JP2004039713A

JP2004039713A - 積層コンデンサ

Info

Publication number: JP2004039713A
Application number: JP2002191744A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Asao; 浅尾　嘉一
Original assignee: FAIN DENSHI KK
Current assignee: FAIN DENSHI KK
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】従来に比して積層コンデンサを短時間に、しかも大量に製造することができ、製造効率を高めるとともに製造コストを低廉化することを課題とする。
【解決手段】切断が可能で、耐熱性を有する電気的絶縁材料を用いてコンデンサの基板を形成し、この基板の上面に、中間に誘電層を介在させた上限二層の電極、即ち上側通電層と下側通電層を一体的かつ層状に形成すると共に、上側通電の上面に電気的絶縁材からなる被覆層を形成し、被覆層の上面両側に、前記二つの電極に電気的に接続する電極を形成した積層コンデンサ。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電気製品の回路基板にＩＣチップ等と共に使用される積層コンデンサに関するものであり、特にコンデンサの基板に、耐熱性を有すると共に電気的絶縁性及び可撓性を有する合成樹脂製基板を使用したことを特徴とする積層コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
所定の大きさを持ち、且つ、耐熱性を具えた基板上に、一方の電極となる下側通電層を形成し、前記下側通電層の上面には、供給された電気の充放電を行う誘電層を形成し、更にその上面に他方の電極となる上側通電層を順次形成して全体を一体化させた積層コンデンサは従来より広く知られている。
【０００３】
上記構造からなるコンデンサは、これを電気製品の回路基板に取付ける場合、回路基板に形成した導体に、コンデンサに形成した電極をハンダ付けして一体化させるのが一般的であるが、ハンダ付けをする際に、コンデンサに２６０℃前後の熱が１０秒程度加えられる。
【０００４】
従って、従来のコンデンサは、ハンダ付けの際に加えられる熱に耐えられるよう基板の素材に耐熱性に優れたセラミック製の薄板を採用していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来より使用されているセラミック製の基板は、幅及び長さの大きい基板素材を予め製造しておき、必要に応じてこれを基板と同じ大きさのチップ状に切断加工するということが困難なため、完成品であるチップ状部品はコンデンサの基板と同じ大きさ、即ち、製品の長さや幅が僅か数ｍｍ程度の小さな基板を予め一枚づつ製造しておき、これの基板素材に所定寸法の電極（通電層）や、誘電層となる電気材料を一体化させるという煩雑な方法によって製造していたため、製造効率が極めて悪く、製造コスト低廉化の要望や、大量生産の要望に到底応じることができないという欠点が指摘されていた。
【０００６】
更に、従来品であるセラミック製基板の場合、耐熱性には極めて優れているが素材が柔軟性に欠けるため、製造の際や、製品の保管時に基板の破損等が容易に発生し、これらが原因となる不良製品の発生が頻発するという欠点も指摘されていた。
【０００７】
本発明はこれらの問題に対処しようとするものであり、従来に比してコンデンサの製造効率を飛躍的に高め、短時間に、大量、且つ低コストに製造することができる積層コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決する手段】
以上の目的を達成するため、本発明の積層コンデンサは、切断が可能で、耐熱性を有する電気的絶縁材料からなる材料によってコンデンサの基板を形成し、この基板の上面に、中間に誘電層を介在させた二つの電極、即ち下側通電層および上側通電層を、一体的に、且つ層状に形成すると共に、上側通電層の上面を絶縁性素材によって被覆形成するとともに、必要に応じて、前記基板上面に形成した上側通電層及び下側通電層の一部を、基板の裏面に形成した裏側電極層に電気的に接続させたことを特徴とするものである。
【０００９】
また以上の目的を達成するため、本発明は、切断が可能で、耐熱性を有する電気的絶縁材料からなるプレートに、プレートの長さ方向に沿って、完成品たる積層コンデンサの基板の幅に相当する間隔をもたせた複数本のスリットを、当該複数本のスリットが互いに平行となるよう多数裂設し、前記複数のスリットに挟まれる基板の上面には、一方のスリットに接する基板側端部から他方のスリットに向け、且つ、他方のスリットに接しないよう一定の幅を残して、銀ペーストのような通電性を具えた素材を塗布硬化させて電極となる下側通電層を形成し、次いで下側通電層の上面及び通電性素材を塗布していない側の基板上面の全体に、チタン酸バリウムを塗布硬化させて、供給された電気の充放電を行わせる誘電層を形成し、更に前記誘電層の上面に、前記下側通電層において通電性素材を印刷塗布していない側と反対となる側を一定の幅だけ残すよう銀ペースト等の通電性素材を塗布硬化させて電極となる上側通電層を形成し、次いで上側通電層の上面全体にガラス粉末等の電気絶縁材料を塗布硬化させて被覆層を形成したのち被覆層の上面両側に、所定幅で、銀ペースト等の通電性素材を塗布硬化させその一部が上側通電層または下側通電層に電気的に接続される電極層を形成し、必要に応じて、基板の裏面両側に、上側通電層または下側通電層にそれぞれ電気的に接続する電極層を形成したのち、前記プレートを、複数本のスリットの長さ方向と直角に交差するよう所定長さに切断することによって多数のチップ状のコンデンサを同時に得ることができる積層コンデンサの製造方法を特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の態様】
以下図面を参照して本発明の実施態様を、その製造方法とともに説明する。
【００１１】
総括的に記号Ａで示す積層コンデンサは、各種電気製品の回路基板にＩＣチップやＩＣ抵抗等と共に使用されるものであり、基板１、基板１の上面に形成した下側通電層２、下側通電層２に接するようその上面に形成した誘電層３、誘電層３の上面に形成した上側通電層４、上側通電層４の上面を被覆し電気的に絶縁する被覆層５及び被覆層５の上面両側に形成した上側電極６１，６２及び必要に応じて基板１の裏面両側に所定幅で形成され、下側通電層２又は上側通電層４に電気的に接続される下側電極７１，７２によって構成されている。
