JP2003224029A - チップコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り扱いを容易にして小型で高い容量値を有
するチップコンデンサ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 誘電体磁器基板１１の両面に一対の第１
の電極１２、１２ａを有するチップコンデンサ１０にお
いて、第１の電極１２、１２ａの一方に接合して補強部
材１３を有し、しかも補強部材１３の外周部に第１の電
極１２の一方と導通する第２の電極１４を有する。ま
た、このチップコンデンサ１０の製造方法において、２
枚の前記誘電体磁器部材１６、１６ａを金属導体層２０
を介して接合する接合体２１を形成する工程と、接合体
２１の一方の面の誘電体磁器部材１６ａを研削する工程
と、他方の面の誘電体磁器部材１６に、複数の切り欠き
溝２２を入れて、補強部材１３を形成する工程と、全外
表面に金属導体膜２３を形成する工程と、個片に切断し
てチップコンデンサ１０を形成する工程を有する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、誘電体磁器を用い
たチップコンデンサ及びその製造方法に係り、より詳細
には、厚みが薄い誘電体磁器のチップコンデンサ及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘電体磁器基板の両面に電極を形成した
単層、又は複数層を重ね合わせた多層からなるチップ型
のコンデンサは、各種電子デバイスに多用されている。
特に近年、携帯電話等の移動体通信に使用される、例え
ば、デュプレクサ、フィルタ、アイソレータ等の高周波
用チップキャパシタには、温度に対する安定性を有し、
且つ小型で高性能なものが求められている。

【０００３】このような要求に対応するためのコンデン
サの容量値は、Ｃ＝ε_Ｏ・ε_ｒ・Ｓ／ｔ（ε_Ｏ：真空の
誘電率、ε_ｒ：比誘電率、Ｓ：電極の面積、ｔ：電極間
の距離＝誘電体磁器基板の厚み）で表される。ここで、
一定の容量値を得ることを前提にしてコンデンサを小型
化にするためには、Ｓ（電極の面積）を小さくすること
になるので、ｔ（電極間の距離）すなわち誘電体磁器基
板の厚みを小さくするか、ε_ｒ（比誘電率）を大きくす
るかの何れかが必要となる。これに対応するために、図
５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、先ず、粉末原料からな
る誘電体磁器材料に、できるだけ大きい比誘電率を有す
るものを選択し、プレス金型等を用いて成形し、焼成し
てシート状に形成し、更に、両面をラッピング等で研削
して、薄い板の誘電体磁器部材５１に形成する。次い
で、誘電体磁器部材５１の両面にＡｇや、Ｃｕ等の低抵
抗金属部材の電極５２をスクリーン印刷等で印刷し、焼
成して焼付ける。次いで、ダイシングソー等で所定の寸
法の個片に切断部５３から切断して、誘電体磁器基板５
４の両面に電極５２を有するチップコンデンサ５０を作
製している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来のチップコンデンサ及びその製造方法は、
次のような問題がある。 （１）小型で高い容量値を得るための方法として、電極
間の距離、すなわち誘電体磁器基板の厚みを小さく作製
するのは、取り扱いが非常に困難であり、小さくする時
の研削や、電極を印刷する時の印刷や、個片に切断する
時の切断等によって破損等が発生し、歩留の低下をきた
している。また、小型で厚みの小さいチップコンデンサ
をボード等に実装するのは、取り扱いが難しいので、実
装歩留の低下をきたしている。 （２）小型で高い容量値を得るための方法として、誘電
体磁器材料の比誘電率を大きくするのは、現在知られて
いる誘電体磁器材料ではＱ値とτｆ（温度安定性）を犠
牲にする方法しかなく、良い性能を維持することが難し
くなる。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので
あって、取り扱いを容易にして小型で高い容量値を有す
るチップコンデンサ及びその製造方法を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係るチップコンデンサは、誘電体磁器基板の両面に一対
の第１の電極を有するチップコンデンサにおいて、第１
の電極の一方に接合して補強部材を有し、しかも補強部
材の外周部に第１の電極の一方と導通する第２の電極を
有する。補強部材によって、破損等の歩留低下を防止す
ることができ、補強部材の外周部に形成した第２の電極
によって、チップコンデンサの性能の低下を防止するこ
とができる。また、補強部材によって、実装時の取り扱
いを容易にすることができる。

【０００６】ここで、誘電体磁器基板及び補強部材が矩
形状からなり、誘電体磁器基板の外形幅が補強部材の外
形幅より大きいのがよい。これにより、補強部材の外周
部と第１の電極の一方と導通させることができるので、
補強部材の第２の電極を用いてボード等への実装を容易
に行うことができる。

