セラミックコンデンサ
【課題】セラミックコンデンサの電歪現象に起因して発生する音鳴りを抑制すること。
【解決手段】セラミックコンデンサ１は、セラミックコンデンサ素子１０と、一対の外部電極２０、３０と、一対の接続端子４０、５０と、を有する。一対の外部電極２０、３０は、セラミックコンデンサ素子１０の対向する端面をそれぞれ別個に覆う。一対の接続端子４０、５０は、それぞれの外部電極２０、３０と電気的に接続される。そして、接続端子４０、５０は、ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率は、他の層のヤング率よりも小さい。
【解決手段】セラミックコンデンサ１は、セラミックコンデンサ素子１０と、一対の外部電極２０、３０と、一対の接続端子４０、５０と、を有する。一対の外部電極２０、３０は、セラミックコンデンサ素子１０の対向する端面をそれぞれ別個に覆う。一対の接続端子４０、５０は、それぞれの外部電極２０、３０と電気的に接続される。そして、接続端子４０、５０は、ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率は、他の層のヤング率よりも小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に実装されるセラミックコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）又は携帯電話等の電子機器は、コンデンサ、インダクタ、バリスタ又はこれらを複合した複合部品が表面実装された回路基板を有する。このような構造により、前記電子機器は、高密度に電子部品を搭載して回路基板全体を小型化している。回路基板に搭載されるコンデンサとしては、例えば、セラミックコンデンサがある。
【０００３】
セラミックコンデンサは、誘電体と内部電極とが交互に積層されている。誘電体を形成するセラミック材料には、誘電率が高いチタン酸バリウム等の強誘電体材料が用いられている。セラミックコンデンサに交流電圧を印加すると、誘電体を形成するセラミック材料は電歪現象を発生し、機械的な歪みを生じる。このため、交流電圧が印加されたセラミックコンデンサは振動する。この振動は、セラミックコンデンサが表面実装された回路基板にも伝達し、これを振動させる。その結果、セラミックコンデンサが表面実装された回路基板は、振動音を発生する（音鳴り）。このような、セラミックコンデンサの電歪現象に起因した回路基板の振動音、すなわち音鳴りを低減するため、コンデンサ素子の外部電極の側面に一対の金属端子を当接し、コンデンサ素子の下側に引き出して、回路基板へ接合する電子部品が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２３３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された電子部品は、セラミックコンデンサと回路基板との間に空隙を設け、セラミックコンデンサで発生した振動が基板に伝播するのを抑制している。このように、特許文献１に記載された電子部品は、音鳴りを抑制できるが、近年においては、さらなる音鳴りの抑制が求められている。本発明は、セラミックコンデンサの電歪現象に起因して発生する音鳴りを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題について鋭意研究を重ねた結果、セラミックコンデンサの外部電極の両端面を接続端子で挟持し、この外部電極を介して回路基板にセラミックコンデンサを実装する場合、外部電極のばね定数を小さくすることが有効であることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るセラミックコンデンサは、誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び前記誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有するセラミックコンデンサ素子と、ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率は、他の層のヤング率よりも小さく、かつ、前記外部電極の端面と電気的に接続される一対の接続端子と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
このような構造により、本発明に係るセラミックコンデンサは、セラミックコンデンサの外部電極に接続される接続端子の導電層を金属材料とし、導電層よりもヤング率の小さい基材層の前記導電層を設ける。このため、接続端子全体のヤング率は、導電層のヤング率よりも小さくなり、また、接続端子をすべて金属材料で構成した場合よりも小さくすることができる。その結果、ばね定数が小さく、かつ導電性を有する接続端子でセラミックコンデンサを回路基板に実装できるので、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。
【０００９】
本発明の望ましい態様としては、前記基材層の材料は、樹脂であることが好ましい。樹脂は、金属と比較してヤング率は低い。このため、基材層に樹脂を用いることにより、接続端子のヤング率をより小さくすることができる。また、樹脂は、金属と比較して振動を減衰させる能力は高い。このため、樹脂を基材層として用いた接続端子は、セラミックコンデンサの振動を回路基板に伝えにくくするという作用も得られる。その結果、本態様に係るセラミックコンデンサは、電歪現象に起因する音鳴りをより効果的に抑制することができる。
【００１０】
本発明の望ましい態様としては、前記基材層の表面には、導電層が設けられることが好ましい。この導電層により、セラミックコンデンサの外部電極と回路基板のランドとの間を電気的に接続することができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様としては、前記基材層と前記導電層とは、接着剤で接合されることが好ましい。導電層を接着剤で基材層に接着することにより、簡単に接続端子を作製することができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様としては、前記基材層はポリイミドであり、前記導電層は銅であることが好ましい。ポリイミドは耐熱性が高いので、接続端子がセラミックコンデンサの外部電極にはんだ付けされる際や、セラミックコンデンサが回路基板に実装される際のリフロー時における加熱に対しても十分に耐えられる。また、ポリイミドは、強度も比較的高いので、コンデンサ素子を回路基板に確実に保持できるとともに、落下等の衝撃に対しても耐性が高いという利点もある。銅は電気伝導率が高いため、接続端子の導電層として好適である。
【００１３】
本発明の望ましい態様としては、前記導電層の表面はニッケルの層が設けられ、前記ニッケルの層の表面にスズの層が設けられることが好ましい。接続端子は、セラミックコンデンサの外部電極及び回路基板のランドとはんだによって接合されるが、導電層の表面にスズの層を設けることにより、はんだ付け性を改善できる。
【００１４】
本発明の望ましい態様としては、前記一対の接続端子は、前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端面が、それぞれ前記セラミックコンデンサ素子の外側を向くように曲げられることが好ましい。このような構造により、接続端子がセラミックコンデンサの外部電極と接続される面（電極接続面）と、回路基板のランドと接続される面（基板接続面）とは、同じ導電層の表面に形成される。その結果、電極接続面と基板接続面とを電気的に接続する構造を簡単に実現できる。
【００１５】
本発明の望ましい態様としては、前記一対の接続端子は、それぞれの前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端面が互いに対向するように曲げられることが好ましい。このような構造とすることで、接続端子の回路基板と接続される部分がセラミックコンデンサ素子の長手方向外側に張り出すことを抑制できる。その結果、本態様は、回路基板へのセラミックコンデンサの実装密度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、セラミックコンデンサの電歪現象に起因して発生する音鳴りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す側面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の斜視図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の断面図である。
【図５】図５は、接続端子の寸法を示す説明図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。
【図７】図７は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。
【図８】図８は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。
【図９】図９は、本実施形態の変形例に係るセラミックコンデンサの側面図である。
【図１０】図１０は、本実施形態の変形例に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。
【図１１】図１１は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す側面図である。セラミックコンデンサ１は、セラミックコンデンサ素子（以下、必要に応じてコンデンサ素子という）１０と、一対の外部電極（端子電極）２０、３０と、一対の接続端子４０、５０と、を含む。このように、セラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０に、接続端子４０、５０を取り付けた構造の電子部品である。コンデンサ素子１０は、積層型のセラミックコンデンサであり、その形状は、略四角柱形状である。コンデンサ素子１０の構造については後述する。
【００２０】
それぞれの外部電極２０、３０は、略四角柱形状の誘電体素体１１の対向する端面をそれぞれ別個に覆っている。外部電極２０、３０は、導電性の材料であり、後述するように、誘電体素体１１の内部電極と電気的に接続されている。外部電極２０、３０は、例えば、パラジウム（Ｐｄ）又は銀／パラジウム合金（Ａｇ／Ｐｄ）に、ニッケル（Ｎｉ）及びスズ（Ｓｎ）をこの順で積層した構造である。なお、外部電極２０、３０は、複数の金属電極層で構成されていてもよく、例えば、外部電極２０、３０は、Ｃｕを主成分とした下地電極に、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層を形成するようにしてもよい。本実施形態において、外部電極２０、３０は、コンデンサ素子１０の端面と、当該端面と接続している側面のうち前記端面側の部分との両方を覆う。このように、外部電極２０、３０は、誘電体素体１１の両方の端部（端面及び当該端面と接続する側面の前記端面側の部分）を覆う。このため、外部電極２０、３０は、端面２１、３１と、側面２２、３２とを有する。
【００２１】
一対の接続端子４０、５０とそれぞれの外部電極２０、３０の端面２１、３１とは、それぞれ電気的に接続される。このため、本実施形態において、外部電極２０、３０は、少なくともコンデンサ素子１０の両方の端面を覆っていればよく、必ずしもコンデンサ素子１０の側面まで覆う必要はない。接続端子４０、５０は、ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率は、他の層のヤング率よりも小さい。接続端子４０、５０の構造については後述する。
