(57)【要約】【課題】静電容量が低下することなく、配線基板上に実装してもクラック等の構造欠陥の生じにくいコンデンサを提供する。【解決手段】第１の内部電極３及び第２の内部電極４は、両内部電極の対向領域における電極幅が、前記積層体の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次広く、第１の内部電極３及び第２の内部電極４の前記対向領域における電極幅の最大値に対する最小値の比率が９６％〜９９％とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の誘電体層を積層することにより直方体状をなすように形成した積層体の内部で、隣接する誘電体層間に、第１の内部電極と第２の内部電極とを両内部電極が一部対向するようにして交互に介在させてなるコンデンサであって、
前記第１の内部電極及び第２の内部電極は、両内部電極の対向領域における電極幅が、前記積層体の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次広くなっていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記対向領域における第１の内部電極及び第２の内部電極のエッジ部より前記積層体の端面までの距離が前記積層体の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次短くなっ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の内部電極及び第２の内部電極の前記対向領域における電極幅の最大値に対する最小値の比率が９６％〜９９％であ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４】
前記第１の内部電極及び第２の内部電極の前記対向領域におけるエッジ部より前記積層体の端面までの距離の最大値に対する最小値の比率が９６％〜９９％であることを特徴とする請求項２記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンデンサの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のコンデンサとしては、例えば図５に示す如く、矩形状を成す誘電体層２２を、間に第１の内部電極２３と第２の内部電極２４とを交互に介在させて積層するとともに、第１の内部電極２３、第２の内部電極２４にそれぞれ電気的に接続される外部端子２５，２６を配設した構造のものが知られており、かかるコンデンサは、第１の内部電極２３と第２の内部電極２４との間に所定の電圧を印加し、両内部電極間に配されている誘電体層２２に所定の静電容量を形成することによりコンデンサとして機能する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上述した従来のコンデンサは、できるだけ大きな静電容量を得るために、全ての内部電極の外周をコンデンサ本体の外周にできるだけ近づけて内部電極の面積を広く確保するように設計されている。
【０００４】
このようなコンデンサをマザーボード等の配線基板上に実装する際は、上述したコンデンサを、その外部端子２５，２６と配線基板の接続パッドとの間に半田等の導電性接着剤が介在されるようにして配線基板上に載置させた後、半田等を高温で加熱・溶融させることによって行なわれ、これによってコンデンサの内部電極２３，２４が外部端子２５，２６及び半田等を介して配線基板の配線導体と電気的に接続される。
【特許文献１】特開平１−２２６１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来のコンデンサにおいては、できるだけ大きな静電容量を得るために、全ての内部電極の外周をコンデンサ本体の外周にできるだけ近づけておくことによって内部電極２３，２４の面積を極力広く確保するように設計されており、上下に隣接する誘電体層同士が直に接する領域の面積は極めて狭くなっている。それ故、誘電体層間の密着強度は不足気味で、外部からの衝撃や熱等が印加された場合には、特にコンデンサの厚み方向中央域に大きな応力がかかり、コンデンサを構成している誘電体層同士が厚み方向中央域で剥離したり、内部にクラックが発生するといった欠点が誘発される。
【０００６】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、大きな静電容量を確保しつつ、厚み方向中央域における誘電体層の剥離やクラックの発生を有効に防止することができるコンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のコンデンサは、複数個の誘電体層を積層することにより直方体状をなすように形成した積層体の内部で、隣接する誘電体層間に、第１の内部電極と第２の内部電極とを両内部電極が一部対向するようにして交互に介在させてなるコンデンサであって、前記第１の内部電極及び第２の内部電極は、両内部電極の対向領域における電極幅が、前記積層体の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次広くなっていることを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明のコンデンサは、前記対向領域における第１の内部電極及び第２の内部電極のエッジ部より前記積層体の端面までの距離が前記積層体の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次短くなっていることを特徴とするものである。
