JPS6333289B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内部電極構造の磁器コンデンサを製
造する場合の中間製品となる磁器積層帯の製造方
法に関する。

従来の磁器コンデンサは、酸化チタン、チタン
酸バリウム系等の高誘電率系磁器材料を使用し
て、円板状または角板状に形成された誘電体磁器
の相対向二面に、銀等より成る電極を焼付固定し
た構造となつていた。しかしこのような構造であ
ると、誘電体磁器の厚みを薄くして小型大容量化
を図る程に、誘電体磁器の機械的強度が低下し、
破損、割れ等を生じ易くなり、また耐サーマルシ
ヨツク性が低下する。こうした従来の欠点を除去
し、機械的強度を低下させることなく電極間隔を
縮小して大容量化を図ると同時に、耐サーマルシ
ヨツク性を向上させた高信頼度のコンデンサとし
て、第１図Ａ，Ｂに例示するような内部電極構造
の磁器コンデンサが提案されている。

この磁器コンデンサは、チタン酸バリウム、酸
化チタン等より成る誘電体磁器１の内部に、厚さ
数μ〜数＋μ程度の誘電体磁器層１Ａを間に挾ん
で、電極２，３を埋設し、該電極２，３を相対向
する側端面に形成した端面電極４，５にそれぞれ
導通接続させた構造となつている。前記電極２ま
たは３のいずれか一方、たとえば電極３の背後
は、100μ〜1000μ程度の層厚を有する誘電体磁器
層１Ｂによつて裏打ち補強してあり、また４隅部
には弧状または斜状の欠落部６〜９を設けてあ
る。

上述のチツプ形の磁器コンデンサは、容量層と
なる誘電体磁器層１Ａの厚みを薄くして大容量化
を図る一方、誘電体磁器層１Ａの薄型化による機
械的強度の低下分を誘電体磁器層１Ｂによつて補
ない、全体の厚み、機械的強度を低下させること
なく、大容量化を図ることができる。また電極
２，３のまわりを誘電体磁器層１Ａ，１Ｂ，１Ｃ
によつて封止した構造となつているから、半田付
時等における耐サーマルシヨツク性が非常に大き
くなり、電極剥離等はほぼ完全に防止することが
できる。

さらに四隅部に欠落部６〜９を設けてあるの
で、自動装着機のマガジンおよび回路基板への装
着性が良好である等の利点もある。

内部電極構造の磁器コンデンサとしては、この
例に示すもののほか、より多層の積層形のもの、
内部電極をスルーホール導電部により表面に取り
出したスルーホール形のもの、さらには電極の一
つを表面に設けたもの等、種々のものが存在す
る。

ところで、これらの磁器コンデンサを製造する
場合、その仕上り寸法が、たとえば３×５ｍ／ｍ
程度と非常に小さく、かつ厚みも１mm前後と非常
に薄くなり、取扱いにくいこと、しかも高密度実
装化の要請から更に小型化が望まれていること、
さらに３×５ｍ／ｍ程度の狭い領域内に内部電極
や表面電極等を設ける必要があること等々の理由
から、製造工程の始めから終りまで、磁器コンデ
ンサ単体として取扱うことは非常に困難である。
この製造上の困難さを克服する手段として、従来
より電極パターンを形成したグリーンシートを必
要枚数だけ重ね合わせて加熱圧着するシート積層
法や、誘電体磁器層と電極パターンとを交互にス
クリーン印刷するスクリーン印刷積層法等が提案
されている。

しかし、シート積層法は、グリーンシートが可
撓性に富むこともあつて、各シートを正確に位置
決めして重畳して行く作業が面倒で量産性に欠け
ること、各シートの重畳位置に位置ズレを生じ易
く、容量不足あるいは容量が全く出ないといつた
事故を招き易いこと、各シートを重ね合わせて加
圧圧着した場合に、内部電極端面にデラミネーシ
ヨンが発生し、容量のバラツキを生じ易いこと、
さらにシートを重畳して行くときに各シートが破
損したりしないように、ある程度の厚みを持たせ
る必要があるため、シートの薄型化による大容量
化に限界があること等の問題点があり、測定器や
通信機に通常使用される±５％、±2.5％、±１％
等の極めて狭い許容差の容量値を得ようとしたと
きは、極端な歩留まりの低下が見られ、高品質、
高信頼性の製品を厳選する必要から、自と製品コ
ストが高くなつてしまうという欠点があつた。特
に最近、テレビ、ラジオ等のいわゆる民生機器で
も、実装密度の高いチツプ形磁器コンデンサの需
要増大と同時に、低コストで高信頼度かつ小形大
容量化の要求があり、その改良が強く望まれてい
た。

