JP2004289085A - Thin film laminated electronic component and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、積層電子部品に関し、詳しくは、小型で比較的大容量を取得することが可能な薄膜積層コンデンサなどの薄膜積層電子部品の製造方法及び薄膜積層電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、代表的な積層電子部品の一つである積層セラミックコンデンサは、通常、以下に説明するような方法により製造されている。
(1)まず、所定の大きさにカットされたセラミックグリーンシート上に電極ペーストを印刷し、乾燥させる。
(2)それから、このセラミックグリーンシートを所定の枚数だけ積層するとともに、その上下両側に電極ペーストが印刷されていないセラミックグリーンシートを積層した後、所定の条件で圧着することにより積層体を形成する。
(3)そして、この積層体をカットして個々の素子に分割した後、熱処理して、脱バインダー及び焼成を行う。
(4)次に、個々の素子(焼結体)に、電極ペーストを塗布して焼き付けることにより外部電極を形成する。
【0003】
従来は、このようにして、セラミック素子中に、セラミック層を介して複数の内部電極が配設され、かつ、所定の内部電極と導通する外部電極がセラミック素子の所定の位置に配設された構造を有するチップタイプの積層セラミックコンデンサを製造している。
【0004】
しかしながら、上記従来の積層セラミックコンデンサの製造方法の場合には、セラミック原料粉末の粒径より誘電体層の厚みが制約されるため、セラミック原料粉末の粒径よりも薄い誘電体層(セラミック層)を形成することは不可能である。
また、上記従来の製造方法では、誘電体層(セラミック層)の欠陥によるショートや電極切れを防止して、信頼性を確保しようとすると、誘電体層の厚みを3μm以下にすることは困難であり、積層セラミックコンデンサの小型、大容量化が制約されているのが実情である。
【0005】
そこで、上記問題点を解決するために、薄膜形成方法の一つであるスパッタリング法により誘電体層と内部導体層を形成するようにした薄膜積層コンデンサの製造方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方法によれば、スパッタリング法により、基板上にAl2O3、SiO2、TiO2、BaTiO3の薄膜(薄膜誘電体)と、電極膜(薄膜内部電極)を形成し、電極膜からの引き出し端子となる外部電極を、電極ペーストの塗布、焼き付けによって形成するようにしていることから、薄型の積層セラミックコンデンサを得ることが可能になる。
【0006】
また、絶縁基板上に、3層以上の薄膜内部電極と2層以上の薄膜誘電体(BaTiO3薄膜など)からなる薄膜積層体を形成し、内部電極層の端部を外方に延長し、この延長部分を含む絶縁基板の両端部に外部電極を乾式工法により形成するようにした積層コンデンサ(多層薄膜コンデンサ)の製造方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0007】
さらに、基板となるウェハー上に薄膜コンデンサを形成し、その上にパッシベーション層、カバー層を形成した後、ウェハーをラップ仕上げして所望の厚さにする方法も提案されている(例えば、特許文献3参照)。この方法においては、ラップ仕上げしたウェハーをガラスシートなどのキャリアに仮接着剤を用いて接着し、ウェハーを貫く平行なカットを行った後、シャドウマスクを用いたスパッタリングにより外部電極を形成するようにしている。さらにチップ分離のためのウェハーを貫くダイシングを行った後、仮接着剤の溶解または剥離によってコンデンサを得るようにしている。
【0008】
【特許文献1】
特開昭56−144523号公報
【特許文献2】
特開平2−121313号公報
【特許文献3】
特表2001−523898号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1及び2の薄膜形成方法を利用した積層コンデンサの製造方法においては、基板を含む端面に外部電極を形成するようにしているため、外部電極を形成する前に、基板上に形成された薄膜積層体をカットして、チップ形状に加工することが必要になる。そして、超小型のチップコンデンサを製造する場合、薄膜形成時のウエハー状態からチップ状態に分割(カット)した後に外部電極を形成しようとすると、外部電極の形成工程におけるハンドリングが困難で、生産効率が極めて悪いという問題がある。
【0010】
また、上記特許文献3の、薄膜コンデンサを形成したウェハーをキャリアに仮接着した後、加工を行う方法の場合、上記特許文献1又は2で生じるような問題は生じないが、ウェハーのラップ加工時に、チップコンデンサとしての厚みまでラップ加工することが必要であり、ラップ後のウェハーのハンドリングの問題から、あまり薄くすることができないという問題がある。
【0011】
なお、上記の問題点は薄膜積層コンデンサの場合に限らず、その他の薄膜積層電子部品にも当てはまるものである。
【0012】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、効率よく、かつ経済的に、小型、高性能の薄膜積層電子部品を製造することが可能な薄膜積層電子部品の製造方法及びかかる方法により効率よく製造することが可能な薄膜積層電子部品を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明(請求項1)の薄膜積層電子部品の製造方法は、
成膜基板と、該成膜基板上に薄膜誘電体と薄膜内部電極を交互に積層することにより形成された積層体と、所定の薄膜内部電極と導通する外部電極とを具備する薄膜積層電子部品の製造方法において、
(a)成膜基板上に、薄膜誘電体と薄膜内部電極を交互に積層することにより、薄膜誘電体を介して互いに対向する各薄膜内部電極が所定の一方向に交互に位置ずれして配設された積層体を形成する工程と、
(b)前記積層体の上面に保護層を配設する工程と、
(c)成膜基板、積層体及び保護層を備えた積層構造体を、前記積層体を構成する薄膜内部電極の位置ずれした部分において、該位置ずれ方向と略直交する方向に、前記保護層側からカットすることにより、積層体を厚み方向全体にカットするとともに、成膜基板を厚み方向途中部分までカットするハーフカット溝を形成する工程と、
(d)前記積層構造体の表面の所定の位置に外部電極を形成する工程と、
(e)前記保護層側とは反対側の面から、前記成膜基板の少なくとも前記ハーフカット溝に対応する位置を、前記ハーフカット溝にまで達するまで除去することにより、前記ハーフカット溝を貫通させる工程と
を具備することを特徴としている。
【0014】
本願発明(請求項1)の薄膜積層電子部品の製造方法においては、成膜基板上に形成された積層体の上面に保護層を形成した状態で、薄膜内部電極が位置ずれした部分を、該位置ずれ方向と略直交する方向に、保護層側からカットすることにより、積層体を厚み方向全体にカットし、成膜基板を厚み方向途中部分までカットするようなハーフカット溝を形成するとともに、積層構造体の表面の所定の位置に外部電極を形成した後、保護層側とは反対側の面から、成膜基板の少なくともハーフカット溝に対応する位置を、ハーフカット溝にまで達するまで除去することにより、ハーフカット溝を貫通させるようにしているので、積層構造体を成膜基板ごとに個々の素子に分割する前の段階で、外部電極を効率よく形成することが可能になる。
すなわち、本願発明(請求項1)の薄膜積層電子部品の製造方法によれば、個々の素子に分割した後、外部電極を形成する場合のようなハンドリングの困難さを伴わずに、効率よく、かつ、経済的に、小型、高性能の薄膜積層電子部品を製造することが可能になる。
【0015】
また、保護層側とは反対側の面から、成膜基板の少なくともハーフカット溝に対応する位置を、ハーフカット溝にまで達するまで除去することにより、ハーフカット溝を貫通させるようにしているので、積層構造体のハーフカット端面に形成された外部電極が除去されてしまうことがなく、外部電極と薄膜内部電極との接続信頼性の高い薄膜積層電子部品を効率よく製造することが可能になる。
【0016】
また、積層体の上面に保護層を形成しているので、耐湿性や耐衝撃性などに優れた信頼性の高い薄膜積層電子部品を提供することが可能になる。
【0017】
また、請求項2の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記外部電極を形成するにあたって、前記保護層の上面、及び前記積層構造体のハーフカット端面に外部電極を形成した後、前記保護層の上面に形成されている部分の一部を除去することにより、2以上に分割された外部電極を形成することを特徴としている。
【0018】
外部電極の、保護層の上面に形成されている部分の一部を除去することによって、外部電極を2以上に分割するようにした場合、マスクを用いて所定の位置に外部電極を形成する場合に比べて、位置精度よく外部電極を形成することが可能になり、コストの低減を図ることが可能になる。
【0019】
また、請求項3の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記ハーフカット溝を貫通させる工程で、前記保護層側とは反対側の面から、前記成膜基板の全面を研磨することにより、前記ハーフカット溝を貫通させることを特徴としている。
【0020】
ハーフカット溝を貫通させるにあたって、保護層側とは反対側の面から、成膜基板の全面を研磨してハーフカット溝を貫通させることにより、成膜基板の厚みを薄くして、薄膜積層電子部品全体の高さを低くすることが可能になり、より一層の低背化を図ることが可能になる。
【0021】
また、請求項4の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記保護層がガラス又はポリイミドからなるものであることを特徴としている。
【0022】
保護層の構成材料として、ガラスやポリイミドを用いることにより、厚みの大きい保護層を形成して、十分な機械的補強効果を得ることが可能になる。
【0023】
また、請求項5の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記外部電極を形成する工程の前に、前記保護層の表面粗さを増大させる工程を含むことを特徴としている。
【0024】
保護層の表面粗さを増大させた後、外部電極を形成することにより、外部電極と保護層の密着強度が上昇し、ハーフカット時の外部電極の剥離を防止することが可能になる。
【0025】
また、本願発明(請求項6)の薄膜積層電子部品の製造方法は、
成膜基板と、該成膜基板上に薄膜誘電体と薄膜内部電極を交互に積層することにより形成された積層体と、所定の薄膜内部電極と導通する外部電極とを具備する薄膜積層電子部品の製造方法において、
(a)成膜基板上に、薄膜議電体と薄膜内部電極を交互に積層することにより、薄膜誘電体を介して互いに対向する各薄膜内部電極が所定の一方向に交互に位置ずれして配設された積層体を形成する工程と、
(b)前記積層体の上面に保護基板を接合する工程と、
(c)成膜基板、積層体及び保護基板を備えた積層構造体を、前記積層体を構成する薄膜内部電極の位置ずれした部分において、該位置ずれ方向と略直交する方向に、前記保護基板側からカットすることにより、積層体を厚み方向全体にカットするとともに、成膜基板を厚み方向途中部分までカットするハーフカット溝を形成する工程と、
(d)前記積層構造体の表面の所定の位置に外部電極を形成する工程と、
(e)前記保護基板側とは反対側の面から、前記成膜基板の少なくとも前記ハーフカット溝に対応する位置を、前記ハーフカット溝にまで達するまで除去することにより、前記ハーフカット溝を貫通させる工程と
を具備することを特徴としている。
【0026】
本願発明(請求項6)の薄膜積層電子部品の製造方法においては、成膜基板上に形成された積層体の上面に保護基板を接合した状態で、保護基板側からカットすることにより、積層体を厚み方向全体にカットし、成膜基板を厚み方向途中部分までカットするようなハーフカット溝を形成するとともに、積層構造体の表面の所定の位置に外部電極を形成した後、保護基板側とは反対側の面から、ハーフカット溝にまで達する溝を形成するようにしているので、積層構造体を成膜基板ごとに個々の素子に分割する前の段階で、外部電極を効率よく形成することが可能になる。
【0027】
すなわち、本願発明(請求項6)の薄膜積層電子部品の製造方法によれば、個々の素子に分割した後、外部電極を形成する場合のようなハンドリングの困難さを伴わずに、効率よく、かつ、経済的に、小型、高性能の薄膜積層電子部品を製造することが可能になる。
【0028】
また、保護基板側とは反対側の面から、成膜基板の少なくともハーフカット溝に対応する位置を、ハーフカット溝にまで達するまで除去することにより、ハーフカット溝を貫通させるようにしているので、積層構造体のハーフカット端面に形成された外部電極が除去されてしまうことがなく、外部電極と薄膜内部電極との接続信頼性の高い薄膜積層電子部品を効率よく製造することが可能になる。
【0029】
また、積層体の上面に保護基板を配設しているので、耐湿性や耐衝撃性などに優れた信頼性の高い薄膜積層電子部品を提供することが可能になる。
なお、保護基板としては、耐熱性を備えた種々の絶縁物を用いることが可能である。また、積層体の上面に保護基板を接合するにあたっては、種々の接合剤を介して積層体の上面に保護基板を接合することが可能である。
【0030】
また、請求項7の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記外部電極を形成するにあたって、前記保護基板の上面、及び前記積層構造体のハーフカット端面に外部電極を形成した後、前記保護基板の上面に形成されている部分の一部を除去することにより、2以上に分割された外部電極を形成することを特徴としている。
【0031】
外部電極の、保護基板の上面に形成されている部分の一部を除去することによって、外部電極を2以上に分割するようにした場合、マスクを用いて所定の位置に外部電極を形成する場合に比べて、位置精度よく外部電極を形成することが可能になり、コストの低減を図ることが可能になる。
