JPS63252414A - 多層セラミツクコンデンサを含む高静電容量バスバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、バスバー、特に高静電容量を特徴とするミ
ニアチュアバスバーに関する。更に詳細には、この発明
は細長い平行バス導体の対間に多層容４性素子を組み入
れた新規なバスバーに関する。

比較的に小さいまたはミニアチュアサイズの従来のバス
バーは多年に亙り技術上知られている。

かかるバスバー装置は、多くのシステム、例えばコンピ
ュータバックパネルおよび集積回路システムにパワーお
よび／または信号配布に用いられる。

かかる先行技術の多層バスバーは絶縁フィルムにより分
離された少なくとも２枚の導電性板（通常細長い銅スト
リップまたはバー）を含む。典型的には、分離絶縁層は
、ポリエステル材料の如きプラスチック誘電体フィルム
である。分離層および導電性板は接着剤により接合され
る。この型の従来の先行技術のバスバーは静電容量が比
較的に小さく、その結果、装置が高周波ノイズを減衰す
るのに比較的に非効果的になる。この高周波ノイズは、
特にバスバーが信号配布に用いられるときに極めて不都
合である。

このノイズ問題を除去する先行技術の一解決法は、バス
バーアセンブリの完成後にコンデンサをバスバーへ接続
することを含む。この解決法は静電容量を高め、ノイズ
を減少するのであるが、製造に費用と時間が増す。

先行技術に開示された他の型のバスバー構造は１対の導
体間に高容量性素子を配置することを含む。これらのバ
スバーは所望の高静電容量を有する。かかる高静電容量
バスバーの例は米国特許第４．２３６，０３８号、同第
４．２３６．０４６、同第４．２６６．９１０号、同第
４．３４２．８８１号、同第４，３９９．３２１号、同
第４．４０３，１０８号、同第４，４２０，６５３号、
同第４，４３６，９５３号および同第４．５９９，４８
６号に開示されている。これらの特許に利用された高容
量性素子は、誘電体材料、通常は高誘電率のセラミック
、の屑またはチップである。

チップの対向面は典型的には、導電性材料の薄い一体的
連続フィルムで被覆され、これらの導電性フィルムはバ
ス導体の対向面へ電気接続される。

米国特許第４．３９９Ｊ２１号および同第４，５９９，
４８６号は端部または側部に露出電極を有する多層コン
デンサチップまたは素子の使用を開示している。その結
果、露出電極はモノリシックコンデンサチップを形成す
る金属および誘電体（例えば、セラミック）の互いに平
行な差し込まれた層に対して横方向である。かかる従来
の多層コンデンサチップには、端または側部電極と差し
込まれた金属化層との間の非平行関係の故にインダクタ
ンスの増加に起因する電気的操作の点で成る種の欠点が
あることが判明している。

先行技術の上記および他の問題は本発明の高静電容量バ
スバーにより克服または緩和される。本発明によれば、
新規な「平行板」構造を有する多層セラミックコンデン
サが層状バスバー構造体に設けた開口または窓に挿入さ
れる。本発明の重要な特徴は、各多層コンデンサがセラ
ミック材料中の複数の金属化層に対して平行な露出電極
を含むことである。多層セラミックコンデンサーにの露
出電極は次いで層状バスバー構造体を形成するバス導体
および中央絶縁フィルムに対して平行に配向される。こ
の新規な多層コンデンサチップは、より多くの従来の多
層コンデンサチップを組み入れた先行技術のパスバー関
して進歩した電気的性質（即ち、低い誘導性効果）を有
するバスバーを提供する。

本発明の上記および他の利点は、以下の詳細な記載およ
び図面から当業者に明らかになり、また理解されよう。

第１図に関し、本発明によるミニアチュアバスバーの一
部が、組立と積層に先立つ状態に、一般的にｌＯで示さ
れている。バスバー１０は１対の細長い平行バス導体１
２．１２’を含み、ここから信号またはパワー配分ピン
またはフィンガ１４．１４′が突出している。バス導体
１２．１２’ｉ；を導電性材料（一般に銅または銅合金
）から成り、通常打抜により製造される。好ましくは、
バスパー１０は連続工程で製造され、各バス導体１２．
１２′はピン１４．１４°を介してリードフレームまた
はキャリヤストリップ１３．１３’へ取り付けられる。

