JPH07183159A - フランジ付き管状電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルタコネクタ等への実装性が高く、高電
圧サージにより破壊しにくく、コンデンサ特性又はバリ
スタ特性を制御可能なフランジ付き管状電子部品を高い
生産性で製造する。管状の貫通コンデンサ、バリスタを
得る。 【構成】 一方の外面端部にフランジ１４が形成された
セラミック焼結管１０の外面及び内面に導電性皮膜１１
よりなる外面電極１２及び内面電極１３が形成される。
焼結管は少なくとも外径が均一な管状体であって、フラ
ンジが耐熱性樹脂又は焼付けガラスにより形成される。
この管状電子部品２０は少なくとも外径が均一な管状の
セラミック成形体を焼成して焼結管を作製し、焼結管の
一方の外面端部に耐熱性樹脂又は焼付けガラスからなる
フランジを形成し、焼結管の全面に導電性皮膜を形成し
た後、焼結管の両端面に形成した皮膜を除去して焼結管
の外面及び内面に外面電極及び内面電極を互いに絶縁す
ることにより作られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波ノイズ除去用の
管状貫通コンデンサ、サージ電圧吸収用の円筒状コンデ
ンサ、高周波ノイズ及びサージ電圧吸収用のバリスタ機
能付き貫通コンデンサ等の管状電子部品及びその製造方
法に関する。更に詳しくはセラミック焼結管の一方の端
面にフランジを有するフランジ付き管状電子部品及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のフランジ付き管状電子部品のう
ち、例えばフランジ付き管状貫通コンデンサは、セラミ
ック粉末とバインダ等を混合した造粒粉末をプレス成形
により一方の端部にフランジを有するようにして管状に
成形した後、この成形体を焼成してセラミック焼結管を
作製し、続いて焼結管の全面に無電解めっきを施し、或
いは電極ペーストを塗布し焼付けて導電性皮膜よりなる
電極を全面に形成する。次いでラップ（lap）研磨等で
その両端面を研磨して焼結管の両端面の導電性皮膜を除
去する。これにより図４に示すような貫通コンデンサ６
が得られる。この貫通コンデンサ６は、外面にフランジ
１ａを有し、内部に貫通孔５を有する。貫通孔５の上部
には凹部１ｂが形成される。フランジ１ａ及び凹部１ｂ
の形成された焼結管１の外面及び内面にはそれぞれ導電
性皮膜よりなる外面電極２及び内面電極３が互いに絶縁
した状態で形成される。この貫通コンデンサ６は、フラ
ンジ１ａがフィルタコネクタに実装するときにストッパ
として機能し、実装性に優れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記貫通コン
デンサ６のフランジ１ａは焼結管１と一体であって、焼
結管自体に頚部を形成するものであるため、形状が複雑
となり生産性が悪い欠点があった。また貫通コンデンサ
がサージ電圧吸収用のバリスタ機能付き貫通コンデンサ
の場合には、半導体素体である焼結管の頚部での肉厚を
変えてバリスタ特性等の電気特性を調節している。この
ため高電圧サージのような大きなエネルギを貫通コンデ
ンサで吸収するときには、肉薄部１箇所にエネルギが集
中し、コンデンサが破壊し易い不具合があった。

【０００４】本発明の目的は、フィルタコネクタ等への
実装性が高く、高電圧サージにより破壊しにくく、コン
デンサ特性又はバリスタ特性を制御可能なフランジ付き
管状電子部品を提供することにある。本発明の別の目的
は、プレス成形のみならず、押出し成形によっても製造
でき、生産性の高いフランジ付き管状電子部品の製造方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を図１（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明す
る。本発明のフランジ付き管状電子部品２０は、セラミ
ック焼結管１０の一方の外面端部にフランジ１４が形成
され、この焼結管１０の外面及び内面にそれぞれ導電性
皮膜１１よりなる外面電極１２及び内面電極１３が形成
される。この焼結管１０は少なくとも外径が均一な管状
体であって、フランジ１４が耐熱性樹脂又は焼付けガラ
スにより形成される。