またスクリーン印刷積層法は、電極パターンの
印刷位置を比較的正確に定め得る利点はあるが、
積層体の平面積がスクリーン印刷版の大きさによ
つて制限され、同時に印刷形成し得るコンデンサ
要素の個数が少なく、量産性に欠けること、誘電
体磁器層の厚みコントロールが困難であること、
誘電体磁器層と電極パターンとを交互に印刷形成
しなければならないので、スクリーン印刷機に対
する積層帯の装着、取付作業が面倒で、量産性に
欠けること等の欠点がある。

本発明は上述する製造技術上の欠点を除去し、
容量バラツキの非常に小さい高品質、高信頼度か
つ小型大容量の磁器コンデンサを、能率良く、高
歩留まりで、安価に製造し得る磁器積層帯の製造
方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る磁器積
層帯の製造方法は、連続する帯状の未焼成磁器シ
ートに対しその幅方向の端縁に長さ方向に沿つて
所定間隔で孔を穿設する工程と、こうして得られ
た未焼成磁器シート上に、前記孔を基準にして電
極パターンを位置決め形成する工程と、搬送帯上
において前記未焼成磁器シート上に前記電極パタ
ーンを覆うように未焼成誘電体磁器層を積層する
積層化工程と、前記未焼成誘電体磁器層及び前記
未焼成磁器シートの積層体を前記搬送帯から剥離
する工程とを含むことを特徴とする。

以下実施例たる添付図面を参照し、本発明の内
容を具体的に説明する。第２図a₁〜a₁₁は本発明
に係る磁器積層帯の製造方法の工程を説明する
図、第２図b₁〜b₈は第２図a₁〜a₈のX₁−X₁〜X₈
−X₈線上における各断面図である。

まず第２図a₁，b₁に示すように、チタン酸バリ
ウムまたは酸化チタン系等の磁器材料を用いて、
連続する帯状の誘電体磁器シート１０を形成す
る。この誘電体磁器シート１０の作成にあたつて
は、所定の磁器粉と、適当なバインダと、適量の
溶媒とより成る誘電体磁器ペーストを調整し、こ
れをドクターブレード法等によつて連続して押し
出すことによりシート化する。第３図は、誘電体
磁器シート１０を製造するための具体的な製造工
程を示す図で、送出部１１および巻取部１２の間
を、矢印Ｐ方向に走行する搬送帯１３上に、ドク
ターブレード装置１４により前記誘電体磁器ペー
ストを均一な厚みとなるように連続して帯状に押
し出し、誘電体磁器層１０を塗布形成する。誘電
体磁器層１０は、搬送帯１３によつて乾燥部１５
に導かれ、ここで加熱乾燥作用を受けながら、搬
送帯１３から剥離されてシート化され、巻取ロー
ル１６に巻取られる。搬送帯１３は、表面が磁器
ペーストに対して非接着性を示すもの、たとえば
テフロン（デユポン社の登録商標）のフイルム等
によつて構成する。また搬送帯１３は、エンドレ
ス状に循環走行させてもよい。なお、図中、１１
ａは搬送帯巻回ロール、１１b₁〜１１b₄はガイド
ローラ、１２ａは巻取側の搬送帯巻回ロール、１
２b₁〜１２b₃はガイドローラ、１５a₁〜１５a₃は
乾燥部１５に備えられたガイドローラである。

