疊層電容器的製作方法

2023-09-20 08:44:05 7

專利名稱：疊層電容器的製作方法
技術領域：
本發明涉及疊層電容器。
背景技術：
近年來，對自身損失小的疊層電容器的要求提高了。疊層電容器的自身損失的大小用品質因數Q(以下簡稱Q)表示，Q越大表示疊層電容器的自身損失越小。Q用以下的式(1)表示。
Q＝1/(2πfCR)…(1)在式 (1)中，f表示頻率，C表示電容器的靜電容量，R表示電容器的電阻。如從式(1)可知，為了增大Q，可以考慮減小疊層電容器的電阻R。在專利文獻1中，研究了通過層疊連接在同極的端子電極上的內部電極對來取代逐層層疊內部電極，從而減小電阻的疊層電容器。
專利文獻1日本特開平6-349666號公報但是，在專利文獻1中記載的疊層電容器中，構成各內部電極的2層內部電極只通過端子電極電連接。因此，在專利文獻1中記載的疊層電容器，難以充分減小其電阻。因此，在專利文獻1中記載的疊層電容器，難以充分增大Q。

發明內容
本發明是為了解決上述問題而做出的，目的是提供可以進一步增大品質因數Q的疊層電容器。
為了達到這樣的目的，根據本發明的疊層電容器，其特徵在於，具備夾著電介質層層疊了第1內部電極和第2內部電極的層疊體，和位於層疊體的側面的第1端子電極，以及與第1端子電極電絕緣、且位於層疊體的側面的第2端子電極；第1內部電極包括，沿著層壓體的層疊方向將電介質區域夾於中間的第1電極部分和第2電極部分、以及電連接該第1和第2電極部分的連接部分，並且電連接於第1端子電極；第2內部電極包括，沿著層壓體的層疊方向將電介質區域夾於中間的第1電極部分和第2電極部分、以及電連接該第1和第2電極部分的連接部分，並且電連接於第2端子電極。
上述疊層電容器的第1和第2內部電極分別包括將電介質區域夾於中間的第1和第2電極部分。所以，上述的疊層電容器實質上相當於層疊有內部電極對的疊層電容器，可以減小其電阻。並且，在上述疊層電容器中，包含在各內部電極中的第1和第2電極部分通過連接部分互相電連接。因此，電流可以通過各種路徑在內部電極內流過，可以減小電容器的電阻。其結果是，上述疊層電容器中可以增大品質因數Q。
優選，第1內部電極還包括，沿著層壓體的層疊方向將電介質區域夾於與包含在該第1內部電極中的第2電極部分之間的第3電極部分、以及電連接該第3電極部分和第2電極部分的連接部分；第2內部電極還包括，沿著層壓體的層疊方向將電介質區域夾於與包含在該第2內部電極中的第2電極部分之間的第3電極部分、以及電連接該第3電極部分和第2電極部分的連接部分。
此時，第1和第2內部電極分別包括第3電極部分以及電連接該第3電極部分和第2電極部分的連接部分。因此，可以進一步減小疊層電容器的電阻，可以進一步增大疊層電容器的Q。
根據本發明可以提供可以進一步增大品質因數Q的疊層電容器。
由下面所給出的詳細說明和僅以示例方式給出的附圖可以更清楚地理解本發明，並且，這些不能被認為用於限定本發明。
根據以下給出的詳細說明本發明的應用範圍會變得更加清楚。然而，應當理解的是，這些詳細說明和特殊實例只是通過舉例說明的方式表明的本發明的優選實施方案，從這些詳細說明，本領域的技術人員能夠理解各種變化和修改都在本發明的宗旨和範圍內。


圖1是第1實施方式相關的疊層電容器的立體圖。
圖2是第1實施方式相關的疊層電容器的斷面圖。
圖3是表示第1實施方式相關的疊層電容器的製造方法的步驟的流程圖。
圖4是在第1實施方式相關的疊層電容器的製造工序中形成的層疊單元體的斷面圖。
圖5是在第1實施方式相關的疊層電容器的製造工序中形成的層疊單元體的平面圖。
圖6是表示在第1實施方式相關的疊層電容器的製造工序中形成的集合體的斷面圖。
圖7是在第1實施方式相關的疊層電容器的製造工序中形成的層疊單元體的斷面圖。
圖8是表示在第1實施方式相關的疊層電容器的製造工序中形成的集合體的斷面圖。
