JPH02265226A - キャパシタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、平らな電極と対向した平らな電極の間に存在
する少なくとも１つの誘電層を有し、電極と対向電極と
は、キャパシタの２つの互に対向する端面の夫々の面内
で終端し且つそこで外部接続接点により接触されるよう
に互い違いにされたキャパシタに関するものである。

（従来の技術） キャパシタ例えばセラミック多層キャパシタは、その特
性上自動プリント回路基板取付（表面取付装置によるＳ
ＭＤ技術）に適しているので、数多（つくられている。

多層キャパシタは、ＰＦからμＦ迄の広い範囲の利点を
有し、標準化された寸法でつくることができる。

ＳＭＤ技術で達成されるコスト低減と品質改良を保証す
るために、不良品率と許容可能な公差に関して高い要求
がすべての素子に課せられる。

プリントされた未処理（ｇｒｅｅｎ）セラミック箔は積
重ねられ、圧力下でパックされる。このサンドインチ状
のバックから、サンドインチ状積重ねの形の個々のキャ
パシタを打ち抜き或は切断し、しかる後バインダを硬化
してサンドインチ状積重ねを焼結する。この焼結工程の
後、キャパシタの対向する端面を金属化することにより
電極層の接触が行われる。

この製造方法では、不均質な出発材料、或は、時間、温
度、焼結ふん囲気の組成または例えば工具と加工片の位
置合せに際しての自動製造機械内の公差のような可変の
製造バラノータがキャパシタの所望値よりの偏差につな
がる。１素子当りの市販価格は制限されまた大規模な連
続生産の費用は任意に裁量することができないので、製
造工程を最適にすることによって誤差を極く部分的に取
除くことはできるが、最大限迄取除くことはできない。

公知の多層キャパシタは、第３図に示したように構成さ
れている。符号２は電極、４は対向電極、６はキャパシ
タの端面における外部接続接点、８は誘電層を示す。第
４図に示したように、個々の電極が互にＸおよびＸ方向
に動くと、サンドインチ状積重ね内で続く対向した電極
で共通に覆われる面４債も変り、このため公知の物理的
法則に従って容量の変化が生じる。この問題は多層キャ
パシタに限られたことではなく、平らな、対向して位置
する端面より電気接続部（外部接続接点）が設けられた
キャパシタしたがって例えばプレートキャパシタに一般
に当嵌る。

従来の技術では、サンドインチ状積重ね内の各対向電極
を広げることにより、第４図に示したＸ方向への電稲２
のずれをかなり補償している。第５ａ図は、広げられた
２個の電極２を有するサンドインチ状積重ねのＸ方向の
断面図である。このように構成された多層キャパシタの
容量は、対向電極４が、長さΔｙのずれにも拘らず、そ
の隣接した電極２との共通な重畳面積内に完全に残る限
りは殆んど変化しない（第５ｂ図参照）。けれども、各
電極２の第４図のＸ方向の長さ方向へのずれに対する補
償も特に望ましい、というのは、Ｘ方向へのこの長さ方
向のずれは容量の値に極めて本質的に影響するからであ
る。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、キャバウノクの品質を改良し、特に、
このようなキャパシタの製造時に避けることが極めて困
難な外部接続接点への方向すなわちＸ方向の電極のずれ
の結果の望ましくない容量変化を避けることのできる方
法を供するごとにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、少なくとも１つの電極は、該電極と関連した
外部接続接点に隣接したその端の領域に窓を有し１、対
向電極の接触されない端は前記の窓の領域内に延在する
ようにすることにより前記の目的を達成したものである
。

本発明のキャパシタの有利な実施態様では、少なくとも
１つの対向電極は、該電極と関連した外部接続接点に隣
接したその端領域に窓を有する。

本発明のキャパシタの別の有利な実施態様では、電極お
よび／または対向電極は、その忘の領域内に、広くされ
た領域を有するか、または、窓は、電極材料の少なくと
も１つの中央ブリッジが電極および／または対向電極の
長さ方向に形成されるように夫々中断される。