各キャリヤストリップ１３．１３’はスプロケットまた
は同類物に沿って運動するために複数の整合開口１５．
１５’を含む。複数の多層セラミックコンデンサ素子１
６または１６’は２本のバス導体１２，１２”間でバス
パーｌＯに含まれる。絶縁材料１８の層は高温プラスチ
ック材料（例えばポリイミドまたはポリエーテルイミド
）から成ることができ、その両側に接着剤が塗布され２
本のバス導体１２．１２′間に積層される。絶縁スペー
サ層１８は窓またはポケットを形成する整合開口２０が
設けられる。開口２０は同じ形状であり、多層コンデン
サ素子１６または＋６’と同じ大きさにできる。コンデ
ンサ素子夏６または１６’は次いで後述の如く各開口２
０内に位置せしめられる。

第２−３図に関して、本発明のバスバーと関連して用い
られる多層チップコンデンサ素子が１６で一般的に示さ
れている。コンデンサ素子１６は高い誘電率を有する材
料の層２６により分離された一連の導電性層２４から作
られる。誘電体材料は好適実施例によれば、チタン酸バ
リウムの如きプラスチックである。各導電性層２４はそ
の一端のみが素子１６の側で露出され、交互の導電性層
２４は素子１６の同じ側で露出端を有する。導電性層２
４がその方へ延びた素子１６のｉ対の対向端面は金属化
され、これにより導電性端板２８．３０が規定される。

交互の導電性層２４の群は端板２８．３０と電気接触し
ている。＠要なことには、後で詳述するが、多層コンデ
ンサ素子Ｉ６はその最外側の電極３２．３４が露出され
て頂部（電極３２）および底部（電極３４）の接続面を
規定している。

再び第２−３図に関し、図示の多層コンデンサチップ（
ＭＬＣ）１６は、その意図された目的に適してはいるが
、電極または導体３２．３４をバスバー１２．１２°へ
電気的および機械的に接続するのに用いられる導電性接
着剤または半田（第６図参照）に関して重大な問題があ
る。典型的には、ＭＬＣＩ６は寸法が極めて小さい（約
０．１２０インチＸ０．１８０インチまたは０．１５０
インチＸ０．３００インチ、厚みが０．０１３−０．０
２０インチ）。故に、第３図に示す如く、導電性接着剤
またはエポキシが電極３２．３４間のギャップの一方ま
たは両方を覆いまたは橋絡して短絡回路を生じる機会は
高い。

またバス導体１２．１２°およびエンドターミネーショ
ン２８．３０間の電気的接触の機会もある（第６図参照
）。この電気的接触もまた短絡回路を生じることは理解
されよう。

さて第４図および第５図に関し、好適実施例において、
本発明により用いられる多層コンデンサ素子が一般的に
１６’で示され、これは導体３２゜３４°のエンドター
ミネーション２８’　、３０’を包囲した絶縁ギャップ
３６．３８を備える６　（第２−３図のＭＬＣ＋６と異
なり）絶縁ギャップ３６．３８は、電極３２°、３４゛
間のギャップを電気的に橋絡することを阻止することは
明らかである。その結果、電極３２’、３４’間の電気
的短絡の可能性が除去されると共に、第３図のバス導体
１２、Ｉ２°およびエンドターミネーション２８．３０
間の短絡の可能性が除去される。

絶縁ギャップ３６．３８は、ガラスまたはエポキシを含
む適当な電気絶縁材料から成ることができる。好ましく
は、絶縁材料は機密−ル、良好な接着および高い絶縁破
壊電圧を与えるべきである。

ＭＬＣ１６°を作る好適な方法において、外側平面が電
極３２’　３４’を露出するように、スクリーン状電極
パターン２４′を持つ偶数個のセラミックシート２６°
が積層される。次いで積層体を個々のチップに切断し焼
成する。焼成後に、薄い、好ましくは銀のエンドターミ
ネーション２８゛、３０°　（バンド幅は０．００５”
以下）が付与され焼成される。誘電体ガラスの第２のエ
ンドターミネーション３６．３８が次いで付与され（バ
ンド幅は０．０１５°）、これは銀のエンドターミネー
ション２８’、３０′を被覆し絶縁する。