前記誘電体磁器シート１０は、第１図Ａ，Ｂの
コンデンサにおける補強用の誘電体磁器層１Ｂと
なるものであつて、たとえば１mm程度の層厚とな
るように形成される。この誘電体磁器シート１０
は、基本的には、磁器材料であればよく、必ずし
もチタン酸バリウムや酸化チタン系等の高誘電率
磁器材料で構成する必要はないが、後にこの上に
積層される誘電体磁器層１Ａ（第１図Ａ，Ｂ）と
縮率を同程度とし、焼成時における両者の界面剥
離等を防止する観点から、容量層となる誘電体磁
器層１Ａと同一の材質とすることが望ましい。

次に第２図a₂，b₂に示すように、誘電体磁器シ
ート１０の幅W₁方向の両端縁部に、その長さ方
向に、一定間隔d₁を隔てて、孔１７を穿設する。
誘電体磁器シート１０は焼成前であり、前記孔１
７は周知のパンチング装置により簡単に形成する
ことができる。この孔１７を穿設するにあたつて
は、第３図において巻取りロール１６に巻取られ
た誘電体磁器シート１０を引き出しながら、連続
してパンチング処理を施す。なお孔１７の孔形
は、円形でも角形でもよい。

次に、前記孔１７にスプロケツト等を噛み合わ
せて誘電体磁器シート１０に送りをかけ、一定送
り量毎に、第２図a₃，b₃に示す如く、たとえばマ
トリツクス状のパターンとなるように、電極１８
をスクリーン印刷法等によつて印刷形成する。こ
の電極１８は、第１図Ａ，Ｂの内部電極３となる
ものであつて、白金、パラジウム、銀またはこれ
らの合金等より成る高融点金属ペーストを塗布す
ることによつて形成する。

次に、第２図a₄，b₄に示すように、誘電体磁器
シート１０の電極形成面側に、既に塗布形成した
電極１８を覆う如く、誘電体磁器層１９を一様の
層厚となるように積層して設ける。この誘電体磁
器層１９は第１図Ａ，Ｂの誘電体磁器層１Ａとな
るものであつて、誘電体磁器シート１０と同一の
磁器材料、すなわちチタン酸バリウム、酸化チタ
ン系等の高誘電体磁器材料によつて構成されるも
のであるが、その層厚を薄くする程、取得容量が
増大する。第４図および第５図は、誘電体磁器シ
ート１０に対する誘電体磁器層１９の積層方法の
具体例を示している。第４図、第５図は、既に示
した第３図と装置的に同一である。

まず第４図においては、前工程（第２図a₁，b₁
〜a₃，b₃）を通すことによつて得られた誘電体磁
器シート１０を一担巻取ロール２０に巻取り、こ
の巻取ロール２０から引き出された誘電体磁器シ
ート１０を加圧ロール２１で押圧して電極１８を
押潰しながら搬送帯１３上に圧着し、この搬送帯
１３と共に誘電体磁器シート１０を矢印Ｐ方向に
移送する過程で、ドクターブレード装置１４によ
り誘電体磁器シート１０の電極形成面側に誘電体
磁器ペーストを直接塗布して誘電体磁器層１９を
積層する。この積層法であると、ドクターブレー
ド法により数μ〜数＋μ程度の非常に薄い誘電体
磁器層１９を、連続して、均一に塗布し得るか
ら、大容量で、特性の安定したコンデンサ要素
を、非常に能率よく連続的に形成することができ
る。

また、第５図では、搬送帯１３上にドクタブレ
ード装置１４により誘電体磁器ペーストを連続的
に塗布して誘電体磁器層１９を形成した後、該誘
電体磁器層１９上に、巻取ロール２０から引き出
された誘電体磁器シート１０を接着ロール２２に
よつて圧着して積層する構成となつている。この
場合にも、第４図の実施例と同様に、数μ〜数＋
μ程度の非常に薄い誘電体磁器層１９を、連続し
て、均一に積層し得る。特に誘電体磁器層１９を
平担な搬送帯１３の表面上に塗布する構成である
ため、第４図の場合より更に均一な厚みの誘電体
磁器層１９を形成することができる。

