JP2578264B2 - セラミックコンデンサの等価直列抵抗調整方法 - Google Patents

セラミックコンデンサの等価直列抵抗調整方法

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JP2578264B2 JP11000391A JP11000391A JP2578264B2 JP 2578264 B2 JP2578264 B2 JP 2578264B2 JP 11000391 A JP11000391 A JP 11000391A JP 11000391 A JP11000391 A JP 11000391A JP 2578264 B2 JP2578264 B2 JP 2578264B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックコンデンサ
の等価直列抵抗調整方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、IC及びオペアンプ等を用いた電
子回路においては、電源の電圧変動及び電源ラインに重
畳するノイズによって、電子回路の誤動作を招くことが
多々ある。このため、図2に示すように電子回路1の電
源ライン2と接地導体との間に、例えばアルミ又はタン
タル電解コンデンサ3及びセラミックコンデンサ4等を
並列に接続して、電圧変動及びノイズを除去している。
【0003】図3は電源ライン2と接地導体との間にコ
ンデンサ5を接続したときの等価回路を示す図である。
図において、Rはコンデンサ5の等価直列抵抗(ES
R)、Lはコンデンサの等価直列インダクタンス(ES
L)、Cはコンデンサ5のキャパシタンス、L´は電源
ライン2の等価インダクタンスである。即ち、コンデン
サ5のリ−ド線及び電極の抵抗分により等価直列抵抗R
が生じ、リ−ド線のインダクタンス分により等価直列イ
ンダクタンスLが生じる。このため、電源ライン2と接
地導体との間に公知のRLC直列回路が形成される。
【0004】電子回路1内のOPアンプ、IC等による
高周波の方形波出力に伴い、電源ライン2に重畳するパ
ルス状の電圧変動(以下、パルス状のノイズと言う)を
除去するには、等価直列抵抗R及び等価直列インダクタ
ンスLが小さいコンデンサ5を接続する必要がある。こ
のため、他種のものに比べて電極の比抵抗の小さいセラ
ミックコンデンサ4が用いられている。
【0005】また、電源回路内のOPアンプ、IC等に
よる低周波の方形波に伴い、電源ライン2に重畳する電
圧変動(以下、低周波の電圧変動と言う)を除去するに
は、等価直列抵抗Rの大きなコンデンサ5を接続する必
要がある。即ち、電源ライン2の電圧が低周波変動した
場合、コンデンサ5によって形成されるRLC直列回路
に電源ライン2の等価インダクタンスL´を加えた回路
が定常状態に至るまでの過渡状態において、(1) 式に示
すように等価直列抵抗Rが小さいときは、電源ライン2
の電圧は振動する。例えば電源をオンした場合には、電
源ライン2の電圧は図4の(a) に示すように振動して定
常状態に至る。このため、電子回路1の誤動作を招きや
すい。また、電子回路1内のOPアンプ、IC等が低周
波の方形波を出力した場合には、電源ライン2の電圧は
図4の(b) に示すように振動的に変化し、安定するまで
に時間がかかるので、電子回路1の誤動作を招きやす
い。R<2・{(L+L´)/C}1/2 …(1)ま
た、(2) 式に示すように等価直列抵抗が大きいときは、
電源ライン2の電圧は指数関数的に変化する。例えば電
源をオンした場合には、電源ライン2の電圧は図5の
(a) に示すように指数関数的に定常状態に至り、電子回
路1の誤動作を招くことはない。また、電源回路内のO
Pアンプ、IC等が低周波の方形波を出力した場合に
は、電源ライン2の電圧は図5の(b) に示すように瞬
時、指数関数的に変化して安定するので、電子回路1の
誤動作を招くことはない。R>2・{(L+L´)/
C}1/2 …(2) ◎このため、電源ライン2に重畳し
た低周波による電圧の変動を除去するためには、他種の
ものに比べて電極の比抵抗の大きなコンデンサ、例えば
アルミ又はタンタル電解コンデンサ3が用いられてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たように低周波の電圧変動を除去するためには、電源ラ
イン2と接地導体との間に、セラミックコンデンサに比
べて形状の大きなアルミ又はタンタル電解コンデンサ3
を接続しなければならないため、これを配置するための
広い実装面積が必要となり装置の小形化の障害となって
いる。
【0007】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、高い
等価直列抵抗値を得ることができるセラミックコンデン
サの等価直列抵抗調整方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、内部電極に導通する外部電極を備えたセ
ラミックコンデンサの等価直列抵抗調整方法であって、
前記外部電極の表面に金属酸化膜を形成すると共に、該
金属酸化膜の膜厚を変えて等価直列抵抗値を調整するセ
ラミックコンデンサの等価直列抵抗調整方法を提案す
る。
【0009】
