JP2010199269A - コンデンサおよびコンデンサモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 低ＥＳＬかつ高ＥＳＲで、デカップリング回路に好適なコンデンサを提供する。
【解決手段】 直方体状の積層体の内部に、誘電体層を挟んで交互に、第１内部電極ならびに第２内部電極がそれぞれ対向して複数配置されており、第１内部電極および第２内部電極は、それぞれ、積層体の内縁部に配置されて第１外部電極または第２外部電極と接続した帯状の導出部と、導出部の端から誘電体層の中央部にかけて形成された帯状の接続部と、誘電体層の中央部において接続部と接続するとともに、導出部および接続部との間に一定の距離を隔てて形成された主容量部とを備え、第１内部電極の接続部と第２内部電極の接続部とが対向しているコンデンサである。第１内部電極および第２内部電極に接続部が形成されているので、電流経路が長くなり、接続部同士はそれぞれ対向して配置されているので、低ＥＳＬかつ高ＥＳＲな積層コンデンサとすることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は電子回路に使用される積層コンデンサに関し、特に高周波で動作するＩＣチップに対して使用されるデカップリング回路に用いるコンデンサとして好適に用いられる積層コンデンサに関する。

従来、ＩＣチップと電源との間には、電源からＩＣチップへの電源ノイズの侵入を防ぐためのデカップリング回路を接続する必要があった。

デカップリング回路は、低周波数から高周波数までの広い周波数帯域でノイズをグランドに流すことにより電流の変動を取り除くようにした回路である。このような機能は、広い周波数帯域でグランドとの間のインピーダンスが低い特性であるコンデンサを用いることにより得られるものである。このような機能を有するデカップリング回路は、自己共振周波数の異なるコンデンサを複数並列接続し、それぞれのコンデンサの自己共振周波数付近のインピーダンスが最も低くなる周波数帯域を、対象とする広い周波数帯域において低周波数側から高周波数側まで連続するように配置することによって構成される。そして、デカップリング回路の高周波数側に対応して採用されるコンデンサとしては、例えば積層コンデンサが好適に用いられている。

デカップリング回路に従来用いられている積層コンデンサとしては、例えば、複数の長方形状の誘電体層を積層して成る直方体状の積層体と、この積層体の内部で誘電体層を挟んで容量形成部が互いに対向するように交互に配置された複数の第１内部電極および第２内部電極と、積層体の一方の端面および他方の端面に、それぞれ積層方向に渡って形成され、第１内部電極同士または第２内部電極同士をそれぞれ電気的に接続する第１外部電極および第２外部電極とを備えた積層コンデンサが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開2004−296940号公報

従来の積層コンデンサは、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ：Equivalent Series Inductance）を低くするために電流の経路を短くしているので、等価直列抵抗（ＥＳＲ：Equivalent Series Resistance）も低いものとなっており、このような積層コンデンサでは自己共振周波数付近においてインピーダンスが極端に低くなるとともに、反共振周波数付近においてはインピーダンスが極端に高くなるという急峻なインピーダンス特性を有していた。デカップリング回路にこのような積層コンデンサを複数用いた場合には、反共振周波数においてインピーダンスが極端に高くなってしまう。その結果、このような周波数帯では、反共振周波数付近でノイズをグランドに流すことができないという問題があった。

この問題を解決するためには、インピーダンス特性が複合された部分での共振周波数と反共振周波数の高低差を小さくして平坦なインピーダンス特性を得る必要があり、そのために、コンデンサのＥＳＲを高くするという対策がとられていた。

一方で、ＥＳＬは自己共振周波数を決定する値であり、ＥＳＬが高くなるのに伴い自己共振周波数が低くなる。また、自己共振周波数より高い周波数域においては、コンデンサとして機能しなくなる。従って、ＥＳＬの値を小さくすることで、自己共振周波数を高くすることができ、より高い周波数域までコンデンサとして機能させるためにＥＳＬを低くする必要があった。

このため、デカップリング回路に用いるコンデンサはＥＳＲが低くなり過ぎないようにしておかなければならないが、ＥＳＲを高くするために電流経路を長くすると、ＥＳＬが高くなるという問題点がある。例えば、上述した従来の積層コンデンサにおいて、第１外部電極と第２外部電極との間隔を長くして第１内部電極および第２内部電極に流れる電流の経路を長くすると、ＥＳＲを高くすることはできるもののＥＳＬも高くなってしまうという問題があった。

本発明は上記のような従来の積層コンデンサにおける問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、低ＥＳＬであり、かつ高ＥＳＲの積層コンデンサを提供することにある。

