(57)【要約】【課題】直列共振のピークをなだらかにしてデカップリング回路のインピーダンス特性の劣化を低減させることができる積層コンデンサを提供する。【解決手段】本発明の積層コンデンサ10は、複数の誘電体層２ａ，２ｂを積層して成る積層体１と、積層体１の内部で誘電体層２ａ，２ｂを挟んで互いに対向するように交互に配置された複数の第１の内部電極３および第２の内部電極４と、第１の内部電極３および第２の内部電極４からそれぞれ複数箇所で積層体１の側面に引き出された複数の第１の引出部５および第２の引出部６と、積層体１の側面に積層方向に渡って形成され、積層方向の上下に位置する第１の引出部５同士および第２の引出部６同士をそれぞれ電気的に接続する複数の第１の端子電極７および第２の端子電極８とを備え、第１の引出部５および第２の引出部６の少なくとも一方は、導体材料が存在しない空白部５ａ，６ａが引出方向の内側に設けられている。【選択図】図２
2007005694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層を積層して成る積層体と、
該積層体の内部で前記誘電体層を挟んで互いに対向するように交互に配置された複数の第１の内部電極および第２の内部電極と、
前記第１の内部電極および前記第２の内部電極からそれぞれ複数箇所で前記積層体の側面に引き出された複数の第１の引出部および第２の引出部と、
前記積層体の側面に積層方向に渡って形成され、積層方向の上下に位置する前記第１の引出部同士および前記第２の引出部同士をそれぞれ電気的に接続する複数の第１の端子電極および第２の端子電極とを備える積層コンデンサにおいて、
前記第１の引出部および第２の引出部の少なくとも一方は、導体材料が存在しない空白部が引出方向の内側に設けられていることを特徴とする積層コンデンサ。
【請求項２】
前記積層体は直方体状であるとともに、前記誘電体層を挟んで対向する前記第１の内部電極および第２の内部電極から引き出された前記第１の引出部および第２の引出部が接続されている前記第１の端子電極および前記第２の端子電極のうち隣り合うものは、前記積層体の同じ側面に、もしくは隣接する側面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の積層コンデンサ。
【請求項３】
前記空白部は、前記引出部の引出方向の中央領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の積層コンデンサ。
【請求項４】
前記空白部が前記引出部に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の積層コンデンサ。
【請求項５】
前記第１の端子電極および前記第２の端子電極は、前記積層体の側面で交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の積層コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＩＣに電力を供給するデカップリング回路等に好適に用いられる積層コンデンサに関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＩＣと電源との間に並列接続するデカップリング回路に積層コンデンサが好適に用いられており、このような積層コンデンサはＩＣ内のスイッチングにおける切替直後の電力不足状態の間にＩＣに電力を供給するものである。
【０００３】
従来の積層コンデンサとしては、複数の誘電体層を積層して成る積層体の内部に誘電体層を挟んで互いに対向するように交互に配置された複数の第１の内部電極および第２の内部電極から複数の第１の引出部および第２の引出部をそれぞれ複数箇所で積層体の側面に引き出し、積層方向の上下に位置する第１の引出部同士および第２の引出部同士をそれぞれ電気的に接続しつつ積層体の側面に積層方向に渡って第１の端子電極および第２の端子電極を形成したものが知られている。（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
上記従来の積層コンデンサは、内部電極から引き出された引出部を複数形成して流れる電流の経路を短くしたことにより等価直列インダクタンスが小さくなるので直列共振により形成されるインピーダンスの極小なピークが高周波側に形成される。このように形成された直列共振のピーク付近を機能帯域とするコンデンサは、例えば、機能帯域の周波数が異なるコンデンサを複数組み合わせて広い帯域でインピーダンスが低くなるように構成したデカップリング回路においては高周波側の機能帯域に対応するコンデンサとして用いられるものである。
