JPS6398115A - コンデンサ用薄膜誘電体材料の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンデンサ用薄膜誘電体材料の製造方法に関
するものであり、産業上、有益に、小型・軽量化フィル
ムコンデンサを大量生産することを目的とする。

（従来の技術）（発明が解決しようとする問題点）コン
デンサの静電容量は、誘電体の誘電率と電極面積に比例
し、電極間距離に反比例する。従って、コンデンサの容
量を大きくするためには、誘電体の誘電率を大きくする
か、または、誘電体の厚みを薄くすることが必要とされ
る。

従来のフィルムコンデンサは、有機高分子フィルム自身
を誘電体として用いているため、誘電率は２〜５程度で
低く、また、フィルム厚みを薄くするにも、技術的問題
より２μｍ程度が限度であると考えられる。従って、静
電容量を大きくするには、何層にも多層巻きをしなけれ
ばならなかった。

また、最近では導電体上部にを機高分子を塗布して製造
するコンデンサも開発されているが、塗布膜厚みを１μ
ｍ以下に薄くすれば、電気絶縁性などに問題が生じてく
る。

一方、無機材料は有機高分子に比べて誘電率が高いが、
薄いフィルム状にすることが困難であるため、誘電率の
割りに静電容量が大きくとれない欠点があり、また、塗
布、焼成などの工程を経るため、加工費が高（つく。

そこで１本発明は従来のこのような欠点を解決するため
、誘電体膜厚が薄く、誘電率が大きく。

かつ絶縁性のよいコンデンサを製造することを目的とし
ている。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、前記コンデンサ用薄膜誘電体材料の産業
上、有益な製造方法を開発すべく鋭意研究を進めた結果
、有機高分子フィルムを支持体基板とし、その少なくと
も一方の面に下部電極としての導電性金属層、有機高分
子薄膜層、薄膜誘電体層、及び上部電極としての導電性
金属層を各層の必要パターンに応じて順次積層するとい
う本発明に到達したのである。

以下に２図面を参照して本発明を具体的に説明する。

まず、下部電極は、有機高分子フィルムの長手方向に、
必要な設計で非藩着部分が存在するように蒸着法、イオ
ンブレーティング法あるいはスパッタリング法を用いて
電極形成される。導電性金属層としては、アルミニウム
、亜鉛、金等があげられ、好ましくはアルミニウムを用
いるのがよい。

ただし、フィルムの長手方向とはフィルムの巻き取り方
向を意味し、フィルムの幅方向とは長手方向に交差する
方向を意味する。有機高分子フィルム基板（１）上に（
第１図）、テープ　マージン法、オイル　マージン法、
水溶性　マージン法あるいは蒸着マスク法により、フィ
ルムの長手方向に、必要な設計で下部電極（２）を形成
する（第２図）。

この下部電極上に、必要なパターンに応じて。

任意の幅で、それぞれの下部電極の片端に非印刷部分が
残るように有機高分子薄膜層（３）を形成する（第３図
）。有機高分子薄膜層としては、１ｋＨｚで測定した誘
電正接が１％以下であり、膜厚０．１〜０．７μｍの範
囲である熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び両者の混合物
を用いるのがよい。ただし、膜厚が０．１μｍ以下では
十分な電気絶縁抵抗が得られず、膜厚が０．７μｍ以上
では断面積あたり大きな静電容量が得られないので実用
的でない。たとえば、熱可塑性樹脂としては、ポリスチ
レン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、ポリイミド系
、ポリスルホン系、ポリプロピレン系、ボリアリレート
系、ポリエステル系等があげられ。