【０００７】また、補強部材が誘電体磁器基板と同材料
からなるのがよい。これにより、熱膨張率を一致させる
ことができるので、誘電体磁器基板の反り等の発生を防
止することができる。また、温度サイクル試験等の信頼
性試験での破壊を防止することができる。

【０００８】更に、誘電体磁器基板の厚みが０．２ｍｍ
以下であるのがよい。これにより、誘電体磁器基板の比
誘電率を従来のままで、厚みを極端に小さく（薄く）し
て容量値を高め、温度によって容量が変化しないチップ
コンデンサを提供できる。

【０００９】前記目的に沿う本発明に係るチップコンデ
ンサの製造方法は、誘電体磁器材料をプレス成形し、焼
成し、両面を平面研削して形成したシート状の誘電体磁
器部材から個片に切断する誘電体磁器基板で形成するチ
ップコンデンサの製造方法において、誘電体磁器部材の
片面に第１の電極の一方となる金属導体ペーストを塗布
して塗布膜を形成する２枚の誘電体磁器部材を１組とし
て、塗布膜の面どうしを当接させて焼成し、２枚の誘電
体磁器部材を金属導体層を介して接合する接合体を形成
する第１工程と、接合体の一方の面の誘電体磁器部材を
研削して誘電体磁器基板の厚みとなる所定の厚みに形成
する第２工程と、接合体の他方の面の誘電体磁器部材
に、第１の電極の一方となる金属導体層に達する位置ま
で縦方向及び横方向に複数の切り欠き溝を、隣り合う切
り欠き溝の幅端部間が補強部材の所定の外形寸法になる
ように形成する第３工程と、接合体の全外表面に金属導
体ペーストを塗布し、焼成して第１の電極の他方や、補
強部材の外周部に第１の電極の一方と切り欠き溝を介し
て導通する第２の電極となる金属導体膜を形成する第４
工程と、接合体の切り欠き溝の下方部分の誘電体磁器部
材を切断して個片からなり、誘電体磁器基板に補強部材
を接合するチップコンデンサを形成する第５工程を有す
る。これにより、作製過程の取り扱いで発生する破壊等
による歩留低下を防止できるので、誘電体磁器基板の厚
みが極端に小さく、しかも取り扱いが容易で温度安定性
のあるチップコンデンサを容易に作製することができ
る。

【００１０】ここで、切り欠き溝の下方部分の誘電体磁
器部材を切断する時の切断幅が切り欠き溝の幅寸法より
小さいのがよい。これにより、補強部材の外周部に第１
の電極の一方の面と導通する第２の電極を容易に形成す
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本
発明の理解に供する。ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそ
れぞれ本発明の一実施の形態に係るチップコンデンサの
斜視図、縦断面図、図２（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同チ
ップコンデンサの製造方法における誘電体磁器部材の製
造方法の説明図、図３（Ａ）〜（Ｆ）はそれぞれ同チッ
プコンデンサの製造方法の説明図、図４は同チップコン
デンサの製造方法における誘電体磁器部材から個片に切
断する製造方法の説明図である。

【００１２】図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明
の一実施の形態に係るチップコンデンサ１０は、セラミ
ックからなる誘電体磁器基板１１の上面及び下面に一対
の低抵抗金属部材からなる第１の電極１２、１２ａを有
している。そして、一方の第１の電極１２と接合して、
例えば、セラミックからなる補強部材１３を有してい
る。しかも補強部材１３の外周部には、第１の電極１
２、１２ａと同材料の低抵抗金属部材からなる第２の電
極１４を有し、一方の第１の電極１２の露出した部分の
接続部１５で第２の電極１４が接続して導通状態となっ
ている。

【００１３】このチップコンデンサ１０は、誘電体磁器
基板１１及び補強部材１３が実質的に矩形状からなり、
誘電体磁器基板１１の平面視する外形幅が補強部材１３
の平面視する外形幅より大きいのがよい。これにより、
一方の第１の電極１２と第２の電極１４を接続するため
の接続部１５を容易に確保できるので、チップコンデン
サ１０をボード等に実装する時に、第２の電極１４を接
続端子として用いることができる。

【００１４】また、このチップコンデンサ１０は、補強
部材１３が誘電体磁器基板１１と同材料からなるのがよ
い。第１の電極１２、１２ａや第２の電極１４を形成す
る時の焼成や、信頼性評価試験による温度サイクル試験
等による加熱、冷却があっても熱膨張係数を同一とする
ことができるので、反りの発生や、クラックの発生を防
止することができる。

【００１５】更に、このチップコンデンサ１０は、誘電
体磁器基板１１の厚みが０．２ｍｍ以下であるのがよ
い。誘電体磁器基板１１の厚みを小さく（薄く）するこ
とができるので、誘電体磁器材料の比誘電率を大きくす
るための難しい材料開発を要することなく目標のチップ
コンデンサ１０の容量値を得ることができる。なお、誘
電体磁器基板１１の厚みが０．２ｍｍを超えると、取り
扱いが容易となり補強部材１３を設ける必要がなくなる
が、小型で高い容量値を持つチップコンデンサを得るこ
とが難しくなり、比誘電率を大きくするための難しい材
料開発が必要となる。

【００１６】次いで、図２（Ａ）〜（Ｃ）、図３（Ａ）
〜（Ｆ）を参照して、本発明の一実施の形態に係るチッ
プコンデンサ１０の製造方法を説明する。チップコンデ
ンサ１０に用いられる誘電体磁器基板１１を形成するた
めの２枚の誘電体磁器部材１６、１６ａには、高い比誘
電率を有する誘電体磁器材料の一例である、ＢａＯ−Ｔ
ｉＯ_２−Ｎｄ_２Ｏ_３−Ｂｉ_２Ｏ_３系や、ＢａＯ−ＴｉＯ
_２−Ｇａ_２Ｏ_３−Ｂｉ_２Ｏ_３系や、ＢａＯ−ＴｉＯ_２−
ＷＯ_３系等の誘電体セラミックが用いられる。そして、
図２（Ａ）に示すように、この誘電体セラミックの粉末
原料をプレス金型を用いてプレス成形し、実質的に矩形
状からなる２枚の成形体１７、１７ａを作製する。次い
で、図２（Ｂ）に示すように、２枚の成形体１７、１７
ａを焼成炉を用いて所定の温度で焼成してそれぞれ焼成
体１８、１８ａを作製する。この２枚の焼成体１８、１
８ａには、それぞれ焼成されることで収縮すると同時に
表面に反りや、うねりが発生する。次いで、図２（Ｃ）
に示すように、焼成体１８、１８ａに発生した反りや、
うねりを削除するために、ラッピング機等を用いてそれ
ぞれ焼成体１８、１８ａの両面を研削して、平行な平板
からなるシート状の２枚の誘電体磁器部材１６、１６ａ
を作製する。

【００１７】次に、図３（Ａ）に示すように、２枚の誘
電体磁器部材１６、１６ａのそれぞれの片面に一方の第
１の電極１２となる、例えば、Ａｇや、Ｃｕ等の低抵抗
金属部材からなる金属導体ペーストを塗布して、それぞ
れ塗布膜１９、１９ａを形成する。そして、図３（Ｂ）
に示すように、それぞれ塗布膜１９、１９ａを形成した
誘電体磁器部材１６、１６ａの２枚を１組として、この
塗布膜１９、１９ａの面どうしを対向させ当接して所定
の温度で焼成する。この焼成によって、金属導体ペース
トの塗布膜１９、１９ａがそれぞれの誘電体磁器部材１
６に接合されると同時に、塗布膜１９、１９ａどうしが
接合される。２枚の誘電体磁器部材１６、１６ａと、２
枚の誘電体磁器部材１６、１６ａの間に接合して形成さ
れた一方の第１の電極１２となる金属導体層２０によっ
て、接合体２１が形成される。なお、塗布膜１９、１９
ａは誘電体磁器部材１６、１６ａのどちらか一方にのみ
形成してもよい。

【００１８】次に、図３（Ｃ）に示すように、接合体２
１の一方の面の誘電体磁器部材１６ａは、誘電体磁器基
板１１の厚みとなる所定の厚みまで、ラッピング機等を
用いて、全面にわたって研削される。なお、この研削に
おいては、２枚の誘電体磁器部材１６、１６ａが接合さ
れた状態で研削されるので、研削時の破損等の不良の発
生が防止でき、厚みの小さい（薄い）誘電体磁器基板１
１を容易に作製することができる。

【００１９】次に、図３（Ｄ）に示すように、接合体２
１の他方の面の誘電体磁器部材１６には、一方の第１の
電極１２となる金属導体層２０に到達する位置までダイ
シングソー等を用いて複数の切り欠き溝２２が縦方向と
これと直交する横方向に形成される。この切り欠き溝２
２は、平行して隣り合う切り欠き溝２２の幅端部間の長
さが補強部材１３の所定の外形寸法になるように形成す
る。

