(57)【要約】【課題】低いインダクタンスと大きな静電容量を備えるとともに、信頼性の高いコンデンサを提供する。【解決手段】複数個の誘電体層２を積層した積層体１の内部に、誘電体層２を挟んで対向する第１内部電極３及び第２内部電極４と、第１内部電極３に接続される複数個の第１ビア導体５と、第２内部電極４に接続される複数個の第２ビア導体６とを配設するとともに、第１ビア導体５及び第２内部電極４間に導体材料の存在しない第１空白部７を、第２ビア導体６及び第１内部電極３間に導体材料の存在しない第２空白部８を設けてなるコンデンサ１０において、第１ビア導体５及び第２ビア導体６が積層体１の外周に沿って環状に配置されており、かつ第１空白部７と第２空白部８とが積層体１の積層方向に一部重なり合うように隣接する第１ビア導体５及び第２ビア導体６を近接配置させた。【選択図】図２
2005050920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の誘電体層を積層した積層体の内部に、前記誘電体層を挟んで対向する第１内部電極及び第２内部電極と、前記第１内部電極に接続される複数個の第１ビア導体と、前記第２内部電極に接続される複数個の第２ビア導体とを配設するとともに、第１ビア導体及び第２内部電極間に導体材料の存在しない第１空白部を、第２ビア導体及び第１内部電極間に導体材料の存在しない第２空白部を設けてなるコンデンサにおいて、
前記第１ビア導体及び第２ビア導体が前記積層体の外周に沿って環状に配置されており、かつ前記第１空白部と前記第２空白部とが前記積層体の積層方向に一部重なり合うように隣接する第１ビア導体及び第２ビア導体を近接配置させたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記第１ビア導体が前記第１内部電極の外周部で第１内部電極に接続され、前記第２ビア導体が前記第２内部電極の外周部で第２内部電極に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記第１ビア導体及び第２ビア導体の各一端が前記積層体の下面に導出されているとともに、該導出部に外部端子が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンデンサ。
【請求項４】
前記第１ビア導体及び第２ビア導体が前記積層体の外周に沿って交互に配置されており、個々の空白部に対して、その両側に配されている２個の空白部が前記積層体の積層方向に一部重なり合うよう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３のいずれかに記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＣに電源を供給する回路に接続されるデカップリングコンデンサ等のコンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコンデンサとしては、例えば図５に示す如く、複数個の誘電体層５２を積層した積層体５１の内部に、誘電体層５２を挟んで対向する第１内部電極５３及び第２内部電極５４と、第１内部電極５３に接続される複数個の第１ビア導体５５と、第２内部電極５４に接続される複数個の第２ビア導体５６とを配設した構造のものが知られている。かかるコンデンサは、第１内部電極５３と第２内部電極５４との間に所定の電圧を印加することによって、両内部電極間に配されている誘電体層に所定の静電容量を形成するとともに、隣接した第１ビア導体５５と第２ビア導体５６は、発生する磁束を互いに打ち消し合うことによって、低インダクタンスのコンデンサ５０として機能する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、上述した従来のコンデンサ５０は、第１ビア導体５５及び第２内部電極５４間に導体材料の存在しない第１空白部５７を、第２ビア導体５６及び第１内部電極５３間に導体材料の存在しない第２空白部５８を設けており、これら第１空白部５７及び第２空白部５８によって、第１内部電極５３と第２内部電極５４とは電気的に絶縁されていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２００１−１８５４４２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のコンデンサ５０は、第１ビア導体５５と第２ビア導体５６との間で、積層体５１の厚み方向において、第１内部電極５３及び第２内部電極５４が存在する領域に歪みが集中し、この領域を起点にクラックが発生しやすいという欠点を有している。
【０００６】
即ち、従来のコンデンサ５０は、第１ビア導体５５及び第２ビア導体５６が金属材料であり、セラミック等からなる誘電体層に比べると熱膨張収縮が大きいので、隣接する第１ビア導体５５及び第２ビア導体５６との間では、熱膨張収縮の応力歪みが集中する構造となっている。それに加えて、上述した従来のコンデンサ５０は、第１ビア導体５５と第２ビア導体５６との間には、積層体５１の厚み方向において、第１内部電極５３のみが存在する領域と、第２内部電極５４のみが存在する領域と、第１内部電極５３及び第２内部電極５４がともに存在する領域とがある。従って、積層体の厚み方向において、第１内部電極５３及び第２内部電極５４がともに存在する領域は、他の領域に比べて熱膨張収縮量が大きいため、このような領域は、第１内部電極５３及び第２内部電極５４の間においても、特に応力歪みが集中する領域となる。