次いでガラスを焼成して完成チップを作る。而して、エ
ンドターミネーション２８°、３０°は、本質的に交互
の導電性シート２４°を、上下電極を規定する外側の導
電性シート３２’、３４’に接続する。

第６図において、第４図および第５図の好適ＭＬＣ１６
’はバスパーＩＯ中に組み立てられた後の状態に示され
ている。図から明らかな如く、導電性接着剤は絶縁され
た被覆または端ギャップ３６．３８により電極３２’、
３４°間のギャップを橋絡することが阻止される。

先に述べた如く、従来の多層セラミックチップコンデン
サは第２−５図の頂部および底部の電極形態よりもむし
ろ両端において露出電極を利用している。かかる従来の
先行技術ＭＬＣは、１９８６年４月２４日提出の米国特
許願第８３９，６８６号の第１３図に一般的に６８で示
されており、この特許願の内容はここに参照によりここ
に取り入れられる。先行技術のＭＬＣ６８は而して差し
込まれたセラミック層７０および金属化層７２を含み、
交互の金属化層７２は端電極７４．７６に終わる。

米国特許願第８３９．６８６号に詳述され、またその減
結合コンデンサにより証明された如く、従来のＭＬＣ６
８を使用すると、ＭＬＣ電極と金属化内部層との間の非
平行配列に起因しインダクタンスが高くなり、好ましく
ない。

本発明の重要な特徴は、電気的性質、特に、バスバーの
インダクタンスが米国特許第４，３９９，３２１号およ
び同第４．５９９．４８６号に示された如き先行技術の
構造に比べて非常に向上する。本発明の重要な向上した
電気的性能は、米国特許願第８３９，６８６号の第１３
図に示された如き従来のＭＬＣに関連して平行板バスバ
ー構造体を用いて得ることができない。その理由は、第
１３図のＭＬ０６８は、平行板構造体を除外する（頂部
および底部よりもむしろ）両端に電極を利用するからで
ある。電極が頂部および底部に沿って配置され（また故
に差し込まれた金属化層２４．２４°に対して平行であ
る）新規なＭＬＣ］６．１６°を用いることによっての
み、進歩した電気的性能（即ち、低インダクタンス）を
達成できる。

前述の如く、第２−５図に示された多層セラミックコン
デンサ素子は、先行技術の高静電容ｆｆｉミニアチュア
バスバーにおける一般的に用いられる多層コンデンサチ
ップに関して新規な形態を有する。

この差は、導電性層２４が導電性端板へ接続のためにコ
ンデンサ素子の端に露出されるよりもむしろバス導体１
２．１２゛へ取付のために素子１６の頂部および底部に
露出されていることから生じる。例えば、先行技術の米
国特許第４，３９９．３２１号において、開示されたコ
ンデンサ素子は従来の多層コンデンサを利用しており、
導電性層はその両端で露出され、また結局は１対の細長
いバスバー導体を接続する導電性端板が用いられる。そ
の結果、米国特許第４．３９９，３２１号のＭＬＣの露
出電極はバス導体に対してまたコンデンサ内の内部金属
層に対しても横方向である。同様に、先行米国特許第４
．５９９，４８６号において、露出電極は多層コンデン
サの側部に沿って配置される。米国特許第４．３９９．
３２１号の電極は（米国特許第４．３９９，３２１号の
多層コンデンサと異なり）バス導体と平行であるが、側
部電極はコンデンサ内の差し込まれた層に対してやはり
横方向である。これは本発明と明確に異なるらので、本
発明では頂部および底部の電極はバス導体に対しておよ
びコンデンサ内の内部金属層に対して平行である。

さて第６図に関し、前述の如く、導電性層１２゜１２’
および絶縁層１８は適正な取付具で組み立てられ、次い
でホットプレスで積層され、永久層状構造体を形成する
。窓またはスロット２０が絶縁層に貫通形成され、多層
コンデンサ素子１６゜１６′がスロットに挿入される。

本発明の重要な特徴は、多層コンデンサ素子１６（１６
°）の導電性の頂部および底部の電極３２（３２’）お
よび３４　（３４’　）がそれぞれバス導体Ｉ２．１２
°に電気的に接触するように配向される。換言すれば、
コンデンサ素子１６（１６°）上の導電性項部および底
部の電極３２　（３２’　）および３４（３４°）は導
体１２．１２’に対しておよびコンデンサ素子１６、Ｉ
６°における金属層２４（２４゛）に対して平行になる
ように開口２０に挿入される。これは、コンデンサ素子
の導電性端部または側部の板を多層コンデンサ素子のバ
ス導体および／または金属層に対して直角に配向した米
国特許第４．３９９，３２１号および同第４，５９９，
４８６号に開示された如き先行技術のバスバーと明確に
異なる。

