(57)【要約】【課題】電極間の短絡が生じにくく、かつノイズ抑制効果の低下を抑制することができる積層コンデンサを提供する。【解決手段】２つのコンデンサユニットが積み重ねられている。各コンデンサユニットは、第１及び第２の内部電極を含む積層体と、積層体の側面に形成され、第１の内部電極に接続された２つの外部電極と、第２の内部電極に接続された４つの接続電極と、第１の内部電極及び第２の内部電極のいずれにも接続されていない補助電極とを有する。積層体の積層方向を高さ方向としたとき、平面視において、一方のコンデンサユニットの外部電極、接続電極、及び補助電極が、それぞれ他方のコンデンサユニットの補助電極、接続電極、及び外部電極に重なり、電気的に接続されている。コンデンサユニットの各々を面内方向に９０°回転させると、外部電極、接続電極、及び補助電極が、それぞれ回転前のコンデンサユニットの補助電極、接続電極、及び外部電極に重なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積み重ねられた少なくとも２つのコンデンサユニットを有する積層コンデンサであって、
前記コンデンサユニットの各々は、
誘電体層を挟んで対向する第１の内部電極及び第２の内部電極を内部に含む積層体と、
前記積層体の側面に形成され、前記第１の内部電極に接続された少なくとも２つの外部電極と、
前記積層体の側面に形成され、前記第２の内部電極に接続された少なくとも４つの接続電極と、
前記積層体の側面に形成され、前記第１の内部電極及び前記第２の内部電極のいずれにも接続されていない補助電極と
を有し、
前記積層体の積層方向を高さ方向としたとき、平面視において、一方の前記コンデンサユニットの前記外部電極、前記接続電極、及び前記補助電極が、それぞれ他方の前記コンデンサユニットの前記補助電極、前記接続電極、及び前記外部電極に重なり、電気的に接続されており、
前記コンデンサユニットの各々を、前記積層体の積層方向に平行な仮想軸を回転中心として９０°回転させると、前記外部電極、前記接続電極、及び前記補助電極が、それぞれ回転前の前記コンデンサユニットの前記補助電極、前記接続電極、及び前記外部電極に重なる積層コンデンサ。
【請求項２】
前記コンデンサユニットの各々の前記積層体の平面形状は、４回回転対称性を有する請求項１に記載の積層コンデンサ。
【請求項３】
積み重ねられた少なくとも２つのコンデンサユニットを有する積層コンデンサと、
前記積層コンデンサを実装し、少なくとも２つの導体パターンを含む実装基板と
を有し、
前記コンデンサユニットの各々は、
誘電体層を挟んで対向する第１の内部電極及び第２の内部電極を内部に含む積層体と、
前記積層体の側面に形成され、前記第１の内部電極に接続された少なくとも２つの外部電極と、
前記積層体の側面に形成され、前記第２の内部電極に接続された少なくとも４つの接続電極と、
前記積層体の側面に形成され、前記第１の内部電極及び前記第２の内部電極のいずれにも接続されていない補助電極と
を有し、
前記積層体の積層方向を高さ方向としたとき、平面視において、一方の前記コンデンサユニットの前記外部電極、前記接続電極、及び前記補助電極が、それぞれ他方の前記コンデンサユニットの前記補助電極、前記接続電極、及び前記外部電極に重なり、
前記コンデンサユニットの各々を、前記積層体の積層方向に平行な仮想軸を回転中心として９０°回転させると、前記外部電極、前記接続電極、及び前記補助電極が、それぞれ回転前の前記コンデンサユニットの前記補助電極、前記接続電極、及び前記外部電極に重なり、
一方の前記コンデンサユニットの前記外部電極と他方の前記コンデンサユニットの前記補助電極とが前記実装基板の一方の前記導体パターンに接続されており、一方の前記コンデンサユニットの前記補助電極と他方の前記コンデンサユニットの前記外部電極とが前記実装基板の他方の前記導体パターンに接続されている積層コンデンサの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コンデンサ及び積層コンデンサの実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品に供給される直流電圧の安定化及びノイズ抑制のために、グランドと電源配線との間にデカップリングコンデンサが挿入される。デカップリングコンデンサが破損して短絡状態になると電源配線とグランドとの間に過電流が流れ、機器を破損させてしまうおそれがある。
【０００３】