本発明のコンデンサは、複数の四角形状の誘電体層を積層してなる積層体の内部に、前記誘電体層を挟んで交互に、前記積層体の対向する一対の外側面に形成された第１外部電極と電気的に接続された第１内部電極ならびに前記一対の外側面とは異なる他の対向する一対の外側面に形成された第２外部電極と電気的に接続された第２内部電極がそれぞれ対向して複数配置されたコンデンサであって、前記第１内部電極および前記第２内部電極は、それぞれ、前記積層体の内縁部に配置されて前記第１外部電極または第２外部電極と接続した帯状の導出部と、該導出部の端から前記誘電体層の中央部にかけて形成された帯状の接続部と、前記誘電体層の中央部において前記接続部と接続するとともに、前記導出部および前記接続部との間に一定の距離を隔てて形成された主容量部とを備え、前記第１内部電極の接続部と前記第２内部電極の接続部とが対向していることを特徴とするものである。

また、本発明のコンデンサモジュールは、前記コンデンサを、複数個、平面的に配置するとともに、環状の金属からなる複数の第１端子電極および第２端子電極を前記コンデンサ間に平面的に配置して、前記第１端子電極で前記第１導出部同士を電気的に接続し、前記第２端子電極で前記第２導出部同士を電気的に接続してなることを特徴とするものである。

本発明のコンデンサによれば、上記構成を備えることから、第１外部電極から電流が入る場合であれば、電流は、第１内部電極の帯状の導出部および帯状の接続部を通り、第１内部電極の中央へと流れ、さらに、誘電体層を介して第２内部電極の中央から第２内部電極の帯状の接続部および帯状の導出部を通って第２外部電極へと流れる。上記の電流経路は、第１内部電極および第２内部電極に帯状の接続部が形成されていることから、長くなっている。また、接続部は、帯状に形成されているので、その断面積が小さい。従って、本発明のコンデンサは、第１内部電極および第２内部電極に、帯状の接続部が形成されていることにより、ＥＳＲを高くすることができる。さらに、第１内部電極の帯状の接続部と第２内部電極の帯状の接続部とが誘電体層を介して対向し、積層方向に互いに重なった状態で形成されており、第１内部電極の帯状の接続部を流れる電流の方向と第２内部電極の帯状の接続部を流れる電流の方向とが逆になっていることから、第１内部電極の接続部で発生するインダクタンスと第２内部電極の接続部で発生するインダクタンスとが打ち消しあうので、ＥＳＬの増加を抑えることができる。従って、ＥＳＬを高くすることなく、ＥＳＲを高くすることにより、低ＥＳＬかつ高ＥＳＲの積層コンデンサを提供することができる。このようなコンデンサを複数用いることにより、全体のインピ−ダンスを低く抑えたままで自己共振周波数が近いコンデンサ同士によって形成される反共振周波数におけるインピーダンスを低く抑えることが出来るので、ノイズをグランドに流しやすくすることができる。

また、本発明のコンデンサモジュールによれば、上記のコンデンサを複数個、平面的に配置して、環状の金属からなる複数の第１端子電極および第２端子電極をコンデンサの間に平面的に配置して、第１端子電極で第１外部電極同士を電気的に接続し、第２端子電極で第２外部電極同士を電気的に接続してなることから、ＩＣチップのデカップリング回路に用いるときにＩＣチップの電源端子用はんだバンプを環状の第１端子電極および第２端子電極の内部に配置させることができるので、コンデンサモジュールを構成するコンデンサがデカップリング回路の一部としてＩＣチップの電源端子用はんだバンプ間に配置されることとなり、配線長が最短となって低ＥＳＬ化を図ることができ、有効周波数領域を高周波側に移すことができる。また、ＩＣチップ下に実装できるので全体の実装面積を少なく出来る。

そして、ＩＣチップの電源端子用はんだバンプ間に納まる小型のコンデンサ間を環状の金属からなる第１端子電極および第２端子電極によってつなぎ、平面的に一体化していることから、コンデンサモジュールを電源端子用はんだバンプの高さ程度にまで薄く形成しても、製造工程における運搬時や製造後の実装時における衝撃による曲げ応力が金属部分の撓みにより緩和されるので、曲げの力に対して容易に破壊することがない一定の強度を得ることができる。

