JP2015026838A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】自己共振周波数が相互に異なるコンデンサと並列接続された場合に反共振周波数におけるインピーダンス特性が劣化し難いコンデンサを提供する。
【解決手段】第１及び第２の接地用端子電極１７，１８は、それぞれ、第１の電極層２１と、第２の電極層２２とを有する。第１の電極層２１は、第３又は第４の側面１０ｅ、１０ｆの上に設けられている。第２の電極層２２は、第１の電極層２１の上に設けられている。第１及び第２の電極層２１，２２は、それぞれ、Ｓｉと導電材とを含む。第１の電極層２１におけるＳｉの質量含有率が、第２の電極層２２におけるＳｉの質量含有率よりも高い。
【選択図】図４

Description

本発明は、コンデンサに関する。

従来、コンデンサ本体の第１及び第２の端面のそれぞれの上に信号端子電極が設けられている一方、第１及び第２の側面のそれぞれの上に接地用端子電極が設けられている積層コンデンサが知られている（例えば、特許文献１等）。

特開２００９−２１８３６３号公報

電子装置において、自己共振周波数が相互に異なる複数のコンデンサが実装されることがある。自己共振周波数が相互に異なる２つのコンデンサが並列接続されると、一方のコンデンサの自己共振周波数と他方のコンデンサの自己共振周波数との中間の周波数において、インダクタとキャパシタとの並列共振回路が構成される。この並列共振回路により反共振が生じる。その結果、反共振周波数におけるインピーダンス特性が悪化したり、反共振周波数においてデカップリング機能が低下したりするという問題が生じる。

本発明の主な目的は、自己共振周波数が相互に異なるコンデンサと並列接続された場合に反共振周波数におけるインピーダンス特性が劣化し難いコンデンサを提供することにある。

本発明に係るコンデンサは、コンデンサ本体と、第１の内部電極と、第２の内部電極と、第１の信号端子電極と、第２の信号端子電極と、第１の接地用端子電極と、第２の接地用端子電極とを備える。コンデンサ本体は、第１及び第２の主面と、第１及び第２の側面と、第３及び第４の側面とを有する。第１及び第２の主面は、第１の方向と、第２の方向とに沿って延びる。第２の方向は、第１の方向に対して垂直である。第１及び第２の側面は、第１の方向と、第３の方向とに沿って延びる。第３の方向は、第１及び第２の方向に対して垂直である。第３及び第４の側面は、第２の方向と第３の方向とに沿って延びる。第１の内部電極は、コンデンサ本体内に設けられている。第１の内部電極は、第１及び第２の側面に引き出されている。第２の内部電極は、コンデンサ本体内に、第１の内部電極と第３の方向に対向するように設けられている。第２の内部電極は、第３及び第４の側面に引き出されている。第１の端子電極は、第１の側面の上に配されている。第１の端子電極は、第１の内部電極と電気的に接続されている。第２の端子電極は、第２の側面の上に配されている。第２の端子電極は、第１の内部電極と電気的に接続されている。第３の端子電極は、第３の側面の上に配されている。第３の端子電極は、第２の内部電極と電気的に接続されている。第４の端子電極は、第４の側面の上に配されている。第４の端子電極は、第２の内部電極と電気的に接続されている。第３及び第４の端子電極は、それぞれ、第１の電極層と、第２の電極層とを有する。第１の電極層は、第３又は第４の側面の上に設けられている。第２の電極層は、第１の電極層の上に設けられている。第１の電極層は、Ｓｉと導電材とを含む。第１の電極層におけるＳｉの質量含有率が、第２の電極層におけるＳｉの質量含有率よりも高い。

本発明に係るコンデンサでは、第１及び第２の端子電極が、それぞれ、第１または第２の側面の上に設けられた第３の電極層と、第３の電極層の上に設けられた第４の電極層とを有していてもよい。その場合、第３の電極層は、Ｓｉと導電材とを含んでいてもよい。第３の電極層におけるＳｉの質量含有率が、第４の電極層におけるＳｉの質量含有率よりも高いことが好ましい。