【００２２】
図２に示すように、それぞれの接続端子４０、５０は、外部電極２０、３０と電気的に接続される脚部４０Ａ、５０Ａと、回路基板６０のランド（基板電極）６１と電気的に接続される基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとを有する。以下において、接続端子４０に対応する脚部と基板取付部とはそれぞれ符号４０Ａ、４０Ｂで表すものとし、接続端子５０に対応する脚部と基板取付部とはそれぞれ符号５０Ａ、５０Ｂで表すものとする。
【００２３】
脚部４０Ａ、５０Ａと基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとは、それぞれ板状の構造体であり、両者の板面は互いに直交している。このため、接続端子４０、５０は、脚部４０Ａ、５０Ａ及び基板取付部４０Ｂ、５０Ｂと直交する平面で切った場合の断面が、Ｌ字形状をしている。本実施形態において、接続端子４０、５０は、脚部４０Ａ、５０Ａと基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとを連続した一つの構造体として一体に構成したものである。
【００２４】
脚部４０Ａ、５０Ａは、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される。本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの基板取付部４０Ｂ、５０Ｂが突出している側とは反対側の面が、外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される。外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される脚部４０Ａ、５０Ａの面は、電極接続面４４、５４である。本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接続面４４、５４と、外部電極２０、３０の端面２１、３１とは、それぞれ、はんだ２、３で接続される。図２に示すように、セラミックコンデンサ１は、一対の接続端子４０、５０が、それぞれの外部電極２０、３０からコンデンサ素子１０の外側に向かって離れた位置で、外部電極２０、３０と接続される側とは反対側の端面４０ｔ、５０ｔが、それぞれコンデンサ素子１０の外側を向くように曲げられる。
【００２５】
接続端子４０、５０の基板取付部４０Ｂ、５０Ｂは、回路基板６０のランド６１と電気的に接続される基板接続面４３、５３を有する。本実施形態において、基板接続面４３、５３は、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接続面４４、５４と連続する面である。基板取付部４０Ｂ、５０Ｂの基板接続面４３、５３は、例えば、はんだによって回路基板６０のランド６１と電気的に接続される。
【００２６】
本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接続面４４、５４と、外部電極２０、３０の端面２１、３１とを接続するはんだ２、３が融解する温度は、基板取付部４０Ｂ、５０Ｂの基板接続面４３、５３とランド６１とを接続するはんだが融解する温度よりも高いことが好ましい。セラミックコンデンサ１は、ランド６１にはんだペーストが塗布された回路基板６０に実装された後、リフロー炉内で加熱されることによりはんだペーストが融解し、基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとランド６１とが電気的に接続される。はんだ２、３が融解する温度を上述したように設定すれば、前記加熱においてはんだ２、３は融解しないので、接続端子４０、５０とコンデンサ素子１０の外部電極２０、３０との接続不良を回避しつつ、セラミックコンデンサ１を確実に回路基板６０へ実装できる。次に、セラミックコンデンサ１が有するコンデンサ素子１０について説明する。
【００２７】
図３は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の斜視図である。コンデンサ素子１０の長手方向、すなわち、一対の外部電極２０、３０の端面２１、３１と直交する方向をＹ軸とし、Ｙ軸に直交する軸をそれぞれＸ軸、Ｚ軸とする。コンデンサ素子１０に設けられる外部電極２０、３０の端面２１、３１は、略正方形形状である。コンデンサ素子１０は、外部電極２０、３０の端面２１、３１を底面とし、これらにつながる４個の側面（素子側面）１２を有する略四角柱形状、すなわち略直方体の電子部品である。
【００２８】
外部電極２０、３０が有する端面２１、３１の辺の長さは、Ｘ軸方向がＬａ、Ｚ軸方向がＬｂである。本実施形態において、端面２１、３１は略正方形形状なので、Ｌａ＝Ｌｂである。コンデンサ素子１０のＹ軸方向の長さ、すなわち、コンデンサ素子１０の長手方向の長さはＬｃである。Ｌｃは、一対の端面２１、３１間の最短距離である。
【００２９】
コンデンサ素子１０は、上述したように略直方体形状であるので、平面視（Ｚ軸又はＸ軸方向から見た状態）は矩形の形状（素子側面１２の形状が矩形）である。コンデンサ素子１０は、平面視において、長手方向（Ｙ軸方向）及び短手方向（Ｘ軸又はＺ軸方向）がある。本実施形態のセラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の寸法は問わないが、特に、コンデンサ素子１０の寸法が１６０８Ｍ（Ｃ５１０１−２１：２００６（ＩＥＣ６０３８４−２１：２００４）に規定される寸法記号）以上のものに好適である。なお、前記寸法記号において、１６０８Ｍとは、Ｌｃが１．６ｍｍ±０．１ｍｍ、ＬａとＬｂとのうち大きい方が０．８ｍｍ±０．１ｍｍである。次に、コンデンサ素子１０の内部構造について、簡単に説明する。
【００３０】
図４は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の断面図である。同図は、コンデンサ素子１０を、外部電極２０、３０の端面２１、３１及び内部電極１７、１８と直交する平面で切った断面を示している。コンデンサ素子１０は、誘電体素体１１と、外部電極２０、３０とを有する。誘電体素体１１は、内部電極１７、１８と誘電材料の誘電体１１ａとを含む。内部電極１７、１８は、例えば、パラジウム、銀／パラジウム合金、ニッケル、銅（Ｃｕ）等である。誘電体１１ａは、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等である。本実施形態において、誘電体素体１１は、誘電体１１ａと内部電極１７、１８とが交互に積層される。誘電体素体１１は、セラミックグリーンシート（未焼成セラミックシート）を複数枚積層した積層体を加熱圧着して一体化して、切断し、脱脂し、焼成することにより得られた直方体状の焼結体である。そして、誘電体素体１１は、内部電極１７に外部電極２０が電気的に接続され、かつ内部電極１８に外部電極３０が電気的に接続されてコンデンサ素子１０となる。コンデンサ素子１０が有する誘電体素体１１は、内部電極と絶縁体とを有していれば、本実施形態の構造に限定されるものではない。
【００３１】
誘電体素体１１の端面（外部電極形成面）１３、１４には、それぞれ内部電極１７、１８が露出している。上述したように、一対の外部電極２０、３０は、それぞれ外部電極形成面１３、１４を別々に覆うとともに、複数の内部電極１７、１８が電気的に接続される。本実施形態において、外部電極２０、３０は、端面２１、３１と側面２２、３２とを有する。外部電極２０、３０の側面２２、３２は、端面２１、３１とつながり、かつ素子側面１２の外部電極形成面１３、１４に延出する。
【００３２】
セラミックコンデンサ１が有するコンデンサ素子１０は、図４に示す誘電体１１ａに誘電材料が用いられる。コンデンサ素子１０が、外部電極２０をランドに直接接続することにより回路基板６０に実装した場合、外部電極２０、３０から交流電圧が印加されると、誘電体１１ａに電歪現象が発生し、コンデンサ素子１０が変形する。すなわち、強誘電性を有するセラミックの誘電体１１ａの電歪現象効果により、コンデンサ素子１０の積層方向に伸縮が生じる。そして、誘電体の一般的なポアソン比（＝０．３）にしたがって、積層方向と直交する方向、すなわち、回路基板６０の基板面に平行な方向にも伸縮が生じる。コンデンサ素子１０は、積層方向に伸びると積層方向と直交する方向には縮み、積層方向に縮むと積層方向と直交する方向には伸びる。交流電圧がコンデンサ素子１０に印加されることにより、コンデンサ素子１０は、積層方向への伸縮と、積層方向と直交する方向への伸縮（積層方向への伸縮と位相が９０度ずれる）とが繰り返される。その結果、コンデンサ素子１０が実装された回路基板６０は、基板面と略直交する方向へ振動する。コンデンサ素子１０の振動の振幅は微少（１ｐｍから１ｎｍ程度）であり、そのままでは音としてほとんど人間には認識されない。しかし、コンデンサ素子１０が回路基板に実装されると、回路基板が音響インピーダンス変換器として働く。そして、振動の周波数が人間の可聴周波数帯域（２０Ｈｚから２０ｋＨｚ）になったときに、音として人間の耳に検知される。このように、セラミックコンデンサは、回路基板に実装されると、誘電材料の電歪現象に起因する音鳴りが発生することがある。
【００３３】
セラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の両方の外部電極２０、３０の端面２１、３１を接続端子４０、５０で挟持する。そして、セラミックコンデンサ１は、接続端子４０、５０を介して回路基板６０に実装される。このような構造により、接続端子４０、５０がコンデンサ素子１０の振動を吸収するので、コンデンサ素子１０から回路基板６０へ伝達される振動が抑制される。その結果、セラミックコンデンサ１が実装された回路基板６０は、コンデンサ素子１０の電歪現象に起因する音鳴りが抑制される。
【００３４】
図５は、接続端子の寸法を示す説明図である。接続端子４０、５０の厚さをｔ、幅をｂ、回路基板６０の基板面６２から脚部４０Ａ、５０Ａとコンデンサ素子１０の外部電極２０、３０とを接続するはんだ２、３の基板面６２側までの距離（接続端子取付長さ）をＬとする。このとき、接続端子４０、５０のばね定数Ｋは、式（１）で表すことができる。式（１）中のＥは、接続端子４０、５０のヤング率である。
【００３５】
【数１】
【００３６】
接続端子４０、５０のばね定数Ｋが小さい程、コンデンサ素子１０の電歪現象に起因する音鳴りを抑制する効果が高くなることが見出された。これは、接続端子４０、５０のばね定数Ｋが小さい程、コンデンサ素子１０からの振動を接続端子４０、５０が吸収しやすくなるからであると考えられる。接続端子４０、５０は、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と回路基板６０のランド６１とを電気的に接続するものであるため、導電性が必要である。導電性を有する材料としては金属材料があるが、金属材料は一般にヤング率が高い。このため、金属材料のみで接続端子４０、５０を製造すると、接続端子４０、５０のばね定数Ｋを小さくすることには限界がある。また、ヤング率の低い材料は樹脂材料があるが、一般に樹脂材料は導電性が極めて低い物がほとんどである。このため、接続端子４０、５０が導電性を有し、かつばね定数Ｋを小さくすることは、単一の材料では困難である。
【００３７】
