JPH0729765A - 大容量コンデンサ - Google Patents
大容量コンデンサInfo
- Publication number
- JPH0729765A JPH0729765A JP5169065A JP16906593A JPH0729765A JP H0729765 A JPH0729765 A JP H0729765A JP 5169065 A JP5169065 A JP 5169065A JP 16906593 A JP16906593 A JP 16906593A JP H0729765 A JPH0729765 A JP H0729765A
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- dielectric layer
- type semiconductor
- layer type
- surface dielectric
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子機器の小型化，軽量化に有効で高密度実
装化を可能としたチップタイプの大容量コンデンサを提
供する。 【構成】 緻密な表面誘電体層型半導体磁器１とそれを
両側より挟む気孔率15〜40％の多孔質な表面誘電体層型
半導体磁器２a，２bと、多孔質部の内部と外部に形成さ
れた電極３a，３bとを備える。
装化を可能としたチップタイプの大容量コンデンサを提
供する。 【構成】 緻密な表面誘電体層型半導体磁器１とそれを
両側より挟む気孔率15〜40％の多孔質な表面誘電体層型
半導体磁器２a，２bと、多孔質部の内部と外部に形成さ
れた電極３a，３bとを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面誘電体層型半導体
磁器の特徴を活用する面実装が可能なチップ型の大容量
コンデンサに関する。
磁器の特徴を活用する面実装が可能なチップ型の大容量
コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、カメラ一体型ＶＴＲ，携帯電話，
ヘッドホンステレオ等では小型軽量化や高級多機能化は
目覚ましく、これに伴い電子部品の小型化，高密度実装
化が進んでおり、積層チップ型セラミックコンデンサ，
チップ型アルミ電解コンデンサ，チップ型タンタル固体
電解コンデンサ，チップ型フィルムコンデンサ等が広く
使われている。
ヘッドホンステレオ等では小型軽量化や高級多機能化は
目覚ましく、これに伴い電子部品の小型化，高密度実装
化が進んでおり、積層チップ型セラミックコンデンサ，
チップ型アルミ電解コンデンサ，チップ型タンタル固体
電解コンデンサ，チップ型フィルムコンデンサ等が広く
使われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】コンデンサの静電容量
を大きくするには、誘電体材料の比誘電率を大きくす
る、次に電極面積を大きくする、さらに誘電体の厚みを
薄くする等３つの方法がある。まず、比誘電率を大きく
する方法として、リラクサ構造を持つ鉛系複合ペロブス
カイト型の誘電体材料が用いられているが、焼成時に鉛
等が飛散し特性のバラツキが大きくなる欠点がある。
を大きくするには、誘電体材料の比誘電率を大きくす
る、次に電極面積を大きくする、さらに誘電体の厚みを
薄くする等３つの方法がある。まず、比誘電率を大きく
する方法として、リラクサ構造を持つ鉛系複合ペロブス
カイト型の誘電体材料が用いられているが、焼成時に鉛
等が飛散し特性のバラツキが大きくなる欠点がある。
【０００４】次に、電極面積を大きくする方法として、
積層工法が広く普及している。しかし積層チップ型セラ
ミックコンデンサでは、10μm前後の厚みのグリーンシ
ートと電極を交互に積層していくため、原料の粉体粒径
の制御，積層電極位置の制御，焼成でのバインダアウト
制御，酸素分圧制御等、厳しい工程管理が要求され、大
容量になるほど管理コストがアップしてくる。
積層工法が広く普及している。しかし積層チップ型セラ
ミックコンデンサでは、10μm前後の厚みのグリーンシ
ートと電極を交互に積層していくため、原料の粉体粒径
の制御，積層電極位置の制御，焼成でのバインダアウト
制御，酸素分圧制御等、厳しい工程管理が要求され、大
容量になるほど管理コストがアップしてくる。
【０００５】また、誘電体の厚みを薄くしたものとし
て、チップ型アルミ電解コンデンサ，チップ型タンタル
固体電解コンデンサがあり、数百オングストロームから
０．数ミクロンの非常に薄い誘電体層を活用して、10μ
Fの大きな静電容量を持っているが、漏れ電流が数マイ
クロアンペアと大きく、携帯用電子機器においては電池
の消耗が早くなる。さらに、絶縁抵抗も数〜数十ＭΩと
小さく、信頼性に不安があるなどの課題がある。
て、チップ型アルミ電解コンデンサ，チップ型タンタル
固体電解コンデンサがあり、数百オングストロームから
