(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に水熱合成法により形成したＰｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3（ただし、０≦ｘ≦１）からなるＰＺＴ系結晶膜と、該ＰＺＴ系結晶膜上に形成された薄膜電極とからなるＰＺＴ系結晶膜素子を実装基板上の端子電極に実装する方法であって、該ＰＺＴ系結晶膜上に形成された薄膜電極が凹凸状であって、該薄膜電極の凸状部の一部が前記端子電極に直接接合できるように低分子量の接着性樹脂を硬化剤と共に薄膜電極上に塗布・接合した後に、重合反応または架橋反応により硬化させることを特徴とするＰＺＴ系結晶膜素子の実装方法。
【請求項２】
前記ＰＺＴ系結晶膜を形成後、該ＰＺＴ系結晶膜に低分子量の接着性樹脂を硬化剤と共に塗布した後に重合反応または架橋反応により硬化させた後、該ＰＺＴ系結晶膜および／または硬化膜上に薄膜電極を形成することを特徴とする請求項１記載のＰＺＴ系結晶膜素子の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサをはじめとし、赤外線や超音波等の検出器等に使用することができるＰＺＴ系結晶膜素子の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信機器、情報処理機器、ＡＶ、家電製品等の高性能化と小型化が進むのと並行して、それらの機器を構成する電子部品の小型化、軽量化が検討されており、薄膜化による性能向上が試みられている。
【０００３】
しかしながら、従来のセラミックス研磨法による薄膜化では、所望の密度や組成は得られるものの、目的とする厚み（３〜２０μｍ）に形成するためには歩留まりが悪く極度のコストアップとなるという課題があり、また、曲面状等の自由な形状に結晶膜を形成するには適していない。
【０００４】
また、スパッタリング法やＣＶＤ法等の真空プロセス、ゾル−ゲル法などを用いて薄膜化することもできるが、これらの方法の場合、高温での製膜あるいは製膜後の熱処理が必要であり、組成の制御が難しく、基板の種類が限られ、さらに膜厚を厚くする場合の量産性に乏しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記課題を解決する手段として、水熱法によるＰＺＴ系結晶膜が開発された。水熱法によるＰＺＴ系結晶膜は、大きさや形状の制限が少なく、膜形成時点で分極しており、さらにチタン表面に優先的に結晶成長することを利用したパターニングが可能等の特性を有しており、電子材料として幅広い応用分野を有している。
【０００６】
しかし、通常の水熱合成法により得られる多孔質構造のＰＺＴ結晶膜は多孔質構造のＰＺＴ結晶膜（Ｊａｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３２巻、４０９５〜４０９８）の相対密度が６０％程度であり、その静電容量、圧電定数などの電気特性が悪く、特に耐湿性の点で劣っていた。
また、従来公知の水熱法で得られる膜は、ＰＺＴ系結晶表面にＯＨ基が形成されているため、耐湿性、絶縁抵抗および誘電損失等の特性の点で未だ十分でなく、その改善が種々検討されている。また、電極形成を施したＰＺＴ系結晶膜素子においても耐湿性が未だ十分でなく、その改善が種々検討されている。
さらに、得られたＰＺＴ系結晶膜素子を実装する場合には、素子を導電性接着剤（ペースト）を使用して実装基板上の端子電極に接着しており、接着剤層により、素子特性の低下をもたらし、また素子厚みの低減の妨げとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決し、水熱合成法によるＰＺＴ系結晶膜素子の耐湿性の増大、信頼性の向上、並びに絶縁性の増大と誘電損失の低減を実現でき、さらに素子の小型化を達成することができ、各種デバイスに応用可能な優れた特性を有するＰＺＴ系結晶膜素子の実装方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