(57)【要約】【課題】本発明は、耐湿性を大幅に向上させることができる厚膜コンデンサの製造方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の厚膜コンデンサの製造方法は、厚膜誘電体１４の上から一対の下部電極１２，１３のうち他方の下部電極１３の上にかけて形成された上部電極１５における少なくとも厚膜誘電体１４上に位置する部分を、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体１４を構成する誘電材料を配合したペーストを印刷して焼成することにより形成して多孔質構造とし、樹脂保護膜１６を構成する厚膜樹脂ペーストを上部電極１５と厚膜誘電体１４に含浸させるようにしたものである。【選択図】図１
2007208304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の上面に厚膜導電ペーストを印刷して一対の下部電極を形成する工程と、前記一対の下部電極のうち一方の下部電極の上から前記絶縁基板の上にかけて厚膜誘電体を形成する工程と、前記厚膜誘電体の上から前記一対の下部電極のうち他方の下部電極の上にかけて上部電極を形成する工程と、前記厚膜誘電体の全部と前記上部電極の全部および前記下部電極の一部を被覆するように厚膜樹脂ペーストを印刷して硬化させることにより樹脂保護膜を形成する工程とを備え、前記上部電極における少なくとも前記厚膜誘電体上に位置する部分を、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体を構成する誘電材料を配合したペーストを印刷して焼成することにより形成して多孔質構造とし、前記樹脂保護膜を構成する厚膜樹脂ペーストを前記上部電極と前記厚膜誘電体に含浸させるようにした厚膜コンデンサの製造方法。
【請求項２】
絶縁基板の上面に厚膜導電ペーストを印刷して下部電極を形成する工程と、前記下部電極の上から前記絶縁基板の上にかけて厚膜誘電体を形成する工程と、前記厚膜誘電体の上から前記絶縁基板の上にかけて上部電極を形成する工程と、前記厚膜誘電体の全部と前記上部電極の一部および前記下部電極の一部を被覆するように厚膜樹脂ペーストを印刷して硬化させることにより樹脂保護膜を形成する工程とを備え、前記上部電極における少なくとも前記厚膜誘電体上に位置する部分を、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体を構成する誘電材料を配合したペーストを印刷して焼成することにより形成して多孔質構造とし、前記樹脂保護膜を構成する厚膜樹脂ペーストを前記上部電極と前記厚膜誘電体に含浸させるようにした厚膜コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質の厚膜誘電体を構成要素の一つとする厚膜コンデンサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９は従来の厚膜コンデンサを示したもので、この図９にもとづいて従来の厚膜コンデンサの製造方法を説明する。
【０００３】
まず、図９に示したアルミナ基板１上にＡｇ−Ｐｄペーストを厚さ１０μｍに印刷し、ピーク温度９５０℃で焼成することにより下部電極２を形成する。次に、この下部電極２の上にチタン酸バリウム系誘電体を厚さ５０μｍに印刷し、その上に下部電極２と同一の材質であるＡｇ−Ｐｄペーストを厚さ１０μｍに印刷し、ピーク温度９５０℃で焼成することにより誘電体層３と上部電極４を形成する。次に、前記誘電体層３の上方に誘電体層３と上部電極４が覆われるように軟化温度８５０℃の結晶質ガラスを厚さ１０μｍに印刷し、ピーク温度６５０℃で焼成することによりガラス被覆５を形成する。次に、ガラス被覆５と前記誘電体層３が覆われるようにポリブタジエン系樹脂を厚さ５０μｍに印刷し、ピーク温度２００℃で硬化させることにより樹脂被覆６を形成して厚膜コンデンサを製造していた。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開昭５３−４８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにして製造された従来の厚膜コンデンサは、誘電体層３を多孔質のチタン酸バリウム系誘電体で構成しているため、耐湿性が悪いもので、この耐湿性を向上させるために、誘電体層３を予め多孔質の結晶質ガラスからなるガラス被覆５で被覆し、その後、吸湿性の小さい樹脂からなる樹脂被覆６で被覆するようにしているもので、このような構成とすることにより、吸湿性の小さい樹脂からなる樹脂被覆６が、多孔質の結晶質ガラスからなるガラス被覆５を通って多孔質のチタン酸バリウム系誘電体からなる誘電体層３の中に含浸されるため、耐湿性を向上させることができるものである。
【０００６】