熱硬化性樹脂としては、尿素系、メラミン系、フェノー
ル系、エポキシ系、不飽和ポリエステル系。

゛アルキド系、ウレタン系等があげられる。通常。

好ましくはポリエステル系樹脂を用いるのがよいが、耐
熱性を必要とする場合には、ポリアミド系。

ポリイミド系、ポリスルホン系を用いるのがよい。

有機高分子層の形成方法としては、どのような方法を用
いてもよいが、コート法あるいは印刷法を用いるのが望
ましい。

その上に、薄膜誘電体Ｍ（４）を蒸着法、イオンブレー
ティング法あるいはスパッタリング法を用いて成膜する
（第４図）。その際、有機高分子薄膜層上に成膜するた
め、オイル　マージンを用いてパターンを形成する。薄
膜誘電体層としては。

硫化亜鉛、酸化鉛、酸化珪素、酸化チタン、イツトリウ
ム酸化物等があげられ、好ましくは硫化亜鉛を用いるの
がよい。また、その膜厚は０．１〜０．８μｍの範囲が
よい。ただし、膜厚が０．１μｍ以下では十分な電気絶
縁抵抗が得られず、膜厚が０．８μｍ以上では膜自身の
亀裂を生じ２歩留り率の低下を招く。

そして、その上に、上部電極としての導電性金属層を蒸
着法、イオンブレーティング法あるいはスパッタリング
法を用いて成膜する（第５図）。

その際、下部電極露出部以外の部分に成膜するために、
オイル　マージンを用いてパターンを形成する。また、
より高い電気絶縁抵抗及び誘電特性が望まれる場合には
、必要に応じて、薄膜誘電体層（４）と上部電極（５）
との間に有機高分子薄膜層を付加してもよい。

その後、スリッターにより切り出すことによって（６）
、コンデンサ用薄膜誘電体材料を得るのである（第６図
）。これらを所望の容量単位を得るため、任意の長さで
切り出すことによって巻き回し型コンデンサ、あるいは
単位容■を切り出し。

、積層することよってチップ型コンデンサを得るのであ
る。

以上、有機高分子フィルムを支持体基板とし。

その少なくとも一方の面に、下部電極としての導電性金
属層、有機高分子薄膜層、３膜誘電体層。

及び上部電極としての導電性金属層を順次積層してなる
コンデンサ用薄膜誘電体材料を製造するに際して、薄膜
誘電体層、上部電極各層のパターン形成にオイル　マー
ジン法を用いることにより。

連続大量生産が可能となり、産業上、有益であり。

かつ歩留りのよい製造が可能となったのである。

（実施例） 以下に実施例を示して９本発明を図面を参照して具体約
５こ説明する。

実施例１〜５ 支持体基板（１）として、フィルム厚６μｍのポリエス
テルフィルムを用い（第１図）、このフィルムの幅方向
に、１８ｍｍのピッチ、幅２１のパターンで、水溶性高
分子層として、ヒドロキシプロピルセルロース（ＴＣＩ
−Ｅ、Ｐ、、東京化成）をフィルムの長手方向にグラビ
ア印刷法により１μｍ形成した。次に、この上全面に、
ＡＩを下部電極（２）として、真空薄着法により０．０
６μｍ藩着し、水洗により水溶性高分子層ならびに水溶
性高分子層上のＡＩを同時に洗い出し、連続乾燥炉にて
水分を蒸発させた（第２図）。次に、有機高分子薄膜層
（３）として、それぞれの下部電極の片端に１皿、そし
て、それに隣接する下部電極の非蒸着部分にも１１１の
、計２龍の幅で非印刷部分が残るように２　フィルムの
長手方向にグラビア印刷法によりポリエステル樹脂（バ
イロン２００゜東洋紡）を０．３μｍ形成した（第３図
）。次いで。

この非印刷部分の両端を１１ずつ隠し、有機高分・子層
上に成膜できるような形になるように、オイル　マージ
ンを用いて硫化亜鉛薄膜誘電体層（４）をＲＦビイオン
ブレーティング法より形成した（第４図）。すなわち、
アルゴンをペルジャー内に導入し、真空度７　Ｘ　１０
−’Ｔｏｒｒに保ち、電圧２ｋＶ、周波数１３．５６　
ＭＨｚの高周波電界を１００Ｗ印加しながら、電子銃に
より硫化亜鉛蒸発母材を加熱蒸発させ、０．５μｍ形成
した。ただし、蒸発母材は純度９９．９９％の微粉末を
プレス成型し。

