JPS6151411B1 - - Google Patents

Description

【図面の簡単な説明】

第１図は生の誘電性シート上に形成した１つの
コンデンサー電極の斜視図、第２図は本発明の方
法の基本的構成となる１対のコンデンサー電極の
平面透視図、第３図は本発明の方法によつて作ら
れるコンデンサーの基本的構成となる１対のコン
デンサー要素の側面図、第４図は生のコンデンサ
ー積層体を支持する装置の側面図、第５図は第４
図の装置においてコンデンサー積層体に圧力を施
している状態を示す側面図、第６図は本発明の方
法によつて作られるコンデンサーユニツトの基体
的構成を示す側面図、第７図は露出した電極未端
がメタライズされたコンデンサーユニツトの側面
図、第８図は導線を両端に固着させたコンデンサ
ーの斜視図、第９図は本発明により積層されたコ
ンデンサー基体的構成側面図、第１０図は本発明
のコンデンサー製造方法を説明する部分透視図、
第１１図は第１０図の線１１−１１に沿つて示す
コンデンサー積層体の側面断面図である。

【発明の詳細な説明】

本発明は、結晶化可能ガラスフリツトを結合剤
に入れて作られた生状態の複数個の薄い誘電性シ
ートから多数のコンデンサーを同時に製造するコ
ンデンサーの製造方法に関するものである。 従来、積層コンデンサーは、金属箔を配置した
ガラス又は他の誘電性シート、次いで第２の箔の
一部が第１の箔と重なるように第２の箔を配置し
た第２の誘電性シートを用いて作られていた。こ
れは１組の板からなり、別の板を同様に所望の電
気性質を得るに必要な程度までその上に積み重ね
てもよい。次いで積層物に覆いシートをかけ、全
集積層体に温度と圧力をかけ、これによつて誘電
性シートを軟化し隣接する箔をシートに接着する
ようにする。その後その構造体を適当な巾に切断
し個々のコンデンサーとする。このようにして得
られたコンデンサーの相対する端に導線を接続
し、切断縁に沿つて露出したコンデンサー板を釉
掛する。その後コンデンサーを適当な公知の方法
でカプセルに入れる。 このような方法は薄い誘電性のガラスリボンの
繊細な取扱いを必要とする欠点を有している。こ
の方法でコンデンサー積層体を得るには、注意深
い取扱いと正確な制御を必要とし、大量生産には
不適である。また、個々のコンデンサーの切断さ
れた側面は釉掛しなければならない。なぜなら、
釉掛しないと電極は露出されて悪い環境の影響を
受け、対極の電極間で電圧のフラツシユオーバー
を起すこととなるからである。更に、ガラスは所
望のセラミツクの電気的性質を与えない。 他の積層コンデンサー製造方法も知られてお
り、そこではコンデンサー積層体は堅い基体にエ
ナメル又はセラミツク組成物の層を設け、その層
に多くの独自の粉末金属領域を設ける。その上に
第２のガラス質エナメル層を施し、第２の一連の
粉末金属領域を第２のガラス状エナメル層に設け
る。積層体は所望の数の誘電層と該誘電層上の電
極層の組でこの方法を続けることにより完成され
る。次いでこの塊を水平及び垂直に個々のコンデ
ンサーユニツトに切断し、その後焼成して個々の
コンデンサーとする。 このような方法にも積層体を極め丁寧に扱わな
ければならないという欠点があり、この方法も大
量生産には向かない。この方法はセラミツク又は
エナメルの粒子を融着するのに非常に高い温度を
必要とし、粒状電極物質を溶かし、それをボール
状にさせてしまう。このことは種々の厚さをもつ
不連続的な電極となり貧弱なかつ再現性のない電
気的性質をもつコンデンサーを製造することとな
る。この方法によつて作られたコンデンサーは更
にその性能を下げる多孔質構造をもつ。更に、露
出した電極は切断側面に釉掛を要する。 本発明の目的は上記欠点を除去し、実質的に空
孔のない特性の良いコンデンサーを大量生産す
る、コンデンサーの経済的かつ迅速な製造方法を
提供することにある。 本発明によるコンデンサーの製造方法は、 有機結合剤と結晶化しうるガラスフリツトを含
む複数枚の薄い生誘電性シートを作り、 この複数枚の誘電性シートのうちの第１のシー
トの上の縦横に間隔をおいた多数の位置にスラリ
ー状の金属層を短ざく状に塗布し、 この金属層を塗布した前記第１の生誘電性シー
トの上に第２の前記生誘電性シートを載置し、 この第２の生誘電性シートの上の縦横に間隔を
おいた多数の位置に、前記第１のシート上に短ざ
く状に塗布された金属層の長さ方向端部に両端が
重なるようにスラリー状の金属層を短ざく状に塗
