JPS59135714A - 高誘電体薄膜積層フイルム - Google Patents
高誘電体薄膜積層フイルムInfo
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- JPS59135714A JPS59135714A JP879083A JP879083A JPS59135714A JP S59135714 A JPS59135714 A JP S59135714A JP 879083 A JP879083 A JP 879083A JP 879083 A JP879083 A JP 879083A JP S59135714 A JPS59135714 A JP S59135714A
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- JP
- Japan
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- film
- dielectric
- layer
- thin film
- capacitor
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- 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】
本発明は、小型で、かつ、静亀芥叶の大きなフィルムｌ
ンガンサの製造に供せられる積層フィルムに関するもの
である。重子機器の小型化に伴ない単位答積当りに収納
される電子部品点数が増加しで来ている。トランジスタ
やダイオードのような、境界に係る素子は集積回路作成
技術の進歩により極めて小型化されているが、それに対
し、コンデンサは電極面積に静戒容歇が正比例する特性
上、静電容量を低下させずに小型化するＣとは容易では
ない。特に１μＦ以上の静電答量を有するコンデンサは
、小型化が遅れている。
ンガンサの製造に供せられる積層フィルムに関するもの
である。重子機器の小型化に伴ない単位答積当りに収納
される電子部品点数が増加しで来ている。トランジスタ
やダイオードのような、境界に係る素子は集積回路作成
技術の進歩により極めて小型化されているが、それに対
し、コンデンサは電極面積に静戒容歇が正比例する特性
上、静電容量を低下させずに小型化するＣとは容易では
ない。特に１μＦ以上の静電答量を有するコンデンサは
、小型化が遅れている。
コンデンサの小型化には、二通りの方法がある。
一つは、誘電体の誘電率を大きくすることであり、もう
一つは、誘電体の厚さを薄くすることである１、従来の
方法では、前者においてにｉ、 ＴｉＯ２などの酸化物
、Ｂａ Ｔ ｉ Ｏ３などの強誘電体、ポリ弗化ビニリ
デン、シアノエチルセルロースなどの有機高分子、アク
リノンーテトラシアノギノジメタンなどの電荷移動錯体
などがある。
一つは、誘電体の厚さを薄くすることである１、従来の
方法では、前者においてにｉ、 ＴｉＯ２などの酸化物
、Ｂａ Ｔ ｉ Ｏ３などの強誘電体、ポリ弗化ビニリ
デン、シアノエチルセルロースなどの有機高分子、アク
リノンーテトラシアノギノジメタンなどの電荷移動錯体
などがある。
ＢａＴ１０３などの強誘電体は、誘電率が１．０．００
０を超えるものもあり、最も望ましい材料であるが、も
ろい欠点のために、フィルムにすることはできない。
０を超えるものもあり、最も望ましい材料であるが、も
ろい欠点のために、フィルムにすることはできない。
一方 、１５１Ｊ弗化ビニ１ｊデンなどの有機高分子？
Ｊ−誘電率ｔｒ１．１０程度と、はるかに低いが、強靭
でフィルム化も容易であるという利点がある３、そこで
、ＢａＴｉ０３ｆｚどの強誘′亀体粉末を、ｍ 機＋ｔ
’ｉＪ分子中に分散させて薄いフィルムを得ようとする
試みが進められているが、有機高分子の強靭さが損なわ
れるばかりでなく、両者の誘電率があ１りにも異なる為
に、電界が低銹電率のイ１機〜″６分子側に逃げてしま
い、特に期待される程の効果が得られない。また、両者
