特許 7099998 薄膜高分子積層コンデンサの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-04

(45)【発行日】2022-07-12

(54)【発明の名称】薄膜高分子積層コンデンサの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/32 20060101AFI20220705BHJP

   H01G 4/30 20060101ALI20220705BHJP

【ＦＩ】

H01G4/32 551A

H01G4/30 201C

H01G4/30 201D

H01G4/30 160

H01G4/30 201F

H01G4/32 573

H01G4/32 511D

H01G4/30 201L

H01G4/32 511L

H01G4/32 511A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019134860

(22)【出願日】2019-07-22

(65)【公開番号】P2021019133

(43)【公開日】2021-02-15

【審査請求日】2020-12-23

(73)【特許権者】

【識別番号】591040373

【氏名又は名称】ルビコン電子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000190091

【氏名又は名称】ルビコン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】特許業務法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】加古 智直

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 千治

【審査官】上谷 奈那

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０６８７５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－２６１５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１８６０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２３１８４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２９４４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１９０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２４５６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０７８２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｇ ４／３２

Ｈ０１Ｇ ４／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空チャンバ内で回転ドラムを周方向に回転させながら前記回転ドラムの外周上に誘電体層と内部電極層とを交互に積層し接合して第１積層体を製造する第１積層体製造プロセスと、前記第１積層体におけるエッジ領域になる部分を各々分断し、分断した前記エッジ領域になる部分を一端側と他端側とに配設した第２積層体にする条切断プロセスと、を有しており、前記第１積層体製造プロセスは、モノマを蒸着してモノマ層を形成し電子線を照射することで前記誘電体層を形成し、形成した前記誘電体層にオイルを塗布し、前記オイルを塗布した前記誘電体層に第１金属を蒸着することで前記内部電極層における第１金属層を形成するとともにインナーマージン部を形成し、形成した前記第１金属層に第２金属を蒸着して前記内部電極層における第２金属層を形成する薄膜高分子積層コンデンサの製造方法であって、前記第１積層体製造プロセスにおいて、前記真空チャンバ内で前記第２金属を蒸着するための第２金属蒸着源と前記回転ドラムとの間の位置に蒸着用マスクを配設してコンデンサ機能領域を形成するための第１領域になる部分を遮蔽することで、前記インナーマージン部を形成した前記第１領域になる部分と、前記第２金属層を蒸着形成したヘビーエッジを有する前記エッジ領域になる部分と、を連続的に形成すること
を特徴とする薄膜高分子積層コンデンサの製造方法。

【請求項2】

前記第１積層体製造プロセスにおいて、前記コンデンサ機能領域を形成するための前記第１領域になる部分を各層一定の幅に形成し、且つ、前記ヘビーエッジを形成するための前記エッジ領域になる部分を積層するにしたがって各層における前記一端側に接続されるものと前記他端側に接続されるものとの間隔が大きくなるように形成すること
を特徴とする請求項１記載の薄膜高分子積層コンデンサの製造方法。

【請求項3】

前記条切断プロセスの後に、前記一端側に接する第１側面部と前記他端側に接する第２側面部とにそれぞれ第１外部電極層を形成して第３積層体とし、その後、前記第３積層体に形成された前記第１外部電極層にそれぞれ第２外部電極層を形成して第４積層体にする外部電極形成プロセスと、前記外部電極形成プロセスの後に、前記第４積層体を分断しチップ状の積層体にするチップ切断プロセスとを有すること
を特徴とする請求項１または２記載の薄膜高分子積層コンデンサの製造方法。

【請求項4】

前記第１金属はアルミニウムまたはアルミニウム合金であるとともに、前記第２金属はアルミニウムまたはアルミニウム合金または亜鉛または亜鉛合金であって、前記第１積層体製造プロセスにおいて、前記第１金属層の電極抵抗値を４Ω／□超かつ４５Ω／□未満にするとともに、前記ヘビーエッジの電極抵抗値を２０Ω／□未満にすること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の薄膜高分子積層コンデンサの製造方法。

【請求項5】

前記第１金属はアルミニウムまたはアルミニウム合金であるとともに、前記第２金属はアルミニウムまたはアルミニウム合金または亜鉛または亜鉛合金であって、前記第１積層体製造プロセスにおいて、前記第１金属層の電極抵抗値を３０Ω／□超にするとともに、前記ヘビーエッジの電極抵抗値を２０Ω／□未満にすること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の薄膜高分子積層コンデンサの製造方法。