圖9是第2實施方式相關的疊層電容器的斷面圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發明的優選實施方式。此外，在說明中對相同要素或具有相同功能的要素使用相同符號，省略重複的說明。
(第1實施方式)參照圖1和圖2說明第1實施方式相關的疊層電容器C1的構成。圖1是第1實施方式相關的疊層電容器的立體圖。圖2是第1實施方式相關的疊層電容器的斷面圖。
疊層電容器C1，如圖1所示，具備大致長方體形狀的層壓體1，和形成在層壓體1上的第1端子電極3和第2端子電極5。第1端子電極3形成在與層壓體1的後述的層疊方向平行的側面中，在短邊方向上延伸的側面上。第2端子電極5形成在與層壓體1的後述的層疊方向平行的側面中，在短邊方向上延伸且與形成有第1端子電極3的側面相對的側面上。第1端子電極3與第2端子電極5互相電絕緣。
在層壓體1中，多個(在第1實施方式中為各4層)第1和第2內部電極20、30夾著電介質層10層疊。在實際的疊層電容器C1中被一體化為電介質層10之間的界限不可能目視辨認的程度。
第1內部電極20分別電連接於第1端子電極3。第2內部電極30分別電連接於第2端子電極5。
各第1內部電極20包括，沿著層壓體1的層疊方向將電介質區域23夾於中間的第1電極部分21A和第2電極部分21B，以及電連接第1和第2電極部分21A、21B的連接部分25。包含在各第1內部電極20中的第1電極部分21A和第2電極部分21B被形成為，在層疊方向上看夾著電介質區域23互相重合。
包含在各第1內部電極20中的第1電極部分21A和第2電極部分21B，通過連接部分25互相電連接。關於包含在各第1內部電極20中的連接部分25的數目，每個第1內部電極20均不同。此外，包含在各第1內部電極20中的連接部分25的數目，可以是1個也可以是多個。即，包含在各第1內部電極20中的第1電極部分21A和第2電極部分21B，可以在1處連接，也可以在多處連接。
各第2內部電極30包括，沿著層壓體1的層疊方向將電介質區域33夾於中間的第1電極部分31A和第2電極部分31B，以及電連接第1和第2電極部分31A、31B的連接部分35。包含在各第2內部電極30中的第1電極部分31A和第2電極部分31B被形成為，在層疊方向上看夾著電介質區域33互相重合。
包含在各第2內部電極30中的第1電極部分31A和第2電極部分31B，通過連接部分35互相電連接。關於包含在各第2內部電極30中的連接部分35的數目，每個第2內部電極30均不同。此外，包含在各第2內部電極30中的連接部分35的數目，可以是1個也可以是多個。即，包含在各第2內部電極30中的第1電極部分31A和第2電極部分31B，可以在1處連接，也可以在多處連接。
接著，說明第1實施方式相關的疊層電容器C1的製造方法。在圖3中表示第1實施方式相關的疊層電容器C1的製造方法的步驟。第1實施方式相關的疊層電容器C1的製造方法，如圖3所示，具備第1陶瓷坯層形成工序S1、第1電極圖案形成工序S2、第2陶瓷坯層形成工序S3、第2電極圖案形成工序S4、剝離工序S5、層壓體形成工序S6、端子電極形成工序S7的各工序。
首先，作為形成層疊有多個疊層電容器分的第1或第2內部電極1層和電介質層1層的層疊單元體的工序，參照圖4說明第1陶瓷坯層形成工序S1、第1電極圖案形成工序S2、第2陶瓷坯層形成工序S3、第2電極圖案形成工序S4和剝離工序S5。圖4是在第1實施方式相關的疊層電容器C1的製造工序中形成的層疊單元體50的斷面圖。
在第1陶瓷坯層形成工序S1中，在PET薄膜P1(支撐體)上形成第1陶瓷坯層51。第1陶瓷坯層51是通過在PET薄膜P1上塗布，在以鈦酸鋇為主成分的電介質材料中添加並混合分散粘結劑樹脂(例如有機粘結劑樹脂等)、溶劑、增塑劑等而得到的陶瓷漿料後，進行乾燥而形成的。
