JP2964805B2 - チップコンデンサ - Google Patents
チップコンデンサInfo
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- JP2964805B2 JP2964805B2 JP4329087A JP32908792A JP2964805B2 JP 2964805 B2 JP2964805 B2 JP 2964805B2 JP 4329087 A JP4329087 A JP 4329087A JP 32908792 A JP32908792 A JP 32908792A JP 2964805 B2 JP2964805 B2 JP 2964805B2
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- gap
- chip capacitor
- dielectric element
- electrode layer
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- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高周波帯域で使用される
電子機器に有用なチップコンデンサに関するものであ
る。
電子機器に有用なチップコンデンサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、高周波帯で使用されるチップコン
デンサは、温度補償用でかつ低電気容量のものとして積
層タイプのセラミックコンデンサが使用されていた。し
かしこのタイプのものは電気容量が高く、かつ電気容量
精度も悪く使用しづらいという問題があった。そこで、
この問題点を解決するために特開昭５１−３０９５５号
公報でセラミックチップコンデンサが提案されている。
これは塊状に圧縮成形された誘電体を焼成後、板状に切
断した後電極を形成した構成からなる。
デンサは、温度補償用でかつ低電気容量のものとして積
層タイプのセラミックコンデンサが使用されていた。し
かしこのタイプのものは電気容量が高く、かつ電気容量
精度も悪く使用しづらいという問題があった。そこで、
この問題点を解決するために特開昭５１−３０９５５号
公報でセラミックチップコンデンサが提案されている。
これは塊状に圧縮成形された誘電体を焼成後、板状に切
断した後電極を形成した構成からなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、誘電体の切断面の面一化等セラミックの加
工工程や焼成工程が煩雑で原価が高く量産性に適さない
という問題点を有していた。また、低電気容量化は改善
されたが電気容量精度が悪いため高周波帯域で使用され
る電子機器には使用し難いという問題点を有していた。
の構成では、誘電体の切断面の面一化等セラミックの加
工工程や焼成工程が煩雑で原価が高く量産性に適さない
という問題点を有していた。また、低電気容量化は改善
されたが電気容量精度が悪いため高周波帯域で使用され
る電子機器には使用し難いという問題点を有していた。
【０００４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、温度に対して誘電率の変化が小さく、かつ、要求さ
れる特性の多様化に応じるために、高生産性、低電気容
量で高精度なチップコンデンサを提供することを目的と
する。
で、温度に対して誘電率の変化が小さく、かつ、要求さ
れる特性の多様化に応じるために、高生産性、低電気容
量で高精度なチップコンデンサを提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１に係る発明は、棒状の誘電体素子に複数の溝
部を設けると共に、その誘電体素子及び複数の溝部の表
面に金属電極層を設け、更にその金属電極層に切り欠き
状のギャップを設け、複数の溝部の間にギャップを設け
た。また請求項２に係る発明は、請求項１において、ギ
ャップのギャップ幅を１００〜１０００μｍとしてい
る。更に請求項３に係る発明は、請求項１において、ギ
ャップ及び溝部に保護膜を設けた。
に請求項１に係る発明は、棒状の誘電体素子に複数の溝
部を設けると共に、その誘電体素子及び複数の溝部の表
面に金属電極層を設け、更にその金属電極層に切り欠き
状のギャップを設け、複数の溝部の間にギャップを設け
た。また請求項２に係る発明は、請求項１において、ギ
ャップのギャップ幅を１００〜１０００μｍとしてい
る。更に請求項３に係る発明は、請求項１において、ギ
ャップ及び溝部に保護膜を設けた。
【０００６】ここで、誘電体素子としては、温度補償用
誘電体磁器組成物やアルミナ、フォルステライト、ムラ
イト、シリカ等の磁器系組成物、ポリイミド樹脂、フッ
素樹脂等の合成樹脂またはその誘導体や組成物等の有機
高分子等が、好適に用いられる。