こうして得られた積層帯は、乾燥部１５で乾燥
され、かつ搬送帯１３から剥離されて、巻取ロー
ル２３に巻取られる。

次に巻取ロール２３に巻かれた積層体を巻取ロ
ール２３から引き出しながら、第２図a₅，b₅に示
す如く、誘電体磁器層１０上の前記電極１８と対
向する位置に、これと同一のパターンで逆向きと
なるように、他の電極２４をスクリーン印刷法等
により印刷形成する。この電極２４も、電極１８
を形成した時と同様に、孔１７にスプロケツト等
を噛み合わせて誘電体磁器シート１０に送りをか
け、一定の送り量毎に、孔１７を基準にして印刷
形成する。これにより、電極２４は電極１８と対
向する位置に正確に位置決めされるので、電極の
印刷位置ズレに伴う諸々の欠点が除去される。な
お、この電極２４は、第１図の電極２となるもの
であつて、電極１８と同様に、白金、パラジウ
ム、銀またはこれらの合金等の高融点金属ペース
トを使用して形成される。

次に、第２図a₆，b₆に示すように、電極２４を
形成した誘電体磁器層１９の上に、電極２４を覆
う如く、他の誘電体磁器層２５を積層する。誘電
体磁器層２５は、第１図の誘電体磁器層１Ｃとな
るものであつて、既に第４図、第５図において説
明した積層法によつて形成される。

以上の工程を経ることにより、第１図に示した
磁器コンデンサ用の磁器積層帯は得られるが、更
にこれから磁器コンデンサ単体、またはコンデン
サ集合体を得るために、第２図a₇，b₇に示すよう
に、誘電体磁器層２５もしくは誘電体磁器シート
１０の表面または両者の同一位置に、電極１８，
２４の各形成領域を個別的に区画する如く、縦溝
S₁および横溝S₂から成る凹溝S₁，S₂を格子状に設
けると共に、凹溝S₁，S₂の交叉部分に円形、楕円
形または角形等の貫通孔２６を設ける。凹溝S₁，
S₂は分割線となるものであつて、凹溝S₁は隣接す
るもの同志が、電極１８または２４のいずれか一
方の端縁上に位置するように定める。凹溝S₁，S₂
の形成位置は、孔１３を基準にして容易に定める
ことができる。またこの凹溝S₁，S₂は線状、ミシ
ン目状または部分的に貫通する透溝状に設けるこ
とができる。

次に、第２図a₈，b₈に示すように、電極形成領
域を凹溝S₁，S₂に沿つて矩形状に打抜いて、コン
デンサ集合体２７を取り出した後、このコンデン
サ集合体２７を焼成炉に通して焼成する。これに
より誘電体磁器が焼結すると同時に、電極１８，
２４が焼付固定される。

次に第２図a₉に示すように、コンデンサ集合体
２７を凹溝S₁に沿つて分割する。コンデンサ集合
体２７は焼結されて硬度を増しており、また凹溝
S₁の部分が機械的に弱くなつているから、コンデ
ンサ集合体２７は凹溝S₁に沿つて簡単かつ正確に
割り出すことができる。しかも、凹溝S₁，S₂の交
叉部分に貫通孔２６を設けてあるため、凹溝S₁に
沿つて分割した場合に分割位置が凹溝S₁から外れ
て凹溝S₂の方向に喰い込むといつた事態を避け、
凹溝S₁に沿つて正確に分割することができる。こ
のようにして各列毎に取り出されたコンデンサ集
合体２８は、その両端に、電極１８または２４の
一端縁を露出させたものとなる。そこで次に、第
２図a₁₀に示すように、両端部に筆塗り等で銀ペ
ーストを塗布しかつ焼付けることにより、電極１
８または２４にそれぞれ導通接続する端部電極２
９，３０を形成する。こうして得られたコンデン
サ集合体２８は、第１図に示すチツプ形の磁器コ
ンデンサを長さ方向に連続させたものとなる。こ
の場合、各コンデンサ要素は、誘電体磁器を介し
て一体化されていても、電気的に独立しているの
で、そのままの形で複合形の磁器コンデンサとし
て使用することができるし、また第２図a₁₁に示
すように凹溝S₂に沿つて分割して磁器コンデンサ
として取り出すこともできる。さらにコンデンサ
集合体２８のままで特性を測定し、選別すること
ができるので測定選別作業が非常に容易である。

