JP5246245B2 - 貫通コンデンサ及び貫通コンデンサの実装構造 - Google Patents

Description

本発明は、貫通コンデンサ及び貫通コンデンサの実装構造に関する。

従来の貫通コンデンサとして、例えば特許文献１に記載の貫通コンデンサがある。この貫通コンデンサは、素体内においてアース電極間に少なくとも３層の貫通電極（以下、「通電部」と称す）を配置している。これにより、貫通電極全体での抵抗値を小さくし、貫通コンデンサにおける直流電流の許容量を確保している。

特開平９−５５３３５号公報

しかしながら、上述した従来の貫通コンデンサでは、直流電流の許容量を確保できるものの、高周波ノイズ成分が通電部側に流れ、ノイズ除去効果が十分に得られないおそれがある。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、直流電流の許容量を確保できると共に、高周波ノイズ成分が通電部に流れることを抑制できる貫通コンデンサ、及びこのような貫通コンデンサの実装構造を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る貫通コンデンサは、実装基板への実装面を有し、内部電極を配した誘電体層の積層によって形成されたコンデンサ素体と、コンデンサ素体の互いに対向する端面にそれぞれ配置された信号用端子電極と、コンデンサ素体の端面とは異なる方向で互いに対向する側面にそれぞれ配置された接地用端子電極と、コンデンサ素体内で実装面側に形成されたコンデンサ部、及びコンデンサ部に隣接して形成された通電部と、を備え、コンデンサ部は、信号用端子電極に接続される信号用内部電極と、誘電体層を介して信号用内部電極と対向すると共に接地用端子電極に接続される接地用内部電極とを有し、通電部は、信号用端子電極同士を連結する通電用内部電極を有し、通電部に最も近接するコンデンサ部の内部電極と通電部の通電用内部電極との間の間隔が、コンデンサ部における内部電極間の間隔よりも大きくなっていることを特徴としている。

この貫通コンデンサでは、信号用端子電極同士を連結する通電用内部電極を有する通電部により、直流電流の許容量を確保できる。また、コンデンサ部がコンデンサ素体における実装面側に形成されているので、高周波ノイズ成分が通電部に到達する前にコンデンサ部で高周波ノイズ成分を除去できる。さらに、この貫通コンデンサでは、通電部に最も近接するコンデンサ部の内部電極と通電部の通電用内部電極との間の間隔が、コンデンサ部における内部電極間の間隔よりも大きくなっている。このため、コンデンサ部と通電部との間のインピーダンスが高くなり、高周波ノイズ成分をコンデンサ部の信号用内部電極から接地用内部電極に通し、接地用端子電極に向けてより確実に流すことが可能となる。

また、通電部において、通電用内部電極が誘電体層を介して互いに対向するように複数配置されていることが好ましい。これにより、通電部の抵抗値が小さくなり、貫通コンデンサにおける直流電流の許容量を一層確保できる。

また、通電部における通電用内部電極間の間隔は、コンデンサ部における内部電極間の間隔よりも小さくなっていることが好ましい。この場合、通電部における通電用内部電極の多層化が可能となり、貫通コンデンサにおける直流電流の許容量を一層確保できる。

また、コンデンサ部において、通電部に最も近接する内部電極が接地用内部電極となっていることが好ましい。この場合、通電部の通電用内部電極とコンデンサ部の接地用内部電極との間で容量が形成されるので、貫通コンデンサの静電容量を向上できる。

また、コンデンサ部において、通電部に最も近接する内部電極が信号用内部電極となっていることが好ましい。この場合、コンデンサ部の接地用内部電極と通電部の通電用内部電極との間の間隔が保たれるので、コンデンサ部での高周波ノイズ成分の除去が一層確実になされる。

また、コンデンサ素体において、通電部を挟んだ反対側にコンデンサ部が更に形成されていることが好ましい。こうすると、貫通コンデンサの実装時の方向性がなくなり、実装時の作業性を向上させることができる。

また、通電用内部電極同士は、ピンホールによって互いに接続されていることが好ましい。これにより、通電部の抵抗値が更に小さくなり、貫通コンデンサにおける直流電流の許容量を一層確保できる。

