説明

積層セラミックコンデンサ

【課題】低ESL値となり、製造歩留まりに優れ、高信頼度の積層セラミックコンデンサを提供する。
【解決手段】素体10は、内層部11と、外層部12とを含む。内層部11には、複数の内部電極110が高さ方向Hに積層されており、この内部電極110は、側面103に導出された引き出し部111を有している。外層部12は、高さ方向Hでみた内層部11の少なくとも一面に積層されている。
端子電極20は、高さ方向Hに沿って引き出し部111を被覆し、且、高さ方向Hに直交する長さ方向Lに間隔G2、G3を隔てて配置されている。複数の端子電極20のうち、少なくとも長さ方向Lの両端の端子電極20は、中間部21と、端部22とを有している。中間部21は、電極幅D111より広い電極幅D21を有しており、端部22は、側面103の端縁上において、中間部21より狭い電極幅D22を有している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、低ESL値となる多端子型の積層セラミックコンデンサに関する。
【背景技術】
【0002】
この種の積層セラミックコンデンサには、搭載される電子機器の高周波化の進展に伴い、より一層の低ESL値化が求められている。低ESL値化を実現する手段として、特許文献1には、端子電極の電極幅を広くする構成が開示されている。
【0003】
ところで、近年、電子機器の小型化に対する市場の要請が激化しており、この技術的動向に対応して、搭載される積層セラミックコンデンサにも一層の小型化が要請されている。
【0004】
しかし、積層セラミックコンデンサが小型化されれば、通常の条件のもとでは、端子電極の電極幅も必然的に狭くならざるを得ず、低ESL値化の要請に反する結果になる。
【0005】
また、端子電極の電極幅が狭くなると、端子電極の塗布形成時の微妙な位置ズレに起因して、内部電極の露出不良が生じる危険性が極めて高くなり、製造歩留まり、及び、信頼性の低下を招く。
【0006】
さらに、低ESL値化を実現し、且、内部電極の露出不良を回避するため、端子電極の電極幅を広くしようとした場合、多数の端子電極を形成しなければならない多端子型の積層セラミックコンデンサにおいて、隣接する端子電極相互間が狭ピッチ化するため、例えば、搭載基板へのはんだ付け時に発生するはんだブリッジなどにより、短絡事故が生じる危険性が極めて高くなる。
【特許文献1】特開2000−208361号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の課題は、低ESL値となる多端子型の積層セラミックコンデンサを提供することである。
【0008】
本発明のもう一つの課題は、製造歩留まりに優れた積層セラミックコンデンサを提供することである。
【0009】
本発明の更にもう一つの課題は、高信頼度の積層セラミックコンデンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述した課題を解決するため、本発明に係る積層セラミックコンデンサは、素体と、複数の端子電極とを有しており、さらに素体は、内層部と、外層部とを含む。内層部には、複数の内部電極が素体の高さ方向に積層されており、この内部電極は、素体の側面に導出された引き出し部を有している。外層部は、素体の高さ方向でみた内層部の少なくとも一面に積層されている。複数の端子電極のそれぞれは、素体の高さ方向に沿って引き出し部を被覆し、且、高さ方向に直交する素体の長さ方向に間隔を隔てて配置されている。
【0011】
本発明は、上述した多端子型の積層セラミックコンデンサの基本的構成に加え、端子電極の構造に工夫を加えた点に特徴のひとつがある。即ち、複数の端子電極のうち、少なくとも長さ方向の両端の端子電極は、中間部と、端部とを有している。中間部は、引き出し部の電極幅より広い電極幅を有しており、端部は、側面の端縁上において、中間部より狭い電極幅を有している。この構成によると、少なくとも素体の長さ方向の両端に備えられている端子電極は、端部が中間部よりも狭幅となる先細り形状を有しているから、長さ方向に隣接する複数の端子電極において、端部の間隔を広く確保することができる。従って、搭載基板へのはんだ付け時において、隣接する端部の間にはんだブリッジが生じる危険性を低減し、もって短絡事故の発生を回避することができる。
【0012】
