KR20010032207A - 적층체, 콘덴서, 및 적층체의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체(511)상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법에 있어서, 상기 패터닝 재료를 수지층 표면에 비접촉으로 부착시킨다. 이에 의해, 수지층과 띠모양의 전기적 절연 부분으로 분할된 금속 박막층으로 이루어지는 적층 단위를 다수 적층하여 이루어지는 적층체를 안정적으로 제조할 수 있다. 얻어진 적층체는 소형화·고성능화·저비용화가 요구되는 콘덴서 등에 사용할 수 있다.
Description
[제 1 발명에 대해]
수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체는 자기 테이프 등의 자기 기록 매체, 포장용 재료, 전자 부품 등 광범위하게 사용되고 있다.
이러한 적층체에 사용되는 수지층의 제조 방법으로는, 수지 재료를 용융후 연신 막제조하여 자기 지지성이 있는 필름을 얻는 방법 외에, 지지체에 수지 재료를 용제로 희석한 용액을 도포한 후, 건조 경화시켜 얻는 방법 등이 실용화되어 있다. 그러나, 이들 방법에 의해 얻어지는 수지층은 두께가 고작 1 ㎛ 정도까지이며, 보다 얇은 수지층을 안정적으로 얻는 것은 곤란하다. 또, 전자의 방법은 제조 설비가 대형이 되고, 또 후자의 방법은 용제에 의해 환경상 바람직하지 않은 경우가 있고, 또 건조 후의 도막에 결함이 발생하는 경우가 많다.
이에 대해, 박막의 수지층이 안정적으로 얻어지고, 상기 문제도 발생하지 않는 방법으로서, 진공중에서 지지체상에 수지 박막을 형성하는 방법이 제안되고 있다. 이것은 진공중에서 수지 재료를 기화시킨 후, 지지체에 부착시켜 박막화시키는 것으로서, 이 방법에 의하면 공극 결함이 없는 수지 박막층을 형성할 수 있다고 한다.
한편, 금속 박막층의 형성은 고속으로 이동하는 지지체상에 진공 증착하는 방법이 대량 생산에 적합하여, 공업적으로 실용화되어 있다.
또, 전자 부품 용도를 중심으로 금속 박막층의 패터닝, 즉 특정 영역에만 금속 박막층을 형성하는 것이 행해지고 있다. 예를 들면, 금속 박막층이 형성되어 있지 않은 부분을 절연 영역으로 하고, 금속 박막층을 복수로 분할함으로써 전위가 다른 금속 박막층을 적층체중에 형성할 수 있다.
금속 박막층을 패터닝하는 방법으로서 오일 마진이라 불리우는 방법이 알려져 있다. 이것은 미리 오일 등의 패터닝 재료를 지지체상에 얇게 형성한 후, 금속 박막을 금속 증착 등에 의해 형성하면, 패터닝 재료상에는 금속 박막층이 형성되지 않는 성질을 이용하는 것이다.
오늘날의 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체에 대한 요구는 점점 소형화·고성능화·저비용화의 방향으로 향하고 있다. 예를 들면, 수지층과 패터닝화된 금속 박막층으로 이루어지는 적층 단위를 복수층 적층함으로써, 각종 요구 특성을 만족시키거나 특정 기능을 부여하거나 하여, 소형화와 고성능화를 양립시키는 것이 검토되고 있다. 또, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 주회하는 지지체상에서 연속적으로 적층해 감으로써 저비용화를 도모하는 검토가 이루어지고 있다.
그러나, 주회하는 지지체상에서 수지층과 금속 박막층을 차례로 몇 층이나 적층하여 적층체를 제조할 때, 수지층의 적층 후로서 금속 박막층의 적층 전에, 패터닝 재료를 특정 형상으로 부착시켜 금속 박막층을 특정 영역에 적층하려 하면, 적층 표면의 거침, 수지층이나 금속 박막층의 핀홀(적층 빠짐), 금속 박막층의 적층 영역의 불안정화(예를 들면, 원하는 적층 영역으로부터의 불거짐, 또는 그 반대) 등의 문제가 발생하는 것이 판명되었다. 이러한 문제는 수지층에 패터닝 재료를 도포하여 금속 박막층을 형성함으로써 공정이 종료되었던 종래의 2 층 적층체의 제조 방법에서는 특별히 보이지 않았던 문제이다. 게다가, 이들 문제는 특히 각 층의 적층 두께가 얇아지면 얇아질수록 현저해지는 경향이 있었다.
[제 2 발명에 대해]
오늘날의 전자 부품에 대한 소형화, 고성능화에 대한 요구는 점점 커져가고 있으며, 콘덴서에 대해서도 예외는 아니다. 콘덴서의 용량은 유전체의 유전율이 동일하면, 유전체의 면적에 비례하고 유전체층의 두께에 반비례한다. 따라서, 콘덴서를 소형화하면서, 그 용량을 유지 또는 증대시키기 위해서는, 유전체층의 두께를 얇게 하고, 또 용량 발생 부분의 유효 면적을 증대시키는 것이 유효한 수단이다.
콘덴서 등의 전자 부품에 사용되는 유전체층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체로는, 필름 콘덴서용 적층체가 알려져 있다. 이것은 폴리에스테르(PEN, PET 등), 폴리올레핀(PP 등), PPS 등의 수지 필름에, 알루미늄 등의 금속 박막을 진공 증착법, 스퍼터 등으로 적층한 금속화 필름을 적층 또는 권회하여 이루어지는 것이다.
그러나, 수지 필름의 두께는 그 제조 공정상 또는 그 후의 필름의 취급성, 가공성 등의 제약에서, 그 박막화에는 한계가 있다. 현재 사용되고 있는 필름 콘덴서용 필름 두께는 고작 1.2 ㎛ 정도까지이며, 유전체층의 박막화, 콘덴서의 체적을 유지한 채로의 용량 발생 부분의 유효 면적의 증대의 어느 것도 한계에 달해 있으며, 이것이 필름 콘덴서의 소형화, 고용량화의 양립을 저해하고 있었다.
한편, 유전체층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체에 있어서, 종래의 필름 콘덴서와는 전혀 다른 제조 방법에 의해, 유전체층의 두께를 1 ㎛ 정도로 한 콘덴서가 제안되어 있다(특공소 63-31929호 공보, U.S.P 5,125,138 등).
그러나, 특공소 63-31929호 공보에 개시된 콘덴서는 금속 박막층(전극층)을 적층 방향으로 기울어지게 하여 콘덴서 측부에 밀접시켜 전극으로 하는 구조이며, 금속 박막층의 경사 부분에서 금속 박막층이 파단되기 쉬운 문제가 있다. 또, 종래의 칩형 필름 콘덴서와 외관 형상이 크게 상이하여, 실장상 특별한 배려가 필요하다는 문제도 있다.
한편, U.S.P 5,125,138 에는 금속 박막층(전극층)을 기울어지게 하지 않고 적층체의 측부에 노출시킨 적층체가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 적층체에서는 적층체 전체에서 봤을 때, 금속 박막층의 적층수가 적은 부분에서는 그 이외의 부분과 적층 두께가 크게 상이한 결과, 금속 박막층의 적층수가 적은 부분의 적층 방향 상면에 오목부가 발생한다. 이 오목부는 적층체를 프린트 기판으로 땜납 실장을 행할 경우, 핸들링성을 악화시키고, 땜납의 습성(濕性)에도 악영향을 미친다. 또, 오목부 주변의 유전체층 및 금속 박막층은 경사 또는 완곡하므로, 적층 두께가 얇아져 콘덴서로서 사용한 경우에, 내전압의 저하, 유전체층의 핀홀, 금속 박막층의 도전 불량 등을 초래한다. 또한, 이러한 오목부는 적층체 자체의 제조도 곤란하게 한다. 이러한 오목부는 유전체층의 두께가 얇아지고(예를 들면 1 ㎛ 이하), 또한 적층수가 많아짐에(예를 들면 100 층 이상, 특히 1000 층 이상) 따라, 보다 현저하게 발생한다. 따라서, 이러한 적층체에서는 콘덴서의 소형화, 고용량화를 실현하는 것은 여전히 곤란했다.
본 제 1 발명은 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 수지층과, 이 위에 임의의 형상으로 적층한 금속 박막층으로 이루어지는 적층 단위를 복수층 적층하여 적층체를 제조하기에 바람직한 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
또, 본 제 2 발명은 유전체층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체에 관한 것이다. 특히, 콘덴서 등의 전자 부품에 바람직하게 사용할 수 있는 적층체에 관한 것이다.
도 1 은 본 제 1 발명의 제조 방법을 실시하기 위한 제조 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 개략도이다.
도 2 는 패터닝 재료 부여 장치의 일례의 정면도이다.
도 3 은 도 2 의 Ⅰ-Ⅰ선 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 4 는 패터닝 재료 부여 장치의 정면에서 본 미세구멍의 형상의 예를 나타낸 개략도이다.
도 5 는 패터닝 재료 부여 장치에 기화시킨 패터닝 재료를 공급하는 경우의 구성의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 6 은 패터닝 재료 부여 장치에 기화시킨 패터닝 재료를 공급하는 경우의 구성의 다른 일례를 나타낸 개략도이다.
도 7 은 패터닝 재료 부여 장치에 패터닝 재료를 액체 상태인채로 공급하는 경우의 구성의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 8 은 패터닝 재료 부여 장치에 패터닝 재료를 액체 상태인채로 공급하는 경우의 구성의 다른 일례를 나타낸 개략도이다.
도 9 는 패터닝 재료 부여 장치의 다른 일례의 정면도이다.
도 10 은 도 9 의 패터닝 재료 부여 장치의 노즐 헤드를 정면에서 본 부분 확대도이다.
도 11 은 패터닝 재료 부여 장치의 또 다른 일례의 정면도이다.
도 12 는 도 11 의 패터닝 재료 부여 장치의 노즐 헤드를 정면에서 본 부분 확대도이다.
도 13 은 도 10 의 Ⅱ-Ⅱ선 화살표 방향에서 본 미세 구멍의 부분 단면도이다.
도 14 는 패터닝 재료 부여 장치의 후퇴 및 패터닝 재료의 부착 위치의 이동을 행하기 위한 장치의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 15 는 본 제 1 발명의 제조 방법을 실시하기 위한 제조 장치의 다른 일례를 모식적으로 나타낸 개략도이다.
도 16 은 평판상의 적층체 모소자의 개략 구성의 일례를 나타낸 일부 사시도이다.
도 17 은 칩 콘덴서의 개략 구성을 나타낸 사시도이다.
도 18 은 본 제 2 발명의 적층체의 일례의 두께 방향(적층 방향) 단면도이다.
도 19 는 도 18 의 Ⅲ-Ⅲ선 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 20 은 본 발명 이외의 적층체의 일례의 두께 방향(적층 방향) 단면도이다.
도 21 은 본 제 2 발명의 적층체의 다른 일례의 두께 방향(적층 방향) 단면도이다.
도 22 는 도 21 의 Ⅳ-Ⅳ선 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 23 은 양측에 보강층을 적층한 본 제 2 발명의 적층체의 일례의 두께 방향(적층 방향) 단면도이다.
도 24 는 도 23 의 Ⅴ-Ⅴ선 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 25 는 양측에 보강층을 적층한 본 제 2 발명의 적층체의 다른 일례의 두께 방향(적층 방향) 단면도이다.
도 26 은 도 25 의 Ⅵ-Ⅵ선 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 27 은 양측에 보호층을 적층한 본 제 2 발명의 적층체의 일례의 두께 방향(적층 방향) 단면도이다.
도 28 은 본 제 2 발명의 적층체의 측면에 외부 전극을 형성한 예를 나타낸 개략 사시도이다.
도 29 는 본 제 2 발명의 적층체의 제조 방법을 실시하기 위한 제조 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 개략도이다.
도 30 은 패터닝 재료 부여 장치의 일례의 개략 사시도이다.
도 31 은 패터닝 재료 부여 장치의 후퇴 및 패터닝 재료의 부착 위치의 변경을 행하기 위한 장치의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 32 는 평판상의 적층체 모소자의 개략 구성의 일례를 나타낸 일부 사시도이다.
도 33 은 평판상의 적층체 모소자의 개략 구성의 다른 일례를 나타낸 일부 사시도이다.
도 34 는 실시예 3 의 칩 콘덴서의 개략 사시도이다.
도 35 는 비교예 2 의 칩 콘덴서의 개략 사시도이다.
[제 1 발명에 대해]
본 제 1 발명의 목적하는 바는, 수지층과 특정 영역에만 적층한 금속 박막층으로 이루어지는 적층 단위를 다수 적층하여 이루어지는 적층체를 안정적으로 제조하는 방법을 제공함으로써, 이러한 적층체에 대한 상기 소형화·고성능화·저비용화 의 요구를 달성하는 것에 있다.
본 제 1 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 이하의 구성을 취한다.
즉, 본 제 1 발명의 제 1 적층체의 제조 방법은 수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서, 패터닝 재료를 수지층 표면에 비접촉으로 부착시키는 것을 특징으로 한다.
또, 본 제 1 발명의 제 2 적층체의 제조 방법은 수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서, 금속 박막층을 적층하는 공정 후로서 수지층을 적층하는 공정 전에, 잔존하는 패터닝 재료를 제거하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
또, 본 제 1 발명의 제 3 적층체의 제조 방법은 수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서, 상기 패터닝 재료가 에스테르계 오일, 글리콜계 오일, 불소계 오일 및 탄화수소계 오일로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1 종의 오일인 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 ∼ 제 3 에서의 적층체의 제조 방법에 의하면, 적층 두께를 얇게 하여도, 적층 표면의 거침, 수지층이나 금속 박막층의 핀홀, 금속 박막층의 적층 영역의 불안정화 등의 문제를 갖지 않는 적층체를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 적층체는 소형화·고성능화·저비용화가 요구되는 각종 용도, 예를 들면 자기 테이프 등의 자기 기록 매체, 포장용 재료, 전자 부품 등 광범위하게 사용할 수 있다.
[제 2 발명에 대해]
본 제 2 발명의 목적으로 하는 바는, 유전체층과 금속 박막층의 적층체에 있어서, 금속 박막층의 파단이 발생하기 어렵고, 콘덴서로서 사용한 경우에는, 종래의 필름 콘덴서와 외관 형상이나 구조가 유사한 것에서, 실장에 있어서 특별한 배려를 요하지 않으며, 그러면서 소형화, 고용량화라는 요구도 양립할 수 있는 적층체 및 콘덴서를 제공하는 것에 있다. 또, 본 제 2 발명의 목적은 이러한 특성을 갖는 적층체의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 제 2 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 이하의 구성을 취하는 것이다.
즉, 본 제 2 발명의 제 1 적층체는 두께 1 ㎛ 이하의 유전체층과, 상기 유전체층의 편면에 적층되고, 띠모양의 전기적 절연 부분에 의해 구별되는 제 1 금속 박막층과 제 2 금속 박막층으로 이루어지는 적층 단위를 100 층 이상 적층하여 이루어지는 적층체로서, 인접하는 상기 적층 단위의 상기 전기적 절연 부분의 적층 위치가 다름과 동시에, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치가 적층체 전체에서 동일하지 않은 것을 특징으로 한다.
또, 본 제 2 발명의 제 2 적층체는 두께 1 ㎛ 이하의 유전체층과, 상기 유전체층의 편면상으로서, 그 일단에 존재하는 띠모양의 전기적 절연 부분을 제외한 부분에 적층된 금속 박막층으로 이루어지는 적층 단위를 100 층 이상 적층하여 이루어지는 적층체로서, 인접하는 상기 적층 단위의 상기 전기적 절연 부분이 서로 역측으로 위치하도록 적층되어 있고, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 폭이 적층체 전체에서 동일하지 않은 것을 특징으로 한다.
또, 본 제 2 발명의 콘덴서는 상기 제 1 또는 제 2 적층체를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 제 2 발명의 적층체의 제조 방법은 수지 재료를 부착시켜 유전체층을 형성하는 공정과, 상기 유전체층상에 패터닝 재료를 띠모양으로 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 소정 회수 반복함으로써, 유전체층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서, 2n 회째(n 은 자연수)의 패터닝 재료의 부착 위치를 2n-1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치와 다르게 함과 동시에, 2n 회째의 패터닝 재료의 부착 위치를 모두 동일 위치로 하지 않고, 또 2n-1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치를 모두 동일 위치로 하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 제 2 발명은 상기의 구성으로 함으로써, 이하의 효과를 발휘하는 것이다.
즉, 본 제 2 발명의 적층체는 상기 제 1 또는 제 2 의 구성으로 함으로써, 금속 박막층의 파단이 발생하기 어렵고, 콘덴서로서 사용한 경우에는 종래의 필름 콘덴서와 외관 형상이나 구조가 유사한 점에서, 실장시에 특별한 배려를 요하지 않고, 그러면서 소형화, 고용량화를 실현할 수 있다.
또, 본 제 2 발명의 적층체의 제조 방법에 의하면, 상기의 적층체를 간편한 방법으로 효율적이고 값싸게 제조할 수 있다.
[제 1 발명에 대해]
(실시형태 1)
도 1 은 본 제 1 발명의 제조 방법을 실시하기 위한 제조 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 개략도이다.
일정한 각속도 또는 주속도로, 도중의 화살표 방향으로 회전하는 원통 형상의 캔 롤러(511)의 하부에 금속 박막층 형성 장치(514)가 배치되고, 이것에 대해 캔 롤러(511)의 회전 방향 하류측에 수지층 형성 장치(512)가, 상류측에 패터닝 재료 부여 장치(513)가 각각 배치되어 있다.
캔 롤러(511)의 외주면은 평활하게, 바람직하게는 경면상으로 마무리되어 있으며, 바람직하게는 -20 ∼ 40 ℃, 특히 바람직하게는 -10 ∼ 10 ℃ 로 냉각되어 있다. 회전 속도는 자유롭게 설정할 수 있으나, 15 ∼ 70 rpm 정도, 주속도는 바람직하게는 20 ∼ 200 m/min 이다.
수지층 형성 장치(512)는 수지층을 형성하는 수지 재료를 증발 기화 또는 무화(霧化)시켜, 캔 롤러(511) 표면을 향해 방출한다. 수지 재료는 캔 롤러(511)의 외주면에 부착하여 수지층을 형성한다. 수지 재료로는 이렇게 증발 기화 또는 무화시킨 후, 퇴적시켜 박막을 형성할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 적층체의 용도에 따라 적절하게 선택할 수 있으나, 반응성 모노머 수지인 것이 바람직하다. 예를 들면, 전자 부품 재료 용도에 사용하는 경우에는, 아크릴레이트 수지 또는 비닐 수지를 주성분으로 하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머, 다관능 비닐에테르 모노머가 바람직하고, 그 중에서도 시클로펜타지엔디메탄올디아크릴레이트, 시클로헥산디메탄올디비닐에테르 모노머 등 또는 이들 탄화수소기를 치환한 모노머가 전기 특정면에서 바람직하다. 수지 재료를 비산시키는 수단으로는, 히터 등의 가열 수단, 초음파, 또는 스프레이 등에 의한 기화 또는 무화시키는 방법이 사용된다. 특히, 히터 등의 가열 수단에 의해 수지 재료를 증발 기화시키는 방법이 바람직하다.
