JP2000182878A - Capacitor - Google Patents

Capacitor

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JP2000182878A
JP2000182878A JP10361454A JP36145498A JP2000182878A JP 2000182878 A JP2000182878 A JP 2000182878A JP 10361454 A JP10361454 A JP 10361454A JP 36145498 A JP36145498 A JP 36145498A JP 2000182878 A JP2000182878 A JP 2000182878A
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JP
Japan
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divided
electrode layer
capacitor
layer
layers
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Application number
JP10361454A
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Japanese (ja)
Inventor
Naonori Nagakari
尚謙 永仮
Masahiro Sadakane
昌宏 貞金
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capacitor having a structure with large capacitance and low inductance that can function as a decoupling capacitor over a wide frequency region. SOLUTION: In a capacitor, wherein a dielectric layer 5 and an upper-side electrode layer 7 are successively laminated on a lower-side electrode layer 3 of an insulating substrate 1, the upper-side electrode layer 7 and the dielectric layer 5 are divided into a plurality of portions by a dividing groove 9, formed in the laminating direction so that a plurality of divided upper-side electrode layers 7a, 7b and a plurality of divided dielectric layers 5a, 5b are formed. The lower-side electrode layer 3 is exposed at the bottom of the dividing groove 9, and a first terminal electrode 11 is formed on the lower-side electrode layer 3 at the bottom of the dividing groove 9. Second terminal electrodes 17, 19 are formed on the divided upper-side electrode layers 7a, 7b, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はコンデンサに関し、
例えば、高速動作する電気回路に配設され、高周波ノイ
ズのバイパス用として、もしくは電源電圧の変動防止用
に供される、大容量、低インダクタンスのコンデンサに
関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a capacitor,
For example, the present invention relates to a large-capacity, low-inductance capacitor that is provided in an electric circuit that operates at high speed and that is used for bypassing high-frequency noise or preventing fluctuations in power supply voltage.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、電子機器の小型化、高機能化に伴
い、電子機器内に設置される電子部品にも小型化、薄型
化、高周波対応などの要求が強くなってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices have become smaller and more sophisticated, there has been an increasing demand for electronic components installed in electronic devices to be smaller, thinner, and compatible with high frequencies.

【0003】特に、大量の情報を高速に処理する必要の
あるコンピュータの高速デジタル回路では、パーソナル
コンピュータレベルにおいても、CPUチップ内のクロ
ック周波数は400MHzから1GHz、チップ間バス
のクロック周波数も75MHzから100MHzという
具合に高速化が顕著である。
Particularly, in a high-speed digital circuit of a computer which needs to process a large amount of information at high speed, the clock frequency in the CPU chip is 400 MHz to 1 GHz, and the clock frequency of the bus between chips is also 75 MHz to 100 MHz even at the personal computer level. The speedup is remarkable.

【0004】一方、IC回路の高速動作に伴う諸問題は
各素子の小型化よりも一層深刻な問題である。このう
ち、コンデンサの役割である高周波ノイズの除去機能に
おいて、特に重要となるのは、論理回路の同時切り替え
が同時に発生したときに生ずる電源電圧の瞬間的な低下
を、コンデンサに蓄積されたエネルギーを瞬時に供給す
ることにより低減する機能であり、いわゆるデカップリ
ングコンデンサと称されるものである。
[0004] On the other hand, problems associated with high-speed operation of IC circuits are more serious problems than miniaturization of each element. Of these, in the function of removing high-frequency noise, which is the role of the capacitor, it is particularly important that the instantaneous drop of the power supply voltage that occurs when simultaneous switching of the logic circuits occurs at the same time is the energy stored in the capacitor. This is a function of reducing by supplying instantaneously, and is a so-called decoupling capacitor.

【0005】このデカップリングコンデンサに要求され
る性能は、クロック周波数よりも速い負荷部の電流変動
に対して、いかにすばやく電流を供給できるかにある。
従って、100MHzから1GHzにおける周波数領域
に対してコンデンサとして確実に機能しなければならな
い。
[0005] The performance required of this decoupling capacitor lies in how quickly the current can be supplied in response to a current fluctuation in the load section faster than the clock frequency.
Therefore, it must function reliably as a capacitor in the frequency range from 100 MHz to 1 GHz.

