JPS6367329B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 基体上に第１の導電ペースト層をスクリーン
してコンデンサ電極を形成し、 該第１の導電ペースト層を乾燥させ、該第１の
層上に第２の誘電体ペースト層をスクリーンして
コンデンサ誘導体を形成し、 該第２の誘電体ペースト層を乾燥させ、 該第２の層上に導体粒子を含有する分子を含有
する有機金属ペーストの第３の層をスクリーンし
て第２のコンデンサ電極を形成し、 該第３のペースト層を乾燥させ、 第１、第２及び第３の層を加熱し、かつ該第３
の層が２ミクロンの最大厚みを有する導電粒子の
層に減少するまで前記加熱を継続し、 前記第３の層をトリミングしてこれによつて形
成される電極寸法及び容量値を調整するステツプ
を含むフイルムコンデンサの製造方法。 ２ 前記第２の層が付着される前に前記第１の層
を加熱するステツプ、及び前記第３の層が付着さ
れる前に前記第２の層を加熱するステツプを更に
含む請求の範囲第１項記載のフイルムコンデンサ
の製造方法。 ３ 前記有機金属ペーストの第３の層が付着され
る前に前記第２の誘電体層上に誘電体ペーストの
付加的な層が付着される請求の範囲第２項記載の
フイルムコンデンサの製造方法。 ４ 前記有機金属は金原子を含有する分子を含む
請求の範囲記載第１項のフイルムコンデンサの製
造方法。 ５ 前記第３の層は１ミクロン程度の厚みに減少
せしめられる請求の範囲第４項記載のフイルムコ
ンデンサの製造方法。 ６ 前記第３の層は低エネルギーレーザービーム
を使用してトリミングされる請求の範囲第５項記
載のフイルムコンデンサの製造方法。 ７ 基体、 乾燥され、加熱されて第１の電極を形成する導
電ペーストにより形成される前記基体上の第１の
導電層、 乾燥され、加熱された誘電体ペーストにより形
成される前記第１の導電層上の誘電体層、 乾燥され、加熱された有機金属メーストにより
前記誘電体層上に形成され、前記有機金属ペース
トは、シンタされて相互に接触し第２のトリミン
グ調整可能な導体電極を形成する粒子によつて形
成される薄層を形成する導電性粒子を含有するも
のである第２導電層、を結合して備える調整可能
な厚膜コンデンサ。 ８ 前記有機金属ペーストは金原子を有する分子
を含有する請求の範囲第７項の厚膜コンデンサ。 ９ 前記第２の導電層は前記金原子で形成され、
かつ１ミクロン程度の厚みを有し、かつ低エネル
ギービームの使用によるトリミングに適している
請求の範囲第８項の厚膜コンデンサ。 １０ 前記基体は平坦なコンデンサチツプ担体で
ありかつ前記第１の導電層は前記担体の一方の側
の上にあり、さらに、前記担体の逆側の上にある
端子導体及び前記担体内を延在されて前記端子導
体を前記電極に接続する導体を具えている請求の
範囲第９項の厚膜コンデンサ。 発明の背景 低コストで量産でき、しかも正確に制御された
値をもつコンデンサを供給するには、製造作業の
最後でその値を調整できることが望ましい。コン
デンサは薄膜技術を用いても製造され、これにお
いてはレーザーを用いて１又はそれ以上の電極が
トリミングされ、容量値が調整される。しかしな
がらこの薄膜技術は、金属層及び誘電体層を真空
槽内における堆積により形成することを要する。
真空槽内でマスクを使用して層のパターンを画成
しているため、このプロセスは高度、複雑な装置
を使用する必要があり、時間がかかると共に高価
となる。 コンデンサはまた、工程をより簡易、安価にす
るため、スクリーン可能な厚膜層を用いても製造
される。その種の層は、薄膜層が１ミクロンの３
分の１程度なのに比べて、12ミクロン乃至30ミク
ロンとはるかに厚くなつている。電極の厚み及び
電極、誘電材料の特性のため、容量調整の際、コ
ンデンサに損傷を与えずにその一部を除去するこ
とができない。また、レーザトリミング中の短絡
