叠层电容器及车载控制装置的制作方法

本发明涉及控制车载设备的电子控制单元以及在上述控制单元中安装的电容器。

背景技术：

在现有技术中，为了控制车辆而在车内装配有很多电子控制单元。如专利文献1所述，在有限的车体空间内，装配有发动机、变速器等机械式驱动设备或电池，因此限制了电子控制单元的可用空间。为了减小电子控制单元的尺寸，必须减小电子电路的构成元件或构造部件的体积。伴随着基板电路的密集度的提高，确保接地的稳定性变得困难，因此在使电子电路小型化时，需要考虑噪声的影响并采取抑制噪声的措施。

作为解决噪声问题的方法，一般公知有低通滤波器、以及用于构成滤波器的小型线圈。作为小型线圈的例子，有一种线圈元件，如专利文献2那样，准备四层的图案，使层与层重叠并以通孔与各层连通，生成线圈的环并层叠；还有一种线圈元件，如专利文献3那样，在电感元件中内置有线圈卷线和电容器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-192599号公报

专利文献2:国际公开2011/155240号公报

专利文献3:日本特开平2006-54207号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

如果按照专利文献2的方式来安装低通滤波器，则为了形成线圈的环而最少需要四层图案，在安装滤波器时存在安装面积增加的问题。另一方面，就专利文献3的线圈而言，低通滤波器所需的电容器是由不同于线圈绕组的其它图案形成的，因此，在与电感元件一起形成许多电容器时，会产生安装面积增加的问题。

本发明是针对上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够将低通滤波器等所需的电感元件和电容器高密度地安装的元件，进而实现安装有该元件的电子控制单元的小型化。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的电子控制单元的特征在于，具备叠层电容器，该叠层电容器内置电路图案和电介质，上述电路图案具备层叠的多个线圈效应生成图案、以及将上述多个线圈效应生成图案彼此串联连接的层间连接图案，上述多个线圈效应生成图案的至少一部分成为上述叠层电容器的电极。

发明的效果

根据本发明，通过向内部层叠有多个电极的叠层电容器导入线圈图案，能够将形成低通滤波器所需的线圈图案和电容器图案高密度地安装于一个元件，进而实现电子控制单元的小型化。

附图说明

图1是以往的电子控制单元的基本构造的说明图。

图2是叠层陶瓷电容器的制造工序的说明图。

图3是叠层陶瓷电容器的剖视图。

图4是本发明的印刷图案的说明图。

图5是孔工序中的孔位置图。

图6是电极膏的变动说明图。

图7是膏变动的说明图。

图8是螺旋图案的错位说明图。

图9是整面图案的错位说明图。

图10是线圈、电容器容量增减方法的说明图。

图11是本发明的应用例。

具体实施方式

以下，参照附图对叠层电容器内置线圈图案的实施例进行说明，该叠层电容器在控制车载设备的电子控制单元中使用。

图1是表示以往的电子控制单元(ECU)102的基本构造的图。电子控制单元具备主体壳110、用于与外部设备进行连接的连接器101、以及印刷基板104。在印刷基板104上安装有IC103、电容器107、电阻105等电子元器件。关于在基板上的安装面积，根据电子控制单元的规格，电路集成度会有所不同，在本实施例中为求简化而按照图1进行说明。在电子控制单元102的印刷基板104中使用了很多电容器107，该电容器107用于来防止或减弱来自外部设备或外部导线的各种噪声。

以上对以往的电子控制单元102的结构和电容器进行了说明，通常，为了减小电子控制单元102的体积，采用小型且高容量的叠层陶瓷电容器。接下来，参照图2对叠层陶瓷电容器的制造方法进行说明。

叠层陶瓷电容器的第一工序是片材形成201。生成由钛酸钡等构成的糊状的介电材料(陶瓷材料)，即，生成厚度为例如1μm左右的介电材料片材。

然后，在第二工序的电极印刷202中，采用厚膜印刷技术在介电材料片材上印刷例如由镍膏形成的电极。第一工序和第二工序的重复次数会因电容器的容量而不同，这里假定以600次来进行说明。

在第三工序压力加工203中，对经过600次重复的第一工序和第二工序得到的600层的片材，以相同的朝向重叠地在层叠方向上进行加压，来制作大面积的叠层陶瓷。

在第四工序切断204中，沿着印刷好的电极图案进行切断，获得较小的叠层陶瓷电容器。

在第五工序中进行烧成205，在第六工序中实施端子电极膏涂布206，作为元器件完成。

图3是叠层陶瓷电容器的剖视图。为了增大电容器的容量，各层的电极交替地重叠并于其间夹入介电片材303。正极侧的端子301和负极侧的端子302各自的内部电极交替地与外部电极连接。按照图3，在有限的容积中层数越多，电容器的电极面积就越大，能够增大容量。

