專利名稱：層疊體和電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
第一發(fā)明涉及一種由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體的制造方法。特別是涉及在將由樹脂層和在其上層疊成任意形狀的金屬薄膜層構(gòu)成的層疊單位層疊出數(shù)層而制造層疊體時合適的層疊體的制造方法。
第二發(fā)明涉及一種由電介質(zhì)層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體。特別是涉及在可適用于電容器等電子元件中的層疊體。
背景技術(shù)：
關(guān)于第一發(fā)明由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體廣泛應用于磁帶等磁記錄介質(zhì)、包裝用材料及電子元件等中。
作為這種層疊體中使用的樹脂層的制造方法，除了將樹脂材料熔融后拉伸制膜而獲得具有自身支承性的薄膜的方法之外，實用中還有在支承體上涂敷由溶劑將樹脂材料稀釋了的溶液，之后經(jīng)干燥固化而獲得的方法等。但是，通過這種方法所獲得的樹脂層的厚度至少為1μm左右，難以穩(wěn)定地獲得更薄的樹脂層。而且，前者的方法制造設備龐大，而后者的方法有時因溶劑而對環(huán)境產(chǎn)生不良影響，且在干燥后的涂膜上多產(chǎn)生缺陷。
而作為即可穩(wěn)定地獲得薄膜的樹脂層、又不會發(fā)生上述問題的方法，已有人提出在真空的狀態(tài)下在支承體上形成樹脂薄膜的方法。這種方法是在真空中將樹脂材料汽化后，使其附著在支承體上而薄膜化。根據(jù)這種方法，可形成無空隙缺陷的樹脂薄膜層。
另一方面，對于金屬薄膜層的形成，在高速移動的支承體上進行真空蒸鍍的方法適用于批量生產(chǎn)，已在工業(yè)上應用。
而且，以電子元件的用途為中心，一直進行著金屬薄膜層的圖形化、即只在特定的區(qū)域內(nèi)形成金屬薄膜層。例如，通過以未形成金屬薄膜層的部分作為絕緣區(qū)域，將金屬薄膜層分割成數(shù)塊，可在層疊體中形成電位不同的金屬薄膜層。
作為將金屬薄膜層圖形化的方法，已知的是被稱為油膜涂廓(oilmargin)的方法。這種方法是利用了當預先在支承體上薄薄地形成油等的圖形材料，之后通過金屬蒸鍍等形成金屬薄膜時，在圖形材料上不形成金屬薄膜層的性質(zhì)。
現(xiàn)在對由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體的要求越來越向小型化、高性能化和低成本化的方向發(fā)展。例如，正在研究通過將由樹脂層和圖形化的金屬薄膜層構(gòu)成的層疊單位分成數(shù)層而滿足各種要求的特性或賦予其特定的功能，使小型化和高性能化同時得到滿足。而且，也正在進行在環(huán)繞由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體的支承體上連續(xù)層疊，以降低成本的研究。
但是，可知當在環(huán)繞的支承體上順序?qū)盈B幾層樹脂層和金屬薄膜層而制造層疊體之際，在樹脂層層疊后、金屬薄膜層層疊前使圖形材料附著成特定形狀，并在特定的區(qū)域內(nèi)層疊出金屬薄膜層時，會產(chǎn)生層疊表面粗糙、樹脂層或金屬薄膜層出現(xiàn)針孔(層疊脫落)、金屬薄膜層的層疊區(qū)域不穩(wěn)定化(例如，從所希望的層疊區(qū)域突出或與其相反)等問題。這些問題是在樹脂層上涂敷圖形材料以形成金屬薄膜層而結(jié)束工序的以往的兩層層疊體的制造方法中不常見的問題。而且，這些問題特別是在各層的層疊厚度越薄時越顯著。
關(guān)于第二發(fā)明現(xiàn)在，在對電子元件的小型化、高性能化的要求越來越嚴格，對電容器也不例外。電容器的容量在電介質(zhì)的電容率為相同的情況下與電介質(zhì)的面積成正比，而與電介質(zhì)層的厚度成反比。因此，為了既使電容器小型化，又保持或增大其容量，減薄電介質(zhì)層的厚度、而且增大容量產(chǎn)生部分的有效面積是有效的方法。
作為在電容器等電子元件中使用的由電介質(zhì)層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體，已知有薄膜電容器用的層疊體。這是一種將金屬化的膜層疊或卷繞而成的層疊體，其中金屬化的膜是在聚酯(PEN、PET等)、聚烯烴(PP等)、PPS等樹脂薄膜上通過真空蒸鍍法、飛濺等層疊了鋁等的金屬薄膜。
但是，由于樹脂薄膜的厚度受其制造工序或其后的薄膜處理性、加工性等的限制，其薄膜化是有限度的。用于現(xiàn)在使用的薄膜電容的薄膜厚度只能到1.2μm左右，在電介質(zhì)層的薄膜化、維持電容器體積的狀態(tài)下增大容量產(chǎn)生部分的有效面積上均已達到極限，這妨礙了同時實現(xiàn)薄膜電容器的小型化和高容量化。
另一方面，有人提出了一種在電介質(zhì)層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體中，通過與以往的薄膜電容器完全不同的制造方法，使電介質(zhì)層的厚度達到1μm左右的方案(特公昭63-31929號公報、U.S.P.5,125,138等)。
但是，特公昭63-31929號公報中公開的電容器的結(jié)構(gòu)為使金屬薄膜層(電極層)向?qū)盈B方向傾斜，與電容器的側(cè)部緊密接觸而作為電極，存在由于金屬薄膜層的傾斜部分而使金屬薄膜層易于斷裂的問題。而且，與以往的超小型電容器相比，外觀形狀大不相同，存在實際安裝時要考慮其特殊性的問題。
另一方面，在U.S.P.5,125,138中公開了一種使金屬薄膜層(電極層)不傾斜地從層疊體的側(cè)部露出的層疊體。但是，這種層疊體中，當整體觀察層疊體時，在金屬薄膜層中層疊數(shù)少的部分中，層疊厚度與其它部分大不相同，結(jié)果在金屬薄膜層中層疊數(shù)少的部分的層疊方向上面產(chǎn)生凹部。這種凹部在進行將層疊體錫焊安裝在印刷電路板上時操作性差，并對焊劑的濕潤性產(chǎn)生不良影響。而且，由于凹部周邊的電介質(zhì)層及金屬薄膜層是傾斜或彎曲的，所以層疊厚度變薄，在作為電容器使用的情況下，導致耐壓性降低、電介質(zhì)層產(chǎn)生針孔、金屬薄膜層的導電不良等。另外，這種凹部也增加了層疊體自身制造的難度。這種凹部隨著電介質(zhì)層變薄(例如1μm以下)、層疊數(shù)增多(例如100層以上，特別是1000層以上)而更加顯著地發(fā)生。因此，以這種層疊體實現(xiàn)電容器的小型化、高容量化依然很困難。
發(fā)明的公開關(guān)于第一發(fā)明第一發(fā)明的目的在于通過提供一種穩(wěn)定地制造層疊出多個由樹脂層和只在特定區(qū)域?qū)盈B的金屬薄膜層構(gòu)成的層疊單位而構(gòu)成的層疊體，從而達到對這種層疊體的小型化、高性能化和低成本化的要求。
為了達到上述目的，第一發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下。
即，第一發(fā)明的層疊體的制造方法為一種將使樹脂材料附著、層疊出樹脂層的工序，使圖形材料附著在上述樹脂層上的工序和層疊出金屬薄膜層的工序作為一個單位，通過在環(huán)繞的支承體上重復這些工序指定次數(shù)，從而制造由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體的方法，其特征在于將圖形材料以非接觸方式附著在樹脂層表面上。
而且，第一發(fā)明的第2層疊體的制造方法為一種將使樹脂材料附著、層疊出樹脂層的工序，使圖形材料附著在上述樹脂層上的工序和層疊出金屬薄膜層的工序作為一個單位，通過在環(huán)繞的支承體上重復這些工序指定次數(shù)，從而制造由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體的方法，其特征在于在層疊金屬薄膜層的工序之后，層疊樹脂層的工序之前，具有除去殘存的圖形材料的工序。
另外，第一發(fā)明的第3層疊體的制造方法為一種將使樹脂材料附著、層疊出樹脂層的工序，使圖形材料附著在上述樹脂層上的工序和層疊出金屬薄膜層的工序作為一個單位，通過在環(huán)繞的支承體上重復這些工序指定次數(shù)，從而制造由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體，其特征在于上述圖形材料為從酯類油、二醇類油、氟類油及烴類油構(gòu)成的組中選擇出的至少一種油。
根據(jù)上述第1～第3的層疊體的制造方法，即使減薄層疊厚度，也可獲得沒有層疊表面粗糙、樹脂層或金屬薄膜層中產(chǎn)生針孔、金屬薄膜層的層疊區(qū)域不穩(wěn)定化等問題的層疊體。因此，由本發(fā)明的制造方法所獲得的層疊體可廣泛應用于要求小型化、高性能化和低成本化的各種用途，例如磁帶等的磁記錄介質(zhì)，包裝用材料和電子元件等。
關(guān)于第二發(fā)明第二發(fā)明的目的在于提供下述一種層疊體和電容器，即，在電介質(zhì)層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體中，不易產(chǎn)生金屬薄膜層的破裂，在作為電容器使用的情況下，與以往的薄膜電容器相比在外觀和結(jié)構(gòu)上相似，從而在實際安裝時不必有特別的顧慮，并可同時滿足小型化和高性能化的要求。
為了達到上述目的，第二發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下。
即，第二發(fā)明的第1層疊體為一種層疊出100層以上的層疊單位而成的層疊體，其中，層疊單位由厚度為1μm以下的電介質(zhì)層，和層疊在上述電介質(zhì)層的單面上、由帶狀的電氣絕緣部分所區(qū)分的第1金屬薄膜層和第2金屬薄膜層構(gòu)成，其特征在于鄰接的上述層疊單位中上述電氣絕緣部分的層疊位置不同，同時每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置在層疊體整體上不相同。
而且，第二發(fā)明的第2層疊體為一種層疊出100層以上的層疊單位而成的層疊體，其中，層疊單位由厚度為1μm以下的電介質(zhì)層，和位于上述電介質(zhì)層的單面上、在除了存在于其一端上的帶狀的電氣絕緣部分之外的部分上層疊的金屬薄膜層構(gòu)成，其特征在于鄰接的上述層疊單位中上述電氣絕緣部分位于互為相反一側(cè)地層疊，每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的寬度在層疊體整體上是不同的。
第二發(fā)明的電容器的特征為是采用上述第1或第2層疊體而制成的。
另外，第二發(fā)明的層疊體的制造方法為一種將使樹脂材料附著、形成電介質(zhì)層的工序，使圖形材料在上述電介質(zhì)層上附著成帶狀的工序和層疊出金屬薄膜層的工序作為一個單位，通過重復這些工序指定的次數(shù)，從而制造由電介質(zhì)層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體，其特征在于使第2n次(n為自然數(shù))的圖形材料附著位置與第2n-1次的圖形材料附著位置不同，同時，使第2n次的圖形材料附著位置均不在同一位置上，并且，使第2n-1次的圖形材料附著位置也均不在同一位置上。
通過上述的結(jié)構(gòu)，第二發(fā)明具有以下的效果。
即，由于第二發(fā)明的層疊體為上述第1或第2的結(jié)構(gòu)，所以不易產(chǎn)生金屬薄膜層的破裂，在作為電容器使用的情況下，與以往的薄膜電容器相比在外觀形狀和結(jié)構(gòu)上類似，從而在實際安裝時不必有特別的顧慮，可實現(xiàn)小型化和高容量化。
而且，根據(jù)第二發(fā)明的層疊體的制造方法，可通過簡便的方法高效、低價地制造上述層疊體。
附圖的簡要說明

圖1為用于實施第一發(fā)明的制造方法的制造裝置一例的示意圖。
圖2為圖形材料添加裝置的一例的主視圖。
圖3為從圖2中I-I線的箭頭方向所視的剖視圖。
圖4為例示從圖形材料添加裝置的正面所視的微細孔形狀的示意圖。
圖5為例示向圖形材料添加裝置中供給汽化了的圖形材料時的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6為例示向圖形材料添加裝置中供給汽化了的圖形材料時的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7為例示向圖形材料添加裝置中供給液體狀態(tài)下的圖形材料時的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8為例示向圖形材料添加裝置中供給液體狀態(tài)下的圖形材料時的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖9為圖形材料添加裝置另一例的主視圖。
圖10為從正面觀察圖9中圖形材料添加裝置的噴嘴頭時的局部放大圖。
圖11為圖形材料添加裝置另一例的主視圖。
圖12為從正面觀察圖11中圖形材料添加裝置的噴嘴頭時的局部放大圖。
圖13為從圖10中II-II線的箭頭方向所視的微細孔的局部剖視圖。
圖14為例示用于進行圖形材料添加裝置的后退及圖形材料的附著位置移動的裝置的示意圖。
圖15為用于實施第一發(fā)明的制造方法的制造裝置另一例的示意圖。
