JP6626966B2 - 積層型コンデンサ - Google Patents
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Description
本発明は、高周波数領域での等価直列インダクタンス(ESL:Equivalent Series Inductance)を低減した、ノイズフィルタ等に用いられる積層型コンデンサに関するものである。
近年、情報処理機器または通信機器等はデジタル化されており、これらの機器は情報処理能力の高速化に伴って取り扱われるデジタル信号の高周波数化が進んでいる。したがって、これらの機器は、発生するノイズも同様に高周波数領域で増大する傾向にあり、ノイズ対策のために、例えば、積層型コンデンサ等の電子部品が使用される。このような積層型コンデンサは、例えば、特許文献1に開示されている。
本開示の積層型コンデンサは、複数の誘電体層が積層された、対向する第1の面と第2の面、対向する第1の側面と第2の側面および対向する第1の端面と第2の端面を有する直方体状の積層体と、前記第1の端面に配置された第1の外部電極、前記第2の端面に配置された第2の外部電極、前記第1の側面に配置された第3の外部電極および前記第2の側面に配置された第4の外部電極と、前記積層体内に積層方向に従って前記第1の面から前記第2の面に向かって配列された第1のキャパシタ部、第2のキャパシタ部および第3のキャパシタ部と、を備えている。前記第1のキャパシタ部および前記第3のキャパシタ部は、前記第1の端面に露出した、前記第1の外部電極に電気的に接続された第1の内部電極と前記第1の側面および前記第2の側面のそれぞれに露出した、前記第3の外部電極および前記第4の外部電極に電気的に接続された第2の内部電極とが前記誘電体層を介して互いに対向するように交互に配置されている。第2のキャパシタ部は、前記第1のキャパシタ部と前記第3のキャパシタ部との間に配置されており、前記第2の端面に露出した、前記第2の外部電極に電気的に接続された第3の内部電極と前記第1の側面および前記第2の側面のそれぞれに露出した、前記第3の外部電極および前記第4の外部電極に電気的に接続された第2の内部電極とが前記誘電体層を介して対向するように交互に配置されている。前記第1のキャパシタ部および前記第3のキャパシタ部は、前記第2のキャパシタ部よりも大きな容量を有している。前記第1のキャパシタ部および前記第3のキャパシタ部のインダクタ成分は、互いに物理長が異なるとともに前記第1の外部電極と前記第3の外部電極および前記第4の外部電極との間で並列接続となっている。
例えば、CPU等のLSIの電源回路等において、積層型コンデンサは、電源ラインまたは他のデバイスからLSIへのノイズの入り込み、または、LSIのノイズによる誤動作等を抑制するために用いられる。
しかしながら、情報処理機器または通信機器等は、高周波数化の傾向がさらに増加しつつある。積層型コンデンサは、例えば、信号ラインまたは電源ライン等の高周波数領域のノイズを低減するために、等価直列インダクタンス(ESL)をさらに低減する必要がある。
本開示の積層型コンデンサは、積層体の積層方向において、1つのキャパシタ部を間にして両端部にそれぞれキャパシタ部を配置するとともに両端部のキャパシタ部のインダクタ成分を並列接続している。これにより、等価直列インダクタンス(ESL)を低くすることができる。以下、本開示の積層型コンデンサについて、詳細に説明する。
<実施の形態>
以下、本開示の実施の形態に係る積層型コンデンサ10について、図面を参照しながら説明する。
以下、本開示の実施の形態に係る積層型コンデンサ10について、図面を参照しながら説明する。
積層型コンデンサ10は、便宜的に、直交座標系XYZを定義するとともに、Z方向の正側を上方として、上面もしくは下面の用語を用いるものとする。なお、各図面において、同じ部材および同じ部分に関しては、共通の符号を用いて、重複する説明は省略する。
積層型コンデンサ10は、図1乃至図5に示すように、積層体1と、外部電極2(第1の外部電極2a、第2の外部電極2b、第3の外部電極2cおよび第4の外部電極2d)と、内部電極3(第1の内部電極3a、第2の内部電極3bおよび第3の内部電極3c)と、キャパシタ部4(第1のキャパシタ部4a、第2のキャパシタ部4bおよび第3のキャパシタ部4c)とを備えている。
