专利名称：多层穿心式电容器阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷多层穿心式电容器阵列，在一个陶瓷基片中至少形成2个以上多层穿心式电容器。
在各类电子装置的普及发展中，其在体积小重量轻方面得到迅速发展。尤以使如摄象机整体型VTR、移动式电话机、笔记本式个人电子计算机、掌上式电子计算机等便携为目的电子设备中，小型轻量化的速度之快更为显著。
在这样电子装置向小型轻量化发展中，促使所使用的各种电子元件小型轻量化的同时，电子元件安装方式也从传统的把所用电子元件的引线插入在印刷电路板上设置的通孔中进行锡焊，变为将电子元件放置在设置于印刷电路板上的导电图形焊盘处进行焊接的表面安装技术(Surface Mounting Technology＝SMT)。
该SMT中所用电子元件统称为表面安装元件(Surface Mounting Deuice＝SMD)。它当然包括半导体器件以及电容器、电阻器、电感器、滤波器等，其中特别是作为小型元件的电容器、以及电阻器被称作基片元件。
在这些陶瓷基片元件中，比如电容器、电阻器、电感器不是一个，而是内装有多个的称为电容器阵列、电阻器阵列的复合元件。内装多个陶瓷多层电容器的多层电容器阵列是多层阵列元件的代表。
构成多层电容器阵列的各电容器，作为穿心式电容器的多层穿心式电容器阵列已公开在日本国特许公开公报55-80313、57-206015及57-206016中。
图1所展示的是这样的一种多层穿心式电容器阵列，其由多层穿心式电容器元件4个搭配而成的4张介质层体构成，以说明这些传统的多层穿心式电容器阵列的构造。
该多层穿心式电容器阵列是由长方形第一介质薄片1、第二介质薄片2、第三介质薄片3及第四介质薄片4顺序堆叠构成。
在该图中，(b)、(d)、(f)及(h)所表示的是沿b-b线、d-d线、f-f线及h-h线分别切割(a)、(c)、(e)、(g)介质薄片的剖面图。
在第一介质薄片1上，象(g)及(h)所示形成由沿长方形长边方向伸展，只与二短边相接的导电性材料构成的一个内电极5;在第二介质薄片2上，如(e)及(f)所示形成由沿长方形短边方向伸展，只与二长边相接的导电性材料构成的四个内电极6;在第三介质薄片3上，如(c)及(d)所示，形成由沿与第一介质薄片上形成的内电极5同样的长方形长边方向伸展，只和二短边相接的导电性材料组成的一个内电极7，再在上述层叠了的介质薄片3上侧面上，叠合未形成内电极的如(a)和(b)所示的介质薄片4。
(i)中所示的是上述构成的多层穿心式电容器阵列的外形图;(j)中所示的是沿j-j线切割的剖面图。
在内电极6上，为了将构成多层穿心式电容器阵列的各多层穿心式电容器与外部印刷电路图形连接，予先用印刷等方式在作为装配面的上、下面一部分上形成延长的4个端子电极8;在内电极5及7上，为了将构成多层穿心式电容器阵列的各多层穿心式电容器与外部印刷电路图形连接，用印刷等方式，在作为安装面的上、下面的一部分上形成延长的2个端子电极9。
(k)所展示的是上述多层穿心式电容器阵列的电连接。
在有这样结构的多层穿心式电容器阵列中，各内导体6作为中心导体，构成把挟着该内导体6的内导体5及7作为外侧导体的4个多层穿心式电容器。虽然穿心式电容器的使用是使外侧导体接地，但是，这些多层穿心式电容器阵列通过端子电极9，使作为共同的外侧导体的内导体5及7接地。
该公共外侧导体5及7有阻抗成分，由于这些阻抗成分为4个穿心式电容器的公共阻抗，所以通过这些阻抗成分发生交调失真。
加之在有上述构成的多层穿心式电容器阵列中，从把内侧配置的内导体作为中心导体的多层穿心式电容器的外侧导体部分到端子电极的距离，比起从把外侧配置的内导体作为中心导体的多层穿心式电容器的外侧导体部分到端子电极的距离还要长。
因此，具有把内侧配置的内导体作为中心导体的多层穿心式电容器外侧导体的电感成分，与具有把外侧配置的内导体作为中心导体的多层穿心式电容器外侧导体的电感成分不同，所以本来应当一样的电容器阵列电特性变得不同。
还有，构成多层穿心式电容器阵列的多层穿心式电容器单元相互之间间隔小，不仅多层穿心式电容器单元之间通过介质相邻，而且由于相邻多层穿心式电容器单元的中心导体周围没有被外侧导体完全覆盖，所以往往在相邻的多层穿心式电容器单元间产生电容性耦合。
这种电容性耦合在电路使用频率低的情况下虽然不会带来那样重大后果，但如移动式电话，使用频率超过100MHz的电路中，在通过相邻多层穿心式电容器的信号间发生交调失真，所以使信噪比低，或在最坏情况下有时要引起装载仪器误动作的重大故障。
图2所表示的是已有的如图1所展示基本构成的多层穿心式电容器阵列，用来解决公共阻抗产生的问题和电特性不均匀等问题。
与图1所表示的多层穿心式电容器阵列的各多层穿心式电容器的外侧导体端子电极为公共的构成相反，图2所展示的多层穿心式电容器阵列的各多层穿心式电容器的外侧导体端子电极是分别设置的。
该多层穿心式电容器阵列也和图1所示的多层穿心式电容器阵列一样，其构成为长方形第一介质薄片11、第二介质薄片12、第三介质薄片13及第四介质薄片14依次堆叠而成。
另外，在该图中，(b)、(d)、(f)及(h)分别表示沿b-b线、d-d线、f-f线及h-h线切割(a)、(c)、(e)、(g)的介质薄片11、12、13、14的剖面图。
在第一介质薄片11上，形成(g)和(h)中所示的内电极18，该电极与由沿长方形短边方向伸展，只和两个长边相接的导电性材料组成的3个内部端子电极15及沿长方形短边方向伸展，和长方形任何一边都不相接的内电极15形成整体;在第2介质薄片12上形成如(e)及(f)所示的4个内电极16，上述四个内电极16由在不与内电极15对应位置上，沿长方形短边方向伸展只与两长边相接的导电性材料构成;在第三介质薄片13上形成如(c)和(d)所示的内电极19，该电极与由沿长方形短边方向伸展，只与二个长边相接的导电性材料组成的三个内部端子电极17和沿长方形短边方向伸展与长方形任何边都不相接的内电极17形成整体;在这样叠合了的介质薄片13上侧面上，层合成在不形成内电极的(a)和(b)中所示的介质薄片14。
(i)中所示的是上述构成的多层穿心式电容器阵列的外形图;(j)中所示的是沿j-j线切割的剖面图。
为了使构成多层穿心式电容器阵列的各多层穿心式电容器和外部的印刷电路图形连接，事先通过印刷等方式将沿作为安装面的上下面的一部分延长的3个端子形成在内端子电极15和内端子电极17上;在内电极16上，为了使构成多层穿心式电容器阵列的各多层穿心式电容器与外部印刷电路图形连接，通过印刷等方式形成有沿作为安装面的上下面的一部分延长的4个端子电极20。
构成该多层穿心式是容器阵列的各多层穿心式电容器，内电极16作为中心导体，内电极18和19作为夹住内电极16的外侧导体，利用这些内电极16和内电极18和19构成多层穿心式电容器。
该多层穿心式电容器阵列其相应的各内部电极15和17形成在作为中心导体的内电极16之间，为使这些内部端子电极15及17接地，即使外部导体18及19是整体构成，外侧导体的阻抗成分也不形成公共阻抗，因而通过这些阻抗成分不会发生交调失真。
加之，构成该多层穿心式电容器阵列的各电容器的外侧导体和内部端子电极间的距离对于任一电容器都是相等的。从而，在该多层穿心式电容器中，具有把内侧配置的内导体作为中心导体的多层穿心式电容器外侧导体的电感成分，与具有把外侧配置的内导体作为中心导体的多层穿心式电容器外侧导体的电感成分相等，不会产生构成电容器阵列的各电容器特性不均的问题。