【0006】この周波数領域で確実に機能させるために
は、デカップリングコンデンサ素子自身の持つインピー
ダンスを高周波の領域においても減少させ、貯えられた
電荷を瞬時に必要な電流として供給できる性能を有する
ことが非常に重要である。
In order to function reliably in this frequency range, the impedance of the decoupling capacitor element itself must be reduced even in a high-frequency range, and the decoupling capacitor element must be capable of instantly supplying the stored charge as a necessary current. Very important.

【0007】必要な周波数領域でコンデンサ素子のイン
ピーダンスを最小にするためには、コンデンサ素子自身
の静電容量成分を大きくし、抵抗成分並びにインダクタ
ンス成分を小さくするか、等価直列インダクタンスES
Lと静電容量Cとで決定される共振周波数f0 =1/2
π(ESL・C)1/2 を必要周波数に合わせるように静
電容量を下げればよい。
In order to minimize the impedance of the capacitor element in a required frequency range, the capacitance element of the capacitor element itself is increased and the resistance component and the inductance component are reduced, or the equivalent series inductance ES is reduced.
Resonance frequency f 0 = 1 / determined by L and capacitance C
The capacitance may be reduced so that π (ESL · C) 1/2 is adjusted to the required frequency.

【0008】前者の手法は、まず静電容量に関しては、
上述したように電極に狭持された誘電体層の厚みを薄く
することがもっとも有効である。抵抗成分は誘電体の誘
電損失および電極部の抵抗により決定され、電極部の抵
抗については数GHz以上で顕著になる表皮効果を別に
すれば、ほぼ一定値と考えればよい。
In the former method, first, regarding the capacitance,
As described above, it is most effective to reduce the thickness of the dielectric layer held between the electrodes. The resistance component is determined by the dielectric loss of the dielectric and the resistance of the electrode portion, and the resistance of the electrode portion can be considered to be substantially constant except for the skin effect which becomes significant at several GHz or more.

【0009】インダクタンスを減少させる方法としては
以下に示す3つの方法がある。第1の方法は電流経路の
長さを最小にする方法、第2は電流経路をループ構造と
しループ断面積を最小にする方法、第3は電流経路をn
個に分配して実効的なインダクタンスを1/nにする方
法である。これらの3つの方法は、特開昭60−947
16号公報、特公昭62−2449号公報、特開平4−
211191号公報等に開示されている。
There are the following three methods for reducing the inductance. The first method is to minimize the length of the current path, the second method is to make the current path a loop structure and the loop cross-sectional area is minimized, and the third method is to set the current path to n.
In this method, the effective inductance is reduced to 1 / n. These three methods are described in JP-A-60-947.
No. 16, JP-B-62-2449, JP-A-4-
It is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 211191.

【0010】しかしながら、積層型チップコンデンサに
おいては、電流の向きが同一方向であるため、各電極電
流が形成する磁場が重畳される。つまり相互インダクタ
ンスが大きくなるため、実効的な全インダクタンスを十
分に低減することはできなかった。
However, in the multilayer chip capacitor, since the direction of the current is the same, the magnetic field formed by each electrode current is superimposed. That is, since the mutual inductance becomes large, the effective total inductance cannot be sufficiently reduced.

【0011】このようにコンデンサ素子のインダクタン
ス低減により、素子のインピーダンスを低減させる試み
はなされているが、使用できる領域はコンデンサの静電
容量とインダクタンスで決定される共振周波数付近のみ
である。これ以上の周波数領域で容量を下げて使用した
場合、上記共振周波数±数十MHz程度の領域でしか機
能しないコンデンサ素子になってしまう。
Although attempts have been made to reduce the impedance of the capacitor element by reducing the inductance of the capacitor element, the usable region is only around a resonance frequency determined by the capacitance and inductance of the capacitor. If the capacitor is used with a reduced capacity in a frequency range higher than this, the capacitor element functions only in the range of the resonance frequency ± several tens of MHz.

【0012】共振周波数付近でしかインピーダンスが下
がらない点を克服し、広い周波数領域において低インピ
ーダンスで機能するコンデンサ素子を実現する方法とし
ては、容量の異なるコンデンサ素子を並列接続する手段
が考えられている。
As a method of overcoming the fact that the impedance drops only near the resonance frequency and realizing a capacitor element that functions with low impedance in a wide frequency range, means for connecting capacitor elements having different capacities in parallel has been considered. .

