(57)【要約】【課題】誘電体層に形成した電極の形状を変えることにより小容量のコンデンサを構成して所定のキャパシタ容量を得ることはできなかった。【解決手段】ベタ電極２０を形成したセラミックスの誘電体層１０を所定の積層数重ね合わせた大容量コンデンサと、格子状のグリッド電極３０を形成したセラミックスの誘電体層１０を所定の積層数重ね合わせた小容量コンデンサとを組み合わせて構成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベタ電極を形成したセラミックスの誘電体層を所定の積層数重ね合わせた大容量コンデンサと、格子状のグリッド電極を形成したセラミックスの誘電体層を所定の積層数重ね合わせた小容量コンデンサとを組み合わせて構成したことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
前記グリッド電極のパターンが上下及び左右に対称であることを特徴とする請求項１記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】
前記グリッド電極の面積が前記ベタ電極の面積の１／１０〜１／５であることを特徴とする請求項１又は２記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項４】
前記グリッド電極が交差する交点部のパターンが細く形成され、前記交点部がヒューズ機能を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項５】
誘電体セラミックスのグリーンシートを作成する工程と、
前記グリーンシート上にベタ電極のパターン形状に導体ペーストをスクリーン印刷する工程と、
前記グリーンシート上に格子状のグリッド電極のパターン形状に導体ペーストをスクリーン印刷する工程と、
所定のキャパシタ容量に合わせて前記ベタ電極を印刷したグリーンシートと前記グリッド電極を印刷したグリーンシートをそれぞれ所定の枚数積み重ねて圧着する工程と、
それらを焼成する工程と
を有することを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項６】
誘電体セラミックスの材料からセラミックスペーストを作成する工程と、
前記セラミックスペーストを合成樹脂フィルム上にスクリーン印刷することによりセラミックスの厚膜を形成する工程と、
前記厚膜上にベタ電極のパターン形状に導体ペーストをスクリーン印刷する工程又は前記厚膜上に格子状のグリッド電極のパターン形状に導体ペーストをスクリーン印刷する工程と、
所定のキャパシタ容量に合わせて前記厚膜を形成する工程と、前記厚膜上にベタ電極をスクリーン印刷する工程又は前記厚膜上にグリッド電極をスクリーン印刷する工程とを所定の積層数になるまで繰り返す工程と、
それらを焼成する工程と
を有することを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は積層セラミックコンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公昭６２−０５８１３０号公報
【特許文献２】特開平０６−２４４０５８号公報
従来、積層セラミックコンデンサは、特許文献１等の多くの文献に開示されており、誘電体セラミックスのグリーンシートにベタ電極を印刷し、このシートを複数枚、電極が対向する両端に交互に導出されるように積み重ねて圧着し、焼成した後、電極の導出部に外部電極を接続している。
【０００３】
特許文献２は、信号ラインを経由した高周波ノイズの授受を防止することを目的にして、誘電体セラミックグリーンシートに短冊状の信号ライン用電極及びその信号ライン用電極と誘電体層を介して部分的に重なり合う短冊状のアース電極が形成されていることが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１はベタ電極のみによりコンデンサを構成するので、積層枚数によってキャパシタ容量を満たすことはできるが、その１層より小さい容量で調整することは不可能であった。
また、特許文献２は短冊状の電極を採用しているが、信号ライン用電極とアース電極とで構成される貫通コンデンサ部分をシールド電極で覆い易くして高周波ノイズを防止するためであり、小容量のコンデンサを形成して所定のキャパシタ容量を得るためではない。