誘電体磁器組成物やアルミナ、フォルステライト、ムラ
イト、シリカ等の磁器系組成物、ポリイミド樹脂、フッ
素樹脂等の合成樹脂またはその誘導体や組成物等の有機
高分子等が、好適に用いられる。
【０００７】金属電極層としては、銅，銀，金，亜鉛ま
たはニッケル等が好適に用いられる。なお、金属電極層
の上にさらに半田や錫等の金属層を形成すると、半田メ
ッキ処理した金属キャップを用いた場合、金属キャップ
を圧入後熱処理をすることにより、誘電体素子と金属キ
ャップが半田層を介して強固に接合されるので、品質や
耐久性の向上を図ることができる。
たはニッケル等が好適に用いられる。なお、金属電極層
の上にさらに半田や錫等の金属層を形成すると、半田メ
ッキ処理した金属キャップを用いた場合、金属キャップ
を圧入後熱処理をすることにより、誘電体素子と金属キ
ャップが半田層を介して強固に接合されるので、品質や
耐久性の向上を図ることができる。
【０００８】金属キャップは良電導性の金属が用いら
れ、特に内側に半田メッキ等を施したものがよい。
れ、特に内側に半田メッキ等を施したものがよい。
【０００９】金属キャップの誘電体素子の端部への冠着
は金属電極層形成後に圧入すると生産性の面から好まし
い。金属キャップが寸法上等の問題で不要であれば、金
属キャップを用いなくてもよい。電気容量を規制するギ
ャップの形成は化学的または機械的に金属電極層の一部
を除去して形成されるが、化学的方法としてはエッチン
グ法、機械的方法としては高速回転のダイヤモンドディ
スクによる表面層除去法等で行われる。
は金属電極層形成後に圧入すると生産性の面から好まし
い。金属キャップが寸法上等の問題で不要であれば、金
属キャップを用いなくてもよい。電気容量を規制するギ
ャップの形成は化学的または機械的に金属電極層の一部
を除去して形成されるが、化学的方法としてはエッチン
グ法、機械的方法としては高速回転のダイヤモンドディ
スクによる表面層除去法等で行われる。
【００１０】ギャップの幅としては１００〜１０００μ
ｍ、より好ましくは２００〜５００μｍが構造上及び信
頼性の面から好ましい。
ｍ、より好ましくは２００〜５００μｍが構造上及び信
頼性の面から好ましい。
【００１１】なお、ギャップを形成後少なくともギャッ
プ部を被覆する保護膜を形成するとギャップ部への異物
や水分の付着を防止することができるので耐久性等を向
上させることができる。
プ部を被覆する保護膜を形成するとギャップ部への異物
や水分の付着を防止することができるので耐久性等を向
上させることができる。
【００１２】保護膜としては、シリコン系及びフッ素系
のものが好ましく、特にチップコンデンサの電気容量や
耐湿特性に影響がなければ、エポキシ系，ポリイミド系
のものを用いてもよい。これらは転写法等により形成さ
れる。
のものが好ましく、特にチップコンデンサの電気容量や
耐湿特性に影響がなければ、エポキシ系，ポリイミド系
のものを用いてもよい。これらは転写法等により形成さ
れる。
【００１３】また、保護塗装しなくてもチップコンデン
サとして信頼性に問題がなければ塗装する必要はない。
サとして信頼性に問題がなければ塗装する必要はない。
【００１４】
【作用】この構成によって、外周部のギャップと溝部と
溝部の側面間の対向電極間で電気容量が形成されるの
で、高精度でかつ低電気容量を得ることができる。ま
た、小型化が容易なので高密度実装を行うことができ
る。電気容量値の決定は、溝部と溝部の間の距離と溝の
深さの調整による対向電極間での容量調整とギャップの
深さ及び幅の調整による容量調整ができるため、高精度
でかつ広範囲の電気容量値を有するチップコンデンサを
得ることができる。また、構造及び製造工程が金属皮膜
固定抵抗器に非常に類似しており製造設備も同様の設備
が使用できるため従来のチップコンデンサに対し高い量
産性を得ることができる。
溝部の側面間の対向電極間で電気容量が形成されるの
で、高精度でかつ低電気容量を得ることができる。ま
た、小型化が容易なので高密度実装を行うことができ
る。電気容量値の決定は、溝部と溝部の間の距離と溝の
深さの調整による対向電極間での容量調整とギャップの
深さ及び幅の調整による容量調整ができるため、高精度
でかつ広範囲の電気容量値を有するチップコンデンサを
得ることができる。また、構造及び製造工程が金属皮膜
固定抵抗器に非常に類似しており製造設備も同様の設備
が使用できるため従来のチップコンデンサに対し高い量
産性を得ることができる。
【００１５】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１６】図１は本発明の一実施例におけるチップコ
ンデンサの要部断面図である。１は棒状の誘電体素子、
２は誘電体素子１の長手方向に円周状に形成された２個
の溝部、３は金属電極層、４は金属キャップ、５は電気
容量等を規制するため金属電極層３を切り欠いて形成さ