【０００６】この管状電子部品２０は、少なくとも外径
が均一な管状のセラミック成形体を焼成してセラミック
焼結管１０を作製し、この焼結管１０の一方の外面端部
に耐熱性樹脂又は焼付けガラスからなるフランジ１４を
形成し、焼結管１０の内面を含む焼結管の全面に導電性
皮膜１１を形成し、焼結管１０の両端面に形成した皮膜
１１を除去して焼結管１０の外面及び内面にそれぞれ外
面電極１２及び内面電極１３を互いに絶縁した状態で形
成する。

【０００７】以下、本発明を詳述する。 ＜管状成形及び焼成＞先ず、管状電子部品の用途に応じ
てセラミック粉末を用意する。管状電子部品が高周波ノ
イズ除去用の管状貫通コンデンサの場合には、チタン酸
バリウム系、鉛系等の高誘電率系のセラミック粉末を用
意する。また管状電子部品が高周波ノイズの除去に加え
てサージ電圧の吸収を主目的とするバリスタ機能付き管
状貫通コンデンサ又はコンデンサ機能付き管状バリスタ
の場合には、容量性及びバリスタ特性を有する誘電材
料、例えば酸化亜鉛系、チタン酸ストロンチウム系、酸
化チタン系等の半導体バリスタ材料のセラミック粉末を
用意する。本明細書で「容量性及びバリスタ特性を有す
る誘電材料」とは、バリスタ特性によるサージ吸収機能
を有し、バリスタ電圧以下の電圧範囲では誘電体の特性
を兼備する材料をいう。上記セラミック粉末を用いて押
出し成形、プレス成形等により管状の成形体を成形す
る。押出し成形は上記セラミック粉末とバインダ等を混
練した坏土を押出し成形機により押出して外径が均一な
管状に成形する。またプレス成形は上記セラミック粉末
とバインダ等を混合して造粒粉末を作り、この造粒粉末
をプレス成形機によりプレスして外径が均一な管状に成
形する。得られた成形体は焼成して図１（ａ）に示す外
面がストレートで肉厚Ｄ₁が一定なセラミック焼結管１
０になる。焼結管１０の中央には貫通孔１５が形成され
る。また図３（ａ）に示すように焼結管４０の貫通孔４
５の上部の内面端部４０ａを小径に形成することもでき
る。

【０００８】＜フランジの形成＞図１（ｂ）又は図１
（ｅ）に示すように焼結管１０はその一方の外面端部に
フランジ１４が形成される。フランジ１４は本発明の管
状電子部品２０が実装されるときのはんだ付けに対して
耐えられる材料からなり、耐熱温度が３００〜３５０℃
の耐熱性樹脂又は焼付けガラスが用いられる。耐熱性樹
脂としてはエポキシ樹脂が挙げられる。このフランジ１
４は液状又はペースト状の耐熱性樹脂又はガラスをディ
ッピング法、スクリーン印刷法、ロール印刷法、或いは
刷毛や綿棒のような塗布具によりコーティングする方法
等により焼結管１０の一方の外面端部に塗布し、必要に
応じて加熱などの処理を行って形成する。加熱及び冷却
処理を必要とする場合には、加熱や冷却によってフラン
ジが焼結管から剥離しないように、耐熱性樹脂又はガラ
スは焼結管と密着性が良く、熱膨張係数が焼結管に近い
材料が好ましい。

【０００９】ディッピング法では焼結管の一方の端部の
みを上記液状の樹脂又はガラスに浸漬することにより行
われる。スクリーン印刷法は多数本の焼結管を端面を下
にして平坦な基台上に置き、これらの焼結管を好ましく
は最密充填構造になるようにして固定した後、上面とな
る焼結管端面に上記ペースト状の樹脂又はガラスを印刷
塗布する。これらの方法で樹脂又はガラスを焼結管の一
方の外面端部に塗布すると、端面のみならず焼結管の少
なくとも外面端部にまで樹脂又はガラスが及ぶ。この端
面には樹脂膜もしくはガラス膜１４’が形成される。内
面端部にまで樹脂又はガラスが及ぶ場合には、図１
（ｂ）に示す突起部１６が形成される。外面端部のみ樹
脂又はガラスを塗布して内面端部に樹脂又はガラスが及
ばないようにすることにより、或いはロール印刷法では
焼結管の外面端部にのみ塗布具を当てて焼結管をその貫
通孔を中心として回転させることにより、図１（ｅ）に
示すフランジ１４のみが形成される。図３（ａ）に示す
ように内面端部４０ａを小径に形成しておけば、ディッ
ピング法又はスクリーン印刷法でも、内面電極形成後に
貫通孔４５の内面をストレートにすることができる。

【００１０】フランジ１４及び４４はフィルタコネクタ
等に実装するときに引っかかる程度の厚さＤ₂が必要で
ある。このため、フランジ１４及び４４は焼結管１０及
び４０を縦断面で見た場合に少なくとも約１００μｍの
厚さＤ₂を有する。またフランジ１４の焼結管長さ方向
の幅Ｗを変えることにより後述する外面電極と焼結管と
の接触面積が変化し、それにより管状電子部品２０の静
電容量やバリスタ特性等の電気特性をコントロールする
ことができる。これらフランジの厚さＤ₂又は幅Ｗは塗
布液の粘度、浸漬時の深さ、塗布速度等により調整され
る。

【００１１】＜導電性皮膜の形成＞図１（ｃ）又は図１
（ｆ）に示すように焼結管１０はその内面を含む全面に
導電性皮膜１１が形成される。導電性皮膜１１はめっき
膜、焼付け膜、蒸着膜等である。めっき膜の場合には、
図１（ｃ）の拡大図に示すように、皮膜１１は例えばオ
ーミック(ohmic)性のニッケルめっき膜１１ａとその表
面に形成されたはんだめっき膜１１ｂの２層からなる。
はんだめっき膜１１ｂは管状電子部品２０のはんだ付け
性を良好にする。ニッケルめっき膜１１ａは無電解バレ
ルめっきにより、またはんだめっき膜１１ｂは電解バレ
ルめっきによりそれぞれ焼結管１０の全面に形成され
る。焼付け膜の場合には、同様にＡｇや，ＡｇとＰｄを
含む導電性ペーストを刷毛や綿棒のような塗布具により
コーティングし、或いは上記ペーストを液状にしてディ
ップコーティングした後、焼付けて焼結管１０の全面に
形成する。焼付け膜の表面に上述しためっき膜を形成し
てもよい。

【００１２】＜導電性皮膜の除去＞焼結管１０の全面に
導電性皮膜１１を形成した後、図１（ｄ）又は図１
（ｇ）に示すように焼結管１０の両端面の導電性皮膜１
１及び一方の端面の樹脂膜もしくは焼付けガラス膜１
４’を機械的な方法により除去する。この方法には公知
のラップ研磨法の他、本出願人が特許出願したサンドブ
ラスト(sandblasting)法（特願平５−２７２３０）があ
る。図示するように、管状電子部品２０又は３０は外面
電極１２と内面電極１３がセラミック焼結管１０を間に
挟んでいること、及び導電性皮膜が連続して分断された
２つの部分により両電極１２，１３が電気的に互いに絶
縁されていることが必要である。従って、上記機械的な
方法にて導電性皮膜を完全に除去する。しかし樹脂膜も
しくは焼付けガラス膜１４’は図示するように除去して
もよいし、図示しないが焼結管に密着させたまま残して
もよい。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、焼結管４
０の内面端部４０ａを小径にした場合には、内面電極４
３を形成した後に、貫通孔４５の内面をストレートにす
ることができ、図示しないリード線が挿通し易くなる。

