(57)【要約】【課題】有機薄膜コンデンサの製造工程において、有機材料の硬化反応速度は、生産スループットに大きく関係するものであり、硬化速度の遅い材料ジビニル有機材料を用いたい場合も従来と同等以上のスループットを有する材料反応形態を維持することが必要である。【解決手段】有機材料の硬化手段として、イオンを発生するイオンソースユニットを材料硬化ユニットとして使用することにより、イオン重合反応を発生させ、硬化速度を向上させる。また、気化した有機材料が、支持体に蒸着する前に、イオンを少量照射することにより、半硬化の状態にて蒸着反応を実施し、本来のイオンによる硬化ユニットでの硬化時間の短縮を図ることができる。【選択図】  図１
2004304109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個以上のビニル基を有し、常温大気圧において液体または紛体であり、硬化重合反応可能な有機材料を、真空容器中に設けた蒸発器に導く工程と、（ａ）前記材料を前記材料の沸点以上で硬化温度以下の温度で加熱して蒸発させ、回転する冷却された支持体の表面上、前記支持体上に形成済の誘電体硬化薄膜上、金属薄膜の蒸着面上の一方に前記有機材料を蒸着すると同時に、回転方向の次工程にあたる有機材料硬化ユニット部にて、イオン源より照射されるイオンにて有機蒸着膜にイオン重合反応を開始させるまで活性化エネルギーを与え硬化反応させる工程と、（ｂ）前記支持体上に形成された前記誘電体層の上に、前記支持体の回転方向に沿って平行に並ぶ、パーフルオロアルキルエーテルからなるオイル薄膜を、前記支持体の任意の周回毎に、前記オイル薄膜の幅方向の位置を切り替えて形成する工程と、前記オイル薄膜形成工程の後に、アルミニウムを蒸着させ、非金属化部を有する金属薄膜からなる蒸着電極層を形成する工程と、前記蒸着電極層形成工程の後に、前記パーフルオロアルキルエーテルからなるオイル薄膜を除去する工程と、（ｃ）前記支持体の一周回中に前記（ａ）、（ｂ）の工程を各々少なくとも１回以上行う工程と、（ｄ）前記支持体の一周回中に前記（ａ）の工程を少なくとも１回以上行う工程、前記支持体を複数回周回して、前記（ｃ）の工程および前記（ｄ）の工程を各々任意に複数回繰返して、前記誘電体層と、非金属化部を有する前記蒸着電極層とが複数層交互に積層され、かつ複数条の前記非金属化部の位置を切り替えることにより、前記誘電体層とこれを介して対向する前記蒸着電極層により構成される静電容量に寄与する部分を有する積層体を形成する工程と、前記支持体上から前記積層体を分離する工程を含むことを特徴とする有機薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記（ａ）の工程を少なくとも１回以上繰り返し、前記（ｂ）の工程を複数回繰り返し、さらに前記（ａ）の工程を少なくとも１回以上繰り返して積層体を形成することを特徴とする請求項１記載の有機薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記（ｃ）の工程を少なくとも１５００回以上繰り返して積層体を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の有機薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記（ａ）の工程にて使用するイオンとして、ＡｒやＮ２、Ｏ２などの不活性ガスを用いたプラスイオンを有機材料上に照射することでカチオン重合を用いた硬化反応を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の有機薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記（ａ）の工程にて使用するイオンとして、メタンなどのＣとＨなどの組み合わせできたガスなど用いたプラスイオンを有機材料上に照射することでカチオン重合を用いた硬化反応を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の有機薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記（ａ）の工程にて塩基を発生するガスを用いてマイナスイオンを有機材料上に照射することでアニオン重合を用いた硬化反応を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の有機薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記（ａ）の工程にて、イオンと電子線とが同時に照射できるイオンソース源を有機材料硬化用に用いることにより、イオン重合反応とラジカル重合反応を同時に進行させ、さらに高速硬化反応を達成することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の有機薄膜コンデンサの製造方法。
【請求項８】
有機材料硬化用のイオン発生源を、前記工程（ａ）の蒸発器の中に内蔵することにより、気化した有機材料が、回転する冷却された支持体の表面上、あるいは、前記支持体上にすでに形成された誘電体硬化薄膜上に、あるいは金属薄膜の蒸着面上に、蒸着する前に半硬化の状態にすることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の有機コンデンサ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大容量で高信頼性が要求される電子機器および電気機器に使用される小形・軽量で低価格・低インピーダンスの有機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】
近年、屋外で使用される携帯型の電子機器或いはコンピュータ関連の電子機器が急速な伸びを示し、これらの電子機器に使われる小型で、高信頼性を有する表面実装用の電子部品に対する需要は極めて大きい。コンデンサについても、従来以上に大幅な小形化・大容量・軽量化・低価格化そして低インピーダンスなどの高性能化に対して、厳しい要求が増えている。例えば寸法が３．２ｍｍ×２．５ｍｍで従来のフィルムコンデンサの良好な特性を有し、かつ静電容量が従来のフィルムコンデンサの１０倍程度のものが要求されている。
【０００３】
従来は低インピーダンスなどの高性能な特性を求める要求に対して、いわゆるフィルムコンデンサが使われていた。フィルムコンデンサは、溶融樹脂をキャスティングし、更に延伸して得たプラスティックフィルムに金属蒸着して、これを巻回もしくは積層して製造する方法が一般的である。しかしながら、前述するような近年の大幅な小型化要求に応えるためには、少なくとも１μｍ以下のプラスティックフィルムを製造する技術及びこれを蒸着して、金属化フィルムコンデンサを製造する技術が必要であるが、実験室的に作製・蒸着することはできても、絶縁欠陥が多く、コストが高いという問題があり、低価格で大量に製造することはほとんど不可能であった。
【０００４】
近年、上記の用途として薄い有機薄膜を成膜してなる有機薄膜コンデンサがいくつか提案されてきた。以下に、特許文献１及び特許文献２に記載された有機薄膜コンデンサの構造について説明する。
【０００５】
図５は特許文献１に記載された従来の有機薄膜コンデンサの断面図である。
【０００６】
図５において、有機薄膜コンデンサは、保護層を兼ねたポリスチレンフィルム等の基板２６と、その上にコンデンサの素子層として、アルミニウムの金属蒸着電極膜２７ａ，２７ｂと、外部電極２８ａ，２８ｂ間で短絡しないように、金属蒸着電極膜２７ａ，２７ｂを真空蒸着する際に固定マスク方式で形成される金属蒸着電極膜の存在しない領域（以下「マージン」と略す）２９ａ，２９ｂを、外部電極２８ａ，２８ｂの手前にそれぞれ交互に配置し、金属蒸着電極膜２７ａ，２７ｂの間が、誘電体である有機重合膜３０ａ，３０ｂで絶縁され、かつ対向しており、金属蒸着電極膜２７ａと外部電極２８ａ、および金属蒸着電極膜２７ｂと外部電極２８ｂがそれぞれ電気的に接続され、さらに金属蒸着電極膜２７ａ、有機重合膜３０ａ、金属蒸着電極膜２７ｂ、有機重合膜３０ｂがこの順番で複数層積層された構成になっている。
【０００７】
特許文献１に記載された発明では、有機重合膜の具体的な材料は開示されていないが、その製造方法としてグロー放電法、或いは電子衝撃法が開示されている。
【０００８】
