(57)【要約】【課題】容量調節後に保護膜を設ける必要のない調節方法及びそれに適したトリマーコンデンサを提供することにある。【解決手段】絶縁基板上に下部電極、誘電体膜及び上部電極が順に形成されたコンデンサの容量を調節する方法において、誘電体膜が酸化物からなり、上部電極の上に更にレーザを透過する材料からなる保護膜を形成し、その保護膜の上方から上部電極に向かって前記レーザを照射することにより、上部電極を部分的に酸化させることを特徴とする。レーザを透過する材料としては、例えばレーザがＹＡＧレーザである場合は酸化ケイ素、ポリイミド等が挙げられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に下部電極、誘電体膜及び上部電極が順に形成されたコンデンサの容量を調節する方法において、
誘電体膜が酸化物からなり、上部電極の上に更にレーザを透過する材料からなる保護膜を形成し、その保護膜の上方から上部電極に向かって前記レーザを照射することにより、上部電極を部分的に酸化させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記酸化物が前記レーザを透過する性質を有し、前記下部電極が上部電極よりも前記レーザに対して高い反射率を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
絶縁基板上に形成された下部電極と、その上に形成された誘電体膜と、更にその上に形成された上部電極と、これらの電極及び誘電体膜を覆う保護膜とを備えたコンデンサにおいて、
前記誘電体膜が酸化ケイ素ＳｉＯ２を主成分とし、前記保護膜が酸化ケイ素ＳｉＯ２及びポリイミドのうちから選ばれる１種以上を主成分とし、前記下部電極が銅、金及びアルミニウムのうちから選ばれる１種以上からなり、前記上部電極がニッケル、クロムもしくはこれらのいずれかを含む合金からなることを特徴とするトリマーコンデンサ。
【請求項４】
前記誘電体膜が０．１〜５μｍの厚さを有し、上部電極がその１／１０以下の厚さを有する請求項３に記載のコンデンサ。
【請求項５】
前記保護膜が酸化ケイ素ＳｉＯ２からなり、１〜３０μｍの厚さを有する請求項３に記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンデンサの容量を調節する方法及びトリマーコンデンサに属する。
【従来の技術】
ハイブリッドＩＣや小型回路基板に装着されるコンデンサとしては、装着後に容量を調節する必要があることから、小型で容量調節の容易なものが要請されている。従来、この種のコンデンサとしては、絶縁基板上に下部電極及び誘電体膜を順に形成し、更にその上に上部電極をレーザでトリミング可能に形成したトリマーコンデンサが用いられていた。そして、容量調節時には、上部電極にレーザを照射して上部電極を部分的に削ることにより、有効電極面積を所定の容量値となるまで減らしていた。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のトリマーコンデンサでは、環境に対して耐酸化性や耐食性などの耐性をもたせて品質を保つために、容量調節後に電極や誘電体膜の露出部を覆う保護膜を設けなければならず、回路メーカー側に負担となっていた。
それ故、この発明の課題は、容量調節後に保護膜を設ける必要のない調節方法及びそれに適したトリマーコンデンサを提供することにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するために、この発明の容量調節方法は、
絶縁基板上に下部電極、誘電体膜及び上部電極が順に形成されたコンデンサの容量を調節する方法において、
誘電体膜が酸化物からなり、上部電極の上に更にレーザを透過する材料からなる保護膜を形成し、その保護膜の上方から上部電極に向かって前記レーザを照射することにより、上部電極を部分的に酸化させることを特徴とする。レーザを透過する材料としては、例えばレーザがＹＡＧレーザである場合は酸化ケイ素、ポリイミド等が挙げられる。
【０００４】