０．数ミクロンの非常に薄い誘電体層を活用して、10μ
Fの大きな静電容量を持っているが、漏れ電流が数マイ
クロアンペアと大きく、携帯用電子機器においては電池
の消耗が早くなる。さらに、絶縁抵抗も数〜数十ＭΩと
小さく、信頼性に不安があるなどの課題がある。
【０００６】本発明は上記問題点を解決するもので、電
子機器の小型化，軽量化に有効で高密度実装化を可能と
したチップ型の大容量コンデンサを安価に提供すること
を目的とするものである。
子機器の小型化，軽量化に有効で高密度実装化を可能と
したチップ型の大容量コンデンサを安価に提供すること
を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の大容量コンデンサは、緻密な表面誘電体層
型半導体磁器を、両側より多孔質の表面誘電体層型半導
体磁器で挟み三重構造に形成された前記両側の多孔質の
表面誘電体層型半導体磁器部に電極を形成したことを特
徴とする。
に、本発明の大容量コンデンサは、緻密な表面誘電体層
型半導体磁器を、両側より多孔質の表面誘電体層型半導
体磁器で挟み三重構造に形成された前記両側の多孔質の
表面誘電体層型半導体磁器部に電極を形成したことを特
徴とする。
【０００８】また、緻密な表面誘電体層型半導体磁器
を、両側または片側より多孔質の表面誘電体層型半導体
磁器で挟み三重または二重構造に形成された前記両側ま
たは片側の多孔質の表面誘電体層型半導体磁器部に電極
を形成するとともに、前記緻密な表面誘電体層型半導体
磁器の表面を削り、露出した内部半導体部に電極を形成
したことを特徴とする。
を、両側または片側より多孔質の表面誘電体層型半導体
磁器で挟み三重または二重構造に形成された前記両側ま
たは片側の多孔質の表面誘電体層型半導体磁器部に電極
を形成するとともに、前記緻密な表面誘電体層型半導体
磁器の表面を削り、露出した内部半導体部に電極を形成
したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】一般に、表面誘電体層型半導体磁器は、表面が
薄い誘電体層で、内部が抵抗の低い半導体になってい
る。したがって、上記本発明の構成によって、多孔質の
表面誘電体層型半導体磁器において、気孔部以外の内部
半導体が電気的に接続されているバルク部の表面誘電体
層の表面に電極を形成することによって電極面積が広く
なり、大きな静電容量が取得できる。また、絶縁抵抗が
高い表面誘電体層を使用するので、漏れ電流が少なく信
頼性も高い大容量コンデンサが得られる。
薄い誘電体層で、内部が抵抗の低い半導体になってい
る。したがって、上記本発明の構成によって、多孔質の
表面誘電体層型半導体磁器において、気孔部以外の内部
半導体が電気的に接続されているバルク部の表面誘電体
層の表面に電極を形成することによって電極面積が広く
なり、大きな静電容量が取得できる。また、絶縁抵抗が
高い表面誘電体層を使用するので、漏れ電流が少なく信
頼性も高い大容量コンデンサが得られる。
【００１０】
(実施例１)図１は本発明の第１の実施例における三重構
造の大容量コンデンサの斜視図であり、図２は図１の構
造を模式的に示したＡ−Ａ断面図であり、図３は図２の
Ａ部の拡大図である。各図において、１は緻密な表面誘
電体層型半導体磁器、２a，２bは多孔質な表面誘電体層
型半導体磁器、３a，３bは多孔質な表面誘電体層型半導
体磁器２a，２bに形成された電極、４は多孔質な表面誘
電体層型半導体磁器２a，２bの気孔部、５は多孔質な表
面誘電体層型半導体磁器２a，２bのバルク部、６は半導
体磁器の緻密部と多孔質部が電気的に接続されている内
部半導体部、７は緻密部と多孔質部に形成された表面誘
電体層、８は電極３a，３bと電気的に接続されている気
孔部４の内部に形成された電極である。
造の大容量コンデンサの斜視図であり、図２は図１の構
造を模式的に示したＡ−Ａ断面図であり、図３は図２の
Ａ部の拡大図である。各図において、１は緻密な表面誘
電体層型半導体磁器、２a，２bは多孔質な表面誘電体層
型半導体磁器、３a，３bは多孔質な表面誘電体層型半導
体磁器２a，２bに形成された電極、４は多孔質な表面誘
電体層型半導体磁器２a，２bの気孔部、５は多孔質な表
面誘電体層型半導体磁器２a，２bのバルク部、６は半導
体磁器の緻密部と多孔質部が電気的に接続されている内
部半導体部、７は緻密部と多孔質部に形成された表面誘
電体層、８は電極３a，３bと電気的に接続されている気
孔部４の内部に形成された電極である。
【００１１】以上のように構成された第１の実施例の三
重構造の大容量コンデンサについて、以下にその製造方
法を説明する。91モル％の炭酸バリウムと100モル％の
二酸化チタンと３モル％の酸化ネオジウムおよび0.2モ
ル％の炭酸マンガンを通常の窯業的手法で混合・乾燥・
仮焼・粉砕・乾燥し、ポリビニルアルコールなどの結合
剤を用いて造粒後、32メッシュのふるいを通過する粒度