れた切り欠き状のギャップ、６は保護膜である。
ンデンサの要部断面図である。１は棒状の誘電体素子、
２は誘電体素子１の長手方向に円周状に形成された２個
の溝部、３は金属電極層、４は金属キャップ、５は電気
容量等を規制するため金属電極層３を切り欠いて形成さ
れた切り欠き状のギャップ、６は保護膜である。
【００１７】以上のように構成されたチップコンデンサ
について、以下その製造方法を説明する。
について、以下その製造方法を説明する。
【００１８】ａ．誘電体素子１の製造工程 磁器系として温度補償用誘電体磁器組成物であるＭｇＯ
−ＣａＯ−ＳｒＯ−ＴｉＯ2 系セラミック，アルミナ，
シリカ，ムライト，フォルステライトを、及び有機高分
子系としてポリイミド樹脂を用いて形成した。サイズと
しては１．０φ×１．８mmとした。
−ＣａＯ−ＳｒＯ−ＴｉＯ2 系セラミック，アルミナ，
シリカ，ムライト，フォルステライトを、及び有機高分
子系としてポリイミド樹脂を用いて形成した。サイズと
しては１．０φ×１．８mmとした。
【００１９】ｂ．溝部２の形成工程 前記ａの工程で得られた棒状の誘電体素子の長手方向の
表面略中央部の対称位置に２本の溝部２を溝間０．５m
m，巾０．１mm，深さ０．２mmで円周状に形成した。
表面略中央部の対称位置に２本の溝部２を溝間０．５m
m，巾０．１mm，深さ０．２mmで円周状に形成した。
【００２０】ｃ．金属電極層の形成工程 金属として、銅，銀，金、またはニッケルを用いメッキ
法にて前記ｂの工程で得られた誘電体素子１の表面に膜
厚３〜１０μｍの金属電極層３を形成した。なお、半田
付け性向上のため一部の誘電体素子１の最外層に半田層
（９０％Ｓｎ−１０％Ｐｂ）を形成した。金属電極層３
を形成するメッキ層の構成を（表１）に示した。
法にて前記ｂの工程で得られた誘電体素子１の表面に膜
厚３〜１０μｍの金属電極層３を形成した。なお、半田
付け性向上のため一部の誘電体素子１の最外層に半田層
（９０％Ｓｎ−１０％Ｐｂ）を形成した。金属電極層３
を形成するメッキ層の構成を（表１）に示した。
【００２１】
【表１】
【００２２】ｄ．金属キャップ４の冠着工程 誘電体素子１の両端部に金属キャップ４を圧入し冠着さ
せた。
せた。
【００２３】ｅ．電気容量用のギャップ５の形成工程 前記ｄの工程で得られた誘電体素子１の電気容量を測定
しながら高速回転のダイヤモンドディスクを用い金属電
極層３をトリミングする。
しながら高速回転のダイヤモンドディスクを用い金属電
極層３をトリミングする。
【００２４】ｆ．保護膜の塗装工程 塗料としてはシリコン系塗料を用い、膜の厚さを約１０
０μｍにして本実施例のチップコンデンサを作製した。
０μｍにして本実施例のチップコンデンサを作製した。
【００２５】次に、本実施例のチップコンデンサについ
て電気容量精度、最低電気容量及び生産性を測定した。
比較例として従来品の積層セラミックコンデンサ及び特
開昭５１−３０９５５号公報に記載のものを製造して用
いた。その結果を（表２）に示した。ここで電気容量精
度測定のために使用した電気容量は、０．５ｐＦで行っ
た。また、生産性は工数計算から算出した。
て電気容量精度、最低電気容量及び生産性を測定した。
比較例として従来品の積層セラミックコンデンサ及び特
開昭５１−３０９５５号公報に記載のものを製造して用
いた。その結果を（表２）に示した。ここで電気容量精
度測定のために使用した電気容量は、０．５ｐＦで行っ
た。また、生産性は工数計算から算出した。
【００２６】
【表２】
【００２７】この（表２）から明らかなように、電気容
量精度、最低電気容量値、生産性ともに本実施例が優れ
ていることがわかる。特に、ポリイミド樹脂の場合、
（表２）の電気容量精度であれば、最低電気容量値は
０．０１ｐＦまで可能であった。
量精度、最低電気容量値、生産性ともに本実施例が優れ
ていることがわかる。特に、ポリイミド樹脂の場合、
（表２）の電気容量精度であれば、最低電気容量値は
０．０１ｐＦまで可能であった。
【００２８】次に、電極について信頼性試験の確認実験
を行った。その結果を（表３）に示した。
を行った。その結果を（表３）に示した。
【００２９】
【表３】
【００３０】耐湿負荷寿命試験条件としては、６０℃−
９５％Ｒｈ、直流バイアス５Ｖ−１００ｈ印加で行っ
た。
９５％Ｒｈ、直流バイアス５Ｖ−１００ｈ印加で行っ
た。
【００３１】この（表３）から明らかなように電極が
銅，ニッケル，亜鉛の場合では電気容量変化率が大変小
さいことがわかる。銀の場合は、他の電極と比較すると
若干変化率が高いが、誘電損失を測定してみたところ他
の電極の誘電損失が８〜１５×１０-4であるのに対し、
銀の方は４×１０-4と非常に優れていることがわかっ
た。従って金属電極層３の選択は、用途によって使い分
けする必要がある。また、半田、錫層を最外層に形成し
た誘電体素子１に、半田メッキ処理した金属キャップ４
を用いた場合、金属キャップ４を圧入後熱処理を施すこ