しかしながらグロー放電法、或いは電子衝撃法による有機重合膜の成膜は１〜１００オングストローム毎分と極めて成膜速度が遅く、多層数の積層を必要とする大容量のコンデンサのためには、前記従来の方法はコスト、時間がかかりすぎてほとんど実用化されていなかった。
【０００９】
図６は特許文献２に記載された従来の有機薄膜コンデンサの断面図である。
【００１０】
図６において、有機薄膜コンデンサは、ベースフィルムとする樹脂フィルム３１の両面に、マージン部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを設けたアルミニウムの金属蒸着電極膜３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂと、これらの間に介挿され、重合可能なエポキシ樹脂と、架橋剤とを別な蒸発源から同時に真空蒸着して形成し、誘電体層となる樹脂薄膜３５ａ，３５ｂが形成されている複層構造のフィルムを巻回して、コンデンサとする構成となっている。
【００１１】
この特許文献２に記載された発明では重合可能なエポキシ樹脂を、架橋剤と別な蒸発源から同時に真空蒸着して形成することで、前記グロー放電法、あるいは電子衝撃法による有機重合膜より早い成膜速度が得られるものである。
【００１２】
しかしながら、特許文献２に記載された発明では、重合可能なエポキシ樹脂を架橋剤と別な蒸発源から同時に真空蒸着するため、両方の蒸発速度を目的の重合樹脂膜が得られるように正確に制御しなければ、重合樹脂膜の重合度が変化して、絶縁性、誘電率、誘電損失などコンデンサの基本的な特性が変化してしまう。このため、成膜速度を市場に供するに足る量産性が得られるほど向上することができないという問題点があった。また、ベースフィルムに従来の樹脂フィルムを用いるため、ベースフィルムを薄膜化しなければ小型化ができないが、前述のようにフィルムの厚さには限界があり、小型化の効果が半減するという問題点があった。
【００１３】
技術の進歩と共に、小型化の要求に応えるため、図７に示す有機薄膜コンデンサの製造方法も提案された。
【００１４】
以下、図７を参照しながら従来技術について説明する。支持体３９の上に、まず保護層として、紫外線などの放射線で硬化可能な液体の樹脂材料を、超音波噴霧器３７により塗布し、この樹脂を紫外線照射３６により重合して硬化した有機薄膜を複数回積層する。次に素子層として、前記保護層と同じ方法で形成した有機薄膜の上にマージンを形成するためのパラフィンオイルからなる帯状のオイル膜をオイル付与器４０から供給して形成し、この上にアルミニウムを金属蒸着源４３より蒸発して、マージンを有する金属薄膜を形成する。
【００１５】
金属薄膜の上に同様にして超音波噴霧器３７と紫外線照射３６により有機薄膜を形成し、有機薄膜の上にコンデンサの静電容量が発生するように、所定の幅だけ位置をずらして同様にしてマージンを有する金属薄膜を形成する。以下、このようにしてマージンの位置を交互にずらして、１５００層以上の所定の回数だけ有機薄膜と金属薄膜を積層して、積層体３８を得る。これに外装工程などを実施し、有機薄膜コンデンサとするのである。これらの課題を解決する方法として、特許文献３に記載された発明が提案され、現在の有機薄膜コンデンサの製造は実施されている。
【００１６】
また、最近は、フィルムコンデンサの強みであった、圧電効果や、バイアス特性、温度特性に近いセラミックコンデンサの開発なども進んでおり、更に、小型化、高品位なフィルムコンデンサの開発が求められてきている。上記のコンデンサの製造工程において、コンデンサに求められる電気特性、特に、周波数特性の向上や、容量変化率の向上、電流流れロス量を示すＴａｎδの低減であり、これを達成する為には、コンデンサに用いられる有機材料自体の構造を変更する必要がある。
【００１７】
【特許文献１】
特公昭４４−２５０１４号公報（図６）
【特許文献２】
特公昭４６−１９４５号公報（図７）
【特許文献３】
特開２０００−２１６０４９号公報（図２）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機薄膜コンデンサの電気特性を向上させるためには、有機材料の重合硬化後の架橋構造の中に、いかに枝葉となる構造が無いかにかかっているが、この枝葉となるような構造が存在すると、高周波数をかけた場合、この枝葉が回転してしまい、安定した電気特性が得られなくなってしまうことになる。従って材料中に従来用いていたエステル基を極力無くしたビニル構造を使用する必要があるがこの材料の詳細については、ここでは省略する。