【0032】
また、請求項8の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記ハーフカット溝を貫通させる工程で、前記成膜基板の全面を研磨することにより、前記ハーフカット溝を貫通させることを特徴としている。
【0033】
ハーフカット溝を貫通させる工程で、保護基板側とは反対側の面から、成膜基板の全面を研磨してハーフカット溝を貫通させることにより、成膜基板の厚みを薄くして、薄膜積層電子部品全体の高さを低くすることが可能になり、より一層の低背化を図ることが可能になる。
【0034】
また、請求項9の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記積層体の上面に前記保護基板を接合する工程において、保護基板として、少なくともその一方の主面にガラスペーストが焼き付けられた保護基板を用い、該ガラスペーストを焼き付けることにより形成されるガラス層を介して前記保護基板が前記積層体に接合されるように構成されていることを特徴としている。
【0035】
該ガラス層を介して保護基板を前記積層体に接合することにより、容易かつ確実に積層体の上面に保護基板が接合された積層構造体を形成することが可能になり、本願発明を実行あらしめることができる。
【0036】
また、請求項10の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記保護基板として、熱膨張係数が前記薄膜誘電体の熱膨張係数よりも大きいものを用いることを特徴としている。
【0037】
保護基板として、熱膨張係数が薄膜誘電体の熱膨張係数よりも大きいものを用いることにより、薄膜誘電体に引張り応力が生じることを抑制して、信頼性を損なうことなくチップ加工を行うことが可能になる。すなわち、積層構造体に保護基板を圧着する際に、高温で圧着される場合には、室温まで冷却する過程で薄膜誘電体よりも保護基板の方が収縮量が多くなり、薄膜誘電体に圧縮応力が加わる。これによって、ショートやリーク電流を抑えることが可能になり、信頼性を向上させることが可能になる。
【0038】
また、請求項11の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記積層体の上面に保護基板を接合する工程において、前記積層体と前記保護基板とは熱圧着によって接合されることを特徴としている。
【0039】
保護基板の接合方法としては、接着剤を用いることなども可能ではあるが、例えば、ガラス層を介して保護基板を積層体に接合する場合、熱圧着の方法により、容易かつ確実に保護基板の接合を行うことが可能になる。
【0040】
また、請求項12の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記積層体の上面に保護基板を接合する工程において、前記積層体と前記保護基板とは、前記ガラスペーストの焼き付け温度よりも低い温度で熱圧着されることによって接合されることを特徴としている。
【0041】
ガラスペーストの焼き付け温度よりも低い温度で熱圧着することにより、圧着時にガラスペーストが溶融して流れ出してしまうことを防止することが可能になる。なお、ガラスペーストが流れ出すような状態にまで溶融しなくても、ある程度軟化すれば圧着は可能である。
【0042】
また、請求項13の薄膜積層電子部品の製造方法は、前記積層体の上面に保護基板を接合する工程において、前記積層体と前記保護基板とは、前記薄膜誘電体の成膜温度よりも低い温度で熱圧着されることによって接合されることを特徴としている。
【0043】
積層体と保護基板を、薄膜誘電体の成膜温度よりも低い温度で熱圧着することにより、薄膜誘電体の変質によるショート不良などの発生を抑制、防止して、信頼性を向上させることが可能になる。
【0044】
また、請求項14の薄膜積層電子部品の製造方法は、成膜基板上に薄膜誘電体と薄膜内部電極が交互に積層され、かつ、所定の薄膜内部電極と導通する外部電極が配設された構造を有する薄膜積層コンデンサを製造する場合に用いられるものであることを特徴としている。
【0045】
本願発明の薄膜積層電子部品の製造方法は、成膜基板上に薄膜誘電体と薄膜内部電極が交互に積層され、かつ、所定の薄膜内部電極と導通する外部電極が配設された構造を有する薄膜積層コンデンサの製造方法に適用した場合に、超小型、大容量で、信頼性の高い薄膜積層コンデンサを効率よく、しかも経済的に製造することが可能になり、特に有意義である。
【0046】
また、本願発明(請求項15)の薄膜積層電子部品は、
成膜基板と、該成膜基板上に薄膜誘電体と薄膜内部電極を交互に積層することにより形成された積層体と、所定の薄膜内部電極と導通する外部電極とを具備する薄膜積層電子部品であって、
前記積層体の上面側に保護層が配設されており、かつ、
外部電極が、前記成膜基板、前記積層体及び前記保護層を備えた積層構造体のカット端面から、前記保護層の上面側に回り込むような態様で配設されていることを特徴としている。
【0047】
本願発明(請求項15)の薄膜積層電子部品は、積層体の上面側に、保護層が配設されており、かつ、外部電極が、積層構造体のカット端面(積層体の薄膜内部電極の取り出し面が含まれている)から、保護層の上面側に回り込むような態様で配設された構造を有しており、上述の本願請求項1の方法により、効率よく製造することが可能であることから、小型、高性能の薄膜積層電子部品を低コストで提供することが可能になる。
【0048】
また、請求項16の薄膜積層電子部品は、前記保護層がガラス又はポリイミドからなるものであることを特徴としている。
【0049】
保護層にガラス又はポリイミドを用いることにより、厚みの大きい保護層を備えた、信頼性の高い薄膜積層電子部品を提供することが可能になる。
【0050】
また、請求項17の薄膜積層電子部品は、前記保護層には、表面粗さを増大させる処理が施されていることを特徴としている。
【0051】
保護層の表面粗さを増大させる処理を施しているので、保護層上に形成された外部電極の、保護層に対する密着強度が上昇し、ハーフカット時の外部電極の剥離を防止することが可能になる。
【0052】
また、本願発明(請求項18)の薄膜積層電子部品は、
成膜基板と、該成膜基板上に薄膜誘電体と薄膜内部電極を交互に積層することにより形成された積層体と、所定の薄膜内部電極と導通する外部電極とを具備する薄膜積層電子部品であって、
前記積層体の上面側に保護基板が接合されており、かつ、
外部電極が、前記成膜基板、前記積層体及び前記保護基板を備えた積層構造体のカット端面から、前記保護基板の上面側に回り込むような態様で配設されていることを特徴としている。
【0053】
本願発明(請求項18)の薄膜積層電子部品は、積層体の上面側に、保護基板が接合されており、かつ、外部電極が、積層構造体のカット端面(積層体の薄膜内部電極の取り出し面が含まれている)から、保護基板の上面側に回り込むような態様で配設された構造を有しており、上述の本願請求項6の方法により、効率よく製造することが可能であることから、小型、高性能の薄膜積層電子部品を低コストで提供することが可能になる。
【0054】
また、請求項19の薄膜積層電子部品は、前記積層体と前記保護基板が、ガラスペーストを焼き付けたガラス層を介して接合されていることを特徴としている。
【0055】
該ガラス層を介して保護基板が積層体に接合されており、保護基板が高い保護機能を発揮するため、信頼性を向上させることが可能になる。
【0056】
また、請求項20の薄膜積層電子部品は、前記保護基板が、その熱膨張係数が前記薄膜誘電体の熱膨張係数よりも大きいことを特徴としている。
【0057】
保護基板として、熱膨張係数が薄膜誘電体の熱膨張係数よりも大きいものが用いられているので、薄膜誘電体に引張り応力が生じることを抑制して、信頼性を向上させることが可能になる。
すなわち、積層構造体に保護基板を圧着する際に、高温で圧着される場合には、室温まで冷却する過程で薄膜誘電体よりも保護基板の方が収縮量が多くなり、薄膜誘電体に圧縮応力が加わることによって、ショートやリーク電流を抑えることが可能になり、信頼性を向上させることが可能になる。
【0058】
また、請求項21の薄膜積層電子部品は、成膜基板上に薄膜誘電体と薄膜内部電極が交互に積層され、かつ、所定の薄膜内部電極と導通する外部電極が配設された構造を有する薄膜積層コンデンサであることを特徴としている。
【0059】
本願発明を、成膜基板上に薄膜誘電体と薄膜内部電極が交互に積層され、かつ、所定の薄膜内部電極と導通する外部電極が配設された構造を有する薄膜積層コンデンサに適用することにより、超小型、大容量で信頼性が高く、しかも経済性に優れた薄膜積層コンデンサを提供することが可能になる。
【0060】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【0061】
[実施形態1]
この実施形態1では、薄膜積層電子部品として、薄膜積層コンデンサを製造する場合を例にとって説明する。
【0062】
(1)まず、図1に示すように、0.5mm厚、50mm角の成膜基板(結晶化ガラス基板)1上に薄膜誘電体2及び薄膜電極(薄膜内部電極)3を交互に形成して積層することにより、薄膜誘電体2を介して互いに対向する各薄膜内部電極3が所定の一方向(図1では矢印Xの方向)に交互に位置ずれして配設された積層体4を形成した(図2参照)。
なお、具体的には、薄膜誘電体2(2a)として、150nm厚の(Ba,Sr)TiO3を、成膜基板1の全面に成膜基板温度600℃の条件で成膜した後、所定の平面形状を有する130nm厚のPt層(薄膜内部電極)3と、120nm厚の(Ba,Sr)TiO3層(薄膜誘電体)2を成膜し、この成膜工程を繰り返して、薄膜誘電体2と薄膜内部電極3(3a,3b)を交互に成膜した。そして、最後に(Ba,Sr)TiO3層(薄膜誘電体)2(2b)を150nmの膜厚で成膜した。
なお、薄膜誘電体2,2a,2bは、MOCVD法を用いて成膜基板1の全面に形成した。
また、薄膜内部電極3は、Siシャドウマスクを用いてスパッタ法により成膜した。Siシャドウマスクとしては、異方性エッチングにより作製した、所定のパターンを有するシャドウマスクを用いた。
また、薄膜内部電極3としては、幅(W1)が0.1mmのPt層3(3a)と、幅(W2)が0.12mmのPt層3(3b)を、重なり部分の長さ(L0)が260μmになるように交互に成膜した。
【0063】
(2)それから、積層体4の上面側の薄膜誘電体2(2b)上に、スピンコート法により、ガラスペーストを塗布した。このガラスペーストは、Bi−B−Si−Al系ガラスに、バインダー及び有機ビヒクルを配合してペースト化することにより作製したものである。なお、この実施形態1では、Bi−B−Si−Al系ガラスとして、ガラス転移点が450℃、ガラス軟化点が480℃のものを用いた。
ガラスペースト塗布した後、乾燥し、ガラスペーストの塗布面を上にして、表1に示す条件で空気中にて焼き付けを行うことにより保護層を形成し、図2に示すように、成膜基板1、積層体4及びガラス層6を備えた積層構造体5を得た。なお、焼付け後のガラス層6の厚みは約40μmである。
【0064】
【表1】
【0065】
(3)次に上記方法で成膜基板1上に積層体4及び保護層6を形成してなる積層構造体5の、保護層6側とは反対側の面が接着面となるように、支持冶具(図示せず)にワックスを用いて貼り付け、#800の耐水ペーパーを用いて保護層6の厚みが30μmになるまで研磨した。
【0066】
(4)その後、支持冶具から積層構造体5を剥がし、アセトンによる超音波洗浄を行った後、ダイシングテープに保護層6側と反対側の面が接着面となるように貼り付け、図3,図4に示すように、薄膜内部電極3を位置ずれさせた部分を、ダイシングソーを用いて0.11mmの深さまでハーフカットすることによりハーフカット溝11を形成した。
【0067】
(5)ハーフカットした積層構造体5をアセトン中で超音波洗浄し、乾燥させた後、スパッタ法により、ハーフカット溝11の側面及び底面を含む積層構造体5の全面に、Pt膜,Ni−Cr膜,Ni膜の順に成膜を行うことにより外部電極7を形成した(図5)。
【0068】
(6)その後、図6に示すように、積層構造体5の中央部分を、ダイシングソーを用いて5μmの深さまでハーフカットしてハーフカット溝12を形成することにより、外部電極7を2つに分割した。
【0069】
(7)次いで、ダイシングソーを用いて、ハーフカット溝11,12と直交する方向に、深さ0.12mmのハーフカット溝13を形成した(図7)。
【0070】
(8)そして、ハーフカット溝12,13が形成された積層構造体5を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥させた後、ハーフカットした面を、ワックスを用いて支持冶具(図示せず)に貼り付け、図8に示すように、成膜基板1の底面をユニット厚みが0.1mmになるまで研磨して、ハーフカット溝11及び13を貫通させた。研磨終了後、支持冶具ごとアセトン中に浸漬して、ワックスを溶融除去することにより、不要部分がカットされた、寸法が0.4mm×0.2mm×0.1mmのチップを得た。
【0071】
(9)それから、このチップをアセトン中で超音波洗浄し、乾燥させることにより、寸法が0.4mm×0.2mm×0.1mmの薄膜積層チップコンデンサを得た。図9は、得られた薄膜積層チップコンデンサ10を示す図である。図9に示すようにこの薄膜積層チップコンデンサ10は、成膜基板1と、成膜基板1上に薄膜誘電体2,2a,2bと、薄膜内部電極3を交互に積層することにより形成された積層体4と、積層体4の上面側に配設されたガラス層(保護層)6と、積層構造体5のカット端面5aから、ガラス層(保護層)6の上面側に回り込むような態様で配設された外部電極7とを備えている。
【0072】
このようにして得た薄膜積層チップコンデンサ10を、図10に示すように配線基板21上にはんだ付けし、外部電極7をはんだ20により配線基板21上の端子22に接続し、得られる静電容量の値を測定した。1kHz,100mVで20個測定を行った結果、平均値で静電容量10.8nF、誘電正接1.0%の良好な特性が得られることが確認された。