の界面では大きな′電位差が発生し、絶縁破壊を引き起
こすこともめる。また、後者においては、二軸延伸法に
よって、ポリエチレンプレフタレートのフィルムでは、
１〜２μ程１蜆の博いものが製直されるようになった。
Ｊ−誘電率ｔｒ１．１０程度と、はるかに低いが、強靭
でフィルム化も容易であるという利点がある３、そこで
、ＢａＴｉ０３ｆｚどの強誘′亀体粉末を、ｍ 機＋ｔ
’ｉＪ分子中に分散させて薄いフィルムを得ようとする
試みが進められているが、有機高分子の強靭さが損なわ
れるばかりでなく、両者の誘電率があ１りにも異なる為
に、電界が低銹電率のイ１機〜″６分子側に逃げてしま
い、特に期待される程の効果が得られない。また、両者
の界面では大きな′電位差が発生し、絶縁破壊を引き起
こすこともめる。また、後者においては、二軸延伸法に
よって、ポリエチレンプレフタレートのフィルムでは、
１〜２μ程１蜆の博いものが製直されるようになった。
試験的には共押出法や液体表面上への流延法によＩ）
ｌ ｐ以−Ｆのフィルムも作成されている。しかし、あ
まり薄いフィルムになると、製」青の困難さもさること
ながら、コ／′５″゛ノサに加工する工程にも特殊な方
法゛を必要とし、扱いにくくなる。つ１す、静電容量向
ヒの為に、やむを得ずとられる方法であり、もつと扱い
やすい厚さで、静電答縫を低下させず小型化できれば望
ましい２、 本発明者らはこのような状況に鑑み、小型で靜′屯芥爺
の犬＠なフイルムコンガ／ザの製直に供せられる高誘電
体フィルムを鋭意便覧の結果、本発明に至った。
ｌ ｐ以−Ｆのフィルムも作成されている。しかし、あ
まり薄いフィルムになると、製」青の困難さもさること
ながら、コ／′５″゛ノサに加工する工程にも特殊な方
法゛を必要とし、扱いにくくなる。つ１す、静電容量向
ヒの為に、やむを得ずとられる方法であり、もつと扱い
やすい厚さで、静電答縫を低下させず小型化できれば望
ましい２、 本発明者らはこのような状況に鑑み、小型で靜′屯芥爺
の犬＠なフイルムコンガ／ザの製直に供せられる高誘電
体フィルムを鋭意便覧の結果、本発明に至った。
すなわち、有機高分子組成物から成る可撓性フィルムを
基材とし、その片面もしくは両面に金部ＩＮ、膜から成
る市使層が積層され、さらにぞの市：極層面に高誘ｉ体
薄膜から成る誘゛亀体層が槓１４された構成を持つ積層
フィルムを用いれば、小型で静電容量の大きなフィルム
コンデンサがイ４られゐことを児い出したものである６
、 本発明における有機高分子組成物から成る円撓注フィル
ムは、現在フィルムコンデンサに用いられているポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリゾロピレン
、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリエーテルザル
ホン、ポリスチレン、ポリ弗化ビニリデン、ポリチ弗化
エチレン等のフィルムであってもよいし、また、ポリイ
ミド系、ホエーチルケトン、ポリ了りレート、ポリ塩化
ビニル等のフィルムであってもよい。
基材とし、その片面もしくは両面に金部ＩＮ、膜から成
る市使層が積層され、さらにぞの市：極層面に高誘ｉ体
薄膜から成る誘゛亀体層が槓１４された構成を持つ積層
フィルムを用いれば、小型で静電容量の大きなフィルム
コンデンサがイ４られゐことを児い出したものである６
、 本発明における有機高分子組成物から成る円撓注フィル
ムは、現在フィルムコンデンサに用いられているポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリゾロピレン
、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリエーテルザル
ホン、ポリスチレン、ポリ弗化ビニリデン、ポリチ弗化
エチレン等のフィルムであってもよいし、また、ポリイ
ミド系、ホエーチルケトン、ポリ了りレート、ポリ塩化
ビニル等のフィルムであってもよい。
つまり、下記方法により電極層と、誘電体層を積層させ