を防止するため電極間に電圧を印加するというよ
うな、薄膜コンデンサに使用される手法は厚膜コ
ンデンサには適用できないが、これは誘電体厚み
に基き必要となる大電圧がその誘電体の誘電体強
度を超えるかもしれないからである。 発明の要約 本発明の１つの目的は、調整可能なフイルムコ
ンデンサの簡易、安価な製造方法を提供すること
にある。 本発明の他の目的は、コンデンサを損傷するこ
となく容量値がレーザートリミングによつて調整
される厚膜コンデンサの製造方法を提供すること
にある。 本発明の更に他の目的は、一方の電極が極めて
薄く、低エネルギーを用いてトリミングされるた
め誘電体が貫通されることに伴う短絡を生じない
ような、コンデンサ製造用の厚膜プロセスを提供
することにある。 本発明の更に他の目的は、所望の値を正確に与
えるレーザートリミングを含む安価な厚膜チツプ
コンデンサ製造用プロセスを提供することにあ
る。 本発明の実施にあたつては、ハイブリツド・マ
イクロ電気回路上で使用できる厚膜コンデンサな
いしチツプコンデンサが、基体上に導電性ペース
ト層をスクリーニングすることによつて形成され
る。次にペースト層は乾燥、加熱され第１の電極
を形成する。次にこの電極上に１ないしそれ以上
の（一般には２個の）誘電体層がスクリーニング
によつて付着され、これらの層は乾燥、加熱され
る。この後に、この誘電体層上に、金原子ないし
は粒子を有する分子を含有する厚い、半ゲル状の
液体であり得る有機金属ペーストがスクリーンさ
れる。この層は乾燥、加熱され、高温により分子
が減少され、互いに接触し合つて連続的な導電性
電極を形成するシンタされた金のボールないしは
粒子の極めて薄い層が形成される。この薄い電極
上にレーザービームが照射され、所望の容量値を
与えるだけの頂部電極の所望部分が蒸発せしめら
れる。この電極は、例えば１ミクロンと極めて薄
いので、誘電体を貫通してコンデンサを短絡させ
たり、あるいはこれを損傷させたりすることのな
い低エネルギービームによつて電極を除去でき
る。このレーザービーム・トリミングのパターン
は容量値の正確な制御のため容量値がモニタされ
る場合には、計算機制御が可能である。 上述のようにして作成されたチツプコンデンサ
は、回路への接続を行うためその電極からチツプ
担体中の開口上のくぼみを通つてこのチツプ担体
上の端子パツドに延在されるメツキ導体を有し得
よう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプロセスのステツプを示し； 第２図は本発明に従つて製造されたコンデンサの
拡大断面図であり； 第３図は本発明のプロセスによつて製造されたチ
ツプコンデンサの斜視図であり；かつ 第４図は第３図の担体の底面図である。

【発明の詳細な説明】

第１図は、本発明によるコンデンサ製造プロセ
スのステツプを図示するもので、Ａ乃至Ｊ図が製
造の各段階を示している。 第１Ａ図に示す基体１０はマイクロ電気回路の
一部であつてもよく、あるいはチツプコンデンサ
の担体であつてもよい。基体１０はアルミナその
他の適宜な材料でよく、典型的には10乃至25ミル
の厚さを有していてもよい。基体１０上の層１２
は、金、白金銀、白金金や白金銀その他の任意の
公知導電ペースであり得よう。このペーストは基
体１０上に所望の形状でスクリーンされ、また30
ミクロン程度の厚みを有し得よう。 ペースト１２は、スクリーニング媒体の揮発性
成分が蒸発して粘着性がなくなるように乾燥せし
められることができる。これは次に850℃乃至
1000℃程度の温度で５乃至10分間加熱される。こ
の層は、乾燥処理により26ミクロン程度に減少
し、乾燥ペーストをシンタする加熱によつて更に
厚みが減少し、12乃至15ミクロンの最終厚みを有
する高密度の金属層になる。第１Ｂ図は加熱処理