コンデンサ素子１６または１６°がスロット２０へ挿入
された後に、半田糊または同様の電気的接着＜ｆ！ｇち
、導電性エポキシ）材料が窓２０の部域の項部および底
部の電極３２．３４へ付与される。半田糊または導電性
接着剤は第６図に一般的に４０で示されている。半田糊
または導電性接着剤は次いで再流動（硬化）させられて
頂部および底部の電極３２．３４およびバスバー１２．
１２゛間の強ノコな電気的および機械的接触を達成する
。

かかる再流動または硬化工程に続いて、アセンブリは適
当な周知の方法を用いて洗浄される。

好ましくは、ミニアチュアバスバーアセンブリは次いで
適当な方法（例えば、浸漬、流動層被覆、静電吹付など
）により封入または絶縁され、環境保護を行い、かつ短
絡を阻止する。また好適実施例において、リード１４．
１４’は印刷配線板に向上した半田付けを行うために封
入層または絶縁層で被覆されていない。封入または他の
絶縁層またはンースが第６図に一般的に４２で示されて
いる。

さて第７図に関し、導電性接着剤（即ち、半日または導
電性エポキシ）を用いて頂部および底部の電極３２．３
４をバスバー導体１２．１２′へ電気的に接続するより
もむしろ、別の実施例において、バス導体１２．１２’
にくぼみまたはクリンプ４４を形成することにより電気
的接触を行うことができる。而して、多層コンデンサ素
子１６または１６’と導体Ｉ２または１２゛との間の電
気的接触は、ＭＬＣの電極３２．３４に接触するくぼみ
４２により行われる。この電気的接触は圧縮力により維
持され、くぼみ４２．４２′は積層工程中、電極３２°
、３４゛にそれぞれ押圧される。

