JPS6214932B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は小型で大容量、かつ製造容易な積層
形半導体磁器コンデンサの製造方法に関するもの
である。

最近、μＦ以上の大容量コンデンサの要求が強
く、単板のコンデンサでこのような大容量のコン
デンサを得ようとすると、その形状は平面形状の
面積で３cm²と非常に大型化してしまい、コンデン
サの小型化という傾向に逆行するものである。

このようなμＦ以上のコンデンサとしては電解
コンデンサ、タンタルコンデンサがあることはよ
く知られているが、これらは極性があること、高
価なこと、温度特性に難点があることなど、種々
の欠点が見られる。またこのほかに積層形コンデ
ンサがあるが、内部電極として、白金、パラジウ
ムなどの貴金属材料を使用するため高価であり、
また工程が複雑になるため、コスト高となるとい
う欠点があつた。

さらには半導体磁器コンデンサが小型で容量の
大きなコンデンサであることも知られているが、
面積容量はせいぜい400μＦ／cm²程度であり、ま
だ満足のゆく特性が得られていないのが現状であ
る。

したがつて、この発明は小型で大容量、かつ製
造が簡単で低コストのコンデンサが得られる製造
方法を提供せんとするものである。

以下にこの発明を実施例に従つて詳細に説明す
る。

実施例 第１図において、１は粒界絶縁形または表面絶
縁形の半導体磁器で、長尺状をなしている。これ
ら半導体磁器はすでに周知であるが、その製造例
を以下に説明する。このうち粒界絶縁形半導体磁
器は、チタン酸バリウム系またはチタン酸ストロ
ンチウム系材料にＹ、Laなどの半導体化剤を微
量、たとえば最大1.0モル％程度添加し、これを
中性または還元雰囲気中で焼成し半導体磁器を得
る。次いで半導体磁器の表面にMn、Bi、Pb、Cu
などの金属またはこれらの化合物のペーストを塗
布し、空気中で熱処理して半導体磁器の結晶粒界
に拡散させ、結晶粒界を絶縁体化したものであ
る。また、表面絶縁形半導体磁器は、たとえばチ
タン酸バリウムを主成分とする還元性材料を一旦
窒素、水素などの還元雰囲気中で焼成し、次いで
空気中など酸化性雰囲気で熱処理を行つて、表面
近くは絶縁層が形成され、内部が半導体よりなる
ものである。この半導体磁器板１は図示したよう
に主表面に割溝２，３が形成されている。割溝
２，３は半導体磁器板１の主表面の一端から他端
つまり幅方向に通じており、互いに対向して位置
している。この割溝の形成例としては、焼成に入
る前のセラミツクグリーンシートに押圧力を加え
ることにより形成する方法がある。図示したもの
では、半導体磁器板１の両主表面に割溝２，３を
それぞれ形成しているが、主表面の一方のみでも
よい。

第２図は上記した工程を終えたのち、次の工程
を示す斜視図である。図から明らかなように、半
導体磁器板１の両側面および両主表面にそれぞれ
導電ペースト層が付与されている。両側面の導電
ペースト層４ａ……，５ａ……は後述するように
引き出し電極となるものであり、また主表面の導
電ペースト層６ａ……，７ａ……は割溝２，３に
より一定の大きさに区画された領域にそれぞれ分
離独立して付与され、これも後述するように積層
コンデンサを構成したときに内部電極となるもの
である。この主表面側の導電ペースト層６ａ…
…，７ａ……はその一端が側面の導電ペースト層
４ａ……，５ａ……と電気的接続するようにそれ
ぞれ付与されている。主表面の導電ペースト層６
ａ……，７ａ……の他端は側面の導電ペースト層
５ａ……，４ａ……とはその間に間隙をおいてお
り、半導体磁器板１の主表面が現われている。

