(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体層形成ステップと誘電体層形成ステップとを含むコンデンサ製造方法であって、
前記誘電体層を形成する誘電体層形成ステップは、
誘電体材料を含む第一原料液を吐出口より吐出する第一吐出ステップと、
前記第一原料液を帯電させる第一帯電ステップと、
前記吐出口と前記導電体層との間に、帯電した前記第一原料液が前記導電体層に向かって飛行する方向に電界を発生させる第一電界発生ステップと、
前記飛行中の第一原料液が静電爆発することにより前記誘電体材料を第一短繊維に形成する第一短繊維形成ステップと、
透過孔を備えるマスク手段を用い、前記透過孔を通過した前記第一短繊維を前記導電体層上に堆積させる第一堆積ステップとを含み
前記導電体層を形成する導電体層形成ステップは、
導電体材料を含む第二原料液を吐出口より吐出する第二吐出ステップと、
前記第二原料液を帯電させる第二帯電ステップと、
前記吐出口と前記誘電体層との間に、帯電した前記第二原料液が前記誘電体層に向かって飛行する方向に電界を発生させる第二電界発生ステップと、
前記飛行中の第二原料液が静電爆発することにより前記導電体材料を第二短繊維に形成する第二短繊維形成ステップと、
透過孔を備えるマスク手段を用い、前記透過孔を通過した前記第二短繊維を前記誘電体層上に堆積させる第二堆積ステップとを含む
コンデンサ製造方法。
【請求項２】
前記第二堆積ステップを複数回繰り返すコンデンサの製造方法であって、
一の第二堆積ステップでは、誘電体層から一方向にはみ出るように前記第二短繊維を堆積させ、
前記一の第二堆積ステップに隣り合う導電体層を形成する他の第二堆積ステップでは、誘電体層から他方向にはみ出るように前記第二短繊維を堆積させる
請求項１に記載のコンデンサ製造方法。
【請求項３】
複数の導電体層と複数の誘電体層とを層状に備えるコンデンサであって、
前記誘電体層は、静電爆発により形成された短繊維からなる不織布状の薄膜を備え、
前記導電体層は、静電爆発により形成された短繊維からなる不織布状の薄膜を備え
るコンデンサ。
【請求項４】
前記導電体層は、第一導電体層と第二導電体層とを交互に備え、
第一導電体層は、一方向の端部が接続された櫛歯状に形成され、
第二導電体層は、他方向の端部が接続された櫛歯状に形成される
請求項３に記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサの製造方法などに関し、特に、静電爆発により得られるナノファイバを誘電体層に用いるコンデンサの製造方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、携帯電話などの情報通信機器は、小型化かつ高機能化が求められておいる。従って、携帯電話等に採用されている回路基板も小型化を要求され、高機能を実現するために部品搭載のピッチを狭めることで対応している。
【０００３】
しかし、部品搭載ピッチは限界に達しつつあるため、受動素子などは回路基板に内包させて多層構造とすることにより、部品の集積度を高め回路基板の更なる小型化を図ることが考えられている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の回路基板は、複数枚の樹脂製基板の間に、チップ型のコンデンサ部品を挟み込み、多層化を図るものである。
【０００５】
また、特許文献２に記載の発明は、多層に積層されるセラミック基板の一部に一対の電極からなるコンデンサを形成することで多層化を図っている。
【特許文献１】特開平２−７４０９９号公報
【特許文献２】特開平８−２１３７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記樹脂基板の間にチップ型のコンデンサ部品を挟み込む場合、チップ型コンデンサ部品に厚みがあるため、全体として基板を薄くできないという問題がある。
【０００７】
また、セラミック基板の間にコンデンサを製造する場合、形成、焼成過程を経るため、正確な静電容量のコンデンサを得ることができない。また、大がかりな工程を繰り返す必要があり、製造が困難であるなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、小型かつ大容量のコンデンサを簡易に製造しうるコンデンサ製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願発明に係るコンデンサ製造方法は、導電体層形成ステップと誘電体層形成ステップとを含むコンデンサ製造方法であって、前記誘電体層を形成する誘電体層形成ステップは、誘電体材料を含む第一原料液を吐出口より吐出する第一吐出ステップと、前記第一原料液を帯電させる第一帯電ステップと、前記吐出口と前記導電体層との間に、帯電した前記第一原料液が前記導電体層に向かって飛行する方向に電界を発生させる第一電界発生ステップと、前記飛行中の第一原料液が静電爆発することにより前記誘電体材料を第一短繊維に形成する第一短繊維形成ステップと、透過孔を備えるマスク手段を用い、前記透過孔を通過した前記第一短繊維を前記導電体層上に堆積させる第一堆積ステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
