KR20030023558A

KR20030023558A - 자기 콘덴서

Info

Publication number: KR20030023558A
Application number: KR1020020055555A
Authority: KR
Inventors: 기모토미츠아키; 후지무라마사노리; 니시노도쿠지; 야마모토미츠히로
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2003-03-19
Also published as: CN1409334A; US6777109B2; TW556237B; US20030137797A1

Abstract

본 발명은 고전압의 사용 조건하에 있어서도 자기 발열 온도를 억제하여 저손실인 자기 콘덴서를 제공한다. 그 자기 콘덴서는,

(A) CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂계의 유전체 조성물,

(B) CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂-SrTiO₃계의 유전체 조성물,

(C) SrTiO₃-CaTiO₃계의 유전체 조성물,

(D) SrTiO₃-CaTiO₃-Bi₂O₃-TiO₂계의 유전체 조성물,

(E) SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃계의 유전체 조성물,

(F) SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃-CaTiO₃계의 유전체 조성물

중의 어느 1개를 주성분으로 하는 유전체 자기와, 유전체 자기의 대향 표면에 형성된 Zn을 주체로 하는 전극을 구비한다.

Description

자기 콘덴서{MAGNETIC CONDENSER}

본 발명은 액정 백라이트 인버터의 밸러스트 회로, 스위칭 전원의 1차, 2차 스너버(snubber) 회로, 텔레비전·CRT 디스플레이 등의 수평 공진 회로, 인버터 형광등, 전자 기기의 고압·펄스 회로, 통신용 모뎀의 쌍서지 회로 등으로서 널리 사용되는 자기 콘덴서에 관한 것으로서, 특히 고주파수, 고전압의 사용 조건 하에서도 자기 발열을 억제하여 손실이 적은 자기 콘덴서에 관한 것이다.

최근, CRT 디스플레이의 대형화, 고화질화, 액정 디스플레이의 대형화, 고화질화, 더 나아가서는 스위칭 전원 회로의 소형 경량화의 경향이 강해지고 있다. 이것에 수반해서, 사용되는 중요한 수동 부품의 하나인 자기 콘덴서의 사용 조건도 고주파수화, 고전압화하는 경향이다.

또, 이러한 종래에 비해 엄격한 사용 조건에 부가하여, 스위칭 전원 회로나 DC-DC 컨버터 회로의 소형화 경량화에 수반해서 자기 콘덴서도 소형화가 요구되고 있다.

한편, 자기 콘덴서는 다른 하나의 과제를 갖는다. 자기 콘덴서로서는 원판형의 유전체 자기의 양 주표면에 전극을 형성하고, 이 전극에 각각 리드선을 접합하고, 이들을 외장재로 매설한 형태의 것이 있다. 자기 콘덴서의 전극으로서는 종래부터 은(이하, Ag라고 표시한다)이 사용되고 있다. 그러나, Ag 전극은 자기 발열이 크고, 또 전자 이동을 발생한다.

최근, 자기 콘덴서의 전극으로서 Ag 대신에 저렴한 동(이하, Cu라고 표시)이나 니켈(이하, Ni라고 표시) 등의 비금속 전극이 사용되고 있다. Cu 등의 비금속 전극은 산화 방지를 위해 중성 또는 환원 분위기 중에서 베이킹(燒付)하여 형성한다. 그래서, 유전체 자기 자체가 분위기에 따라서 환원되지 않도록 하기 위해서, 베이킹 방법을 개량하거나 유전체 자기 조성물에 특별한 복합 첨가물을 첨가하는 등의 개량이 이루어지고 있다. 예를 들면, 일본국 특허공고 평성 제6-70944호 공보에는 이하와 같은 자기 콘덴서가 개시되어 있다:

SrTiO₃을 30.0∼70.0중량%,

PbTiO₃을 0.0∼40.0중량%,

Bi₂O₃을 8.0∼40.0중량%,

TiO₂를 3.0∼20.0중량%,

MgO를 1.0∼10.0중량% 배합하여 이루어지는 조성 100부에 대해서, 첨가물로서

CuO를 0.05∼0.7중량%,

CoO, CeO₂를 각각 0.05∼3.00중량% 첨가 배합한 자기 유전체 조성물의 대향 표면에 Cu를 주체로 하는 용착 전극을 형성한 저손실 자기 콘덴서.

그러나, 이들 Cu 등의 비금속 전극을 이용한 자기 콘덴서는 상술한 바와 같이, 전극 형성에 산화 방지를 위해 중성 또는 환원 분위기 중에서 베이킹을 필요로 한다. 이 때문에, 중성 또는 환원 분위기의 엄밀한 관리가 필요해져 생산성이 나쁘다. 또, 비금속 전극의 산화가 발생한 경우에는 단지 양품률이 저하한다고 하는 것 뿐만 아니라 비파괴 검사에 의한 선별은 곤란하며, 현저히 생산성이 저하한다. 또, 유전체 자기 조성물에 특별한 복합물을 첨가할 필요도 있어, 유전체 자기 조성물의 조성비의 관리를 필요로 할 뿐만아니라 비용이 높아진다.

이러한 과제를 해결하기 위해서, 아연(이하, Zn이라고 표시) 페이스트를 도포하고 대기 중에서 베이킹을 실행하는 방법이, 예를 들면 일본국 특허공개평성 제 63-236785호 공보에 개시되어 있다. 또, USP6,043,973에는 건식 도금에 의해 3층의 전극을 마련하고, 그의 제 1 층에 Zn을 이용한 자기 콘덴서가 개시되어 있다. 그러나, 이들 종래의 자기 콘덴서에서는 자기 발열이 크다고 하는 과제에 대해서 저렴하고 유효한 대책은 되어 있지 않다.

도 1(a)는 본 발명의 실시예 1에 따른 자기 콘덴서를 도시한 투시 측면도,

도 1(b)는 본 발명의 실시예 1에 따른 자기 콘덴서를 도시한 투시 정면도,

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 자기 콘덴서의 자기 발열 온도와 인가 전압의 관계를 도시한 그래프,

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 다른 자기 콘덴서의 자기 발열 온도와 인가 전압의 관계를 도시한 그래프,

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 또 다른 자기 콘덴서의 자기 발열 온도와 인가 전압의 관계를 도시한 그래프,

도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 다른 자기 콘덴서의 자기 발열 온도와 인가 전압의 관계를 도시한 그래프,

도 6은 종래의 자기 콘덴서의 자기 발열 온도와 인가 전압의 관계를 도시한 그래프,

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 몰드형 자기 콘덴서를 도시한 단면도,

도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 투시 사시도,

도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 단면도,

도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 다른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 투시 사시도,

도 11은 본 발명의 실시예 3에 따른 다른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 단면도,

도 12는 본 발명의 실시예 4에 따른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 투시 사시도,

도 13은 본 발명의 실시예 4에 따른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 단면도,

도 14는 본 발명의 실시예 5에 따른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 사시도,

도 15(a)는 본 발명의 실시예 5에 따른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 단면도,

도 15(b)는 본 발명의 실시예 5에 따른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 다른 단면도,

도 15(c)는 본 발명의 실시예 5에 따른 다른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 또 다른 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 자기 콘덴서

1 : 기판

2 : 제 1 층 전극

3 : 제 2 층 전극

4, 5 : 리드선

중의 어느 1개를 주성분으로 하는 유전체 자기와, 유전체 자기의 대향 표면에 형성된 아연을 주체로 하는 전극을 구비한 자기 콘덴서이다.

우선, 본 발명의 자기 콘덴서를 구성하는 유전체 자기에 대해서 설명한다.

유전체 자기는 다음의 (A) ∼(F)로 나타내는 것중의 어느 1개의 유전체 조성물이 사용된다.

(A) 유전체 자기는 CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂계의 유전체 조성물이 사용된다.