また、信号用内部電極は、一方の信号用端子電極に接続された第１の部分と、他方の信号用端子電極に接続された第２の部分とに分離していることが好ましい。この場合、信号用内部電極に直流電流が流れて発熱することを防止できる。

また、本発明に係る貫通コンデンサの実装構造は、上記貫通コンデンサを実装基板の電極に接合してなる貫通コンデンサの実装構造であって、コンデンサ素体の積層方向について、実装基板の電極から通電部の通電用内部電極までの間隔が、実装基板の電極から通電部に最も近接するコンデンサ部の内部電極までの間隔よりも大きくなっていることを特徴としている。

この貫通コンデンサの実装構造では、実装基板からコンデンサ部までの距離よりも実装基板から通電部までの距離が大きくなっている。したがって、コンデンサ部と通電部との間のインピーダンスが高くなり、高周波ノイズ成分をコンデンサ部の信号用内部電極から接地用内部電極に通し、接地用端子電極に向けてより確実に流すことが可能となる。

また、コンデンサ素体の幅をＷ、実装基板の電極から通電部に最も近接するコンデンサ部の信号用内部電極までの間隔をａ、実装基板の電極からコンデンサ部に最も近接する通電部の通電用内部電極までの間隔をｂとしたときに、Ｗ／（ｂ−ａ）＜３５を満たすことが好ましい。このような条件を満たすことにより、高周波ノイズ成分を接地用端子電極に向けてより確実に流すことが可能となる。

本発明によれば、直流電流の許容量を確保できると共に、高周波ノイズ成分が通電部に流れることを抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る貫通コンデンサの斜視図である。 図１に示した貫通コンデンサを実装状態で示す断面図である。 コンデンサ部を構成する内部電極のパターンを示す図である。 通電部を構成する内部電極のパターンを示す図である。 図１に示した貫通コンデンサの作用効果を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る貫通コンデンサを実装状態で示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る貫通コンデンサを実装状態で示す断面図である。 変形例に係る貫通コンデンサの通電部を構成する内部電極のパターンを示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る貫通コンデンサの好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る貫通コンデンサの斜視図である。また、図２は、図１に示した貫通コンデンサを実装状態で示す断面図である。図１及び図２に示すように、貫通コンデンサ１は、コンデンサ素体２と、信号用端子電極３，３と、接地用端子電極４，４とを備えて構成されている。

コンデンサ素体２は、図２に示すように、内部電極を配した複数の誘電体層５が積層されて形成され、略直方体形状をなしている。誘電体層５は、例えばＢａＴｉＯ_３系、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ_３系、（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ_３系といった電歪特性を有する誘電体材料によって形成されている。コンデンサ素体２の上面２ａ及び底面２ｂは、それぞれ実装基板１１に対する実装面Ｐとなっている。コンデンサ素体２内には、上下の実装面Ｐ側に形成されたコンデンサ部６，６と、コンデンサ部６，６で挟まれて中央側に形成された通電部７とが形成されている。

信号用端子電極３は、コンデンサ素体２における長手方向の端面２ｃ，２ｄを覆うようにそれぞれ形成され、互いに対向した状態となっている。信号用端子電極３は多層化されており、コンデンサ素体２に接する内側の層には、例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｄなどが用いられ、外側の層には、例えばＮｉめっき、Ｓｎめっきなどが施されている。

接地用端子電極４は、コンデンサ素体２において、端面２ｃ，２ｄと直交する側面２ｅ，２ｆの略中央部分にそれぞれ形成され、互いに対向した状態となっている。接地用端子電極４は、信号用端子電極３と同様の材料によって多層化されている。また、接地用端子電極４は、コンデンサ素体２の表面において、信号用端子電極３とは互いに電気的に絶縁されている。

次に、コンデンサ素体２に形成されたコンデンサ部６及び通電部７について説明する。

コンデンサ部６は、信号用端子電極３に接続される信号用内部電極１５と、接地用端子電極４に接続される接地用内部電極１６とを有し、信号用内部電極１５と接地用内部電極１６とが誘電体層５を介して交互に配置されることによって形成されている。

