JPH11507767A - コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 積層コンデンサ６０は、金属層１２と誘電ポリマー層１１とを移動ウェブ２２に交互に付着させていくことにより製造される。第一の金属ストリップ２１は、移動ウェブ２２の長さ方向に沿って連続して付着される。第一の金属ストリップ２１は、金属粒子を第１のマスク２６に通過させることによって、移動ウェブ２２のある領域上に、その長さ方向に沿って連続的に付着される。誘電ポリマー層１３は、プラズマ重合によって、移動ウェブ２２を長さ方向に覆い、かつ、第一の金属ストリップ２１の少なくとも一部を覆うように連続的に付着される。第２の金属ストリップ１４は、第一の金属ストリップ２１と誘電ポリマー層１３の一部にかぶさるように、連続的に付着される。位置のずれた第２の金属ストリップ１４は、金属粒子を第一のマスク２６または第二のマスク３３に通過させることによって、第一のマスク２６と第二のマスク３３の少なくとも一部を覆うように付着される。このように構成される積層コンデンサ６０は、薄型であり、かつ、広い温度範囲にわたり安定である。

Description

【発明の詳細な説明】 コンデンサの製造方法 技術分野 本発明は、コンデンサの製造方法に関する。本発明は、特に、マイクロエレク トロニクスで利用される表面実装コンデンサに関するが、それに限定されない。 本発明は、更に、プラズマ重合の特徴にも関連している。 背景技術 通常、表面実装コンデンサは、断面が長方形の細長い構造として製造されてい る。この断面では、板状の電極が堅く組み合わされ、その間に、誘電材料が挿入 されている。これらの電極のそれぞれは、一対の端子の一つに固定される。コン デンサは、プリント回路基板上のランドに端子を固定することにより、回路内に 設けられる。ランドへの端子の固定は、ハンダ付け、導電接着剤による接着、ま たはワイヤ結合により行う。 マイクロエレクトロニクスに応用する場合、表面実装コンデンサは、プリント 回路基板上にあまり大きな容積を占めない様にするため、できるだけ薄くするこ とが要求される。ここに述べる構造のコンデンサでは、キャパシタンスは、誘電 材料の比誘電率、および板状電極の面積と（およそ）直接的に比例し、逆に、電 極間の距離に反比例する。比較的高いキャパシタンスを得、しかもコンデンサの 小型化を実現するためには、誘電率の高い誘電材料を利用し、板状電極の表面積 を増大させる、かつまたは、電極間の距離を縮めるのが一般的である。また、応 用によっては、曲げても故障しないようにコンデンサが柔軟であることが必要に なることも多い。 多くの誘電材料が知られているが、表面実装コンデンサの製造では、比誘電率 が範囲１００〜１０００であるセラミック材料（例えばチタン酸バリウム、チタ ン酸鉛カルシウムなど）が一般に使用される。これらの材料のサブセットで、い わゆる負正ゼロ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｚｅｒＯ，略してＮＰ Ｏ）と呼ばれる誘電材料は、比誘電率が約１００であり、広い温度範囲にわたり 安定している。しかしながら、現在、このようなＮＰＯ誘電材料の薄膜を製造し 、取り扱うことが可能な厚みは最小で６〜７μｍである。 最近の進歩において、近真空中でのプラズマ付着によって、薄いセラミック膜 が形成されている。これらの膜は破損しやすく、曲げたときに割れることがあり 、その結果、コンデンサは故障する。 ポリエチレンなどの周知のプラスチック材料は、比誘電率が２〜５の範囲であ る。これらのプラスチック材料は、セラミック材料に比べて優れた温度安定性を 示し、衝撃や曲げにも強いという利点を備えている。このような特性は、過酷な 取り扱いを受ける装置に表面実装コンデンサが組み込まれる用途においては非常 に望ましいものである。過酷な取り扱いを受ける装置としては、ＲＦＩＤ装置（ バッグタグ）、スマートカード装置、ＰＣＭＣＩＡカードや、家電製品用のリモ コン装置などが挙げられる。表面実装コンデンサにおいて、これらのプラスチッ ク材料を利用し、なおかつＮＰＯ誘電材料に相当するようなキャパシタンスを得 るには、板状電極の表面積を増大する必要があり、より重要なこととして、板状 電極間の距離を縮める必要がある。 誘電体膜は均一性に欠けるという傾向があり、したがって表面に「ピンホール 」が生じる。これらのピンホールは、この誘電材料薄膜で製造されたコンデンサ の故障につながる。したがって、コンデンサの製造方法では完全に近い誘電材料 薄膜を形成することができることが重要である。 誘電材料は、破壊が起こるまでに、その厚さに応じて、限界の電位差まで耐え られる。大抵のマイクロエレクトロニクスの応用では、最大電位差は約２０Ｖで ある。ポリエチレンのようなプラスチック材料の場合、電圧耐久定格が約６００ Ｖ／μｍなので、マイクロエレクトロニクスの応用での最小厚さは約１／３０μ ｍになる。 最小厚さがこの水準であっても、プラスチック材料は、ＮＰＯ誘電材料よりも 、板状電極の表面積が同じとして、性能が高くなる。