구체적으로는, CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂분말을 주성분으로 하고, 첨가제 겸 소결 조제 성분인 MnO₂, Al₂O₃, SiO₂, ZnO, MgO, Mg₂TiO₄중에서 선택된 적어도 1개 이상을 첨가해서 소성하여 얻는다.

또한, 이들 유전체 조성물의 바람직한 조성비(몰비)는 다음과 같다.

CaTiO₃0.05∼0.95

La₂O₃-TiO₂0.05∼0.80

또, 상기의 La₂O₃-TiO₂에 있어서는 TiO₂1몰에 대해서, La₂O₃은 1/3몰의 관계에 있는 것이 보다 바람직하다.

또, 첨가제 겸 소결 조제 성분은 MnO₂, Al₂O₃, SiO₂, ZnO, MgO, Mg₂TiO₄중에서 선택된 적어도 1개 이상을 주성분인 CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂에 대해서, 0.01∼1.0중량%의 범위에서 변화시켜 첨가한다.

(B) 유전체 자기는 CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂-SrTiO₃유전체 조성물이 사용된다.

구체적으로는, CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂-SrTiO₃분말을 주성분으로 하고, (A)와 마찬가지의 첨가제 겸 소결 조제를 첨가하여 소성하는 것에 의해서 얻는다.

CaTiO₃0.05∼0.95

La₂O₃-TiO₂0.05∼0.90

SrTiO₃0.05∼0.20

또, La₂O₃-TiO₂에 있어서는 (A)와 마찬가지의 관계에 있는 것이 보다 바람직하다.

또, 첨가제 겸 소결 조제 성분은 MnO₂, Al₂O₃, SiO₂, ZnO, MgO, Mg₂TiO₄중에서 선택된 적어도 1개 이상을 주성분인 CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂-SrTiO₃에 대해서, 0.01∼1.0중량%의 범위에서 변화시켜 첨가한다.

(C) 유전체 자기는 SrTiO₃-CaTiO₃계의 유전체 조성물이 사용된다.

구체적으로는, SrTiO₃-CaTiO₃분말을 주성분으로 하고, 첨가제 겸 소결 조제 성분인 MnO₂, Al₂O₃, SiO₂, ZnO, MgO, Mg₂TiO₄중에서 선택된 적어도 1개 이상을 첨가하여 소성하는 것에 의해서 얻는다.

SrTiO₃0.55∼0.75

CaTiO₃0.25∼0.45

또, 첨가제 겸 소결 조제 성분은 MnO₂, Al₂O₃, SiO₂, ZnO, MgO, Mg₂TiO₄중에서 선택된 적어도 1개 이상을 주성분인 SrTiO₃-CaTiO₃에 대해서, 0.01∼3.0중량%의 범위에서 변화시켜 첨가한다.

(D) 유전체 자기는 SrTiO₃-CaTiO₃-Bi₂O₃-TiO₂계의 유전체 조성물이 사용된다.

구체적으로는, SrTiO₃-CaTiO₃-Bi₂O₃-TiO₂분말을 주성분으로 하고, (C)와 마찬가지의 첨가제 겸 소결 조제를 첨가하여 소성하는 것에 의해서 얻는다.

SrTiO₃0.55∼0.75

CaTiO₃0.25∼0.45

Bi₂O₃-TiO₂0.00∼0.25

또, 상기의 Bi₂O₃-TiO₂에 있어서는 TiO₂1몰에 대해서, Bi₂O₃은 1/3몰의 관계에 있는 것이 보다 바람직하다.

또, 첨가제 겸 소결 조제 성분은 MnO₂, Al₂O₃, SiO₂, ZnO, MgO, Mg₂TiO₄중에서 선택된 적어도 1개 이상을 주성분인 SrTiO₃-CaTiO₃-Bi₂O₃-TiO₂에 대해서, 0.01∼3.0중량%의 범위에서 변화시켜 첨가한다.

또, Bi₂O₃-TiO₂의 Bi의 적어도 일부를 희토류로 치환하는 것도 가능하고, 이들 희토류로서는 La, Ce, Nd 중에서 선택되는 적어도 1개의 원소가 바람직하다.또, 희토류의 치환은 콘덴서의 전압 의존성을 작게 하여 내전압을 향상시키는 효과가 있다. 구체적으로는, La₂O₃, 2CeO₂, Nd₂O₃을 각각 첨가하면 좋다. 또한, 첨가량은 Bi₂O₃-TiO₂의 Bi의 몰비와 Bi와 La의 몰비의 합, Bi와 Nd의 몰비의 합, Bi와 Ce의 몰비의 합이 각각 동일하게 되도록 첨가한다. Bi의 적어도 일부를 La, Ce, Nd 중에서 선택되는 2종 혹은 3종으로 치환하는 경우에는 첨가량은 Bi₂O₃-TiO₂의 Bi의 몰비와, Bi와 La, Nd, Ce 중의 2종 혹은 3종의 몰비의 합이 동등해지도록 첨가하면 좋다.

(E) 유전체 자기는 SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃계의 유전체 조성물이 사용된다.

구체적으로는, SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃분말을 주성분으로 하고, 첨가제 겸 소결 조제 성분인 Nd₂O₃, CeO₂, Nb₂O₅, MgO, SnO₂, Cu₂O, ZrO₂, MnO₂, SiO₂중에서 선택된 적어도 1개 이상을 첨가하여 소성하는 것에 의해서 얻는다.

SrTiO₃0.40∼0.60

PbTiO₃0.08∼0.20

Bi_2/3TiO₃0.15∼0.35

또, 첨가제 겸 소결 조제 성분은 Nd₂O₃, CeO₂, Nb₂O₅, MgO, SnO₂, Cu₂O, ZrO₂, MnO₂, SiO₂중에서 선택된 적어도 1개 이상을 주성분인 SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃에 대해서, 0.1∼5.0중량%의 범위에서 변화시켜 첨가한다.

(F) 유전체 자기는 SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃-CaTiO₃계의 유전체 조성물이 사용된다.

구체적으로는, SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃-CaTiO₃분말을 주성분으로 하고, (E)와 마찬가지의 첨가제 겸 소결 조제를 첨가하여 소성하는 것에 의해서 얻는다.

SrTiO₃0.30∼0.60

PbTiO₃0.08∼0.40

Bi_2/3TiO₃0.10∼0.38

CaTiO₃0.01∼0.25

또, 첨가제 겸 소결 조제 성분은 Nd₂O₃, CeO₂, Nb₂O₅, MgO, SnO₂, Cu₂O, ZrO₂, MnO₂, SiO₂중에서 선택된 적어도 1개 이상을 주성분인 SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃-CaTiO₃에 대해서, 0.1∼5.0중량%의 범위에서 변화시켜 첨가한다.

이와 같이, 유전체 자기는 6가지의 조성 중의 어느 1개를 주성분으로 하고, 첨가제 겸 소결 조제를 첨가하고, 또 일부의 성분을 치환하여 제작한다. 그 비율은 조성에 따라 변동시킬 필요가 있다.

다음에, 이 유전체 자기의 대향 전극으로서 형성되는 제 1 층 전극에 대해서설명한다.

제 1 층 전극은 아연(이하, Zn이라고 표시한다)을 주체로 한다. Zn을 주체로 한다고 하는 것은 이하와 같이 불순물을 포함하거나 합금이어도 좋으며, 그 Zn 함량은 구성에 따라 변화되는 것을 의미한다. Zn은 미량의 유리 성분 혹은 불순물을 포함하고 있어도 좋으며, 순도 95% 이상인 것이 바람직하다. 또, Zn 합금이어도 좋으며, Zn의 함유량으로서 90% 이상인 것이 바람직하다.

제 1 층 전극으로서 이용되는 Zn은 상술한 유전체 자기와의 협조에 의해서 자기 발열을 억제한다.