本発明に係るコンデンサでは、第１の電極層の厚みが、第３の電極層の厚みよりも大きいことが好ましい。

本発明によれば、自己共振周波数が相互に異なるコンデンサと並列接続された場合に反共振周波数におけるインピーダンス特性が劣化し難いコンデンサを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るセラミックコンデンサの略図的斜視図である。 本発明の一実施形態に係るセラミックコンデンサの略図的平面図である。 本発明の一実施形態に係るセラミックコンデンサの略図的側面図である。 図１の線ＩＶ−ＩＶにおける略図的断面図である。 図１の線Ｖ−Ｖにおける略図的断面図である。 図５の線ＶＩ−ＶＩにおける略図的断面図である。 図５の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける略図的断面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

図１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサの略図的斜視図である。図２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサの略図的平面図である。図３は、本実施形態に係るセラミックコンデンサの略図的側面図である。図４は、図１の線ＩＶ−ＩＶにおける略図的断面図である。図５は、図１の線Ｖ−Ｖにおける略図的断面図である。図６は、図５の線ＶＩ−ＶＩにおける略図的断面図である。図７は、図５の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける略図的断面図である。

図１〜図７に示されるように、セラミックコンデンサ１は、コンデンサ本体１０を備えている。コンデンサ本体１０は、略直方体状である。コンデンサ本体１０の角部や稜線部は、面取り状に設けられていてもよいし、丸められた形状を有していてもよい。また、主面、側面には、凹凸が設けられていてもよい。

コンデンサ本体１０は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄと、第３及び第４の側面１０ｅ、１０ｆとを有する。

第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂは、それぞれ、第１の方向である幅方向Ｗと、第２の方向である長さ方向Ｌとに沿って延びている。長さ方向Ｌは、幅方向Ｗに対して垂直である。第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとは、第３の方向である厚み方向Ｔにおいて対向している。厚み方向Ｔは、長さ方向Ｌと幅方向Ｗとのそれぞれに対して垂直である。

なお、本実施形態では、第１の方向が幅方向Ｗであり、第２の方向が長さ方向Ｌである例について説明する。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、第１の方向が長さ方向Ｌであり、第２の方向が幅方向Ｗであってもよい。すなわち、コンデンサ本体１０の長手方向は、第１の方向に沿って延びていてもよいし、第２の方向に沿って延びていてもよい。

第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄは、それぞれ、第１の方向である幅方向Ｗと、第３の方向である厚み方向Ｔとに沿って延びている。第１の側面１０ｃと第２の側面１０ｄとは、長さ方向Ｌにおいて対向している。

第３及び第４の側面１０ｅ、１０ｆは、それぞれ、第２の方向である長さ方向Ｌと、第３の方向である厚み方向Ｔとに沿って延びている。第３の側面１０ｅと第４の側面１０ｆとは、幅方向Ｗに沿って対向している。

コンデンサ本体１０は、例えば、誘電体セラミックスからなるセラミック素体により構成されていてもよい。以下、本実施形態では、コンデンサ本体１０が誘電体セラミックスにより構成されている例について説明する。

誘電体セラミックスの具体例としては、例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＣａＺｒＯ_３などが挙げられる。セラミック素体には、例えば、Ｍｎ化合物、Ｍｇ化合物、Ｓｉ化合物、Ｆｅ化合物、Ｃｒ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物、希土類化合物などが添加されていてもよい。

図４及び図５に示されるように、コンデンサ本体１０の内部には、第１の内部電極１１と第２の内部電極１２とが設けられている。第１の内部電極１１と第２の内部電極１２とは、厚み方向Ｔにおいてセラミック部１０ｇを介して対向している。具体的には、コンデンサ本体１０内において、複数の第１の内部電極１１と複数の第２の内部電極１２とが、厚み方向Ｔに沿って相互に間隔を置いて、交互に配されている。

第１及び第２の内部電極１１，１２は、Ｎｉ、Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ合金などの金属により構成することができる。

図５及び図７に示されるように、第１の内部電極１１は、第１の側面１０ｃと、第２の側面１０ｄとに引き出されている。第１の内部電極１１は、第１の側面１０ｃの上に配された第１の信号端子電極１５と、第２の側面１０ｄの上に配された第２の信号端子電極１６とに電気的に接続されている。図１に示されるように、第１の信号端子電極１５は、第１の側面１０ｃの上から、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第３及び第４の側面１０ｅ、１０ｆの上にまで到っている。第２の信号端子電極１６は、第２の側面１０ｄの上から、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第３及び第４の側面１０ｅ、１０ｆの上にまで到っている。