しかしながら、上記従来の厚膜コンデンサのように、樹脂被覆６を形成する前に、多孔質の結晶質ガラスからなるガラス被覆５で誘電体層３と上部電極４を被覆しておいたとしても、誘電体層３と比較して非常に緻密な膜である上部電極４の部分には樹脂被覆６を構成する樹脂が浸透しにくいため、この上部電極４の下に位置する誘電体層３の部分には樹脂が含浸されず、その結果、この部分に空洞が発生することになり、そしてこの空洞内の気体は製造過程の加熱により樹脂被覆６を通過してこの樹脂被覆６に気孔を発生させる場合があり、そしてこの気孔の部分から水分が浸入したり、吸湿トラップにより耐湿性の劣化が発生する場合があるという課題を有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、耐湿性を大幅に向上させることができる厚膜コンデンサの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、絶縁基板の上面に厚膜導電ペーストを印刷して一対の下部電極を形成する工程と、前記一対の下部電極のうち一方の下部電極の上から前記絶縁基板の上にかけて厚膜誘電体を形成する工程と、前記厚膜誘電体の上から前記一対の下部電極のうち他方の下部電極の上にかけて上部電極を形成する工程と、前記厚膜誘電体の全部と前記上部電極の全部および前記下部電極の一部を被覆するように厚膜樹脂ペーストを印刷して硬化させることにより樹脂保護膜を形成する工程とを備え、前記上部電極における少なくとも前記厚膜誘電体上に位置する部分を、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体を構成する誘電材料を配合したペーストを印刷して焼成することにより形成して多孔質構造とし、前記樹脂保護膜を構成する厚膜樹脂ペーストを前記上部電極と前記厚膜誘電体に含浸させるようにしたもので、この製造方法によれば、前記上部電極における少なくとも前記厚膜誘電体上に位置する部分を、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体を構成する誘電材料を配合したペーストを印刷して焼成することにより形成して多孔質構造にしているため、この上部電極は厚膜誘電体と同様に多孔質化されることになり、これにより、上部電極にも樹脂保護膜を構成する吸湿性の小さい樹脂が浸透しやすくなるため、この上部電極の下に位置する厚膜誘電体の部分にも樹脂が確実に含浸されることになり、その結果、上部電極の下に位置する厚膜誘電体の部分に空洞が発生するのも激減するため、従来のように空洞内の気体によって樹脂保護膜に気孔が発生するということは極めて少なくなり、その結果、この気孔の部分からの水分の浸入や吸湿トラップによる耐湿性の劣化を確実に防止することができる。また、上部電極における多孔質構造部は、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体と同一材質の誘電材料を配合したもので構成しているため、上部電極は厚膜誘電体と類似した材料で構成されることになり、これにより、従来と遜色のない容量値、減衰特性等の誘電体特性および負荷寿命信頼性を確保することができるという作用効果を有するものである。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、絶縁基板の上面に厚膜導電ペーストを印刷して下部電極を形成する工程と、前記下部電極の上から前記絶縁基板の上にかけて厚膜誘電体を形成する工程と、前記厚膜誘電体の上から前記絶縁基板の上にかけて上部電極を形成する工程と、前記厚膜誘電体の全部と前記上部電極の一部および前記下部電極の一部を被覆するように厚膜樹脂ペーストを印刷して硬化させることにより樹脂保護膜を形成する工程とを備え、前記上部電極における少なくとも前記厚膜誘電体上に位置する部分を、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体を構成する誘電材料を配合したペーストを印刷して焼成することにより形成して多孔質構造とし、前記樹脂保護膜を構成する厚膜樹脂ペーストを前記上部電極と前記厚膜誘電体に含浸させるようにしたもので、この製造方法によれば、前記上部電極における少なくとも前記厚膜誘電体上に位置する部分を、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体を構成する誘電材料を配合したペーストを印刷して焼成することにより形成して多孔質構造にしているため、この上部電極は厚膜誘電体と同様に多孔質化されることになり、これにより、上部電極にも樹脂保護膜を構成する吸湿性の小さい樹脂が浸透しやすくなるため、この上部電極の下に位置する厚膜誘電体の部分にも樹脂が確実に含浸されることになり、その結果、上部電極の下に位置する厚膜誘電体の部分に空洞が発生するのも激減するため、従来のように空洞内の気体によって樹脂保護膜に気孔が発生するということは極めて少なくなり、その結果、この気孔の部分からの水分の浸入や吸湿トラップによる耐湿性の劣化を確実に防止することができる。