る為の基材として必要な特性と、コンデンサとして使用
される条件下での安定性を有Ｌ２ておれば、誘′唯率や
厚さは、本質的な問題とはならない。この点が従来のフ
ィルムコンデンザトｒ、ｔ 大きく異なる点である。も
つとも、厚さは、小ｊｕ化の為には薄い方が好−ましい
が、本発明では、扱いやすい厚さでも犬きｌ静′Ｆｉｆ
谷せを得られることを目的としている。
る為の基材として必要な特性と、コンデンサとして使用
される条件下での安定性を有Ｌ２ておれば、誘′唯率や
厚さは、本質的な問題とはならない。この点が従来のフ
ィルムコンデンザトｒ、ｔ 大きく異なる点である。も
つとも、厚さは、小ｊｕ化の為には薄い方が好−ましい
が、本発明では、扱いやすい厚さでも犬きｌ静′Ｆｉｆ
谷せを得られることを目的としている。
次に、このフィルム、Ｇ４．（の片面もしくは両面に金
属１１９膜から成る電極層を積層する。金属にはアルミ
ニウム、金、鋏などの導′亀性が良く、薄膜積層が容易
なものが選ばれる。特に価格においてアルミニウムが通
している。薄膜積層方法としては、真空＃漕法やス・ン
ツタリング法などが）Ｘばれる。
属１１９膜から成る電極層を積層する。金属にはアルミ
ニウム、金、鋏などの導′亀性が良く、薄膜積層が容易
なものが選ばれる。特に価格においてアルミニウムが通
している。薄膜積層方法としては、真空＃漕法やス・ン
ツタリング法などが）Ｘばれる。
薄膜のノ早さは、導電性および自己回仮倣能性においで
、０．０１〜０．１μ、特に望ましくは０．０３〜０．
０５μが通している。
、０．０１〜０．１μ、特に望ましくは０．０３〜０．
０５μが通している。
自己回復役能とは、誘電体層が絶縁破壊し、対向電極間
で短絡が発生した場合でも、その時発生する熱によって
その部分の成極が＃、発してしまう為に再び絶縁され、
コンデンサの機能が回復することであり、アルミはくな
どの厚い電（砥を用いたコンデンサにはない特長である
。
で短絡が発生した場合でも、その時発生する熱によって
その部分の成極が＃、発してしまう為に再び絶縁され、
コンデンサの機能が回復することであり、アルミはくな
どの厚い電（砥を用いたコンデンサにはない特長である
。
最鎌に、この電極層上に、高訪亀体＃膜を形成する。電
極層を暴利フィルムの両面に形成した場合、誘電体層は
、片側だけ形成してもよいし、両側に形成してもよい。
極層を暴利フィルムの両面に形成した場合、誘電体層は
、片側だけ形成してもよいし、両側に形成してもよい。
高誘電体としては、Ｔｊ、０２、Ｔａ２０５１１どの酸
化物、ＢａＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ２などの強誘電体が望
ましい。特にＢａＴｉＯ３において、Ｂａの一部を５ｒ
ｆ（どの金属で置きかえたものをよ、室温伺近での誘電
率が１０，０００を超えるものがあり、このような組成
の薄膜を選ぶことで、コンデンサは極めて小型化できる
。薄膜の形成法は、真空蒸潴法、スパッタリング法、イ
オンシレーディング法、プラズマＣＥＵＤ法などが選ば
れるが、尚誘磁体の尚い誘電率を十分に発揮させる為に
は、焼結により微結晶化させ／と尚銹′に体をターダッ
トに用いて、高周波ス・ぐツタリング法により薄膜を形
成させる方法が望ましい。特にマグネトロン方式の篩周
波ス・！ツタリング法が薄膜形成速度が速い点で通して
いる。誘電体１台の厚さは、目的とするユ１ンフ゛ンザ
に要求される静電容量と耐′α圧によつで過当な厚さを
選べばよい。
化物、ＢａＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ２などの強誘電体が望
ましい。特にＢａＴｉＯ３において、Ｂａの一部を５ｒ
ｆ（どの金属で置きかえたものをよ、室温伺近での誘電
率が１０，０００を超えるものがあり、このような組成
の薄膜を選ぶことで、コンデンサは極めて小型化できる
。薄膜の形成法は、真空蒸潴法、スパッタリング法、イ
オンシレーディング法、プラズマＣＥＵＤ法などが選ば
れるが、尚誘磁体の尚い誘電率を十分に発揮させる為に