布し、 さらにこの上に第３の生誘電性シートを載置
し、 この上に、前記第１のシート上に塗布された金
属層の上に重なるようにスラリー状の金属層を短
ざく状に塗布し、 上記載置、塗布を所望回数繰返して前記金属層
がコンデンサー電極を構成するような積層体を形
成し、 このようにして形成された積層体の上に１枚の
生誘電性シートを覆いとして載置し、 その後この積層体を昇温して有機成分を揮発さ
せ、 昇温したままで該積層体に圧力をかけて該ガラ
スを融着し、該積層体の各層を互いに密封して一
体化された積層体を作り、 該積層体のガラスを結晶化するための熱処理を
行なつて誘電体をガラスセラミツクとし、その後 圧力及び温度を除去し、 このようにして得られた積層体を、前記第１の
シートの長さ方向に隣接する短ざく状金属層の間
と、前記第２のシートの上の長さ方向に隣接する
短ざく状金属層の間と、前記各シートの幅方向に
隣接する短ざく状金属層の間において切断し、 前記切断された積層体の切断面に露出した金属
層端面に電気的結合部を形成することを特徴とす
るものである。 以下、本発明の方法の基本的ステツプを単体コ
ンデンサーについて説明する。 第１，２及び３図は、生の状態のコンデンサー
積層体又は集合体を製造する段階を説明してい
る。本発明で用いられる「生の」又は「生状態
の」なる表現は、物品又は要素中に含まれる有機
質成分が揮発又は燃焼して失われる前、粒状物質
が少くとも温度の影響下で融着し密にされる以前
あるいはガラスが結晶化されてガラスーセラミツ
クとなる以前の物品又は要素を意味する。第１図
には生状態の誘電性物質の薄いシート１０が示さ
れているが、以下、このシートを生誘電性シート
と言う。このシートの所定の位置には第１の金属
層１２が設けられる。 生誘電性シート１０は有機結合剤中の生ガラス
フリツトから作られるが、その結合剤の一例は米
国特許明細書第3988405号「肉薄物品または薄板
の製造方法」に示されている。結晶化されて高い
誘電定数のガラスーセラミツクをつくることので
きる適当なガラス組成物は米国特許明細書第
3195030号に示されている。シート１０はドクタ
ーブレードで作つてもよく、または米国特許第
626560号に記載された方法により作つてもよい。
金属層１２は粒状金属の揮発性有機ベヒクル中の
スラリー又懸濁液から作られる。好ましい金属と
しては、金、銀、白金、パラジウム、それらの合
金等が挙げられる。揮発性有機ベヒクルとして
は、ケロシン、松根油、有機樹脂溶液、エル、ル
ーシユ アンド コンパニー（Ｌ・Reushe and
Company，Newark New Jersey）製のReushe
No 163−Ｅとして知られているベヒクル等を用
いることができる。揮発性有機ベヒクルが機械的
かつ化学的に生誘電性シートの有機結合剤と併し
うることが必要である。好ましい金属スラリー又
は懸濁液の例はハノヴイア リキツド ゴールド
テイヴイジヨン、エンゲルハード インダスト
リーズ（Hanovia Liquid Gold Division，
Engelhard Industries，East Newark，New
Jersey）製のハノヴイア コンポジシヨン
（Hanovia Composition）NoA61264又はイーアイ
デユポン カンパニー（E.I.dupont
Company，Wilmington，Delaware）製のコンポ
ジシヨン（Composition）NoEP−8234である。
特に好ましい懸濁液は粒状金属が約99重量％の金
からなるものである。粒状金属のスラリー又は懸
濁液は適当な公知の方法で塗布しうる。例えば金
属層をスクイーズローラー又は他の類似装置によ
つてマスクを通して塗布することができる。この
方法はシルクスクリーニングとして知られてい
る。また、吹き付等によつて塗布することもでき
る。 第２図は金属層１２と誘電性シート１０の上に
シートとほぼ一致させて配置した第２の生誘電性
シート１４を示している。金属層１２は液体ベヒ
クルのスラリー又は懸濁液の形で塗布されている
から、その金属層はシート１４をシート１０に接
着する作用を有する。この接着は、これにより
種々の要素の位置が取扱い中保持されるから、コ
ンデンサー積層体又は集合体を引き続き処理する
際特に望ましい。第２の金属層１６は次いで金属
層１２を設けたのと同じ方法で生誘電性シート１
４に塗布されるが、しかしながら、金属層１６の
位置は、金属層の一部のみが重なり、一方残りの
部分が重ならない関係にあるように長手方向にフ
イルム１２の位置からずらされている。第１の金
属層１２と第２の金属層１６は、金属層の重なり
合つた部分にほぼ一致する有効な静電容量域を有
するコンデンサー電極を構成している。第３図は
金属層１６の上にシート１０及び１４とほぼ一致
して配置された第３の生誘電性シート１８を積層
体の覆いとする簡単な２電極生コンデンサー積層
体又は集合体２０を示している。 生コンデンサー集合体又は積層体２０を完成し
た後、それを堅いパレツト基台２４からなるパレ
ツト２２の上に置き、その基台上に剥離シート２
６を配置し、コンデンサー積層体２０が次の焼成
中に基台上に接着するのを防止する。このシート
２６は雲母、雲母及び繊維ガラスの組み合せ等か
ら作ることができる。コンデンサー積層体２０
を、本発明の方法のある段階では積層体２０の上
方にあつて積層体２０と接触しない圧力分配板３
０を支持するために与えられている支持台２８間
の剥離シート２６上に配置する。支持台２８は不
銹鋼等の適当な物質から作られる。板３０の下面
は最後にはコンデンサー積層体２０と接触するか
ら、剥離シート３２がシート２６と同じ目的で板
３０の底部に設けられる。第４図に示されている
パレツト集合物を次いで適当な炉に入れ、コンデ
ンサー積層体２０中の有機成分のいずれも揮発し
又は燃焼して追い出す充分な温度にする。その
後、温度を上げて誘電性シートのガラスを融着し
かつ密にし、そして隣接する部材を共に密着して
実質的に緻密な、空孔のない、単一化された積層
体を作る。この昇温工程の終了間際に圧力をコン
デンサー積層体２０に与えて緻密化及び密着を行
う。コンデンサー積層体２０上に圧力をかける１
つの方法として、例えば支持台２８をつぶす水圧
ピストン３３により剥離シート３２をもつ板３０
を第５図に示すように積層体２０に接触させて降
下させる方法がある。そのような圧力印加装置を
もつ炉は当業者間で周知である。次いで積層体２
０は緻密な実質的単一体のコンデンサーユニツト
が得られるまで加圧高温に維持される。次いでそ
の単一化された積層体を、ガラスを結晶化すなわ
ち失透させてガラスセラミツクとするように熱処
理する。半結晶ガラスセラミツク体を製造する方
法は前記米国特許第3195030号に示されている。 緻密にすること、融着すること及び密封するこ
とは誘電体がガラス状態の状態のままで達成され
るから、比較的経済的な電極物質の溶融温度より
も比較的にはるかに低い温度で行うことができ
る。ガラスの持つていない所望の電気的性質、例
えば誘電定数のようなものは熱処理後結晶体から
得られる。熱処理温度も好ましい電極物質の融点
より充分低く保持させ、そこで非常に望ましい電
気的性質をもつ緻密な単一コンデンサーユニツト
を比較的低温で作ることが注目されよう。金属
は、ボール状となり、電極に不連続構造を形成し
同時に種々の異なつた電気的性質をもつコンデン
サーとする種々の厚さの電極を作る傾向にあるか
ら、この電極物質を溶かさないことが望ましい。
セラミツク物質はより経済的な電極物質の融点以
下の温度で融着され又は緻密にされえず、そのた
めにセラミツク物質で作られた従来のコンデンサ
ーは誘電性欠陥及びボール状になつた電極を有す
るという欠点がある。 加熱処理し温度と圧力を除いた後の緻密な単一
体のコンデンサーユニツト３４を第６図に示す。
ここでは、電極３６及び３８が重なつていない端
部を露出するようにコンデンサーユニツト３４の
末端部は除去されている。 コンデンサーユニツト３４は、次いで露出され
た電極を含む端部に銀等の適当な金属の層４０及
び４２を設けることによつて端部をメタライズし
てもよい。第７図に示すように層４０は電気的に
電極３６と接触し、一方層４２は電極３８と電気
的に接触している。その後コンデンサー導線４４
及び４６を第８図に示すようにコンデンサーユニ
ツト３４に接続する。コンデンサーユニツト３４
の端部に、コ字型部材４８及び５０を有する導線
４４及び４６が示されている。導線４４及び４６
はコ字型部材４８，５０をメタライズされた層４
０及び４２にハンダ付けするか又は直接電極にハ
ンダ付けするような任意の方法によりコンデンサ
ーユニツト３４のそれぞれの端部と接する。もち
ろん導線の形式はこれに限らず、公知の他の型の
導線も使用できる。 その後そのようにして得たコンデンサーを例え
ば公知の任意の方法で樹脂等のカプセルに入れて
もよい。金属層１２及び１４は生誘電性シートの
端部に達しないように塗布されるから、得られた