또, 제 1 층 전극 상에 형성되는 제 2 층 전극은 Cu, Ni, Ag, 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al) 중에서 선택되는 적어도 1개의 금속을 주체로 한다. 이들 5종의 금속은 각각 미량의 불순물을 포함하고 있어도 좋으며, 순도 80% 이상인 것이 바람직하다. 또, 합금이어도 좋으며, Cu, Ni, Ag, Pd, Al의 5종의 금속중 1종 이상을 포함하는 합금에 있어서 이들 5종의 금속의 함유량의 합계가 80% 이상인 것이 바람직하다.

제 2 층 전극으로서 이용되는 Cu, Ni, Ag, Pd, Al 중에서 선택되는 적어도 1개의 금속은 제 1 층 전극인 Zn과의 밀착성이 양호함과 동시에, 리드선이나 리드 단자와의 땜납 접합 강도를 향상시킨다. 또한, 이들 5종의 금속 중에서 선택되는 적어도 1개의 금속을 주체로 한다고 하는 것은 제 1 전극(2)인 Zn과 마찬가지인 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 자기 콘덴서에 대해서 도면을 참조하여 더 자세하게 설명한다.

(실시예 1)

도 1(a), 도 1(b)는 각각 본 발명의 실시예 1에 따른 자기 콘덴서를 도시한 투시 측면도와 투시 정면도이다. 자기 콘덴서(100)는 원판형의 유전체 자기 기판(1)의 양 주표면에 각각 제 1 층 전극(2), 제 2 층 전극(3)이 형성되고, 또 제 2 층 전극(3)에 각각 한쌍의 리드선(4, 5)이 땜납 접합된 구성이다.

그리고, 외장재(6)가 리드선(4, 5)의 일부와 유전체 자기 기판(1), 제 1 층 전극(2), 제 2 층 전극(3)을 매설한다.

유전체 자기 기판(1)으로서는 상술한 (A)∼(F)로 나타내는 것 중의 어느 1개의 유전체 조성물을 주성분으로 하는 유전체 자기가 이용된다.

그리고, 제 1 층 전극(2)으로서 Zn이 이용되고, 제 2 층 전극(3)으로서 Cu, Ni, Ag, Pd, Al 중에서 선택되는 적어도 1개의 금속이 이용된다.

또, 리드선(4, 5)으로서는 예를 들면, JIS C3102로 규정되는 전기용 연동선(軟銅線)을 원료로 하고, 이것에 전기도금 또는 용융 땜납을 실시한 선재를 사용한다.

또, 외장재(6)로서는 절연성을 갖는 재료가 이용되고, 예를 들면 유리, 절연성 수지 등을 이용한다. 그 중에서도, 절연성 수지가 가공의 면에서 적정하고, 저가격이기 때문에 바람직하다. 그 중에서도 열경화성 수지가 가공하기 쉽기 때문에 바람직하고, 또 열경화형의 에폭시 수지가 강도, 내습성이 우수하므로 특히 바람직하다. 그와 같은 수지로서 오쏘크레졸노볼락(ortho-cresol-novorac)계, 비페닐계, 펜타디엔계 등의 에폭시가 있다.

또, 도 1(a)에 도시하는 바와 같이, 한쌍의 리드선(4, 5)은 유전체 자기 기판(1)을 사이에 두고 이간해서 평행하게 연장하여 마련되지만, 절곡되어 최종적으로는 유전체 자기 기판(1)의 두께 방향에서 겹치도록 인출된다. 그리고, 리드선(4, 5)은 이간 거리의 대략 절반의 위치, 즉 유전체 자기 기판(1)의 두께를 대략 절반으로 하는 위치에서 겹쳐 있다.

또, 도 1(b)에 도시하는 바와 같이, 리드선(4, 5)은 유전체 자기 기판(1)의 표리면(表裏面에)서 크로싱하도록 제 2 층 전극(3)에 각각 접합되고, 절곡되어 대략 평행하게 되도록 서로 이간해서 연장하여 마련된다. 또, 리드선(4, 5)은 절곡되고 쌍방의 이간 거리를 좁힌 상태에서 대략 평행하게 연장하여 마련되어 있다. 그리고, 도 1(b)에 도시하는 바와 같이, 리드선(4, 5)이 이간하는 거리를 좁게 하는 부분을 마련한다. 리드선(4, 5)은 회로 기판의 스루홀에 삽입되고, 회로 기판의 이면에서 땜납 접합되어 실장되지만, 이 구성에 의해 리드선(4, 5)이 스루홀로 들어가 자기 콘덴서(100)가 회로 기판과 접촉하는 것을 방지한다. 그리고, 외장재(6)의 최하부와 회로 기판 사이에는 리드선(4, 5)의 일부를 반드시 개재하여, 땜납 접합시의 열의 영향을 받기 어려운데다 땜납 플럭스도 확실하게 배출된다. 또, 땜납 접합시의 열의 영향을 받기 어려우므로, 납땜 온도가 높은 납석출(lead free) 땜납이 사용 가능해진다.

다음에, 본 발명의 실시예 1에 따른 자기 콘덴서의 제조 방법에 대해서 설명한다.

우선, (A)∼(F)에 나타내는 유전체 자기 재료에 소정의 첨가제 겸 소결 조제를 배합하고, 통상의 요업적(窯業的) 수법에 의해서 습식 혼합 혹은 조립을 실행하며, 원판형의 형상으로 가압 성형한 후에 이것을 소성한다.

이렇게 하여 얻어진 유전체 자기 기판(1)의 양 주표면에 아연(Zn)으로 이루어지는 제 1 층 전극(2)을 인쇄법에 의해서 형성한다. 구체적으로는, Zn 페이스트를 스크린 인쇄법에 의해서 유전체 자기의 양 주표면에 형성한 후, 약 600℃에서 베이킹을 실행한다. 이 베이킹은 중성 분위기나 환원 분위기중에서 실행할 필요는 없고, 대기 분위기 하에서 실행한다. 여기서, 중성 분위기라는 것은 산화 환원을 일으키지 않는 분위기이며, 일반적으로는 N₂가스 분위기이다. 또한, 제 1 층 전극(2)의 그 밖의 형성 방법으로서는 Zn 페이스트에 침적(浸積)하여 도포하는 소위 딥핑 도장이나, 전착법(electrodeposition method), 도금법, 증착법 등의 성막 방법을 이용할 수 있다. 단지, 제조 장치나 프로세스 또는 폐액 처리에 기인하는 비용의 관점에서는 페이스트 도포후 베이킹하는 방법이 바람직하다.

또, 제 1 층 전극(2)의 표면을 활성화 처리한다. 이 표면 활성화 처리는 제 1 층 전극(2) 표면의 산화물을 제거하는 것이다. 이것에 의해, 적층될 제 2 층 전극(3)과의 밀착성을 향상시키고, 제 1 층 전극(2)과 제 2 층 전극(3) 사이에 불안정한 금속 화합물을 발생시키지 않는다. 제 1 층 전극(2)의 표면 활성화 처리로서는 화학적 에칭을 이용하고 산을 이용하는 것에 의해서 실행된다. 구체적으로는,pH3 정도의 예를 들면 사과산을 이용한다. 다른 방법으로서는 표면을 물리적으로 거칠게 하는 등의 물리적 에칭에 의하더라도 좋다.

다음에, 제 1 층 전극(2) 상에 제 2 층 전극(3)을 형성한다. 제 2 층 전극(3)의 형성은 도금법에 의해서 실행한다. 이 도금은 전해 도금, 무전해 도금 중의 어느 방법이더라도 좋지만, 무전해 도금이 세라믹 소자 특성을 열화시키지 않기 때문에 바람직하다.

그리고, 제 2 층 전극(3) 상에 리드선(4, 5)을 납땜하고, 리드선(4, 5)의 일부를 제외하고 절연성 수지 등에 의해 코팅하여, 외장재(6)를 형성한다.

이하, 실시예 1을 적용한 자기 콘덴서의 상세한 제작 방법의 예와 그 특성을 종래 기술에 의해 제작한 것과 비교하여 설명한다.