この方法によれば、保護膜を透過したレーザを上部電極が吸収するとともに発熱し、その熱エネルギーで誘電体膜から酸素を奪う。そして、上部電極が部分的に酸化されることにより有効電極面積が実質的に減り、容量値が減る。この場合、保護膜を透過したレーザは上部電極を酸化させるだけであって、物理的寸法の変化をほとんど伴わないので、保護膜が損傷することはない。従って、容量値調節後に容量値が変化することがない。尚、上部電極としては、常温では耐酸化性を有し、レーザ、特にＹＡＧレーザを吸収しやすく且つ高温で酸化されやすい金属からなるものが望ましく、例えばニッケル、クロムもしくはこれらのいずれかを含む合金が挙げられる。
【０００５】
前記誘電体膜が前記レーザを透過する酸化物、例えばレーザがＹＡＧレーザである場合は酸化ケイ素からなり、前記下部電極が上部電極よりも前記レーザに対して高い反射率を有すると好ましい。そうすると上部電極を透過した一部のレーザが、続いて誘電体膜をも透過し、下部電極で反射して再び誘電体膜を透過し、上部電極の下面を酸化させることができるからである。従って、下部電極としては、抵抗値が低く且つレーザを反射しやすい金属からなるものが望ましく、例えば銅、金及びアルミニウムのうちから選ばれる１種以上が挙げられる。
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明の容量調節方法に適切なトリマーコンデンサは、
絶縁基板上に形成された下部電極と、その上に形成された誘電体膜と、更にその上に形成された上部電極と、これらの電極及び誘電体膜を覆う保護膜とを備えたコンデンサにおいて、
前記誘電体膜が酸化ケイ素ＳｉＯ２を主成分とし、前記保護膜が酸化ケイ素ＳｉＯ２及びポリイミドのうちから選ばれる１種以上を主成分とし、前記下部電極が銅、金及びアルミニウムのうちから選ばれる１種以上からなり、前記上部電極がニッケル、クロムもしくはこれらのいずれかを含む合金からなることを特徴とする。
このトリマーコンデンサによれば、保護膜の上方から上部電極に向かってＹＡＧレーザを照射することにより、そのレーザが保護膜を透過して上部電極に吸収される。また、レーザの一部は上部電極及び誘電体膜を透過し、下部電極で反射されて再び誘電体膜を透過し、上部電極に吸収される。その吸収に伴う発熱により上部電極が誘電体膜から酸素を奪って酸化物となる。保護膜が酸化ケイ素の場合は保護膜からも酸素を奪う。こうして保護膜及び誘電体膜を損傷させることなく有効電極面積を変えることができる。
【０００７】
前記誘電体膜は０．１〜５μｍの厚さを有し、上部電極がその１／１０以下の厚さを有すると好ましい。誘電体膜の厚さが０．１μｍに満たないと、上下電極が短絡しやすいし、５μｍを超えると、容量が最初から小さすぎるからである。
また、上部電極の厚さが誘電体膜の厚さの１／１０以下であると、仮に上部電極の全てが誘電体膜から酸素を奪っても依然として誘電体膜はＳｉ０とＳｉＯ２の混合体であるために絶縁性を保つことができるからである。
前記保護膜は、酸化ケイ素ＳｉＯ２からなり、１〜３０μｍの厚さを有すると好ましい。保護膜が酸化ケイ素からなると、保護膜からも上部電極に酸素を供給することができるからである。また、酸化ケイ素からなる保護膜の厚さが１μｍに満たないと、環境に対する耐性が不十分であるし、３０μｍを超えても耐性の向上が期待できないからである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は実施形態に係るトリマーコンデンサを示す平面図、図２は同じく縦断面図である。
トリマーコンデンサ１０は、アルミナなどの絶縁性セラミックからなる直方体状の基板１と、その主面上に順に形成された下部電極２、誘電体膜３及び上部電極４を備える。基板１の主面における長寸方向の両端には端子電極６ａ、６ｂが形成されており、下部電極２は一端において端子電極６ａと接続するとともに一様な幅で他端の近くまで延びている。上部電極４は他端において端子電極６ａと対向する端子電極６ｂと接続するとともに、一様な幅で端子電極６ａ付近まで延びている。誘電体膜３は、いずれの端子電極６ａ、６ｂとも接することなく下部電極２と上部電極４との間に一様な幅を有して介在している。下部電極２の幅は平面視において、上部電極４の全幅と重なる程度に上部電極４より広く、そして、その下部電極２の全幅と重なる程度に誘電体膜３の幅が更に広い。
