JPH06232002A

JPH06232002A - チップ形コンデンサ

Info

Publication number: JPH06232002A
Application number: JP1313793A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakazato; 兼次中里
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【構成】誘電体１１の両端部に電極１２が形成された
チップ形コンデンサ１０において、誘電体端部の片面あ
るいは両面に凹部１３が形成され、凹部１３に電極用金
属が充填されているチップ形コンデンサ１０。【効果】チップの外形寸法を変えることなく、容量値
を広い範囲の中で微細にコントロールすることができ
る。このため、高周波領域における共振回路や発振回路
等に使用することができる。また、電極１２が形成され
る直前に凹部１３を形成することができ、外形寸法及び
誘電体材料の違いによる容量値のばらつきを補正するこ
とができ、歩留まりを高くしてコストダウンを図ること
もできる。そのうえ、電極１２と誘電体１１との固着力
を強くすることができ、高い信頼性を得ることもでき
る。さらに、チップサイズを統一することが可能なた
め、実装を容易なものにすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチップ形コンデンサに関
し、より詳細には端部に電極が形成され、高周波電子回
路等に使用されるチップ形コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高周波電子回路に用いられるコン
デンサにおいては、一般に静電容量値（以下、容量値と
記す）の小さいことが要求されており、誘電体材料によ
っては誘電体両端部に形成された電極だけで必要な容量
値に達してしまい、内部電極は形成されない構造となっ
ているものがある。また、電子機器の小型軽量化、高密
度実装化を図るため、この種コンデンサとして小型チッ
プ化されたチップ形コンデンサが知られている。

【０００３】図７及び図８は従来のチップ形コンデンサ
を示した模式的断面図及び模式的側面図であり、チップ
形コンデンサ３０は誘電体１１の両端部に電極１２が形
成されて構成されている。また、このようなチップ形コ
ンデンサ３０においては、その実装装置の統一化を図る
ため、ＥＩＡＪ，ＲＣ−３４０２（電子機器用積層磁器
チップ形コンデンサ）等に見られるように、チップの長
さ（Ｌ）、幅（Ｗ）及び高さ（Ｔ）の各寸法が規格化さ
れている。この規格により、Ｌ及びＷの寸法の変更でき
る範囲はチップサイズ２．０ｍｍ×１．２５ｍｍの場
合、公差は±０．２ｍｍと決められ、Ｔ寸法は１．４５
ｍｍ以下と決められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したチップ形コン
デンサ３０における容量値Ｃは、Ｃ＝ε_s ×ε_o ×ｓ÷
ｄ［Ｆ］（ε_s ：比誘電率、ε_o ：８．８５４×１０
^-12 ［Ｆ／ｍ］、ｓ：電極面積、ｄ：電極間距離）よ
り、近似的に算出される。

【０００５】一般に、コンデンサを共振回路や発振回路
に用いる場合、容量値を細かく選択する必要がある。し
たがって、チップ形コンデンサ３０を用いるには、電極
の面積（ｓ）、電極間距離（ｄ）及び誘電体材料の比誘
電率（ε_s ）を変化させ、容量値を変化させる必要があ
る。しかし、電極間距離を変化させるにはＬ寸法を変え
る必要があり、Ｌ寸法は規格によって変更できる範囲が
狭いため、電極間距離を変化させることは困難であっ
た。

【０００６】そこで、Ｌ寸法を変えずに容量値を変化さ
せる方法としては、比較的変更できる範囲が広いＴ寸法
を変えて電極面積を変化させる方法と、異なる誘電体材
料を用いて比誘電率を変化させる方法とがある。

【０００７】しかしながら、電極面積を変化させる方法
の場合、Ｗ寸法は規格によりほぼ一定であり、Ｔ寸法の
みで変化させる必要がある。このため、比誘電率が 100
000程度である粒界層形誘電体材料を用いたチップ形コ
ンデンサ３０では、Ｔを０．５ｍｍから１．４５ｍｍに
変化させることで３００ｐＦ〜８００ｐＦの容量値を得
ていたが、容量可変の範囲が狭く限られているという課
題があった。