(실시예 A1)

우선, 주성분인 CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂분말(몰비로, CaTiO₃ 0.950, La₂O₃-TiO₂0.050)과, 이 분말 100부(중량부를 나타내는 이하 동일)에 대해서, 첨가제 겸 소결 조제 성분으로서 MgO를 0.2부, SiO₂를 0.2부 각각 전자 저울에 의해 칭량한다. 이들을 5㎜ψ의 ZrO₂질 볼이 들어간 포트밀 내에 투입하고, 100rpm의 회전속도로 200시간 혼합한다. 혼합물을 150메시의 실크 스크린에 의해 여과하여, 테프론 시트를 깐 스테인레스 패드 내에 투입하고, 1200℃의 온도로 건조시킨다. 건조된 덩어리 형상물은 알루미나 그룻(乳鉢) 안에서 분쇄한 후, 조립(granulation)한다.

이 조립물을 원판형의 형상으로 가압 성형한 후, 약 1350℃에서 소성하여 유전체 자기 기판(1)을 얻는다. 유전체 자기 기판(1)의 형상은 직경 약 10.0㎜, 두께 약 1.0㎜이다.

다음에, 유전체 자기 기판(1)의 양 주표면에 인쇄법에 의해서 Zn으로 이루어지는 제 1 층 전극(2)을 직경 8.0㎜로 형성하고, 640℃에서 베이킹을 실행한다.

또, 제 1 층 전극(2) 표면에 약 PH3의 사과산을 이용하여 화학적 에칭을 실행해서, 표면의 산화물을 제거한다.

다음에, 제 1 층 전극(2) 상에 Cu로 이루어지는 제 2 층 전극(3)을 무전해 도금법에 의해서 형성한다.

그리고, 유전체 자기의 양 주표면의 제 2 층 전극(3) 상에 각각 리드선을 납땜한다.

또, 리드선의 일부를 제외하고 에폭시 수지를 코팅하고, 제 1 층 전극(2), 제 2 층 전극(3)이 적층된 유전체 자기를 피복하여 외장재를 형성하고, 도 1(a), 도 1(b)에 도시한 자기 콘덴서를 얻는다.

(실시예 A2∼A10)

주성분인 CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂분말의 조성비(몰비)를 변경하고, 그밖은 실시예 A1과 마찬가지로 해서 실시예 A5, A7, A10을 얻는다. 또한, CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂-SrTiO₃분말을 주성분으로 하고, 그 조성비(몰비)를 변경하여 실시예 A2∼A4,A6, A8, A9의 자기 콘덴서를 얻는다.

(비교예 A1∼A10)

유전체 자기 기판(1)의 양 주표면에 인쇄법에 의해서 Ag 전극을 직경 8.0㎜로 형성하고, 800℃에서 베이킹을 실행하는 것 이외는 실시예 A1∼A10과 동일한 방법으로 비교예 A1∼A10을 제작한다.

다음에, 얻어진 실시예 A1∼A10의 자기 콘덴서의 정전 용량(Cap), 유전체 손실(Q값=1/tanδ), 직류 저항(IR), 유전체 형상(ψ/t), 유전율(ε), 온도 계수(TC), 자기발열 특성(δt) 을 측정한다.

Cap와 Q값은 LCR 미터를 사용하여 1V/1㎒의 신호 전압 하에서 측정한다. IR은 절연 저항계를 사용하여 500VDC를 1분간 인가하여 측정한다. ψ/t는 마이크로미터로 측정하고, ε는 이하의 계산으로 구한다. TC는 온도마다의 정전 용량을 LCR 미터로 측정한다.

C=ε·ψ²/144t

C: 정전 용량(Cap)

ε :유전율

ψ: 유전체 전극 직경

t : 유전체 두께

δt는 이하의 값을 채용한다.

1) ψ0.1㎜의 열전쌍(크로멜알루멜)을 자기 콘덴서의 외장재에 미리 밀착시켜 둔다.

2) 자기 콘덴서에 AC 5.0kVp-p, 주파수 100㎑를 인가하여 자기 발열시킨다. 또, Vp-p는 교류 사인파에서의 피크와 피크 사이(peak-to-peak)의 전압을 나타낸다.

3) 온도상승이 안정되었을 때의 외장재의 표면 온도를 측정한다. 이 외장재의 표면 온도와 그 때의 분위기 온도의 차를 구한다. 이 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

또, 실시예 A10에 관해서는 자기 발열 특성(δt)을 인가하는 전압을 AC 0kVp-p∼5.0kVp-p의 범위에서 실행하여 측정하고, 자기 발열 온도 특성과 인가 전압의 관계를 비교예 A10의 결과와 합쳐 도 2에 도시한다.

표 1, 도 2의 결과로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 조성의 유전체 자기와, 아연으로 이루어지는 제 1 층 전극과, 동으로 이루어지는 제 2 층 전극을 이용한 자기 콘덴서는 은 전극을 이용한 것에 비해 명확히 자기 발열 온도 특성이 우수하다.

(실시예 B1∼B9)

실시예 B1은 이하와 같이 하여 제작한다. 우선, 주성분인 SrTiO₃-CaTiO₃분말(몰비로 SrTiO₃0.750, CaTiO₃0.250)과, 이 분말 100부에 대해서 첨가제 겸 소결 조제 성분으로서 MgO를 0.2부, SiO₂를 0.2부 각각 전자 저울로 칭량한다. 이하, 소성 온도를 약 1330℃로 하는 것 이외는 실시예 A1과 마찬가지로 해서 유전체 자기 기판(1)을 얻는다. 유전체 자기 기판(1)의 형상은 직경 약 10.0㎜, 두께 약 1.0㎜이다.

다음에, 실시예 A1과 마찬가지로 제 1 층 전극(2), 제 2 층 전극(3)을 형성하고, 리드선을 납땜하고 에폭시 수지를 코팅하여 외장재를 형성한다.

또 실시예 B4, B6은 실시예 B1과 주성분인 SrTiO₃-CaTiO₃분말의 조성비(몰비)를 변경하는 것 이외는 실시예 B1과 마찬가지로 제작한다. 또, 실시예 B2, B3, B5, B7∼B9는 SrTiO₃-CaTiO₃-Bi₂O₃-TiO₂분말의 조성비(몰비)를 변경하고, 그밖은 실시예 B1과 마찬가지로 하여, 제작한다.

(비교예 B1∼B9)

유전체 자기 기판(1)의 양 주표면에 인쇄법에 의해서 Ag 전극을 직경 8.0㎜로 형성하고, 800℃에서 베이킹을 실행하는 것 이외에는 실시예 B1∼B9와 마찬가지의 방법에 의해 비교예 B1∼B9를 제작한다.

다음에, 이들 자기 콘덴서의 정전 용량(Cap), 유전체 손실(Q값), 직류 저항(IR), 유전체 형상(ψ/t), 유전율(ε), 온도 특성(TC), 자기 발열 특성(δt)을 측정한다.

이 측정 결과를 표 2에 나타낸다. 또, 실시예 B9에 관해서는 자기 발열 특성(δt)을 인가하는 전압을 AC 0kVp-p∼5.0kVp-p의 범위에서 측정하고, 자기 발열 온도 특성과 인가 전압의 관계를 비교예 B9의 결과와 합쳐서 도 3에 도시한다.

표 2, 도 3의 결과로부터 명확한 바와 같이, 본 실시예의 조성의 유전체 자기와, 아연으로 이루어지는 제 1 층 전극과, 동으로 이루어지는 제 2 층 전극을 이용한 자기 콘덴서는 은 전극을 이용한 것에 비해 명확히 자기 발열 온도 특성이 우수하다.

(실시예 B10)

실시예 B2에 있어서의 주성분인 SrTiO₃-CaTiO₃-Bi₂O₃-TiO₂분말의 조성비(몰비) 중에서 Bi₂O₃-TiO₂를 0.025몰로 하고, 또 La₂O₃을 0.025몰 첨가한다. 그밖에는 실시예 B2와 마찬가지로 하여 실시예 B10의 자기 콘덴서를 얻는다.