誘電層は、電極／対向電極が好ましくは金属層例えばニ
ンケルまたはクロム／ニッケルの層であろセラミ、りよ
り成るのが好ましい。

本発明のキャパシタの製造方法は、少なくとも１つの誘
電層に夫々平らな電極と対向電極が設けられ、これ等の
電極と対向電極は、キャパシタの２つの互に対向する端
面の１つの夫々の面内で終端し且つそこで外部接続接点
により接触されるように互い違いにされ、しかる後電極
／対向電極と接触する外部接続接点が端面に設けられる
ようにしたキャパシタの製造方法において、窓を、少な
くとも１つの電極の、該電極と関連した外部接続接点に
隣接したその端の領域に設け、前記の電極を、対向電極
の非接触端が前記の窓の領域内に延在するように設ける
ことを特徴とするものである。

本発明のキャパシタの製造方法の有利な実施態様では、
キャパシタを、電極と対向電極の金属層がその上に設け
られた誘電層としての焼かれない未処理のセラミック材
料の少なくとも１つの箔より構成し、次いで焼結し、外
部接続接点を設けることを特徴とする。

本発明のキャパシタの製造方法の別の有利な実施態様で
は、電極と対向電極の層を、有機バインダ内の金属粉末
の懸濁物の形で、該懸濁物で被覆さるべきでない領域特
に形成さるべき窓に対応した領域をその都度覆う少なく
とも１つのマスクを使用して、誘電層上に設ける。

本発明は、各電極または対向電極が当該電極に隣接する
対向電極に対して外部接続接点の方向すなわちＸ方向に
不本意にずれた場合でも、前述のタイプのキャパシタの
容量は殆んど影響を受けないま＼でいるという特別な利
点を与える。

（実施例） 以下に本発明を図面を参照して更に詳しく説明する。

本発明は、容量を、電極および／または対向電極の、電
極および対向電極と接触する２つの外部接点方向へのず
れと無関係にする例えば多層キャパンクの電ｉおよび対
向電極の形状を提案するものである。第１ａ図から２ｂ
図はこの問題の原理的な解決を示したものである。

誘電層１上の電極３の一実施例を原理的に示した第１図
によれば、電極３に、外部接続接点１１に隣接した該電
極の領域に窓７があげられる。この電極は、窓７に隣接
したその領域に広くされた面１３を有する。第１ｂ図は
この実施例の断面図を示す。この図示の実施例では、窓
７は、サントインチ状に積重ねられた各電極３に設けら
れ（第１ｂ図参照）、このため、サントインチ状に晴重
ねにおいて次にくる対向電極５の非接触端１５は窓７の
領域内にある。この条件が満たされる限りは、このよう
な多層キャパシタの容量は、電極および／または対向′
電極５が外部接続接点１１の方向（したがってＸ方向）
にずれた場合、窓をもたない電極を有する多層キャパシ
タにくらべて殆んど変化しない。このようにして著しく
改良された容量値の安定性は、電極３と対向電極５によ
って共通に覆われた面が変らない限り維持される。

けれども、窓をつくったために電荷の移動が妨げられ、
更に、残っている電極材料のブリッジ１７（第２図参照
）の一方または両方が窓の上か下で切れるため電極また
は対向電極が外部接続接点】１から離れるという危険が
ある。したがって、当該技術者は窓７の寸法を該窓を取
囲む残った電極材料に対して次のように選ばねばならな
い。すなわち、前記の２つの欠点と電極／対向電極の窓
によって達成することのできる容量の安定性の利点の関
係が意味のあるように選ばねばならない。

サンドイッチ状積重ねの外部接続接点を有しない外面方
向すなわちＸ方向（第４図参照）への電極の側方ずれを
補償するために対向電極にくらべて広い電極を用いた場
合には、広い方の電極に窓を設けるのが賢明であろう。

というのは、窓をあけた後、窓が狭い対向電極に設けら
れた場合よりも大きな領域がそこに残されるからである
。

本発明による電極／対向電極の次の実施例が有利である
。

第１ａ図に示したように、電極３および／または対向電
極５は、窓７の領域に広げられた領域１３をス１′する
ことができる。この結果、このために窓７の上と下に形
成された電極１」料のブリッジは比較的幅広にすること
ができるので、外部接続接点１１との十分な接触が保証
される。