図４及び図６に示されるように、第２の内部電極１２は、第３の側面１０ｅと、第４の側面１０ｆとに引き出されている。第２の内部電極１２は、第３の側面１０ｅの上に配された第１の接地用端子電極１７と、第４の側面１０ｆの上に配された第２の接地用端子電極１８とに電気的に接続されている。図１に示されるように、第１の接地用端子電極１７は、第３の側面１０ｅの上から第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂの上にまで到っている。第２の接地用端子電極１８は、第４の側面１０ｆの上から第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂの上にまで到っている。

第１及び第２の接地用端子電極１７，１８は、それぞれ、第３又は第４の側面１０ｅ、１０ｆの上に設けられた第１の電極層２１と、第１の電極層２１の上に設けられた第２の電極層２２とを有する。

第１の電極層２１と、第２の電極層２２とは、それぞれ、Ｓｉを含むガラスと導電材とを含む。本実施形態では、具体的には、第１及び第２の電極層２１，２２は、それぞれ、Ｓｉを含むガラス粉末と導電材とを含むペーストを焼き付けることにより形成された焼成電極層である。導電材は、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ合金などの金属により構成することができる。

第１及び第２の接地用端子電極１７，１８は、それぞれ、第１及び第２の電極層２１，２２以外の電極層をさらに有していてもよい。第１及び第２の接地用端子電極１７，１８は、それぞれ、例えば、第２の電極層２２の上に設けられた少なくともひとつのめっき膜をさらに備えていてもよい。

第１及び第２の信号端子電極１５，１６は、それぞれ、第１または第２の側面１０ｃ、１０ｄの上に設けられた第３の電極層２３と、第３の電極層２３の上に設けられた第４の電極層２４とを有する。

第３の電極層２３と、第４の電極層２４とは、それぞれ、Ｓｉを含むガラスと導電材とを含む。本実施形態では、具体的には、第３及び第４の電極層２３，２４は、それぞれ、Ｓｉを含むガラス粉末と導電材とを含むペーストを焼き付けることにより形成された焼成電極層である。導電材は、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ合金などの金属により構成することができる。

第１及び第２の信号端子電極１５，１６は、それぞれ、第３及び第４の電極層２３，２４以外の電極層をさらに有していてもよい。第１及び第２の信号端子電極１５，１６は、それぞれ、例えば、第４の電極層２４の上に設けられた少なくともひとつのめっき膜をさらに備えていてもよい。

セラミックコンデンサ１では、第１の電極層２１におけるＳｉの質量含有率が、第２の電極層２２におけるＳｉの質量含有率よりも高い。このように、第１及び第２の接地用端子電極１７，１８に、Ｓｉの質量含有率が高く、電気抵抗の高い第１の電極層２１を設けることにより、第１及び第２の接地用端子電極１７，１８の電気抵抗を高くすることができる。このため、セラミックコンデンサ１がセラミックコンデンサ１とは自己共振周波数が相互に異なるコンデンサと並列接続された場合においても、反共振周波数におけるインピーダンス特性が劣化しがたく、また、反共振周波数近傍において、デカップリング機能が低下しにくい。

なお、第１及び第２の接地用端子電極１７，１８におけるＳｉの質量含有率は以下の方法で測定できる。まず、セラミックコンデンサ１の第１の側面１ｃまたは第２の側面１ｄの表面から第１の端子電極および第２の端子電極の中央に向かって研磨することによって、第１の端子電極および第２の端子電極の断面を露出させる。８０μｍ×８０μｍの視野角にて、ＷＤＸ（波長分散型Ｘ線分析）によって、導電材（例えばＣｕ）とＳｉの含有量を定量する。そして、Ｓｉの含有量を、Ｓｉの含有量と導電材の含有量の合計で割った値をＳｉの質量含有率として算出する。

また、Ｓｉ質量含有率が高い第１の電極層２１をコンデンサ本体１０の上に設けることにより、コンデンサ本体１０中に水分が侵入することを抑制することができる。従って、優れた耐湿性を実現することができる。一方、第１の電極層２１の上に位置する第２の電極層２２は、相対的に低いＳｉ質量含有率を有するため、例えば、第２の電極層２２の上にめっき膜を形成しやすく、かつ、めっき膜と第２の電極層２２との密着強度を高めることができる。第１の電極層２１におけるＳｉ質量含有率は、第２の電極層２２におけるＳｉ質量含有率の１．５倍〜２倍であることが好ましい。