なぜなら、誘電率はほぼ５ ０倍低いが、厚さを１８０倍薄くできるので補ってあまりあるからである。 誘電材料としてプラスチック膜をコンデンサに用いると、プラスチック膜がこ のような特性を示すことは周知である。また、モノマーをプラズマで付着させる 技術を用いて、基層上にポリマーの領域を形成することにより、真空中で薄い連 続膜を形成できることも周知である。しかしながら、これらのプロセスをコンデ ンサの大量生産にどのように利用するかという課題が残されている。 また、従来技術による方法（米国特許第４５９９６７８号、第４６１８５０７ 号、第４９３８９９５号、第５０３５９１７号、及びドイツ公開文書(Offenlegu ngsschrift)第３５３１５７８号、第３４３９６８８号、及び日本特許第１−１ ７４５０４号を参照）も知られている。しかし、これらの方法は、２層以上の金 属層を要するコンデンサを連続的に生産するための諸問題を解決する方法ではな い。 発明の開示 したがって、本発明の課題は、比誘電率の低い材料を用いながら、実用的なキ ャパシタンス値を達成する薄型コンデンサの大量生産に適した製造方法を提供す ることである。 本発明のより好ましい課題は、コンデンサの大量生産において、キャパシタン スの均一性と再現性を高い水準で達成する方法を提供することである。更に、こ の方法は、あらゆるキャパシタンス値のコンデンサを製作することが可能な標準 的な製造手法を採用している。更に、この方法では、要求されるキャパシタンス が簡単に選択できるものとする。 本発明は、コンデンサ用基体またはコンデンサを製造する方法を開示する。前 記製造方法は、３つの工程を含む。 第一の工程は、金属粒子を第一の金属付着マスクに通過させることによって、 移動ウェブのある領域上に、その長さ方向に沿って連続的に、第一の金属ストリ ップを付着させる工程である。 第二の工程は、前記移動ウェブを長さ方向に覆い、かつ、前記第一の金属スト リップの少なくとも一部を覆うように連続的に誘電ポリマー層を付着させる工程 である。前記誘電ポリマー層は、低温プラズマ重合により形成される。 第三の工程は、金属粒子を前記第一の金属付着マスクまたは第二の金属付着マ スクに通過させることによって、前記第一の金属ストリップと前記誘電ポリマー 層の少なくとも一部を覆い、位置のずれた第二の金属ストリップを、連続的に付 着させる工程である。 本発明は、更に、コンデンサを製造する方法を開示する。前記製造方法は、積 層構造工程と、セグメント工程と、導体板取付工程と、コンデンサ工程を含む。 前記積層構造工程は、誘電体の層と、金属ストリップの層を交互に形成するこ とにより、積層構造体を構成する工程である。前記金属ストリップは、電極を形 成するためのものであって、離れた間隔で設けられている。積み重ねの方向に隣 り合っている前記金属ストリップは位置がずれるように配置され、一つおきの前 記金属ストリップは位置が揃うように配置されている。 前記セグメント工程は、前記積層構造体から１つないし複数のセグメントを切 り取る工程である。前記セグメントは、幅が、整列して積み重ねられた積層構造 体内における１つの金属ストリップの幅に対応し、相対する２つのセグメント側 面を有する。 前記導体板取付工程は、前記セグメント側面のそれぞれに導電板を取り付ける 工程である。前記導電板は、端子を形成し、一つおきの金属ストリップのそれぞ れの端部を、電気的に接続する。 前記コンデンサ工程は、前記セグメントを長さ方向と交差する方向にスライス して、コンデンサを形成する工程である。 好ましくは、付着工程は、基板形成用搬送層を、金属付着処理部を通過させる ステップを含む。前記金属付着処理部は、スリットの入ったスクリーン、または マスクを含んでいる。前記スクリーンまたはマスクを通して、金属が前記搬送層 の植え付着される。付着工程は、更に、誘電体層を付着させるため、誘電材料を 、付着処理部を通ってを通過させるステップと、必要な層数が得られるまで金属 と誘電材料の付着処理を繰り返すステップとを含む。 さらに、１回通過させるごとに、スリット入りのスクリーン、もしくはマスク を動かすことにより、隣り合った金属層の位置のずれを発生させることもできる 。 本発明は、更に、コンデンサの製造装置を開示する。前記製造装置は、搬送フ ィルムと、１つないし複数の金属付着処理部と、１つないし複数の誘電体付着処 理部とを含む。 前記搬送フィルムは、連続しており、逆転ドラムの間を搬送される。 前記金属付着処理部は、スリットの入ったグリッドを有し、前記グリットを通 して金属が付着される。間隔を隔てられた電極は、前記搬送フィルムが前記金属 付着処理部を通過する間に、間隔の隔てられた電極がストリップを形成する。前 記誘電体付着処理部は、通過する前記搬送フィルム上に誘電体の層を付着させる 。 このとき、前記搬送フィルムを、前記金属付着処理部及び前記誘電体付着処理 部を、交互に通過させることにより、金属ストリップ層と誘電体層が交互に配置 されるように形成する。その際、積み重ねの方向に隣り合ったストリップ電極の 層は位置がずれ、一つおきのストリップ電極は位置が揃うように形成する。 本発明は、更に、上記の方法に従って製造されたコンデンサを開示する。 