퇴적시킨 수지 재료는 필요에 따라 수지 경화 장치(518)에 의해 원하는 경화도로 경화 처리할 수도 있다. 경화 처리로는, 수지 재료를 중합 및/또는 가교하는 처리를 예시할 수 있다. 수지 경화 장치로는, 예를 들면 전자선 조사 장치, 자외선 조사 장치, 또는 열경화 장치 등을 사용할 수 있다. 경화 처리의 정도는 제조하는 적층체의 요구 특성에 따라 적절하게 변경하면 되는데, 예를 들면 콘덴서 등의 전자 부품용 적층체를 제조하는 경우에는, 경화도가 50 ∼ 95 %, 또한 50 ∼ 75 % 가 될 때까지 경화 처리하는 것이 바람직하다. 경화도가 상기 범위보다 작으면, 본 발명의 방법에 의해 얻은 적층체를 프레스하거나, 전자 부품으로서 회로 기판에 실장하거나 하는 공정에 있어서, 외력 등이 가해지면 용이하게 변형하거나, 금속 박막층의 파단 또는 단락 등을 발생시킨다. 한편, 경화도가 상기 범위보다 크면, 적층체를 제조 후 캔 롤러로부터 원통상의 적층체를 떼어내는 경우, 또는 그 후 이것을 프레스하여 평판상의 적층체를 얻는 경우 등에 깨지는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 또한, 본 발명의 경화도는 적외 분광 경도계로 C = 0 기의 흡광도와 C = C 기(1600 cm-1)의 비를 취하고, 각각의 모노머와 경화물의 비의 값을 취하고, 감소분 흡광도를 1 에서 뺀 것으로 정의한다.
본 발명에서, 수지층의 두께는 특별히 제한은 없으나, 1 ㎛ 이하, 또한 0.7 ㎛ 이하, 특히 0.4 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 적층체의 소형화·고성능화의 요구에 부응하기 위해서는 수지층의 두께는 얇은 편이 바람직하다. 예를 들면, 본 발명의 제조법에 의해 얻어진 적층체를 콘덴서에 사용하는 경우, 유전체층이 되는 수지층은 얇은 쪽이 콘덴서의 정전 용량은 그 두께에 반비례하여 커진다. 또, 두께가 얇아져도 본 발명의 효과는 달성할 수 있고, 오히려 얇은 경우에 본 발명의 효과가 보다 한층 현저하게 발현한다.
형성된 수지층은 필요에 따라 수지 표면 처리 장치(519)에 의해 표면 처리된다. 예를 들면, 산소 플라스마 처리 등을 행하여 수지층 표면을 활성화시켜 금속 박막층과의 접착성을 향상시킬 수 있다.
패터닝 재료 부여 장치(513)는 패터닝 재료를 수지층 표면에 소정 형상으로 부착시키기 위한 것이다. 패터닝 재료가 부착된 부분에는 금속 박막은 형성되지 않는다. 본 실시형태에서는 패터닝 재료는 캔 롤러(511)상에 형성된 수지층 표면에 원주 방향으로 소정 위치에 소정 형상으로 소정 수만큼 부착한다.
그 후, 금속 박막층 형성 장치(514)에 의해 금속 박막층이 형성된다. 금속 박막의 형성 방법으로는 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 등 주지의 수단을 적용할 수 있으나, 본 발명에서는 증착, 특히 전자 빔 증착이 내습성이 뛰어난 막이 생산성 높게 얻어지는 점에서 바람직하다. 금속 박막층의 재료로는 알루미늄, 구리, 아연, 니켈, 또는 이들의 화합물, 또는 이들의 산화물, 또는 이들 화합물의 산화물 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 알루미늄이 접착성과 경제성의 면에서 바람직하다. 또한, 금속 박막층에는 상기 이외의 다른 성분을 함유하는 것이라도 상관없다.
금속 박막층의 두께는 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 적층체의 용도에 의해 적절하게 결정하면 되나, 전자 부품 용도에 사용하는 경우는, 50 nm 이하, 또한 10 ∼ 50 nm, 특히 20 ∼ 40 nm 인 것이 바람직하다. 또, 막저항은 15 Ω/□ 이하, 또한 10 Ω/□ 이하, 특히 1 ∼ 8 Ω/□, 최적으로는 2 ∼ 6 Ω/□ 인 것이 바람직하다.
또, 적층체를 전자 부품, 특히 콘덴서로서 사용하는 경우에는, (수지층의 두께) / (금속 박막층의 두께) 를 20 이하, 특히 15 이하로 해 두면, 수지층의 핀홀 등에 의해 대향하는 금속 박막층이 전기적으로 단락한 경우에, 과전류에 의해 상기 금속 박막층이 소실 또는 용실하여 결함을 제거하는 자기 회복 기능이 보다 양호하게 발현되므로 바람직하다.
이들 장치는 진공 용기(515) 내에 수납되고, 그 내부는 진공 펌프(516)에 의해 진공으로 유지되어 있다. 진공 용기(515) 내의 진공도는 2 × 10-4Torr 정도이다. 또한, 진공 장치(515) 내를 각 공정마다 복수의 공간으로 분할하여, 각 공간을 해당 공정에 최적의 진공도를 유지하도록 할 수도 있다.
본 발명의 제 1 적층체의 제조 방법은, 상기와 같이 수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서, 패터닝 재료를 수지층 표면에 비접촉으로 부착시키는 것을 특징으로 한다.
소위, 오일 마진이라 불리우는 패터닝 재료의 부착 수단으로서, 액상의 패터닝 재료를 리버스코트, 다이코트 등의 도포 또는 전사에 의해 직접 피부착면 표면에 부착시키는 방법은 많이 사용되고 있다. 그러나, 본 발명과 같이 주회하는 지지체상에서 수지층과 금속 박막층을 차례로 적층해 가는 적층체의 제조 방법에서는, 종래 이상으로 적층 두께가 얇은 적층체도 용이하게 제조할 수 있고, 그러한 경우에는 이러한 접촉식 부착 방법에서는 부착시에 박막층에 부여되는 외력을 무시할 수 없게 된다. 예를 들면, 부착시의 외력에 의한 수지층이나 금속 박막층의 변형, 그것에 수반되는 각 층의 파단, 적층체의 표면 거침 등이 현저하게 발생하게 된다.
패터닝 재료를 수지 표면에 비접촉으로 부착시키는 방법으로는, 증발 기화시킨 패터닝 재료를 미세구멍으로부터 분사하여 수지층 표면에서 액화시키는 방법, 또는 액상의 패터닝 재료를 미세구멍으로부터 분사하여 부착시키는 방법 등이 있다.
먼저, 증발 기화시킨 패터닝 재료를 미세구멍으로부터 분사하여 수지층 표면에서 액화시키는 방법에 대해 설명한다. 이 방법은 패터닝 재료를 필요 충분한 두께로, 소정 범위로 부착할 수 있고, 게다가 구조적으로도 간단하다는 잇점을 갖는다.
도 2 에 기화한 패터닝 재료를 방출할 수 있는 패터닝 재료 부여 장치의 일례의 정면도를 나타낸다. 패터닝 재료 부여 장치(513)의 정면에는 미세구멍(521)이 소정 간격으로 소정 수만큼 나란히 배치되어 있다. 미세구멍(521)이 피부착면에 대향하도록, 또한 화살표(522) 방향이 피부착면의 진행 방향에 일치하도록, 패터닝 재료 부여 장치(513)를 설치한다. 그리고, 미세구멍(521)으로부터 기화한 패터닝 재료를 방출함으로써, 피부착면에 패터닝 재료가 부착되고, 냉각하여 액화시켜 패터닝 재료의 부착막을 형성한다. 따라서, 동도의 미세구멍(521)의 간격과 수는 수지층 표면에 띠모양으로 패터닝 재료를 부착시키는 경우의 간격과 그 수에 대응한다.
도 3 은 도 2 의 Ⅰ-Ⅰ선 화살표 방향에서 본 단면도이다. 미세구멍((521)은 노즐(523)에 접속하고, 또한 노즐(523)은 용기(524)에 접속되어 있다. 그리고, 본 예에서는 용기(524)에 외부로부터 패터닝 재료가 공급된다.
노즐의 미세구멍(521)의 형상은 도 2 에 나타낸 바와 같이 둥근형(원형)이어도 되나, 그 이외의 형상이어도 된다. 도 4 에 패터닝 재료 부여 장치의 정면에서 본 미세구멍의 형상의 예를 나타냈다. 예를 들면, 동도 (a) 의 둥근형 외에, (b) 와 같은 타원형, (c) 와 같은 장공형, (d) 와 같은 직사각형형 등을 사용할 수 있다. 이 경우, 미세구멍의 최대경은 D 는 10 ∼ 500 ㎛, 특히 30 ∼ 100 ㎛ 로 하면, 적절한 부착두께로 경계가 명확한 패터닝 재료의 부착막을 얻을 수 있다. 또한, 미세구멍의 최대경 방향(동도의 상하 방향)을 피부착면의 진행 방향에 일치시켜 배치하는 것이 좋다. 또한, 위의 각종 형상의 미세구멍을 복수개 근접 형성하여 하나의 패터닝 재료 부착 위치를 구성시켜도 된다. 이 경우, 복수의 미세구멍을 피부착면의 진행 방향을 따라 나란히 배치하면 양호한 패터닝 재료의 부착막이 형성되는 경우가 많다. 상기와 같은 미세구멍의 형상, 크기, 수, 배열은 패터닝 재료의 종류, 부착폭, 피부착면의 주행 속도 등의 각종 조건에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
기화한 패터닝 재료는 미세구멍으로부터 방출되면, 일정한 지향성을 가지면서 확산된다. 패터닝 재료의 부착막을 소정 폭으로, 또한 그 경계가 명확해지도록 안정적으로 형성하기 위해서는, 방출된 패터닝 재료?? 확산폭은 좁은 편이 바람직하다. 이 때문에, 미세구멍의 최대경을 D, 미세구멍의 깊이를 L 로 했을 때(도 3 참조), L/D를 1 ∼ 10, 또한 2 ∼ 8, 특히 3 ∼ 7 로 하는 것이 바람직하다. L/D 가 상기 범위보다 작으면 패터닝 재료가 넓게 확산되고, 상기의 바람직한 부착막을 형성하기 힘들어진다. 한편, 상기 범위보다 크면 패터닝 재료의 확산의 지향성은 그다지 향상되지 않을 뿐 아니라, 미세구멍의 가공이 곤란해져 비용이 상승한다.
미세구멍의 최대경 D 및 L/D 가 각각 상기 범위를 동시에 만족할 때, 양호한 패너닝 재료를 안정적으로 얻을 수 있으므로 특히 바람직하다.
다음으로, 패터닝 재료 부여 장치에 패터닝 재료를 공급하는 방법에 대해 설명한다.
도 5 는 패터닝 재료 부여 장치에 기화시킨 패터닝 재료를 공급하는 경우의 구성의 일례를 나타낸 개략도이다. 액체 상태의 패터닝 재료(533)는 리저브 탱크(531)에 저장되고, 밸브(534a)를 갖는 배관(535a)을 통해 기화 장치(532)에 공급된다. 기화 장치(532)는 패터닝 재료를 승온하여 기화시킨다. 기체 상태의 패터닝 재료는 밸브(534b)를 갖는 배관(535b)을 통해 패터닝 재료 부여 장치(513)의 용기(524)로 보내어진다. 그 후, 패터닝 재료는 노즐(523) 및 그 미세구멍(521)을 통해 피부착면을 향해 방출된다. 이 경우, 배관(535b)과 패터닝 재료 부여 장치(513)는 패터닝 재료가 액화되지 않도록 소정 온도로 가열·보온되어 있다. 리저브 탱크(531) 및 기화 장치(532)는 진공 장치(515)(도 1 참조)의 밖에 놓여진다. 본 예에 의하면, 패터닝 재료의 기화를 패터닝 재료 부여 장치(513) 이전의 기화 장치(532)에서 미리 행하므로, 경제적으로 안정적인 패터닝 재료 증기를 얻을 수 있다.
도 6 은 패터닝 재료 부여 장치에 기화시킨 패터닝 재료를 공급하는 경우의 구성의 다른 일례를 나타낸 개략도이다. 본 예는 도 5 의 경우와 비교하여, 패터닝 재료 부여 장치로서 용기(524)를 갖지 않는 패터닝 재료 부여 장치(513′)를 사용하는 점에서만 상이하다. 즉, 기화 장치(532)에서 기화된 기체상의 패터닝 재료는 가열된 패터닝 재료 부여 장치(513′)의 노즐(523′)에 직접 공급된다. 본 예는 기화 장치(532)로부터 공급되는 패터닝 재료의 압력 변동의 영향을 받기 쉽고, 방출량의 변동이 발생하기 쉬워지는 결점은 갖고 있지만, 패터닝 재료 부여 장치의 구조가 간단해지고, 제조 비용을 낮게 할 수 있다는 잇점을 갖는다.
도 7 은 패터닝 재료 부여 장치에 패터닝 재료를 액체 상태인채로 공급하는 경우의 일례를 나타낸 개략도이다. 액체 상태의 패터닝 재료(533)는 리저브 탱크(531)에 저장되고, 밸브(534c)를 갖는 배관(535c)을 통해 패터닝 재료 부여 장치(513)의 용기(524)에 공급된다. 패터닝 재료 부여 장치(513)는 패터닝 재료의 비점 이상으로 가열되어 있고, 패터닝 재료는 용기(524) 내에서 기화한다. 그 후, 패터닝 재료는 노즐(523) 및 그 미세구멍(521)을 통해 피부착면을 향해 방출된다. 이 경우, 리저브 탱크(531)는 진공 장치(515)(도 1 참조)의 밖에 놓여진다. 또한, 패터닝 재료는 적층체의 제조 공정중에도 리저브 탱크(531)로부터 수시로 공급할 수도 있고, 또 제조 공정의 개시전에 용기(524)에 공급해 두고 제조 공정중에는 리저브 탱크(531)로부터의 공급을 정지하게 할 수도 있다. 본 예에 의하면, 패터닝 재료 부여 장치가 기화 장치를 겸하므로, 설비가 간략화하는 잇점을 갖는다. 한편, 용기(524) 내에서의 패터닝 재료 증기의 압력 변동의 영향을 받기 쉽고, 방출량이 불안정화하는 경향이 있다.
도 8 은 패터닝 재료 부여 장치에 패터닝 재료를 액체 상태인채로 공급하는 경우의 구성의 다른 일례를 나타낸 개략도이다. 본 예는 도 7 의 경우와 비교하여, 패터닝 재료 부여 장치로서 용기(524)를 갖지 않는 패터닝 재료 부여 장치(513″)를 사용하는 점에서만 상이하다. 즉, 액체 상태의 패터닝 재료는 가열된 패터닝 재료 부여 장치(513″)의 노즐(523″)에 직접 공급된다. 본 예는, 도 7 의 경우와 비교하여 보다 한층 노즐(523″) 내에서의 패터닝 재료 증기의 압력 변동의 영향을 받기 쉽고, 방출량이 불안정화하는 경향이 있다. 한편, 패터닝 재료 부여 장치의 구조가 간이해지고, 제조 비용을 낮게 할 수 있다는 잇점을 갖는다.
상기 도 7, 도 8 에서는 액체 상태의 패터닝 재료를 가열한 패터닝 재료 부여 장치에 공급했으나, 상온의 패터닝 재료 부여 장치에 공급 후, 패터닝 재료 부여 장치를 승온하여 패터닝 재료 부여 장치내에서 패터닝 재료를 증발시켜, 기화시킨 후, 미세구멍으로부터 증기를 방출시켜도 된다. 단, 패터닝 재료의 기화는 분자량이 작은 것부터 기화하는 경향이 있으므로, 공정의 최초와 최후에서는 기화한 증기의 성분이 다른 경우도 발생할 수 있다. 따라서, 기화가 안정화된 후 패터닝하도록 할 필요가 있다.
패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍과 피부착면(수지층 표면) 사이의 거리 Dw(도 1 참조)는 500 ㎛ 이하, 또한 400 ㎛ 이하, 특히 300 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 그 하한은 50 ㎛ 이상, 또한 100 ㎛ 이상, 특히 200 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 상기와 같이, 기화한 패터닝 재료는 미세구멍으로부터 방출되면 일정한 지향성을 가지면서 확산된다. 따라서, 패터닝 재료의 부착막을 의도한 폭으로, 또한 그 경계가 명확해지도록 안정적으로 형성하기 위해서는, 미세구멍과 피부착면의 거리는 작은 편이 바람직하다. 한편, 너무 가깝게 하면 부착막의 두께의 제어가 곤란해지거나, 중앙부와 주변부의 부착막의 두께의 차가 커지거나, 부착되지 않고 확산해 버리는 증기의 비율이 많아지거나 한다.
다음으로, 액상의 패터닝 재료를 미세구멍으로부터 분사하여 부착시키는 방법에 대해 설명한다.
도 9 에 액상의 패터닝 재료를 미세구멍으로부터 분사할 수 있는 패터닝 재료 부여 장치의 일례의 정면도를 나타낸다. 패터닝 재료 부여 장치(513)는 화살표(522) 방향이 피부착면의 진행 방향에 일치하도록 설치된다. 패터닝 재료 부여 장치(513)의 정면에는 노즐 헤드(541)가 화살표(522)와 약 45°의 각도를 이루도록 소정 간격으로 소정 수만큼 나열되어 있다.
도 10 에 도 9 의 노즐 헤드(541)를 정면에서 본 부분 확대도를 나타낸다. 도중, 화살표(522)는 도 9 의 화살표(522) 방향과 일치한다. 노즐 헤드의 표면에는 미세구멍(542)이 형성되어 있다. 도 10 의 예에서는, 3 개의 미세구멍을 화살표(522)와 수직 방향으로 소정 간격으로 배치한 것을 1 쌍으로 하고, 이것을 노즐 헤드내에서 소정 간격으로 소정 수만큼 배치하고 있다. 그리고, 이들 미세구멍(542)은 이것을 화살표(522)와 수직면에 투영시켜 보면 등간격이 되도록 배치되어 있다.
또한, 미세구멍의 배열은 도 9, 도 10 에서 나타낸 것에 한정되지 않는 것은 물론이다.
도 11 에, 액상의 패터닝 재료를 미세구멍으로부터 분사할 수 있는 패터닝 재료 부여 장치의 다른 일례의 정면도를 나타낸다. 패터닝 재료 부여 장치(513)는 화살표(522)의 방향이 피부착면의 진행 방향에 일치하도록 설치된다. 패터닝 재료 부여 장치(513)의 정면에는 노즐 헤드(541′)가 화살표(522)와 직각을 이루도록 배치되어 있다.
도 12 에 도 11 의 노즐 헤드(541′)를 정면에서 본 부분 확대도를 나타낸다. 도중, 화살표(522)는 도 11 의 화살표(522) 방향과 일치한다. 노즐 헤드의 표면에는 미세구멍(542)이 배치되어 있다. 도 12 의 예에서는, 3 개의 미세구멍을 화살표(522)와 약 45°의 각도를 이루도록 소정 간격으로 배치한 것을 1 쌍으로 하고, 이것을 노즐 헤드 내에서 소정 간격으로 소정 수만큼 배치하고 있다. 그리고, 이들 미세구멍(542)은 이것을 화살표(522)와 수직인 면에 투영시켜 보면 등간격이 되도록 배치되어 있다.
도 13 은 도 10 의 Ⅱ-Ⅱ선 화살표 방향에서 본 미세구멍의 부분 단면도이다. 또한, 도 12 에 나타낸 미세구멍도 이것과 동일한 구조를 갖고 있다.
베이스 플레이트(543)에는 미세구멍(542)의 위치에 상당하는 부분에 실린더(548)가 가공되어 있으며, 상기 실린더(548)에 피에조 압전 소자(544) 및 피스톤 헤드(545)가 차례로 삽입되어 있다. 베이스 플레이트(543)의 전면에는 오리피스 플레이트(546)가 배치되고, 양자 사이에 액체 상태의 패터닝 재료(547)가 충전되어 있다. 미세구멍(542)의 직경은 적절하게 설계할 수 있는데, 예를 들면 70 ㎛ 정도이다.
미세구멍(542)으로부터의 액체 상태의 패터닝 재료의 분사는 이하와 같이 행한다. 압전 소자(544)의 압전 효과에 의해, 압전 소자(544)를 수축시켜, 피스톤 헤드(545)를 도중 좌방향으로 후퇴시킨다. 이에 의해 피스톤 헤드(545)의 전면이 부압이 되어 패터닝 재료(547)가 베이스 플레이트의 실린더(548) 내에 빨려 들어간다. 그 후, 압전 소자를 원래의 상태로 돌림으로써, 실린더(548) 내에 축적된 패터닝 재료가 미세구멍(542)을 통해 방출된다. 본 방식에서는 패터닝 재료는 액적이 되어 불연속적으로 방출된다. 따라서, 1 회의 방출에 의해 패터닝 재료는 피부착면(수지층 표면)에 하나의 도트로서 부착한다. 1 회당 패터닝 재료의 방출량(액적의 크기) 및 간격을 조정함으로써, 패터닝 재료를 연속적인 액막으로서 부착시킬 수 있다.
본 방식에서는, 피부착면(수지층 표면)의 이동 방향과 수직 방향에 복수개 배열된 미세구멍으로부터 임의로 선택하여 패터닝 재료를 방출시킬 수 있으므로, 패터닝 재료의 부착 영역의 변경이 용이해진다.
또, 각각의 동작, 정지를 용이하게 행할 수 있으므로, 띠모양 이외의 임의 형상(예를 들면 불연속 형상)으로 패터닝 재료를 부착시키는 것도 용이하다. 또한, 앞에서 설명한 기화한 패터닝 재료를 방출하여 피부착면상에서 액화시키는 방법과 비교하여, 방출된 패터닝 재료의 지향성이 날카롭고, 의도하는대로 정확하게 패터닝 재료를 부착시키는 것이 용이하다. 게다가, 미세구멍과 피부착면의 거리를 크게 할 수 있으므로(예를 들면, 500 ㎛ 정도), 장치의 설계의 자유도가 높아지고, 후술할 패터닝 재료 부여 장치의 후퇴라는 정밀한 제어를 간략화할 수 있는 가능성도 있다.
본 방식에서는 또한 방출된 패터닝 재료의 액적 입자를 대전시켜, 방출된 공간에 전장을 형성해 두는 것이 바람직하다. 전장의 방향을 미세구멍으로부터 피부착면 방향에 일치시키면, 패터닝 재료의 액적 입자는 피부착면 표면을 향해 가속한다. 따라서, 방출된 패터닝 재료 입자의 지향성이 날카로와지고, 또 미세구멍과 피부착면의 거리를 더욱 확대하는 것이 가능하다. 또, 전장의 방향을 이 이외의 방향으로 하여, 액적 입자의 궤도를 임의 방향으로 굽힐 수도 있다. 이에 의해, 장치 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 액적 입자를 대전시키기 위해서는, 예를 들면 전자선 조사, 이온 조사, 플라스마에 의한 이온화 등의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 적층체의 제조법은, 주회하는 지지체상에 수지층과 패터닝된 금속 박막층을 소정수 적층하는 것이다. 따라서, 적층수가 많아지면 상기 미세구멍과 피부착면(수지층 표면)의 간격은 점차 좁아진다. 따라서, 양자의 간격을 상기 범위내로 유지하기 위해서는, 적층이 진행됨에 따라 패터닝 재료 부여 장치(513)를후퇴시키는 것이 바람직하다.
패터닝 재료 부여 장치(513)의 후퇴는, 예를 들면 도 14 에 나타낸 장치에 의해 행할 수 있다. 즉, 가동 베이스(551)상에 액추에이터 A (552)가 고정되어 있고, 액츄에이터 A(552)의 이동단에 패터닝 재료 부여 장치(513)가 부착되어 있다. 패터닝 재료 부여 장치(513)는 액추에이터 A(552)에 의해 가동 베이스(551)상에서 화살표(553)방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 패터닝 재료 부여 장치(513)에는 캔 롤러(511) 표면(적층체 형성 과정에서는 적층체 외주면)과의 거리를 측정하는 갭 측정 장치(554)가 설치되어 있다. 갭 측정 장치(554)로는, 예를 들면 레이저를 이용한 비접촉 측거 장치를 이용할 수 있다. 갭 측정 장치(544)는 적층체의 제조중, 항상 캔 롤러(511) 표면의 적층체의 외주면과의 거리를 측정하고 있으며, 그 신호는 갭 계측 회로(555)로 보내어진다. 갭 계측 회로(555)는 패터닝 재료 부여 장치(513)의 미세구멍과 캔 롤러(511) 표면(적층체 형성 과정에서는 적층체 외주면)과의 거리가 소정 범위내에 있는지를 상시 체크하고, 적층이 진행되어 상기 거리가 소정 범위보다 작다고 판단한 경우에는, 액추에이터 A(552)에 대해 패터닝 재료 부여 장치(513)를 소정량 후퇴시키도록 지시하고, 이에 기초하여 패터닝 재료 부여 장치(513)가 소정량 후퇴한다. 이렇게 하여, 패터닝 재료 부여 장치(513)의 미세구멍단과 캔 롤러(511) 상의 적층체 외주면과의 거리 Dw 가 항상 일정 간격으로 유지되면서 적층이 진행된다.
또한, 상기와 같은 갭 측정 장치(554) 및 갭 계측 회로(555)를 사용한 제어를 행하지 않고, 캔 롤러(511)의 회전수(예를 들면 1 회전)에 따라, 적층두께에 기초하여 미리 설정한 양만큼 차례로 후퇴하도록 한 것이어도 된다. 또, 이것에 상기 갭 측정 장치(554)에 의한 거리 계측을 확인하기 위하여 병용하여 적절한 미조정을 가한 것이어도 된다.
본 발명의 제조 방법에 있어서는, 주회하는 지지체가 소정 회수 회전할때마다 패터닝 재료의 부착 위치를 지지체의 피부착면과 평행한 면내에서, 피부착면의 이동 방향에 수직인 방향으로 소정량만큼 이동하도록 할 수도 있다. 이렇게 하면, 수지층과 금속 박막층이 차례로 적층된 적층체에서, 금속 박막층의 비적층부 위치를 각 층마다 변화시킨 적층체를 얻을 수 있다. 예를 들면, 적층체를 전자 부품으로 사용하는 경우에는, 수지층을 사이에 둔 상하의 금속 박막층을 다른 전위를 갖는 전극으로 하는 것이 용이하게 실현된다.
패터닝 재료의 부착 위치의 변경은, 예를 들면 도 14 에 나타낸 장치에 의해 행할 수 있다. 즉, 고정 베이스(556)상에 액추에이터 B(557)가 고정되어 있으며, 액추에이터 B(557)의 이동단에 상기 가동 베이스(551)가 부착되어 있다. 가동 베이스(551)는 액추에이터 B(557)에 의해, 고정 베이스(556)상에서 화살표(558) 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 캔 롤러(511)의 회전은 회전 검출기(도시 생략)에 의해 감시되고 있고, 캔 롤러(511)가 1 회전할때마다 회전 신호 S1 이 회전 검출 회로(559)로 보내어진다. 회전 검출 회로(559)는 회전 신호 S1 을 소정 회수(예를 들면 1 회) 검지할 때마다, 액추에이터 B(557)에 대해 가동 베이스(551)를 화살표(558) 방향의 소정 방향으로 소정량 이동시키도록 지시하고, 이것에 기초하여 가동 베이스(551), 즉 패터닝 재료 부여 장치(513)가 화살표(558) 방향의 소정 방향으로 소정량 이동한다. 이렇게 하여 패터닝 재료의 부착 위치는 캔 롤러(511)가 소정 회수 회전할 때마다 캔 롤러(511) 표면의 회전 이동 방향과 직각 방향으로 소정량만큼 변경된다.
본 발명의 제 2 적층체의 제조 방법은 상기와 같이 수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서, 금속 박막층을 적층하는 공정후로서 수지층을 적층하는 공정전에, 잔존하는 패터닝 재료를 제거하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
패터닝 재료 부여 장치에 부착한 패터닝 재료의 대부분은 금속 박막의 형성시에 재증발하여 소실된다. 그러나, 일부는 금속 박막층의 형성 후에도 잔존하여, 적층 표면의 거침, 수지층이나 금속 박막층의 핀홀(적층 빠짐), 금속 박막층의 적층 영역의 불안정화 등의 문제가 발생한다. 본래, 패터닝 재료는 금속 박막층의 형성후에는 잔존하지 않도록 필요 최소한의 부착량으로 해야 하나, 조금이라도 부족하면 금속 박막층의 비적층부가 의도하는대로 형성되지 않아, 그 제어는 극히 곤란하다. 그래서, 금속 박막층의 적층 후로서 수지층의 적층 전에 잔존하는 패터닝 재료를 제거할 필요가 있다.
패터닝 재료의 제거 공정은 구체적으로는 도 1 의 장치에서, 금속 박막층 형성 장치(514)와 수지층 형성 장치(512) 사이에 패터닝 제거 장치(517)를 설치함으로써 실현할 수 있다.
패터닝 재료의 제거 수단은 특별히 제한은 없고, 패터닝 재료의 종류에 따라 적절하게 선택하면 되는데, 예를 들면 가열 및/또는 분해에 의해 제거할 수 있다. 가열하여 제거하는 방법으로는, 예를 들면 광조사나 전열 히터에 의한 방법을 예시할 수 있으나, 광조사에 의한 방법이 장치가 간단하고 또한 제거 성능도 높다. 또한, 여기서 광이란 원적외선 및 적외선을 포함한다. 한편, 분해하여 제거하는 방법으로는 플라스마 조사, 이온 조사, 전자 조사 등을 사용할 수 있다. 이 때, 플라스마 조사는 산소 플라스마, 아르곤 플라스마, 질소 플라스마 등을 사용할 수 있으나, 이 중에서도 특히 산소 플라스마가 바람직하다.
본 발명의 제 3 적층체의 제조 방법은 수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서, 상기 패터닝 재료로서 에스테르계 오일, 글리콜계 오일, 불소계 오일 및 탄화수소계 오일 등으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1 종의 오일을 사용하는 것을 특징으로 한다.
패터닝 재료는 종래의 오일 마진에 사용되는 오일과 동일하게, 금속 박막 형성시의 열부하 등에 견디고, 그 부착 영역에는 확실하게 금속 박막을 형성시키지 않는 것일 필요가 있다. 그러나, 본 발명에서는 이것에 그치지 않고 비접촉으로 기화시켜 또는 액체인채로 수지층 표면에 부착할 수 있는 것일 필요가 있다. 또, 그 때에 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍을 막히게 하는 것이어서는 안된다. 또한, 본 발명의 방법에 의해 형성된 수지층과 상용성이 있고, 적절한 습성을 가질 필요가 있다. 또, 진공중에서 가열 또는 분해에 의해 용이하게 제거 가능할 필요가 있다. 이러한 특수한 조건이 가해짐으로써, 본 발명에 사용되는 패터닝 재료는 특정 종류의 오일일 필요가 있다. 상기 이외의 패터닝 재료를 사용하면, 적층 표면의 거침, 수지층이나 금속 박막층의 핀홀, 금속 박막층의 적층 영역의 불안정화 등의 문제를 발생시킨다.
패터닝 재료로는, 더욱 바람직하게는 에스테르계 오일, 글리콜계 오일, 불소계 오일, 특히 불소계 오일이 바람직하다.
패터닝 재료는 그 증기압이 0.1 torr 가 되는 온도가 80 ∼ 250 ℃ 의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 이 조건을 만족하지 않는 패터닝 재료에서는 상기 문제가 발생하는 경우가 있다.
오일의 평균 분자량은 200 ∼ 3000, 또한 300 ∼ 3000, 특히 350 ∼ 2000 인 것이 바람직하다. 평균 분자량이 이 범위보다 크면 미세구멍의 막힘이 발생하기 쉬워지고, 반대로 이 범위보다 작으면 마진 형성이 불충분해지는 경우가 있다.
(실시형태 2)
도 15 는 본 발명의 제조 방법을 실시하기 위한 제조 장치의 다른 일례를 모식적으로 나타낸 개략도이다.
도 15 의 제조 장치는 주회하는 지지체로서, 도 1 의 제조 장치의 원통상의 드럼을 대신하여, 2 줄 롤 사이를 주회하는 벨트상 지지체(520)를 사용하고 있는 점에서 도 1 과 상이하다. 벨트상 지지체(520)는 금속, 수지, 布帛 또는 이들의 복합체 등으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다.
상기 이외의 장치는 실시형태 1에서 설명한 것을 그대로 사용할 수 있다.
또한, 주회하는 지지체로는 도 1 의 원통상 드럼, 도 15 의 벨트 외에 원반도 사용할 수 있다. 이 경우, 패터닝 재료는 동심원상으로 부착된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법은 수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 것인데, 그 제조 과정의 전후 또는 도중에 수지층 또는 금속 박막층중의 하나를 적층하지 않고, 금속 박막층만 또는 수지층만을 연속하여 적층하는 공정이 존재해도 된다. 또, 적층체의 제조 과정의 전후 또는 도중에, 본 발명의 수지층 또는 금속 박막층의 어느 것과도 다른 다른 층을 적층하는 공정을 갖고 있어도 된다.
(실시예 1)
도 1 에 나타낸 장치를 사용하여 콘덴서용 적층체를 제조했다.
진공 용기(515) 내는 2 × 10-4Torr 로 하고, 캔 롤러(511)는 그 외주면을 5 ℃ 로 유지하게 했다.
먼저 처음에, 보호층(수지층만으로 이루어지는 층)이 되는 부분을 캔 롤러(511)의 외주면에 적층시켰다. 보호층 재료로서 디시클로펜타지엔디메탄올디아크릴레이트를 사용하여, 이것을 기화시켜 수지층 형성 장치(512)에 의해 캔 롤러(511)의 외주면에 퇴적시켰다. 이어서, 수지 경화 장치(518)로서, 자외선 경화 장치를 사용하여 상기에 의해 퇴적시킨 보호층 재료를 중합하여 경화시켰다. 이 조작을 캔 롤러(511)를 회전시킴으로써 반복하고, 캔 롤러(511) 외주면에 두께 15 ㎛ 의 보호층을 형성했다.
이어서, 보강층이 되는 부분을 적층시켰다. 수지층 재료는 상기 보호층 재료와 동일한 것을 사용하고, 이것을 기화시켜 수지층 형성 장치(512)로 보호층상에 퇴적시켰다. 이어서 수지 경화 장치(518)로서, 자외선 경화 장치를 사용하여, 상기에 의해 퇴적시킨 수지층 재료를 중합하여, 경화도가 70 % 가 될 때까지 경화시켰다. 이 때 형성된 수지층은 0.6 ㎛ 이다. 그 후, 수지 표면 처리 장치(519)에 의해, 표면을 산소 플라스마 처리하였다. 다음으로, 패터닝 재료 부여 장치(513)에 의해 패터닝 재료를 부착시켰다. 패터닝 재료로는, 불소계 오일을 사용하였다. 이 패터닝 재료의 증기압이 0.1 torr 가 되는 온도는 100 ℃ 이다. 오일의 평균 분자량은 1500 이다. 패터닝 재료의 공급은 도 5 에 나타낸 방법에 의해, 기화 장치(532)에서 미리 기화시킨 후, 170 ℃ 로 유지한 패터닝 재료 부여 장치에 공급했다. 패터닝 재료 부여 장치로는 도 2 , 도 3 에 나타낸 장치를 사용하여, 직경 50 ㎛, 깊이 300 ㎛ 의 둥근형 미세구멍으로부터 기체상의 패터닝 재료를 분출시켜, 폭 150 ㎛ 의 띠모양으로 부착시켰다. 다음으로, 금속 박막 형성 장치(514)로부터 알루미늄을 금속 증착시켰다. 증착 두께는 300 옹스트롬, 막저항 3 Ω/□ 이다. 그 후, 패터닝 재료 제거 장치(517)에 의해, 원적외선 히터에 의한 가열 및 플라스마 방전 처리에 의해 잔존한 패터닝 재료를 제거했다. 이상의 조작을 캔 롤러(511)를 회전시킴으로써 500 회 반복하여, 총두께 315 ㎛ 의 보강층을 형성했다. 또한, 패터닝 재료 부여 장치의 캔 롤러(511)의 외주면의 이동 방향과 수직 방향(도 14 의 화살표(558) 방향)의 이동은, 도 14 에 나타낸 장치를 사용하여 이하의 패턴으로 행했다. 즉, 캔 롤러(511)가 1 회전하면, 한 방향으로 60 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전 후 동일한 방향으로 60 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 60 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 동일한 방향으로 60 ㎛ 이동하는 움직임을 1 주기로 하여, 이하 이 움직임을 반복했다. 또, 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍과 피부착 표면의 거리 Dw 는 항상 250 ∼ 300 ㎛를 유지하도록 제어했다.