圖16為例示平板狀的層疊體母元件大致結(jié)構(gòu)的局部立體圖。
圖17為表示超小型電容器大致結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖18為第二發(fā)明的層疊體一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
圖19為從圖18中III-III線的箭頭方向所視的剖視圖。
圖20為本發(fā)明之外的層疊體一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
圖21為第二發(fā)明的層疊體另一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
圖22為從圖21中IV-IV線的箭頭方向所視的剖視圖。
圖23為在兩側(cè)上層疊了加強層的第二發(fā)明的層疊體一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
圖24為從圖23中V-V線的箭頭方向所視的剖視圖。
圖25為在兩側(cè)上層疊了加強層的第二發(fā)明的層疊體另一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
圖26為從圖25中VI-VI線的箭頭方向所視的剖視圖。
圖27為在兩側(cè)上層疊了保護層的第二發(fā)明的層疊體一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
圖28為例示在第二發(fā)明的層疊體側(cè)面上形成了外部電極的立體圖。
圖29為例示用于實施第二發(fā)明的層疊體制造方法的制造裝置一例的示意圖。
圖30為圖形添加裝置一例的立體圖。
圖31為例示用于進行圖形材料添加裝置的后退及圖形材料的附著位置移動的裝置的示意圖。
圖32為例示平板狀的層疊體母元件大致結(jié)構(gòu)的局部立體圖。
圖33為例示平板狀的層疊體母元件大致結(jié)構(gòu)的局部立體圖。
圖34為實施例3的超小型電容器的立體圖。
圖35為比較例2的超小型電容器的立體圖。
實施發(fā)明的最佳方式關(guān)于第一發(fā)明實施形式1圖1為用于實施第一發(fā)明的制造方法的制造裝置一例的示意圖。
在以一定的角速度或圓周速度向圖中箭頭方向旋轉(zhuǎn)的圓筒形筒輥511的下部配置金屬薄膜層形成裝置514，而在筒輥511旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)和上游側(cè)上分別配置樹脂層形成裝置512和圖形材料添加裝置513。
將筒輥511的外周面加工成平滑、最好是鏡面狀，并最好冷卻到-20～40℃，冷卻到-10～10℃則更好。雖然旋轉(zhuǎn)速度可自由設定，但最好為15～70rpm，圓周速度最好為20～200m/min。
樹脂形成裝置512使形成樹脂層的樹脂材料蒸發(fā)汽化或霧化，朝筒輥511的表面放出。樹脂材料附著在筒輥511的外周面上而形成樹脂層。作為樹脂材料，只要是在這樣蒸發(fā)汽化或霧化后堆積、可形成薄膜的材料即可，并不特別限定，可根據(jù)層疊體的用途適當選擇，但最好是活性單體樹脂。例如，在用于電子元件材料的情況下，最好是以丙烯酸酯樹脂或乙烯基樹脂為主要成分，具體地說，最好為多官能(甲基)丙烯酸酯單體，多官能乙烯基醚單體，其中，環(huán)戊二烯二甲醇二丙烯酸酯、環(huán)已烷二甲醇二乙烯基醚單體等或從其中置換了烴基的單體在電氣特定這一點上是所希望的。作為使樹脂材料飛散的方式，采用加熱器等的加熱機構(gòu)、超音波或噴霧器等使其汽化或霧化的方法。尤其是通過加熱器等加熱機構(gòu)使樹脂材料蒸發(fā)汽化的方法為好。
堆積的樹脂材料也可根據(jù)需要通過樹脂固化裝置518固化處理成所希望的硬度。作為固化處理，可例示為對樹脂材料進行聚合和/或交聯(lián)處理。作為樹脂固化裝置，例如可采用電子射線照射裝置、紫外線照射裝置或熱固化裝置等。固化處理的程度可根據(jù)制造的層疊體的要求特性適當變更，例如若是制造用于電容器等電子元件的層疊體的話，則最好固化處理到硬度為50～95％，處理到為50-75％則更好。若硬度小于上述范圍，則在壓制通過本發(fā)明的方法獲得的層疊體或作為電子元件實際安裝在電路板上的工序中，當有外力作用在其上時容易變形，產(chǎn)生金屬薄膜層的斷裂或短路等。另一方面，若硬度大于上述范圍，則在制造出層疊體后從筒輥上取下圓筒狀的層疊體的情況下，或之后對其進行壓制而獲得平板狀層疊體的情況下等產(chǎn)生破裂等問題。另外，本發(fā)明的硬度定義為由紅外光譜硬度計取C＝O基的吸光度和C＝C基(1600cm-1)的吸光度之比、以及各單體和硬化物的比值，并從1中減去減少的吸光度。
在本發(fā)明中，雖然對樹脂層的厚度并未作特別的限制，但是在1μm以下為好，在0.7μm以下更好，在0.4μm以下最好。為了滿足由本發(fā)明所獲得的層疊體的小型化和高性能化的要求，樹脂層的厚度較薄為好。例如，在將由本發(fā)明的制造方法所獲得的層疊體用于電容器中的情況下，對于成為電介質(zhì)層的樹脂層，樹脂層較薄的電容器的靜電容量與其厚度成反比地增大。而且，雖然厚度變薄可達到本發(fā)明的效果，但是較薄時本發(fā)明的效果更加顯著。
形成的樹脂層根據(jù)需要由樹脂表面處理裝置519進行表面處理。例如，進行氧等離子體處理等，使樹脂層表面活性化，可提高與金屬薄膜層的粘接性。
圖形材料添加裝置513是用于使圖形材料以指定的形狀附著在樹脂層表面上的裝置。在附著了圖形材料的位置上不形成金屬薄膜。在本實施形式中，圖形材料以指定的形狀僅附著在形成于筒輥511上的樹脂層表面中圓周方向上指定的位置上的數(shù)處。
之后，通過金屬薄膜層形成裝置514形成金屬薄膜層。作為金屬薄膜層的形成方法，可采用蒸鍍、噴濺、離子鍍敷等公知的方式，但在本發(fā)明中，從能夠以良好的生產(chǎn)性獲得耐濕性優(yōu)良的膜這一點考慮，采用蒸鍍、特別是電子束蒸鍍?yōu)楹谩Ｗ鳛榻饘俦∧拥牟牧?，可使用鋁、銅、鋅、鎳或其化合物、其氧化物、其化合物的氧化物等。其中，鋁在粘接性和經(jīng)濟性上最好。另外，在金屬薄膜層中也可含有除上述以外的成分。
金屬薄膜層的厚度可根據(jù)由本發(fā)明的方法所獲得的層疊體的用途來適當決定，但在用于電子元件中的情況下，則是在50nm以下為好，在10～50nm更好，在20～40nm最好。而且，膜阻抗是在15Ω/□以下為好，在10Ω/□以下稍好，在1～8Ω/□更好，在2～6Ω/□最好。
而且，在將層疊體作為電子元件、特別是作為電容器使用的情況下，使(樹脂層的厚度)/(金屬薄膜層的厚度)為20以下，尤其是為15以下時，在對向的金屬薄膜層因樹脂層的針孔等而短路的情況下，發(fā)現(xiàn)金屬薄膜層由于過電流而消失或熔失，從而除去了缺陷這種自我恢復功能，所以是合適的。
這些裝置收容在真空容器515內(nèi)，其內(nèi)部通過真空泵516而保持在真空狀態(tài)下。真空容器515內(nèi)的真空度為2×10-4托左右。另外，也可將真空裝置515按各工序分成數(shù)個空間，將各空間維持在該工序中最合適的真空度下。
如上所述，本發(fā)明的第一層疊體的制造方法為一種使樹脂材料附著、層疊出樹脂層的層疊工序，使圖形材料附著在上述樹脂層上的工序和層疊出金屬薄膜層的工序為一個單位，通過在環(huán)繞的支承體上重復這些工序指定次數(shù)，從而制造由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體的方法，其特征在于以非接觸方式使圖形材料附著在樹脂層表面上。
作為被稱為油膜涂廓的圖形材料的添加方式，廣泛使用通過反向涂層、增粘涂層等涂敷或復制使液狀的圖形材料直接附著在被附著面上的方法。但是，在本發(fā)明的這種使樹脂層和金屬薄膜層依次層疊在環(huán)繞的支承體上的制造方法中，也可容易地制造以往未有的層疊厚度較薄的層疊體，在這種情況下，不可無視接觸式的附著方法中附著時施加在薄膜層上的外力。例如，將顯著地發(fā)生附著時的外力所引起的樹脂層或金屬薄膜層的變形，以及隨之而來各層的破裂、層疊體的表面粗糙等。
作為以非接觸方式使圖形材料附著在樹脂表面上的方法，有從微細孔中噴射蒸發(fā)汽化了的圖形材料，使其在樹脂層表面上液化的方法，或從微細孔中噴射液狀的圖形材料并使其附著的方法等。
首先，對從微細孔中噴射蒸發(fā)汽化了的圖形材料，使其在樹脂層表面上液化的方法加以說明。這種方法具有圖形材料以充分的厚度穩(wěn)定地附著在指定的范圍內(nèi)，而且結(jié)構(gòu)也簡單的優(yōu)點。
圖2為可放出汽化了的圖形材料的圖形材料添加裝置一例的主視圖。在圖形材料添加裝置513的正面上以指定間隔并排配置有指定數(shù)量的微細孔521。圖形材料添加裝置513配置成微細孔512與被附著面相對向，并且箭頭522的方向與被附著面的行進方向相一致。這樣，通過從微細孔521放出汽化了的圖形材料，圖形材料附著在被附著面上，經(jīng)過冷卻、液化形成圖形材料的附著膜。因此，該圖中微細孔521的間隔和數(shù)量與使圖形材料呈帶狀地附著在樹脂層表面上時的間隔和數(shù)量相對應。
圖3為從圖2中I-I線的箭頭方向所視的剖視圖。微細孔521連接在噴嘴523上，而噴嘴523與容器524相連接。這樣，在本例中從外部向容器524供給圖形材料。
噴嘴的微細孔521的形狀既可以是圖2所示的圓形，也可以是除此之外的形狀。圖4中例示出從圖形材料添加裝置的正面所視的微細孔的形狀。例如，除了該圖(a)中圓形之外，還可使用(b)中的橢圓形、(c)中的長孔形、(d)中的矩形等。在這種情況下，當使微細孔的最大直徑D為10～500μm、特別是為30～100μm時，可通過適當?shù)母街穸全@得界限清晰的圖形材料附著膜。另外，也可使微細孔的最大直徑方向(該圖中的上下方向)與被附著面的行進方向相一致地配置。還可將數(shù)個以上各種形狀的微細孔相接近地設置，而構(gòu)成一個圖形材料附著位置。在這種情況下，當沿著被附著面的行進方向配置數(shù)個微細孔時，大多形成良好的圖形材料附著膜。上述這種微細孔的形狀、大小、數(shù)量和排列可根據(jù)圖形材料的種類、附著寬度、被附著面的行走速度等各種條件適當選擇。
當汽化了的圖形材料從微細孔中放出時，以一定的指向性擴散。為了穩(wěn)定地形成指定寬度、界限清晰的圖形材料附著膜，放出的圖形材料的擴散寬度較小為好。為此，在微細孔的最大直徑為D、微細孔的深度為L時(參照圖3)，使L/D為1～10為好，而為2～8、特別是為3～7則更好。若L/D小于上述范圍，則圖形材料廣為擴散，難以形成上述所希望的附著膜。另一方面，若大于上述范圍，則不僅圖形材料的擴散指向性無甚提高，而且微細孔的加工困難，成本上升。
當微細孔的最大直徑D和L/D分別同時滿足上述的范圍時，可穩(wěn)定地獲得良好的圖形材料，所以是最合適的。
以下，對向圖形材料添加裝置供給圖形材料的方法加以說明。
圖5例示出向圖形材料添加裝置中供給汽化了的圖形材料時的結(jié)構(gòu)的示意圖。液體狀態(tài)的圖形材料533儲存在備用箱531中，通過具有閥534a的管道535a供給到汽化裝置532中。汽化裝置532使圖形材料升溫、汽化。氣體狀態(tài)的圖形材料通過具有閥534b的管道535b輸送到圖形材料添加裝置513的容器524中。之后，圖形材料通過噴嘴523和其微細孔521向被附著面放出。在這種情況下，管道535b和圖形材料添加裝置513被加熱、保溫到圖形材料不液化的指定溫度。備用箱531和汽化裝置532放置于真空裝置515(參照圖1)之外。根據(jù)本例，由于圖形材料的汽化是預先在圖形材料添加裝置513之前的汽化裝置532中進行的，所以獲得了隨時間的推移而穩(wěn)定的圖形材料蒸氣。
圖6為例示向圖形材料添加裝置中供給汽化了的圖形材料時的結(jié)構(gòu)的示意圖。本例與圖5的情況相比，作為圖形材料添加裝置，僅在使用不具有容器524的圖形材料添加裝置513’這一點上不同。即，在汽化裝置532中汽化了的氣體狀圖形材料直接供給到已加熱的圖形材料添加裝置513’的噴嘴523’上。本例具有易受從汽化裝置532供給的圖形材料的壓力變動的影響，易產(chǎn)生放出量變動的缺點，但具有圖形材料添加裝置的結(jié)構(gòu)簡單，可降低制造成本的優(yōu)點。
圖7為例示向圖形材料添加裝置中供給液體狀態(tài)下的圖形材料時的結(jié)構(gòu)的示意圖。液體狀態(tài)的圖形材料533儲存在備用箱531中，通過具有閥534c的管道535c供給到圖形材料添加裝置513的容器524中，圖形材料添加裝置513被加熱到圖形材料的沸點以上，圖形材料在容器524內(nèi)汽化。之后，圖形材料通過噴嘴523和其微細孔521向被附著面放出。在這種情況下，備用箱531放置在真空裝置515(參照圖1)之外。另外，圖形材料在層疊體的制造工序中也可隨時從備用箱531中供給，而且，還可在制造工序開始之前事先向容器524中供給，而在制造工序中停止從備用箱531中的供給。根據(jù)本例，由于圖形材料添加裝置兼作汽化裝置，所以具有簡化設備的優(yōu)點。另一方面，具有易受容器524內(nèi)的圖形材料蒸氣壓力變動的影響，放出量不穩(wěn)定的傾向。