【０００７】
また、上述した従来のコンデンサにおいては、第１空白部５７と第２空白部５８とが静電容量の形成領域を少なくしており、静電容量を大きくすることを妨げていた。
【０００８】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、低いインダクタンスと大きな静電容量を備えるとともに、信頼性の高いコンデンサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンデンサは、複数個の誘電体層を積層した積層体の内部に、前記誘電体層を挟んで対向する第１内部電極及び第２内部電極と、前記第１内部電極に接続される複数個の第１ビア導体と、前記第２内部電極に接続される複数個の第２ビア導体とを配設するとともに、第１ビア導体及び第２内部電極間に導体材料の存在しない第１空白部を、第２ビア導体及び第１内部電極間に導体材料の存在しない第２空白部を設けてなるコンデンサにおいて、前記第１ビア導体及び第２ビア導体が前記積層体の外周に沿って環状に配置されており、かつ前記第１空白部と前記第２空白部とが前記積層体の積層方向に一部重なり合うように隣接する第１ビア導体及び第２ビア導体を近接配置させたことを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明のコンデンサは、前記第１ビア導体が前記第１内部電極の外周部で第１内部電極に接続され、前記第２ビア導体が前記第２内部電極の外周部で第２内部電極に接続されていることを特徴とするものである。
【００１１】
更に本発明のコンデンサは、前記第１ビア導体及び第２ビア導体の各一端が前記積層体の下面に導出されているとともに、該導出部に外部端子が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
そして本発明のコンデンサは、前記第１ビア導体及び第２ビア導体が前記積層体の外周に沿って交互に配置されており、個々の空白部に対して、その両側に配されている２個の空白部が前記積層体の積層方向に一部重なり合うように配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、前記第１空白部と前記第２空白部とが前記積層体の積層方向に一部重なり合うように隣接する第１ビア導体及び第２ビア導体を近接配置させたことにより、第１ビア導体と第２ビア導体との間で、積層体の厚み方向において、第１内部電極及び第２内部電極が存在する領域が少なくなるので、歪みが集中しにくくなり、クラックの発生を低減させることが可能となる。
【００１４】
また本発明によれば、前記第１ビア導体が前記第１内部電極の外周部で第１内部電極に接続され、前記第２ビア導体が前記第２内部電極の外周部で第２内部電極に接続されていることにより、第１空白部及び第２空白部の領域の略半分が、第１内部電極及び第２内部電極の非形成領域と重なるので、第１内部電極と第２内部電極とが対向する領域の面積を効率的に確保することとなり、静電容量をより大きくすることが可能となる。
【００１５】
更に本発明によれば、前記第１ビア導体及び第２ビア導体の各一端が前記積層体の下面に導出されているとともに、該導出部に外部端子が設けられていることにより、バンプ接続で基板に搭載することができるので、半田のフィレットを形成する必要が無くなり、コンデンサの実装面積を小さくすることが可能となる。
【００１６】
また更に本発明によれば、前記第１ビア導体及び第２ビア導体を前記積層体の外周に沿って交互に配置し、個々の空白部に対して、その両側に配されている２個の空白部が前記積層体の積層方向に一部重なり合うように配置することで、隣接するビア導体同士が、より効率的に、発生する磁束を互いに打ち消し合うことによって、低インダクタンスのコンデンサとすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態に係るコンデンサを下方から見た外観斜視図、図２は図１のコンデンサの断面図、図３は図１のコンデンサを上方から見た透視図であり、１は積層体、２は誘電体層、３は第１の内部電極、４は第２の内部電極、５は第１ビア導体、６は第２ビア導体、７は第１空白部、８は第２空白部、１１、１２は外部端子である。
【００１９】
同図に示すコンデンサは、矩形状を成す複数個の誘電体層２を積層して略直方体状の積層体１を形成するとともに、該積層体１の内部で、各誘電体層間２−２に、第１内部電極３及び第２内部電極４を一部対向させた状態で交互に介在させた構造を有している。
【００２０】