一方、端子電極において、狭幅となっているのは端部のみであり、中間部は、引き出し部の電極幅より広い電極幅を有しており、端部に対して相対的に凸状に膨らんだ形状となっているから、小型化された積層セラミックコンデンサにおいて、さらなる低ESL値化が達成され、もってコンデンサの高周波特性が向上する。
【0013】
また、端子電極において、中間部は、引き出し部の電極幅より広い電極幅を有しているから、引き出し部の露出不良を回避することができる。従って、積層セラミックコンデンサの信頼性、製造歩留まり、及び、生産性が向上する。
【0014】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。
【発明の効果】
【0015】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
(1)低ESL値となる多端子型積層セラミックコンデンサを提供することができる。
(2)製造歩留まりに優れた積層セラミックコンデンサを提供することができる。
(3)高信頼度の積層セラミックコンデンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの斜視図、図2は図1に示した積層セラミックコンデンサの側面図、図3は図1に示した積層セラミックコンデンサの平面図である。また、図4は、図1乃至図3に示した積層セラミックコンデンサにおいて、内層部の積層構造を分解して示す斜視図である。
【0017】
図1乃至図4に示す積層セラミックコンデンサにおいて、素体10は、一面101と、この一面101に対して高さ方向Hに相対向する他面102とを有する六面体であって、高さ寸法Tの内部に内層部11と、外層部12とを含む。
【0018】
内層部11には、導電性金属材料を主成分とする内部電極110が、セラミック誘電体材料を主成分とする誘電体層112の一面上にパターン形成されており、この内部電極110を有する誘電体層112の複数が、高さ方向Hに所定の数だけ積層されている。高さ方向Hに隣接する内部電極110は、互いに異なる極性を有していることが低ESL値を実現する上で好ましい。
【0019】
さらに、複数の内部電極110のそれぞれは、所謂引き出し電極として用いられる引き出し部111を、少なくとも1つ有している。引き出し部111は、素体10の幅方向Wに相対向する2つの側面103のうち、少なくとも一方に導出されている。
【0020】
また、高さ方向Hに隣接する内部電極110は、それぞれの引き出し部111が、高さ方向Hに直交する素体10の長さ方向Lに、間隔G1を隔てて導出されている(図2参照)。間隔G1は、隣接する引き出し部111において、その電極幅D111の中央点間の距離を示している。
【0021】
一方、外層部12は、好ましくは、誘電体層112のみを高さ方向Hに複数積層したものでなり、高さ方向Hでみた内層部11の両面側に所定の数だけ積層されている。即ち、図1乃至図4に示す素体10は、2つの外層部12によって、内層部11が、高さ方向Hの両面側から挟み込まれており、これら外層部12の一方端面が、それぞれ一面101、又は、他面102となっている。
【0022】
さらに、図1乃至図4に示す積層セラミックコンデンサは、複数の端子電極20を有する。複数の端子電極20のそれぞれは、導電性金属材料を主成分とするものであって、側面103において、高さ方向Hに沿って引き出し部111を被覆し、且、高さ方向Hに直交する素体10の長さ方向Lに間隔G2、G3を隔てて配置されている。間隔G3は、好ましくは100μm以上である。
【0023】
長さ方向Lに隣接する端子電極20は、被覆する内部電極10の極性に対応して、互いに異なる極性を有していることが低ESL値を実現する上で好ましい。
【0024】
図1乃至図4に示した積層セラミックコンデンサは、上述した多端子型の積層セラミックコンデンサの基本的構成を有するとともに、さらに端子電極20の構造に工夫を加えた点に特徴のひとつがある。即ち、複数の端子電極20のそれぞれは、中間部21と、端部22と、接地部23とを有している。
【0025】
中間部21は、引き出し部111の電極幅D111より広い最大電極幅D21を有している。端部22は、高さ方向Hでみた側面103の両端縁上において、中間部21の最大電極幅D21より狭く、且、引き出し部111の電極幅D111以上となる電極幅D22を有している。即ち、側面103でみた端子電極20は、中間部21から端部22に向かって徐々に最大電極幅D21を減少させる先細り形状を有している。
【0026】