【００１３】

【作用】管状電子部品２０がバリスタ機能付き貫通コン
デンサの場合には、本来バリスタ特性は焼結管の肉薄部
において発揮するが、外面電極１２と内面電極１３が形
成される部分の焼結管１０は肉厚が一定で、従来のよう
な頚部がないため、雷サージなどが侵入してもサージの
集中箇所がなくなり大エネルギの吸収性能が向上し、し
かも長期にわたって安定な特性を示す。またバリスタ電
圧は焼結管１０の肉厚Ｄ₁に比例するため、肉厚Ｄ₁を小
さくするほどバリスタ電圧は低電圧化する。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、焼結管の成形時に頚
部を設ける従来の方法に比べて、本発明の方法では焼結
管の成形時に肉厚Ｄ₁を一定にし後加工で焼結管にフラ
ンジを付加するため、焼結管の形状が単純になり成形が
容易になる。これによりプレス成形のみならず、押出し
成形によっても製造することができる。

【００１５】得られた管状電子部品は従来品と同様にフ
ランジ付きであるためフィルタコネクタ等への実装性が
高い。また焼結管の肉厚Ｄ₁が一定のため、サージが集
中しにくく安定した特性が得られ、かつ高電圧サージに
より破壊しにくい。更にフランジの幅Ｗ又は焼結管の肉
厚Ｄ₁を変えることにより、コンデンサ特性又はバリス
タ特性を制御することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに説明
する。 ＜実施例＞酸化チタンを主成分とするセラミック粉末に
有機バインダを加え、均一に混合した造粒粉末をプレス
成形機により外径が均一な管状に成形した。この管状成
形体を焼成して、図１（ａ）に示すように外径が２．５
ｍｍ、内径が１．４ｍｍ、長さが約２．０ｍｍのセラミ
ック焼結管１０を得た。この焼結管１０を３００本用意
した。これらの焼結管１０の一方の端部のみをエポキシ
樹脂液に浸漬して樹脂を硬化させ、図１（ｂ）に示すよ
うに焼結管１０の一方の端面に樹脂膜１４’を、また外
面端部にフランジ１４を形成した。フランジ１４の厚さ
Ｄ₂は約２００μｍ、幅Ｗは約０．８ｍｍであった。図
１（ｃ）に示すようにこれらの焼結管１０をニッケル無
電解めっきして焼結管の全面に厚さ約２μｍのニッケル
めっき膜１１ａを形成した。次いでこの焼結管を電解バ
レルめっきしてめっき膜１１ａの表面に厚さ約１０μｍ
のはんだめっき膜１１ｂを形成した。

【００１７】続いてラップ研磨法により両端面のめっき
膜１１を除去した。即ち、６０個ずつ孔の形成された円
板状のキャリヤを５枚用意し、キャリヤ１枚当り全ての
孔に焼結管を６０個ずつ挿入保持した。これらのキャリ
ヤを上方と下方で回転する上下のラップ定盤の間に挟み
込み、上下のラップ定盤でキャリヤを挟んだ状態で上下
のラップ定盤を互いに反対方向に回転させ、新たに調製
した遊離砥粒を含むスラリーを供給しながら、キャリヤ
を自転かつ公転させた。これにより多数の焼結管１０の
両端面が同時にラップ研磨され、両端面のめっき膜１１
が削り取られた。樹脂膜１４’も削り取られ、図１
（ｄ）に示すバリスタ機能付き貫通コンデンサ２０が得
られた。

【００１８】＜比較例＞実施例と同じ造粒粉末をプレス
成形機により図４に示すような頚部を有する管状に成形
した。この管状成形体を焼成して、図４に示すように外
径が２ｍｍ、内径が１ｍｍ、長さが約３．２ｍｍのフラ
ンジ付きセラミック焼結管１を得た。この焼結管１のフ
ランジ部分の長さｗは約０．８ｍｍ、その突出する厚さ
ｄは約２００μｍであった。この焼結管１を３００本用
意した。実施例と同様にして、これらの焼結管をニッケ
ル無電解めっきして焼結管の全面にニッケルめっき膜を
形成し、次いでこの焼結管を電解バレルめっきしてめっ
き膜の表面にはんだめっき膜を形成した。これらの焼結
管を実施例と同じラップ研磨法により両端面のめっき膜
を除去し、バリスタ機能付き貫通コンデンサ６を得た。

