JPH06232003A

JPH06232003A - コンデンサアレイ

Info

Publication number: JPH06232003A
Application number: JP5013136A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Fukai; 元春深井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【構成】誘電体磁器基板31にはスルーホール32が形成
され、その一面には共通電極33が形成され、他面にはス
ルーホール32に接続されたガード電極34が形成されると
共にガード電極34の形成領域以外の部分に個別電極35が
形成され、ガード電極34と共通電極33とはスルーホール
32を介して導通し、個別電極35及びガード電極34にそれ
ぞれリード端子36が固着されているコンデンサアレイ。【効果】全てのリード端子36の接続及び曲げ操作が同
一面ででき、量産性が向上し、廉価なコンデンサアレイ
を提供できる。さらにガード電極34の存在で、個別電極
35同士の間の浮遊静電容量が著しく小さくでき、共通電
極33の面積を大きくとれるので、取得静電容量を大きく
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体磁器基板に複数
のコンデンサが形成されたコンデンサアレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンデンサアレイとしては、図３
〜図５に示すようなものが知られている。

【０００３】図３（ａ）は従来のコンデンサアレイ
を示す模式的な正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）
におけるＺ₁ −Ｚ₁ 線断面図である。このコンデンサア
レイは、対向電極として誘電体磁器基板１１ａの一面に
複数個の個別電極１２ａが、他面に共通電極１３ａが形
成され、これら個別電極１２ａ、共通電極１３ａにはそ
れぞれリード端子１４ａがハンダ付けされ、リード端子
１４ａの一部を除き全体が絶縁樹脂１５ａにより被覆さ
れた構成となっている。

【０００４】次に、図４（ａ）は従来の別のコンデ
ンサアレイを示す模式的な正面図であり、図４（ｂ）は
図４（ａ）におけるＺ₂ −Ｚ₂ 線断面図、図４（ｃ）は
図４（ａ）におけるＺ₃ −Ｚ₃ 線断面図である。このコ
ンデンサアレイは、対向電極を構成する共通電極１３ｂ
が誘電体磁器基板１１ｂ中に埋設され、個別電極１２ｂ
は誘電体磁器基板１１ｂ表面に形成され、これら個別電
極１２ｂ、共通電極１３ｂにはリード端子１４ｂがハン
ダ付けされ、リード端子１４ｂの一部を除き全体が同様
に絶縁樹脂１５ｂにより被覆された構成となっている。
また、個別電極１２ｂは面積の異なったものがあり、こ
のため静電容量の異なるコンデンサが形成されている。

【０００５】図５（ａ）は、実開平４−７４４１４
号公報に記載された従来のコンデンサアレイを示す斜視
図であり、図５（ｂ）はその背面図である。前記実開平
４−７４４１４号公報に記載されたコンデンサアレイ
は、誘電体磁器基板１１ｃの片面に同じ形状の複数の個
別電極１２ｃが等間隔に並行して形成されるとともに、
複数の歯部１６ａ、１６ｂを有するガード電極１６が、
その歯部１６ｂが個別電極１２ｃの間に介在するように
形成されており、他面には共通電極１３ｃが個別電極１
２ｃに対向して連続的に形成されている。なお、このコ
ンデンサアレイに用いられているリード端子１４ｃ、１
４ｄは誘電体磁器基板１１ｃの両面に接触できるように
誘電体磁器基板１１ｃを挟むような形でハンダ付けされ
ており、個別電極１２ｃに接続されているリード端子１
４ｃが共通電極１３ｃに接触しないよう、共通電極１３
ｃは誘電体磁器基板１１ｃの上部のみに形成されてい
る。また、共通電極１３ｃとガード電極１６とはリード
端子１４ｄによりお互いに導通している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た及び記載の従来のコンデンサアレイは、いずれ
も、リード端子１４ａ、１４ｂの接続部分が同一面上に
ないため、リード端子１４ａ、１４ｂを個別電極１２
ａ、１２ｂや共通電極１３ａ、１３ｂに接続する作業及
びリード端子１４ａ等を曲げて同一面上に並ぶように揃
える作業が煩雑であるという課題があった。