【００１９】
このような構造の有機材料を用いた場合、重合反応速度は、従来に比べ格段に低下することが、分子構造上予想され、実際にバルクをＵＶを用いて硬化反応にて製作するにあたり、従来のアクリレート系材料にくらべ、ジビニル系の材料を用いた場合、１０倍ほど時間がかかることが、実験よりもわかっている。また、低コスト、大量生産することが必要な有機薄膜コンデンサの製造工程では、材料変更により生産スループットが大幅に減少することが、大変大きな問題である。
【００２０】
単純に、現在、用いている電子線硬化ユニット数を増し、電子線照射時間を長くし、スループット自体を変化させることなく生産することは、装置全体のコスト増加や、装置サイズの大型化などにもつながる。また、電子線照射量を大きくすることで、有機薄膜の硬化スピードが向上する傾向ではある。満足な硬化スピードを得られるだけの電子線を照射する場合、薄膜表面の焼けや電気特性の低下の発生などの問題点が発生することが実験などによりわかっている。実際には、電子ビームの強さを１０ＫＶ、５０ｍＡ、１０秒当てて硬化させた場合、有機材料は硬化するのであるが、下地での焦げなどの影響が出ている。
【００２１】
本発明は上記の課題を解決するもので、低硬化速度の有機薄膜を用いたい場合でも、従来と同様以上のスループットにて、低コスト、高電気特性な有機薄膜コンデンサを得ることが可能な有機薄膜コンデンサの製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために、本発明の有機薄膜コンデンサの製造方法は、少なくとも２個以上のビニル基を有し、常温大気圧において液体または紛体であり、硬化重合反応可能な有機材料を、真空容器中に設けた蒸発器に導く工程と、（ａ）前記材料を前記材料の沸点以上で硬化温度以下の温度で加熱して蒸発させ、回転する冷却された支持体の表面上、前記支持体上に形成済の誘電体硬化薄膜上、金属薄膜の蒸着面上の一方に前記有機材料を蒸着すると同時に、回転方向の次工程にあたる有機材料硬化ユニット部にて、イオン源より照射されるイオンにて有機蒸着膜にイオン重合反応を開始させるまで活性化エネルギーを与え硬化反応させる工程と、（ｂ）前記支持体上に形成された前記誘電体層の上に、前記支持体の回転方向に沿って平行に並ぶ、パーフルオロアルキルエーテルからなるオイル薄膜を、前記支持体の任意の周回毎に、前記オイル薄膜の幅方向の位置を切り替えて形成する工程と、前記オイル薄膜形成工程の後に、アルミニウムを蒸着させ、非金属化部を有する金属薄膜からなる蒸着電極層を形成する工程と、前記蒸着電極層形成工程の後に、前記パーフルオロアルキルエーテルからなるオイル薄膜を除去する工程と、（ｃ）前記支持体の一周回中に前記（ａ）、（ｂ）の工程を各々少なくとも１回以上行う工程と、（ｄ）前記支持体の一周回中に前記（ａ）の工程を少なくとも１回以上行う工程、前記支持体を複数回周回して、前記（ｃ）の工程および前記（ｄ）の工程を各々任意に複数回繰り返して、前記誘電体層と、非金属化部を有する前記蒸着電極層とが複数層交互に積層され、かつ複数条の前記非金属化部の位置を切り替えることにより、前記誘電体層とこれを介して対向する前記蒸着電極層により構成される静電容量に寄与する部分を有する積層体を形成する工程とからなることで解決できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜７に本発明の実施の形態を示す。
【００２４】
本発明の請求項１に記載の有機薄膜コンデンサの製造方法は、少なくとも２個以上のビニル基を有し、常温大気圧において液体または紛体であり、硬化重合反応可能な有機材料を、真空容器中に設けた蒸発器に導く工程と、（ａ）前記材料を前記材料の沸点以上で硬化温度以下の温度で加熱して蒸発させ、回転する冷却された支持体の表面上、前記支持体上に形成済の誘電体硬化薄膜上、金属薄膜の蒸着面上の一方に前記有機材料を蒸着すると同時に、回転方向の次工程にあたる有機材料硬化ユニット部にて、イオン源より照射されるイオンにて有機蒸着膜にイオン重合反応を開始させるまで活性化エネルギーを与え硬化反応させる工程と、（ｂ）前記支持体上に形成された