に整粒する。この整粒された粉体にステアリン酸粉末を
15重量％添加し、Ｖブレンダーで混合する。
重構造の大容量コンデンサについて、以下にその製造方
法を説明する。91モル％の炭酸バリウムと100モル％の
二酸化チタンと３モル％の酸化ネオジウムおよび0.2モ
ル％の炭酸マンガンを通常の窯業的手法で混合・乾燥・
仮焼・粉砕・乾燥し、ポリビニルアルコールなどの結合
剤を用いて造粒後、32メッシュのふるいを通過する粒度
に整粒する。この整粒された粉体にステアリン酸粉末を
15重量％添加し、Ｖブレンダーで混合する。
【００１２】次に、ステアリン酸を添加した整粒粉と未
添加の整粒粉を用いて、緻密部を多孔質部が両側から挟
む構造になるように、金型と油圧プレスで成形する。そ
の後、この成形体を大気中において1300℃前後の温度で
焼成し、しかる後、適切な寸法に切断する。その後、水
素５％，窒素95％からなる還元性雰囲気中で1100℃前後
の温度で熱処理し、半導体磁器基板を得る。さらに、半
導体化された磁器基板を大気中で1000℃前後の温度で熱
処理する。
添加の整粒粉を用いて、緻密部を多孔質部が両側から挟
む構造になるように、金型と油圧プレスで成形する。そ
の後、この成形体を大気中において1300℃前後の温度で
焼成し、しかる後、適切な寸法に切断する。その後、水
素５％，窒素95％からなる還元性雰囲気中で1100℃前後
の温度で熱処理し、半導体磁器基板を得る。さらに、半
導体化された磁器基板を大気中で1000℃前後の温度で熱
処理する。
【００１３】このようにして得られた表面誘電体層型半
導体磁器は、大気に接触する表面のみ誘電体層が形成さ
れ、緻密部と多孔質部の各バルク部は内部半導体部が電
気的に接続されている。そして、この表面誘電体層型半
導体磁器を金属銀を主成分とするペースト液に浸漬する
とともに真空脱気し、多孔質部の気孔内部まで銀ペース
ト液を浸透させる。その後、ペースト液より基板を取り
出し乾燥させ、緻密部に付着している銀ペーストを有機
溶剤等で取り除き、大気中で800℃の温度で焼き付ける
ことにより大容量コンデンサを製造することができる。
導体磁器は、大気に接触する表面のみ誘電体層が形成さ
れ、緻密部と多孔質部の各バルク部は内部半導体部が電
気的に接続されている。そして、この表面誘電体層型半
導体磁器を金属銀を主成分とするペースト液に浸漬する
とともに真空脱気し、多孔質部の気孔内部まで銀ペース
ト液を浸透させる。その後、ペースト液より基板を取り
出し乾燥させ、緻密部に付着している銀ペーストを有機
溶剤等で取り除き、大気中で800℃の温度で焼き付ける
ことにより大容量コンデンサを製造することができる。
【００１４】チップ寸法を3.2×1.6×1.0mmにしたとき
の上記方法で作成した大容量コンデンサ(実施例１)と従
来の表面誘電体層型半導体磁器コンデンサ(比較例１)，
積層チップ型セラミックコンデンサ(比較例２)およびチ
ップ型タンタル固体電解コンデンサ(比較例３)の静電容
量と絶縁抵抗を測定し、その結果を(表１)に示した。
の上記方法で作成した大容量コンデンサ(実施例１)と従
来の表面誘電体層型半導体磁器コンデンサ(比較例１)，
積層チップ型セラミックコンデンサ(比較例２)およびチ
ップ型タンタル固体電解コンデンサ(比較例３)の静電容
量と絶縁抵抗を測定し、その結果を(表１)に示した。
【００１５】(実施例２)図４は本発明の第２の実施例を
示す断面図であり、前記図２の多孔質部−緻密部−多孔
質部の三重構造を緻密部−多孔質部の二重構造にした断
面図である。すなわち、図４に示すように、多孔質部−
緻密部が二重構造になるように成形し、同様の焼成，熱
処理を行い、表面誘電体層を形成した後、緻密部と多孔
質部の接合部より少なくとも0.2mm以上離れた緻密部の
表面誘電体層の一部分を機械的に除去し、金属銀を主成
分とするペースト液に浸漬し、緻密部と多孔質部の表面
並びに気孔内部まで銀ペースト液を浸透させ、その後、
ペースト液より基板を取り出し乾燥し、緻密部と多孔質
部の接合部より少なくとも0.2mm以上離れるように緻密
部に付着している銀ペーストを有機溶剤等で取り除き、
大気中で800℃の温度で焼き付けることにより、電気的
に接続されている内部半導体部を電極として利用でき
る。このようにして得られた大容量コンデンサの静電容
量と絶縁抵抗を実施例２として(表１)に示した。
示す断面図であり、前記図２の多孔質部−緻密部−多孔
質部の三重構造を緻密部−多孔質部の二重構造にした断
面図である。すなわち、図４に示すように、多孔質部−
緻密部が二重構造になるように成形し、同様の焼成，熱
処理を行い、表面誘電体層を形成した後、緻密部と多孔
質部の接合部より少なくとも0.2mm以上離れた緻密部の
表面誘電体層の一部分を機械的に除去し、金属銀を主成
分とするペースト液に浸漬し、緻密部と多孔質部の表面
並びに気孔内部まで銀ペースト液を浸透させ、その後、
ペースト液より基板を取り出し乾燥し、緻密部と多孔質