電極幅D22は、通常、電極幅D111と略同一幅であることが好ましい。さらに最大電極幅D21と電極幅D22との電極幅比は、1.10≦D21/D22≦1.5の範囲で設定することができる。
【0027】
接地部23は、最大電極幅D23を有する略扇形であって、素体10の一面101、及び、他面102上に備えられ、側面103の端縁上において、端部22と電気的に接続されている。この構成によると、積層セラミックコンデンサは、部品の方向性を考慮することなく、一面101、又は、他面102の何れも基板取り付け面として用いることができる。中間部21、端部22、及び、接地部23の各電極幅の相関関係は、D22<D23<D21の範囲で設定することができる。
【0028】
図1乃至図4を参照して説明した積層セラミックコンデンサによると、以下の効果を得ることができる。まず、端子電極20は、端部22が中間部21よりも狭幅となる先細り形状を有しているから、長さ方向Lに隣接する端子電極20において、端部22相互の間隔G2を広く確保することができる。従って、例えば、搭載基板へのはんだ付け時において、端部22相互の間隔G3から間隔G2の領域で、はんだブリッジが生じる危険性を低減し、もって短絡事故の発生を回避することができる。
【0029】
さらに、中間部21、端部22、及び、接地部23の各電極幅の相関関係を、D22<D23<D21とした場合、隣接する接地部23の相互間で、はんだブリッジによる短絡事故の発生を回避することができるとともに、搭載基板に対する接地部23のはんだ付け面積を広く確保することができる。
【0030】
一方、端子電極20において、狭幅となっているのは端部22のみであり、中間部21は、引き出し部111の電極幅D111より広い電極幅D21を有しており、端部22に対して相対的に凸状に膨らんだ形状となっているから、小型化された積層セラミックコンデンサにおいて、さらなる低ESL値化が達成され、もってコンデンサの高周波特性が向上する。
【0031】
また、端子電極20において、中間部21は、引き出し部111の電極幅D111より広い電極幅D21を有しており、端部22に対して相対的に凸状に膨らんだ形状となっている。このように電極幅D21を、電極幅D111よりも幅広とする構造によると、例えば端子電極20の形成時に、中間部21と引き出し部111との間で生じる位置ズレを両者間の電極幅差部分(マージン)で吸収し、引き出し部111の露出不良を確実に回避することができる。従って、積層セラミックコンデンサの製造歩留まり、生産性、及び、信頼性が向上する。
【0032】
図1乃至図4に示した積層セラミックコンデンサの具体的な低ESL値効果、及び、信頼性向上効果について、さらに図5乃至図7を参照して説明する。図5は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサを搭載した電子装置について一部を省略して示す側面図、図6は図5の6−6線に沿った断面図、図7は図5及び図6に示した電子装置の実験データを示す図である。図5乃至図7において、図1乃至図4に図示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。
【0033】
図5及び図6に示す電子装置において、積層セラミックコンデンサ1は、端子電極20の端部22及び接地部23が、ハンダ層5を介して、基板41上に形成された回路パターン42に固着されており、このハンダ層5を介した結合により、回路パターン42と、内部電極110とがそれぞれ電気的に接続されている。回路パターン42は、互いに異極性を有し、それぞれの極性に対応した端子電極20と電気的に接続されている。
【0034】
図5及び図6に示した電子装置に対し表1の条件で通電した場合の端子電極20のESL値低減効果について、表1、及び、表1をグラフで示した図7を参照して説明する。
【0035】
【表1】

【0036】
表1及び図7に示すように、中間部21の電極幅D21と、端部22の電極幅D22との電極幅比(D21/D22)が、1.00、及び、1.05の場合、ESL値は、それぞれ63.7(pH)、64.2(pH)と低くなっているものの、4/300、1/300の実装不良を生じている。これは、隣接する端部22の間隔(G2)で、はんだブリッジによる短絡事故が生じることを意味する。
【0037】
一方、電極幅比D21/D22が、1.78、及び、2.13の場合、実装不良は、それぞれ0/300となるものの、ESL値が、75.3(pH)、83.0(pH)となっている。これは、電極幅比D21/D22が1.50より大きくなると、ESL値が急激に増加することを意味する。