【0073】
なお、上記実施形態1では、保護層としてガラス層を形成した場合を例にとって説明したが、好ましい保護層の構成材料として、ポリイミドを用いることも可能である。また、本願発明においては、さらにその他の材料からなる保護層を用いることも可能である。
【0074】
[実施形態2]
この実施形態2でも、薄膜積層電子部品として、薄膜積層コンデンサを製造する場合を例にとって説明する。
【0075】
(1)まず、図11に示すように、0.5mm厚、20mm角の成膜基板(結晶化ガラス基板)1上に薄膜誘電体2及び薄膜電極(薄膜内部電極)3を交互に形成して積層することにより、薄膜誘電体2を介して互いに対向する各薄膜内部電極3が所定の一方向(図11では矢印Xの方向)に交互に位置ずれして配設された積層体4を形成した(図12参照)。
なお、具体的には、薄膜誘電体2(2a)として、150nm厚の(Ba,Sr)TiO3を、成膜基板1の全面に成膜基板温度600℃の条件で成膜した後、所定の平面形状を有する130nm厚のPt層(薄膜内部電極)3と、120nm厚の(Ba,Sr)TiO3層(薄膜誘電体)2を成膜し、この成膜工程を繰り返して、薄膜誘電体2と薄膜内部電極3(3a,3b)を交互に成膜した。そして、最後に(Ba,Sr)TiO3層(薄膜誘電体)2(2b)を150nmの膜厚で成膜した。
なお、薄膜誘電体2,2a,2bは、MOCVD法を用いて成膜基板1の全面に形成した。
また、薄膜内部電極3は、Siシャドウマスクを用いてスパッタ法により成膜した。Siシャドウマスクとしては、異方性エッチングにより作製した、所定のパターンを有するシャドウマスクを用いた。
【0076】
また、薄膜内部電極3としては、幅(W1)が0.1mmのPt層3(3a)と、幅(W2)が0.12mmのPt層3(3b)を、重なり部分の長さ(L0)が260μmになるように交互に成膜した。
【0077】
また、この実施形態2では、結晶化ガラス基板として、熱膨張係数が薄膜誘電体2の熱膨張係数よりも大きいガラス基板(熱膨張係数:約11ppm/℃)を用いた。なお、薄膜誘電体として用いられている(Ba,Sr)TiO3の熱膨張係数は、Ba:Sr比によって変わるが、通常は約6〜10ppm/℃の範囲である。
【0078】
(2)また、上記(1)で用いた結晶化ガラス基板と同じ材質の、0.05mm厚、19.5mm角の基板(熱膨張係数は約11ppm/℃)を保護基板として用い、その上にスピンコート法により、ガラスペーストを塗布した。このガラスペーストは、Bi−B−Si−Al系ガラスに、バインダー及び有機ビヒクルを配合してペースト化することにより作製したものである。なお、このBi−B−Si−Al系ガラスとしては、ガラス転移点が450℃、ガラス軟化点が480℃のものを用いた。
そして、ガラスペーストを塗布、乾燥後、表2に示す条件で焼き付けを行い、保護基板の一方の面にガラス層を形成した。
【0079】
【表2】
【0080】
なお、表2に示した条件のうち、440℃で保持するようにしているのは、バインダーを燃焼除去するためである。
また、表2の条件での熱処理後に、ガラスが完全に溶融し、ガラス中に気泡が残留していないことを確認した。
【0081】
(3)次に、図12に示すように、積層体4の上面、すなわち、最上層の誘電体2(2b)の上面と、保護基板31の一方の面(下面)に配設されたガラス層32が接するように、保護基板31のガラス層32が配設された面を下向きにして重ね、その上に19.5mm×19.5mm×1mmのアルミナ基板(図示せず)を重ねて、さらに3.8kgのステンレス製の錘をセットして、表3に示す条件で圧着を行った。これにより、図13に示すように、成膜基板1、積層体4、ガラス層32、保護基板31を備えた積層構造体5を得た。
【0082】
【表3】
【0083】
(4)次に、図14、図15に示すように、薄膜内部電極3を位置ずれさせた部分を、ダイシングソーを用いて0.21mmの深さまでハーフカットすることによりハーフカット溝11を形成した。
【0084】
(5)それから、ハーフカットした積層構造体5をアセトン中で超音波洗浄し、乾燥させた後、スパッタ法により、ハーフカット溝11の側面及び底面を含む積層構造体5の全面に、Pt膜,Ni−Cr膜,Ni膜の順に成膜を行うことにより、図16に示すように、外部電極7を形成した。
【0085】
(6)その後、図16、図17に示すように、積層構造体5の中央部分を、ダイシングソーを用いて5μmの深さまでハーフカットしてハーフカット溝12を形成することにより、外部電極7を2つに分割した。
【0086】
(7)そして、図18に示すように、ダイシングソーを用いて、ハーフカット溝11と直交する方向に、深さ0.22mmのハーフカット溝13を形成した。
【0087】
(8)それから、再び、ハーフカットした積層構造体5をアセトン中で超音波洗浄し、乾燥させた後、ハーフカットした面を、ワックスを用いて支持冶具(図示せず)に貼り付け、図19に示すように、成膜基板1の底面をユニット厚みが0.2mmになるまで研磨して、ハーフカット溝11及び13を貫通させた。研磨終了後、支持冶具ごとアセトン中に浸漬して、ワックスを溶融除去することにより、不要部分がカットされた、寸法が0.4mm×0.2mm×0.2mmのチップを得た。
【0088】
(9)それから、このチップをアセトン中で超音波洗浄し、乾燥させることにより、寸法が0.4mm×0.2mm×0.2mmの薄膜積層チップコンデンサを得た。図20は、得られた薄膜積層チップコンデンサを示す図である。図20に示すようにこの薄膜積層チップコンデンサ10aは、成膜基板1と、成膜基板1上に薄膜誘電体2,2a,2bと、薄膜内部電極3を交互に積層することにより形成された積層体4と、積層体4の上面側に、ガラス層32を介して接合された保護基板31と、成膜基板1、積層体4及び保護基板31を備えた積層構造体5のカット端面5aから、保護基板31の上面側に回り込むような態様で配設された外部電極7とを備えている。
【0089】
このようにして得られた薄膜積層チップコンデンサ10aを、図21に示すように配線基板21上にはんだ付けし、外部電極7をはんだ20により配線基板21上の端子22に接続し、得られる静電容量の値を測定した。1kHz,100mVで20個測定を行った結果、平均値で静電容量11.5nF、誘電正接1.4%の良好な特性が得られることが確認された。
【0090】
また、この実施形態2では、保護基板として、熱膨張係数が薄膜誘電体の熱膨張係数よりも大きいものを用いているので、薄膜誘電体に引張り応力が生じることを抑制して、信頼性を損なうことなくチップ加工を行うことが可能になり、ショートやリーク電流を抑えて信頼性を向上させることができる。
【0091】
なお、上記実施形態1及び2では薄膜積層チップコンデンサを例にとって説明したが、本願発明は、他の薄膜積層電子部品にも適用することが可能である。
【0092】
また、上記実施形態1及び2ではハーフカット溝を形成することにより外部電極を分割するようにしているが、マスクを用いて所定の2箇所以上の位置に外部電極を分割形成するように構成することも可能である。
【0093】
本願発明は、さらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、基板、薄膜誘電体及び薄膜内部電極を構成する材料や具体的な形状、形成方法、薄膜誘電体と薄膜内部電極の積層数、外部電極、保護層、保護基板を構成する材料や形成方法、各薄膜内部電極の具体的な位置ずれ量などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【0094】
【発明の効果】
上述のように、本願発明(請求項1)の薄膜積層電子部品の製造方法は、成膜基板上に形成された積層体の上面に保護層を形成した状態で、薄膜内部電極が位置ずれした部分を、該位置ずれ方向と略直交する方向に、保護層側からカットすることにより、積層体を厚み方向全体にカットし、成膜基板を厚み方向途中部分までカットするようなハーフカット溝を形成するとともに、積層構造体の表面の所定の位置に外部電極を形成した後、保護層側とは反対側の面から、成膜基板の少なくともハーフカット溝に対応する位置を、ハーフカット溝にまで達するまで除去することにより、ハーフカット溝を貫通させるようにしているので、積層構造体を成膜基板ごとに個々の素子に分割する前の段階で、外部電極を効率よく形成することができるようになる。すなわち、本願発明(請求項1)の薄膜積層電子部品の製造方法によれば、個々の素子に分割した後、外部電極を形成する場合のようなハンドリングの困難さを伴わずに、効率よく、かつ、経済的に、小型、高性能の薄膜積層電子部品を製造することができる。
また、保護層側とは反対側の面から、成膜基板の少なくともハーフカット溝に対応する位置を、ハーフカット溝にまで達するまで除去することにより、ハーフカット溝を貫通させるようにしているので、積層構造体のハーフカット端面に形成された外部電極が除去されてしまうことがなく、外部電極と薄膜内部電極との接続信頼性の高い薄膜積層電子部品を効率よく製造することが可能になる。
また、積層体の上面に保護層を形成しているので、耐湿性や耐衝撃性などに優れた信頼性の高い薄膜積層電子部品を提供することができる。
【0095】
また、請求項2の薄膜積層電子部品の製造方法のように、外部電極の、保護層の上面に形成されている部分の一部を除去することによって、外部電極を2以上に分割するようにした場合、マスクを用いて所定の位置に外部電極を形成する場合に比べて、位置精度よく外部電極を形成することが可能になり、コストの低減を図ることができる。
【0096】
また、請求項3の薄膜積層電子部品の製造方法のように、ハーフカット溝を貫通させるにあたって、保護層側とは反対側の面から、成膜基板の全面を研磨してハーフカット溝を貫通させることにより、成膜基板の厚みを薄くして、薄膜積層電子部品全体の高さを低くすることが可能になり、より一層の低背化を図ることができるようになる。
【0097】
また、請求項4の薄膜積層電子部品の製造方法のように、保護層の構成材料として、ガラスやポリイミドを用いることにより、厚みの大きい保護層を形成して、十分な機械的補強効果を得ることができる。
【0098】
また、請求項5の薄膜積層電子部品の製造方法のように、保護層の表面粗さを増大させた後、外部電極を形成することにより、外部電極と保護層の密着強度が上昇し、ハーフカット時の外部電極の剥離を防止することが可能になる。
【0099】
また、本願発明(請求項6)の薄膜積層電子部品の製造方法においては、成膜基板上に形成された積層体の上面に保護基板を接合した状態で、保護基板側からカットすることにより、積層体を厚み方向全体にカットし、成膜基板を厚み方向途中部分までカットするようなハーフカット溝を形成するとともに、積層構造体の表面の所定の位置に外部電極を形成した後、保護基板側とは反対側の面から、ハーフカット溝にまで達する溝を形成するようにしているので、積層構造体を成膜基板ごとに個々の素子に分割する前の段階で、外部電極を効率よく形成することができるようになる。すなわち、本願発明(請求項6)の薄膜積層電子部品の製造方法によれば、個々の素子に分割した後、外部電極を形成する場合のようなハンドリングの困難さを伴わずに、効率よく、かつ、経済的に、小型、高性能の薄膜積層電子部品を製造することができる。
また、保護基板側とは反対側の面から、成膜基板の少なくともハーフカット溝に対応する位置を、ハーフカット溝にまで達するまで除去することにより、ハーフカット溝を貫通させるようにしているので、積層構造体のハーフカット端面に形成された外部電極が除去されてしまうことがなく、外部電極と薄膜内部電極との接続信頼性の高い薄膜積層電子部品を効率よく製造することが可能になる。
また、積層体の上面に保護基板を配設しているので、耐湿性や耐衝撃性などに優れた信頼性の高い薄膜積層電子部品を提供することが可能になる。
なお、保護基板としては、耐熱性を備えた種々の絶縁物を用いることが可能である。
また、積層体の上面に保護基板を接合するにあたっては、種々の接合剤を介して積層体の上面に保護基板を接合することが可能である。
【0100】
請求項7の薄膜積層電子部品の製造方法のように、外部電極の、保護基板の上面に形成されている部分の一部を除去することによって、外部電極を2以上に分割するようにした場合、マスクを用いて所定の位置に外部電極を形成する場合に比べて、位置精度よく外部電極を形成することが可能になり、コストの低減を図ることができる。
【0101】
また、請求項8の薄膜積層電子部品の製造方法のように、ハーフカット溝を貫通させるにあたって、保護基板側とは反対側の面から、成膜基板の全面を研磨してハーフカット溝を貫通させることにより、成膜基板の厚みを薄くして、薄膜積層電子部品全体の高さを低くすることが可能になり、より一層の低背化を図ることができる。
【0102】
また、請求項9の薄膜積層電子部品の製造方法のように、保護基板として、少なくともその一方の主面にガラスペーストが焼き付けられた保護基板を用い、該ガラスペーストを焼き付けることにより形成されるガラス層を介して保護基板を積層体に接合することにより、容易かつ確実に積層体の上面に保護基板が接合された積層構造体を形成することが可能になる。
【0103】
また、請求項10の薄膜積層電子部品の製造方法のように、保護基板として、熱膨張係数が薄膜誘電体の熱膨張係数よりも大きいものを用いることにより、薄膜誘電体に引張り応力が生じることを抑制して、信頼性を損なうことなくチップ加工を行うことが可能になる。すなわち、積層構造体に保護基板を圧着する際に、高温で圧着される場合には、室温まで冷却する過程で薄膜誘電体よりも保護基板の方が収縮量が多くなり、薄膜誘電体に圧縮応力が加わることによって、ショートやリーク電流を抑えることが可能になり、信頼性を向上させることができるようになる。
【0104】
また、保護基板の接合方法としては、接着剤を用いることなども可能ではあるが、請求項11の薄膜積層電子部品の製造方法のように、例えば、ガラス層を介して保護基板を積層体に接合する場合、熱圧着の方法により、容易かつ確実に保護基板の接合を行うことが可能になる。
【0105】
また、請求項12の薄膜積層電子部品の製造方法のように、ガラスペーストの焼き付け温度よりも低い温度で熱圧着することにより、圧着時にガラスペーストが溶融して流れ出してしまうことを防止することが可能になる。