【請求項6】

前記第１積層体製造プロセスにおいて、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレートまたはトリシクロデカンジメタノールジアクリレートのいずれか一種以上を前記モノマとして蒸着すること
を特徴とする請求項１～５のいずれか一項記載の薄膜高分子積層コンデンサの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、薄膜高分子積層コンデンサの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

薄膜高分子積層コンデンサは、誘電体層と内部電極層とを真空中で連続蒸着することによって極めて層間密着性に優れた積層体を形成し、非常に優れた低歪み特性を有している。また、積層体の一端側と他端側にそれぞれ外部電極が形成された構造によって、はんだ実装に対応できるとともに、小型軽量かつ大容量になる。商品化されている薄膜高分子積層コンデンサとしては、例えばＰＭＬＣＡＰ（登録商標）が知られている。

【0003】

従来、内部電極層のエッジ部の厚みを大きくしたヘビーエッジ構造のモノリシックキャパシタが提案されている（特許文献１：特開昭６２－２４５６１７号公報）。また、真空チャンバ内で周回する支持体上に樹脂層と金属薄膜層とを交互に形成して積層体を製造する構成とし、樹脂層上にオイルマージン部を形成することによって金属薄膜層を所定の形状にパターニングする製造方法（製造装置）が提案されている（特許文献２：特開２０００－２９４４４９号公報）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開昭６２－２４５６１７号公報

【文献】特開２０００－２９４４４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１には、シャドーマスクの開口を延ばすことにより、各ストリップの中央部（ヘビーエッジとなる部分）により多くのアルミニウムを蒸着させて蒸着金属厚みを厚くすることができると記述されている。しかし、本願発明者の研究によって、蒸着用マスクのスリット中央部の開口を周方向と直交方向に拡大すると、内部電極層を形成する蒸着金属厚みは厚くなる反面、積層するにしたがって蒸着金属が蒸着用マスクのスリット境界部に堆積してスリットの開口幅が狭くなってゆくので、積層するにしたがってコンデンサ領域の蒸着金属幅が狭くなってしまう。その結果、静電容量が小さくなってしまう、という問題が新たに判明した。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、ヘビーエッジ構造によって外部電極との良好な接続性と良好な耐電圧特性が得られるとともに、所望の静電容量が得られる新規な構造の薄膜高分子積層コンデンサの製造方法を提供することを目的とする。

【0007】

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0010】

本発明の薄膜高分子積層コンデンサの製造方法は、真空チャンバ内で回転ドラムを周方向に回転させながら前記回転ドラムの外周上に誘電体層と内部電極層とを交互に積層し接合して第１積層体を製造する第１積層体製造プロセスと、前記第１積層体におけるエッジ領域になる部分を各々分断し、分断した前記エッジ領域になる部分を一端側と他端側とに配設した第２積層体にする条切断プロセスと、を有しており、前記第１積層体製造プロセスは、モノマを蒸着してモノマ層を形成し電子線を照射することで前記誘電体層を形成し、形成した前記誘電体層にオイルを塗布し、前記オイルを塗布した前記誘電体層に第１金属を蒸着することで前記内部電極層における第１金属層を形成するとともにインナーマージン部を形成し、形成した前記第１金属層に第２金属を蒸着して前記内部電極層における第２金属層を形成する薄膜高分子積層コンデンサの製造方法であって、前記第１積層体製造プロセスにおいて、前記真空チャンバ内で前記第２金属を蒸着するための第２金属蒸着源と前記回転ドラムとの間の位置に蒸着用マスクを配設してコンデンサ機能領域を形成するための第１領域になる部分を遮蔽することで、前記インナーマージン部を形成した前記第１領域になる部分と、前記第２金属層を蒸着形成したヘビーエッジを有する前記エッジ領域になる部分と、を連続的に形成することを特徴とする。

【0011】

この構成によれば、コンデンサ機能領域を形成するための第１領域になる部分をヘビーエッジ構造にするためのエッジ領域になる部分よりも薄い電極厚みで積層しながら、コンデンサ機能領域における電極厚みよりも電極厚みを厚くしたヘビーエッジを形成して積層することができる。よって、外部電極との良好な接続性と良好な耐電圧特性が得られるとともに、所望の静電容量が得られる。