圖8為例示向圖形材料添加裝置中供給液體狀態(tài)下的圖形材料時的結(jié)構(gòu)的示意圖。本例與圖7的情況相比，作為圖形材料添加裝置，僅在使用不具有容器524的圖形材料添加裝置513’這一點上不同。即，液體狀態(tài)的圖形材料直接供給到被加熱的圖形材料添加裝置513’的噴嘴523’上。本例與圖7的情況相比，具有更易受噴嘴523’內(nèi)的壓力變動的影響，放出量不穩(wěn)定的傾向。另一方面，具有圖形材料添加裝置的結(jié)構(gòu)簡單，可降低制造成本的優(yōu)點。
在上述圖7、圖8中，是向加熱了的圖形材料添加裝置供給液體狀態(tài)的圖形材料，但也可在向常溫的圖形材料添加裝置中供給后，將圖形材料添加裝置升溫，使圖形材料在圖形材料添加裝置內(nèi)蒸發(fā)、汽化，之后再從微細孔中放出蒸氣。其中，圖形材料的汽化由于具有從分子量小的材料中汽化的傾向，所以有可能發(fā)生在工序的最初和最后汽化的蒸氣成分不同。因此，必須要使汽化穩(wěn)定之后再進行圖形的形成。
圖形材料添加裝置的微細孔和被附著面(樹脂層表面)之間的距離DW(參照圖1)最好為500μm以下，為400μm以下、特別是為300μm以下則更好。而且，其下限最好為50μm以上，為100μm以上、特別是為200μm以上則更好。如上所述，汽化了的圖形材料從微細孔放出時，以一定的指向性擴散。因此，為了穩(wěn)定地形成所希望的寬度、且界限清晰的圖形材料附著膜，微細孔和被附著面之間的距離較小為好。另一方面，若過于接近，難以控制附著膜的厚度，中央部和周邊部的附著膜的厚度差增大，未附著即擴散的蒸氣的比例增大。
以下，對從微細孔噴射液狀的圖形材料并使其附著的方法加以說明。
圖9為可從微細孔噴射液狀的圖形材料的圖形材料添加裝置另一例的主視圖。圖形材料添加裝置513設置成箭頭522的方向與被附著面的行進方向相一致。在圖形材料添加裝置513的正面上與箭頭522成大致45度角地配置有噴嘴頭541。
圖10為從正面觀察圖9中噴嘴頭541時的局部放大圖。圖中，箭頭522與圖9中的箭頭522的方向相一致。在噴嘴頭的表面上設置有微細孔542。在圖10的例中，使在與箭頭522相垂直的方向上以指定間隔設置的3個微細孔為一組，并將其以指定的間隔在噴嘴頭內(nèi)設置數(shù)組。這樣，將這些微細孔542配置成將其投影到與箭頭522相垂直的面上觀察時為等間隔。
另外，微細孔的排列當然并不僅限于圖9、圖10中所示。
圖11為可從微細孔中噴射液狀的圖形材料添加裝置另一例的主視圖。將圖形材料添加裝置513設置成箭頭522的方向與被附著面的行進方向相一致。在圖形材料添加裝置513的正面上與箭頭522成直角地配置有噴嘴頭541’。
圖12為從正面觀察圖11中噴嘴頭541’時的局部放大圖。圖中，箭頭522與圖11中的箭頭522的方向相一致。在噴嘴頭的表面上設置有微細孔542。在圖12的例中，使在與箭頭522成大致45度角地以指定間隔設置的3個微細孔為一組，并將其以指定的間隔在噴嘴頭內(nèi)設置數(shù)組。這樣，將這些微細孔542配置成將其投影到與箭頭522相垂直的面上觀察時為等間隔。
圖13為從圖10中II-II線的箭頭方向所視的微細孔的局部剖視圖。另外，圖12中所示的微細孔也具有與此相同的結(jié)構(gòu)。
基板543上相當于微細孔542的位置上加工出筒體548，該筒體548中依次插入有壓電元件544和活塞頭545?；?43的前面上配置有節(jié)流孔板546，兩者之間填充有液體狀態(tài)的圖形材料547。細微孔542的直徑可適當設計，例如大約為40μm左右。
從細微孔542中噴射液體狀態(tài)的圖形材料是按以下進行的。通過壓電元件544的壓電效果，使壓電元件544收縮，使活塞頭545向圖中左方后退。因此，活塞頭545的前面成為負壓，圖形材料547被吸入基板的筒體548內(nèi)。之后，通過使壓電元件返回初始狀態(tài)，筒體548中儲存的圖形材料通過微細孔542放出。在本方式中，圖形材料成為液滴，不連續(xù)地放出。因此，通過第一次的放出，圖形材料作為一點附著在被附著面(樹脂層表面)上。通過調(diào)整圖形材料每一次的放出量(液滴的大小)及間隔，可使圖形材料作為連續(xù)的液膜附著。
在本方式中，由于可從沿與被附著面(樹脂層表面)的移動方向相垂直的方向數(shù)個排列的微細孔中有選擇地使圖形材料放出，所以圖形材料附著區(qū)域的變更容易。而且，由于可容易地進行動作、停止，所以可容易地使圖形材料附著成帶狀以外的任意形狀(例如不連續(xù)的形狀)。另外，與先前說明的放出汽化了的圖形材料、使其在被附著面上液化的方法相比，放出的圖形材料的指向性強，易于按照意愿使圖形材料正確地附著。而且，由于可增大微細孔和被附著面之間的距離(例如500μm左右)，裝置的設計自由度高，還有可能簡化后述的圖形材料添加裝置的后退這種精密的控制。
在本方式中，最好使被放出的圖形材料的液滴粒子帶電，在放出的空間形成電場。當使電場的方向為從微細孔朝向被附著面時，圖形材料的液滴粒子加速朝向被附著面。因此，被放出的圖形材料粒子的指向性強，而且可進一步擴大微細孔和被附著面之間的距離。也可使電場的方向為除此之外的方向，使液滴粒子的軌道向任意方向彎曲。這樣一來，可提高裝置的設計自由度。另外，要使液滴粒子帶電，可采用例如由電子射線照射、離子照射、等離子體產(chǎn)生的離子化等方法。
另外，本發(fā)明的層疊體的制造方法是在環(huán)繞的支承體上層疊指定量樹脂層和圖形化的金屬薄膜層。因此，若層疊數(shù)增多，上述微細孔和被附著面(樹脂層表面)之間的間隔逐漸縮小。因此，為了將兩者的間隔維持在上述的范圍內(nèi)，最好根據(jù)層疊的進行使圖形材料添加裝置513后退。
圖形材料添加裝置513的后退可通過例如圖14所示的裝置進行。即，可動基座551上固定有促動器A552，在促動器A552的移動端上安裝有圖形材料添加裝置513。圖形材料添加裝置513通過促動器A552可沿箭頭553的方向移動地設置在可動基座551上。在圖形材料添加裝置513上設置有測量與筒輥511的表面(層疊體形成過程中為層疊體的外周面)之間的距離的間距測量裝置554。作為間距測量裝置554，可采用例如利用激光的非接觸式測距裝置。間距測量裝置554在層疊體的制造中始終測量與筒輥511表面的層疊體外周面之間的距離，將其測量信號送入間距檢測回路555中。間距檢測回路555始終判斷圖形材料添加裝置513的微細孔和筒輥511表面(層疊體形成過程中為層疊體的外周面)之間的距離是否在指定的范圍內(nèi)，當在隨著層疊的進行判斷出該距離小于指定的范圍的情況下，向促動器A552發(fā)出指令，使圖形材料添加裝置513后退指定的量，圖形材料添加裝置513以此為基準后退指定的量。因此，一邊將圖形材料添加裝置513的微細孔一端與筒輥511上的層疊體外周面之間的距離DW始終維持在一定的間隔一邊進行層疊。
另外，也可不進行采用上述這種間距測量裝置554和間距檢測回路555的控制，而是根據(jù)筒輥511的轉(zhuǎn)速(例如轉(zhuǎn)一圈)依次只后退以層疊厚度為基準預先設定的量。而且，為了確認，也可同時采用上述間距測量裝置554的距離測量并進行適當?shù)奈⒄{(diào)。
在本發(fā)明的制造方法中，按環(huán)繞的支承體轉(zhuǎn)動指定的圈數(shù)，將圖形材料添加裝置的附著位置在與支承體的被附著面平行的面上沿與被附著面的移動方向相垂直的方向只移動指定的量。這樣一來，在依次層疊了樹脂層和金屬薄膜層的層疊體中可獲得使金屬薄膜層中非層疊部的位置按各層變化的層疊體。例如，在將層疊體作為電子元件使用的情況下，可容易地實現(xiàn)使隔著樹脂層的上下金屬薄膜層為具有不同電位的電極。
圖形材料附著位置的變更可通過例如圖14所示的裝置進行。即，在固定基座556上固定有促動器B557，在促動器B557的移動一端上安裝有上述可動基座551。可動基座551通過促動器B557可沿箭頭558的方向移動地設置在固定基座556上。筒輥551的旋轉(zhuǎn)由旋轉(zhuǎn)檢測器(圖中未示出)監(jiān)視，筒輥551每轉(zhuǎn)一圈向旋轉(zhuǎn)檢測回路559輸送旋轉(zhuǎn)信號S1。旋轉(zhuǎn)檢測回路559在檢測出指定次數(shù)的旋轉(zhuǎn)信號S1(例如一次)時，向促動器B557發(fā)出指令，使可動基座551向箭頭558的方向的指定朝向移動指定的量，可動基座551、即圖形材料添加裝置513據(jù)此向箭頭558的方向的指定朝向移動指定的量。而且，圖形材料的附著位置按照筒輥551每旋轉(zhuǎn)指定的圈數(shù)向與筒輥551表面的旋轉(zhuǎn)移動方向成直角的方向只變更指定的量。
如上所述，本發(fā)明的第二層疊體的制造方法為一種使樹脂材料附著、層疊出樹脂層的層疊工序，使圖形材料附著在上述樹脂層上的工序和層疊出金屬薄膜層的工序為一個單位，通過在環(huán)繞的支承體上重復這些工序指定次數(shù)，從而制造由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體的方法，其特征在于在層疊金屬薄膜層的工序之后，層疊樹脂層的工序之前，具有除去殘存的圖形材料的工序。
由圖形材料添加裝置附著的圖形材料的大部分在形成金屬薄膜之際再次蒸發(fā)而消失。但是，在金屬薄膜層形成后仍殘存有一部分，從而具有層疊表面粗糙、樹脂層或金屬薄膜層產(chǎn)生針孔(層疊脫落)、金屬薄膜層的層疊區(qū)域不穩(wěn)定等問題。本來，為了在金屬薄膜層形成后不殘存有圖形材料而應使附著量為所需要的最小量。但如果稍有不足，則不能按照意愿形成金屬薄膜層的非層疊部，所以量的控制非常困難。因此，有必要在層疊了金屬薄膜層之后，層疊樹脂層之前除去殘存的圖形材料。
具體地說，圖形材料的除去工序可通過在圖1的裝置中的金屬薄膜層形成裝置514和樹脂層形成裝置512之間設置圖形材料除去裝置517來實現(xiàn)。
圖形材料的除去方式并沒有特別的限制，可根據(jù)圖形材料的種類適當選擇即可，例如可通過加熱和/或分解除去。作為加熱除去的方法，例如可采用例示的光照射或電加熱器的方法，采用光照射的方法裝置簡單，并且除去性能好。另外，這里，所述的光也包括遠紅外線和紅外線。另一方面，作為分解除去的方法，可采用等離子體照射、離子照射、電子照射等。此時，雖然等離子體照射可采用氧等離子體、氬等離子體、氮等離子體等，但其中氧等離子體為最好。
本發(fā)明的第三層疊體的制造方法為一種使樹脂材料附著、層疊出樹脂層的層疊工序，使圖形材料附著在上述樹脂層上的工序和層疊出金屬薄膜層的工序為一個單位，通過在環(huán)繞的支承體上重復這些工序指定次數(shù)，從而制造由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體的方法，其特征在于上述圖形材料為從酯類油、二醇類油、氟類油及烴類油構(gòu)成的組中選擇出的至少一種油。
圖形材料與以往的油膜涂廓中使用的油相同，要耐金屬薄膜形成時的熱負荷，并使其在附著區(qū)域內(nèi)不形成金屬薄膜。但是，在本發(fā)明中還不只這些，還要能以非接觸方式在汽化或液體的狀態(tài)下附著在樹脂層的表面上。而且，此時還不能堵塞圖形材料添加裝置的微細孔。另外，必須與本發(fā)明的方法所形成的樹脂層要有相溶性，并具有適當濕潤性。還必須是可在真空中通過加熱或分解而容易地除去。由于附加了這種特殊的條件，本發(fā)明中所使用的圖形材料必須是特定種類的油。當使用上述以外的的圖形材料時，將產(chǎn)生層疊表面粗糙、樹脂層或金屬薄膜層出現(xiàn)針孔、金屬薄膜層的層疊區(qū)域不穩(wěn)定等問題。
作為圖形材料，以酯類油、二醇類油、氟類油為好，最好的是氟類油。
圖形材料中其蒸氣壓達到0.1托時的溫度最好是在80～250℃的范圍內(nèi)。不滿足上述條件的圖形材料有可能產(chǎn)生上述的問題。
油的平均分子量最好為200～3000，為300～3000更好，為350～2000最好。若平均分子量大于這一范圍，則容易產(chǎn)生微細孔的堵塞，而若小于這一范圍，則有可能輪廓形成不充分。
實施形式2圖15為用于實施本發(fā)明的制造方法的制造裝置另一例的示意圖。
圖15的制造裝置與圖1的制造裝置的不同之處在于使用了環(huán)繞在兩根輥子之間的傳送帶狀支承體520以取代圖1的制造裝置中的圓筒狀滾筒來作為環(huán)繞的支承體。傳送帶狀支承體520可由金屬、樹脂、布匹或其復合物等構(gòu)成。
上述之外的裝置可原封不動地使用實施形式1中說明的裝置。
另外，作為環(huán)繞的支承體，除了圖1中的圓筒狀滾筒和圖15中的傳送帶之外，也可使用圓盤。在這種情況下，圖形材料同心圓狀地附著。
本發(fā)明的層疊體的制造方法雖然是一種使樹脂材料附著、層疊出樹脂層的層疊工序，使圖形材料附著在上述樹脂層上的工序和層疊出金屬薄膜層的工序為一個單位，通過在環(huán)繞的支承體上重復這些工序指定次數(shù)，從而制造由樹脂層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體的方法，但也可在其制造過程的前后或中途存在不層疊樹脂層或金屬薄膜層的任一種、而僅連續(xù)地層疊金屬薄膜層或樹脂層的工序。而且，還可在層疊體的制造過程的前后或中途具有層疊與本發(fā)明的樹脂層或金屬薄膜層的任一種不同的其它層。
實施例1采用圖1所示的裝置制造電容器用層疊體。
使真空容器515內(nèi)為2×10-4托，將筒輥511的外周面維持在5℃。
首先，使成為保護層(只由樹脂層構(gòu)成的層)的部分層疊在筒輥511的外周面上。采用二環(huán)戊二烯二甲醇二丙烯酸酯作為保護層材料，將其汽化，通過樹脂層形成裝置512堆積在筒輥511的外周面上。然后采用紫外線固化裝置作為樹脂固化裝置518，使上述堆積的保護層材料聚合、固化。通過使筒輥511旋轉(zhuǎn)而重復這種操作，在筒輥511的外周面上形成厚度為15μm的保護層。
