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JP3531861B2 - 三端子型積層セラミックコンデンサの三次元搭載構造 - Google Patents

三端子型積層セラミックコンデンサの三次元搭載構造

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JP3531861B2
JP3531861B2 JP33645999A JP33645999A JP3531861B2 JP 3531861 B2 JP3531861 B2 JP 3531861B2 JP 33645999 A JP33645999 A JP 33645999A JP 33645999 A JP33645999 A JP 33645999A JP 3531861 B2 JP3531861 B2 JP 3531861B2
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internal electrode
ceramic capacitor
electrode
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泰介 安彦
正明 富樫
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低ESLで、且
つ、低ESRなコンデンサとしてパソコン等の動作周波
数が高速化する電子機器に好適で、電子機器の小型化か
ら高さ方向を低く保って三次元の多層プリント基板に表
面実装するのに適する三端子型積層セラミックコンデン
サの三次元搭載構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、パソコン等の電子機器において
は動作周波数が500MHzから1GHzへと高速化が
進んでおり、その電源回路には低ESLで、且つ、低E
SRな積層セラミックコンデンサが必要とされている。
また、電子機器の小型化から高さ方向を低く抑えて三次
元のプリント基板に確実に表面実装可能で所定の特性も
得られる積層セラミックコンデンサが要請されている。
【0003】従来、三端子の積層セラミックコンデンサ
は、図5で示すように内部電極10,10…として
長方形のセラミック層11…を隔て、二つの異なる電極
パターンのものを交互に複数積層形成した積層チップ素
体を部品本体に構成するものが提案されている(例え
ば、特開平7−272975号)。
【0004】その内部電極10,10…のうち、一
つはセラミック層11…の長辺11a,11bに沿った
部分を除いて短辺11c,11dの間に亘る第1の内部
電極10とし、他の一つはセラミック層11…の面内
に位置する主要部10aの中央部分からセラミック層1
1…の長辺11a,11bに伸びる二つの引出し部10
b,10cを有する第2の内部電極10として形成さ
れている。
【0005】その積層セラミックコンデンサは、図6で
示すように外部電極12,13、14として第1の内部
電極10とセラミック層11…の短辺11c,11d
に露出する部分で電気的に導通するもの12,13を積
層チップ素体の両端部に設けると共に、第2の内部電極
10とセラミック層11…の長辺11a,11bに露
出する引出し部10b,10cで電気的に導通するもの
14を積層チップ素体の中央部に設けることにより三端
子型として構成されている。
【0006】その三端子の積層セラミックコンデンサ
は、各外部電極12,13、14を回路基板15の板面
より直立方向に位置させて部品全体を回路基板15の板
面上に載置し、外部電極12,13、14の側面と回路
パターン16,17,18のランド部とを半田盛り19
で接合固定することにより表面実装されている。
【0007】その積層セラミックコンデンサでは、第1
の内部電極10…がセラミック層11…の両短辺11
c,11dの間に亘って細長く延び、セラミック層11
…を隔て隣り合う各内部電極10,10…の重なり
長さが長く、且つ、外部電極12,13の距離が長くな
ることによりインダクタンス成分が大きくなる。これと
共に、外部電極12,13の間が長いため、回路基板1
5に形成する回路パターン16,17が長くなり、ラン