然而，为在连接中心电极的4个端子电极20之间，设置连接到外侧电极的3个端子电极21，端子电极的构造是复杂的，使多层穿心式电容器阵列的小型化困难，同时由于端子电极间间隔狭小，所以很不利于制造和安装。
并且形成于内部的多层穿心式电容器单元彼此间间隔小，所以多层穿心式电容器单元间通过介质相邻，由于相邻的多层穿心式电容器单元的中心导体周围没有被外侧导体完全覆盖，所以在相邻的多层穿心式电容器单元间，由于电容性耦合而产生交调失真、信噪比低，或在最坏情况下会导致装载仪器误动作的重大故障发生，对此问题依然没能得到解决。
(k)是该多层穿心式电容器阵列的电连接图。
本发明目的在于针对上述情况所采取的技术措施可获得这样一种多层穿心式电容器，使端子电极构成变得简单，同时减少了各多层穿心式电容器单元间的电容耦合性交调失真。
因此，本发明在构成多层穿心式电容器阵列的各多层穿心式电容器单元间形成屏蔽电极，在该屏蔽电极上连接多层穿心式电容器的外侧导体。
根据上述结构，即使通过简单的端子电极构成也能使形成多层穿心式电容器阵列的各多层穿心式电容器单元间实现静电屏蔽，减小了电容性耦合，通过相邻多层穿心式电容器的信号间交调失真小。
图1是已有的多层穿心式电容器阵列的内部结构、整体结构及剖面图;
图2是另一个已有的多层穿心式电容器阵列的内部结构、整体结构及剖面图;
图3是本发明第1实施例的多层穿心式电容器阵列的内部结构、整体结构及剖面图;
图4是本发明第2实施例的多层穿心式电容器阵列的整体构成及剖面图;
图5是本发明第3实施例的多层穿心式电容器阵列的整体结构及剖面图;
图6是本发明第4实施例的多层穿心式电容器阵列的整体结构及剖面图;
图7是本发明第5实施例的多层穿心式电容器阵列的整体结构及剖面图;
图8是本发明第6实施例的多层穿心式电容器阵列的整体结构及剖面图;
图9是本发明第7实施例的多层穿心式电容器阵列的整体结构及剖面图;
图10是本发明第8实施例的多层穿心式电容器阵列的整体结构及剖面图;
图11是与本发明有关的第1构成例子的多层穿心式电容器阵列的整体构成及剖面图;
图12是与本发明有关的第2构成例子的多层穿心式电容器阵列的整体构成及剖面图。
下面说明本发明实施例。
图3所展示的是有关本发明多层穿心式电容器阵列的实施例，与图1所示的传统的多层穿心式电容器阵列一样，由4组多层穿心式电容器配合的4层介质组成。
该多层穿心式电容器阵列由长方形第一介质薄片31、第二介质薄片32、第三介质薄片33和第四介质薄片34依次堆叠构成。
而且在该图中，(b)、(d)、(f)及(h)所表示的是沿b-b线、d-d线、f-f线及h-h线分别切割(a)、(c)、(e)、(g)的介质薄片的剖面图。
如(g)所示，在第一介质薄片31上形成1个内电极35，该电极由沿长方形长边方向伸展只与二短边相接的导电性材料构成;在把该内电极35分成4份的分割处，形成穿通第一介质薄片31的3个通孔38。
如(h)所示，在这些通孔38中填充导电体42，在未形成第一介质薄片31的内电极35的面上，于露出的导电体42上形成导电层45。
还有该导电层45未必需要。
如(e)所示，在第二介质薄片32上形成4个内电极36，该内电极是由沿长方形短边的方向伸展，只与二长边相接的导电性材料构成;在这些内电极36之间，在与穿通第一介质薄片31形成的3个通孔38对应位置处，形成穿通第二介质薄片32的3个通孔39。
在这些通孔39中，如(f)所示那样，填充导电体43。
如(c)所示，在第三介质薄片33上与在第一介质薄片31上形成的内电极35一样构成1个内电极37，该内电极是由沿长方形长边方向伸展，只与2短边相接的导电性材料构成;在将该内电极37分成4份的分割处，形成穿通第3介质薄片33的3个通孔40。在叠合的介质薄片33的上侧面上，堆叠如(a)及(b)所示无内部电极的介质薄片34。