これにより、静電爆発で得られるナノファイバを堆積させてコンデンサの誘電体層が形成されるため、容易かつ局所的にコンデンサの誘電体層を形成することが可能となる。また、誘電体層がナノファイバで形成されるため、静電容量の向上を図ることが可能となる。
【００１１】
さらに、前記導電体層を形成する導電体層形成ステップは、導電体材料を含む第二原料液を吐出口より吐出する第二吐出ステップと、前記第二原料液を帯電させる第二帯電ステップと、前記吐出口と前記誘電体層との間に、帯電した前記第二原料液が前記誘電体層に向かって飛行する方向に電界を発生させる第二電界発生ステップと、前記飛行中の第二原料液が静電爆発することにより前記導電体材料を第二短繊維に形成する第二短繊維形成ステップと、透過孔を備えるマスク手段を用い、前記透過孔を通過した前記第二短繊維を前記誘電体層上に堆積させる第二堆積ステップとを含むものでもよい。
【００１２】
これにより、誘電体層に加え、導電体層も静電爆発により得られるナノファイバで形成されるため、誘電体層におけるナノファイバと相俟って、静電容量の更なる向上を図ることが可能となる。また、導電体層を容易かつ局所的に形成できる点は上記と同じである。
【００１３】
さらに、前記第二堆積ステップを複数回繰り返すコンデンサの製造方法であって、一の第二堆積ステップでは、誘電体層から一方向にはみ出るように前記第二短繊維を堆積させ、前記一の第二堆積ステップに隣り合う導電体層を形成する他の第二堆積ステップでは、誘電体層から他方向にはみ出るように前記第二短繊維を堆積させることが好ましい。
【００１４】
これにより、各導電体層を接続することができ、本願発明に係る方法のみによって、積み重ねる層の数を調整するだけで、静電容量を容易に調整することが可能となる。さらに、基板上に設けられる電極等とも、接続することが可能となる。
【００１５】
また、上記方法により得られるコンデンサは、ナノファイバが不織布状に堆積した層を備えているため、形状の特徴によりその性能を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、比較的低温でコンデンサを製造することができるため、回路基板に内包されるコンデンサなど、製造条件に制約のある部分にでも容易にコンデンサを製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明にかかるコンデンサ製造方法の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、コンデンサの誘電体層や導電体層などの層を形成する層形成装置を模式的に示す図である。
【００１９】
図２は、層形成装置を模式的に示す斜視図である。
これらの図に示すように、層形成装置１００は、層構造をなすコンデンサの各層を形成することができる装置である。層形成装置１００は、原料液２００（誘電体層を形成する場合は、誘電体材料を含む第一原料液、導電体層を形成する場合は導電体材料を含む第二原料液、以下同じ）を帯電させて噴霧し、噴霧された原料液２００を、空間中で静電爆発させながら基板２１０の所定部位（基板２１０に予め設けられている電極、または、導電体層、または、誘電体層）に向かって飛行させ、基板２１０上にナノファイバ（誘電体層を形成する場合は、誘電体材料からなる第一短繊維。導電体層を形成する場合は、導電体材料からなる第二短繊維、以下同じ）を堆積させる装置であり、第一吐出体１０１と、流体ノズル１０２と、帯電手段としての電荷供給電源１０３と、電界発生手段としての電界発生電極１０４と、電界発生電源１０５と、マスク手段２０１とを備えている。
【００２０】
さらに、層形成装置１００は、電界制御板１０６と、電界制御電源１０７と、流体としてのガス１１０を供給するガス供給源１１１と、原料供給源１２０とを備えている。ここで使用するガスは、エアでよく、特に限定するものではない。また、窒素ガスのような不活性ガスを使用して、原料液２００とガスとを混合させてよい。
【００２１】