接著，層疊成為加強層的部分。樹脂層材料采用與上述保護層材料相同的材料，將其汽化，通過樹脂層形成裝置512堆積在保護層上。然后采用紫外線固化裝置作為樹脂固化裝置518，使上述層疊的樹脂層材料聚合，并固化至硬度為70％。此時形成的樹脂層為0.6μm。之后，通過樹脂表面處理裝置519對表面進行氧等離子體處理。接著，通過圖形材料添加裝置513使圖形材料附著。采用氟類油作為圖形材料。這種圖形材料達到蒸氣壓為0.1托時的溫度為100℃。油的平均分子量為1500。圖形材料的供給是通過圖5所示的方法，在汽化裝置532中預先汽化后再供給到保持在170℃的圖形材料添加裝置中。采用圖2、圖3所示裝置作為圖形材料添加裝置，使氣體狀的圖形材料從直徑為50μm、深度為300μm的圓形微細孔中噴出，附著成寬150μm的帶狀。接著，由金屬薄膜形成裝置514使鋁金屬蒸鍍。蒸鍍厚度為300埃，膜阻抗為3Ω/□。之后，通過圖形材料除去裝置517將由遠紅外線加熱器加熱和等離子體放電處理所殘存的圖形材料除去。通過使筒輥511旋轉(zhuǎn)而重復以上的操作500次，形成總厚度為315μm的加強層。另外，圖形材料添加裝置在與筒輥511外周面的移動方向相垂直的方向(圖14中箭頭558的方向)上的移動是采用圖14所示的裝置，按以下的模式進行。即，當筒輥511旋轉(zhuǎn)一圈時，向一方向移動60μm，在旋轉(zhuǎn)二圈后，向同一方向移動60μm，在旋轉(zhuǎn)三圈后，向相反方向移動60μm，在旋轉(zhuǎn)四圈后，向同一方向移動60μm，將這種動作作為一個周期，以下，重復這一動作。而且，控制圖形材料添加裝置的微細孔和被附著面之間的距離DW，使其始終維持在250～300μm。
接著，層疊作為電容器的容量產(chǎn)生部分(元件層部分)。樹脂層(電介質(zhì)層)的材料采用與上述保護層和加強層的樹脂層材料相同的材料。將其汽化，堆積在加強層上。然后采用紫外線固化裝置作為樹脂固化裝置518，使上述堆積的電介質(zhì)層的材料聚合，并固化至硬度為70％。這時形成的電介質(zhì)層為0.4μm。之后，通過樹脂表面處理裝置519對表面進行氧等離子體處理。接著，通過圖形材料添加裝置513使圖形材料附著。采用氟類油作為圖形材料。這種圖形材料達到蒸氣壓為0.1托時的溫度為130℃。油的平均分子量為1800。圖形材料的供給是通過圖5所示的方法，在汽化裝置532中預先汽化后再供給到保持在170℃的圖形材料添加裝置中。采用圖2、圖3所示的裝置作為圖形材料添加裝置，使氣體狀的圖形材料從直徑為50μm、深度為300μm的圓形噴嘴噴出，附著成寬150μm的帶狀。接著，由金屬薄膜形成裝置514使鋁金屬蒸鍍。蒸鍍厚度為300埃，膜阻抗為3Ω/□。之后，通過圖形材料除去裝置517將由紅外線加熱器加熱和等離子體放電處理所殘存的圖形材料除去。通過使筒輥511旋轉(zhuǎn)而重復以上的操作約200次，形成總厚度為860μm的元件層部分。另外，圖形材料添加裝置在與筒輥511外周面的移動方向相垂直的方向(圖14中箭頭558的方向)上的移動是采用圖14所示的裝置，按以下的模式進行。即，當筒輥511旋轉(zhuǎn)一圈時，向一方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)二圈后，向相反方向移動940μm，在旋轉(zhuǎn)三圈后，向相反方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)四圈后，向相反方向移動940μm，在旋轉(zhuǎn)五圈后，向相反方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)六圈后，向相反方向移動1060μm，在旋轉(zhuǎn)七圈后，向相反方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)八圈后，向相反方向移動1060μm，將這種動作作為一個周期，以下，重復這一動作。而且，控制圖形材料添加裝置的微細孔和被附著面之間的距離DW，使其始終維持在250～300μm。
接著，在元件層部分的表面上形成厚度為315μm的加強層部分。形成方法與上述加強層的形成方法完全相同。
最后，在加強層表面上形成厚度為15μm的保護層部分。形成方法與上述保護層的形成方法完全相同。
接著，將所獲得的圓筒狀層疊體沿半徑方向分割成8份(以45°切斷)并取下，加熱后壓制，從而獲得圖16所示的平板狀層疊體母元件560。另外，該圖中箭頭561表示筒輥511外周面的移動方向。沿切斷面565a將其切斷，在切斷面上金屬噴鍍上黃銅形成外部電極。另外，在金屬噴鍍表面上涂敷使銅、鎳、銀的合金等分散在熱固化性苯酚樹脂中的導電性軟膏，并加熱使其固化，再在其樹脂表面上實施熱錫焊。之后，在相當于圖16中的切斷面565b的位置切斷，并浸漬在硅烷偶聯(lián)劑溶液中涂覆外表面，從而獲得圖17所示的超小型電容器570。
在圖16、圖17中，562為元件層，563a、563b為加強層，564a、564b為保護層。而且，571a、571b為外部電極，與元件層和加強層上露出的金屬薄膜層電連接。
所獲得的超小型電容器的層疊方向厚度約為1.5mm，縱深約為1.6mm，寬度(兩外部電極之間的方向)約為3.2mm，是容量為0.47μF的小型電容。耐壓為50V。未發(fā)現(xiàn)金屬薄膜層之間的短路和金屬薄膜層的斷裂等。在將超小型電容器分解，對元件層部分的電介質(zhì)層表面和金屬薄膜層表面的粗度Ra進行了測量，依次為0.005μm、0.005μm，是平滑的，未發(fā)現(xiàn)粗大的突起等。而且，元件層的樹脂層(電介質(zhì)層)、加強層的樹脂層及保護層的硬度分別為95％、95％和90％。元件層部分562的金屬薄膜層中非層疊部的寬度為150μm，加強層563a、563b的金屬薄膜層中非層疊部的寬度為150μm，以一定的寬度形成了當初設計的涂廓寬度。
關(guān)于第二發(fā)明以下，參照附圖對第二發(fā)明加以說明。
實施形式3圖18為本發(fā)明的層疊體一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
本發(fā)明的層疊體11是層疊出數(shù)層由電介質(zhì)層12、層疊在該電介質(zhì)層12上的第1金屬薄膜層13和第2金屬薄膜層14構(gòu)成的層疊單位15而構(gòu)成的。第1金屬薄膜層13和第2金屬薄膜層14是通過帶狀的電氣絕緣部分16區(qū)分。
另外，鄰接的層疊單位中各電氣絕緣部分的層疊位置必須是不同的。即，如圖18所示，在層疊單位15上鄰接地層疊有層疊單位15a的情況下，層疊單位15的電氣絕緣部分16和層疊單位15a的電氣絕緣部分16a的層疊位置必須是不同的。這樣，通過依次層疊出電氣絕緣部分的位置不同的層疊單位，可在外部電極形成在層疊體的側(cè)部上時(參照圖28)形成電容器。即，設置層疊單位15的第1金屬薄膜層13和同與其鄰接的層疊單位15a的第1金屬薄膜層13a大致同電位連接的外部電極(圖中未示出)、層疊單位15的第2金屬薄膜層14和同層疊單位15a的第2金屬薄膜層14a大致同電位連接的外部電極(圖中未示出)，并使兩外部電極之間具有電位差。此時，通過將層疊單位15和與其鄰接的層疊單位15a的電氣絕緣部分16和16a配置在不同的位置上，形成層疊單位15的第1金屬薄膜層13和層疊單位15a的第2金屬薄膜層14a分別為電極、電介質(zhì)層12a中夾在第1金屬薄膜層13和第2金屬薄膜層14a之間的部分為電介質(zhì)(容量產(chǎn)生部分)的電容器。因此，鄰接的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置不同是表示這種層疊位置的不同是可形成上述電容器的容量發(fā)生部分的程度。這樣，從這一觀點出發(fā)，為了盡可能增大容量產(chǎn)生部分的面積，最好配置電氣絕緣部分。
另外，在上述中，電介質(zhì)層12a中夾在第1金屬薄膜層13和第2金屬薄膜層14a之間的部分以外的部分與電容器的容量形成無關(guān)。同時，層疊單位15的第2金屬薄膜層14和層疊單位15a的第1金屬薄膜層13a不具有任何電容器電極的功能。但是，這種層疊單位15的第2金屬薄膜層14和層疊單位15a的第1金屬薄膜層13a在增強外部電極的附著強度這一點上是有意義的。即，外部電極的附著強度在很大程度上取決于與金屬薄膜層的連接強度，而與電介質(zhì)層的連接強度幾乎無關(guān)。因此，即使是與電容器的容量產(chǎn)生無關(guān)的金屬薄膜層，由于其存在，也可大幅度提高作為電容器時的外部電極附著強度。這種金屬薄膜層的存在在象本發(fā)明的這種非常小型的層疊體的情況下具有特別重要的意義。雖然外部電極是通過金屬噴鍍形成的，但此時噴鍍的金屬粒子比較大，在象本發(fā)明的這種電介質(zhì)層是非常薄的層疊體的情況下，難以侵入金屬薄膜層之間。而且，由于層疊體小而露出的金屬薄膜部也很小。因此，從確保外部電極的附著強度的觀點來看，盡可能增大與外部電極的接觸面積是非常重要的。
從制造容易性的觀點來看，電氣絕緣部分的形狀為具有一定寬度W的帶狀。圖19為從圖18中III-III線的箭頭方向所視的剖視圖。雖然對電氣絕緣部分的寬度W并未特別限制，但從確保電容器的容量產(chǎn)生部分(高容量化)、確保電氣絕緣性和制造容易性來看，以0.03～0.5mm為好，為0.05～0.4mm更好，為0.1～0.3mm最好。
在本發(fā)明的層疊體中，電氣絕緣部分為帶狀，并且整體觀察層疊體時，每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置必須要完全不在同一位置上。即，如圖18所示，每隔一層的層疊單位的電氣絕緣部分16b相對于層疊單位15a的電氣絕緣部分16a的位置與電氣絕緣部分16a不在同一位置上，而是向電氣絕緣部分的寬度方向只偏離d?；蛘?，也可以是每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的位置在同一位置上，而每隔三層的層疊單位中電氣絕緣部分的位置向電氣絕緣部分的寬度方向偏離。
為了便于比較，將始終是d＝0的層疊體厚度方向(層疊方向)的剖視圖例示于圖20。從圖20可知，由于在電氣絕緣部分31a、31b上沒有金屬薄膜層，在整體觀察層疊體時，該部分的層疊厚度減少，在層疊體上表面上產(chǎn)生出凹部32a、32b。這種凹部在進行將層疊體錫焊在印刷電路板上的情況下使操作性變差。而且，當發(fā)生這種凹部時，隨著該凹部的深度逐漸增大，在層疊體的制造過程中難以實現(xiàn)后述的使圖形材料附著在凹部的底部上，從而難以形成具有一定寬度的良好的電氣絕緣部分。另外，隨著凹部的發(fā)生，其上層疊的電氣絕緣部分中兩側(cè)的電介質(zhì)層和金屬薄膜層將傾斜，因此，電介質(zhì)層33a、33b和金屬薄膜層34a、34b中的層疊厚度將局部變薄。當電介質(zhì)層的層疊厚度局部變薄時，在將層疊體作為電容器使用的情況下，由于這一部分的存在而降低了電容器的耐壓性，而且，由于電介質(zhì)層中的針孔而產(chǎn)生短路。另外，當金屬薄膜層的層疊厚度局部變薄時，易于在該部分上產(chǎn)生耐電流特性降低等。
因此，圖18中的電氣絕緣部分的偏離量d的下限在帶狀的電氣絕緣部分的寬度為W時最好為W/20以上，為W/10以上則更好。
另一方面，當上述偏離量d過大時，不僅層疊體上表面的凹部解消效果不明顯，而且作為電容器的容量產(chǎn)生部分的大小也減小。因此，偏離量d的上限以4W以下為好，為2W以下則更好。
而且，在無論上述偏離量d是否滿足W/20～4W的范圍的情況下，整體觀察層疊體時，每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置的離散最大值(最大偏離寬度，圖18中的D0)的下限以6W/5為好，為3W/2則更好，而上限以5W以下為好，為4W以下則更好。當最大偏離寬度D0低于這一下限值時，如圖20所說明的那樣，在層疊體上表面上產(chǎn)生凹部32a、32b，圖形材料的附著困難，而且易于產(chǎn)生電容器的耐壓性降低、或在電介質(zhì)層33a、33b上出現(xiàn)針孔和金屬薄膜層34a、34b中的耐電流特性降低等。當最大偏離寬度D0大于這一上限值時，不僅層疊體上表面的凹部消除效果不明顯，而且作為電容器的容量產(chǎn)生部分的大小也變小。
另外，上述每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置既可是規(guī)則地偏離，也可是不規(guī)則地偏離(除了制造上的誤差之外)。
鄰接的層疊單位的第1金屬薄膜層之間(例如，13和13a)和/或第2金屬薄膜層之間(例如，14和14a)最好是直接電氣連接在一起。使金屬薄膜層之間直接連接(接觸)意味著應存在于其間的電介質(zhì)層消失，這是因為金屬薄膜層朝向連接部傾斜，在該傾斜部分金屬薄膜層變薄而易于斷裂的緣故。
圖21為本發(fā)明的層疊體另一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
本例的層疊體40是將由電介質(zhì)層41和層疊在該電介質(zhì)層單面上的金屬薄膜層42構(gòu)成的層疊單位44層疊出數(shù)層而成。存在于電介質(zhì)層單面的一端上的帶狀電氣絕緣部分43上不存在金屬薄膜層42。