に水熱合成法により形成したＰｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3（ただし、０≦ｘ≦１）からなるＰＺＴ系結晶膜と、該ＰＺＴ系結晶膜上に形成された薄膜電極とからなるＰＺＴ系結晶膜素子を実装基板上の端子電極に実装する方法であって、該ＰＺＴ系結晶膜上に形成された薄膜電極が凹凸状であって、該薄膜電極の凸状部の一部が前記端子電極に直接接合できるように低分子量の接着性樹脂を硬化剤と共に薄膜電極上に塗布・接合した後に、重合反応または架橋反応により硬化させることを特徴とするＰＺＴ系結晶膜素子の実装方法に関する。
本発明において、前記ＰＺＴ系結晶膜を形成後、該ＰＺＴ系結晶膜に低分子量の接着性樹脂を硬化剤と共に塗布した後に重合反応または架橋反応により硬化させた後、該ＰＺＴ系結晶膜および／または硬化膜上に薄膜電極を形成することにより更に耐湿性等の素子特性を向上させることができるので好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のＰＺＴ系結晶膜素子は以下のような方法により得られる。
まず、０．１〜８．０ｍｏｌ／ｌのアルカリ溶液中、鉛含有化合物が５０〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ジルコニウム含有原料化合物が１０〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、チタン含有原料化合物が０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌとなるように調整し、所望によりストロンチウムおよび／またはバリウム含有原料化合物が０．０１〜５００ｍｍｏｌ／ｌとなるように調整された混合溶液中に基板を設置固定し、８０〜２００℃、好ましくは１２０〜１６０℃で１分以上、好ましくは３０分以上反応させ、基板上に初期結晶層を形成する第１工程、および、０．１〜８．０ｍｏｌ／ｌのアルカリ溶液中、鉛含有原料化合物が５０〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ジルコニウム含有原料化合物が１０〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、チタン含有原料化合物が１０〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、およびニオブ含有原料化合物が０．０１〜１０ｍｍｏｌ／ｌの条件で８０〜２００℃、好ましくは１０分以上反応させ、結晶成長層を形成する第２工程とから相対密度９０％以上のＰＺＴ系結晶膜が製造される。得られるＰＺＴ系結晶膜の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、１〜５μｍである。
【００１０】
次に、水熱合成法により形成されたＰＺＴ系結晶膜に電極を形成するが、電極形成を行う前に、ＰＺＴ系結晶膜の親水性部分を接着性樹脂で被覆する第３工程を行うことが好ましい。例えば、ＰＺＴ系結晶膜に低分子量の接着性樹脂を硬化剤または架橋剤と共に塗布した後に重合反応または架橋反応をさせ硬化させる第３工程を行うことにより、さらに耐湿性等を向上させることができる。第３工程において、前記接着性樹脂に撥水剤を含ませることにより、さらに耐湿性を向上させることができる。
なお、第３工程において、ＰＺＴ系結晶膜の大部分が接着性樹脂で被覆されるが、ＰＺＴ系結晶膜が一部露出するようになっていてもよい。
【００１１】
さらに、前記ＰＺＴ系結晶膜および／または接着性樹脂上に、結晶膜の凹凸形状の影響を受けた凹凸状の薄膜電極を所望の間隔をあけて形成した後、該薄膜電極の凸状部の一部が実装基板上の端子電極に直接接合できる程度の量の低分子量の接着性樹脂を硬化剤と共に薄膜電極上に塗布・接合した後に、重合反応または架橋反応により硬化させることにより、実装基板上にＰＺＴ系結晶膜素子を実装する。
【００１２】