다음으로, 콘덴서로서의 용량 발생 부분(소자층 부분)을 적층했다. 수지층(유전체층) 재료는 상기 보호층 및 보강층의 수지층 재료와 동일한 것을 사용하고, 이것을 기화시켜 보강층상에 퇴적시켰다. 다음으로 수지 경화 장치(518)로서, 자외선 경화 장치를 사용하여 상기에 의해 퇴적시킨 유전체층 재료를 중합하여, 경화도가 70 % 가 될 때까지 경화시켰다. 이 때 형성된 유전체층은 0.4 ㎛ 이다. 그 후, 수지 표면 처리 장치(519)에 의해, 표면을 산소 플라스마 처리했다. 다음으로, 패터닝 재료 부여 장치(513)에 의해 패터닝 재료를 부착시켰다. 패터닝 재료로는, 불소계 오일을 사용했다. 이 패터닝 재료의 증기압이 0.1 torr 가 되는 온도는 130 ℃ 이다. 오일의 평균 분자량은 1800 이다. 패터닝 재료의 공급은 도 5 에 나타낸 방법에 의해, 기화 장치(532)에서 미리 기화시킨 후, 170 ℃ 로 유지한 패터닝 재료 부여 장치에 공급했다. 패터닝 재료 부여 장치로는 도 2, 도 3 에 나타낸 장치를 사용하고, 직경 50 ㎛, 깊이 300 ㎛ 의 둥근형 노즐로부터 기체상의 패터닝 재료를 분출시켜, 폭 150 ㎛ 의 띠모양으로 부착시켰다. 다음으로, 금속 박막 형성 장치(514)로부터 알루미늄을 금속 증착시켰다. 증착 두께는 300 옹스트롬, 막저항 3 Ω/□ 이다. 그 후, 패터닝 재료 제거 장치(517)에 의해, 적외선 히터에 의한 가열 및 플라스마 방전 처리에 의해 잔존한 패터닝 재료를 제거했다. 이상의 조작을 캔 롤러(511)를 회전시킴으로써 약 2000 회 반복하여, 총두께 860 ㎛ 의 소자층 부분을 형성했다. 또한, 패터닝 재료 부여 장치의 캔 롤러(511)의 외주면의 이동 방향과 수직 방향(도 14 의 화살표(558) 방향)의 이동은 도 14 에 나타낸 장치를 사용하여, 이하의 패턴으로 행했다. 즉, 캔 롤러(511)가 1 회전하면, 한 방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 940 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 940 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 1060 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 1060 ㎛ 이동하는 움직임을 1 주기로 하여, 이하 이 움직임을 반복했다. 또, 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍과 피부착 표면의 거리 Dw 는 항상 250 ∼ 300 ㎛ 를 유지하도록 제어했다.
다음으로, 소자층 부분 표면에 두께 315 ㎛ 의 보강층 부분을 형성했다. 형성 방법은 상기 보강층의 형성 방법과 완전히 동일하게 했다.
마지막으로, 보강층 표면에 두께 15 ㎛ 의 보호층 부분을 형성했다. 형성 방법은 상기 보호층의 형성 방법과 완전히 동일하게 했다.
다음으로, 얻어진 원통상 적층체를 반경 방향으로 8 분할(45°마다 절단)하여 떼어내고, 가열하에서 프레스하여 도 16 에 나타낸 평판상 적층체 모소자(560)를 얻었다. 또한, 동도중 화살표(561)는 캔 롤러(511)의 외주면의 이동 방향을 나타낸다. 이것을 절단면(565a)으로 절단하고, 절단면에 황동을 금속 용사하여 외부 전극을 형성했다. 또한, 금속 용사 표면에 열경화성 페놀 수지중에 구리, Ni, 은의 합금 등을 분산시킨 도전성 페이스트를 도포하여 가열 경화시키고, 또한 그 수지 표면에 용융 땜납 도금을 행했다. 그 후, 도 16 의 절단면(565b)에 상당하는 부분에서 절단하고, 실란 커플링제 용액에 침적시켜 외표면을 코팅하여, 도 17 에 나타낸 칩 콘덴서(570)를 얻었다.
도 16, 도 17 에 있어서, 562 는 소자층, 563a, 563b 는 보강층, 564a, 564b 는 보호층이다. 또, 571a, 571b 는 외부 전극이며, 소자층 및 보강층의 절단면에 노출된 금속 박막층과 전기적으로 접속되어 있다.
얻어진 칩 콘덴서는 적층 방향 두께 약 1.5 mm, 길이 약 1.6 mm, 폭(양외부 전극간 방향) 약 3.2 mm 이며, 소형이면서 용량은 0.47 ㎌ 였다. 내전압은 50 V 였다. 금속 박막층끼리의 단락, 금속 박막층의 파단 등은 보이지 않았다. 칩 콘덴서를 분해하여 소자층 부분의 유전체층 표면 및 금속 박막층 표면의 표면 거칠기 Ra 를 측정한 바, 차례로 0.005 ㎛, 0.005 ㎛ 이며, 평활하며 거칠고 큰 돌기 등은 보이지 않았다. 또, 소자층의 수지층(유전체층), 보강층의 수지층, 및 보호층의 경화도는 각각 95 %, 95 %, 90 % 였다. 또, 소자층 부분(562)의 금속 박막층의 비적층 부분의 폭은 150 ㎛, 보강층(563a, 563b)의 금속 박막층의 비적층부의 폭은 150 ㎛ 이며, 당초의 설계대로의 마진폭이 일정폭으로 형성되어 있었다.
〈제 2 발명에 대해〉
이하에, 본 제 2 발명을 도면을 사용하여 설명한다.
(실시형태 3)
도 18 에 본 발명의 적층체의 일례의 두께 방향(적층 방향) 단면도를 나타낸다.
본 발명의 적층체(11)는 유전체층(12)과, 상기 유전체층(12)상에 적층된 제 1 금속 박막층(13) 및 제 2 금속 박막층(14)으로 이루어지는 적층 단위(15)가 복수층 적층되어 구성된다. 제 1 금속 박막층(13)과 제 2 금속 박막층(14)은 띠모양의 전기적 절연 부분(16)에 의해 구별된다.
또한, 인접하는 적층 단위의 각 전기적 절연 부분의 적층 단위가 다를 필요가 있다. 즉, 도 18 에 나타낸 바와 같이, 적층 단위(15)에 적층 단위(15a)가 인접하여 적층되어 있는 경우에, 적층 단위(15)의 전기적 절연부분(16)과 적층 단위(15a)의 전기적 절연 부분(16a)의 적층 위치가 다를 필요가 있다. 이렇게 전기적 절연 부분의 위치가 다른 적층 단위를 차례로 적층함으로써, 외부 전극을 적층체의 측부에 형성했을 때(도 28 참조), 콘덴서를 형성시킬 수 있다. 즉, 적층 단위(15)의 제 1 금속 박막층(13)과 이것에 인접하는 적층 단위(15a)의 제 1 금속 박막층(13a)을 대략 동전위로 접속하는 외부 전극(도시 생략)과, 적층 단위(15)의 제 2 금속 박막층(14)과 적층 단위(15a)의 제 2 금속 박막층(14a)을 대략 동전위로 접속하는 외부 전극(도시 생략)을 설치하고, 양외부 전극간에 전위차를 부여한다. 이 때, 적층 단위(15)와 이것에 접속하는 적층 단위(15a)의 전기적 절연 부분(16 및 16a)이 다른 위치에 배치되어 있음으로써, 적층 단위(15)의 제 1 금속 박막층(13)과 적층 단위(15a)의 제 2 금속 박막층(14a)을 각각 전극으로 하고, 유전체층(12a)중 제 1 금속 박막층(13)과 제 2 금속 박막층(14a) 사이에 끼워진 부분을 유전체(용량 발생 부분)로 하는 콘덴서가 형성된다. 따라서, 인접하는 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치가 다르다는 것은, 상기와 같이 콘덴서의 용량 발생 부분을 형성할 수 있을 정도로 적층 위치가 다른 것을 의미한다. 그리고, 이러한 관점에서 용량 발생 부분의 면적이 가능한한 커지도록 전기적 절연 부분을 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기에 있어서 유전체층(12a)중 제 1 금속 박막층(13)과 제 2 금속 박막층(14a) 사이에 끼워진 부분 이외의 부분은 콘덴서의 용량 형성에 아무런 기여도 하지 않는다. 동시에 적층 단위(15)의 제 2 금속 박막층(14) 및 적층 단위(15a)의 제 1 금속 박막층(13a)은 콘덴서의 전극으로는 아무런 기능도 하지 않는다. 그러나, 이러한 적층 단위(15)의 제 2 금속 박막층(14) 및 적층 단위(15a)의 제 1 금속 박막층(13a)은 외부 전극의 부착 강도를 높이는 점에서 의의를 갖는다. 즉, 외부 전극의 부착 강도는 금속 박막층과의 접속 강도의 여하에 크게 좌우되고, 유전체층과의 접속 강도는 그다지 기여하지 않는다. 따라서, 콘덴서의 용량 발생에는 기여하지 않는 금속 박막층이라도 이것이 존재함으로써 콘덴서로 했을 때의 외부 전극의 부착 강도는 대폭 향상한다. 이러한 금속 박막층의 존재는 본 발명과 같이 대단히 소형 적층체의 경우에 특히 중요한 의미를 갖는다. 외부 전극은 금속 용사 등에 의해 형성하는데, 이 때의 용사 금속의 입자는 비교적 크고, 본 발명과 같이 유전체층이 극히 얇은 적층체의 경우, 금속 박막층간에 침입하는 것이 곤란하다. 게다가, 적층체가 작으므로 노출된 금속 박막부는 아주 작다. 따라서, 외부 전극과의 접합 면적을 가능한한 많게 하는 것은, 외부 전극의 부착 강도를 확보하는 관점에서 극히 중요하다.
전기적 절연 부분의 형상은 제조의 용이성의 관점에서 일정 폭(W)을 갖는 띠모양으로 한다. 도 19 에 도 18 의 Ⅲ-Ⅲ선 화살표 방향에서 본 단면도를 나타낸다. 전기적 절연 부분의 폭(W)은 특별한 제한은 없으나, 0.03 ∼ 0.5 mm, 또한 0.05 ∼ 0.4 mm, 특히 0.1 ∼ 0.3 mm 정도로 하는 것이 콘덴서의 용량 발생 부분의 확보(고용량화), 전기 절연성의 확보, 제조의 용이성 등의 관점에서 바람직하다.
본 발명의 적층체에서는 전기적 절연 부분이 띠모양이고, 또한 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치가, 적층체 전체에서 봤을 때 동일 위치에 존재하지 않을 필요가 있다. 즉, 예를 들면 도 18 과 같이 적층 단위(15a)의 전기적 절연 부분(16a)에 대해, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분(16b)의 위치가, 전기적 절연 부분(16a)과 동일 위치로 하는 것이 아니라, 전기적 절연 부분의 폭방향으로 d 만큼 어긋나 있다. 또는, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 위치는 동일 위치로 하고, 3 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 위치를 전기적 절연 부분의 폭방향으로 어긋나게 할 수도 있다.
비교를 위해, 항상 d = 0 으로 한 적층체의 두께 방향(적층 방향) 단면도의 예를 도 20 에 나타냈다. 도 20 에서 알 수 있듯이, 전기적 절연 부분(31a, 31b)에는 금속 박막층이 없으므로, 적층체 전체에서 보면 이 부분의 적층 두께가 감소하여, 적층체 상면에 오목부(32a, 32b)가 발생하게 된다. 이 오목부는 적층체를 프린트 기판에 땜납 실장을 행하는 경우, 핸들링성이 나빠지는 경우가 있다. 게다가, 이러한 오복부가 발생하면 그 오목부의 깊이가 커짐에 따라, 적층체의 제조 과정에 있어서 후술할 패터닝 재료를 오복부의 저부에 부착시키는 것이 곤란해져, 일정폭을 가진 양호한 전기적 절연 부분을 형성하는 것이 곤란해진다. 또한, 오목부의 발생에 따라 그 위에 적층된 전기적 절연 부분의 양측의 유전체층 및 금속 박막층이 기울어지게 되어, 그 때문에 유전체층의 33a, 33b 및 금속 박막층의 34a, 34b 에서의 적층 두께가 국소적으로 얇아진다. 유전체층의 적층 두께가 국소적으로 얇아지면, 적층체를 콘덴서로 사용한 경우, 그 부분의 존재에 의해 콘덴서의 내전압이 내려가게 되고, 또 유전체층의 핀홀에 의해 단락을 발생시킨다. 또, 금속 박막층의 적층 두께가 국소적으로 얇아지면, 그 부분에서 내전류 특성의 저하 등이 발생하기 쉬워진다.
따라서, 도 18 에서의 전기적 절연 부분의 어긋남량(d)의 하한은 띠모양의 전기적 절연 부분의 폭을 W 로 했을 때 W/20 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 W/10 이상이다.
한편, 상기 어긋남량(d)이 너무 크면, 적층체 상면의 오목부의 해소 효과가 현저해지지 않을 뿐아니라, 콘덴서로서의 용량 발생 부분의 크기가 작아진다. 따라서, 어긋남량(d)의 상한은 바람직하게는 4 W 이하, 보다 바람직하게는 2 W 이하이다.
또, 상기 어긋남량(d)이 W/20 ∼ 4W 의 범위를 만족하는 경우에도, 또 만족하지 않는 경우에도, 적층체 전체에서 봤을 때의 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 단위의 분산의 최대값(최대 어긋남폭, 도 18 의 D0)의 하한이 6W/5 이상, 특히 3W/2 이상, 상한이 5W 이하, 특히 4W 이하인 것이 바람직하다. 최대 어긋남폭 D0가 이 하한값을 하회하면, 도 20에서 설명한 바와 같이 적층체 상면에 오목부(32a, 32b)가 발생하게 되어, 패터닝 재료의 부착이 곤란해지고, 또 콘덴서의 내전압의 저하나, 유전체층의 33a, 33b 에서의 핀홀, 금속 박막층의 34a, 34b 에서의 내전류 특성의 저하 등이 발생하기 쉬워진다. 최대 어긋남폭 D0가 이 상한치를 상회하면, 적층체 상면의 오목부의 해소 효과가 현저해지지 않을 뿐아니라, 콘덴서로서의 용량 발생 부분의 크기가 작아진다.
또한, 상기 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치는 규칙적으로 어긋나게 해도 되고, 또 불규칙적으로 어긋나게(제조상의 오차를 제외함)해도 된다.
인접하는 적층 단위의 제 1 금속 박막층끼리(예를 들면, 13 과 13a) 및/또는 제 2 금속 박막층끼리(예를 들면, 14 와 14a)는 직접 전기적으로 접속되어 있지 않은 것이 바람직하다. 금속 박막층끼리를 직접 접속(접촉)시키는 것은, 사이에 개재시켜야 할 유전체층이 없어지는 것을 의미하고, 이것은 금속 박막층이 접속부쪽으로 기울어지게 되어, 이러한 경사 부분에서 금속 박막층이 얇아져 파단되기 쉬워지기 때문이다.
도 21 에 본 발명의 적층체의 다른 일례의 두께 방향(적층 방향) 단면도를 나타낸다.
본 예의 적층체(40)는 유전체층(41)과, 상기 유전체층의 편면에 적층된 금속 박막층(42)으로 이루어지는 적층 단위(44)가 복수층 적층되어 이루어진다. 유전체층의 편면의 일단에 존재하는 띠모양의 전기적 절연 부분(43)에는 금속 박막층(42)은 존재하지 않는다.
또한, 인접하는 적층 단위의 각 전기적 절연 부분이 상호 역측으로 위치할 필요가 있다. 즉, 도 21 에 나타낸 바와 같이 적층 단위(44)에 적층 단위(44a)가 인접하여 적층되어 있는 경우에, 적층 단위(44)의 전기적 절연 부분(43)이 유전체층(41)의 우단에 존재하는 경우에는, 적층 단위(44a)의 전기적 절연 부분(43a)은 유전체층(41a)의 좌단에 존재할 필요가 있다. 이렇게, 전기적 절연 부분의 위치가 역측에 위치하도록 하여 적층 단위를 차례로 적층함으로써, 외부 전극을 적층체의 측부에 형성했을 때(도 34 참조), 콘덴서를 형성시킬 수 있다. 즉, 한쪽의 외부 전극을 적층 단위(44)의 금속 박막층(42)에 접속하고, 다른쪽의 외부 전극을 인접하는 적층 단위(44a)의 금속 박막층(42a)에 접속하고, 양외부 전극간에 전위차를 부여한다. 이 때, 적층 단위(44)의 금속 박막층(42)과 적층 단위(44a)의 금속 박막층(42a)을 각각 전극으로 하고, 금속 박막층(42)과 금속 박막층(42a) 사이에 끼워진 부분을 유전체(용량 발생 부분)로 하는 콘덴서가 형성된다. 이러한 관점에서, 용량 발생 부분의 면적이 가능한한 커지도록, 전기적 절연 부분의 폭을 가능한한 작게 하는 것이 바람직하다.
전기적 절연 부분의 형상은 제조의 용이성의 관점에서 일정 폭(W)을 갖는 띠모양으로 한다. 도 22 에 도 21 의 Ⅳ-Ⅳ선 화살표 방향에서 본 단면도를 나타낸다. 전기적 절연 부분의 폭(W)은 특별한 제한은 없으나, 0.03 ∼ 0.5 mm, 또한 0.05 ∼ 0.4 mm, 특히 0.1 ∼ 0.3 mm 정도로 하는데, 콘덴서의 고용량화, 전기 절연성의 확보, 제조의 용이성 등의 관점에서 바람직하다.
본 발명의 적층체에서는, 1 단위씩 거른 적층 단위의 띠모양의 전기 절연체의 폭이 적층체 전체에서 봤을 때, 모두 동일폭이 아닐 필요가 있다. 즉, 도 21 과 같이 적층 단위(44)의 전기적 절연 부분(43)에 대해, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분(43b)의 폭을 전기적 절연 부분(43)과 다른 것으로 한다. 또는, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 폭은 동일폭으로 하고, 3 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 폭을 변경할 수도 있다.