デカップリングコンデンサと電源配線との間に遮断配線を配置した電子制御装置が下記の特許文献１に開示されている。デカップリングコンデンサが破損して過電流が流れると、遮断配線が溶断することにより機器の破損を防止する。
【０００４】
２つの積層コンデンサを重ね合わせて、２個のコンデンサを直列接続した電子部品が下記の特許文献２に開示されている。２個のデカップリングコンデンサを直列に接続すると、１個のデカップリングコンデンサが破損して短絡状態になっても、他の１個のデカップリングコンデンサによってグランドと電源配線との短絡が回避される。
【０００５】
正方形状の積層コンデンサの電極が、相互に隣接する辺に引き出されている。一方の積層コンデンサの第１の電極と、他方の積層コンデンサの第１の電極とが重なり、他の第２の電極同士は重ならないように、２つの積層コンデンサが重ねられる。第１の電極を介して２つの積層コンデンサが直列接続される。一方の積層コンデンサの第２の電極をグランドに接続し、他方の積層コンデンサの第２の電極を電源配線に接続すると、直列接続された２つの積層コンデンサがデカップリングコンデンサとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−６２５５４号公報
【特許文献２】特開２００３−４５７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された電子制御装置の遮断配線は、過電流で溶断するように線幅が細くされている。このため、デカップリングコンデンサに直列に挿入される遮断配線のインダクタンス成分が大きくなり、ノイズ抑制という観点で特性が低下してしまう。
【０００８】
特許文献２に開示された電子部品では、積み重ねられた上下の２つの積層コンデンサが１つの第１の電極を介して接続されている。このため、インピーダンスが高くなり、十分なノイズ抑制効果を得ることができない。
【０００９】
本発明の目的は、電極間の短絡が生じにくく、かつノイズ抑制効果の低下を抑制することができる積層コンデンサ及びこの積層コンデンサの実装構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点による積層コンデンサは、
積み重ねられた少なくとも２つのコンデンサユニットを有し、
前記コンデンサユニットの各々は、
誘電体層を挟んで対向する第１の内部電極及び第２の内部電極を内部に含む積層体と、
前記積層体の側面に形成され、前記第１の内部電極に接続された少なくとも２つの外部電極と、
前記積層体の側面に形成され、前記第２の内部電極に接続された少なくとも４つの接続電極と、
前記積層体の側面に形成され、前記第１の内部電極及び前記第２の内部電極のいずれにも接続されていない補助電極と
を有し、
前記積層体の積層方向を高さ方向としたとき、平面視において、一方の前記コンデンサユニットの前記外部電極、前記接続電極、及び前記補助電極が、それぞれ他方の前記コンデンサユニットの前記補助電極、前記接続電極、及び前記外部電極に重なり、電気的に接続されており、
前記コンデンサユニットの各々を、前記積層体の積層方向に平行な仮想軸を回転中心として９０°回転させると、前記外部電極、前記接続電極、及び前記補助電極が、それぞれ回転前の前記コンデンサユニットの前記補助電極、前記接続電極、及び前記外部電極に重なる。
【００１１】
２つのコンデンサが直列接続されるため、電極間の短絡が生じ難くなる。少なくとも４つの接続電極を介して、２つのコンデンサユニットの第２の内部電極同士が接続される。１つの接続電極を介して接続される構成とくらべて、接続構造のインダクタンス成分を低減させることができる。
【００１２】
一方のコンデンサユニットに対して他方のコンデンサユニットを９０°回転させた姿勢で積み重ねることにより、一方のコンデンサユニットの外部電極、接続電極、及び補助電極を、それぞれ他方のコンデンサユニットの補助電極、接続電極、及び外部電極に接続することができる。
【００１３】
本発明の第２の観点による積層コンデンサは、第１の観点による積層コンデンサの構成に加えて、
前記コンデンサユニットの各々の前記積層体の平面形状が４回回転対称性を有する。
【００１４】
一方のコンデンサユニットに対して他方のコンデンサユニットを９０°回転させた姿勢で積み重ねると、平面視において２つのコンデンサユニットの外周が重なる。このため、９０°回転させた状態を容易に確認することができる。
【００１５】