前記誘電体層の上に、前記支持体の回転方向に沿って平行に並ぶ、パーフルオロアルキルエーテルからなるオイル薄膜を、前記支持体の任意の周回毎に、前記オイル薄膜の幅方向の位置を切り替えて形成する工程と、前記オイル薄膜形成工程の後に、アルミニウムを蒸着させ、非金属化部を有する金属薄膜からなる蒸着電極層を形成する工程と、前記蒸着電極層形成工程の後に、前記パーフルオロアルキルエーテルからなるオイル薄膜を除去する工程と、（ｃ）前記支持体の一周回中に前記（ａ）、（ｂ）の工程を各々少なくとも１回以上行う工程と、（ｄ）前記支持体の一周回中に前記（ａ）の工程を少なくとも１回以上行う工程、前記支持体を複数回周回して、前記（ｃ）の工程および前記（ｄ）の工程を各々任意に複数回繰り返して、前記誘電体層と、非金属化部を有する前記蒸着電極層とが複数層交互に積層され、かつ複数条の前記非金属化部の位置を切り替えることにより、前記誘電体層とこれを介して対向する前記蒸着電極層により構成される静電容量に寄与する部分を有する積層体を形成する工程と、前記支持体上から前記積層体を分離する工程を含むことを特徴とする有機薄膜コンデンサの製造方法である。
【００２５】
その結果、有機材料を液体のまま真空容器中に設けた蒸発器に導き、前記蒸発器内で前記有機材料の沸点以下の温度で蒸発するため、有機薄膜材料を分子状態に近い極めて微細な粒子にして支持体上等に蒸着できる。更に、前記有機材料の微細な粒子は、支持体上等に蒸着すると同時に電子線等の放射線の照射により活性化しているため、支持体等上で極めて均一な薄膜状に広がりやすい。従って平均表面粗さが極めて小さい、均一で薄い有機薄膜からなる誘電体層を形成することができる。
【００２６】
また本発明の有機薄膜コンデンサの製造方法は、金属薄膜すなわち電極を蒸着した後、マージンを形成するためにアルミニウム蒸着の前に塗布するオイルすなわちパーフルオロアルキルエーテルの残留するオイルを除去するため、前記残留オイルによってマージン上に形成する有機薄膜の厚さがマージン上でない部分より薄くなることがない。従って、局部的に薄い部分が無い、膜厚公差が極めて小さい、均一で薄い有機薄膜からなる誘電体層を形成することができる。
【００２７】
また、コンデンサの保護層にも金属薄膜を形成することで、保護層の熱収縮が抑制され、従ってコンデンサの外部電極とコンデンサ要素との機械的付着力の低下を防止できるという作用を有する。
【００２８】
また、請求項２に記載の本発明による有機薄膜コンデンサは、前記（ａ）の工程を少なくとも１回以上繰り返し、前記（ｂ）の工程を複数回繰り返し、さらに前記（ａ）の工程を、少なくとも１回以上繰り返して積層体を形成することを特徴とする、請求項１記載の有機薄膜コンデンサの製造方法である。前記構成により、本発明の製造方法による有機薄膜コンデンサは、パーフルオロアルキルエーテルからなる残留オイルが電極を蒸着した後除去されるので、マージン部が積層された部分の周辺が、他の部分より盛り上がった形状になることがない。従って、コンデンサのプリント基板からの浮き上がりが抑制され、はんだ付け性が阻害されることが無くなる作用を有する。
【００２９】
また、請求項３に記載の本発明による有機薄膜コンデンサは、前記（ｃ）の工程を、少なくとも１５００回以上繰り返して積層体を形成することを特徴とする請求項１、２記載の有機薄膜コンデンサの製造方法である。前記構成により、本発明の製造方法は、平均表面粗さが極めて小さく、かつ局部的に薄い部分が無い、膜厚公差が極めて小さい、均一で薄い有機薄膜からなる誘電体層と、金属薄膜からなる蒸着電極を、各々１５００層以上の多層積層することができるので、従来の積層数を大幅に越える各々１５００層以上の多層積層した場合に、特に顕著になってくるコンデンサ耐電圧の低下が減少し、前記誘電体層の平均膜厚通りのコンデンサ耐電圧が確保できる作用を有する。
【００３０】
また、請求項４に記載の本発明による有機薄膜コンデンサ製造方法は、前記（ａ）の工程にて使用するイオンとして、ＡｒやＮ２、Ｏ２などの不活性ガスを用いたプラスイオンを有機材料上に照射することでカチオン重合を用いた硬化反応をしようすることを特徴とする請求項１、２、３記載の有機薄膜コンデンサの製造方法である。今までの電子硬化に使用している電子の持つエネルギーに比べ、Ａｒ＋などは、大きなエネルギーをもって有機膜に衝突出きるため、短時間に材料の持つ重合反応開始エネルギー領域まで有機膜をもっていくことが出来、硬化速度の向上に効果的である。