【００１２】
なお、上記の構造は積層コンデンサを一つのユニットとして把握されるものであり、コンデンサの電気的容量を増加させたい場合には、上記ユニットを複数ユニット重ねた構造とすることによってその目的を達成することができる。その場合、図１及び図２に例示する上側通電層４の上面に、誘電層３、下側通電層４、誘電層３、上側通電層５を順次層状に形成した後、その上面に被覆層５及び上側電極６１，６２を形成することによって構成する。（図７参照）
【００１３】
基板１は、切断が可能で、耐熱性を有する電気的絶縁性材料を用いて構成するものであり、耐熱性に優れたガラスエポキシ樹脂を用いている。
【００１４】
この基板１は、製造方法の違いに応じて図４例示のように、最終製品である積層コンデンサＡと同じ板厚Ｔ、同じ板幅Ｗをもつよう寸法採りされた細長いプレートＰａを用いる場合の他、図５例示のように、積層コンデンサＡと同じ板厚Ｔを持った一枚のプレートに多数のスリット８…８を縦長に、かつ、それらのスリット８…８が互いに平行となるよう裂設することにより、前記スリット８，８に囲まれる部分の板幅が、完成された積層コンデンサＡの板幅Ｗと同じ板幅を持つよう裂設された一枚の幅の広いプレートＰｂを用いる場合とがある。
【００１５】
プレートＰｂに対するスリット８…８の裂設は、プレス手段等によってプレートの板厚全体を貫通させさせるように行う。また、裂設されるスリット８…８の溝幅は、電極となる銀（Ａｇ）ペーストを印刷する際に、スリット８内に流れ込んだ銀（Ａｇ）ペーストが、一本のスリット８の溝全体を埋め、当該スリット８に接する一方の基板１に形成される上側通電層４と、このスリット８を介して隣接する他方の基板１に形成される下側通電層２とが一つに接続されることがないよう０，６ｍｍ乃至０，７ｍｍ程度の溝幅を選択している。（図６参照）
【００１６】
下側通電層２、上側通電層４、上側電極６１，６２及び下側電極７１，７２は導電性に優れ、加熱、焼成によって硬化する銀（Ａｇ）ペーストを印刷、塗布することによって得るものであり、銀（Ａｇ）ペーストを１０μｍ程度の厚さに印刷したのち、１５０℃の熱を４分間加熱、焼成して硬化させる。
【００１７】
特に図示することを省略したが、加熱、硬化させられた銀（Ａｇ）ペーストの表面には銅メッキ、ニッケルメッキ、半田メッキ等の層を順次被覆形成して電極部を形成する。
【００１８】
下側通電層２と上側通電層４の中間に介在される誘電層３は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３　）の塗布及び加熱硬化によって形成される。塗布されたチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３　）は、７０℃で２時間程度予備加熱された後、１５０℃で４分間、２００℃で４分間それぞれ加熱することによって形成する。
【００１９】
上側通電層４の上面に形成される被覆層５は、電気的絶縁性を具えた素材を選択して形成するものであり、本実施例においてはガラス粉末を使用している。
【００２０】
上記の被覆層５は、ガラス粉末を層状に塗布したものを１４０℃で４分間加熱した後、２００℃で４分間加熱して形成する。
【００２１】
なお、基板１の上面に形成される下側通電層２、誘電層３、上側通電層４、被覆層５及び上側電極６１，６２はそれぞれの層として銀（Ａｇ）ペースト、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３　）或いはガラス粉末等を印刷した際に、その都度、加熱硬化させるものであり、幾つかの層を印刷した後に各層を一度に加熱硬化させるものではない。また下側電極７１，７２を形成する際には基板１を裏返したのち銀（Ａｇ）ペーストを印刷し、加熱硬化させるものである。（図３参照）
【００２２】
下側通電層２、誘電層３、上側通電層４、被覆層５、上側電極６１，６２及び下側電極７１，７１をそれぞれ形成し、それぞれの層を加熱硬化させた長尺のプレートＰａ、Ｐｂは、その後、完成品である積層コンデンサＡの長さＬに相当する寸法に順次切断することによって最終製品となる積層コンデンサＡ…Ａを得ることができる。（図４参照）
【００２３】
なお、本発明では一つの実施態様として、切断が可能で、耐熱性を有する電気的絶縁材料として耐熱性ガラスエポキシ樹脂を基板１とすることを例示しているが。これと同等の性能を発揮する素材として、石綿等を混入した樹脂板等を例示することもできる。
【００２４】
また実施例では誘電層３として、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３　）を例示したが、同様の効果を発揮できるカーボンペーストやその他のコンデンサ塗料等を用いることも自由である。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したとおり、本発明は基板１の素材としてガラスエポキシ樹脂等の、切断が可能で、耐熱性を有する電気的絶縁性材料を用いて構成したので、従来に比して極めて短時間に大量の積層コンデンサを廉価に製造することが可能となり、製造効率を高めることができる優れた特徴を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層コンデンサを示すため端部を断面として示す斜視図である。
【図２】図１例示のコンデンサを裏面側より捉え、且つ端部を断面として示す斜視図である。
【図３】本発明の積層コンデンサの製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の実施の一例を示すものであり、積層コンデンサの幅に相当する細長いプレート状の基板面に各種の加工を施して積層コンデンサを構成し、これを所定長さに一つづつ切断する状態を示す一部を切欠した平面図である。
【図５】本発明の他の実施例を示すものであり、幅の広いプレートに多数のスリットを穿設したものに各種の加工を施した態様を示す一部を切欠した平面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図７】基板上に、上下二つの通電層に挟まれた誘電層のユニットを複数個積層した状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
Ａ　　積層コンデンサ
１　　基板
２　　下側通電層
３　　誘電層
４　　上側通電層
５　　被覆層
６１，６２　　上側電極
７１，７２　　下側電極
Ｐａ，Ｐｂ　　プレート
Ｔ　　厚さ
Ｌ　　長さ
Ｗ　　幅
８　　スリット