【０００７】例えば、上記記載のコンデンサアレイで
は、個別電極１２ａと共通電極１３ａとが誘電体磁器基
板１１ａを挟んで両面に形成されているので、個別電極
１２ａ及び共通電極１３ａにリード端子１４ａをハンダ
付けする場合、誘電体磁器基板１１ａの両面でハンダ付
けする必要があり、例えば個別電極１２ａにリード端子
１４ａを接続し終えた後、共通電極１３ａにリード端子
１４ａをハンダ付けできる位置に誘電体磁器基板１１ａ
を動かした後、ハンダ付けする必要があった。リード端
子１４ａの曲げ工程についても同様に２段階の操作を必
要としていた。このため、これら２段階の操作がコンデ
ンサアレイの製造における量産性を阻害する原因となっ
ていた。

【０００８】また、上記の及びに記載のコンデンサ
アレイは、誘電体磁器基板１１ａ、１１ｂとして、半導
体化されていない通常の磁器（例えば，BaTiO₃セラミッ
ク）が用いられていたため、厚くすると静電容量が低下
してしまい、以下のような課題が発生した。すなわち、
上記記載のコンデンサアレイで、誘電体磁器基板１１
ａを薄くして取得静電容量を増大させようとすると、誘
電体磁器基板１１ａの機械的強度が低下し、破損や割れ
が生じやすくなるため、大容量化が困難であった。ま
た、上記記載のコンデンサアレイでは、誘電体磁器基
板１１ｂの機械的強度を上げるため、共通電極１３ｂが
誘電体磁器基板１１ｂ中に埋設されているが、このよう
な構成をとると、誘電体磁器基板１１ｂにおけるコンデ
ンサ部分が薄くなるため絶縁抵抗や耐電圧が十分でなか
った。

【０００９】上記記載のコンデンサアレイは、誘電体
磁器基板１１ｃにリード端子１４ｃ、１４ｄを挟んでハ
ンダ付けするため、リード端子１４ｃ、１４ｄを一度に
ハンダ付けでき、上記、記載のコンデンサアレイの
ようなハンダ付けの際の煩雑さはなくなるが、共通電極
１３ｃの面積が小さくなり、また、ガード電極１７が形
成されているため個別電極１２ｃの面積も小さくなり、
これらの結果、取得静電容量を大きく取れないという課
題があった。

【００１０】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、誘電体磁器基板を厚くすることができるために機
械的強度が大きく、かつ絶縁抵抗や耐電圧が高く、また
取得静電容量を大きくとることができ、取得静電容量選
定の自由度も高く、量産性に優れたコンデンサアレイを
提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るコンデンサアレイは、誘電体磁器基板に
複数のコンデンサが形成されたコンデンサアレイにおい
て、前記誘電体磁器基板にスルーホールが形成されると
ともに前記誘電体磁器基板の一面には共通電極が形成さ
れ、他面には前記スルーホールに接続されたガード電極
が形成されるとともに該ガード電極の形成領域以外の部
分に個別電極が形成され、前記ガード電極と前記共通電
極とは前記スルーホールを介して導通し、前記個別電極
および前記ガード電極にそれぞれリード端子が固着され
ていることを特徴としている。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、共通電極に導通したガード
電極が形成されているので、個別電極同士の間の浮遊静
電容量が著しく小さくなる。共通電極の面積を大きくす
ることにより、取得静電容量も大きくなる。さらに、リ
ード端子の曲げ作業が容易となる。

【００１３】また上記コンデンサアレイにおいて、誘電
体磁器基板が粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体磁
器基板により構成されている場合は、誘電体磁器基板自
体の誘電率が大きく、コンデンサとして用いられた際、
静電容量を大きく取ることができる。この場合、誘電体
磁器基板を従来より厚くしても、従来と同程度またはそ
れ以上の静電容量を有し、誘電体磁器基板を厚くするこ
とにより、機械的強度、絶縁抵抗、耐電圧が向上する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係るコンデンサアレイの実施
例を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１（ａ）は実施例に係るコンデンサアレ
イを示す模式的正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけ
るＸ₁ −Ｘ₁ 線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）におけ
るＸ₂ −Ｘ₂ 線断面図である。

【００１６】図１において、誘電体磁器基板３１は、粒
界絶縁型または表面層絶縁型半導体磁器基板により構成
され、この誘電体磁器基板３１の幅方向一端部近傍には
スルーホール３２が形成されている。またこの誘電体磁
器基板３１の一面には共通電極３３がほぼ全面にわたっ
て形成され、他面にはスルーホール３２を含んだ領域に
ガード電極３４が形成されるとともに、このガード電極
３４が形成された領域以外の部分に個別電極３５が複数
個並列して形成されている。ガード電極３４は歯部３４
ａを有しており、歯部３４ａは各個別電極３５の間に介
在するように形成されている。そして、共通電極３３と
個別電極３５とで対向電極が構成されており、これら対
向電極で挟まれた部分が１個のコンデンサを構成してい
る。さらに、共通電極３３とガード電極３４とはスルー
ホール３２を介して導通され、ガード電極３４及び個別
電極３５に、例えばハンダ付けで接続されたリード端子
３６が同一方向に導出され，必要に応じて曲げ加工が施
されており、誘電体磁器基板３１の全体及びリード端子
３６の一部が絶縁樹脂３７で被覆されている。