接著，在第1電極圖案形成工序S2中，在第1陶瓷坯層51的上面形成多個第1電極圖案53A。第1電極圖案53A是通過在第1陶瓷坯層51的上面印刷電極糊之後，進行乾燥而形成的。電極糊是在例如Ni、Ag、Pd等的金屬粉末中混合了粘結劑樹脂和溶劑等的糊狀的組合物。作為印刷手段使用例如絲網印刷等。
接著，在第2陶瓷坯層形成工序S3中，在第1陶瓷坯層51和多個第1電極圖案53A的上面形成第2陶瓷坯層52。與第1陶瓷坯層51同樣，第2陶瓷坯層52是通過塗布陶瓷漿料後，進行乾燥而形成的。
接著，在第2電極圖案形成工序S4中，在第2陶瓷坯層52的上面，在從層疊方向上看與多個第1電極圖案53A分別互相重疊的位置上，形成多個第2電極圖案53B。與第1電極圖案53A同樣，第2電極圖案53B是通過印刷電極糊後，進行乾燥而形成的。
在第2電極圖案形成工序S4中，在印刷第2電極圖案53B時，第2陶瓷坯層52由包含在印刷的電極糊中的溶劑溶解，第2電極圖案53B和第1電極圖案53A在多處電連接。這樣形成的第1電極圖案53A與第2電極圖案53B的連接處，相當於包含在疊層電容器C1的各內部電極20、30中的連接部分25、35。
在第2電極圖案形成工序S4之後，在第2陶瓷坯層52上，在未形成第2電極圖案53B的空白部印刷乾燥陶瓷糊，以形成輔助層55。形成輔助層55的陶瓷糊與上述陶瓷漿料可以是相同成分，也可以是不同成分。此時，使輔助層55的厚度和第2電極圖案53B的厚度相同。此外，並不是必須形成輔助層55。
由以上的工序完成形成有第1陶瓷坯層51、多個第1電極圖案53A、第2陶瓷坯層52和多個第2電極圖案53B的層疊單元體。
接著，在剝離工序S5中，從層疊單元體50上剝離PET薄膜P1。在圖5中表示這樣形成的層疊單元體50。圖5是在第1實施方式相關的疊層電容器C1的製造工序中形成的層疊單元體50的平面圖。
如圖5所示，第1電極圖案53A和第2電極圖案53B分別為大致矩形狀，並且被形成為大致相同形狀。多個第1電極圖案53A和多個第2電極圖案53B以2維狀排列並形成。
接著，參照圖6說明層壓體形成工序S6。圖6是表示在第1實施方式相關的疊層電容器C1的製造工序中形成的集合體60的斷面圖。在層壓體形成工序S6中，準備多個(在本實施方式中，例如為8層)PET薄膜P1被剝離了的層疊單元體50，層疊多個層疊單元體50和未形成有電極圖案的陶瓷坯層SG來形成集合體60，通過切斷集合體60來形成多個層壓體1。集合體60是通過層疊陶瓷坯層SG和多個層疊單元體50，並對其進行壓接而形成的。
在相對於層疊方向垂直的方向、且與第1和第2電極圖案53A、53B的規定的排列方向平行的方向上，以每一層大致錯開半個圖案的方式，對層疊單元體50進行層疊。設在第1陶瓷坯層51上的第1電極圖案53A的形成間隔為dx，則各層疊單元體50錯開dx/2地進行層疊。
接著，沿互相直達的第1切斷面(未圖示)和第2切斷面L切斷集合體60，形成多個層壓體1。第1切斷面是與層疊方向平行的面，且是通過排列形成的第1和第2電極圖案53A、53B彼此的中間的面。第2切斷面L是與層疊方向平行的面，且是通過第1和第2電極圖案53A、53B的中央部、以及第1和第2電極圖案53A、53B彼此的中間的面。
切斷後，除去包含在層壓體1的第1陶瓷坯層51、第2陶瓷坯層52和輔助層55中的粘結劑，並燒結。
接著，在端子電極形成工序S7中，在層壓體1的外表面形成第1端子電極3和第2端子電極5。由第2切斷而L切斷中央部而在層壓體1的側面露出的第1電極圖案53A和第2電極圖案53B，通過形成的第1端電極3或第2端電極5電連接。
這樣被切斷中央部而連接於第1端子電極3的第1電極圖案53A和第2電極圖案53B，分別相當於包含在上述的疊層電容器C1的第1內部電極20中的第1和第2電極部分21A、21B，或者包含在第2內部電極30中的第1和第2電極部分31A、31B。