【特許文献１】特表２００２−５０８１１４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、上記従来の積層コンデンサは機能帯域においては直列共振のピークが急峻に形成されており、この急峻度が高い場合であれば近い周波数帯域に対応する機能帯域を有したコンデンサとの間の並列共振により形成されるインピーダンスの極大なピークが急峻になってしまう。そのため、上記従来の積層コンデンサを用いて構成したデカップリング回路は、一部でインピーダンスが規格値よりも大きな周波数帯域が生じるという問題点があった。即ち、従来の積層コンデンサは、インピーダンスの低い機能帯域を高周波側に有しているにもかかわらず、共振点のピークが急峻に形成された場合にはデカップリング回路のインピーダンス特性を一部の周波数帯域で大きく劣化させてしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記のような従来の積層コンデンサにおける問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、直列共振のピークをなだらかにしてデカップリング回路のインピーダンス特性の劣化を低減させることを可能とした積層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】
本発明の積層コンデンサは、複数の誘電体層を積層して成る積層体と、該積層体の内部で前記誘電体層を挟んで互いに対向するように交互に配置された複数の第１の内部電極および第２の内部電極と、前記第１の内部電極および前記第２の内部電極からそれぞれ複数箇所で前記積層体の側面に引き出された複数の第１の引出部および第２の引出部と、前記積層体の側面に積層方向に渡って形成され、積層方向の上下に位置する前記第１の引出部同士および前記第２の引出部同士をそれぞれ電気的に接続する複数の第１の端子電極および第２の端子電極とを備える積層コンデンサにおいて、前記第１の引出部および第２の引出部の少なくとも一方は、導体材料が存在しない空白部が引出方向の内側に設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明の積層コンデンサは、上記構成において、前記積層体は直方体状であるとともに、前記誘電体層を挟んで対向する前記第１の内部電極および第２の内部電極から引き出された前記第１の引出部および第２の引出部が接続されている前記第１の端子電極および前記第２の端子電極のうち隣り合うものは、前記積層体の同じ側面に、もしくは隣接する側面に配置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明の積層コンデンサは、上記構成において、前記空白部は、前記引出部の引出方向の中央領域に設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明の積層コンデンサは、上記構成において、前記空白部が前記引出部に複数設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明の積層コンデンサは、上記構成において、前記第１の端子電極および前記第２の端子電極は、前記積層体の側面で交互に配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の積層コンデンサによれば、第１の内部電極および第２の内部電極からそれぞれ複数箇所で積層体の側面に引き出された複数の第１の引出部および第２の引出部の少なくとも一方に、導体材料が存在しない空白部が引出方向の内側に設けられていることから、デカップリング回路を構成するコンデンサとして用いる場合に、第１の引出部および第２の引出部の直流抵抗値が増大することによって直列共振のピークは最小値が上昇してなだらかになり、他のコンデンサとの並列共振のピークが急峻にならなくなるので、デカップリング回路のインピーダンス特性の劣化を低減させることが可能になる。
【００１３】
また本発明の積層コンデンサによれば、誘電体層を挟んで対向する第１の内部電極および第２の内部電極から引き出された第１の引出部および第２の引出部が接続されている第１の端子電極および第２の端子電極のうち隣り合うものが、積層体の同じ側面に、もしくは隣接する側面に配置されているときには、隣り合う端子電極同士の間で行き交う電流は最短距離である内部電極の周縁部に集中するので、引出部に流れる電流も外側領域に集中することになり、導体材料が存在しない空白部を設けた場合におけるインダクタンスの上昇を有効に抑えることができる。
【００１４】
また本発明の積層コンデンサによれば、空白部が引出部の引出方向の中央領域に設けられているときには、電流が集中する引出部の外側領域の両方の電流密度のバランスが良くなるので引出部の外側領域の片方に電流が集中せず、その結果としてインダクタンスの上昇を有効に抑えることができる。
【００１５】
また本発明の積層コンデンサによれば、空白部が引出部に複数設けられているときには、引出部を挟んで対向する誘電体層同士の接合部が分散されるので、熱膨張や熱収縮等の際に印加された応力が分散されて、誘電体層間の剥離の発生等を抑制することができるので、積層コンデンサの信頼性を高くすることができる。