とにより、誘電体素子１と金属キャップ４が半田層を介
して強固に接合されることもわかった。
銅，ニッケル，亜鉛の場合では電気容量変化率が大変小
さいことがわかる。銀の場合は、他の電極と比較すると
若干変化率が高いが、誘電損失を測定してみたところ他
の電極の誘電損失が８〜１５×１０-4であるのに対し、
銀の方は４×１０-4と非常に優れていることがわかっ
た。従って金属電極層３の選択は、用途によって使い分
けする必要がある。また、半田、錫層を最外層に形成し
た誘電体素子１に、半田メッキ処理した金属キャップ４
を用いた場合、金属キャップ４を圧入後熱処理を施すこ
とにより、誘電体素子１と金属キャップ４が半田層を介
して強固に接合されることもわかった。
【００３２】なお、誘電体素子１の原料としては、本構
造を有するものであれば他の原料でも同等の効果を得る
ことができることがわかった。また、実施例では、金属
電極層３の形成方法としてメッキ法を用いたが蒸着法、
スパッタ法等を用いても同等の効果が得られた。
造を有するものであれば他の原料でも同等の効果を得る
ことができることがわかった。また、実施例では、金属
電極層３の形成方法としてメッキ法を用いたが蒸着法、
スパッタ法等を用いても同等の効果が得られた。
【００３３】
【発明の効果】以上のように本発明は、温度に対して誘
電率の変化が小さく超低電気容量でかつ高精度で種々の
特性の多様化に応じることができ、かつ、低原価で量産
性に適した優れたチップコンデンサを実現できるもので
ある。
電率の変化が小さく超低電気容量でかつ高精度で種々の
特性の多様化に応じることができ、かつ、低原価で量産
性に適した優れたチップコンデンサを実現できるもので
ある。
【図１】本発明の一実施例におけるチップコンデンサの
要部断面図
要部断面図
１ 誘電体素子 ２ 溝部 ３ 金属電極層 ４ 金属キャップ ５ ギャップ ６ 保護膜
フロントページの続き (72)発明者 多木 宏光 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−306818（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−275274（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 4/12
Claims (3)
- 【請求項１】棒状の誘電体素子と、前記誘電体素子に形
成された複数の溝部と、前記誘電体素子及び前記複数の
溝部の表面に形成された金属電極層と、前記金属電極層
に形成された切り欠き状のギャップと、を備え、前記複
数の溝部の間に前記ギャップを設けたことを特徴とする
チップコンデンサ。 - 【請求項２】ギャップのギャップ幅が１００〜１０００
μｍであることを特徴とする請求項１記載のチップコン
デンサ。 - 【請求項３】ギャップ及び溝部に保護膜を設けたことを
特徴とする請求項１記載のチップコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4329087A JP2964805B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | チップコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4329087A JP2964805B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | チップコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06176957A JPH06176957A (ja) | 1994-06-24 |
| JP2964805B2 true JP2964805B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=18217474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4329087A Expired - Fee Related JP2964805B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | チップコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2964805B2 (ja) |
-
1992
- 1992-12-09 JP JP4329087A patent/JP2964805B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06176957A (ja) | 1994-06-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |