JPH09251924A - 厚膜コンデンサ - Google Patents

厚膜コンデンサ

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JPH09251924A
JPH09251924A JP5965896A JP5965896A JPH09251924A JP H09251924 A JPH09251924 A JP H09251924A JP 5965896 A JP5965896 A JP 5965896A JP 5965896 A JP5965896 A JP 5965896A JP H09251924 A JPH09251924 A JP H09251924A
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JP
Japan
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comb
teeth
thick film
film capacitor
dielectric layer
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JP5965896A
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Hideaki Wada
秀晃 和田
Yasuki Shiku
泰樹 珠久
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】容量が高精度に調整されるとともに、コストの
低減化および信頼性の向上が図られた厚膜コンデンサを
提供する。 【解決手段】アルミナ基板11上に、歯が互いに入り組
んだ一対の櫛形電極12,13を形成し、その一対の櫛
形電極12,13双方の歯からなる複数の歯の並びのう
ちの最も外側の歯13a,13bの内側の部分に重なる
とともにその最も外側の歯13a,13bの外側の部分
が露出するようにその一対の櫛型電極12,13上に誘
電体層14を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成され
た厚膜コンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、スクリーン印刷法により製造
される厚膜コンデンサが知られている。図9は、従来の
厚膜コンデンサの一部分を示す平面図(a)およびその
厚膜コンデンサの断面図(b)である。
【0003】この厚膜コンデンサを製造するには、先
ず、図9(b)に示すアルミナ(Al 23 )基板41
上に導電ペーストをスクリーン印刷法により印刷して焼
成し、下部電極42を形成する。次に、その下部電極4
2上に誘電体ペーストをスクリーン印刷法により印刷し
て焼成し、誘電体層43を形成する。次に、その誘電体
層43上に導電体ペーストをスクリーン印刷法により印
刷して焼成し、方形状の上部電極44を形成する。次
に、上部電極44等を覆うようにガラスペーストを印刷
して焼成し、オーバーコートのガラス層45を形成す
る。このようにして、厚膜コンデンサを製造する。
【0004】ここで、この厚膜コンデンサを製造するに
あたり、誘電体層43にピンホールが存在すると、特に
耐湿負荷試験等で、その誘電体層43を挟んだ上部電極
44と下部電極42が短絡し、いわゆるショートモード
の不良が発生しやすくなる。そこで誘電体層43を形成
する際、ピンホール等の構造欠陥を減少させるために、
誘電体ペーストを最低2回、出来れば3回印刷すること
により、誘電体層43の、焼成後の厚みを40μm程度
にする。このように誘電体ペーストを複数回印刷するこ
とにより誘電体層43の厚みを厚くして不良の発生を防
止している。
【0005】また、製造された厚膜コンデンサは、誘電
体層の印刷厚みのばらつきや上部電極,下部電極のわず
かなずれなどにより設計容量値よりはずれる場合があ
る。そこでトリミングによる静電容量調整を実施してい
る。このトリミングは、レーザ光線やサンドプラストに
よる、上部電極,下部電極双方の重なり面積部分を切除
することにより行なわれており、具体的には、上部電極