此外，如上所述，在第2電極圖案形成工序S4 中，由於包含在電極糊中的溶劑溶解第2陶瓷坯層52，因此，第1電極圖案53A和第2電極圖案53B在多處被電連接。由此，包含在疊層電容器C1的第1內部電極20中的第1電極部分21A和第2電極部分21B通過連接部分25電連接，包含在第2內部電極30中的第1電極部分31A和第2電極部分31B通過連接部分35電連接。
另外，第1陶瓷坯層51、第2陶瓷坯層52和輔助層55構成電介質層10。通過以上說明的工序，完成了疊層電容器C1。
第1實施方式相關的疊層電容器C1的第1內部電極20包括，將電介質區域23夾於中間的第1和第2電極部分21A、21B。疊層電容器C1的第2內部電極30包括，將電介質區域33夾於中間的第1和第2電極部分31A、31B。因此，可以說，疊層電容器C1實質上是夾著電介質層對2層內部電極即內部電極對進行層疊而成的疊層電容器。所以，疊層電容器C1可以減小其電阻。其結果是，根據式(1)，可以使疊層電容器C1的Q增大。
此外，在疊層電容器C1中，包含在第1內部電極20中的第1和第2電極部分21A、21B通過連接部分25電連接，包含在第2內部電極30中的第1和第2電極部分31A、31B通過連接部分35電連接。因此，在疊層電容器C1中，電流可以通過各種路徑在內部電極20、30內流過。由此，可以減小疊層電容器C1的電阻。其結果是，根據式(1)，可以使疊層電容器C1的Q增大。
此外，根據第1實施方式相關的疊層電容器C1的製造方法，由於將形成有第1陶瓷坯層51、第1電極圖案53A、第2陶瓷坯層52和第2電極圖案53B的層疊單元體50形成在PET薄膜P1上之後，從層疊單元體50上剝離PET薄膜，所以，相比於在層疊1層陶瓷坯層和1層電極圖案之後從PET薄膜P1上剝離的情況，可以將從PET薄膜P1剝離時的層疊單元體50的厚度設定得較厚。所以，可以層疊剝離面的變形更少的層疊單元體50，可以抑制在疊層電容器C1中的陶瓷坯層的層疊不良。
此外，在第1實施方式相關的疊層電容器C1的製造方法中，在第1層形成工序S1中，通過調整第1陶瓷坯層51的厚度來調整疊層電容器C1的靜電容量，可以將剝離PET薄膜P1時的層疊單元體50的厚度設定為容易剝離的厚度，同時可以通過調整第1陶瓷坯層51的厚度來容易地調整疊層電容器C1的靜電容量。
此外，疊層電容器C1的製造方法不限於上述的方法。以下，就疊層電容器C1的製造方法的變形例的一例，說明其與上述的方法的不同點。疊層電容器C1的製造方法的變形例與上述的方法的不同點在於，在第1電極圖案形成工序S2之後有剝離工序。圖7是在疊層電容器C1的製造方法的變形例的製造工序中形成的層疊單元體的斷面圖。
圖7(a)是，通過在PET薄膜P1上形成第1陶瓷坯層51、在其上形成第1電極圖案53A後、在第1陶瓷坯層51上的未形成第1電極圖案53A的空白部上印刷乾燥陶瓷糊、形成輔助層55而得到的層疊單元體50A的斷面圖。由此，形成由第1陶瓷坯層51、第1電極圖案53A和輔助層55構成的層疊單元體50A。其後，從層疊單元體50A剝離PET薄膜P1。
圖7(b)是，通過在PET薄膜P1上形成第2陶瓷坯層52、在其上形成第2電極圖案53B後、在第2陶瓷坯層52上的未形成第2電極圖案53B的空白部上印刷並乾燥陶瓷糊、形成輔助層55而得到的層疊單元體50B的斷面圖。由此，形成由第2陶瓷坯層52、第2電極圖案53B和輔助層55構成的層疊單元體50B。其後，從層疊單元體50B剝離PET薄膜P1。另外，第2陶瓷坯層52比第1陶瓷坯層51薄。
