JPH0626172B2 - キャパシタ構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、キャパシタ層の群を含み、キャパシタ層の各
々は誘電体基材と誘電体基材の１表面上のメタライズ領
域を含み、１層おきのメタライズ領域がキャパシタ構造
の対向する端部に延在するように配置され、さらに対向
する導電性材料部材を含み、導電性材料部材の夫々がキ
ャパシタ構造の１方の端部を覆ってその端部へ延在する
メタライズ領域に電気的接続を提供するようなタイプの
キャパシタ構造の改良に関する。キャパシタ特性はメタ
ライズ領域がお互いに重なり合った部分で示される。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕

上記のタイプのキャパシタ構造は例えば米国特許第 4,4
62,062号、同第 4,488,340号及び同第 4,531,268号明細
書に記載されている。これらの特許はこうしたキャパシ
タ構造が誘電体基材をなす重合体フィルムのウェブ２枚
を重ねてドラム上に巻いて好ましく作製することができ
ることを開示している。このようなフィルムの夫々のウ
ェブは上表面上にメタライズコーティングを有するが、
狭長い非メタライズ帯を有し、これはレーザ手段でスク
ライブしてもよく、かつメタライズコーティングを１端
まで延在しそれに沿う比較的幅広のメタライズ領域と他
端まで延在しそれに沿う比較的幅狭のメタライズストリ
ップに分割する。等幅のウェブは、ドラムに巻く前にウ
ェブを均一な幅の平行リボンに分割するので、重なり合
ったリボンの連続層は１層おきに残りの層に関して横方
向にたがいちがいしている端部を有するように、横方向
にズレている。導電性金属は、金属スプレー法で適用で
きるが、重なったリボンの端部のそれぞれを覆ってその
端部まで延在し端部に沿って延在するメタライズ領域間
及びそれへの電気的接続を提供する。得られる構造は、
いくらか柔軟性を示すのでロープと呼ばれるが、昇温で
圧縮して棒材（スティック）と呼ばれるより剛性の構造
を形成する。棒材は切断して個別キャパシタにする。各
キャパシタにおいて、導電性金属部材は電柱として働
き、キャパシタ特性は連続層の比較的幅広のメタライズ
領域がお互いに重なった部分で示される。

上方カバー及び下方カバーについては、それぞれは誘電
体材料の単一の厚い板であってキャパシタ層の群の頂面
及び底面を覆い、また導電性金属部材については、それ
ぞれは上方カバー上及び下方カバー下に延在してそれぞ
れ上方フランジ及び下方フランジを形成し、これが上方
及び下方カバーをキャパシタ層の群に結合している。上
方及び下方カバーはキャパシタ構造の機械的及び電気的
保護を提供する。さらに、キャパシタ構造を支持基材に
表面実装する場合、下方フランジが下方カバーを支持基
材に対して持ち上げる。従って、下方フランジは立脚部
材又は実装脚とも呼ばれる。典型的には、キャパシタ層
とカバープレートは規格化された厚み、例えば0.08イン
チに形成される。

別の背景技術としては、米国特許第 3,670,378号及び同
第 4,229,865号明細書を挙げることができ、これらは上
記のタイプのキャパシタ構造の他の例を開示している。

上記のタイプのキャパシタ構造の公知のものは多くの用
途において良好に機能するが、このような構造を改良す
ることへの需要があり、本発明はこれに応えることを目
的としている。

〔課題を解決するための手段及び作用効果〕

本発明の主な目的は上記のタイプの改良されたキャパシ
タ構造を提供することである。

広義には、本発明によるキャパシタ構造は、相互に積層
関係にあるキャパシタ層の群と、相互に積層関係にある
少なくとも３層の誘電体層の少なくとも１群とを含む。
相対的に、キャパシタ層の各々はより薄い厚みを、誘電
体層の各々はより厚い厚みを有する。キャパシタ層と誘
電体層の各々は対向する第１及び第２の端部を有する。
このキャパシタ層と誘電体層のすべての層について第１
の端部は同じ側にあり、第２の端部はすべて第１の端部
と対向する側にある。キャパシタ層の各々は、誘電体基
材、好ましくはポリ（エチレンテレフタレート）フィル
ムと、誘電体基材の一表面、好ましくは上表面の主要部
を覆いかつそのキャパシタ層の１端部だけに延在するメ
タライズ領域とを含む。