本実施形態では、セラミックコンデンサ１の有する接続端子４０、５０を、ヤング率の異なる材料を少なくとも２以上積層させて構成する。より具体的には、接続端子４０、５０は、ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率を、他の層のヤング率よりも小さくする。このような構造により、基材層には一般的にヤング率の低い樹脂材料を用い、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と接続される層には一般的に導電性の高い金属材料を用いることができる。その結果、セラミックコンデンサ１は、導電性を有し、かつばね定数Ｋの低い接続端子４０、５０を備えることができ、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。なお、基材層に樹脂材料を用いて、接着剤により基材層に導電層を設ける構造を採用する場合、接着剤の層は基材層に含めてもよい。次に、ヤング率の異なる少なくとも２種類の材料を積層した接続端子４０、５０の具体的な構造を説明する。
【００３８】
図６から図８は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。これらの図は、接続端子４０、５０の電極接続面４４、５４及び基板接続面４３、５３と直交する平面で接続端子４０、５０を切った場合の断面を示している。図６に示す接続端子４０、５０は、基材層４１、５１を有し、基材層４１、５１の片方の表面４１ｓ、５１ｓに、接着剤の層（接着層）４５、５５を介して導電層４６、５６を設けてある。すなわち、接着層４５、５５が導電層４６、５６と基材層４１、５１とを接合している。このような構造により、例えば、樹脂の基材層４１、５１に接着剤で金属箔を貼り付けて導電層４６、５６とすることができるので、基材層４１、５１に樹脂材料を用いた場合でも、簡単に導電層４６、５６を基材層４１、５１の表面４１ｓ、５１ｓに設けることができる。また、接着剤を用いれば、無電解めっきやスパッタリング等のような、比較的大掛かりな設備が不要になるので、簡単な設備で導電層４６、５６を基材層４１、５１の表面４１ｓ、５１ｓに設けることができる。
【００３９】
なお、導電層４６、５６を基材層４１、５１の表面４１ｓ、５１ｓに設ける手法は上述したものに限定されるものではない。例えば、スパッタリングや無電解めっき等を用いて導電層４６、５６を基材層４１、５１の表面４１ｓ、５１ｓに設けてもよい。導電層４６、５６の表面が、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と電気的に接続される電極接続面４４、５４となり、また、回路基板６０のランド６１と電気的に接続される基板接続面４３、５３となる。
【００４０】
基材層４１、５１は、接続端子４０、５０の強度を担い、コンデンサ素子１０を回路基板６０の表面に支持するための構造部材である。基材層４１、５１は、接続端子４０、５０が有する複数の層の中で最も厚みが大きい。このような構造により、基材層４１、５１のヤング率を前記複数の層の中で最も小さくしても、基材層４１、５１は構造部材としての機能を発揮して、コンデンサ素子１０を回路基板の表面に支持することができる。基材層４１、５１の材料である樹脂は、一般的に金属と比較して振動を減衰させる能力は高い。このため、樹脂を基材層４１、５１として用いた接続端子４０、５０は、コンデンサ素子１０の振動を回路基板に伝えにくくするという作用が得られる。その結果、セラミックコンデンサ１は、電歪現象に起因する音鳴りをより効果的に抑制することができる。
【００４１】
基材層４１、５１は、例えば、ポリイミド樹脂（ヤング率は２．５×１０９Ｐａ程度）、エポキシ樹脂（ヤング率は３．０×１０９Ｐａ〜４．０×１０９Ｐａ程度）、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂（ヤング率は５．０×１０７Ｐａ程度）等のような樹脂を用いることができる。この中では、特に、ポリイミドは耐熱性が高いので、接続端子４０、５０がコンデンサ素子１０の外部電極２０、３０にはんだ付けされる際や、セラミックコンデンサ１が回路基板に実装される際のリフロー時における加熱に対しても十分に耐えられる。また、ポリイミドは、強度も比較的高いので、構造部材としての機能を十分に発揮して、コンデンサ素子１０を回路基板に確実に保持できるとともに、落下等の衝撃に対しても耐性が高いという利点もある。
【００４２】
接着層４５、５５は、例えば、エポキシ系の接着剤（ヤング率は３．２×１０９Ｐａ〜２．０×１０１０Ｐａ程度）である。導電層４６、５６は、例えば、銅（ヤング率は１．１×１０１１Ｐａ程度）のような金属材料である。銅は電気伝導率が高いため、接続端子４０、５０の導電層４６、５６として好適である。このように、接続端子４０、５０は、ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層４１、５１のヤング率は、他の層、すなわち導電層４６、５６及び接着層４５、５５のヤング率よりも小さい。
【００４３】
複数の層が積層された場合の合成ヤング率Ｅｓは、それぞれの層のヤング率をＥｋ、厚みをｔｋとすると、式（２）で求めることができる。なお、ｎは２以上の整数である。式（２）から分かるように、接続端子４０、５０が有する基材層４１、５１のヤング率を他の層、特に金属材料を用いる導電層４６、５６のヤング率よりも低くすることにより、全体のヤング率は、金属材料を用いる導電層４６、５６よりも小さくすることができる。このように、接続端子４０、５０は、導電層４６、５６に導電性の高い金属材料を用いても、基材層４１、５１にヤング率の低い樹脂材料を用いることにより、導電性を有し、かつばね定数Ｋが低くなる。
【００４４】
【数２】
【００４５】
接続端子４０、５０は、電極接続面４４、５４と基板接続面４３、５３との間が電気的に接続されている必要がある。上述したように、それぞれの接続端子４０、５０は、外部電極２０、３０と接続される側とは反対側の端面４０ｔ、５０ｔが、外部電極２０、３０から離れた位置で、それぞれコンデンサ素子１０の外側を向くように曲げられる（図２）。このような構造により、電極接続面４４、５４と基板接続面４３、５３とは、同じ導電層４６、５６の表面に形成される。その結果、電極接続面４４、５４と基板接続面４３、５３とを電気的に接続する構造を簡単に実現できる。
【００４６】
図７に示す接続端子４０ａ、５０ａは、図６に示す接続端子４０、５０の導電層４６、５６の表面に、第１金属被覆層４７、５７を設け、さらに第１金属被覆層４７、５７の表面に第２金属被覆層４８、５８を設けたものである。他の点は、図６に示す接続端子４０、５０と同様である。接続端子４０ａ、５０ａは、上述したように、はんだによってコンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と電気的に接続され、かつ、はんだによって回路基板６０のランド６１と接続される。このため、接続端子４０ａ、５０ａの導電層４６、５６のはんだ付け性を改善するために、接続端子４０ａ、５０ａは、はんだとなじみやすい金属（例えば、スズ）の第２金属被覆層４８、５８を、接続端子４０ａ、５０ａの最も外側に有する。
【００４７】
本実施形態において、第２金属被覆層４８、５８は、スズ（ヤング率は４．０×１０１０Ｐａ程度）である。銅の導電層４６、５６の表面には、ニッケル（ヤング率は２．０×１０１１Ｐａ程度）の第１金属被覆層４７、５７が設けられる。第１金属被覆層４７、５７及び第２金属被覆層４８、５８は、それぞれ電解めっきやスパッタリング等によって形成される。第１金属被覆層４７、５７の存在により、スズの第２金属被覆層４８、５８を導電層４６、５６の表面に設けることができる。第２金属被覆層５８の表面が、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と電気的に接続される電極接続面４４、５４となり、また、回路基板６０のランド６１と電気的に接続される基板接続面４３、５３となる。
【００４８】
このように、接続端子４０ａ、５０ａが有する基材層４１、５１のヤング率を他の層、特に金属材料を用いる導電層４６、５６、第１金属被覆層４７、５７及び第２金属被覆層４８、５８のヤング率よりも低くすることにより、接続端子４０ａ、５０ａをすべて金属材料で構成した場合よりも、全体のヤング率を低下させることができる。その結果、導電層４６、５６に導電性の高い金属材料を用い、さらに、実装を考慮して他の金属材料で導電層４６、５６を被覆しても、導電性を有し、かつばね定数Ｋを低くした接続端子４０ａ、５０ａを得ることができる。
【００４９】
図８に示す接続端子４０ｂ、５０ｂは、図７に示す接続端子４０ａ、５０ａの両方の表面４１ｓ、５１ｓに、接着層４５、５５により導電層４６、５６を設け、さらに導電層４６、５６の表面に、第１金属被覆層４７、５７と第２金属被覆層４８、５８とをこの順に設けたものである。他の点は、図７に示す接続端子４０ａ、５０ａと同様である。このようにしても、接続端子４０ｂ、５０ｂが有する基材層４１、５１のヤング率を、金属材料が用いられる導電層４６、５６等のヤング率よりも低くすることにより、全体のヤング率は、接続端子４０ｂ、５０ｂをすべて金属材料で構成した場合よりも小さくすることができる。その結果、導電性を有し、かつばね定数Ｋを低くした接続端子４０ｂ、５０ｂを得ることができる。
【００５０】
（変形例）
図９は、本実施形態の変形例に係るセラミックコンデンサの側面図である。図１０は、本実施形態の変形例に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。同図は、接続端子４０ｃ、５０ｃの電極接続面４４、５４及び基板接続面４３、５３と直交する平面で切った場合の断面を示している。本変形例において、セラミックコンデンサ１ｃが有する接続端子４０ｃ、５０ｃは、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０から離れた位置で、外部電極２０、３０と接続される側とは反対側の端面４０ｃｔ、５０ｃｔが互いに対向するように曲げられている。このような構造とすることで、脚部４０Ａｃ、５０Ａｃとつながっている基板取付部４０Ｂｃ、５０Ｂｃがコンデンサ素子１０の長手方向外側に張り出すことを抑制できる。その結果、回路基板６０に対するセラミックコンデンサ１ｃの実装密度は向上するので好ましい。
【００５１】
セラミックコンデンサ１ｃが有する接続端子４０ｃ、５０ｃは、電極接続面４４、５４と基板接続面４３、５３との間で導電層４６、５６が電気的に接続している必要がある。このため、接続端子４０ｃ、５０ｃは、導電層４６、５６を基材層４１、５１の両方の表面４１ｓ、５１ｓに設けるとともに、電極接続面４４、５４の端部で両者を電気的に接続している。電極接続面４４、５４と基板接続面４３、５３との間で導電層４６、５６を電気的に接続する手段は、上記手段に限定されるものではなく、例えば、スルーホールによって基材層４１、５１の両面に設けられた導電層４６、５６同士を電気的に接続してもよい。なお、本変形例においては、導電層４６、５６の表面に、さらに金属被覆層（例えば、上述した第１金属被覆層４７、５７及び第２金属被覆層４８、５８、図８参照）を設けてもよい。
【００５２】