전기적 절연 부분의 폭을 모두 동일폭으로 하면, 전기적 절연 부분이 존재하는 단부는 금속 박막층의 적층수가 적으므로, 적층체 전체에서 보면 이 부분의 적층 두께가 감소하여, 적층체 상면에 현저한 오목부가 생기게 된다. 이 오목부는 프린트 기판으로의 땜납 실장을 행할 경우, 핸들링성이 나빠져 땜납의 습성에도 영향을 미치는 경우가 있다. 게다가, 이러한 오목부가 발생하면 그 오목부의 깊이가 커짐에 따라 적층체의 제조 과정에서 후술할 패터닝 재료를 오목부의 저부에 부착시키는 것이 곤란해져, 일정폭을 가진 양호한 전기적 절연 부분을 형성하는 것이 곤란해진다. 또한, 오목부의 발생에 따라 그 위에 적층된 전기적 절연 부분의 측부의 유전체층 및 금속 박막층이 기울어지게 되고, 그 때문에 유전체층 및 금속 박막층의 적층 두께가 국소적으로 얇아진다. 유전체층의 적층 두께가 국소적으로 얇아지면, 적층체를 콘덴서로서 사용한 경우, 그 부분의 존재에 의해 콘덴서의 내전압이 내려가게 되고, 또 유전체층의 핀홀에 의해 단락이 발생한다. 또, 금속 박막층의 적층 두께가 국소적으로 얇아지면, 그 부분에서 내전류 특성의 저하 등이 발생하기 쉬워진다.
따라서, 도 21 과 같이 적층체 전체에서 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 폭의 평균값을 WAVE, 최대값을 WMAX, 최소값을 WMIN 으로 했을 때, (WMAX-WMIN)/WAVE 가 WAVE/5 이상이 되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 WAVE/3 이상이다.
한편, 전기적 절연 부분의 폭의 분산이 커져, (WMAX-WMIN)/WAVE 가 너무 커지면, 적층체 상면의 오목부의 해소 효과가 현저해지지 않을 뿐아니라, 콘덴서로서의 용량 발생 부분의 크기가 작아진다. 따라서, (WMAX-WMIN)/WAVE 의 상한은 바람직하게는 WAVE 이하, 보다 바람직하게는 WAVE/2 이하이다.
또한, 상기 1 단위씩 거른 전기적 절연 부분의 폭의 변화는 규칙적인 것이어도 되고, 또 불규칙한 것(제조상의 오차를 제외함)이어도 된다.
상기 도 18, 도 21 중 어느 적층체라도, 유전체층의 두께(용량 발생 부분에서의 두께) T1(도 18), T3(도 21) 는 1 ㎛ 이하이다. 보다 바람직하게는 0.7 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.4 ㎛ 이하이다. 유전체층(용량 발생 부분)의 두께를 얇게 함으로써, 콘덴서로서 사용했을 때 용량이 큰 콘덴서를 얻을 수 있다.
도 18 의 적층체의 제 1 금속 박막층 및 제 2 금속 박막층의 두께 T2 및 도 21 의 적층체의 금속 박막층의 두께 T4 는 특별한 제한은 없으나, 100 ∼ 500 옹스트롬, 특히 200 ∼ 400 옹스트롬, 막저항이 10 Ω/□ 이하, 또한 1 ∼ 8 Ω/□, 특히 2 ∼ 6 Ω/□ 인 것이 바람직하다. 또, 도 18 의 양금속 박막의 두께는 다른 것이어도 되나, 동일하게 하는 편이 적층체 전체의 두께의 균일성을 확보할 수 있으므로 바람직하다.
도 18 및 도 21 의 적층체의 적층 단위의 적층수는, 적층체의 용도에 따라 적절하게 결정하면 된다. 바람직하게는 100 층 이상의 적층을 한 편이 콘덴서가 회로 기판상에서 점유하는 면적을 작게 할 수 있다. 그 이상에 대해서는 적층수가 많은 편이 좋은 것은 아니고, 필요한 콘덴서 용량에 따른 적층을 행하면 된다. 적층수가 많을수록 콘덴서로서 사용했을 때, 용량이 큰 콘덴서로 할 수 있다. 또, 본 발명의 유전체층은 두께가 얇으므로, 적층수를 많게 해도 전체의 두께는 그다지 두꺼워지지 않고, 종래의 필름 콘덴서에 비해 동일 체적이면 고용량의, 동일 정전 용량이면 보다 작은 콘덴서를 얻는 것이 가능해진다.
각 적층 단위의 유전체층의 두께 T1(도 18), T3(도 21)과, 금속 박막층의 두께 T2(도 18), T4(도 21)의 비 T1/T2, T3/T4 는 모두 20 이하, 특히 15 이하로 해 두면 유전체층의 핀홀 등에 의해 대향하는 금속 박막층이 전기적으로 단락한 경우에, 과전류에 의해 해당 금속 박막층이 소실 또는 용실되어, 결함을 제거하는 자기 회복 기능이 발현했을 경우, 소자 내부의 결함이 차지하는 체적도 작아지므로, 내습 특성 등이 요구되는 환경하 등에서의 특성의 저하도가 작아지므로 바람직하다.
유전체층의 재료로는, 두께 1 ㎛ 이하로 적층 가능하고, 유전체로서 양호하게 기능할 수 있는 것이라면 특별히 제한은 없으나, 예를 들면 아크릴레이트 수지 또는 비닐 수지를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 다관능(메타)아크릴레이트 모노머, 다관능 비닐에테르 모노머의 중합체가 바람직하고, 그 중에서도 디시클로펜타지엔디메탄올디아크릴레이트, 시클로헥산디메탄올디비닐에테르 모노머 등의 중합체 또는 탄화수소기를 치환한 모노머의 중합체가, 전기 특성면에서 바람직하다.
금속 박막층의 재료로는, 예를 들면 Al, Cu, Zn, Sn, Au, Ag, Pt 로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1 종인 것이 바람직하고, 그 중에서도 Al 이 접착성과 경제성면에서 바람직하다. 또한, 금속 박막층의 내습성을 향상시키기 위해 수지층의 표면을 산화시켜 두는 것이 바람직한 경우도 있다.
유전체층의 표면 거칠기 Ra(10 점 평균 거칠기)는 0.1 ㎛ 이하, 특히 0.02 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또, 금속 박막층의 표면 거칠기 Ra(10 점 평균 거칠기)는 0.1 ㎛ 이하, 특히 0.02 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 표면 거칠기가 너무 커지면 표면의 미소 돌기부에 전계 집중이 발생하여, 유전체층의 파괴나 금속 박막층의 소실이 발생하는 경우가 있다. 또한, 종래의 필름 콘덴서에서는 필름의 미끄럼을 좋게 하여 반송성을 확보하거나, 필름끼리의 블로킹을 방지하기 위하여 필름중에 외부 입자(예를 들면, 실리카 등의 무기 입자 또는 유기 입자)를 혼입시켜 일정 이상의 표면 거칠기를 확보했다. 본 발명의 적층체는 후술할 제조 방법을 취하는 한, 상기 이유로 외부 입자를 혼입시킬 필요는 없고, 따라서 전기 특성이 양호한 적층체를 얻을 수 있다. 본 발명의 표면 거칠기 Ra(10 점 평균 거칠기)의 측정은 선단경이 10 ㎛ 인 다이아몬드침을 사용하여, 측정 하중이 10 mg 인 접촉식 표면 거칠기계로 측정한 것이다.
유전체층의 경화도는 50 % 이상, 특히 유전체층 형성 직후의 적층체의 상태에서 50 ∼ 75 %, 콘덴서 등의 최종 형태로 한 상태에서 90 % 이상인 것이, 각각의 핸들링성, 특성의 안정성면에서 바람직하다. 경화도는 예를 들면 유전체층으로서 수지를 사용하는 경우, 그 중합 및/또는 가교의 정도를 의미한다. 경화도가 상기 범위보다 작으면 적층체의 제조 과정에서의 프레스 또는 적층체의 실장 공정에서의 외력 등이 가해지면 용이하게 변형하거나, 금속 박막층의 파단 또는 단락 등이 발생하게 된다.
한편, 경화도가 상기 범위보다 크면 외부 전극을 형성하는 경우의 용사 금속 입자가 금속 박막층간에 침입하기 힘들어져 외부 전극의 부착 강도를 약화시키거나, 후술할 적층체의 제조 과정에 있어서 캔 롤러로부터 원통상 적층체의 연속체를 떼어내는 경우, 또는 프레스하여 평판상의 적층체 모소자를 얻는 경우 등에 깨지는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 본 발명의 경화도는 적외 분광 경도계로 C = 0 기의 흡광도와 C = C 기(1600 cm-1)의 비를 취하고, 각각의 모노머와 경화물의 비를 취해, 감소분 흡광도를 1에서 뺀 것을 경화도로 했다.
(실시형태 4)
다음으로, 적층체의 적어도 편측에 보강층이 적층된 경우에 대해 설명한다.
보강층은 적층체의 제조 과정에 있어서, 또는 이것을 사용한 전자 부품, 특히 콘덴서의 제조 과정에 있어서, 또는 이것을 프린트 기판 등에 실장하는 과정에 있어서, 상기의 적층체 부분이 열부하나 외력에 의해 손상을 입는 것을 방지하는데 유효하다. 또한, 보강층이 후술하는 바와 같이 금속층을 갖고 있음으로써, 외부 전극(도 28, 도 34 참조)의 부착 강도를 높이는데 유효하다. 즉, 외부 전극의 부착 강도는 금속 박막층과의 접속 강도 여하에 좌우되고, 유전체층과의 접속 강도는 그다지 기여하지 않는다. 따라서, 금속층이 존재하는 보강층으로 함으로써, 콘덴서로 했을 때의 외부 전극의 부착 강도는 대폭 향상한다. 또한, 보강층은 예를 들면 외부 전극을 형성해서 콘덴서로서 사용했을 경우에 콘덴서의 용량 발생 부분으로서 기능할 수도 있으나, 기능하지 않는 편이 콘덴서의 설계 등은 용이해진다.
보강층은 상기 적층체의 적어도 편측에 형성하면 상기 효과를 발휘하나, 양측에 형성하면 적층체의 보호 및 외부 전극의 부착 강도의 향상에 대해 보다 효과적이다.
보강층은 상기 적층체에 접하여 적층할 수도 있고, 다른 층을 개재시켜 적층할 수도 있다.
보강층이 상기 효과를 충분히 발현하기 위해서는, 그 두께(편면측 전체 두께)는 20 ㎛ 이상, 도한 50 ∼ 500 ㎛, 특히 100 ∼ 300 ㎛ 인 것이 바람직하다.
도 23 은 실시형태 3 에서 설명한 도 18 의 적층체(11)의 양면에 보강층(50a, 50b)을 적층한 예의 두께 방향(적층 방향) 단면도이다.
도 23 에 나타낸 보강층은 수지층(51)과, 이 편면에 적층된 제 1 금속층(52) 및 제 2 금속층(53)으로 이루어지는 적층 단위(54)를 적어도 1 층 이상 적층한 것이다. 제 1 금속층(52)과 제 2 금속층(53)은 전기 절연대(55)에 의해 구별된다.
금속층은 전기 절연대(55)에 의해 제 1 금속층(52)과 제 2 금속층(53)으로 구별된다. 전기 절연대가 없으면, 외부 전극(도 28, 도 34 참조)을 형성했을 때, 이러한 금속층을 통해 양외부 전극이 단락되게 된다.
전기 절연대의 배치 위치는 특별한 제한은 없으나, 도 23 에 나타낸 바와 같이, 보강층의 대략 중앙부에 배치하는 것이 바람직하다. 적층체(11)의 전기적 절연 부분과 거의 동위치에 배치하면, 적층체 상면에 발생하는 오목부가 커져, 프린트 기판으로의 땜납 실장을 행할 경우, 핸들링성이 나빠지거나, 납땜시의 절연성에도 악영향을 미치는 경우가 있다. 게다가, 이러한 오목부가 발생하면 그 오목부의 깊이가 커짐에 따라 후술하는 패터닝 재료를 오목부의 저부에 부착하는 것이 곤란해져, 일정폭을 갖는 양호한 전기적 절연 부분이나 전기 절연대를 형성하는 것이 곤란해진다. 또한, 오목부의 발생에 따라 그 위에 적층된 전기적 절연 부분의 양측의 유전체층 및 금속 박막층이 기울어지게 되어, 그 때문에 적층 두께가 얇아져, 콘덴서로서의 내전압의 저하나 유전체층의 핀홀, 금속 박막층의 내전류 특성의 저하 등이 발생하기 쉬워진다.
전기 절연대의 형상은 제 1 금속층(52)과 제 2 금속층(53)을 전기적으로 절연하는 것이면 특별히 제한은 없으나, 본 실시형태에서는 제조의 용이성 등의 관점에서 일정폭 W1을 갖는 띠모양의 것으로 하였다. 도 24 에 도 23 의 Ⅴ-Ⅴ선 화살표 방향에서 본 단면도를 나타낸다.
보강층은 적층 단위(54)가 적어도 1 층 이상 적층되어 있으면 되나, 2 층 이상 적층하는 경우, 보강층 전체(적층체(11)의 양면에 적층하는 경우는 편면측의 보강층 전체)에서 봤을 때, 전기 절연대의 적층 위치가 동일하지 않은 것이 바람직하다. 예를 들면, 인접하는 적층 단위의 전기 절연대의 적층 위치를 어긋나게 해 두는 것이 바람직하다. 전기 절연대가 일정폭 W1을 갖는 띠모양으로 했을 때, 도 23 에 나타낸 바와 같이, 인접하는 적층 단위의 전기 절연대의 적층 위치의 어긋남량 d1을 W1/20 이상으로 하는 것이 좋다. 어긋남량 d1의 하한값은 바람직하게는 W1/15 이상, 특히 바람직하게는 W1/10 이상이며, 상한값은 바람직하게는 4W1이하, 특히 바람직하게는 2W1이하이다. 또한, 인접하는 적층 단위의 전기 절연대의 적층 위치는 동일하게 해 두고, 1 단위씩 거른(또는 2 단위씩 거른, 또는 그 이상)의 적층 단위의 전기 절연대의 적층 위치를 상기의 어긋남량 d1만큼 어긋나게 할 수도 있다.
어긋남량 d1이 하한값 이하이면, 적층체 표면의 전기 절연대 부분에 오목부가 생기고, 프린트 기판으로의 땜납 실장을 행할 경우, 핸들링성이 나빠지는 경우가 있다. 게다가, 이러한 오목부가 발생하면 그 오목부의 깊이가 커짐에 따라, 후술하는 패터닝 재료를 오목부의 저부에 부착하는 것이 곤란해져, 일정폭을 가진 양호한 전기 절연대나 전기적 절연 부분을 형성하는 것이 곤란해진다. 또한, 오목부의 발생에 따라 그 위에 적층된 전기 절연 부분의 양측의 유전체층 및 금속 박막층이 기울어지게 되고, 그 때문에 적층 두께가 얇아져, 콘덴서로서의 내전압의 저하나, 유전체층의 핀홀, 금속 박막층의 내전류 특성의 저하 등이 발생하기 쉬워진다.
어긋남량 d1이 너무 크면 적층체 상면의 오목부의 해소 효과가 현저해지지 않을 뿐아니라, 전기 절연대의 적층 위치가 적층체(1)의 전기적 절연 부분의 적층 위치에 일치하게 되면, 적층체 표면에 오목부가 발생하여 상술한 문제가 발생한다.
또, 보강층 전체(적층체(11)의 양면에 적층하는 경우는 편면측의 보강층 전체)에서 봤을 때의 전기 절연대의 적층 위치의 분산의 최대값(최대 어긋남폭) D1(도 23 참조)은 하한이 6W1/5 이상, 특히 3W1/2 이상, 상한이 5W1이하, 특히 4W1이하인 것이 바람직하다. 최대 어긋남폭 D1이 이 하한값을 하회하면 적층체 상면에 오목부가 발생하여 상기 문제가 발생한다. 어긋남폭 D1이 이 상한값을 상회하면, 적층체 상면의 오목부의 해소 효과가 현저해지지 않을 뿐 아니라, 전기 절연대의 적층 위치가 적층체(1)의 전기적 절연 부분의 적층 위치에 일치하게 되면, 적층체 표면에 오목부가 발생하여 상술한 문제가 발생한다.
도 25 는 실시형태 3에서 설명한 도 18 의 적층체(11)의 양면에, 도 23 과는 다른 적층 형태를 갖는 보강층(60a, 60b)을 적층한 예의 두께 방향(적층 방향) 단면도이다.
도 25 에 나타낸 보강층은 수지층(61)과, 상기 수지층의 편면에 적층된 금속층(62)으로 이루어지는 적층 단위(64)를 적어도 1 층 이상 적층하여 이루어진다. 상기 수지층 표면의 일단에 존재하는 띠모양의 전기 절연대 부분(63)에는 금속층은 존재하지 않는다. 전기 절연대가 없으면 외부 전극(도 28, 도 34 참조)을 설치했을 때, 이러한 금속층을 통해 양외부 전극이 단락되게 된다.
전기 절연대의 형상은 특별한 제한은 없으나, 본 실시형태에서는 제조의 용이성 등의 관점에서 일정폭을 갖는 띠모양의 것으로 했다. 도 26 에 도 25 의 Ⅵ-Ⅵ선 화살표 방향에서 본 단면도를 나타낸다.
보강층은 적층 단위(64)가 적어도 1 층 이상 적층되어 있으면 되나, 2 층 이상 적층하는 경우, 보강층 전체(적층체(11)의 양면에 적층하는 경우는 편면측의 보강층 전체)에서 봤을 때, 전기 절연대의 폭이 동일하지 않은 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 25 에 나타낸 바와 같이, 한 전기 절연대에 대해, 인접하는 적층 단위의 전기 절연대의 폭을 바꾸고, 또한 인접하는 적층 단위의 전기 절연대의 폭을 바꿔, 이하 동일하게 하여 전기 절연대의 폭을 차례로 바꿔 간다. 또는, 연속하는 2 개(또는 그 이상)의 적층 단위의 전기 절연대의 폭은 동일폭으로 하고, 3 개째(또는 그 이상)의 적층 단위의 전기 절연대의 폭을 변경하는 것이어도 된다.
전기 절연대의 폭을 모두 동일폭으로 하면, 전기 절연대가 존재하는 단부는 금속층의 적층수가 적으므로, 적층체 전체로 보면 이 부분의 적층 두께가 감소하여, 적층체 상면에 현저한 오목부가 생기게 된다. 이 오목부는 프린트 기판으로의 땜납 실장을 행할 경우, 핸들링성이 나빠지고, 땜납의 습성에도 악영향을 미치는 경우가 있다. 게다가, 이러한 오목부가 발생하면 그 오목부의 깊이가 커짐에 따라, 적층체의 제조 과정에 있어서 후술할 패터닝 재료를 오목부의 저부에 부착시키는 것이 곤란해져, 일정폭을 가진 양호한 전기 절연대나 전기적 절연 부분을 형성하는 것이 곤란해진다. 또한, 오목부의 발생과 함께 그 위에 적층된 적층체 부분(11)의 전기적 절연 부분의 측부의 유전체층 및 금속 박막층이 기울어지게 되고, 그 때문에 유전체층 및 금속 박막층의 적층 두께가 국소적으로 얇아진다. 유전체층의 적층 두께가 국소적으로 얇아지면, 적층체를 콘덴서로서 사용한 경우, 그 부분의 존재에 의해 콘덴서의 내전압이 내려가게 되고, 또 유전체층의 핀홀에 의해 단락이 발생한다. 또, 금속 박막층의 적층 두께가 국소적으로 얇아지면, 그 부분에서 도전 불량 등이 발생하기 쉬워진다.
