(57)【要約】【課題】  リーク電流の発生を低減することが可能なコンポジットコンデンサの製造方法を提案する。【解決手段】  ベース基板を用意するステップと、前記ベース基板上に、一方の面が粗面化された金属箔を、前記金属箔の他方の面を向けて貼り合せて第一の容量電極を形成するステップと、前記金属箔の粗面化された面上に、スピンコート法によってコンポジット材料を塗布して誘電体層を形成するステップと、前記誘電体層上に蒸着法またはスパッタ法によって金属膜を形成して第二の容量電極を形成するステップと、を有する。【選択図】  図１
2009094258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機高分子材料に無機誘電体フィラーを分散させたコンポジット材料を誘電体として用いたコンポジットコンデンサの製造方法において、
ベース基板を用意するステップと、
前記ベース基板上に、一方の面が粗面化された金属箔を、前記金属箔の他方の面を向けて貼り合せて第一の容量電極を形成するステップと、
前記金属箔の粗面化された面上に、スピンコート法によってコンポジット材料を塗布して誘電体層を形成するステップと、
前記誘電体層上に蒸着法またはスパッタ法によって金属膜を形成して第二の容量電極を形成するステップと、
を有することを特徴とするコンポジット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、無機誘電体フィラーを有機高分子材料に含有させたコンポジット材料を用いたコンデンサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化及び高機能化が要求されてきている。このような電子機器を構成する電子回路も、小型化とともに、限られた面積により多くの電子部品を実装する高密度実装が要求されてきている。このような要求に応えるため、絶縁層と配線導体とを交互に積み重ねた多層配線基板が用いられている。この多層配線基板は、配線を基板内部に埋設して、基板表面には電子部品の端子と電気的に接続するためのランドを設けることができるため、部品の実装面積を大きくすることができ、高密度実装が可能になる。
【０００３】
そして、さらなる高密度実装を実現するため、多層配線基板内にコンデンサを埋め込んで基板表面に実装するコンデンサの部品点数を減らし、その分を他の部品の実装または多層配線基板のさらなる小型化に使うことが広く行われている。  
【０００４】
このような多層配線基板に埋め込むコンデンサとしては、耐熱性及び耐湿性の高い樹脂にチタン酸バリウム等の無機材料の誘電体フィラーを分散させた有機−無機コンポジット材料を誘電体層として用いたコンデンサが用いられる。このコンポジットコンデンサは、容量電極として銅箔等の金属箔が用いられる。このようなコンポジットコンデンサは、焼成を必要としないので樹脂製の配線基板への埋め込みが容易であるが、誘電体フィラーが有機材料中に分散して存在しているので、誘電率が低く、高い静電容量が得られにくくなる傾向があった。  
【０００５】
そこで、このようなコンポジットコンデンサで高い静電容量を得るために、特開２００３−２９２７３３号公報に開示されているように、容量電極として用いる銅箔に、表面を粗面化したものを用いることが提案されている。これは、銅箔の粗面化した側を誘電体層側に向けて貼りあわせることによって、容量電極の表面積を大きくして静電容量を大きくするものである。  
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２９２７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この特開２００３−２９２７３３号公報に開示されているコンポジットコンデンサでは、図１１に示すように、２枚の容量電極の両方とも銅箔の粗面化した側を誘電体層側に向けて貼り合されている。これにより、両側の銅箔の凹凸の凸部同士が向き合った部分は誘電体層厚みが薄く形成され、凹部同士が向き合った部分は誘電体層厚みが厚く形成される。誘電体層全体の厚さが銅箔の凹凸の深さと比較して充分に大きい場合（例えば１０倍以上）であれば特に影響はない。しかし、高容量化のために誘電体層全体の厚さを薄くして銅箔の凹凸の深さに近づいていくと、凸部同士が向き合った部分の誘電体層の厚さが極端に薄くなる。これによって凸部同士が向き合った部分でリーク電流が発生するようになり、絶縁抵抗の低下が起こるようになってきた。
【０００８】
そこで本発明では、このようなリーク電流の発生を低減することが可能なコンポジットコンデンサの製造方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、有機高分子材料に無機誘電体フィラーを分散させたコンポジット材料を誘電体として用いたコンポジットコンデンサの製造方法において、ベース基板を用意するステップと、前記ベース基板上に、一方の面が粗面化された金属箔を、前記金属箔の他方の面を向けて貼り合せて第一の容量電極を形成するステップと、前記金属箔の粗面化された面上に、スピンコート法によってコンポジット材料を塗布して誘電体層を形成するステップと、前記誘電体層上に蒸着法またはスパッタ法によって金属膜を形成して第二の容量電極を形成するステップと、を有するコンポジットコンデンサの製造方法を提案する。
