JPH0529175A - コンデンサアレイ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 誘電体磁器基板１１として粒界絶縁型または
表面層絶縁型の半導体磁器基板を用い、対向電極として
前記誘電体磁器基板１１の一面に共通電極１４が、他面
に個別電極１３が形成され、該個別電極１３はＸ−Ｙ方
向に互いに分離した複数個の固定電極１２から構成され
ているコンデンサアレイ。 【効果】 固定電極１２の組み合わせにより、誘電体磁
器基板１１の厚みのばらつきによって生じる静電容量の
ばらつきを補正し、所望の取得容量を実現することがで
きる。またコンデンサアレイ１０は半導体磁器基板で形
成されているので、誘電体磁器基板１１を厚くしても大
きな静電容量を得ることができ、機械的強度、絶縁抵
抗、耐電圧が向上し、さらに取得容量の選定自由度が高
く、しかも取得容量の均一、一定化が図られたコンデン
サアレイ１０を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンデンサアレイ及びそ
の製造方法、より詳細には誘電体磁器基板に複数個のコ
ンデンサが形成されたコンデンサアレイ及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、誘電体磁器基板に複数のコンデン
サが形成されたコンデンサアレイとしては、図８、図９
及び図１０〜図１２に示したようなものが知られてい
る。図８及び図９に示したコンデンサアレイ２０は、対
向電極として誘電体磁器基板２１の一面に複数個の個別
電極２３が形成され、また他面に共通電極２４が形成さ
れている。これら個別電極２３及び共通電極２４にはそ
れぞれリード端子２５が半田付けされ、これら全体が絶
縁性樹脂からなる外装２６で被覆された構造となってい
る。

【０００３】図１０〜図１２に示したコンデンサアレイ
３０は、共通電極３４が誘電体磁器基板３１中に埋設さ
れ、他方、個別電極３３が誘電体磁器基板３１表面に複
数個形成された構造となっている。

【０００４】また、一般に磁器コンデンサと呼ばれるも
のの中には半導体磁器コンデンサと呼称されるものがあ
り、この種の半導体磁器コンデンサは実効誘電率がきわ
めて大きいので、電子部品として利用価値が高い。特
に、粒界絶縁型の半導体磁器コンデンサでは温度特性等
が良好で、しかも大容量であり、コンデンサとして良質
の特性を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体磁器コン
デンサにおいては、実効誘電率がきわめて大きく、静電
容量が大きいが、電子部品として用いる場合等には、所
望の静電容量を得るために静電容量の調節を行なわなけ
ればならないことがある。

【０００６】図８及び図９に示したコンデンサアレイ２
０においても、静電容量を調節するために、つまり静電
容量を小さくするために、誘電体磁器基板２１の実効誘
電率を小さくするか、個別電極２３及び共通電極２４の
電極面積を小さくするか、あるいは誘電体磁器基板２１
の厚みを大きくする等の必要があるが、個別電極２３ま
たは共通電極２４の電極面積を小さくした場合、個別電
極２３と共通電極２４との位置合わせが困難となる。ま
た、個別電極２３及び共通電極２４の電極面積を小さく
すると、誘電体磁器基板２１の厚さのばらつきや共通電
極２４及び個別電極２３の電極面積の誤差による静電容
量のばらつきが大きくなる。さらに、磁器コンデンサの
ような平行平板コンデンサの静電容量は数１に示したよ
うな式によって表わされるが、

【０００７】

【数１】

【０００８】誘電体磁器基板２１が厚く、個別電極２３
及び共通電極２４の電極面積が小さいと、数１に示した
ような式にあてはまらなくなり、静電容量の調節が困難
となるという課題があった。

【０００９】また、図１０〜図１２に示したコンデンサ
アレイ３０においては、コンデンサとしての誘電体磁器
基板３１が薄いため、絶縁抵抗や耐電圧が十分でないと
いう課題があった。