【0012】

前記コンデンサ機能領域は各層一定の幅になっていることが好ましい。この構成によれば、各層におけるコンデンサ機能領域の静電容量が一定になるので、所望の静電容量を容易に得ることができる。一例として、前記第１積層体製造プロセスにおいて、前記コンデンサ機能領域を形成するための前記第１領域になる部分を各層一定の幅に形成し、且つ、前記ヘビーエッジを形成するための前記エッジ領域になる部分を積層するにしたがって各層における一端側に接続されるものと他端側に接続されるものとの間隔が大きくなるように形成する。一例として、前記条切断プロセスの後に、前記一端側に接する第１側面部と前記他端側に接する第２側面部とにそれぞれ第１外部電極層を形成して第３積層体とし、その後、前記第３積層体に形成された前記第１外部電極層にそれぞれ第２外部電極層を形成して第４積層体にする外部電極形成プロセスと、前記外部電極形成プロセスの後に、前記第４積層体を分断しチップ状の積層体にするチップ切断プロセスとを有する。

【0013】

前記第１積層体製造プロセスにおいて、前記第２金属を蒸着するための第２金属蒸着源と前記回転ドラムとの間の位置に蒸着用マスクを配設して前記第１領域になる部分を遮蔽するとともに前記エッジ領域になる部分を形成する。この構成によれば、第１領域になる部分のコンデンサ機能領域における電極厚みを薄くした各層一定の幅で積層しながら、ヘビーエッジを形成して積層することが容易にできる。一例として、前記第１金属はアルミニウムまたはアルミニウム合金であるとともに、前記第２金属はアルミニウムまたはアルミニウム合金または亜鉛または亜鉛合金である。一例として、前記第１積層体製造プロセスにおいて、前記第１金属層の電極抵抗値を４Ω／□超かつ４５Ω／□未満にするとともに、前記ヘビーエッジの電極抵抗値を２０Ω／□未満にする。一例として、前記第１積層体製造プロセスにおいて、前記第１金属層の電極抵抗値を３０Ω／□超にするとともに、前記ヘビーエッジの電極抵抗値を２０Ω／□未満にする。一例として、前記第１積層体製造プロセスにおいて、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレートまたはトリシクロデカンジメタノールジアクリレートのいずれか一種以上を前記モノマとして蒸着する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ヘビーエッジ構造の内部電極によって外部電極との良好な接続性と良好な耐電圧特性が得られるとともに所望の静電容量が得られる薄膜高分子積層コンデンサが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は本発明の実施形態の薄膜高分子積層コンデンサを示す概略の構造図である。

【図2】図２は本実施形態の薄膜高分子積層コンデンサの例を示す概略の断面図である。

【図3】図３は本実施形態の薄膜高分子積層コンデンサの他の例を示す概略の断面図である。

【図4】図４Ａは本実施形態の薄膜高分子積層コンデンサにおける第１積層体製造装置の構成を模式的に示す構成図であり、図４Ｂは図４Ａの第１積層体製造装置における蒸着用マスクを示す概略の平面図である。

【図5】図５Ａは本実施形態に係る第１積層体製造プロセスにて誘電体層にオイルマージン部を形成して第１金属層を形成した状態を示す概略の断面図であり、図５Ｂは図５Ａに続いて第２金属層を形成し内部電極層を形成した状態を示す概略の断面図であり、図５Ｃは図５Ｂに続いて誘電体層を形成しオイルを塗布した状態を示す概略の断面図であり、図５Ｄは第１積層体製造プロセスにて第１積層体を形成した状態を示す概略の断面図である。

【図6】図６Ａは条切断プロセスにて第２積層体になった状態を示す概略の断面図であり、図６Ｂは外部電極形成プロセスにて第１外部電極が形成されて第３積層体になった状態を示す概略の断面図であり、図６Ｃは外部電極形成プロセスにて第２外部電極が形成されて第４積層体になった状態を示す概略の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（実施形態）
先ず、本発明の実施形態に係る薄膜高分子積層コンデンサ１の構造について説明する。図１は薄膜高分子積層コンデンサ１を示す概略の構造図であって、図中の左側は概略の斜視図であり、図中の右側の一点鎖線で囲んだ部分Ｇは概略の部分断面図を拡大して示している。薄膜高分子積層コンデンサ１は、薄膜高分子の誘電体層２と、誘電体層２に第１金属が蒸着形成された第１金属層３ａと前記第１金属層３ａに第２金属が蒸着形成された第２金属層３ｂとを含む内部電極層３とを交互に積層し接合したチップ状の積層体５と、積層体５における一端側と他端側とに各々形成された外部電極７とを有する。外部電極７は、一例として、第３金属が溶射されて形成された第１外部電極層７ａと第４金属がめっき処理されて形成された第２外部電極層７ｂとを有する。

