JPH03209805A - 薄膜コンデンサおよびその製造方法 - 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、小形、軽量、低コスト化を図った薄膜コンデ
ンサおよびその製造方法に関するものである。

従来の技術 近年、機器の小形・軽量化志向、高集積回路の採用によ
る電子回路の高密度化あるいは、自動挿入機の普及など
にともない、電子部品に対する小形化の要請がますます
強くなってきている。その中にあって、コンデンサも同
様に小形化へと種々の開発が試みられている。周知のよ
うに、コンデンサの単位体積当たりの静電容量は、誘電
体の誘電率に比例し、誘電体の厚さの自乗に反比例する
。従って、コンデンサの小形化を図るためには、誘電体
の誘電率を大きくするか、または誘電体の厚さを薄くす
ることにより大幅な小形化が実現できることから薄膜コ
ンデンサについては既に多くの検討が行われており、薄
膜コンデンサの薄膜積層方法および積層構造は公知であ
る（例えば、特開昭５５−９１１１２号、同５６−１４
４５２３号公報参照）。即ち、真空蒸着法、スパッタリ
ング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）により形成さ
れるパラジウム、銀、ニッケル、アルミニウム等から成
る内部電極層と酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化チタ
ン、チタン酸ストロンチウム等から成る誘電体層とを交
互に積層した薄膜コンデンサが一般に知られている。

発明が解決しようとする課題 従来の薄膜コンデンサでは、真空蒸着法、スパッタリン
グ法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法〉を用いて内部電
極層および誘電体層を表面粗さの小さい絶縁基板上に形
成することにより大幅な薄膜化が可能となり、これによ
りコンデンサの小形化が図られてきた。即ち、無アルカ
リガラス基板またはグレーズド処理を施したセラミック
基板のような表面粗さの小さい絶縁基板においては、基
板表面の凹凸が小さいため、真空蒸着法、スパッタリン
グ法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）を用いて形成さ
れる極薄の内部電極層および誘電体層は基板表面の凹凸
に十分追従することができ、内部電極層および誘電体層
ともに均一な膜厚を得る゛ことができる。これにより、
コンデンサとして必要な耐電圧特性を損うことなくコン
デンサを形成することが可能であるが、無アルカリガラ
ス基板またはグレーズド処理を施したセラミック基板の
ような表面粗さの小さい絶縁基板は高価であるため、低
コスト化を進める上での大きな問題である。それに対し
て、比較的安価ではあるが、無アルカリガラス基板また
はグレーズド処理を施したセラミック基板に比べて表面
粗さが大きいセラミック基板を絶縁基板きして用いた場
合には、コンデンサとして必要な耐電圧特性が低下する
ため内部電極層および誘電体層の大幅な薄膜化は困難で
あり、薄膜コンデンサの小形゛、軽量、低コスト化が実
現されていないのが実情である。

本発明は、このような従来の薄膜コンデンサにおける絶
縁基板に係わる問題点を解決し、薄膜コンデンサの大幅
な小形、軽量、低コスト化を図ることを目的とするもの
である。

課題を解決するための手段 本発明は、上記問題点の解決を図るため、セラミック基
板と、この基板の片面または両面上に２層以上の内部電
極層と１層以上の誘電体層が交互に積層される構造から
なり、上記積層の前にセラミック基板表面に、この基板
の表面の平均中心線粗さ以上の膜厚を有する絶縁薄膜を
形成したことを特徴とするものである。また、絶縁薄膜
は、蒸着重合法、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法等の乾
式工法によって形成することを特徴とするものである。

作用 上記構成により、薄膜コンデンサの大幅な小形、軽量、
低コスト化が可能なことを確認した。

すなわち、絶縁基板として、無アルカリガラス基板また
はグレーズド処理を施したセラミック基板は表面粗さは
小さいが高価なため用いず、表面粗さは大きいが比較的
安価なセラミック基板を使用し、この基板の表面に薄膜
コンデンサを形成する前に、この基板の表面の平均中心
線粗さ（Ｒａ）以上の膜厚を有する絶縁薄膜を蒸着重合
法、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法等の乾式工法によっ
て形成することにより絶縁基板の表面粗さによる耐電圧
特性への影響を大幅に緩和することができ、薄膜コンデ
ンサの大幅な小形、軽量、低コスト化を実現したもので
ある。基板の表面に形成される絶縁薄膜の膜厚が基板の
表面の平均中心線粗さに満たない場合には、絶縁基板の
表面粗さによる耐電圧特性への影響を十分に緩和するこ
とが困難である。

実施例 以下に本発明について、図面を参照して具体的に説明す
る。

図は、本発明の薄膜コンデンサの一実施例の素子断面図
を示すものである。

この図において、絶縁基板１の上に絶縁薄膜２が形成さ
れ、その上に内部電極層３と誘電体層４とが交互に積層
されて成る薄膜コンデンサが形成され、さらにその上に
保護膜５が、内部電極層３の非対向部の両端部に近い一
部分を除く薄膜コンデンサ部とその周辺の絶縁基板１の
表面を覆うように形成された後、内部電極層３の保護膜
層５によって覆われていない部分を含む絶縁基板１の両
端部に外部電極層６が形成されている。

前記絶縁基板１としては、表面実装時の高温に耐え、か
つ安価なものであれば、アルミナ等の無機系のいずれの
材料でも使用できる。

絶縁薄膜２を形成する乾式工法としては、蒸着重合法、
プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法等の応用が可能である。