【００１６】
また本発明の積層コンデンサによれば、第１の端子電極および第２の端子電極は、積層体の側面で交互に配置されているときには、隣り合う第１の端子電極および第２の端子電極のそれぞれの電流の向きが逆方向になるので、電流により発生する磁束がお互いに相殺しあってインダクタンスが大きく低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の積層コンデンサについて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の積層コンデンサの実施の形態の一例を示す外観斜視図であり、図２は図１の積層コンデンサを一部分解した斜視図であり、図３（ａ）および（ｂ）はそれぞれ図１の積層コンデンサの第１の内部電極が形成された誘電体層および第２の内部電極が形成された誘電体層を上方から見た平面図である。これらの図に示す本発明の積層コンデンサ10は、積層体１、複数の第１の内部電極３および第２の内部電極４、複数の第１の端子電極７および第２の端子電極８を備える。
【００１９】
積層体１は、矩形状の複数の誘電体層２ａ，２ｂを、例えば、70層〜600層積層することによって形成された略直方体状の誘電体である。なお、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２ａ，２ｂの積層数を省略した例について示した。
【００２０】
誘電体層２ａ，２ｂ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いる。
【００２１】
積層体１の内部には、誘電体層２ｂを挟んで互いに対向するように交互に第１の内部電極３および第２の内部電極４が複数配置されており、対向領域では静電容量が形成されている。なお、誘電体層２ｂは静電容量を形成する有効層として機能し、内部電極３，４により挟まれない誘電体層２ａは保護層として積層体１の主面側にそれぞれ配置される。
【００２２】
この内部電極３，４は、例えば、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〜２μｍの厚みに形成される。また内部電極３，４の外周は積層体１の側面から離れているので、両内部電極３，４の対向面積は、例えば、各誘電体層２ｂの面積が2.3ｍｍ２である場合であれば、1.7ｍｍ２〜２ｍｍ２に設定される。
【００２３】
また第１の内部電極３および第２の内部電極４は、それぞれ複数箇所で積層体１の側面に引き出された第１の引出部５および第２の引出部６を介して、それぞれ積層体１の側面で複数の第１の端子電極７および第２の端子電極８と電気的に接続される。
【００２４】
第１の端子電極７および第２の端子電極８は、積層体１の側面に積層方向に渡って例えば２μｍ〜70μｍの厚みに形成されており、積層方向の上下に位置する第１の引出部７および第２の引出部８同士をそれぞれ電気的に接続する。
【００２５】
また端子電極７，８は、例えば、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〜２μｍの厚みに形成される。なお端子電極７，８の表面には、外部の配線基板の配線等との接続を良好にする目的で錫，ハンダもしくは金等の導体材料によって被膜を形成するのが好ましい。
【００２６】
このように構成される積層コンデンサ10は、第１の端子電極７と第２の端子電極８との間に所定の電圧が印加されると、第１の内部電極３と第２の内部電極４との間に位置する誘電体層２ｂの誘電率，厚み，対向面積および層数に対応した静電容量が形成される。
【００２７】
本発明の積層コンデンサ10は、誘電体層２ｂが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であれば、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を複数形成する工程と、この各セラミックグリーンシートの一主面に、例えば、ニッケル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スクリーン印刷法等によって所定パターンに印刷・塗布する工程と、得られたセラミックグリーンシートを所定の枚数だけ積層し圧着させることにより複数のセラミックグリーンシートからなる積層シートを形成し、これを個々の積層コンデンサに対応する個片の積層体に切断分離する工程と、この個片の積層体を、例えば、1100℃〜1400℃の温度で焼成して積層体１を得る工程と、積層体１の側面に上記導体ペーストをスクリーン印刷法等によって積層方向に渡って帯状に印刷・塗布・焼き付けして端子電極７，８を形成する工程とを含む製造方法を用いて製作される。また端子電極７，８上の被膜は、例えば、無電解メッキ処理により形成される。この製造方法のうち焼成する工程においては、セラミックグリーンシートおよび導体ペーストは焼成によりそれぞれ誘電体層２および内部電極３，４へと化体される。なお、この製造方法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。ま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添加・混合しておくようにしても構わない。