【0017】

本実施形態におけるチップ状の積層体５は、誘電体層２と内部電極層３とを交互に積層し接合した構成である。ここで「接合」は、「固着」、「結着」または「融着」と読み替えできる。また、図１等において、薄膜高分子積層コンデンサ１の各部の位置関係を説明し易くするため、図中にＸ，Ｙ，Ｚの矢印で向きを示している。薄膜高分子積層コンデンサ１を使用する際には、これらの向きに限定されず、どのような向きで使用しても支障ない。説明の都合上、Ｚ方向の矢印は積層方向を示しており、Ｘ方向の矢印は幅方向を示しており、Ｙ方向の矢印は長さ方向を示している。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0018】

図２と図３に示すように、薄膜高分子積層コンデンサ１は、誘電体層２と第１金属層３ａとから形成された第１領域４ａと、第１領域４ａの一方側と他方側とに各々形成されたエッジ領域４ｂとを有する。そして、第１領域４ａにコンデンサ機能領域４ｃが形成されている。また、エッジ領域４ｂに第１金属層３ａと第２金属層３ｂとでヘビーエッジＨが形成されている。つまり、エッジ領域４ｂはヘビーエッジ構造の内部電極である。

【0019】

コンデンサ機能領域４ｃはコンデンサ機能を有している領域であり、図２と図３の断面視の例では、最上層の第１金属層３ａにおける図中の左側のエッジ領域４ｂに近い外向きの端を通る積層方向のＰ１線と、最下層の第１金属層３ａにおける図中の右側のエッジ領域４ｂに近い外向きの端を通る積層方向のＰ２線との間の部分で示される。ヘビーエッジＨは、図中に破線で囲んだ部分で示される。

【0020】

本実施形態によれば、コンデンサ機能領域４ｃはエッジ領域４ｂよりも薄い電極厚みで積層できるとともに、エッジ領域４ｂはコンデンサ機能領域４ｃにおける電極厚みよりも厚くしたヘビーエッジ構造の内部電極にできる。そして、内部電極にヘビーエッジＨが形成された状態で積層できるので、所望の静電容量が容易に得られるとともに外部電極７との良好な接続性と良好な耐電圧特性が得られる。

【0021】

図２の例は、第１領域４ａにインナーマージン部４ａ１が形成されている。この構成によれば、絶縁領域を確保しつつ静電容量を大きくすることができる。

【0022】

図３の例は、第１領域４ａにインナーマージン部４ａ１が形成されており、尚且つ、コンデンサ機能領域４ｃにインナーマージン部４ｃ１が形成されているとともに内部直列構造となっている。この構成によれば、絶縁領域を確保しつつ静電容量を大きくすることができて、さらに、高い耐圧性能が得られる。なお、上記構成に限定されない。

【0023】

本実施形態におけるコンデンサ機能領域４ｃは、各層一定の幅になっている。そして、積層されるにしたがって各層の内部電極におけるヘビーエッジＨとヘビーエッジＨとの間隔が大きくなった場合においても、各層におけるコンデンサ機能領域４ｃは、各層一定の幅になっている。

【0024】

ここで、「各層一定の幅になっている」とは、例えば所定の積層位置（例えば最下層、中間層、最上層）におけるコンデンサ機能領域４ｃの幅を基準にして各層におけるコンデンサ機能領域４ｃの幅がいずれもプラスマイナス１０[％]以内になっている状態であり、また例えばＺ方向（積層方向）を基準にしてＰ１線の角度並びにＰ２線の角度がいずれもプラスマイナス５[度]未満になっている状態である。

【0025】

図２の例では、最上層の第１金属層３ａにおける図中の左側のエッジ領域４ｂに近い外向きの端、上から三番目の層の第１金属層３ａにおける図中の左側のエッジ領域４ｂに近い外向きの端、・・・、下から二番目の層の第１金属層３ａにおける図中の左側のエッジ領域４ｂに近い外向きの端は、いずれも積層方向のＰ１線に沿って形成されており、または、最下層の第１金属層３ａにおける図中の右側のエッジ領域４ｂに近い外向きの端、下から三番目の層の第１金属層３ａにおける図中の右側のエッジ領域４ｂに近い外向きの端、…、上から二番目の層の第１金属層３ａにおける図中の右側のエッジ領域４ｂに近い外向きの端は、いずれも積層方向のＰ２線に沿って形成されている。図２と図３の例では、Ｐ１線とＰ２線とは平行になっている。

【0026】

第１金属層３ａはアルミニウム、亜鉛、銅、金、銀、またはこれらを含む合金からなることが好ましい。また、第２金属層３ｂはアルミニウム、亜鉛、銅、金、銀、またはこれらを含む合金からなることが好ましい。この構成によれば、導電性の高い内部電極にできる。一例として、内部電極層３はアルミニウム、亜鉛、銅、金、銀、またはこれらを含む合金からなる。