接著，層疊剝離了PET薄膜P1的層疊單元體50A、50B，形成層疊單元體50，使得多個第1和第2電極圖案53A、53B在層疊方向上看分別互相重疊。此外，印刷第2電極圖案53B時，第2陶瓷坯層52被包含在印刷的電極糊中的溶劑溶解(在圖7(b)中省略圖示)。其結果是，在對層疊單元體50A、50B進行層疊而形成層疊單元體50時，第2電極圖案53B與第1電極圖案53A在多處電連接。這樣形成的第1電極圖案53A與第2電極圖案53B的連接處，相當於包含在疊層電容器C1中的連接部分25、35。
圖8是表示在根據第1實施方式相關的疊層電容器C1的製造方法的變形例的製造工序中形成的集合體60的斷面圖。如圖8所示，準備多個(在本實施方式中為例如8個)層疊單元體50，層疊多個層疊單元體50和未形成電極圖案的陶瓷坯層SG而形成集合體60。進一步，通過切斷集合體60而形成多個層壓體1。
(第2實施方式)參照圖9說明第2實施方式相關的疊層電容器C2的構成。第2實施方式相關的疊層電容器C2與第1實施方式相關的疊層電容器C1的不同點在於，包含在第1和第2內部電極中的電極部分的數目。圖9是第2實施方式相關的疊層電容器的斷面圖。
第2實施方式相關的疊層電容器，省略圖示，其與第1實施方式相關的疊層電容器C1同樣，具備層壓體1、形成在該層壓體1上的第1端子電極3、以及形成在相同的層壓體1上的第2端子電極5。
在第2實施方式相關的疊層電容器C2中，各第1內部電極20包括第1～第3電極部分和電連接該第1～第3電極部分的連接部分。即，各第1內部電極20包括，沿著層壓體1的層疊方向將電介質區域23A夾於中間的第1電極部分21A和第2電極部分21B、以及電連接第1和第2電極部分21A、21B的連接部分25A。各第1內部電極20還包括，沿著層壓體1的層疊方向將電介質區域23B夾於與包含在該第1內部電極20中的第2電極部分21B之間的第3電極部分21C、以及電連接該第3電極部分21C和第2電極部分21B的連接部分25B。
包含在各第1內部電極20中的第1電極部分21A和第2電極部分21B，通過連接部分25A互相電連接。包含在各第1內部電極20中的第2電極部分21B和第3電極部分21C，通過連接部分25B互相電連接。包含在各第1內部電極20中的連接部分25A、25B的數目，分別可以為1個或者也可以為多個。
在第2實施方式相關的疊層電容器C2中，各第2內部電極30包括第1～第3電極部分和電連接該第1～第3電極部分的連接部分。即，各第2內部電極30包括，沿著層壓體1的層疊方向將電介質區域33A夾於中間的第1電極部分31A和第2電極部分31B、以及電連接第1和第2電極部分31A、31B的連接部分35A。各第2內部電極30還包括，沿著層壓體1的層疊方向將電介質區域33B夾於與包含在該第1內部電極30中的第2電極部分31B之間的第3電極部分31C、以及電連接該第3電極部分31C和第2電極部分31B的連接部分35B。
包含在各第2內部電極30中的第1電極部分31A和第2電極部分31B，通過連接部分35A互相電連接。包含在各第2內部電極30中的第2電極部分31B和第3電極部分31C，通過連接部分35B互相電連接。包含在各第2內部電極30中的連接部分35A、35B的數目，分別可以為1個或者也可以為多個。
第2實施方式相關的疊層電容器C2的第1和第2內部電極20、30分別包括，將電介質區域23A、23B夾於中間的第1～第3電極部分21A～21C、31A～31C。所以，可以說，疊層電容器C2實質上是夾著電介質層對3層內部電極進行層疊而成的疊層電容器。因此，疊層電容器C2可以減小其電阻。其結果是，根據式(1)可以增大品質因數Q。
此外，在疊層電容器C2的第1和第2內部電極20、30中分別地，第1～第3電極部分21A～21C、31A～31C通過連接部分25A、25B、35A、35B電連接。由此，在疊層電容器C2中，電流可以通過各種路徑在內部電極20、30內流過。因此，疊層電容器C2可以減小其電阻。其結果是，根據式(1)可以增大品質因數Q。