【００３１】
以上のことにより、本発明の有機薄膜コンデンサの製造方法は、高スループットで小形・大容量で信頼性の高い有機薄膜コンデンサが、低コストで歩留良く得られるものである。
【００３２】
本発明の請求項１に記載の有機薄膜コンデンサの、実施の形態の例を以下に述べる。
【００３３】
本発明に用いる有機材料として、少なくとも２個以上のビニル基を有し、放射線硬化可能であり、且つ、イオン重合可能であり、常温大気圧においては液体または、紛体である有機材料を用いる。但し、紛体については、融点が設備の都合上、１００℃以下のものとするが、１００℃以上であっても、液体材料の形で真空容器へ供給する設備が可能である場合は、この限りではない。また、このような材料として、例えば官能基としてアクリロイル基を末端にもつアクリル酸エステル（アクリル酸エステルは「アクリレート」と呼ばれる。以下「アクリレート」と称す。）、あるいは官能基としてメタクリロイル基を末端にもつメタクリル酸エステル（メタクリル酸エステルは「メタクリレート」と呼ばれる。以下「メタクリレート」と称す。）、などのうち官能基を２個以上有する多官能アクリレート類、多官能メタクリレート類が代表的である。また、重合速度の遅いものとしては、酸素基などを含まないビニル構造体がその類にあたり、構造はスチレンなどに似たものなどが挙げられる。特に本発明が効果を発揮するのには、この系列のものである。官能基数は一般的に２〜６程度であるが、一般的に官能基数が多いほど粘度が高く、沸点が高く、蒸気圧が低い傾向があり、粘度、沸点、蒸気圧を考慮して選択することができる。またアクリレート類、メタクリレート類はその分子構造中に、ポリエステル構造を有するポリエステルアクリレート類、あるいはエポキシ構造を有するエポキシアクリレート類、ウレタン構造を有するウレタンアクリレート類、ポリエーテル構造を有するポリエーテルアクリレート類、メラミン構造を有するメラミンアクリレート類、アルキド構造を有するアルキドアクリレート類、シリコーン構造を有するシリコーンアクリレート類、あるいはビスフェノールＡをアクリル酸エステル化したアクリレートなどがあり、これらを選択することもできる。前記、ポリエステルアクリレート類、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、メラミンアクリレート類、アルキドアクリレート類、シリコーンアクリレート類、ビスフェノールＡをアクリル酸エステル化したアクリレート、などの粘度が高い場合は、低粘度のアクリレート類、メタクリレート類、あるいは低粘度の単官能のモノアクリレート類、モノメタクリレート類と混合して用いることができる。
【００３４】
本発明に用いる有機材料として、アクリレート類、メタクリレート類以外では、官能基としてビニル基を２個有するジビニルエーテル類、あるいはプロペニル基を２個有するジプロペニルエーテル類なども用いることができる。その他官能基として、アクリルアミド基を有するもの、マレイン酸ジエステルを有するもの、アリル基を有するもの、ビニルエーテル基を有するもの、ビニルチオエーテル基を有するもの、ビニルアミノ基を有するもの、グリシジル基を有するもの、アセチレン性不飽和基を有するもの、なども本発明の有機材料として用いることができる。
【００３５】
なお前記有機材料の選択により、有機薄膜からなる誘電体層の比誘電率を選択できる。
【００３６】
本発明の実施例として、例えば、少なくとも２個以上のビニル基を有する有機材料で、含イオウ芳香属などが挙げられる。この材料の場合、融点３４．１℃、沸点１０２℃、硬化温度１３９．７℃であり、沸点と硬化温度に温度差が約３０℃有る為、気化蒸着を実施することが出きる。
【００３７】
【化１】
2004304109.tif 000003
【００３８】
（化１）にモノマーの異性体の構造を示す。
【００３９】