１層おきのメタライズ領域は対向する端部へ延在する。
メタライズ領域をその表面上のメタライズコーティング
をスクライブして形成した場合、その表面の小部分を覆
うメタライズストリップは対向端部へだけ延在する。

本発明によると、誘電体層の１群はキャパシタ層の頂面
を覆う。好ましくは、キャパシタ層の類似の群がキャパ
シタ層の底面を覆う。

さらに、キャパシタ層の群の１層おきの第１の端部はそ
の群の残りのキャパシタ層の第１の端部を越えて延在
し、キャパシタ層の群の１層おきの第２の端部はその群
の残りのキャパシタ層の第２の端部を越えて延在し、キ
ャパシタ層の群のキャパシタ層は一様な幅を有しながら
横方向にたがいちがいであり、よってキャパシタ層の群
の各々の端部に沿って比較的幅狭の凹部を形成する。同
様に、誘電体層の各群の１層おきの第１の端部はその群
の残りの誘電体層の第１の端部を越えて延在し、誘電体
層の各群の１層おきの第２の端部はその群の残りの誘電
体層の第２の端部を越えて延在し、誘電体層の群の誘電
体層は一様な幅を有しながら横方向にたがいちがいであ
り、よって誘電体層の各群の第１及び第２の端部のそれ
ぞれに沿って比較的幅広の凹部を形成する。キャパシタ
構造の各端部に沿って、導電性材料、好ましくは金属吹
付法で適用した金属材料、の部材がその端部を覆いかつ
その端部に沿って形成された凹部内に延在して、キャパ
シタ層と誘電体層をお互に結合し、またその端部に延在
するメタライズ領域間及びそれとの電気的接続を提供す
る。誘電体層の端部に沿って形成された凹部はキャパシ
タ層の端部に沿って形成された凹部より幅広なので、単
一の厚い上方プレートと単一の厚い下方プレートを用い
る公知の構造と比べて、より良好な結合を実現する。

本発明のさらなる特徴として、導電性材料の部材をキャ
パシタ層の群の底面を覆う誘電体層の群（これを用いる
場合）の下にも延在させて、分離された立脚部を形成し
てもよい。さらに１片の誘電体テープを接着して、キャ
パシタ層の群の頂面を覆う誘電体層の群を覆い、また導
電性材料部材の上方部分を覆うようにしてもよい。本発
明の特別の利点はより薄いキャパシタ層を用いることが
できる点にある。物理学の原理によれば、キャパシタ層
が薄いほどより良好なキャパシタを構成する。キャパシ
タ層の群の上方及び下方に適当な数の誘電体層を用いて
キャパシタ構造を所望の厚み、例えば0.08インチに作製
することができる。