第1の外部電極2aは第1の端面1cに配置され、第2の外部電極2bは第2の端面1dに配置されている。第3の外部電極2cは第1の側面1eに配置され、第4の外部電極2dは第2の側面1fに配置されている。第1のキャパシタ部4a、第2のキャパシタ部4bおよび第3のキャパシタ部4cは、積層体1内に形成され、積層方向に従って第1の面1a(上面)から第2の面1b(下面)に向かって配列されている。また、第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cは、第2のキャパシタ部4bよりも大きな容量を有している。
積層体1は、複数の誘電体層1gが積層されて直方体状に形成されており、誘電体層1gとなるセラミックグリーンシートを複数枚積層して焼成することで得られる焼結体である。このように、積層体1は、直方体状に形成されており、一対の面が互いに対向する第1の面1aおよび第2の面1bであり、一対の端面が互いに対向する第1の端面1cおよび第2の端面1dである。また、一対の側面は、第1の端面1cおよび第2の端面1dに直交し、互いに対向する第1の側面1eおよび第2の側面1fである。また、積層体1は、誘電体層1gの積層方向(Z方向)に対して、直交する断面(XY面)となる平面が、図4および図5に示すように長方形状となっている。
積層型コンデンサ10は、長手方向(X方向)の長さが、例えば、0.6(mm)〜2.2(mm)であり、短手方向(Y方向)の長さが、例えば、0.3(mm)〜1.2(mm)であり、高さ方向(Z方向)の長さが、例えば、0.3(mm)〜1.5(mm)である。
積層型コンデンサ10は、積層体1内に、積層方向に従って第1のキャパシタ部4a、第2のキャパシタ部4bおよび第3のキャパシタ部4cが形成されており、例えば、高さ方向(Z方向)の長さが短手方向(Y方向)の長さよりも大きい。例えば、積層型コンデンサ10は、長手方向(X方向)の長さが1.15(mm)であり、短手方向(Y方向)の長さが0.65(mm)、高さ方向(Z方向)の長さが0,8(mm)であり、いわゆる、高背コンデンサである。
誘電体層1gは、積層方向(Z方向)からの平面視において長方形状であり、1層当たりの厚みが、例えば、0.5(μm)〜3(μm)である。積層体1は、例えば、10(層)〜1000(層)の複数の誘電体層1gがZ方向に積層されている。
誘電体層1gは、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)またはジルコン酸カルシウム(CaZrO3)等である。また、誘電体層1gは、高い誘電率の点から、特に、誘電率の高い強誘電体材料としてチタン酸バリウムを用いてもよい。
積層型コンデンサ10は、第1の外部電極2aおよび第2の外部電極2bが一対の外部電極になり、第1の外部電極2aが積層体1の第1の端面1cに配置され、第2の外部電極2bが積層体1の第2の端面1dに配置されている。図1に示すように、第1の外部電極2aは、第1の端面1cの全体を覆うように設けられ、第2の外部電極2bは、第2の端面1dの全体を覆うように設けられている。
また、積層型コンデンサ10は、第3の外部電極2cおよび第4の外部電極2dが一対の外部電極2になり、第3の外部電極2cが積層体1の第1の側面1eに配置され、第4の外部電極2dが積層体1の第2の側面1fに配置されている。図1に示すように、第3の外部電極2cは、第1の側面1eから第1の面1aおよび第2の面1bにそれぞれ延在するように設けられ、第4の外部電極2dは、第2の側面1fから第1の面1aおよび第2の面1bにそれぞれ延在するように設けられている。
第1の外部電極2aおよび第2の外部電極2bは、図8に示すように、積層型コンデンサ10が搭載される実装基板5上の、例えば、信号ラインまたは電流ラインにそれぞれ接続されることになる。また、第3の外部電極2cおよび第4の外部電極2dは、積層型コンデンサ10が搭載される実装基板5上の、例えば、グランド用ラインにそれぞれ接続されることになる。
外部電極2は、下地電極とめっき層(図示せず)とを含んでいる。下地電極は、積層体1の表面に設けられ、第1の端面1cに露出した第1の内部電極3aおよび第2の端面1dに露出した第3の内部電極3cに電気的に接続されている。また、下地電極は、第1の側面1eおよび第2の側面1fに露出した第2の内部電極3bに電気的に接続されている。めっき層は、下地電極を覆うように下地電極の表面上に設けられている。また、めっき層は、下地電極を保護するために下地電極を覆うように設けられる。