本発明は、更に、プラズマ重合された誘電体層と金属層が互いに重ねられた構 造体を含むコンデンサを開示する。前記構造体は、細長いウェブから分割された ものであって、対向する側面を有する。前記側面のそれぞれには、一つおきの金 属層が露出し、隣り合う金属層が露出しない。 本発明は、更に、リボン状構造体を含むコンデンサ用基体を開示する。前記リ ボン状構造体は、交互に配置された誘電体層と金属層とを有している。前記誘電 体層は、プラズマ重合で構成される。前記リボン状構造体は、対向する側面を有 する。前記側面のそれぞれは、一つおきの金属層だけが露出し、隣り合う金属層 は露出しない。 図面の簡単な説明 添付した図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を説明する。 図１は、反応容器の断面概要図である。反応容器は、内部が３つのチャンバに 分けられている。 図２は、処理ステップの概要を示している。この処理ステップでは、表面実装 コンデンサの中間形態を製造する。 図３は、中間形態を製造する別の方法を示している。 図４は、中間形態を示す概要図である。 図５は、その先の処理ステップの概要を示している。その先の処理ステップで は、表面実装コンデンサを製造する。 図６は、完成したコンデンサを示している。 本発明の最適な実施例および他の実施例 本発明の実施例は、コンデンサの複数の製造方法と、それらの製造方法を実施 するための複数の製造装置と、これらの方法と装置によって作り上げられるコン デンサとコンデンサ用基体とに関わる。本明細書における「コンデンサ用基体」 は、ここで教示される方法や装置で作り上げられる構造体を指すが、産業的には 個別のコンデンサといえない。コンデンサ用基体は、個別のコンデンサとして売 ることができないけれども、容易に個別のコンデンサに加工できるという点で商 業的に重要である。本発明の潜在的な効果のうち幾つかを次に挙げる。（ａ） 単一なコンデンサ用基体を、値の異なる多数のコンデンサに加工することができ る。（ｂ） コンデンサ用基体を、定められたキャパシタンスを有する多数のコ ンデンサに、他の方法より高い精度で正確に加工することができる。（ｃ） コ ンデンサ用基体を個別のコンデンサに加工する際、製造工程で生じるばらつきを 吸収または補うことができるので、歩留まりが改善される。 周知のように、コンデンサは、導電材料と誘電材料が互いに重ねられた構造を 有する。本発明の場合、誘電材料は、低温プラズマ重合を用いて形成される。金 属電極は、マグネトロン・スパッタリング装置を用いて形成されるが、この他の 金属付着や金属蒸着の方法も知られており、いずれも適している。この開示では 、これらの技術が、単一の容器内でのバッチ処理に、更に、連続フォーミングま たは移動ウェブ環境にいかに応用されるかを図示する。 図１は、単一な反応容器１００を示したものである。反応容器１００は、内部 が３つのチャンバ１０１、１０２、１０３に分割されている。一つの真空吸気口 によって、容器全体、つまり３つのチャンバすべてを真空にすることができる。 下部チャンバ１０１には、搬送または移動台車１０４が収められている。、輸送 または移動台車１０４は、基板や、コンデンサ前駆材料（製造途中のコンデンサ ）を、２つの上部チャンバの下で、行ったり来たり輸送する。台車１０４は、真 鍮製であり、電気的に接地され、歯付きネオプレン・ベルト１０５によって、選 択的に、かつ正確に軌道上を往復運動する。歯付きネオプレン・ベルト１０５は 、直流ステッピングモータ１０６により駆動される。一方の上部チャンバ１０３ には、上部電極または電流の流れるＲＦ電極１０７が収められている。上 部電極またはＲＦ電極１０７は、プラズマ重合電極の対の一方である。上部チャ ンバの一つ１０３には、更に、モノマー蒸気用の吸入口が設けられている。もう 一方の上部チャンバ１０２には、マグネトロンと金属製ターゲット１０８とが収 められている。マグネトロンとターゲット１０８を用いることによって、コンデ ンサまたは前駆材料の電極を形成する様に金属がスパッタされる。上部チャンバ １０２、１０３は、プレナム１０９により下部チャンバ１０１から隔てられてい る。プレナム１０９には、複数のマスク１１０、１１１が組み込まれており、マ スク１１０、１１１によって、誘電体層と金属層の付着パターンが制御される。 プレナム１０９には、更に、試験装置１１２が組み込まれており、台車１０４に 載った基板、前駆材料またはコンデンサに試験装置１１２をあてがうことにより 、キャパシタンスの測定をそのまま行うことができる。プレナム１０９と隔壁１ １４は、上部プレート１１５に組み込まれた調節ネジ１１３により、上げ下げさ れる。位置決めピン１１６によりプレナム１０９は正しい位置に維持される。こ れによって、台車１０４からの、マスク１１０、１１１、試験装置１１２までの 隙間を調節することができる。 反応容器１００の外郭１１７は、Ｐｙｒｅｘ（登録商標）ガラス製の円筒で構 成されており、この円筒は、内径が２８５ｍｍ、高さが２８０ｍｍ、壁厚が９ｍ ｍである。