【0038】
これに対して、電極幅比D21/D22が、1.10、1.25、及び、1.50の場合、ESL値は、それぞれ64.6(pH)、65.5(pH)、及び、66.9(pH)と低くなっているとともに、実装不良も0/300となる。従って、電極幅比D21/D22を、1.10≦D21/D22≦1.50となる範囲で設定することにより、実装不良を回避しつつ、端子電極20の低ESL化を実現することができる。
【0039】
図8は本発明のもう一つの実施形態に係る積層セラミックコンデンサの斜視図、図9は図8に示した積層セラミックコンデンサの側面図、図10は図8に示した積層セラミックコンデンサの平面図である。図8乃至図10において、図1乃至図7に示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。
【0040】
図8乃至図10に示す積層セラミックコンデンサは、図1乃至図7を参照して説明した利点を全て有するとともに、端子電極のもう一つの実施形態を示すものである。即ち、図8乃至図10に示す積層セラミックコンデンサは、第1の端子電極20と、第2の端子電極30とを有する。
【0041】
まず、第1の端子電極20は、図1乃至図7を参照して説明したものでなり、素体10の長さ方向Lの両端に備えられている。第2の端子電極30は、この第1の端子電極20の間に備えられており、高さ方向Hでみた中間部31の両端に端部32を有している。
【0042】
中間部31は、引き出し部111の電極幅D111よりも広い電極幅D31を有し、側面103の内層部11に相当する領域において、引き出し部111を高さ方向Hに沿って略直線状に被覆している。この構造によると、引き出し部111の露出不良をより確実に回避できる。
【0043】
一方、端部32は、中間部31の一端から、側面103の端縁に向かって徐々に幅を減少させている。より具体的に、端部32は、側面103の外層部12に相当する領域において、内層部11と外層部12との境界部分13を幅変化の始点とし、側面103の端縁上を幅変化の終点とする先細り形状を有している。図1乃至図3に示す第2の端子電極30において、内層部11と外層部12の境界線部分13と、中間部31と端部32との境界線部分は、ほぼ一致している。この構造によっても、端部22の相互間隔G2は、間隔G3より広く確保されているから、搭載基板へのはんだ付け時において、間隔G3から間隔G2の領域で、はんだブリッジが生じる危険性を低減し、もって短絡事故の発生を回避することができる。
【0044】
図11は本発明のさらにもう一つの実施形態に係る積層セラミックコンデンサの斜視図で、図12は図11に示した積層セラミックコンデンサの側面図、図13は図11に示した積層セラミックコンデンサの平面図である。また、図14は、図11乃至図13に示した積層セラミックコンデンサにおいて、内層部の積層構造を分解して示す斜視図である。図11乃至図14において、図1乃至図10に示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。
【0045】
図11乃至図14に示す積層セラミックコンデンサは、図1乃至図7を参照して説明した第1の端子電極20の他に、第3の端子電極40を有する。第3の端子電極40は、一般的な端子電極であって、中間部41、端部42、及び、接地部43が同一の電極幅(D41=D42=D43)である。この構成によっても、図1乃至図10を参照して説明した利点を全て有するとともに、少なくとも第1の端子電極20が備えられている素体10の長さ方向Lの両端において、間隔G3から間隔G2の領域で、はんだブリッジが生じる危険性を低減し、もって短絡事故の発生を回避することができる。
【0046】
さらに、図11乃至図14に示す積層セラミックコンデンサにおいて、内部電極110は、幅方向Wで相対向する側面103のそれぞれに対して、2つずつ導出可能な4つの引き出し部111を有している。この構成によると、多様な引き出しバリエーションを有する積層セラミックコンデンサを提供することができる。
【0047】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの斜視図である。
【図2】図1に示した積層セラミックコンデンサの側面図である。
【図3】図1に示した積層セラミックコンデンサの平面図である。