前記誘電体層２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を主成分とする誘電体材料によって１層あたり１μｍ〜３μｍの厚みに形成されており、かかる誘電体層２を、例えば、７０層〜６００層だけ積層することによって積層体１が形成される。尚、図２においては本実施形態を簡略化して説明するために誘電体層２の積層数を５層とした例について示している。
【００２１】
上述した誘電体層２は、例えば、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、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・混合して泥漿状になすとともに、これを従来周知のドクターブレード法等によって所定形状、所定厚みのセラミックグリーンシートと成し、しかる後、得られたセラミックグリーンシートを従来周知のグリーンシート積層法等にて所定の枚数だけ積層・圧着させることによりセラミックグリーンシートの積層体を形成し、これを個々のコンデンサに対応する個片の積層体に切断分離して、最後に個片の積層体を、例えば、１１００℃〜１４００℃の温度で焼成することによって製作される。尚、この工程において使用されるセラミックグリーンシートの焼成に伴う収縮率は、例えば、１０％〜２０％程度に設定される。
【００２２】
一方、誘電体層２間に介在されている第１内部電極３及び第２内部電極４は、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によって、例えば０．５μｍ〜２．０μｍの厚みに形成され、両内部電極の対向面積は、例えば、各誘電体層２の面積が３．３ｍｍ２である場合、２．７ｍｍ２〜３．０ｍｍ２に設定される。
【００２３】
積層体１の内部に埋設されている複数個の第１内部電極３は、積層体１の内部に埋設されている複数個の第１ビア導体５を介して積層体下面の外部端子１１に、また複数個の第２内部電極４は、積層体１の内部に埋設されている複数個の第２ビア導体６を介して積層体下面の外部端子１２に共通接続されており、これら外部端子１１と外部端子１２との間に所定の電界が印加されると、第１内部電極３と第２内部電極４との間に位置する誘電体層２の誘電率、厚み、対向面積及び層数に対応した所定の静電容量が形成されるようになっている。
【００２４】
上述した第１内部電極３及び第２内部電極４は、ニッケル／銅から成る場合、例えば、ニッケル／銅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、上述したセラミックグリーンシートの積層前に各セラミックグリーンシートの一主面に従来周知のスクリーン印刷法等によって所定パターンに印刷・塗布しておくことにより各セラミックグリーンシート間に介在され、セラミックグリーンシートの積層体を焼成する際に同時焼成されて第１内部電極３、第２内部電極４となる。
【００２５】
尚、前述した導体ペースト中には、セラミックグリーンシート中に含有されている誘電体材料を別途、添加・混合させておくようにしても構わない。
【００２６】
一方、上述した第１ビア導体５及び第２ビア導体６は、その下端が積層体１の下面まで延在されるようにして誘電体層２の積層方向と平行に配されており、先に述べた第１の内部電極３や第２の内部電極４と同様の導体材料によって、例えば、直径８０μｍ〜１５０μｍの円柱状をなすように形成される。
【００２７】
尚、上述した第１ビア導体５及び第２ビア導体６は、複数個のセラミックグリーンシートを積層してなる積層体に対して、焼成前の段階で、レーザ照射やマイクロドリル，パンチング等によって所定の貫通孔を穿設するとともに、これら貫通孔内に従来周知のスクリーン印刷等によって導体ペーストを印刷・充填し、該充填した導体ペーストをセラミックグリーンシートの焼成時に内部電極３、４等と共に同時焼成することによって形成される。
【００２８】
また、第１ビア導体及び第２内部電極間には、導体材料の存在しない第１空白部７が、第２ビア導体及び第１内部電極間には、導体材料の存在しない第２空白部８がそれぞれ設けてあり、これら第１空白部７及び第２空白部８によって、第１内部電極３と第２内部電極４とは電気的に絶縁されている。
【００２９】
本実施形態のコンデンサは、第１ビア導体５及び第２ビア導体６は、積層体１の外周に沿って環状に配置されており、図３に示すように、第１ビア導体５が第１内部電極３の外周部で第１内部電極３に接続され、第２ビア導体６が第２内部電極４の外周部で第２内部電極４に接続されていることにより、第１空白部７及び第２空白部８の領域の略半分が、第１内部電極３及び第２内部電極４の非形成領域と重なるので、第１内部電極３と第２内部電極４とが対向する領域の面積を効率的に確保することとなり、静電容量をより大きくすることが可能となる。
【００３０】
一方、本実施形態のコンデンサは、第１空白部７と第２空白部８とが積層体１の積層方向に一部重なり合うように、隣接する第１ビア導体５及び第２ビア導体６を近接配置させたことにより、第１ビア導体５と第２ビア導体６との間で、積層体１の厚み方向において、第１内部電極３及び第２内部電極４が存在する領域が少なくなるので、歪みが集中しにくくなり、クラックの発生を低減させることが可能となる。特に、本実施形態においては、第１ビア導体５と第２ビア導体６の直線上において、第１空白部７と第２空白部８とが積層体１の積層方向に重なり合うようにすることで、歪みの低減を実現している。