本発明に従って構成されたバスバーの静電容量の大きさ
は、バスバーに使用される容量性素子の数、並びに使用
される各多層コンデンサ素子の静電容量の量に依存する
。

好適実施例を図示し記述したが、本発明の精神および範
囲から逸脱することなしに種々の改変例が可能である。

故に、本発明は説明のために記述されたもので、限定の
ためではないことは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるバスバーの分解斜面図、第２図は
第１図のバスバーに関連して用いられる多層セラミック
コンデンサ素子の斜面図、第３図は第２図の３−３線に
沿う横断面図、第４図は絶縁されたギャップを持つ第２
図の多層セラミックコンデンサ素子の平面図、第５図は
第４図の５−５線に沿う横断面図、第６図は組立に続く
第１図のバスバーの横断面図、第７図は本発明によるバ
スバーの他の実施例の横断側面図である。 １０、、、バスバー、　１２．１２’、、、バス導体、
　　１３．１３’、、、キャリアストリップ、　　１４
．１４’　、、、　　ビンまたはフィンガ、Ｉ５、＋５
’、、、開口、　　１６．１６’、、。 多層セラミックコンデンサ素子、　　１８１１．絶縁材
料、　２０．、、開口、　　２４１．　導電性層、　２
６．、、誘電体層、　２８．３０．、。 端板、　　２８’　３０’　、、、エンドターミネーシ
５ン、　３２．３４．、、最外側電極。 図面の浄書（内容に変更なし） Ｚ 手続補正書（ｌ） 昭和１３年３月２日 特許庁服　官　小川邦夫　殿　　゛クシ３、補正をする
者 事件との関係　　＊＋ｎ　ｒ譚攻入　　　　　　　　　
　　　　　１−”□　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１−シ汁削′５ヶ ４、代理人 ム、神−〜幣 Ｉ）＃Ｉ（ン愕【襲入峠竹杯 ５−Ｎｈ’ｂ’に＄’ｌ−Ｅ、ＡＧＳＵ’＜’Ｋｈの）
　　　　　　　ｌ　　、Ｊ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バスバーアセンブリであって下記のものを含む； 絶縁手段、この絶縁手段は対向配置された第１と第２の
   面を有する非導電性材料の偏平な細長いストリップから
   成り、前記絶縁手段は前記面間で延びた少なくとも第１
   の穴を備え； 第１のバスバー導体、この第１のバスバー導体は前記絶
   縁手段の前記第１の面へ接合され；第２のバスバー導体
   、この第２のバスバー導体は前記絶縁手段の前記第２の
   面へ接合され；前記第１と第２のバスバー導体は各々こ
   れから延びたリードを含み； 少なくとも一つの多層コンデンサ手段、この多層コンデ
   ンサ手段は１対の対向端面を有しかつ頂面と底面とを有
   する誘電体材料から成り、前記コンデンサ手段は前記誘
   電体材料内に差し込まれた複数の平行導電性層を有し、
   導電性材料の交互の層は電気接続され、第１と第２の群
   の導電性層を形成し、前記第１の群は第１の露出導電性
   層を規定する前記誘電体材料の前記頂面上の少なくとも
   １つの露出導電性層を有し前記第２の群は第２の露出導
   電性層を規定する前記誘電体材料の前記底面上の少なく
   とも１つの露出導電性層を有し、前記コンデンサ手段は
   前記第１および第２の露出導電性層を前記第１および第
   ２のバスバー導体と実質的に平行に配向した状態で前記
   絶縁手段の前記穴内に配置され； 前記コンデンサ手段の前記第１の露出導電性層を前記第
   １のバスバー導体へ電気接続する第１の手段；および 前記コンデンサ手段の前記第２の露出導電性層を前記第
   ２のバスバー導体へ電気接続する第２の手段。 ２、特許請求の範囲第１項記載のバスバーアセンブリで
   あって、前記コンデンサ手段は更に下記のものを含む； 前記誘電体材料の前記対向端面の一方における第１の導
   電性エンドターミネーションおよび前記誘電体材料の前
   記対向端面の他方における第２の導電性エンドターミネ
   ーション； 前記第１の群の導電性層は前記第１の導電性エンドター
   ミネーションに終わり、前記第２の群の導電性層は前記
   第２の導電性エンドターミネーションに終わり、前記第
   １の露出導電性層は前記第１の導電性エンドターミネー
   ションへ接続されかつこれに対して実質的に横方向であ
   り、前記第２の露出導電性層は前記第２の導電性エンド
   ターミネーションへ接続されかつこれに対して実質的に
   横方向であり、前記第１の露出導電性層と前記第２のエ
   ンドターミネーションとの間に第１のギャップが形成さ
   れ、前記第２の露出導電性層と前記第２のエンドターミ
   ネーションとの間に第２のギャップが形成される。 ３、特許請求の範囲第２項記載のバスバーアセンブリで
   あって、前記コンデンサ手段は更に下記のものを含む； 前記第１および第２の導電性エンドターミネーションの
   各々に設けられた電気絶縁性ギャップ、ここにおいて前
   記導電性エンドターミネーションは封入され、また前記
   第１の露出導電性層と前記第２の導電性エンドターミネ
   ーションとの間の前記ギャップおよび前記第２の露出導
   電性層と前記第１の導電性エンドターミネーションとの
   間の前記ギャップにおける電気ブリッジ作用は前記絶縁
   性ギャップにより防止される。 ４、特許請求の範囲第３項記載のバスバーアセンブリで
   あつて； 前記絶縁性ギャップはガラスとエポキシとから成る群か
   ら選択された材料から成る。 ５、特許請求の範囲第１項記載のバスバーアセンブリで
   あって； 前記誘電体材料はセラミック材料である。 ６、特許請求の範囲第１項記載のバスバーアセンブリで
   あって、前記第１および第２の電気接続手段は半田であ
   る。 ７、特許請求の範囲第１項記載のバスバーアセンブリで
   あって、前記第１および第２の電気接続手段は導電性接
   着剤である。 ８、特許請求の範囲第１項記載のバスバーアセンブリで
   あって、前記第１および第２の電気接続手段は前記第１
   および第２のバスバー導体に形成されたくぼみである。 ９、特許請求の範囲第１項記載のバスバーアセンブリで
   あって、更に下記のものを含む； シース手段、このシース手段は非導電性であり、またこ
   のシース手段は前記第１および第２のバスバー導体の少
   なくとも一部および前記コンデンサ手段を絶縁する。