第２ａ図に示したように電極３と対向電極の両方に窓７
を設けることができる。これにより２つの利点が得られ
る。すなわち、Ｘ方向への所定のずれΔＸを容量値に関
して補償するために、電極３または対向電極５にだけ夫
々窓を有する実施例にくらべてＸ方向の幅が小さくて足
りる。このことは、電極３または対向電極５がブリッジ
１７の中断の結果これ等電極と接触する外部接続接点１
１との十分な接触を有しなくなる危険を少なくする。

他方において、夫々電極３だけかまたは対向電極５だけ
に設けられた窓の幅に相当するＸ方向のより幅広い窓寸
法の場合には、より大きなずれΔＸを補償するこきがで
きる。

第２ｂ図に示したように、電極３或は更に電極５の長さ
方向に延在する電極材料の中央ブリッジ９が得られるよ
うに窓５を分けることもできる。

この結果、外部接続接点１１との不十分な接触の危険が
やはり有効に低減される。

本発明により形成された多層キャパシタの電極または対
向電極は、電ｌへ／対向電極間の電界の一部を窓によっ
て占めるが、この窓は容量値の安定性という利点を与え
る。この結果、本発明によって形成された多層キャパシ
タの体積容Ｎ　（ｖｏｌｕｍｅｃａｐａｃｉｔｙ）は、
同じ寸法しではあるが窓のない電極および対向電極を有
する公知の多層キャパシタにくらべて、取るに足りない
程しか減少しない。

本発明によって形成された多層キャパシタで同じ構造の
公知の多層キャパシタと同じ体積容量を得るために、若
しそのように望むならば、１つの電極／対向電極層だけ
サンドインチ状積重ねをふやすことができる。

本発明により提案された手段の有効性を数値例によって
更に詳くし説明する。

以下の容量計算は、プレートキャパシタに対する公知の
公式に基いたものである。

Ｃ−ε　× ｄ ε−ε。ε、、誘電率 八−両極板で共通に覆われた面積 ｄ−極板間隔 この計算においては、極板間で共通に覆われた面積内の
電界だけが考慮されている。エツジ効果の算入はすべて
の計算結果に同様に（軽微に）影響し、定性的な表現は
これにより変化を受けない。

５個の電極１から５のサンドインチ状積重ねを有し、こ
れ等の間にε、＝１３３の相対誘電率の誘電層が配され
、ｄ−２０μｍの隣接した電極／対向電極間の間隔を有
する多層キャパシタを以下に考える。これ等のおよびそ
の他のすべての値は、典型的なキャパシタの実際の大き
さのオーダーに適応されている。すべての結果は少数点
以下１位で丸められている。

１、同じに形成された窓なし電極を有する多層キャパシ
タ： 電極１．３および５は第１外部接続接点と接触され、電
極２と４は第２外部接続接点と接触しているものとする
。

隣接した電極／対同電極間の重畳面積Δ−２ｍｍＸ１ｍ
ｍでは、 Ｃ−４×ε× 一４７０．８　　ＰＦ となる。

電極２．３またば４がＸ方向とＸ方向に動かされて隣接
した電極／対向電極平均重畳面積Ａ−１，７５Ｘ０．０
９が得られたとすると次のようになる。

Ａ−＋−Ａ Ｃ−２×ε× ＝　　４２０．８　　ＰＦ したがって容量変化は１０．６％になる。電極ｌまたは
５の１つがづらされると、同様にして５．３％の容量変
化が得られる。

２、違うように形成された電極すなわち窓と広くされた
電極をそなえた多層キャパシタ：電極１，３および５は
やはり第１外部接続接点と接触され、この外部接続接点
に隣接した端の領域の部分に窓が設けられ、この窓内に
、隣接の対向電極２と４の、第２外部接続接点と接触さ
れないそれ等の端面が該窓の略々中央迄延在しているも
のとするる。電極１，３および５は対向電極２と４に対
して余分に広くされているものとする。