（ａ）は本発明のコンデンサの実施の形態の一例を示す外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のコンデンサのＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は図１に示すコンデンサの第１内部電極５が形成された誘電体層７を上方から見た平面図であり、（ｂ）は図１に示すコンデンサの第２内部電極６が形成された誘電体層７を上方から見た平面図である。 （ａ）は図１に示すコンデンサの第１内部電極５が形成された誘電体層７を上方から見た平面図の他の例であり、（ｂ）は図１に示すコンデンサの第２内部電極６が形成された誘電体層７を上方から見た平面図の他の例である。 （ａ）は本発明のコンデンサモジュールの実施の形態の例を示す外観斜視図であり、（ｂ）は本発明のコンデンサモジュールの実施の形態の例を上方から見た平面図である。 図４に示す第１端子電極21または第２端子電極22の拡大図である。 （ａ）は本発明のコンデンサモジュールの実施の形態の例の実装前の断面図であり、（ｂ）は本発明のコンデンサモジュールの実施の形態の例の実装時の断面図である。 デカップリング回路のインピーダンス特性を示す線図である。

以下に、本発明のコンデンサおよびコンデンサモジュールについて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１（ａ）は本発明のコンデンサの実施の形態の例を示す外観斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すコンデンサ１のＡ−Ａ線断面図である。図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すコンデンサ１の第１内部電極５が形成された誘電体層７および第２内部電極６が形成された誘電体層７を上方から見た平面図である。図３（ａ）は第１内部電極５の実施の形態の他の例を示す平面図であり、図３（ｂ）は第２内部電極６の実施の形態の他の例を示す平面図である。図３において、図２と同様の部位には同様の符号を付している。図４（ａ）は本発明のコンデンサモジュールの実施の形態の例を示す外観斜視図であり、図４（ｂ）は本発明のコンデンサモジュールの実施の形態の例を上方から見た平面図である。図５は、図４に示す第１端子電極21または第２端子電極22の拡大図である。図６（ａ）は本発明のコンデンサモジュールの実施の形態の例の実装前の断面図であり、図６（ｂ）は本発明のコンデンサモジュールの実施の形態の例の実装時の断面図である。これらの図において、１はコンデンサ、２は第１外部電極、３は第２外部電極、４は積層体、５は第１内部電極、６は第２内部電極、７は誘電体層、10はコンデンサモジュール、11は第１導出部、12は第２導出部、13は第１接続部、14は第２接続部、15は第１主容量部、16は第２主容量部、21は第１端子電極、22は第２端子電極、23は貫通孔、24はＩＣチップ、25は電源端子用はんだバンプ、26は実装基板である。

図１（ａ）および（ｂ）に示すコンデンサ１は、複数の誘電体層７を積層してなる積層体４の内部に、誘電体層７を挟んで互いに対向するように交互に複数配置された、複数の第１内部電極５および第２内部電極６が形成されて構成されたものである。

また、直方体状のコンデンサ１の４つの側面のうち対向する一対の側面に第１外部電極２が形成され、第１外部電極２が形成されていない一対の側面に第２外部電極３が形成されている。

積層体４は、複数の方形状の誘電体層７を、例えば50層〜1000層積層して形成されている。なお、図１（ｂ）においては、簡略化して説明するために、積層体４の積層数を省略して示している。

誘電体層７は、１層当り１μｍ〜５μｍの厚みで、上方から見て方形状に形成されている。この誘電体層７を形成する材料としては、例えば、チタン酸バリウム，チタン酸カルシウム，チタン酸ストロンチウム等の比誘電率が比較的高いセラミックスを主成分とする誘電体材料が用いられる。

第１外部電極２は、複数の第１内部電極５をつないで、また、第２外部電極３は、複数の第２内部電極６をつないで積層方向に渡って被着されて形成されている。これら第１外部電極２および第２外部電極３の材料としては、例えばニッケル，銅，銀，パラジウム等の金属を主成分とする導体材料が用いられ、２μｍ〜20μｍの厚みでそれぞれ積層体１に被着されている。このような内部電極と接続された外部電極が、外部の電気回路と電気的に接続されることによりコンデンサ内に電流が流れる。

図２（ａ）および（ｂ）に示す第１内部電極５および第２内部電極６は、外部との絶縁性を保つために、第１導出部11，第２導出部12を除く周縁が誘電体層７の周縁よりも若干内側に位置しており、0.5μｍ〜２μｍの厚みに形成されている。材料としては、例えば、ニッケル，銅，ニッケル−銅，銀−パラジウム等の金属を主成分とする導体材料が用いられる。

このような図２（ａ）に示す第１内部電極５は、積層体４の誘電体層７間の内縁部で、誘電体層７の対向する一対の辺に沿って形成され、第１外部電極２と電気的に接続した帯状の第１導出部11と、第１導出部11の両端から誘電体層７の中央部にかけて形成された帯状の第１接続部13と、誘電体層７の中央部において第１接続部13と接続するとともに、第１導出部11および第１接続部13との間に一定の距離を隔てて形成された主容量部15とを備えている。