【００１０】一般に誘電体磁器基板２１、３１は押し出
し成形やプレス成形によって製造されるが、これらの製
造方法を用いると、押し出し時等における原料及びバイ
ンダー等からなる材料の乾燥具合によって、各誘電体磁
器基板２１、３１の厚みに±５％程度のばらつきが生じ
ることがある。そこで、誘電体磁器基板２１、３１の厚
みのばらつきを防止するためには、押し出し圧力、開口
部の厚み設定等を微妙に調節しなくてはならないが、こ
れらの調節は困難であるため、各誘電体磁器基板２１、
３１の厚みにおけるばらつきが防止されず、さらには静
電容量にもばらつきが生じていた。また、各コンデンサ
アレイ２０、３０または一枚の誘電体磁器基板２１、３
１内におけるコンデンサの静電容量を一定にするため
に、誘電体磁器基板２１、３１の厚みのばらつきに対応
して電極面積を微調節する方法があるが、従来のコンデ
ンサアレイ２０、３０では共通電極２４、３４及び個別
電極２３、３３を印刷、焼成した後、電極面積を調節す
ることは困難であり、トリミングは行なわれておらず、
電極形成後に静電容量を補正することはできないという
課題があった。

【００１１】本発明は上記した課題に鑑み発明されたも
のであって、誘電体磁器基板の機械的強度が大きくて絶
縁抵抗及び耐電圧が高く、しかも取得容量の選定自由度
が高く、取得容量の均一、一定化が図られたコンデンサ
アレイ及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るコンデンサアレイは、誘電体磁器基板に
複数個のコンデンサが形成されたコンデンサアレイにお
いて、前記誘電体磁器基板が粒界絶縁型または表面層絶
縁型の半導体磁器基板を用いて形成され、対向電極とし
て前記誘電体磁器基板の一面に共通電極が、他面に個別
電極が形成され、該個別電極はＸ−Ｙ方向に互いに分離
した複数個の固定電極から構成されていることを特徴と
している。

【００１３】また、本発明に係るコンデンサアレイの製
造方法は、粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体磁器
基板からなる誘電体磁器基板の両面に、電極材料を印刷
パターン（製版マスク）を用いて塗布した後焼成し、前
記誘電体磁器基板の一面に共通電極を、他面に複数個の
固定電極からなる複数個の個別電極を形成し、この後前
記共通電極と前記固定電極とにそれぞれリード端子を固
着することを特徴としている。

【００１４】あるいは、本発明に係るコンデンサアレイ
の製造方法は、粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体
磁器基板からなる誘電体磁器基板の両面に、電極材料を
印刷パターン（製版マスク）を用いて塗布した後焼成
し、前記誘電体磁器基板の一面に共通電極を、他面に複
数個の個別電極を形成し、さらに該個別電極を焼成後に
トリミングすることによってこれら個別電極を複数個の
固定電極に分離し、この後前記共通電極と前記固定電極
とにそれぞれリード端子を固着させることを特徴として
いる。

【００１５】

【作用】上記した構成によれば、誘電体磁器基板に複数
個のコンデンサが形成されたコンデンサアレイにおい
て、前記誘電体磁器基板が粒界絶縁型または表面層絶縁
型の半導体磁器基板を用いて形成され、対向電極として
前記誘電体磁器基板の一面に共通電極が、他面に個別電
極が形成され、該個別電極はＸ−Ｙ方向に互いに分離し
た複数個の固定電極から構成されているので、所望の取
得容量が容易に実現される。つまり、前記コンデンサア
レイにおける複数個の前記固定電極は物理的にはそれぞ
れ分離しているが、電気的にはコンデンサが略並列に並
んだ分布定数回路とし作用し、例えば３００ｐＦの静電
容量を有するコンデンサに対応した固定電極が３個形成
され、これらのコンデンサが３個電気的に並列に接続さ
れれば、１００ｐＦの静電容量を有するコンデンサアレ
イが得られることとなる。また、前記誘電体磁器基板に
厚みのばらつきがある場合には、この誘電体磁器基板の
厚みのばらつきに対応して、適宜小さな電極面積の固定
電極を形成して組み合わせることにより、厚みのばらつ
きによって生じる静電容量のばらつきが補正されて、静
電容量の微調節が可能となる。さらに、この誘電体磁器
基板が粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体磁器基板
で形成されているので、素体自体の誘電率が大きく、コ
ンデンサに用いた場合には大きな静電容量を有するコン
デンサが得られる。従って、誘電体磁器基板を厚くして
も大きな静電容量が得られるため、誘電体磁器基板を厚
く設定して、機械的強度、絶縁抵抗、耐電圧を向上させ
られる。