【0106】
また、請求項13の薄膜積層電子部品の製造方法のように、積層体と保護基板を、薄膜誘電体の成膜温度よりも低い温度で熱圧着することにより、薄膜誘電体の変質によるショート不良などの発生を抑制、防止して、信頼性を向上させることができる。
【0107】
また、請求項14の薄膜積層電子部品の製造方法のように、本願発明の薄膜積層電子部品の製造方法を、成膜基板上に薄膜誘電体と薄膜内部電極が交互に積層され、かつ、所定の薄膜内部電極と導通する外部電極が配設された構造を有する薄膜積層コンデンサの製造方法に適用した場合に、超小型、大容量で、信頼性の高い薄膜積層コンデンサを効率よく、しかも経済的に製造することが可能になる。
【0108】
また、本願発明(請求項15)の薄膜積層電子部品は、積層体の上面側に、保護層が配設されており、かつ、外部電極が、積層構造体のカット端面(積層体の薄膜内部電極の取り出し面が含まれている)から、保護層の上面側に回り込むような態様で配設された構造を有しており、上述の本願請求項1の方法により、効率よく製造することが可能であることから、小型、高性能の薄膜積層電子部品を低コストで提供することができる。
【0109】
また、請求項16の薄膜積層電子部品のように、保護層にガラス又はポリイミドを用いることにより、厚みの大きい保護層を備えた、信頼性の高い薄膜積層電子部品を提供することが可能になる。
【0110】
また、請求項17の薄膜積層電子部品は、保護層の表面粗さを増大させる処理を施しているので、保護層上に形成された外部電極の、保護層に対する密着強度が上昇し、ハーフカット時の外部電極の剥離を防止することができる。
【0111】
また、本願発明(請求項18)の薄膜積層電子部品は、積層体の上面側に、保護基板が接合されており、かつ、外部電極が、積層構造体のカット端面(積層体の薄膜内部電極の取り出し面が含まれている)から、保護基板の上面側に回り込むような態様で配設された構造を有しており、上述の本願請求項6の方法により、効率よく製造することが可能であることから、小型、高性能の薄膜積層電子部品を低コストで提供することが可能になる。
【0112】
また、請求項19の薄膜積層電子部品は、ガラス層を介して保護基板が積層体に接合されており、保護基板が高い保護機能を発揮するため、信頼性を向上させることが可能になる。
【0113】
また、請求項20の薄膜積層電子部品のように、保護基板として、熱膨張係数が薄膜誘電体の熱膨張係数よりも大きいものを用いることにより、薄膜誘電体に引張り応力が生じることを抑制して、信頼性を向上させることが可能になる。
すなわち、積層構造体に保護基板を圧着する際に、高温で圧着される場合には、室温まで冷却する過程で薄膜誘電体よりも保護基板の方が収縮量が多くなり、薄膜誘電体に圧縮応力が加わることによって、ショートやリーク電流を抑えることが可能になり、信頼性を向上させることが可能になる。
【0114】
また、請求項21のように、本願発明を、成膜基板上に薄膜誘電体と薄膜内部電極が交互に積層され、かつ、所定の薄膜内部電極と導通する外部電極が配設された構造を有する薄膜積層コンデンサに適用することにより、超小型、大容量で信頼性が高く、しかも経済性に優れた薄膜積層コンデンサを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の一実施形態(実施形態1)において、基板上に薄膜誘電体及び薄膜内部電極を積層することにより形成された積層体を示す透視平面図である。
【図2】本願発明の実施形態1において形成した積層体の要部を示す正面断面図である。
【図3】本願発明の実施形態1において、基板上に積層体が形成された積層構造体にハーフカット溝を形成した状態を示す透視平面図である。
【図4】本願発明の実施形態1において、基板上に積層体が形成された積層構造体にハーフカット溝を形成した状態を示す正面断面図である。
【図5】本願発明の実施形態1において、ハーフカット溝を形成した積層構造体に外部電極を形成した状態を示す正面断面図である。
【図6】本願発明の実施形態1において、積層構造体の上面にハーフカット溝を形成して外部電極を2つに分割した状態を示す正面断面図である。
【図7】本願発明の実施形態1において、異なる方向のハーフカット溝を形成した状態を示す平面図である。
【図8】本願発明の実施形態1において、成膜基板の底面を研磨して、薄膜積層電子部品(薄膜積層コンデンサ)を得る工程を示す図である。
【図9】本願発明の実施形態1において得た薄膜積層電子部品(薄膜積層コンデンサ)を示す断面図である。
【図10】本願発明の実施形態1において得た薄膜積層電子部品(薄膜積層コンデンサ)のマウント方法の一例を示す図である。
【図11】本願発明の一実施形態(実施形態2)において、基板上に薄膜誘電体及び薄膜内部電極を積層することにより形成された積層体を示す透視平面図である。
【図12】本願発明の実施形態2において形成した積層体の要部を示す正面断面図である。
【図13】本願発明の実施形態2において形成した積層構造体の要部を示す正面断面図である。
【図14】本願発明の実施形態2において、基板上に積層体が形成された積層構造体にハーフカット溝を形成した状態を示す透視平面図である。
【図15】本願発明の実施形態2において、基板上に積層体が形成された積層構造体にハーフカット溝を形成した状態を示す正面断面図である。
【図16】本願発明の実施形態2において、ハーフカット溝を形成した積層構造体に外部電極を形成した状態を示す正面断面図である。
【図17】本願発明の実施形態2において、積層構造体の上面にハーフカット溝を形成して外部電極を2つに分割した状態を示す正面断面図である。
【図18】本願発明の実施形態2において、異なる方向のハーフカット溝を形成した状態を示す透視平面図である。
【図19】本願発明の実施形態2において、成膜基板の底面を研磨して、薄膜積層電子部品(薄膜積層コンデンサ)を得る工程を示す図である。
【図20】本願発明の実施形態2において得た薄膜積層電子部品(薄膜積層コンデンサ)を示す断面図である。
【図21】本願発明の実施形態2において得た薄膜積層電子部品(薄膜積層コンデンサ)のマウント方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 成膜基板
2(2a,2b) 薄膜誘電体
3(3a,3b) 薄膜電極(薄膜内部電極)
4 積層体
5 積層構造体
5a 積層構造体のカット端面
6 ガラス層(保護層)
7 外部電極
10,10a 薄膜積層チップコンデンサ
11,12,13 ハーフカット溝
20 はんだ
21 配線基板
22 端子
31 保護基板
32 ガラス層
L0 重なり部分の長さ
W1,W2 薄膜電極の幅
X 所定の一方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer electronic component, and more particularly, to a method for manufacturing a thin film multilayer electronic component such as a thin film multilayer capacitor that is small and capable of obtaining a relatively large capacity, and a thin film multilayer electronic component.
[0002]
[Prior art]
For example, a multilayer ceramic capacitor, which is one of typical multilayer electronic components, is usually manufactured by the method described below.
(1) First, an electrode paste is printed on a ceramic green sheet cut to a predetermined size and dried.
(2) Then, a predetermined number of ceramic green sheets are stacked, and ceramic green sheets on which no electrode paste is printed are stacked on both upper and lower sides thereof, and then a laminated body is formed by pressure bonding under predetermined conditions. .
(3) Then, this laminate is cut and divided into individual elements, and then heat-treated to perform binder removal and firing.
(4) Next, an external electrode is formed by applying and baking an electrode paste on each element (sintered body).
[0003]
Conventionally, in this manner, a plurality of internal electrodes are disposed in the ceramic element through the ceramic layer, and external electrodes that are electrically connected to the predetermined internal electrode are disposed at predetermined positions of the ceramic element. A chip-type multilayer ceramic capacitor having a structure is manufactured.
[0004]
However, in the case of the above conventional method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor, since the thickness of the dielectric layer is restricted by the particle size of the ceramic raw material powder, the dielectric layer (ceramic layer) thinner than the particle size of the ceramic raw material powder. It is impossible to form
Further, in the above conventional manufacturing method, it is difficult to reduce the thickness of the dielectric layer to 3 μm or less in order to prevent short-circuits and electrode breaks due to defects in the dielectric layer (ceramic layer) and to ensure reliability. In fact, the fact that monolithic ceramic capacitors are limited in size and capacity.
[0005]
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a thin film multilayer capacitor in which a dielectric layer and an internal conductor layer are formed by sputtering, which is one of thin film forming methods, has been proposed (for example, patents). Reference 1). According to this method, Al is formed on the substrate by sputtering. 2 O 3 , SiO 2 TiO 2 , BaTiO 3 The thin film (thin film dielectric) and the electrode film (thin film internal electrode) are formed, and the external electrode serving as the lead terminal from the electrode film is formed by applying and baking the electrode paste. A multilayer ceramic capacitor can be obtained.
[0006]
Also, on the insulating substrate, three or more layers of thin film internal electrodes and two or more layers of thin film dielectric (BaTiO 3 A multilayer capacitor that forms a thin film laminate composed of a thin film, etc., extends the end of the internal electrode layer outward, and forms external electrodes on both ends of the insulating substrate including the extended portion by a dry method ( A method of manufacturing a multilayer thin film capacitor) has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