以上、本実施形態及びその変形例は、ヤング率の異なる材料を少なくとも２層積層させ、かつ最も厚みが大きい層である基材層のヤング率を、他の層のヤング率よりも小さくして一対の接続端子を構成し、この一対の接続端子を、コンデンサ素子の対向する外部電極の端面にそれぞれ電気的に接続する。このような構造により、外部電極に接続される接続端子の導電層を金属材料とし、この導電層を基材層に設けると、基材層は導電層よりもヤング率が低くなる。その結果、接続端子全体のヤング率は、導電層のヤング率よりも小さくすることができ、また、接続端子をすべて金属材料で構成した場合よりも小さくすることができる。その結果、導電性を有し、かつばね定数Ｋを低くした接続端子を得ることができるので、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。
【００５３】
セラミックコンデンサの振動は、主に内部電極と誘電体とが積層される方向に生ずるものと考えられる。このため、誘電体と内部基板とが積層される方向が回路基板の基板面と直交するようにセラミックコンデンサが回路基板へ実装される場合に、音鳴りは大きくなると考えられる。本実施形態に係るセラミックコンデンサは、接続端子のばね定数を小さくして、電歪現象に起因する振動の回路基板への伝達を抑制できる。このため、誘電体と内部基板とが積層される方向が回路基板の基板面と直交するようにセラミックコンデンサが回路基板へ実装された場合でも、前記振動の回路基板への伝達を抑制し、音鳴りを低減させることができる。
【００５４】
（評価）
上述した実施形態で説明したセラミックコンデンサの接続端子を、材料、各層の厚みを変更することにより複数種類作成して、音圧を測定した。比較例として、Ｆｅ−４２Ｎｉ合金を基材層とし、その表面に第１金属被覆層としてニッケルを被覆し、第１金属被覆層の表面に第２金属被覆層としてスズを被覆した接続端子を有するセラミックコンデンサを作成し、音圧を測定した。接続端子の構造及び音圧の測定結果を、表１から表５に示す。表１は第１評価例を、表２は第２評価例を、表３は第３評価例を、表４は第４評価例を、表５は第５評価例を示す。表１から表５中のＰＩＲはポリイミド樹脂を表し、ＥＰＲはエポキシ樹脂を表し、ＰＡＲはポリアミド樹脂を表し、ＳｉＲはシリコーン樹脂を表し、ＥＲはエポキシ系接着剤を表す。表１から５の全体のヤング率は、それぞれの評価例に係る接続端子全体の合成ヤング率である。合成ヤング率は、式（２）で求めることができる。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
【００５８】
【表４】
【００５９】
【表５】
【００６０】
（測定に供したセラミックコンデンサの作製方法及び各評価例の構造）
それぞれの評価例の接続端子は、次のようにして作製された。まず、基材層（第１層）がアルミニウム（Ａｌ）である場合、基材層にスパッタリングニッケルの層（第２層）を設け、ニッケルの層にスパッタリングでスズの層（第３層）を設けた。なお、基材層がアルミニウムである場合、基材層は導電層を兼ねており、ニッケルの層が第１金属被覆層、スズの層が第２金属被覆層である。基材層（第１層）が樹脂材料の場合、樹脂の板材にエポキシ系の接着剤を塗布して接着層（第２層）とし、接着層の表面に導電層（第３層）として圧延銅を貼り付けた。そして、必要に応じて、導電層の表面に第１金属被覆層（第４層）と、第１金属被覆層（第５層）とをそれぞれ電解めっきによって形成した。
【００６１】
（１）第１評価例：基材層（第１層）の厚みを１００μｍ、接着層、導電層等を基材層の片側のみ積層した。
（２）第２評価例：基材層（第１層）の厚みを１００μｍ、接着層、導電層等を基材層の両側に積層した。
（３）第３評価例：基材層（第１層）の厚みを３００μｍ、接着層、導電層等を基材層の片側のみ積層した。
（４）第４評価例：基材層（第１層）の厚みを１００μｍ、接着層、導電層等を基材層の片側のみ積層した。接着層、導電層、第１金属被覆層及び第２金属被覆層の厚みを、第１評価例に対して変更した。
（５）第５評価例：基材層（第１層）の厚みを３０μｍ、接着層、導電層等を基材層の片側のみ積層した。
【００６２】
第１評価例から第５評価例に係る接続端子は、厚み以外はすべて同じ寸法である。図５に示す幅ｂは３．２ｍｍ、接続端子取付長さＬは０．７ｍｍである。また、接続端子を取り付けたコンデンサ素子は、寸法記号３２２５Ｍで表されるものを用いた。
【００６３】
（音圧の測定方法）
図１１は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す図である。試作したセラミックコンデンサを基板１０６に実装して交流電圧を印加した際に、基板１０６から発生する振動音の大きさ（音圧）を測定した。試験装置１００は、無響箱１０１と、集音マイク（商品名：ＭＩ−１２３３、小野測器社製）１０２と、電源装置１０３と、ＦＦＴアナライザ（商品名：ＤＳ２１００、小野測器社製）１０４とを備えている。そして、測定対象となるセラミックコンデンサ１は、基板１０６に設置された状態で、無響箱１０１内に設置される。
【００６４】
セラミックコンデンサ１を設置した基板１０６は、その両端に正負一対の電極がそれぞれ設けられる。なお、基板１０６の寸法は、厚みが１．６ｍｍ、幅が４０ｍｍ、長さが１００ｍｍである。無響箱１０１は、箱状に形成され、その内壁に吸音材１０７が設けられている。吸音材１０７は、グラスウール等を用いており、その表面を波型等に形成することで、音波の接触面積を拡大させ、吸音効果を高めている。
【００６５】
電源装置１０３は、一対の配線１０８を介して、基板１０６の正負一対の電極にそれぞれ電気的に接続されている。基板１０６は、配線１０８に吊り下げられた状態で、セラミックコンデンサ１が無響箱１０１内の底面１０１Ｂに対向するように、無響箱１０１の中央部分に配置される。電源装置１０３は、セラミックコンデンサ１に対してＤＣバイアスを与えながら交流電圧を印加した。ＤＣバイアスは２０Ｖとした。交流電圧は、周波数を１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚとした。また、交流電圧は、３Ｖｐ−ｐ（peak to peak）となるように、すなわち、ＤＣバイアスの２０Ｖを中心として、交流電圧が±３Ｖの範囲で変化するように印加された。
【００６６】
集音マイク１０２は、無響箱１０１内の底面１０１Ｂに設けられ、無響箱１０１の中央部分に設置されたセラミックコンデンサ１と所定距離（本評価例では５ｃｍ）を保つようにして配置される。ＦＦＴアナライザ１０４は、集音マイク１０２により集音された振動音の大きさ（音圧）を解析した。なお、ＩＳＯ２２６に規定される等感度曲線から、人間の耳の感度は３ｋＨｚから４ｋＨｚで最も鋭くなる。このため、本評価例においては、人間の耳の感度がもっと鋭くなる周波数（より具体的には３ｋＨｚ）での音圧を測定した。
【００６７】
試験装置１００の電源装置１０３が基板１０６に実装されたセラミックコンデンサ１に上述した交流電圧及びＤＣバイアスを印加すると、セラミックコンデンサ１で振動が発生し、セラミックコンデンサ１の振動が基板１０６に伝達される。その結果、基板１０６から振動音が発生する。この振動音を、集音マイク１０２を用いて集音し、集音した振動音を、ＦＦＴアナライザ１０４で解析することで、基板１０６から発生する振動音の大きさ（音圧）を得た。
【００６８】
（評価結果）
表１から表５に示す評価結果から、第１評価例から第５評価例は、いずれも比較例より音圧を低減できることがわかる。基材層の片側のみに導電層等を有している第１評価例と、基材層の両側に導電層等を有している第２評価例とを比較すると、第２評価例の方が音圧は高い。これは、基材層の両面に導電層等を有している結果、接続端子全体のヤング率が高くなったことが原因であると考えられる。
【００６９】
第４評価例の結果から、接着層や導電層等の厚みを変更しても、音圧には大きな影響を与えないといえる。また、第１評価例と第３評価例と第５評価例とは、基材層の厚みがそれぞれ１００μｍ、３００μｍ、３０μｍである以外は同じである。第１評価例と第３評価例と第５評価例とは、同じ材料・構造であれば音圧がほとんど変化していないことから、基材層の厚みは音圧に大きな影響を与えないといえる。
【００７０】
第１評価例と第３評価例と第５評価例とは、基材層（導電層）をアルミニウムとした例がある。基材層（導電層）をアルミニウムとし、基材層よりもヤング率が大きいニッケルを基材層の表面に設けてニッケルの層とした場合も、比較例より音圧は低減できることが分かる。この結果から、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率は、他の層のヤング率よりも小さいという条件を満たしていれば、基材層は樹脂材料に限定されるものではないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明に係るセラミックコンデンサは、回路基板に実装されたときにおいて音鳴りを抑制することに有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１ｃ セラミックコンデンサ
１０ コンデンサ素子（セラミックコンデンサ素子）
１１ 誘電体素体
１１ａ 誘電体
１２ 素子側面
１３、１４ 外部電極形成面
１７、１８ 内部電極
２０、３０ 外部電極
２１、３１ 端面
２２、３２ 側面
４０Ｂ、５０Ｂ、４０Ｂｃ、５０Ｂｃ 基板取付部
４０Ａ、５０Ａ、４０Ａｃ、５０Ａｃ 脚部
４０、５０、４０ａ、５０ａ、４０ｂ、５０ｂ、４０ｃ、５０ｃ 接続端子
４０ｔ、５０ｔ、４０ｃｔ、５０ｃｔ 端面
４１、５１、４１ｃ、５１ｃ 基材層
４１ｓ、５１ｓ 表面
４３、５３ 基板接続面
４４、５４ 電極接続面
４５、５５ 接着層
４６、５６ 導電層
４７、５７ 第１金属被覆層
４８、５８ 第２金属被覆層
６０ 回路基板
６１ ランド
６２ 基板面
１００ 試験装置
１０１ 無響箱
１０１Ｂ 底面
１０２ 集音マイク
１０３ 電源装置
１０４ ＦＦＴアナライザ
１０６ 基板
１０７ 吸音材
１０８ 配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に実装されるセラミックコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）又は携帯電話等の電子機器は、コンデンサ、インダクタ、バリスタ又はこれらを複合した複合部品が表面実装された回路基板を有する。このような構造により、前記電子機器は、高密度に電子部品を搭載して回路基板全体を小型化している。回路基板に搭載されるコンデンサとしては、例えば、セラミックコンデンサがある。
【０００３】
セラミックコンデンサは、誘電体と内部電極とが交互に積層されている。誘電体を形成するセラミック材料には、誘電率が高いチタン酸バリウム等の強誘電体材料が用いられている。セラミックコンデンサに交流電圧を印加すると、誘電体を形成するセラミック材料は電歪現象を発生し、機械的な歪みを生じる。このため、交流電圧が印加されたセラミックコンデンサは振動する。この振動は、セラミックコンデンサが表面実装された回路基板にも伝達し、これを振動させる。その結果、セラミックコンデンサが表面実装された回路基板は、振動音を発生する（音鳴り）。このような、セラミックコンデンサの電歪現象に起因した回路基板の振動音、すなわち音鳴りを低減するため、コンデンサ素子の外部電極の側面に一対の金属端子を当接し、コンデンサ素子の下側に引き出して、回路基板へ接合する電子部品が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２３３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された電子部品は、セラミックコンデンサと回路基板との間に空隙を設け、セラミックコンデンサで発生した振動が基板に伝播するのを抑制している。このように、特許文献１に記載された電子部品は、音鳴りを抑制できるが、近年においては、さらなる音鳴りの抑制が求められている。本発明は、セラミックコンデンサの電歪現象に起因して発生する音鳴りを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題について鋭意研究を重ねた結果、セラミックコンデンサの外部電極の両端面を接続端子で挟持し、この外部電極を介して回路基板にセラミックコンデンサを実装する場合、外部電極のばね定数を小さくすることが有効であることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るセラミックコンデンサは、誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び前記誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有するセラミックコンデンサ素子と、ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率は、他の層のヤング率よりも小さく、かつ、前記外部電極の端面と電気的に接続される一対の接続端子と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