上部プレート１１５と下部プレート１１８は、超高分子重ポリエチレ ン製であり、３本の鋼鉄製棒１１９により固定されている。 真鍮製の台車１０４が電気的に接地されているので、ＲＦプラズマ重合回路が 完成する。台車１０４は、基板をある位置から別の位置に移動するのに便利であ る。台車１０４は、１枚の基板を搬送できる様に作られている。台車１０４は、 また、移動ウェブをある位置から別の位置に搬送できる様に作られていてもよい 。ヒーター１２０が付加機能として台車１０４に備えられる。 反応容器１００は、ロータリーポンプにバックアップされたターボ分子ポンプ の使用により、真空にされる。溝にはめ込まれたネオプレンゴム製のＯ−リング １２１により、上部プレート１１５と下部プレート１１８は、円筒に対しシーリ ングされている。範囲１００〜０．０１トールの圧力がキャパシタンス隔膜真空 計により測定される。キャパシタンス隔膜真空計は、反応容器１００の底板と ターボ分子ポンプとを接続するチューブに取り付けられている。０．０１トール 未満では、圧力は、アルゴン吸入口に取り付けられた冷陰極電離真空計により測 定される。運転圧力として適当なのは、金属付着ステップでは約０．１〜０．０ ０１トールであり、重合誘電体付着ステップでは約０．１〜１．５トールである 。 このタイプの装置を使用することで、有用な誘電体を約１４０ｎｍの厚さかそ れ以上の厚さで付着させることができる。一層当たり約２ｎＦのキャパシタンス が、厚さ１６０ｎｍの誘電材料から得られ、これは多層構造にとって好適な基盤 となる。 隣り合わせた金属層の金属ストリップまたはトラック（例えば図２の１２）は 互いに横方向に位置がずれていなくてはならない。同様に、一つおきの金属層の 金属ストリップまたはトラックは位置が揃っていなくてはならない。これらの特 徴によって次の（ａ）、（ｂ）が確保される。（ａ）金属ストリップそれぞれの 外縁は、加工しやすいように大方位置が揃う。（ｂ）一つおきの金属層だけが、 リボンまたはリボン状構造体の側面に露出する、または、側面に伸びる。リボン やリボン状構造体は、最終的には、複数の個別なコンデンサに分離される（図４ と図５を参照せよ）。 この目的のため、台車１０４は、金属付着マスク１１１下の横方向にずれた２ つの位置に、基板またはウェブを搬送できるようになっている。この代わりの方 法として、台車により、基板またはウェブをその場所の単一な位置に搬送した後 、ある位置から、横にずれた別の位置にマスクを平行移動させることにより、一 つおきの金属層を付着させていく作業を行なっても良い。 各リボン、「ウェブ」、およびコンデンサ用基体は、１つないし複数の平行に 並ぶ別個な積層体から構成することができる。積層体は、交互に重ねられた金属 層と誘電体層を有し、金属層と誘電体層は、ウェブの長さ方向に形成されている 。ウェブの長さ方向を機械方向と呼ぶ。ウェブを横切る方向は交差方向と呼ぶ。 要求に応じてウェブから機械方向にスライスして得られた積層体のそれぞれを、 横切る方向（交差方向）にさらに分割することにより、任意の長さやキャパシタ ンスを有する個別のコンデンサを、極めて正確で、再現可能なかたちで得る ことができる。図２〜６に関する説明は連続生産方法に関するものである。連続 生産方法は、ここでバッチ生産について記述したことをふまえて考えなければな らない。 図２で分かるように、最初の製造工程では、誘電体１１と金属ストリップ１２ を交互に形成し、積層構造を得る。第一のステップでは、第一の誘電体層１１を 、下地シート（図示せず）に敷いていく。下地シートは、高度に研磨されたステ ンレスなどの不活性材料から構成される。ステンレスは、剥離剤でコーティング されても良い。下地シートは、ポリマー膜であってもよく、その場合、Ｋａｐｔ ｏｎ（登録商標）ポリイミド膜を提案する。厚さ約７５μｍのＫａｐｔｏｎ膜や Ｋａｐｔｏｎウェブは、すでに明らかなように有効である。誘電体を形成するの に好ましい方法は、「プラズマ重合」と呼ばれるプロセスで、特に「低温プラズ マ重合」と呼ばれるプロセスである。このプロセスは、米国特許第５４４９３８ ３号の主題であり、この米国特許第５４４９３８３号は、現在では「英連邦科学 ・工業研究機構」に承継されている。この出願の内容を、相互参照のため、ここ に含めた。また、「Ｖａｃｕｕｍ」誌（１９８９）第３９刊、４２１頁の「プラ ズマ重合」という記事も参照することができる。ここではＲＦ電源が用いられる 。マイクロ波、またはＡＣ電源を用いることもできる。誘電体の第一層の厚さは 事前に設定されている。 適したモノマーは、パーフロロカーボン(PERFLUOROCARBON)、脂肪族と脂肪族 炭化水素、シラン、およびシロキサンである。好ましくは、モノマーは、ヘキサ メチルジシロクセン(HEXAMETHYLDISILOXANE(HMDSO))である。 第二のステップでは、互いに間隔の開いた金属ストリップ１２の第一層が形成 される。金属ストリップ１２は、最終的にはコンデンサの電極を形成する。金属 ストリップの形成に用いるプロセスは、プラズマ付着（スパッタリング）と金属 蒸着のどちらでも良い。金属としては、プラチナ、パラジウム、ニッケル、銅、 やアルミニウムが挙げられる。