第一吐出体１０１は、原料供給源１２０から供給される原料液２００が吐出される第一吐出口１０８を有するノズルであり、原料液２００の供給路の先端に接続され、第一吐出口１０８に向かって縮径されるノズルである。また、第一吐出体１０１は、その少なくとも第一吐出口１０８周縁部が導電性物質で構成されており、電荷供給電源１０３から供給される電荷を原料液２００に付与して帯電させる電荷供給電極としても機能している。
【００２２】
流体ノズル１０２は、ガス供給源１１１から供給されるガス１１０が吐出される流体ノズル口１０９を有するノズルである。流体ノズル１０２は、第一吐出体１０１を取り囲むように配置されており、流体ノズル口１０９は、第一吐出口１０８を取り囲む円環形状となっている。また、流体ノズル１０２は、第一吐出体１０１と同心状に配置される円筒形状となされ、流体ノズル口１０９の反対側の端部は、第一吐出体１０１の外周と密着し閉塞状態となっている。また、流体ノズル１０２の周壁には、ガス１１０が導入される導入孔が設けられている。
【００２３】
以上、第一吐出体１０１と流体ノズル１０２とは、いわゆる２流体ノズルを形成している。
【００２４】
電荷供給電源１０３は、第一吐出体１０１を介して原料液２００に電荷を供給する帯電手段として機能する直流電源であり、２ＫＶ以上、２００ＫＶ以下の範囲の電圧となる電位を電荷供給電極としても機能する第一吐出体１０１に印加できるものとなっている。
【００２５】
基板２１０は、コンデンサを製造するための土台となる部材である。また、基板２１０は、回路基板の所定の層を構成する構成部材であり、表面に回路パターンが設けられると共に、基板２１０の裏面から表面の回路パターンに導通するために基板２１０の厚さ方向に貫通する貫通パターンが設けられている。基板２１０は、層形成装置１００にとっては、ナノファイバの堆積対象であり、原則としては層形成装置１００の構成部材ではない。ただし、基板２１０が備える回路パターンは、電界発生電極１０４として機能する。なお、後述する導電体層は、回路パターンと電気的に導通し、電界発生電極１０４として機能する。
【００２６】
電界発生電源１０５は、電界発生電極１０４として機能する基板２１０上の回路パターンや導電体層に所定の電位を印加する直流電源であり、第一吐出体１０１から流出した原料液２００が帯電し、空間を浮遊している前記帯電した原料液が電界発生電極１０４上に効率よく堆積させることができる。前記電界発生電源は、前記帯電した原料液の極性の逆極性を有した電圧を印加し、数百Ｖから１００ＫＶ以下の範囲で電圧を選定している。第一吐出体１０１に対し２ＫＶ以上、２００ＫＶ以下の範囲の電圧となる電位を電界発生電極１０４に印加できるものとなっている。
【００２７】
電界制御板１０６は、原料液２００の飛行空間に発生する電界を調節して、できる限り多くの原料液２００を基板２１０上の電界発生電極１０４に集中させ、ナノファイバを効率よく堆積させるための部材である。また、電界制御板１０６は、図２に示すように、中空の真球の一部の形状であり、いわゆるお椀を伏せた状態で流体ノズル１０２の近傍に配置されている。電界制御板１０６の上端部には円形の孔が設けられており、当該孔の中心に第一吐出口１０８が位置するものとなっている。なお、基板２１０が大きい場合には、電界制御板は必要なく、基板２１０全体に原料液２００が広がるようにし、マスク手段２０１により、特定の場所に前記原料液２００が堆積すればよい。
【００２８】
電界制御電源１０７は、電界発生電極１０４に対し２ＫＶ以上、２００ＫＶ以下の範囲の電圧となる電位を電界制御板１０６に印加する直流電源である。
【００２９】
マスク手段２０１は、基板２１０上に設けられた回路パターンの所定の箇所にのみ飛行してきた原料液（ナノファイバ）を堆積させるための部材であり、コンデンサ形成箇所と対応する部分に貫通孔２０３が設けられた薄い金属板である。
【００３０】
マスク電源２０２は、電界発生電極１０４に対し所定の電圧を印加するようにしている。電圧としては、数百Ｖ以下の範囲の電圧となる電位をマスク手段２０１に印加する直流電源である。また、マスク電源２０２の代わりに、マスク手段２０１を接地してもよい。
【００３１】
ここで、電荷供給電源１０３と、電界発生電源１０５と、電界制御電源１０７と、マスク電源２０２とは、独立に接地電位を基準として印加電位の設定が可能である。第一吐出体１０１と電界発生電極１０４との電圧が２ＫＶ以上、２００ＫＶ以下であればよく、電界発生電極１０４の電圧の極性は、噴霧された原料液２００の帯電電荷の逆極性であればよい。また、第一吐出体１０１と電界発生電極１０４とのいずれか一方が接地状態であっても構わない。なお、誘電体材料がカチオン、または、カチオン性の官能基を有する場合、電界発生電極１０４の極性は負が好ましく、誘電体材料がアニオン、または、アニオン性の官能基を有している場合、電界発生電極１０４の極性は正が好ましい。
【００３２】