は、焼結により微結晶化させ／と尚銹′に体をターダッ
トに用いて、高周波ス・ぐツタリング法により薄膜を形
成させる方法が望ましい。特にマグネトロン方式の篩周
波ス・！ツタリング法が薄膜形成速度が速い点で通して
いる。誘電体１台の厚さは、目的とするユ１ンフ゛ンザ
に要求される静電容量と耐′α圧によつで過当な厚さを
選べばよい。
小型化の為には、薄くする力が好ましいが、耐電圧が低
下する以外にも、ビンポールの元生ｍｕが増大する為に
、０．０１μ以下の厚みは夫用上慧味がない。また、尚
誘心体は、もろい性質の為に、積層フィルムをロール状
に巻き取って便うには１μ印、上の〜みは好ましくない
。
下する以外にも、ビンポールの元生ｍｕが増大する為に
、０．０１μ以下の厚みは夫用上慧味がない。また、尚
誘心体は、もろい性質の為に、積層フィルムをロール状
に巻き取って便うには１μ印、上の〜みは好ましくない
。
以上のように作成された積層フィルムは、１＋１ｊえば
ト記のように用いられる７、 第１図のように、基材フィルム（１）の片面に、ＩＬ電
極層２）を積層し、さらにその上にｒ拷′…：体層（３
）を積層した槓ｊ−フィルム（４）は、第２図のように
アルミは＜（５）と、輪部分ずらせて爪ね合せ核層・あ
るいは巻１すＩｆ、にとでコンブ″ンサを構成できζ）
。
ト記のように用いられる７、 第１図のように、基材フィルム（１）の片面に、ＩＬ電
極層２）を積層し、さらにその上にｒ拷′…：体層（３
）を積層した槓ｊ−フィルム（４）は、第２図のように
アルミは＜（５）と、輪部分ずらせて爪ね合せ核層・あ
るいは巻１すＩｆ、にとでコンブ″ンサを構成できζ）
。
また、第１図のＭ層フィルム（４）を２枚用いて、第３
図のように、両積；−ノイルム（４，４’）の誘電体層
（３，３′）が画情するよりに爪ね合わせて、ｆｊｔ層
あるいは巻回することでコンデンサを構成できる。第４
図のように基材フィルム（１）の両面に電極層（２）を
積層し、その片側の電極層上にのみ、誘電体層（３）を
積層し７た積層フィルム（６）は、第５図のように、２
枚をずらせて一方の４ｊｔ層フィルム（６）の１極ｌ−
のみ績１−シである向（２）と、他方の積層フィルム（
６′）の誘電体層の積層してろる囲（３′）が蜜所する
ように積層あるいは巻回することでコンデンサを構成で
きる。第６図のように糸材フィルム（］、 ）の両面に
、電極層（２，２）を積層し、その両側に、さらに誘′
屯体層（３，３）を禎ｊ脅した積層フィルム（７）は、
第７図のように、２枚をずらせて塩ね合わせ、積層ある
いは巻回することでコンデンサを構成できる。端部をず
らせるのは電極を取り出す為であり、導［１件樹脂や金
栖熔躬ｌどによりて電極が形成される。第３図や第７図
の構成では誘電体層が２層重ね合わさっており、誘一体
層に存在するピンホールによって短絡が生じる度合を極
めて有効に低減させることができる、。
図のように、両積；−ノイルム（４，４’）の誘電体層
（３，３′）が画情するよりに爪ね合わせて、ｆｊｔ層
あるいは巻回することでコンデンサを構成できる。第４
図のように基材フィルム（１）の両面に電極層（２）を
積層し、その片側の電極層上にのみ、誘電体層（３）を
積層し７た積層フィルム（６）は、第５図のように、２
枚をずらせて一方の４ｊｔ層フィルム（６）の１極ｌ−
のみ績１−シである向（２）と、他方の積層フィルム（
６′）の誘電体層の積層してろる囲（３′）が蜜所する
ように積層あるいは巻回することでコンデンサを構成で
きる。第６図のように糸材フィルム（］、 ）の両面に
、電極層（２，２）を積層し、その両側に、さらに誘′
屯体層（３，３）を禎ｊ脅した積層フィルム（７）は、
第７図のように、２枚をずらせて塩ね合わせ、積層ある
いは巻回することでコンデンサを構成できる。端部をず
らせるのは電極を取り出す為であり、導［１件樹脂や金
栖熔躬ｌどによりて電極が形成される。第３図や第７図
の構成では誘電体層が２層重ね合わさっており、誘一体
層に存在するピンホールによって短絡が生じる度合を極
めて有効に低減させることができる、。