【００２０】次に、図３（Ｅ）に示すように、切り欠き
溝２２が形成された接合体２１の全ての外表面には、上
記で用いた金属導体ペーストと同じである、例えば、Ａ
ｇや、Ｃｕ等の低抵抗金属部材からなる金属導体ペース
トをディッピング等によって塗布し、所定の温度で焼成
して金属導体膜２３が形成される。この金属導体膜２３
によって、他方の第１の電極１２ａや、補強部材１３の
外周部に一方の第１の電極１２と切り欠き溝２２を介し
て導通する第２の電極１４が形成される。

【００２１】次に、接合体２１に形成された切り欠き溝
２２の下方部分の誘電体磁器部材１６ａをダイシングソ
ー等を用いて切断部２４で切断して個片に形成する。図
３（Ｆ）に示すように、この個片が誘電体磁器基板１１
に補強部材１３を接合したチップコンデンサ１０を形成
する。

【００２２】ここで、図４に示すように、切り欠き溝２
２の下方部分の誘電体磁器部材１６ａを切断する時の切
断幅Ａは、切り欠き溝２２の幅寸法Ｂより小さいのがよ
い。なお、切断幅Ａ及び切り欠き溝２２の幅寸法Ｂは、
実質的にダイシングソー等に用いられる切り刃の幅によ
って決定される。

【００２３】

【実施例】本発明者は本発明のチップコンデンサと、従
来のチップコンデンサについて、同じ誘電体磁器材料及
び電極材料を使用して得られる容量値の比較を行った。
誘電体磁器材料として、ＢａＯ−ＴｉＯ_２−Ｎｄ_２Ｏ_３
−Ｂｉ_２Ｏ_３系の比誘電率が９２のものを用い、電極に
Ａｇを用いた。本発明の形状として、誘電体磁器基板の
外形寸法を１．２ｍｍ角×０．１０７ｍｍ厚とし、これ
に補強部材を加えて、全厚みを０．５ｍｍとするチップ
コンデンサを準備した。従来例として、本発明と同様の
大きさで、補強部材を有さない１．２ｍｍ角で全厚みが
０．５ｍｍのチップコンデンサを準備した。容量値の測
定結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】本発明では、従来例に比較して４倍以上の
容量値を得ることができた。なお、この従来例の形状で
本発明の容量値を得るために、比誘電率を大きくして得
ようとすると、比誘電率を４００程度まで大きくするこ
とで可能であるが、Ｑ値と温度安定性も満足させての誘
電体磁器材料を得ることは難しい。

【００２６】

【発明の効果】請求項１及びこれに従属する請求項２〜
４記載のチップコンデンサは、第１の電極の一方に接合
して補強部材を有し、しかも補強部材の外周部に第１の
電極の一方と導通する第２の電極を有するので、誘電体
磁器基板の破損等の歩留低下を防止することができ、補
強部材の外周部に形成した第２の電極によって、チップ
コンデンサの性能の低下を防止することができる。ま
た、補強部材によって、実装時の取り扱いを容易にする
ことができる。

【００２７】特に、請求項２記載のチップコンデンサ
は、誘電体磁器基板及び補強部材が矩形状からなり、誘
電体磁器基板の外形幅が補強部材の外形幅より大きいの
で、補強部材の外周部と第１の電極の一方と導通させる
ことができ、補強部材の第２の電極を用いてボード等へ
の実装を容易に行うことができる。

【００２８】特に、請求項３記載のチップコンデンサ
は、補強部材が誘電体磁器基板と同材料からなるので、
熱膨張率を一致させることができ、誘電体磁器基板の反
り等の発生を防止したり、温度サイクル試験等の信頼性
試験での破壊を防止することができる。

【００２９】特に、請求項４記載のチップコンデンサ
は、誘電体磁器基板の厚みが０．２ｍｍ以下であるの
で、誘電体磁器基板の比誘電率を考慮することなく、厚
みを小さくして容量値を高め、温度によって容量が変化
しないチップコンデンサが得られる。

【００３０】請求項５及びこれに従属する請求項６の記
載のチップコンデンサの製造方法は、誘電体磁器部材の
片面に第１の電極の一方となる金属導体ペーストを塗布
して塗布膜を形成する２枚の誘電体磁器部材を１組とし
て、塗布膜の面どうしを当接させて焼成し、２枚の誘電
体磁器部材を金属導体層を介して接合する接合体を形成
する工程と、接合体の一方の面の誘電体磁器部材を研削
して誘電体磁器基板の厚みとなる所定の厚みに形成する
工程と、接合体の他方の面の誘電体磁器部材に、第１の
電極の一方となる金属導体層に達する位置まで縦方向及
び横方向に複数の切り欠き溝を、隣り合う切り欠き溝の
幅端部間が補強部材の所定の外形寸法になるように形成
する工程と、接合体の全外表面に金属導体ペーストを塗
布し、焼成して第１の電極の他方や、補強部材の外周部
に第１の電極の一方と切り欠き溝を介して導通する第２
の電極となる金属導体膜を形成する工程と、接合体の切
り欠き溝の下方部分の誘電体磁器部材を切断して個片か
らなり、誘電体磁器基板に補強部材を接合するチップコ
ンデンサを形成する工程を有するので、作製過程の取り
扱いで発生する破壊等による歩留低下を防止でき、誘電
体磁器基板の厚みが極端に小さく、しかも取り扱いが容
易で温度安定性のあるチップコンデンサを容易に作製す
ることができる。