本発明において、初期結晶層形成時に鉛成分原料、ジルコニウム成分原料、微量のチタン成分原料化合物を存在させて第１工程の水熱処理を行った後、鉛成分原料、ジルコニウム成分原料、チタン成分原料およびニオブ成分原料化合物を存在させて第２工程の水熱処理を行い、次に、ＰＺＴ系結晶膜に接着性樹脂を塗布し、ＰＺＴ系結晶膜の親水性部分を接着性樹脂で被覆処理を行い、さらに前記ＰＺＴ系結晶膜および／または接着性樹脂上に薄膜電極を形成した後、その上に接着性樹脂を塗布し、ＰＺＴ系結晶膜素子の親水性部分を接着性樹脂で被覆処理することにより、耐湿性、絶縁抵抗および誘電損失に優れたＰＺＴ系結晶膜素子を製造することができる。
【００１３】
本発明において、ストロンチウムおよび／またはバリウム成分原料化合物を存在させて第１工程を行うことによりＰＺＴ系結晶膜の結晶化を促進させることができるので好ましい。その場合の初期ＰＺＴ系結晶層の組成は、（Ｐｂ1-aＭa）（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3（ただし、式中、ＭはＳｒおよび／またはＢａを示し、０＜ａ＜１、０＜ｘ＜１である。）で表される。また、ストロンチウムおよび／またはバリウムを含有する（Ｐｂ1-aＭa）（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3は、Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3に比べて溶解度が著しく小さいので、Ｔｉ基板から溶出するごく微量のＴｉイオンとも反応してＴｉ基板を完全に被覆させることができる。このため、基板に導電性のＴｉを用いても絶縁不良の問題を生じる確率を著しく低減することができる。
【００１４】
第２工程の成長反応時に、ニオブ成分原料化合物を含有させること無く水熱反応を行うと、生成するＰＺＴ系結晶は立方体状になり、粒界に欠陥が形成されやすくなる。一方、第２工程の成長反応時に、鉛成分原料、ジルコニウム成分原料、チタン成分原料とともにニオブ成分原料化合物を存在させて水熱反応を行うと、生成するＰＺＴ系結晶は不定形となり、粒界部分の欠陥が減少するので好ましい。
上記の方法で作製された本発明のＰＺＴ系結晶膜は、相対密度が９０％以上の緻密な膜であり、圧電定数、誘電損失、誘電率、絶縁性などの電気特性に優れ、次の耐湿性処理により耐湿性が大幅に改善される。
【００１５】
前記第３工程で使用されるＰＺＴ系結晶膜への接着性樹脂は特に限定されないが、ＰＺＴ系結晶膜に形成されたＯＨ基との親和性が強く、親水性部分を優先的に被覆することができ、半田耐熱を考慮した耐熱性を有する物質が好ましい。例えば、エポキシ系、フェノール系、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリビニルアセタール系、アクリル系、ポリオレフィン系などの接着性樹脂で極性を有する官能基を有するものが挙げられる。特に、ビスフェノール型エポキシ樹脂は高分子中にＯＨ基を有し、ＰＺＴ系結晶膜に形成されたＯＨ基との親和性が強く、少ない塗布量で効果を発現することができる。なお、ＰＺＴ系結晶膜に形成されたＯＨ基との親和性の弱い樹脂を用いた場合、樹脂の塗布量が多くなり、静電容量、圧電定数などの電気的特性が低下するので、好ましくない。
接着性樹脂は低分子量のものを単独、あるいは硬化剤または架橋剤と共に溶剤に溶解し、ディッピング、スピンコーティングなどによりＰＺＴ系結晶膜に塗布後、溶媒を乾燥した後、加熱処理を行い重合反応あるいは架橋反応により硬化させることが好ましい。高分子量の接着性樹脂を単独で用いた場合、接着性樹脂の水分透過性が高い、接着性樹脂とＰＺＴ系結晶膜との接着力が弱いなどの問題を生じる。
【００１６】
本発明で得られるＰＺＴ系結晶膜を素子化する場合に使用される電極としては、薄膜形成技術による成膜手法であれば特に限定されず、蒸着法によるアルミニウム、スパッタリング法による白金、チタン、ニッケル、銅、金等を用いる。
【００１７】
本発明で使用される薄膜電極と実装基板上の端子電極とを接合する接着性樹脂は特に限定されないが、薄膜電極との親和性が強く被覆することのできる物質が好ましい。例えば、エポキシ系、フェノール系、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリビニルアセタール系、アクリル系、ポリオレフィン系などの接着性樹脂で極性を有する官能基を有するものが挙げられる。特に、ビスフェノール型エポキシ樹脂は高分子中にＯＨ基を有し、薄膜電極上の表面酸化物との親和性が強く、少ない塗布量で効果を発現することができる。なお、薄膜電極上に形成される樹脂の塗布量が多い場合には、端子電極とＰＺＴ系結晶膜素子とが絶縁され、静電容量、圧電定数などの電気的特性が測定できなくなるため、少なくとも薄膜電極の一部が露出するように塗布量を決定するのがよい。塗布量は薄膜電極の形状等によっても異なるため特定できないが、最適量が適宜決定される。
接着性樹脂は低分子量のものを単独、あるいは硬化剤または架橋剤と共に溶剤に溶解し、ディッピング、スピンコーティングなどにより薄膜電極に塗布後、実装基板上の端子電極と接合された後、溶媒を乾燥した後、加熱処理を行い重合反応あるいは架橋反応により硬化させることが好ましい。
【００１８】
本発明でＰＺＴ系結晶膜形成時に使用される基板は特に限定されないが、結晶核形成時に基板と溶液中の金属イオンとの反応による初期結晶層と基板との密着力を大きくするためにＰＺＴ系結晶膜の構成元素を少なくとも一つ以上含有するような基板が好ましい。また、ＰＺＴ系結晶膜を構成する元素でコーティングした基板を使用することもできる。
【００１９】
本発明において水熱反応で利用される鉛、ジルコニウム、チタン、ストロンチウム、バリウム、およびニオブの構成元素を有する原料化合物としては塩化物、オキシ塩化物、硝酸塩、水酸化物、酸化物等が好ましい。
また、水熱反応において使用されるアルカリ化合物として、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物を挙げることができる。
【００２０】
本発明の製造方法の具体例を以下に詳述する。基板としてチタン基板あるいはチタンをコーティングしたものを用い、前記基板上に水熱合成法によりＰＺＴ系結晶膜を形成した後、ＰＺＴ系結晶膜に疎水性物質を塗布することにより、電気特性の改善されたＰＺＴ系結晶膜を作製し、薄膜電極を形成したＰＺＴ系結晶膜素子とした後、さらに疎水性物質を塗布することにより、電気特性の改善されたＰＺＴ系結晶膜素子を製造する。
まず、０．１〜８．０ｍｏｌ／ｌのＫＯＨ水溶液中、Ｐｂ（ＮＯ3）2が５０〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ＺｒＯＣｌ2が１０〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ＴｉＣｌ4が０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｓｒ（ＮＯ3）2および／またはＢａ（ＯＨ）2が０．０１〜５００ｍｍｏｌ／ｌとなるように調整された混合溶液中に基板を設置固定し、８０〜２００℃、好ましくは１２０〜１６０℃で１分以上、好ましくは３０分以上行い、基板上に初期ＰＺＴ系結晶層を形成する。このときの初期ＰＺＴ系結晶層の厚みは０．０５〜２．０μｍとなっている。
【００２１】
次に、結晶を成長させるため、 Ｐｂ（ＮＯ3）2が５０〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ＺｒＯＣｌ2が１０〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ＴｉＣｌ4が０．０２〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ＮｂＯＣｌ3が０．０１〜１０ｍｍｏｌ／ｌおよびＫＯＨが０．１〜８．０ｍｏｌ／ｌの混合溶液中に、前記の初期ＰＺＴ系結晶層が形成された基板を任意の場所に設定固定し、８０〜２００℃、好ましくは１２０〜１６０℃で１分以上、好ましくは、３０分以上水熱処理を行う。これより基板上にＰＺＴ系結晶膜が形成される。水熱処理における加熱方法は油浴や電気炉等による。その後、一般的な洗浄を行う。例えば、純水中で超音波洗浄を行い、１００〜５００℃で３０分以上乾燥させる。洗浄には酢酸等の有機酸、硝酸、硫酸等の使用もできる。
