コンデンサ、半
導体等日常生活の様々な部分において薄膜が利用されて
いる。これらの薄膜無しには、近年に於ける高性能化や
小型化といった技術の基本トレンドを語ることは出来な
い。同時に、工業的需要を満足する形で薄膜を形成する
方法についても種々の開発がなされており、例えば包装
紙、磁気テ−プ、コンデンサ等の用途においては、高速
大量生産に有利な連続巻取り真空蒸着が行われている。

【０００３】その際、蒸発材料と基板材料を形成する薄
膜の目的に合わせて選ぶと同時に、必要に応じて真空槽
内に反応ガスを導入することや、基板に電位を設けた状
態で薄膜を形成することによって所望の特性を持った薄
膜を形成することが出来る。例えば、磁気記録媒体の製
造においてはＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅ等の磁性元素を含む蒸発
材料を用い、真空槽中に酸素ガスを導入しながら反応蒸
着を行うことによって長尺の磁気記録媒体を得ることが
出来る。

【０００４】また、半導体に於いては主にスパッタ法に
よって薄膜が形成されている。スパッタ法はセラミック
系の材料を用いた薄膜形成にも特に有効であり、セラミ
ック薄膜は膜厚数μm以上では塗布焼成法で形成され、
１μm以下ではスパッタ法で形成される場合が多い。

【０００５】一方、樹脂材料を用いた薄膜の形成は塗装
による方法が用いられ、リバースコートや、ダイコート
が工業的に用いられており、溶剤で希釈した材料を塗工
後乾燥硬化させることが一般的である。また、これらの
工法で形成される樹脂薄膜の膜厚の下限は使用する材料
によるが、１μｍ前後であることが多く、それ以下の膜
厚は得られにくい場合が多い。一般的な塗工手段では塗
工直後の塗布厚が数μｍ以上となるために、極薄樹脂膜
の形成には溶剤希釈が必要であり、しかも１μｍ以下の
樹脂薄膜が得られない場合も多い。更に、溶剤希釈を行
うと乾燥後の塗膜に欠陥が生じ易い他、環境保護の観点
からも好ましくない。そこで溶剤希釈を行わなくとも樹
脂薄膜が形成できる方法及び、極薄の樹脂薄膜が安定に
得られる方法が望まれている。これを実現するものとし
て、真空中で樹脂薄膜を形成する方法が提案されてい
る。これは、真空中で樹脂材料を気化した後に支持体に
付着させる方法であり、この方々によれば空隙欠陥のな
い樹脂薄膜を形成する事が出来ると共に、溶剤希釈の必
要もない。

【０００６】セラミック薄膜や樹脂薄膜の上に更に異種
の薄膜を積層することによって従来得られなかった様々
な複合薄膜が得られる様になり、その工業的利用分野は
非常に多岐にわたる。その中でもチップ形状の電子部品
は非常に有望であり、コンデンサ、コイル、抵抗、容量
性電池あるいはこれらの複合部品等が、薄膜積層によっ
て極めて小型かつ高性能に形成できつつあり、既に商品
化・市場拡大が始まっている。

【０００７】電子部品を得るには電極が不可欠であるこ
とは言うまでもないが、金属薄膜を用いた電子部品にお
いては、金属薄膜にパターニングを行うことで電位の異
なる金属薄膜を電子部品の中に形成することが出来る。
即ち、パターニング部分を絶縁領域として金属薄膜を複
数に分割したものを用い、これを絶縁性薄膜と積層する
ことで複雑な電子部品を形成することも出来る。

【０００８】図２は薄膜の積層による電子部品の製造方
法の一例であり、円筒状冷却キャン７の廻りに配置され
た金属薄膜の製造装置８、絶縁性薄膜の製造装置９、金
属薄膜のパターニング装置等によって冷却キャン上に薄
膜積層体が形成される。こうして形成された薄膜積層体
が冷却キャンから分離された後に各々の電子部品の必要
に応じた大きさに切断されたり外部電極を付与されたり
する事により多数の電子部品が形成される。