の一部分を誘電体層と一緒にトリミングすることで容量
を調整している。
【0006】図10は、従来の、図9とは異なる厚膜コ
ンデンサの平面図(a)およびその厚膜コンデンサのA
−A’断面図(b)である。この厚膜コンデンサでは、
図10(b)に示すアルミナ基板51上に、下部電極5
2,誘電体層53,上部電極54が、図9で説明したと
同様にスクリーン印刷法で形成されている。上部電極5
4は、図10(a)に示すように一方の短辺が櫛形にな
っており、その櫛型を構成する歯の根元から誘電体層5
3の一部分にかけて、レーザ光線等でトリミング溝55
が形成されている。このようなトリミング溝55が形成
されるようにトリミングを行なうことにより、厚膜コン
デンサの容量が所望の値に調整されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の厚膜コンデンサでは、上部電極の一部分を、レーザ光
線等でトリミングすることにより、その厚膜コンデンサ
の容量調整が行なわれている。しかし、上部電極をレー
ザ光線等でトリミングする際、部電極のみを切り取るこ
とは難しく、誘電体層の一部分まで切り取っている。こ
のため、切り取られずに残った誘電体層が、レーザ光線
等の熱的影響により変質し、損失係数tanδが低下し
たり容量値Cが計算通りには調整されない等の問題が発
生していた。
【0008】また、従来の厚膜コンデンサでは、アルミ
ナ基板上にスクリーン印刷法により、下部電極,誘電体
層,上部電極,さらにはガラス層をも印刷し焼成して形
成するものであり、特に誘電体層はピンホール等の構造
欠陥を減少させるために複数回印刷し焼成するため、そ
の厚膜コンデンサを製造するための印刷・焼成回数が多
く、従って製造工程が多くコストアップになる。
【0009】さらに、従来の厚膜コンデンサでは、厚み
方向に重ねられる層数が多くまたその厚みが厚いためア
ルミナ基板上に多くの層(素子)を細かく形成すると、
それら厚みのために上部電極やオーバーコートのガラス
層が非常に印刷しづらくなる。製造条件によっては積層
した素子のエッジ部に上部電極やオーバーコートのガラ
ス層が充分にかからず、このため素子どうしがショート
したり耐信頼性試験における耐力が下がる等の問題もあ
る。
【0010】本発明は、上記事情に鑑み、容量が高精度
に調整されるとともに、コストの低減化および信頼性の
向上が図られた厚膜コンデンサを提供することを目的と
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の厚膜コンデンサは、 (1)基板面上に形成された、歯が互いに入り組んだ一
対の櫛形電極 (2)その一対の櫛形電極双方の歯からなる複数の歯の
並びのうちの最も外側の歯の内側の部分に重なるととも
にその最も外側の歯の外側の部分が露出するようにその
一対の櫛型電極上に形成された誘電体層 を備えたことを特徴とする。
【0012】ここで、上記一対の櫛形電極の歯のうちの
最も外側の歯がトリミングされたものであることが効果
的である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の一実施形態の厚膜コンデン
サの平面図(a)およびその厚膜コンデンサのA−A’
断面図(b)である。この厚膜コンデンサでは、アルミ
ナ(Al23 )基板11上に、図1(a)に示すよう
な、歯が互いに入り組んだ一対の櫛形電極12,13が
形成されている。この一対の櫛形電極12,13双方の
歯からなる複数の歯の並びのうちの最も外側の歯13
a,13bの内側の部分に重なるとともにその最も外側
の歯13a,13bの外側の部分が露出するようにその
一対の櫛型電極12,13上に誘電体層14が形成され
ている。
【0014】さらにこれら最も外側の歯13a,13b
のうちの一方の歯13aにトリミング溝15,16が形
成されている。ここにはトリミング溝が2本図示されて
いるが、これは、トリミング溝の形成位置は任意である
ことを示すためのものであり、調整しようとする容量に
応じて、トリミング溝15が形成されるようにトリミン
グが行なわれ、あるいはトリミング溝16が形成される
ようにトリミングが行なわれ、あるいはこれらのトリミ
ング溝15,16以外の位置にトリミングが形成される