【００２２】
水熱合成法により形成されたＰＺＴ系結晶膜に耐湿性処理を行うため、薄膜電極を形成する前に、ディッピングにより、接着性樹脂を塗布した後、溶媒を乾燥除去し、さらに１００〜３００℃で３０分以上加熱して、重合反応あるいは架橋反応により硬化させ、ＰＺＴ系結晶膜の大部分を被覆することが好ましい。なお、ディッピングに用いる接着性樹脂は、低分子量の接着性樹脂単独、あるいは硬化剤または架橋剤と共に樹脂濃度が０．２〜５％になるように溶剤に溶解したものを用いる。接着性樹脂と共に撥水剤を用いる場合、その撥水剤濃度は全樹脂固形物に対し０．１〜５％となるように溶剤に添加して用いることが好ましい。撥水剤を多量に添加しても差し支えないがコストアップとなる。
【００２３】
本発明で得られるＰＺＴ系結晶膜を素子化する場合に使用される電極としては、特に限定されないが、コストや量産性を考慮し、最適なものが選定される。
例えば、無電解メッキ法によるニッケル、焼き付けタイプの銀等がある。その他、蒸着法によるアルミニウム、スパッタリング法による白金、チタン、ニッケル、金等も用いられる。
【００２４】
薄膜形成法により形成された電極に耐湿性を与え、かつ実装基板上の端子電極と接合するため、ディッピングにより、接着性樹脂を塗布した後、実装基板と接合し、溶媒を乾燥除去し、さらに１００〜３００℃で３０分以上加熱して重合反応あるいは架橋反応により硬化させる。なお、ディッピングに用いる接着性樹脂は、低分子量の接着性樹脂単独または硬化剤または架橋剤と共に樹脂濃度が０．２〜５％になるように溶剤に溶解したものを用いる。接着性樹脂を塗布する場合には、電極全体が樹脂によって被覆されず、電極の一部が露出して、実装基板上の端子電極と直接接触できるように被覆するのがよい。接着性樹脂と共に撥水剤を用いる場合、その撥水剤濃度は全樹脂固形物に対し０．１〜５％となるように溶剤に添加して用いることが好ましい。
【００２５】
【実施例】
次に、実施例および比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
【００２６】
実施例１
第１工程の反応原料投入量をＰｂ（ＮＯ3）2水溶液１９０ｍｍｏｌ／ｌ、Ｓｒ（ＮＯ3）2水溶液１０ｍｍｏｌ／ｌ、ＺｒＯＣｌ2水溶液５０ｍｍｏｌ／ｌ、ＴｉＣｌ4水溶液５０ｍｍｏｌ／ｌ、およびＫＯＨ水溶液２．２ｍｏｌ／ｌとし、該混合溶液中にチタン基板を設置固定して通常の撹拌操作の下、１５０℃で１時間の水熱処理を行った。この第１工程で生成した初期ＰＺＴ系結晶膜は組成が（Ｐｂ1-aＳｒa）（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3（ただし、０＜ａ＜１、０＜ｘ＜１である。）のペロブスカイト相からなる膜厚０．３μｍの均一な結晶膜であった。
【００２７】
このようにして得られた第１工程の初期ＰＺＴ系結晶相に結晶成長のために第２工程の反応原料投入量をＰｂ（ＮＯ3）2水溶液３３０ｍｍｏｌ／ｌ、ＺｒＯＣｌ2水溶液１５０ｍｍｏｌ／ｌ、ＴｉＣｌ4水溶液１５０ｍｍｏｌ／ｌ、ＮｂＯＣｌ3水溶液２ｍｍｏｌ／ｌ、およびＫＯＨ水溶液３．０６ｍｏｌ／ｌとし、該混合溶液中に初期ＰＺＴ系結晶相を形成したチタン基板を設置固定して通常の撹拌操作の下、１３０℃で４時間の水熱処理を行い、膜厚が１３μｍのＰｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3（ただし、０＜ｘ＜１である。）の膜とした。その後、純水中で超音波洗浄を３分間×２回行い、３００℃で１時間乾燥を行った。得られた結晶膜の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、３．０μｍであった。このＰＺＴ系結晶膜を固形分１．０％濃度のビスフェノール型エポキシ樹脂（分子量：３５０）・撥水剤（反応性シリコーン：ＦＭ−３３２１、チッソ株式会社）・フェノールノボラック硬化剤の混合溶液に１０分間浸せきし、引き上げた後、８０℃で４時間乾燥し、さらに２００℃で１時間加熱し重合硬化させた。