上記した各導電ペースト層４ａ……，５ａ…
…，６ａ……，７ａ……には、空気中での熱処理
により焼き付けられるものがよく、これには銀ペ
ーストが好適である。この銀ペーストは、銀粉末
にエチルセルロース、ニトロセルロース、酢酸セ
ルロース、アルキツド樹脂、アクリル樹脂などを
テルピネオールなどで溶解させたビヒクルを加え
てペースト状にしたものである。

銀ペーストよりなる導電ペースト層４ａ……，
５ａ……，６ａ……，７ａ……を熱処理温度800
℃、30分間の条件で空気中で焼き付け、それぞれ
引き出し電極４ａ……，５ａ……、内部電極６ａ
……，７ａ……を形成した。

半導体磁器板１に形成された引き出し電極４ａ
……と内部電極７ａ……との間、および引き出し
電極５ａ……と内部電極６ａ……との間には半導
体磁器板１の主表面がそれぞれ現われており、こ
の間隙には第３図に示すように絶縁ペースト８ａ
……，９ａ……を塗布方法で付与し、その後焼き
付けた。絶縁ペーストにはガラスペースト、セラ
ミツクペーストなどがあり、空気中で焼き付けら
れるものが製造上便利である。

こののち、割溝２，３の位置で半導体磁器板１
を割り、各チツプ状の半導体磁器１ａ，１ｂ……
を得た。

第４図はこのチツプ状の半導体磁器１ａ，１ｂ
……を積み重ねて積層体を構成し、積層コンデン
サとしたその断面図を示したものである。図にお
いて、内部電極６ａ……，７ａ……の端部が積層
体の側面に交互に現われるように半導体磁器１
ａ，１ｂ……を積み重ね、かつ電気的にはコンデ
ンサを構成している各半導体磁器を並列接続の状
態で容量が取り出せるように積み重ねている。し
たがつて積層体の側面には取り出し電極４ａ…
…，５ａ……が位置している。各チツプ状半導体
磁器１ａ，１ｂ……を機械的に接続するにはたと
えば次のような方法がある。つまり、第４図のよ
うな配置となるように各半導体磁器１ａ，１ｂ…
…を積み重ね、そののち引き出し電極４ａ……，
５ａ……が現われていない側面に、アルミナ系、
シリカ系などの無機質の接着ペーストを塗布して
仮止めしておき、次いで、引き出し電極４ａ…
…，５ａ……が現われている側面に半田を付与し
て機械的に接続するとともに引き出し電極４ａ…
…，５ａ……同志を電気接続する。半田を付与す
る方法としては積層体を半田浴に浸漬する方法が
最適である。図示したものでは半田の付与と同時
に、引き出し電極４ａ……，５ａ……にリード壁
９，１０を接続した。また破線１１で示したのは
絶縁外層で、積層コンデンサ全体を覆つている。
積層コンデンサに絶縁樹脂で外層を施す場合、樹
脂槽に積層コンデンサを真空下で浸漬する方法で
行えば、積層コンデンサの側面近傍に存在する隙
間に埋めることができ、耐湿性などの特性が損わ
れないようにすることができる。

上記した実施例では、まず半導体磁器板の両側
面に導電ペースト層を付与し、そののち半導体磁
器板の主表面に導電ペースト層を付与するという
順序であつたが、この逆でもよく、さらには同時
に付与するようにしてもよい。

また、絶縁ペースト層は引き出し電極および内
部電極となる導電ペースト層の付与ののちに付与
したが、逆の順序であつてもよい。

また、引き出し電極、内部電極となる導電ペー
スト材料として、ビヒクル中にセルロース類、ア
ルキツド樹脂、アクリル樹脂など、高温軟化性で
熱処理により消去する可燃性のものを含有させる
ようにすれば、導電ペースト層を常温で乾燥させ
ておくことができるとともに、高温の熱処理で焼
き付けすることができるので、一旦乾燥状態の導
電ペースト層を付与しておくことができ、半導体
磁器板の取り扱いが容易となる。つまり、半導体
磁器板を割溝に沿つて割り、各チツプ状半導体磁
器を積み重ね積層体とし、こののち熱処理すれば
導電ペースト層の焼き付けと同時に半導体磁器同
志を接合することができる。もちろん、このとき
同時に絶縁ペースト層を付与しておくため、絶縁
ペーストには導電ペーストと同様に常温で乾燥
し、高温の熱処理で焼き付けられるものを用いれ
ばよい。