本発明の第３の観点による積層コンデンサの実装構造は、
積み重ねられた少なくとも２つのコンデンサユニットを有する積層コンデンサと、
前記積層コンデンサを実装し、少なくとも２つの導体パターンを含む実装基板と
を有し、
前記コンデンサユニットの各々は、
誘電体層を挟んで対向する第１の内部電極及び第２の内部電極を内部に含む積層体と、
前記積層体の側面に形成され、前記第１の内部電極に接続された少なくとも２つの外部電極と、
前記積層体の側面に形成され、前記第２の内部電極に接続された少なくとも４つの接続電極と、
前記積層体の側面に形成され、前記第１の内部電極及び前記第２の内部電極のいずれにも接続されていない補助電極と
を有し、
前記積層体の積層方向を高さ方向としたとき、平面視において、一方の前記コンデンサユニットの前記外部電極、前記接続電極、及び前記補助電極が、それぞれ他方の前記コンデンサユニットの前記補助電極、前記接続電極、及び前記外部電極に重なり、
一方の前記コンデンサユニットの前記外部電極と他方の前記コンデンサユニットの前記補助電極とが前記実装基板の一方の前記導体パターンに接続されており、一方の前記コンデンサユニットの前記補助電極と他方の前記コンデンサユニットの前記外部電極とが前記実装基板の他方の前記導体パターンに接続されている。
【００１６】
積層コンデンサが実装基板の２つの導体パターンの間に挿入されることにより、デカップリングコンデンサとして機能する。積層コンデンサが２つのコンデンサユニットを直列に接続した回路構成を有するため、電極間の短絡が生じ難くなる。少なくとも４つの接続電極を介して、２つのコンデンサユニットの第２の内部電極同士が接続される。１つの接続電極を介して接続される構成とくらべて、接続構造のインダクタンス成分を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
２つのコンデンサが直列接続されるため、電極間の短絡が生じ難くなる。少なくとも４つの接続電極を介して、２つのコンデンサユニットの第２の内部電極同士が接続される。１つの接続電極を介して接続される構成とくらべて、接続構造のインダクタンス成分を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１Ａは、実施例による積層コンデンサ１０を搭載した電子部品の斜視図であり、図１Ｂは、コンデンサユニットの分解斜視図であり、図１Ｃは、積層コンデンサの等価回路図である。
【図２】図２Ａは、実施例の変形例による積層コンデンサの分解斜視図であり、図２Ｂは、実施例の他の変形例による積層コンデンサの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１Ａから図１Ｃまでの図面を参照して、実施例による積層コンデンサ及び電子部品について説明する。
【００２０】
図１Ａは、実施例による積層コンデンサ１０を搭載した電子部品の斜視図である。実装基板５０に積層コンデンサ１０が実装されている。積層コンデンサ１０は、積み重ねられた２つのコンデンサユニット１１を含む。２つのコンデンサユニット１１は同一の構成を有する。実装基板５０は、グランドとなる導体パターンに接続されたランド５１と、電源配線となる導体パターンに接続されたランド５２とを含んでいる。
【００２１】
コンデンサユニット１１は直方体状の外形を有し、その平面形状は４回回転対称性を有する。例えば、コンデンサユニット１１の平面形状は正方形である。コンデンサユニット１１は、２つの外部電極１５、２つの補助電極１６、及び４つの接続電極１７を有する。２つの外部電極１５は、平面視において相互に対角の位置にある２つの角部に形成され、２つの補助電極１６は、他の２つの角部に形成されている。４つの接続電極１７は、平面視において４つの辺のほぼ中央部に形成されている。外部電極１５、補助電極１６、及び接続電極１７は、コンデンサユニット１１の側面に形成されるとともに、上面及び底面の一部の領域まで広がっている。
【００２２】
図１Ｂは、コンデンサユニット１１の分解斜視図である。コンデンサユニット１１は、第１の内部電極１３が形成された複数の誘電体層１２と、第２の内部電極１４が形成された複数の誘電体層１２とが交互に積み重ねられた積層構造を有する。第１の内部電極１３は、相互に対角の位置にある２つの頂点に向かって引き出されている。第２の内部電極１４は、４つの辺のほぼ中央に向かって引き出されている。
【００２３】