隣接した電極／対同電極間の重畳面積Ａ＝２ｍｍＸ１ｍ
ｍでは、前記の例Ｉと同じ容量 Ｃ−４×　ε× 一４７０．８　　ＰＦ となる。

電極１．３または５の１つ或は対向電極２または４の１
つがＸおよび／またはＸ方向に窓面積内で長さΔＸだけ
或は電極２と４の幅にくらべて大きい電極１，３および
５の幅の範囲内にある長さΔｙだけ動かされると、隣接
する電極間の重畳１■積は変化せず、容量値は一定のま
−である。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明により形成された電極の原理的な配置
を示す平面図、 第１ｂ図はその断面図、 第２ａ図は本発明の一実施例の電極／対向電極を有する
多層キャパシタの平面図、 第２ｂ図は別の実施例の電極／対同電（瓜を有する多層
キャパシタの平面図、 第３図は公知の多層キャパシタの斜視図１、第４図は電
極と対向電極のずれを説明するためのキャパシタの平面
図、 第５ａ図は従来の補償方法を示すキャパシタの断面図、 第５ｂ図はその動作を説明するだめの同様断面図である
。 ■、　８・・４秀電層 ２．３・・・電極 ４．５・・・対向電極 ６．１１・・・外部接続接点 ７・・・窓 １３・・・広くされた領域 １５・・・非接触端 １７・・・ブリッジ １９・・・中央プリンジ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．平らな電極と対向した平らな電極の間に存在する少
   なくとも１つの誘電層を有し、電極と対向電極とは、キ
   ャパシタの２つの互に対向する端面の夫々の面内で終端
   し且つそこで外部接続接点により接触されるように互い
   違いにされたキャパシタにおいて、少なくとも１つの電
   極（３）は、該電極と関連した外部接続接点に隣接した
   その端の領域に窓（７）を有し、対向電極（５）の接触
   されない端（１５）は前記の窓の領域内に延在すること
   を特徴とするキャパシタ。
2. ２．少なくとも１つの対向電極（５）は、該電極と関連
   した外部接続接点（１１）に隣接したその端領域に窓（
   ７）を有する請求項１記載のキャパシタ。
3. ３．電極（３）および／または対向電極（５）は、その
   窓（７）の領域内に、広くされた領域（１３）を有する
   請求項１または２記載のキャパシタ。
4. ４．窓（７）は、電極材料の少なくとも１つの中央ブリ
   ッジが電極（３）および／または対向電極（５）の長さ
   方向に形成されるように夫々中断された請求項１乃至３
   の何れか１項記載のキャパシタ。
5. ５．少なくとも１つのセラミック誘電層（１）を有する
   請求項１乃至４の何れか１項記載のキャパシタ。
6. ６．夫々少なくとも１つの電極（３）と対向電極（５）
   は金属層の形を有する請求項１乃至５の何れか１項記載
   のキャパシタ。
7. ７．ニッケルまたはクロム／ニッケルの層の少なくとも
   夫々１つの電極（３）と対向電極（５）とを有する請求
   項６記載のキャパシタ。
8. ８．少なくとも１つの誘電層に夫々平らな電極と対向電
   極が設けられ、これ等の電極と対向電極は、キャパシタ
   の２つの互に対向する端面の１つの夫々の面内で終端し
   且つそこで外部接続接点により接触されるように互い違
   いにされ、しかる後電極／対向電極と接触する外部接続
   接点が端面に設けられるようにしたキャパシタの製造方
   法において、窓（７）を、少なくとも１つの電極（３）
   の、該電極と関連した外部接続接点（１１）に隣接した
   その端の領域に設け、前記の電極を、対向電極（１５）
   の非接触端が前記の窓の領域内に延在するように設ける
   ことを特徴とするキャパシタの製造方法。
9. ９．窓（７）を、少なくとも１つの対向電極（５）の、
   該電極と関連したその外部接続接点（１１）に隣接した
   その端の領域に設ける請求項８記載のキャパシタの製造
   方法。
10. １０．キャパシタを、電極（３）と対向電極の金属層が
    その上に設けられた誘電層（１）としての焼かれない未
    処理のセラミック材料の少なくとも１つの箔より構成し
    、次いで焼結し、外部接続接点（１１）を設ける請求項
    ８または９記載のキャパシタの製造方法。
11. １１．電極（３）と対向電極（５）の層を、有機バイン
    ダ内の金属粉末の懸濁物の形で、該懸濁物で被覆さるべ
    きでない領域特に形成さるべき窓（７）に対応した領域
    をその都度覆う少なくとも１つのマスクを使用して、誘
    電層（１）上に設ける請求項１０記載のキャパシタの製
    造方法。
12. １２．電極（３）と対向電極（５）の層の形成のため非
    貴金属粉末を有する懸濁物を用いる請求項１１記載のキ
    ャパシタの製造方法。