ガス供給源１１１は、流体ノズル口１０９から吐出される流体としてのガスを供給する手段であり、ガス１１０を所定の圧力で供給することのできるガスボンベである。なお、ガスの種類は特に限定されるものではなく、噴霧される原料液の種類などにより適宜選定される。また、ガス１１０がエアである場合には、特にガスボンベは必要なく、一般の工場で使用されているエアを所定の値に乾燥させて供給すればよい。
【００３３】
原料供給源１２０は、誘電体材料や導電体材料と溶剤などとを混合や攪拌などして原料液２００を製造しつつ、溶液を加熱して所定の粘度に調整した後、所定の圧力で第一吐出体１０１に原料液２００を供給することのできる装置であり、ホッパー１２１と、加熱ヒータ１２２とを備えている。
【００３４】
ホッパー１２１は、有機系や無機系の材料や有機系の溶媒などが投入される装置であり、ホッパー１２１の先には２軸押出機等の混合機が接続されている。
【００３５】
加熱ヒータ１２２は、混合機で混合されている第一原料液を加熱する加熱手段であり、吐出すべき第一原料液の粘度を調整する手段の一つである。
【００３６】
原料液２００は、コンデンサの必要とする容量や特性、回路基板の用途などによって好適な原料液２００が選定される。
【００３７】
例えば第一原料液としては、エポキシ系樹脂や、ポリイミド系樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂などに、有機溶媒を溶解、混合するものが例示できる。また、当該溶液に、無機の強誘電体材料を混入してもよい。強誘電体材料としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）や酸化チタンなど等であり、また、Ｍｇ、Ｃａ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｂ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｈｏ、Ｚｒ、ＨｆおよびＳｒの群から選ばれる少なくとも１種類の元素を含むチタン酸等でもよい。
【００３８】
さらに、他の誘電体材料としては、誘電率の高い物質が好ましいと考えられる。ただし、本願発明に係るコンデンサの製造方法を用いると、第一短繊維が不織布状に堆積して誘電体層を形成するため、単に物質の誘電率だけでコンデンサの特性が決定しないのであらゆる物質に誘電体材料としての可能性があるとも考えられる。現在、誘電体材料として例示できる物質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ナイロン、アラミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチド等である。また、上記１種を用いてもよく、また、複数の種類を所定の比率で混合して用いてもよい。
【００３９】
また、他の無機質固体材料としては、金属、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、珪化物、弗化物、硫化物等を例示することができる。これらの無機物を混入することで、誘電体層の特性を調整することが可能となる。例えば、金属など導電物質を混入することで、誘電体層の電気的特性（誘電率など）や、機械的、物理的特性（耐熱性や耐候性、経時的安定性、温度特性など）を調整することも可能である。
【００４０】
無機質固体材料の具体例としては、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、ＳｎＯ2、ＺｒＯ2、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＺｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｎＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｎｂ2Ｏ5等を挙示できる。また、上記１種を用いてもよく、また、複数の種類を所定の比率で混合して用いてもよい。
【００４１】
使用できる溶媒としては、原料液２００が空間を飛行中に蒸発（揮発）するものが好ましい。具体的には、アセトニトリル、トルエン、ジクロロメタン、メタノール、エタノールなどのアルコール、アセトンなどが例示できる。さらには、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、クロロホルム、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ピリジン、水等を例示することができる。また、上記１種を用いてもよく、また、複数の種類を所定の比率で混合して用いてもよい。