【００２８】
得られたＰＺＴ系結晶膜にスパッタリング法により、金電極を間隔をあけて付与し、さらに、得られたＰＺＴ系結晶膜を固形分１．０％濃度のビスフェノール型エポキシ樹脂（分子量：３５０）・撥水剤（反応性シリコーン：ＦＭ−３３２１、チッソ株式会社）・フェノールノボラック硬化剤の混合溶液に１０分間浸せきし、引き上げた後、ガラス−エポキシ樹脂からなる基板の銅箔からなる回路パターン（端子電極）上に設置後、２０ｋｇ／ｃｍ2の荷重を加え、真空中、８０℃で４時間乾燥し、さらに２００℃で１時間加熱し重合硬化、実装させた。このようにして、回路基板とＰＺＴ系結晶膜素子の接合面全体を接着性樹脂で覆った実装部品（コンデンサ）が得られた。この実装されたＰＺＴ系結晶膜からなるコンデンサの特性を調べた結果、比誘電率は約９００で、誘電損失は約０．００５、実装後の厚みは回路基板とＰＺＴ系結晶膜素子との厚みの和と同等であった。さらに、４０℃、９５％相対湿度、電圧負荷３．３Ｖの条件で１０００時間の耐湿負荷試験を行った。試験後の膜の比誘電率は約９００で、誘電損失は約０．００７であった。
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を詳細に説明する。図１は、ＰＺＴ系結晶膜素子からなるコンデンサを回路基板に実装した断面図である。なお、図１では理解を容易にするために、各部の厚み、粗さを誇張して描いている。本図に示すように、ＰＺＴ系結晶膜素子からなるコンデンサ１は、基板２と、誘電層３と、第１及び第２の薄膜電極層４，５とを有している。基板２は、厚み約３０μｍのＴｉ金属基板である。誘電層３は、水熱合成法により形成された厚み約１０μｍのＰＺＴ系結晶膜からなるチタン含有強誘電体膜であり、基板２の表面上全体に表面粗さ（Ｒｍａｘ）３．０μｍで凹凸状に形成されている。第１の薄膜電極層４及び第２の薄膜電極層５は、いずれもスパッタリングの薄膜形成技術により形成された厚み約０．３μｍの矩形状を有する金の薄膜であり、誘電層３上に相互に間隔をあけて形成されており、ＰＺＴ系結晶膜の形状に従って、凹凸状となっている。このＰＺＴ系結晶膜素子からなるコンデンサ１では、第１の薄膜電極層４と誘電層３と基板２とからなる第１のコンデンサ部と、基板２と誘電層３と第２の薄膜電極層５からなる第２のコンデンサ部とが基板２を介して直列に接続された構造を有することになる。回路基板は、ガラス−エポキシ樹脂からなる実装基板６の面上には銅箔からなる回路パターン７，８が形成されている。回路パターン７，８のそれぞれの端子電極部７ａ、８ａ上にはＰＺＴ系結晶膜からなるコンデンサ１の第１の薄膜電極層４及び第２の薄膜電極層５の凸部が接着性樹脂９を用いて直接接続されている。
【００３０】
比較例１
第１工程の反応原料投入量をＰｂ（ＮＯ3）2水溶液１９０ｍｍｏｌ／ｌ、Ｓｒ（ＮＯ3）2水溶液１０ｍｍｏｌ／ｌ、ＺｒＯＣｌ2水溶液５０ｍｍｏｌ／ｌ、ＴｉＣｌ4水溶液５０ｍｍｏｌ／ｌ、およびＫＯＨ水溶液２．２ｍｏｌ／ｌとし、該混合溶液中にチタン基板を設置固定して通常の撹拌操作の下、１５０℃で１時間の水熱処理を行った。この第１工程で生成した初期ＰＺＴ系結晶膜は組成が（Ｐｂ1-aＳｒa）（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3（ただし、０＜ａ＜１、０＜ｘ＜１である。）のペロブスカイト相からなる膜厚０．３μｍの均一な結晶膜であった。
【００３１】