(실시예 B11)

실시예 B10의 La₂O₃대신에 Nd₂O₃을 0.025몰 첨가하고, 그밖에는 실시예 B10과 마찬가지로 하여 실시예 B11의 자기 콘덴서를 얻는다.

(실시예 B12)

실시예 B10의 La₂O₃대신에 CeO₂를 0.050몰 첨가하고, 그밖에는 실시예 B10과 마찬가지로 하여, 실시예 B12의 자기 콘덴서를 얻는다.

(비교예 B10∼B12)

유전체 자기 기판(1)의 양 주표면에 인쇄법에 의해서 Ag 전극을 직경 8.0㎜로 형성하고, 800℃에서 베이킹을 실행하는 것 이외는 실시예 B10∼B12와 마찬가지의 방법에 의해 비교예 B10∼B12를 제작한다.

실시예 B10∼B12의 자기 콘덴서에 관해서도, 실시예 B2와 마찬가지의 측정을 실행한다.

이들 측정 결과와 실시예 B10∼B12의 조성비(몰비)를 합쳐서 표 3에 나타내고 있다.

표 3의 결과로부터 명확한 바와 같이, Bi의 적어도 일부를 La, Ce, Nd 중에서 선택되는 적어도 1개의 원소로 치환하더라도 실시예 A1∼A10이나 실시예 B1∼B9와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

(실시예 C1)

실시예 C1은 이하와 같이 해서 제작한다. 우선, 주성분인 SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃-CaTiO₃분말(몰비로 SrTiO₃0.476, PbTiO₃0.240, Bi_2/3TiO₃0.200, CaTiO₃0.084)과, 이 분말 100부에 대해서 첨가제 겸 소결 조제 성분으로서 Nd₂O₃을 1.0부, ZrO₂를 0.5부, SnO₂를 0.4부, Cu₂O를 0.2부 각각 전자 저울에 의해 칭량한다. 이하, 실시예 B1과 마찬가지로 하여 유전체 자기 기판(1)을 얻는다. 유전체 자기 기판(1)의 형상은 직경 약 10.0㎜, 두께 약 1.0㎜이다.

다음에, 실시예 B1과 마찬가지로 제 1 층 전극(2), 제 2 층 전극(3)을 형성하고, 리드선을 납땜하고 에폭시 수지를 코팅하여 외장재를 형성한다.

(실시예 C2)

주성분인 SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃분말(몰비로 SrTiO₃0.544, PbTiO₃0.186, Bi_2/3TiO₃0.270)과, 이 분말 100부에 대해서 첨가제 겸 소결 조제 성분으로서 MnO₂를 0.6부, CeO₂를 0.2부로 한 것 이외는 실시예 C1과 마찬가지로 하여, 실시예 C2의 자기 콘덴서를 얻는다.

(실시예 C3)

주성분인 SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃분말(몰비로 SrTiO₃0.575, PbTiO₃0.086,Bi_2/3TiO₃0.339)과, 이 분말 100부에 대해서 첨가제 겸 소결 조제 성분으로서 MgO를 1.5부로 한 것 이외는 실시예 C1과 마찬가지로 하여 실시예 C3의 자기 콘덴서를 얻는다.

(실시예 C4)

주성분인 SrTiO₃-PbTiO₃-Bi₂/₃TiO₃-CaTiO₃분말(몰비로 SrTiO₃0.312, PbTiO₃0.087, Bi_2/3TiO₃0.362, CaTiO₃0.239)과, 이 분말 100부에 대해서 첨가제 겸 소결 조제 성분으로서 MnO₂를 0.3부, Nd₂O₃을 0.3부로 한 것 이외는 실시예 C1과 마찬가지로 하여, 실시예 C4의 자기 콘덴서를 얻는다.

(실시예 C5)

주성분인 SrTiO₃-PbTiO₃-Bi_2/3TiO₃-CaTiO₃분말(몰비로 SrTiO₃0.560, PbTiO₃0.150, Bi_2/3TiO₃0.206, CaTiO₃0.084)과, 이 분말 100부에 대해서 첨가제 겸 소결 조제 성분으로서 SiO₂를 0.2부, Nb₂O₅를 0.2부로 한 것 이외는 실시예 C1과 마찬가지로 하여 실시예 C5의 자기 콘덴서를 얻는다.

(비교예 C1∼C5)

유전체 자기 기판(1)의 양 주표면에 인쇄법에 의해서 Ag 전극을 직경 8.0㎜로 형성하고, 800℃에서 베이킹을 실행하는 것 이외는 실시예 C1∼C5와 마찬가지의 방법에 의해 비교예 C1∼C5를 제작한다.

이들 자기 콘덴서에 대해서 실시예 A1과 마찬가지의 측정을 실행했다. 이 측정 결과를 표 4에 나타내고 있다.

또, 실시예 C3, 실시예 C5에 관해서는 자기 발열 특성(δt)을 인가하는 전압을 AC 0kVp-p∼3.0kVp-p의 범위에서 측정한다. 실시예 C3의 결과를 비교예 C3의 결과와 합쳐서 도 4에, 실시예 C5의 결과를 비교예 C5의 결과와 합쳐서 도 5에 도시한다. 또한, 도 4, 도 5는 자기 발열 온도 특성과 인가 전압의 관계를 도시한 그래프이다.

표 4, 도 4, 도 5의 결과로부터 명확한 바와 같이, 본 실시예의 조성의 유전체 자기와, 아연으로 이루어지는 제 1 층 전극과, 동으로 이루어지는 제 2 층 전극을 이용한 자기 콘덴서는 은 전극을 이용한 것에 비해 명확히 자기 발열 온도 특성이 우수하다.

(비교예 Dl)

비교예 D1은 이하와 같이 해서 제작한다. 우선, BaTiO₃분말 100부에 대해서 첨가제 겸 소결 조제 성분으로서 Bi₂O₃를 3부, SnO₂를 2부, Al₂O₃을 1부, La₂O₃을 1부, ZrO₂를 1부, SiO₂를 0.5부, MnO₂를 0.2부 각각 전자 저울에 의해 칭량한다. 이하, 실시예 A1과 마찬가지로 하여 유전체 자기 기판(1)을 얻는다. 유전체 자기 기판(1)의 형상은 직경 약 10.0㎜, 두께 약 1.0㎜ 이다.

(비교예 D2)

유전체 자기 기판(1)의 양 주표면에 인쇄법에 의해서 Ag 전극을 직경 8.0㎜로 형성하고, 800℃에서 베이킹을 실행하는 것 이외는 비교예 D1과 마찬가지의 방법에 의해 비교예 D2를 제작한다.

다음에, 이들 자기 콘덴서의 여러 가지 특성을 측정한다.

이 측정 결과는 다음과 같다.

비교예 D1: 정전 용량(Cap)=982.64(pF), tanδ=1.370(%), 직류 저항(IR)=0.8 E+12(Ω), 유전체 형상(ψ/t)=8.0/1.35(㎜/㎜), 유전율(ε)= 3000

비교예 D2: 정전 용량(Cap)=980.56(pF), tanδ=1.363(%), 직류 저항(IR)=0.8 E+12(Ω), 유전체 형상(ψ/t)=8.0/1.35(㎜/㎜), 유전율(ε)= 3000.

또, 비교예 D1, D2에 대해서, 자기 발열 특성(δt)을 인가하는 전압을 AC 0kVp-p∼3.0kVp-p의 범위에서 측정하고, 그 결과의 자기 발열 온도와 인가 전압의 관계를 도 6에 도시한다.

도 6의 결과로부터 명확한 바와 같이, 본 실시예 이외의 조성의 유전체 자기와, 아연으로 이루어지는 제 1 층 전극과, 동으로 이루어지는 제 2 층 전극을 이용한 경우, 혹은 Ag 전극을 이용한 경우 중의 어느 자기 콘덴서이더라도 자기 발열을 억제할 수 없다. 이와 같이 상술한 (A)∼ (F) 의 조성으로 이루어지는 유전체와 Zn으로 이루어지는 제 1 층 전극(2)을 조합하는 것에 의해 비로소 자기 발열이 억제된다.

(실시예 2)

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 몰드형 자기 콘덴서를 도시한 단면도이다. 또한, 실시예 1에서 설명한 것과 마찬가지의 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

도 7에 도시하는 바와 같이 몰드형 자기 콘덴서(200)는 원판형상의 유전체 자기 기판(1)의 양 주표면에 각각 제 1 층 전극(2), 제 2 층 전극(3)이 형성되고, 또 제 2 층 전극(3)에 각각 한쌍의 리드 단자(7, 8)가 땜납 접합된 구성이다.

그리고, 외장재(6)는 유전체 자기 기판(1), 제 1 층 전극(2), 제 2 층 전극(3), 리드 단자(7, 8)의 일부를 매설한다.

또, 리드 단자(7, 8)의 외장재(6)로부터 돌출한 부분은 외부 단자 형성부를구성하고, 이 부분을 거쳐서 회로 기판에 표면 실장된다.

유전체 자기 기판(1), 제 1 층 전극(2), 제 2 층 전극(3), 그리고 외장재(6)에는 실시예 1과 마찬가지의 재료가 이용된다.

리드 단자(7, 8)로서는 도전 재료를 이용할 수 있지만, 철(Fe), Cu, Ni 중의 적어도 1개에서 선택되는 금속 재료가 바람직하게 이용되고, 전기적 특성이나 가공성의 면에서 유리하다.

(실시예 3)

도 8, 도 9는 각각 본 발명의 실시예 3에 따른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 투시 사시도와 단면도이다. 또한, 도 9는 도 8의 X-X선 단면도이다. 또한, 실시예 1, 2에서 설명한 것과 마찬가지의 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

도 8, 도 9에 있어서, 칩형 자기 콘덴서(300)는 단자부(12)를 단자 전극(9)이 덮고, 그 사이에 외장재(6)가 충전되고, 외형이 대략 직방체인 외관이다.

유전체 자기로 구성된 본체(기체)(1A)는 그의 양단에 단자부(12), 중앙에 축심부(11)를 구비한 구성이며, 축심부(11)는 단자부(12)보다도 외주에 걸쳐 오목하게 들어가 있다. 그리고, 이 오목하게 들어간 부분에 외장재(6)가 충전되어 있다.

본체(1A)의 기계적 강도, 여러가지 특성을 유지하기 위해서, 단자부(12)의 높이 h1과 축심부(11)의 높이 h2의 치수비는 h2/h1=0.5∼0.85인 것이 바람직하다. 즉, h1과 h2의 비는 h1:h2=1:0.5∼0.85의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 값이 0.5미만이면, 기계적 강도가 부족하여 콘덴서 제품으로서 품질을 유지할 수가 없다. 또, 이 값이 0.85를 넘으면, 충전될 외장재(6)의 두께가 부족하고 내습성의 저하 등 신뢰성이 저하한다.

또, 본체(1A)에 있어서, 축심부(11)와 양단의 단자부(12) 사이에는 각각 경사부(13)가 형성되는 것이 바람직하다. 이 경사부(13)를 구비하는 것에 의해서, 외장재(6)가 확실하고 또한 안정하게 충전된다. 즉 외장재(6)와 본체(1A) 사이에 기포가 거의 없다. 또, 이 축심부(11)와 경사부(13)가 이루는 각도θ는 90도∼150도인 것이 바람직하다. 90도 이하이면, 기포가 발생하여 안정한 외장재(6)의 충전이 곤란하다. 또한, 150도를 넘으면 충전될 외장재(6)가 얇아지고, 내습성의 저하 등 신뢰성이 저하한다.

이상과 같은 구성을 갖는 본체(1A)의 표면에는 도전막(2A)이 형성되고, 또, 축심부(11)에 있어서 도전막(2A)은 간극(10)에 의해서 분리되고 있다. 도전막(2A)은 실시예 1에 따른 제 1 층 전극(2)에 상당한다. 그리고, 간극(10), 축심부(11), 경사부(13)에 형성된 도전막(2A)을 덮도록 외장재(6)가 형성되어 있다.

또, 외장재(6)로 피복되어 있지 않은 단자부(12)의 도전막(2A) 상에는 도전막(2A)을 덮도록 단자 전극(9)이 형성되어 있다. 또한, 단자 전극(9)을 마련하지 않고 단자부(12)에 의해 노출되고 있는 도전막(2A)을 그대로 전극으로서 이용하더라도 좋다.

또, 외장재(6)와 단자부(12)는 대략 면이 일치하며, 외형이 대략 직방체로 되고, 칩 콘덴서로서의 실장성이 우수하다. 또, 칩형 자기 콘덴서(300)의 외형은 대략 직방체인 것이 실장성이 우수하므로 바람직하지만, 칩 콘덴서로서의 실장성을저해하지 않는 범위에서 원주 형상, 다각 형상이더라도 좋다.

다음에, 칩형 자기 콘덴서(300)의 각 구성에 대해서 자세하게 설명한다.

우선, 본체(1A)는 실시예 1, 2에서 설명한 바와 같이, 상술한 (A)∼(F)로 나타내는 것 중의 어느 1개의 유전체 조성물을 주성분으로 하는 유전체 자기가 이용된다. 그리고, 도전막(2A)은 Zn을 주체로 하는 것이다. 또, 외장재(6)로서도 실시예 1, 2에서 설명한 것과 마찬가지이다.

또, 단자 전극(9)은 실장시의 납땜성을 향상시켜 도전막(2A)을 보호한다. 이 단자 전극(9)으로서는 Ni, 주석(Sn), 땜납 중에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 재료를 이용한다. 이 중에서도, Ni 층상에 Sn 또는 땜납을 형성한 전극은 납땜성 및 내열성이 향상한다고 하는 이유로 특히 바람직하다.

또, 도전막(2A)과 단자 전극(9) 사이에 실시예 1, 2에 있어서의 제 2 층 전극으로서 설명한 Cu, Ni, Ag, Pd, Al 중에서 선택되는 적어도 1개의 금속을 이용하더라도 좋다.

다음에, 본 발명의 실시예 3에 따른 칩형 자기 콘덴서의 제조 방법에 대해서 설명한다.

우선, 실시예 1, 2와 마찬가지로 (A)∼(F)로 나타내는 유전체 자기 재료에 소정의 첨가제 겸 소결 조제를 배합하고, 통상의 요업적 수법에 의해서 습식 혼합 혹은 조립을 실행하고, 이들 유전체 재료를 금형에 장전하여 가압 성형한 후 소성한다.

그리고, 소성된 대략 직방체의 베이스 본체(1A)의 중앙을 외주에 걸쳐 깎어,양단의 단자부(12)보다도 외주에 걸쳐 오목하게 들어가 있는 축심부(11)를 형성한다. 또한, 양단의 단자부(12)보다도 외주에 걸쳐 오목하게 들어가 있는 축심부(11)를 구비하도록 미리 금형을 형성하고, 이 금형에 의해 유전체 재료를 가압성형한 후 소성하여 본체(1A)를 형성하더라도 좋다. 이와 같이 형성하는 것에 의해, 본체(1A)를 깎는 공정을 없앨 수 있다.

다음에, 이 본체(1A)의 간극(10)에 상당하는 도전막(2A)을 형성하지 않는 부분에 소정 폭의 감광성 수지를 도포하고, 노광과 현상을 실행하여 본체(1A)의 외주에 걸쳐 마스크한다.

그리고, 이 마스크 부분 이외의 본체(1A) 표면에 Zn을 주체로 하는 도전막(2A)을 형성한다. 도전막(2A)의 형성 방법으로서는 도전 페이스트에 침적하여 도포하는 소위 딥핑 도장이나 인쇄법, 전착법, 도금법, 증착법 등의 성막 방법을 이용한다.

다음에, 간극(10)에 상당하는 도전막(2A)을 형성하지 않는 부분에 마스크된 감광성 수지를 제거하고, 원하는 형상으로 패터닝되고, 간극(10)에 의해서 분리된 도전막(2A)를 얻는다.

본체(1A)상에 간극(10)에 의해서 분리된 도전막(2A)을 형성하는 방법으로서는 도전막(2A)을 형성하지 않는 부분을 제외하고, 도전막(2A)을 본체(1A)에 직접 도포해서 형성하는 방법을 이용하더라도 좋다. 또는, 여러 가지의 성막 방법에 의해서 일단 도전막(2A)을 본체(1A)의 표면 전면에 형성한 후, 소정 폭의 간극(10)에 상당하는 부분만을 제거하더라도 좋다. 그 방법으로서는 연마, 레이저 트리밍, 물리적 혹은 화학적 에칭 등의 방법이 이용된다. 그 중에서도, 레이저 트리밍은 고정밀도로서 바람직하다.

레이저 트리밍에 의해 도전막(2A)의 불필요한 부분을 제거하는 경우에 있어서는 우선 레이저 트리밍에 의해 불필요 부분의 도전막(2A)의 소정 두께분을 제거한다. 다음에, 전체를 일률적으로 에칭한다. 이 에칭은 불필요 부분의 도전막(2A)의 막두께가 완전히 제거될 때까지 실행한다. 이것에 의해서, 불필요 부분 이외의 도전막(2A)은 잔류하고, 원하는 형상으로 패터닝된 도전막(2A)를 얻는다. 이 방법에 의하면, 레이저 트리밍에 의해서 본체(1A)의 표면에 형성된 도전막(2A)을 제거할 때에, 레이저의 열이 본체(1A)에 도달하는 일이 없다. 따라서, 본체(1A)의 재료를 열변성시켜 특성을 열화시키는 일이 없고, 레이저의 열에 의한 본체(1A)의 특성 열화를 방지할 수 있다.

다음에, 축심부(11)에 형성된 도전막(2A)을 덮도록, 상술한 절연성을 갖는 재료를 이용하여 외장재(6)를 충전한다.

다음에, 단자부(12)의 도전막(2A)에 대해서, 도전막(2A)을 덮도록 단자 전극(9)을 형성한다. 이상과 같이 하여, 외형이 대략 직방체로 되고, 칩 콘덴서로서의 실장성이 우수한 실시예 3에 따른 칩형 자기 콘덴서(300)가 얻어진다.

또한, 실장성이나 외장재(6)의 충전성을 필요로 하지 않는 경우에는 양단의 단자부(12)보다도 외주에 걸쳐 오목하게 들어가 있는 축심부(11)를 형성하지 않더라도 좋다. 즉, 단지 대략 직방체, 각기둥형상, 원기둥형상의 본체(1A)의 표면에 도전막(2A)을 형성하고, 간극(10)을 구비한 단순한 구성으로 해도 좋다. 일 예로서 대략 직방체의 본체(1A)를 이용한 자기 콘덴서의 사시도를 도 10에, 도 10의 X-X선에 있어서의 단면도를 도 11에 도시한다. 도 8, 도 9와 마찬가지 구성을 이루는 것에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

(실시예 4)

도 12, 도 13은 각각 본 발명의 실시예 4에 따른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 투시 사시도와 단면도이다. 또한, 도 13은 도 12의 Ⅹ-X선 단면도이다. 실시예 3에서 설명한 것과 마찬가지의 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

도 12, 도 13에 도시하는 바와 같이, 실시예 4와 실시예 3은 도전막(2A)을 분리하는 간극(10)이 다르다. 즉, 실시예 4에서는 본체(1A)의 축심부(11)의 한쌍의 면에서, 서로 다른 방향으로 인출된 도전막(2A)이 형성되고, 서로 간극(10A), (10B)에 의해서 분리되어 있다. 그리고, 서로 다른 방향으로 인출된 도전막(2A)의 각각이 단자부(12)를 피복하는 구성이다. 또, 축심부(11)의 다른 한쌍의 면에는 도전막(2A)을 형성하지 않는다. 이와 같이, 도전막(2)은 서로 대향하는 단자부(12) 사이에 있어서, 본체(1A)의 표리에 형성되어 있다. 또, 도전막(2A)를 분리하는 간극(10A)과 간극(10B)은 점 대칭의 관계에 있다. 또한, 단자부(12)에 있어서의 도전막(2A)은 측면에만 마련하고 단면(端面)에는 마련하지 않더라도 좋다.

실시예 4에 따른 칩형 자기 콘덴서(400)는 대향하는 단자부(12) 사이에 있어서, 도전막(2A)을 분리하는 간극(10A)과 간극(10B)에 의해서 정전 용량을 얻는다.또, 축심부(11)를 거쳐서 서로 대향하는 도전막(2A)이 형성되고, 본체(1A)의 축심부(11)의 두께(높이 h2)에 의해서 정전 용량을 얻는다. 또, 본체(1A)의 축심부(11)의 두께를 변경하여, 원하는 정전 용량을 얻을 수 있다.

그 밖의 구성이나 제조 방법 등은 실시예 3과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예 4에 있어서, 실장성이나 외장재(6)의 충전성을 필요로 하지 않는 경우에는 양단의 단자부(12)보다도 외주에 걸쳐 오목하게 들어가 있는 축심부(11)를 형성하지 않더라도 좋다. 즉, 단순히 본체(1A)를 대략 직방체로 하고, 대략 직방체의 본체(1A)의 대향하는 한쌍의 측면에서 서로 다른 단면과 간극(10A), (10B)을 거쳐서, 한쌍의 측면에서 서로 다른 단면으로 인출된 도전막(2A)를 구비한 단순한 구성으로 해도 좋다.

(실시예 5)

도 14는 본 발명의 실시예 5에 따른 칩형 자기 콘덴서를 도시한 사시도이다. 또, 도 15(a)는 도 14의 X-X선 단면도, 도 15(b)는 도 14의 Y-Y선 단면도, 도 15(c)는 도 14의 Z-Z선 단면도이다. 또한, 본 실시예 5에 있어서는 실시예 4에서 설명한 부분과 동일한 것에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 또, 본 실시예 5에 있어서는 칩형 자기 콘덴서(500)를 구성하는 각 부는 실시예 4에서 설명한 것과 마찬가지이며, 자세한 설명은 일부 생략한다.

도 14에 도시하는 바와 같이 칩형 자기 콘덴서(500)는 본체(1A)의 양단부에단자부(12)를 구비하고, 단자부(12) 사이의 오목부에 외장재(6)가 충전되고, 외형이 대략 직방체이다.

또, 도 15(a)에 도시하는 바와 같이, 칩형 자기 콘덴서(500)는 대략 직방체인 본체(1A)의 대향하는 한쌍의 면에 오목부가 각각 형성되어 있다. 이 대향하는 오목부의 깊이는 임의이며, 대향하는 오목부의 깊이에 따라서 본체(1A)의 중앙 대향부 (11A)의 두께 L이 결정된다. 대향하는 오목부는 중앙 대향부(11A)를 사이에 두고 대칭형상이며, 체적도 동일한 것이 바람직하지만, 서로 다르더라도 좋다.

또, 도 15(a)∼도 15(c)에 도시하는 바와 같이, 본체(1A)의 표면에는 대향하는 오목부에서, 즉 본체(1A)의 중앙 대향부(11A)의 표리에서 서로 다른 단면으로 인출된 도전막(2A)이 형성되어 있다. 또, 도전막(2A)은 중앙 대향부(11A)의 표리에서 각각 간극(10A), (10B)에 의해서 분리되어 있다.