ド部の引回しが長くなることからインダクタンス成分に
影響を与える。
【0008】特に、三次元の多層プリント基板に表面実
装すると、上部位置のランド部と下部位置のランド部と
で構成される回路パターンが長くなり、ランド部の引回
しが長くなってインダクタンス成分に影響を与えること
となり、ノイズの発生を避けられない。また、ESLを
低くし、例えば、半導体の端子近傍で三次元のプリント
基板に表面実装搭載すると、実装時におけるランド部の
引回しによるインダクタンス成分の影響を無視できな
い。
【0009】それ以外に、部品全体の高さ方向が各層の
積層方向に相当するため、各層の積層数如何によって部
品全体の高さ方向を低く抑えられないところから、三次
元搭載用として適さない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、外部電極の
間隔を狭くし、低ESLで、且つ、低ESRなコンデン
サとしてパソコン等の動作周波数が高速化する電子機器
に搭載する好適で、電子機器の小型化から部品全体の高
さ方向を低く抑えられる三端子型積層セラミックコンデ
ンサの三次元搭載構造を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
三端子型積層セラミックコンデンサの三次元搭載構造に
おいては、セラミック層の片長辺に沿う露出部から面内
中央に亘って他長辺に至らない幅の第1の内部電極と、
第1の内部電極が至っていないセラミック層の長辺側に
延びてセラミック層の面内に位置する主要部から連続す
る二つの引出し部を有する第2の内部電極とを長方形の
セラミック層と交互に積層させて積層チップ素体を形成
し、上記積層チップ素体を形成するセラミック層の短辺
側を高さ方向とし、第1の内部電極がセラミック層の片
長辺に沿う露出部で電気的に導通する一つの外部電極
と、第2の内部電極が各引出し部で電気的に導通する二
つの外部電極とを積層チップ素体の相対面に設けた三端
子型積層セラミックコンデンサを備え、上記三端子型積
層セラミックコンデンサを相対する回路基板の間に挟み
込むと共に、外部電極を回路基板の相対面に設けた互い
異なる回路パターンと各々直に対面させて電気的に接
合することにより構成されている。
【0012】本発明の請求項2に係る三端子型積層セラ
ミックコンデンサの三次元搭載構造においては、積層チ
ップ素体を形成するセラミック層の短辺長さに相当する
間隔を隔て、第2の内部電極の各引出し部と電気的に導
通する二つの外部電極を設けた三端子型積層セラミック
コンデンサを備えることにより構成されている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を参照して説明
すると、図示実施の形態は、図1で示すように所定パタ
ーンの内部電極1,1と、長方形のセラミック層2
とを交互に複数積層させて積層チップ素体を形成し、そ
の積層チップ素体の内部電極1,1と電気的に導通
する三つの外部電極3、4,5を積層チップ素体の相対
面に設けた三端子型積層セラミックコンデンサを備える
ことにより構成されている。
【0014】内部電極1,1は、Ni等の導電性ペ
ーストをセラミックグリーンシートのシート面に塗布,
焼付処理することによりNi若しくはNi合金層で形成
し、また、卑金属のCu,貴金属のPd若しくはPd−
Ag合金層でも形成できる。セラミック層2は、チタン
酸バリウム系,チタン系,ジルコン酸系等のセラミック
材料を主成分とするセラミックペーストをベースフィル
ムのフィルム面上に塗布してから焼成,燒結処理するこ
とにより形成される。
【0015】その内部電極1,1は、図2で示すよ
うにセラミック層2の片長辺2aに沿う露出部から面内
中央に亘って他長辺2bに至らない電極パターンのもの
を第1の内部電極1とし、第1の内部電極1が至っ
ていない長辺2bに延びてセラミック層2の面内に位置
する主要部1aから連続する二つの引出し部1b,1c
を有する電極パターンのものを第2の内部電極1とし
て形成されている。この内部電極1,1と長方形の
セラミック層2とを交互に複数積層させて積層チップ素
体を形成し、内部電極を設けないセラミック層2を最外
層の保護層として積層することにより積層チップ素体が
形成されている。