【００１７】本発明では、誘電体磁器基板３１として、
粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体磁器基板が用い
られている。前記粒界絶縁型半導体磁器基板としては、
例えばＳｒＴｉＯ₃ 系、（Ｓｒ，Ｃａ）ＴｉＯ₃ 系、
（Ｓｒ，Ｂａ）ＴｉＯ₃ 系が挙げられ、表面絶縁型半導
体磁器基板としては、例えばＳｒＴｉＯ₃ 系、（Ｓｒ，
Ｃａ）ＴｉＯ₃ 系、（Ｓｒ，Ｂａ）ＴｉＯ₃ 系が挙げら
れるが、以下に、ＳｒＴｉＯ₃ 系の粒界絶縁型半導体磁
器からなる誘電体磁器基板３１を用いた場合の該誘電体
磁器基板の製造方法について説明する。

【００１８】ＳｒＴｉＯ₃ 系を主成分とする磁器材料を
主原料とし、この主原料１００ｍｏｌに対して、原料を
半導体化するための原子価制御剤としてＮｂ₂ Ｏ₅ 、Ｙ
₂ Ｏ₃ などのうち少なくとも１種を０．１〜０．５ｍｏ
ｌ、磁器の性質の改良や特性の安定化等に寄与する焼結
助剤としてＣｕＯ、ＭｎＯ₂ などのうち少なくとも１種
を０．０５〜０．４ｍｏｌ程度の割合で配合する。

【００１９】これらの原料粉末を混合し、バインダ、
水、分散剤とともに混練した後、これらの混練物を、例
えば押し出し成形法によりシート状に成形する。このシ
ート状の成形体にコンデンサアレイが所定の大きさとな
るようなスリット加工を施し、この後所定の大きさに切
断する。

【００２０】次に、切断された成形体を還元雰囲気（Ｈ
₂ １〜１５ｍｏｌ％、Ｎ₂ ９９〜８５ｍｏｌ％）中にお
いて、最高1400〜1540℃で４〜６時間焼成（１次焼成）
を行ない、半導体化させる。さらに、絶縁化ペースト
（例えばＢｉ₂ Ｏ₃ 、ＣｕＯ、Ｎａ₂ Ｏなどの混合物ペ
ースト）を塗布し、1000〜1300℃の空気中で熱処理を行
なう。この熱処理により、成形体の結晶間に粒界絶縁化
成分のイオンが拡散し、結晶粒界が絶縁化される。

【００２１】このようにして得られた誘電体磁器基板３
１は、誘電率が約１×１０⁵ 、磁器層の厚さが６００〜
７００μｍ、電極面積が数ｍｍ² 、静電容量が１×１０
⁴ ｐＦ程度となり、大静電容量化された誘電体磁器基板
となる。また、上記のように、誘電体磁器基板３１の厚
さが大きいので、機械的強度に優れ、さらに絶縁抵抗及
び耐電圧にも優れている。

【００２２】次に、この誘電体磁器基板３１を用いたコ
ンデンサアレイの製造方法を図２に基づいて説明する。
ここで図２（ａ₁ ）、（ａ₂ ）、（ａ₄ ）及び（ａ₅ ）
はそれぞれコンデンサアレイの各製造工程を示す正面
図、図２（ａ₃ ）は同工程を示す背面図、図２（ｂ₁ ）
〜図２（ｂ₅ ）はそれぞれ図２（ａ₁ ）〜図２（ａ₅ ）
のＹ₁ −Ｙ₁ 線〜Ｙ₅ −Ｙ₅ 線における断面図である。

【００２３】まず誘電体磁器基板３１として、例えば矩
形状の基板を用い（図２（ａ₁ ）、（ｂ₁ ）参照）、誘
電体磁器基板３１の所定箇所に径が、例えば１ｍｍ程度
のスルーホール３２を形成する。このスルーホール３２
は、誘電体磁器基板３１の厚さが０．７〜１．０ｍｍで
あるために、押し出したグリーンシートを金型で打ち抜
く時にピンを用いて同時に打ち抜いて形成することがで
きる（図２（ａ₂ ）、（ｂ₂ ）参照）。