下地電極の導電材料は、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)または金(Au)等の金属材料である。または、下地電極の導電材料は、これらの金属材料の一種以上を含む、例えば、Ag−Pd合金等の合金材料である。
また、めっき層は、積層体1の表面に形成された下地電極を覆うように下地電極の表面上に設けられている。めっき層は、例えば、ニッケル(Ni)めっき層、銅(Cu)めっき層、金(Au)めっき層またはスズ(Sn)めっき層等である。また、めっき層は、例えば、電解めっき法を用いて設けられる。
めっき層は、下地電極の表面上に、単一のめっき層で設けても、また、複数のめっき層で設けてもよい。めっき層は、複数のめっき層の場合、例えば、第1のめっき層および第1のめっき層の表面に形成された第2のめっき層からなる2層の積層体である。例えば、めっき層は、下地電極の表面にNiめっき層を設け、さらに、Niめっき層の表面にSnめっき層を設け、Niめっき層およびSnめっき層の2層の積層体にすることができる。
また、積層型コンデンサ10は、図2および図3に示すように、積層体1内に、第1の面1aから第2の面1bに向かって、第1のキャパシタ部4a、第2のキャパシタ部4bおよび第3のキャパシタ部4cが順に配列されている。
第1のキャパシタ部4aは、図3および図4に示すように、第1の内部電極3a、誘電体層1gおよび第2の内部電極3bを含んでおり、第1の内部電極3aと第2の内部電極3bが誘電体層1gを介して互いに対向するように交互に配置されている。
第1の内部電極3aは、図4(a)に示すように、一端が第1の端面1cに露出しており、第1の外部電極2aに電気的に接続されている。第2の内部電極3bは、図4(b)に示すように、第1の側面1e側にリード部3b1および第2の側面1f側にリード部3b2を有している。リード部3b1は第1の側面1eに露出し、リード部3b2は第2の側面1fに露出している。第2の内部電極3bは、リード部3b1が第3の外部電極2cに電気的に接続され、リード部3b2が第4の外部電極2dに電気的に接続されている。
第2のキャパシタ部4bは、図2に示すように、第1のキャパシタ部4aと第3のキャパシタ部4cとの間に配置されている。また、第2のキャパシタ部4bは、図3および図5に示すように、第3の内部電極3c、誘電体層1gおよび第2の内部電極3bを含んでおり、第3の内部電極3cと第2の内部電極3bが誘電体層1gを介して互いに対向するように交互に配置されている。
第3の内部電極3cは、図5(a)に示すように、一端が第2の端面1dに露出しており、第2の外部電極2bに電気的に接続されている。第2の内部電極3bは、図5(b)に示すように、第1の側面1e側にリード部3b1および第2の側面1f側にリード部3b2を有している。リード部3b1は第1の側面1eに露出し、リード部3b2は第2の側面1fに露出している。第2の内部電極3bは、リード部3b1が第3の外部電極2cに電気的に接続され、リード部3b2が第4の外部電極2dに電気的に接続されている。
第3のキャパシタ部4cは、第1の内部電極3a、誘電体層1gおよび第2の内部電極3bを含んでおり、第1の内部電極3aと第2の内部電極3bが誘電体層1gを介して互いに対向するように交互に配置されている。第3のキャパシタ部4cは、第1のキャパシタ部4aと同じ構成で設けられている。
積層型コンデンサ10は、第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cが第2のキャパシタ部4bよりも大きな容量を有している。容量を異ならせるために、例えば、積層型コンデンサ10は、第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cにおける第1の内部電極3aと第2の内部電極3bとの総積層数を第2のキャパシタ部4bにおける第3の内部電極3cと第2の内部電極3bとの総積層数よりも多くしている。
積層型コンデンサ10は、第2の内部電極3bが第1のキャパシタ部4a、第2のキャパシタ部4bおよび第3のキャパシタ部4cにおいてそれぞれ用いられており、第1〜第3のキャパシタ部4a〜4cにおいて共通である。積層型コンデンサ10は、積層体1内の積層方向において、第1のキャパシタ部4aが第1の内部電極3aと第2の内部電極3bとで容量を形成しており、第2のキャパシタ部4bが第2の内部電極3bと第3の内部電極3cとで容量を形成しており、第3のキャパシタ部4cが第1の内部電極3aと第2の内部電極3bとで容量を形成している。