【００４２】
また、第二原料液としては、導電体材料としての有機質バインダーを有機溶媒と混合して得られる溶液を用いればよい。有機質バインダーとしては、従来、積層セラミックコンデンサの内部電極用ペーストに用いられてきたメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、アクリル樹脂、酢酸ビニル− アクリル酸エステル共重合体、ポリビニルブチラール等のブチラール樹脂誘導体等が例示できる。また、これら樹脂を単独若しくは２種以上混合して使用してもよい。
【００４３】
これらの樹脂を溶解、分散させる溶剤としては、例えば、ジオキサン、ヘキサン、トルエン、エチルセロソルブ、シクロヘキサノン、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジアセトンアルコール、テルピネオール、ベンジルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等を例示することができる。また、これらは単独でも２種以上混合して使用してもかまわない。
【００４４】
また、オクチル酸ＮｉなどＮｉレジネート化合物とアクリル樹脂など有機バインダーとを主成分とするＮｉレジネート塗料を用いてもかまわない。
【００４５】
また、上記誘電体材料など導電性を有さない有機物質に、金属などの導電物質を混入させ、生成される第二短繊維全体として導電性を付与するものでもかまわない。
【００４６】
次に、上記層形成装置１００を用いて、基板２１０に誘電体材料からなる第一短繊維、または、導電体材料からなる第二短繊維を堆積させる誘電体層と導電体層とを形成してコンデンサを製造する方法を説明する。
【００４７】
図３は、インラインに配置された複数の層形成装置を模式的に示す図である。
図４は、層形成の様子を段階的に示す模式図である。
【００４８】
（誘電体層の形成）
以下のようにして誘電体層形成ステップを実行する。まず、基板２１０を誘電体層形成用の層形成装置１００ａに配置し、基板２１０上に事前に設けられる電極ａ（図４（ａ）参照）と電界発生電源１０５とを接続する。
【００４９】
これにより、基板２１０上の電極ａが電界発生電極１０４として機能する。なお、基板上の電界発生電極１０４と電界発生電源１０５との接続は、回路基板として完成した際に表面実装される電子部品と接続するために、基板２１０の厚さ方向に貫通するように設けられる貫通電極１５１（ビアホールなど）を用いればよい。
【００５０】
次に、必要な誘電体材料や溶媒などを原料供給源１２０ａに投入し、第一原料液２００ａを製造する。
【００５１】
次に、電荷供給電源１０３と、電界発生電源１０５と、電界制御電源１０７と、マスク電源２０２とを動作させる。これにより、吐出された第一原料液２００ａが基板２１０の方向に飛行するような電界が発生する（第一電界発生ステップ）。
【００５２】
次に、第一原料液２００ａを第一吐出口１０８から吐出させ（第一吐出ステップ）、同時にガスを流体ノズル口１０９から吐出させる。
【００５３】
ここで、第一吐出口１０８から吐出される第一原料液２００ａは、電荷供給電源１０３に接続される第一吐出体１０１を通過し、当該通過の際に電荷が供給され帯電する（第一帯電ステップ）。
【００５４】
以上により、帯電した第一原料液２００ａは、２流体ノズルの効果によって、かなり小さな粒となって飛散する。
【００５５】
次に、小さな粒子の第一原料液２００ａは、電界（電気力線）に沿って、基板２１０方向に力が加えられ、基板２１０に向かって飛行する。また、第一原料液２００ａが空間を飛行中に静電爆発が生じ、第一原料液２００ａの粒子が繊維状に細分化される（第一短繊維形成ステップ）。
【００５６】
ここで静電爆発とは次のような現象を意味する。すなわち、帯電した第一原料液２００ａが空間中を飛行する際に、溶媒が蒸発する。そして、溶媒が蒸発するに伴い空間中を飛行中の第一原料液２００ａの電荷密度が上昇する。電荷密度が高まった第一原料液２００ａに発生する反発方向のクーロン力が第一原料液２００ａの表面張力より勝った時点で第一原料液２００ａが爆発し、第一原料液２００ａが繊維状に細分化される。
【００５７】
この静電爆発が、空間においてねずみ算式に次々と発生することで、非常に微小な第一原料液２００ａが第一短繊維に変化していく。
【００５８】
以上により、第一吐出体１０１と基板２１０との間の空間は、微小な粒子の第一原料液２００ａから第一短繊維までが分布している。
【００５９】
最後に、マスク手段２０１の貫通孔２０３を通過した誘電体材料からなる第一短繊維が基板２１０上の電界発生電極１０４上の所定箇所に堆積する（第一堆積ステップ）（図４（ｂ）参照）。
【００６０】
（第二導電体層の形成）