그리고, 서로 다른 단면으로 인출된 도전막(2A)의 각각이 본체(1A)의 단자부(12)를 피복하는 구성이다. 서로 대향하는 단자부(12) 사이에 있어서, 간극(10A)과 간격(10B)은 점 대칭의 관계에 있다.

대향하는 오목부에는 각각 외장재(6)가 충전되고, 도전막(2A), 간극(10A), (10B)을 피복하는 구성으로 되어 있다.

또, 단자 전극(9)이 도전막(2A)을 덮도록 형성되어 있다. 또한, 단자 전극(9)을 마련하지 않고, 단자부(12)에 의해 노출되어 있는 도전막(2A)을 그대로 전극으로서 이용하더라도 좋다.

또, 외장재(6)를 단자부(12)와 대략 면일치하게 충전하는 것에 의해, 외형이대략 직방체로 되어 칩 콘덴서로서의 실장성이 우수하다.

실시예 5에 따른 칩형 자기 콘덴서(500)는 대향하는 단자부(12) 사이에 있어서, 도전막(2A)을 분리하는 간극(10A)과 간극(10B)에 의해서 정전 용량을 얻는다. 또, 중앙 대향부(11A)를 거쳐서 서로 대향하는 도전막(2A)이 형성되고, 중앙 대향부(11A)의 두께 L에 의해서도 정전 용량을 얻는다. 또, 두께 L을 변경하는 것에 의해서, 원하는 정전 용량을 얻을 수 있다.

특히, 큰 정전 용량을 얻기 위해서 두께 L을 작게 하더라도, 중앙 대향부(11A)를 둘러싸는 본체(1A)의 존재에 의해서, 칩형 자기 콘덴서(500)의 기계적 강도가 유지된다.

본체(1A)에는 실시예 1∼4와 마찬가지로, 상술한 (A)∼(F)로 나타내는 것 중의 어느 1개의 유전체 조성물을 주성분으로 하는 유전체 자기가 이용된다. 그리고, 도전막(2A)은 Zn을 주체로 한다. 또, 외장재(6)로서도 실시예 1∼4에서 설명한 것과 마찬가지이다. 단자 전극(9)도 실시예 3, 4에서 설명한 것과 마찬가지이다.

다음에, 칩형 자기 콘덴서(500)의 제조 방법에 대해서 설명한다.

우선, 본체(1A)를 형성하지만, 그 형성 방법은 실시예 3, 4와 마찬가지이므로 생략한다.

다음에, 본체(1A)의 표리에 도전막(2A)이 형성된다. 한쪽의 오목부에 있어서 도전막(2A)은 간극(10A)을 구비하도록 형성되고, 다른쪽의 오목부에 있어서 도전막(2A)은 간극(10B)을 구비하도록 형성된다.

도전막(2A)의 형성 방법으로서는 실시예 4에서 설명한 방법과 마찬가지이다.

그리고, 오목부에 상기한 절연성을 갖는 재료를 이용하여 외장재(6)를 충전한다. 또한, 외장재(6)는 단자부(12)와 대략 면이 일치하게 형성하는 것이 실장성의 관점에서 바람직하다.

또, 단자부(12)의 도전막(2A)에 대해서 도전막(2A)을 덮도록 단자 전극(9)을 형성한다.

이렇게 하여 제작한 실시예 5에 따른 칩형 자기 콘덴서(500)는 외형이 대략 직방체로 되어 칩 콘덴서로서의 실장성이 우수하다.

이상 실시예 1∼5에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 자기 콘덴서는 여러 가지 형태를 취하는 것이 가능하다. 그리고, 어떠한 형태이더라도, 본 발명의 자기 콘덴서는 상술한 (A)∼(F)로 나타내는 것 중의 어느 1개의 유전체 조성물을 주성분으로 하는 유전체 자기와, 유전체 자기의 대향 표면에 형성된 아연을 주체로 하는 전극을 구비하는 것에 의해, 고주파수, 고전압의 사용 조건 하에 있어서도 자기 발열을 억제할 수 있다.

Claims

(A) CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂계의 유전체 조성물,

(B) CaTiO₃-La₂O₃-TiO₂-SrTiO₃계의 유전체 조성물,

(C) SrTiO₃-CaTiO₃계의 유전체 조성물,

(D) SrTiO₃-CaTiO₃-Bi₂O₃-TiO₂계의 유전체 조성물,

(E) SrTiO₃-PbTiO₃-Bi₂/₃TiO₃계의 유전체 조성물,

(F) SrTiO₃-PbTiO₃-Bi₂/₃TiO₃-CaTiO₃계의 유전체 조성물 중 어느 1개의 유전체 조성물을 주성분으로 하는 유전체 자기와,

상기 유전체 자기의 표면에 형성된 Zn을 주체로 하는 제 1 층 전극을 구비한 자기 콘덴서.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 층 전극상에 Cu, Ni, Ag, Pd, Al 중에서 선택되는 적어도 1개의 금속을 주체로 하는 제 2 층 전극을 더 구비한 자기 콘덴서.
제 2 항에 있어서,

상기 제 2 층 전극에 접속된 리드선과,

상기 유전체 자기, 상기 제 1 층 전극, 상기 제 2 층 전극, 상기 리드선의 일부를 매설하는 외장재를 더 구비한 자기 콘덴서.
제 3 항에 있어서,

상기 외장재의 측면으로부터 외부로 돌출된 상기 리드 단자의 외부 단자 형성부를 더 구비한 자기 콘덴서.
제 1 항에 있어서,

상기 유전체 자기의 양단의 단자부를 더 구비하고,

상기 제 1 층 전극이 적어도 상기 양단의 단자부 사이에서 분리된 자기 콘덴서.
제 5 항에 있어서,

상기 유전체 자기에 상기 단자부보다도 외주에 걸쳐 오목하게 들어간 축심부를 더 구비한 자기 콘덴서.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1 층 전극이 적어도 상기 축심부에 의해 분리된 자기 콘덴서.
제 6 항에 있어서,

상기 축심부가 적어도 대향하는 한쌍의 면을 갖고,

상기 제 1 층 전극이 적어도 상기 한쌍의 면과 상기 단자부에 형성된 자기 콘덴서.
제 6 항에 있어서,

상기 축심부와 상기 단자부 사이에 경사부를 더 구비한 자기 콘덴서.
제 9 항에 있어서,

상기 축심부와 상기 경사부가 이루는 각도가 90도∼150도인 자기 콘덴서.
제 7 항에 있어서,

상기 단자부의 높이와 상기 축심부의 높이의 비가 1:0.5∼0.85인 자기 콘덴서.
제 5 항에 있어서,

상기 양단의 단자부 사이에 상기 축심부를 피복하는 외장재를 더 구비한 자기 콘덴서.
제 12 항에 있어서,

상기 외장재와 상기 양단의 단자부가 대략 면이 일치하는 자기 콘덴서.
제 5 항에 있어서,

상기 단자부의 상기 제 1 층 전극 상에 단자 전극을 더 구비한 자기 콘덴서.
제 5 항에 있어서,

상기 유전체 자기가 대향하는 한쌍의 측면을 갖는 대략 직방체의 본체를 구성하고,

상기 제 1 층 전극이 적어도 상기 한쌍의 면과 상기 단자부에 형성된 자기 콘덴서.
제 13 항에 있어서,

상기 유전체 자기가 대향하는 한쌍의 측면에 오목부를 갖는 대략 직방체의 본체를 구성하고,

상기 제 1 층 전극이 상기 본체의 대향하는 한쌍의 측면에 형성된 오목부에 각각 적어도 형성되고, 상기 대향하는 오목부에서 서로 다른 상기 단자부와 간극을 거쳐서, 상기 대향하는 오목부에서 서로 다른 상기 단자부로 인출된 자기 콘덴서.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 층 전극이 상기 유전체 자기의 표면에 형성된 도전막으로 이루어지는 자기 콘덴서.