【0027】

コンデンサ機能領域４ｃにおける第１金属層３ａの電極抵抗値は４[Ω／□]超であることが好ましい。この構成によれば、所望の耐電圧が容易に実現できる。より好ましくは、第１金属層３ａの電極抵抗値は５[Ω／□]以上である。さらに好ましくは、第１金属層３ａの電極抵抗値は２０[Ω／□]以上である。第１金属層３ａの電極抵抗値が大きくなればより一層高耐電圧にできる。後述する製造方法において、例えば回転ドラム１２の周方向の回転速度を速くするなどして第１金属層３ａの電極抵抗値が大きくなるように制御することで、高耐電圧にできる。

【0028】

コンデンサ機能領域４ｃにおける第１金属層３ａの電極抵抗値は４５[Ω／□]以下であることが好ましい。この構成によれば、より良好な耐湿性能にできるとともに、所望の静電容量や誘電正接（tanδ）が容易に実現できる。より好ましくは、第１金属層３ａの電極抵抗値は４０[Ω／□]以下である。さらに好ましくは、第１金属層３ａの電極抵抗値は２０[Ω／□]以下である。後述する製造方法において、例えば回転ドラム１２の周方向の回転速度を遅くするなどの制御によって第１金属層３ａの電極抵抗値を小さくなるようにすることで、所望の静電容量や誘電正接（tanδ）が容易に実現できるとともに、さらに低ＥＳＲにできる。

【0029】

エッジ領域４ｂにおけるヘビーエッジＨの電極抵抗値は３０[Ω／□]未満であることが好ましい。この構成によれば、所望の静電容量や誘電正接（tanδ）が容易に実現できる。より好ましくは、ヘビーエッジＨの電極抵抗値は２０[Ω／□]以下である。さらに好ましくは、ヘビーエッジＨの電極抵抗値は１０[Ω／□]以下である。後述する製造方法において、例えば回転ドラム１２の周方向の回転速度を遅くしたり蒸着用マスク１９の貫通穴１９ａを周方向に長くしたりするなどの制御によってヘビーエッジＨの電極抵抗値が小さくなるようにすることで、所望の静電容量や誘電正接（tanδ）が容易に実現できる。当然ながら、エッジ領域４ｂにおけるヘビーエッジＨの電極抵抗値は、コンデンサ機能領域４ｃにおける第１金属層３ａの電極抵抗値より小さくなる。

【0030】

エッジ領域４ｂにおけるヘビーエッジＨの電極抵抗値は１[Ω／□]以上であることが好ましい。この構成によれば、余分な電極材料を抑えて低コストで製造することが容易にできる。一例として、ヘビーエッジＨの電極抵抗値は４[Ω／□]以上である。

【0031】

誘電体層２は、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレートまたはトリシクロデカンジメタノールジアクリレートのいずれか一種以上が重合してなることが好ましい。この構成によれば、高い耐熱性にできるとともに所望の静電容量や誘電正接（tanδ）が容易に実現できる。

【0032】

外部電極７は、一方側のエッジ領域４ｂの端に接する側面部と他方側のエッジ領域４ｂの端に接する側面部に第３金属が各々溶射形成された第１外部電極層７ａと、第１外部電極層７ａの外側に第４金属がめっき形成された第２外部電極層７ｂとを有することが好ましい。この構成によれば、実装の際に、はんだ接続性能に優れた構成が容易に実現できる。一例として、第１外部電極層７ａは真鍮、亜鉛、アルミニウム、その他既知の溶射金属が適用できる。一例として、第２外部電極層７ｂは銅、錫、金、銀、その他既知のめっき金属が適用できる。

【0033】

続いて、本実施形態に係る薄膜高分子積層コンデンサ１の製造方法について、以下に説明する。

【0034】

薄膜高分子積層コンデンサ１は、第１積層体製造プロセス、条切断プロセス、外部電極形成プロセス、チップ切断プロセス、電圧処理プロセス、検査プロセスの順に製造される。

【0035】

図４Ａは、薄膜高分子積層コンデンサ１における第１積層体製造装置１０の構成を模式的に示す構成図である。第１積層体製造装置１０は、真空チャンバ１１と、真空チャンバ１１内に配されて回転軸１２ｃを中心に周方向矢印１２ｂの方向に回転する回転ドラム１２を有する。そして、回転ドラム１２の外周面１２ａに向けて、周方向矢印１２ｂの方向に順に配されたモノマ蒸着装置１３、電子線照射装置１４、プラズマ処理装置１５、パターニング装置１６、第１金属蒸着源１７及び第２金属蒸着源１８を有する。