〔実施例〕

本発明の好ましい実施例のキャパシタ構造を詳述する前
に第１図に示した従来技術のキャパシタ構造を検討する
ことが有意義である。

第１図を参照すると、キャパシタ構造１０はキャパシタ
層１２の群を含む。各キャパシタ層１２は誘電体基材と
メタライズ領域１４を有し、メタライズ領域１４は狭く
て長い非メタライズ帯14ａを除いて誘電体基材の上表面
を覆う。メタライズ表面１４は非メタライズ帯14ａによ
って比較的広い領域14ｂと比較的狭いストリップ14ｃと
に分割されている。等しい幅を有するキャパシタ層は１
層おきに相互に横方向にたがいちがいにされてキャパシ
タ層１２は１層おきにその端部が残りの層と横方向にた
がいちがいである。こうして、キャパシタ層１２の右側
端部に沿って凹部２０が形成されている。キャパシタ層
の群の頂面及び底面にそれぞれ誘電体材料の単一の厚い
板からなる上方カバー１６及び下方カバー１８が設けら
れている。導電性金属材料部材２４は金属吹付け法で適
用してもよいが、キャパシタ層１２の左側端部を覆い、
かつ上方カバー１６及び下方カバー１８の左側端部を覆
う。部材２４は上方カバー１６上へ延在して上方カバー
１６をキャパシタ層１２に結合する上方フランジ２６を
形成する。部材２４は下方カバー１８下へ延在して下方
カバー１８をキャパシタ構造の左側でキャパシタ層に結
合する下方フランジ２８を形成する。同様に、導電性金
属材料部材３０はキャパシタ層の右側端部ならびに上方
カバー１６及び下方カバー１８の右側端部を覆う。部材
３０は、同様に、上方カバー１６上へ延在して上方フラ
ンジ３２を形成し、下方カバー１８下へ延在して下方フ
ランジ３４を形成する。上方フランジ３２と下方フラン
ジ３４はカバープレート16，18をキャパシタ構造の右側
でキャパシタ層１２に係合する。下方フランジ28，34は
夫々立脚部として働き、キャパシタ構造１０を表面実装
する回路基板その他の基板（図示せず）に関してカバー
プレート１８を持ち上げる。

第１図に示し、上に説明したキャパシタ構造１０と対照
的に、第２図は本発明の好ましい態様をなすキャパシタ
構造４０を示す。

キャパシタ構造４０は相互に積層関係にあるキャパシタ
層４２の群を含む。このキャパシタ層４２の群は各キャ
パシタ層４２がキャパシタ構造１０の各キャパシタ層１
２の誘電体基材より薄い誘電体基材を含む点を除いて上
記のキャパシタ構造１０のキャパシタ層１２と類似して
いる。キャパシタ構造４０の各キャパシタ層４２はメタ
ライズされた上表面４４を有し、これは狭くて長い非メ
タライズ帯44ａで比較的広いメタライズ領域44ｂと比較
的狭いストリップ44ｃとに分割されている。非メタライ
ズ帯44ａは公知の方法でレーザー手段（図示せず）にて
スクライブして形成してもよい。１層おきのキャパシタ
層４２のメタライズ領域44ｂはキャパシタ構造４０の対
向する端部まで延在する。

さらに、１層おきのキャパシタ層４２の左側端部は残り
のキャパシタ層４２の左側端部を越えて延在しかつ１層
おきのキャパシタ層４２の右側端部は残りのキャパシタ
層４２の右側端部を越えて延在し、よってキャパシタ層
４２の左側端部に沿ってキャパシタ層４２の１層おきに
凹部５０を形成し、またキャパシタ層４２の右側端部に
沿ってキャパシタ層４２の１層おきに凹部５２を形成す
る。好ましくは、凹部５０はキャパシタ構造４０の左側
端部に延在するメタライズ領域44ｂのストリップ状部分
と部分的に接し、凹部５２はキャパシタ構造４０の右側
端部に延在するメタライズ領域44ｂのストリップ状部分
と部分的に接する。

本発明によれば、上方群の誘電体層５６と下方群の誘電
体層５８が設けられ、誘電体層56，58の各々はキャパシ
タ層42の各々より厚い。各群の１層おきの誘電体層の左
側端部はそれぞれの群の残りの誘電体層の左側端部を越
えて延在し、各群の１層おきの誘電体層の右側端部はそ
れぞれの群の残りの誘電体層の右側端部を越えて延在
し、それによって誘電体層５６の左側端部に沿って誘電
体層５６の１層おきに凹部６０を形成し、誘電体層５６
の右側端部に沿って誘電体層５６の１層おきに凹部６２
を形成し、誘電体層５８の左側端部に沿って誘電体層５
８の１層おきに凹部６４を形成し、誘電体層５８の右側
端部に沿って誘電体層５８の１層おきに凹部６６を形成
する。誘電体層56，58の各層はキャパシタ層４２の各層
より厚いので、凹部60，62，64，66は凹部50，52と比べ
て相対的に広い。

図示されているように、キャパシタ層４２と誘電体層5
6，58はそれぞれ一様な幅を有する。キャパシタ層４２
は１層おきにキャパシタ層４２の群の残りの層と横方向
にたがいちがいになっている。各群の誘電体層56，58は
１層おきにそれぞれの群の残りの層と横方向にたがいち
がいになっている。