【０００９】なお、パターニングされた金属薄膜を得る
手段としては、オイルマージンと呼ばれる手法等を用い
ることが出来る。これは、予めパターニング材料を薄く
形成した後に、金属薄膜を蒸着などによって形成する
と、パターニング材料上には金属薄膜が形成されない事
を利用したものである。このようにして形成された金属
薄膜はパターニング部分が抜けた状態で形成されてお
り、所望のパターンを持つ金属薄膜を形成することが出
来る。例えば図２の様な装置で金属薄膜と樹脂薄膜の交
互積層を繰り返す際に、パターニング位置を切り替えて
積層し、後に積層体を切断することで図３の様な断面構
造を有するコンデンサを多数得ることが出来る。

【００１０】また、パターニング材料としては炭化水素
系のオイルや鉱物オイル、フッ素系オイルを初めとする
各種オイルや、形成する金属薄膜に適したその他の材料
を用いることが出来る。また、パターニング材料を付与
する方法としては塗布あるいはこれに準ずる方法の他、
パターンに対応する微小開口部を有する密閉ノズル内に
パターニング材料を閉じこめて加熱し、材料蒸気を開口
部から噴出させて金属薄膜形成面で凝集させる方法など
を用いることが出来る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のような方法で電
子部品を得るときの歩留まりは、積層板をキャンなどの
支持体上から分離するときに発生する割れなどによって
低下する。また、積層板を分離するために毎回真空を破
壊する事により装置の成膜稼働率が低く、生産性の向上
が望まれていた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、これらの課題
を解決するために、予め離型剤を付与した基体上に積層
薄膜を形成後、前記基体から前記積層薄膜を分離し、そ
のまま若しくは後加工を行って電子部品とすることを特
徴とする電子部品の製造方法並びに、少なくとも金属薄
膜と絶縁性薄膜を有する電子部品の製造方法において前
記金属薄膜と前記絶縁性薄膜を支持体上にそれぞれ２層
以上有する積層体として形成した後に、前記積層体を厚
み方向に分離し、そのまま若しくは後加工を行って別個
の電子部品とする事を特徴とするもの及び、これを実現
するための真空槽及び前記真空槽を排気する真空ポンプ
並びに前記真空槽内に支持体を配するとともに、前記支
持体上に直接あるいは間接に金属薄膜及び絶縁性薄膜を
積層形成する装置を配し、かつ前記積層体上に離型剤を
付与する装置を配した薄膜の製造装置である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、予め離型剤を付与した基体上に積層薄膜を形成後、
前記基体から前記積層薄膜を分離し、そのまま若しくは
後加工を行って電子部品とすることを特徴とする電子部
品の製造方法、としたものであり、こうすることによ
り、キャンからの分離時に割れがなく、歩留まりの高
い、信頼性の高い電子部品を実現出来るものである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。金属薄膜と絶縁性薄膜の多層積層による電子
部品を図１に概略を示すような装置で形成した。図１で
積層膜支持キャン７の周囲には金属薄膜形成源８と絶縁
性薄膜形成源９及び硬化装置１０、パターニング材料付
与装置１１、パターニング材料除去装置１２、離型剤付
与装置１３が配置されており、キャンの回転数に応じた
積層数の薄膜積層体が形成できる。金属薄膜形成源８に
は抵抗加熱蒸発源、誘導加熱蒸発源、電子ビーム蒸発
源、スパッタ蒸発源、クラスター蒸発源その他薄膜形成
に用いる装置やそれらの組み合わせを、形成する金属薄
膜に応じて用いることが出来る。

【００１５】また、絶縁性薄膜形成源９には樹脂系材料
のヒーター加熱、超音波あるいはスプレーによる気化、
霧化や、セラミック系材料のスパッタ、あるいは酸化物
のスパッタ、蒸着等、形成する絶縁性薄膜に応じた装置
を用いることが出来る。絶縁性薄膜として樹脂誘電体薄
膜を形成する場合に用いる硬化装置には紫外線硬化、電
子線硬化、熱硬化あるいはそれらの組み合わせを用いる
ことが出来る。一方、金属薄膜のパターニングは、金属
薄膜の形成前にオイルなどを薄くパターン塗布してお
く、オイルマージン方式とした。

【００１６】このようにパターニングした金属薄膜と絶
縁性薄膜を交互積層した薄膜積層体を切断の後、必要に
応じて溶射等によって電極を形成すれば電子部品が作製
できる。