また、上部電極における多孔質構造部は、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体と同一材質の誘電材料を配合したもので構成しているため、上部電極は厚膜誘電体と類似した材料で構成されることになり、これにより、従来と遜色のない容量値、減衰特性等の誘電体特性および負荷寿命信頼性を確保することができるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明の厚膜コンデンサの製造方法は、絶縁基板の上面に厚膜導電ペーストを印刷して一対の下部電極を形成する工程と、前記一対の下部電極のうち一方の下部電極の上から前記絶縁基板の上にかけて厚膜誘電体を形成する工程と、前記厚膜誘電体の上から前記一対の下部電極のうち他方の下部電極の上にかけて上部電極を形成する工程と、前記厚膜誘電体の全部と前記上部電極の全部および前記下部電極の一部を被覆するように厚膜樹脂ペーストを印刷して硬化させることにより樹脂保護膜を形成する工程とを備え、前記上部電極における少なくとも前記厚膜誘電体上に位置する部分を、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体を構成する誘電材料を配合したペーストを印刷して焼成することにより形成して多孔質構造とし、前記樹脂保護膜を構成する厚膜樹脂ペーストを前記上部電極と前記厚膜誘電体に含浸させるようにしているため、上部電極の下に位置する厚膜誘電体の部分にも樹脂が確実に含浸されることになり、その結果、上部電極の下に位置する厚膜誘電体の部分に空洞が発生するのも激減するため、従来のように空洞内の気体によって樹脂保護膜に気孔が発生するということは極めて少なくなり、その結果、この気孔の部分からの水分の浸入や吸湿トラップによる耐湿性の劣化を確実に防止することができる。また、上部電極における多孔質構造部は、厚膜導電ペーストに厚膜誘電体と同一材質の誘電材料を配合したもので構成しているため、上部電極は厚膜誘電体と類似した材料で構成されることになり、これにより、従来と遜色のない容量値、減衰特性等の誘電体特性および負荷寿命信頼性を確保することができるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態における厚膜コンデンサの断面図である。
【００１４】
図１において、１１は９６％アルミナ基板等からなる絶縁基板、１２および１３は前記絶縁基板１１の上に形成された一対の下部電極で、この一対の下部電極１２および１３はＡｇ，Ｐｄおよびこれらの合金からなる厚膜導電材料により構成されている。１４は前記一対の下部電極１２，１３のうち、一方の下部電極１２の上から絶縁基板１１の上にかけて形成された厚膜誘電体で、この厚膜誘電体１４はチタン酸バリウム系、チタン酸鉛系の強誘電材料により構成されている。１５は前記厚膜誘電体１４の上から前記一対の下部電極１２，１３のうち、他方の下部電極１３の上にかけて形成された上部電極で、この上部電極１５は、Ａｇからなる厚膜導電材料に厚膜誘電体１４を構成するチタン酸バリウム系、チタン酸鉛系の強誘電材料を７０対３０の配合比により配合したもので構成することにより多孔質構造にしている。１６は前記厚膜誘電体１４の全部と上部電極１５の全部および他方の下部電極１３の一部を被覆するように形成された樹脂保護膜で、この樹脂保護膜１６はフェノール樹脂等の樹脂材料により構成されている。
【００１５】
以上のように構成された本発明の一実施の形態における厚膜コンデンサについて、次にその製造方法を説明する。
【００１６】
図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施の形態における厚膜コンデンサの製造方法を示す製造工程図である。
【００１７】
まず、図２（ａ）に示すように、９６％アルミナ基板等からなる絶縁基板１１の上にＡｇ，Ｐｄおよびこれらの合金からなる厚膜導電ペーストを印刷し、かつ８５０℃〜９００℃で焼成することにより一対の下部電極１２および１３を形成する。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示すように、前記一対の下部電極１２および１３のうち、一方の下部電極１２の上から前記絶縁基板１１の上にかけて、チタン酸バリウム系の強誘電材料、チタン酸鉛系の強誘電材料からなる厚膜誘電体ペーストを印刷し、かつ８５０℃〜９００℃で焼成することにより厚膜誘電体１４を形成する。
【００１９】
次に、図２（ｃ）に示すように、厚膜誘電体１４の上から前記一対の下部電極１２および１３のうち、他方の下部電極１３の上にかけて、Ａｇからなる厚膜導電ペーストに厚膜誘電体１４を構成するチタン酸バリウム系、チタン酸鉛系の強誘電材料を７０対３０の配合比により配合したペーストを印刷し、かつ８５０℃〜９００℃で焼成することにより多孔質構造の上部電極１５を形成する。
【００２０】
最後に、図２（ｄ）に示すように、前記厚膜誘電体１４のすべてと上部電極１５の一部またはすべてと下部電極１２の一部と下部電極１３の一部を被覆するようにフェノール樹脂等の樹脂材料からなる厚膜樹脂ペーストを印刷し、かつ１５０℃〜２３０℃で硬化させることにより樹脂保護膜１６を形成して厚膜コンデンサを製造する。
【００２１】