従って、従来技術では、誘電体層に形成した電極の形状を変えることにより小容量のコンデンサを構成して所定のキャパシタ容量を得ることは実現していなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、本発明はベタ電極を形成したセラミックスの誘電体層を所定の積層数重ね合わせた大容量コンデンサと、格子状のグリッド電極を形成したセラミックスの誘電体層を所定の積層数重ね合わせた小容量コンデンサとを組み合わせて構成したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施形態を示す分解斜視図である。
第１の実施形態の積層セラミックコンデンサは、セラミックスの誘電体層１０である例えばグリーンシート、誘電体層１０上に形成されたベタ電極２０及び格子状のグリッド電極３０を備えている。
【０００７】
ベタ電極２０は誘電体層１０上の表面をほとんど覆うように導体ペースト例えばＰｄ（パラジウム）ペーストをスクリーン印刷することにより形成され、外部電極と接続される外部取出用電極部２１又は２２を有している。
外部取出用電極部２１と２２は構造上全く同じであり、図１では誘電体層１０を１８０°回転させて積み重ねる状態を示している。ただし、図１では、外部取出用電極部２１に接続される外部電極はコンデンサを形成した際には共通電極となる。
【０００８】
グリッド電極３０は、格子状のパターン形状になるように、導体ペーストを誘電体層１０上にスクリーン印刷することにより形成される。
グリッド電極３０は外部取出用電極部３１を対向する端部にそれぞれ有しているが、ベタ電極２０の外部取出用電極部２１，２２とは異なる方向に形成されている。
【０００９】
誘電体層１０と、誘電体層１０を挟むベタ電極２０とでコンデンサが形成されるが、それらを所定の積層数例えば複数層重ね合わせることにより大容量コンデンサＸを構成する。
また、誘電体層１０と、誘電体層１０を挟むベタ電極２０及びグリッド電極３０とでコンデンサが形成され、図では１層のみ示しているが、通常はそれらを所定の積層数例えば複数層重ね合わせることにより小容量コンデンサＹを構成する。
【００１０】
上記した大容量コンデンサＸと小容量コンデンサＹをベタ電極２０の外部取出用電極部２１を共通電極とし、外部取出用電極部２２とグリッド電極３０の外部取出用電極部３１を接続することにより、大容量コンデンサＸと小容量コンデンサＹとを組み合わせて所定のキャパシタ容量のコンデンサを実現することができる。
【００１１】
図２はベタ電極を説明するための平面図である。
誘電体層１０上に形成されるベタ電極２０は、上記したように、導体ペーストをベタ電極２０のパターン形状にスクリーン印刷することにより実現される。
寸法の一例として、縦２１ｍｍ、横２６ｍｍの誘電体層１０の上に、縦２０ｍｍ、横２５ｍｍのベタ電極２０を形成する。このベタ電極２０の面積は５００ｍｍ２となる。
【００１２】
図３はグリッド電極を説明するための平面図である。
誘電体層１０上に形成されるグリッド電極３０は、上記したように、導体ペーストを格子状のブリッド電極３０のパターン形状にスクリーン印刷することにより実現される。
グリッド電極３０のパターンは、上下及び左右に対称に形成される。これは焼成した後の冷却時における収縮の差によって電極パターンが剥がれるのを防止するためである。
外部取出用電極部３１は、ベタ電極２０の外部取出用電極部２１（又は２２）が図２では左右方向に形成されているので、その方向と異なる上下方向の両端部にそれぞれ対称的に形成されている。
【００１３】
寸法の一例として、ベタ電極２０の場合と同じ寸法の導電体層１０に、幅０．５ｍｍで、縦２０ｍｍ、横２５ｍｍの枠と、枠内の縦２本、横２本の電極とでグリッド電極３０を形成する。このグリッド電極３０の面積は８６ｍｍ２となる。
グリッド電極３０の面積は、小容量とするために、ベタ電極２０の面積の１／１０〜１／５程度が望ましい。
【００１４】
図４は第１の実施形態の断面図、図５は平面図である。
図では、誘電体層１０を挟んだベタ電極２０同士による大容量コンデンサＸと、誘電体層１０を挟んだベタ電極２０とグリッド電極３０による小容量コンデンサＹが形成され、ベタ電極２０の外部取出用電極部２１は共通電極としての外部電極４１に接続されている。
【００１５】
ベタ電極２０の外部取出用電極部２２は外部電極４２に接続され、グリッド電極３０の外部取出用電極部３１（図示されていない）は外部電極４３に接続される。
外部電極４１，４２，４３は導体ペースト例えばＡｇ−Ｐｄペーストを塗布して焼付けることにより形成される。
なお、グリッド電極３０の外部取出用電極部３１と接続された外部電極４３の一方は外部電極４２に接続されるが、予め接続した状態になるように外部電極４２，４３を形成しても良い。
【００１６】
誘電体層１０の材料としては、種々なものが開示されているが、第１の実施形態としては、一例としてεｒ＝９０，ＢａＯ−ＴｉＯ２−（Ｓｍ２Ｏ３−Ｌａ２Ｏ３−Ｎｄ２Ｏ３）−Ｂｉ２Ｏ３系と、εｒ＝１７０，ＣａＴｉＯ３系のものを使用する。