次に、導電体層を形成するために、誘電体層が形成された基板２１０を導電体層形成用の層形成装置１００ｂに移動させて配置し、電極ａと電界発生電源１０５とを接続する。なお、ここで形成される導電体層は、電極ｂと電気的に接続される第二導電体層となる。
【００６１】
次に、必要な導電体材料や溶媒などを原料供給源１２０ｂに投入し、第二原料液２００ｂを製造する。
【００６２】
次に、電荷供給電源１０３と、電界発生電源１０５と、電界制御電源１０７と、マスク電源２０２とを動作させる。これにより、吐出された第二原料液２００ｂが基板２１０の方向に飛行するような電界が発生する（第二電界発生ステップ）。
【００６３】
次に、第二原料液２００ｂを第一吐出口１０８から吐出させ（第二吐出ステップ）、同時にガスを流体ノズル口１０９から吐出させる。
【００６４】
ここで、第一吐出口１０８から吐出される第二原料液２００ｂは、電荷供給電源１０３に接続される第一吐出体１０１を通過し、当該通過の際に電荷が供給され帯電する（第二帯電ステップ）。
【００６５】
次に、噴霧された第二原料液２００ｂは、電界（電気力線）に沿って、基板２１０方向に力が加えられ、基板２１０に向かって飛行する。また、第二原料液２００ｂが空間を飛行中に静電爆発が生じ、第二原料液２００ｂの粒子が繊維状に細分化される（第二短繊維形成ステップ）。この静電爆発が、空間においてねずみ算式に次々と発生することで、非常に微小な第二原料液２００ｂが第二短繊維に変化していく。
【００６６】
最後に、マスク手段２０１の貫通孔２０３を通過した誘電体材料からなる第一短繊維が基板２１０上の電界発生電極１０４上の所定箇所に堆積する（第二堆積ステップ）（図４（ｃ）参照）。
【００６７】
ここで、第二堆積ステップにおけるマスク手段２０１の貫通孔２０３の位置は、図４（ｃ）に示すように、先に堆積された誘電体層からは電極ｂ側に若干ずれた状態で配置されている。そして当該第二堆積ステップでは、誘電体層から電極ｂ側にはみ出るように導電体層となる第二短繊維を堆積している。
【００６８】
これにより、電極ｂと導電体層とを電気的に接続することが可能となる。
【００６９】
（誘電体層の形成）
次に、誘電体層を形成するために、先の工程で導電体層が形成された基板２１０を誘電体層形成用の層形成装置１００ｃに移動させ、上記と同様にして誘電体層を形成する（図４（ｄ）参照）。
【００７０】
この場合、電極ｂおよび第二導電体層が電界発生電極１０４とすればよい。もっとも上位の層に第二導電体層が位置しているからである。
【００７１】
（第一導電体層の形成）
さらに、導電体層を形成するために、誘電体層が形成された基板２１０を導電体層形成用の層形成装置１００ｄに移動させ、上記と同様にして導電体層を形成する（図４（ｅ）参照）。
【００７２】
ここで、当該第二堆積ステップにおけるマスク手段２０１の貫通孔２０３の位置は、図４（ｅ）に示すように、先に堆積された誘電体層からは電極ａ側に若干ずれた状態で配置されており、先に導電体層を形成した第二堆積ステップ（図４（ｃ）参照）とは、誘電体に対しずれる方向を異にしている。そして当該第二堆積ステップでは、誘電体層から電極ａ側にはみ出るように導電体層となる第二短繊維を堆積している。
【００７３】
さらに、図４（ｆ）、図４（ｇ）に示すように、順次誘電体層と導電体層とを形成していけば、図５に示すように誘電体層、及び導電体層は、静電爆発により形成されたナノファイバ（短繊維）からなる不織布状の薄膜からなるコンデンサを製造することができる。
【００７４】
さらに、誘電体層から交互にはみ出すように導電体層を形成することで、導電体層は、電極ａにつながる第一導電体層と電極ｂにつながる第二導電体層とを交互に備え、第一導電体層は、電極ａ方向の端部が接続された櫛歯状に形成され、第二導電体層は、電極ｂ方向の端部が接続された櫛歯状に形成されたコンデンサを製造することができる。
【００７５】
以上のようにして、基板２１０上にコンデンサを製造した後、基板２１０のコンデンサが形成される部分以外に、回路基板を構成する各層を設け、図６に示すように、コンデンサを内包した回路基板を形成することが可能となる。
【００７６】
以上の方法でコンデンサを製造すれば、静電爆発により得られる直径が３００ｎｍ以下のナノファイバ（短繊維）が不織布状に堆積された誘電体層が形成される。この誘電体層は、多孔質であり非常に表面積が広くなる。従って、誘電体層の孔の部分に存在する空気も誘電体層として機能させることが可能となり、静電容量の高いコンデンサを製造することが可能となる。
【００７７】
さらに、ナノファイバが不織布状に堆積された導電体層を形成することにより、電荷を保持するための表面積が広くなるため、コンパクトかつ静電容量の高いコンデンサを製造することが可能となる。