信号用内部電極１５は、図３（ａ）に示すように、誘電体層５の積層方向から見て略長方形のパターンをなしており、接地用内部電極１６と対向する対向部分１５ａと、当該対向部分１５ａの両端から信号用端子電極３，３に向かってそれぞれ引き出される引出部分１５ｂ，１５ｂとを有している。これにより、信号用内部電極１５は、端面２ｃ，２ｄに形成された信号用端子電極３，３を互いに電気的に接続している。

接地用内部電極１６は、図３（ｂ）に示すように、誘電体層５の積層方向から見て略長方形のパターンをなしており、信号用内部電極１５と対向する対向部分１６ａと、当該対向部分１６ａの略中央から接地用端子電極４，４に向かってそれぞれ引き出される引出部分１６ｂ，１６ｂとを有している。これにより、接地用内部電極１６は、側面２ｅ，２ｆに形成された接地用端子電極４，４を互いに電気的に接続している。

一方、通電部７は、信号用端子電極３，３同士を連結する通電用内部電極１７を有し、複数の通電用内部電極１７が誘電体層５を介して配置されることによって形成されている。通電用内部電極１７は、図４に示すように、誘電体層５の積層方向から見て略長方形のパターンをなしており、隣り合う通電用内部電極１７と対向する対向部分１７ａと、当該対向部分１７ａの両端から信号用端子電極３，３に向かってそれぞれ引き出される引出部分１７ｂ，１７ｂとを有している。これにより、通電用内部電極１７は、端面２ｃ，２ｄに形成された信号用端子電極３，３を互いに電気的に接続している。

なお、本実施形態では、コンデンサ部６において通電部７に最も近接した内部電極は接地用内部電極１６となっており、この接地用内部電極１６と通電用内部電極１７とが対向することによって、コンデンサ部６と通電部７との間でも一定の容量が形成されるようになっている。

上述したコンデンサ部６及び通電部７において、図２に示すように、通電部７に最も近接した接地用内部電極１６と通電用内部電極１７との間の間隔をＷ１、信号用内部電極１５と接地用内部電極１６との間の間隔をＷ２とすると、Ｗ１＞Ｗ２となっており、コンデンサ部６と通電部７との間に介在する誘電体層５の厚さは、コンデンサ部６の内部電極間に介在する誘電体層５の厚さよりも大きくなっている。

また、通電部７における通電用内部電極１７，１７間の間隔をＷ３とすると、Ｗ２＞Ｗ３となっており、通電用内部電極１７，１７間に介在する誘電体層５は、コンデンサ部６の内部電極間に介在する誘電体層５の厚さよりも小さくなっている。

このような層間の調整は、例えばコンデンサ素体２を形成する際に、内部電極パターンを形成したグリーンシート間に内部電極パターンを形成しないグリーンシートを介在させ、このグリーンシートの積層数によって行えばよい。

また、図２に示すように、貫通コンデンサ１が実装基板１１に実装された状態において、コンデンサ素体２の積層方向について、実装基板１１の電極から通電部７に最も近接するコンデンサ部６の信号用内部電極１５までの間隔をａとし、実装基板１１の電極１２からコンデンサ部６に最も近接する通電部７の通電用内部電極１７までの間隔をｂとした場合に、ｂ＞ａとなっている。また、コンデンサ素体２の幅をＷ（図１参照）とした場合に、Ｗ／（ｂ−ａ）＜３５を満たすようになっている。

以上のような構成を有する貫通コンデンサ１では、信号用端子電極３，３同士を連結する複数の通電用内部電極１７を有する通電部７により、直流電流の許容量を十分に確保できる。また、コンデンサ部６がコンデンサ素体２における実装面Ｐ側に形成され、通電部７が中央側に形成されているので、高周波ノイズ成分が通電部７に到達する前にコンデンサ部６で高周波ノイズ成分を除去できる。