ｓ　ｏ　ｏ　”ｃで６時間真空焼結を行ったものを用い
た。

そして、この上に、下部電極露出部１龍と、その樹脂コ
ート側１　＋ｕの、計２關を隠すように、オイル　マー
ジンを用いて上部電極（５）としてＡＩを０．０６μｍ
真空蒸着した（第５図）。次に、スリッターにより、そ
れぞれの下部電極露出部と下部電極の非蒸着部分の間を
切断しく６）１巻き取り、コンデンサ用薄膜誘電体材料
を得た。

このコンデンサ用薄膜誘電体材料を素子巻機にかけて、
設計静電容量２０ｎＦ（実施例１）、４０ｎＦ（実施例
２）、６０ｎＦ（実施例３）、８０ｎＦ（実施例４）、
１００ｎＦ（実施例５）コンデンサ素子を形成した。こ
れらのコンデンサ素子に、亜鉛溶射により外部電極を形
成し、樹脂モールド後。

静電容量（１ｋＨｚで測定）、電気絶縁抵抗（３０Ｖで
測定）及び歩留り率を測定した。その結果を表１．に示
す。ただし２歩留り率はそれぞれサンプル１００点を作
成し、その内で、電気絶縁抵抗が５×１０９Ω以上のも
のを百分率で表したもので′ある。

表　　１゜ （発明の効果） 本発明によれば２次の効果を得ることができる。

（１）従来の金属化フィルムコンデンサと比較して、大
幅に小型化されたコンデンサ用薄膜誘電体材料を、産業
上、安価に製造できる。

（２）従来の薄膜コンデンサと比較して、電気絶縁抵抗
の大きい、誘電正接の小さなコンデンサ用薄膜誘電体材
料を９歩留りよく製造できる。

つまり、オイル　マージン法を用いることにより、従来
の方法に比べて工程が簡略化され、大幅なコストダウン
が可能となった。また同時に、誘電正接が低く、電気絶
縁抵抗１歩留り率の高いものを安定して製造することが
可能となった。本発明により製造された薄膜誘電体材料
は、従来のフィルムコンデンサの誘電体材料である金属
化フィルムに比べて、製造加工工程上の取り扱いはほと
んど変わらず、コンデンサ用の全く新規な優れた薄膜誘
電体材料を、産業上、有益に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は９本発明の概略図である。 １　有機高分子フィルム基板 ２　下部電極 ３　有機高分子薄膜層 ４　薄膜誘電体層 ５　上部電極 ６　切断位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機高分子フィルムを支持体基板とし、その少な
   くとも一方の面に下部電極としての導電性金属層、有機
   高分子薄膜層、薄膜誘電体層、及び上部電極としての導
   電性金属層を順次各層の必要なパターンに応じて積層し
   てなるコンデンサ用薄膜誘電体材料を製造するに際して
   、薄膜誘電体層及び上部電極のパターン形成にオイルマ
   ージン法を用い、下部電極、薄膜誘電体層及び上部電極
   は、蒸着法、イオンプレーティング法あるいはスパッタ
   リング法により形成され、有機高分子薄膜層はコート法
   あるいは印刷法により形成されることを特徴とするコン
   デンサ用薄膜誘電体材料の製造方法。
2. （２）下部電極が、有機高分子フィルムの長手方向に、
   必要な設計で非蒸着部分が存在するように電極形成され
   、有機高分子薄膜層は、下部電極の片端に非印刷部分が
   残るように、任意の幅で、必要なパターンに応じて形成
   され、かつ薄膜誘電体層は、有機高分子薄膜層より狭い
   幅で有機高分子薄膜層上に形成され、上部電極は、下部
   電極露出部を除いた部分に、任意の幅で、必要なパター
   ンに応じて形成されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のコンデンサ用薄膜誘電体材料の製造方法。