内部電極3の導電材料は、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)または金(Au)等の金属材料である。または、内部電極3の導電材料は、これらの金属材料の1種以上を含む、例えば、Ag−Pd合金等の合金材料である。内部電極3は、同一の金属材料または合金材料を用いてもよい。また、内部電極3は、厚みが、例えば、0.5(μm)〜2(μm)である。
このように、積層型コンデンサ10において、図3に示すように、積層体1内に第1のキャパシタ部4a、第2のキャパシタ部4bおよび第3のキャパシタ部4cが設けられている。第1のキャパシタ部4aは、第1の内部電極3aと第2の内部電極3bとが第1の面1a側から第2の面1b側に向かって順に配置され、第1の内部電極3aと第2の内部電極3bとの間には誘電体層1gが配置されている。
また、第2のキャパシタ部4bは第2の内部電極3bと第3の内部電極3cとが第1の面1a側から第2の面1b側に向かって順に配置され、第2の内部電極3bと第3の内部電極3cとの間には誘電体層1gが配置されている。
また、第3のキャパシタ部4cは、第1のキャパシタ部4aと同じように、第1の内部電極3aと第2の内部電極3bとが第1の面1a側から第2の面1b側に向かって順に配置され、第1の内部電極3aと第2の内部電極3bとの間には誘電体層1gが配置されている。
図2に示すように、積層型コンデンサ10において、第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cは、第1の面1a側から第2の面1b側に向かって第1の内部電極3aと第2の内部電極3bとがこの順に交互に配置されている。積層型コンデンサ10は、第1の面1a側から第2の面1b側に向かって第2の内部電極3bと第1の内部電極3aとがこの順に交互に配置されていてもよい。
また、図2に示すように、積層型コンデンサ10において、第2のキャパシタ部4bは、第1の面1a側から第2の面1b側に向かって第2の内部電極3bと第3の内部電極3cとがこの順に交互に配置されている。積層型コンデンサ10は、第1の面1a側から第2の面1b側に向かって第3の内部電極3cと第2の内部電極3bとがこの順に交互に配置されていてもよい。内部電極3のそれぞれの積層数は、積層型コンデンサ10の特性等に応じて適宜設計される。
このように、積層型コンデンサ10は、図2に示すような内部電極3の配置には限定されない。例えば、積層型コンデンサ10Aは、図6に示すように、積層方向において、第1のキャパシタ部4aの第1の面1a側の最外層に第2の内部電極3bを配置し、第3のキャパシタ部4cの第2の面側の最外層に第2の内部電極3bを配置することができる。
積層型コンデンサ10Aは、例えば、第2の内部電極3bがグランド用ラインに接続される場合には、積層方向において、第1のキャパシタ部4aの第1の面1a側の最外層に第2の内部電極3bを配置し、第3のキャパシタ部4cの第2の面1b側の最外層に第2の内部電極3bを配置することができる。すなわち、積層型コンデンサ10Aは、第1の面1a側および第2の面1b側にグランド用ラインに接続される第2の内部電極3bを配置することにより、外部からの電界等が遮られるのでシールド性を向上させることができる。
このように、積層型コンデンサ10Aは、第1の面1a側の最外層および第2の面1b側の最外層にグランド用ラインに接続される第2の内部電極3bをそれぞれ配置することにより、シールド性が向上し、例えば、入力耐性以上のノイズまたは静電気による放電等の外乱ノイズの影響を低減することができる。
図7に示すように、積層型コンデンサ10Bは、積層体1内に2つのキャパシタ部を有している。積層型コンデンサ10は、図7に示す積層型コンデンサ10Bのキャパシタ部4Aを第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cの2つキャパシタ部に分割し、積層体1内の積層方向の両端部にそれぞれに配置している。