Claims

切断が可能で、耐熱性を有する電気的絶縁性材料を用いてコンデンサの基板を形成し、この基板の上面に、中間に誘電層を介在させた上下二層の電極、即ち下側通電層および上側通電層を、一体的、且つ層状に形成すると共に、上側通電層の上面には電気的絶縁材料からなる被覆層を一体的に形成した後、被覆層の上面両側には所定の幅で電極となる層を形成すると共に、必要に応じて、前記基板上面に層状に形成した二つの電極、即ち、上側通電層及び下側通電層を、基板の裏面両側部に所定幅に形成した裏側通電層（電極）に電気的に接続させたことを特徴とする積層コンデンサ。
基板の上面に誘電層を介して層状に塗布形成した二つの通電層は、基板の幅よりも所定寸法だけ幅が狭くなるよう通電層の非形成部分を形成すると共に、下側通電層の側端部に形成される通電層の非形成部分と、上側通電層の側端部に形成される通電層の非形成部分とが、互いに相反する側にそれぞれ位置するよう形成されているものである請求項１に記載の積層コンデンサ。
切断が可能な、耐熱性を有する電気的絶縁材料がガラスエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層コンデンサ。
切断が可能で、耐熱性を有する電気的絶縁材料からなるプレートに、プレートの長さ方向に沿って、積層コンデンサの基板の幅に相当する間隔をもたせた複数本のスリットを、当該複数本のスリットが互いに平行となるよう裂設し、前記複数のスリットに挟まれる基板の上面には、一方のスリットに接する基板側端部から他方のスリットに向け、且つ、他方のスリットに接しないよう一定の幅を残して、銀ペーストのような通電性を具えた素材を塗布硬化させて電極となる下側通電層を形成し、次いで下側通電層の上面及び通電性素材を塗布していない側の基板上面の全体に、チタン酸バリウムを塗布硬化させて、電気の充放電を行わせる誘電層を形成し、更に前記誘電層の上面に、前記下側通電層において通電性素材を塗布していない側と反対となる側を一定の幅だけ残すよう通電性素材を塗布硬化させて電極となる上側通電層を形成し、次いで上側通電層の上面全体にガラス粉末等の電気絶縁材料を塗布硬化させて被覆層を形成したのち被覆層の上面両側に、所定幅で、通電性素材の塗布硬化によって、一部を上側通電層または下側通電層に電気的に接続させる電極層を形成し、必要に応じ、基板の裏面両側に、上側通電層または下側通電層にそれぞれ電気的に接続する電極層を形成したのち、前記プレートを、複数本のスリットの長さ方向と直角に交差するよう所定長さに切断することによって多数のチップ状のコンデンサを同時に得ることができる積層コンデンサの製造方法。