JPH04314876A - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
積層セラミック電子部品の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
薄膜およびその製造方法に関するものである。
写することによって、たとえば、基板上の回路とされた
り、電子部品の電極とされたり、表示用の金属箔とされ
たりすることができる。
には積層セラミックコンデンサの内部電極を形成するた
め、転写技術を用いることが、特開平1−42809号
公報に記載されている。この転写技術は、薄い内部電極
を形成するために有効な技術として評価される。
属薄膜を形成する方法として、蒸着またはスパッタリン
グのような薄膜形成法が知られている。積層セラミック
コンデンサを製造する場合、焼成前の複数のセラミック
グリーンシートを積層することが行われるが、内部電極
は、隣合うセラミックグリーンシート間に形成されるも
のであるので、積層される前の段階において、セラミッ
クグリーンシート上に形成されなければならない。しか
しながら、機械的に軟弱であり、取扱いが困難なセラミ
ックグリーンシート上に、直接、前述したような薄膜形
成法を用いて、金属薄膜を形成することは困難である。 そのため、内部電極となる金属薄膜が、セラミックグリ
ーンシート上ではなく、取扱いが容易な別のフィルム上
にまず形成され、このようなフィルム上に形成された金
属薄膜を、セラミックグリーンシート上に、転写するこ
とによって、セラミックグリーンシート上に金属薄膜を
形成することが容易または可能とされる。
て金属薄膜によって形成することにより、得られた積層
セラミックコンデンサを小型化、特に薄型化することが
可能になるばかりでなく、セラミックグリーンシートを
積層したとき、積層状態での厚みを、セラミックグリー
ンシートの延びる方向において、より均一にすることが
できる。この後者の特徴は、また、積層されたセラミッ
クグリーンシートを焼成した後で、デラミネーションな
どの不都合を招く可能性を減じることにもつながる。
ミックコンデンサにおいて、いくつかの利点を与える金
属薄膜からなる内部電極の形成が、転写技術により可能
にされたわけであるが、転写技術を実施するためには、
転写すべき金属薄膜が、たとえ一部においても欠けるこ
となく、転写されるべき面に完全に転写されること、す
なわち転写性に優れていることが望まれる。たとえば、
積層セラミックコンデンサの内部電極を形成するため、
転写技術を用いたとき、金属薄膜が所望のパターンを以
て完全に転写されないとすると、当然に、得られた積層
セラミックコンデンサは不良品となるからである。
た金属薄膜およびその製造方法を提供しようとすること
である。
は、フィルム上に形成された第1の金属層、およびこの
第1の金属層の上方に形成された第2の金属層を備える
、少なくとも2層からなる構造を有している。そして、
第1の金属層は、蒸着により形成され、第2の金属層は
、電気めっきまたは無電解めっきのような湿式めっきに
より形成される。
、互いに異種の金属からなるものであっても、互いに同
種の金属からなるものであってもよい。
、ニッケル、銅、銀などがある。また、第2の金属層と
しては、たとえば、ニッケル、銅などがある。
フィルムとしては、可撓性、耐熱性を有し、蒸着、湿式
めっきおよびフォトリソグラフィ等によるパターン化に
対しても十分に耐え得るものが必要とされ、ポリエチレ
ンテレフタレートなどの樹脂フィルムや、ニッケル、銅
、アルミニウムなどの金属箔などがある。
たものとして準備されたものであるが、対象となる被転
写物としては、セラミックグリーンシート、セラミック
、樹脂、金属などがある。また、転写の条件としては、
この金属薄膜を被転写物に接する状態としておき、いわ
ゆるホットスタンピングにより、たとえば、圧力10〜
500kg/cm2 、温度60〜95℃の範囲内で実
施される。
成された金属薄膜は、一般に、フィルムに対する付着力
が比較的小さい、すなわち転写性に優れている、という
本発明者の知見に基づいている。
しようとする場合、金属の種類によって、蒸着しやすい
ものと、そうでないものとがある。また、同じ蒸着技術