積層型コンデンサ10Bのキャパシタ部4Aの容量が15(μF)およびキャパシタ部4Bの容量が1(μF)であるとすると、積層型コンデンサ10は、例えば、第1のキャパシタ部4aの容量が7.5(μF)であり、第3のキャパシタ部4cの容量が7.5(μF)であり、第2のキャパシタ部4bの容量が1(μF)である。さらに、積層型コンデンサ10は、積層型コンデンサ10Bのキャパシタ部4Bに相当する第2のキャパシタ部4bを第1のキャパシタ部4aと第3のキャパシタ部4cとの間に配置している。
また、積層型コンデンサ10Bのキャパシタ部4Aの容量が15(μF)およびキャパシタ部4Bの容量が1(μF)であるとすると、積層型コンデンサ10は、例えば、第1のキャパシタ部4aの容量が5(μF)であり、第2のキャパシタ部4bの容量が(1μF)であり、第3のキャパシタ部4cの容量が10(μF)であってもよい。第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cの容量の組み合わせは適宜設定することができる。
図8は、積層型コンデンサ10および積層型コンデンサ10Bを実装基板5上に実装した場合の断面図を示している。積層型コンデンサ10は、積層体1内に3つのキャパシタ部を有している。一方、積層型コンデンサ10Bは、積層体1内に2つのキャパシタ部を有している。L0は、積層型コンデンサ10Bのキャパシタ部4Aのインダクタ成分である。L1は、積層型コンデンサ10の第1のキャパシタ部4aのインダクタ成分である。L3は、積層型コンデンサ10の第3のキャパシタ部4cのインダクタ成分である。
積層型コンデンサ10Bは、図8(b)に示すように、実装基板5上に実装した場合に、キャパシタ部4Aは、実装基板5の表面からの距離(Z方向の距離)が大きいことから、実装基板5の入力端子5aから実装基板5のGND端子5bに流れる電流経路の物理長(ループ長)が長くなり、インダクタ成分L0が大きくなる。
一方、積層型コンデンサ10は、図8(a)に示すように、実装基板5上に実装した場合に、第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cは、実装基板5の表面からの高さ方向(Z方向)の位置が異なっている。
このように、第1のキャパシタ部4aは、実装基板5の表面からの高さ方向(Z方向)の距離が大きいことから、図8(a)に示すように、実装基板5の入力端子5aから実装基板5のGND端子5bに流れる電流経路の物理長(ループ長)が長くなり、インダクタ成分L1が大きくなる。一方、第3のキャパシタ部4cは、実装基板5の表面からの距離(Z方向の距離)が小さいことから、図8(a)に示すように、実装基板5の入力端子5aから実装基板5のGND端子5bに流れる電流経路の物理長(ループ長)が小さくなり、インダクタ成分L3が小さくなる。なお、積層型コンデンサ10Bのキャパシタ部4Aとキャパシタ部4Bとの間の距離は、積層型コンデンサ10の第1のキャパシタ部4aと第2のキャパシタ部4bとの間の距離および第2のキャパシタ部4bと第3のキャパシタ部4cとの間の距離の合計の距離とほぼ同じである。
このように、積層型コンデンサ10は、第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cが異なるインダクタ成分L1およびインダクタ成分L3を有することになる。
また、積層型コンデンサ10は、インダクタ成分L1およびインダクタ成分L3の物理長が互いに異なり、インダクタ成分が互いに異なっており、インダクタ成分L1およびインダクタ成分L3が並列接続となっている。すなわち、積層型コンデンサ10は、第1のキャパシタ部4aのインダクタ成分L1および第3のキャパシタ部4cのインダクタ成分L3の物理長が互いに異なるとともに、第1の外部電極2aと第3の外部電極2cおよび第4の外部電極2dとの間で並列接続となっている。第1のキャパシタ部4aと第3のキャパシタ部4cとで合成されたインダクタ成分は、並列に接続されたインダクタ成分L1およびインダクタ成分L3の2つのインダクタ成分で形成されることになる。
このように、積層型コンデンサ10は、物理長の異なるインダクタ成分L1およびインダクタ成分L3が並列接続されており、積層型コンデンサ10Bのインダクタ成分L0よりも小さく、高周波数領域で低インピーダンス化を実現することができる。したがって、積層型コンデンサ10は、等価直列インダクタンス(ESL)が小さくなり、共振周波数を高周波数領域側にシフトさせることができるので、高周波数領域のノイズを低減することができる。