また図２（ｂ）に示す第２内部電極６は、積層体４の誘電体層７間の内縁部で、誘電体層７の対向する一対の辺に沿って形成され、第２外部電極３と電気的に接続した帯状の第２導出部12と、第２導出部12の端から誘電体層７の中央部にかけて形成された帯状の第２接続部14と、誘電体層７の中央部において第２接続部14と接続するとともに、第２導出部12および第２接続部14との間に一定の距離を隔てて形成された主容量部15とを備えている。

第１内部電極５は、積層体４の対向する一対の外側面に形成された第１外部電極２と第１導出部11で電気的に接続されており、第２内部電極６は第１外部電極２が形成された外側面とは異なる他の対向する一対の外側面に形成された第２外部電極３と第２導出部12で電気的に接続されている。

また、第１導出部11および第２導出部12の幅は20μｍ〜40μｍ、第１接続部13および第２接続部14の幅は20μｍ〜40μｍ、第１導出部11および第１接続部13と主容量部15との間の間隔ならびに、第２導出部12および第２接続部14と主容量部15との間の間隔は20μｍ〜40μｍとなるように形成されている。

コンデンサは、一般的に対向し合う内部電極の間で静電容量を得るものであり、本例のコンデンサ１では、主に、第１内部電極５の第１主容量部15と第２内部電極６の第２主容量部16とが対向した領域で静電容量を得ることができる。

第１導出部11は、第１内部電極５を積層体４の側面へ導出する部分であり、第１外部電極２と接続するための部分である。また、第２導出部12は、第２内部電極６を積層体４の側面へ導出する部分であり、第２外部電極３と接続するための部分である。

このような本例のコンデンサ１では、第１外部電極２から電流が入る場合であれば、電流は、第１内部電極５の第１導出部11および帯状の第１接続部13を通り、第１内部電極５の中央へと流れ、さらに、誘電体層７を介して第２内部電極６の中央から第２内部電極６の第２接続部14および第２導出部12を通って第２外部電極３へと流れる。上記の電流経路は、途中に帯状の第１接続部13および第２接続部14が形成されていることから、長くなっている。また、第１接続部13および第２接続部14は、帯状に形成されているので、その断面積が小さい。従って、第１接続部13および第２接続部14が形成されていることにより、本例のコンデンサ１は、ＥＳＲを高くすることができる。また、本例のコンデンサ１は、第１内部電極５の帯状の第１接続部13と第２内部電極６の帯状の第２接続部14とが、誘電体層７を介して対向し、積層方向に互いに重なった状態で形成されており、第１内部電極５の帯状の第１接続部13を流れる電流の方向と第２内部電極６の帯状の第２接続部14を流れる電流の方向とが逆になっていることから、第１接続部13で発生するインダクタンスと第２接続部14で発生するインダクタンスとが打ち消し合うので、ＥＳＬの増加を抑えることができる。従って、ＥＳＬを高くすることなく、ＥＳＲを所望の値まで高くすることにより、低ＥＳＬかつ高ＥＳＲの積層コンデンサとすることができる。このような本例のコンデンサ１を複数用いることにより、全体のインピ−ダンスを低く抑えたままで自己共振周波数が近いコンデンサ同士によって形成される反共振周波数におけるインピーダンスを低く抑えることが出来るので、ノイズをグランドに流しやすくすることができる。

図１（ａ）および（ｂ），図２（ａ）および（ｂ）ならびに図４（ａ）および（ｂ）に示したコンデンサ１は、例えば以下に示す方法により製造される。

誘電体層７がチタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料から成る場合であれば、チタン酸バリウムの粉末に適当な有機溶剤，ガラスフリット，有機バインダ等を添加・混合して泥漿状のセラミックスラリーとなすとともに、このセラミックスラリーをドクターブレード法等によって所定厚みに形成してセラミックグリーンシートを作製する。

次に、セラミックグリーンシートを所定形状に複数枚に分割し、各セラミックグリーンシートの一主面に、例えば、ニッケルの粉末に適当な有機溶剤，ガラスフリット，有機バインダ等を添加・混合して得た導体ペーストを、スクリーン印刷法等によって所定パターンに印刷・塗布する。

得られたセラミックグリーンシートを所定の枚数だけ積層して圧着することにより、複数のセラミックグリーンシートからなる積層シートを形成し、これを個々のコンデンサ１に対応する個片の生積層体に切断分離する。

この切断分離した個片の生積層体を、例えば1100℃〜1400℃の温度で焼成することにより、複数の誘電体層７を積層して成る積層体４を得ることができる。

図３（ａ）および（ｂ）に示す例において、第１内部電極５は、帯状の第１導出部11の一方端から誘電体層７の中央部にかけて形成された帯状の第１接続部13と、主容量部15とを備えており、第２内部電極６は、帯状の第２導出部12の一方端から誘電体層７の中央部にかけて形成された帯状の第２接続部14と、主容量部15とを備えている。