[0007]
Further, a method has been proposed in which a thin film capacitor is formed on a wafer to be a substrate, a passivation layer and a cover layer are formed thereon, and then the wafer is lapped to obtain a desired thickness (for example, Patent Documents). 3). In this method, a lapped wafer is bonded to a carrier such as a glass sheet using a temporary adhesive, and after making parallel cuts through the wafer, external electrodes are formed by sputtering using a shadow mask. ing. Further, after dicing through the wafer for chip separation, a capacitor is obtained by dissolving or peeling the temporary adhesive.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-56-144523
[Patent Document 2]
JP-A-2-121313
[Patent Document 3]
JP-T-2001-523898
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the multilayer capacitor manufacturing method using the thin film forming methods of
[0010]
In the case of the method of processing after temporarily bonding a wafer on which a thin film capacitor is formed in
[0011]
The above-mentioned problem is not limited to the case of the thin film multilayer capacitor, but also applies to other thin film multilayer electronic components.
[0012]
The present invention solves the above-described problems, and can efficiently and economically produce a thin-film laminated electronic component having a small size and a high performance, and a method for producing such a thin-film laminated electronic component. An object of the present invention is to provide a thin film laminated electronic component that can be manufactured well.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a thin film laminated electronic component of the present invention (Claim 1)
Thin film multilayer electronic component comprising: a film formation substrate; a laminate formed by alternately laminating thin film dielectrics and thin film internal electrodes on the film formation substrate; and an external electrode electrically connected to a predetermined thin film internal electrode In the manufacturing method of
(A) By alternately laminating thin film dielectrics and thin film internal electrodes on the film formation substrate, the thin film internal electrodes facing each other through the thin film dielectric are alternately displaced in a predetermined direction. Forming a laminated body provided; and
(B) providing a protective layer on the top surface of the laminate;
(C) In the laminated structure provided with the film formation substrate, the laminated body, and the protective layer, the protective layer is arranged in a direction substantially perpendicular to the misalignment direction at a position where the thin film internal electrode constituting the laminated body is misaligned. By cutting from the side, the laminate is cut in the entire thickness direction, and the step of forming a half cut groove for cutting the film formation substrate to the middle in the thickness direction,
(D) forming an external electrode at a predetermined position on the surface of the laminated structure;
(E) The half-cut groove is penetrated by removing at least a position corresponding to the half-cut groove of the film formation substrate from the surface opposite to the protective layer side until reaching the half-cut groove. Process
It is characterized by comprising.
[0014]
In the method for manufacturing a thin film laminated electronic component according to the present invention (Claim 1), the portion where the thin film internal electrode is displaced in a state where the protective layer is formed on the upper surface of the laminate formed on the film formation substrate, By cutting from the protective layer side in a direction substantially perpendicular to the displacement direction, the laminate is cut in the entire thickness direction, and a half-cut groove is formed that cuts the film formation substrate to the middle in the thickness direction, After forming the external electrode at a predetermined position on the surface of the laminated structure, remove at least the position corresponding to the half-cut groove on the film formation substrate from the surface opposite to the protective layer until it reaches the half-cut groove. By doing so, since the half-cut grooves are penetrated, it is possible to efficiently form the external electrodes at a stage before the laminated structure is divided into individual elements for each film formation substrate.
That is, according to the method for manufacturing a thin-film laminated electronic component of the present invention (Claim 1), after dividing into individual elements, without the difficulty of handling as in the case of forming an external electrode, efficiently, And economically, it becomes possible to manufacture a small-sized and high-performance thin-film laminated electronic component.
[0015]
In addition, since the position corresponding to at least the half cut groove of the film formation substrate is removed from the surface opposite to the protective layer side until reaching the half cut groove, the half cut groove is penetrated. The external electrode formed on the half-cut end face of the multilayer structure is not removed, and it is possible to efficiently manufacture a thin film multilayer electronic component with high connection reliability between the external electrode and the thin film internal electrode. .
[0016]
Further, since the protective layer is formed on the upper surface of the laminated body, it is possible to provide a highly reliable thin film laminated electronic component having excellent moisture resistance and impact resistance.
[0017]
Further, in the method of manufacturing a thin film multilayer electronic component according to
[0018]
When the external electrode is divided into two or more by removing a part of the external electrode formed on the upper surface of the protective layer, and when the external electrode is formed at a predetermined position using a mask Compared to the above, it becomes possible to form the external electrode with high positional accuracy, and it is possible to reduce the cost.