図9は、積層型コンデンサ10および積層型コンデンサ10Bの周波数帯のインピーダンス特性を示すグラフであり、Aは積層型コンデンサ10のインピーダンス特性を示し、Bは積層型コンデンサ10Bのインピーダンス特性を示している。積層型コンデンサ10は、第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cの容量が7.5(μF)であり、第2のキャパシタ部4bの容量が1(μF)である。また、積層型コンデンサ10Bは、キャパシタ部4Aの容量が15(μF)であり、キャパシタ部4Bの容量が1(μF)である。その他の構成は同じである。なお、積層型コンデンサ10および積層型コンデンサ10Bは、長手方向(X方向)の長さが1.15(mm)であり、短手方向(Y方向)の長さが0.65(mm)であり、高さ方向(Z方向)の長さが0.8(mm)である。
図9に示すように、積層型コンデンサ10は、等価直列インダクタンス(ESL)が小さくなり、共振周波数が高周波数領域側にシフトし、高周波数領域のインピーダンスが積層型コンデンサ10Bよりも小さくなっている。
また、積層型コンデンサ10は、第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cの容量が同じであり、実装基板5に実装する際のキャパシタ部の上下方向に関する方向性がなくなる。したがって、積層型コンデンサ10は、上下の区別なく実装基板5に実装することができる。第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cの容量を同じにするために、積層型コンデンサ10は、例えば、第1のキャパシタ部4a内および第3のキャパシタ部4c内の第1の内部電極3aおよび第2の内部電極3bの総積層数を同じにする。積層型コンデンサ10は、第1のキャパシタ部4aの容量の値を100とした場合に、第3のキャパシタ部4cの容量の値が97〜103の範囲内にあることを容量が同じであるという。
また、積層型コンデンサは、製造プロセスにおいて、上下面からの圧力または収縮応力等が内部電極の配置されていない領域(例えば、積層型コンデンサ10Bの第2の外部電極2b側の領域)で発生し、内部電極が変形しやすくなる。しかしながら、積層型コンデンサ10は、第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cを第2のキャパシタ部4bを間にして積層体1内の積層方向において互いに対称に配置している。第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cは、第2のキャパシタ部4bを間に挟んで上下対称となり、積層型コンデンサ10は、第2の外部電極2b側の領域において、第1のキャパシタ部4aおよび第3のキャパシタ部4cの第1の内部電極3aおよび第2の内部電極3bが変形しにくくなる。また、積層型コンデンサ10は、第2のキャパシタ部4bの第2の内部電極3bおよび第3の内部電極3cが変形しにくくなる。
したがって、積層型コンデンサ10は、積層体1内の第1〜第3の内部電極3a〜3cが変形しにくくなり、信頼性が向上する。また、積層型コンデンサは、実装基板5に実装する際のキャパシタ部の上下方向に関する方向性がなくなる。
ここで、図1に示す積層型コンデンサ10の製造方法の一例を説明する。
複数の第1〜第3のセラミックグリーンシートを準備する。第1のセラミックグリーンシートは第1の内部電極3aを形成するものである。第2のセラミックグリーンシートは第2の内部電極3bを形成するものである。第3のセラミックグリーンシートは第3の内部電極3cを形成するものである。
複数の第1のセラミックグリーンシートは、セラミックグリーンシート上に、第1の内部電極3aの導体ペースト層を第1の内部電極3a用の導体ペーストを用いて形成する。なお、第1のセラミックグリーンシートには、多数個の積層型コンデンサ10を得るために、1枚のセラミックグリーンシート内に第1の内部電極3aが複数個形成される。
また、複数の第2のセラミックグリーンシートは、セラミックグリーンシート上に、第2の内部電極3bの導体ペースト層を第2の内部電極3b用の導体ペーストを用いて形成する。なお、第2のセラミックグリーンシートには、多数個の積層型コンデンサ10を得るために、1枚のセラミックグリーンシート内に第2の内部電極3bが複数個形成される。