【０００８】また、比誘電率を変化させる方法の場合
は、比誘電率の異なる材料を製造する技術がそれぞれ異
なるため、設備投資が増大するという課題があった。

【０００９】さらに、ロット間での比誘電率のばらつき
及び各寸法のばらつきによって歩留まりが低下するとい
う課題があった。

【００１０】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであって、実装が容易で、歩留まりが高くてコストが
低く、容量値の微細なコントロールが可能で高周波領域
の共振回路や発振回路等に使用できるチップ形コンデン
サを提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に本発明に係るチップ形コンデンサは、誘電体の両端部
に電極が形成されたチップ形コンデンサにおいて、誘電
体端部の片面あるいは両面に凹部が形成され、該凹部に
電極用金属が充填されていることを特徴としている。

【００１２】

【作用】上記した構成によれば、前記誘電体端部の片面
あるいは両面に前記凹部が形成され、該凹部に前記電極
用金属が充填されているので、２個のコンデンサからな
る並列回路が形成された如くの回路構成となる。該回路
構成は前記凹部が片面に形成されている場合と両面に形
成されている場合とでは異なり、前記凹部が片面に形成
されている場合、前記１個のコンデンサにおける電極間
距離は前記凹部最奥面と対向する他面の電極との距離と
みなせ、前記もう１個のコンデンサにおける電極間距離
は前記凹部以外の残りの端部表面と対向する他面の電極
との距離とみなせる。前記凹部が両面に形成されている
場合には、前記１個のコンデンサにおける電極間距離は
前記凹部最奥面と対向するもう一方の前記凹部最奥面と
の距離とみなせ、前記もう１個のコンデンサにおける電
極間距離は前記凹部以外の残りの端部表面と対向する前
記凹部以外の残りの端部表面との距離とみなせるように
なる。このため、チップのＬ、Ｍ及びＴの寸法を変えな
くても、前記凹部の深さ及び直径を変えることによっ
て、前記２個のコンデンサの見掛け上の電極間距離及び
見掛け上の電極面積を変化させることが可能となる。従
って、同一サイズのチップにおいて、前記凹部の直径お
よび深さを選択することにより、容量値を広い範囲の中
で微細にコントロールすることが可能となる。

【００１３】また、前記凹部の形成によって電極の表面
積が大きくなるため、前記誘電体と前記電極とが強固に
固着されることとなり、該電極の剥離が防止されること
となる。したがって、高い信頼性を確保することが可能
となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係るチップ形コンデンサの実
施例を図面に基づいて説明する。なお、従来例と同一機
能を有する構成部品には同一の符合を付すこととする。

【００１５】図１〜図３はそれぞれ本発明に係るチップ
形コンデンサの実施例を示しており、図１は模式的断面
図、図２は模式的側面図、図３は斜視図である。図中１
０はチップ形コンデンサを示しており、粒界絶縁された
誘電体基板１１の一方の端部１１ａには凹部１３が形成
され、この凹部１３には電極用金属が充填され、凹部１
３を含んで電極１２ａが形成されている。もう一方の端
部１１ｂには電極１２ｂが形成され、このようにしてチ
ップ形コンデンサ１０は構成されている。

【００１６】このように構成された粒界層絶縁形のチッ
プ形コンデンサ１０を製作する場合、まずＳｒＴｉＯ₃
粉末に半導体化剤等を添加し、さらにバインダー等を添
加して混練した後、押出成形法によってシート状に成形
する。つぎに、このセラミック生シートをたとえば２．
０ｍｍ×１．２５ｍｍ×１．４５ｍｍの焼き上がり寸法
になる大きさに切断し、還元性雰囲気中で焼成して半導
体化した磁器基板を形成する。さらに、絶縁化用の金属
酸化物ペーストを塗布した後、大気中、１０００℃前後
の温度で焼成を行って粒界層を絶縁化し、ＳｒＴｉＯ₃
系の粒界層絶縁形半導体コンデンサ基板を得る。なお、
この基板の見かけの比誘電率は 100000程度になる。

【００１７】この基板を誘電体基板１１とし、この誘電
体基板１１の一方の端部１１ａにＣＯ₂ レーザを用いて
直径が１．０ｍｍ、深さが約０．５ｍｍの凹部１３を形
成する。つぎに、Ａｇを主成分とする金属ペーストを凹
部１３より連続的に端部１１ａの表面と、端部１１ｂの
表面とに塗布し、この後焼き付け処理を施して電極１２
ａ及び電極１２ｂを形成する。