図３（ａ）および（ｂ）に示す例の内部電極を用いたコンデンサにおいては、第１導出部11の２つの端のうちの一方端と第１接続部13とが接続され、第２導出部12の２つの端のうちの一方端と第２接続部14とが接続されていることから、導出部の両端から接続部を形成した場合に比べて、第１接続部13および第２接続部14の数を減らすことで、幅をより狭くして、電流路の断面積をさらに小さくすることも容易にできるので、ＥＳＲをさらに高くするために有効である。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示すコンデンサモジュール10は、複数のコンデンサ１と複数の第１端子電極21および複数の第２端子電極22により構成されたものである。

また、本例のコンデンサモジュール10は、平面的に配置した際に複数のコンデンサ１および複数の第１端子電極21が前後方向または左右方向に交互に互いに接して配置されており、複数のコンデンサ１の第１端子電極21が配置されていない一対の面の方向に、複数の第２端子電極22と複数のコンデンサ１とが交互に互いに接して配置されたものである。また、それぞれの第１端子電極21には１個または２個または４個のコンデンサ１の外部電極が接して配置されており、それぞれの第２端子電極22には１個または２個または４個のコンデンサ１の外部電極が接して配置されている。ここで用いる複数の第１端子電極21および複数の第２端子電極22は、環状に形成された金属である。

なお、本例のコンデンサモジュール10においては、直方体状のコンデンサ１の積層体４の４つの側面には、銅等の金属を主成分とする導体粉末をビヒクル中に分散させてなる導体ペーストを塗布して焼き付けてなる第１外部電極２および第２外部電極３が形成されており、第１内部電極５の第１導出部11が形成された一対の側面のそれぞれに第１外部電極２が形成されて第１導出部11と接続され、第２内部電極６の第２導出部12が形成された他の対向する一対の側面のそれぞれに第２外部電極３が形成されて第２導出部12と接続されたものである。そして、本例のコンデンサモジュール10は、図４（ａ）および（ｂ）に示す第１端子電極21が第１外部電極２を介して第１内部電極５の第１導出部11と電気的に接続され、第２端子電極22が第２外部電極３を介して第２内部電極６の第２導出部12と電気的に接続されていることから、コンデンサ１と第１接続部13および第２接続部14との接続が積層体４に焼き付けられた第１外部電極２または第２外部電極３を介したものとなっている。そのため、コンデンサ１と第１端子電極21および第２端子電極22との接続が強いものとなっている。

次に、図５は図１（ａ）に示した第１端子電極21または第２端子電極22の拡大図である。第１端子電極21および第２端子電極22は内部にはんだバンプを配置できる程度の内径の貫通孔23を有しており、例えばニッケル，銅等の金属を主成分とする導体材料によって形成されたものである。

図５に示した第１端子電極21および第２端子電極22は、例えば、ニッケル，銅等の金属を主成分とする導体材料によって、膜厚が0.1ｍｍで内径が0.7ｍｍの金属チューブを0.5ｍｍの長さにカットすることにより形成されるものである。

また、第１端子電極21および第２端子電極22の貫通孔23は、コンデンサ１の主面と同一方向に向かって開口している。

上記のように構成されるコンデンサモジュール10は、第１端子電極21と第２端子電極22との間に所定の電圧が印加されると、第１内部電極５と第２内部電極６との間に位置する誘電体層７の誘電率，厚み，対向面積および層数により設定される静電容量に応じた電荷が蓄積される。

上述したコンデンサモジュール10は、デカップリングコンデンサとしてデカップリング回路に好適に用いられる。デカップリング回路は、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）等のＩＣチップに電力を供給する電源回路に接続され、電源ラインとグランドとの間のリアクタンスを０に近付けることで、交流成分をグランドへ流し、電源ノイズや放射電磁雑音（ＥＭＩノイズ）を除去する役割を果たしている。

次に、図６（ａ）は本発明の実施の形態の第１の例のコンデンサモジュール10をＩＣチップと接続する前の断面図であり、図６（ｂ）は本発明の実施の形態の第１の例のコンデンサモジュール10をＩＣチップと接続した時の断面図である。なお、図６（ａ）および（ｂ）に示したコンデンサモジュール10は、コンデンサ１および第１端子電極21の並びにおける断面を示している。