[0019]
Further, in the method of manufacturing a thin film laminated electronic component according to
[0020]
When penetrating the half-cut groove, the entire surface of the film-forming substrate is polished from the surface opposite to the protective layer side to penetrate the half-cut groove, thereby reducing the thickness of the film-forming substrate and thin-film stacked electrons. It becomes possible to reduce the height of the entire part, and to further reduce the height.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a thin film laminated electronic component, wherein the protective layer is made of glass or polyimide.
[0022]
By using glass or polyimide as a constituent material of the protective layer, it is possible to form a protective layer having a large thickness and obtain a sufficient mechanical reinforcement effect.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film laminated electronic component including a step of increasing the surface roughness of the protective layer before the step of forming the external electrode.
[0024]
By forming the external electrode after increasing the surface roughness of the protective layer, the adhesion strength between the external electrode and the protective layer is increased, and it is possible to prevent the external electrode from being peeled off during half-cutting.
[0025]
Moreover, the manufacturing method of the thin film laminated electronic component of the present invention (Claim 6) is as follows:
Thin film multilayer electronic component comprising: a film formation substrate; a laminate formed by alternately laminating thin film dielectrics and thin film internal electrodes on the film formation substrate; and an external electrode electrically connected to a predetermined thin film internal electrode In the manufacturing method of
(A) By alternately laminating thin film current collectors and thin film internal electrodes on the film formation substrate, the respective thin film internal electrodes facing each other via the thin film dielectric are alternately displaced in a predetermined direction. Forming a disposed laminate; and
(B) bonding a protective substrate to the upper surface of the laminate;
(C) In the laminated structure including the film formation substrate, the laminate, and the protective substrate, the protective substrate in a direction substantially perpendicular to the misalignment direction in the misaligned portion of the thin film internal electrode constituting the laminate. By cutting from the side, the laminate is cut in the entire thickness direction, and the step of forming a half cut groove for cutting the film formation substrate to the middle in the thickness direction,
(D) forming an external electrode at a predetermined position on the surface of the laminated structure;
(E) The half-cut groove is penetrated by removing at least a position corresponding to the half-cut groove of the film-forming substrate from the surface opposite to the protective substrate side until reaching the half-cut groove. Process
It is characterized by comprising.
[0026]
In the method for manufacturing a thin film laminated electronic component according to the present invention (Claim 6), the laminated body is cut from the protective substrate side in a state where the protective substrate is bonded to the upper surface of the laminated body formed on the film formation substrate. Are cut in the entire thickness direction, forming a half-cut groove that cuts the film formation substrate to the middle in the thickness direction, and forming an external electrode at a predetermined position on the surface of the laminated structure. Since a groove reaching the half-cut groove is formed from the opposite surface, external electrodes are efficiently formed before the laminated structure is divided into individual elements for each film formation substrate. It becomes possible.
[0027]
That is, according to the method for manufacturing a thin-film laminated electronic component of the present invention (Claim 6), it is efficiently divided without difficulty in handling as in the case of forming an external electrode after being divided into individual elements, And economically, it becomes possible to manufacture a small-sized and high-performance thin-film laminated electronic component.
[0028]
In addition, since the position corresponding to at least the half cut groove of the film formation substrate is removed from the surface opposite to the protective substrate side until reaching the half cut groove, the half cut groove is penetrated. The external electrode formed on the half-cut end face of the multilayer structure is not removed, and it is possible to efficiently manufacture a thin film multilayer electronic component with high connection reliability between the external electrode and the thin film internal electrode. .
[0029]
Further, since the protective substrate is disposed on the upper surface of the laminate, it is possible to provide a highly reliable thin film laminated electronic component having excellent moisture resistance and impact resistance.
Note that various insulating materials having heat resistance can be used as the protective substrate. Moreover, when bonding a protective substrate to the upper surface of a laminated body, it is possible to bond a protective substrate to the upper surface of a laminated body through various bonding agents.
[0030]
Further, in the method of manufacturing a thin film multilayer electronic component according to
[0031]
When the external electrode is divided into two or more by removing a part of the external electrode formed on the upper surface of the protective substrate, and when the external electrode is formed at a predetermined position using a mask Compared to the above, it becomes possible to form the external electrode with high positional accuracy, and it is possible to reduce the cost.
[0032]
The thin-film laminated electronic component manufacturing method according to claim 8 is characterized in that in the step of penetrating the half-cut groove, the half-cut groove is penetrated by polishing the entire surface of the film formation substrate.
[0033]
In the process of penetrating the half-cut groove, the entire surface of the film-forming substrate is polished from the surface opposite to the protective substrate side to penetrate the half-cut groove, thereby reducing the thickness of the film-forming substrate and thin film stacking It becomes possible to reduce the height of the entire electronic component, and to further reduce the height.
[0034]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film multilayer electronic component comprising: a protective substrate having a glass paste baked on at least one main surface thereof as a protective substrate in the step of bonding the protective substrate to the upper surface of the multilayer body. It is characterized in that the protective substrate is joined to the laminate through a glass layer formed by baking the glass paste.
[0035]
By bonding a protective substrate to the laminate through the glass layer, it becomes possible to easily and reliably form a laminated structure in which the protective substrate is bonded to the upper surface of the laminate, and the present invention is implemented. It can be tightened.
[0036]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a thin film multilayer electronic component, wherein the protective substrate is one having a thermal expansion coefficient larger than that of the thin film dielectric.
[0037]
By using a protective substrate having a thermal expansion coefficient larger than that of the thin film dielectric, it is possible to suppress the occurrence of tensile stress in the thin film dielectric and perform chip processing without impairing reliability. It becomes possible. In other words, when the protective substrate is pressure-bonded to the laminated structure, if it is pressure-bonded at a high temperature, the protective substrate shrinks more than the thin-film dielectric during the process of cooling to room temperature, and is compressed into the thin-film dielectric. Stress is applied. As a result, it is possible to suppress a short circuit and a leakage current, and it is possible to improve reliability.
[0038]
The method for manufacturing a thin film multilayer electronic component according to
[0039]
Although it is possible to use an adhesive as a method for bonding the protective substrate, for example, when the protective substrate is bonded to the laminate through a glass layer, the protective substrate can be easily and reliably bonded by a thermocompression bonding method. Bonding can be performed.
[0040]
Moreover, the manufacturing method of the thin film multilayer electronic component of
[0041]
By thermocompression bonding at a temperature lower than the baking temperature of the glass paste, it is possible to prevent the glass paste from melting and flowing out during the compression bonding. Even if the glass paste does not melt to such a state that it flows out, it can be crimped if it softens to some extent.
[0042]
Further, in the method of manufacturing a thin film multilayer electronic component according to
[0043]
By thermocompression bonding the laminated body and the protective substrate at a temperature lower than the film forming temperature of the thin film dielectric, the occurrence of short-circuit defects due to the deterioration of the thin film dielectric can be suppressed and prevented, and the reliability can be improved. It becomes possible.
[0044]
In the method of manufacturing a thin film laminated electronic component according to claim 14, thin film dielectrics and thin film internal electrodes are alternately laminated on a film formation substrate, and external electrodes that are electrically connected to predetermined thin film internal electrodes are disposed. It is used when manufacturing a thin film multilayer capacitor having a structure.
[0045]
The method of manufacturing a thin film multilayer electronic component according to the present invention has a structure in which thin film dielectrics and thin film internal electrodes are alternately stacked on a film formation substrate, and external electrodes that are electrically connected to predetermined thin film internal electrodes are disposed. When applied to a method for manufacturing a thin film multilayer capacitor, it is possible to manufacture an ultra-small, large-capacity and highly reliable thin film multilayer capacitor efficiently and economically, which is particularly significant.
[0046]
Moreover, the thin film laminated electronic component of the present invention (Claim 15) is:
Thin film multilayer electronic component comprising: a film formation substrate; a laminate formed by alternately laminating thin film dielectrics and thin film internal electrodes on the film formation substrate; and an external electrode electrically connected to a predetermined thin film internal electrode Because
A protective layer is disposed on the upper surface side of the laminate, and
The external electrode is arranged in such a manner as to wrap around the upper surface side of the protective layer from the cut end surface of the laminated structure including the film formation substrate, the laminated body, and the protective layer.
[0047]
In the thin film laminated electronic component of the present invention (Claim 15), the protective layer is disposed on the upper surface side of the laminated body, and the external electrode is a cut end face of the laminated structure (the thin film internal electrode of the laminated body). It has a structure that is arranged in such a manner as to wrap around the upper surface side of the protective layer from the extraction surface is included, and can be efficiently manufactured by the method of
[0048]
The thin film laminated electronic component of claim 16 is characterized in that the protective layer is made of glass or polyimide.
[0049]
By using glass or polyimide for the protective layer, it is possible to provide a highly reliable thin film laminated electronic component having a thick protective layer.
[0050]
The thin film multilayer electronic component according to claim 17 is characterized in that the protective layer is subjected to a treatment for increasing the surface roughness.
[0051]
Since the surface roughness of the protective layer is increased, the adhesion strength of the external electrode formed on the protective layer to the protective layer is increased, and it is possible to prevent the external electrode from peeling off during half-cutting. become.
[0052]
The thin film laminated electronic component of the present invention (claim 18) is
Thin film multilayer electronic component comprising: a film formation substrate; a laminate formed by alternately laminating thin film dielectrics and thin film internal electrodes on the film formation substrate; and an external electrode electrically connected to a predetermined thin film internal electrode Because
A protective substrate is bonded to the upper surface side of the laminate, and
The external electrode is arranged in such a manner that the external electrode wraps around the upper surface side of the protective substrate from the cut end surface of the laminated structure including the film formation substrate, the laminated body, and the protective substrate.
[0053]
In the thin film laminated electronic component of the present invention (claim 18), the protective substrate is bonded to the upper surface side of the laminated body, and the external electrode is a cut end face of the laminated structure (takeout of the thin film internal electrode of the laminated body) It is possible to manufacture efficiently by the method of
[0054]
The thin-film laminated electronic component according to claim 19 is characterized in that the laminate and the protective substrate are bonded via a glass layer baked with a glass paste.
[0055]
Since the protective substrate is bonded to the laminate through the glass layer and the protective substrate exhibits a high protection function, the reliability can be improved.
[0056]
The thin-film multilayer electronic component according to
[0057]
Since a protective substrate having a thermal expansion coefficient larger than that of the thin film dielectric is used, it is possible to suppress the generation of tensile stress in the thin film dielectric and improve reliability. .
In other words, when the protective substrate is pressure-bonded to the laminated structure, if it is pressure-bonded at a high temperature, the protective substrate shrinks more than the thin-film dielectric during the process of cooling to room temperature, and is compressed into the thin-film dielectric. By applying the stress, it is possible to suppress a short circuit and a leakage current, and it is possible to improve reliability.