また、割溝に対応する位置の半導体磁器板の側
面に形成してもよい。

また、上記した実施例では割溝を形成している
例にもとづいて説明したが、割溝を形成しておか
なくてもよい。この場合カツターで切断すればよ
い。

また、半導体磁器の主表面の導電ペースト層は
分離独立して付与してもよいが、主表面に連続し
て付与してもよい。

また、側面の導電ペースト層は半導体磁器板の
両側面に付与した例を示し、主表面の導電ペース
ト層は半導体磁器板の両主表面に付与した例を示
したが、いずれの場合には一方のみに導電ペース
ト層を付与してもよいことはもちろんである。

ちなみに、粒界絶縁形半導体磁器および表面絶
縁形半導体磁器を用いて、この発明方法により積
層形半導体磁器コンデンサを製造したところ、コ
ンデンサ本体の大きさが、たて10mm×よこ８mm
で、焼き付け銀よりなる内部電極が8.0mm×7.0mm
の大きさよりなるもので、肉厚が2.0mmで１μ
Ｆ、肉厚が6.0mmで３μＦであつた。なお、粒界
絶縁形半導体磁器にはチタン酸ストロンチウム系
のもので、見掛誘電率が200000のものを用いた。
また、表面絶縁形半導体磁器にはチタン酸バリウ
ム系のもので、見掛誘電率が200000のものを用い
た。