따라서, 도 25 와 같이 보강층 전체(적층체(11)의 양면에 적층하는 경우는 편면측의 보강층 전체)에서, 전기 절연대의 폭의 평균값을 W1AVE, 최대값을 W1MAX, 최소값을 W1MIN 으로 했을 때, (W1MAX - W1MIN)/W1AVE 가 W1/AVE/5 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 W1AVE/3 이상이다.
한편, 전기적 절연 부분의 폭의 분산이 커져, (W1MAX - W1MIN)/W1AVE 가 너무 커져 버리면, 적층체 상면의 오목부의 해소 효과가 현저해지지 않는다. 따라서, (W1MAX - W1MIN)/W1AVE 의 상한은 바람직하게는 W1AVE 이하, 보다 바람직하게는 W1AVE/2 이하이다.
또한, 상기 전기 절연대의 폭의 변화는 규칙적인 것이어도 되고, 또 불규칙한 것(제조상의 오차를 제외함)이어도 된다.
보강층의 수지층의 두께 T5(도 23), T7(도 25), 도 18 또는 도 21 의 적층체의 유전체층의 두께 T1(도 18), T3(도 21) 보다 두꺼운 것이 바람직하다. 또, 보강층의 금속층 두께 T6(도 23), T8(도 25)은 도 18 또는 도 21 의 적층체의 금속 박막층의 두께 T2(도 18), T4(도 21)보다 두꺼운 것이 바람직하다. 이렇게 각 층의 두께를 두껍게 한 보강층으로 함으로써, 후술하는 외부 전극(도 28, 도 34 참조)을 형성했을 때, 외부 전극의 부착 강도를 높일 수 있다. 외부 전극은 용사 등에 의해 형성하나, 이 용사 금속의 입자는 비교적 거칠고, 적층체(11, 40)의 금속 박막층 사이에 충분히 침입하기 힘들다. 그러나, 유전체층의 두께는 콘덴서로 했을 때의 용량을 확보하는 관점에서 두껍게 할 수는 없다. 그래서, 수지층의 두께를 두껍게 함으로써, 용사 금속의 침입을 용이하게 하고, 외부 전극의 부착 강도를 용이하게 높일 수 있다. 또, 측면에 노출된 금속막의 두께가 두꺼울수록 인장 강도가 강해지므로, 금속층의 두께를 두껍게 함으로써 외부 전극의 부착 강도를 높일 수 있다.
구체적으로는, 수지층의 두께 T5, T7 은 0.1 ∼ 1 ㎛, 특히 0.1 ∼ 0.6 ㎛ 인 것이 바람직하다. 또, 금속층의 두께 T6, T8 은 100 ∼ 500 옹스트롬, 특히 200 ∼ 400 옹스트롬, 막저항이 1 ∼ 10 Ω/□, 특히 2 ∼ 6 Ω/□ 인 것이 바람직하다. 도 23 의 제 1 금속층과 제 2 금속층의 두께는 달라도 되나, 동일하게 하는 편이 적층체 전체의 두께의 균일성을 확보할 수 있으므로 바람직하다.
보강층의 수지층 및 금속층의 재료는 특별히 제한은 없으나, 각각 유전체층 및 금속 박막층에 사용되는 재료로 하면 제조 능률면에서는 바람직하다. 한편, 외부 전극과의 부착 강도를 조정하기 위해, 또는 적층체 전체의 경도나 기계적 강도를 조정하기 위한 등의 목적으로서, 유전체층 및 금속 박막층에 사용되는 재료와 다른 재료를 사용하는 것도 물론 가능하다.
보강층의 수지층의 경화도는 50 % 이상, 특히 보강층 형성 직후의 상태에서 50 ∼ 75 %, 콘덴서 등의 최종 형태로 한 상태에서 90 % 이상인 것이, 각각 핸들링성, 특성의 안정성면에서 바람직하다. 경화도가 상기 범위보다 작으면 적층체의 제조 과정에 있어서의 프레스 또는 적층체의 실장 공정에 있어서의 외력 등이 가해지면 용이하게 변형하게 된다. 한편, 경화도가 상기 범위보다 크면, 외부 전극을 형성하는 경우의 용사 금속 입자가 금속층간에 침입하기 힘들어져 외부 전극의 부착 강도를 약화시키거나, 후술할 적층체의 제조 과정에서 캔 롤러로부터 원통상 적층체의 연속체를 떼어내는 경우, 또는 프레스하여 평판상 적층체 모소자를 얻는 경우 등에 깨지는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다.
또한, 도 23, 도 25에서 도 18 의 적층체(11) 대신에 도 21의 적층체(40)를 사용하여, 동일하게 보강층을 형성할 수 있다. 그 경우, 상기 설명은 필요에 따라 도 21 의 적층체(40)의 구성 요소로 바꿔 그대로 적용할 수 있다.
(실시형태 5)
다음으로, 적층체의 적어도 한쪽 표면에 보호층을 형성한 경우에 대해 설명한다.
도 27 은 도 18 의 적층체(11)의 양 표면에 보호층(65a, 65b)을 적층한 예의 두께 방향(적층 방향) 단면도이다.
이러한 보호층은 적층체의 제조 과정에 있어서, 또는 이것을 사용한 전자 부품, 특히 콘덴서의 제조 과정에 있어서, 또는 이것을 프린트 기판 등에 실장하는 과정에 있어서, 적층체(11)의 부분이 열부하나 외력에 의해 손상을 입는 것을 방지하는 데 유효하다.
보호층은 적층체(11)의 적어도 편면에 형성하면 상기 효과를 발휘하는데, 양면에 형성하면 적층체(11)의 보호에 보다 효과적이다.
보호층의 두께는 특별히 제한은 없고, 적층체가 접하는 환경 등으로부터 적절하게 결정할 수 있으나, 상기 효과를 충분히 발현하기 위해서는 통상 2 ㎛ 이상, 또한 3 ∼ 100 ㎛, 특히 5 ∼ 20 ㎛ 인 것이 바람직하다.
또한, 도 27 의 예에서는 적층체(11)에 직접 보호층을 형성했으나, 적층체(11)와의 사이에 실시형태 4 에서 설명한 보강층을 통해 적층하는 것도 가능하다. 이러한 실시형태로 하면, 적층체(11)의 보호 기능이 향상할 뿐아니라, 외부 전극(도 28 참조)의 부착 강도를 높일 수 있게 된다. 또, 보강층 이외의 층을 통해 적층할 수도 있다.
보호층의 재료는 특별히 제한은 없으나, 각각 유전체층 및/또는 수지층에 사용되는 재료로 하면 제조 능률은 향상한다. 한편, 보호층에 특정 기능을 부여하기 위해서, 유전체층 및/또는 수지층에 사용되는 재료와는 다른 재료를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 에폭시계 수지를 사용하면, 보강층과의 밀착성이 높아지므로 바람직하다.
또, 보호층을 특정 색으로 착색할 수도 있다. 이에 의해, 전자 부품으로서 프린트 배선 기판에 실장할시의 패턴 인식의 인식 정밀도가 향상하거나, 각 제품의 판별이 용이해지거나 한다. 착색은 예를 들면, 안료 등의 착색제를 혼입시키거나, 외표면을 도료 등으로 도장하거나 하면 된다. 필요에 따라 보호층을 투명하게 할 수도 있다.
보호층의 경화도는 50 % 이상, 특히 보호층 형성 직후의 적층체의 상태에서 50 ∼ 75 %, 콘덴서 등의 최종 형태로 한 상태에서 90 % 이상인 것이 각각 핸들링성, 특성의 안정성면에서 바람직하다. 경화도가 상기 범위보다 작으면 적층체의 제조 과정에서의 프레스 또는 적층체의 실장 공정에서의 외력 등이 가해지면 용이하게 변형하게 된다. 한편, 경화도가 상기 범위보다 크면, 후술하는 적층체의 제조 과정에서 캔 롤러로부터 원통상 적층체의 연속체를 떼어내는 경우, 또는 프레스하여 평판상 적층체 모소자를 얻는 경우 등에 깨지는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다.
또한, 도 27 에 있어서 도 18 의 적층체(11) 대신에 도 21 의 적층체(40)를 사용하여, 동일하게 보호층을 형성할 수 있다. 그 경우, 상기 설명은 필요에 따라 도 21 의 적층체(40)의 구성 요소로 바꿔 그대로 적용할 수 있다.
(실시형태 6)
다음으로, 적층체의 측면에 외부 전극을 형성한 경우에 대해 설명한다.
도 28 은 외부 전극(71a, 71b)을 적층체의 측면에 형성한 예를 나타낸 개략 사시도이다. 도 28 의 외부 전극이 부여된 적층체는 적층체 부분(72)의 양면에 보강층(73a, 73b)이 적층되고, 또한 그 위에 보호층(74a, 74b)이 적층되어 있다. 적층체 부분(72)으로는 실시형태 3 의 도 18 에서 설명한 적층체(11)를 사용하고, 보강층(73a, 73b)으로는 실시형태 4 의 도 23에서 설명한 보강층(50a, 50b)을 사용하고, 보호층(74a, 74b)으로는 실시형태 5 의 도 27 에서 설명한 보호층(65a, 65b)을 각각 사용하고 있다.
외부 전극(71a, 71b)은 각각 적층체(72)의 제 1 금속 박막층 및 제 2 금속 박막층과 전기적으로 접속되어 있다.
외부 전극은, 예를 들면 황동 등을 금속 용사하여 형성할 수 있다. 이 때 용사 금속종을 변경하여 2 층 이상으로 이루어지는 외부 전극으로 할 수도 있다. 예를 들면, 바탕층으로 적층체와의 부착 강도가 양호한 금속을 용사한 후, 상층으로, 또한 이 상층 위에 접촉(적층)시키는 각종 금속 또는 수지와의 접착성이 양호한 금속을 선택하여 용사할 수 있다.
또한, 이 위에 실장시의 납땜성 등을 고려하여, 용융 땜납 도금, 용해 주석 도금, 무전해 땜납 도금 등을 실시할 수도 있다. 그 때, 바탕층으로 금속 용사층 위에 열경화성 페놀 수지중에 구리 가루 등을 분산시킨 도전성 페이스트를 도포하고 가열 경화시킨 층, 또는 구리/인/은으로 이루어지는 합금의 금속 용사층 등을 형성해 둘 수도 있다.
또, 외부 전극에 범프 전극을 설치할 수도 있다. 이에 의해, 회로 기판으로의 실장이 보다 용이해진다. 범프 전극으로는, 주지의 재료, 형상의 것으로부터 적절하게 선택하여 형성할 수 있다.
또한, 용도에 따라 필요한 외장을 실시할 수 있다. 예를 들면, 적층체의 내습성의 향상이나, 노출된 금속 박막층 및/또는 금속층의 보호를 목적으로 하여, 실란커플링제 등의 표면 처리제를 두께 수십 옹스트롬 정도로 코팅하거나, 금속 박막층이 노출되어 있는 면에, 광 또는 열경화성 수지를 두께 수백 ㎛ 정도로 도포하여, 경화시킨 층을 형성하거나 할 수 있다.
이렇게 하여 얻어진 적층체는 칩 콘덴서, 칩 코일, 칩 저항 및 그들의 복합 소자 부품 등의 용도에 사용할 수 있으나, 그 중에서도 콘덴서 등의 전자 부품에 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 적층체는 작으면서 고용량의 콘덴서가 되므로, 칩 콘덴서로서 사용한 경우에 그 실용적 가치는 높다.
또한, 도 28에서 적층체(72)로서 도 18 의 적층체(11) 대신에 도 21 의 적층체(40)를 사용할 수도 있다. 그 경우, 상기 설명은 필요에 따라 도 21 의 적층체(40)의 구성 요소로 바뀌 그대로 적용할 수 있다. 또, 보강층(73a, 73b)으로서 도 23 의 보강층(50a, 50b) 대신에 도 25 의 보강층(60a, 60b)을 사용할 수도 있다. 그 경우, 상기 설명은 필요에 따라 도 25 의 보강층(60a, 60b)의 구성 요소로 바뀌 그대로 적용할 수 있다.
(실시형태 7)
다음으로, 본 발명의 적층체의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 29 는 본 발명의 적층체의 제조 방법을 실시하기 위한 제조 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 개략도이다.
일정한 각속도 또는 주속도로, 도중의 화살표 방향으로 회전하는 캔 롤러(81)의 하부에 금속 증착원(84)이 배치되고, 이에 대해 캔 롤러(81)의 회전 방향 하류측에 수지 증발원(82)이, 상류측에 패터닝 재료 부여 장치(83)가 각각 배치되어 있다.
또, 본 예에서는 금속 증착원(84)과 수지 증발원(82) 사이에 패터닝 재료 제거 장치(87)가, 수지 증발원(82)과 패터닝 재료 부여 장치(83) 사이에 수지 경화 장치(88) 및 수지 표면 처리 장치(89)가 각각 배치되어 있으나, 이들은 필요에 따라 설치하면 되고, 본 발명에서는 필수적인 것은 아니다.
이들 장치는 진공 용기(85) 내에 수납되고, 그 내부는 진공 펌프(86)에 의해 진공으로 유지된다.
캔 롤러(81)의 외주면은 평활하게, 바람직하게는 경면상으로 마무리되어 있으며, 바람직하게는 -20 ∼ 40 ℃, 특히 바람직하게는 -10 ∼ 10 ℃ 로 냉각되어 있다. 회전 속도는 자유롭게 설정할 수 있으나, 15 ∼ 70 rpm 정도이다.
금속 증발원(84)은 캔 롤러(81) 표면을 향해 금속 증착을 가능하게 하는 것이며, 적층체의 금속 박막층 및 보강층의 금속층을 형성한다. 증착 금속으로는 예를 들면 Al, Cu, Zn, Sn, Au, Ag, Pt 로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1 종이 사용된다. 또한, 증착을 대신하여 스퍼터링, 이온 플레이팅 등 주지의 수단으로 금속 박막을 형성할 수도 있다.
수지 증발원(82)은 캔 롤러(81) 표면을 향해 반응성 모노머 수지를 증발 기화시키는 것이며, 상기 수지가 퇴적하여 유전체층, 보강층의 수지층, 및 보호층을 형성한다.
퇴적한 반응성 모노머 수지는 필요에 따라 수지 경화 장치(88)에 의해 중합 및/또는 가교되어, 소정 경화도로 경화하여 박막을 형성한다. 수지 경화 장치로는, 예를 들면 전자선 조사 장치 또는 자외선 조사 장치 등을 사용할 수 있다.
형성된 수지 박막은 필요에 따라 수지 표면 처리 장치(89)에 의해 표면 처리된다. 예를 들면, 산소 플라스마 처리 등을 행하여, 수지층 표면을 활성화시켜 금속 박막과의 접착성을 향상시킬 수 있다.
패터닝 재료 부여 장치(83)는 패터닝 재료를 수지 박막 표면에 소정 형상으로 퇴적시키기 위한 것이다. 패터닝 재료가 퇴적된 부분에는 금속 박막은 형성되지 않는다. 패터닝 재료로는, 예를 들면 오일을 사용할 수 있다. 패터닝 재료의 부여 수단은 증발 기화시킨 패터닝 재료를 미세구멍으로부터 분사하여 수지 박막 표면에서 액화시키는 방법, 또는 액상 패터닝 재료를 분사하는 방법 등의 비접촉 부착 수단 외에, 리버스코트, 다이코트 등의 도포에 의한 방법이 있는데, 본 발명에서는 수지 표면에 외력이 부여되지 않는 점에서 비접촉 부착 수단이 바람직하고, 그 중에서도 비교적 구조가 간단한 점에서 증발시킨 패터닝 재료를 수지 박막 표면에서 액화시키는 방법이 바람직하다.
도 30 에 패터닝 재료 부여 장치의 일례로서, 증발시킨 오일을 분사하여, 수지 박막 표면에 띠모양의 오일막을 부여하는 패터닝 재료 부여 장치의 개략 사시도를 나타낸다. 패터닝 재료 부여 장치(83)의 면(91)이 캔 롤러(81)의 외주면의 법선에 수직이 되도록 배치된다. 면(91)상에는 기화한 오일이 분출되는 미세구멍(92)이 소정 간격으로 소정 수만큼 배치되어 있다. 미세구멍(92)의 형상은 도 30 과 같은 원형 외에, 타원상, 각형상, 또는 원형, 타원상 또는 각형상의 것을 캔 롤러 표면의 이동 방향으로 복수개 배치한 것 등이어도 된다.
패터닝 재료 부여 장치(83)에 의해 부여된 패터닝 재료는 필요에 따라 패터닝 재료 제거 장치(87)에 의해 제거된다. 패터닝 재료 부여 장치에 의해 부착한 패터닝 재료의 대부분은 금속 박막의 형성시에 재증발하여 소실되어 버린다. 그러나, 일부는 금속 박막층의 형성 후에도 잔존하여, 적층 표면의 거침, 유전체층이나 금속 박막층의 핀홀(적층 빠짐), 금속 박막층의 적층 영역의 불안정화 등의 문제가 발생한다. 본래, 패터닝 재료는 금속 박막층의 형성 후에는 잔존하지 않도록 필요 최소한의 부착량으로 해야 하나, 아주 조금이라도 부족하면 금속 박막층의 비적층부가 의도하는 대로 형성되지 않아, 그 제어는 극히 곤란하다. 그래서, 금속 박막층의 적층 후로서 유전체층의 적층 전에 잔존하는 패터닝 재료를 제거하는 것이 바람직한 경우가 있다.
패터닝 재료의 제거 수단은 특별한 제한은 없으나, 예를 들면 패터닝 재료가 오일인 경우는, 히터에 의한 가열 증발, 또는 플라스마 조사에 의한 분해 제거, 또는 이들의 조합에 의해 행할 수 있다. 이 때, 플라스마 조사는 산소 플라스마, 아르곤 플라스마, 질소 플라스마 등을 사용할 수 있으나, 이 중에서도 특히 산소 플라스마가 바람직하다.
본 발명의 적층체는 수지 증발원(82)을 사용하여 수지 재료를 부착시켜 유전체층을 형성하는 공정과, 상기 유전체층상에 패터닝 재료 부여 장치(83)에 의해 패터닝 재료를 띠모양으로 부착시키는 공정과, 금속 증착원(84)에 의해 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 소정 회수 반복함으로써 제조된다.