同様に、第１及び第２の信号端子電極１５，１６も、コンデンサ本体１０の上に設けられており、Ｓｉ質量含有率が相対的に高い第３の電極層２３と、第３の電極層２３の上に設けられており、Ｓｉ質量含有率が相対的に低い第４の電極層２４とを有する。このため、優れた耐湿性を確保でき、第４の電極層２４の上にめっき膜を形成しやすく、かつ、めっき膜と第４の電極層２４との密着強度を高めることができる。第３の電極層２３におけるＳｉ質量含有率は、第４の電極層２４におけるＳｉ質量含有率の１．５倍〜２倍であることが好ましい。

なお、第１及び第２の信号端子電極１５，１６におけるＳｉの質量含有率は以下の方法で測定できる。まず、セラミックコンデンサ１の第３の側面１ｅまたは第４の側面１ｆの表面から第３の端子電極および第４の端子電極の中央に向かって研磨することによって、第１の端子電極および第２の端子電極の断面を露出させる。そして、８０μｍ×８０μｍの視野角にて、ＷＤＸ（波長分散型Ｘ線分析）によって、導電材（例えばＣｕ）とＳｉの含有量を定量する。そして、Ｓｉの含有量を、Ｓｉの含有量と導電材の含有量の合計で割った値をＳｉの質量含有率として算出する。

なお、第１及び第２の信号端子電極１５，１６には、信号が流れるため、第１及び第２の信号端子電極１５，１６の電気抵抗は、第１及び第２の接地用端子電極１７，１８の電気抵抗よりも低いことが好ましい。従って、第１の電極層２１の厚みは、第３の電極層２３の厚みよりも大きいことが好ましく、第３の電極層２３の厚みの１．５倍以上であることがより好ましく、１．８倍以上であることがさらに好ましい。但し、第１の電極層２１の厚みが第３の電極層２３の厚みに対して大きすぎると、第１及び第２の接地用端子電極１７，１８の電気抵抗が高くなりすぎる虞がある。従って、第１の電極層２１の厚みは、第３の電極層２３の厚みの２倍以下であることが好ましい。

なお、第１の電極層２１と第３の電極層２３の厚みは以下の方法で測定できる。第１、第２、第３、第４の端子電極のＳｉ含有率測定の際に露出させた断面に対しイオンミリングを行い、研磨による研磨だれを除去した後に、断面に投影される第１の電極層２１と第３の電極層２３の厚みを測定することができる。

セラミックコンデンサ１の製造方法は、特に限定されない。セラミックコンデンサ１は、例えば、以下の要領で製造することができる。

まず、セラミック粉末を含むセラミックグリーンシートを用意する。セラミックグリーンシートは、例えば、セラミック粉末等を含むセラミックペーストを印刷することにより作製することができる。

次に、セラミックグリーンシートの上に導電性ペーストを塗布することにより、第１及び第２の内部電極１１，１２を構成するための導電性ペースト層を形成する。導電性ペーストの塗布は、例えば、スクリーン印刷法等の各種印刷法により行うことができる。

次に、導電性ペースト層が印刷されていない複数枚のセラミックグリーンシートを合計厚みが２０〜３０μmとなるように積層し、その上に、第１の内部電極１１の形状に対応した形状の導電性ペースト層が形成された厚みが０．７〜１．2μｍのセラミックグリーンシートと第２の内部電極１２の形状に対応した形状の導電性ペースト層が形成された厚みが０．７〜１．２μｍのセラミックグリーンシートとを交互に合計２３０〜２４０枚積層した後に、導電性ペースト層が印刷されていない複数枚のセラミックグリーンシートを合計厚みが２０〜３０μｍとなるようにさらに積層する。その後、得られた積層体を厚み方向にプレスすることにより、マザー積層体を作製する。

次に、仮想のカットラインに沿ってマザー積層体をカッティングすることにより、マザー積層体から複数の生のセラミック積層体を作製する。なお、マザー積層体のカッティングは、ダイシングや押切により行うことができる。