さらに、貫通コンデンサ１では、通電部７に最も近接するコンデンサ部６の接地用内部電極１６と通電部７の通電用内部電極１７との間の間隔Ｗ１が、コンデンサ部６における信号用内部電極１５と接地用内部電極１６の間隔Ｗ２よりも大きくなっている。このため、コンデンサ部６と通電部７との間のインピーダンスが高くなり、図５に示すように、高周波ノイズ成分が通電部７に流れることが抑制され、高周波ノイズ成分をコンデンサ部６の信号用内部電極１５から接地用内部電極１６に通し、接地用端子電極４に向けてより確実に流すことができる。

また、この貫通コンデンサ１の実装構造では、実装基板１１の電極から通電部７に最も近接するコンデンサ部６の信号用内部電極１５までの間隔ａよりも、実装基板１１の電極１２からコンデンサ部６に最も近接する通電部７の通電用内部電極１７までの間隔ｂが大きくなっている。これにより、コンデンサ部６と通電部７との間のインピーダンスが高くなり、高周波ノイズ成分を接地用端子電極４に向けてより確実に流すことが可能となる。

また、貫通コンデンサ１のコンデンサ素体２内には、通電部７を挟む上下にコンデンサ部６，６が形成されている。したがって、貫通コンデンサ１を実装基板１１に実装するにあたって、貫通コンデンサ１実装時の方向性を打ち消すことができ、実装時の作業性を向上させることができる。

［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る貫通コンデンサを実装状態で示す断面図である。同図に示すように、第２実施形態に係る貫通コンデンサ２１は、コンデンサ部６における内部電極の配置が第１実施形態と異なっている。すなわち、貫通コンデンサ２１では、コンデンサ部６において通電部７に最も近接した内部電極が信号用内部電極１５となるように、信号用内部電極１５と接地用内部電極１６とが交互に配置されている。

そして、通電部７に最も近接した信号用内部電極１５と通電用内部電極１７との間の間隔をＷ１、信号用内部電極１５と接地用内部電極１６との間の間隔をＷ２とすると、Ｗ１＞Ｗ２となっており、コンデンサ部６と通電部７との間に介在する誘電体層５の厚さは、コンデンサ部６の内部電極間に介在する誘電体層５の厚さよりも大きくなっている。

また、通電部７における通電用内部電極１７，１７間の間隔をＷ３とすると、Ｗ２＞Ｗ３となっており、通電用内部電極１７，１７間に介在する誘電体層５は、コンデンサ部６の内部電極間に介在する誘電体層５の厚さよりも小さくなっている。

このような貫通コンデンサ２１においても、第１実施形態と同様に、高周波ノイズ成分が通電部７に流れることが抑制され、高周波成分をコンデンサ部６の信号用内部電極１５から接地用内部電極１６に通し、接地用端子電極４に向けてより確実に流すことができる。また、通電部７に最も近接した内部電極が信号用内部電極１５となっているので、コンデンサ部６の接地用内部電極１６と通電部７の通電用内部電極１７との間の間隔が保たれ、コンデンサ部６での高周波ノイズ成分の除去が一層確実になされる。

［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係る貫通コンデンサを実装状態で示す断面図である。同図に示すように、第３実施形態に係る貫通コンデンサ３１は、通電部７における内部電極の構成が第１実施形態と異なっている。すなわち、貫通コンデンサ３１では、通電部７の通電用内部電極１７，１７同士が複数のピンホール３２によって互いに接続されている。

このような貫通コンデンサ３１においても、第１実施形態と同様に、高周波ノイズ成分が通電部７に流れることが抑制され、高周波成分をコンデンサ部６の信号用内部電極１５から接地用内部電極１６に通し、接地用端子電極４に向けてより確実に流すことができる。また、ピンホール３２で通電用内部電極１７，１７同士が接続されることによって通電部７の抵抗値が更に小さくなるので、貫通コンデンサ３１における直流電流の許容量を一層確保できる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態では、コンデンサ素体２内において、通電部７を挟む上下にコンデンサ部６，６がそれぞれ形成されているが、コンデンサ部６は必ずしも上下に形成する必要はなく、いずれか一方のみであってもよい。