【００１７】尚、図１は金属薄膜と絶縁性薄膜の多層積
層体を形成する際の一方法を示したものであり、図１の
方法によって本発明の範囲が規制されるものではない。

【００１８】（実施例１）金属薄膜としてアルミニウム
の蒸着薄膜を、誘電体薄膜としてヒーター加熱気化によ
るアクリレート樹脂薄膜を形成する際に、紫外線硬化と
オイルパターニングを組み合わせて、図４に断面構造の
模式概略図を示すコンデンサとした。アルミニウム薄膜
の厚さは５０ｎｍ、樹脂薄膜の厚さを１μｍとした。樹
脂材料として１．９ノナンジオールジアクリレートに光
重合開始剤を５ｗｔ％混ぜたものを用いた。繰り返し積
層数をアルミニウム、樹脂ともに約１０００層とし、パ
ターニングで形成される絶縁部分の幅を約０．５ｍｍと
した。パターニング材料には含フッ素オイルを用いた。
隣接するパターニング絶縁部分の膜面方向の中心間隔は
２．５ｍｍである。また、パターニング材料除去には遠
赤外線ヒーターを用いた。積層の開始に先立って、大気
中でフッ素系離型剤のスプレーを円筒状キャンの周面に
施し、アルコールを含浸させた不織布を用いて更に薄く
展開した。アルミニウム、樹脂層をそれぞれ約１０００
層形成した後に、積層体を円筒状キャンから分離し、１
００℃で平板プレスした後に切断及び外部電極の溶射等
を行ってコンデンサとした。

【００１９】（比較例１）実施例１で離型剤の付与を行
わなかった他は実施例１と同様の方法で積層及びコンデ
ンサ化を行った。

【００２０】実施例１及び比較例１の方法で形成したコ
ンデンサのうち、設計上の取り個数に対して、キャンか
らの分離時に明らかに割れなどで破損したもの、及び、
コンデンサ形状となったが容量が設計値に対して３０％
以上の誤差を示したものの割合を破損不良率として

【００２１】

【表１】

【００２２】に示す。（表１）の結果から、比較例１で
発生した積層板の明らかな割れ破損、及び、容量異常の
形で現れた積層板内部の微小割れ破損が、実施例１では
大幅に改善されていることが分かる。これは離型剤を予
め付与することで積層板の分離時に積層板に過大な力が
作用することが無くなったためであると思われる。

【００２３】（実施例２）金属薄膜としてアルミニウム
の蒸着薄膜を、誘電体薄膜としてヒーター加熱気化によ
るアクリレート樹脂薄膜を形成する際に、紫外線硬化と
オイルパターニングを組み合わせて、図３に断面構造の
模式概略図を示すコンデンサとした。アルミニウム薄膜
の厚さは５０ｎｍ、樹脂薄膜の厚さを１μｍとした。樹
脂材料として１．９ノナンジオールジアクリレートに光
重合開始剤を５ｗｔ％混ぜたものを用いた。繰り返し積
層数をアルミニウム、樹脂ともに約１０００層とし、パ
ターニングで形成される絶縁部分の幅を約０．５ｍｍと
した。パターニング材料には含フッ素オイルを用いた。
隣接するパターニング絶縁部分の膜面方向の中心間隔は
２．５ｍｍである。また、パターニング材料除去には遠
赤外線ヒーターを用いた。積層の開始に先立って、大気
中でフッ素系離型剤のスプレーを円筒状キャンの周面に
施し、アルコールを含浸させた不織布を用いて更に薄く
展開した。アルミニウム、樹脂層をそれぞれ約１０００
層形成した後に、離型剤を積層体の表面に付与した。離
型剤はフッ素を用い、フッ素ターゲットをＲＦスパッタ
する事で積層体表面への付与を行った。スパッタパワー
は１００Ｗとし、スパッタ中はアルミニウム薄膜の形成
と樹脂薄膜の形成を中断した。その後、スパッタを停止
し、再びアルミニウム薄膜と樹脂薄膜の交互積層を各々
約１０００層行った。同様の繰り返しを行い、フッ素ス
パッタ層を３層含み、アルミニウム薄膜、樹脂薄膜を各
々約４０００層形成した積層体を円筒状キャンから分離
し、１００℃で平板プレスした後にフッ素層を境にした
４つの積層体に分割した。分割した積層体は切断及び外
部電極の溶射等を行ってコンデンサとした。

