JPH07142288A

JPH07142288A - 積層薄膜コンデンサの製造方法

Info

Publication number: JPH07142288A
Application number: JP5312495A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ishihara; 知幸石原
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な方法にて電極取り出し端面に一方の電
極のみを露出させる。【構成】一方の電極２の電極取り出し端面側において
は他方の電極４の端部のみを部分的にエッチングし、他
方の電極４の電極取り出し端面側においては一方の電極
２の端部のみを部分的にエッチングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電極と誘電体とを交互に
積層してなる積層薄膜コンデンサの製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板への高密度実装に対応する
ため、コンデンサの分野でも表面実装し得るチップ化が
図られており、中でも積層セラミックコンデンサや薄膜
コンデンサは早くからチップ型に着手されている。

【０００３】ここで、チップ型セラミックコンデンサの
製造法の一例を説明すると、まず、鉛系またはチタン酸
バリウム系の素材を調合した誘電体材料に適当なバイン
ダーを混合してスラリー化する。

【０００４】次に、このスラリーを所定の基板上にスク
リーン印刷し乾燥させた後、電極をスクリーン印刷し乾
燥させる。これを所定回数繰り返して多層構造とする。
また、別の方法としては、スラリーをグリーンシート化
し、これに電極を印刷したものを積層、圧着して多層構
造とする場合もある。

【０００５】しかる後、所望のチップサイズに切断し、
脱バインダーおよび焼成を行ない、最後に外部電極を塗
布焼き付けし、その外部電極にハンダ付け性を良くする
ためにメッキを施す。

【０００６】薄膜コンデンサは、シリコン、アルミナ、
ガラス、サファイアなどの基板上にスパッタリングや蒸
着物等の物理的生膜方法もしくはＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａ
ｌＯｘｉｄｅＣｈｍｉｃａｌＶａｐｏｕｒＤｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）などの化学的生膜方法で誘電体膜を電
極膜で挟むようにして形成され、積層型の場合はこれを
繰り返して多層構造とされる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】セラミックコンデンサ
は今後さらにチップ化、小型化、大容量化していく傾向
にある。静電容量を大きくするには次式より誘電体膜を
薄くすれば良い。

【０００８】Ｃ（Ｆ）＝８．８５×１０^−１２εＳ（ｍ
^２）／Ｄ（ｍ）なお、Ｆはコンデンサの静電容量、εは比誘電率、Ｓは
誘電体を挟んで相対する電極の面積、Ｄは誘電体の厚み
である。

【０００９】しかしながら、セラミックコンデンサの誘
電体膜の厚さを薄くするには、誘電体材料の微粒子化お
よびその粒径の均一化や、薄いグリーンシートの作成な
どの点において多くの困難な技術的課題があり、現状で
は誘電体の膜厚を５μｍ以下とするセラミック積層コン
デンサは量産されていない。

【００１０】また、焼成を行なう工程を経るため、内部
電極はその焼成温度（１０００℃以上）で酸化しない必
要があり、貴金属を使わざるを得ないため高価になる。

【００１１】これに対して、薄膜コンデンサでは誘電体
の厚みを数μｍ以下にできるというメリットがあるが、
例えば特開昭６０−９４７１６号公報や特開平３−２０
０３０７号公報で提案されているように、誘電体と電極
とを交互に積層し、かつ、相対する電極間の電気的絶縁
を確保するため、誘電体と電極を成膜するごとに、ウエ
ットエッチングやマスキングにより電極の成膜を工夫す
る必要がある。

【００１２】すなわち、電極を誘電体を挟んで積層する
際、電極取出し端面方向に電極を交互に数百μｍずつず
らして、その後の工程で電極取出し端面に外部電極を取
り付ける際に、２つの外部電極同士が導通しないように
する必要がある。

【００１３】しかしながら、ウエットエッチングを行な
うには、その都度スパッタリングや蒸着などの高真空を
破らなければならず、その工程に長時間を要することに
なり好ましくない。

【００１４】これを回避して高真空中でマスキングを行
なう方法もあるが、これにはマスクを上記のように数百
μｍ単位の精度で動かすことが要求され、技術的にかな
りの困難が伴う。これらの技術的課題は、コンデンサの
サイズが小さくなるに連れてその困難さが増すことにな
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の積層薄膜
コンデンサが持つ課題を解決するためになされたもの
で、その構成上の特徴は、一方の電極と他方の電極とを
それらの間に誘電体を介在させて交互に積層し、対向す
る異なる側面側に電極取り出し端面を露出させ、その各
々に外部電極を形成してなる積層薄膜コンデンサにおい
て、上記一方の電極の電極取り出し端面側においては上
記他方の電極の端部のみを部分的にエッチングし、上記
他方の電極の電極取り出し端面側においては上記一方の
電極の端部のみを部分的にエッチングし、各電極の電極
取り出し端面が対向する異なる側面側に露出されるよう
にしたことを特徴とする積層薄膜コンデンサの製造方
法。