ベタ電極２０としては、図２に示した寸法でＰｄペーストを印刷して形成したものを使用し、グリッド電極３０としては、図３に示した寸法でＰｄペーストを印刷して形成したものを使用する。
電極間距離ｄは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍまで変化させる。
【００１７】
このように設定してコンデンサを作成したデータを表１に示す。Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６はグリッド電極、Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１２はベタ電極を使用した場合を示している。
【表１】
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なお、εｒは比誘電率、ε０は真空の誘電率、εは誘電率、Ｓは面積、Ｃは容量を示す。またＣにおける表示は浮動小数点数の表現法による。
【００１８】
このデータに基いて、大容量コンデンサＸと小容量コンデンサＹを組み合わせた積層セラミックコンデンサの構成例を示す。
（１）０．２２μＦ＋４７００ｐＦ
Ｘ:Ｎｏ．１１（３０層）…（７．５２Ｅ＋０３）＊３０＝０．２２μＦ
Ｙ:Ｎｏ．  ４（  ５層）…（９．２４Ｅ＋０２）＊  ５＝４６２０ｐＦ
（２）０．１μＦ＋５０００ｐＦ
Ｘ:Ｎｏ．１１（１３層）…（７．５２Ｅ＋０３）＊１３＝０．１μＦ
Ｙ:Ｎｏ．  ５（  ８層）…（６．４７Ｅ＋０２）＊  ８＝５１７６ｐＦ
（３）１μＦ＋３３００ｐＦ
Ｘ:Ｎｏ．１０（６７層）…（１．５０Ｅ＋０４）＊６７＝１．０μＦ
Ｙ:Ｎｏ．  １（  ５層）…（６．８５Ｅ＋０２）＊  ５＝３４２５ｐＦ
【００１９】
以上のように、第１の実施形態によれば、格子状のグリッド電極を形成したセラミックスの誘電体層を所定の積層数重ね合わせて容量コンデンサを構成したので、ベタ電極による大容量コンデンサと組み合わせることにより所定のキャパシタ容量を得ることができる。
【００２０】
図６は本発明の第２の実施形態を示す部分拡大図で、（ａ）はグリッド電極の４叉の交点部、（ｂ）は３叉の交点部を示している。
グリッド電極３０は、図３に例示した０．５ｍｍの幅に限定されるものではないが、所定の容量を得るためにはあまり細くてもまたあまり太くても好ましくない。０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度が適当である。
【００２１】
一方、積層セラミックコンデンサが何らかの原因で短絡する場合に備えて安全措置をとることも必要である。
グリッド電極３０の幅が０．５ｍｍ程度であれば、大電流の場合にはグリッド電極３０自身が溶断してヒューズの機能を果すこともあるが、第２の実施形態では、グリッド電極３０が交差する交点部３２，３３の電極パターンを細く形成して、大電流でなくても所定の電流によって溶断するように、交点部３２，３３にヒューズ機能を備えるようにしたものである。
【００２２】
交点部３２，３３の幅は、グリッド電極３０の半分程度が適当で、０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲が望ましい。従って、グリッド電極３０が０．５ｍｍ幅の場合には、交点部３２，３３の幅は、０．２５ｍｍ程度が適当である。
このように設定すれば、所定の電流が交点部３２，３３に流れることにより交点部３２，３３が溶断し、その交点部３２，３３に挟まれたグリッド電極３０の一辺が孤立化することによって電流が遮断され、コンデンサ全体の安全性を確保することができる。
【００２３】
以上のように、第２の実施形態によれば、グリッド電極が交差する交点部のパターンを細く形成することによって、交点部に容易にヒューズ機能を持たせることができる。
【００２４】
次に本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。
まず、グリーンシート法による場合を説明すると、材料としてマイクロ波用セラミックスの原料粉体を使用し、公知の方法によりグリーンシートを作成する。
このグリーンシートは図１〜図５に示した誘電体層１０に相当するものである。
【００２５】
次にグリーンシート上に、例えば図２１に示したベタ電極２０のパターン形状に導体ペースト例えばＰｄペーストをスクリーン印刷し、乾燥する。
一方、グリーンシート上に、例えば図３に示したグリッド電極３０のパターン形状にＰｄペーストをスクリーン印刷し、乾燥する。
【００２６】
