JPS5937564B2 - 電子部品の端面電極形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子部品、特に金属化フィルムコンデンサの端
面電極形成方法に関するもので、その目的とするところ
はフィルム厚みが５μ以下で且つ端面を揃えたコンデン
サ素子にもコンデンサ特性を低下させる事なく、端面電
極を実用的に形成する新規な方法を提供しようとするも
のである。

一般に金属化フィルムコンデンサは、薄膜蒸着電極各層
の導電化、リード端子との接続、素子の成形等を主な目
的として公選の方法のメタリコン（金属溶剤）によって
端面電極を形成している。

しかし、メタリコンは作業環境が悪く、材料歩留りが低
く、さらに基板表面が平滑であると密着が悪い等の基本
的な問題点を有している。

それは、メタリコンが金属線材或いは粉末をアーク又は
ガス炎によって溶かし空気等によって勢い良く吹きつけ
て、基板に金属微粒子を付着させる方法である事と、付
着粒子径の大きさが最小でも５〜２０μある事と付着形
態が機械的付着である事に起因している。

従って、コンデンサの端面電極形成においても、メタリ
コン法によるときは上記問題点を有しているのは勿論、
端面電極層を厚くする事が必要であシ、電極膜厚のバラ
ツキが大きく、素子寸法が不揃いにな択被覆金属がモロ
イため後加工で脱落が発生し特性不良となる等の難点が
あり１さらに付着しなかった金属は酸化されておシ再利
用不能であるため材料ロスが太きい等の問題点を有して
いた。

又、最近電子部品の小形イに軽量子−低価格化が要望さ
れるようになシ、フィルムコンデンサもフィルムを薄く
シ、端面を断裁やスリッタ仕上げによってきれいに揃え
、端面電極材料を少なくする加工法が要求されている。

つまシ、静電容量ＣはＣ＝εＳ／、（εは誘電率、Ｓは
対抗電極の面積、ｔは誘電体の厚み）で表わされるよう
に、同−静電容量を得るにｔを薄くすると、Ｓも小さく
てよく小型化される。

例えば、１０μのフィルムを使用したコンデンサは素子
体積が約８分の１である。

又、断裁やスリッタ仕上げしたコンデンサ寸法が揃い易
く、作業性が向上し、コストが安くなる。

しかし、フィルム厚が５μ以下で断裁等により端面を揃
えたコンデンサ素子にメタリコンによって端面電極を形
成する事は出来なかった。

それは、メタリコン粒子が最小で５〜２０μであるため
５μ以下のフィルムを使用した際のマージン部の空間隔
が５〜６μ以下となシ、マージン部に充分にメタリコン
粒子が入り込まないために電気接触と金属付着が充分得
られない事と単に巻回して形成サレルコンデンサ素子端
面に一般に生じるようなフィルム端のズレによる凹凸が
端面を揃えることでなくなシ、付着強度が極端に悪くな
る事によると考えられる。

又金属粒子が小さい事から真空中での加工法が考えられ
るが、蒸着では付着強度が得られず、特性も不満足でア
シ、スパッタリングも実用化されていない。

スパッタリングは一般に１０ １〜１０’ｔｏｒｒ程度
のアルゴン’（Ａ ｒ ）ガス中でグロー放電を起こし
Ａｒガスイオンがターゲット金属表面に衝突し、素子面
の金属原子が外部にたたき出される際の金属原子とその
持っているエネルギーを利用して基波に金属を付着させ
る方法であり、ターゲットから放出された２次電子が電
界で加速されて基板に衝撃を与えられるため基板の温度
上昇が太きいという特徴を持っている。

基板の温度上昇を避けるために基板冷却構造を備えても
基板 。

であるコンデンサ素子の熱伝導が悪いため冷却効果がほ
とんど得られない。

又、基板の温度上昇を抑えるための他の方法として、グ
ロー放電を極力弱くし、パワーを下げると、付着速度が
非常に低下し理論的には端面電極を形成する事が出来る
も 。

のの実用的ではない。

つまＤ多量のコンデンサ素子に低価格で端面電極を形成
する事はスパッタリングでは不可能であシ、実用化され
なかったのである。

近来、マグネトロン型の電極を有するスパッタ ・リン
グ装置が開発されて実用化されている。

この装置では、磁界が強いと電子が陽極手前で引返し再
び陰極方向に引戻される性質を利用してプラズマを収束
され、基板がターゲットから放出された２次電子に衝撃
されないため、基板温度上昇は抑えられる。