このような構造により、本発明に係るセラミックコンデンサは、セラミックコンデンサの外部電極に接続される接続端子の導電層を金属材料とし、導電層よりもヤング率の小さい基材層の前記導電層を設ける。このため、接続端子全体のヤング率は、導電層のヤング率よりも小さくなり、また、接続端子をすべて金属材料で構成した場合よりも小さくすることができる。その結果、ばね定数が小さく、かつ導電性を有する接続端子でセラミックコンデンサを回路基板に実装できるので、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。
【０００９】
本発明の望ましい態様としては、前記基材層の材料は、樹脂であることが好ましい。樹脂は、金属と比較してヤング率は低い。このため、基材層に樹脂を用いることにより、接続端子のヤング率をより小さくすることができる。また、樹脂は、金属と比較して振動を減衰させる能力は高い。このため、樹脂を基材層として用いた接続端子は、セラミックコンデンサの振動を回路基板に伝えにくくするという作用も得られる。その結果、本態様に係るセラミックコンデンサは、電歪現象に起因する音鳴りをより効果的に抑制することができる。
【００１０】
本発明の望ましい態様としては、前記基材層の表面には、導電層が設けられることが好ましい。この導電層により、セラミックコンデンサの外部電極と回路基板のランドとの間を電気的に接続することができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様としては、前記基材層と前記導電層とは、接着剤で接合されることが好ましい。導電層を接着剤で基材層に接着することにより、簡単に接続端子を作製することができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様としては、前記基材層はポリイミドであり、前記導電層は銅であることが好ましい。ポリイミドは耐熱性が高いので、接続端子がセラミックコンデンサの外部電極にはんだ付けされる際や、セラミックコンデンサが回路基板に実装される際のリフロー時における加熱に対しても十分に耐えられる。また、ポリイミドは、強度も比較的高いので、コンデンサ素子を回路基板に確実に保持できるとともに、落下等の衝撃に対しても耐性が高いという利点もある。銅は電気伝導率が高いため、接続端子の導電層として好適である。
【００１３】
本発明の望ましい態様としては、前記導電層の表面はニッケルの層が設けられ、前記ニッケルの層の表面にスズの層が設けられることが好ましい。接続端子は、セラミックコンデンサの外部電極及び回路基板のランドとはんだによって接合されるが、導電層の表面にスズの層を設けることにより、はんだ付け性を改善できる。
【００１４】
本発明の望ましい態様としては、前記一対の接続端子は、前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端面が、それぞれ前記セラミックコンデンサ素子の外側を向くように曲げられることが好ましい。このような構造により、接続端子がセラミックコンデンサの外部電極と接続される面（電極接続面）と、回路基板のランドと接続される面（基板接続面）とは、同じ導電層の表面に形成される。その結果、電極接続面と基板接続面とを電気的に接続する構造を簡単に実現できる。
【００１５】
本発明の望ましい態様としては、前記一対の接続端子は、それぞれの前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端面が互いに対向するように曲げられることが好ましい。このような構造とすることで、接続端子の回路基板と接続される部分がセラミックコンデンサ素子の長手方向外側に張り出すことを抑制できる。その結果、本態様は、回路基板へのセラミックコンデンサの実装密度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、セラミックコンデンサの電歪現象に起因して発生する音鳴りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す側面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の斜視図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の断面図である。
【図５】図５は、接続端子の寸法を示す説明図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。
【図７】図７は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。
【図８】図８は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。
【図９】図９は、本実施形態の変形例に係るセラミックコンデンサの側面図である。
【図１０】図１０は、本実施形態の変形例に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。
【図１１】図１１は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す側面図である。セラミックコンデンサ１は、セラミックコンデンサ素子（以下、必要に応じてコンデンサ素子という）１０と、一対の外部電極（端子電極）２０、３０と、一対の接続端子４０、５０と、を含む。このように、セラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０に、接続端子４０、５０を取り付けた構造の電子部品である。コンデンサ素子１０は、積層型のセラミックコンデンサであり、その形状は、略四角柱形状である。コンデンサ素子１０の構造については後述する。
【００２０】
それぞれの外部電極２０、３０は、略四角柱形状の誘電体素体１１の対向する端面をそれぞれ別個に覆っている。外部電極２０、３０は、導電性の材料であり、後述するように、誘電体素体１１の内部電極と電気的に接続されている。外部電極２０、３０は、例えば、パラジウム（Ｐｄ）又は銀／パラジウム合金（Ａｇ／Ｐｄ）に、ニッケル（Ｎｉ）及びスズ（Ｓｎ）をこの順で積層した構造である。なお、外部電極２０、３０は、複数の金属電極層で構成されていてもよく、例えば、外部電極２０、３０は、Ｃｕを主成分とした下地電極に、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層を形成するようにしてもよい。本実施形態において、外部電極２０、３０は、コンデンサ素子１０の端面と、当該端面と接続している側面のうち前記端面側の部分との両方を覆う。このように、外部電極２０、３０は、誘電体素体１１の両方の端部（端面及び当該端面と接続する側面の前記端面側の部分）を覆う。このため、外部電極２０、３０は、端面２１、３１と、側面２２、３２とを有する。
【００２１】
一対の接続端子４０、５０とそれぞれの外部電極２０、３０の端面２１、３１とは、それぞれ電気的に接続される。このため、本実施形態において、外部電極２０、３０は、少なくともコンデンサ素子１０の両方の端面を覆っていればよく、必ずしもコンデンサ素子１０の側面まで覆う必要はない。接続端子４０、５０は、ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率は、他の層のヤング率よりも小さい。接続端子４０、５０の構造については後述する。
【００２２】
図２に示すように、それぞれの接続端子４０、５０は、外部電極２０、３０と電気的に接続される脚部４０Ａ、５０Ａと、回路基板６０のランド（基板電極）６１と電気的に接続される基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとを有する。以下において、接続端子４０に対応する脚部と基板取付部とはそれぞれ符号４０Ａ、４０Ｂで表すものとし、接続端子５０に対応する脚部と基板取付部とはそれぞれ符号５０Ａ、５０Ｂで表すものとする。
【００２３】
脚部４０Ａ、５０Ａと基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとは、それぞれ板状の構造体であり、両者の板面は互いに直交している。このため、接続端子４０、５０は、脚部４０Ａ、５０Ａ及び基板取付部４０Ｂ、５０Ｂと直交する平面で切った場合の断面が、Ｌ字形状をしている。本実施形態において、接続端子４０、５０は、脚部４０Ａ、５０Ａと基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとを連続した一つの構造体として一体に構成したものである。
【００２４】
脚部４０Ａ、５０Ａは、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される。本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの基板取付部４０Ｂ、５０Ｂが突出している側とは反対側の面が、外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される。外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される脚部４０Ａ、５０Ａの面は、電極接続面４４、５４である。本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接続面４４、５４と、外部電極２０、３０の端面２１、３１とは、それぞれ、はんだ２、３で接続される。図２に示すように、セラミックコンデンサ１は、一対の接続端子４０、５０が、それぞれの外部電極２０、３０からコンデンサ素子１０の外側に向かって離れた位置で、外部電極２０、３０と接続される側とは反対側の端面４０ｔ、５０ｔが、それぞれコンデンサ素子１０の外側を向くように曲げられる。
【００２５】
接続端子４０、５０の基板取付部４０Ｂ、５０Ｂは、回路基板６０のランド６１と電気的に接続される基板接続面４３、５３を有する。本実施形態において、基板接続面４３、５３は、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接続面４４、５４と連続する面である。基板取付部４０Ｂ、５０Ｂの基板接続面４３、５３は、例えば、はんだによって回路基板６０のランド６１と電気的に接続される。
【００２６】