コンデンサーユニツト３４は完全に電極を囲むガ
ラスセラミツク誘電体によつて密封されている。
電極は、電極と外部導線との間で接触が行われる
端部でのみ露出される。 第９図は上記のように積層する工程を繰返して
多数の電極を重ねた積層体の例を示す。コンデン
サー積層体６４は生誘電性シート７０によつて隔
てられた複数組の電極６６及び６８からなる。こ
れは第３図に説明したようなコンデンサー積層体
２０をつくる方法を繰返して所望の数の組のコン
デンサー板をつくり、適当な電気的性質をもつコ
ンデンサーを提供するようにしたものである。積
層体６４はその後前記の如く温度及び圧力を受け
る。生誘電性シート７０は全て位置を揃えられ、
１つおきの電極６８をつくる金属層も位置を揃え
られ、１つおきの電極６６をつくる金属層も同様
に部分的にのみ電極６８と重なり、位置を揃えら
れる。従つて複数個の電極６６，６８は全て一方
向に伸びる重なり合わない部分をもつことになろ
う。電極６６，６８をつくる金属スラリー又は懸
濁液は、次の電極及びシートを積層させるとき、
隣接る誘電性シート７０を接着させる効果を有
し、シートの保持手段として有用である。 第１０図は本発明の方法により複数個のコンデ
ンサーユニツトを同時に生産する方法を示す。複
数組の伸長した金属層７２をまず１つの生誘電性
シートに適当に間隔を置いて塗布する。その後金
属層７２の接着性がなくならない間にその上に第
２の生誘電性シート７４を、金属層７２が設設け
られた生誘電性シートと一致させて配置する。次
いで第２の複数個の伸長した金属層７６を生誘電
性シート７４に、金属層７６の各々の部分が該複
数個の金属層７２の少なくとも１つの部分と重な
るように塗布する。特に複数個の金属層７２のう
ちの２つである金属層７８及び８０は、複数個の
金属層のうちの１つである金属層８２が、部分的
に金属層７８及び金属層８０の両方と重なるよう
にシート７４に位置される。このことは矩形Ａ及
びＢで説明される。Ａは金属層７８及び８２間の
重なり合つた部分であり、そしてＢは金属層８０
と８２間の重なり合つた部分である。矩形Ｃは金
属層７８，８０のいずれとも重ならない金属層８
２の部分である。 第３の生誘電性シート８４が次に複数個の金属
層７６の上に配置されてその覆いとなる。上記第
１０図の説明に従つて作られた複数個のコンデン
サーユニツトは、第３図に説明されたような単に
２電極の複数個のコンデンサーであつてもよく、
または第９図に説明されたような多電極の複数個
のコンデンサーであつてもよい。多数対の電極を
得るには上記第１０図に関して記載した方法を、
コンデンサーの適当な電気的性質をつくるのに必
要なだけ回数繰り返す。従つて、第３の複数個の
フイルムは、第４の生誘電性シートを配置される
複数個のフイルム７２と一致させて生誘電性シー
ト８４に設けられる。第４の生誘電性シートに第
４の複数個の金属層が複数個の金属層７６と一致
させて設けられる。以下、同様にして更に別の生
誘電性シート及び金属層を設けることができる。
その後、コンデンサー積層体８６には前記の如く
温度及び圧力をかける。 コンデンサー積層体８６を焼成及び加熱した
後、生じる緻密な単一体構造はダイヤモンド鋸等
の周知の手段で切断する。コンデンサー集合体８
６は一方向にＤ，Ｅ，F.G等に沿つて切断し、線
Ｄ，Ｅ，Ｆ，及びＧとは直角の方向に線Ｈ，Ｋ，
Ｊ等に沿つて切断する。この方法で焼成された集
合体を切断すると複数個のコンデンサーユニツト
が得られそれぞれ次の電極の一部と重なり合つた
電極をもち一方両電極は相対する方向に伸びる重
なり合わない部分をもつことが分る。更に電極の
重なり合わない端部は切断中に自動的に露出さ
れ、一方その側面は露出されず、ガラスセラミツ
ク誘電性物質内に密封されたままである。もちろ
ん、Ｈ，Ｋ，及びＪに沿う切断部は密封されなけ
ればならない。 集合体を線Ｄ，Ｅ，Ｆ及びＧに沿つて切断する
ことにより、個々のコンデンサー電極の端部が露
出したコンデンサー列が得られる。そのようなコ
ンデンサー列は線Ｈ，Ｋ，及びＪに沿つて切断し
て個々のコンデンサーにする前に切断縁に沿つて
メタライズしてもよい。このように、複数個のコ
ンデンサーを１度にメタライズすることもでき
る。 第１１図は焼成し熱処理をした後のコンデンサ
ー積層体８６を示し、いかにしてコンデンサー列
が線Ｄ，Ｅ，Ｆ及びＧに沿つてそこから切断され
コンデンサー電極端部のみを露出させるかを説明
している。