プラチナの有効性は、すでに明らかにされている 。 これら２つのプロセスの両方とも、誘電体や金属の、層やストリップの厚さを それぞれ、微細に調節することができる。これは、特に誘電体を形成することに ついていえる。これらのプロセスでは、誘電体にピンホールが生じることはない 。 第一のステップと第二のステップを繰り返すことにより、何百層にも及ぶ積層 構造を作り上げることができる。便宜的に、回転式ターンテーブル構成を利用す ることもできる。誘電体層１１、１３、１５、１７は、金属ストリップ１２、１ ４、１６間の隙間を満たし、金属ストリップの電極を完全に包み込む。隣の層の 金属ストリップ１２、１４、１６は、お互いに部分的に位置がずれるように配置 され、一方で、一つおきの金属ストリップの電極は、正確に位置が揃うように配 置される。このように配置する理由は、後に明らかにする。 図３は、表面実装コンデンサの中間体、すなわち、コンデンサ用基体を製造す る別の方法を実施する装置を示している。この装置は、連続した搬送フィルム２ ２を送る逆転ドラムリール２０、２１を含む。搬送フィルム２２は、基層として 働く。搬送フィルム２２は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）のようなプラスチック材 料で構成してもよく、この場合、完成したコンデンサに搬送フィルム２２が恒久 的に残ることになる。別の手法として、搬送フィルム２２に薄いステンレス膜を 用い、完成したコンデンサの積層構造体から薄いステンレス膜を「剥がす」こと を行っても良い。搬送フィルム２２は、３つの段階を通過する。３つの段階のう ち、２つの段階はストリップ電極を形成する際の金属付着に関係しており、残り の１つの段階は、誘電体材料を重合させ付着させることに関係している。 したがって、プラスチックでなる搬送フィルム２２は、ガイドリール２３を通 され、処理ドラム２４（必要ならば冷却する）の外周のほぼ全体を巡らされる。 処理ドラム２４において、搬送基板、搬送フィルムまたはウェブ２２は、真空金 属付着源２５によって処理される。スリットの入ったスクリーンまたはマスク２ ６を通り抜け、金属が搬送フィルム２２に付着する。これらのスリットは搬送フ ィルム２２に対して長さ方向に入っている。スクリーン２６に開口部があるとこ ろでは、金属は搬送フィルム２２に敷かれ、したがって、図２に示すような電極 ストリップを形成する。搬送フィルム２２は別のガイドリール２７によって処理 ドラム２４を離れ、次の処理ドラム２８へと向かう。 ここで搬送フィルム２２は真空モノマー源２９で処理され、したがって、搬送 フィルム２２の通過の際に誘電体層が形成される。次に、搬送フィルム２２は次 のガイドリール３０を通り、さらに、次の金属付着源３２とそれに用いられるス クリーンかマスク３３に関連する冷却処理ドラム３１へと進む。このようにして 金属の層がもう一層、ストリップ電極として形成され、その次のガイドリール３ ４によって処理ドラム３１から離される。これに関連するスクリーン２６、３３ は、隣り合った金属層が図２に示すようなかたちで位置がずれるように構成され る。 この時点で、搬送フィルム２２の移動方向は逆転され、金属付着処理ドラム上 を戻る際には金属層が形成されることはなく、重合処理ドラム２８に到達すると 、誘電体層が再び形成され、次に、第一の金属付着処理ドラム２４まで移動する 。２つの金属付着処理ドラム２４、３１を設けることによって、２つのスリット 入りスクリーン２６、３３を利用しながら、隣り合わせた電極層の相対的な位置 のずれを作り出し、一つおきの電極の位置を正確に合わることが可能となる。 また、スクリーン・スリットへの金属の蓄積が原因となり、敷かれる金属スト リップが「ぼやけ」てしまわないようにするために、スリット入りのスクリーン ２６と３３を定期的に清掃する必要があることも考えられる。そのため、スリッ ト入りスクリーン２６、３３は（タイプライターのリボンの原理で）リール上を 移動／逆転する方式のもので、清掃点で絶えず清掃される形式をとることも可能 である。清掃点を設ける代わりに、移動式のスクリーンは１〜２回利用したら破 棄する形式をとることもできる。 さらに、これと同じように、金属付着段階を１つしか設けないことも考えられ る。この場合、スクリーンは相対的な位置のずれを作り出すために調節式（可動 式）でなければならない。 図４は、コンデンサ中間形１０の積み重ね構成を示している。中間形の積み重 ね構成は、便宜上、電極ストリップの層が９層あり、それぞれ隣り合った層は誘 電体層で隔てられているものとして図示した。金属層と誘電体層は、均一で、一 貫した再現性のある厚さである。垂直の線は、セグメントを形成するために積み 重ね構造の長さ方向に沿って切断する点を示したものである。したがって、切断 する点は、一つおきの金属ストリップの層の端部と一致することが好ましい。切 断作業は一般的な精密スプリッタや裁断機を使って行う。寸法Ｘの外側に生じる 材料は、廃材である。スライスするこの方法により、金属電極の側縁が露出され る。個別の側縁は、後述のように、電気的に接続される。