【００２８】
このようにして製作された積層コンデンサ10は、内部電極３，４から引き出された引出部５，６を複数形成することによって流れる電流の経路を短くしたことから等価直列インダクタンスが小さくなり直列共振により形成されるインピーダンスが極小となるピークが高周波側に形成されるので、例えば、機能帯域の周波数が異なるコンデンサを複数組み合わせて広い帯域でインピーダンスが低くなるように構成したデカップリング回路においては、高周波側の機能帯域に対応するコンデンサとして用いられる。
【００２９】
そして、本発明の積層コンデンサ10においては、第１の内部電極３および第２の内部電極４からそれぞれ複数箇所で積層体１の側面に引き出された複数の第１の引出部５および第２の引出部６の少なくとも一方に、導体材料が存在しない空白部５ａ，６ａを引出方向の内側に設けたことから、デカップリング回路を構成するコンデンサとして用いる場合には、第１の引出部５および第２の引出部６の直流抵抗値が増大することによって直列共振のピークは最小値が上昇してなだらかになり、他のコンデンサとの並列共振のピークが急峻にならなくなるので、デカップリング回路のインピーダンス特性の劣化を低減させることが可能になる。
【００３０】
また誘電体層２を挟んで対向する第１の内部電極３および第２の内部電極４から引き出された第１の引出部５および第２の引出部６が接続されている第１の端子電極７および第２の端子電極８のうち隣り合うものが、積層体１の同じ側面に、もしくは隣接する側面に配置されていることから、隣り合う端子電極７，８同士の間で行き交う電流は最短距離である内部電極３，４の周縁部に集中するので、引出部５，６に流れる電流も外側領域に集中することになり、導体材料が存在しない空白部５ａ，６ａを設けた場合におけるインダクタンスの上昇を有効に抑えることができる。
【００３１】
さらに、空白部が引出部の引出方向の中央領域に設けられていることから、電流が集中する引出部５，６の外側領域の両方の電流密度のバランスが良くなるので引出部５，６の外側領域の片方に電流が集中せず、その結果としてインダクタンスの上昇を有効に抑えることができる。この場合は特に空白部５ａ，６ａは各引出部の引出方向に対する幅方向の中心を結ぶ線ｇ上に設けられていることが重要である。
【００３２】
なお、引出部５，６の直流抵抗値を上昇する目的として引出方向に対する幅を狭くする方法も考えられるが、この場合であれば、引出部５，６の外側に流れる２つの電流が接近することから、電流により発生する磁束の向きが同じであるためにお互いに反発し合って等価直列インダクタンスが上昇するという問題点があるので採用することができない。
【００３３】
また本発明の積層コンデンサにおいては、第１の端子電極７および第２の端子電極８は、積層体１の側面で交互に配置されていることから、隣り合う第１の端子電極７および第２の端子電極８のそれぞれの電流の向きが逆方向になるので、電流により発生する磁束がお互いに相殺しあってインダクタンスが大きく低減される。
【００３４】
なお、本発明は上述した実施の形態の例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、上述した実施の形態の例においては、端子電極７，８は塗布した導体ペーストを焼き付けることにより形成したものであるが、これ以外にも例えば、無電解メッキ処理により形成することも可能であり、この方法を用いた場合には側面で露出する部位に対して精度良く形成できるという利点がある。
【００３６】
また上述した実施の形態の例においては、空白部５ａ，６ａは引出部５，６の引出方向に対する幅方向の中心を結ぶ線ｇ上の100％を占めているが、図４（ａ）および（ｂ）で図３（ａ）および（ｂ）と同様の積層コンデンサの第１の内部電極３が形成された誘電体層２ｂおよび第２の内部電極４が形成された誘電体層２ｂを上方から見た平面図に示すように、幅方向の中心を結ぶ線ｇ上の80％以上を占めることにより本発明の効果は充分に発揮される。また空白部５ａ，６ａの形状は長方形状および楕円形状に限られず、その他の異形な形状を採用することも可能である。なお幅方向については50％以上を占めていることが好ましい。
【００３７】