【0013】例えば、特開平6−77083号公報で開
示されているように、比誘電率の異なる複数の誘電体材
料を並列に配列し、大容量でかつ高周波特性に優れるコ
ンデンサを得る試みもある。
For example, as disclosed in JP-A-6-77083, there is an attempt to obtain a capacitor having a large capacity and excellent high-frequency characteristics by arranging a plurality of dielectric materials having different relative dielectric constants in parallel. .

【0014】積層セラミックコンデンサにおいては、特
開平8−162368号公報に記載されているように、
1つのチップコンデンサ内で電極面積および誘電体層厚
みを変えることにより、容量の異なる2つのコンデンサ
を並列接続し、単一の部品で広い周波数領域でノイズ吸
収機能を発現される試みがなされている。このコンデン
サでは容量の異なる2つのコンデンサ素子の共振点で低
インピーダンスにすることができる。
In a multilayer ceramic capacitor, as described in JP-A-8-162368,
By changing the electrode area and the dielectric layer thickness in one chip capacitor, two capacitors having different capacities are connected in parallel, and an attempt has been made to realize a noise absorbing function in a wide frequency range with a single component. . With this capacitor, a low impedance can be obtained at the resonance point of two capacitor elements having different capacities.

【0015】また、特開平9−246098号公報に
は、各容量が異なるように各層の電極を形成し、各段を
インダクタ素子を介して並列接続することによっても同
様に広い周波数領域でノイズ吸収機能を発現させる試み
がなされている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-246098 also discloses that noise can be absorbed in a wide frequency range by forming electrodes of each layer so that each capacitance is different and connecting each stage in parallel via an inductor element. Attempts have been made to develop functions.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−77083号公報の薄膜コンデンサでは、コンデン
サ素子の外部端子電極を1対のままで、内部構造のコン
デンサを平面内で分割しても、等価回路は単一のコンデ
ンサ素子と何ら変わらないため、材料の誘電特性の並列
効果のみで、等価回路上の効果は現れていないと考えら
れる。
However, in the thin-film capacitor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-77083, even if a capacitor having an internal structure is divided in a plane while the external terminal electrodes of the capacitor element remain as a pair, the equivalent is obtained. Since the circuit is not different from a single capacitor element, it is considered that only the parallel effect of the dielectric properties of the materials is used and the effect on the equivalent circuit is not exhibited.

【0017】また、特開平8−162368号公報の並
列コンデンサでは、等価回路上は並列回路であるが、チ
ップ内の2つのコンデンサ素子の自己インダクタンスが
大きいと、その並列接続の大きな効果を得ることができ
ない。さらに、この構造では2つのコンデンサ素子自身
には同一方向の電流が流れてしまうため、2つのコンデ
ンサ間の相互インダクタンスが大きくなり、並列接続の
効果を期待することはできない。
The parallel capacitor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-162368 is a parallel circuit on an equivalent circuit. However, if the self-inductance of two capacitor elements in a chip is large, a great effect of the parallel connection can be obtained. Can not. Further, in this structure, current flows in the same direction in the two capacitor elements themselves, so that the mutual inductance between the two capacitors increases, and the effect of parallel connection cannot be expected.

【0018】また、特開平9−246098号公報の並
列コンデンサの間にインダクタ素子を挿入するコンデン
サでは、素子全体のインダクタンスが増大してしまい低
インピーダンス化に逆行する。さらに重要な問題とし
て、各共振点間には並列共振によるインピーダンスの極
大点が存在してしまう点が上げられる。この並列共振を
抑えないと100MHz以上の広い周波数領域でインピ
ーダンスを下げることはできない。
Further, in a capacitor in which an inductor element is inserted between the parallel capacitors disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-246098, the inductance of the entire element increases, which goes against lower impedance. An even more important problem is that there is a local maximum point of impedance due to parallel resonance between each resonance point. Unless this parallel resonance is suppressed, the impedance cannot be reduced in a wide frequency range of 100 MHz or more.