이 때, 2 n 회째(n 은 자연수)의 패터닝 재료의 부착 위치를 2n - 1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치와 다르게 함과 동시에, 2n 회째의 패터닝 재료의 부착 위치의 모두를 동일 위치로 하지 않고, 또 2n - 1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치의 전부를 동일 위치로 하지 않도록 한다. 이에 의해, 유전체층의 비단부에 전기적 절연 부분이 띠모양으로 형성되고, 인접하는 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치가 다름과 동시에, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치가 적층체 전체에서 동일하지 않은 적층체를 제조할 수 있다. 또는, 유전체층의 일단에 전기적 절연 부분이 띠모양으로 형성되고, 인접하는 적층 단위의 전기적 절연 부분이 상호 역측으로 위치하도록 적층되어 있으며, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 폭이 적층체 전체에서 동일하지 않은 적층체를 제조할 수 있다.
또한, 띠모양의 패터닝 재료의 부착폭을 W 로 했을 때, 2n + 1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치를 2n - 1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치에 대해 W/20 ∼ 4 W 의 범위내에서 어긋나게 하고, 또한 2n + 2 회째의 패터닝 재료의 부착 위치를 2n 회째의 패터닝 재료의 부착 위치에 대해 W/20 ∼ 4W 의 범위내에서 어긋나게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 띠모양의 전기적 절연 부분의 폭을 W 로 했을 때, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치의 어긋남량이 W/20 이상, 4W 이하의 적층체를 제조할 수 있다.
또한, 2n 회째의 패터닝 재료의 부착 위치의 분산의 최대값, 및 2n - 1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치의 분산의 최대값을 모두 6W/5 ∼ 5W(W 는 띠모양의 패터닝 재료의 부착폭)로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치의 분산의 최대값이 적층체 전체에서 봤을 때, 6W/5 이상, 5W 이하의 적층체를 제조할 수 있다.
본 발명의 적층체의 제조 과정에 있어서, 적층 단위가 차례로 적층되어 감에 따라 적층 두께가 두꺼워지므로, 패터닝 재료를 도포 등에 의해 직접 부착하고 있는 경우는 물론, 비접촉으로 부착하고 있는 경우에도, 패터닝 재료 부여 장치(83)를 적층이 진행함에 따라 후퇴시키는 것이 바람직하다. 즉, 도 29 에 있어서, 캔 롤러(81)상에 형성되어 가고 있는 적층체의 외주면과 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍단의 거리 Dw 를 항상 일정 간격으로 유지하면서 적층해 가는 것이 바람직하다. 이것은 특히 기화시킨 오일을 분사하여 부착시키는 경우에는, 패터닝 재료가 일정한 지향성을 갖고 확산하므로, 거리 Dw 의 변동에 의해 부착폭이 변동하여, 소정폭의 전기적 절연 부분을 안정적으로 얻을 수 없기 때문이다.
패터닝 재료 부여 장치의 후퇴 및 패터닝 재료의 부착 위치의 변경은, 예를 들면 도 31 에 나타낸 장치에 의해 실현 가능하다.
먼저, 패터닝 재료 부여 장치의 후퇴는 이하와 같이 행해진다. 즉, 가동 베이스(101)상에 액츄에이터 A(102)가 고정되어 있고, 액츄에이터 A(102)의 이동단에 패터닝 재료 부여 장치(83)가 부착되어 있다. 패터닝 재료 부여 장치(83)는 액츄에이터 A(102)에 의해, 가동 베이스(101)상에서 화살표(103) 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 패터닝 재료 부여 장치(83)에는 캔 롤러(81) 표면(적층체 형성 과정에서는 적층체 외주면)과의 거리를 측정하는 갭 측정 장치(104)가 설치되어 있다. 갭 측정 장치(104)로는, 예를 들면 레이저를 이용한 비접촉 측거 장치를 이용할 수 있다. 갭 측정 장치(104)는 적층체의 제조중, 항상 캔 롤러(81) 표면의 적층체의 외주면과의 거리를 측정하고 있고, 그 신호는 갭 계측 회로(105)로 보내어진다. 갭 계측 회로(105)는 패터닝 재료 부여 장치(83)의 미세구멍단과 캔 롤러(81) 표면(적층체 형성 과정에서는 적층체 외주면)과의 거리가 소정 범위내에 있는지를 항상 체크하고, 적층이 진행되어 상기 거리가 소정 범위보다 작다고 판단한 경우에는, 액츄에이터 A(102)에 대해 패터닝 재료 부여 장치(83)를 소정량 후퇴시키도록 지시하고, 이에 기초하여 패터닝 재료 부여 장치(83)가 소정량 후퇴한다. 이렇게 하여, 패터닝 재료 부여 장치(83)의 미세구멍단과 캔 롤러(81)상의 적층체 외주면의 거리 Dw 가 항상 일정 간격으로 유지되면서 적층이 진행된다.
또한, 상기와 같은 갭 측정 장치(104) 및 갭 계측 회로(105)를 사용한 제어를 행하지 않고, 캔 롤러(81)의 회전수(예를 들면 1 회전)에 따라, 적층두께에 기초하여 미리 설정한 양만큼 차례로 후퇴하도록 한 것이어도 된다. 또, 이것에 상기 갭 측정 장치(104)에 의한 거리 계측을 확인하기 위하여 병용하여, 적절하게 미조정을 가하는 것이어도 된다.
다음으로, 패터닝 재료의 부착 위치의 변경은 이하에 의해 행해진다. 즉, 고정 베이스(106)상에 액츄에이터 B(107)가 고정되어 있고, 액츄에이터 B(107)의 이동단에 상기 가동 베이스(101)가 부착되어 있다. 가동 베이스(101)는 액츄에이터 B(107)에 의해, 고정 베이스(106)상에서 화살표(108) 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 캔 롤러(81)의 회전은 회전 검출기(도시 생략)에 의해 감시되고 있고, 캔 롤러(81)가 1 회전할 때마다 회전 신호 S1 이 회전 검출 회로(109)로 보내어진다. 회전 검출 회로(109)는 회전 신호 S1 을 소정 회수(예를 들면 1 회) 검지할때마다, 액츄에이터 B(107)에 대해 가동 베이스(101)를 화살표(108) 방향의 소정 방향으로 소정량 이동시키도록 지시하고, 이에 기초하여 가동 베이스(101), 즉 패터닝 재료 부여 장치(83)가 화살표(108) 방향의 소정 방향으로 소정량 이동한다. 이렇게 하여, 패터닝 재료의 부착 위치는 캔 롤러(81)가 소정 회수 회전할 때마다, 캔 롤러(81) 표면의 회전 이동 방향과 직각 방향으로, 소정량만큼 변경된다.
이상의 공정에 의해, 캔 롤러(81)의 외주면에 유전체층과 전기적 절연 부분에 의해 구별된 금속 박막층이 차례로 적층된 적층체의 원통상 연속체가 형성된다. 소정 회수의 적층이 완료되면, 적층체의 원통상 연속체를 반경 방향으로 분할(예를 들면, 45°마다 8 분할)하여, 캔 롤러(81)로부터 떼어내어, 각각 가열·가압 프레스함으로써 평판상의 적층체 모소자를 얻는다.
도 32 는 이렇게 하여 얻어진 평판상 적층체 모소자의 개략 구성을 나타낸 일부 사시도이다. 도중, 화살표(111) 방향은 캔 롤러(81)상에서의 이동 방향(원주 방향)을 나타내고 있다.
도시한 바와 같이, 적층체 모소자(110)는 유전체층(112)과, 전기적 절연 부분(114)에 의해 구별되는 금속 박막층(113)이 차례로 적층되어 있다. 그 후, 절단면(115a, 115b)으로 절단함으로써, 도 18 에 나타낸 바와 같이 한 적층체를 얻을 수 있다.
또, 도 33 에 나타낸 바와 같이, 동일하게 하여 얻은 적층체 모소자(110′)를 절단면을 116a, 116b 로 변경하여 절단하면, 도 21 에 나타낸 바와 같은 적층체가 얻어진다.
또한, 실시형태 4 에서 나타낸 바와 같은 보강층을 적층하는 경우에는, 도 29 의 장치에 있어서 적층의 최초 또는 최후 단계에서, 원하는 전기 절연대의 적층 위치에 패터닝 재료가 부여되도록, 패터닝 재료 부여 장치를 이동(도 31 의 화살표(108) 방향의 소정 위치로 이동)시켜, 소정 회수 캔 롤러(81)를 회전시키면 된다. 수지층 및/또는 금속층의 두께를 유전체층 및/또는 금속 박막층의 두께와 다른 것으로 하기 위해서는 캔 롤러(81)의 회전 속도를 조절하거나, 또는 수지 증발원(82) 및/또는 금속 증발원(84)에 차단판을 설치하여, 복수 회전할 때마다 수지층 또는 금속층을 적층하도록 하면, 용이하게 실현 가능하다.
또, 실시형태 5 에서 나타낸 바와 같은 보호층을 적층하는 경우에는, 도 29 의 장치에 있어서, 적층의 최초 또는 최후 단계에서, 금속 증착원(84)을 차단하거나 금속 증착을 정지시킨 상태에서, 소정 회수 캔 롤러(81)를 회전시켜 수지층만을 적층시킴으로써 실현 가능하다.
또한, 도 29 의 장치에서는 원통상 캔 롤러(81) 상에 적층체를 형성했으나, 적층체를 형성시키는 지지체는 이것에 한정되지 않고, 진공 장치내에서 주회하는 것이라면 상관없다. 예를 들면, 복수줄의 롤 사이를 주회하는 벨트상 지지체상에 적층체를 형성할 수도 있다. 벨트상 지지체로는, 금속, 수지, 布帛, 또는 이들의 복합체 등으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 또, 회전하는 원반도 사용할 수 있다. 이 경우, 전기적 절연 부분을 형성할 때는 동심원상으로 형성된다.
이렇게 본 발명의 적층체의 제조 방법에 의하면, 본 발명의 적층체를 간편한 방법으로, 효율적이고 값싸게 제조할 수 있다.
다음으로, 본 발명을 구체적인 실시예에 기초하여 설명한다.
(실시예 2)
도 29 에 나타낸 장치를 사용하여 적층체를 제조했다. 진공 용기(85) 내는 2 × 10-4Torr 로 하고, 캔 롤러(81)는 그 외주면을 5 ℃ 로 유지하게 했다.
먼저 처음에, 보호층이 되는 부분을 캔 롤러(81)의 외주면에 적층시켰다. 보호층 재료로서 디시클로펜타지엔디메탄올디아크릴레이트를 사용하여, 이것을 기화시켜 캔 롤러(81)의 외주면에 퇴적시켰다. 이어서, 수지 경화 장치(88)로서, 자외선 경화 장치를 사용하여 상기에 의해 퇴적시킨 보호층 재료를 중합하여 경화시켰다. 이 조작을 캔 롤러(81)를 회전시킴으로써 반복하고, 캔 롤러(81) 외주면에 두께 15 ㎛ 의 보호층을 형성했다.
이어서, 보강층이 되는 부분을 적층시켰다. 수지층 재료는 상기 보호층 재료와 동일한 것을 사용하고, 이것을 기화시켜 보호층상에 퇴적시켰다. 이어서 수지 경화 장치(88)로서, 자외선 경화 장치를 사용하여, 상기에 의해 퇴적시킨 수지층 재료를 중합하여 경화시켰다. 이 때 형성된 수지층은 0.6 ㎛ 이다. 그 후, 수지 표면 처리 장치(89)에 의해, 표면을 산소 플라스마 처리하였다. 다음으로, 패터닝 재료 부여 장치(83)에 의해 전기 절연대에 상당하는 부분에 패터닝 재료를 부착시켰다. 패터닝 재료로는, 불소계 오일을 사용하고, 이것을 기화시켜 직경 50 ㎛ 의 미세구멍으로부터 분출시켜, 폭 150 ㎛ 의 띠모양으로 부착시켰다. 다음으로, 금속 증발원(84)으로부터 알루미늄을 금속 증착시켰다. 증착 두께는 300 옹스트롬, 막저항 4 Ω/□ 이다. 그 후, 패터닝 재료 제거 장치(87)에 의해, 원적외선 히터에 의한 가열 및 플라스마 방전 처리에 의해 잔존한 패터닝 재료를 제거했다. 이상의 조작을 캔 롤러(81)를 회전시킴으로써 500 회 반복하고, 총두께 315 ㎛ 의 보강층을 형성했다. 또한, 패터닝 재료 부여 장치의 캔 롤러(81)의 외주면의 이동 방향과 수직 방향(도 31 의 화살표(108) 방향)의 이동은, 도 30 및 도 31 에 나타낸 장치를 사용하여 이하의 패턴으로 행했다. 즉, 캔 롤러(81)가 1 회전하면, 한 방향으로 60 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전 후 동일한 방향으로 60 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 60 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 동일한 방향으로 60 ㎛ 이동하는 움직임을 1 주기로 하여, 이하 이 움직임을 반복했다. 또, 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍(92)과 피부착면의 거리 Dw 는 항상 250 ∼ 300 ㎛ 를 유지하도록 제어했다.
다음으로, 유전체층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체 부분을 적층했다. 유전체층 재료는 상기 보호층 및 수지층 재료와 동일한 것을 사용하고, 이것을 기화시켜 수지층상에 퇴적시켰다. 다음으로 수지 경화 장치(88)로서, 자외선 경화 장치를 사용하여 상기에 의해 퇴적시킨 유전체층 재료를 중합하여 경화시켰다. 이 때 형성된 유전체층은 0.4 ㎛ 이다. 그 후, 수지 표면 처리 장치(89)에 의해, 표면을 산소 플라스마 처리했다. 다음으로, 패터닝 재료 부여 장치(83)에 의해 전기적 절연 부분에 상당하는 부분에 패터닝 재료를 부착시켰다. 패터닝 재료로는, 불소계 오일을 사용하여, 이것을 기화시켜 직경 50 ㎛ 의 미세구멍으로부터 분출시켜, 폭 150 ㎛ 의 띠모양으로 부착시켰다. 다음으로, 금속 증발원(84)으로부터 알루미늄을 금속 증착시켰다. 증착 두께는 300 옹스트롬, 막저항 4 Ω/□ 이다. 그 후, 패터닝 재료 제거 장치(87)에 의해, 적외선 히터에 의한 가열 및 플라스마 방전 처리에 의해 잔존한 패터닝 재료를 제거했다. 이상의 조작을 캔 롤러(81)를 회전시킴으로써 약 2000 회 반복하여, 총두께 860 ㎛ 의 적층체 부분을 형성했다. 또한, 패터닝 재료 부여 장치의 캔 롤러(81)의 외주면의 이동 방향과 수직 방향(도 31 의 화살표(108) 방향)의 이동은 도 30 및 도 31 에 나타낸 장치를 사용하여, 이하의 패턴으로 행했다. 즉, 캔 롤러(81)가 1 회전하면, 한 방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 940 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 940 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 1060 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전후 역방향으로 1060 ㎛ 이동하는 움직임을 1 주기로 하여, 이하 이 움직임을 반복했다. 또, 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍(92)과 피부착 표면의 거리 Dw 는 항상 250 ∼ 300 ㎛ 를 유지하도록 제어했다.
다음으로, 적층체 부분 표면에 두께 315 ㎛ 의 보강층을 형성했다. 형성 방법은 상기 보강층의 형성 방법과 완전히 동일하게 했다.
마지막으로, 보강층 표면에 두께 15 ㎛ 의 보호층을 형성했다. 형성 방법은 상기 보호층의 형성 방법과 완전히 동일하게 했다.
다음으로, 얻어진 원통상 적층체를 반경 방향으로 8 분할(45°마다 절단)하여 떼어내고, 가열하에서 프레스하여 도 32 에 나타낸 평판상 적층체 모소자를 얻었다(단, 실제로는 상하면에 보강층 및 수지층이 적층되어 있다). 이것을 절단면(115a)으로 절단하고, 절단면에 황동을 금속 용사하여 외부 전극을 형성했다. 또한, 금속 용사 표면에 열경화성 페놀 수지중에 구리, Ni, 은의 합금 등을 분산시킨 도전성 페이스트를 도포하여 가열 경화시키고, 또한 그 수지 표면에 용융 땜납 도금을 행했다. 그 후, 도 32 의 절단면(115b)에 상당하는 부분에서 절단하고, 실란 커플링제 용액에 침적시켜 외표면을 코팅하여, 도 28 에 나타낸 칩 콘덴서를 얻었다.
콘덴서로서의 용량 발생 부분의 전기적 절연 부분의 폭은 150 ㎛, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치의 어긋남량 d 는 60 ㎛, 적층체 전체에서 봤을 때의 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치의 최대 어긋남 폭 D 는 270 ㎛ 였다. 또, 보강층의 전기 절연대의 폭은 150 ㎛ 로서, 폭방향으로 대략 중앙에 위치하고 있으며, 인접하는 적층 단위의 전기 절연대의 적층 위치의 어긋남량 d1은 60 ㎛, 보강층 전체에서 봤을 때의 전기 절연대의 적층 위치의 최대 어긋남폭 D1은 270 ㎛ 였다.
얻어진 칩 콘덴서는 적층 방향 두께 약 1.5 mm, 길이 약 1.6 mm, 폭(양외부 전극간 방향) 약 3.2 mm 이며, 소형이면서 용량은 0.47 ㎌ 였다. 내전압은 50 V 였다. 또, 적층 방향 상하면의 요철은 거의 보이지 않고, 단차가 10 ㎛ 이하였다. 이것을 프린트 배선 기판에 땜납에 의해 실장했으나, 외부 전극의 결락 등의 문제는 일체 발생하지 않았다. 또한, 칩 콘덴서를 분해하여 유전체층 표면 및 금속 박막층 표면의 표면 거칠기 Ra 를 측정한 바, 차례로 0.005 ㎛, 0.005 ㎛ 였다. 또, 유전체층, 수지층, 및 보호층의 경화도는 각각 95 %, 95 %, 90 % 였다.
(실시예 3)
실시예 2 에서 유전체층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체 부분의 패터닝 재료의 부착 조건을 이하와 같이 변경했다. 즉, 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍 직경을 75 mm 로 변경하고, 폭 200 mm 의 띠모양으로 패터닝 재료를 부착시켰다. 패터닝 재료 부여 장치의 캔 롤러(81)의 외주면의 이동 방향과 수직 방향(도 31 의 화살표(108) 방향)의 이동은 도 30 및 도 31 에 나타낸 장치를 사용하여, 이하의 패턴으로 행했다. 즉, 캔 롤러(81)가 1 회전하면, 한 방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전 후 역방향으로 940 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전 후 역방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전 후 역방향으로 940 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전 후 역방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전 후 역방향으로 1060 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전 후 역방향으로 1000 ㎛ 이동하고, 다음 1 회전 후 역방향으로 1060 ㎛ 이동하는 움직임을 1 주기로 하여 이하 이 움직임을 반복했다.