【００１６】また、上記記載のコンデンサアレイの製造
方法は、粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体磁器基
板からなる誘電体磁器基板の両面に、電極材料を印刷パ
ターン（製版マスク）を用いて塗布した後焼成し、前記
誘電体磁器基板の一面に共通電極を、他面に複数個の固
定電極からなる複数個の個別電極を形成し、この後前記
共通電極と前記固定電極とにそれぞれリード端子を固着
するので、前記印刷パターンを用いることによって、容
易に複数個に分離された固定電極で構成される複数個の
個別電極を有するコンデンサアレイが製造され、複数個
の固定電極が組み合わされて所望の取得容量が実現され
たコンデンサアレイが得られる。さらに、誘電体磁器基
板に厚みのばらつきがある場合には、誘電体磁器基板の
厚みのばらつきに対応して、適宜小さな電極面積の固定
電極を形成して厚みのばらつきによって生じる静電容量
のばらつきを補正することにより、取得容量の選定自由
度が高く、しかも取得容量の均一、一定化が図られたコ
ンデンサアレイが得られる。

【００１７】あるいは、上記記載のコンデンサアレイの
製造方法は、粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体磁
器基板からなる誘電体磁器基板の両面に、電極材料を印
刷パターン（製版マスク）を用いて塗布した後焼成し、
前記誘電体磁器基板の一面に共通電極を、他面に複数個
の個別電極を形成し、さらに該個別電極を焼成後にトリ
ミングすることによってこれら個別電極を複数個の固定
電極に分離し、この後前記共通電極と前記固定電極とに
それぞれリード端子を固着するので、前記印刷パターン
を用いることによって、容易に複数個の個別電極が形成
され、さらに電極焼成後に容易にトリミングにより互い
に分離した複数個の固定電極が組み合わされて形成さ
れ、所望の取得容量が実現されたコンデンサアレイが得
られる。さらに、誘電体磁器基板に厚みのばらつきがあ
る場合には、誘電体磁器基板の厚みのばらつきに対応し
て、適宜トリミングにより固定電極の電極面積を調節す
ることにより厚みのばらつきによって生じる静電容量の
ばらつきを補正することができ、取得容量の選定自由度
が高く、しかも取得容量の均一、一定化が図られたコン
デンサアレイが得られる。

【００１８】

【実施例】以下本発明に係るコンデンサアレイ及びその
製造方法の実施例を説明する。

【００１９】図１、図２及び図３中１１は、誘電体磁器
基板を示しており、この誘電体磁器基板１１は粒界絶縁
型または表面層絶縁型の半導体磁器基板で形成されてい
る。誘電体磁器基板１１の一面には対向電極として共通
電極１４が略Ｌ字状に形成されている。一方、他面に
は、それぞれ分離形成された複数個の固定電極１２から
構成された個別電極１３が複数個形成されている。また
共通電極１４及び固定電極１２の一部にリード端子１５
が接続され、これらリード端子１５は同一方向に導出さ
れて曲げ加工が施されており、誘電体磁器基体１１の全
体及びリード端子１５の一部は絶縁性樹脂により形成さ
れた外装１６で被覆されている。