絶縁薄膜２に用いられる材料としては、表面実装時の高
温に耐えるものであれば、無機系、有機系のいずれの材
料でも応用可能である。例えば、蒸着重合法で形成可能
な材料としては、ポリイミド、ポリアミド，ポリユリア
，ポリウレタンなどがある。また、プラズマＣＶＤ法で
形成可能な材料としては、シリコン、チタンなどの酸化
物、窒化物、酸化窒化物があげられる。

次に、本発明をより明確にするため、以下に具体実施例
を掲げ説明する。

実施例１ 表面の平均中心線粗さ（Ｒａ）が０．５μｍのアルミナ
セラミック基板上に、絶縁薄膜として蒸着型・合法によ
り膜厚１．０μｍの芳香族ポリイミド薄膜を形成した後
、その上に内部電極として真空蒸着法により膜厚０．１
μｍのアルミニウム膜を、誘電体として蒸着重合法によ
り膜厚０．３μｍの芳香族ボリュリアを、交互に１０層
積層した後、窒化シリコンからなる保護膜を形成し、さ
らに減圧プラズマ溶射法によって銅合金からなる外部電
極を形成し、薄膜コンデンサを得た。

実施例２ 実施例１と同一のアルミナセラミック基板上に、絶縁薄
膜として蒸着重合法により膜厚０．５５μｍの芳香族ポ
リイミド薄膜を形成した後、実施例１と同様に薄膜コン
デンサ部、保護膜、外部電極を形成し、薄膜コンデンサ
を得た。

比較例１ 実施例１と同一のアルミナセラミック基板上に、絶縁薄
膜として蒸着重合法により膜厚０．３μｍの芳香族ポリ
イミド薄膜を形成した後、実施例１と同様に薄膜コンデ
ンサ部、保護膜、外部電極を形成し、薄膜コンデンサを
得た。

比較例２ 実施例１と同一のアルミナセラミック基板上に、絶縁薄
膜を形成しないで、実施例１と同様に薄膜コンデンサ部
、保護膜、外部電極を形成し、薄膜コンデンサを得た。

実施例３ 表面の平均中心線粗さ（Ｒａ）が０．３μｍのアルミナ
セラミック基板上に、絶縁薄膜としてプラズマＣＶＤ法
により膜厚０．５μｍの酸化窒化シリコン薄膜を形成し
た後、その上に内部電極として真空蒸着法により膜厚ｏ
、０５μｍのアルミニウム膜を、誘電体として蒸着重合
法により膜厚０．２μｍの芳香族ボリュリアを、交互に
１０層積層した後、窒化シリコンからなる保護膜を形成
し、さらに減圧プラズマ溶射法によって銅合金からなる
外部電極を形成し、薄膜コンデンサを得た。

比較例３ 実施例３と同一のアルミナセラミック基板上に、絶縁薄
膜としてプラズマＣＶＤ法により膜厚０．２μｍの酸化
窒化シリコン薄膜を形成した後、実・施例３と同様に薄
膜コンデンサ部、保護膜、外部電極を形成し、薄膜コン
デンサを得た。

比較例４ 実施例３と同一のアルミナセラミック基板上に、絶縁薄
膜を形成しないで、実施例３と同様に薄膜コンデンサ部
、保護膜、外部電極を形成し、薄膜コンデンサを得た。

　０ 上記の実施例、比較例の薄膜コンデンサについて、電圧
電流特性を比較した結果、実施例の薄膜コンデンサでは
、基板突起部からのリークによるスパイクノイズはまっ
たく見られず、安定した電圧電流特性が得られた。この
ときの耐電圧の値は、約２００Ｖ／μｍであった。これ
に対して、比較例の薄膜コンデンサでは、基板突起部か
らのリークによるスパイクノイズが低電圧領域から発生
し、コンデンサとして必要な耐電圧特性を得ることがで
きなかった。

発明の効果 以上のように本発明によれば、従来の薄膜コンデンサで
は使用不可能であった表面粗さの大きいセラミック基板
を応用可能とするとともに、これにより材料コストの大
幅な低減が可能となり、薄膜コンデンサの小形、軽量、
低コスト化を図ることができ、その産業利用上の効果は
大なるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に係る薄膜コンデンサの断面図
である。 １・・・・・・絶縁基板、２・・・・・・絶縁薄膜、３
・・・・・・内部電極、４・・・・・・誘電体、５・・
・・・・保護膜、６・・・・・・外部電極。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック基板と、この基板の片面または両面上
   に２層以上の内部電極層と１層以上の誘電体層が交互に
   積層される構造からなり、上記積層の前にセラミック基
   板表面に、この基板の表面の平均中心線粗さ以上の膜厚
   を有する絶縁薄膜を乾式工法によって形成することを特
   徴とする薄膜コンデンサの製造方法。
2. （２）絶縁薄膜が蒸着重合法により形成される有機薄膜
   であることを特徴とする請求項１記載の薄膜コンデンサ
   の製造方法。
3. （３）蒸着重合法により形成される有機薄膜が、ポリイ
   ミド，ポリアミド，ポリユリア，ポリウレタンのいずれ
   か１つ、またはこれらの複合物から成ることを特徴とす
   る請求項２記載の薄膜コンデンサの製造方法。
4. （４）絶縁薄膜がプラズマＣＶＤ法または真空蒸着法に
   より形成される酸化物，窒化物，酸化窒化物から成る無
   機薄膜、またはプラズマＣＶＤ法により形成される有機
   薄膜であることを特徴とする請求項１記載の薄膜コンデ
   ンサの製造方法。
5. （５）セラミック基板と、この基板の片面または両面に
   形成され、上記基板の表面の平均中心線粗さ以上の膜厚
   をもつ絶縁薄膜と、この絶縁薄膜上に交互に積層された
   ２層以上の内部電極層と１層以上の誘電体層とを備えた
   薄膜コンデンサ。