また、複数の第3のセラミックグリーンシートには、セラミックグリーンシート上に、第3の内部電極3cの導体ペースト層を第3の内部電極3c用の導体ペーストを用いて形成する。なお、第3のセラミックグリーンシートには、多数個の積層型コンデンサ10を得るために、1枚のセラミックグリーンシート内に第3の内部電極3cが複数個形成される。
上述の内部電極3の導体ペースト層は、セラミックグリーンシート上に、例えば、それぞれの導体ペーストを所定のパターン形状でスクリーン印刷法を用いて形成される。
なお、第1〜第3のセラミックグリーンシートは誘電体層1gとなり、第1の内部電極3aの導体ペースト層は第1の内部電極3aとなり、第2の内部電極3bの導体ペースト層は第2の内部電極3bとなり、第3の内部電極3cの導体ペースト層は第3の内部電極3cとなる。
セラミックグリーンシートの材料は、例えば、BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3またはCaZrO3等の誘電体セラミックスを主成分とする。副成分として、例えば、Mn化合物、Fe化合物、Cr化合物、Co化合物またはNi化合物等が添加されたものを用いてもよい。
第1〜第3のセラミックグリーンシートは、誘電体セラミックスの原料粉末および有機バインダに適当な有機溶剤等を添加して混合することによって泥漿状のセラミックスラリーを作製し、ドクターブレード法等を用いて成形する。
内部電極3用の導体ペーストは、上述した内部電極3の導体材料(金属材料)の粉末に添加剤(誘電体材料)、バインダ、溶剤、分散剤等を加えて混練することで作製される。内部電極3の導電材料は、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)または金(Au)等の金属材料である。または、内部電極3の導電材料は、これらの金属材料の1種以上を含む、例えば、Ag−Pd合金等の合金材料である。内部電極3は、同一の金属材料または合金材料を用いてもよい。
例えば、第1〜第3のセラミックグリーンシートを図3に示すように順次積層する。そして、内部電極を形成していないセラミックグリーンシートを積層方向(Z方向)の最外層にそれぞれ積層して、図3に示すような積層体とする。
このように積層された積層体は、プレスして一体化することによって、多数個の生積層体1を含む大型の生積層体となる。この大型の生積層体を切断することによって、図1に示す積層型コンデンサ10の積層体1となる生積層体1を得ることができる。大型の生積層体の切断は、例えば、ダイシングブレード等を用いて行なうことができる。
そして、積層体1は、生積層体を、例えば、800(℃)〜1300(℃)で焼成して得られる。焼成によって、複数の第1〜第3のセラミックグリーンシートが誘電体層1gとなり、第1の内部電極3aの導体ペースト層が第1の内部電極3aとなり、第2の内部電極3bの導体ペースト層が第2の内部電極3bとなり、第3の内部電極3cの導体ペースト層が第3の内部電極3cとなる。また、積層体1は、例えば、バレル研磨等の研磨手段を用いて角部または辺部を丸めることによって、角部または辺部が欠けにくいものとなる。
次に、第1の外部電極2aおよび第2の外部電極2bは、例えば、積層体1の第1の端面1cおよび第2の端面1dに第1の外部電極2a用および第2の外部電極2b用の導電ペーストを塗布して、焼き付けることによって形成する。第1の外部電極2a用および第2の外部電極2b用の導電ペーストは、上述した第1の外部電極2aおよび第2の外部電極2bを構成する金属材料の粉末にバインダ、溶剤および分散剤等を加えて混練することで作製される。
また、第3の外部電極2cおよび第4の外部電極2dは、例えば、ローラ転写法を用いて、第3の外部電極2c用および第4の外部電極2d用の導電性ペーストを第1の側面1eおよび第2の側面1fに形成する。具体的には、ローラ転写法を用いて、第3の外部電極2c用および第4の外部電極2d用の導電性ペーストを第1の側面1eおよび第2の側面1fに転写することよって、導電性ペーストは、第1の側面1e(第2の側面1f)に設けられるとともに、第1の面1aおよび第2の面1bに延在することになる。
外部電極2は、外部電極2の保護または積層型コンデンサ10の実装性の向上等のために、表面に金属層が形成される。金属層は、例えば、めっき法を用いて形成される。外部電極2は、例えば、Niめっき層とNiめっき層上にSnめっき層が形成される。