部の接合部より少なくとも0.2mm以上離れるように緻密
部に付着している銀ペーストを有機溶剤等で取り除き、
大気中で800℃の温度で焼き付けることにより、電気的
に接続されている内部半導体部を電極として利用でき
る。このようにして得られた大容量コンデンサの静電容
量と絶縁抵抗を実施例２として(表１)に示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】(表１)から明らかなように、上記実施例に
よれば実質電極面積を増加することができ、絶縁抵抗は
従来品と同程度を維持しつつ、しかも従来の積層チップ
型セラミックコンデンサ(比較例２)の約４倍程度の静電
容量が得られる。
よれば実質電極面積を増加することができ、絶縁抵抗は
従来品と同程度を維持しつつ、しかも従来の積層チップ
型セラミックコンデンサ(比較例２)の約４倍程度の静電
容量が得られる。
【００１８】次に、整粒粉に混合するステアリン酸の量
を変化させたときの気孔率と静電容量および絶縁抵抗を
計測し(表２)に示した。
を変化させたときの気孔率と静電容量および絶縁抵抗を
計測し(表２)に示した。
【００１９】
【表２】
【００２０】(表２)の試料番号より明らかなように、ス
テアリン酸の量が増加するに従い、気孔率も増加し、そ
れに伴って静電容量も増加していくが、試料番号７に示
すように40％を超えると急激に静電容量は減少してい
く。このことは気孔率が増加するとセラミックの焼結性
が悪くなり焼結不足になると思われる。また、バルク部
の表面積も減少すると思われる。
テアリン酸の量が増加するに従い、気孔率も増加し、そ
れに伴って静電容量も増加していくが、試料番号７に示
すように40％を超えると急激に静電容量は減少してい
く。このことは気孔率が増加するとセラミックの焼結性
が悪くなり焼結不足になると思われる。また、バルク部
の表面積も減少すると思われる。
【００２１】このように、上記実施例によれば、緻密な
表面誘電体層型半導体磁器を両側または片側より挟むよ
うに気孔率15〜40％の多孔質の表面誘電体層型半導体磁
器を形成した三重または二重構造において、両側または
片側の該表面誘電体層型半導体磁器部に電極を形成する
ことにより、大容量で信頼性の高いチップ型大容量コン
デンサを得ることができる。
表面誘電体層型半導体磁器を両側または片側より挟むよ
うに気孔率15〜40％の多孔質の表面誘電体層型半導体磁
器を形成した三重または二重構造において、両側または
片側の該表面誘電体層型半導体磁器部に電極を形成する
ことにより、大容量で信頼性の高いチップ型大容量コン
デンサを得ることができる。
【００２２】なお、本発明では気孔形成にステアリン酸
粉末を用いたが、焼成過程で燃焼し灰分が残らないメチ
ルセルロース粉末，ＰＶＳ粉末，小麦粉等を用いても同
様の効果が得られる。また、電極も銀電極を用いたが、
銅メッキ等による電極でも同様の効果が得られる。
粉末を用いたが、焼成過程で燃焼し灰分が残らないメチ
ルセルロース粉末，ＰＶＳ粉末，小麦粉等を用いても同
様の効果が得られる。また、電極も銀電極を用いたが、
銅メッキ等による電極でも同様の効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の大容量コ
ンデンサは、緻密な表面誘電体層型半導体磁器を両側ま
たは片側より多孔質の表面誘電体層型半導体磁器で挟む
構造で、その多孔質部の内部と外部に電気的に接続され
た電極を形成することにより、積層等を行うことなく電
極面積の増加が図れ、絶縁抵抗の高い大容量コンデンサ
を得ることができる。
ンデンサは、緻密な表面誘電体層型半導体磁器を両側ま
たは片側より多孔質の表面誘電体層型半導体磁器で挟む
構造で、その多孔質部の内部と外部に電気的に接続され
た電極を形成することにより、積層等を行うことなく電
極面積の増加が図れ、絶縁抵抗の高い大容量コンデンサ
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における三重構造の大容
量コンデンサの斜視図である。
量コンデンサの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例における大容量コンデン
サの構造を模式的に示した断面図である。
サの構造を模式的に示した断面図である。
【図３】図２におけるＡ部拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施例における二重構造の大容
量コンデンサの構造を模式的に示した断面図である。
量コンデンサの構造を模式的に示した断面図である。
１…緻密な表面誘電体層型半導体磁器、 ２a，２b…多
孔質な表面誘電体層型半導体磁器、 ３a，３b…多孔質
な表面誘電体層型半導体磁器に形成された電極、４…多
孔質な表面誘電体層型半導体磁器の気孔部、 ５…多孔
質な表面誘電体層型半導体磁器のバルク部、 ６…半導
体磁器の緻密部と多孔質部が電気的に接続されている内