另外，鄰接的層疊單位的各電氣絕緣部分要位于互為相反的一側(cè)。即，如圖21所示，在層疊單位44上鄰接地層疊有層疊單位44a的情況下，當層疊單位44的電氣絕緣部分43存在于電介質(zhì)層41的右端時，層疊單位44a的電氣絕緣部分43a要存在于電介質(zhì)層41a的左端。這樣，通過使電氣絕緣部分的位置位于互為相反一側(cè)地依次層疊出層疊單位，可在當外部電極形成在層疊體的側(cè)部上時(參照圖34)形成電容器。即，一方的外部電極連接在層疊單位44的金屬薄膜層42上，另一方的外部電極連接在鄰接的層疊單位44a的金屬薄膜層42a上，并使兩外部電極之間具有電位差。此時，形成層疊單位44的金屬薄膜層42和層疊單位44a的金屬薄膜層42a分別為電極、夾在金屬薄膜層42和金屬薄膜層42a之間的部分為電介質(zhì)(容量產(chǎn)生部分)的電容器。從這一觀點出發(fā)，最好盡量減小電氣絕緣部分的寬度，以便盡可能地增大容量產(chǎn)生部分的面積。
從制造容易性的觀點出發(fā)，使電氣絕緣部分的形狀為具有一定寬度W的帶狀。圖22中示出從圖21中IV-IV線的箭頭方向所視的剖視圖。雖然對電氣絕緣部分的寬度W并未作特別限制，但以0.03～0.5mm為好，為0.05～0.4mm更好，為0.1～0.3mm最好，這從電容器的高容量化、確保電氣絕緣性和制造容易性的觀點來看是合適的。
在本發(fā)明的層疊體中，每隔一層的層疊單位中帶狀的電氣絕緣體的寬度必須是在整體觀察層疊體時均不是同一寬度。即，如圖21所示，相對于層疊單位44的電氣絕緣部分43，使每隔一層的層疊單位的電氣絕緣部分43b的寬度與電氣絕緣部分43不同?；蛘?，也可使每隔一層的層疊單位的電氣絕緣部分的寬度為相同的寬度，而改變每隔三層的層疊單位的電氣絕緣部分的寬度。
由于當使電氣絕緣部分的寬度均為同一寬度時，在存在電氣絕緣部分的端部金屬薄膜層的層疊數(shù)少，所以在整體觀察層疊體時，該部分的層疊厚度減少，在層疊體上表面上產(chǎn)生出顯著的凹部。這種凹部在進行將層疊體錫焊在印刷電路板上的情況下使操作性變差，并對焊劑的濕潤性產(chǎn)生不良影響。而且，當發(fā)生這種凹部時，隨著該凹部的深度逐漸增大，在層疊體的制造過程中難以實現(xiàn)后述的使圖形材料附著在凹部的底部上，從而難以形成具有一定寬度的良好的電氣絕緣部分。另外，隨著凹部的發(fā)生，其上層疊的電氣絕緣部分中側(cè)部的電介質(zhì)層和金屬薄膜層將傾斜，因此，電介質(zhì)層和金屬薄膜層中的層疊厚度將局部變薄。當電介質(zhì)層的層疊厚度局部變薄時，在將層疊體作為電容器使用的情況下，由于這一部分的存在而降低了電容器的耐壓性，而且，由于電介質(zhì)層中的針孔而產(chǎn)生短路。另外，當金屬薄膜層的層疊厚度局部變薄時，易于在該部分上產(chǎn)生耐電流特性降低等。
因此，如圖21所示，在層疊體整體中，當使每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的寬度平均值為WAVE，最大值為WMAX，最小值為WMIN時，最好使(WMAX-WMIN)/WAVE為WAVE/5以上，為WAVE/3以上則更好。
另一方面，當電氣絕緣部分的寬度離散增大，(WMAX-WMIN)/WAVE過大時，不僅層疊體上表面的凹部解消效果不顯著，而且作為電容器的容量產(chǎn)生部分的大小也減小。因此，(WMAX-WMIN)/WAVE的上限最好為WAVE以下，為WAVE/2以下則更好。
另外，上述每隔一層的電氣絕緣部分的寬度變化既可以是規(guī)則的，也可以是不規(guī)則的(除了制造上的誤差之外)。
在上述圖18、圖21的任一個層疊體中，電介質(zhì)層的厚度(容量產(chǎn)生部分的厚度)T1(圖18)、T3(圖21)為1μm以下。為0.7μm以下則更好，為0.4μm以下最好。通過減薄電介質(zhì)層(容量產(chǎn)生部分)的厚度，可在作為電容器使用的時候獲得大容量的電容器。
雖然對圖18的層疊體中第1金屬薄膜層和第2金屬薄膜層的厚度T2、圖21的層疊體中金屬薄膜層的厚度T4并未作特別的限制，但最好為100～500埃，為200～400埃則更好，膜阻抗以10Ω/□以下為好，為1～8Ω/□則更好，為2～6Ω/□最好。而且，雖然圖18的兩金屬薄膜層的厚度也可不同，但由于厚度相同時可確保層疊體整體厚度的均勻性，所以厚度相同為好。
圖18和圖21的層疊體中層疊單位的層疊數(shù)可根據(jù)層疊體的用途適當決定。較好的是層疊100層以上，這樣可減小電容器在電路板上的占有面積。這并不是說層疊數(shù)越多越好，而是根據(jù)必要的電容器容量層疊即可。層疊數(shù)越多，在作為電容器使用時可以是容量大的電容器。而且，由于本發(fā)明的電介質(zhì)層的厚度較薄，所以即使增加層疊數(shù)，整體的厚度也不會太厚，與以往的薄膜電容器相比，若體積相同、高容量的靜電電容相同的話，則可獲得更小的電容器。
各層疊單位中電介質(zhì)層的厚度T1(圖18)、T3(圖21)和金屬薄膜層的厚度T2(圖18)、T4(圖21)的比T1/T2、T3/T4均為20以下，特別是當比值為15以下時，在發(fā)現(xiàn)了因電介質(zhì)層上的針孔等相對向的金屬薄膜層電氣短路時，該金屬薄膜層因過電流而燒失或熔失，從而除去缺陷這種自我恢復的功能的情況下，由于元件內(nèi)部的缺陷所占有的體積也減小，并由于在要求有耐濕特性等的環(huán)境下等的特性降低也減小，所以是所希望的。
雖然作為電介質(zhì)層的材料，只要是可層疊成1μm以下、并可良好地發(fā)揮電介質(zhì)體的功能的材料即可，并未作特別的限制，但最好是例如以丙烯酸酯樹脂或乙烯基樹脂為主要成分。具體地說，最好為多官能(甲基)丙烯酸酯單體，多官能乙烯基醚單體的聚合物，其中，二環(huán)戊二烯二甲醇二丙烯酸酯、環(huán)已烷二甲醇二乙烯基醚單體等的聚合物或置換了烴基的單體的聚合物在電氣特性這一點上是所希望的。
作為金屬薄膜層的材料，最好是例如鋁、銅、鋅、錫、金、銀、鉑構(gòu)成的組中選擇出的至少一種，其中，鋁在粘接性和經(jīng)濟性上是最好的。另外，為了提高金屬薄膜層的耐濕性，有時也需使樹脂層的表面氧化。
電介質(zhì)層的表面粗度Ra(十點平均粗度)最好為0.1μm以下，為0.02μm以下則更好。而且，金屬薄膜層的表面粗度Ra(十點平均粗度)最好為0.1μm以下，為0.02μm以下則更好。若表面粗度過大，則在表面的微小突起部上將產(chǎn)生電場集中，并有可能產(chǎn)生電介質(zhì)層的破壞或金屬薄膜層的燒失。另外，在以往的薄膜電容器中，為了使薄膜平滑確保傳送性，或防止薄膜之間的粘連，使外部粒子(例如二氧化硅等的無機粒子或有機粒子)混入薄膜中以確保一定的表面粗度。本發(fā)明的層疊體僅限于采用后述的制造方法，不必因上述的原因而混入外部粒子，因此，可獲得電氣特性良好的層疊體。本發(fā)明的表面粗度Ra(十點平均粗度)的測量是用前端直徑為10μm的寶石唱針，并采用測量荷重為10mg的接觸式表面粗度計測量的。
從各自的操作性、特性的穩(wěn)定性考慮，最好是，電介質(zhì)層的硬度為50％以上，特別是在電介質(zhì)層形成之后的層疊體的狀態(tài)下為50～75％，在作為電容器等的最終形態(tài)的狀態(tài)下為90％以上。硬度表示在例如使用樹脂作為電介質(zhì)層的情況下其聚合和/或交聯(lián)的程度，當硬度小于上述范圍時，在層疊體制造過程中的加壓或?qū)盈B體組裝工序中的外力作用下易產(chǎn)生變形，從而產(chǎn)生金屬薄膜層破裂或短路。另一方面，當硬度大于上述范圍時，形成外部電極時的噴鍍金屬粒子難以侵入金屬薄膜層之間，減弱了外部電極的附著強度，并在后述的層疊體制造過程中從筒輥取下圓筒狀層疊體的連續(xù)體時、或在經(jīng)壓制獲得平板狀層疊體的母元件時產(chǎn)生破裂等問題。本發(fā)明的硬度是采用紅外光譜硬度計測量C＝0基的吸光度和C＝C基(1600cm-1)的吸光度之比、以及各單體和硬化物的比值，并從1中減去減少的吸光度作為硬度。
實施形態(tài)4以下，對在層疊體中至少單側(cè)上層疊了加強層的情況加以說明。
加強層在層疊體的制造過程中，或采用層疊體的電子元件、特別是電容器的制造過程中，或?qū)⑵浒惭b在電路板上的過程中防止上述層疊體部分因熱負荷或外力而受損上是有效的。另外，加強層通過象后述的那樣具有金屬層可有效地提高外部電極(參照圖28、圖34)的附著強度。即，外部電極的附著強度取決于與金屬薄膜層的連接強度，而與電介質(zhì)層的連接強度幾乎無關(guān)。因此，通過存在金屬層的加強層可大幅度提高作為電容器時的外部電極附著強度。另外，加強層雖然可在例如形成外部電極、作為電容器使用的情況下發(fā)揮增強電容器的容量產(chǎn)生部分的功能，但無這一功能的電容器在設計等上容易。
雖然加強層設置在上述層疊體中至少單側(cè)上即可起到上述效果，但若在兩側(cè)上設置的話，在層疊體的保護和提高外部電極的附著強度上更有效。
加強層既可以與上述層疊體相接地層疊，也可中介有其它層地層疊。
為了充分體現(xiàn)上述的效果，加強層的厚度(單面一側(cè)的整體厚度)為20μm以上為好，為50～500μm更好，為100～300μm則最好。
圖23為在實施形態(tài)3中說明的圖18的層疊體11的兩面上層疊了加強層50a、50b的一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
圖23所示的加強層是層疊了至少一層以上的由樹脂層51和層疊在其單面上的第1金屬層52及第2金屬層53構(gòu)成的層疊單位54而成。第1金屬層52和第2金屬層53由電氣絕緣帶55所區(qū)分。
金屬層通過電氣絕緣帶55分成第1金屬層52和第2金屬層53。若沒有電氣絕緣帶，則在設置了外部電極(參照圖28、圖34)時，兩外部電極將通過這一金屬層而短路。
對電氣絕緣帶的配置位置并未作特別限制，但圖23所示，最好是配置在加強層的大致中央部上。當配置在與層疊體11中電氣絕緣部分大致相同的位置上時，層疊體上表面上產(chǎn)生的凹部將增大，在向印刷電路板上錫焊安裝時使操作性變差，有可能對錫焊安裝時的絕緣性產(chǎn)生不良影響。而且，當發(fā)生這種凹部時，隨著該凹部的深度逐漸增大，難以實現(xiàn)后述的使圖形材料附著在凹部的底部上，從而難以形成具有一定寬度的良好的電氣絕緣部分或電氣絕緣帶。另外，隨著凹部的發(fā)生，其上層疊的電氣絕緣部分中兩側(cè)的電介質(zhì)層和金屬薄膜層將傾斜，因此，層疊厚度將變薄，易于產(chǎn)生電容器的耐壓降低，或在電介質(zhì)層中產(chǎn)生針孔和金屬薄膜層的耐電流特性降低等。
電氣絕緣帶的形狀只要是使第1金屬層52和第2金屬層53電氣絕緣即可，并未作特別的限制，但在本實施形態(tài)中，從制造容易性的觀點出發(fā)，為具有一定寬度W1的帶狀。圖24為從圖23中V-V線的箭頭方向所視的剖視圖。
加強層只要是至少層疊了一層以上的層疊單位54即可，但在層疊了兩層以上的情況下，最好是整體(在層疊體11的兩面上層疊的情況下為單面一側(cè)的加強層整體)觀察加強層時電氣絕緣帶的層疊位置不在同一位置上。例如，最好事先使鄰接的層疊單位中電氣絕緣帶的層疊位置偏離。當電氣絕緣帶為具有一定寬度W1時，如圖23所示，鄰接的層疊單位中電氣絕緣帶的層疊位置的偏離量d1為W1/20以下即可。偏離量d1的下限值以W1/15以上為好，為W1/10以上則更好，上限值以4W1以下為好，為2W1以下則更好。另外，也可使鄰接的層疊單位中電氣絕緣帶的層疊位置相同，而使每隔一層(或每隔二個或二個以上)的層疊單位中電氣絕緣帶的層疊位置只偏離上述的偏離量d1。
若偏離量d1為下限值以下，則在層疊體表面的電氣絕緣帶部分上產(chǎn)生凹部，在進行向印刷電路板上的錫焊安裝時將使操作性變差。而且，當發(fā)生這種凹部時，隨著該凹部的深度逐漸增大，難以實現(xiàn)后述的使圖形材料附著在凹部的底部上，從而難以形成具有一定寬度的良好的電氣絕緣帶或電氣絕緣部分。另外，隨著凹部的發(fā)生，其上層疊的電氣絕緣部分中兩側(cè)的電介質(zhì)層和金屬薄膜層將傾斜，因此，層疊厚度將變薄，易于產(chǎn)生電容器的耐壓降低，或在電介質(zhì)層中產(chǎn)生針孔和金屬薄膜層的耐電流特性降低等。
若偏離量d1過大，則不僅層疊體上表面的凹部解消效果不顯著，而且當使電氣絕緣帶的層疊位置與層疊體1中電氣絕緣部分的層疊位置相一致時，在層疊體表面上產(chǎn)生凹部而出現(xiàn)上述問題。
而且，在整體(在層疊體11的兩面上層疊的情況下為單面一側(cè)的加強層整體)觀察加強層時的電氣絕緣帶層疊位置的離散最大值(最大偏離寬度)D1(參照圖23)的下限以6W1/5以上為好，為3W1/2以上則更好，上限為5W1以下為好，為4W1以下則更好。當最大偏離寬度D1小于這一下限值時，將在層疊體上表面上產(chǎn)生凹部而出現(xiàn)上述問題。而當偏離寬度D1大于這一上限值時，則不僅層疊體上表面的凹部解消效果不顯著，而且當使電氣絕緣帶的層疊位置與層疊體1中電氣絕緣部分的層疊位置相一致時，在層疊體表面上產(chǎn)生凹部而出現(xiàn)上述問題。
圖25為在實施形式3中說明的圖18的層疊體11的兩面上層疊了具有與圖23不同的層疊形態(tài)的加強層60a、60b的一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