また、外部電極2の形成方法は、導体ペーストを焼き付ける方法以外に、蒸着法、めっき法またはスパッタリング法等の薄膜形成法を用いてもよい。
本開示は、上述の実施の形態の積層型コンデンサ10に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
1 積層体
1a 第1の面
1b 第2の面
1c 第1の端面
1d 第2の端面
1e 第1の側面
1f 第2の側面
1g 誘電体層
2 外部電極
2a 第1の外部電極
2b 第2の外部電極
2c 第3の外部電極
2d 第4の外部電極
3 内部電極
3a 第1の内部電極
3b 第2の内部電極
3c 第3の内部電極
4 キャパシタ部
4a 第1のキャパシタ部
4b 第2のキャパシタ部
4c 第3のキャパシタ部
5 実装基板
5a 入力端子
5b GND端子
10、10A、10B 積層型コンデンサ
1a 第1の面
1b 第2の面
1c 第1の端面
1d 第2の端面
1e 第1の側面
1f 第2の側面
1g 誘電体層
2 外部電極
2a 第1の外部電極
2b 第2の外部電極
2c 第3の外部電極
2d 第4の外部電極
3 内部電極
3a 第1の内部電極
3b 第2の内部電極
3c 第3の内部電極
4 キャパシタ部
4a 第1のキャパシタ部
4b 第2のキャパシタ部
4c 第3のキャパシタ部
5 実装基板
5a 入力端子
5b GND端子
10、10A、10B 積層型コンデンサ
Claims (5)
- 複数の誘電体層が積層された、対向する第1の面と第2の面、対向する第1の側面と第2の側面および対向する第1の端面と第2の端面を有する直方体状の積層体と、
前記第1の端面に配置された第1の外部電極、前記第2の端面に配置された第2の外部電極、前記第1の側面に配置された第3の外部電極および前記第2の側面に配置された第4の外部電極と、
前記積層体内に積層方向に従って前記第1の面から前記第2の面に向かって配列された第1のキャパシタ部、第2のキャパシタ部および第3のキャパシタ部と、を備えており、
前記第1のキャパシタ部および前記第3のキャパシタ部は、前記第1の端面に露出した、前記第1の外部電極に電気的に接続された第1の内部電極と前記第1の側面および前記第2の側面のそれぞれに露出した、前記第3の外部電極および前記第4の外部電極に電気的に接続された第2の内部電極とが前記誘電体層を介して互いに対向するように交互に配置され、
第2のキャパシタ部は、前記第1のキャパシタ部と前記第3のキャパシタ部との間に配置されており、前記第2の端面に露出した、前記第2の外部電極に電気的に接続された第3の内部電極と前記第1の側面および前記第2の側面のそれぞれに露出した、前記第3の外部電極および前記第4の外部電極に電気的に接続された第2の内部電極とが前記誘電体層を介して対向するように交互に配置されており、
前記第1のキャパシタ部および前記第3のキャパシタ部は、前記第2のキャパシタ部よりも大きな容量を有しており、
前記第1のキャパシタ部および前記第3のキャパシタ部のインダクタ成分は、互いに物理長が異なるとともに前記第1の外部電極と前記第3の外部電極および前記第4の外部電極との間で並列接続となっていることを特徴とする積層型コンデンサ。 - 前記第1のキャパシタ部および前記第3のキャパシタ部における前記第1の内部電極および前記第2の内部電極の総積層数は、前記第2のキャパシタ部における前記第2の内部電極および前記第3の内部電極の総積層数よりも多いことを特徴とする請求項1に記載の積層型コンデンサ。
- 前記第1のキャパシタ部および前記第3のキャパシタ部は、容量が同じであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の積層型コンデンサ。
- 前記第1のキャパシタ部および前記第3のキャパシタ部における前記第1の内部電極および前記第2の内部電極の総積層数が同じであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の積層型コンデンサ。
- 前記第1のキャパシタ部および前記第3のキャパシタ部は、前記第2のキャパシタ部を間にして前記積層体の積層方向において互いに対称に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の積層型コンデンサ。
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