【特許請求の範囲】

１ 有機結合剤と結晶化しうるガラスフリツトを
含む複数枚の薄い生誘電性シートを作り、 この複数枚の生誘電性シートのうちの第１のシ
ートの上の縦横に間隔をおいた多数の位置にスラ
リー状の金属層を短ざく状に塗布し、 この金属層を塗布した前記第１の生誘電性シー
トの上に第２の前記生誘電性シートを載置し、 この第２の生誘電性シートの上に縦横に間隔を
おいた多数の位置に、前記第１のシート上に短ざ
く状に塗布された金属層の長さ方向端部に両端が
重くなるようにスラリー状の金属層を短ざく状に
塗布し、 さらにこの上に第３の生誘電性シートを載置
し、 この上に、前記第１のシート上に塗布された金
属層の上に重なるようにスラリー状の金属層を短
ざく状に塗布し、 上記載置、塗布を所望回数繰返して前記金属層
がコンデンサー電極を構成するような積層体を形
成し、 このようにして形成された積層体の上に１枚の
生誘電性シートを覆いとして載置し、 その後この積層体を昇温して有機成分を揮発さ
せ、 昇温したままで該積層体に圧力をかけて該ガラ
スを融着し、該積層体の各層を互いに密封して一
体化された積層体を作り、 該積層体のガラスを結晶化するための熱処理を
行なつて誘電体をガラスセラミツクとし、その後 圧力及び温度を除去し、 このようにして得られた積層体を、前記第１の
シートの長さ方向に隣接する短ざく状金属層の間
と、前記第２のシート上の長さ方向に隣接する短
ざく状金属層の間と、前記各シート上の幅方向に
隣接する短ざく状金属層の間において切断し、

Claims (1)

1. 前記切断された積層体の切断面に露出した金属
   層端面に電気的結合部を形成することを特徴とす
   る積層コンデンサーの製造方法。