【作用】本発明によれば、例えば外部電極を加熱するこ
とにより、該外部電極の表面に比抵抗の大きな金属酸化
膜が形成され、セラミックコンデンサの等価直列抵抗の
値が増大する。さらに、研磨或いは加熱温度等によって
前記金属酸化膜の膜厚を変えることにより、前記等価直
列抵抗の値が変えられる。
【0010】
【実施例】図1は本発明を適用して作成した積層セラミ
ックコンデンサの一例を示す断面図である。図におい
て、10はコンデンサ本体(以下、本体と称する)で、
直方体形状を有し、その大きさは例えば3.2mm x 2.5mm
x2.5mm である。また、本体10は複数の内部電極層1
1a,11bと誘電体層12が積層して形成され、内部
電極層11aは本体10の長手方向一端側に導出され、
内部電極層11bは他端側に導出されている。内部電極
層11aと内部電極層11bによって一対の対向電極が
形成される。
【0011】さらに、本体10の両端部には、内部電極
層11a,11bに導通する外部電極13が形成され、
この外部電極13の表面には金属酸化膜14が形成され
ると共に、金属酸化膜14の表面には金属メッキ膜15
が形成されている。内部電極11a,11bは、これら
の外部電極13、金属酸化膜14及び金属メッキ膜15
を介して外部回路と接続できるようになっている。
【0012】前述したように、外部電極13の表面に比
抵抗の大きな金属酸化膜14が形成されているので、コ
ンデンサの等価直列抵抗(ESR)が従来のものに比べ
て大きくなる。従って、前述した積層セラミックコンデ
ンサを用いることにより、形状の大きなアルミ又はタン
タル電解コンデンサを用いることなく電源ラインに重畳
する低周波の電圧変動を容易に除去することができると
共に、装置の小形化を図ることができる。
【0013】次に、前述の構成よりなる積層セラミック
コンデンサの作製手順及び等価直列抵抗値の調整方法を
説明する。チタン酸バリウム系のセラミック材料からな
る厚さが18μmのグリ−ンシ−トに、バインダ材と混
合してペ−スト状にしたニッケルをスクリ−ン印刷して
内部電極層11a,11bを形成したものを複数枚積層
する。このとき、前述したように本体10の両端に、内
部電極層11a,11bが交互に導出されるようにす
る。さらに、これらを圧着した後、前述した形状に合わ
せてカットし、脱バインダ処理を行った後、所定温度に
て還元焼成する。さらに、本体10の両端部にニッケル
によって外部電極13を形成した後、熱処理炉において
加熱処理を行う。これにより、外部電極13の表面に金
属酸化膜14が形成される。
【0014】この後、積層セラミックコンデンサを自然
冷却し、バレル研磨によって金属酸化膜14の膜厚を調
整する。これにより、等価直列抵抗の値を変えることが
できる。さらに、積層セラミックコンデンサをニッケル
無電解メッキ槽中に入れて、金属酸化膜14の表面にニ
ッケルメッキ膜15を形成する。これにより、所望する
等価直列抵抗を有する積層セラミックコンデンサを得る
ことができる。
【0015】図6は第1の実施例によって得られた等価
直列抵抗値を示すもので、バレル研磨を施した時間と等
価直列抵抗値との関係を示すものである。この第1の実
施例において使用した積層セラミックコンデンサは、そ
の外部電極13がニッケル導電性ペ−ストを非酸化雰囲
気中で焼成して形成され、また静電容量が4.7μF、
寸法が4.5×3.2mm角のもので、これを4000
個用意した。
【0016】まず、これらの積層セラミックコンデンサ
を熱処理炉に入れ、大気中、650℃の温度で50分間
加熱処理した後、炉内で自然冷却した。これにより、外
部電極13の表面に金属酸化膜14が形成される。
【0017】炉内から取り出された4000個の積層セ
ラミックコンデンサを1000個と3000個に分け、
この3000個をSiCのボ−ル状メディアと共にバレ
ル研磨槽に入れ、バレル研磨槽を回転させて乾式バレル
研磨を行い、研磨を開始してから5分後、10分後、1
5分後にそれぞれ1000個づつ取り出した。これによ
り、研磨時間に対応して金属酸化膜14の膜厚が変えら
れる。
【0018】次に、前述した4000個の積層セラミッ
クコンデンサを研磨時間の違いに応じた1000個づつ
のグル−プ毎にそれぞれ別々にニッケル無電解メッキ槽
中に入れ、外部電極13の表面にニッケルメッキ膜15
を形成した。
【0019】このようにして外部電極13の表面に金属
酸化膜14が形成された積層セラミックコンデンサの各
グル−プから50個づつ無作為に取り出し、測定周波数
1MHzで、等価直列抵抗値を測定した値の平均値が図
6に示すものである。即ち、バレル研磨を施さないもの
の等価直列抵抗値は110mΩ、研磨を5分間施したも
のの等価直列抵抗値は71mΩ、10分間のものは25
mΩ、また15分間のものは20mΩとなった。
【0020】前述したように積層セラミックコンデンサ
においても高い等価直列抵抗値を得ることができると共
に、容易に等価直列抵抗値を調整することができる。
【0021】図7は第2の実施例によって得られた等価
直列抵抗値を示すもので、熱処理温度と等価直列抵抗値
との関係を示すものである。この第2の実施例において
使用した積層セラミックコンデンサは、第1の実施例に
使用したものと同等のものであり、その外部電極13が