【００２０】なお、所望の取得容量が大きい場合は、共
通電極１４の幅を太くして略誘電体磁器基板１１の一面
略全面にわたって共通電極１４を形成すればよく、一
方、所望の取得容量が小さい場合には共通電極１４の幅
を細くして共通電極１４の面積を小さくするか、あるい
は、小さい電極面積の固定電極１２を所望の取得容量に
応じて複数個形成すればよい。次に、粒界絶縁型半導体
磁器からなる誘電体磁器基板１１の製造方法を説明す
る。SrTiO₃系を主成分とする磁器材料を主原料とし、原
料を半導体化するための原子価制御剤としてNb₂O₅ 、Y₂
O₃等のうち少なくとも１種を０．１〜０．５ｍｏｌ％
と、磁器の性質の改良や特性の安定化等を行なう焼結助
剤としてCuO 、MnO₂等のうち少なくとも１種を０．０５
〜０．４ｍｏｌ％とをそれぞれ秤量配合し、混合した
後、バインダ、水及び分散剤とともに混練する。その
後、押し出し成形法によりシート状に成形し、このシー
ト状の成形体を金型プレス等により所定の大きさに切断
した。次に、切断された成形体を還元雰囲気（N₂：９９
〜８５ｍｏｌ％、H₂：１〜１５ｍｏｌ％）中において、
１４００〜１５４０℃の温度範囲で４〜６時間焼成（一
次焼成）し、半導体化させる。さらに、絶縁化ペースト
（Bi₂O₃ 、CuO 及びNa₂O等の混合ペースト）を塗布し、
成形体の結晶間に粒界絶縁化成分のイオンを拡散させ、
結晶粒界を絶縁化させるために、１０００〜１３００℃
の温度範囲で空気中において熱処理を行なった。

【００２１】このようにして得られた誘電体磁器基板１
１においては、誘電率が約１×１０⁴〜約１×１０⁵、磁
器層の厚みが５００〜６００μｍであり、電極面積が約
１〜１０ｍｍ²で静電容量が１×１０³〜１×１０⁴ｐＦ
となり大容量化が図られる。従って、誘電体磁器基板１
１を厚くしても大きな静電容量を得ることができるの
で、誘電体磁器基板１１を厚く設定して、機械的強度、
絶縁抵抗、耐電圧を向上させることができる。なお、コ
ンデンサアレイ１０において、外装１６の厚みに比べて
誘電体磁器基板１１の厚みは非常に小さいので、コンデ
ンサアレイ１０全体の厚みは外装１６の厚みによってほ
ぼ決まる。従って、上記のように誘電体磁器基板１１の
厚みを大きくしても、コンデンサアレイ１０全体の厚み
にまでは影響を及ぼすようなことはない。以下、コンデ
ンサアレイ１０の製造方法を説明する。図４（ａ）、
（ｂ）に示したように、矩形形状の上記した方法により
製造した半導体磁器基板を誘電体磁器基板１１として用
いる。この誘電体磁器基板１１の一面に共通電極１４と
なる金属酸化物ペーストを塗布し（図５（ａ）、
（ｂ））、他面に複数個の固定電極１２となる金属酸化
物ペーストを塗布する（図６（ａ）、（ｂ））。この塗
布はスクリーン印刷等により行なう。金属酸化物ペース
トの材料としてはＡｇ、Ａｌ、ＺｎまたはＮｉのうち少
なくとも１種を含むものを用いる。特性上、銀ペースト
がもっとも望ましい。この後、金属酸化物ペーストを焼
き付けて、共通電極１４及び固定電極１２を形成する。
スクリーン印刷後の金属酸化物ペーストの焼き付けは７
００〜９００℃の空気中で行なう。

【００２２】さらにレーザーまたはカッターで固定電極
１２の所定の部分を、静電容量が所定の取得容量の範囲
内に納まるようにトリミングする。

【００２３】次に図７（ａ）、（ｂ）に示したように、
共通電極１４及び固定電極１２に、同一方向に曲げ加工
が施されたリード端子１５を半田付け等により固着し、
リード端子１５を同一方向に導出させる。最後にこれら
全体をポリプロピレン等の絶縁性樹脂で形成される外装
１６で被覆する。

【００２４】上記したコンデンサアレイ１０の製造方法
によれば、印刷パターンにより容易に、複数の固定電極
１２で構成された複数個の個別電極１３を有したコンデ
ンサアレイ１０が製造されるので、複数の固定電極１２
を組み合わせることによって所望の取得容量が実現され
たコンデンサアレイ１０を得ることができる。