【００２４】（実施例３）金属薄膜として銅の蒸着薄膜
を、誘電体薄膜としてヒーター加熱気化によるアクリレ
ート樹脂薄膜を形成する際に、電子線硬化とオイルパタ
ーニングを組み合わせて、図３に断面構造の概略を示す
コンデンサとした。銅薄膜の厚さは４０ｎｍ、樹脂薄膜
の厚さを０．１μｍとした。樹脂材料としてジメチノー
ルトリシクロデカンジアクリレートを用いた。繰り返し
積層数を銅、樹脂ともに約４０００層とし、パターニン
グで形成される絶縁部分の幅を約０．１ｍｍとした。パ
ターニング材料には鉱物系オイルを用いた。隣接するパ
ターニング絶縁部分の膜面方向の中心間隔は１．４ｍｍ
である。また、パターニング材料除去には電子線を用い
た。積層の開始に先立って、大気中でフッ素系離型剤の
スプレーを円筒状キャンの周面に施し、アルコールを含
浸させた不織布を用いて更に薄く展開した。銅、樹脂を
それぞれ約４０００層形成した後に、離型剤を積層体の
表面に付与した。離型剤は市販のフッ素系離型剤のスプ
レーノズル部の途中に電磁弁を設けて延長したものを真
空中に導き、銅薄膜、樹脂薄膜の形成を中断した状態で
積層体の表面に付与した。スプレーによって真空度が一
時的に悪化したので回復を待って、再び同様の積層を行
い、離型剤層を１層含む銅薄膜、樹脂薄膜各々約８００
０層形成した積層体を得た。積層体は円筒状キャンから
分離した後に離型剤面で分割し、その後１２０℃で平板
プレスした後に実施例２と同様の方法でコンデンサとし
た。

【００２５】積層方向の分離を行わない実施例１及び、
積層方向の分離を行う実施例２の方法で形成したコンデ
ンサのうち、設計上の取り個数に対して、キャンからの
分離時または積層体の分離時に明らかに割れなどで破損
したもの及び、コンデンサ形状となったが容量が設計値
に対して３０％以上の誤差を示したものの割合を破損不
良率として

【００２６】

【表２】

【００２７】に示す。（表２）に示したように、積層方
法の分離を行うことで若干破損不良が増えるが、生産効
率を考えると真空槽内の清掃・準備、真空排気、冷却、
成膜要素の立上等々の時間を考えると無視できる量であ
る場合がほとんどである。また、本実施例の場合にも実
施例２と同様に積層方向分離による破損不良の増加は小
さかった。

【００２８】実施例２〜実施例３に示したように、積層
の途中で離型剤を積層体の表面に付与すれば全ての積層
終了後に離型剤面から積層体を分割することができるの
で製品の積層単位を超えた連続積層が行えて、生産性は
格段に向上する。なお、実施例では離型剤としてフッ素
及びダイフリーを用いた場合についてのみ述べたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、離型効果のある
他の材料を用いることができるのは言うまでもない。ま
た、離型剤の付与方法としては、実施例に述べたような
スパッタ法やスプレー噴霧法の他、蒸着法などとするこ
とも出来、付与方法は使用する材料をはじめとするプロ
セスの条件に適合するものを適宜選択すると良い。

【００２９】尚、実施例では、絶縁性薄膜材料としてア
クリレート系の樹脂材料を用いた場合について述べた
が、ビニル系やエポキシ系等の他の樹脂材料や樹脂材料
以外のセラミック系、金属酸化物系の材料も用いること
が出来ることは既に述べたとおりである。例えば、金属
酸化物として、酸素雰囲気の電子ビーム蒸着で厚さ５０
ｎｍ〜３００ｎｍのチタン酸化物を誘電体とした場合に
も本発明の効果が確認できた。

【００３０】また、実施例では金属薄膜層をアルミニウ
ムあるいは銅とした場合についてのみ述べたが、銀、ニ
ッケル、亜鉛等の他の金属やそれらを含む合金を用いた
り、金属薄膜層を一種とせず、例えばＡｌ層とＣｕ層の
混在とすることによって特性の補完がなされ、使用条件
によっては高性能化が図れる場合もありうる。