キャパシタ層と誘電体層の左側端部に沿って、導電性金
属材料の部材７０が、これは金属吹付け法で適用できる
が、それらの端部を完全に覆い、凹部50，60，64を実質
的に充満し、それによってキャパシタ層４２の左側端部
に延びるメタライズ領域44ｂ間及びそれとの電気接続を
提供する。キャパシタ層と誘電体層の右側端部に沿っ
て、導電性金属材料の部材７４が、これは上記同様に適
用できるが、それらの端部を完全に覆い、凹部52，62，
66を実質的に充満し、それによってキャパシタ層４２の
右側端部に延びるメタライズ領域44ｂ間及びそれとの電
気的接続を提供する。凹部50，52はキャパシタ構造４０
のそれぞれの端部に延在するメタライズ領域44ｂのスト
リップ状部分と部分的に接しているので、部材70，74の
それぞれで良好な電気的接続が実現される。従って、導
電性部材７４に電気的に接続された比較的広いメタライ
ズ領域44ｂが導電性部材７０に電気的に接続された比較
的広いメタライズ領域44ｂを覆うところでは、キャパシ
タ層４２はキャパシタの特性を示す。金属ストリップ44
ｃはキャパシタ特性を示さない。リード（図示せず）を
電極として働く導電性部材70，74に半田付けすることが
できる。

凹部60，64及び50を実質的に充填することによって、部
材７０はキャパシタ層と誘電体層をキャパシタ構造４０
の左側端部に沿って相互に強く結合する。凹部60，64及
び52を実質的に充填することによって、部材７４はキャ
パシタ層と誘電体層をキャパシタ構造４０の右側端部に
沿って相互に強力に結合する。凹部60，64凹部５０より
幅広なので、第１図のキャパシタ構造１０に例示される
単一の厚い上方プレートと単一の厚い下方プレートを用
いるキャパシタ構造とは対照的に、良好な結合が実現さ
れる。

本発明の追加の態様として、厚い誘電体テープ７８を薄
い接着剤層８０で誘電体層５６の最上層及び部材70，74
（これらは誘電体層５６の最上層により上には延在しな
い）の上部に固着する。テープ７８は製品を特定するた
めの表示を付し、また真空採取用の均一表面を提供する
ために用いられる点で好ましい。テープ７８の有無によ
って、十分な数の誘電体層56，58を用いてキャパシタ構
造４０の厚さを所望の厚さ、例えば０．２mm（0.08イン
チ）に形成する。キャパシタ構造４０はその厚みを実現
するためにキャパシタ層４２には依存しない。

キャパシタ層４２の誘電体基材用及び誘電体層56，58用
の好ましい材料はポリエチレンテレフタレートフィルム
であり、これはキャパシタ層４２の各層用には薄い規格
品を、誘電体層56，58の各層には厚い規格品を用いる。
テープ７８用の好ましい材料はポリテトラフルオロエチ
レンであり、これは半田付け温度に耐える。

導電性部材70，74用に好ましい材料はアルミニウムであ
り、これは吹付け法で適用し、それを銅で覆い、次に鉛
−錫浸漬層で覆う。外部リード（図示せず）を導電性部
材70，74に半田付けする場合には、上記被覆は省略して
テープ７８を延長してキャパシタ構造４０を完全に包む
ようにしてもよい。キャパシタ構造４０を回路基板その
他の支持基板（図示せず）に表面実装する場合には、下
方フランジ72，76は誘電体層５８の最下層を支持基板よ
り持ち上げる立脚部材として働く。

キャパシタ層４２の群は等幅のメタライズフィルムのウ
ェブ２枚を用い、狭くて長い非メタライズ帯は各ウェブ
についてレーザ手段（図示せず）でスクライブしてあ
り、ウェブは１層おきにたがいちがいである巻き取り法
で作製することが好ましい。このような方法は米国特許
第 4,462,062号、同第 4,488,340号及び第 4,531,268号
明細書に開示されている。誘電体層の各群、即ち、上方
群５６及び下方群５８は等幅の誘電体フィルムのウェブ
２枚を用い、誘電体フィルムの各ウェブはメタライズフ
ィルムの各ウェブと幅は広いが厚みがより厚く、そして
ウェブの１層おきは同様にたがいちがいである巻き取り
法で作製することが好ましい。