また上述した実施の形態の例においては、空白部５ａ，６ａは１つの引出部５，６につきそれぞれ１箇所のみ形成されているが、図５（ａ）および（ｂ）で図３（ａ）および（ｂ）と同様の積層コンデンサの第１の内部電極３が形成された誘電体層２ｂおよび第２の内部電極４が形成された誘電体層２ｂを上方から見た平面図に示すように、空白部５ａ，６ａを１つの引出部５，６につき複数設けるようにしてもよい。このような構成にした場合であれば、引出部５，６を挟んで対向する誘電体層２ｂ同士の接合部が分散されるので、熱膨張や熱収縮等の際に印加された応力が分散されて積層コンデンサの信頼性を高くすることができる。
【実施例】
【００３８】
本発明の積層コンデンサ10として、誘電体層２の材料としてチタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料を用いて縦が2.0ｍｍ、横が1.2ｍｍ、高さが0.85ｍｍの積層体１を形成し、内部に材料としてニッケルを用いてそれぞれ交互に50層ずつ第１の内部電極３および第２の内部電極４を形成し、側面に銅を焼き付けて成る第１の端子電極７および第２の端子電極８を形成したものを製作した。引出部３，４は、引出方向に160μｍ、引出方向に対する幅を100μｍ、導体の存在しない空白部５ａ，６ａを引出方向の中央領域に引出方向の全域に渡って幅が70μｍとなる形状で各内部電極３，４に４箇所ずつ形成した。
【００３９】
図６（ａ）は本例の積層コンデンサ10を用いたデカップリング回路におけるインピーダンス特性を示す図である。図において横軸は周波数を示し、縦軸はインピーダンスを示す。インピーダンスの測定は１ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数帯において行なった。図中の特性曲線ｘは本例の積層コンデンサ10のインピーダンス特性を示し、また特性曲線ｙはデカップリング回路に用いられる低周波側コンデンサのインピーダンス特性を示し、さらに特性曲線ｚは本例の積層コンデンサ10と低周波側コンデンサより構成されるデカップリング回路のインピーダンス特性を示す。図６（ｂ）は本例の積層コンデンサの引出部に導体材料の存在しない空白部を設けていない従来の積層コンデンサを用いたデカップリング回路におけるインピーダンス特性を示す図であり、図中の特性曲線ｑは従来の積層コンデンサのインピーダンス特性を示し、また特性曲線ｒは従来の積層コンデンサと低周波側コンデンサより構成されるデカップリング回路のインピーダンス特性を示す。
【００４０】
図６（ａ）および（ｂ）に示す結果から分かるように、本例の積層コンデンサ10のインピーダンス特性は従来の積層コンデンサのものに比べて直列共振のピークがなだらかに形成されている。また、これを用いたデカップリング回路におけるインピーダンス特性についても、２つのコンデンサで形成される並列共振のピークが従来の積層コンデンサを用いたものに比べてなだらかに形成されてピークが60ｍΩ以上低くなり、広い周波数帯においてインピーダンスを低くすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の積層コンデンサの実施の形態の一例を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示す積層コンデンサの分解斜視図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１の積層コンデンサの第１の内部電極が形成された誘電体層および第２の内部電極が形成された誘電体層を上方から見た平面図である
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の積層コンデンサの実施の形態の他の例を示す上方からみた平面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の積層コンデンサの実施の形態のさらに他の例を示す上方からみた平面図である。
【図６】（ａ）本発明の積層コンデンサおよびこれを用いたデカップリング回路のインピーダンス特性を示す線図、（ｂ）は従来の積層コンデンサおよびこれを用いたデカップリング回路のインピーダンス特性を示す線図である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・積層体
２ａ・・・誘電体層（保護層）
２ｂ・・・誘電体層（有効層）
３・・・第１の内部電極
４・・・第２の内部電極
５・・・第１の引出部
５ａ・・・第１の引出部における導体材料が存在しない空白部
６・・・第２の引出部
６ａ・・・第２の引出部における導体材料が存在しない空白部
７・・・第１の端子電極
８・・・第２の端子電極
10・・・積層コンデンサ
【図１】
2007005694.tif 000003
【図２】
2007005694.tif 000004
【図３】
2007005694.tif 000005
【図４】
2007005694.tif 000006
【図５】
2007005694.tif 000007
【図６】
2007005694.tif 000008