【０００９】
そして、これら下部電極２、誘電体膜３及び上部電極４の露出部分全体を覆うように保護膜５が形成されている。但し、下部電極２、誘電体膜３及び上部電極４の図示を判りやすくするために、保護膜５は形状線のみが図示されている。従って、図１においては現実には下部電極２、誘電体膜３及び上部電極４は保護膜５で隠れており、図２においては符号５で示される実線で囲まれる白抜き部分が保護膜５の実体である。
次に、トリマーコンデンサ１０の各要素の材質を製法とともに説明する。
下部電極２は、銅、アルミニウム、金などの金属薄膜からなり、例えばスパッタリングにて着膜後にフォトリソ技術で所定のパターンに形成される。下部電極２の抵抗率を下げるために、続いて銅や金をメッキしてもよい。その上にスパッタリングやプラズマＣＶＤなどの手段で酸化ケイ素を所定の厚さ例えば１μｍに着膜しパターン形成することにより、誘電体膜３とする。更にその上にニクロム、クロムアルミなどの合金をスパッタリングにより所定の厚さ例えば５０ｎｍに着膜してパターン形成することにより、上部電極４とする。その後、銅、ニッケルなどの金属をスパッタリングすることにより所定の厚さ例えば１００ｎｍに着膜し、フォトリソ技術で端子電極６ａ、６ｂのパターンに形成する。最後に酸化ケイ素からなる保護膜５を誘電体膜３と同様に形成する。
【００１０】
こうして得られたトリマーコンデンサ１０の容量を調節する場合には、図３に縦断面図として示すように、出力０．３Ｗ程度のＹＡＧレーザ７を保護膜５の上方から上部電極４に向けて照射する。ＹＡＧレーザ７は保護膜５を透過して上部電極４に吸収され、上部電極４を発熱させる。その熱エネルギーで上部電極４が誘電体膜３及び保護膜５と反応し、上部電極４の一部が酸化される。ＹＡＧレーザ７の一部は上部電極４及び誘電体膜３を透過し、下部電極２で反射して再び誘電体膜３を透過して上部電極４に吸収され、上記の酸化を促進する。こうして上部電極４の一部は金属酸化物即ち絶縁体となる。従って、有効電極面積が減り、その結果、容量が減る。
【００１１】
【実施例】
上記実施形態において、下部電極２が厚さ０．６μｍの銅からなる膜、誘電体膜３が厚さ１．５μｍの酸化ケイ素ＳｉＯ２からなる膜、上部電極４が厚さ５０ｎｍのニッケルクロム合金からなる膜、保護膜５が厚さ１５μｍの酸化ケイ素ＳｉＯ２からなる膜であるコンデンサを製造した。初期容量値は６ｐＦであった。
このコンデンサに対して容量値が１ｐＦ以下となるまで保護膜５の上方から上部電極４に向かって表１の左欄に示す出力のＹＡＧレーザを照射したところ、表１の右欄に示す結果となった。表中、「異常なし」とは、ＹＡＧレーザ照射によって上部電極４が透明となり、下部電極２が透けて見えた状態をいう。ニッケルクロム合金の薄膜は、酸化されると透明となることから、透明化をもって正常に酸化されたものとみなしたのである。「上部電極の残査あり」とは、上部電極４の中に灰色の部分が点在した状態をいう。灰色部分は未酸化の部分であると認められる。
【００１２】
【表１】
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レーザ照射後、上部電極４と下部電極２との間の耐電圧を測定したところ、いずれの場合も１００Ｖ以上あり、且つ１０１１ＭΩ以上の絶縁抵抗が確保された。
【００１３】
【発明の効果】
この発明のトリマーコンデンサによれば、容量調節後に保護膜を設ける必要がないので、信頼性に優れるし、回路メーカー側の負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のトリマーコンデンサを示す平面図である。
【図２】同じく縦断面図である。
【図３】上記トリマーコンデンサにレーザを照射している状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  絶縁基板
２  下部電極
３  誘電体膜
４  上部電極
５  保護膜
６ａ、６ｂ  端子電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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