JPS6133246B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は単一体チツプコンデンサに関し、特
に、可撓性のリード線が突出したコンデンサと対
比されるものであり、回路基板に直接接続される
ようにされたチツプコンデンサに関する。

現在の電子装置にはコンパクトで信頼性の高い
チツプコンデンサがかなり利用されるようになつ
てきている。

この種のコンデンサを使用されている従来装置
によつて、上記コンデンサは両端縁に２つまたは
それ以上の端子部分を備えている。このコンデン
サは表面上に導電性の隆起部（ランド）を設け
た、アルミナまたはエポキシ樹脂充填フアイバガ
ラス製の基板に直接装架されている。リフロウは
んだ接続によりこれ等コンデンサと隆起部（ラン
ド）とを導通するようにする。すなわちコンデン
サの端子部は上記の隆起部（ランド）と直接接触
するようにされる。このはんだ接続法により電気
部品を基板に電気的ならびに機械的に接続する。

このはんだ付けの際、さらには回路基板の使用
時にこの回路基板とコンデンサとを組込んだ装置
は急激な熱膨張を受ける。

配線中の種々の材料に膨張係数の差異があるこ
と、またコンデンサは、特にその端子部とコンデ
ンサ電極との間の境界において比較的脆弱である
ことに起因して、コンデンサ自体は高信頼性であ
るにもかかわらず、経験上コンデンサの破損の確
率が高いことが判明している。破損防止のため、
構成部品の膨張収縮差によりコンデンサの脆弱部
分に過大応力が伝わらないように、このような膨
張収縮差を柔軟なコネクタの屈撓で吸収するよう
な構造とし、すなわちコンデンサの端子部と回路
基板との間の界面で柔軟度のある接続をなすよう
な試みがなされている。

このような柔軟コネクタを用いることにより高
信頼度のコンデンサが提供されるが、タブなど柔
軟な部材を利用することが、付加部分を有するこ
ととなり、さらにこの部分の取付けのための作業
が増すのでコストの増大を招く。

コンデンサの電極とこれに対応する端子部との
間の部分は空隙が存在するとコンデンサの信頼性
が低下する。誘電体層相互間の電極が有限の厚さ
を有しているために、この種の空隙がコンデンサ
本体内に存在することによる。かくして、従来の
技法を利用して、コンデンサの互いに対向した表
面間に圧縮力を加えた場合、一番厚い部分たとえ
ば反対極性の電極が互いに重なり合つた中央部分
に高い圧力が分布し、この圧力は電極が互いに重
なり合つていない周縁部分に分布する圧力よりも
高くなる。上記のように周縁部分の圧縮が不充分
であるので、コンデンサの電極の端からコンデン
サの対向する端部の外部端子までの部分に脆弱点
あるいは空隙が生じ、その結果として、コンデン
サの電圧破壊および（あるいは）その絶縁抵抗の
劣化を招き、よつて、その特性値が変化してしま
う。

本発明は、単一型のチツプコンデンサの改良に
関するもので基板へコンデンサを取付ける際に生
じる熱衝撃又コンデンサを組込んだ装置を利用す
る場合も含めて熱衝撃作用で損傷することのない
よう柔軟度のある接続を提供するものであり、コ
ンデンサを基板に接続する際に用いられるリフロ
ウ式はんだ付けを行う段階でこの柔軟度を与えら
れるようにすることである。

具体的には本発明は、上述の改良形コンデンサ
においてコンデンサの底部（基板に隣接した表
面）に一つまたは複数の一体の垂下支持部分を有
し、コンデンサを基板に配置した際上記支持部分
は基板に当たりコンデンサの側方の端子部分を、
基板の表面から約0.125mmから0.250mmまたはそれ
以上の距離で引き離すように構成したことを特徴
とするコンデンサを提供するものである。

コンデンサの端子部分をたとえば、リフロウ式
はんだ付けにより基板に接合した場合に、垂直に
隆起するはんだビードが形成されるが、このはん
だビードは、基板側の導電性の隆起部から端子部
分が離されているために、柔軟な柱体として作用
し、コンデンサと基板との互いに異なる熱膨張特
性の相違による不都合が柔軟な柱体の屈撓で吸収
できることになる。かくして、端子部分が基板の
表面より上方に引離されることで形成される細長
の柔軟なはんだの柱体により、前記端子部分と電
極の端部の周縁との間の接続部の破断などを防止
することができる。

前記コンデンサの端子部分を前記隆起部の表面
から引き離す支持部分は、個々に種々の形態を取
ることができる。本発明の好ましい一実施例で
は、セラミツク製の中央隆起体をコンデンサの底
部表面に一体に成形するようになし、この隆起体
が基板または回路基板に設置した際、上記基板上
の導電性隆起部の高さ以上に導電性の端子部分を
持上げることを可能ならしめる高さとなつてい
る。外部端子が設けられるコンデンサ端部から内
方にできるかぎり十分に距離を離して上記支持部
を設けることが好ましい。なぜなら、かくしてリ
フロウはんだ付けにより導電性の隆起体と支持部
との間の部分に空間を生じ、はんだビードの柔軟
な性質が損なわれないようにする。

本発明のさらに他の実施例によれば、前記支持
部が前記隆起体をコンデンサの下表面上に、２つ
またはそれ以上設けるようにしてもよい。

以下において、本発明を内部に複数の電極を有
する２端子単一型コンデンサ装置に関して具体的
に説明することにする。

上述の好ましい実施例によれば、支持部分は、
コンデンサ成形用の生のセラミツクスの周縁部分
を焼成前にその中央部分よりも強く圧縮して形成
する。これにより垂下した隆起体がコンデンサの
底部表面より下方に形成される。上記の方法は電
極と端子部分との間の周縁部分を圧縮して当該部
分における脆弱点または空隙の生じる傾向をなく
すことができるので付加的利点を有することとな
る。

したがつて、本発明の第１の目的は、コンデン
サと基板との間にリフロウはんだにより形成され
た接続部分がコンデンサおよび基板の熱膨張係数
の差に起因して、コンデンサならびにコンデンサ
と基板との接続部分自体の損傷を防ぐに充分な柔
軟性を有するようにした改善された単一体型のチ
ツプコンデンサを提供することである。

本発明のさらに他の目的はコンデンサと基板と
の間に形成されたはんだ接続部分が高い柔軟度を
有するようになつた改善されたコンデンサを提供
することである。

本発明のさらに他の目的は同じ型式の従来のコ
ンデンサと比較して製造費が高くならない上記型
式のコンデンサを提供することである。

本発明のさらに他の目的はコンデンサ端子部に
隣接した周縁部分に脆弱点または空隙が形成され
る可能性を低減した上記型式のコンデンサを提供
することである。

本発明のさらに他の目的は上記型式のコンデン
サを製造する方法を提供することである。

以下添付図面について本発明を詳述する。

添付図面の第１図には絶縁用基板１１に固定さ
れた単一体型のチツプコンデンサ１０が図示され
ている。一般に上記基板はアルミナまたはガラス
充填エポキシ樹脂で構成されている。双方の材料
ともコンデンサの熱膨張係数とは異る熱膨張係数
となつている。コンデンサ自体は、セラミツク材
料製の複数の層から構成されている。コンデンサ
が異常に圧縮または膨張応力を受けた場合にこれ
らのセラミツク層は破裂または分離される傾向を
有する。一般にコンデンサの周縁端部に形成され
た導電性端子部分が基板上に形成された導電性隆
起部に直接接触固定され、すなわちコンデンサを
前記基板に対してほとんど動かないように固定し
たような場合に、この種の応力が発生する。