後の導体層を載量する基体１０を図示する。 導体層１２が加熱されたのち、第１Ｃ図に示す
ように誘電体ペーストの層１４がスクリーンされ
る。このペーストは、Wilmington、Delawareの
E.I.Dupont DeNemours ＆ Co製造のNo.9950
やEast Newark、New JerseyのEngelhard
Minerals and Chemicals Corp製造のNo.Ａ―
2835等のlow―Ｋガラス誘電体混合物で有り得よ
う。この誘電体層１４は、塗布されたとき30乃至
40ミクロン程度の厚みを有し得よう。この層は、
まず室温で５乃至10分間、引続いて100℃乃至125
℃で10乃至15分間、乾燥せしめられる。乾燥後、
この誘導体層は850℃乃至950℃程度の温度で７乃
至10分間加熱される。この層１４は、乾燥及び加
熱処理によつて第１Ｄ図示のように15乃至20ミク
ロンの厚みに減少する。 表面の平滑度を良好にしかつピンホールを最小
とするために、第１Ｅ図示のように第２の誘電体
層１６を塗布すべきであることが見出された。こ
の層は、層１４と同一材料でかつ塗布時において
同一厚みとすることができる。２層の全厚みは、
第１Ｆ図示のように、30乃至45ミクロン程度とす
ることができる。以後の図示においては、２個の
層１４及び１６は単一層として示されよう。 誘導体層１４及び１６が加熱された後、第１Ｇ
図の１８に示すように第２の導電ペースト層が塗
布される。この導電層はコンデンサデバイスの頂
部電極であり、導電層１２に接続されていない。
これは、金、白金、パラジウム等の導電性金属原
子を有する分子を含む有機金属ペーストである。
この用途に適した物質は、Engelhard Minerals
and Chemical Corpから入手できるBright Gold
No.A3725及びNo.6340である。これは、15％乃至
18％程度の金を含有する厚い半ゲル状溶液であ
る。この層１８は、約25ミクロンの厚みの所望の
パターンで誘電体上にスクリーンされる。この有
機金属ペーストは、乾燥後約850℃の温度で加熱
される。これによつてペーストがシンタされて相
互に接触する微小な金のボール、板ないし粒子が
形成され、連続的な導電性電極が形成される。こ
の層は加熱によつて２ミクロンを越えない、好ま
しくは約１ミクロンの厚みの層に減少する。これ
は第１Ｈ図に層１８として図示されているが、こ
れは更に正確に図示すれば何倍も薄くなつてい
る。 上述の工程によつてテストされるべき完全なコ
ンデンサが製造される。電極１２，１８の寸法及
び誘電体１４，１６の厚みは、広範にわたつて所
望値を与えるように選択できる。しかしながら、
公差のため若干の値の変更がなされよう。これを
考慮すれば、寸法を大きめに選択しておき、頂部
の薄い電極１８をトリミングすることによつて減
じることができる。これは、第１Ｊ図示のように
電極１８にレーザービーム２０を照射してその一
部を蒸発させることにより達成される。電極１８
は極端に薄いので、極めて低エネルギーのビーム
が使用できる。これは、低エネルギーで足りると
いう点に加えて誘電体１４，１６を貫通せず、あ
るいはコンデンサに他の損傷を与えないという利
点もある。レーザービーム２０は、周知のよう
に、電極１８を横切る線を除去し又は任意の所望
パターンを与えるように照射される。 上述のように、薄い頂部電極用に白金又はパラ
ジウム粒子を有するペーストを使用することもで
きるが、金原子を含むペーストはこれら他の金属
に比べて電極のシート抵抗がはるかに低いという
利点を有している。電極が高抵抗であるとコンデ
ンサのＱが減少するので、金の使用は白金やパラ
ジウムを含有するペーストを使用して作成した場
合に比べて高Ｑを与える。 有機金属ペーストを形成する上述の物質、すな
わちEngelhard Bright Gold No.A3725及びNo.
