JPS6386413A

JPS6386413A - コンデンサ用薄膜誘電体材料の製造方法

Info

Publication number: JPS6386413A
Application number: JP23283586A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　康光; 北野　正和; 岡　和貴; 山下　満弘; 博一山本
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-04-16

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有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、加工費が高くつく。

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
、誘電体膜厚が涌く、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９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平方向に、
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
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）、コ
ート法または印刷法により、フィルムの長手方向に、必
要な設計で水溶性高分子層を形成する。水溶性高分子層
としては、ポリアクリル酸ソータ、ポリビニルアルコー
ル、メチルセルローズ、カルボキシメチルセルローズ、
ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリ
アクリル酸アミド等があげられ、好ましくはセルローズ
系を用いるのがよい。形成法としては、どのような方法
を用いてもよいが、好ましくはグラビア印刷法を用いる
のがよい。次に、この上全面に。

導電性金属層を蒸着法、イオンプレーティング法あるい
はスパッタリング法で形成し、水洗により水溶性高分子
層ならびにその上の導電性金属層を洗い出すことによっ
て、下部電極（２）を形成する（第２図）、あるいは、
この水溶性　マージン法の代わりに、テープ　マージン
法、オイル　マージン法、蒸着マスク法において下部電
極を形成してもよい。ただし、この際のテープ　マージ
ン法とは、熱膨張係数の少ないフッ素系などのフィルム
を、基板の処理速度と同調させながら送ってゆくことに
よって基板に密着させ、その部分に成膜されないように
したものである。また、蒸着マ・スフ法とは、基板にネ
ガパターン状のマスクを密着させてパターンを形成する
方法で、そのマスク材としては、ガラス、金属、グラフ
ァイトなど熱膨張係数の少ない材料にエツチングなどで
孔を開け、パターンを形成したものが用いられる。

そして、この下部電極く２）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０．１〜０．７μ
ｍ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０．７μ
ｍ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０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、薄膜誘電体層（４）を蒸着法、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、蒸着マスクもしくはテープ　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９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、イオンプ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、
蒸着マスクもしくはテープ　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
単位容量を切り出し。

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、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マスク法を用
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１本発明を図面を参照して具体的
に説明する。

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、１８ｆｌのピッチ、幅２ｆｌ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（ＴＣ
Ｉ−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、真空蒸着法により０．
０６μｍ蒸着し、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Ａ１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ｌｉｎ、
そして、それに隣接する下部電極の非蒸着部分にも１鶴
の、計２ｍ１の幅で非印刷部分が残るように、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ＩＮ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テープマージンを作
り、これを用いて硫化亜鉛薄膜誘電体層（４）をＲＦビ
イオンプ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、８００
℃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鶏と、その樹脂コート側１ｎ
の、計２１ｍを隠すようにテープ　マージンを作り、こ
れを用いて上部電極（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（３０■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１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５Ｘ１０”Ω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９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、テープ　マージン法や蒸着マスク法などのマス
ク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１本発明の一例の態様を示す断面図で
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

【特許請求の範囲】

（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
、下部電極、薄膜誘電体層及び上部電極の成膜に蒸着法
、イオンプレーティング法あるいはスパッタリングを用
い、薄膜誘電体層及び上部電極のパターン形成にテープ
　マージン法あるいは蒸着マスク法を用い、また、有機
高分子薄膜層の形成にコート法あるいは印刷法を用いる
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）下部電極を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し、有
機高分子薄膜層を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し、次
に、薄膜誘電体層を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し、さらに、上部電極を下部電極
露出部を除いた部分に、任意の幅で、必要なパターンに
応じて形成す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。