【００３１】尚、パターニング材料除去の手段として実
施例では遠赤外線ヒーターと電子線を用いた場合につい
てのみ述べたが、紫外線ランプ照射やプラズマ照射を用
いた場合など他の除去手段を用いても同様の効果が得ら
れた。

【００３２】既に述べたように、パターニング材料とし
ては炭化水素系のオイルや鉱物オイル、フッ素系オイル
を初めとする各種オイルや、形成する金属薄膜に適した
その他の材料を用いることが出来る。また、パターニン
グ材料を付与する方法としては塗布あるいはこれに準ず
る方法の他、パターンに対応する微小開口部を有する密
閉ノズル内にパターニング材料を閉じこめて加熱し、材
料蒸気を開口部から噴出させて金属薄膜形成面で凝集さ
せる方法などを用いることが出来る。

【００３３】また、実施例１、２、３において支持体と
してキャンを用いた場合についてのみ述べたが、本発明
はこれらの支持体によって制限されるものではなく、円
筒形状以外の、平板状や曲面形状の支持体も用いること
が出来る他、金属をはじめとして、絶縁体、ガラス、半
導体上に本発明によって電子部品を形成することもでき
る。

【００３４】また、実施例では電子部品としてコンデン
サを例にとって説明したが、チップコイル、ノイズフィ
ルター等の他の電子部品においても本発明に述べた製造
方法を用いることで生産性を向上することが出来るもの
と容易に類推出来、本発明は広く電子部品の製造方法お
よび薄膜の製造装置に適用できるものである。

【００３５】

【発明の効果】以上の様に本発明の電子部品の製造方法
及び製造装置によれば、生産性に優れた積層成膜が実現
でき、高性能コンデンサをはじめとする高性能電子部品
等が量産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜の製造方法及び装置の一例を示す
図

【図２】積層成膜装置の従来例の一例を示す図

【図３】電子部品の断面図の一例を示す図

【符号の説明】

１・・・金属薄膜 ２・・・絶縁性薄膜 ３・・・電極 ４・・・パターン位置 ５・・・真空槽 ６・・・排気系 ７・・・キャン ８・・・導電体薄膜形成源 ９・・・誘電体薄膜形成源 １０・・硬化装置 １１・・パターニング材料付与装置 １２・・パターニング材料除去装置 １３・・離型剤付与装置

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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め離型剤を付与した基体上に積層薄膜を
   形成後、前記基体から前記積層薄膜を分離し、そのまま
   若しくは後加工を行って電子部品とすることを特徴とす
   る電子部品の製造方法。
2. 【請求項２】少なくとも金属薄膜と絶縁性薄膜を有する
   電子部品の製造方法において前記金属薄膜と前記絶縁性
   薄膜を支持体上にそれぞれ２層以上有する積層体として
   形成した後に、前記積層体を厚み方向に分離し、そのま
   ま若しくは後加工を行って別個の電子部品とする事を特
   徴とする電子部品の製造方法。
3. 【請求項３】前記金属薄膜及び前記絶縁性薄膜を形成
   後、離型剤を付与した後に再び前記金属薄膜及び前記絶
   縁性薄膜を形成することを特徴とする請求項２記載の電
   子部品の製造方法。
4. 【請求項４】前記金属薄膜及び前記絶縁性薄膜を真空中
   で、真空雰囲気を破壊することなく形成することを特徴
   とする請求項２記載の電子部品の製造方法。
5. 【請求項５】前記金属薄膜及び前記絶縁性薄膜の形成及
   び前記離型剤の付与を真空中で、真空雰囲気を破壊する
   ことなく行うことを特徴とする請求項３記載の電子部品
   の製造方法。
6. 【請求項６】前記離型剤の付与が蒸着法、噴霧法、スパ
   ッタ法のいずれか若しくはそれらの組合せによって行わ
   れることを特徴とする請求項２，３，４又は５に記載の
   電子部品の製造方法。
7. 【請求項７】真空槽及び前記真空槽を排気する真空ポン
   プ並びに前記真空槽内に支持体を配するとともに、前記
   支持体上に直接あるいは間接に金属薄膜及び絶縁性薄膜
   を積層形成する装置を配し、かつ前記積層体上に離型剤
   を付与する装置を配した薄膜の製造装置。