誘電体層５６の上方群がキャパシタ層４２の群の頂面を
覆い、誘電体層５８の下方群がキャパシタ層４２の群の
底面を覆うようにキャパシタ層と誘電体の群を配置した
後、そして導電性部材70，74を適用した後、得られる構
造は適切にもロープと呼ばれるが次に高温で圧縮して剛
構造を形成し、これは適切にもスティックと呼ばれる
が、誘電体層５６はお互いに熱接着され、誘電体層５８
は多くの点でお互いに熱接着され、誘電体層５８の最上
層は誘電体層４２の最下層に多くの点で熱接着される。
同様に、誘電体−メタライズ界面のように強く結合され
ないが、誘電体層５６の最下層はキャパシタ層４２の最
上層に熱接着され、キャパシタ層４２はお互いに熱接着
される。誘電体56，58はキャパシタ層４２に機械的及び
電気的保護を提供する。

テープ７８を含む場合、テープ７８は上記の構造を昇温
で圧縮した後適用してキャパシタ構造４０を完成する。
テープ７８を省略する場合、圧縮した構造でキャパシタ
構造４０は完成する。いずれの場合にも、次にキャパシ
タ構造４０を切って個々のキャパシタを形成する。

特許請求の範囲は本発明のすべての変形を含むものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の技術のキャパシタ構造の拡大断面図、第
２図は本発明の好ましい実施例のキャパシタ構造を示す
拡大断面図である。 ４０……キャパシタ構造、４２……キャパシタ層、 ４４……メタライズ表面、44ａ……非メタライズ帯、 44ｂ……メタライズ領域、44ｃ……金属ストリップ、 50，52……凹部、56，58……誘電体層、 60，62，64，66……凹部、 70，74……導電性材料部材、７８……誘電体テープ。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相互に積層されたキャパシタ層の群と相互
   に積層された少なくとも３層の誘電体層の少なくとも１
   群を含むキャパシタ構造において、キャパシタ層の群は
   頂面を有し、キャパシタ層の各々は誘電体層の各々より
   薄く、キャパシタ層及び誘電体層の各々の層は同じ側に
   第１の端部を有し、これと対向する側に第２の端部を有
   し、各キャパシタ層は誘電体基材とそのキャパシタ層の
   誘電体基材の１表面の主要部を覆うメタライズ領域を有
   し、メタライズ領域はそのキャパシタ層の第１又は第２
   の端部のいずれか１方にのみ延在しかつ１層おきに対向
   する端部に延在し、誘電体層の１群はキャパシタ層の群
   の頂面を覆い、キャパシタ層の群の１層おきのキャパシ
   タ層の第１の端部はその群の残りのキャパシタ層の第１
   の端部を越えて延在しかつキャパシタ層の群の１層おき
   のキャパシタ層の第２の端部はその群の残りのキャパシ
   タ層の第２の端部を越えて延在し、かつキャパシタ層の
   群のキャパシタ層は一様な幅を有しながら横方向にたが
   いちがいであり、よってキャパシタ層の群の第１及び第
   ２の端部の夫々に沿って比較的幅狭の凹部を形成し、誘
   電体層の群の１層おきの誘電体層の第１の端部はその群
   の残りの誘電体層の第１の端部を越えて延在しかつ誘電
   体層の群の１層おきの誘電体層の第２の端部はその群の
   残りの誘電体層の第２の端部を越えて延在し、かつ誘電
   体層の群の誘電体層は一様な幅を有しながら横方向にた
   がいちがいであり、よって誘電体層の群の第１及び第２
   の端部の夫々に沿って比較的幅広の凹部を形成し、キャ
   パシタ構造はさらに第１及び第２の導電性材料部材を有
   し、第１の導電性材料部材は第１の端部に沿って形成さ