生のセラミック積層体作成後、バレル研磨などにより、生のセラミック積層体の稜線部及び稜線部の面取りまたはＲ面取り及び表層の研磨を行うようにしてもよい。

次に、生のセラミック積層体の焼成を行う。焼成温度は、使用するセラミック材料や導電性ペーストの種類により適宜設定することができる。

次に、セラミック積層体の上に、ガラス粉末と導電材とを含む導電性ペーストを塗布することにより、第１及び第３の電極層２１，２３を構成するための第１の導電性ペースト層を形成する。第１の電極層２１を構成するための第１の導電性ペースト層を、第３の電極層２３を構成するための第１の導電性ペースト層よりも厚く形成することが好ましい。

さらに、第１の導電性ペースト層の上に、第１の導電性ペースト層を形成するための導電性ペーストよりもガラス粉末の質量含有率が低い導電性ペーストを塗布することにより、第２及び第４の電極層２２，２４を構成するための第２の導電性ペースト層を形成する。

次に、第１及び第２の導電性ペースト層の焼き付けを行う。

最後に、第２及び第４の電極層２２，２４の上に、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層をこの順番で順次形成することにより、信号端子電極１５，１６及び接地用端子電極１７，１８を作製する。以上の工程により、セラミックコンデンサ１を完成させることができる。

なお、本実施形態では、第１の信号端子電極が第１の端子電極を構成し、第２の信号端子電極が第２の端子電極を構成し、第１の接地用端子電極が第３の端子電極を構成し、第２の接地用端子電極が第４の端子電極を構成している例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、第１及び第２の接地用端子電極が第１及び第２の端子電極を構成しており、第１及び第２の信号端子電極が第３及び第３の端子電極を構成していてもよい。

１：セラミックコンデンサ
１０：コンデンサ本体
１０ａ：第１の主面
１０ｂ：第２の主面
１０ｃ：第１の側面
１０ｄ：第２の側面
１０ｅ：第３の側面
１０ｆ：第４の側面
１０ｇ：セラミック部
１１：第１の内部電極
１２：第２の内部電極
１５：第１の信号端子電極
１６：第２の信号端子電極
１７：第１の接地用端子電極
１８：第２の接地用端子電極
２１：第１の電極層
２２：第２の電極層
２３：第３の電極層
２４：第４の電極層

Claims (3)

1. 第１の方向と、前記第１の方向に対して垂直な第２の方向とに沿って延びる第１及び第２の主面と、前記第１の方向と、前記第１及び第２の方向に対して垂直な第３の方向とに沿って延びる第１及び第２の側面と、前記第２の方向と前記第３の方向とに沿って延びる第３及び第４の側面とを有するコンデンサ本体と、
   前記コンデンサ本体内に設けられており、前記第１及び第２の側面に引き出された第１の内部電極と、
   前記コンデンサ本体内に、前記第１の内部電極と第３の方向に対向するように設けられており、前記第３及び第４の側面に引き出された第２の内部電極と、
   前記第１の側面の上に配されており、前記第１の内部電極と電気的に接続された第１の端子電極と、
   前記第２の側面の上に配されており、前記第１の内部電極と電気的に接続された第２の端子電極と、
   前記第３の側面の上に配されており、前記第２の内部電極と電気的に接続された第３の端子電極と、
   前記第４の側面の上に配されており、前記第２の内部電極と電気的に接続された第４の端子電極と、
   を備え、
   前記第３及び第４の端子電極は、それぞれ、
   前記第３又は第４の側面の上に設けられた第１の電極層と、
   前記第１の電極層の上に設けられた第２の電極層と、
   を有し、
   前記第１の電極層は、Ｓｉと導電材とを含み、
   前記第１の電極層におけるＳｉの質量含有率が、前記第２の電極層におけるＳｉの質量含有率よりも高い、コンデンサ。
2. 前記第１及び第２の端子電極は、それぞれ、
   前記第１または第２の側面の上に設けられた第３の電極層と、
   前記第３の電極層の上に設けられた第４の電極層と、
   を有し、
   前記第３の電極層は、Ｓｉと導電材とを含み、
   前記第３の電極層におけるＳｉの質量含有率が、前記第４の電極層におけるＳｉの質量含有率よりも高い、請求項１に記載のコンデンサ。
3. 前記第１の電極層の厚みが、前記第３の電極層の厚みよりも大きい、請求項２に記載のコンデンサ。

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