部半導体部、 ７…緻密部と多孔質部に形成された表面
誘電体層、８…電極３a，３bと電気的に接続されている
気孔部４の内部に形成された電極。
孔質な表面誘電体層型半導体磁器、 ３a，３b…多孔質
な表面誘電体層型半導体磁器に形成された電極、４…多
孔質な表面誘電体層型半導体磁器の気孔部、 ５…多孔
質な表面誘電体層型半導体磁器のバルク部、 ６…半導
体磁器の緻密部と多孔質部が電気的に接続されている内
部半導体部、 ７…緻密部と多孔質部に形成された表面
誘電体層、８…電極３a，３bと電気的に接続されている
気孔部４の内部に形成された電極。
Claims (3)
- 【請求項１】 緻密な表面誘電体層型半導体磁器を、両
側より多孔質の表面誘電体層型半導体磁器で挟み三重構
造に形成された前記両側の多孔質の表面誘電体層型半導
体磁器部に電極を形成したことを特徴とする大容量コン
デンサ。 - 【請求項２】 緻密な表面誘電体層型半導体磁器を、両
側または片側より多孔質の表面誘電体層型半導体磁器で
挟み三重または二重構造に形成された前記両側または片
側の多孔質の表面誘電体層型半導体磁器部に電極を形成
するとともに、前記緻密な表面誘電体層型半導体磁器の
表面を削り、露出した内部半導体部に電極を形成したこ
とを特徴とする大容量コンデンサ。 - 【請求項３】 多孔質の表面誘電体層型半導体磁器の気
孔率を15〜40％にしたことを特徴とする請求項１または
２記載の大容量コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169065A JPH0729765A (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 大容量コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169065A JPH0729765A (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 大容量コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0729765A true JPH0729765A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15879690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5169065A Pending JPH0729765A (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 大容量コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729765A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003243242A (ja) * | 2001-11-26 | 2003-08-29 | Shipley Co Llc | 誘電構造物 |
| JP2007088399A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-04-05 | Ctech Corp | 固体状態コンデンサー及びその製造方法 |
| US7448887B2 (en) | 2004-09-07 | 2008-11-11 | Yazaki Corporation | Lever-fitting type connector |
| JP2019117716A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 二次電池 |
-
1993
- 1993-07-08 JP JP5169065A patent/JPH0729765A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003243242A (ja) * | 2001-11-26 | 2003-08-29 | Shipley Co Llc | 誘電構造物 |
| US7448887B2 (en) | 2004-09-07 | 2008-11-11 | Yazaki Corporation | Lever-fitting type connector |
| JP2007088399A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-04-05 | Ctech Corp | 固体状態コンデンサー及びその製造方法 |
| JP2019117716A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 二次電池 |
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