   れた凹部を覆い、凹部内まで延在し、よってキャパシタ
   層の第１の端部まで延在するメタライズ領域間及びそれ
   との電気的接続を提供し、第２の導電性材料部材は第２
   の端部に沿って形成された凹部を覆い凹部内まで延在
   し、よってキャパシタ層の第２の端部まで延在するメタ
   ライズ領域間及びそれとの電気的接続を提供し、第１及
   び第２の導電性材料部材はキャパシタ層と誘電体層を相
   互に結合して成るキャパシタ構造。
2. 【請求項２】誘電体層の類似の群をさらに含み、この類
   似の群の誘電体層の各々が同じ側に第１の端部を有し、
   これと対向する側に第２の端部を有し、類似の群の誘電
   体層の１層おきの第１の端部は類似の群の残りの誘電体
   層の第１の端部を越えて延在しかつ類似の群の１層おき
   に誘電体層の第２の端部は類似の群の残りの誘電体層の
   第２の端部を越えて延在し、かつ類似の群の誘電体層は
   一様な幅を有しながら横方向にたがいちがいであり、よ
   って誘電体層の類似の群の第１及び第２の端部に沿って
   比較的幅広の凹部を形成し、且つ、複数のキャパシタ層
   が有する底面を誘電体層の類似の群が覆っている、請求
   項１記載のキャパシタ構造。
3. 【請求項３】導電性材料部材がキャパシタ層の群の底面
   を覆う誘電体層の群の下に延在して複数の分離された立
   脚手段を形成した請求項１記載のキャパシタ構造。
4. 【請求項４】キャパシタ層の群の頂面を覆う誘電体層の
   群を覆う１片の誘電体テープをさらに含む請求項３記載
   のキャパシタ構造。
5. 【請求項５】前記誘電体テープが各々の導電性材料部材
   の部分をも覆う請求項４記載のキャパシタ構造。
6. 【請求項６】前記誘電体テープがキャパシタ層の群の頂
   面を覆う誘電体層の群の最上層に接着されている請求項
   ５記載のキャパシタ構造。
7. 【請求項７】前記誘電体テープが各々の導電性材料部材
   の部分をも覆う請求項６記載のキャパシタ構造。
8. 【請求項８】各キャパシタ層のメタライズ領域がそのキ
   ャパシタ層の誘電体基材の上表面の主要部を覆い、かつ
   各キャパシタ層及び各誘電体層が一様な幅を有し、キャ
   パシタ層の群のキャパシタ層が１層おきに横方向にたが
   いちがいであり、誘電体層の群の誘電体層が１層おきに
   横方向にたがいちがいである請求項１記載のキャパシタ
   構造。
9. 【請求項９】誘電体の類似の群をさらに含み、この類似
   の群の誘電体層の各々は同じ側に第１の端部を有し、こ
   れと対向する側に第２の端部を有し、類似の群の１層お
   きの誘電体層の第１の端部は類似の群の残りの誘電体層
   の第１の端部を越えて延在しかつ類似の群の１層おきの
   誘電体層の第２の端部は類似の群の残りの誘電体層の第
   ２の端部を越えて延在し、よって類似群の誘電体層の第
   １及び第２の端部に沿って比較的幅広の凹部を形成し、
   複数のキャパシタ層の底面は類似群の誘電体層で覆わ
   れ、誘電体層の群及び類似群の誘電体層は各々の群の残
   りの誘電体層と横方向にたがいちがいである請求項８記
   載のキャパシタ構造。
10. 【請求項１０】誘電性材料部材がキャパシタ層の群の底
    面を覆う誘電体層の群の下に延在して複数の分離した立
    脚手段を形成した請求項９記載のキャパシタ構造。
11. 【請求項１１】１片の誘電体テープをキャパシタ層の群
    の頂面を覆う誘電体層の群の最上層及び各導電性材料部
    材の部分に接着して、キャパシタ層の群の頂面を覆う誘
    電体層を覆いかつ誘電性材料部材の部分を覆う請求項１
    記載のキャパシタ構造。