この場合のコンデンサモジュール10は、例えば、実装装置を用いてコンデンサ１の上側に吸着ノズルを当てて持ち上げることにより運搬し、実装基板26上に載置する。しかる後に、ＩＣチップ24を、電源端子用はんだバンプ25が第１端子電極21の貫通孔23内に配置するようにしてＩＣチップ24を実装基板26に載置し、リフローはんだ付けを行なうことで電源端子用はんだバンプ25を溶融させて第１端子電極21の貫通孔23の内壁に接着するとともに、実装基板26とＩＣチップ24の電源端子用はんだバンプ25とを接続する。また、図示していないが、第２端子電極22も第１端子電極21の場合と同様な手順で接続する。

このような本例のコンデンサモジュール10では、コンデンサ１と第１端子電極21および第２端子電極22とは、平面的に配置したとき、前後方向および左右方向に１つ置きに配置され、それぞれが斜め方向に連続となるように配置されており、ＩＣチップ24の端子電極間にコンデンサ１を高い密度で実装できるため、ＩＣチップ24の端子電極間の通常利用されない空間を、コンデンサモジュールを配置することにより有効に利用することができる。

また、従来のデカップリング回路においてはコンデンサモジュールとＩＣチップの電源端子との間を接続する配線にはインダクタンスが存在しており、このインダクタンス成分が配線長に比例して大きくなるため、配線を短くした構造が求められている。

この点に関して、本発明の実施の形態の第１の例のコンデンサモジュール10によれば、ＩＣチップ24の電源端子用はんだバンプ25を、環状の第１端子電極21および第２端子電極22の内部に配置させることができるので、コンデンサモジュール10を構成するコンデンサ１が、デカップリング回路の一部としてＩＣチップ24の電源端子用はんだバンプ25間に配置されることにより配線長が最短となり、低ＥＳＬ化を図ることができる。

そして、ＩＣチップ24の電源端子用はんだバンプ25間に納まる小型のコンデンサ１間を環状の金属からなる第１端子電極21および第２端子電極22によってつなぎ、平面的に一体化していることから、コンデンサ１を電源端子用はんだバンプ25の高さ程度にまで薄く形成しても、製造工程における運搬時や製造後の実装時の衝撃による曲げ応力が金属部分の撓みにより緩和されるので、曲げの力に対して容易に破壊することがない一定の強度を得ることができる。

また、コンデンサ１の対向する一対の側面に第１導出部11が形成され、一対の側面とは異なる他の対向する一対の側面に第２導出部12が形成されているときには、複数の第１端子電極21および複数の第２端子電極22が縦横に交互に平面的に配置され、最短距離で隣り合う第１端子電極21および第２端子電極22で囲まれた位置に、コンデンサ１が配置されることになり、第１端子電極21と第２端子電極22との間隔をコンデンサ１の１つ分よりも狭くすることができるので、電源端子用はんだバンプ25の配置密度が高いＩＣチップ24に対するデカップリング回路に好適に利用できる。

図４（ａ）に示すコンデンサモジュール10は、図１に示すコンデンサ１と図５に示す第１端子電極21および第２端子電極22を例えば、以下に示すような方法で一体とすることにより製造される。

まず、ＩＣチップ24の電源端子用はんだバンプ25の配列と同じ配列寸法で例えば0.5ｍｍ径の突起部を形成した絶縁体治具を準備し、絶縁体治具の突起部にＩＣチップ24の電源端子用はんだバンプ25と同数の第１端子電極21および第２端子電極22をはめこんで配置しておいて、第１端子電極21および第２端子電極22間にコンデンサ１を配置し、これら全体をメッキ液に浸漬してコンデンサ１の第１内部電極５の第１導出部11に第１端子電極21を、コンデンサ１の第２内部電極６の第２導出部12に第２端子電極22を、それぞれメッキ膜で接着し一体化することによりコンデンサモジュール10を製造する。メッキ液に用いる金属成分としては、例えば、銅やニッケル等が用いられる。

また、従来のコンデンサモジュールでは、使用するＩＣチップの電源端子用はんだバンプ数の仕様変更が発生した場合に、設計の変更やコンデンサモジュールの製作に時間がかかり、顧客の要求に素早く対応できないといった問題点もあったが、本発明のコンデンサモジュール10によれば、コンデンサ１と第１端子電極21及び第２端子電極22の組合せによって、ＩＣチップ24の電源端子用はんだバンプ25の数の個別仕様に対応できるので、顧客の仕様変更に素早く応えることができる。

なお、本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明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。

例えば、上述の実施の形態の例では、コンデンサ１を形成する誘電体層７として上方から見た形状が方形状のものを用いているが、誘電体層７は方形状の角部が丸みを帯びたものを用いることも可能である。誘電体層７の角部が丸みを帯びている場合は、角部での欠けや割れを防止できる。