特にターゲットが平板型のマグネトロン型スハッタリン
グ装置では電子はホールドリフトとして良く知られてい
るサイクロイド運動を行ない、この電子の運動がイオン
化を促進するため高能率でスパッタリングされ、金属の
付着速度が速くなる。

本発明はこのマグネトロン型の電極構造を有すルスハッ
タリング装置を利用するもので、このスパッタリング装
置を「低温スパッタリング装置」、この装置を利用した
スパッタリングを「低温スパッタリング」と称弘従来か
らの「スパッタリング」と区別する。

尚、通例のスパッタリングのみを用いた方法としては、
以下に示すものがある。

真空ペルジャー内に下部に互いに極性の異なる１対の磁
石を有し、かつ高周波電源と整合装置を介して連結され
たターゲットホルダー上にｓＣｕのターゲットを置き、
コンデンサの端面をターゲットと対向させ、かつ自転可
能になるように回転導入機に連結させて、コンデンサ素
子をセットし真空ポンプによってペルジャー内を２Ｘ１
０ ’ｔｏｒｒにした後、Ａｒガスを５ Ｘ １０−
３ｔｏｒｒに入れ、高周波電源２ＫＷで素子を自転させ
る事にょ多素子の両端面にＣｕを３μずつ低温スパッタ
リングによって析出させた後、高周波電源を切り、常圧
に戻しコンデンサを取出す。

尚磁界は永久磁石によった。

第１図、（端面ずれが０．５ｍ／ｒｒｌの時のメタリコ
ンと、低温スパッタリングによって端面電極を形成した
コンデンサのｔａｎδとフィルム厚との関係を示すグラ
フ）、第２図（フィルム厚が３．５μの時のメタリコン
と低温スパッタリングによって端面電極を形成したコン
デンサのｔａｎδと端面ずれの大きさとの関係を示すグ
ラフ〕に示すように、メタリコンと本発明方法とを比較
するとフィルム層が薄くなる程、又端面がそろってくる
程、低温スパッタリングによるコンデンサ端面電極の形
成方法が優れている事が明らかである。

しかし、上記に示す方法では、端面電極は平面に形成さ
れるため、ズレは生じないものの尚十分な強度を必要と
する場合があった。

以下にこの要望を満足させるものとして、本発明の一実
施例を示す。

Ｘ空ペルジャー内にターゲットの側上部に互いに極性の
異なる１対の磁石を有し、かつ直流電源と連結されたタ
ーゲットホルダー上にＣｕのターゲットを置き、高周波
電源と整合装置を介して連結されたターゲットと対向し
、かつ回転可能なサブストホルダーにコンデンサの端面
がターゲットと直角になるように、コンデンサ素子をセ
ットし、真空ポンプによってペルジャー内を２Ｘ１０
’ｔｏｒｒにした後、Ａｒガスを３ Ｘ １０−３ｔ
ｏｒｒに入し、高周波電源によって、０．５ｗ／ＣＩｎ
２のパワーテ素子を２分間エツチングし、高周波電源を
切シ直流電源２ＫＷで素子を自転さ−せる事によ多素子
両端面にＣｕを３μずつ、低温スパッタリングによって
析出させた後直流電源を切り、常圧に戻し、コンデンサ
を取出す。

尚磁界は永久磁石によった。フィルムの端面のずれがな
い素子にコーティングした結果、第３図のグラフに示す
ように、エツチングの有無はコンデンサ特性（ｔａｎδ
）に影響を及ぼしている。

これはフィルムとＡｔとのエツチング速度が違い、特に
ＡＩ！、が遅いため、第４図口に示すようにＡ７層が大
きく露出し、Ｃｕとの接触がスムーズに行なわれる為と
考えられる。

上記のように、低温スパッタによるコンデンサの端面電
極形成方法は優れておち、低温スパッタを、コンデンサ
端面電極形成に適用させるという点で、本発明は特徴を
有している。

なお、端面電極金属はＣｕに限るものではない。

又、低温スパッタリングによって、電子部品の端面電極
を形成するに当って、端面電極には、■特性が満足され
る、■リード付加工が容易である、■半田にすい取られ
る事がない、■機械的強度が充分である。