(i)所示的是将上述构成的多层穿心式电容器阵列倒置，从下侧看的外形图;(j)中是沿j-j线切割的剖面图。
在内电极36上，为了使构成多层穿心式电容器阵列的各多层穿心式电容器与外部印刷电路图形连接，通过印刷等工艺形成沿作为安装面的上下面的一部分延长的4个端子电极41。这些端子电极41虽然沿作为安装面的上下面之一部分延长，但该延长部分不是必需的。并且，内电极35及37与导电体46电连接，上述导电体46是在通孔38、39及40中填充导电体42、43及44成整体构成;进而与在导电体46上形成的导电层45电连接。
上述形成的导电体46被配置在构成多层穿心式电容器阵列的多层穿心式电容器之间。从而，通过使连接该导电体的导电层45接地，进行各多层穿心式电容器静电屏蔽。利用该静电屏蔽，避免了在已有的多层穿心式电容器阵列中所存在的交调失真。
(k)是该多层穿心式电容器阵列的电连接图。
该多层穿心式电容器阵列与图1所示的已有例子的多层穿心式电容器不同，构成4个多层穿心式电容器外侧导体的内电极35及37通过导电体46接地。因此，在这些多层穿心式电容器阵列，不会产生由于外侧导体而导致的公共阻抗的影响即交调失真。
而且，多层穿心式电容器阵列与图1所示的已有例子的多层穿心式电容器不同，从内侧配置的多层穿心式电容器外侧导体到接地端子的长度，和从外侧配置的多层穿心式电容器的外侧导体到接地端子的长度相等。所以各多层穿心式电容器的电特性一样。
而且，多层穿心式电容器阵列与图1所述的已有例子的多层穿心式电容器不同，从内侧配置的多层穿心式电容器外侧导体到接地端子的长度，和从外侧配置的多层穿心式电容器的外侧导体到接地端子的长度相等。所以各多层穿心式电容器的电特性一样。
而且，该多层穿心式电容器阵列和图2所述的已有例的多层穿心式电容器不同，在与用以连接内侧导体的端子电极不同位置处配置用以连接外侧导体的端子电极。因此，在可谋求多层穿心式电容器阵列小型化同时，减少了安装困难。
图4-9中展示了进一步改善的实施例。
在这些图中，(a)所展示的是实施例的多层穿心式电容器阵列的外形;(b)所展示的是沿b-b线切割的剖面图，为了使说明简洁，有关与图3所示的实施例的公共部分，就不再另加符号说明了。
图4所示的实施例的多层穿心式电容器阵列，为说明之便，与图3所示的实施例的多层穿心式电容器阵列一样，展示出使其倒置从下侧看的外形和剖面。
该实施例的多层穿心式电容器阵列是通过端子电极47连接图4所示的多层穿心式电容器阵列导电体46的，这种结构可在安装时使焊接牢靠。
图5所示的实施例的多层穿心式电容器阵列这样构成，即替换图4所示的多层穿心式电容器阵列的第四介质薄片34，叠合形成通孔的第四介质薄片48，再在该通孔中填充导电体以形成导电体49。
利用该导电体49使屏蔽效果更可靠。
图6所示的实施例的多层穿心式电容器阵列加有图5所示的多层穿心式电容器阵列的端子电极47再将一个端子电极50形成在相对的另一个侧面上。
通过该端子电极50使屏蔽效果更可靠。
图7所示的实施例的多层穿心式电容器阵列是，如此形成的，即替换图3所示的多层穿心式电容器阵列的第四介质薄片34，叠合形成通孔的第四介质薄片48，并在该通孔内填充导电体，形成导电体49。
上述构成的多层穿心式电容器阵列，在安装时无需考虑其正反面。
图8所示的实施例的多层穿心式电容器阵列是为此形成的，即在具有图4所示导电体46的多层穿心式电容器阵列上，形成与图1所示的已知例的多层穿心式电容器阵列的端子电极9相同的端子电极，再形成使该端子电极和图4所示实施例的多层穿心式电容器阵列的端子电极47形成整体构成的端子电极51。
借助该端子电极51，使屏蔽效果更佳，同时，上述构成的多层穿心式电容器阵列在安装时，无需考虑其正反面。