在本发明中，利用叠层陶瓷电容器的特性，在叠层陶瓷电容器制造工序中追加开孔工序，将螺旋图案导入叠层陶瓷电容器，能够确保电容器容量和线圈容量，实现能够获得低通滤波器的特性的叠层电容器。

参照图4、图5对本发明的叠层电容器的印刷图案图和制作工序进行说明。

以往，为了生成一个一个的电容器，如在图2的第二工序即电极印刷202中示出的电极那样，使用简单的图案，分别交替地，如电介质片材A层和电介质片材B层(一方为端子用电介质片材、另一方为接地用电介质片材)那样，来印刷电极图案。

本发明在图2的电极印刷202的工序中，在图4那样的电介质片材A层402上印刷螺旋图案406。在电介质片材B层403上印刷用于将多层间的螺旋图案串联连接的线圈串联用图案404和接地用整面图案405。由这些图案在叠层电容器内生成线圈。

此外，在电极印刷工序之前追加开孔工序，使得成为线圈层的螺旋图案406夹持电介质片材B层403串联连接。如图5所示那样开设孔503，从而能够使电介质片材A层402与电介质片材B层的线圈串联用图案404连接。另外，为了将设于多层的接地用整面图案彼此并联连接，开设接地用贯通孔504。此外，为了做出串联连接多层而成的螺旋图案的朝向叠层电容器外的出口，以打通600层中的最后一层的方式开设孔502。在追加的开孔工序之后，将螺旋图案406印刷到电介质片材A层402上，在电介质片材B层403上印刷线圈串联用图案404和接地用整面图案405。

这样，在本发明中，将多层的螺旋图案406彼此串联地电连接，将多层的接地用整面图案405彼此并联地电连接，并将螺旋图案406和接地用整面图案405层叠，因此，在与接地用整面图案405在层叠方向上重叠的范围内，螺旋图案406形成电容器的一方的电极。接地用整面图案405是电容器的接地侧的电极，产生电容器的效应。由此，螺旋图案406能够兼作产生线圈的效应的图案和产生电容器的效应的图案，能够将低通滤波器所需的线圈和电容器高密度地安装。

此外，也可以利用压力加工203的加压特性，经由如图中的601那样预先开设的孔将粘着状的电极膏与下层连接。通过活用该特性，能够将多个螺旋图案串联连接，获得线圈的串联特性。

另外，孔501与孔505之间的图案701，利用电极膏的抗拉强度存在极限的特性，设置图7中示出的微细的图案701，在进行压力加工时，电极膏受到压力，经由孔向下层移动，同时使微细的图案断线，孔501与孔505能够形成彼此绝缘的路径。

另外，接地用整面图案405不是必须为整面图案，也可以是与螺旋图案406的重叠的相同形状的图案。但是，由于电容器的容量取决于层叠的电极的重叠面积，因此在螺旋图案彼此如图8那样发生错位时，会导致电容器容量产生误差。

因此，电介质片材B层的接地层优选如图9那样为整面图案，或者采用比螺旋图案406粗的图案。在电介质片材A层402和电介质片材B层403采用相同的螺旋图案的情况下，具有电极印刷用的掩模能够合二为一的优点，但是若发生图8所示的错位，则能够作为电容器容量使用的区域仅为801。在整面图案的情况下，图9的901所示的区域成为电容器容量。

通过以上说明的追加工序(开孔)和图案设计，来制作内置有线圈图案的叠层电容器。

此外，线圈容量还取决于螺旋线的密度和串联数，电容器容量还取决于电极面积的大小和层间距离，因此，如图10所示，能够利用每一张电介质片材A层402中的螺旋图案406的圈数和由电介质片材A层402、B层403做成的线圈的串联连接数来改变线圈的容量。

也能够通过对螺旋图案406的图案的粗细(面积)和并联连接数进行调整来调整电容器的容量。另外，也能够通过将不印刷电极的电介质片材设置于螺旋图案406和接地用图案之间，来调整电极间的距离，从而调整电容器的容量。

螺旋图案406的串联连接数、接地用整面图案405的并联连接数，除了电介质片材的层叠数本身以外，也能够通过设置不印刷电极的图案等来适当地进行调整。

通过灵活调整内置线圈图案电容器的结构，也能够如图11那样将其它的电路图案导入到电容器中。由此，能够减轻在基板上接线的负担。

另外，也可以如图11所示那样，在一个叠层电容器封装中，设置多个IC端子各自所需的LC电路。例如，可以分别改变多个LC电路各自的螺旋图案406的圈数、面积、连接数、不印刷电极的电介质片材数、接地用整面图案405的并联连接数。由此，能够在一个叠层电容器封装内，形成电感、电容器容量各不相同的多个线圈、电容器，并与IC等的端子连接，高密度安装IC等的输入输出电路。

符号说明

102—电子控制单元；107—电容器；406—螺旋图案；405—接地用整面图案；404—线圈串联用图案。