【0036】

図４Ａの例では、第２金属蒸着源１８と回転ドラム１２との間には、蒸着用マスク１９が配設されている。図４Ｂは、蒸着用マスク１９を示す概略の平面図である。蒸着用マスク１９は、ステンレスやニッケル合金等からなる耐熱性金属製のプレートに、エッチングやレーザ加工等によって周方向（矢印１２ｂの方向）に長方形状のスリットである貫通穴１９ａが複数形成されており、所定間隔で貫通穴１９ａが配設されている。

【0037】

第１積層体製造プロセスは、第１積層体製造装置１０における真空チャンバ１１内の回転ドラム１２を周方向矢印１２ｂの方向に回転させながら、回転ドラム１２の外周面１２ａに誘電体層２と内部電極層３とを交互に積層し接合して第１積層体５ａを製造する。

【0038】

図５Ａ～図５Ｄは、第１積層体製造プロセスにおける回転ドラム１２の外周面１２ａにおける誘電体層２と内部電極層３との積層状態を示す概略の断面図である。

【0039】

図５Ａに示すように、先ず回転ドラム１２の外周面１２ａにモノマ蒸着装置１３によってモノマを蒸着してモノマ層を形成し、モノマ層に電子線照射装置１４によって電子線を照射することで誘電体層２を形成する。次に誘電体層２の表面にプラズマ装置１５によって酸素プラズマ処理を行って誘電体層２を改質する。そして誘電体層２にパターニング装置１６によってオイル２ｂを塗布して、第１金属蒸着源１７によって第１金属を蒸着することでオイルマージン部２ａが形成された第１金属層３ａを形成する。

【0040】

図５Ａに続いて図５Ｂに示すように、第２金属蒸着源１８によって第２金属を蒸着して第２金属層３ｂを形成して内部電極層３を形成する。内部電極層３を形成する際に、第１領域になる部分８ａを遮蔽するとともにエッジ領域になる部分８ｂ（図５Ｄを参照）を形成するために蒸着用マスク１９を用いる。

【0041】

図５Ｂに続いて図５Ｃに示すように、図５Ａにおける手順と同じようにして、回転ドラム１２の外周面１２ａに誘電体層２を形成し誘電体層２を改質しオイル２ｂを塗布し、そして、第１金属蒸着源１７によって第１金属を蒸着することでオイルマージン部２ａが形成された第１金属層３ａを形成する。そして、図５Ａから図５Ｃにおける手順を繰り返して誘電体層２と内部電極層３とを交互に積層し接合して、図５Ｄに示すように、第１積層体５ａにする。ここで、積層数は、一例として、３層以上かつ１０，０００層以下である。

【0042】

本実施形態によれば、コンデンサ機能領域４ｃを形成するための第１領域になる部分８ａをヘビーエッジＨを形成するためのエッジ領域になる部分８ｂよりも薄い電極厚みで積層しながら、エッジ領域４ｂにヘビーエッジＨを形成して積層することができる。したがって、所望の静電容量が容易に得られるとともに、外部電極７との良好な接続性並びに良好な耐電圧特性が容易に得られる構成の薄膜高分子積層コンデンサ１にできる。

【0043】

上述した特許文献１記載のシャドーマスクを使用したヘビーエッジ技術の場合、積層するごとにヘビーエッジになる部分の位置をずらさなければならないという問題がある。それに対して、本実施形態では、回転ドラム１２に対する蒸着用マスク１９の相対的な位置を周方向矢印１２ｂの方向と直交する方向に移動させる必要はない。よって、生産性が向上する。

【0044】

なお、上記以外の製造手順として、第１金属蒸着源１７によって第１金属を蒸着して第１金属層３ａを形成し、パターニング装置によってオイル２ｂを塗布して、第２金属蒸着源１８によって第２金属を蒸着して第２金属層３ｂを形成する場合があり、この方法の場合、より狭幅のヘビーエッジＨとすることが容易にできる。

【0045】

第１積層体製造プロセスにて製造された第１積層体５ａは、一例として、プレス装置によって平坦な状態にし、その後、一例として、カード切断装置によって所定サイズのカード形状のワークに切断する。そして、カード形状のワークは、条切断プロセスにて分断される。