図３は、従来の上部電極を構成するＡｇとＰｄの配合比を変化させた時の抵抗値と、本発明の一実施の形態における多孔質構造の上部電極１５を構成するＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比を変化させた時の抵抗値を示す特性図である。
【００２２】
図４は、従来の上部電極を構成するＡｇとＰｄの配合比を変化させた時の容量値と、本発明の一実施の形態における多孔質構造の上部電極１５を構成するＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比を変化させた時の容量値を示す特性図である。
【００２３】
（表１）は、従来の上部電極を構成するＡｇとＰｄの配合比をそれぞれ変化させたものと、本発明の一実施の形態における多孔質構造の上部電極１５を構成するＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比をそれぞれ変化させたものを２５０時間および５００時間湿中放置（６０℃、９５％ＲＨ）した後の絶縁抵抗値不良（１Ｅ＋０９以下）の数を調査した結果を示したものである。
【００２４】
【表１】
2007208304.tif 000003
【００２５】
図３、図４、（表１）の耐湿試験評価結果からも明らかなように、本発明の一実施の形態における多孔質構造の上部電極１５を構成するＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比は、Ｐｄを含まないＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比が９０対１０〜６０対４０の時、最も良好な結果が得られるものである。
【００２６】
図５は、従来の上部電極を構成するＡｇとＰｄの配合比においてＰｄを１０％配合したものと、本発明の一実施の形態における多孔質構造の上部電極１５を構成するＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比において、Ｐｄを含まないＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比を９０対１０および６０対４０にしたものの減衰特性図を示したものである。
【００２７】
図６（ａ）〜（ｃ）は、従来の上部電極を構成するＡｇとＰｄの配合比においてＰｄを１０％配合したものを６０℃、９５％ＲＨ雰囲気中において電圧２５Ｖの連続印加を１０００時間繰り返した時の絶縁抵抗値、容量値変化率、ｔａｎδを示す特性図である。
【００２８】
図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態における多孔質構造の上部電極１５を構成するＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比において、Ｐｄを含まないＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比を９０対１０にしたものを６０℃、９５％ＲＨ雰囲気中において電圧２５Ｖの連続印加を１０００時間繰り返した時の絶縁抵抗値、容量値変化率、ｔａｎδを示す特性図である。
【００２９】
図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態における多孔質構造の上部電極１５を構成するＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比において、Ｐｄを含まないＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比を６０対４０にしたものを６０℃、９５％ＲＨ雰囲気中において電圧２５Ｖの連続印加を１０００時間繰り返した時の絶縁抵抗値、容量値変化率、ｔａｎδを示す特性図である。
【００３０】
図５の減衰特性図、図６（ａ）〜（ｃ）、図７（ａ）〜（ｃ）および図８（ａ）〜（ｃ）の耐湿負荷寿命試験評価結果からも明らかなように、本発明の一実施の形態における多孔質構造の上部電極１５を構成するＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比は、Ｐｄを含まないＡｇからなる厚膜導電ペーストと強誘電材料の配合比が９０対１０〜６０対４０の時、従来と遜色のない誘電体特性、負荷寿命信頼性を確保することができるものである。
【００３１】
上記した本発明の一実施の形態においては、絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の上に形成された一対の下部電極１２および１３と、この一対の下部電極１２および１３のうち、一方の下部電極１２の上から前記絶縁基板１１の上にかけて形成された厚膜誘電体１４と、この厚膜誘電体１４の上から前記一対の下部電極１２および１３のうち、他方の下部電極１３の上にかけて形成された上部電極１５と、前記厚膜誘電体１４の全部と上部電極１５の全部および他方の下部電極１３の一部を被覆するように厚膜樹脂ペーストを印刷して硬化させることにより形成された樹脂保護膜１６とを備え、前記上部電極１５における少なくとも厚膜誘電体１４上に位置する部分を、Ａｇからなる厚膜導電ペーストに厚膜誘電体１４を構成するチタン酸バリウム系、チタン酸鉛系の強誘電材料を配合したペーストを印刷して焼成することにより形成して多孔質構造にしているため、この上部電極１５は厚膜誘電体１４と同様に多孔質化されることになり、これにより、上部電極１５にも樹脂保護膜１６を構成する吸湿性の小さい樹脂が浸透しやすくなるため、この上部電極１５の下に位置する厚膜誘電体１４の部分にも樹脂が確実に含浸されることになり、その結果、上部電極１５の下に位置する厚膜誘電体１４の部分に空洞が発生するのも激減するため、従来のように空洞内の気体によって樹脂保護膜１６に気孔が発生するということは極めて少なくなり、その結果、この気孔の部分からの水分の浸入や吸湿トラップによる耐湿性の劣化を確実に防止することができるものである。
【００３２】
なお、上記した本発明の一実施の形態においては、上部電極１５を厚膜誘電体１４の上から一対の下部電極１２および１３のうち、他方の下部電極１３の上にかけて形成する製造方法について説明したが、この製造方法に限定されるものではなく、図９に示される従来の技術のように下部電極を１個とし、そして上部電極を厚膜誘電体の上から絶縁基板の上にかけて形成することにより、下部電極の役割を兼ねるようにしてもよいものである。
【００３３】
また、上記した本発明の一実施の形態においては、上部電極１５を、Ｐｄを含まないＡｇからなる厚膜導電材料に厚膜誘電体１４を構成するチタン酸バリウム系、チタン酸鉛系の強誘電材料を配合したもので構成することにより多孔質構造にしたものについて説明したが、これに限定されるものではなく、これ以外に、上部電極１５を、Ｐｄを含まないＡｇからなる厚膜導電材料にＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3等の無機フィラーを配合したもので構成することにより多孔質構造にしてもよく、この場合は、上部電極１５が無機フィラーを配合したことにより多孔質化されるため、この上部電極１５にも樹脂保護膜１６を構成する吸湿性の小さい樹脂が浸透しやすくなり、そしてこの上部電極１５の下に位置する厚膜誘電体１４の部分にも樹脂が確実に含浸されることになり、これにより、厚膜誘電体１４全体の樹脂含浸も均一なものが得られるため、厚膜誘電体１４に空洞が発生するのも激減することになり、その結果、従来のように空洞内の気体によって樹脂保護膜１６に気孔が発生するということは極めて少なくなるため、この気孔の部分からの水分の浸入や吸湿トラップによる耐湿性の劣化を確実に防止することができるものである。
【００３４】
そしてまた、上記した本発明の一実施の形態においては、厚膜コンデンサに適用したものについて説明したが、厚膜チップコンデンサネットワークや厚膜チップＲＣネットワークなどの複合部品に適用した場合でも、本発明の一実施の形態と同様の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る厚膜コンデンサの製造方法は、上部電極における少なくとも厚膜誘電体上に位置する部分を多孔質構造にしているため、上部電極にも樹脂保護膜を構成する吸湿性の小さい樹脂が浸透しやすくなって耐湿特性が改善するという効果を有するものであり、特に高信頼性が求められる厚膜コンデンサの製造方法に適用することにより有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態における厚膜コンデンサの断面図
【図２】（ａ）〜（ｄ）同厚膜コンデンサの製造方法を示す製造工程図
【図３】従来の上部電極における抵抗値と、本発明の一実施の形態の上部電極における抵抗値を示す特性図
【図４】従来の上部電極における容量値と、本発明の一実施の形態の上部電極における容量値の特性図
【図５】従来の上部電極と、本発明の一実施の形態における上部電極の減衰特性図
【図６】（ａ）従来の上部電極の耐湿負荷寿命試験の絶縁抵抗値を示す特性図、（ｂ）同容量値変化率を示す特性図、（ｃ）同ｔａｎδを示す特性図
【図７】（ａ）本発明の一実施の形態における上部電極の耐湿負荷寿命試験の絶縁抵抗値を示す特性図、（ｂ）同容量値変化率を示す特性図、（ｃ）同ｔａｎδを示す特性図
【図８】（ａ）本発明の一実施の形態における上部電極の耐湿負荷寿命試験の絶縁抵抗値を示す特性図、（ｂ）同容量値変化率を示す特性図、（ｃ）同ｔａｎδを示す特性図
【図９】従来の厚膜コンデンサの断面図
【符号の説明】
【００３７】
１１  絶縁基板
１２  下部電極
１３  下部電極
１４  厚膜誘電体
１５  上部電極
１６  樹脂保護膜
【図１】
2007208304.tif 000004
【図２】
2007208304.tif 000005
【図３】
2007208304.tif 000006
【図４】
2007208304.tif 000007
【図５】
2007208304.tif 000008
【図６】
2007208304.tif 000009
【図７】
2007208304.tif 000010
【図８】
2007208304.tif 000011
【図９】
2007208304.tif 000012