ようにトリミングが行なわれる。
【0015】一般に、コンデンサの静電容量Cは、C=
ε×ε0 ×S/d(ε:誘電体層の誘電率、ε0 :真空
の誘電率、S:電極重なり面積、d:電極間距離)で表
わされる。ここで電極重なり面積とは、例えば上部電極
と下部電極との重なり面積をいう。本実施形態の厚膜コ
ンデンサでは、アルミナ基板上に形成された一対の櫛形
電極それぞれの歯が互いに櫛形電極の歯の間に入り組ん
だ部分の長さの和(総長さ)L(上記電極重なり面積S
に相当)と、その櫛形電極間の距離dと、櫛形電極間に
形成された誘電体層の誘電率εとにより静電容量Cが得
られる。すなわち一対の櫛形電極それぞれの歯が増える
ほど互いに櫛形電極の歯の間に入り組んだ部分の総長さ
Lが長くなるため静電容量Cは大きくなる。また櫛形電
極間の距離dが近いほど静電容量Cは大きくなる。さら
に、誘電率εの大きい誘電体ペーストを用いても静電容
量Cは大きくなる。
【0016】例えば、アルミナ基板上に導体層のみを形
成した場合には導体層はアルミナ基板と空気に挟まれる
ことになり両者の誘電率は小さいため静電容量Cは小さ
くなる。これに対し、アルミナ基板上に導体層を形成
し、さらにその上に誘電体層を形成した場合にはその導
体層はアルミナ基板と誘電体層に挟まれることになり、
上記の上記の誘電体層を形成しない場合よりも静電容量
Cは大きくなる。静電容量Cをさらに大きくするために
は導体層の上下に誘電体層を形成すればよい。
【0017】本実施形態の厚膜コンデンサの静電容量C
の調整にはレーザ光線によるトリミングにて行うが、ト
リミング箇所は、櫛形電極の、歯が互いに入り組んだ部
分の総長さLを短くするようにその櫛形電極の歯を切除
する。これにより静電容量Cを調整することができる。
具体的には、一対の櫛形電極12,13双方の歯からな
る複数の歯の並びのうちの最も外側の歯13aを切除す
る。ここで、誘電体層14は、一対の櫛形電極12,1
3双方の歯からなる複数の歯の並びのうちの最も外側の
歯13a,13bの内側の部分に重なるとともにその最
も外側の歯13a,13bの外側の部分が露出するよう
にその一対の櫛型電極12,13上に形成されているた
め、歯13aをレーザ光線で切除する際、誘電体層14
の、レーザ光線が当たる部分を最小に押さえることがで
き、その誘電体層14の、レーザトリミングの熱による
誘電特性の変化を最小限に抑えることができ、容量が高
精度に調整される。また切除される歯13aは細長い棒
状に形成されており、この棒状に形成された歯13aを
横断するようにトリミングするため、カット長さが短く
て済み、トリミングに要するコストが低減される。
【0018】トリミングにより容量調整を行った厚膜コ
ンデンサに、さらにオーバーコートとしてガラス層を形
成すると耐湿負荷試験等の各種信頼性試験に対して良好
な結果を得ることができる。また本実施形態の厚膜コン
デンサは、アルミナ基板上に櫛形電極を形成し、その櫛
形電極上に誘電体層を形成したものであるため、従来
の、アルミナ基板上に、下部電極,誘電体層,上部電極
が形成された厚膜コンデンサと比較し、櫛形電極を形成
するための導体ペーストの印刷回数が1回で済み、また
誘電体層も最低1回とすることができ、従って製造工程
が少なく大幅なコストダウンが図られる。さらに、櫛形
電極は平面対向タイプであるため、印刷の解像度さえ確
保できればショートは発生せず、総厚み自体を薄くでき
るためオーバーコートのエッジ切れ等の問題もなく、信
頼性が向上する。
【0019】なお、さらに大きな静電容量を得るため
に、誘電体層上にその誘電体層よりも小さな面積を有す
る導体層を形成してもよいし、また櫛形電極の歯のうち
の最も外側の歯の部分が露出している状態ならば誘電体
層・導体層を交互に積層してもよい。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
2〜4は、本発明の第1実施例の厚膜コンデンサの製造
過程1〜3を示す平面図(a)およびそのA−A’断面
図(b)である。先ず、図2(b)に示すアルミナ基板
21上に、Ag/Pd系厚膜用導体ペーストをスクリー
ン印刷法で印刷してベルト炉内で焼成し、図2(a)に
示す、歯が互いに入り組んだ一対の櫛形電極22,23