有機材料を液体のまま真空容器中に導く工程は、前記有機材料が液体の状態である場合、例えば加圧空気などの加圧気体による圧送や、ポンプによる搬送などが適当であるが、有機材料の粘度に応じて適宜選択することができる。また、先にも述べたが、液体材料の融点が高い場合は、供給ライン全体を液体の融点以上に加熱保温する必要がある。前記真空容器は、以下に述べる周回する支持体、有機材料の蒸発器、蒸着電極とする金属を蒸発するための蒸発器、オイルマージンを形成するための装置、硬化用のイオン源を照射するための装置などの他、必要な装置を容器内に配置した真空容器であって、かつ前記蒸着電極とする金属の蒸着のために必要な真空度を達成するのに適した排気装置、例えば油回転真空ポンプ、油拡散真空ポンプ、メカニカルブースターポンプなどの他、通常の真空装置に使われる真空排気装置が、単独もしくは組み合わせて用いられ、かつ前記真空排気装置に必要な付加器が備えられている。
【００４０】
本発明の製造方法は、図１に示すように、有機材料を液体の状態で真空容器１中に搬送し、有機材料の蒸着器５に導入する。前記蒸着器５中で前記有機材料を前記有機材料の沸点前後の温度で加熱して蒸発させる。
【００４１】
上記の例の材料の場合、１００℃近辺で加熱する。このときの加熱温度が前記有機材料の沸点以下の適切な温度範囲で調節できるように前記有機材料の蒸発器には温度調節器が付属している（図示せず。）。
【００４２】
前記蒸発器５中で蒸発した前記有機材料の蒸気９は、回転する冷却された支持体２の表面上、あるいは前記支持体２上にすでに形成され硬化、活性化している有機材料上に蒸着し、極めて均一な厚さの有機薄膜を形成する。
【００４３】
前記回転する冷却された支持体２は、一般的には円筒形で、かつ円筒の対称軸を中心に一定速度で回転するようにモーター等で駆動され、かつ円筒内で冷媒を循環させて一定温度に保つ構造で、例えばクーリングキャンのようなものがあげられる。本発明の製造方法の工程は、主に前記回転する円筒支持体の曲側面上に有機材料および金属等を蒸着して形成し、積層して有機薄膜コンデンサ形成することによって行われる。
【００４４】
前記有機材料は、冷却された支持体２の表面上、もしくはすでに以前に前記支持体２上に形成されイオン重合硬化した前記有機薄膜上に蒸着されると同時に、気化または結晶化する前にイオン源から照射されるイオン原子により、活性化して、架橋、硬化する。前記イオン源には、ガスを用いたプラスイオンまたは、マイナスイオンを発生出きる構造になっている。従来は、イオン源ではなく、電子線を用いる方式を取っていた為、金属薄膜の蒸着に用いられる電子線源１１から放射される散乱電子７を用いることができたが、本発明では、有機膜硬化速度が遅い材料の場合の硬化速度向上を目的としている為、電子線の共用化は実施できない。
【００４５】
続いて、前記支持体２が回転して、前記有機薄膜上に、前記支持体の移動方向に沿って平行に並び、前記支持体の任意の周回毎に幅方向の位置が切り替わる、複数条の細帯状のパーフルオロアルキルエーテル膜を形成する。前記パーフルオロアルキルエーテル膜は金属薄膜の非金属化部の位置および形状に相当する位置および形状に形成され、前記支持体２の任意の周回毎に幅方向の位置が切り替わることで、前記金属薄膜からなる蒸着電極が前記有機薄膜からなる誘電体層を挟んで対向するように形成される。これによって前記誘電体層とこれを介して対向する前記蒸着電極層により構成される静電容量に寄与する部分を形成する。
【００４６】
続いて、前記支持体２が回転して、前記複数条の細帯状のパーフルオロアルキルエーテル膜を形成した前記有機薄膜上に、蒸着電極とする金属薄膜を電子線蒸着により形成し、複数条の細帯状の非金属化部を有する金属薄膜とする。前記非金属化部が絶縁性良く形成できるように、前記金属薄膜の膜厚に応じて、例えば前記金属薄膜の膜厚が薄い場合は前記パーフルオロアルキルエーテル膜の膜厚を薄くする必要がある。
【００４７】
続いて前記複数条の細帯状の非金属化部上に残留するパーフルオロアルキルエーテル膜を、少なくとも酸素また、Ｎ２などを含むガスのグロー放電１０またはプラズマ放電などにより除去する。
【００４８】
続いて前記支持体２が回転して、前述の有機薄膜からなる誘電体層を形成する工程以降を繰り返して、円筒支持体の曲側面上に有機材料および金属等を蒸着して形成し、積層して有機薄膜コンデンサとする積層体３ａを形成する。
【００４９】
なお必要に応じて、前記積層体３ａを形成する工程の前半の一部および後半の一部で、前記金属薄膜を形成しないで、前記積層体の静電容量に寄与する部分の上下に保護層を形成することができる。