次に、設計した所定のキャパシタ容量に合わせて、ベタ電極２０を印刷したググリーンシートと、グリッド電極３０を印刷したグリーンシートを、外部取出用電極部２１，２２が交互に両端部に位置するように、それぞれ所定の枚数積み重ねて金型中にて所定の温度、圧力で圧着する。
脱脂をした後、それらを高温で焼成する。
そしてベタ電極２０の外部取出用電極部２１，２２及びグリッド電極３０の外部取出用電極部３１に接続する外部電極用として、Ａｇ−Ｐｄペーストを塗布し、焼付けにより図５に示した外部電極４１，４２，４３を形成して完成する。
【００２７】
次に印刷法による場合について説明する。
図７及び図８は本発明の印刷法による積層セラミックコンデンサの製造方法の工程を示す断面図である。
まず、マイクロ波用誘電体セラミックスの原料粉体を使用し、整粒した後バインダ、可塑剤、溶剤を混練し、セラミックスペーストを作成する。
【００２８】
次に図７の（ａ）に示すように、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）フィルム等の合成樹脂フィルム５１上にセラミックスペーストをスクリーン印刷することにより所定の厚さのセラミックスの厚膜５２を形成し、乾燥する。この厚膜５２が図１〜図５の誘電体層１０に相当する。
（ｂ）では、厚膜５２上に例えば図２のベタ電極２０のパターン形状に導体ペースト例えばＰｄペーストをスクリーン印刷し、乾燥する。
【００２９】
（ｃ）では、ベタ電極２０の上にセラミックスの厚膜５２を形成し、乾燥する。
（ｄ）では、厚膜５２上にベタ電極２０の外部取出用電極が両端面に交互に導出するようにベタ電極２０のパターン形状にＰｄペーストをスクリーン印刷し、乾燥する。
（ｅ）〜（ｇ）の工程では、所定のキャパシタ容量に合わせて厚膜５２の形成、ベタ電極２０の形成を繰り返す。
【００３０】
（ｈ）では、厚膜５２上に例えば図３に示した格子状のグリッド電極３０のパターン形状にＰｄペーストをスクリーン印刷し、乾燥する。
（ｉ）では、グリッド電極３０の上に厚膜５２を形成し、乾燥する。
所定のキャパシタ容量に合わせて（ｈ）、（ｉ）の工程を繰り返す。
【００３１】
乾燥させて溶剤を十分に飛ばし、外形を設計形状に切断し、バインダを燃焼させて脱脂した後、高温で焼成する。合成樹脂フィルム５１は燃焼して消失する。
（ｊ）では、焼成されたセラミックスにベタ電極２０の外部取出用電極部２１，２２及びグリッド電極３０の外部取出用電極部３１（図示せず）に接続する外部電極用として、Ａｇ−Ｐｄペーストを塗布し、焼付けにより外部電極４１，４２，４３を形成して完成する。
【００３２】
以上のようにして積層セラミックコンデンサを製造することができるが、印刷法による場合は、グリーンシート法に比べて誘電体層即ちセラミックスの厚膜を薄くすることができるので、コンデンサ全体として薄型にすることができる。
【００３３】
本発明に係る積層セラミックコンデンサはキャパシタ容量を小容量で調整できるので、汎用性があり、また、インタクダンス素子やサージ吸収素子等と接続してユニット化すると、薄型のノイズフィルタを実現することができる。
【００３４】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、格子状のグリッド電極による小容量コンデンサとベタ電極による大容量コンデンサとを組み合わせることにより所定のキャパシタ容量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す分解斜視図
【図２】ベタ電極を説明するための平面図
【図３】グリッド電極を説明するための平面図
【図４】第１の実施形態の断面図
【図５】第１の実施形態の平面図
【図６】本発明の第２の実施形態を示す部分拡大図
【図７】積層セラミックコンデンサの製造方法を示す断面図
【図８】積層セラミックコンデンサの製造方法を示す断面図
【符号の説明】
１０                誘電体層
２０                ベタ電極
２１，２２          外部取出用電極部
３０                グリッド電極
３１                外部取出用電極部
３２，３３          交点部
４１，４２，４３    外部電極
５１                合成樹脂フィルム
５２                厚膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004214257.tif 000008
【図６】
2004214257.tif 000009
【図７】
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【図８】
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