以上述べたように、本発明に係る磁器積層帯の
製造方法は、連続する帯状の未焼成磁器シートに
対しその幅方向の端縁に長さ方向に沿つて所定間
隔で孔を穿設する工程と、こうして得られた未焼
成磁器シート上に、前記孔を基準にして電極パタ
ーンを位置決め形成する工程と、搬送帯上におい
て前記未焼成磁器シート上に前記電極パターンを
覆うように未焼成誘電体磁器層を積層する積層化
工程と、前記未焼成誘電体磁器層及び前記未焼成
磁器シートの積層体を前記搬送帯から剥離する工
程とを含むことを特徴とするから、次のような効
果がある。

(1) 多数のコンデンサ要素を同時に、連続して形
成し得るから、量産性が非常に高く、製造コス
トを大幅に低下させることができる。

(2) 孔を基準にして電極パターンを位置決めする
構成であるから、電極の位置ズレが従来のシー
ト積層法等に比較して問題にならぬ程小さくな
り、コンデンサ化した場合の容量不足あるいは
容量バラツキなどの問題をほぼ完全に解決する
ことができる。

(3) 容量層となる誘電体磁器層をドクターブレー
ド法等により連続して形成し得るので (イ) 誘電体磁器層を均一な層厚として連続形成
し、容量バラツキの小さな高品質、高信頼度
の磁器コンデンサを製造することができる。

(ロ) 誘電体磁器層の層厚のコントロールが容易
であり、取得容量を簡単に調整することがで
きる。

(ハ) 誘電体磁器層の層厚を、たとえば数μ程度
の極薄に形成し、大容量化を図ることができ
る。

(4) 電極パターンおよび誘電体磁器層を積層する
場合、ベースシートとして耐熱合成樹脂より成
るキヤリアフイルムを使用する方法も提案され
ているが、このキヤリアフイルム方式の場合
は、キヤリアフイルムを焼成工程で焼失させな
ければならず、材料の無駄になる。これに対
し、本発明では、補強層となる磁器シートをベ
ースシートとしてそのまま使用することとなる
ので、材料の無駄がなく、省資源の効果があ
る。

なお、実施例では、第１図に示した内部電極構
造を有する磁器コンデンサを製造する場合を例に
とつて説明したが、より多層の積層形のコンデン
サ、スルーホール型のコンデンサ、さらには表面
電極と内部電極とを伴せ持つコンデンサ等の製造
にあたつても、本発明は同様に適用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａはチツプ形磁器コンデンサの平面図、
第１図Ｂは第１図ＡのB₁−B₁線上における断面
図、第２図a₁〜a₁₁は第１図に示した磁器コンデ
ンサを得るまでの製造工程を説明する図、第２図
b₁〜b₈は第２図a₁〜a₈のX₁−X₁〜X₈−X₈線上に
おける断面図、第３図は磁器シートを製造する方
法を説明する図、第４図および第５図は積層化工
程を説明する図である。 １０……磁器シート、１８，２４……電極、１
３……搬送体、１９，２５……誘電体磁器層、１
７……孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続する帯状の未焼成磁器シートに対しその
   幅方向の端縁に長さ方向に沿つて所定間隔で孔を
   穿設する工程と、こうして得られた未焼成磁器シ
   ート上に、前記孔を基準にして電極パターンを位
   置決め形成する工程と、搬送帯上において前記未
   焼成磁器シート上に前記電極パターンを覆うよう
   に未焼成誘電体磁器層を積層する積層化工程と、
   前記未焼成誘電体磁器層及び前記未焼成磁器シー
   トの積層体を前記搬送帯から剥離する工程とを含
   むことを特徴とする磁器積層帯の製造方法。 ２ 前記積層化工程は、前記搬送帯上に重ねら
   れ、表面に前記電極パターンを有する前記磁器シ
   ート上に、誘電体磁器ペーストを塗布して未焼成
   誘電体磁器層を積層する工程であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の磁器積層帯の
   製造方法。 ３ 前記積層化工程は、前記搬送帯上に誘電体磁
   器ペーストを塗布して未焼成誘電体磁器層を形成
   し、該未焼成誘電体磁器層上に、前記電極パター
   ンを表面に有する前記未焼成磁器シートの表面側
   を接着する工程であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の磁器積層帯の製造方法。