以下に実施例をあげる。
実施例１
厚さ１２．５μのポリエチレンテレフタレートフィルム
ロールの両面に、厚さ０．０４ ｐで、了ルミニウムを
蒸着し、電極層とした。さらに、両側の１ｔｓｘ＠Ｉ。
ロールの両面に、厚さ０．０４ ｐで、了ルミニウムを
蒸着し、電極層とした。さらに、両側の１ｔｓｘ＠Ｉ。
層面に、誘電率が室温で８０の焼結し／こルチル型Ｔ」
−〇２ターケ゛ノドを用いて、マグネトロン方式高周波
ス・マツタリング装置で、厚さ０．０５μの誘電体層を
、片面ずつ二回に分けて各々積層１〜た。この積層フィ
ルムを第７図のように１００枚垣ね合わせ、電極を導電
性接層Ｍｌによって形成し、コンデンサを作成（７た。
−〇２ターケ゛ノドを用いて、マグネトロン方式高周波
ス・マツタリング装置で、厚さ０．０５μの誘電体層を
、片面ずつ二回に分けて各々積層１〜た。この積層フィ
ルムを第７図のように１００枚垣ね合わせ、電極を導電
性接層Ｍｌによって形成し、コンデンサを作成（７た。
コンデンサの大きさは厚さ１，３關、奥行５−Ｏｗで・
ちり、′笹極凹績ば６−８ｅ＋Ｊであった。
ちり、′笹極凹績ば６−８ｅ＋Ｊであった。
このコンデンサの靜覗谷ｈ１は４．２μ）゛であった。
比較例１
厚さ１２．５μのポリエチレンテレフタレートフィルム
ロールの片面に了ルミニウムを蒸着し、従来。
ロールの片面に了ルミニウムを蒸着し、従来。
のイ責層フィルムコンデ／ザを構成した。コンデンサの
大きさりま、厚さ１．３ｍｍ、中３．０閣、奥行５．０
間であり、加；極面Ｓは６．８ｅｒｌで、このコンデン
サの静電容−二は２．７ｎＦであった。
大きさりま、厚さ１．３ｍｍ、中３．０閣、奥行５．０
間であり、加；極面Ｓは６．８ｅｒｌで、このコンデン
サの静電容−二は２．７ｎＦであった。
実施例２
厚さδμのポリイミドフィルム「カシトン」（米国、Ｄ
ｕ ｐｏｎｔ社製）のテープの片面に厚さ０．０３μで
金を蒸着し、屯＋ｉ１．層とした。さらに、その電極層
面に、肪′亀率が室温で１８．ＬｌｏｏのＥａＴｉｏ３
系戸器で作成したターダットを用いて、マグネトロン方
式高周波スパッタリング装置で、厚さ０．１μの誘電体
層を形成した。この誘電体層はやや酸系成分が減少して
いたので、］浚素雰囲気中、３５０ ’Ｃで１時間加熱
し、組成を調節し７ヒ。このようにして得たポリイミド
フィルムテーノ゛を第３図のように重ね合亡、直径１団
の軸に巻＠句けて、巻回型のコンデンサを作成しンヒ。
ｕ ｐｏｎｔ社製）のテープの片面に厚さ０．０３μで
金を蒸着し、屯＋ｉ１．層とした。さらに、その電極層
面に、肪′亀率が室温で１８．ＬｌｏｏのＥａＴｉｏ３
系戸器で作成したターダットを用いて、マグネトロン方
式高周波スパッタリング装置で、厚さ０．１μの誘電体
層を形成した。この誘電体層はやや酸系成分が減少して
いたので、］浚素雰囲気中、３５０ ’Ｃで１時間加熱
し、組成を調節し７ヒ。このようにして得たポリイミド
フィルムテーノ゛を第３図のように重ね合亡、直径１団
の軸に巻＠句けて、巻回型のコンデンサを作成しンヒ。
コンデンサの大きさは、厚さ２．２咽、＋１］４．２咽
、奥行４．０咽であり、電極面積は１．４ｉであった。
、奥行４．０咽であり、電極面積は１．４ｉであった。
このコンデンサの靜α谷量は３８０μＦであつｌと。
第１．４．６図は本発明による積層ノイルレムの構成を
示す断面図であり、第２．３．５．７図は、本発明によ
る積層フィルムを用い／Ｃコノデノザの概念図である。 特許出願人 住友ベークライト株式会利第１図 第３図 第５図 ７・−ｑ 第７図 第２因 第４図 又２ 第６図
示す断面図であり、第２．３．５．７図は、本発明によ
る積層フィルムを用い／Ｃコノデノザの概念図である。 特許出願人 住友ベークライト株式会利第１図 第３図 第５図 ７・−ｑ 第７図 第２因 第４図 又２ 第６図
Claims (1)
- 有機篩分子組成物から成るａＪ撓性フィルムを基材と（
−１その片面もしくは両面に金属薄膜から成る電極１＠
が積層され、さらに、その電極層の片面もしくは両面に
、晶誘電体薄膜から成る誘電体層が積層された構成を持