图9所示实施例的多层穿心式电容器阵列是如此形成的，即在有图5所示的导电体49的多层穿心式电容器阵列上，形成与图1所示已有例的多层穿心式电容器阵列的端子电极9一样的端子电极，再形成使该端子电极和图5所示实施例的多层穿心式电容器阵列的端子电有47形成整体构成的端子电极51。
利用该端子电极51，使屏蔽效果更佳，同时，上述构成的多层穿心式电容器阵列，在安装时无需考虑其正反面。
在上述图3-9所说明的实施例中，在图3-7展示的实施例的多层穿心式电容器中，虽然内侧形成的多层穿心式电容器的内导体完全被外导体及导电体所包围，但外侧形成的多层穿心式电容器的内内导体没有完全被包围。
与此相反，在图8及9所示的实施例的多层穿心式电容器中，外侧形成的多层穿心式电容器内导体完全被外导体、导电体及连接电极所包围。
由于上述构成，可获得各多层穿心式电容器的电特性均匀和更完善的多层穿心式电容器阵列。
图10-12所展示的例子是外侧形成的多层穿心式电容器的内导体被外导体、导电体及连接电极完全包围的多层穿心式电容阵列的构成例。
在这些图中，(a)展示实施例的多层穿心式电容器阵列的外形;(b)虽展示沿b-b线切割的剖面，但为使说明简化，有关与图3所示实施例公共部分就不再另加符号说明。
图10所展示的多层穿心式电容器阵列，是在图7所示的多层穿心式电容器阵列上，形成与图1所示已有例的多层穿心式电容器端子电极9相同的端子电极52。
图11所示多层穿心式电容器阵列的结构是，用小型导电体53替换图10所示的多层穿心式电容器阵列的导电体49，形成使第1内电极35和第2内电极37与外部连接的导电体52。
图12所示的多层穿心式电容器阵列的结构是，在图7所示的多层穿心式电容器阵列上再形成2层介质薄片54及55。
在上面所说的实施例中，尽管介质薄片做成长方形，但即使做成任何其它形状，只要是可实施本发明的形状当然也行。
并且，连接多个内电极的位置除长方形长边以外，可实施本发明的任何位置当然也可以;连接单个内电极的位置除长方形短边外，可实施本发明的任何位置当然也可以。
通过如上所述，根据本发明构成，由于在通孔内填充的导电体的静电屏蔽而使交调失真减少，各多层穿心式电容器的电特性一致，能使多层穿心式电容器阵列小型化，减少安装困难。
权利要求
1.一种由多个穿心式电容器构成的长方体多层穿心式电容器阵列，它是通过如下步骤，即将长方形第一介质薄片(31)、第二介质薄片(32)、第三介质薄片(33)及第四介质薄片(34)按此顺序叠合；在第一介质薄片(31)上，形成由沿长方形长边方向伸展，只与二短边相接的导电性材料构成的单个第一内电极(35)；在第2介质薄片(32)上，形成由沿长方形短边方向伸展，只与二长边相接的导电性材料构成的多个第二内电极(36)；在第三介质薄片上，形成由沿长方形的长边方向伸展，只与二短边相接的导电性材料构成的单个第三内电极(37)；由把前述第二内电极(36)作为中心导体，把前述第一内电极(35)及前述第三内电极(37)作为外侧导体的多个穿心式电容器构成，其特征在于在前述第二介质薄片(32)的前述多个第2内电极(36)之间，形成与第2内电极(36)平行的多个第二通孔(39)；在相应于前述第一介质薄片(31)的前述多个第二通孔(39)的位置上，形成多个第一通孔(38)；在相应的前述第三介质薄片(33)前述多个第二通孔(39)的位置上，形成多个第三通孔(40)；在前述多个第一通孔(38)中，分别填充第一导电体(42)；在前述多个第二通孔(39)中，分别填充第二导电体(43)；在前述多个第三通孔(40)中，分别填充第三导电体(44)；使前述第一内电极(35)和前述多个第一导电体(42)电连接；使前述第三内电极(37)和前述多个第三导电体(44)电连接；使各相应位置的前述多个第一导电体(42)、前述多个第二导电体(43)、及前述多个第三导电体(44)电连接，形成多个导电体(46)。