■耐環境性が良い、■低価格である等の項目が要求され
る、この条件を満足させるため、本発明では以下に示す
実施例を採用することもある。

即ち、スパッタリングによる電極層に加えて機械的強度
を高める導電層を設けて端面電極を構成した。

第５図は他実施例によって完成したコンデンサであ仄
１は素子、２は電極層、３は導電層、４は端面電極、５
はリード線、６は外装である。

以下実施例を示す。

実施例 １ 低温スパッタリングによシミ子部品素子１に電極性２と
して３μのＣｕを設けた後、低温−・ンダ、即ち素子端
面を半田槽に浸ける事によって導電層３を０５１ｍ／ｒ
ｒ］形成して端面電極４とした。

この端面電極は、積層型コンデンサの電極各層を固着す
るに充分な強度を有し、リード付は半田メッキしたリー
ド線５と、導電層３の半田を再溶融する事で簡単に出来
る利点を有し、さらに溶接によってリード付される。

実施汐ＩＩ２ 低桶スパッタリングによシミ極層として３μのＡ、？を
設けた後、導電性塗料を塗布して０．０５ｍ／ＩＴＩの
導電層を形成して端面電極とする。

この端面電極はリード付として半田を用いてもＡ、Ｐが
半田中にすい取られる事がない。

導電性塗料はカーボン系を用いれば安価である。

実施例 ３ 低温スパッタリングによシミ極層として３μのＳｎを設
けたｌ、Ｓｎのメタリコンによシ導電層を０．２ ｍ／
ｍ形成して端面電極とする。

この端面電極は、従来メタリコンによって端面電極を形
成していた電子部品、例えばコンデンサの生産ラインの
変更なく容易に半田付や溶接によシリード線が引出せ機
械的強度も充分である。

実施例 ４ （、ｌスパッタリングによシミ極層として３μのＡｔを
設けた後、低温スパッタリングの真空を破らず、Ｃｕを
さらに３μ低温スパツタリングによシ析出させ導電層を
形成し、端面電極とする。

この実施例においてＣｕは、Ａｒガスのリークを止め１
Ｏ−５ｔｏｒｒの真空にした後蒸着によって析出させて
も良い結果が得られる。

上記端面電極は、さらに半田を被覆しても良いが、その
ままでも半田付けによってリード線が引出せる。

以上に示した実施例は、それぞれ金属の組合わせや厚み
、導電層の形成方法を限定するものでない事は言うまで
もないが、いずれも電極層だけでは得られない作業性の
向上や強度の向上、特性の安定化等に多大の効果が認め
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はコンデンサ特性とフィルム厚及び端面
ずれの大きさとの関係を示すグラフ、第３図はエツチン
グの有無によるコンデンサ特性とフィルム厚との関係を
示すグラフ。 第４図イ、口はエツチングの前後の端面を示す模式図、
第５図は本発明方法の１実施例で完成した電子部品の端
面断面図。 １・・・・・・電子部品、２・・・・・・電極層、３・
・・・・・導電層、４・・・・・・端面電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子部品の端面にマグネトロン型に電極構造を有す
   る低温スピツタリング装置により、電子部品の耐熱温度
   以下で、逆スパツタを施して端面をエツチングした後、
   電子部品の耐熱温度以下で金属化被膜を施し、端面電極
   とすることを特徴とする電子部品の端面電極形成方法。 ２ 端面電極として、金属化被膜から成る電極層と、導
   電層から成る端面電極とした特許請求の範囲第１項記載
   の電子部品の端面電極形成方法。 ３ 導電層として、電子部品の劣化温度以下の融点を有
   する低融点金属で形成した導電層とした特許請求の範囲
   第２項記載の電子部品の端面電極形成方法。 ４ 導電層として、導電性塗料を塗布した導電層とした
   特許請求の範囲第２項記載の電子部品の端面電極形成方
   法。 ５ 導電層として、メタリコンによフ形成した導電層と
   した特許請求の範囲第２項記載の電子部品の端面電極形
   成方法。 ６ 導電層として、真空メッキ加工によ多形成した導電
   層とした特許請求の範囲第２項記載の電子部品の端面電
   極形成方法。