を用いて金属薄膜を形成しても、金属の種類によって、
転写性に優れたものと、そうでないものとがある。した
がって、この発明の目的を達成するためには、まず、蒸
着しやすく、転写性に優れた金属を、蒸着によりフィル
ム上に形成される薄膜を構成する金属として用いなけれ
ばならない。しかしながら、上述のような蒸着の容易性
および転写の容易性を考慮して選ばれた金属は、必ずし
も、目的とする電子部品の電極材料等として適している
とは限らない。また、金属層の全厚みを蒸着のみで形成
しようとすると、次のような問題が発生する。つまり、
蒸着過程でフィルムの剥離面側に熱変性が生じることに
起因して、剥離のための力が大きくなるか、剥離しにく
くなる。また、蒸着して得られた金属層の残留応力によ
りフィルムが反ってしまうことになる。さらには、蒸着
レートが低いため、金属層の形成に時間を要し、製造コ
ストが高くなる。それゆえに、この発明においては、上
述したような蒸着の容易性および転写の容易性を考慮し
て選ばれた金属によって第1の金属層を形成しながら、
その上方に第2の金属層を形成し、第1の金属層に用い
られる金属に欠けている性質を補おうとしている。第2
の金属層は、蒸着の容易性および転写の容易性を考慮す
る必要がないため、目的とする電子部品の電極等に要求
される性質を考慮して、最適の金属を以て構成すること
ができる。また、第2の金属層は、第1の金属層に欠け
ていた性質を補うという観点からだけでなく、蒸着によ
り形成される第1の金属層の厚みを補って、転写に供さ
れる金属薄膜全体としての必要な厚みを達成することを
容易にするという意義をも有している。したがって、第
1の金属層と第2の金属層とは、互いに異種の金属から
なる場合に限らず、互いに同種の金属から構成されてい
てもよい。
成するための方法として、電気めっきまたは無電解めっ
きのような湿式めっきが採用される。湿式めっきにより
、第1の金属層の上方に第2の金属層を形成したとき、
金属層の全厚みを蒸着のみで形成した場合に比べて、第
1の金属層のフィルムに対する付着力を増加させること
がない。その原因は、第2の金属層を湿式めっきにより
形成する際に用いるめっき液が第1の金属層のフィルム
に対する付着力に影響を及ぼしているものと推定される
。
金属層と第2の金属層との少なくとも2層からなる構造
とすることにより、第1の金属層には、転写の容易性を
与える機能を分担させ、第2の金属層には、目的とする
電子部品の電極等に必要な性質を与える機能を分担させ
ることができる。したがって、金属薄膜全体としては、
転写性およびその他の所望の性質の双方を満足させるこ
とが容易になる。たとえば、従来、転写には適さなかっ
た金属も、転写性に優れた金属薄膜を構成する金属とし
て用いることができるようになり、転写に供される金属
の種類を拡大することができるとともに、転写により金
属薄膜を形成する用途も拡大することができる。
フォトエッチング法により容易にパターニングすること
ができるため、この発明によって得られた金属薄膜は、
電子部品の電極、多層基板の内部導体や外部導体、回路
基板上の導体、表示用の金属箔、等として有利に用いる
ことができる。
た。
意した。フィルム1としては、100℃程度の温度では
変形しないポリエチレンテレフタレートからなるものを
用い、後で形成する金属薄膜の転写性をより高めるため
、そのようなフィルム1に、シリコン・コートを施した
。
、ニッケル蒸着膜2を形成した。このニッケル蒸着膜2
の形成には、加速電圧10kVのエレクトロン・ビーム
加熱を用い、雰囲気圧力を5×10−4Torr以下と
した。得られたニッケル蒸着膜2の厚みは、0.1μm
であった(比較例1)。
2上に、電気めっきにより、ニッケルめっき膜3を形成
した。このとき、電気めっきは、電流密度を1A/dm
2 とし、めっき浴をスルファミン酸浴とし、ニッケル
蒸着膜2を(−)、ニッケル板を(+)として実施され
た。このようなめっき処理を3分間行ない、厚み1μm
のニッケルめっき膜3を得た(実施例1)。
に示すように、ニッケル蒸着膜2上に、無電解めっきに
より、ニッケルめっき膜3を形成した。このとき、無電
解めっきは、アルカリ性ヒドラジン浴を用い、液温80
℃で実施した。このようなめっき処理を4分間行ない、