また、上述した実施形態では、コンデンサ部６の信号用内部電極１５が、端面２ｃ，２ｄに形成された信号用端子電極３，３を互いに電気的に接続するように略長方形のパターンをなしているが、このような信号用内部電極１５に代えて、図８（ａ）に示すように、一方の信号用端子電極３に接続された第１の部分３５ａと、他方の信号用端子電極３に接続された第２の部分３５ｂとに分離した信号用内部電極３５を用いてもよい。この場合、信号用内部電極３５に直流電流が流れて発熱することを防止できる。なお、接地用内部電極１６については、図８（ｂ）に示すように、図３（ｂ）の場合と同様のパターンを用いればよい。

１，２１，３１…貫通コンデンサ、２…コンデンサ素体、２ｃ，２ｄ…端面、２ｅ，２ｆ…側面、３…信号用端子電極、４…接地用端子電極、５…誘電体層、６…コンデンサ部、７…通電部、１１…実装基板、１２…電極、１５…信号用内部電極、１６…設置用内部電極、１７…通電用内部電極、３２…ピンホール、３５…信号用内部電極、３５ａ…第１の部分、３５ｂ…第２の部分、Ｐ…実装面。

Claims (8)

1. 実装基板への実装面を有し、内部電極を配した誘電体層の積層によって形成されたコンデンサ素体と、
   前記コンデンサ素体の互いに対向する端面にそれぞれ配置された信号用端子電極と、
   前記コンデンサ素体の前記端面とは異なる方向で互いに対向する側面にそれぞれ配置された接地用端子電極と、
   前記コンデンサ素体内で前記実装面側に形成されたコンデンサ部、及び前記コンデンサ部に隣接して形成された通電部と、を備え、
   前記コンデンサ部は、前記信号用端子電極に接続される信号用内部電極と、前記誘電体層を介して前記信号用内部電極と対向すると共に前記接地用端子電極に接続される接地用内部電極とを有し、
   前記通電部は、前記信号用端子電極同士を連結する通電用内部電極を有し、
   前記通電部に最も近接する前記コンデンサ部の内部電極と前記通電部の前記通電用内部電極との間の間隔は、前記コンデンサ部における内部電極間の間隔よりも大きくなっており、
   前記通電部における前記通電用内部電極間の間隔は、前記コンデンサ部における内部電極間の間隔よりも小さくなっており、
   前記コンデンサ部において、前記接地用内部電極は、少なくとも１層の前記信号用内部電極を積層方向に挟むように配置され、
   前記通電部において、前記通電用内部電極は、前記誘電体層を介して互いに対向するように複数配置されていることを特徴とする貫通コンデンサ。
2. 前記コンデンサ部において、前記通電部に最も近接する内部電極が前記接地用内部電極となっていることを特徴とする請求項１記載の貫通コンデンサ。
3. 前記コンデンサ部において、前記通電部に最も近接する内部電極が前記信号用内部電極となっていることを特徴とする請求項１記載の貫通コンデンサ。
4. 前記コンデンサ素体において、前記通電部を挟んだ反対側にコンデンサ部が更に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の貫通コンデンサ。
5. 前記通電用内部電極同士は、ピンホールによって互いに接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の貫通コンデンサ。
6. 前記信号用内部電極は、一方の信号用端子電極に接続された第１の部分と、他方の信号用端子電極に接続された第２の部分とに分離していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の貫通コンデンサ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項記載の貫通コンデンサを実装基板の電極に接合してなる貫通コンデンサの実装構造であって、
   前記コンデンサ素体の積層方向について、前記実装基板の前記電極から前記通電部の前記通電用内部電極までの間隔が、前記実装基板の前記電極から前記通電部に最も近接する前記コンデンサ部の内部電極までの間隔よりも大きくなっていることを特徴とする貫通コンデンサの実装構造。
8. 前記コンデンサ素体の幅をＷ、前記実装基板の前記電極から前記通電部に最も近接する前記コンデンサ部の信号用内部電極までの間隔をａ、前記実装基板の前記電極から前記コンデンサ部に最も近接する前記通電部の前記通電用内部電極までの間隔をｂとしたときに、Ｗ／（ｂ−ａ）＜３５を満たすことを特徴とする請求項７記載の貫通コンデンサの実装構造。

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