圖25所示的加強層是層疊了至少一層以上的由樹脂層61和層疊在上述樹脂層單面上的金屬層62構(gòu)成的層疊單位64而制成。存在于上述樹脂層表面的一端上的帶狀的電氣絕緣帶部分63上不存在金屬層。若沒有電氣絕緣帶，在設置外部電極(參照圖28、圖34)時，兩外部電極將因這一金屬層而短路。
對電氣絕緣帶的形狀并未作特別的限制，但在本實施形式中，從制造容易性等觀點出發(fā)，為具有一定寬度的帶狀。圖26表示從圖25中VI-VI線的箭頭方向所視的剖視圖。
加強層只要是至少層疊了一層以上的層疊單位64即可，但在層疊兩層以上的情況下，最好是整體(在層疊體11的兩面上層疊的情況下為單面一側(cè)的加強層整體)觀察加強層時電氣絕緣帶的層疊位置不在同一位置上。例如，如圖25所示，相對于某一電氣絕緣帶，改變鄰接的層疊單位中電氣絕緣帶的寬度，進而再改變鄰接的層疊單位中電氣絕緣帶的寬度，以下，同樣地依次改變電氣絕緣帶的寬度?；蛘?，也可使連續(xù)的二個(或二個以上)的層疊單位中電氣絕緣帶的寬度為同一寬度，而改變第三個(或三個以上)的層疊單位中電氣絕緣帶的寬度。
當使電氣絕緣帶的寬度均為同一寬度時，由于在電氣絕緣帶存在的端部上金屬層的層疊數(shù)少，所以在整體觀察層疊體時，該部分的層疊厚度減少，在層疊體上表面上產(chǎn)生顯著的凹部。這種凹部在進行錫焊在印刷電路板上的情況下使操作性變差，并對焊劑的濕潤性產(chǎn)生不良影響。而且，當發(fā)生這種凹部時，隨著該凹部的深度逐漸增大，在層疊體的制造過程中難以實現(xiàn)后述的使圖形材料附著在凹部的底部上，從而難以形成具有一定寬度的良好的電氣絕緣帶或電氣絕緣部分。另外，隨著凹部的發(fā)生，其上層疊的層疊體部分11中電氣絕緣部分側(cè)部的電介質(zhì)層和金屬薄膜層將傾斜，因此，電介質(zhì)層和金屬薄膜層中的層疊厚度將局部變薄。當電介質(zhì)層的層疊厚度局部變薄時，在將層疊體作為電容器使用的情況下，由于這一部分的存在而降低了電容器的耐壓性，而且，由于電介質(zhì)層中的針孔而產(chǎn)生短路。另外，當金屬薄膜層的層疊厚度局部變薄時，在該部分易于上產(chǎn)生導電不良等。
因此，如圖25所示，當在加強層整體(層疊體11的兩面上層疊的情況下為單面一側(cè)的加強層整體)中，電氣絕緣帶寬度的平均值為W1AVE、最大值為W1MAX，最小值為W1MIN時，(W1MAX-W1MIN)/W1AVE最好為W1AVE/5以上，為W1AVE/3以上則更好。
另一方面，當電氣絕緣部分的寬度離散增大，(W1MAX-W1MIN)/W1AVE過大時，層疊體上表面中的凹部消除效果不顯著。因此，(W1MAX-W1MIN)/W1AVE的上限以W1AVE以下為好，為W1AVE/2以下則更好。
另外，上述電氣絕緣帶的寬度變化既可以是規(guī)則的，也可以是不規(guī)則的(除了制造上的誤差之外)。
加強層中樹脂層的厚度T5(圖23)、T7(圖25)最好厚于圖18或圖21的層疊體中電介質(zhì)層的厚度T1(圖18)、T3(圖21)。而且，加強層中金屬層的厚度T6(圖23)、T8(圖25)最好厚于圖18或圖21的層疊體中金屬薄膜層的厚度T2(圖18)、T4(圖21)。這樣，通過加厚了各層厚度的加強層，在設置了后述的外部電極(參照圖28、圖34)時，可提高外部電極的附著強度。外部電極是通過噴鍍形成的，但噴鍍的金屬粒子比較粗，難以侵入層疊體11、40的金屬薄膜層之間。但是，從確保作為電容器時的電容器容量的觀點來看，電介質(zhì)層的厚度不能加厚。因此，通過加厚樹脂層的厚度，可使噴鍍金屬易于侵入，易于提高外部電極的附著強度。而且，由于從側(cè)面露出的金屬層的厚度越厚，抗拉強度越大，所以通過加厚金屬層的厚度，可提高外部電極的附著強度。
具體地說，樹脂層的厚度T5、T7以0.1～1μm為好，為0.1～0.6μm則更好。而且，金屬層的厚度T6、T8以100～500埃為好，為200～400埃則更好，膜阻抗以1～10Ω/□為好，為2～6Ω/□則更好。雖然圖23的第1金屬層和第2金屬層的厚度可以是不同的，但由于使其相同可確保層疊體整體厚度的均勻性，所以是所希望的。
對加強層中樹脂層及金屬層的材料并未作特別限定，但在制造效率這一點上來看最好是分別為電介質(zhì)層和金屬薄膜層中使用的材料。另一方面，為了調(diào)整與外部電極的附著強度，而且以用于調(diào)整層疊體整體的硬度或機械強度為目的，當然也可以采用與電介質(zhì)層及金屬薄膜層中使用的材料不同的材料。
從各自的操作性、特性的穩(wěn)定性這一點考慮，最好是，加強層中樹脂層的硬度為50％以上，特別是在加強層形成之后的狀態(tài)下為50～75％，在作為電容器等的最終形態(tài)的狀態(tài)下為90％以上。當硬度小于上述范圍時，在層疊體制造過程中的加壓或?qū)盈B體組裝工序中的外力作用下易產(chǎn)生變形。另一方面，當硬度大于上述范圍時，形成外部電極時的噴鍍金屬粒子難以侵入金屬層之間，減弱了外部電極的附著強度，并在后述的層疊體制造過程中從筒輥取下圓筒狀層疊體的連續(xù)體時、或在經(jīng)壓制獲得平板狀層疊體的母元件時產(chǎn)生破裂等問題。
另外，圖23、圖25中，采用圖21的層疊體40以取代圖18的層疊體11時，也可同樣地設置加強層。在這種情況下，根據(jù)需要，上述的說明換成圖21中層疊體40的構(gòu)成要素即可原封不動地適用。
實施形式5以下，對在層疊體中至少一方的表面上設置了保護層的情況加以說明。
圖27為在圖18的層疊體11的兩表面上層疊了保護層65a、65b的一例的厚度方向(層疊方向)剖視圖。
這種保護層在層疊體的制造過程中、或采用層疊體的電子元件、特別是電容器的制造過程中，或?qū)⑵浒惭b在印刷電路板上的過程中防止上述層疊體11的部分因熱負荷或外力而受損上是有效的。
雖然只在層疊體11的至少單面上設置保護層即可起到上述效果，但若在兩面上設置的話，則由于層疊體11的保護而更有效。
對保護層的厚度并未作特別限定，可根據(jù)層疊體所處的環(huán)境適當決定，但為了充分體現(xiàn)上述的效果，通常以2μm以上為好，為3～100μm更好，為5～20μm則最好。
另外，在圖27的例中，是在層疊體11上直接設置保護層，但也可在與層疊體11之間借助實施形式4所說明的加強層而層疊。若為這樣的實施形式，則不僅提高層疊體11的保護功能，而且可提高外部電極(參照圖28)的附著強度。而且，也可中介有加強層以外的層而層疊。
對保護層的材料并未作特別限定，但如果采用分別在電介質(zhì)層和/或樹脂層中使用的材料則可提高制造效率。另一方面，為了使保護層具有特定的功能，也可采用與電介質(zhì)層和/或樹脂層中所使用的材料不同的材料。例如，若采用環(huán)氧類樹脂時，由于與加強層的密接性提高，所以是合適的。
而且，可將保護層著色為特定的顏色。這樣，在作為電子元件安裝在印刷電路板上時圖案識別的識別精度提高，各制品的判別容易。著色可以是將顏料等著色劑混入、或用涂料等涂敷在外表面上即可，而且，也可根據(jù)需要使保護層為透明的。
從各自的操作性、特性的穩(wěn)定性這一點考慮，最好是，保護層的硬度為50％以上，特別是在保護層形成之后的層疊體的狀態(tài)下為50～75％，在作為電容器等的最終形態(tài)的狀態(tài)下為90％以上。當硬度小于上述范圍時，在層疊體制造過程中的加壓或?qū)盈B體組裝工序中的外力作用下易產(chǎn)生變形。另一方面，當硬度大于上述范圍時，在后述的層疊體制造過程中從筒輥取下圓筒狀層疊體的連續(xù)體時、或在經(jīng)壓制獲得平板狀層疊體的母元件時產(chǎn)生破裂等問題。
另外，圖27中，采用圖21的層疊體40以取代圖18的層疊體11時，也可同樣地設置保護層。在這種情況下，根據(jù)需要，上述的說明換成圖21中層疊體40的構(gòu)成要素即可原封不動地適用。
實施形式6以下，對在層疊體的側(cè)面上形成了外部電極的情況加以說明。
圖28例示出在層疊體的側(cè)面上形成了外部電極71a、71b的立體圖。圖28中賦予了外部電極的層疊體是在層疊體部分72的兩面上層疊加強層73a、73b，并在其上再層疊了保護層74a、74b。采用實施形式3中圖18所說明的層疊體11作為層疊體部分72，采用實施形式4中圖23所說明的加強層50a、50b作為加強層73a、73b，采用實施形式5中圖27所說明的保護層65a、65b作為保護層74a、74b。
外部電極71a、71b分別與層疊體72中第1金屬薄膜層和第2金屬薄膜層電氣連接。
外部電極可通過例如金屬噴鍍黃銅等而形成。此時，可改變噴鍍的金屬種類，使其成為二層以上構(gòu)成的外部電極。例如，在噴鍍了與層疊體的附著強度好的金屬作為基底層后，再選擇性地噴鍍與該層接觸(層疊)的各種金屬或樹脂的粘接性良好的金屬作為表層。
另外，考慮到實際安裝時的錫焊安裝性等，也可在其上實施熔融鍍錫、溶解鍍錫、無電解鍍錫。此時，作為基底層，也可在金屬噴鍍層之上形成預先涂敷使銅粉等分散在熱固化性苯酚樹脂中的導電性軟膏、并加熱固化的層，或形成銅/黃磷/銀構(gòu)成的合金的金屬噴鍍層等。
而且，也可在外部電極上設置凸出電極。這樣，在向電路板上安裝時更加容易。作為凸出電極，可從周知的材料、形狀的電極中適當選擇而設置。
另外，也可根據(jù)用途實施必要的外包裝。例如，以提高層疊體的耐濕性或保護露出的金屬薄膜層和/或金屬層為目的，包覆厚度為數(shù)十埃的硅烷偶聯(lián)劑等的表面處理劑，或在金屬薄膜層露出的面上設置涂敷了數(shù)百μm厚的光或熱固化性樹脂、并已固化的層。
這樣獲得的層疊體可用于超小型電容器、超小型線圈、超小型電阻或其復合元器件等用途，其中，最適合用于電容器等電子元件中。特別是，由于本發(fā)明的層疊體為體積小、容量高的電容器，所以在用于超小型電容器的情況下實用價值最高。
另外，圖28中，作為層疊體72，可采用圖21的層疊體40以取代圖18中的層疊體11。在這種情況下，根據(jù)需要，上述的說明換成圖21中層疊體40的構(gòu)成要素即可原封不動地適用。而且，作為加強層73a、73b，可采用圖25中的加強層60a、60b以取代圖23中的加強層50a、50b。在這種情況下，根據(jù)需要，上述的說明換成圖25中加強層60a、60b的構(gòu)成要素即可原封不動地適用。
實施形式7以下，對本發(fā)明的層疊體制造方法加以說明。
圖29為例示用于實施本發(fā)明的層疊體制造方法的制造裝置一例的示意圖。
在以一定的角速度或圓周速度向圖中箭頭方向旋轉(zhuǎn)的筒輥81的下部配置金屬蒸鍍源84，而在筒輥81的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)上配置樹脂蒸發(fā)源82，在上游側(cè)配置圖形材料添加裝置83。
而且，在本例中，在金屬蒸鍍源84和樹脂蒸發(fā)源82之間配置圖形材料除去裝置87，在樹脂蒸發(fā)源82和圖形材料添加裝置83之間配置樹脂固化裝置88及樹脂表面處理裝置89，但這些可根據(jù)需要設置，在本發(fā)明中并不是必須的。
這些裝置收納在真空容器85中，其內(nèi)部由真空泵86保持在真空狀態(tài)。
筒輥81的外周面上精加工成平滑、最好是鏡面狀，并冷卻至-20～40℃為好，冷卻至-10～10℃則更好。旋轉(zhuǎn)速度可自由設定，但應為15～70rpm。
金屬蒸鍍源84為可使金屬蒸鍍朝向筒輥81的表面的裝置，以形成層疊體的金屬薄膜層和加強層的金屬層。作為蒸鍍金屬，可使用例如從鋁、銅、鋅、錫、金、銀、鉑構(gòu)成的組中選擇出的至少一種。另外也可通過飛濺、離子鍍敷等公知的方式取代金屬蒸鍍而形成金屬薄膜。
樹脂蒸發(fā)源82為使活性單體樹脂朝向筒輥81表面蒸發(fā)汽化的裝置，該樹脂堆積而形成電介質(zhì)層、加強層的樹脂層、以及保護層。
堆積的活性單體樹脂可根據(jù)需要由樹脂固化裝置88進行聚合和/或交聯(lián)，以形成固化到所希望的硬度的薄膜?？刹捎美珉娮由渚€照射裝置或紫外線照射裝置等作為樹脂固化裝置。
形成的樹脂薄膜根據(jù)需要由樹脂表面處理裝置89進行表面處理。例如進行氧等離子體處理，可使樹脂層表面活性化，提高與金屬薄膜的粘接性。
圖形材料添加裝置83為使圖形材料在樹脂薄膜表面上堆積成指定形狀的裝置。在堆積了圖形材料的位置上不形成金屬薄膜?？刹捎美缬妥鳛閳D形材料。作為圖形材料的添加方式，除了從微細孔噴射蒸發(fā)汽化了的圖形材料、使其在樹脂薄膜表面上液化的方法，或噴射液狀的圖形材料等非接觸附著方式之外，還有通過反向涂層、增粘涂層等涂敷方法。在本發(fā)明中，由于不向樹脂表面施加外力這一點，以非接觸附著方式為好，其中，在結(jié)構(gòu)比較簡單這一點上，以使蒸發(fā)的圖形材料在樹脂薄膜表面液化的方法為好。
圖30為圖形材料添加裝置的一例，例示出噴射蒸發(fā)的油、在樹脂薄膜表面上形成帶狀的油膜的圖形材料添加裝置的立體圖。圖形材料添加裝置83的面91配置成垂直于筒輥81外周面上的法線。在面91上以指定的間隔配置有指定數(shù)量的噴出汽化了的油的微細孔92。微細孔92的形狀除了圖30所示的圓形之外，也可是橢圓形、方形、或在沿筒輥表面的移動方向上各配置幾個圓形、橢圓形、方形的孔。
由圖形材料添加裝置83添加的圖形材料根據(jù)需要由圖形材料除去裝置87除去。由圖形材料添加裝置附著的圖形材料中大部分在形成金屬薄膜時再蒸發(fā)而消失。但是，在金屬薄膜層形成后仍殘存有一部分，從而出現(xiàn)層疊表面粗糙、電介質(zhì)層或金屬薄膜層中產(chǎn)生針孔(層疊脫落)、金屬薄膜層的層疊區(qū)域不穩(wěn)定的問題。本來，為了在金屬薄膜層形成后不殘存有圖形材料而應使附著量為所需要的最小量。但如果稍有不足，則不能按照意愿形成金屬薄膜層的非層疊部，所以量的控制非常困難。因此，有必要在層疊了金屬薄膜層之后，層疊電介質(zhì)層之前除去殘存的圖形材料。