また、上述の実施の形態の例では、コンデンサモジュール10の第１端子電極21および第２端子電極22には角のない円環状に形成された金属を用いているが、例えば、主面が多角形の柱状の金属で主面間に貫通孔を設けた形状のものを第１端子電極および第２端子電極として用いることも可能である。この場合は、第１端子電極および第２端子電極の外周面が複数の平面から成るため、コンデンサ１と第１端子電極および第２端子電極との接合が容易である。

本発明のコンデンサモジュールの実施例について説明する。

ここでは、積層体４を、チタン酸バリウムを主成分とする強誘電体セラミックスから成り、厚みが３μｍの誘電体層７を50層積層する構成とし、ニッケルを主成分とする導体材料で厚みが３μｍの第１内部電極５および第２内部電極６を積層体４の誘電体層７を挟んで互いに対向するよう交互に配置して構成し、第１内部電極５の第１導出部11はコンデンサ１の対向する一対の側面に形成し、第２内部電極６の第２導出部12は第１導出部11が形成された一対の側面とは異なる他の対向する一対の側面に形成して、各側面の第１導出部11または第２導出部12に接続されるように銅を主成分とする外部電極５，６を側面に焼き付けて、縦横の外形寸法がともに1.0ｍｍで厚さが0.5ｍｍの直方体状のコンデンサ１を４個製造した。

第１内部電極５は、積層体４の誘電体７の対向する一対の辺に沿って形成され、第１外部電極２と電気的に接続し、その幅が30μｍの帯状の第１導出部11と、第１導出部11の両端から誘電体層７の中央部にかけて形成され、その幅が30μｍの帯状の第１接続部13と、誘電体層７の中央部において第１接続部13と接続するとともに、第１導出部11および第１接続部13との間に30μｍの距離を隔てて形成された主容量部15とを備えている。

また、第２内部電極６は、積層体４の誘電体層７の対向する一対の辺に沿って形成され、第２外部電極３と電気的に接続し、その幅が30μｍの帯状の第２導出部12と、第２導出部12の端から誘電体層７の中央部にかけて形成され、その幅が30μｍの帯状の第２接続部14と、誘電体層７の中央部において第２接続部14と接続するとともに、第２導出部12および第２接続部14との間に30μｍの距離を隔てて形成された主容量部15とを備えている。

また、コンデンサ１と接続する第１端子電極21および第２端子電極22は、ニッケルを主成分とする、膜厚が0.1ｍｍで内径が0.7ｍｍの円筒形の金属を0.5ｍｍの長さにカットすることにより製造した。

次に、コンデンサ１を、ＩＣチップ24の電源端子用はんだバンプ25と対応する位置に0.5ｍｍ径の突起部が形成された絶縁体治具の突起部に、第１端子電極21および第２端子電極22がはまるように配置した。コンデンサ１間に配置された複数の第１端子電極21および第２端子電極22は、それぞれコンデンサ１の同じ外部電極と接続されるように配置した。そして、絶縁体治具に配置されたコンデンサ１と第１端子電極21および第２端子電極22とを、金属成分として銅を用いた無電解メッキ液を満たしたメッキ槽へ浸漬し、第１外部電極２および第１端子電極21、ならびに第２外部電極３および第２端子電極22が互いに近接し合う部分に無電解メッキを施して接着し、形成したメッキ膜により、コンデンサ１の第１内部電極５の第１導出部11と第１端子電極21とを電気的に接続するとともに、コンデンサ１の第２内部電極６の第２導出部12と第２端子電極22とを電気的に接続してコンデンサモジュール10を製造した。

上記の方法により製造した本発明のコンデンサモジュール10を評価する試験として、コンデンサ１の上側に吸着ノズルを当てて持ち上げることにより運搬して実装基板26上に、ＩＣチップ24をその電源端子用はんだバンプ25がコンデンサモジュール10の第１端子電極21および第２端子電極22の貫通孔23内に位置するようにして載置し、リフローはんだ付けを行なうことで、電源端子用はんだバンプ25を溶融させてこのはんだを第１端子電極21および第２端子電極22の貫通孔23の内壁に接着するとともに、ＩＣチップ24の電源端子用はんだバンプ25を実装基板26に接続することにより、本発明の実施例のコンデンサモジュール10を実装基板26上に実装した。その結果、この実装時の運搬や載置の際に、コンデンサモジュール10に欠けや割れといった破損が発生することはなかった。