【００１６】この場合、上記各電極を異なる導電性材料
から形成し、上記一方の電極の電極取り出し端面側にお
いては上記他方の電極は溶解するが、同一方の電極は溶
解しない第１エッチャントで上記他方の電極の端部をエ
ッチングし、上記他方の電極の電極取り出し端面側にお
いては上記一方の電極は溶解するが、同他方の電極は溶
解しない第２エッチャントで上記一方の電極の端部をエ
ッチングすることが好ましい。

【００１７】ここで、各電極の材質および第１、第２エ
ッチャントの組み合わは種々考えられ、例えば特定の酸
には溶け易いが、別の酸には溶けにくい金属とその酸の
組み合わせから選択されるが、それには次ぎのような組
み合わせを例示することができる。

【００１８】一方の電極（第１エッチャント）他方の電極（第２エッチャント）パラジウム（硝酸）鉄（塩酸または硫酸）パラジウム（硝酸）亜鉛（塩酸または硫酸）パラジウム（硝酸）クロム（塩酸または硫酸）ニッケル（硝酸）アルミニウム（塩酸または硫酸）銀（硝酸）鉄（塩酸または硫酸）銀（硝酸）アルミニウム（塩酸または硫酸）銀（硝酸）亜鉛（塩酸または硫酸）銀（硝酸）クロム（塩酸）銅（硝酸）アルミニウム（塩酸または硫酸）モリブデン（硝酸）アルミニウム（塩酸または硫酸）鉛（硝酸）アルミニウム（塩酸または硫酸）モリブデン（硝酸）亜鉛（塩酸または硫酸）モリブデン（硝酸）クロム（塩酸または硫酸）鉛（硝酸）クロム（塩酸または硫酸）なお、上記電極および誘電体は物理的もしくは化学的成
膜法にて形成されるものであることが好ましい。

【００１９】

【作用】上記構成によると、一方の電極は溶かすが他方
の電極は溶かさないエッチャントにて一方の端面側をエ
ッチングすることにより、その端面側には他方の電極の
みが残る。また、一方の電極は溶かさないが他方の電極
は溶かすエッチャントにて他方の端面側をエッチングす
ることにより、その端面側には一方の電極のみが残るた
め、電極の位置ずらしを行なったのと同等の効果が得ら
れ、外部電極を取り付ける際、それらの電気的絶縁が確
保される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
ながら説明する。なお、電極と誘電体の積層方法はスク
リーン印刷やグリーンシートの圧着による方法、もしく
は物理的、化学的成膜方法のいずれでも良いが、ここで
はスパッタ法による場合について説明する。

【００２１】まず、スパッタターゲットとして所望の誘
電体と異なる２種類の電極とを用意し、シャッターなど
で任意のターゲットから成膜できるようにスパッタ装置
をセットする。

【００２２】次に、図１に示されているように、シリコ
ン、ガラス、アルミナ、サファイアなどからなる基板１
を同スパッタ装置の所定部位に配置し、同基板１の温度
を成膜が良好となるような温度に保持する。

【００２３】そして、スパッタ法にてこの基板１上に一
方の電極２を形成するとともに、同電極２上に誘電体３
を同じくスパッタ成膜する。しかる後、同誘電体３上に
他方の電極４をスパッタ成膜し、さらにその上に誘電体
３をスパッタ成膜する（第１の工程）。

【００２４】この第１の工程を繰り返して、誘電体３と
電極２，４とを所望とする数だけ積層することにより、
基板１上に誘電体３と電極２，４の薄膜積層体５を作製
する（第２の工程）。

【００２５】このようにして、薄膜積層体５が形成され
た基板１をスパッタ装置から取り外し、所望のサイズに
切断する（第３の工程）。

【００２６】図２にはこの切断されたチップ状のコンデ
ンサ素子５ａが示されており、これによると、まず第１
のエッチング槽６内において他方の電極４の端部がエッ
チングされる。

【００２７】すなわち、このエッチング槽６内には他方
の電極４は溶かすが、一方の電極２は溶かさないエッチ
ャント６ａが貯留されており、コンデンサ素子５ａの一
方の側面側を同エッチャント６ａに浸漬して、電極４の
みをわずかにエッチングする（第４の工程）。