このようにして得られた第１工程の初期ＰＺＴ系結晶相に結晶成長のために第２工程の反応原料投入量をＰｂ（ＮＯ3）2水溶液３３０ｍｍｏｌ／ｌ、ＺｒＯＣｌ2水溶液１５０ｍｍｏｌ／ｌ、ＴｉＣｌ4水溶液１５０ｍｍｏｌ／ｌ、ＮｂＯＣｌ3水溶液２ｍｍｏｌ／ｌ、およびＫＯＨ水溶液３．０６ｍｏｌ／ｌとし、該混合溶液中に初期ＰＺＴ系結晶相を形成したチタン基板を設置固定して通常の撹拌操作の下、１３０℃で４時間の水熱処理を行い、膜厚が１３μｍのＰｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3（ただし、０＜ｘ＜１である。）の膜とした。その後、純水中で超音波洗浄を３分間×２回行い、３００℃で１時間乾燥を行った。
【００３２】
得られたＰＺＴ系結晶膜にスパッタリング法により、金電極を間隔をあけて付与し、さらに、得られたＰＺＴ系結晶膜の電極上の一部にＮｉ金属粒子の含有された導電ペーストを塗布した後、ガラス−エポキシ樹脂からなる基板の銅箔からなる回路パターン上に設置後、２０ｋｇ／ｃｍ2の荷重を加え、真空中、８０℃で４時間乾燥し、硬化、実装させた。このようにして、回路基板とＰＺＴ系結晶膜コンデンサを導電性のペーストで接着させた実装部品が得られる。この実装されたＰＺＴ系結晶膜からなるコンデンサの特性を調べた結果、比誘電率は約９００で、誘電損失は約０．０１０、実装後の厚みは回路基板とＰＺＴ系結晶膜の厚みの和に導電ペーストの厚みが加えらていた。さらに、４０℃、９５％相対湿度、電圧負荷３．３Ｖの条件で１０００時間の耐湿負荷試験を行った。試験後の膜の比誘電率は約９００で、誘電損失は約０．０２であった。
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の比較例１を詳細に説明する。図２は、比較例のＰＺＴ系結晶膜素子からなるコンデンサを回路基板に実装した断面図である。なお、図２では理解を容易にするために、各部の厚み、粗さを誇張して描いている。本図に示すように、ＰＺＴ系結晶膜素子からなるコンデンサ１１は、基板１２と、誘電層１３と、第１及び第２の薄膜電極層１４，１５とを有している。基板１２は、厚み約３０μｍのＴｉ金属基板である。誘電層１３は、水熱合成法により形成された厚み約１０μｍのＰＺＴ系結晶膜からなるチタン含有強誘電体膜であり、基板２の表面上全体に表面粗さ（Ｒｍａｘ）３．０μｍで凹凸状に形成されている。基板１２の表面上全体に形成されている。第１の薄膜電極層１４及び第２の薄膜電極層１５は、いずれもスパッタリングの薄膜形成技術により形成された厚み約０．３μｍの矩形状を有する金の薄膜であり、誘電層１３上に相互に間隔をあけて形成されている。このＰＺＴ系結晶膜素子からなるコンデンサ１１では、第１の薄膜電極層１４と誘電層１３と基板１２とからなる第１のコンデンサ部と、基板１２と誘電層１３と第２の薄膜電極層１５からなる第２のコンデンサ部とが基板１２を介して直列に接続された構造を有することになる。回路基板は、ガラス−エポキシ樹脂からなる基板１６の面上には銅箔からなる回路パターン１７，１８が形成されている。回路パターン１７，１８のそれぞれの端子電極部１７ａ、１８ａ上にはチップコンデンサ１１の第１の薄膜電極層１４及び第２の薄膜電極層１５が導電性ペースト１９を用いて接続されている。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によるＰＺＴ系結晶膜素子を回路基板に接着性樹脂によって実装することにより、厚み寸法を小さくでき、素子の短絡、耐湿劣化等を引き起こさないＰＺＴ系結晶膜素子の実装ができ、多層回路基板の内部に配置できるＰＺＴ系結晶膜素子からなるコンデンサの使用も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例のＰＺＴ系結晶膜素子を回路基板に実装した断面図である。
【図２】  本発明の比較例のＰＺＴ系結晶膜素子を回路基板に実装した断面図である。
【符号の説明】
１，１１  ＰＺＴ系結晶膜からなるコンデンサ
２，１２  Ｔｉ基板
３，１３  誘電層
４，５，１４，１５  薄膜電極層
６，１６  回路基板
７，８，１７，１８  回路パターン
７ａ，８ａ，１７ａ，１８ａ  端子電極部
９  接着性樹脂層
１９  導電性ペースト層
【図１】
0004200639.tif 000002
【図２】
0004200639.tif 000003