對圖形材料的除去方式并未作特別限制，但例如在圖形材料為油的情況下，可通過加熱器的加熱蒸發(fā)、或等離子體照射的分解而除去，或通過將其組合而除去。此時，雖然等離子體照射可采用氧等離子體、氬等離子體、氮等離子體等，但其中以氧等離子體為最好。
本發(fā)明的層疊體是通過使采用樹脂蒸發(fā)源82使樹脂材料附著、形成電介質(zhì)層的工序，通過圖形材料添加裝置83使圖形材料在上述電介質(zhì)層上附著成帶狀的工序，和通過金屬蒸鍍源84層疊出金屬薄膜層的工序為一個單位，并重復這些工序指定次數(shù)而制造的。
此時，使第2n(n為自然數(shù))次的圖形材料附著位置與第2n-1次的圖形材料附著位置不同，同時使第2n次的圖形材料附著位置均不在同一位置上，而且，使第2n-1次的圖形材料附著位置均不在同一位置上。這樣，可制造出這樣一種層疊體，即，電氣絕緣部分在電介質(zhì)層的一端上形成帶狀，鄰接的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置不同，同時，每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置在層疊體整體上均不相同。或者，可制造出下述一種層疊體，即，電氣絕緣部分在電介質(zhì)層的一端上形成帶狀，鄰接的層疊單位中電氣絕緣部分位于互為相反一側(cè)，每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的寬度在層疊體整體上均不相同。
另外，最好是當帶狀的圖形材料的附著寬度為W時，第2n+1次的圖形材料附著位置相對第2n-1次的圖形材料附著位置在W/20～4W的范圍內(nèi)偏離，并且，第2n+2次的圖形材料附著位置相對第2n次的圖形材料附著位置在W/20～4W的范圍內(nèi)偏離。這樣，在帶狀的電氣絕緣部分的寬度為W時，可制造出每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置偏離量在W/20以上、4W以下的層疊體。
另外，最好使第2n次的圖形材料附著位置的離散最大值以及第2n-1次的圖形材料附著位置的離散最大值均為6W/5～5W(W為帶狀的圖形材料附著寬度)。這樣，可制造出這樣一種層疊體，即每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置的離散最大值在整體觀察層疊體時為6W/5以上、5W以下。
在本發(fā)明的層疊體制造過程中，由于隨著層疊單位的依次層疊，層疊厚度逐漸加厚，所以無論在通過涂敷圖形材料而直接附著的情況，或在以非接觸方式附著的情況下，最好隨著層疊的進行使圖形材料添加裝置83后退。即，在圖29中，最好是將形成在筒輥81上的層疊體外周面和圖形材料添加裝置的微細孔端之間的距離DW始終維持在一定間隔的狀態(tài)下層疊。這是因為特別是在噴射汽化了的油并使其附著的情況下，圖形材料是以一定的指向性擴散的，通過距離DW的變動，附著寬度也變動，從而不能穩(wěn)定地獲得指定寬度的電氣絕緣部分的緣故。
圖形材料添加裝置的后退及圖形材料附著位置的變更可通過例如圖31所示的裝置實現(xiàn)。
首先，圖形材料添加裝置的后退按以下進行。即，在可動基座101上固定有促動器A102，在促動器A102的移動端上安裝有圖形材料添加裝置83。圖形材料添加裝置83是通過促動器A102可沿箭頭103的方向移動地設置在可動基座101上的。在圖形材料添加裝置83上設置有測量距筒輥81的表面(在層疊體形成過程中為層疊體外周面)的距離的間距測量裝置104?？刹捎美昧思す獾姆墙佑|式測距裝置作為間距測量裝置104。間距測量裝置104在層疊體的制造中始終測量與筒輥81表面的層疊體外周面之間的距離，并將其信號輸入間距檢測回路105中。間距檢測回路105始終判斷圖形材料添加裝置83的微細孔一端和筒輥81表面(層疊體形成過程中為層疊體的外周面)之間的距離是否在指定的范圍內(nèi)，當在隨著層疊的進行判斷出該距離小于指定的范圍的情況下，向促動器A102發(fā)出指令，使圖形材料添加裝置83后退指定的量，圖形材料添加裝置83以此為基準后退指定的量。因此，一邊將圖形材料添加裝置83的微細孔一端與筒輥81上的層疊體外周面之間的距離DW始終維持在一定的間隔一邊進行層疊。
另外，也可不進行采用上述這種間距測量裝置104和間距檢測回路105的控制，而是根據(jù)筒輥81的轉(zhuǎn)速(例如轉(zhuǎn)一圈)依次只后退以層疊厚度為基準預先設定的量。而且，為了確認，也可同時采用上述間距測量裝置104的距離測量并進行適當?shù)奈⒄{(diào)。
然后，圖形材料附著位置的變更按以下進行。即，在固定基座106上固定有促動器B107。在促動器B107的移動一端上安裝有上述可動基座101?？蓜踊?01通過促動器B107可沿箭頭108的方向移動地設置在固定基座106上。筒輥81的旋轉(zhuǎn)由旋轉(zhuǎn)檢測器(圖中未示出)監(jiān)視，筒輥81每轉(zhuǎn)一圈向旋轉(zhuǎn)檢測回路109輸送旋轉(zhuǎn)信號S1。旋轉(zhuǎn)檢測回路109在檢測出指定次數(shù)(例如一次)的旋轉(zhuǎn)信號S1時，向促動器B107發(fā)出指令，使可動基座101向箭頭108的方向的指定朝向移動指定的量，可動基座101、即圖形材料添加裝置83據(jù)此向箭頭108的方向的指定朝向移動指定的量。而且，圖形材料的附著位置按照筒輥81每旋轉(zhuǎn)指定的圈數(shù)向與筒輥81表面的旋轉(zhuǎn)移動方向成直角的方向只變更指定的量。
通過以上的工序，在筒輥81的外周面上形成依次層疊了電介質(zhì)層和由電氣絕緣部分區(qū)分的金屬薄膜層的層疊體的圓筒狀連續(xù)體。在指定次數(shù)的層疊結(jié)束時，將層疊體的圓筒狀連續(xù)體沿半徑方向分割(例如，以45°8分割)，并從筒輥81上取下，通過分別加熱、加壓而形成平板狀的層疊體母元件。
圖32為例示這樣獲得的平板狀的層疊體母元件的大致結(jié)構(gòu)的局部立體圖。圖中，箭頭111的方向表示在筒輥81上的移動方向(圓周方向)。
如圖所示，層疊體母元素110是依次層疊了電介質(zhì)層112和由電氣絕緣部分114所區(qū)分的金屬薄膜層113而成的。之后，以切斷面115a、115b切斷，獲得圖1所示的層疊體。
而且，如圖33所示，若將切斷面變更成116a、116b將同樣獲得的層疊體母元件110’切斷的話，則獲得圖21所示的層疊體。
另外，在要想層疊出實施形式4中所示的加強層的情況下，在圖29的裝置中，在層疊的最初或最后的階段將圖形材料添加在所希望的電氣絕緣帶的層疊位置上，使圖形材料添加裝置移動(移動到圖31中箭頭108方向的指定位置)，并使筒輥81轉(zhuǎn)動指定圈數(shù)即可。要想使樹脂層和/或金屬層的厚度與電介質(zhì)層和/或金屬薄膜層的厚度不同，通過調(diào)節(jié)筒輥81的旋轉(zhuǎn)速度，或在樹脂蒸發(fā)源82和/或金屬蒸鍍源84上設置遮蔽板，按復數(shù)旋轉(zhuǎn)層疊出樹脂層或金屬層即可容易地實現(xiàn)。
而且，在要想層疊出實施形式5中所示的保護層的情況下，在圖29的裝置中，在層疊的最初或最后的階段，在遮蔽金屬蒸鍍源84或使金屬蒸鍍停止的狀態(tài)下使筒輥81轉(zhuǎn)動指定圈數(shù)而僅層疊出樹脂層即可實現(xiàn)。
另外，在圖29的裝置中，雖然是在圓筒狀的筒輥81上形成了層疊體，但形成層疊體的支承體并不僅限于此，只要是在真空裝置中環(huán)繞的載體即可。例如，可在環(huán)繞于數(shù)根輥之間的傳送帶狀支承體上形成層疊體。作為傳送帶狀支承體，可采用金屬、樹脂、布匹、或這些的復合體構(gòu)成的支承體。而且也可使用旋轉(zhuǎn)的圓盤，在這種情況下，形成電氣絕緣部分時是形成同心圓狀。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的層疊體制造方法，能以簡便的方法高效低價地制造本發(fā)明的層疊體。
以下，對實施本發(fā)明的具體實施例加以說明。
實施例2采用圖29所示的裝置制造層疊體。使真空容器85內(nèi)為2×10-4托，將筒輥81的外周面維持在5℃。
首先，使成為保護層的部分層疊在筒輥81的外周面上。采用二環(huán)戊二烯二甲醇二丙烯酸酯作為保護層材料，將其汽化，并堆積在筒輥81的外周面上。然后采用紫外線固化裝置作為樹脂固化裝置88，使上述堆積的保護層材料聚合、固化。通過使筒輥81旋轉(zhuǎn)而重復這種操作，在筒輥81的外周面上形成厚度為15μm的保護層。
接著，層疊成為加強層的部分。樹脂材料采用與上述保護層材料相同的材料，將其汽化，并堆積在保護層上。然后采用紫外線固化裝置作為樹脂固化裝置88，使上述堆積的樹脂層材料聚合、固化。此時形成的樹脂層為0.6μm。之后，通過樹脂表面處理裝置89對表面進行氧等離子體處理。接著，通過圖形材料添加裝置83使圖形材料附著在相當于電氣絕緣帶的部分上。采用氟類油作為圖形材料，使其汽化，并從直徑為50μm的微細孔中噴出，附著成寬150μm的帶狀。接著，由金屬蒸鍍源84使鋁金屬蒸鍍。蒸鍍厚度為300埃，膜阻抗為4Ω/□。之后，通過圖形材料除去裝置87將由遠紅外線加熱器加熱和等離子體放電處理所殘存的圖形材料除去。通過使筒輥81旋轉(zhuǎn)而重復以上的操作500次，形成總厚度為315μm的加強層。另外，圖形材料添加裝置在與筒輥81外周面的移動方向相垂直的方向(圖31中箭頭108的方向)上的移動是采用圖30和圖31所示的裝置，按以下的模式進行。即，當筒輥81旋轉(zhuǎn)一圈時，向一方向移動60μm，在旋轉(zhuǎn)二圈后，向同一方向移動60μm，在旋轉(zhuǎn)三圈后，向相反方向移動60μm，在旋轉(zhuǎn)四圈后，向同一方向移動60μm，將這種動作作為一個周期，以下，重復這一動作。而且，控制圖形材料添加裝置的微細孔92和被附著面之間的距離DW，使其始終維持在250～300μm。
接著，層疊由電介質(zhì)層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體部分。電介質(zhì)層的材料采用與上述保護層和樹脂層的材料相同的材料。將其汽化，并堆積在樹脂層上。然后采用紫外線固化裝置作為樹脂固化裝置88，使上述堆積的電介質(zhì)層的材料聚合、固化。這時形成的電介質(zhì)層為0.4μm。之后，通過樹脂表面處理裝置89對表面進行氧等離子體處理。接著，通過圖形材料添加裝置83使圖形材料附著在相當于電氣絕緣部分的部分上。采用氟類油作為圖形材料，使其汽化并從直徑為50μm的微細孔中噴出，附著成寬150μm的帶狀。接著，由金屬蒸鍍源84使鋁金屬蒸鍍。蒸鍍厚度為300埃，膜阻抗為4Ω/□。之后，通過圖形材料除去裝置87將由紅外線加熱器加熱和等離子體放電處理所殘存的圖形材料除去。通過使筒輥81旋轉(zhuǎn)而重復以上的操作約2000次，形成總厚度為860μm的層疊體部分。另外，圖形材料添加裝置在與筒輥81外周面的移動方向相垂直的方向(圖31中箭頭108的方向)上的移動是采用圖30和圖31所示的裝置，按以下的模式進行。即，當筒輥81旋轉(zhuǎn)一圈時，向一方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)二圈后，向相反方向移動940μm，在旋轉(zhuǎn)三圈后，向相反方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)四圈后，向相反方向移動940μm，在旋轉(zhuǎn)五圈后，向相反方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)六圈后，向相反方向移動1060μm，在旋轉(zhuǎn)七圈后，向相反方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)八圈后，向相反方向移動1060μm，將這種動作作為一個周期，以下，重復這一動作。而且，控制圖形材料添加裝置的微細孔92和被附著面之間的距離DW，使其始終維持在250～300μm。
接著，在層疊體部分的表面上形成厚度為315μm的加強層。形成方法與上述加強層的形成方法完全相同。
最后，在加強層表面上形成厚度為15μm的保護層。形成方法與上述保護層的形成方法完全相同。
接著，將所獲得的圓筒狀層疊體沿半徑方向分割成8份(以45°切斷)并取下，加熱后壓制，從而獲得圖32所示的平板狀層疊體母元件(而實際上在上下面層疊有加強層和樹脂層)。沿切斷面115a將其切斷，在切斷面上金屬噴鍍上黃銅形成外部電極。另外，在金屬噴鍍表面上涂敷使銅、鎳、銀的合金等分散在熱固化性苯酚樹脂中的導電性軟膏，并加熱使其固化，再在其樹脂表面上實施熱錫焊。之后，在相當于圖32中的切斷面115b的位置切斷，并浸漬在硅烷偶聯(lián)劑溶液中涂覆外表面，從而獲得圖28所示的超小型電容器。
作為電容器的容量產(chǎn)生部分的電氣絕緣部分的寬度為150μm，每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置的偏離量d為60μm，整體觀察層疊體時的每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置的最大偏離寬度D為270μm。而且，加強層的電氣絕緣帶的寬度為150μm，位于寬度方向的大致中央處，鄰接的層疊單位中電氣絕緣帶的層疊位置的偏離量d1為60μm，整體現(xiàn)察加強層時的電氣絕緣帶的層疊位置的最大偏離寬度D1為270μm。