はんだビードの形成後諸構成部分が冷却される
ことにより、熱膨張係数の差のゆえに圧縮力また
は膨張力が不可避的に生じることは言うまでもな
いであろう。

本発明によれば支持部の提供により、このよう
な応力やある程度までではあるが、機械的衝撃の
影響を少なくすることができ、コンデンサおよび
その基板への接続が損傷するのを防止することが
できる。この支持部は、例えば、第１図から第４
図に図示の好適実施例の隆起部１２、第５図に図
示の実施例の隆起部１３等の構成とすることがで
きる。この支持部により基板１１の上表面から約
0.125から0.25mmの距離Ｄだけコンデンサの底部
下面１４を離し、垂直柱体１６が実質的にコンデ
ンサの端子部１７，１７と基板との間に生じるよ
うにすることができる。

端子部分を上述の距離だけ基板より上方に引き
離す一体の支持部をセラミツク本体上に設けたこ
とにより、はんだ接続部分を充分な長さとするこ
とが可能となり、コンデンサと、基板の隆起部１
８との間に比較的柔軟性のある接続部分を提供す
ることができる。そこで機械的応力は、このはん
だ材料部分で吸収相殺することができ、大きな機
械的応力がコンデンサに伝達され、コンデンサを
破損したり、コンデンサの特性値を変化させてし
まうようにすることは回避できる。

この柔軟性の作用で基板とコンデンサとの相対
的なのびちぢみを相殺することがみとめられるで
あろう。

次に第３図には、第１図と第２図のコンデンサ
を形成する方法が概略的に形示されている。従来
どおりに、このコンデンサはコンデンサ誘電体部
分を構成する１連のセラミツクスの層Ｌとコンデ
ンサ包囲層で構成されている。

層Ｌの相互間には電極Ｅ，E′が形成されてい
る。上記電極は、セラミツク層上に金属をスクリ
ーニング処理により形成させたものであり、有限
の厚さを有している。一方の電極たとえば、電極
Ｅは周縁端部１９から長手方向に延びて、その反
対側のコンデンサ周縁端部２０の手前の位置で終
つている。同様に反対側電極E′が周縁端部２０
と同位置から延びてその反対側の周縁端部１９の
手前で終つている。

上記の従来的構造から容易に理解されるが、電
極Ｅ，E′の厚さがたとえ薄くとも、有限である
ので、周縁端部２０と電極Ｅとの間、および周縁
端部１９と電極E′との間の区域内に１連の空隙
Ｖが存在しうる。第１図および第２図に示される
コンデンサの支持スペース装置すなわち隆起部１
２を提供し、かつまたコンデンサの破壊の発端部
分となる上記空隙を排除するため、互いに逆極性
の電極が互いに重なり合う中央部分よりも周縁部
分Ｍ（互いに逆極性の電極が重なり合わない部
分）を強く圧縮するダイス型部材が使用されてい
る。

概略的に例示されている、前記ダイス部材は、
平坦な頂板２１と、互いに逆極性の電極の互いに
重なり合つた部分に対応した部分に凹所２３を設
けられている基底板２２とを有する構成のもので
もよい。上記ダイス型部材を締めつけた場合に、
上記中央部分に加えられる圧縮力より大きいか、
少なくとも等しい圧縮力で上記範囲の周縁部分内
の生のセラミツクスが圧縮され、この結果、これ
と同様に上記周縁部分と相当する空隙を圧縮し、
これを排除することができる。

同時にこのダイス部材は所望の隆起部１２を形
成するが上記隆起部は、このコンデンサが回路基
板等にはんだ付けされた後で形成される端部の端
子部分１７を前述のごとく基板より上方の位置に
離す作用をするであろう。上記のごとく、コンデ
ンサを形成するこの方法は、従来の全体の表面が
平坦なダイス部材の相互間で圧縮され、重なり合
つた電極と対応する部分に薄い周縁部分よりも大
きい圧力が生成される製造方法に比較し顕著な効
果を有するものである。

第４図は、ダイス型部材２１，２２から離型さ
れたコンデンサ成形体を図示している。周縁部分
に加えられる圧縮とその結果空隙が除去され効果
が図示されている。

当業者には理解されるとおり、第４図に図示さ
れているセラミツク部材が焼成され、続いて、互
いに逆極性の電極を回路内に接続するための手段
となる端子部分１７が取付けられる。