6340は装飾用被覆用として知られているが、低エ
ネルギーを用いて容易にトリミングできる極めて
薄い電極を与える用途には使用されていない。発
明者は、１ミクロン程度の厚みを有する金粒子の
薄いシンタ層が効果的電極を形成し、かつ容量値
調整のため容易にトリミングできることを見出し
たのである。 上述のプロセスでは各ペースト層は次の層が塗
布される前に乾燥され加熱されたが、ある場合に
おいては次の層が塗布される前に各層を乾燥さ
せ、複数層を同時に加熱することもできる。これ
は、塗布されたペースト層から下部の乾燥された
層に溶媒がしみ込むという欠点を有する。次のペ
ースト層が塗布される前に層が加熱されると、こ
の作用は低減される。 第２図は、本発明に従つて製造されたコンデン
サの拡大断面図であり、これは一般には第１Ｊ図
と類似である。基体１０の厚みは重要ではなく、
個々の応用に基き決定されよう。前述したよう
に、これは10乃至25ミクロンの範囲となろう。第
１の白金―銀電極１２は12乃至15ミクロン（0.5
ミル）の範囲であり得る基準厚みＸを有してい
る。誘電体１４，１６はこの基準厚みの約２倍の
2Xないしそれ以上の厚みを有し得よう。前述し
たように、30乃至40ミクロンの厚みが好適であつ
た。頂部の金電極ははるかに薄く、Ｘの10分の１
ないしは１ミクロンの厚みを有する。 第２，３及び４図は、上述したプロセスで製造
されたチツプコンデンサを図示している。この場
合、コンデンサは、第１及び２図示の基体と一般
的には等価であるチツプ担体２２上に製造されて
いる。このチツプ担体２２はまたアルミナで形成
され得、15乃至25ミルの厚みを有し得よう。第１
の電極２４は、チツプ担体２２上に白金―銀導電
性ペーストを塗布することにより形成される。こ
れは、第３図示のようにパターンにスクリーンさ
れ、乾燥、加熱され約13ミクロン（0.5ミル）の
厚みを有する層を形成する。次に、電極２４で覆
れていないチツプ担体２２の残部を覆うために電
極２４上に誘電体物質２６が付着される。これ
は、前述したように、二層に付着され約30ミクロ
ンの厚みを形成する。次に、前述した方法によ
り、誘電体２６上に金の頂部電極２８が付着され
る。これは金の粒子を含有する分子を含む有機金
属ペーストであり得る。このペーストは約25ミク
ロンの厚みの所望パターンにスクリーンできる。
これが乾燥、加熱されると、前述したように１ミ
クロン程度の厚みを有する金粒子の導電層が形成
される。 第４図示のように、担体２２の底面はその上に
導電被覆３０及び３２を有し、これはチツプコン
デンサとプリント回路板その他の類似物との接続
を容易にする。被覆３０は担体２２中のくぼみに
おけるメツキ３４により底部電極２４と接続さ
れ、被覆３２は担体２２中のくぼみにおけるメツ
キ３６により接続され、誘電体２６中を頂部電極
２８までくぼみを連続させている。このように、
被覆３０及び３２は、回路中において第３図示の
チツプコンデンサを接続するための端子を形成す
る。 底部電極２４が導電性のメツキ３６まで延長さ
れておらず（第４図）、かつ頂部電極２８がメツ
キ３４と接続されない点に留意されたい。端子パ
ツドを電極２４に接続するため、必要に応じてチ
ツプ担体２２中の開口を通して付加的な導体が設
置される。担体２２の底部（第４図）には、周知
のようにチツプコンデンサの値を表示するための
バンド３８を有し得よう。 第３図のコンデンサの値は、上述のように薄い
頂部電極２８をトリミングすることによつて調整
され得る。電極２８は互いに結合する小さなシン
タされた誘電性の原子又は粒子によつて形成され
ているので、この目的のため低エネルギーレーザ
ービームを使用できる。そのような低エネルギー
ビームは、一般的に第２図示のように誘電体２６
を突抜くことなく極めて薄い層を蒸発させよう。
このトリミング処理によつてコンデンサが短絡し
たり、あるいはその他の損傷を受けることがな
い。容量値はトリミング中にモニタされ、極めて
高精度の値を有するコンデンサが作成される。 上述したプロセスを使用することにより厚膜コ
ンデンサが製造され、その値が調整され、極めて
高精度のコンデンサが低コストで提供される。厚
膜プロセスは公知の薄膜プロセスに比べて極めて
廉価であり、その頂部電極は極めて薄いために低
エネルギーレーザービームを用いてトリミングで
き、誘電体層の貫通その他コンデンサの損傷が生
じない。