を形成した。この一対の櫛形電極22,23の短片側の
長さは900μm,入り組んだ歯の長手方向の長さは7
50μm,櫛形電極22,23間の距離は50μm,櫛
形電極22,23の、歯が互いに入り組んだ部分の総長
さは690μmにした。
【0021】また、スクリーン印刷条件は、ステンレス
325メッシュ,乳剤厚み10μmとし、焼成条件はベ
ルト炉内において最高温度850℃を10分間保ち1時
間焼成とした。尚、櫛形電極22,23の、焼成後の厚
みを5〜15μmの範囲に収めた。次に、図3(b)に
示すように、一対の櫛形電極22,23上に誘電率ε≒
70の誘電体ペーストをスクリーン印刷法で印刷して焼
成し、図3(a)に示す方形状の誘電体層24を形成し
た。この誘電体層24は、一対の櫛形電極22,23双
方の歯からなる複数の歯の並びのうちの最も外側の歯2
3a,23bの内側の部分に重なるとともにその最も外
側の歯23a,23bの外側の部分が露出するようにそ
の一対の櫛型電極22,23上に形成した。尚、この誘
電体層24を形成する際のスクリーン印刷条件,焼成条
件は、前述した櫛形電極22,23の場合と同じにし
た。また、誘電体層24の、焼成後の厚みを5μm以上
にした。
【0022】このようにして厚膜コンデンサを得た。L
CRメータにて、この厚膜コンデンサの、1MHzでの
誘電特性を評価したところ、静電容量C=2.10p
F,損失係数tanδ=0.45%であった。次に、図
4に示すように、一対の櫛形電極22,23双方の歯か
らなる複数の歯の並びのうちの最も外側の歯23aの根
元の部分を、その歯23aの表面から誘電体層24,ア
ルミナ基板21双方の部分にかけてレーザでトリミング
しトリミング溝25を形成した。このように一対の櫛形
電極22,23の、歯が互いに入り組んだ総長さを変え
ることにより静電容量を調整した。ここで、誘電体層2
4は、歯23aの内側の部分がわずかに覆われる程度に
形成されているため、誘電体層24の、レーザトリミン
グによるダメージは、最小に抑えられることになる。
尚、レーザトリミング条件は、出力1.5kW,トリミ
ングスピード30mm/sec,周波数6kHzとし
た。
【0023】トリミング後の誘電特性は、静電容量C=
1.89pF,損失係数tanδ=0.48%であっ
た。図5〜8は、本発明の第2実施例の厚膜コンデンサ
の製造過程1〜4を示す平面図(a)およびそのA−
A’断面図(b)である。先ず、図5(b)に示すアル
ミナ基板31上に、誘電率ε≒70の誘電体ペーストを
スクリーン印刷法で印刷して焼成し、図5(a)に示す
方形状の誘電体層32を形成した。
【0024】次に、図6(b)に示すように、誘電体層
32上にAg/Pd系厚膜用導体ペーストをスクリーン
印刷法で印刷して焼成し、図6(a)に示す一対の櫛形
電極33,34を形成した。尚、この一対の櫛形電極3
3,34の各寸法は、前述した図2に示す一対の櫛形電
極22,23と同じ寸法にした。次に、図7(b)に示
すように、一対の櫛形電極33,34上に、誘電率ε≒
70の誘電体ペーストをスクリーン印刷法で印刷して焼
成し、図7(a)に示す方形状の誘電体層35を形成し
た。この誘電体層35は、一対の櫛形電極33,34双
方の歯からなる複数の歯の並びのうちの最も外側の歯3
4a,34bの内側の部分に重なるとともにその最も外
側の歯34a,34bの外側の部分が露出するようにそ
の一対の櫛型電極33,34上に形成した。このよう
に、第2実施例の厚膜コンデンサでは、一対の櫛形電極
電極33,34を誘電体層32,35で挟む構造とし
た。この厚膜コンデンサの誘電特性は、静電容量C=
6.96pF,損失係数tanδ=0.54%であっ
た。
【0025】次に、図8に示すように、歯34aの根元
の部分を、誘電体層35の部分から誘電体層32の部
分,アルミナ基板31の部分にかけてレーザでトリミン
グしトリミング溝36を形成した。このように一対の櫛
形電極33,34の、歯が互いに入り組んだ総長さを変
えることにより静電容量を調整した。このようにして厚
膜コンデンサの静電容量を調整した。トリミング後の誘
電特性は、静電容量C=6.24pF,損失係数tan
δ=0.58であった。
【0026】尚、誘電体層32,35,一対の櫛形電極