別の方法として、金属 層の側縁をマスキングすることで、ポリマー誘電材料が付かないようにし、一つ おきの金属層は直接に接続するが、隣り合った金属層は接続しないようにするこ とができる。 図５は、図４の中間構造体から切り取ったセグメント４０を示している（ただ し、縮尺は図４と異なる）。セグメント４０は、一連の堅く組み合った金属電極 ４１〜５４を形成する。金属電極４１〜５４は、一つおきに同じ側面に露出して いる。電極４１〜４７は、左側面に設けられた金属端子板５５に共通に接続され 、それにより、これら一つおきの板状電極は、共通して電気的に接続されている 。同様にして、この他の電極４８〜５４は、右側面に設けられた別の金属端子板 ５６に接続される。金属端子板の「接続作業」は、それぞれのセグメント側面を 導電溶液にちょっと浸して、無電解メッキやその他の金属被覆処理によってコー ティングを施すことで行う。 したがって、隣り合う板状電極の間隔と、比誘電率とが固定される。製造工程 は、寸法Ｘで表わされるコンデンサの長さが、各業界の標準パッケージサイズに 適したものとなるように行われる。薄膜層の寸法をすべて正確に把握できるかた ちで多数の薄膜層を敷くということを繰り返し実現することは難しい。この問題 を解決するため、更なる工程が実施され、図５に示したセグメント４０から多数 の数多くの個別なコンデンサが形成される。セグメント４０はその長さ方向に対 して横切る面（寸法Ｚ）に沿ってスライスされ、希望の表面積（ＺｘＸ）を得る 。この様にして、上述した考慮事項に応じて、コンデンサ成品のキャパシタンス を調節する。 スライスを行う前に、セグメント４０の端面のへりは裁ち落とす必要がある。 この理由は、露出している組み合った電極が、端子５５と端子５６を形成する 作業中に蓄積する金属層によってショートする恐れがあるからである。 スライスする位置は、各板状電極の適切な表面積を反映させた計算によって求 めることができる。また、試しに何回かスライスして、さまざまな表面積のコン デンサをいくつか得ることにより、スライスする位置を求めることもできる。こ れらのコンデンサは、キャパシタンスが測定されるが、この方法ではキャパシタ ンスについて高い均一性と再現性が得られるので、スライス位置を同じにするだ けで、キャパシタンス値が予想通りのコンデンサが製造される。このため、この 処理は、特に自動化大量生産に適している。 図６は、スライス作業で生じる金属汚れを取り除くという最終段階を終え、完 成した表面実装コンデンサ６０を示している。金属汚れの取り除きは、軽い金属 エッチング作業によって行う。表面実装コンデンサ６０は、特定の用途に応じて パッケージングを行い、これで使用することができる。 産業上の利用可能性 本発明は、新型のコンデンサを製作するための連続的な方法と、装置とを含め 、コンデンサ製造産業に各種の新しい方法を提供するものである。 この明細書に教示されたコンデンサは、表面実装回路基板に応用することがで き、更に、温度の安定性、厚さ、または価格が問題となる環境、に応用すること ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マウ，アルバート ワイヒング オーストラリア，3150 ヴィクトリア，グ レン ウェイバリー，ダルキース クロウ ス ２ (72)発明者 ヴァシック，ゾーラン オーストラリア，3150 ヴィクトリア，グ レン ウェイバリー，ストリックランド ドライブ 50 (72)発明者 フレミング，ロバート ジョン オーストラリア，3150 ヴィクトリア，グ レン ウェイバリー，グレンヴュー コー ト ７ (72)発明者 グリッサー，ハンス ジョルグ オーストラリア，3792 ヴィクトリア，ザ パッチ，ヴュー ロード 20

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． コンデンサ用基体またはコンデンサを製造する方法であって、３つの工 程を含んでおり、前記コンデンサ用基体または前記コンデンサは、交互に配置さ れた金属層と誘電ポリマー層とを有し、 第一の工程は、金属粒子を第一の金属付着マスクに通過させることによって、 移動ウェブのある領域上に、その長さ方向に沿って連続的に、第一の金属ストリ ップを付着させる工程であり、 第二の工程は、前記移動ウェブを長さ方向に覆い、かつ、前記第一の金属スト リップの少なくとも一部を覆うように連続的に誘電ポリマー層を付着させる工程 であり、前記誘電ポリマー層は、低温プラズマ重合により形成され、 第三の工程は、金属粒子を前記第一の金属付着マスクまたは第二の金属付着マ スクに通過させることによって、前記第一の金属ストリップと前記誘電ポリマー 層の少なくとも一部を覆い、位置のずれた第二の金属ストリップを、連続的に付 着させる工程である 製造方法。 ２． 