【０００９】
更に本発明のコンデンサは、前記第１の内部電極及び第２の内部電極の前記対向領域における電極幅の最大値に対する最小値の比率が９６％〜９９％であることを特徴とするものである。
【００１０】
また更に本発明のコンデンサは、前記第１の内部電極及び第２の内部電極の前記対向領域におけるエッジ部より前記積層体の端面までの距離の最大値に対する最小値の比率が９６％〜９９％であることを特徴とするものである。
【００１１】
更にまた本発明のコンデンサは、前記第１の内部電極及び第２の内部電極の前記対向領域におけるエッジ部より前記積層体の端面までの距離の最大値に対する最小値の比率が９６％〜９９％であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１の内部電極及び第２の内部電極の両内部電極の対向領域における電極幅が、積層体の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次広くすることにより、内部電極のない部位の面積が比較的小さくすることができ、密着強度の高い誘電体層の面積を比較的大きくできるので、応力が強くかかる厚み方向中央領域の機械強度を向上することが可能となり、かかるコンデンサを配線基板上に実装した後に、コンデンサや配線基板に対して大きな衝撃が印加されたり、或いは、熱応力が繰り返し印加され、配線基板が変形した場合でもコンデンサにクラック等の不具合が発生するのを有効に防止することができる。
【００１３】
また本発明によれば、対向領域における第１の内部電極及び第２の内部電極のエッジ部より前記積層体の端面までの距離が積層体の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次短くすることにより、内部電極長さ方向についても上述した内部電極幅と同様の効果がある。このように、強い応力がかかる厚み中央領域において、内部電極幅方向及び長さ方向の密着強度を比較的高く保つことが可能となり、コンデンサにクラック等の不具合が発生するのを有効に防止することができる。
【００１４】
更に本発明によれば、積層体の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次内部電極の面積を変更し、また、第１の内部電極及び第２の内部電極の対向領域における内部電極幅の最大値に対する最小値の比率が９６％〜９９％にしたことから、第１の内部電極及び第２の内部電極の対向面積が厚み方向にわたり大きく変化しないので、静電容量を高く保つことができる。
【００１５】
また更に本発明によれば、第１の内部電極及び第２の内部電極の前記対向領域におけるエッジ部より前記積層体の端面までの距離の最大値に対する最小値の比率が９６％〜９９％にしたことから、内部電極長さ方向についても上述の内部電極幅方向と同様の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態に係るコンデンサの外観斜視図、図２は図１のコンデンサのＡ−Ａ´断面図、図３は図１のコンデンサのＢ−Ｂ´断面図、図４は図１のコンデンサのＣ−Ｃ´断面図であり、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、５，６は外部端子である。
【００１８】
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の内部電極３及び第２の内部電極４を一部対向させた状態で交互に介在させ、さらに、その積層体１の両端部に、第１の内部電極３に電気的に接続される外部端子５と第２の内部電極４に電気的に接続される外部端子６とを被着・形成した構造を有している。
【００１９】
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。
【００２０】
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、最後に積層体を、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なう収縮率は、例えば、１０％〜２０％程度に設定される。
【００２１】
一方、前記誘電体層２間に介在されている第１の内部電極３及び第２の内部電極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、外形寸法が２ｍｍ×２ｍｍの場合、１層あたりの厚みは０．５μm〜２．０μmに設定される。
【００２２】
かかるコンデンサは、外部電極５を介して隣合う内部電極間３−３に所定の電圧を印加し、内部電極間３−３に配されている誘電体層２に所定の静電容量を形成することによってコンデンサとして機能する。
【００２３】
上述した第１の内部電極３及び第２の内部電極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、インクジェット法等によって、導体ペーストが塗布される幅を漸次変更して、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、導体ペーストの幅が広く塗布されたセラミックグリーンシートより積層し、厚み方向中央域においてこの幅が最小となった後に、また、幅が広い方を積層することで積層体１を得る。この積層体１を焼成する際に同時焼成されて第１の内部電極３、第２の内部電極４となる。