【００２４】次に、誘電体磁器基板３１の片面にスクリ
ーン印刷等により金属ペーストを塗布し、この後金属ペ
ーストを焼き付けて共通電極３３を形成する。この際、
誘電体磁器基板３１の一面に一枚の連続した電極として
形成される共通電極３３はスルーホール３２を含有する
範囲に形成しておく（図２（ａ₃ ）、（ｂ₃ ）参照）。

【００２５】次に、他面に同様にして個別電極３５とし
て小面積の電極を複数個、その間隔を少し空けるように
形成し、ガード電極３４としてスルーホール３２を含有
し、ガード電極３４の歯部３４ａが個別電極３５の間に
介在するような形状の電極を形成する。。このとき、誘
電体磁器基板３１の両面に塗布した金属ペーストをスル
ーホール３２の内部まで入り込ませ、ガード電極３４と
共通電極３３とをスルーホール３２を介して導通させ
る。この結果、ガード電極３４は共通電極３３の端子接
続部となる（図２（ａ₄ ）、（ａ₅ ）参照）。

【００２６】共通電極３３、ガード電極３４、個別電極
３５の材料としては、Ａｇ、Ａｌ、ＺｎまたはＮｉのう
ち少なくとも１種を含む金属ペーストを用いるが、電気
抵抗率が低く、焼成により酸化しにくいという点から、
Ａｇペーストがもっとも望ましい。スクリーン印刷後の
金属ペーストの焼き付けは６００〜８００℃の空気中で
行なう。

【００２７】さらに、ガード電極３４、個別電極３５に
同一方向に必要に応じて曲げ加工が施されたリード端子
３６をハンダ付けなどにより固着し、リード端子３６を
同一方向に導出させる。最後に、これら全体を、例えば
ポリプロピレン等の材料からなる絶縁樹脂３７で被覆す
る（図２（ａ₅ ）、（ｂ₅ ）参照）。

【００２８】上記した製造方法によりえられたコンデン
サアレイは、誘電体磁器基板３１の一面に共通電極３３
が形成され、他面に個別電極３５とガード電極３４が形
成され、さらに誘電体磁器基板３１に形成されたスルー
ホール３２を介して、ガード電極３４と共通電極３３と
が導通されることになる。従って、ガード電極３４は共
通電極３３の端子接続部となり、個別電極３５と同一面
側に共通電極３３の端子接続部が位置し、すべてのリー
ド端子３６の接続及び曲げ操作が同一面でできることと
なる。

【００２９】また、共通電極３３に導通し、歯部３４ａ
を有するガード電極３４が形成されていることにより、
個別電極３５同士の浮遊静電容量が著しく小さくなる。
前記浮遊静電容量が存在すると、回路を形成した際に各
コンデンサの間に前記浮遊静電容量を有する他のコンデ
ンサが挿入されたのと同様の効果が生じるため、回路の
誤動作の原因となるが、実施例により製造されたコンデ
ンサアレイを用いた場合、前記浮遊静電容量による誤動
作はほとんど起こらない。前記浮遊静電容量を事実上そ
の影響がなくなる程度まで減少させるためには、歯部３
４ａは個別電極３５間の距離の１／２以上、個別電極３
５の縦方向の長さの２／３以上であることが好ましい。

【００３０】また実施例のコンデンサアレイにおいて
は、誘電体磁器基板３１の範囲内で共通電極３３の面積
を大きくとることができるので、取得静電容量も大きく
することができる。また共通電極３３の面積や誘電体磁
器基板３１の厚さを変えること等により、その静電容量
を自由に設定することもできる。

【００３１】さらに、誘電体磁器基板３１が粒界絶縁型
または表面層絶縁型の半導体磁器で形成されているの
で、誘電体磁器基板３１自体の誘電率が大きく、コンデ
ンサとして用いる際、静電容量を大きくとることができ
る。従って、誘電体磁器基板３１を従来より厚くしても
静電容量を従来と同程度またはそれ以上にすることがで
き、誘電体磁器基板３１を厚くすることにより、機械的
強度、絶縁抵抗、耐電圧を向上させることができる。

【００３２】一般に絶縁樹脂３７の厚さに比べて誘電体
磁器基板３１の厚さは非常に小さいので、コンデンサア
レイ全体の厚さは絶縁樹脂３７の厚さによってほぼ決ま
る。したがって、上記のように誘電体磁器基板３１の厚
さを大きくしても、コンデンサアレイ全体の厚さにまで
影響を及ぼすようなことはない。

【００３３】なお、共通電極３３は、必ずしも実施例の
ように一枚ものである必要はなく、２個以上に分かれて
形成されていてもよい。ただし、その場合は、それぞれ
の共通電極３３の部分についてスルーホール３２とガー
ド電極３４とを形成し、このガード電極３４にリード端
子３６を接続しておく必要がある。また、個別電極３５
についても、その個数は限定されず、さらにその面積、
形状についても特に限定されるものではない。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るコンデ
ンサアレイにあっては、誘電体磁器基板に複数のコンデ
ンサが形成されたコンデンサアレイにおいて、前記誘電
体磁器基板にスルーホールが形成されるとともに前記誘
電体磁器基板の一面には共通電極が形成され、他面には
前記スルーホールに接続されたガード電極が形成される
とともに該ガード電極の形成領域以外の部分に個別電極
が形成され、前記ガード電極と前記共通電極とは前記ス
ルーホールを介して導通し、前記個別電極および前記ガ
ード電極にそれぞれリード端子が固着されているので、
前記ガード電極は前記共通電極の端子接続部分となり、
前記個別電極と同一面側に該共通電極の端子接続部分が
位置することとなり、すべてのリード端子の接続及び曲
げ操作が同一面でできることとなり、量産性が向上し、
廉価なコンデンサアレイを提供することができる。

【００３５】また、前記共通電極に導通した前記ガード
電極を設けることにより、前記個別電極同志の間の浮遊
静電容量が著しく小さくなる。さらに前記共通電極の面
積を大きくできるので、取得静電容量を大きくすること
ができ、また前記共通電極の面積や誘電体磁器基板の厚
さを変えることにより、その静電容量を自由に設定する
こともできる。

【００３６】さらに上記コンデンサアレイにおいて、誘
電体磁器基板が粒界絶縁型または表面層絶縁型の半導体
磁器基板により構成されている場合、誘電体磁器基板自
体の誘電率が大きく、コンデンサとして用いられた際、
静電容量を大きくとることができる。この場合、誘電体
磁器基板を従来より厚くしても静電容量を従来と同程度
またはそれ以上にすることができ、誘電体磁器基板を厚
くすることにより、機械的強度、絶縁抵抗、耐電圧を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例に係るコンデンサアレ
イを示す模式的な正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）にお
けるＸ₁ −Ｘ₁ 線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）にお
けるＸ₂ −Ｘ₂ 線断面図である。

【図２】（ａ₁ ）、（ａ₂ ）、（ａ₄ ）及び（ａ₅ ）は
それぞれコンデンサアレイの各製造工程を示す正面図、
図２（ａ₃ ）は同工程を示す背面図、図２（ｂ₁ ）〜図
２（ｂ₅ ）はそれぞれ図２（ａ₁ ）〜図２（ａ₅ ）のＹ
₁ −Ｙ₁ 線〜Ｙ₅ −Ｙ₅線における断面図である。

【図３】（ａ）は従来のコンデンサアレイを示す模式的
な正面図、（ｂ）はＺ₁ −Ｚ₁線断面図である。

【図４】（ａ）は従来の別のコンデンサアレイを示す模
式的な正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＺ₂ −Ｚ₂ 線断
面図、（ｃ）は（ａ）におけるＺ₃ −Ｚ₃ 線断面図であ
る。

【図５】（ａ）は従来のさらに別のコンデンンサアレイ
を示す斜視図、（ｂ）はその背面図である。

【符号の説明】

３１誘電体磁器基板３２スルーホール３３共通電極３４ガード電極３５個別電極３６リード端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体磁器基板に複数のコンデンサが形
成されたコンデンサアレイにおいて、前記誘電体磁器基
板にスルーホールが形成されるとともに前記誘電体磁器
基板の一面には共通電極が形成され、他面には前記スル
ーホールに接続されたガード電極が形成されるとともに
該ガード電極の形成領域以外の部分に個別電極が形成さ
れ、前記ガード電極と前記共通電極とは前記スルーホー
ルを介して導通し、前記個別電極および前記ガード電極
にそれぞれリード端子が固着されていることを特徴とす
るコンデンサアレイ。