【００７８】
また、上記コンデンサ製造方法によれば、過熱するための炉や基板を真空中に配置するためのチャンバなど大規模な設備は必要とならず、容易にコンデンサを製造することができる。しかも、コンデンサにおける層の数や層の状態を容易に調整することができ、静電容量の調整を容易に行うことが可能となる。
【００７９】
さらに、上記方法により形成されたコンデンサを回路基板に内包すれば、比較的低温でコンデンサが形成されるため、基板２１０の材質としてセラミクスばかりでなく樹脂を採用してもよく、回路基板の柔軟性や軽量性を向上させることが可能となる。また、小型かつ静電容量の高いコンデンサが形成されるため、回路基板全体の厚みを薄くすることが可能である。
【００８０】
なお、上記実施の形態では、導電体層をナノファイバで形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、金属の吹きつけなどにより導電体層を形成してもかまわない。
【００８１】
また、上記誘電体層をセパレータとし、回路基板内のコンデンサが形成されている空間に電解液を充填し、電解コンデンサとすることも可能である。
【００８２】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図面に基づき説明する。
【００８３】
図７は、実施の形態２にかかる層形成装置を概略的に示す断面図である。
同図に示すように、層形成装置１００は、装置構成において上記実施の形態１と近似している。従って、同一の機能を有する部材などはその説明を省略する。
【００８４】
層形成装置１００は、第一吐出体１０１と、電荷供給電極１３１と、マスク手段としても機能する電界発生電極１０４と、電界発生電源１０５と、チャンバ２３０と、チャンバ電源２２０とを備えている。
【００８５】
第一吐出体１０１は、原料液２００を噴霧することのできる装置であり、テーパ形状の先端に噴霧用の微小な第一吐出口１０８が設けられている。第一吐出体１０１は、チャンバ２３０の天井から垂れ下がるＬ字状の取り付け部材に取り付けられている。
【００８６】
電荷供給電極１３１は、原料液２００に電荷を供給するための電荷供給手段の一つであり、本実施の形態では第一吐出体１０１内部を通過する原料液２００に対し電荷を付与するものとなっている。電荷供給電極１３１は、電荷供給電源１０３と接続されている。
【００８７】
電界制御板１０６は、第一吐出体１０１から噴霧された原料液２００の極性と同じ極性の電位が印加されることで、噴霧され乱雑に飛行しようとする原料液２００を電場の形成により所定の方向に誘導する部材である。電界制御板１０６は、中空の真球の一部の形状であり、いわゆるお椀を伏せた状態でチャンバ２３０につり下げられた状態で取り付けられている。電界制御板１０６の上端部には円形の孔が設けられており、当該孔の中心に第一吐出体１０１が配置されている。換言すれば、前記孔の中心に配置されている第一吐出体１０１を取り囲むように電界制御板１０６が配置されている。チャンバ２３０と電界制御板１０６とは絶縁状態となっている。
【００８８】
この電界制御板１０６の存在により、噴霧された原料液２００の量に対する堆積した素子材料の量を向上させることが可能となる。
【００８９】
電界発生電極１０４は、基板２１０の所定の電極に電荷を誘導する板状の部材であり、図８（ａ）に示すように、必要な部分のみ貫通孔２０３が設けられ、マスク手段２０１としても機能している。ここで、図８（ａ）のハッチングは、電界発生電極１０４の実体部分であることを示している。また、電界発生電極１０４は、２層構造となっており、図８（ｂ）に示すように、絶縁体層１４１と、導電体層１４２を備えている。絶縁体層１４１を、電界制御板１０６側に配置すると、電界制御板１０６側から導電体層１４２が見えなくなり、電界制御板１０６から電界発生電極１０４に向かって直接電界（電気力線）が発生しなくなる。
【００９０】
チャンバ２３０は、原料液２００にほこりなどが混入することを回避するための箱体であり、少なくとも内面は、導電性の物質で構成されている。チャンバ２３０は、原料液２００を堆積している状態では、原料液２００と同極性の電位がチャンバ電源２２０により付与され、原料液２００の堆積に必要な電場の形成に寄与している。また、チャンバ２３０は、原料液２００の堆積が終了した状態では、原料液２００と逆極性の電位がチャンバ電源２２０により付与され、チャンバ２３０内の空間に残存する原料液２００を吸着して、チャンバ２３０内の清浄度を上昇させる。つまり、チャンバ２３０が吸着部材として機能する。また、種々の部材が帯電し、コロナ放電など異常な放電の発生が懸念されるときは、チャンバ２３０に交流電圧がチャンバ電源２２０により付与され、種々の部材の除電が行われる。