【0046】

第１積層体製造プロセスの後、条切断プロセスは、図６Ａに示すように、第１積層体５ａにおける第１領域になる部分８ａの一端側と他端側とに、図５Ｄにおけるエッジ領域４ｂになる部分８ｂを各々分断して第２積層体５ｂにする。

【0047】

条切断プロセスの後、外部電極形成プロセスは、図６Ｂに示すように、第２積層体５ｂにおけるエッジ領域になる部分８ｂが各々分断され配設された一端側に接する側面部と他端側に接する側面部とに第３金属によって第１外部電極層７ａを各々形成して第３積層体５ｃにする。一例として、既知の金属溶射装置によって第３金属を溶射して第１外部電極層７ａを形成する（不図示）。そして、一例として、第１外部電極層７ａのバリ取りを行う。

【0048】

外部電極形成プロセスは、第１外部電極層７ａを形成した後、図６Ｃに示すように、第３積層体５ｃにおける第１外部電極層７ａに第４金属によって第２外部電極層７ｂを形成することで、第１外部電極層７ａと第２外部電極層７ｂとを含む外部電極７を形成して第４積層体５ｄにする。一例として、既知のめっき処理装置によって第４金属をめっきして第２外部電極層７ｂを形成する（不図示）。

【0049】

外部電極形成プロセスの後、チップ切断プロセスは、第４積層体５ｄにおける外部電極７を分断してチップ状の積層体５にする。一例として、既知のチップ切断装置が適用される（不図示）。チップ切断プロセスの後、一例として、チップ状の積層体５を洗浄して乾燥する。その後、電圧処理プロセスは、既知の電圧印加装置によって所定電圧を所定時間印加する（不図示）。電圧処理プロセスの後、検査プロセスは、既知の検査装置によって所定の電気特性と外観特性を検査する（不図示）。そして、出荷検査を行って製品出荷する。

【0050】

続いて、薄膜高分子積層コンデンサ１の実施例１～４と、比較例１～３とについて、以下に説明する。

【0051】

[実施例１]
本実施例は、第１積層体製造装置１０における真空チャンバ１１内で回転ドラム１２を周方向矢印１２ｂの方向に回転させながら、回転ドラム１２の外周面１２ａに誘電体層２と内部電極層３とを交互に積層し接合して第１積層体５ａを製造するに際し、オイルマージン部２ａを形成し第１金属層３ａを形成するとともに、蒸着用マスク１９を用いて第２金属層３ｂを形成することで内部電極層３を形成した。本実施例は、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレートをモノマにして、各層における誘電体層の厚みを０．８[μｍ]にした。また、第１金属としてアルミニウムを蒸着して第１金属層３ａを形成し、第２金属として亜鉛を蒸着して第２金属層３ｂを形成した。積層数は３，０００であり、チップ状の積層体５の厚みは約２．５[ｍｍ]である。本実施例は、製造条件を調整して第１金属層３ａの電極抵抗値を３０[Ω／□]、ヘビーエッジＨの電極抵抗値を４[Ω／□]にした。

【0052】

[実施例２]
本実施例は、第２金属としてアルミニウムを蒸着して第２金属層３ｂを形成した。本実施例では、製造条件を調整して第１金属層３ａの電極抵抗値を３０[Ω／□]、ヘビーエッジＨの電極抵抗値を４[Ω／□]にした。それ以外は実施例１と同様の構成になるように製造条件を微調整した。

【0053】

[実施例３]
本実施例は、実施例１の製造条件に比べて回転ドラム１２の周方向の回転速度を速くするとともに蒸着用マスク１９の貫通穴１９ａを周方向に長くするように製造条件を調整して第１金属層３ａの電極抵抗値を４５[Ω／□]、ヘビーエッジＨの電極抵抗値を４[Ω／□]にした。それ以外は実施例１と同様の構成になるように製造条件を微調整した。

【0054】

[実施例４]
本実施例は、実施例１の製造条件に比べて蒸着用マスク１９の貫通穴１９ａを周方向に短くすることで、第２金属層３ｂの厚さが薄くなるように製造条件を調整して第１金属層３ａの電極抵抗値を３０[Ω／□]、ヘビーエッジＨの電極抵抗値を２０[Ω／□]にした。それ以外は実施例１と同様の構成になるように製造条件を微調整した。