[0058]
The thin film laminated electronic component of
[0059]
By applying the present invention to a thin-film multilayer capacitor having a structure in which thin-film dielectrics and thin-film internal electrodes are alternately stacked on a film-forming substrate and an external electrode that is electrically connected to a predetermined thin-film internal electrode is disposed. It is possible to provide a thin film multilayer capacitor that is ultra-compact, large-capacity, highly reliable, and excellent in economic efficiency.
[0060]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be shown, and the features thereof will be described in more detail.
[0061]
[Embodiment 1]
In the first embodiment, a case where a thin film multilayer capacitor is manufactured as a thin film multilayer electronic component will be described as an example.
[0062]
(1) First, as shown in FIG. 1,
Specifically, as the thin film dielectric 2 (2a), (Ba, Sr) TiO having a thickness of 150 nm is used. 3 Is formed on the entire surface of the
The
The thin film
The thin film
[0063]
(2) Then, a glass paste was applied on the thin film dielectric 2 (2b) on the upper surface side of the
After applying the glass paste, it is dried, and the protective layer is formed by baking in the air under the conditions shown in Table 1 with the glass paste application surface facing up. As shown in FIG. 1, the
[0064]
[Table 1]
[0065]
(3) Next, the surface opposite to the
[0066]
(4) After that, the
[0067]
(5) After ultrasonically cleaning the half-cut
[0068]
(6) Thereafter, as shown in FIG. 6, the center portion of the
[0069]
(7) Next, using a dicing saw, a half-
[0070]
(8) The
[0071]
(9) Then, this chip was subjected to ultrasonic cleaning in acetone and dried to obtain a thin film multilayer chip capacitor having dimensions of 0.4 mm × 0.2 mm × 0.1 mm. FIG. 9 is a diagram showing the thin film
[0072]
The thin film
[0073]
In the first embodiment, the case where a glass layer is formed as a protective layer has been described as an example. However, it is also possible to use polyimide as a preferable constituent material of the protective layer. In the present invention, a protective layer made of another material can be used.
[0074]
[Embodiment 2]
In the second embodiment, a case where a thin film multilayer capacitor is manufactured as a thin film multilayer electronic component will be described as an example.
[0075]
(1) First, as shown in FIG. 11,
Specifically, as the thin film dielectric 2 (2a), (Ba, Sr) TiO having a thickness of 150 nm is used. 3 Is formed on the entire surface of the
The
The thin film
[0076]
The thin film
[0077]
In the second embodiment, a glass substrate (thermal expansion coefficient: about 11 ppm / ° C.) having a thermal expansion coefficient larger than that of the
[0078]
(2) Further, a 0.05 mm thick, 19.5 mm square substrate (thermal expansion coefficient is about 11 ppm / ° C.) made of the same material as the crystallized glass substrate used in (1) above is used as a protective substrate. A glass paste was applied by spin coating. This glass paste is produced by blending a binder and an organic vehicle with Bi-B-Si-Al glass to make a paste. In addition, as this Bi-B-Si-Al type | system | group glass, the glass transition point was 450 degreeC and the glass softening point was 480 degreeC.
And after apply | coating and drying glass paste, it baked on the conditions shown in Table 2, and formed the glass layer in one surface of a protective substrate.
[0079]
[Table 2]
[0080]
Of the conditions shown in Table 2, the temperature is maintained at 440 ° C. in order to burn and remove the binder.
Further, it was confirmed that the glass was completely melted after the heat treatment under the conditions shown in Table 2 and no bubbles remained in the glass.
[0081]
(3) Next, as shown in FIG. 12, the glass disposed on the upper surface of the
[0082]
[Table 3]
[0083]
(4) Next, as shown in FIGS. 14 and 15, the half-
[0084]
(5) Then, the half-cut
[0085]
(6) Thereafter, as shown in FIGS. 16 and 17, the
[0086]
(7) And as shown in FIG. 18, the half cut groove |
[0087]
(8) Then, the half-cut
[0088]
(9) Then, this chip was ultrasonically washed in acetone and dried to obtain a thin film multilayer chip capacitor having dimensions of 0.4 mm × 0.2 mm × 0.2 mm. FIG. 20 is a view showing the obtained thin film multilayer chip capacitor. As shown in FIG. 20, this thin film
[0089]
The thin film
[0090]
In the second embodiment, since the protective substrate having a thermal expansion coefficient larger than that of the thin film dielectric is used, it is possible to suppress the occurrence of tensile stress in the thin film dielectric and to improve reliability. Chip processing can be performed without loss, and reliability can be improved by suppressing short circuits and leakage current.
[0091]
In the first and second embodiments, the thin film multilayer chip capacitor has been described as an example. However, the present invention can be applied to other thin film multilayer electronic components.
[0092]
In the first and second embodiments, the external electrode is divided by forming the half cut groove. However, the external electrode is divided and formed at two or more predetermined positions using a mask. It is also possible.
[0093]
The invention of the present application is not limited to the above embodiment in other respects as well, and the materials, specific shapes, forming methods, thin film dielectrics and thin film internal electrodes constituting the substrate, the thin film dielectric and the thin film internal electrodes Various applications and modifications can be made within the scope of the invention with respect to the number of stacked layers, external electrodes, protective layers, materials and forming methods for forming the protective substrate, and specific displacement amounts of each thin film internal electrode. It is.
[0094]
【The invention's effect】
As described above, in the method for manufacturing a thin film multilayer electronic component according to the present invention (Claim 1), the thin film internal electrode is displaced in a state where the protective layer is formed on the upper surface of the multilayer body formed on the film formation substrate. A half cut groove that cuts the laminated body in the entire thickness direction by cutting the portion from the protective layer side in a direction substantially perpendicular to the positional deviation direction, and cuts the film formation substrate to the middle in the thickness direction. After forming the external electrode at a predetermined position on the surface of the multilayer structure, the position corresponding to at least the half cut groove of the film formation substrate is defined as a half cut groove from the surface opposite to the protective layer side. Since the half-cut groove is penetrated by removing until reaching the upper limit, the external electrode can be efficiently formed at a stage before the laminated structure is divided into individual elements for each film formation substrate. Yo To become. That is, according to the method for manufacturing a thin-film laminated electronic component of the present invention (Claim 1), after dividing into individual elements, without the difficulty of handling as in the case of forming an external electrode, efficiently, In addition, economically, a thin and high performance thin film laminated electronic component can be manufactured.
In addition, since the position corresponding to at least the half cut groove of the film formation substrate is removed from the surface opposite to the protective layer side until reaching the half cut groove, the half cut groove is penetrated. The external electrode formed on the half-cut end face of the multilayer structure is not removed, and it is possible to efficiently manufacture a thin film multilayer electronic component with high connection reliability between the external electrode and the thin film internal electrode. .
Further, since the protective layer is formed on the upper surface of the laminate, it is possible to provide a highly reliable thin film laminated electronic component having excellent moisture resistance and impact resistance.
[0095]
Further, as in the method for manufacturing a thin film multilayer electronic component according to
[0096]
Further, as in the method of manufacturing a thin film multilayer electronic component according to
[0097]
In addition, as in the method for manufacturing a thin film laminated electronic component according to
[0098]
Further, as in the method of manufacturing a thin film multilayer electronic component according to
[0099]
Moreover, in the manufacturing method of the thin film laminated electronic component of the present invention (Claim 6), by cutting from the protective substrate side in a state where the protective substrate is bonded to the upper surface of the laminate formed on the film formation substrate, The laminated body is cut in the entire thickness direction, a half cut groove is formed so as to cut the film formation substrate to the middle in the thickness direction, and an external electrode is formed at a predetermined position on the surface of the laminated structure, and then the protective substrate Since the groove that reaches the half-cut groove is formed from the surface opposite to the side, the external electrode is efficiently used at the stage before dividing the laminated structure into individual elements for each film formation substrate. Can be formed. That is, according to the method for manufacturing a thin-film laminated electronic component of the present invention (Claim 6), it is efficiently divided without difficulty in handling as in the case of forming an external electrode after being divided into individual elements, In addition, economically, a thin and high performance thin film laminated electronic component can be manufactured.
In addition, since the position corresponding to at least the half cut groove of the film formation substrate is removed from the surface opposite to the protective substrate side until reaching the half cut groove, the half cut groove is penetrated. The external electrode formed on the half-cut end face of the multilayer structure is not removed, and it is possible to efficiently manufacture a thin film multilayer electronic component with high connection reliability between the external electrode and the thin film internal electrode. .
Further, since the protective substrate is disposed on the upper surface of the laminate, it is possible to provide a highly reliable thin film laminated electronic component having excellent moisture resistance and impact resistance.
Note that various insulating materials having heat resistance can be used as the protective substrate.
Moreover, when bonding a protective substrate to the upper surface of a laminated body, it is possible to bond a protective substrate to the upper surface of a laminated body through various bonding agents.
[0100]
When the external electrode is divided into two or more by removing a part of the portion of the external electrode formed on the upper surface of the protective substrate, as in the method for manufacturing a thin film laminated electronic component according to
[0101]
Further, as in the method of manufacturing a thin film laminated electronic component according to claim 8, when the half cut groove is penetrated, the entire surface of the film formation substrate is polished from the surface opposite to the protective substrate side to penetrate the half cut groove. By doing so, it becomes possible to reduce the thickness of the film formation substrate and to reduce the height of the entire thin-film multilayer electronic component, thereby further reducing the height.
[0102]
Further, as in the method of manufacturing a thin film multilayer electronic component according to claim 9, a glass formed by baking a glass paste using a protective substrate having a glass paste baked on at least one main surface thereof as a protective substrate. By bonding the protective substrate to the stacked body through the layers, it is possible to easily and surely form a stacked structure in which the protective substrate is bonded to the upper surface of the stacked body.
[0103]
In addition, as in the method for manufacturing a thin film multilayer electronic component according to
[0104]
Moreover, as a method for bonding the protective substrate, an adhesive may be used. However, as in the method for manufacturing a thin film laminated electronic component according to
[0105]
Further, as in the method for manufacturing a thin film laminated electronic component according to
[0106]
Further, as in the method of manufacturing a thin film multilayer electronic component according to
[0107]
According to a method of manufacturing a thin film multilayer electronic component of the present invention, the thin film dielectric electronic device and the thin film internal electrode are alternately stacked on the film formation substrate, When applied to a method for manufacturing a thin film multilayer capacitor having a structure in which an external electrode conducting to a thin film internal electrode is disposed, an ultra-small, large-capacity, highly reliable thin film multilayer capacitor is efficiently and economical. Can be manufactured.
[0108]
In the thin film laminated electronic component of the present invention (Claim 15), the protective layer is disposed on the upper surface side of the laminated body, and the external electrode is connected to the cut end face of the laminated structure (inside the thin film of the laminated body). The electrode has a structure that is arranged in such a manner as to wrap around to the upper surface side of the protective layer, and can be efficiently manufactured by the method of
[0109]
Further, as in the thin film laminated electronic component of claim 16, by using glass or polyimide for the protective layer, it is possible to provide a highly reliable thin film laminated electronic component having a thick protective layer. .