【００１８】このようにして製作されたチップ形コンデ
ンサ１０において、容量値を測定した結果、最大で１０
００ｐＦの値を得ることができた。このように、凹部１
３の深さが小さい割りに理論値よりも高い容量値が得ら
れた。これは、図４（ａ）に示したように１方向の粒界
層を浅く破壊すると、見かけでは図４（ｂ）に示したよ
うに平均粒径１個分の深さで凹部１３が形成されたこと
と同じになるため、たとえば粒界層の平均粒径の大きさ
が５０μｍ程度であり、また粒界絶縁層の厚みが数μｍ
である場合、数μｍの深さの凹部１３であっても、平均
粒径の大きさである５０μｍ程度の深さの凹部１３の場
合と同様の結果が得られるからである。

【００１９】さらに、図５に示したような誘電体基板１
１の端部１１ａ及び端部１１ｂに、直径が１．０ｍｍ、
深さが両側で約１．２ｍｍの凹部１３が形成された別の
実施例に係るチップ形コンデンサ１０においては、１３
００ｐＦの容量値を得ることができた。

【００２０】また、上記した別の実施例に係るチップ形
コンデンサ１０において、誘電体基板１１と電極１２と
の固着力を測定した結果、４０ニュートンの値を得るこ
とができ、従来のチップ形コンデンサ３０における２０
ニュートンの値を２倍にすることができた。このことか
ら、電極用金属を凹部１３に充填することにより、電極
１２の表面積を大きくすることができ、誘電体基板１１
と電極１２との固着力を増強することができることが分
かった。

【００２１】このように、凹部１３は片面に形成された
ものでも両面に形成されたものでもよく、また１個だけ
でなく、数個の場合でも同様の効果を得ることができ
る。

【００２２】また、誘電体としては粒界絶縁化された基
板に限らず、表層絶縁化された基板を用いることができ
る。導体磁器基板に熱処理が施され表面が絶縁されたさ
らに別の実施例に係るチップ形コンデンサ２０の場合、
容量値を約２倍にまで高めることができた。このことか
ら、表層に絶縁層が形成されているチップ形コンデンサ
２０においては、表面の絶縁層１４の片側が浅く破壊さ
れた凹部１３（図６（ａ））であっても、もう一方の絶
縁層１４近傍まで破壊された凹部１３（図６（ｂ））と
同じ効果があり、見かけの電極間距離を大きく短縮する
ことができることが分かった。したがって、絶縁層１４
の構造を利用すると、浅い凹部１３を形成することによ
り、大きな容量値を得ることができる。

【００２３】さらに、電極１２が形成される直前に凹部
１３を形成することができるため、外形寸法及び誘電体
材料の違いによる容量値のばらつきを補正することがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るチップ
形コンデンサにあっては、誘電体の両端部に電極が形成
されたチップ形コンデンサにおいて、誘電体端部の片面
及び両面に凹部が形成され、該凹部に電極用金属が充填
されているので、チップの外形寸法を変えることなく、
容量値を広い範囲の中で微細にコントロールすることが
できる。このため、高周波領域における共振回路や発振
回路等に使用することができる。

【００２５】また、電極が形成される直前に凹部を形成
することができ、外形寸法及び誘電体材料の違いによる
容量値のばらつきを補正することができ、歩留まりを高
くしてコストダウンを図ることもできる。

【００２６】そのうえ、端部電極と誘電体との固着力を
強くすることができ、高い信頼性を得ることもできる。

【００２７】さらに、チップサイズを統一することが可
能なため、実装を容易なものにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るチップ形コンデンサの実施例を示
した模式的断面図である。

【図２】実施例に係るチップ形コンデンサを示した模式
的側面図である。

【図３】実施例に係るチップ形コンデンサを示した斜視
図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は実施例に係るチップ形コン
デンサにおける凹部の効果を説明するために模式的に示
した構造図である。

【図５】誘電体の両端部に凹部が形成された別の実施例
に係るチップ形コンデンサを示した模式的断面図であ
る。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は表層に絶縁層が形成された
別の実施例に係るチップ形コンデンサにおける凹部の効
果を説明するために模式的に示した断面図である。

【図７】従来のチップ形コンデンサを示した模式的断面
図である。

【図８】従来のチップ形コンデンサを示した模式的側面
図である。

【符号の説明】

１０チップ形コンデンサ１１誘電体（誘電体基板）１２電極１３凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体の両端部に電極が形成されたチッ
プ形コンデンサにおいて、誘電体端部の片面あるいは両
面に凹部が形成され、該凹部に電極用金属が充填されて
いることを特徴とするチップ形コンデンサ。