【００２４】
また、第１の内部電極３及び第２の内部電極４は、例えば、支持体の主面に電解メッキ及び無電解メッキにより析出された金属メッキ膜を所定の内部電極３，４の形状なるようにエッチング処理を施して形成したものを用いることができる。あるいは、支持体の主面に所定の内部電極３，４が得られるように内部電極３，４の形成領域以外をマスクして電解メッキによって内部電極３，４を作製するようにしてもよい。あるいは、金属メッキ膜をイオンプレーテング、スパッタリング、化学蒸着等の薄膜形成法により作製してもよく、その形成方法を特に限定するものではない。
【００２５】
内部電極３，４をニッケル等の金属メッキ膜で作製した場合、セラミックグリーンシートの主面に略同形状の金属メッキ膜を形成した後、積層し、焼成すると内部電極に面積差を付けなくとも本発明のコンデンサを得ることができる。
【００２６】
このように作製された金属メッキ膜をセラミックグリーンシートに転写することにより、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の内部電極３、第２の内部電極４となる。
【００２７】
そして、第１の内部電極３及び第２の内部電極４は、この両内部電極の対向領域における電極幅が、積層体１の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次広くなっており、さらに、この対向領域における第１の内部電極３及び第２の内部電極４のエッジ部より積層体１の端面までの距離が積層体１の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次短くなっている。
【００２８】
また、第１の内部電極３及び第２の内部電極４の対向領域における電極幅の最大値に対する最小値の比率は、９６％〜９９％にすることが好ましい。さらに、この対向領域における第１の内部電極３及び第２の内部電極４のエッジ部より積層体１の端面までの距離の最大値に対する最小値の比率は、９６％〜９９％にすることが好ましい。
【００２９】
このような構造にすることにより、内部電極と誘電体層の密着強度と、誘電体層同士の密着強度を比較すると誘電体層同士の密着強度のほうが高いので、強い応力がかかる厚み中央領域の誘電体層の面積を増加させればコンデンサとした時の密着強度が向上し、比較的強い機械強度を得ることができる。
【００３０】
故に、配線基板上にコンデンサ８を実装した後に、大きな衝撃が印加されたり、或いは、熱応力が繰り返し印加され配線基板が変形しても、応力が発生するコンデンサの厚み中央域またはコンデンサの厚み方向でクラックが発生するのを有効に防止することができる。
【００３１】
一方、静電容量の観点からは、第１の内部電極及び第２の内部電極の対向面積が厚み方向にわたり大きく変化しないので、静電容量を高く保つことができる。
【００３２】
また、上述した積層体１の両端部に設けられている外部端子５，６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り、積層体１の両端部に外部電極用の導体ペーストを塗布して焼成し、更に、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。
【００３３】
かかるコンデンサは、外部電極５を介して隣合う内部電極間３−３に所定の電圧を印加し、内部電極間３−３に配されている誘電体層２に所定の静電容量を形成することによってコンデンサとして機能する。
【００３４】
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。
【００３５】
例えば、上述した実施形態においては、積層体の厚み方向中央域より上下両側に向かって漸次内部電極の面積を変えるようにしたが、これに代えて、複数の略同形状の内部電極の群を作製し、その群を積層体の厚み方向中央域より上下両側に漸次積層するようにしても構わない。
【００３６】
更に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。
【００３７】
また、コンデンサの厚み方向の両内部電極より外側の誘電体層は、内部電極間の誘電体と異なる誘電体材料を用いてもよい。更に、この誘電体層の厚みも目的に応じて任意に変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンデンサの外観斜視図である。
【図２】図１のコンデンサのＡ−Ａ´線断面図である。
【図３】図１のコンデンサのＢ−Ｂ´線断面図である。
【図４】図１のコンデンサのＣ−Ｃ´線断面図である。
【図５】従来のコンデンサの断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・積層体
２・・・誘電体層
３・・・第１の内部電極（内部電極）
４・・・第２の内部電極（内部電極）
５、６・・・外部端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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