つ積層フィルム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP879083A JPS59135714A (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | 高誘電体薄膜積層フイルム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP879083A JPS59135714A (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | 高誘電体薄膜積層フイルム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59135714A true JPS59135714A (ja) | 1984-08-04 |
Family
ID=11702654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP879083A Pending JPS59135714A (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | 高誘電体薄膜積層フイルム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59135714A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6818469B2 (en) | 2002-05-27 | 2004-11-16 | Nec Corporation | Thin film capacitor, method for manufacturing the same and printed circuit board incorporating the same |
| WO2014080832A1 (ja) | 2012-11-20 | 2014-05-30 | ダイキン工業株式会社 | 積層フィルム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4712433U (ja) * | 1971-03-12 | 1972-10-14 | ||
| JPS5450863A (en) * | 1977-09-28 | 1979-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laminated type film condenser |
-
1983
- 1983-01-24 JP JP879083A patent/JPS59135714A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4712433U (ja) * | 1971-03-12 | 1972-10-14 | ||
| JPS5450863A (en) * | 1977-09-28 | 1979-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laminated type film condenser |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6818469B2 (en) | 2002-05-27 | 2004-11-16 | Nec Corporation | Thin film capacitor, method for manufacturing the same and printed circuit board incorporating the same |
| WO2014080832A1 (ja) | 2012-11-20 | 2014-05-30 | ダイキン工業株式会社 | 積層フィルム |
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