【0055】

続いて、上述した実施例１～４の試作と並行して試作した比較例１～３の薄膜高分子積層コンデンサについて、以下に説明する。

【0056】

[比較例１]
本比較例は、上述の特許文献１の製造方法に基づいて、蒸着用マスクのスリット中央部の開口を周方向と直交方向に拡大してヘビーエッジを有する内部電極層を形成した。しかし、第２金属は蒸着していない。モノマはトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートであり、各層における誘電体層の厚みは０．８[μｍ]にした。第１金属としてアルミニウムを蒸着して内部電極層３を形成した。積層数は３，０００であり、チップ状の積層体５の厚みは約２．５[ｍｍ]である。本比較例は、製造条件を調整して内部電極層におけるヘビーエッジ以外の部分の電極抵抗値を３０[Ω／□]、ヘビーエッジの電極抵抗値を４[Ω／□]にした。

【0057】

[比較例２]
本比較例は、第２金属は蒸着しておらず、ヘビーエッジを形成せずに内部電極層の電極抵抗値を３０[Ω／□]にした。それ以外は実施例１と同様の構成になるように製造条件を微調整した。

【0058】

[比較例３]
本比較例は、比較例２の製造条件に比べて回転ドラム１２の周方向の回転速度を遅くすることで第１金属層の厚さが厚くなるように調整して内部電極層の電極抵抗値を４[Ω／□]にした。それ以外は比較例２と同様の構成になるように製造条件を微調整した。

【0059】

実施例１～４と比較例１～３の各第１積層体を、それぞれ平坦化加熱処理して条切断し、外部電極形成してチップ切断してコンデンサ素子にした。コンデンサ素子のサイズは８．２[ｍｍ]×７．１[ｍｍ]×２．６[ｍｍ]である。その後、所望のコンデンサ特性を得るために所定の電圧処理を行った。

【0060】

実施例１～４と比較例１～３の方法によって得られた各コンデンサについて、周波数が１[ｋＨｚ]における静電容量並びに誘電正接（ｔａｎδ）、及び絶縁破壊電圧を測定した。所望の静電容量を２．０～２．５[μＦ]とした場合におけるコンデンサ特性の合格判定基準は、静電容量が２．５[μＦ]±２０[％]以内であり、ｔａｎδが１．５[％]以下であり、絶縁破壊電圧が１６０[Ｖ]以上である。測定結果を表１に示す。

【0061】

【表1】

【0062】

表１に示すように、実施例１～４は、いずれも合格判定基準を満たしている。

【0063】

一方、比較例１は静電容量が小さくなった。これは、積層するにしたがって内部電極層におけるコンデンサ機能領域の蒸着金属幅が徐々に狭くなったことに起因する。また、比較例２は静電容量が小さくなって、誘電正接が大きくなった。これは、内部電極層の電極厚みが薄いため、エッジ部分で外部電極との接続性が悪く高抵抗化したことや断線したことに起因する。そして、比較例３は絶縁破壊電圧が小さくなった。これは、内部電極層の電極厚みが厚いため、ヒーリング性が悪化したことに起因する。

【0064】

実施例１～４に例示した製造方法に加えて、実施例１～４を内部直列構造にすることでさらに耐圧性能を向上させることができる。一例として、積層されるにしたがって各層におけるヘビーエッジＨとヘビーエッジＨとの間隔が大きくなるように形成することでコンデンサ機能領域４ｃを十分に確保することができる。一例として、回転ドラム１２の周方向の回転速度を速めることで電極膜厚を薄くして電極抵抗値を所望の値に高くする制御ができる。一例として、回転ドラム１２の周方向の回転速度を遅くすることで電極膜厚を厚くして電極抵抗値を所望の値に低くする制御ができる。本発明は、上述の実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ 薄膜高分子積層コンデンサ
２ 誘電体層
２ａ オイルマージン部
２ｂ オイル
３ 内部電極層
３ａ 第１金属層
３ｂ 第２金属層
４ａ 第１領域
４ａ１ インナーマージン部
４ｂ エッジ領域
４ｃ コンデンサ機能領域
４ｃ１ インナーマージン部
５ チップ状の積層体
５ａ 第１積層体
５ｂ 第２積層体
５ｃ 第３積層体
５ｄ 第４積層体
７ 外部電極
７ａ 第１外部電極層
７ｂ 第２外部電極層
８ａ 第１領域になる部分
８ｂ エッジ領域になる部分
１０ 第１積層体製造装置
１１ 真空チャンバ
１２ 回転ドラム
１３ モノマ蒸着装置
１４ 電子線照射装置
１５ プラズマ処理装置
１６ パターニング装置
１７ 第１金属蒸着源
１８ 第２金属蒸着源
１９ 蒸着用マスク
５１ 条切断装置
５２ 金属溶射装置
５３ めっき処理装置
５４ チップ切断装置
Ｈ ヘビーエッジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】