此外，在疊層電容器C2中，第1和第2內部電極20、30分別包括3個電極部分21A～21C、31A～31C。因此，相比於各內部電極20、30包括2個電極部分的情況，可以進一步減小疊層電容器的電阻。其結果是，可以進一步增大疊層電容器C2的Q。
在各內部電極中包含的3個以上的電極部分未在該內部電極內電連接而只通過端子電極連接的情況下，在內部電極內在層疊方向上位於中間的電極部分、即對靜電容量的形成未做貢獻的電極部分中，電流難以流過。與此相對，在疊層電容器C2中，由於包含在各內部電極20、30中的第1～第3電極部分21A～21C、31A～31C在該內部電極內通過連接部分25A、25B、35A、35B電連接，所以，在內部電極20、30內在層疊方向上位於中間的電極部分、即在第2電極部分21B、21C中也充分流入電流。因此，各內部電極20、30在內部電極內包括互相電連接的3個電極部分的疊層電容器C2，對於減小電阻特別有效。所以，疊層電容器C2對於增大Q非常有效。
以上，詳細說明了本發明的優選實施方式，但是本發明並不限定於上述實施方式。例如，包含在第1內部電極20中的電極部分的數目和包含在第2內部電極30中的電極部分的數目也可以為3個以上。
此外，例如，電介質層10的層疊數以及第1和第2內部電極20、30的層疊數，不限於在上述的實施方式中記載的數目。此外，端子電極3、5的數目也不限於在上述的實施方式中記載的數目。此外，包含在各內部電極中的連接部分的數目為多個的情況，由於疊層電容器的電阻進一步減小，所以優選。
從上面已經描述的發明可知，本發明可以以各種方式進行改變。這些改變並不能被看作脫離了本發明的精神和範圍，對於所有對本領域普通技術人員而言顯而易見的這些修改，都被包含在本發明的權利要求的範圍內。
權利要求
1.一種疊層電容器，其特徵在於，具備夾著電介質層層疊了第1內部電極和第2內部電極的層壓體，位於所述層壓體的側面的第1端子電極，以及與所述第1端子電極電絕緣、且位於所述層壓體的側面的第2端子電極；所述第1內部電極包括，沿著所述層壓體的層疊方向將電介質區域夾於中間的第1電極部分和第2電極部分、以及電連接該第1和第2電極部分的連接部分，並且電連接於第1端子電極；所述第2內部電極包括，沿著所述層壓體的層疊方向將電介質區域夾於中間的第1電極部分和第2電極部分、以及電連接該第1和第2電極部分的連接部分，並且電連接於所述第2端子電極。
2.如權利要求1所述的疊層電容器，其特徵在於，所述第1內部電極還包括，沿著所述層壓體的層疊方向將電介質區域夾於與包含在該第1內部電極中的所述第2電極部分之間的第3電極部分、以及電連接該第3電極部分和所述第2電極部分的連接部分；所述第2內部電極還包括，沿著所述層壓體的層疊方向將電介質區域夾於與包含在該第2內部電極中的所述第2電極部分之間的第3電極部分、以及電連接該第3電極部分和所述第2電極部分的連接部分。
全文摘要
本發明涉及疊層電容器，其具備層壓體以及第1和第2端子電極。在層壓體中，夾著電介質層層疊有第1內部電極和第2內部電極。第1內部電極包括，沿著層壓體的層疊方向將電介質區域夾於中間的第1電極部分和第2電極部分、以及電連接第1和第2電極部分的連接部分。第2內部電極包括，沿著層壓體的層疊方向將電介質區域夾於中間的第1電極部分和第2電極部分、以及電連接第1和第2電極部分的連接部分。第1內部電極電連接於第1端子電極，第2內部電極電連接於第2端子電極。
文檔編號H01G4/005GK1941234SQ20061015996
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月28日 優先權日2005年9月30日
發明者富樫正明, 青木崇 申請人:Tdk株式會社