【００１０】
本発明のポイントは、粗面化された金属箔の凹凸面上にコンポジット材料をスピンコート法によって塗布して誘電体層を形成する点にある。スピンコート法によって塗布されたコンポジット材料は、金属箔の凹凸に合わせた凹凸を形成する。そのため凸部同士が向き合った部分のような、誘電体層の厚さが極端に薄くなる部分が形成されにくくなる。このため、リーク電流の発生を低減することができる。
【００１１】
また、第二の容量電極を蒸着法またはスパッタ法によって形成することで、誘電体層に形成された凹凸に合わせた凹凸を有する容量電極を形成することができる。これにより第一の容量電極と第二の容量電極の表面積が大きくなり、高い静電容量を得ることができるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リーク電流の発生を低減することが可能なコンポジットコンデンサを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の製造方法に係る実施形態を、図１に示すコンポジットコンデンサを例にとって説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、コンデンサの形状や構造、用いる部材や材料などは、本発明の範囲内で種々変更が可能である。
【００１４】
コンポジットコンデンサ１は、ベース基板２上に、第一の容量電極３が形成され、第一の容量電極３上に誘電体層４が形成され、誘電体層４上に第二の容量電極５が形成され、第二の容量電極５上に保護層６が形成され、さらに第一のスルーホール７を介して第一の容量電極３と電気的に接続される第一の端子電極９及び第ニのスルーホール８を介して第ニの容量電極５と電気的に接続される第ニの端子電極１０が形成されている。
【００１５】
図２に本発明のコンポジットコンデンサの構造を模式的に表した拡大図を示す（図１の点線Ａの部分）。第一の容量電極３は一方の面が粗面化された金属箔で形成されており、粗面化された側の面と反対側の面をベース基板２側に向けて貼り合わされている。誘電体層４は、有機高分子材料に無機誘電体フィラーを分散させたコンポジット材料をスピンコート法によって第一の容量電極３上に塗布して、その後硬化させることによって形成される。誘電体層４は、スピンコート法によって形成されるので、第一の容量電極３の凹凸に合わせた凹凸が形成される。そのため、誘電体層４は厚みバラツキが小さくなり、極端に薄くなる部分が少なくなる。そのためリーク電流の発生を低減することができる。第二の容量電極５は蒸着法またはスパッタ法によって誘電体層４上に形成される。蒸着法またはスパッタ法は、略均一な厚みで成膜することができる。そのため第二の容量電極５は誘電体層４の凹凸に合わせて波打ったように形成される。第一の容量電極３の凹凸と、第二の容量電極５の凹凸により、容量電極の表面積が大きくなり、高い静電容量を得ることができるようになる。
【００１６】
このようなコンポジットコンデンサの製造プロセスについて説明する。図３に示すように、ベース基板２を用意する。ベース基板２はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂基板が用いられる。ベース基板２の形状はここでは円板状であるが、略矩形状の基板でも良い。ベース基板２は、後に分割されて多数のコンデンサとなる。
【００１７】
続いて図４に示すように、ベース基板２の一方の面上の全面に、一方の面が粗面化された金属箔を貼り合せて第一の容量電極３を形成する。この金属箔にはエッチングによって粗面化された銅等が用いられる。なお、ここでは片面が粗面化された金属箔を用いているが、両面とも粗面化された金属箔を用いても良い。
【００１８】
続いて図５に示すように、第一の容量電極３上の全面にスピンコート法によってコンポジット材料を塗布して誘電体層４を形成する。コンポジット材料としては、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウムなどの無機材料からなる誘電体フィラーを、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性または光硬化性の有機高分子材料に分散させたものが用いられる。スピンコートは、ノズルＮＺからコンポジット材料を吐出させながら、第一の容量電極３を形成したベース基板２を３０００ｒｐｍ程度で回転させて行う。コンポジット材料の粘度は４１ｍＰａ・ｓ程度が好ましい。これにより０．５μｍ程度の厚みの誘電体層４が形成される。
【００１９】
ここでコンポジット材料の形成プロセスについて説明する。まず、有機高分子材料となる樹脂を固形分濃度が１０ｗｔ％になるように２−メトキシエタノール等の溶剤と混合して有機材料スラリーを形成する。一方、水熱合成法等で合成されたチタン酸バリウムを２−メトキシエタノールに固形分濃度が１０ｗｔ％になるように混合し、誘電体スラリーを形成する。この誘電体スラリーを、同重量分の０．１ｍｍφのジルコニアビーズとともにサンドミル分散機（例えば五十嵐機械製造社製）に投入して分散を行う。その後、分散後の誘電体スラリーと有機材料スラリーとを、チタン酸バリウム７０ｖｏｌ％、樹脂３０ｖｏｌ％となるように混合する。このようにしてコンポジット材料が得られる。