最上層の誘電体層１２の上には、内部電極の形成されていない少なくとも１層の誘電体層が積み重ねられており、内部電極が露出しない構成とされている。最下層の誘電体層１２の下にも、必要に応じて内部電極の形成されていない誘電体層が積み重ねられている。第１の内部電極１３と第２の内部電極１４とは誘電体層１２を挟んで対向している。
【００２４】
図１Ａに示すように、２つのコンデンサユニット１１は、誘電体層１２（図１Ｂ）の積層方向（高さ方向）に積み重ねられている。コンデンサユニット１１の各々は、面内方向に９０°回転させると、外部電極１５、接続電極１７、及び補助電極１６が、それぞれ回転前のコンデンサユニット１１の補助電極１６、接続電極１７、及び外部電極１５に重なるような構造を有する。ここで、「面内方向に回転」とは、誘電体層１２（図１Ｂ）の積層方向に平行な仮想軸を回転中心とした回転を意味する。
【００２５】
第１の内部電極１３（図１Ｂ）の各々は２つの外部電極１５に接続され、第２の内部電極１４（図１Ｂ）の各々は４つの接続電極１７に接続されている。補助電極１６は、いずれの内部電極にも接続されていない。
【００２６】
上側のコンデンサユニット１１は、下側のコンデンサユニット１１と同一の姿勢をとった状態から、積層方向に平行な仮想軸を回転中心として９０°回転させた姿勢で、下側のコンデンサユニット１１の上に積み重ねられている。
【００２７】
このため、平面視において、一方のコンデンサユニット１１の外部電極１５、接続電極１７、及び補助電極１６が、それぞれ他方のコンデンサユニット１１の補助電極１６、接続電極１７、及び外部電極１５に重なり、電気的に接続されている。下側のコンデンサユニット１１の２つの外部電極１５が、それぞれ実装基板５０の２つのランド５１に接続され、下側のコンデンサユニット１１の２つの補助電極１６が、それぞれ実装基板５０の２つのランド５２に接続されている。ランド５１及び５２は、それぞれグランドとなる導体パターン及び電源配線となる導体パターンに接続されている。上側のコンデンサユニット１１の外部電極１５は、下側のコンデンサユニット１１の補助電極１６を介して実装基板５０のランド５２に接続される。
【００２８】
上下のコンデンサユニット１１の外部電極１５と接続電極１７、及び接続電極１７同士は、例えばはんだにより電気的に接続される。上側のコンデンサユニット１１は、このはんだによって下側のコンデンサユニット１１に固定される。
【００２９】
図１Ｃは、実施例による積層コンデンサ１０の等価回路図である。上側のコンデンサユニット１１の２つの外部電極１５が、それぞれ下側のコンデンサユニット１１の２つの補助電極１６を介して２つのランド５１に電気的に接続される。下側のコンデンサユニット１１の２つの外部電極１５は、それぞれ２つのランド５２に電気的に接続される。上側のコンデンサユニット１１の４つの接続電極１７は、それぞれ下側のコンデンサユニット１１の４つの接続電極１７に電気的に接続される。上側のコンデンサユニット１１と下側のコンデンサユニット１１とが、ランド５１と５２との間に直列に接続された回路構成が得られる。
【００３０】
次に、実施例による積層コンデンサ１０及び電子部品の優れた効果について説明する。
図１Ｃに示したように、２つのコンデンサが、実装基板５０（図１Ａ）のランド５１とランド５２との間に直列に挿入される。積層コンデンサ１０は、グランドと電源配線との間に挿入されるデカップリングコンデンサとして用いることができる。
【００３１】
グランドと電源配線との間に、２つのコンデンサユニット１１で構成されるコンデンサが直列に挿入されるため、一方のコンデンサユニット１１が破損して短絡状態になっても、グランドと電源配線とが短絡してしまうことがない。このため、過電流防止のための遮断配線（ヒューズ配線）を設けなくても、過電流の発生を抑制することができる。１つのコンデンサユニット１１が破損しても過電流が流れないため、機器の損傷を抑制する効果が得られる。また、インダクタンス成分の大きな遮断配線を配置する必要がないため、インダクタンス成分の増大によるノイズ抑制効果の低減が回避され、十分なノイズ抑制効果を得ることができる。
【００３２】
図１Ｂに示したように、下側のコンデンサユニット１１（図１Ａ）の第２の内部電極１４と、上側のコンデンサユニット１１（図１Ａ）の第２の内部電極１４とが、４箇所で接続電極１７を介して接続されている。このため、一般的な二端子コンデンサを直列接続する構成と比べて、２つのコンデンサユニット１１の第２の内部電極１４同士の接続構造のインダクタンス成分を低減させることができる。