請求項１に記載された製造方法であって、 前記第一の金属ストリップ、前記第二の金属ストリップ及び前記誘電ポリマー 層の付着は、単一な反応容器の内部で行われ、 前記反応容器は、内部が少なくとも３つのチャンバに分けられており、 第一のチャンバは、前記移動ウェブと、移動ウェブ搬送手段とを収納すること ができ、 第二のチャンバは、金属付着装置を収納し、 第三のチャンバは、プラズマ重合装置を収納し、 前記移動ウェブは、前記第一のチャンバの内部で、金属ストリップ付着位置か ら誘電ポリマー付着位置に搬送され、 前記金属ストリップ付着位置は、前記金属付着マスクの隣の位置であり、 前記金属付着マスクは、前記第一のチャンバと前記第二のチャンバとの間に位 置し、 前記第一の金属ストリップの付着は、前記第一のチャンバと前記第二のチャン バにおいて行われ、 前記誘電ポリマー付着位置は、第一のチャンバと第三のチャンバとの間の位置 であり、 前記誘電ポリマー層の付着は、前記第一のチャンバと前記第三のチャンバにお いて行われる 方法。 ３． 請求項１または２に記載された製造方法であって、 前記誘電ポリマー層の付着は、誘電ポリマー付着マスクを通して行われる 製造方法。 ４． 請求項２に記載された製造方法であって、 前記第二の金属ストリップの付着は、前記金属ストリップ付着位置で行われる 製造方法。 ５． 請求項２に記載された製造方法であって、 前記反応容器は、内部が少なくとも４つのチャンバに分けられており、 前記第二の金属ストリップの付着は、前記反応容器の内部の第四のチャンバに 関連する位置で行われる 製造方法。 ６． 請求項１または２に記載された製造方法であって、 前記第一の金属付着マスクと前記第二の金属付着マスクのうち少なくとも１つ は、可動マスクリボンに開けられた連続的なスロットという形態をとる 製造方法。 ７． 請求項６に記載された製造方法であって、更に、マスク清掃工程を含ん でおり、 前記マスク清掃工程は、容器の内部で前記可動マスクリボンを清掃する工程で ある 製造方法。 ８． 請求項１または２に記載された製造方法であって、更に、移動ウェブ搬 送工程を含んでおり、 前記移動ウェブ搬送工程は、ある位置で前記第一の金属ストリップを付着させ る間に、前記移動ウェブを供給スプールから巻とりスプールに搬送し、次に、前 記移動ウェブを別の位置に搬送して、前記第二の金属ストリップを連続的に付着 させるのに備える工程である 製造方法。 ９． 請求項８に記載された製造方法であって、 前記第二の金属ストリップを連続的に付着させることは、前記移動ウェブが前 記巻きとりスプールから前記供給スプールに搬送される間に行なわれる 製造方法。 １０． 請求項１または２に記載された製造方法であって、更に、繰り返し工 程を含んでおり、 前記繰り返し工程は、前記金属層と前記誘電ポリマー層の付着を繰り返すこと により、中間に複数の誘電ポリマー層を持った３層以上の金属層を備える構造体 を形成する工程である 製造方法。 １１． 請求項１または２に記載された方法であって、 前記第一の金属ストリップまたは前記第二の金属ストリップの付着は、スパッ タリングにより実現される 製造方法。 １２． 請求項１または２に記載された製造方法であって、 前記マスクの少なくとも１つは、隣り合った複数の平行なスロットを備え、 前記複数のスロットは、隣り合った複数の平行な金属ストリップを前記移動ウ ェブの表面に付着させるのに適している 方法。 １３． 請求項１２に記載された製造方法であって、更に、リボン製造工程を 含んでおり、 前記リボン製造工程は、必要な金属層と誘電ポリマー層のすべてが形成された 後に、前記移動ウェブを長さ方向に細く切って複数のリボンを製造する工程であ る 製造方法。 １４． 請求項１３に記載された製造方法であって、更に、サブユニット製造 工程を含んでおり、 前記サブユニット製造工程は、目標キャパシタンスに応じて前記リボンを横切 るように分割し、複数のサブユニットを製造する工程である 製造方法。 １５． 請求項１３に記載された製造方法であって、更に、リボン電気結合工 程を含んでおり、 前記リボンは、複数のリボン側面を有し、 前記リボン電気結合工程は、前記リボン側面のそれぞれを導電材料で処理する ことにより、前記リボン側面のそれぞれに露出している前記金属層を電気的に結 合する工程である 製造方法。 １６． 請求項１４に記載された製造方法であって、更に、サブユニット電気 結合工程を含んでおり、 前記サブユニットは、複数のサブユニット側面を有し、 前記サブユニット電気結合工程は、前記サブユニット側面のそれぞれを導電材 料で処理することにより、前記サブユニット側面のそれぞれに露出している前記 金属層を電気的に結合する工程 製造方法。 １７． 請求項３に記載された製造方法であって、 前記誘電ポリマー付着マスクは、導電性接地囲みを有し、 前記導電性接地囲みは、前記誘電ポリマー層を付着させた輪郭をはっきりとさ せる 製造方法。 １８． 請求項１または２に記載された製造方法であって、 誘電ポリマー層の付着ステップが、揮発性有機化合物のクラスから選ばれたモ ノマーの重合化物を付着するステップを含んでおり、 前記揮発性有機化合物は、ＨＭＤＳＯが挙げられるが、これに限定されない 製造方法。 １９． 請求項１５または１６に記載された製造方法であって、 前記導電材料で処理することは、金属をスパッタリングすることによって実現 される 製造方法。 ２０． 