JPS6320370B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は巻き込み型セラミツクコンデンサの
製造方法に関し、特に、外部電極の形成を能率化
するための改良に関する。

巻き込み型セラミツクコンデンサは、対をなす
内部電極が積層された状態で静電容量を形成する
ものである。この静電容量を取り出すためには、
１対の内部電極にそれぞれ電気的接続される外部
電極をセラミツク素体の外表面に形成しなければ
ならない。この外部電極の形成は、従来、１個の
コンデンサ素子となるチツプ状の焼結セラミツク
素体をまず得てから、各々のチツプ状セラミツク
素体の外表面にそれぞれ外部電極を形成すること
が行なわれていた。そこで、この外部電極の形成
も含めて、量産性に優れかつ製造コストの低い巻
き込み型セラミツクコンデンサの製造方法の実現
が望まれる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、上述の
要望を満たし得る巻き込み型セラミツクコンデン
サの製造方法を提供することである。

この発明は、要約すれば、長さ方向寸法と当該
長さ寸法に対して直交する幅方向寸法とを有し、
前記長さ方向に延びる切断線に沿つて切断された
とき分断されて複数個のコンデンサ素子のための
各内部電極となるべき導電膜が前記幅方向に分布
して形成されたセラミツクグリーンシートをまず
準備し、前記セラミツクグリーンシートを、その
前記長さ方向が巻き込んだ状態のセラミツクグリ
ーンシートの周方向と一致しかつその前記幅方向
が巻き込んだ状態のセラミツクグリーンシートの
軸方向と一致するように巻き込んで、セラミツク
グリーンシート巻き込み構造物を次いで準備し、
その構造物を焼成する前あるいは焼成した後にそ
の外周にスリツトを周方向に入れてこのスリツト
部分から内部電極を表出させる。内部電極を表出
させるステツプに前後してセラミツクグリーンシ
ート巻き込み構造物は焼成されて焼結セラミツク
素体とされ、この焼結セラミツク素体はスリツト
に対応する低機械的強度部分において折られ、複
数個のセラミツク素体に分割される。これは、チ
ヨコレートを割る要領と同様であるのでチヨコレ
ートブレークと称される。外部電極は、このチヨ
コレートブレークステツプより前に、スリツトを
規定する端面にすでに表出した内部電極と電気的
接続状態となるように形成される。したがつて、
チヨコレートブレークステツプにより得られた各
セラミツク素体は、そのままセラミツクコンデン
サ素子となり得る。

この発明のその他の目的と特徴は以下に図面を
参照して行なう詳細な説明から一層明らかとなろ
う。

第１図ないし第１０図はこの発明の第１の実施
例の基本的な製造過程の各ステツプを示す。

第１図のセラミツクグリーンシート準備ステツ
プにおいて、内部電極となる導電膜が形成された
セラミツクグリーンシート１が用意される。セラ
ミツクグリーンシート１を構成するセラミツク誘
電体材料としては、チタン酸バリウム系が一般的
であるが、その他、酸化チタン系、チタン酸カル
シウム系、チタン酸ストロンチウム系、チタン酸
鉛系、アルミナ系なども用いられる。これらセラ
ミツク誘電体材料を用いて、たとえば数10ミクロ
ンの厚さをもつセラミツクグリーンシートにする
ために、これら誘電体材料100部に対して、ポリ
ビニルブチラール10部、ジオクチルフタレート５
部、エタノール50部を加え、耐溶剤性のあるボー
ルミルで48時間混合粉砕した後、得られた混合ス
ラリを真空脱泡し、ポリエチレンフイルム上にド
クターブレード法でシートを作成し、これを乾燥
させる。さらにポリエチレンフイルムから剥離す
ることによつて、セラミツクグリーンシート１が
得られる。

セラミツクグリーンシートの一方表面上に内部
電極が形成される。内部電極は、行および列をな
して複数個形成される。ある行およびある列に
は、第１内部電極２または第２内部電極３のいず
れかが並んでいる。行方向すなわちセラミツクグ
リーンシートの幅方向に沿つて、第１内部電極２
は幅方向ギヤツプ４を隔てて配置され、第２内部
電極３は幅方向ギヤツプ５を隔てて配置されてい
る。列方向すなわちセラミツクグリーンシート１
の長さ方向に沿つて、第１内部電極２と第２内部
電極３とが交互に長さ方向ギヤツプ６を隔てて配
置されている。セラミツクグリーンシート１の長
さ方向の両端部には、それぞれ、始端ギヤツプ７
および終端ギヤツプ８が形成される。このような
第１および第２内部電極２，３の形成状態の特徴
は、セラミツクグリーンシート１の長さ方向に見
たとき、第１内部電極２と第２内部電極３とが交
互に配列されている部分と、第１内部電極２と幅
方向ギヤツプ５とが交互に配列されている部分
と、第２内部電極３と幅方向ギヤツプ４とが交互
に配列されている部分とが存在するということで
ある。

上述した内部電極２，３の形成方法としては、
電極を構成する金属を含むペーストを印刷あるい
は塗布する方法が一般的に用いられる。このと
き、所望の電極パターンを得るために適宜のマス
クが用いられる。電極材料としては、その後の焼
成工程において課せられる高温においても、セラ
ミツクグリーンシート１との反応や、酸化を生じ
ないように、高融点の貴金属類、たとえば、白
金、パラジウム、またはそれらの合金などを用い
なければならない。しかしながら、比較的低温で
焼結されるセラミツク材料もすでに開発されてお
り、このようなセラミツク材料をセラミツクグリ
ーンシート１の材料として用いるならば、比較的
安価な銀系、ニツケル系、アルミニウム系等の金
属材料も有利に用いることができる。その他の内
部電極形成方法としては、スパツタリング法、蒸
着法、イオンプレーテイング法などが用いられ得
る。

次に、第２図に示す巻き込みステツプが実施さ
れる。巻き込みステツプにおいて、まず、セラミ
ツクグリーンシート１の巻き込み時における形態
保持機能を果たす棒状の芯９が用意される。芯９
の材料としては、セラミツクグリーンシート１と
一緒に焼成を行なうため、耐熱性を考慮して好ま
しくはセラミツク材料が用いられる。このセラミ
ツク材料は、未焼成のものでも焼成済のものでも
よい。芯９の材料として、未焼成のセラミツク材
料を用いる場合には、セラミツクグリーンシート
１と焼成収縮率を一致させるために、セラミツク
グリーンシート１に用いた材料、バインダと同一
のものを用いるのが好ましい。たとえば、セラミ
ツク材料100部に対し、ポリビニルブチラール10
部、ジオクチルフタレート５部、エタノール20部
を混練した後、押出成形法で芯９の成形が行なわ
れる。

芯９とセラミツクグリーンシート１の始端ギヤ
ツプ７部分とが重ねられ、第２図に示すように、
上下２枚の平板１０，１１の間に配置される。２
枚の平板１０，１１は相対的に矢印１２で示す方
向に移動され、両平板１０，１１によつて適宜の
圧縮力を加えながら芯９およびこの芯９と接する
セラミツクグリーンシート１のロール状部分をこ
ろがすことによつて巻き込みが進行する。セラミ
ツクグリーンシート１の巻き込みの終端は、終端
ギヤツプ８で少なくとも最終の１周を包むように
される。セラミツクグリーンシート１は、その内
部電極２，３が形成された面を外周側に向けて
も、内周側に向けてもよい。たとえば、内部電極
２，３が形成された面を外周側に向けてセラミツ
クグリーンシート１を巻き込む場合には、終端ギ
ヤツプ８は最終端に形成された内部電極を包む状
態となり、絶縁性の面から終端ギヤツプ８の存在
意義がより明確なものとなる。

第２図の巻き込みステツプが完了したとき、第
３図に示すような巻き込み構造物１３が得られ
る。この巻き込み構造物１３には、第１内部電極
２と第２内部電極３とが交互に積層される領域
と、第１内部電極２と幅方向ギヤツプ５とが交互
に積層される領域と、第２内部電極３と幅方向ギ
ヤツプ４とが交互に積層される領域とが軸方向に
分布している。

巻き込み構造物１３の第３図における線−
に沿う断面図が第４図に示される。第４図に示す
ように、第１内部電極２と第２内部電極３とは、
セラミツクグリーンシート１をはさんでほぼ１周
にわたつて対向させるのが、効率よく大容量を得
るために好ましい。そのためには、第１図に示す
各内部電極２，３の長さ方向における寸法L₁，
L₂，……，Lnを始端から終端へと順次長くする
必要がある。なお、このような利点を望まないな
らば、各内部電極２，３の長さ方向における寸法
を同じにしてもよい。

次に、スリツト形成ステツプが実施される。ス
リツト形成ステツプは、たとえば第５図に示すよ
うな円板１４を巻き込み構造物１３の外周面に押
し付けながらころがすことにより実施される。ス
リツトが形成されるべき部分は、第３図の「15」
で示す位置であり、対応の位置１５が第１図にも
示されている。位置１５は、第１内部電極２また
は第２内部電極３のいずれか一方のみが存在する
部分である。スリツト形成ステツプが完了したと
き、第６図に示すようなスリツト形成構造物１６
が得られる。このスリツト形成構造物１６には、
複数個のスリツト１７が全周に延びて形成されて
いる。このスリツト１７が形成された部分に着目
すれば、第７図に示されているように、スリツト
１７を規定する端面には、一方の内部電極すなわ
ち第２内部電極３が表出している。なお、第７図
に示すスリツト１７に隣接するスリツトでは、そ
の端面にもう一方の内部電極すなわち第１内部電
極２が表出している。

スリツト形成構造物１６は、焼成される。この
焼成ステツプでは、たとえば電気炉が用いられ
る。焼成温度および焼成時間は、セラミツクグリ
ーンシート１を構成するセラミツク材料によつて
異なるが、通常1000〜1400℃の温度で、１〜２時
間行なわれる。

次に、外部電極を形成するステツプが実施され
る。第８図は外部電極形成ステツプ完了後の構造
物の正面図であり、第９図は第８図の構造物の要
部拡大断面図である。第８図および第９図に示さ
れるように、外部電極１８は、スリツト形成構造
物１６を焼成して得られた焼結セラミツク素体１
９の少なくともスリツト１７の端面を覆うように
形成される。この外部電極１８の形成によつて、
スリツト１７を規定する端面に表出していた内部
電極が外部電極１８と電気的接続状態となる。た
とえば第９図に示す部分では、外部電極１８と第
２内部電極３とが電気的接続状態となる。

外部電極１８の形成方法としては、一般的に、
銀ペーストを塗布することが行なわれる。また、
蒸着法、イオンプレーテイング法、スパツタリン
グ法などのいわゆる乾式めつき法や、無電解めつ
き法などのいわゆる湿式めつき法なども用いるこ
とができる。めつき法による場合には、外部電極
１８の不必要な部分にマスクをかぶせたり、めつ
きレジストを形成したりすることにより、極めて
能率的に外部電極１８を形成することができる。

第８図に示す焼結セラミツク素体１９は、スリ
ツト１７の形成された部分が最も低機械的強度部
分となつている。したがつて、この部分を、チヨ
コレートを割る要領で、容易に折ることができ
る。このようにして得られた単位セラミツク素体
２０が第１０図に示される。第１０図に示す単位
セラミツク素体２０は、外部電極１８を有するい
わゆるチツプ型セラミツクコンデンサとなつてい
る。なお、このチツプ型セラミツクコンデンサ
は、そのままコンデンサ素子として用いることが
できるとともに、リード端子をはんだ付けした
り、外部電極キヤツプをかぶせたり、リード線付
キヤツプをかぶせたりすれば、種々の要望に応じ
たセラミツクコンデンサ素子を得ることができ
る。

第１１図はこの発明の第１の実施例の変形例に
おいて用いられるセラミツクグリーンシートの平
面図である。この実施例では、２枚のセラミツク
グリーンシート２１，２２が用いられる。第１の
セラミツクグリーンシート２１には、第１内部電
極２３が始端ギヤツプ２４と終端ギヤツプ２５と
を残して形成される。第２のセラミツクグリーン
シート２２には、第２内部電極２６が始端ギヤツ
プ２７と終端ギヤツプ２８とを残して形成され
る。第１のセラミツクグリーンシート２１におい
ては、幅方向に複数個の第１内部電極がそれぞれ
幅方向ギヤツプ２９を隔てて配置される。第２の
セラミツクグリーンシート２２では、幅方向に複
数個の第２内部電極２６がそれぞれ幅方向ギヤツ
プ３０を隔てて配置される。このような第１のセ
ラミツクグリーンシート２１は、図面に示す幅方
向の相対的位置関係を保ちながら、第２のセラミ
ツクグリーンシート２２上に重ねられる。このよ
うに重ねられた第１および第２のセラミツクグリ
ーンシート２１，２２には、以後前述した実施例
と同様の加工がほどこされる。この実施例の巻き
込み型セラミツクコンデンサにおいては、第１お
よび第２内部電極２３，２４が相互に対向しなが
ら渦巻状に延びて静電容量を形成するものであ
る。そして、スリツトが形成される位置に対応す
る位置は「31」で示される。したがつて、このス
リツトを規定する端面には、第１内部電極２３ま
たは第２内部電極２６のいずれか一方が表出する
ことになり、これが外部電極と電気的接続される
ことになる。

第１図ないし第１０図を参照して説明した第１
の実施例では、第７図によく示されているよう
に、スリツト１７は芯９にまで届く深さで形成さ
れた。このスリツト１７の深さは、少なくともス
リツト１７を規定する端面にこの部分で外部電極
と接続されるべき内部電極がすべて表出する程度
に選ばれていればよい。したがつて、第７図の場
合、スリツト１７はもう少し浅く形成されてもよ
いということになる。この意味からすれば、第１
１図の実施例の場合には、スリツトはさらに浅く
することができる。なぜなら、第１および第２内
部電極２３，２６は、渦巻状に連続して巻き込み
構造物の外周面に近い部分にまで延びるからであ
る。また、スリツトは、巻き込み構造物の全周に
わたつて必ずしも形成される必要はない。周方向
の一部にのみスリツトが形成される場合であつて
も、内部電極を端面から表出させるに充分な場合
があるからである。

なお、スリツトの形成の深さや周方向の長さ
は、以後のチヨコレートブレークステツプの難易
にも関連し、この点からすれば、スリツトはより
深く全周にわたつて形成されるほうが好ましい。

次に、この発明の第２の実施例について説明す
る。この第２の実施例と前述した第１の実施例と
の相違は各ステツプの順序、特に巻き込み構造物
の外周からスリツトを周方向に入れ巻き込み構造
物に含まれている内部電極をスリツトを規定する
端面に表出させるステツプと、巻き込み構造物を
焼成して焼結セラミツク素体を得るステツプとが
入れ違つた点である。つまり、巻き込み構造物を
焼成するステツプが先行し、そののちスリツトを
周方向に入れ内部にある内部電極をスリツトを規
定する端面に表出させるステツプを実施するので
ある。

その他のステツプは第１の実施例に準じて実施
すればよい。

第１２図ないし第１５図はそれぞれスリツト形
成ステツプにおいて形成されるスリツトの代替の
断面形状を示す。前述した第１の実施例では、ス
リツト１７は断面Ｖ字形に形成された。しかしな
がら、この形状に限ることはない。スリツトは、
所望の内部電極を表出させるに足りかつ以後のチ
ヨコレートブレークステツプを容易に実施できる
ものであればよい。その意味から、第１２図に示
すような底部のみＶ字形のものや、第１３図に示
すようなＵ字形のものや、第１４図に示す底部の
みが逆台形のものや、第１５図に示すような逆門
形のものであつてもよい。

なお、前述した第１の実施例では、外部電極形
成ステツプを焼成ステツプの後に実施した。これ
によれば、外部電極材料として、それほど耐熱性
が要求されないので、外部電極材料の選択の幅や
外部電極形成方法の選択の幅を広げることができ
る。しかしながら、このような利点を望まないな
らば、外部電極としてセラミツク材料の焼成温度
にも耐え得るものを用いることにより、焼成ステ
ツプの前に外部電極ステツプを実施してもよい。

また、前述の第１の実施例では、１個のセラミ
ツクコンデンサ素子の両外部電極がスリツトの端
面部分から形成されたが、一方の外部電極のみが
スリツトの端面部分で形成される場合もあり得
る。すなわち、１個のセラミツクグリーンシート
巻き込み構造物から単に２個のセラミツクコンデ
ンサ素子を得る場合には、一方の外部電極のみが
スリツトの端面部分で形成され、他方の外部電極
はセラミツクグリーンシートの巻込み構造物自身
の端面で形成されることができる。

以上のように、この発明によれば、複数個のセ
ラミツクコンデンサ素子の構造を並行して行なう
ことができるので、能率よく大量生産を行なうこ
とができかつコストの低減化を図ることができ
る。また、この発明が向けられる巻き込み型セラ
ミツクコンデンサは小型大容量を目的とするもの
であるため、個々のコンデンサ素体は極めて小さ
いものである。そのため、個々のコンデンサ素体
を別個に取り扱うことはかなり困難であるが、こ
の発明によれば、複数個のコンデンサ素体を１本
の棒として取り扱うことができるので、その取り
扱いが容易となり、したがつて外部電極を塗布し
て形成する場合であつても、極めて能率的にこれ
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図はこの発明の第１の実施
例の基本的な製造過程の各ステツプを示し、第１
図はセラミツクグリーンシート準備ステツプにお
けるセラミツクグリーンシートの平面図、第２図
は巻き込みステツプ、第３図は巻き込み完了後の
巻き込み構造物の縦断面図、第４図は第３図の線
−に沿う断面図、第５図はスリツト形成ステ
ツプで用いられる装置の例示図、第６図はスリツ
ト形成完了後の構造物の正面図、第７図は第６図
の構造物の要部拡大断面図、第８図は外部電極形
成ステツプ完了後の構造物の正面図、第９図は第
８図の構造物の要部拡大断面図、第１０図はチヨ
コレートブレークステツプ完了後の完成品として
のセラミツクコンデンサ素子の正面図を示す。第
１１図はこの発明の第１の実施例の変形例におい
て用いられるセラミツクグリーンシートの平面図
である。第１２図ないし第１５図はそれぞれスリ
ツト形成ステツプにおいて形成されるスリツトの
代替の断面形状を示す。 図において、１，２１，２２はセラミツクグリ
ーンシート、２，３，２３，２６は内部電極、９
は芯、１３は巻き込み構造物、１６はスリツト形
成構造物、１７はスリツト、１８は外部電極、１
９は焼結セラミツク素体、２０は単位セラミツク
素体である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長さ方向寸法と当該長さ方向寸法に対して直
   交する幅方向寸法とを有し、前記長さ方向に延び
   る切断線に沿つて切断されたとき分断されて複数
   個のコンデンサ素子のための各内部電極となるべ
   き導電膜が前記幅方向に分布して形成されたセラ
   ミツクグリーンシートを準備するステツプと、 前記セラミツクグリーンシートを、その前記長
   さ方向が巻き込んだ状態のセラミツクグリーンシ
   ートの周方向と一致しかつその前記幅方向が巻き
   込んだ状態のセラミツクグリーンシートの軸方向
   と一致するように巻き込むステツプと、 前記巻き込むステツプにより得られた巻き込み
   構造物を焼成する前あるいは焼成した後にその外
   周からスリツトを周方向に入れ前記内部電極をス
   リツトを規定する端面に表出させるステツプと、 前記スリツトが入れられていないあるいは前記
   スリツトが入れられた巻き込み構造物を焼成して
   焼結セラミツク素体を得るステツプと、 前記焼結セラミツク素体を前記スリツトで形成
   された低機械的強度部分において折つて複数個の
   セラミツク素体に分割するステツプと、 前記折るステツプより少なくとも前に、前記ス
   リツトを規定する端面に外部電極を形成し前記表
   出した内部電極と電気的接続状態とするステツプ
   とを含む巻き込み型セラミツクコンデンサの製造
   方法。 ２ 前記巻き込むステツプは、芯を用意するステ
   ツプと、芯のまわりにセラミツクグリーンシート
   を巻き込むステツプとを含む特許請求の範囲第１
   項記載の製造方法。 ３ 前記スリツトを入れるステツプは、スリツト
   が巻き込み体の全周に延びるように行なわれる特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の製造方
   法。 ４ 前記外部電極を形成するステツプは、前記焼
   成するステツプの後に行なわれる特許請求の範囲
   第１項ないし第３項のいずれかに記載の製造方
   法。