【００１９】＜比較試験＞得られた実施例の管状貫通コ
ンデンサと比較例の管状貫通コンデンサからそれぞれ２
０本を無作為に抽出し、各素子のバリスタ電圧を測定し
その平均値を求めた。また波形（８×２０）μｓｅｃ、
電流値１５０Ａの電流サージを３０秒間隔で５回繰返し
印加し、繰返し印加する前及び繰返し印加した後でのバ
リスタ特性の変化、即ちバリスタ電圧Ｖ_1mAと非直線指
数αの各変化率を測定した。その結果を表１及び表２に
示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】表１及び表２から明らかなように、サージ
耐量試験前の電流サージを印加する前のバリスタ電圧及
び非直線指数は、実施例及び比較例ともほぼ同一の値を
示した。また比較例のフランジ付き貫通コンデンサは形
状、大きさが実施例とほぼ同じにも拘わらず、電流サー
ジを印加した後のバリスタ電圧及び非直線指数の劣化が
実施例のコンデンサより大きかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法による製造順の管状電子部品の断
面図。（ａ）はそのセラミック焼結管の断面図。（ｂ）
及び（ｅ）はフランジを形成した焼結管の断面図。
（ｃ）及び（ｆ）は導電性皮膜を全面に形成したその焼
結管の断面図。（ｄ）及び（ｇ）はその管状電子部品の
断面図。

【図２】図１（ｄ）の管状電子部品の斜視図。

【図３】本発明の別の方法による製造順の管状電子部品
の断面図。（ａ）はそのセラミック焼結管の断面図。
（ｂ）はその管状電子部品の断面図。

【図４】従来例のフランジ付き管状電子部品の断面図。

【符号の説明】

１０，４０ セラミック焼結管 １１ 導電性皮膜（めっき膜） １１ａ ニッケルめっき膜 １１ｂ はんだめっき膜 １２，４２ 外面電極 １３，４３ 内面電極 １４，４４ フランジ １５，４５ 貫通孔 ２０，３０，５０ 管状電子部品（管状貫通コンデン
サ）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック焼結管(10,40)の一方の外面
   端部にフランジ(14,44)が形成され、前記焼結管(10,40)
   の外面及び内面にそれぞれ導電性皮膜(11)よりなる外面
   電極(12,42)及び内面電極(13,43)が形成されたフランジ
   付き管状電子部品(20,50)において、 前記焼結管(10,40)の少なくとも外径が均一な管状体で
   あって、 前記フランジ(14,44)が耐熱性樹脂又は焼付けガラスに
   より形成されたことを特徴とするフランジ付き管状電子
   部品。
2. 【請求項２】 セラミック焼結管(40)の一方の内面端部
   (40a)が小径に形成された請求項１記載のフランジ付き
   管状電子部品。
3. 【請求項３】 導電性皮膜(11)がめっき膜である請求項
   １記載のフランジ付き管状電子部品。
4. 【請求項４】 導電性皮膜(11)が焼付け膜である請求項
   １記載のフランジ付き管状電子部品。
5. 【請求項５】 導電性皮膜(11)が焼付け膜と前記焼付け
   膜の表面に形成されためっき膜とを備えた請求項１記載
   のフランジ付き管状電子部品。
6. 【請求項６】 セラミック焼結管(10)が容量性及びバリ
   スタ特性のいずれか一方又は双方を有する請求項１記載
   のフランジ付き管状電子部品。
7. 【請求項７】 少なくとも外径が均一な管状のセラミッ
   ク成形体を焼成してセラミック焼結管(10)を作製し、 前記焼結管(10)の一方の外面端部に耐熱性樹脂又は焼付
   けガラスからなるフランジ(14)を形成し、 前記焼結管(10)の内面を含む前記焼結管の全面に導電性
   皮膜(11)を形成し、 前記焼結管(10)の両端面に形成した前記皮膜(11)を除去
   して前記焼結管(10)の外面及び内面にそれぞれ外面電極
   (12)及び内面電極(13)を互いに絶縁した状態で形成する
   フランジ付き管状電子部品の製造方法。