本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接続面４４、５４と、外部電極２０、３０の端面２１、３１とを接続するはんだ２、３が融解する温度は、基板取付部４０Ｂ、５０Ｂの基板接続面４３、５３とランド６１とを接続するはんだが融解する温度よりも高いことが好ましい。セラミックコンデンサ１は、ランド６１にはんだペーストが塗布された回路基板６０に実装された後、リフロー炉内で加熱されることによりはんだペーストが融解し、基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとランド６１とが電気的に接続される。はんだ２、３が融解する温度を上述したように設定すれば、前記加熱においてはんだ２、３は融解しないので、接続端子４０、５０とコンデンサ素子１０の外部電極２０、３０との接続不良を回避しつつ、セラミックコンデンサ１を確実に回路基板６０へ実装できる。次に、セラミックコンデンサ１が有するコンデンサ素子１０について説明する。
【００２７】
図３は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の斜視図である。コンデンサ素子１０の長手方向、すなわち、一対の外部電極２０、３０の端面２１、３１と直交する方向をＹ軸とし、Ｙ軸に直交する軸をそれぞれＸ軸、Ｚ軸とする。コンデンサ素子１０に設けられる外部電極２０、３０の端面２１、３１は、略正方形形状である。コンデンサ素子１０は、外部電極２０、３０の端面２１、３１を底面とし、これらにつながる４個の側面（素子側面）１２を有する略四角柱形状、すなわち略直方体の電子部品である。
【００２８】
外部電極２０、３０が有する端面２１、３１の辺の長さは、Ｘ軸方向がＬａ、Ｚ軸方向がＬｂである。本実施形態において、端面２１、３１は略正方形形状なので、Ｌａ＝Ｌｂである。コンデンサ素子１０のＹ軸方向の長さ、すなわち、コンデンサ素子１０の長手方向の長さはＬｃである。Ｌｃは、一対の端面２１、３１間の最短距離である。
【００２９】
コンデンサ素子１０は、上述したように略直方体形状であるので、平面視（Ｚ軸又はＸ軸方向から見た状態）は矩形の形状（素子側面１２の形状が矩形）である。コンデンサ素子１０は、平面視において、長手方向（Ｙ軸方向）及び短手方向（Ｘ軸又はＺ軸方向）がある。本実施形態のセラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の寸法は問わないが、特に、コンデンサ素子１０の寸法が１６０８Ｍ（Ｃ５１０１−２１：２００６（ＩＥＣ６０３８４−２１：２００４）に規定される寸法記号）以上のものに好適である。なお、前記寸法記号において、１６０８Ｍとは、Ｌｃが１．６ｍｍ±０．１ｍｍ、ＬａとＬｂとのうち大きい方が０．８ｍｍ±０．１ｍｍである。次に、コンデンサ素子１０の内部構造について、簡単に説明する。
【００３０】
図４は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の断面図である。同図は、コンデンサ素子１０を、外部電極２０、３０の端面２１、３１及び内部電極１７、１８と直交する平面で切った断面を示している。コンデンサ素子１０は、誘電体素体１１と、外部電極２０、３０とを有する。誘電体素体１１は、内部電極１７、１８と誘電材料の誘電体１１ａとを含む。内部電極１７、１８は、例えば、パラジウム、銀／パラジウム合金、ニッケル、銅（Ｃｕ）等である。誘電体１１ａは、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等である。本実施形態において、誘電体素体１１は、誘電体１１ａと内部電極１７、１８とが交互に積層される。誘電体素体１１は、セラミックグリーンシート（未焼成セラミックシート）を複数枚積層した積層体を加熱圧着して一体化して、切断し、脱脂し、焼成することにより得られた直方体状の焼結体である。そして、誘電体素体１１は、内部電極１７に外部電極２０が電気的に接続され、かつ内部電極１８に外部電極３０が電気的に接続されてコンデンサ素子１０となる。コンデンサ素子１０が有する誘電体素体１１は、内部電極と絶縁体とを有していれば、本実施形態の構造に限定されるものではない。
【００３１】
誘電体素体１１の端面（外部電極形成面）１３、１４には、それぞれ内部電極１７、１８が露出している。上述したように、一対の外部電極２０、３０は、それぞれ外部電極形成面１３、１４を別々に覆うとともに、複数の内部電極１７、１８が電気的に接続される。本実施形態において、外部電極２０、３０は、端面２１、３１と側面２２、３２とを有する。外部電極２０、３０の側面２２、３２は、端面２１、３１とつながり、かつ素子側面１２の外部電極形成面１３、１４に延出する。
【００３２】
セラミックコンデンサ１が有するコンデンサ素子１０は、図４に示す誘電体１１ａに誘電材料が用いられる。コンデンサ素子１０が、外部電極２０をランドに直接接続することにより回路基板６０に実装した場合、外部電極２０、３０から交流電圧が印加されると、誘電体１１ａに電歪現象が発生し、コンデンサ素子１０が変形する。すなわち、強誘電性を有するセラミックの誘電体１１ａの電歪現象効果により、コンデンサ素子１０の積層方向に伸縮が生じる。そして、誘電体の一般的なポアソン比（＝０．３）にしたがって、積層方向と直交する方向、すなわち、回路基板６０の基板面に平行な方向にも伸縮が生じる。コンデンサ素子１０は、積層方向に伸びると積層方向と直交する方向には縮み、積層方向に縮むと積層方向と直交する方向には伸びる。交流電圧がコンデンサ素子１０に印加されることにより、コンデンサ素子１０は、積層方向への伸縮と、積層方向と直交する方向への伸縮（積層方向への伸縮と位相が９０度ずれる）とが繰り返される。その結果、コンデンサ素子１０が実装された回路基板６０は、基板面と略直交する方向へ振動する。コンデンサ素子１０の振動の振幅は微少（１ｐｍから１ｎｍ程度）であり、そのままでは音としてほとんど人間には認識されない。しかし、コンデンサ素子１０が回路基板に実装されると、回路基板が音響インピーダンス変換器として働く。そして、振動の周波数が人間の可聴周波数帯域（２０Ｈｚから２０ｋＨｚ）になったときに、音として人間の耳に検知される。このように、セラミックコンデンサは、回路基板に実装されると、誘電材料の電歪現象に起因する音鳴りが発生することがある。
【００３３】
セラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の両方の外部電極２０、３０の端面２１、３１を接続端子４０、５０で挟持する。そして、セラミックコンデンサ１は、接続端子４０、５０を介して回路基板６０に実装される。このような構造により、接続端子４０、５０がコンデンサ素子１０の振動を吸収するので、コンデンサ素子１０から回路基板６０へ伝達される振動が抑制される。その結果、セラミックコンデンサ１が実装された回路基板６０は、コンデンサ素子１０の電歪現象に起因する音鳴りが抑制される。
【００３４】
図５は、接続端子の寸法を示す説明図である。接続端子４０、５０の厚さをｔ、幅をｂ、回路基板６０の基板面６２から脚部４０Ａ、５０Ａとコンデンサ素子１０の外部電極２０、３０とを接続するはんだ２、３の基板面６２側までの距離（接続端子取付長さ）をＬとする。このとき、接続端子４０、５０のばね定数Ｋは、式（１）で表すことができる。式（１）中のＥは、接続端子４０、５０のヤング率である。
【００３５】
【数１】
【００３６】
接続端子４０、５０のばね定数Ｋが小さい程、コンデンサ素子１０の電歪現象に起因する音鳴りを抑制する効果が高くなることが見出された。これは、接続端子４０、５０のばね定数Ｋが小さい程、コンデンサ素子１０からの振動を接続端子４０、５０が吸収しやすくなるからであると考えられる。接続端子４０、５０は、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と回路基板６０のランド６１とを電気的に接続するものであるため、導電性が必要である。導電性を有する材料としては金属材料があるが、金属材料は一般にヤング率が高い。このため、金属材料のみで接続端子４０、５０を製造すると、接続端子４０、５０のばね定数Ｋを小さくすることには限界がある。また、ヤング率の低い材料は樹脂材料があるが、一般に樹脂材料は導電性が極めて低い物がほとんどである。このため、接続端子４０、５０が導電性を有し、かつばね定数Ｋを小さくすることは、単一の材料では困難である。
【００３７】
本実施形態では、セラミックコンデンサ１の有する接続端子４０、５０を、ヤング率の異なる材料を少なくとも２以上積層させて構成する。より具体的には、接続端子４０、５０は、ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率を、他の層のヤング率よりも小さくする。このような構造により、基材層には一般的にヤング率の低い樹脂材料を用い、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と接続される層には一般的に導電性の高い金属材料を用いることができる。その結果、セラミックコンデンサ１は、導電性を有し、かつばね定数Ｋの低い接続端子４０、５０を備えることができ、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。なお、基材層に樹脂材料を用いて、接着剤により基材層に導電層を設ける構造を採用する場合、接着剤の層は基材層に含めてもよい。次に、ヤング率の異なる少なくとも２種類の材料を積層した接続端子４０、５０の具体的な構造を説明する。
【００３８】
図６から図８は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。これらの図は、接続端子４０、５０の電極接続面４４、５４及び基板接続面４３、５３と直交する平面で接続端子４０、５０を切った場合の断面を示している。図６に示す接続端子４０、５０は、基材層４１、５１を有し、基材層４１、５１の片方の表面４１ｓ、５１ｓに、接着剤の層（接着層）４５、５５を介して導電層４６、５６を設けてある。すなわち、接着層４５、５５が導電層４６、５６と基材層４１、５１とを接合している。このような構造により、例えば、樹脂の基材層４１、５１に接着剤で金属箔を貼り付けて導電層４６、５６とすることができるので、基材層４１、５１に樹脂材料を用いた場合でも、簡単に導電層４６、５６を基材層４１、５１の表面４１ｓ、５１ｓに設けることができる。また、接着剤を用いれば、無電解めっきやスパッタリング等のような、比較的大掛かりな設備が不要になるので、簡単な設備で導電層４６、５６を基材層４１、５１の表面４１ｓ、５１ｓに設けることができる。
【００３９】
なお、導電層４６、５６を基材層４１、５１の表面４１ｓ、５１ｓに設ける手法は上述したものに限定されるものではない。例えば、スパッタリングや無電解めっき等を用いて導電層４６、５６を基材層４１、５１の表面４１ｓ、５１ｓに設けてもよい。導電層４６、５６の表面が、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と電気的に接続される電極接続面４４、５４となり、また、回路基板６０のランド６１と電気的に接続される基板接続面４３、５３となる。
【００４０】