[0110]
In addition, since the thin film laminated electronic component according to claim 17 is subjected to a treatment for increasing the surface roughness of the protective layer, the adhesion strength of the external electrode formed on the protective layer to the protective layer is increased, and the half cut It is possible to prevent peeling of the external electrode at the time.
[0111]
In the thin film laminated electronic component of the present invention (Claim 18), the protective substrate is bonded to the upper surface side of the laminated body, and the external electrode is a cut end face of the laminated structure (thin film internal electrode of the laminated body). From the surface of the protective substrate, and can be efficiently manufactured by the method of
[0112]
In the thin film laminated electronic component of claim 19, the protective substrate is bonded to the laminated body via the glass layer, and the protective substrate exhibits a high protection function, so that the reliability can be improved.
[0113]
Further, as in the thin film multilayer electronic component of
In other words, when the protective substrate is pressure-bonded to the laminated structure, if it is pressure-bonded at a high temperature, the protective substrate shrinks more than the thin-film dielectric during the process of cooling to room temperature, and is compressed into the thin-film dielectric. By applying the stress, it is possible to suppress a short circuit and a leakage current, and it is possible to improve reliability.
[0114]
Further, according to a twenty-first aspect of the present invention, the present invention has a structure in which thin film dielectrics and thin film internal electrodes are alternately laminated on a film formation substrate, and an external electrode that is electrically connected to a predetermined thin film internal electrode is disposed. By applying the present invention to a thin film multilayer capacitor, it is possible to provide a thin film multilayer capacitor that is ultra-compact, has a large capacity, is highly reliable, and is excellent in economy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective plan view showing a laminated body formed by laminating a thin film dielectric and a thin film internal electrode on a substrate in an embodiment (Embodiment 1) of the present invention.
FIG. 2 is a front cross-sectional view showing a main part of a laminate formed in
FIG. 3 is a perspective plan view showing a state in which half-cut grooves are formed in a laminated structure in which a laminated body is formed on a substrate in
4 is a front cross-sectional view showing a state in which half cut grooves are formed in a laminated structure in which a laminated body is formed on a substrate in
FIG. 5 is a front cross-sectional view showing a state in which external electrodes are formed on a laminated structure in which half cut grooves are formed in
FIG. 6 is a front cross-sectional view showing a state in which a half cut groove is formed on the upper surface of a laminated structure and an external electrode is divided into two in
7 is a plan view showing a state in which half-cut grooves in different directions are formed in the first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating a process of obtaining a thin film multilayer electronic component (thin film multilayer capacitor) by polishing the bottom surface of the film formation substrate in the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a thin film multilayer electronic component (thin film multilayer capacitor) obtained in
FIG. 10 is a diagram showing an example of a mounting method of the thin film multilayer electronic component (thin film multilayer capacitor) obtained in
FIG. 11 is a perspective plan view showing a laminate formed by laminating a thin film dielectric and a thin film internal electrode on a substrate in an embodiment (Embodiment 2) of the present invention.
FIG. 12 is a front cross-sectional view showing the main part of the laminate formed in
FIG. 13 is a front cross-sectional view showing a main part of a laminated structure formed in
FIG. 14 is a perspective plan view showing a state in which a half cut groove is formed in a laminated structure in which a laminated body is formed on a substrate in
FIG. 15 is a front sectional view showing a state in which a half cut groove is formed in a laminated structure in which a laminated body is formed on a substrate in
FIG. 16 is a front cross-sectional view showing a state in which external electrodes are formed on a laminated structure in which half-cut grooves are formed in
FIG. 17 is a front cross-sectional view showing a state in which a half cut groove is formed on the upper surface of a laminated structure and an external electrode is divided into two in
FIG. 18 is a perspective plan view showing a state in which half-cut grooves in different directions are formed in the second embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing a step of obtaining a thin film multilayer electronic component (thin film multilayer capacitor) by polishing the bottom surface of the film formation substrate in
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a thin film multilayer electronic component (thin film multilayer capacitor) obtained in
FIG. 21 is a diagram showing an example of a method for mounting a thin film multilayer electronic component (thin film multilayer capacitor) obtained in
[Explanation of symbols]
1 Deposition substrate
2 (2a, 2b) Thin film dielectric
3 (3a, 3b) Thin film electrode (thin film internal electrode)
4 Laminate
5 Laminated structure
5a Cut end face of laminated structure
6 Glass layer (protective layer)
7 External electrode
10, 10a Thin film multilayer chip capacitor
11, 12, 13 Half cut groove
20 Solder
21 Wiring board
22 terminals
31 Protection board
32 glass layers
L 0 Overlap length
W 1 , W 2 Thin film electrode width
X One predetermined direction
Claims (21)
(a)成膜基板上に、薄膜誘電体と薄膜内部電極を交互に積層することにより、薄膜誘電体を介して互いに対向する各薄膜内部電極が所定の一方向に交互に位置ずれして配設された積層体を形成する工程と、
(b)前記積層体の上面に保護層を配設する工程と、
(c)成膜基板、積層体及び保護層を備えた積層構造体を、前記積層体を構成する薄膜内部電極の位置ずれした部分において、該位置ずれ方向と略直交する方向に、前記保護層側からカットすることにより、積層体を厚み方向全体にカットするとともに、成膜基板を厚み方向途中部分までカットするハーフカット溝を形成する工程と、
(d)前記積層構造体の表面の所定の位置に外部電極を形成する工程と、
(e)前記保護層側とは反対側の面から、前記成膜基板の少なくとも前記ハーフカット溝に対応する位置を、前記ハーフカット溝にまで達するまで除去することにより、前記ハーフカット溝を貫通させる工程と
を具備することを特徴とする薄膜積層電子部品の製造方法。Thin film multilayer electronic component comprising: a film formation substrate; a laminate formed by alternately laminating thin film dielectrics and thin film internal electrodes on the film formation substrate; and an external electrode electrically connected to a predetermined thin film internal electrode In the manufacturing method of
(A) By alternately laminating thin film dielectrics and thin film internal electrodes on the film formation substrate, the thin film internal electrodes facing each other through the thin film dielectric are alternately displaced in a predetermined direction. Forming a laminated body provided; and
(B) providing a protective layer on the top surface of the laminate;
(C) In the laminated structure provided with the film formation substrate, the laminated body, and the protective layer, the protective layer is arranged in a direction substantially perpendicular to the misalignment direction at a position where the thin film internal electrode constituting the laminated body is misaligned. By cutting from the side, the laminate is cut in the entire thickness direction, and the step of forming a half cut groove for cutting the film formation substrate to the middle in the thickness direction,
(D) forming an external electrode at a predetermined position on the surface of the laminated structure;
(E) The half-cut groove is penetrated by removing at least a position corresponding to the half-cut groove of the film formation substrate from the surface opposite to the protective layer side until reaching the half-cut groove. A method of manufacturing a thin-film laminated electronic component.
(a)成膜基板上に、薄膜議電体と薄膜内部電極を交互に積層することにより、薄膜誘電体を介して互いに対向する各薄膜内部電極が所定の一方向に交互に位置ずれして配設された積層体を形成する工程と、
(b)前記積層体の上面に保護基板を接合する工程と、
(c)成膜基板、積層体及び保護基板を備えた積層構造体を、前記積層体を構成する薄膜内部電極の位置ずれした部分において、該位置ずれ方向と略直交する方向に、前記保護基板側からカットすることにより、積層体を厚み方向全体にカットするとともに、成膜基板を厚み方向途中部分までカットするハーフカット溝を形成する工程と、
(d)前記積層構造体の表面の所定の位置に外部電極を形成する工程と、
(e)前記保護基板側とは反対側の面から、前記成膜基板の少なくとも前記ハーフカット溝に対応する位置を、前記ハーフカット溝にまで達するまで除去することにより、前記ハーフカット溝を貫通させる工程と
を具備することを特徴とする薄膜積層電子部品の製造方法。Thin film multilayer electronic component comprising: a film formation substrate; a laminate formed by alternately laminating thin film dielectrics and thin film internal electrodes on the film formation substrate; and an external electrode electrically connected to a predetermined thin film internal electrode In the manufacturing method of
(A) By alternately laminating thin film current collectors and thin film internal electrodes on the film formation substrate, the respective thin film internal electrodes facing each other via the thin film dielectric are alternately displaced in a predetermined direction. Forming a disposed laminate; and
(B) bonding a protective substrate to the upper surface of the laminate;
(C) In the laminated structure including the film formation substrate, the laminate, and the protective substrate, the protective substrate in a direction substantially perpendicular to the misalignment direction in the misaligned portion of the thin film internal electrode constituting the laminate. By cutting from the side, the laminate is cut in the entire thickness direction, and the step of forming a half cut groove for cutting the film formation substrate to the middle in the thickness direction,
(D) forming an external electrode at a predetermined position on the surface of the laminated structure;
(E) The half-cut groove is penetrated by removing at least a position corresponding to the half-cut groove of the film-forming substrate from the surface opposite to the protective substrate side until reaching the half-cut groove. A method of manufacturing a thin-film laminated electronic component.
前記積層体の上面側に保護層が配設されており、かつ、
外部電極が、前記成膜基板、前記積層体及び前記保護層を備えた積層構造体のカット端面から、前記保護層の上面側に回り込むような態様で配設されていること
を特徴とする薄膜積層電子部品。Thin film multilayer electronic component comprising: a film formation substrate; a laminate formed by alternately laminating thin film dielectrics and thin film internal electrodes on the film formation substrate; and an external electrode electrically connected to a predetermined thin film internal electrode Because
A protective layer is disposed on the upper surface side of the laminate, and
A thin film characterized in that an external electrode is disposed in such a manner as to wrap around from the cut end surface of the laminated structure including the film formation substrate, the laminated body, and the protective layer to the upper surface side of the protective layer. Laminated electronic components.
前記積層体の上面側に保護基板が接合されており、かつ、
外部電極が、前記成膜基板、前記積層体及び前記保護基板を備えた積層構造体のカット端面から、前記保護基板の上面側に回り込むような態様で配設されていること
を特徴とする薄膜積層電子部品。Thin film multilayer electronic component comprising: a film formation substrate; a laminate formed by alternately laminating thin film dielectrics and thin film internal electrodes on the film formation substrate; and an external electrode electrically connected to a predetermined thin film internal electrode Because
A protective substrate is bonded to the upper surface side of the laminate, and
A thin film characterized in that an external electrode is arranged in such a manner as to wrap around from the cut end surface of the laminated structure including the film formation substrate, the laminate, and the protective substrate to the upper surface side of the protective substrate. Laminated electronic components.
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