所獲得的超小型電容器的層疊方向厚度約為1.5mm，縱深約為1.6mm，寬度(兩外部電極之間的方向)約為3.2mm，是容量為0.47μF的小型電容。耐壓為50V。而且，幾乎未發(fā)現(xiàn)層疊方向上下面的凹凸，臺階差為10μm以下。通過錫焊將其安裝在印刷電路板上，未發(fā)生外部電極的脫落等問題。另外，在將超小型電容器分解，測量電介質(zhì)層表面和金屬薄膜層表面的表面粗度Ra時，依次為0.005μm，0.005μm。而且，電介質(zhì)層、樹脂層和保護層的硬度分別為95％、95％、90％。
實施例3在實施例2中，將由電介質(zhì)層和金屬薄膜層構(gòu)成的層疊體部分的圖形材料附著條件按以下變更。即，將圖形材料添加裝置的微細孔直徑變更成70mm，附著成寬度為200mm的帶狀。圖形材料添加裝置在與筒輥81外周面的移動方向相垂直的方向(圖31中箭頭108的方向)上的移動是通過圖30和圖31所示的裝置，按以下的模式進行的。即，當筒輥81旋轉(zhuǎn)一圈時，向一方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)二圈后，向相反方向移動940μm，在旋轉(zhuǎn)三圈后，向相反方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)四圈后，向相反方向移動940μm，在旋轉(zhuǎn)五圈后，向相反方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)六圈后，向相反方向移動1060μm，在旋轉(zhuǎn)七圈后，向相反方向移動1000μm，在旋轉(zhuǎn)八圈后，向相反方向移動1060μm，將這種動作作為一個周期，以下，重復這一動作。
除上述之外其它情況相同，同樣地獲得圖33所示的層疊體母元件(而實際上在上下面上層疊有加強層和樹脂層)。沿切斷面116a將其切斷，在切斷面上金屬噴鍍上黃銅形成外部電極。另外，在金屬噴鍍表面上涂敷使銅粉分散在熱固化性苯酚樹脂中的導電性軟膏，并加熱使其固化，再在其樹脂表面上實施熱錫焊。之后，在相當于圖33中的切斷面116b的位置切斷，并浸漬在硅烷偶聯(lián)劑溶液中涂覆外表面，從而獲得圖34所示的超小型電容器70’。
作為電容器的容量產(chǎn)生部分的電氣絕緣部分的寬度平均值WAVE為140μm，最大值WMAX為200μm，最小值WMIN為80μm。
所獲得的超小型電容器的層疊方向厚度約為1.5mm，縱深約為1.6mm，寬度(兩外部電極之間的方向)約為3.2mm，是容量為0.47μF的小型電容。耐壓為50V。而且，在層疊方向上下面上幾乎未發(fā)現(xiàn)凹凸。通過錫焊將其安裝在印刷電路板上，未發(fā)生外部電極的脫落等問題。與實施例2相比可知，盡管與外部電極相連接的金屬薄膜層的數(shù)量減少很多，但獲得充分的外部電極附著強度是金屬薄膜層之間的間隔擴大，噴鍍金屬粒子充分侵入金屬薄膜層之間，并賦予了加強層的金屬層的原因。另外，在將超小型電容器分解，測量電介質(zhì)層表面和金屬薄膜層表面的表面粗度Ra時，依次為0.005μm，0.005μm。而且，電介質(zhì)層、樹脂層和保護層的硬度分別為95％、95％、90％。
比較例1在實施例2中，使除了層疊體部分中電氣絕緣部分的層疊位置偏離和加強層中電氣絕緣帶的層疊位置均沒有偏離之外，其它一切相同，制造出超小型電容器。
所獲得的超小型電容器的層疊方向厚度約為1.5mm，縱深約為1.6mm，寬度(兩外部電極之間的方向)約為3.2mm。在層疊方向的上表面中相當于層疊體部分中電氣絕緣部分的2處和相當于加強層中電氣絕緣帶的1處發(fā)現(xiàn)凹部。前者的深度為30μm左右，后者的深度也為30μm左右。電容器的容量為0.40μF，未滿足所要求的式樣。推測容量小于實施例2是由于電氣絕緣部分上產(chǎn)生的凹部，使金屬薄膜層的一部分破裂。耐壓為16V，未滿足所要求的式樣。推測耐壓低于實施例2是由于電氣絕緣部分上產(chǎn)生的凹部，使電介質(zhì)層的厚度局部變薄。通過錫焊將其安裝在印刷電路板上，由于表面的凹部，焊劑濕潤性稍差，未發(fā)生外部電極的脫落等問題。
比較例2將實施例3的條件改變，獲得圖35所示的超小型電容器70”。制造條件如下。即，除了改變圖形材料添加裝置在與筒輥81外周面的移動方向相垂直的方向(圖31中箭頭108的方向)上的移動模式，使電氣絕緣部分的寬度完全一致，以及不設置加強層地在起到電容器功能的層疊體部分72”的上下直接層疊保護層74a、74b之外，其它與實施例3相同。
所獲得的超小型電容器的層疊方向厚度為0.9mm(只比實施例2薄無加強層的量)，縱深為1.6mm，寬度(兩外部電極之間的方向)為3.2mm。如圖35所示，上表面的金屬薄膜層中層疊數(shù)少的兩端部分上產(chǎn)生了凹部120a、120b。凹部的深度為30μm左右。作為電容器的容量為0.40μF，未滿足所要求的式樣。盡管電介質(zhì)層的厚度和層疊次數(shù)等條件與實施例3相同，但與實施例3的電容器相比是容量小的電容器。如圖所示，可以認為這是由于相當于凹部120a、120b的部分在金屬薄膜層上產(chǎn)生臺階，因該部分在金屬薄膜層上產(chǎn)生了局部斷裂的緣故。耐壓為16V，未滿足所要求的式樣。推測耐壓低于實施例3是由于電氣絕緣部分上產(chǎn)生的凹部，使電介質(zhì)層的厚度局部變薄。而且，在欲通過錫焊將這種超小型電容器安裝在印刷電路板上時，一部分產(chǎn)生了外部電極的脫落和電氣接觸不良。可以認為這是由于與實施例3相比，本例中不存在提高與外部電極的附著強度的加強層部分的金屬層，從而未得到充分的附著強度的緣故。另外，由于表面的凹部，焊劑濕潤性稍差。
以上說明的實施形式及實施例的意圖均為使第一發(fā)明和第二發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容明了，第一發(fā)明和第二發(fā)明不應僅限于這種具體實例來解釋，可在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求所記載的范圍內(nèi)進行各種變更，應廣義地解釋本發(fā)明。
工業(yè)上應用的可能性關(guān)于第一發(fā)明第一發(fā)明的層疊體制造方法可廣泛應用于要求小型化、高性能化、低成本化的各種層疊體，例如磁帶等磁記錄介質(zhì)、包裝用材料及電子元件等的制造。特別適用于顯著提高上述要求水平的電子元件的制造。例如，可用于制造電容器、特別是超小型電容器，以及以低價格獲得小型、高容量的質(zhì)量穩(wěn)定的電容器。除此之外，由于應用于超小型線圈、噪聲過濾器等電子元件的制造，可實現(xiàn)這些電子元件的小型化、高性能化、質(zhì)量穩(wěn)定化和低成本。
關(guān)于第二發(fā)明第二發(fā)明的層疊體可廣泛應用于要求小型化、高性能化、低成本化的各種層疊體，例如磁帶等磁記錄介質(zhì)、包裝用材料及電子元件等的制造。特別適用于顯著提高上述要求水平的電子元件的制造。例如，可用于制造電容器、特別是超小型電容器，以及以低價格獲得小型、高容量的質(zhì)量穩(wěn)定的電容器。除此之外，由于應用于超小型線圈、噪聲過濾器等電子元件的制造，可實現(xiàn)這些電子元件的小型化、高性能化、質(zhì)量穩(wěn)定化和低成本。
而且，第二發(fā)明的電容器由于與以往的超小型薄膜電容器的外觀形狀和結(jié)構(gòu)相類似，且小型化和高性能化更優(yōu)，所以可特別應用于所要求的式樣是以往的超小型薄膜電容器不能滿足的用途。
另外，第二發(fā)明的層疊體的制造方法可適用于上述各種用途中所使用的層疊體的制造。
權(quán)利要求
1.一種層疊體，由層疊出100層以上的層疊單位而成，其中，層疊單位由厚度為1μm以下的電介質(zhì)層，和層疊在上述電介質(zhì)層的單面上、由帶狀的電氣絕緣部分所區(qū)分的第1金屬薄膜層和第1金屬薄膜層構(gòu)成，其特征在于鄰接的上述層疊單位中上述電氣絕緣部分的層疊位置不同，同時每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置在層疊體整體上不相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊體，其特征在于當帶狀的電氣絕緣部分的寬度為W時，每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置的偏離量為W/20以上、4W以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊體，其特征在于當帶狀的電氣絕緣部分的寬度為W時，每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置的離散最大值在整體觀察層疊體時為6W/5以上、5W以下。
4.一種層疊體，由層疊出100層以上的層疊單位而成，其中，層疊單位由厚度為1μm以下的電介質(zhì)層，和位于上述電介質(zhì)層的單面上、在除了存在于其一端上的帶狀的電氣絕緣部分之外的部分上層疊的金屬薄膜層構(gòu)成，其特征在于鄰接的層疊單位中上述電氣絕緣部分位于互為相反一側(cè)地層疊，每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的寬度在層疊體整體上是不同的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述層疊體，其特征在于當每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的寬度平均值為WAVE，最大值為WMAX，最小值為WMIN時，(WMAX-WMIN)/WAVE為WAVE/5以上、WAVE以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的層疊體，其特征在于在上述層疊體的至少單側(cè)上層疊有加強層，上述加強層是至少層疊出一層以上由樹脂層和層疊在上述樹脂層的單面上、由電氣絕緣帶所區(qū)分的第1金屬層和第2金屬層構(gòu)成的層疊單位而成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的層疊體，其特征在于電氣絕緣帶位于層疊體的大致中央部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的層疊體，其特征在于構(gòu)成上述加強層的層疊單位層疊出二層以上，上述電氣絕緣帶的層疊位置在加強層整體上不相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的層疊體，其特征在于上述電氣絕緣帶為具有一定寬度W1的帶狀，并且鄰接的層疊單位中電氣絕緣帶的層疊位置偏離W1/20以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的層疊體，其特征在于構(gòu)成上述加強層的層疊單位層疊出二層，上述電氣絕緣帶為具有一定寬度W1的帶狀，并且在整體觀察加強層時電氣絕緣帶層疊位置的離散最大值為6W1/5以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的層疊體，在上述層疊體的至少單側(cè)上層疊有加強層，上述加強層為至少層疊出一層以上的層疊單位而成，其中所述層疊單位是由樹脂層和位于上述樹脂層的單面上、除了上述樹脂層表面的一端存在的電氣絕緣帶之外的部分上層疊的金屬層構(gòu)成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的層疊體，其特征在于構(gòu)成上述加強層的層疊單位層疊出二層以上，上述電氣絕緣帶的寬度在加強層整體上不相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的層疊體，其特征在于當電氣絕緣帶寬度的平均值為W1AVE，最大值為W1MAX，最小值為W1MIN時，(W1MAX-W1MIN)/W1AVE為W1AVE/5以上。
14.一種電容器，其特征在于是采用權(quán)利要求1或4所述的層疊體制成的。
全文摘要
一種層疊體，不易產(chǎn)生金屬薄膜層的破裂，在作為電容器使用的情況下，與以往的薄膜電容器相比在外觀和結(jié)構(gòu)上相似，從而在實際安裝時不必有特別的顧慮，并可同時滿足小型化和高性能化的要求。該層疊體由層疊出100層以上的層疊單位而成，其中，層疊單位由厚度為1μm以下的電介質(zhì)層，和層疊在上述電介質(zhì)層的單面上、由帶狀的電氣絕緣部分所區(qū)分的第1金屬薄膜層和第1金屬薄膜層構(gòu)成，其中，鄰接的上述層疊單位中上述電氣絕緣部分的層疊位置不同，同時每隔一層的層疊單位中電氣絕緣部分的層疊位置在層疊體整體上不相同。
文檔編號H01G4/30GK1533881SQ200410001858
公開日2004年10月6日 申請日期1998年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月18日
發(fā)明者本田和義, 康, 越后紀康, 優(yōu), 小田桐優(yōu), 樹, 砂流伸樹, 一, 陶澤真一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社