【0016】その積層チップ素体を部品本体とし、セラ
ミック層2の短辺2c,2dに相当する側を部品全体の
高さ方向Hに、セラミック層の積層方向を幅方向に設定
することから、第1の内部電極1と電気的に導通する
一つの外部電極3が積層チップ素体の片面に設けられて
いる。また、第2の内部電極1と二つの引出し部2
b,2cで電気的に導通する二つの外部電極4,5が積
層チップ素体の相対する他面に設けられている。
【0017】その外部電極3、4,5は、Cuペースト
を塗布,乾燥させて下地層とし、Ni及びSnのメッキ
層を下地層に被着することにより形成できる。この外部
電極3,4,5のうち、第1の内部電極1と電気的に
導通する外部電極3は積層チップ素体の積層全面に形成
するとよい。その積層チップ素体の積層全面に形成する
のに代えて、多層基板のランド形状により外部電極3の
広さを設定するところから、外部電極3は積層チップ素
体の積層面における少なくとも50%以上の面積を保つ
よう形成できる。
【0018】二つの同一平面に設ける外部電極4,5
は、図3で示すように積層チップ素体を形成するセラミ
ック層2の短辺長さ,即ち、部品全体の高さ方向Hに相
当する間隔Gを隔て、第2の内部電極1の各引出し部
2b,2cと電気的に導通するよう形成するとよい。
【0019】これにより、積層チップ素体の同一平面に
設ける外部電極4,5の間隔も短くでき、外部電極3、
4,5を回路基板の異なる回路パターンと各々直に対面
させて電気的に接合する三次元搭載用の三端子積層セラ
ミックコンデンサとして構成されている。
【0020】その具体例としては、部品全体の寸法を高
さ0.5±0.1mm、幅0.8±0.1mm、長さ
1.6±0.1mmの大きさに構成できる。セラミック
層一層分としては厚み4μmで、形状的には短辺0.5
±0.1mm、長辺0.8±0.1mmの大きさに形成
できる。外部電極3と外部電極4,5との間隔並びに外
部電極4,5の間隔は、セラミック層の短辺に相当する
長さに設定できる。
【0021】その三端子の積層セラミックコンデンサ
は、図4で示すような半導体装置Dを備える電源回路に
おいて、積層セラミックコンデンサCを相対する回路基
板6,7の間に挟み込むと共に、外部電極3、4,5を
回路基板6,7の相対面に設けた互いに異なる回路パタ
ーン8,9a,9bと各々直に対面させて+極/−極
(GND)として電気的に接合することから三次元搭載
されている。
【0022】その三次元搭載構造では、部品全体の高さ
方向Hを低く抑えられしかも回路基板6,7の相対間隔
を狭く保てる。これにより、ランド部の引回しが長くな
ることによるインダクタンス成分の影響を少なくでき
る。
【0023】その回路パターンのインダクタンスを低減
させるに、ESL値は10〜20pH、ESR値は5〜
7mΩと低い積層セラミックコンデンサCを回路基板6
に埋め込めば、ランド部のインダクタンス成分を無視で
きる。これにより、従来例に係る静電容量値が0.22
μFの積層セラミックコンデンサと、本発明に係る積層
セラミックコンデンサ(従来例と同じ静電容量値)との
ESL及びESRを比較すると、従来に係る積層セラミ
ックコンデンサを100%とすると、本発明に係る積層
セラミックコンデンサは2〜3%と低くできる。
【0024】それは、積層セラミックコンデンサCの外
部電極3、4,5の間隔が短く、部品全体の高さ方向を
低く抑え、また、外部電極3が幅広で表面実装し易いた
め、多層基板に搭載しても、ランド部の引回しによるト
ータルインダクタンスを少なくできて多層基板に形成す
るランドも簡素化できることによる。
【0025】
【発明の効果】以上の如く、本発明の請求項1に係る三
端子型積層セラミックコンデンサの三次元搭載構造に依
れば、積層チップ素体を形成するセラミック層の短辺側
を高さ方向とし、第1の内部電極がセラミック層の片長
辺に沿う露出部で電気的に導通する一つの外部電極と、
第2の内部電極が各引出し部で電気的に導通する二つの
外部電極とを積層チップ素体の相対面に設けた三端子型
積層セラミックコンデンサを備え、その三端子型積層セ
ラミックコンデンサを相対する回路基板の間に挟み込む
と共に、外部電極を回路基板の相対面に設けた互いに
なる回路パターンと各々直に対面させて電気的に接合す