以上の説明から明らかなように、この発明によ
れば、半導体磁器板にあらかじめ積層コンデンサ
の引き出し電極、内部電極となる導電ペースト層
を付与しておき、こののち半導体磁器板を切断し
て各チツプ状の半導体磁器を得るようにし、さら
にこのチツプ状の半導体磁器を積み重ねて並列容
量が得られる積層コンデンサを構成するようにし
たものであり、比較的大きな半導体磁器板に導電
ペースト層などを付与するため、引き出し電極、
内部電極の形成が容易であり、また、半導体磁器
板を割るだけでチツプ状の半導体磁器が得られ、
すでに導電ペースト、絶縁ペーストを付与してい
るため、比較的小さなチツプ状半導体磁器にあら
ためて導電ペースト、絶縁ペーストを付与する必
要がなく、作業工程が簡単である。さらに、空気
中の熱処理で、つまり磁器の焼成温度以下でチツ
プ状半導体磁器の引き出し電極、内部電極の焼き
付けが行え、従来の積層コンデンサのように、白
金、パラジウムなどの高価な金属を使用しなくて
すむ。さらにまた、すでに粒界絶縁形または表面
絶縁形となつている半導体磁器を用いて積層化処
理するため、セラミツクグリーンシートをあらか
じめ積み重ねて粒界絶縁化処理または表面絶縁化
処理する場合にくらべてはるかに製造が容易であ
るなど、量産性にすぐれた大容量の積層形半導体
磁器コンデンサの製造方法として有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明するに好適
な半導体磁器板の側面図、第２図はこの発明の一
実施例による製造過程において導電ペースト層を
付与した状態の半導体磁器板を示す斜視図、第３
図は同じく製造過程において絶縁ペースト層を付
与した状態の半導体磁器板の断面図、第４図はこ
の発明の一実施例により得られた積層コンデンサ
の断面図である。 １……半導体磁器板、１ａ……… −チツプ状
の半導体磁器、２，３……割溝、４ａ………，５
ａ……… −一側面の導電ペースト層（引き出し
電極）、６ａ………，７ａ……… −主表面の導
電ペースト層（内部電極）、８ａ………，９ａ…
…… −絶縁ペースト層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 粒界絶縁形または表面絶縁形半導体磁器
   板を準備する工程と、 (b) この半導体磁器板の側面に引き出し電極とな
   る導電ペースト層を付与する工程と、半導体磁
   器板の主表面の領域に内部電極となる導電ペー
   スト層をその一端が前記引き出し電極となる導
   電ペースト層と電気接続するように付与する導
   電ペースト付与工程とからなり、いずれか一方
   の導電ペーストを先に付与するか、または双方
   の導電ペーストを同時に付与する工程、 および内部電極となる導電ペースト層の他端
   と引き出し電極となる導電ペースト層との間に
   存在する半導体磁器板の主表面に絶縁ペースト
   層を付与する絶縁ペースト付与工程とからな
   り、 前記導電ペースト付与工程または前記絶縁ペ
   ースト付与工程のうちいずれか一方を先に処理
   するかまたは双方の工程を同時に処理する工程
   と、 (c) 半導体磁器板に付与した導電ペースト層およ
   び絶縁ペースト層を熱処理する工程であつて、
   いずれか一方のペースト層を先に熱処理するか
   または双方のペースト層を同時に熱処理する工
   程と、 (d) 半導体磁器板をその一側面から他側面にわた
   つて切断し、チツプ状の半導体磁器に分割する
   工程と、 (e) 内部電極となる導電ペースト層の端部が側面
   に交互に現れ、かつ並列接続の状態で容量が取
   り出せるように、チツプ状の半導体磁器を積み
   重ねて積層体を構成する工程と、 (f) 積層体の側面において、その側面の引き出し
   電極を互いに電気接続する工程と、 からなることを特徴とする積層形半導体磁器コン
   デンサの製造方法。 ２ 半導体磁器板の側面に引き出し電極となる導
   電ペースト層を付与したのち、半導体磁器板の主
   表面の領域に、内部電極となる導電ペースト層を
   付与し、互いに電気接続することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項項記載の積層形半導体磁器コ
   ンデンサの製造方法。 ３ 半導体磁器板の主表面の領域に内部電極とな
   る導電ペースト層を付与したのち、半導体磁器板
   の側面に引き出し電極となる導電ペースト層を付
   与し、互いに電気接続することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の積層形半導体磁器コンデ
   ンサの製造方法。 ４ 半導体磁器板の側面に引き出し電極となる導
   電ペースト層を付与すると同時に、半導体磁器板
   の主表面の領域に、内部電極となる導電ペースト
   層を付与し、互いに電気接続することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の積層形半導体磁器
   コンデンサの製造方法。 ５ 半導体磁器板の側面および主表面に付与した
   導電ペースト層を熱処理したのち、絶縁ペースト
   層を付与し、さらに熱処理することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の積層形半導体磁器コ
   ンデンサの製造方法。 ６ 半導体磁器板の主表面に付与した絶縁ペース
   ト層を熱処理したのち、半導体磁器板の側面およ
   び主表面に導電ペースト層を付与し、さらに熱処
   理することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の積層形半導体磁器コンデンサの製造方法。 ７ 半導体磁器板の側面および主表面に導電ペー
   スト層を付与するとともに、半導体磁器板の主表
   面に絶縁ペースト層を付与したのち熱処理するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の積層
   形半導体磁器コンデンサの製造方法。 ８ 導電ペーストは高温軟化性で可燃性のビヒク
   ルを含有するものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第７項のうちのいずれか一
   項に記載の積層形半導体磁器コンデンサの製造方
   法。 ９ 絶縁ペーストは導電ペーストを熱処理により
   焼付ける温度と同程度の温度で焼付けられるもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   第５項ないし第７項のうちいずれか一項に記載の
   積層形半導体磁器コンデンサの製造方法。