【００３３】
さらに、下側のコンデンサユニット１１の第１の内部電極１３は、２箇所で外部電極１５を介して実装基板５０（図１Ａ）のランド５１に接続されている。上側のコンデンサユニット１１の第１の内部電極１３は、２箇所で外部電極１５及び下側のコンデンサユニット１１の補助電極１６を介して実装基板５０のランド５２に接続されている。このため、一般的な二端子コンデンサを直列接続する構成と比べて、第１の内部電極１３と実装基板５０との接続構造のインダクタンス成分を低減させることができる。
【００３４】
上述のように、積層コンデンサ１０に直列に挿入されるインダクタンス成分が低減されるため、十分なノイズ抑制効果を確保することができる。
【００３５】
また、実施例では、一方のコンデンサユニット１１を他方のコンデンサユニット１１に対して９０°回転させた姿勢で積み重ねることにより、直列接続された２つのコンデンサを構成することができる。このため、直列接続された２つのコンデンサを実装するための実装面積が、１つのコンデンサを実装する場合に比べて増加することはない。
【００３６】
さらに、実施例では、下側のコンデンサユニット１１と上側のコンデンサユニット１１との構造が同一であるため、部品の品種を増やす必要がない。このため、部品の品種の増加によるコスト増を抑制することができる。
【００３７】
次に、実施例による積層コンデンサ１０を実装基板５０に実装する２つの手順について説明する。第１の手順では、まず、下側のコンデンサユニット１１の上に上側のコンデンサユニット１１を取り付けた積層コンデンサ１０を準備する。この積層コンデンサ１０を実装基板５０に実装する。第２の手順では、まず、下側のコンデンサユニット１１を実装基板５０に実装する。その後、上側のコンデンサユニット１１を下側のコンデンサユニット１１の上に実装する。電子部品の組立工程において、どちらの実装手順を採用してもよい。
【００３８】
次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、実施例の変形例による積層コンデンサについて説明する。以下、実施例による積層コンデンサと共通の構成については説明を省略する。
【００３９】
図２Ａは、実施例の変形例による積層コンデンサ１０の分解斜視図である。本変形例による積層コンデンサ１０のコンデンサユニット１１には、外部電極１５と補助電極１６とを識別するための識別マーク２０が付されている。例えば、コンデンサユニット１１の上面の外部電極１５の近傍に識別マーク２０が付されている。識別マーク２０の形成には、例えばレーザマーキング技術を用いることができる。識別マーク２０により、外部電極１５と補助電極１６とを容易に識別することができる。
【００４０】
図２Ｂは、実施例の他の変形例による積層コンデンサ１０の分解斜視図である。本変形例では、外部電極１５の形状と補助電極１６の形状とを異ならせている。例えば、補助電極１６の上面部分の平面形状はほぼ正方形であり、外部電極１５の上面部分の平面形状は、正方形の４つの頂点のうち内側を向く頂点を斜めに切り取った形状を有する。この形状の相違により、外部電極１５と補助電極１６とを容易に識別することができる。
【００４１】
図２Ａ及び図２Ｂに示した変形例では、下側のコンデンサユニット１１の上に上側のコンデンサユニット１１を重ねる際に、下側のコンデンサユニット１１に対して上側のコンデンサユニット１１を９０°回転させた状態を容易に確認することができる。
【００４２】
実施例では、外部電極１５及び補助電極１６をコンデンサユニット１１の角部に配置し、接続電極１７を各辺の中央部に配置したが、その逆に、外部電極１５及び補助電極１６を各辺の中央部に配置し、接続電極１７を角部に配置してもよい。また、実施例では、外部電極１５及び補助電極１６を２個ずつ配置したが、それぞれ４個以上配置してもよい。また、接続電極１７を８個以上配置してもよい。
【００４３】
上述の実施例及び変形例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００４４】
１０  積層コンデンサ
１１  コンデンサユニット
１２  誘電体層
１３  第１の内部電極
１４  第２の内部電極
１５  外部電極
１６  補助電極
１７  接続電極
２０  識別マーク
５０  実装基板
５１、５２  ランド
【図１】
2018098281.tif 000003
【図２】
2018098281.tif 000004