また、比較例として、従来技術のコンデンサモジュールすなわち、実施例のコンデンモジュール10のコンデンサ１と同じ材料、同じ寸法で、第１内部電極および第２内部電極を積層体の誘電体層を挟んで互いに対向するよう交互に配置して構成し、第１内部電極の第１導出部がコンデンサの対向する一対の側面に形成され、第２内部電極の第２導出部が第１導出部の形成された一対の側面とは異なる他の対向する一対の側面に形成され、外部との絶縁性を保つために、第１内部電極の第１導出部を除く周縁および第２内部電極の第２導出部を除く周縁が誘電体層９の周縁よりも若干内側に位置するような形状で、各側面の第１導出部または第２導出部に接続されるように銅を主成分とする外部電極を側面に焼き付けて、縦横の外形寸法がともに1.0ｍｍで厚さが0.5ｍｍの直方体状のコンデンサを４個製造し、コンデンサの第１内部電極の第１導出部と第１端子電極とを電気的に接続するとともに、コンデンサの第２内部電極の第２導出部と第２端子電極とを電気的に接続してコンデンサモジュールを製造した。

これら本発明の実施例であるコンデンサモジュール10と比較例のコンデンサモジュールとについて、インピーダンス特性を測定した結果を図７に示す。図７はデカップリング回路のインピーダンス特性を示す線図であり、横軸は周波数（単位：ＭＨｚ）を示し、縦軸は信号の減衰量（単位：ｄＢ）を示す。ここで、インピーダンスの測定は１〜10000［ＭＨｚ］の周波数帯において行なった。そして、図７における実線の特性曲線Ａは本発明の実施例であるコンデンサモジュール10を用いたデカップリング回路の減衰特性を示し、図７における点線の特性曲線Ｂは比較例の従来のコンデンサモジュールを用いたデカップリング回路の減衰特性を示す。

図７に示すように、実施例である本発明のコンデンサモジュール10を用いたデカップリング回路は、インピーダンスが極端に低い部分がなく、特性曲線に極小となる平坦な部分を有し、従来のコンデンサモジュールの減衰量が最大値となる周波数よりも高周波数側において、本発明のコンデンサモジュール10の測定結果の方が、減衰量が多く、インピーダンスが低い部分を有する結果となった。

以上の結果より、本発明のコンデンサ１によれば、コンデンサ１の内部の電流経路が長く、第１接続部13と第２接続部14とで電流が互いに逆向きに流れるようにしているので、これによってデカップリング回路の高ＥＳＲ化を図るとともに、高ＥＳＬ化を防ぐことができ、その結果、インピーダンスの極端に低くなっている部分がなく、特性曲線に極小となる平坦な部分があることが確認できた。また、実装に際して運搬時の衝撃による曲げ応力が金属部分である第１端子電極21および第２端子電極22の撓みにより緩和されるので、曲げの力に対して容易に破壊することがない一定の強度を得ることができることも確認できた。

１，100・・・コンデンサ
２・・・第１外部電極
３・・・第２外部電極
４・・・積層体
５・・・第１内部電極
６・・・第２内部電極
７・・・誘電体層
10・・・コンデンサモジュール
11・・・第１導出部
12・・・第２導出部
13・・・第１接続部
14・・・第２接続部
15・・・第１主容量部
16・・・第２主容量部
21・・・第１端子電極
22・・・第２端子電極
23・・・貫通孔
24・・・ＩＣチップ
25・・・電源端子用はんだバンプ
26・・・実装基板

Claims (2)

1. 複数の四角形状の誘電体層を積層してなる積層体の内部に、前記誘電体層を挟んで交互に、前記積層体の対向する一対の外側面に形成された第１外部電極と電気的に接続された第１内部電極ならびに前記一対の外側面とは異なる他の対向する一対の外側面に形成された第２外部電極と電気的に接続された第２内部電極がそれぞれ対向して複数配置されたコンデンサであって、
   前記第１内部電極および前記第２内部電極は、それぞれ、前記積層体の内縁部に配置されて前記第１外部電極または第２外部電極と接続した帯状の導出部と、該導出部の端から前記誘電体層の中央部にかけて形成された帯状の接続部と、前記誘電体層の中央部において前記接続部と接続するとともに、前記導出部および前記接続部との間に一定の距離を隔てて形成された主容量部とを備え、前記第１内部電極の接続部と前記第２内部電極の接続部とが対向していることを特徴とするコンデンサ。
2. 請求項１に記載のコンデンサを、複数個、平面的に配置するとともに、環状の金属からなる複数の第１端子電極および第２端子電極を前記コンデンサ間に平面的に配置して、前記第１端子電極で前記第１導出部同士を電気的に接続し、前記第２端子電極で前記第２導出部同士を電気的に接続してなることを特徴とするコンデンサモジュール。

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