2.按照权利要求1所述多层穿心式电容器阵列，其特征是，形成在外部连接前述第一内电极(35)和前述第三内电极(37)的导电体(51)。
3.按照权利要求1所述多层穿心式电容器阵列，其特征是，形成把前述多个导电体(46)连接到前述第一介质薄片(31)下侧面上的端子电极(47)。
4.按照权利要求3所述多层穿心式电容器阵列，其特征是，形成在外部连接前述第一内电极(35)和前述第3内电极(37)的导电体(51)。
5.按照权利要求1所述多层穿心式电容器阵列，其特征是，在相应前述第四介质薄片(34)的前述多个第三通孔(40)的位置，形成多个第四通孔，通过在前述多个第四通孔中填充导电体，形成导电体(49)。
6.按照权利要求5所述多层穿心式电容器阵列，其特征是，形成在外部连接前述第一内电极(35)和前述第三内电极(37)的导电体(51)。
7.按照权利要求5所述多层穿心式电容器阵列，其特征是，形成把前述多个导电体(49)连接到第一介质薄片(31)的下侧面上的端子电极(47)。
8.按照权利要求7所述多层穿心式电容器阵列，其特征是，形成在外部连接前述第一内电极(35)和前述第三内电极(37)的导电体(51)。
9.按照权利要求7所述多层穿心式电容器阵列，其特征是，形成把前述多个导电体(49)连接到前述第四介质薄片(34)上侧面上的端子电极(50)。
10.按照权利要求9所述多层穿心式电容器阵列，其特征是，形成在外部连接前述第一内电极(35)和前述内电极(37)的导电体(51)。
11.一种由多个穿心式电容器构成的长方体形的多层穿心式电容器阵列，它是通过如下步骤，即将长方形第一介质薄片(31)、第二介质薄片(32)、第三介质薄片(33)及第四介质薄片(34)按该顺序叠合;在第一介质薄片(31)上，形成由沿长方形长边方向伸展，只与二短边相接的导电性材料构成的单个第一内电极(35);在第二介质薄片(32)上，形成由沿长方形短边方向伸展，只与二长边相接的导电性材料构成的多个第二内电极(36);在第三介质薄片(33)上，形成由沿长方形的长边方向伸展，只与二短边相接的导电性材料构成的单个第三内电极(37);由把前述第二内电极(36)作为中心导体，把前述第一内电极(35)及前述第三内电极(37)作为外侧导体的多个穿心式电容器构成，其特征在于，在前述第二介质薄片(32)的前述多个第二内电极(36)之间，形成与第二内电极(36)平行的多个第二通孔(39);在相应于前述第三介质薄片(33)的前述多个第二通孔(39)的位置上，形成多个第三通孔(40);在前述多个第二通孔(39)中，分别填充第二导电体(43);在前述多个第三通孔(40)中，分别填充第三导电体(44);使前述第一内电极(35)和前述多个第二导电体(43)电连接;使前述第三内电极(37)和前述多个第三导电体(44)电连接;使各相应位置的前述多个第二导电体(43)及前述多个第三导电体(44)电连接，以形成多个导电体(53);形成在外部使前述第一内电极(35)和前述第三内电极(37)连接的导电体(52)。
全文摘要
为了使多层穿心式电容器阵列的各穿心式电容器单元间的电容性耦合的交调失真减小，在构成多层穿心式电容器阵列的各电极间的介质薄片没有中心导体的位置上，形成填充导体的通孔，通过使在通孔中填充的导体作电连接，进行穿心式电容器间静电屏蔽，电连接是依靠在穿心式电容器单元的外部或内部形成的导电层实现。
文档编号H03H7/00GK1108016SQ94112798
公开日1995年9月6日 申请日期1994年12月16日 优先权日1993年12月16日
发明者藤城义和, 原田拓, 石垣高哉 申请人:Tdk株式会社