【００２８】次に、図３に示されているように、コンデ
ンサ素子５ａを逆様にして上記とは反対側の側面を第２
のエッチング槽７内に浸漬する。このエッチング槽７内
には、上記とは反対に一方の電極２は溶かすが、他方の
電極４は溶かさないエッチャント７ａが貯留されてお
り、これにより電極２のみがわずかにエッチングされる
（第５の工程）。

【００２９】このようにして、コンデンサ素子５ａの一
方の側面側には一方の電極２の電極取り出し端面が露出
され、同コンデンサ素子５ａの他方の側面側には他方の
電極４の電極取り出し端面が露出されることになり、図
４に示されているように、各側面部においてその露出部
分を覆うように外部電極８，９を形成する（第６の工
程）。この場合、同外部電極８，９は通常の塗布焼き付
け法によっても良いが、スパッタや蒸着にて形成しても
良い。

【００３０】《実施例１》３０ｃｍ角、厚さ２ｍｍのガ
ラス板を基板として用いた。成膜方法はＡｒ雰囲気中で
の高周波スパッタ法とした。誘電材料は（Ｂａ_０．５Ｓ
ｒ_０．５）ＴｉＯ_３、内部電極材料にはＮｉとＡｌをそ
れぞれターゲットとして用いた。なお、基板は５００℃
に加熱した。

【００３１】図示しないスパッタ装置のホルダーに上記
のガラス基板を取り付け、まず、Ｎｉをターゲットとし
てスパッタを行ない、Ｎｉ電極を約１００ｎｍの厚さに
成膜した。

【００３２】次に、誘電体として（Ｂａ_０．５Ｓｒ
_０．５）ＴｉＯ_３を約２００ｎｍの厚さに成膜するとと
もに、その上にＡｌ電極を約１００ｎｍの厚さに成膜し
た。そして、再び（Ｂａ_０．５Ｓｒ_０．５）ＴｉＯ_３を
約２００ｎｍの厚さに成膜した。

【００３３】上記の工程を再度繰り返し、電極に挟まれ
た３層の誘電体層を有する薄膜積層体を作製した。な
お、最上層の誘電体層は内部電極が剥きだしにならない
ようにするための保護膜としてのものである。

【００３４】上記のようにして成膜した基板をスパッタ
装置から取り出し、４．５ｍｍ×３．２ｍｍ角のチップ
を約３８００個切り出した。

【００３５】そして、そのチップの一方の側面側を塩酸
に浸漬してＡｌ電極の端部を溶かした後洗浄した。次
に、同チップの他方の側面側を硝酸に浸漬し、Ｎｉ電極
の端部を溶かした後洗浄した。

【００３６】しかる後、そのＡｌ電極およびＮｉ電極が
露出されているチップの各側面に公知の方法にて外部電
極を形成して、その静電容量を測定したところ１μＦで
あった。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チップ型積層薄膜コンデンサの電極取り出し端面に一方
の電極のみを露出させるにあたって、従来のようにマス
クを数百μｍ単位の精度でその位置を制御する必要がな
く、高真空中で連続的に成膜することができるととも
に、工程の簡略化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る積層薄膜コンデンサの中間製品と
しての薄膜積層体を示した断面図。

【図２】一方の電極の端部をエッチングする状態を説明
するための模式図。

【図３】他方の電極の端部をエッチングする状態を説明
するための模式図。

【図４】外部電極が取り付けられた最終製品としての積
層薄膜コンデンサを示した断面図。

【符号の説明】

１基板２，４電極３誘電体６ａ，７ａエッチャント８，９外部電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の電極と他方の電極とをそれらの間
に誘電体を介在させて交互に積層し、対向する異なる側
面側に電極取り出し端面を露出させ、その各々に外部電
極を形成してなる積層薄膜コンデンサにおいて、上記一
方の電極の電極取り出し端面側においては上記他方の電
極の端部のみを部分的にエッチングし、上記他方の電極
の電極取り出し端面側においては上記一方の電極の端部
のみを部分的にエッチングし、各電極の電極取り出し端
面が対向する異なる側面側に露出されるようにしたこと
を特徴とする積層薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項２】上記各電極は異なる導電性材料からな
り、上記一方の電極の電極取り出し端面側においては上
記他方の電極は溶解するが、同一方の電極は溶解しない
第１エッチャントで上記他方の電極の端部をエッチング
し、上記他方の電極の電極取り出し端面側においては上
記一方の電極は溶解するが、同他方の電極は溶解しない
第２エッチャントで上記一方の電極の端部をエッチング
することを特徴とする請求項１に記載の積層薄膜コンデ
ンサの製造方法。
【請求項３】上記電極および誘電体は物理的もしくは
化学的成膜法にて形成されることを特徴とする請求項１
または２に記載の積層薄膜コンデンサの製造方法。