33,34のスクリーン印刷条件、焼成条件や、レーザ
トリミング条件は、前述した図2〜4に示す第1実施例
の厚膜コンデンサにおける条件と同じにした。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の厚膜コン
デンサは、誘電体層が、一対の櫛形電極双方の歯からな
る複数の歯の並びのうちの最も外側の歯の内側の部分に
重なるとともにその最も外側の歯の外側の部分が露出す
るようにその一対の櫛型電極上に形成されたものである
ため、トリミングにあたり、一対の櫛形電極双方の歯か
らなる複数の歯の並びのうちの最も外側の歯をトリミン
グすると、誘電体層の、熱による誘電特性に対する悪影
響が低減され、容量が高精度に調整される。またトリミ
ングに要する時間も短くて済む。さらに、印刷,焼成回
数が少なくて済み、製造コストが削減されるとともに信
頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の厚膜コンデンサの平面図
(a)およびその厚膜コンデンサのA−A’断面図
(b)である。
【図2】本発明の第1実施例の厚膜コンデンサの製造過
程1を示す平面図(a)およびそのA−A’断面図
(b)である。
【図3】本発明の第1実施例の厚膜コンデンサの製造過
程2を示す平面図(a)およびそのA−A’断面図
(b)である。
【図4】本発明の第1実施例の厚膜コンデンサの製造過
程3を示す平面図(a)およびそのA−A’断面図
(b)である。
【図5】本発明の第2実施例の厚膜コンデンサの製造過
程1を示す平面図(a)およびそのA−A’断面図
(b)である。
【図6】本発明の第2実施例の厚膜コンデンサの製造過
程2を示す平面図(a)およびそのA−A’断面図
(b)である。
【図7】本発明の第2実施例の厚膜コンデンサの製造過
程3を示す平面図(a)およびそのA−A’断面図
(b)である。
【図8】本発明の第2実施例の厚膜コンデンサの製造過
程4を示す平面(a)およびそのA−A’断面図(b)
である。
【図9】従来の厚膜コンデンサの一部分を示す平面図
(a)およびその厚膜コンデンサの断面図(b)であ
る。
【図10】従来の、図9とは異なる厚膜コンデンサの平
面図(a)およびその厚膜コンデンサのA−A’断面図
(b)である。
【符号の説明】
11,21,31 アルミナ基板 12,13,22,23,33,34 櫛形電極 13a,13b,23a,23b,34a,34b
歯 14,24,32,35 誘電体層 15,16,25,36 トリミング溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板面上に形成された、歯が互いに入り
    組んだ一対の櫛形電極と、 該一対の櫛形電極双方の歯からなる複数の歯の並びのう
    ちの最も外側の歯の内側の部分に重なるとともに該最も
    外側の歯の外側の部分が露出するように該一対の櫛型電
    極上に形成された誘電体層とを備えたことを特徴とする
    厚膜コンデンサ。
  2. 【請求項2】 前記一対の櫛形電極の歯のうちの最も外
    側の歯がトリミングされたものであることを特徴とする
    厚膜コンデンサ。
JP5965896A 1996-03-15 1996-03-15 厚膜コンデンサ Withdrawn JPH09251924A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003519948A (ja) * 2000-01-03 2003-06-24 アエスカ エス.ア. 可変容量結合アンテナ
JP2004072034A (ja) * 2002-08-09 2004-03-04 Toppan Printing Co Ltd コンデンサ及びそれを内蔵したインターポーザーもしくはプリント配線板
JP2015038936A (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 住友電工プリントサーキット株式会社 コンデンサ、フレキシブルプリント配線板及び電子部品

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