상기 이외는 동일하게 하여, 도 33 에 나타낸 바와 같은 적층체 모소자를 얻었다(단, 실제로는 상하면에 보강층 및 수지층이 적층되어 있다). 이것을 절단면(116a) 으로 절단하고, 절단면에 황동을 금속 용사하여 외부 전극을 형성했다. 또한, 금속 용사 표면에 열경화성 페놀 수지중에 구리가루를 분산시킨 도전성 페이스트를 도포하고 가열 경화시키고, 또한 그 수지 표면에 용융 땜납 도금을 실시했다. 그 후, 도 33 의 절단면(116b)에 상당하는 부분에서 절단하고, 실란 커플링제 용액에 침전시켜 외표면을 코팅하여, 도 34 에 나타낸 칩 콘덴서(70′)를 얻었다.
콘덴서로서의 용량 발생 부분의 전기적 절연 부분의 폭의 평균값 WAVE 는 140 ㎛, 최대값 WMAX 는 200 ㎛, 최소값 WMIN 은 80 ㎛ 였다.
얻어진 칩 콘덴서는 적층 방향 두께 약 1.5 mm, 길이 약 1.6 mm, 폭(양외부 전극간 방향) 약 3.2 mm 이며, 소형이면서 용량은 0.47 ㎌ 였다. 내전압은 50 V 였다. 또, 적층 방향의 상하면에는 요철은 거의 보이지 않았다. 이것을 프린트 배선 기판에 땜납에 의해 실장했으나, 외부 전극의 결락 등의 문제는 일체 발생하지 않았다. 실시예 2 에 비하여 외부 전극과 접속하는 금속 박막층의 수가 상당히 적음에도 불구하고, 충분한 외부 전극의 부착 강도를 얻을 수 있었던 것은, 금속 박막층간의 간격이 넓고, 용사 금속 입자가 금속 박막층간에 충분히 침입할 수 있었던 것과, 보강층의 금속층이 기여하고 있다고 생각된다. 또한, 칩 콘덴서를 분해하여 유전체층 표면 및 금속 박막층 표면의 표면 거칠기 Ra 를 측정한 바, 차례로 0.005 ㎛, 0.005 ㎛ 였다. 또, 유전체층, 수지층 및 보호층의 경화도는 각각 95 %, 95 %, 90 % 였다.
(비교예 1)
실시예 2 에 있어서, 적층체 부분의 전기적 절연 부분의 적층 위치의 어긋남, 및 보강층의 전기 절연대의 적층 위치의 어긋남이 전혀 없는 것 외에는 동일하게 하여 칩 콘덴서를 제조했다.
얻어진 칩 콘덴서는 적층 방향 두께 약 1.5 mm, 길이 약 1.6 mm, 폭(양외부 전극간 방향) 약 3.2 mm 이다. 적층 방향의 상면에는 적층체 부분의 전기적 절연 부분에 상당하는 2 부분과, 보강층의 전기 절연대에 상당하는 1 부분에 오목부가 보였다. 전자는 깊이 30 ㎛, 후자는 깊이 30 ㎛ 정도였다. 콘덴서의 용량은 0.40 ㎌ 이고, 요구 사양을 만족하고 있지 않았다. 용량이 실시예 2 에 비하여 감소하고 있는 것은 전기적 절연 부분에 발생한 오목부에 의해, 금속 박막층의 일부가 파단되어 있기 때문이라고 추측된다. 내전압은 16 V 이며 요구 사양을 만족하지 못했다. 내전압이 실시예 2 에 비하여 내려간 것은 전기적 절연 부분에 발생한 오목부에 의해, 유전체층의 두께가 국소적으로 얇아져 있기 때문이라고 추측된다. 이것을 프린트 배선 기판에 땜납에 의해 실장했으나, 표면의 오목부 때문에 땜납 습성이 약간 떨어졌다. 또한, 외부 전극의 결락 등의 문제는 일체 발생하지 않았다.
(비교예 2)
실시예 3 의 제조 조건을 변경하여, 도 35 에 나타낸 바와 같은 칩 콘덴서(70″)를 얻었다. 제조 조건은 이하와 같다. 즉, 패터닝 재료 부여 장치의 캔 롤러(81)의 외주면의 이동 방향과 수직 방향(도 31 의 화살표(108) 방향)의 이동 패턴을 변경하여, 전기적 절연 부분의 폭이 모두 동일해지도록 한 것, 및 보강층을 형성하지 않고 콘덴서로서 기능하는 적층체 부분(72″)의 상하에 직접 보호층(74a, 74b)을 적층하는 것 외에는 실시예 3 과 동일하게 했다.
얻어진 칩 콘덴서는 적층 방향 두께 0.9 mm(보강층이 없는만큼 실시예 2 보다 얇다), 길이 1.6 mm, 폭(양외부 전극간 방향) 3.2 mm 였는데, 도 35 에 나타낸 바와 같이 상면의 금속 박막층의 적층수가 적은 양단 부분에 오목부(120a, 120b)가 발생했다. 오목부의 깊이는 30 ㎛ 였다. 콘덴서로서의 용량은 0.40 ㎌ 이고, 요구 사양을 만족하지 못했다. 유전체층의 두께, 적층 회수 등의 조건이 실시예 3 과 동일함에도 불구하고, 실시예 3 의 콘덴서에 비해 용량이 작은 것이었다. 이것은 오목부(120a, 120b)에 상당하는 부분에서, 도 35 에 나타낸 바와 같이 금속 박막층에 단차가 발생했고, 이 부분에서 금속 박막층의 일부에 파단이 발생했기 때문이라고 생각된다. 내전압은 16 V 이며, 요구 사양을 만족하지 못했다. 내전압이 실시예 3 에 비해 내려간 것은, 전기적 절연 부분에 발생한 오목부에 의해, 유전체층의 두께가 국소적으로 얇아졌기 때문이라고 추측된다. 또, 이 칩 콘덴서를 프린트 배선 기판에 땜납에 의해 실장하려 한 바, 일부에 외부 전극의 결락이나 전기적 접속 불량을 발생시키는 것이 있었다. 이것은 실시예 3 에 비하여 외부 전극과의 부착 강도에 기여하는 보강층 부분의 금속층이 본예에서는 존재하지 않으므로, 충분한 부착 강도를 얻을 수 없었기 때문이라고 생각된다. 또한, 표면의 오목부 때문에 땜납 습성이 조금 떨어졌다.
이상 설명한 실시형태 및 실시예는 모두 어디까지나 본 제 1 발명 및 본 제 2 발명의 기술적 내용을 명백히 하는 의도의 것으로서, 본 제 1 발명 및 본 제 2 발명은 이러한 구체예에만 한정하여 해석되는 것이 아니라, 그 발명의 정신과 청구 범위에 기재하는 범위내에서 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있어, 본 발명을 광의로 해석해야 한다.
(제 1 발명에 대해)
본 제 1 발명의 적층체의 제조 방법은 소형화·고성능화·저비용화가 요구되는 각종 적층체, 예를 들면 자기 테이프 등의 자기 기록 매체, 포장용 재료, 전자 부품 등의 제조에 광범위하게 이용할 수 있다. 특히, 상기 요구 레벨의 향상이 현저한 전자 부품의 제조에 바람직하게 이용할 수 있다. 예를 들면, 콘덴서, 특히 칩 콘덴서의 제조에 이용하면, 소형·고용량으로 품질이 안정적인 콘덴서를 저가격으로 얻을 수 있다. 그 외, 칩 코일, 노이즈 필터 등의 전자 부품의 제조에 이용함으로써, 이들 전자 부품의 소형화·고성능화·품질 안정화·저비용화를 달성할 수 있다.
(제 2 발명에 대해)
본 제 2 발명의 적층체는 소형화·고성능화·저비용화가 요구되는 각종 적층체, 예를 들면 자기 테이프 등의 자기 기록 매체, 포장용 재료, 전자 부품 등에 광범위하게 이용할 수 있다. 특히, 상기 요구 레벨의 향상이 현저한 전자 부품에 바람직하게 이용할 수 있다. 예를 들면, 콘덴서, 특히 칩 콘덴서에 이용하면 소형·고용량이고 품질이 안정적인 콘덴서를 저가격으로 얻을 수 있다. 그 외, 칩 코일, 노이즈 필터 등의 전자 부품에 이용함으로써, 이들 전자 부품의 소형화·고성능화·품질 안정화·저비용화를 달성할 수 있다.
또, 본 제 2 발명의 콘덴서는 종래의 칩형 필름 콘덴서와 외관 형상이나 구조가 유사하면서, 그 이상의 소형화·고성능화가 가능하므로, 특히 종래의 칩형 필름 콘덴서에서는 요구 사양을 만족할 수 없었던 용도에 이용할 수 있다.
또한, 본 제 2 발명의 적층체의 제조 방법은 상기 각종 용도에 사용되는 적층체의 제조에 이용할 수 있다.
Claims (55)
- 수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서,패터닝 재료를 수지층 표면에 비접촉으로 부착시키는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 패터닝 재료의 부착이, 수지층 표면에 대향하여 배치된 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍으로부터 기화한 패터닝 재료를 방출하여, 수지층 표면에 부착시킴으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 미세구멍의 형상이 둥근형, 타원형, 장공형, 및 직사각형 중 어느 하나를, 단독 또는 복수 배열한 것인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 미세구멍의 최대경 D 가 10 ㎛ ∼ 500 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 미세구멍의 최대경을 D, 미세구멍의 깊이를 L 로 했을 때, L/D 가 1 ∼ 10 인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 미세구멍의 최대경을 D, 미세구멍의 깊이를 L 로 했을 때, D 가 10 ㎛ ∼ 500 ㎛ 이고, 또한 L/D 가 1 ∼ 10 인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 가열한 패터닝 재료 부여 장치에 기화한 패터닝 재료를 공급하고, 이어서 상기 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍을 통해 수지층 표면을 향해 패터닝 재료를 방출하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 가열한 패터닝 재료 부여 장치에 액체 상태의 패터닝 재료를 공급하고, 상기 패터닝 재료 부여 장치내에서 패터닝 재료를 증발시켜 기체 상태로 한 후, 상기 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍을 통해 수지층 표면을 향해 패터닝 재료를 방출하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 패터닝 재료 부여 장치에 액체 상태의 패터닝 재료를 공급한 후, 상기 패터닝 재료 부여 장치를 승온시켜 상기 패터닝 재료 부여 장치내에서 패터닝 재료를 증발시켜 기체 상태로 한 후, 상기 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍을 통해 수지층 표면을 향해 패터닝 제료를 방출하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 적층이 진행됨에 따라, 미세구멍을 후퇴시키는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 2항에 있어서, 패터닝 재료가 부착되는 수지층 표면과 미세구멍의 거리를 50 ∼ 500 ㎛ 로 유지하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 패터닝 재료의 부착이, 수지층 표면에 대향하여 배치된 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍으로부터 액체 상태의 패터닝 재료를 방출하여, 수지층 표면에 부착시킴으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서, 액체 상태의 패터닝 재료를 액적으로 방출하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서, 수지층 표면에 패터닝 재료의 연속적인 액막을 형성하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서, 패터닝 재료의 방출을 압전 소자에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서, 패터닝 재료 부여 장치의 미세구멍을 수지층 표면의 이동 방향과 수직인 방향으로 복수개 배열하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 복수개 배열된 미세구멍으로부터 선택적으로 패터닝 재료를 방출하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서, 방출된 액체 상태의 패터닝 재료를 대전시키는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서, 패터닝 재료가 방출된 공간에 전장이 존재하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 지지체가 소정 회수 회전할때마다 패터닝 재료의 부착 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서,금속 박막층을 적층하는 공정 후로서 적층체를 적층하는 공정 전에, 잔존하는 패터닝 재료를 제거하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 21 항에 있어서, 패터닝 재료를 가열하여 제거하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 22 항에 있어서, 가열을 광조사에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 21 항에 있어서, 패터닝 재료를 분해하여 제거하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 24 항에 있어서, 분해를 플라스마 조사, 이온 조사, 및 전자 조사중 적어도 하나에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 수지 재료를 부착시켜 수지층을 적층하는 공정과, 상기 수지층상에 패터닝 재료를 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 주회하는 지지체상에서 소정 회수 반복함으로써, 수지층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서,상기 패터닝 재료가 에스테르계 오일, 글리콜계 오일, 불소계 오일 및 탄화수소계 오일로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1 종의 오일인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 26 항에 있어서, 패터닝 재료의 증기압이 0.1 torr 가 되는 온도가 80 ∼ 250 ℃ 의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 26 항에 있어서, 오일의 평균 분자량이 200 ∼ 3000 인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 1 항, 제 21 항, 또는 제 26 항에 있어서, 적층체의 제조를 진공중에서 행하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 1 항, 제 21 항, 또는 제 26 항에 있어서, 주회하는 지지체가 원통상 드럼인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 1 항, 제 21 항, 또는 제 26 항에 있어서, 수지 재료가 반응성 모노머 수지인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 1 항, 제 21 항, 또는 제 26 항에 있어서, 수지 재료를 부착시킨 후, 이것을 경화 처리하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 32 항에 있어서, 경화 처리가 부착한 수지 재료를 중합 및/또는 가교시키는 처리인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 32 항에 있어서, 수지층의 경화도가 50 ∼ 95 % 가 될 때까지 경화 처리하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 1 항, 제 21 항, 또는 제 26 항에 있어서, 패터닝 재료를 부착시키는 공정 전에, 수지층을 표면 처리하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 35 항에 있어서, 표면 처리가 산소 플라스마 처리인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 1 항, 제 21 항, 또는 제 26 항에 있어서, 금속 박막층의 적층을 증착에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 37 항에 있어서, 증착이 전자 빔 증착인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 두께 1 ㎛ 이하의 유전체층과, 상기 유전체층의 편면에 적층되고, 띠모양의 전기적 절연 부분에 의해 구별되는 제 1 금속 박막층과 제 2 금속 박막층으로 이루어지는 적층 단위를 100 층 이상 적층하여 이루어지는 적층체로서, 인접하는 상기 적층 단위의 상기 전기적 절연 부분의 적층 단위가 다름과 동시에, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치가 적층체 전체에서 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 39 항에 있어서, 띠모양의 전기적 절연 부분의 폭을 W 로 했을 때, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치의 어긋남량이 W/20 이상, 4 W 이하인 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 39 항에 있어서, 띠모양의 전기적 절연 부분의 폭을 W 로 했을 때, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 적층 위치의 분산의 최대값이 적층체 전체에서 봤을 때, 6W/5 이상, 5W 이하인 것을 특징으로 하는 적층체.
- 두께 1 ㎛ 이하의 유전체층과, 상기 유전체층의 편면상으로서, 그 일단에 존재하는 띠모양의 전기적 절연 부분을 제외한 부분에 적층된 금속 박막층으로 이루어지는 적층 단위를 100 층 이상 적층하여 이루어지는 적층체로서, 인접하는 상기 적층 단위의 상기 전기적 절연 부분이 상호 역측에 위치하도록 적층되어 있으며, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 폭이 적층체 전체에서 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 42 항에 있어서, 1 단위씩 거른 적층 단위의 전기적 절연 부분의 폭의 평균값을 WAVE, 최대값을 WMAX, 최소값을 WMIN 으로 했을 때, (WMAX - WMIN)/WAVE 가 WAVE/5 이상, WAVE 이하인 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 39 항 또는 제 42 항에 있어서, 상기 적층체의 적어도 편측에 보강층이 적층되어 있고, 상기 보강층은 수지층과, 상기 수지층의 편면에 적층되고, 전기 절연대에 의해 구별되는 제 1 금속층과 제 2 금속층으로 이루어지는 적층 단위를 적어도 1 층 이상 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 44 항에 있어서, 전기 절연대가 적층체의 대략 중앙부에 있는 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 44 항에 있어서, 상기 보강층을 구성하는 적층 단위가 2 층 이상 적층되어 있고, 상기 전기 절연대의 적층 위치가 보강층 전체에서 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 46 항에 있어서, 상기 전기 절연대가 일정한 폭 W1을 갖는 띠모양이고, 또한 인접하는 적층 단위의 전기 절연대의 적층 위치가 W1/20 이상 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 44 항에 있어서, 상기 보강층을 구성하는 적층 단위가 2 층 이상 적층되어 있고, 상기 전기 절연대가 일정한 폭 W1을 갖는 띠모양이고, 또한 보강층 전체에서 봤을 때의 전기 절연대의 적층 위치의 분산의 최대값이 6W1/5 이상인 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 39 항 또는 제 42 항에 있어서, 상기 적층체의 적어도 편측에 보강층이 적층되어 있고, 상기 보강층은 수지층과, 상기 수지층의 편면상으로서, 상기 수지층 표면의 일단에 존재하는 전기 절연대를 제외한 부분에 적층된 금속층으로 이루어지는 적층 단위를 적어도 1 층 이상 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 49 항에 있어서, 상기 보강층을 구성하는 적층 단위가 2 층 이상 적층되어 있고, 상기 전기 절연대의 폭이 보강층 전체에서 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 49 항에 있어서, 전기 절연대의 폭의 평균값을 W1AVE, 최대값을 W1MAX, 최소값을 W1MIN 으로 했을 때, (W1MAX - W1MIN)/W1AVE 가 W1AVE/5 이상인 것을 특징으로 하는 적층체.
- 제 39 항 또는 제 42 항에 기재된 적층체를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘덴서.
- 수지 재료를 부착시켜 유전체층을 형성하는 공정과, 상기 유전체층상에 패터닝 재료를 띠모양으로 부착시키는 공정과, 금속 박막층을 적층하는 공정을 일단위로 하고, 이것을 소정 회수 반복함으로써, 유전체층과 금속 박막층으로 이루어지는 적층체를 제조하는 방법으로서, 2n 회째(n 은 자연수)의 패터닝 재료의 부착 위치를 2n - 1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치와 다르게 함과 동시에, 2n 회째의 패터닝 재료의 부착 위치를 모두 동일 위치로 하지 않고, 또 2n - 1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치를 모두 동일 위치로 하지 않는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 53 항에 있어서, 띠모양의 패터닝 재료의 부착폭을 W 로 했을 때, 2n + 1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치를 2n - 1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치에 대해 W/20 ∼ 4W 의 범위내에서 어긋나게 하고, 또한 2n + 2 회째의 패터닝 재료의 부착 위치를 2n 회째의 패터닝 재료의 부착 위치에 대해 W/20 ∼ 4W 의 범위내에서 어긋나게 하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
- 제 53 항에 있어서, 2n 회째의 패터닝 재료의 부착 위치의 분산의 최대값, 및 2n - 1 회째의 패터닝 재료의 부착 위치의 분산의 최대값이, 모두 6W/5 ∼ 5W(W 는 띠모양의 패터닝 재료의 부착폭)인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
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