【００５０】
また、上記イオンソース１２の構造については、従来は、イオンアシストスパッタに用いられているものや基板クリーニング用のプラズマ源として用いられていたものの応用利用がリスク少なく使用することが出来ると思われる。イオンソース１２内には、マグネットが内蔵され、イオンソース１２内部に、ガス１４を投入し、イオンソース１２自体に、ＤＣ電圧１３をかけることにより、イオン化したガス１４が、イオンソース１２より飛出す構造になっている。イオンソース１２でのプロセス条件の１つを提示すると、ＤＣ２ＫＶ、Ａｒガス５０ｃｃｍ、到達真空度２×１０−５Ｔｏｒｒで、蒸着面に到着するエネルギー量は従来の電子線の１０倍以上もあり、この場合、０．５ｍＡ／ｃｍ２程度である。
【００５１】
また、このイオンソース１２には、様々なガスを導入する事が出来、そのガス種に応じて、プラスイオンを放出したり、マイナスイオンを放出する事ができ、図３に示すカチオン重合反応やアニオン重合反応をさせることが出来る。
【００５２】
また、アノードレイヤーソース構造のイオンソースを用いた場合は、イオンの発生のみならず、電子の発生をさせる事が出きる為、さらに有機薄膜の硬化速度を向上させることができる。
【００５３】
また、従来は前工程で使用される電子ビームの反射電子漏れ電子により、気化有機材料が回転する冷却された支持体の表面上、あるいは、前記支持体上にすでに形成された誘電体硬化薄膜上に、あるいは金属薄膜の蒸着面上に、蒸着する前に半硬化の状態にすることにより、次工程である本来の有機材料硬化ユニット１１での材料硬化のアシストをし、有機材料硬化ユニット１１での硬化時間を短縮に効果を発揮していたが、ジビニルのみのより硬化しにくい有機材料を用いている場合は、図４に示すように上記で述べたイオンソースを、有機材料蒸発器５内にまた、単管にて接続された別室内に内蔵し、そこから照射されるイオン２４を用いて、半硬化の状態２５にまで気化有機材料蒸着の状態にしておくことで、有機材料硬化ユニットでの硬化時間の短縮をし、装置での生産性向上を図ることが出来る。但し、この場合、あまりに多くのイオンを照射してしまうと、過硬化の形（すべてオリゴマー）で前記支持体上に材料が付着することになり、下地との接着力不足や、薄膜を形成できないなどの問題も発生する為、イオン照射量の調整が必要である。また、上記では、硬化ユニットして、イオン源としているが、半硬化した状態であれば、従来より使用の電子ビームによる硬化反応でも対応することが、材料によっては可能である。以下、コンデンサチップへの切断などの工程も生じるが、本稿では省略する。
【００５４】
以上のようにして本発明の一実施例を示したが、本発明の材料は前記実施例に限るものではなく、本発明の請求の範囲の範疇であれば本発明の目的に適うものである。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、有機材料の硬化反応をイオン重合で実施する本発明の有機薄膜コンデンサの製造方法は、装置スループットの最大の課題であった有機材料硬化速度を向上させることが出来、小形・大容量な有機薄膜コンデンサが、低コストで歩留良く得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による積層体の製造装置を示す図
【図２】本発明の一実施の形態による有機薄膜コンデンサの断面図
【図３】本発明の一実施の形態によるイオン重合反応の開始反応式を示す図
【図４】本発明２の一実施の形態による積層体の製造装置を示す図
【図５】従来の有機薄膜コンデンサの断面図
【図６】従来の有機薄膜コンデンサの断面図
【図７】従来の有機薄膜コンデンサの製造工程の一例を示す図
【符号の説明】
１  真空容器
２  回転する支持体
３ａ，３ｂ  積層体
４  オイル付与器
５  有機材料蒸発器
６  金属蒸発源
７  有機材料供給ユニット
８  金属蒸気
９  有機材料蒸気
１０  酸素グロー
１１  硬化ユニット
１２  イオンソース
１３  ＤＣ電源
１４  ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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