ニッケル導電性ペ−ストを非酸化雰囲気中で焼成して形
成され、また静電容量が4.7μF、寸法が4.5×
3.2mm角のもので、これを3000個用意した。
【0022】これらの積層セラミックコンデンサを10
00個づつのグル−プに分け、各グル−プ毎に別々に熱
処理炉に入れ、第1のグル−プのコンデンサは大気中、
400℃で50分間、第2のグル−プは大気中、500
℃で50分間、また第3のグル−プは770℃で50分
間それぞれ加熱処理した後、炉内で自然冷却した。
【0023】次に、炉内から取り出したコンデンサを各
グル−プ毎にそれぞれ別々にニッケル無電解メッキ槽中
に入れ、外部電極13の表面にニッケルメッキ膜15を
形成した。
【0024】前述のようにして外部電極13の表面に金
属酸化膜14が形成された積層セラミックコンデンサの
各グル−プから50個づつ無作為に取り出し、第1の実
施例と同様に測定周波数1MHzで、等価直列抵抗値を
測定した値の平均値が図7に示すものである。即ち、4
00℃で熱処理したものの等価直列抵抗値は31mΩ、
500℃で熱処理したものの等価直列抵抗値は72m
Ω、また770℃で熱処理したものの等価直列抵抗値は
403mΩとなった。
【0025】このように第2の実施例においても高い等
価直列抵抗値を有する積層セラミックコンデンサを得る
ことができると共に、容易に等価直列抵抗値を調整する
ことができた。
【0026】前述したように本実施例によれば、外部電
極13の表面に金属酸化膜14を形成したので、高い等
価直列抵抗値を有する積層セラミックコンデンサを得る
ことができると共に、この金属酸化膜14の膜厚を変え
ることによって容易に等価直列抵抗値を調整することが
できた。このように、製造工程における最終段階で、前
記金属酸化膜の膜厚を変えることにより容易に前記等価
直列抵抗値を調整することができるので、需要に応じた
等価直列抵抗値を有するセラミックコンデンサを、迅速
に供給することができる。
【0027】尚、本実施例においては本発明を積層セラ
ミックコンデンサに適用したがこれに限定されることは
ない。
【0028】また、本実施例では外部電極13及び金属
メッキ膜としてニッケルを用いたがこれに限定されない
ことは言うまでもないことである。
【0029】さらに、本実施例ではバレル研磨を施す時
間、又は熱処理の温度を変えることによって金属酸化膜
14の膜厚を変えたが、熱処理を施す時間を変えること
によっても、或いはこれらを適宜組み合わせて金属酸化
膜14の膜厚を変えても、等価直列抵抗値を調整するこ
とができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
部電極の表面に金属酸化膜を形成することにより、高い
等価直列抵抗値を有するセラミックコンデンサを得るこ
とができるので、形状の大きなアルミ又はタンタル電解
コンデンサを用いることなく、形状の小型なセラミック
コンデンサを用いて電源ラインに重畳する低周波の電圧
変動を容易に除去することができると共に、装置の小形
化を図ることができる。さらに、製造工程における最終
段階で、前記金属酸化膜の膜厚を変えることにより容易
に前記等価直列抵抗値を調整することができるので、需
要に応じた等価直列抵抗値を有するセラミックコンデン
サを、迅速に供給することができるという非常に優れた
効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用して作成した積層セラミックコ
ンデンサの一例を示す断面図
【図2】 電子回路のノイズ対策を説明する図
【図3】 コンデンサの等価回路を示す図
【図4】 RLC直列回路の振動特性を示す図
【図5】 RLC直列回路の指数関数特性を示す図
【図6】 本発明の第1の実施例におけるバレル研磨時
間と等価直列抵抗値との関係を示す図
【図7】 本発明の第2の実施例における熱処理温度と
等価直列抵抗値との関係を示す図
【符号の説明】
10…コンデンサ本体、11a,11b…内部電極、1
2…誘電体層、13…外部電極、14…金属酸化膜、1
5…金属メッキ膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 登坂 正一 東京都台東区上野6丁目16番20号太陽誘 電株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−195110(JP,A) 特開 昭62−136808(JP,A) 実開 昭57−55935(JP,U) 実開 昭60−6219(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部電極に導通する外部電極を備えたセ
    ラミックコンデンサの等価直列抵抗調整方法であって、
    前記外部電極の表面に金属酸化膜を形成すると共に、該
    金属酸化膜の膜厚を変えて等価直列抵抗値を調整する、
    ことを特徴とするセラミックコンデンサの等価直列抵抗
    調整方法。
JP11000391A 1991-05-15 1991-05-15 セラミックコンデンサの等価直列抵抗調整方法 Expired - Lifetime JP2578264B2 (ja)

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