厚み1μmのニッケルめっき膜3を得た(実施例2)。
2の各々について、転写性を評価するため、紙およびプ
ラスチック上への転写の試みた。まず、比較例1ならび
に実施例1および2の各々につき、金属薄膜の表面(す
なわち、比較例1ではニッケル蒸着膜2の表面、実施例
1および2ではニッケルめっき膜3の表面)に接着剤を
コーティングした。次いで、これら比較例1ならびに実
施例1および2の各々につき、ホットスタンピング法に
より、紙およびプラスチックの各々に金属薄膜の転写を
試みた。ホットスタンピング処理において、100kg
/cm2 の圧力を10秒間加えた。
理の温度を100℃にしたとき、金属薄膜(ニッケル蒸
着膜2)が紙およびプラスチックに転写することができ
たのに対し、実施例1および2の各々では、80℃の温
度であっても、紙およびプラスチックに金属薄膜(ニッ
ケル蒸着膜2およびニッケルめっき膜3)を転写するこ
とができた。
りに、金、銀、銅の各々を用いた場合についても、同様
の結果が得られた。また、これらの金属を用いて2層以
上としても同様の結果が得られた。
のフィルム4は、実験例1で用いたフィルム1と同じも
のとした。
0.1μmの銅蒸着膜5を形成した(比較例2)。なお
、蒸着条件は、実験例1と同様とした。
、厚み1μmのニッケルめっき膜6を形成した(実施例
3)。この電気めっき条件についても、実験例1と同様
とした。
着膜5上に、無電解めっきにより、厚み1μmのニッケ
ルめっき膜6を形成した(実施例4)。この無電解めっ
き条件についても、実験例1と同様とした。
の各々の転写性を評価するため、次のような実験を行な
った。
誘電体セラミックのスラリーを用意した。このスラリー
を、金属薄膜(比較例2では銅蒸着膜5、実施例3およ
び4ではニッケルめっき膜6)の表面にコーティングし
、乾燥した後、セラミックグリーンシート7の剥離を行
なった。比較例2では、セラミックグリーンシート7の
剥離にもかかわらず、銅蒸着膜5はフィルム4からまっ
たく剥がれなかった。他方、実施例3および4では、セ
ラミックグリーンシート7の剥離に伴われて、銅蒸着膜
5およびニッケルめっき膜6がフィルム4から剥離され
た。
っき膜6上にフォトレジストをコーティングした後、フ
ォトエッチング法により、積層セラミックコンデンサの
内部電極を形成するように、金属薄膜(銅蒸着膜5およ
びニッケルめっき膜6)のパターニングを行なった。
れた側の面上に、ドクターブレード法により、厚み10
〜15μmのセラミックグリーンシート7を成形した。 このセラミックグリーンシート7の成形には、前述した
非還元性誘電体セラミックのスラリーを用いた。
7を積重ね、積重ねごとに、熱圧着を行ない、それぞれ
の熱圧着の後で、フィルム4を剥離した。このとき、金
属薄膜がフィルム4側に残ることはなかった。
積層セラミックコンデンサを与える寸法にカットした後
、焼成し、次いで外部電極を形成し、積層セラミックコ
ンデンサを作製した。
部電極を金属ペーストのスクリーン印刷により形成した
従来の典型的な積層セラミックコンデンサに比べて、そ
の厚みが薄く、また、その厚みがセラミックシートの延
びる方向においてより均一であった。また、内部電極に
ポアなどの欠陥がないため、容量低下など、電気的特性
の劣化もみられなかった。
、蒸着により、厚み1μmの銅蒸着膜2を形成した(比
較例3)。なお、蒸着条件は実験例1と同様とした。
、蒸着により、厚み0.1μmの銅蒸着膜2を形成し、
さらに、銅蒸着膜2の上に、電気めっきにより、厚み1
μmの銅めっき膜3を形成した(実施例5)。なお、電
気めっき条件は、実験例1と同様とした。
着膜2の上に、無電解めっきにより、厚み1μmの銅め
っき膜3を形成した(実施例6)。なお、無電解めっき
条件は、実験例1と同様とした。
の各々の転写性を評価するため、次のような実験を行な
った。
びに実施例5および6の各々のものを2枚の板の間に挟
み、比較例3ならびに実施例5および6の各々と板とを
その接触面で接着剤により固定した。この状態で、板を
外方に向って引張り、フィルム1から銅蒸着膜2の剥離
力を調べたところ、比較例3では3000gであったの
に対し、実施例5および6の各々のものは2000gで
剥離した。
りが大きく、平面状のものが得られにくいため、フォト