【図4】図1乃至図3に示した積層セラミックコンデンサにおいて、内層部の積層構造を分解して示す斜視図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサを搭載した電子装置について一部を省略して示す側面図である。
【図6】図5の6−6線に沿った断面図である。
【図7】図5及び図6に示した電子装置の実験データを示す図である。
【図8】本発明のもう一つの実施形態に係る積層セラミックコンデンサの斜視図である。
【図9】図8に示した積層セラミックコンデンサの側面図である。
【図10】図8に示した積層セラミックコンデンサの平面図である。
【図11】本発明のさらにもう一つの実施形態に係る積層セラミックコンデンサの斜視図である。
【図12】図11に示した積層セラミックコンデンサの側面図である。
【図13】図11に示した積層セラミックコンデンサの平面図である。
【図14】図11に示した積層セラミックコンデンサにおいて、内層部の積層構造を分解して示す斜視図である。
【符号の説明】
【0049】
1 積層セラミックコンデンサ
10 素体
103 側面
11 内層部
110 内部電極
111 引き出し部
12 外層部
20、30、40 第1、第2、第3の端子電極
21、31、41 中間部
22、32、42 端部
23、33、43 接地部
D21、D31、D41 中間部の電極幅
D22、D32、D42 端部の電極幅
D23、D33、D43 接地部の電極幅
G2 隣接する端部の間隔
G3 隣接する中間部の間隔
H 素体の高さ方向
L 素体の長さ方向

【特許請求の範囲】
【請求項1】
素体と、複数の端子電極とを有する積層セラミックコンデンサであって、
前記素体は、内層部と、外層部とを含み、
前記内層部には、複数の内部電極が、前記素体の高さ方向に積層されており、
前記内部電極は、前記素体の側面に導出された引き出し部を有しており、
前記外層部は、前記高さ方向でみた前記内層部の少なくとも一面に積層されており、
前記複数の端子電極のそれぞれは、前記高さ方向に沿って前記引き出し部を被覆し、且、前記高さ方向に直交する前記素体の長さ方向に間隔を隔てて配置されており、
前記複数の端子電極のうち、少なくとも前記長さ方向の両端の端子電極は、中間部と、端部とを有し、
前記中間部は、前記引き出し部の電極幅より広い電極幅を有しており、
前記端部は、前記側面の端縁上において、前記中間部より狭い電極幅を有している、
積層セラミックコンデンサ。
【請求項2】
請求項1に記載された積層セラミックコンデンサであって、
前記端部は、前記引き出し部の電極幅以上の電極幅を有している。
積層セラミックコンデンサ。
【請求項3】
請求項1又は2に記載された積層セラミックコンデンサであって、
前記端子電極は、前記中間部から前記端部に向かって徐々に電極幅を減少させる先細り形状を有している、
積層セラミックコンデンサ。
【請求項4】
請求項1乃至3に記載された積層セラミックコンデンサであって、
前記複数の端子電極は、全て前記中間部と、前記端部とを有している
積層セラミックコンデンサ。
【請求項5】
請求項1乃至4の何れかに記載された積層セラミックコンデンサであって、
前記中間部の最大電極幅をD21、前記端部の電極幅をD22としたとき、電極幅D21と電極幅D22との電極幅比は、1.10≦D21/D22≦1.50である
積層セラミックコンデンサ。
【請求項6】
請求項1乃至5に記載された積層セラミックコンデンサであって、さらに前記端子電極は、接地部を有しており、
前記接地部は、前記素体の少なくとも一面上に備えられ、前記側面の前記端縁上において、前記端部と電気的に接続されている、
積層セラミックコンデンサ。
【請求項7】
請求項6に記載された積層セラミックコンデンサであって、
前記接地部の最大電極幅をD23としたとき、D22<D23<D21となる、
積層セラミックコンデンサ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2007−251010(P2007−251010A)
【公開日】平成19年9月27日(2007.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−74818(P2006−74818)
【出願日】平成18年3月17日(2006.3.17)
【出願人】(000003067)TDK株式会社 (7,238)
【Fターム(参考)】