基材層４１、５１は、接続端子４０、５０の強度を担い、コンデンサ素子１０を回路基板６０の表面に支持するための構造部材である。基材層４１、５１は、接続端子４０、５０が有する複数の層の中で最も厚みが大きい。このような構造により、基材層４１、５１のヤング率を前記複数の層の中で最も小さくしても、基材層４１、５１は構造部材としての機能を発揮して、コンデンサ素子１０を回路基板の表面に支持することができる。基材層４１、５１の材料である樹脂は、一般的に金属と比較して振動を減衰させる能力は高い。このため、樹脂を基材層４１、５１として用いた接続端子４０、５０は、コンデンサ素子１０の振動を回路基板に伝えにくくするという作用が得られる。その結果、セラミックコンデンサ１は、電歪現象に起因する音鳴りをより効果的に抑制することができる。
【００４１】
基材層４１、５１は、例えば、ポリイミド樹脂（ヤング率は２．５×１０９Ｐａ程度）、エポキシ樹脂（ヤング率は３．０×１０９Ｐａ〜４．０×１０９Ｐａ程度）、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂（ヤング率は５．０×１０７Ｐａ程度）等のような樹脂を用いることができる。この中では、特に、ポリイミドは耐熱性が高いので、接続端子４０、５０がコンデンサ素子１０の外部電極２０、３０にはんだ付けされる際や、セラミックコンデンサ１が回路基板に実装される際のリフロー時における加熱に対しても十分に耐えられる。また、ポリイミドは、強度も比較的高いので、構造部材としての機能を十分に発揮して、コンデンサ素子１０を回路基板に確実に保持できるとともに、落下等の衝撃に対しても耐性が高いという利点もある。
【００４２】
接着層４５、５５は、例えば、エポキシ系の接着剤（ヤング率は３．２×１０９Ｐａ〜２．０×１０１０Ｐａ程度）である。導電層４６、５６は、例えば、銅（ヤング率は１．１×１０１１Ｐａ程度）のような金属材料である。銅は電気伝導率が高いため、接続端子４０、５０の導電層４６、５６として好適である。このように、接続端子４０、５０は、ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層４１、５１のヤング率は、他の層、すなわち導電層４６、５６及び接着層４５、５５のヤング率よりも小さい。
【００４３】
複数の層が積層された場合の合成ヤング率Ｅｓは、それぞれの層のヤング率をＥｋ、厚みをｔｋとすると、式（２）で求めることができる。なお、ｎは２以上の整数である。式（２）から分かるように、接続端子４０、５０が有する基材層４１、５１のヤング率を他の層、特に金属材料を用いる導電層４６、５６のヤング率よりも低くすることにより、全体のヤング率は、金属材料を用いる導電層４６、５６よりも小さくすることができる。このように、接続端子４０、５０は、導電層４６、５６に導電性の高い金属材料を用いても、基材層４１、５１にヤング率の低い樹脂材料を用いることにより、導電性を有し、かつばね定数Ｋが低くなる。
【００４４】
【数２】
【００４５】
接続端子４０、５０は、電極接続面４４、５４と基板接続面４３、５３との間が電気的に接続されている必要がある。上述したように、それぞれの接続端子４０、５０は、外部電極２０、３０と接続される側とは反対側の端面４０ｔ、５０ｔが、外部電極２０、３０から離れた位置で、それぞれコンデンサ素子１０の外側を向くように曲げられる（図２）。このような構造により、電極接続面４４、５４と基板接続面４３、５３とは、同じ導電層４６、５６の表面に形成される。その結果、電極接続面４４、５４と基板接続面４３、５３とを電気的に接続する構造を簡単に実現できる。
【００４６】
図７に示す接続端子４０ａ、５０ａは、図６に示す接続端子４０、５０の導電層４６、５６の表面に、第１金属被覆層４７、５７を設け、さらに第１金属被覆層４７、５７の表面に第２金属被覆層４８、５８を設けたものである。他の点は、図６に示す接続端子４０、５０と同様である。接続端子４０ａ、５０ａは、上述したように、はんだによってコンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と電気的に接続され、かつ、はんだによって回路基板６０のランド６１と接続される。このため、接続端子４０ａ、５０ａの導電層４６、５６のはんだ付け性を改善するために、接続端子４０ａ、５０ａは、はんだとなじみやすい金属（例えば、スズ）の第２金属被覆層４８、５８を、接続端子４０ａ、５０ａの最も外側に有する。
【００４７】
本実施形態において、第２金属被覆層４８、５８は、スズ（ヤング率は４．０×１０１０Ｐａ程度）である。銅の導電層４６、５６の表面には、ニッケル（ヤング率は２．０×１０１１Ｐａ程度）の第１金属被覆層４７、５７が設けられる。第１金属被覆層４７、５７及び第２金属被覆層４８、５８は、それぞれ電解めっきやスパッタリング等によって形成される。第１金属被覆層４７、５７の存在により、スズの第２金属被覆層４８、５８を導電層４６、５６の表面に設けることができる。第２金属被覆層５８の表面が、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と電気的に接続される電極接続面４４、５４となり、また、回路基板６０のランド６１と電気的に接続される基板接続面４３、５３となる。
【００４８】
このように、接続端子４０ａ、５０ａが有する基材層４１、５１のヤング率を他の層、特に金属材料を用いる導電層４６、５６、第１金属被覆層４７、５７及び第２金属被覆層４８、５８のヤング率よりも低くすることにより、接続端子４０ａ、５０ａをすべて金属材料で構成した場合よりも、全体のヤング率を低下させることができる。その結果、導電層４６、５６に導電性の高い金属材料を用い、さらに、実装を考慮して他の金属材料で導電層４６、５６を被覆しても、導電性を有し、かつばね定数Ｋを低くした接続端子４０ａ、５０ａを得ることができる。
【００４９】
図８に示す接続端子４０ｂ、５０ｂは、図７に示す接続端子４０ａ、５０ａの両方の表面４１ｓ、５１ｓに、接着層４５、５５により導電層４６、５６を設け、さらに導電層４６、５６の表面に、第１金属被覆層４７、５７と第２金属被覆層４８、５８とをこの順に設けたものである。他の点は、図７に示す接続端子４０ａ、５０ａと同様である。このようにしても、接続端子４０ｂ、５０ｂが有する基材層４１、５１のヤング率を、金属材料が用いられる導電層４６、５６等のヤング率よりも低くすることにより、全体のヤング率は、接続端子４０ｂ、５０ｂをすべて金属材料で構成した場合よりも小さくすることができる。その結果、導電性を有し、かつばね定数Ｋを低くした接続端子４０ｂ、５０ｂを得ることができる。
【００５０】
（変形例）
図９は、本実施形態の変形例に係るセラミックコンデンサの側面図である。図１０は、本実施形態の変形例に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の構造を示す断面図である。同図は、接続端子４０ｃ、５０ｃの電極接続面４４、５４及び基板接続面４３、５３と直交する平面で切った場合の断面を示している。本変形例において、セラミックコンデンサ１ｃが有する接続端子４０ｃ、５０ｃは、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０から離れた位置で、外部電極２０、３０と接続される側とは反対側の端面４０ｃｔ、５０ｃｔが互いに対向するように曲げられている。このような構造とすることで、脚部４０Ａｃ、５０Ａｃとつながっている基板取付部４０Ｂｃ、５０Ｂｃがコンデンサ素子１０の長手方向外側に張り出すことを抑制できる。その結果、回路基板６０に対するセラミックコンデンサ１ｃの実装密度は向上するので好ましい。
【００５１】
セラミックコンデンサ１ｃが有する接続端子４０ｃ、５０ｃは、電極接続面４４、５４と基板接続面４３、５３との間で導電層４６、５６が電気的に接続している必要がある。このため、接続端子４０ｃ、５０ｃは、導電層４６、５６を基材層４１、５１の両方の表面４１ｓ、５１ｓに設けるとともに、電極接続面４４、５４の端部で両者を電気的に接続している。電極接続面４４、５４と基板接続面４３、５３との間で導電層４６、５６を電気的に接続する手段は、上記手段に限定されるものではなく、例えば、スルーホールによって基材層４１、５１の両面に設けられた導電層４６、５６同士を電気的に接続してもよい。なお、本変形例においては、導電層４６、５６の表面に、さらに金属被覆層（例えば、上述した第１金属被覆層４７、５７及び第２金属被覆層４８、５８、図８参照）を設けてもよい。
【００５２】
以上、本実施形態及びその変形例は、ヤング率の異なる材料を少なくとも２層積層させ、かつ最も厚みが大きい層である基材層のヤング率を、他の層のヤング率よりも小さくして一対の接続端子を構成し、この一対の接続端子を、コンデンサ素子の対向する外部電極の端面にそれぞれ電気的に接続する。このような構造により、外部電極に接続される接続端子の導電層を金属材料とし、この導電層を基材層に設けると、基材層は導電層よりもヤング率が低くなる。その結果、接続端子全体のヤング率は、導電層のヤング率よりも小さくすることができ、また、接続端子をすべて金属材料で構成した場合よりも小さくすることができる。その結果、導電性を有し、かつばね定数Ｋを低くした接続端子を得ることができるので、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。
【００５３】
セラミックコンデンサの振動は、主に内部電極と誘電体とが積層される方向に生ずるものと考えられる。このため、誘電体と内部基板とが積層される方向が回路基板の基板面と直交するようにセラミックコンデンサが回路基板へ実装される場合に、音鳴りは大きくなると考えられる。本実施形態に係るセラミックコンデンサは、接続端子のばね定数を小さくして、電歪現象に起因する振動の回路基板への伝達を抑制できる。このため、誘電体と内部基板とが積層される方向が回路基板の基板面と直交するようにセラミックコンデンサが回路基板へ実装された場合でも、前記振動の回路基板への伝達を抑制し、音鳴りを低減させることができる。
【００５４】
（評価）
上述した実施形態で説明したセラミックコンデンサの接続端子を、材料、各層の厚みを変更することにより複数種類作成して、音圧を測定した。比較例として、Ｆｅ−４２Ｎｉ合金を基材層とし、その表面に第１金属被覆層としてニッケルを被覆し、第１金属被覆層の表面に第２金属被覆層としてスズを被覆した接続端子を有するセラミックコンデンサを作成し、音圧を測定した。接続端子の構造及び音圧の測定結果を、表１から表５に示す。表１は第１評価例を、表２は第２評価例を、表３は第３評価例を、表４は第４評価例を、表５は第５評価例を示す。表１から表５中のＰＩＲはポリイミド樹脂を表し、ＥＰＲはエポキシ樹脂を表し、ＰＡＲはポリアミド樹脂を表し、ＳｉＲはシリコーン樹脂を表し、ＥＲはエポキシ系接着剤を表す。表１から５の全体のヤング率は、それぞれの評価例に係る接続端子全体の合成ヤング率である。合成ヤング率は、式（２）で求めることができる。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
【００５８】
【表４】
【００５９】
【表５】
【００６０】
（測定に供したセラミックコンデンサの作製方法及び各評価例の構造）
それぞれの評価例の接続端子は、次のようにして作製された。まず、基材層（第１層）がアルミニウム（Ａｌ）である場合、基材層にスパッタリングニッケルの層（第２層）を設け、ニッケルの層にスパッタリングでスズの層（第３層）を設けた。なお、基材層がアルミニウムである場合、基材層は導電層を兼ねており、ニッケルの層が第１金属被覆層、スズの層が第２金属被覆層である。基材層（第１層）が樹脂材料の場合、樹脂の板材にエポキシ系の接着剤を塗布して接着層（第２層）とし、接着層の表面に導電層（第３層）として圧延銅を貼り付けた。そして、必要に応じて、導電層の表面に第１金属被覆層（第４層）と、第１金属被覆層（第５層）とをそれぞれ電解めっきによって形成した。
【００６１】