【００２５】さらに、誘電体磁器基板１１に厚みのばら
つきがある場合においても、誘電体磁器基板１１の厚み
のばらつきに対応して、適宜小さな電極面積の固定電極
１２を形成して組み合わせることにより、誘電体磁器基
板１１の厚みのばらつきによって生じる静電容量のばら
つきを補正することができる。

【００２６】次に、コンデンサアレイ１０の別の製造方
法を説明する。図４（ａ）、（ｂ）に示したような、矩
形形状の上記した方法により製造した半導体磁器基板を
誘電体磁器基板１１として用いる。この誘電体磁器基板
１１の一面に共通電極１４となる金属酸化物ペーストを
塗布し（図５（ａ）、（ｂ））、他面に複数個の個別電
極１３となる金属酸化物ペーストを塗布する。この塗布
はスクリーン印刷等により行なう。この後、金属酸化物
ペーストを焼き付けて、共通電極１４及び個別電極１３
を形成する。スクリーン印刷後の金属酸化物ペーストの
焼き付けは７００〜９００℃の空気中で行なう。

【００２７】さらにレーザーまたはカッターで個別電極
１３の所定の部分を切断し、複数個の固定電極１２を形
成する（図６（ａ）、（ｂ））。その後、静電容量が所
定の取得容量の範囲内に納まるようにトリミングし、以
下は上記したコンデンサアレイの製造方法と同様にリー
ド端子１５を半田付けし、外装１６で被覆する。

【００２８】上記したコンデンサアレイ１０の製造方法
によれば、印刷パターンにより容易に個別電極１３が形
成され、さらに電極焼成後に容易にトリミングにより互
いに分離した複数の固定電極１２が形成されるので、こ
れら固定電極１２を組み合わせることによって、所望の
取得容量が実現されたコンデンサアレイ１０を得ること
ができる。また、誘電体磁器基板１１に厚みのばらつき
がある場合には、誘電体磁器基板１１の厚みのばらつき
に対応して、適宜トリミングにより固定電極１２の電極
面積を調節することができるので、厚みのばらつきによ
って生じる静電容量のばらつきを補正することができ
る。従って、取得容量の選定自由度が高く、しかも取得
容量の均一、一定化が図られたコンデンサアレイ１０を
得ることができる。

【００２９】なお、共通電極１４は必ずしも実施例のよ
うに一枚ものである必要はなく、２個以上に別れて形成
されていても良い。また、複数個の固定電極１２から構
成される個別電極１３についても、その個数は限定され
ず、さらにその面積、形状についても特に限定されるも
のではない。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るコンデ
ンサアレイにあっては、誘電体磁器基板に複数個のコン
デンサが形成されたコンデンサアレイにおいて、前記誘
電体磁器基板が粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体
磁器基板を用いて形成され、対向電極として前記誘電体
磁器基板の一面に共通電極が、他面に個別電極が形成さ
れ、該個別電極はＸ−Ｙ方向に互いに分離した複数個の
固定電極から構成されているので、これら固定電極を組
み合わせることにより所望の取得容量を実現することが
できる。また、この誘電体磁器基板に厚みのばらつきが
ある場合には、誘電体磁器基板の厚みのばらつきに対応
して、適宜小さな電極面積の固定電極を形成することに
より、厚みのばらつきによって生じる静電容量のばらつ
きを補正することができ、取得容量の選定自由度が高
く、しかも取得容量の均一、一定化が図られたコンデン
サアレイを得ることができる。さらに、この誘電体磁器
基板が粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体磁器基板
で形成されているので、素体自体の誘電率が大きい。従
って、誘電体磁器基板を厚くしても大きな静電容量を得
ることができるので、誘電体磁器基板を厚く設定して、
機械的強度、絶縁抵抗、耐電圧を向上させることができ
る。