【００３１】
尚、第１内部電極３及び第２内部電極４は、第１ビア導体５と第２ビア導体６との対向領域内で重ならないように配置されていることが好ましい。
【００３２】
また、第１ビア導体７及び第２ビア導体８は、積層体１の外周に沿って交互に配置され、個々の空白部に対して、その両側に配されている２個の空白部が積層体１の積層方向に一部重なり合うように配置されており、隣接するビア導体同士が、効率的に、発生する磁束を互いに打ち消し合うことによって、より低インダクタンスのコンデンサとすることができる。
【００３３】
また、上述した積層体１の下面に設けられている外部端子１１、１２は、コンデンサをマザーボード等の配線基板上に搭載する際、配線基板の接続パッドに半田等の導電性接着剤を介して電気的に接続される外部接続用の端子として機能するものである。積層体１の下面には、前記第１ビア導体及び第２ビア導体の各一端が前記積層体の下面に導出されており、この導出部に、例えば、ニッケルや金等の半田濡れ性が良好な金属を従来周知の電解めっき法等によって所定厚みに被着させることによって形成される。
【００３４】
このように、本実施形態のコンデンサ１０は、バンプ接続で基板に搭載することができるので、半田のフィレットを形成する必要が無くなり、コンデンサの実装面積を小さくすることが可能となる。
【００３５】
かくして、上述したコンデンサは、ＩＣ等に電源を供給する回路に接続されるデカップリングコンデンサ等に用いられ、低いインダクタンスと大きな静電容量を備えることで、ＩＣ等の急激な電力供給に対応するとともに、ＩＣ等の発熱により、熱膨張を繰り返す中においても高い信頼性を有するコンデンサとして機能する。
【００３６】
尚、本発明は上述した実施形態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。
【００３７】
例えば、上述した実施形態においては、積層体は直方体を成しているが、円柱であっても構わない。この場合においても、第１ビア導体及び第２ビア導体は、積層体の外周に沿って環状に配置することが可能である。
【００３８】
また、上述した実施形態においては、１個のコンデンサを単独で製造する場合を例にとって説明したが、これに代えて、いわゆる‘複数個取り’の手法を採用して、大型の積層体より切り出した複数個の個片を焼成することにより複数個のコンデンサを同時に得ても良いことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、前記第１空白部と前記第２空白部とが前記積層体の積層方向に一部重なり合うように隣接する第１ビア導体及び第２ビア導体を近接配置させたことにより、第１ビア導体と第２ビア導体との間で、積層体の厚み方向において、第１内部電極及び第２内部電極が存在する領域が少なくなるので、歪みが集中しにくくなり、クラックの発生を低減させることが可能となる。
【００４０】
また本発明によれば、前記第１ビア導体が前記第１内部電極の外周部で第１内部電極に接続され、前記第２ビア導体が前記第２内部電極の外周部で第２内部電極に接続されていることにより、第１空白部及び第２空白部の領域の略半分が、第１内部電極及び第２内部電極の非形成領域と重なるので、第１内部電極と第２内部電極とが対向する領域の面積を効率的に確保することとなり、静電容量をより大きくすることが可能となる。
【００４１】
更に本発明によれば、前記第１ビア導体及び第２ビア導体の各一端が前記積層体の下面に導出されているとともに、該導出部に外部端子が設けられていることにより、バンプ接続で基板に搭載することができるので、半田のフィレットを形成する必要が無くなり、コンデンサの実装面積を小さくすることが可能となる。
【００４２】
また更に本発明によれば、前記第１ビア導体及び第２ビア導体を前記積層体の外周に沿って交互に配置し、個々の空白部に対して、その両側に配されている２個の空白部が前記積層体の積層方向に一部重なり合うように配置することで、隣接するビア導体同士が、より効率的に、発生する磁束を互いに打ち消し合うことによって、低インダクタンスのコンデンサとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンデンサの下方からの外観斜視図である。
【図２】図１のコンデンサの断面図である。
【図３】図１のコンデンサを上方から見た透視図である。
【図４】従来のコンデンサの断面図である。
【図５】従来のコンデンサを上方から見た透視図である。
【符号の説明】
１・・・積層体
２・・・誘電体層
３・・・第１内部電極
４・・・第２内部電極
５・・・第１ビア導体
６・・・第２ビア導体
７・・・第１空白部
８・・・第２空白部
１０・・・コンデンサ
１１、１２・・・外部端子
【図１】
2005050920.tif 000003
【図２】
2005050920.tif 000004
【図３】
2005050920.tif 000005
【図４】
2005050920.tif 000006
【図５】
2005050920.tif 000007