製造方法の一変形態様によれば、コンデンサの
下表面を形成する装置として使用されるダイス部
分２２の生のセラミツクスと係合する表面上に屈
撓自在な弾性体層を組込むことができる。上記弾
性体層の弾力は周縁部分に所望の付加圧縮を自動
的にもたらすものであろう。圧縮後上記周縁部分
の全体の厚さは、電極の重なり合いがないので、
電極が重なり合つている中央部分の厚さよりも薄
くなるであろう。

ダイス型２２は凹所と弾力性の層とのいずれか
一方または双方を利用したものでもよいことは理
解されるであろう。

重なり合つた電極の合成厚さがかなり大きい場
合、所望の隆起部を形成するのに弾性体ダイス型
部材に上記合成厚さを加味するようにすることが
さらに可能である。

以上本発明に鑑みて当業者には明らかであろう
が、本発明の精神を逸脱することなく以上で述べ
られた概念に各種の変化を施すことが可能であ
る。たとえば、コンデンサの下表面上に使用され
ている隆起、段または類似した支持装置の外形お
よび個数は、上記支持部が前記端子部と基板との
間にかなりの長さのはんだ部分を確実に存在させ
るようにコンデンサの端子端縁を持上げる働きを
十分に達成することができるのであれば、限定的
なものでない。できれば支持部は隆起部と支持部
分との間の全空隙にはんだが流入する（この場合
には比較的大きい応力がコンデンサに伝達される
可能性が増大される）ことのないように前記周縁
部からある距離を内方に離隔されることが好まし
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は基板に取付けられ本発明にしたがつた
コンデンサの概略の側面図、第２図は第１図のコ
ンデンサの上表面の斜視図、第３図は本発明にし
たがつたコンデンサを製造するのに使用される形
成用ダイス型の各部を順次配列して示した概略斜
視図、第４図は部分的に形成されたコンデンサの
概略斜視図、第５図は本発明のさらに他の実施例
にしたがつたコンデンサの斜視図である。 １０……単一体チツプコンデンサ、１１……絶
縁基体、１２……隆起体、１３……隆起部分、１
４……下表面、１５……上表面、１６……垂直柱
体、１７……成端部分、１８……導電性の隆起部
分、１９……周縁端部、２０……周縁端部、２１
……ダイス型頂板、２２……ダイス型基底板、２
３……凹所、Ｄ……距離、Ｅ，E′……電極、Ｍ
……周縁部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 誘電体セラミツク製本体内に封入された、逆
   極性の内部電極群が互に重なり合つた中央部分
   と、１つ置きの上記電極と接触関係をなして前記
   本体の対向両端に配置された外方端子部分とを有
   する単一体のセラミツク製コンデンサであつて、
   前記中央部分と各前記端子部分との間に周縁部分
   を有し、基板に隣接して設置される底部表面を含
   んで成るコンデンサを製造する方法において、生
   のセラミツク本体に形成された前記電極を部分的
   に重ね合わされた位置で積み重ねて、コンデンサ
   用積層体を形成する段階と、前記電極に垂直な方
   向に加えられる圧縮力を前記積層体に加えて、前
   記周縁部分に前記両端まで延びた凹み部を形成
   し、それにより前記凹み部の間に前記の隆起した
   底部表面を形成する段階と、しかる後に、前記セ
   ラミツクの焼成硬化を完了させる段階と、前記素
   子の前記両端に導電性の端子被覆を被着する段階
   とを含むセラミツク製コンデンサの製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   前記セラミツク製本体の前記周縁部分と一致する
   突起状部分を有するダイス型部材を介して前記圧
   縮力を前記積層体底部表面に対して加える段階を
   含んで成るセラミツク製コンデンサの製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   前記圧縮力を加えるにあたり深さ方向に弾性部材
   を前記生のセラミツク積層体の前記底部表面と前
   記ダイス型部材間に当てて介在させる段階を含ん
   で成るセラミツク製コンデンサの製造方法。