【００３１】特に、請求項６記載のチップコンデンサの
製造方法は、切り欠き溝の下方部分の誘電体磁器部材を
切断する時の切断幅が切り欠き溝の幅寸法より小さいの
で、補強部材の外周部に第１の電極の一方の面と導通す
る第２の電極を容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形
態に係るチップコンデンサの斜視図、縦断面図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同チップコンデンサ
の製造方法における誘電体磁器部材の製造方法の説明図
である。

【図３】（Ａ）〜（Ｆ）はそれぞれ同チップコンデンサ
の製造方法の説明図である。

【図４】同チップコンデンサの製造方法における誘電体
磁器部材から個片に切断する製造方法の説明図である。

【図５】従来のチップコンデンサの製造方法の説明図で
ある。

【符号の説明】

１０：チップコンデンサ、１１：誘電体磁器基板、１
２、１２ａ：第１の電極、１３：補強部材、１４：第２
の電極、１５：接続部、１６、１６ａ：誘電体磁器部
材、１７、１７ａ：成形体、１８、１８ａ：焼成体、１
９、１９ａ：塗布膜、２０：金属導体層、２１：接合
体、２２：切り欠き溝、２３：金属導体膜、２４：切断
部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体磁器基板の両面に一対の第１の電
   極を有するチップコンデンサにおいて、 前記第１の電極の一方に接合して補強部材を有し、しか
   も該補強部材の外周部に前記第１の電極の一方と導通す
   る第２の電極を有することを特徴とするチップコンデン
   サ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のチップコンデンサにおい
   て、前記誘電体磁器基板及び前記補強部材が矩形状から
   なり、前記誘電体磁器基板の外形幅が前記補強部材の外
   形幅より大きいことを特徴とするチップコンデンサ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のチップコンデンサ
   において、前記補強部材が前記誘電体磁器基板と同材料
   からなることを特徴とするチップコンデンサ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項記載のチッ
   プコンデンサにおいて、前記誘電体磁器基板の厚みが
   ０．２ｍｍ以下であることを特徴とするチップコンデン
   サ。
5. 【請求項５】 誘電体磁器材料をプレス成形し、焼成
   し、両面を平面研削して形成したシート状の誘電体磁器
   部材から個片に切断する誘電体磁器基板で形成するチッ
   プコンデンサの製造方法において、 前記誘電体磁器部材の片面に第１の電極の一方となる金
   属導体ペーストを塗布して塗布膜を形成する２枚の前記
   誘電体磁器部材を１組として、前記塗布膜の面どうしを
   当接させて焼成し、２枚の前記誘電体磁器部材を金属導
   体層を介して接合する接合体を形成する第１工程と、 前記接合体の一方の面の前記誘電体磁器部材を研削して
   前記誘電体磁器基板の厚みとなる所定の厚みに形成する
   第２工程と、 前記接合体の他方の面の前記誘電体磁器部材に、前記第
   １の電極の一方となる前記金属導体層に達する位置まで
   縦方向及び横方向に複数の切り欠き溝を、隣り合う該切
   り欠き溝の幅端部間が補強部材の所定の外形寸法になる
   ように形成する第３工程と、 前記接合体の全外表面に前記金属導体ペーストを塗布
   し、焼成して前記第１の電極の他方や、前記補強部材の
   外周部に前記第１の電極の一方と前記切り欠き溝を介し
   て導通する第２の電極となる金属導体膜を形成する第４
   工程と、 前記接合体の前記切り欠き溝の下方部分の前記誘電体磁
   器部材を切断して前記個片からなり、前記誘電体磁器基
   板に前記補強部材を接合するチップコンデンサを形成す
   る第５工程を有することを特徴とするチップコンデンサ
   の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載のチップコンデンサの製造
   方法において、前記切り欠き溝の下方部分の前記誘電体
   磁器部材を切断する時の切断幅が前記切り欠き溝の幅寸
   法より小さいことを特徴とするチップコンデンサの製造
   方法。