（１）第１評価例：基材層（第１層）の厚みを１００μｍ、接着層、導電層等を基材層の片側のみ積層した。
（２）第２評価例：基材層（第１層）の厚みを１００μｍ、接着層、導電層等を基材層の両側に積層した。
（３）第３評価例：基材層（第１層）の厚みを３００μｍ、接着層、導電層等を基材層の片側のみ積層した。
（４）第４評価例：基材層（第１層）の厚みを１００μｍ、接着層、導電層等を基材層の片側のみ積層した。接着層、導電層、第１金属被覆層及び第２金属被覆層の厚みを、第１評価例に対して変更した。
（５）第５評価例：基材層（第１層）の厚みを３０μｍ、接着層、導電層等を基材層の片側のみ積層した。
【００６２】
第１評価例から第５評価例に係る接続端子は、厚み以外はすべて同じ寸法である。図５に示す幅ｂは３．２ｍｍ、接続端子取付長さＬは０．７ｍｍである。また、接続端子を取り付けたコンデンサ素子は、寸法記号３２２５Ｍで表されるものを用いた。
【００６３】
（音圧の測定方法）
図１１は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す図である。試作したセラミックコンデンサを基板１０６に実装して交流電圧を印加した際に、基板１０６から発生する振動音の大きさ（音圧）を測定した。試験装置１００は、無響箱１０１と、集音マイク（商品名：ＭＩ−１２３３、小野測器社製）１０２と、電源装置１０３と、ＦＦＴアナライザ（商品名：ＤＳ２１００、小野測器社製）１０４とを備えている。そして、測定対象となるセラミックコンデンサ１は、基板１０６に設置された状態で、無響箱１０１内に設置される。
【００６４】
セラミックコンデンサ１を設置した基板１０６は、その両端に正負一対の電極がそれぞれ設けられる。なお、基板１０６の寸法は、厚みが１．６ｍｍ、幅が４０ｍｍ、長さが１００ｍｍである。無響箱１０１は、箱状に形成され、その内壁に吸音材１０７が設けられている。吸音材１０７は、グラスウール等を用いており、その表面を波型等に形成することで、音波の接触面積を拡大させ、吸音効果を高めている。
【００６５】
電源装置１０３は、一対の配線１０８を介して、基板１０６の正負一対の電極にそれぞれ電気的に接続されている。基板１０６は、配線１０８に吊り下げられた状態で、セラミックコンデンサ１が無響箱１０１内の底面１０１Ｂに対向するように、無響箱１０１の中央部分に配置される。電源装置１０３は、セラミックコンデンサ１に対してＤＣバイアスを与えながら交流電圧を印加した。ＤＣバイアスは２０Ｖとした。交流電圧は、周波数を１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚとした。また、交流電圧は、３Ｖｐ−ｐ（peak to peak）となるように、すなわち、ＤＣバイアスの２０Ｖを中心として、交流電圧が±３Ｖの範囲で変化するように印加された。
【００６６】
集音マイク１０２は、無響箱１０１内の底面１０１Ｂに設けられ、無響箱１０１の中央部分に設置されたセラミックコンデンサ１と所定距離（本評価例では５ｃｍ）を保つようにして配置される。ＦＦＴアナライザ１０４は、集音マイク１０２により集音された振動音の大きさ（音圧）を解析した。なお、ＩＳＯ２２６に規定される等感度曲線から、人間の耳の感度は３ｋＨｚから４ｋＨｚで最も鋭くなる。このため、本評価例においては、人間の耳の感度がもっと鋭くなる周波数（より具体的には３ｋＨｚ）での音圧を測定した。
【００６７】
試験装置１００の電源装置１０３が基板１０６に実装されたセラミックコンデンサ１に上述した交流電圧及びＤＣバイアスを印加すると、セラミックコンデンサ１で振動が発生し、セラミックコンデンサ１の振動が基板１０６に伝達される。その結果、基板１０６から振動音が発生する。この振動音を、集音マイク１０２を用いて集音し、集音した振動音を、ＦＦＴアナライザ１０４で解析することで、基板１０６から発生する振動音の大きさ（音圧）を得た。
【００６８】
（評価結果）
表１から表５に示す評価結果から、第１評価例から第５評価例は、いずれも比較例より音圧を低減できることがわかる。基材層の片側のみに導電層等を有している第１評価例と、基材層の両側に導電層等を有している第２評価例とを比較すると、第２評価例の方が音圧は高い。これは、基材層の両面に導電層等を有している結果、接続端子全体のヤング率が高くなったことが原因であると考えられる。
【００６９】
第４評価例の結果から、接着層や導電層等の厚みを変更しても、音圧には大きな影響を与えないといえる。また、第１評価例と第３評価例と第５評価例とは、基材層の厚みがそれぞれ１００μｍ、３００μｍ、３０μｍである以外は同じである。第１評価例と第３評価例と第５評価例とは、同じ材料・構造であれば音圧がほとんど変化していないことから、基材層の厚みは音圧に大きな影響を与えないといえる。
【００７０】
第１評価例と第３評価例と第５評価例とは、基材層（導電層）をアルミニウムとした例がある。基材層（導電層）をアルミニウムとし、基材層よりもヤング率が大きいニッケルを基材層の表面に設けてニッケルの層とした場合も、比較例より音圧は低減できることが分かる。この結果から、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率は、他の層のヤング率よりも小さいという条件を満たしていれば、基材層は樹脂材料に限定されるものではないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明に係るセラミックコンデンサは、回路基板に実装されたときにおいて音鳴りを抑制することに有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１ｃ セラミックコンデンサ
１０ コンデンサ素子（セラミックコンデンサ素子）
１１ 誘電体素体
１１ａ 誘電体
１２ 素子側面
１３、１４ 外部電極形成面
１７、１８ 内部電極
２０、３０ 外部電極
２１、３１ 端面
２２、３２ 側面
４０Ｂ、５０Ｂ、４０Ｂｃ、５０Ｂｃ 基板取付部
４０Ａ、５０Ａ、４０Ａｃ、５０Ａｃ 脚部
４０、５０、４０ａ、５０ａ、４０ｂ、５０ｂ、４０ｃ、５０ｃ 接続端子
４０ｔ、５０ｔ、４０ｃｔ、５０ｃｔ 端面
４１、５１、４１ｃ、５１ｃ 基材層
４１ｓ、５１ｓ 表面
４３、５３ 基板接続面
４４、５４ 電極接続面
４５、５５ 接着層
４６、５６ 導電層
４７、５７ 第１金属被覆層
４８、５８ 第２金属被覆層
６０ 回路基板
６１ ランド
６２ 基板面
１００ 試験装置
１０１ 無響箱
１０１Ｂ 底面
１０２ 集音マイク
１０３ 電源装置
１０４ ＦＦＴアナライザ
１０６ 基板
１０７ 吸音材
１０８ 配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び前記誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有するセラミックコンデンサ素子と、
ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率は、他の層のヤング率よりも小さく、かつ、前記外部電極の端面と電気的に接続される一対の接続端子と、
を含むことを特徴とするセラミックコンデンサ。
【請求項２】
前記基材層の材料は、樹脂である請求項１に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項３】
前記基材層の表面には、導電層が設けられる請求項１又は２に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項４】
前記基材層と前記導電層とは、接着剤で接合される請求項３に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項５】
前記基材層はポリイミドであり、前記導電層は銅である請求項３又は４に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項６】
前記導電層の表面はニッケルの層が設けられ、前記ニッケルの層の表面にスズの層が設けられる請求項３から５のいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項７】
前記一対の接続端子は、前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端面が、それぞれ前記セラミックコンデンサ素子の外側を向くように曲げられる請求項１から６のいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項８】
前記一対の接続端子は、それぞれの前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端面が互いに対向するように曲げられる請求項１から６のいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項１】
誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び前記誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有するセラミックコンデンサ素子と、
ヤング率の異なる材料が少なくとも２層積層されるとともに、最も厚みが大きい層である基材層のヤング率は、他の層のヤング率よりも小さく、かつ、前記外部電極の端面と電気的に接続される一対の接続端子と、
を含むことを特徴とするセラミックコンデンサ。
【請求項２】
前記基材層の材料は、樹脂である請求項１に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項３】
前記基材層の表面には、導電層が設けられる請求項１又は２に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項４】
前記基材層と前記導電層とは、接着剤で接合される請求項３に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項５】
前記基材層はポリイミドであり、前記導電層は銅である請求項３又は４に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項６】
前記導電層の表面はニッケルの層が設けられ、前記ニッケルの層の表面にスズの層が設けられる請求項３から５のいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項７】
前記一対の接続端子は、前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端面が、それぞれ前記セラミックコンデンサ素子の外側を向くように曲げられる請求項１から６のいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項８】
前記一対の接続端子は、それぞれの前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端面が互いに対向するように曲げられる請求項１から６のいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−３３６５９（Ｐ２０１２−３３６５９Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７１１４４（Ｐ２０１０−１７１１４４）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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