【００２０】
続いて図６に示すように、誘電体層４上の全面に蒸着法またはスパッタ法によって第二の容量電極５を形成する。第二の容量電極５に用いられる金属としては、金、白金、銅、銀、アルミニウム等が挙げられる。なお、蒸着法またはスパッタ法による金属膜は、第一の容量電極３が露出している側面にも形成されるため、第一の容量電極３と第二の容量電極５とが接触してしまうが、後で個別のコンデンサに分割されるときに金属膜が付着した側面部分が除去されるので、特に問題はない。
【００２１】
続いて図７に示すように、第二の容量電極５上の全面に保護層６を形成する。保護層６の材料としては熱硬化性または光硬化性の絶縁性樹脂、具体的にはエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等が用いられる。保護層６はスクリーン印刷やエッジコータ等を用いる方法によって絶縁性樹脂を塗布して、その後硬化させることによって形成される。なお、第二の容量電極５を端子電極として利用する場合には、保護層６を形成する必要はない。
【００２２】
続いて図８に示すように、第一の容量電極３、誘電体層４、第二の容量電極５及び保護層６が形成されたベース基板２を、個別のコンデンサに切断分割する。切断分割は、ダイシングソー等を用いて切断線ＣＬに沿って所定の寸法、例えば３．２ｍｍ×１．６ｍｍの大きさに分割する。
【００２３】
続いて図９に示すように、ベース基板２に第一のスルーホール７を形成し、保護層６に第二のスルーホール８を形成する。第一のスルーホール７は第一の容量電極３が露出するように形成し、第二のスルーホール８は第二の容量電極５が露出するように形成する。形成方法としては、ＣＯ２レーザやＹＡＧレーザ等のレーザ加工機による加工が挙げられる。なお、第一のスルーホール７については、予めベース基板２に穴あけ加工を施しておいても良い。
【００２４】
続いて図１０に示すように、ベース基板２側に第一のスルーホール７を通して第一の容量電極３と電気的に接続する第一の端子電極９を形成し、保護層６側に第ニのスルーホール８を通して第ニの容量電極５と電気的に接続する第ニの端子電極１０を形成する。第一の端子電極９及び第二の端子電極１０を構成する材料としては、導電性樹脂が挙げられる。第一の端子電極９及び第二の端子電極１０は、この導電性樹脂をスクリーン印刷等の方法で塗布して形成する。導電性樹脂としては、銀、銅などの金属粒子をエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の硬化性樹脂に分散させたものが用いられる。
【００２５】
なお、第一の端子電極９及び第二の端子電極１０は、必要に応じてメッキを行い、端子電極の保護及び半田付け性を向上させるようにしても良い。また、このコンポジットコンデンサは、そのままでは側面に容量電極が露出しているので、必要に応じて側面を絶縁処理しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】コンポジットコンデンサの構造の一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明のコンポジットコンデンサの製造方法によって形成された構造を示す部分拡大図である。
【図３】ベース基板を用意するプロセスを模式的に示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図４】第一の容量電極を形成するプロセスを模式的に示す断面図である。
【図５】誘電体層を形成するプロセスを模式的に示す図で、（ａ）はスピンコートによって誘電体層を形成している様子を示す斜視図で、（ｂ）は断面図である。
【図６】第ニの容量電極を形成するプロセスを模式的に示す断面図である。
【図７】保護層を形成するプロセスを模式的に示す断面図である。
【図８】個別コンデンサに分割するプロセスを模式的に示す斜視図である。
【図９】第一のスルーホール及び第二のスルーホールを形成するプロセスを模式的に示す断面図である。
【図１０】第一の端子電極及び第二の端子電極を形成するプロセスを模式的に示す断面図である。
【図１１】従来のコンポジットコンデンサの製造方法によって形成された構造を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  コンポジットコンデンサ
２  ベース基板  
３  第一の容量電極    
４  誘電体層    
５  第ニの容量電極
６  保護層
７  第一のスルーホール  
８  第ニのスルーホール  
９  第一の端子電極  
１０  第ニの端子電極
【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】
2009094258.tif 000009
【図８】
2009094258.tif 000010
【図９】
2009094258.tif 000011
【図１０】
2009094258.tif 000012
【図１１】
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