請求項１５または１６に記載された製造方法であって、 前記導電材料で処理することは、無電解メッキ法で実現される 製造方法。 ２１． 請求項１または２に記載された製造方法であって、 前記移動ウェブは、厚みの薄いポリマーである 製造方法。 ２２． プラズマ重合された誘電体層と金属層が互いに重ねられた構造体を含 むコンデンサであって、 前記構造体は、細長いウェブから分割されたものであって、対向する側面を有 し、 前記側面のそれぞれには、一つおきの金属層が露出し、隣り合う金属層が露出 しない コンデンサ。 ２３． 請求項２２に記載されたコンデンサであって、 前記側面のそれぞれには、誘電体層のそれぞれが露出する コンデンサ。 ２４． 請求項２２または２３に記載されたコンデンサであって、更に、導電 体を含んでおり 前記導電体は、前記側面のそれぞれに設けられ、側面に露出する金属層と電気 的に接触する コンデンサ。 ２５． 請求項２４に記載されたコンデンサであって、 前記導電体は、スパッタリングされた金属で構成される コンデンサ。 ２６． 請求項２４に記載されたコンデンサであって、 前記導電体は、無電解メッキされた金属で構成される コンデンサ。 ２７． 請求項２４または２５に記載されたコンデンサであって、 前記構造体は、厚みの薄いポリマー基層を含み、 前記ポリマー基層は、ウェブを形成する コンデンサ。 ２８． リボン状構造体を含むコンデンサ用基体であって、 前記リボン状構造体は、交互に配置された誘電体層と金属層とを有しており、 前記誘電体層は、プラズマ重合で構成され、 前記リボン状構造体は、対向する側面を有し 前記側面のそれぞれは、一つおきの金属層だけが露出し、隣り合う金属層は露 出しない コンデンサ用基体。 ２９． 請求項２８に記載されたコンデンサ用基体であって、 前記側面のそれぞれは、誘電体層のそれぞれが露出する コンデンサ用基体。 ３０． 請求項２８または２９に記載されたコンデンサ用基体であって、 前記側面のそれぞれは、導電体を有し、 前記導電体は、前記側面に露出する金属層と電気的に接触する コンデンサ用基体。 ３１． 請求項３０に記載されたコンデンサ用基体であって、 前記導電体は、スパッタリングされた金属である コンデンサ用基体。 ３２． 請求項３０に記載されたコンデンサ用基体であって、 前記導電体は、無電解メッキされた金属で構成される コンデンサ用基体。 ３３． 請求項２８または２９に記載されたコンデンサ用基体であって、 前記リボン状構造体は、厚みの薄いポリマー基層を含み、 前記ポリマー基層は、ウェブを形成する コンデンサ用基体。 ３４． 請求項２８または２９に記載されたコンデンサ用基体であって、 前記リボン状構造体は、別の構造体から長さ方向に分割して生産されたもので ある コンデンサ用基体。 ３５． コンデンサ用基体を製造する方法であって、６つの工程を含んでおり 、 第一の工程は、単一の反応容器を用意する工程であって、 前記反応容器は、内部が、金属被覆チャンバとプラズマ重合チャンバと基板チ ャンバに分けられており、 前記金属被覆チャンバは、金属付着装置を備え、 前記プラズマ重合チャンバは、プラズマ重合装置を備え、 前記基板チャンバは、金属付着マスクによって前記金属被覆チャンバから仕切 られ、ポリマー付着マスクによって前記プラズマ重合チャンバから仕切られ、 第二の工程は、前記基板が前記基板チャンバにあり、前記金属付着マスクに対 して第一の位置にある間に、前記金属被覆チャンバを制御し、第一の金属層を付 着させる工程であり、 第三の工程は、前記基板を、前記ポリマー付着マスクと位置が揃う場所に搬送 する工程であり、 第四の工程は、前記重合装置を制御することにより、前記第一の金属層の上に 誘電体層を形成する工程であり、 第五の工程は、前記基板を、前記金属付着マスクに対して第二の位置に揃うよ うに搬送する工程であり、 第六の工程は、前記基板が前記基板チャンバにあり、前記金属付着マスクに対 して前記第二の位置にある間に、前記金属被覆チャンバを制御し、第二の金属層 を付着させる工程である 製造方法。 ３６． コンデンサを製造する方法であって、積層構造工程と、セグメント工 程と、導体板取付工程と、コンデンサ工程を含んでおり、 前記積層構造工程は、誘電体の層と、金属ストリップの層を交互に形成するこ とにより、積層構造体を構成する工程であり、 前記金属ストリップは、電極を形成するためのものであって、離れた間隔で設 けられており、 積み重ねの方向に隣り合っている前記金属ストリップは位置がずれるように配 置され、 一つおきの前記金属ストリップは位置が揃うように配置されており、 前記セグメント工程は、前記積層構造体から１つないし複数のセグメントを切 り取る工程であって、前記セグメントは、幅が、整列して積み重ねられた積層構 造体内における１つの金属ストリップの幅に対応し、相対する２つのセグメント 側面を有し、 前記導体板取付工程は、前記セグメント側面のそれぞれに導電板を取り付ける 工程であり、 前記導電板は、端子を形成し、一つおきの金属ストリップのそれぞれの端部を 、電気的に接続し、 前記コンデンサ工程は、前記セグメントを長さ方向と交差する方向にスライス して、コンデンサを形成する工程である 製造方法。