【００３１】また、本発明に係るコンデンサアレイの製
造方法は、粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体磁器
基板からなる誘電体磁器基板の両面に、電極材料を印刷
パターン（製版マスク）を用いて塗布した後焼成し、前
記誘電体磁器基板の一面に共通電極を、他面に複数個の
固定電極からなる複数個の個別電極を形成し、この後前
記共通電極と前記固定電極とにそれぞれリード端子を固
着するので、容易に互いに分離した複数個の固定電極か
ら構成される複数個の個別電極を有したコンデンサアレ
イを製造することができる。

【００３２】あるいは、コンデンサアレイの製造方法に
おいて、粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体磁器基
板からなる誘電体磁器基板の両面に、電極材料を印刷パ
ターン（製版マスク）を用いて塗布した後焼成し、前記
誘電体磁器基板の一面に共通電極を、他面に複数個の個
別電極を形成し、さらに該個別電極を焼成後にトリミン
グすることによってこれら個別電極を複数個の固定電極
に分離し、この後前記共通電極と前記固定電極とにそれ
ぞれリード端子を固着するので、容易に複数個の個別電
極を形成することができ、さらに電極焼成後に容易にト
リミングにより互いに分離した複数個の固定電極を形成
することができ、これら固定電極の組み合わせによって
所望の取得容量が実現されたコンデンサアレイを製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンデンサアレイの実施例を示す
透視図である。

【図２】図１に示したコンデンサアレイのＡ−Ａ線断面
図である。

【図３】図１に示したコンデンサアレイのＢ−Ｂ線断面
図である。

【図４】（ａ）はコンデンサアレイの製造工程を示す正
面図、（ｂ）は（ａ）に示した誘電体基板のＡ−Ａ線断
面図である。

【図５】（ａ）はコンデンサアレイの製造工程を示す正
面図、（ｂ）は（ａ）に示した誘電体基板のＡ−Ａ線断
面図である。

【図６】（ａ）はコンデンサアレイの製造工程を示す正
面図、（ｂ）は（ａ）に示した誘電体基板のＡ−Ａ線断
面図である。

【図７】（ａ）はコンデンサアレイの製造工程を示す正
面図、（ｂ）は（ａ）に示したコンデンサアレイのＡ−
Ａ線断面図である。

【図８】従来のコンデンサアレイを示す透視図である。

【図９】図８に示したコンデンサアレイのＡ−Ａ線断面
図である。

【図１０】従来の別のコンデンサアレイを示す透視図で
ある。

【図１１】図１０に示したコンデンサアレイのＡ−Ａ線
断面図である。

【図１２】図１０に示したコンデンサアレイのＢ−Ｂ線
断面図である。

【符号の説明】

１０ コンデンサアレイ １１ 誘電体磁器基板 １２ 固定電極 １３ 個別電極 １４ 共通電極 １５ リード端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体磁器基板に複数個のコンデンサが
   形成されたコンデンサアレイにおいて、前記誘電体磁器
   基板が粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体磁器基板
   を用いて形成され、対向電極として前記誘電体磁器基板
   の一面に共通電極が、他面に個別電極が形成され、該個
   別電極はＸ−Ｙ方向に互いに分離した複数個の固定電極
   から構成されていることを特徴とするコンデンサアレ
   イ。
2. 【請求項２】 粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体
   磁器基板からなる誘電体磁器基板の両面に、電極材料を
   印刷パターン（製版マスク）を用いて塗布した後焼成
   し、前記誘電体磁器基板の一面に共通電極を、他面に複
   数個の固定電極からなる複数個の個別電極を形成し、こ
   の後前記共通電極と前記固定電極とにそれぞれリード端
   子を固着することを特徴とするコンデンサアレイの製造
   方法。
3. 【請求項３】 粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体
   磁器基板からなる誘電体磁器基板の両面に、電極材料を
   印刷パターン（製版マスク）を用いて塗布した後焼成
   し、前記誘電体磁器基板の一面に共通電極を、他面に複
   数個の個別電極を形成し、さらに該個別電極を焼成後に
   トリミングすることによってこれら個別電極を複数個の
   固定電極に分離し、この後前記共通電極と前記固定電極
   とにそれぞれリード端子を固着することを特徴とするコ
   ンデンサアレイの製造方法。