エッチング法によるパターニングが困難であった。
に、蒸着により、厚み1μmのニッケル蒸着膜2を形成
した(比較例4)。なお、蒸着条件は実験例1と同様と
した。
、蒸着により、厚み0.1μmのニッケル蒸着膜2を形
成し、さらに、ニッケル蒸着膜2の上に、電気めっきに
より、厚み1μmのニッケルめっき膜3を形成した(実
施例7)。なお、電気めっき条件は、実験例1と同様と
した。
ケル蒸着膜2の上に、無電解めっきにより、厚み1μm
のニッケルめっき膜3を形成した(実施例8)。なお、
無電解めっき条件は、実験例1と同様とした。
の各々の転写性を評価するため、実験例1と同様に行な
ったところ、比較例4では、ホットスタンピング処理の
温度を100℃にしても転写できず、またニッケル蒸着
膜のひび割れが著しく、さらには反りも大きく、平面状
のものが得られにくいため、フォトエッチング法による
パターニングが困難であった。一方、実施例7および8
の各々のものは、80℃の温度で、紙およびプラスチッ
クに金属薄膜(ニッケル蒸着膜2およびニッケルめっき
膜3)を転写することができた。
連して説明したが、第1の金属層および第2の金属層の
各々に用いられる金属は、任意である。
金属層に接触して設けられる必要はない。たとえば、第
1の金属層と第2の金属層との間に、少なくとも1つの
第3の金属層が形成されていてもよい。この場合、第3
の金属層は、スパッタリング、電気めっき、無電解めっ
き、などの方法で形成されてもよい。
ルムは、たとえば樹脂から構成されるが、前述したよう
に、シリコン・コートのような転写性を向上させるため
の処理が施されていることを必須とするものではない。 フィルム自身を構成する材料として、本来的に金属との
付着力が小さいものを用いれば、敢えて転写性を向上さ
せるための表面処理を施す必要はない。
第2の金属層の材質を選択することにより、以下に説明
するようなものを構成することができる。
層としてニッケルを選択し、これを半導体磁器コンデン
サ用のセラミックグリーンシートの上に転写し、こうし
て準備したものを複数枚積み重ねたのち、焼成すること
により、セラミックグリーンシートの磁器化が行われる
とともに、その後の再酸化処理により、銅がセラミック
に拡散し、半導体磁器の粒界の絶縁体化が行われ、粒界
絶縁型の積層セラミックコンデンサが得られる。
、第2の金属層として銅、第3の金属層としてアルミニ
ウムを選択し、これをセラミックグリーンシートの上に
転写し、こうして準備したものを複数枚積み重ねたのち
、焼成すると、アルミニウムがAl2 O3 になり、
銅の拡散防止層となる。これを積層セラミックコンデン
サの製造に適用すれば、内部電極となる銅がセラミック
層に拡散するのが防止されるため、特性、特に容量ばら
つきの少ない積層セラミックコンデンサが製造できる。 この場合、銅の代わりにニッケルで構成しても同様の効
果が得られる。
ケルまたは銅めっき膜(第2の金属層)5 銅蒸着膜
(第1の金属層)
Claims (8)
- 【請求項1】 フィルム上に蒸着により形成された第
1の金属層、および前記第1の金属層の上方に湿式めっ
きにより形成された第2の金属層を備える、転写性に優
れた金属薄膜。 - 【請求項2】 前記湿式めっきは、電気めっきである
、請求項1に記載の金属薄膜。 - 【請求項3】 前記湿式めっきは、無電解めっきであ
る、請求項1に記載の金属薄膜。 - 【請求項4】 前記第1の金属層と前記第2の金属層
とは、互いに異種の金属からなる、請求項1ないし3の
いずれかに記載の金属薄膜。 - 【請求項5】 前記第1の金属層と前記第2の金属層
とは、互いに同種の金属からなる、請求項1ないし3の
いずれかに記載の金属薄膜。 - 【請求項6】 フィルム上に蒸着により第1の金属層
を形成し、前記第1の金属層の上方に湿式めっきにより
第2の金属層を形成する、各ステップを備える、転写性
に優れた金属薄膜の製造方法。 - 【請求項7】 前記湿式めっきは、電気めっきである
、請求項6に記載の金属薄膜の製造方法。 - 【請求項8】 前記湿式めっきは、無電解めっきでで
ある、請求項6に記載の金属薄膜の製造方法。
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