ることにより、外部電極の間隔を短くしかも部品全体の
高さ方向を低く抑えられ、また、外部電極が幅広で表面
実装し易いため、多層基板に搭載しても、ランド部の引
回しによるトータルインダクタンスを少なくできて多層
基板に形成するランドも簡素化でき、低ESLで、且
つ、低ESRなコンデンサとして三次元搭載できる。
【0026】本発明の請求項2に係る三端子型積層セラ
ミックコンデンサの三次元搭載構造に依れば、積層チッ
プ素体を形成するセラミック層の短辺長さに相当する間
隔を隔て、第2の内部電極の各引出し部と電気的に導通
する外部電極を設けた三端子型積層セラミックコンデン
サを備えることにより、積層チップ素体の同一平面に設
ける外部電極の間隔も短くでき、多層基板に搭載して
も、ランド部の引回しによるトータルインダクタンスを
より少なくできて多層基板に形成するランドも簡素化で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る三次元搭載構造を適用する三端子
型積層セラミックコンデンサを内部構造の透視状態で示
す斜視図である。
【図2】図1の三端子型積層セラミックコンデンサを構
成する内部電極のパターン形状を示す説明図である。
【図3】図1の三端子型積層セラミックコンデンサの外
部電極を含む外観を示す斜視図である。
【図4】本発明に係る三端子型積層セラミックコンデン
サの三次元搭載構造を示す説明図である。
【図5】従来例に係る三端子型積層セラミックコンデン
サを構成する内部電極のパターン形状を示す説明図であ
る。
【図6】従来例に係る三端子型積層セラミックコンデン
サの実装構造を示す説明図である。
【符号の説明】
C 三端子型積層セラミックコンデンサ 1 第1の内部電極 1 第2の内部電極 1a 第2の内部電極の主要部 1b,1c 第2の内部電極の引出し部 2 セラミック層 2a,2b セラミック層の長辺 2c,2d セラミック層の短辺 3、4,5 外部電極 6,7 回路基板 8、9a,9b 回路パターン H 部品全体の高さ方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−256216(JP,A) 特開 平11−288839(JP,A) 特開 平8−56064(JP,A) 実開 平5−4451(JP,U) 実開 昭60−192431(JP,U) 実開 昭61−65737(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 4/00 - 4/42

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック層の片長辺に沿う露出部から
    面内中央に亘って他長辺に至らない幅の第1の内部電極
    と、第1の内部電極が至っていないセラミック層の長辺
    側に延びてセラミック層の面内に位置する主要部から連
    続する二つの引出し部を有する第2の内部電極とを長方
    形のセラミック層と交互に積層させて積層チップ素体を
    形成し、 上記積層チップ素体を形成するセラミック層の短辺側を
    高さ方向とし、第1の内部電極がセラミック層の片長辺
    に沿う露出部で電気的に導通する一つの外部電極と、第
    2の内部電極が各引出し部で電気的に導通する二つの外
    部電極とを積層チップ素体の相対面に設けた三端子型積
    層セラミックコンデンサを備え、 上記三端子型積層セラミックコンデンサを相対する回路
    基板の間に挟み込むと共に、外部電極を回路基板の相対
    面に設けた互いに異なる回路パターンと各々直に対面さ
    せて電気的に接合してなることを特徴とする三端子型積
    層セラミックコンデンサの三次元搭載構造。
  2. 【請求項2】 積層チップ素体を形成するセラミック層
    の短辺長さに相当する間隔を隔て、第2の内部電極の各
    引出し部と電気的に導通する二つの外部電極を設けた三
    端子型積層セラミックコンデンサを備えてなることを特
    徴とする請求項1に記載の三端子型積層セラミックコン
    デンサの三次元搭載構造。
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