【００９１】
原料供給源１２０は、第一吐出体１０１に原料液２００を供給する装置であり、原料タンク１２３と、ポンプ１２４とを備えている。
【００９２】
原料タンク１２３は、第一原料液、または、第二原料液を貯蔵するタンクである。
ポンプ１２４は、第一吐出体１０１から原料液２００を噴霧するために必要な圧力を原料液２００に付与するポンプである。
【００９３】
次に、実施の形態２にかかる層形成装置１００を用いた層の形成方法を説明する。
まず、基板２１０を層形成装置１００に配置し、基板２１０上に予め設けられた回路パターンとしての電極を接地する。
【００９４】
次に、電荷供給電源１０３と、電界発生電源１０５と、電界制御電源１０７とを動作させる。これにより、吐出された原料液２００が基板２１０の方向に飛行するような電界が発生する（第一電界発生ステップ、第二電界発生ステップ）。
【００９５】
ここで、本実施の形態２では、電界発生電源１０５により電界発生電極１０４の導電体層１４２に、接地電位に対し、高電圧を印加する。これにより、基板２１０上の電極には電荷が誘導される。
【００９６】
次に、原料液２００を第一吐出口１０８から吐出させ（第一吐出ステップ、第二吐出ステップ）る。
【００９７】
ここで、第一吐出口１０８から吐出される原料液２００は、電荷供給電源１０３に接続される電荷供給電極１３１により電荷が供給され帯電する（第一帯電ステップ、第二帯電ステップ）。
【００９８】
次に、小さな粒子の原料液２００は、電界（電気力線）に沿って、基板２１０方向に力が加えられ、基板２１０に向かって飛行する。
【００９９】
また、原料液２００が空間を飛行中に静電爆発が生じ、原料液２００の粒子がさらに繊維状に細分化される。
【０１００】
以上により、第一吐出体１０１と基板２１０との間の空間は、微小な粒子の原料液２００が分布している。
【０１０１】
最後に、誘電体材料、または、導電体材料（かなり溶媒が蒸発した）が基板２１０上の電界発生電極１０４上の所定位置に堆積する（第一堆積ステップ、第二堆積ステップ）。
【０１０２】
以上のようにしてナノファイバとなった誘電体材料、または、ナノファイバとなった導電体材料を堆積し不織布状の層を形成することで、必要な箇所にのみコンデンサを形成するための誘電体層、または、導電体層を形成することが可能となる。
【０１０３】
本実施の形態によれば、基板２１０の電極自体は接地電位であるため、異常放電などにより基板２１０や、コンデンサの各層が損傷することを可及的に回避することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、キャパシタであるコンデンサの製造に利用でき、特に回路基板内に内包されるコンデンサの製造に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】コンデンサの誘電体層や導電体層などの層を形成する層形成装置を模式的に示す図である。
【図２】層形成装置を模式的に示す斜視図である。
【図３】インラインに配置された複数の層形成装置を模式的に示す図である。
【図４】層形成の様子を段階的に示す模式図である。
【図５】基板上に形成されたコンデンサを示す断面図である。
【図６】層形成装置の別態様を模式的に示す図である。
【図７】実施の形態２にかかる層形成装置を概略的に示す断面図である。
【図８】マスク手段としても機能する電解発生電極を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  層形成装置
１０１  第一吐出体
１０２  ノズル
１０３  電荷供給電源
１０４  電界発生電極
１０５  電界発生電源
１０６  電界制御板
１０７  電界制御電源
１０８  第一吐出口
１０９  流体ノズル口
１１１  ガス供給源
１２０  原料供給源
１２１  ホッパー
１２２  ヒータ
１２３  タンク
１２４  ポンプ
１３１  電荷供給電極
１４１  絶縁体層
１４２  導電体層
１５１  貫通電極
２００  原料液
２００ａ  第一原料液
２００ｂ  第二原料液
２０１  マスク手段
２０２  マスク電源
２０３  貫通孔
２１０  基板
２２０  チャンバ電源
２３０  チャンバ
【図１】
0004904246.tif 000002
【図２】
0004904246.tif 000003
【図３】
0004904246.tif 000004
【図４】
0004904246.tif 000005
【図５】
0004904246.tif 000006
【図６】
0004904246.tif 000007
【図７】
0004904246.tif 000008
【図８】
0004904246.tif 000009