【0019】本発明は、上述の従来の諸問題を解消し、
幅広い周波数領域でコンデンサとしてデカップリングコ
ンデンサとして機能し得る、大容量でかつ低インダクタ
ンス構造を有するコンデンサを提供することを目的とす
る。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems,
An object is to provide a capacitor having a large capacity and a low inductance structure, which can function as a decoupling capacitor as a capacitor in a wide frequency range.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明のコンデンサは、
絶縁基板に形成された下側電極層上に、誘電体層、上側
電極層を順次積層したコンデンサにおいて、前記上側電
極層および前記誘電体層を、積層方向に形成された分割
溝により複数に分割して、複数の分割上側電極層、複数
の分割誘電体層を形成するとともに、前記分割溝底面に
前記下側電極層を露出せしめ、前記分割溝底面の前記下
側電極層上に第1端子電極を形成し、前記分割上側電極
層上にそれぞれ第2端子電極を形成したものである。こ
こで、上側電極層が2分割され、2つの長方形状の分割
上側電極層が形成されており、分割溝に沿った前記分割
上側電極層の長さをL、幅をWとすると、L/W≧2を
満足することが望ましい。
According to the present invention, there is provided a capacitor comprising:
In a capacitor in which a dielectric layer and an upper electrode layer are sequentially laminated on a lower electrode layer formed on an insulating substrate, the upper electrode layer and the dielectric layer are divided into a plurality of parts by division grooves formed in the laminating direction. Forming a plurality of divided upper electrode layers and a plurality of divided dielectric layers, exposing the lower electrode layer on the bottom surface of the dividing groove, and forming a first terminal on the lower electrode layer on the bottom surface of the dividing groove. An electrode is formed, and a second terminal electrode is formed on each of the divided upper electrode layers. Here, the upper electrode layer is divided into two, and two rectangular divided upper electrode layers are formed. Assuming that the length of the divided upper electrode layer along the dividing groove is L and the width is W, L / L It is desirable to satisfy W ≧ 2.

【0021】また、本発明のコンデンサは、絶縁基板に
形成された下側電極層上に、誘電体層と電極層とを交互
に積層してなり、前記電極層が下側から交互に偶数電極
層または奇数電極層とされたコンデンサにおいて、前記
偶数電極層、前記奇数電極層、および前記誘電体層を、
積層方向に形成された分割溝により複数に分割して、複
数の分割偶数電極層、複数の分割奇数電極層、および複
数の分割誘電体層を形成するとともに、前記分割溝底面
に前記下側電極層を露出せしめ、前記分割溝に沿った延
設部を介して前記分割奇数電極層を前記下側電極層に接
続し、かつ前記分割偶数電極層同士を接続し、さらに、
前記分割溝底面の前記延設部上に第1端子電極を形成
し、最上層の前記分割偶数電極層上にそれぞれ第2端子
電極を形成したものである。
Further, the capacitor according to the present invention has a structure in which dielectric layers and electrode layers are alternately laminated on a lower electrode layer formed on an insulating substrate, and the electrode layers are alternately arranged evenly from the lower side. In a capacitor that is a layer or an odd electrode layer, the even electrode layer, the odd electrode layer, and the dielectric layer,
A plurality of divided even-numbered electrode layers, a plurality of divided odd-numbered electrode layers, and a plurality of divided dielectric layers are formed by dividing into a plurality of divided grooves formed in the stacking direction, and the lower electrode is formed on the bottom surface of the divided groove. Exposing the layer, connecting the divided odd-numbered electrode layer to the lower electrode layer via an extending portion along the dividing groove, and connecting the divided even-numbered electrode layers to each other,
A first terminal electrode is formed on the extended portion on the bottom surface of the division groove, and a second terminal electrode is formed on each of the uppermost divided even-numbered electrode layers.

【0022】[0022]

【作用】本発明のコンデンサでは、まず第1端子電極か
ら下側電極層を介して入力された電流は、複数に分割さ
れた分割上側電極層(分割偶数電極層、分割奇数電極
層)に流れるために、相互インダクタンスの影響を受け
ずに2方向以上に確実に分流されるとともに、等価回路
上、並列接続の効果が現れ、実効的なインダクタンスを
減少させることができる。
In the capacitor according to the present invention, first, a current input from the first terminal electrode via the lower electrode layer flows to the divided upper electrode layer (divided even electrode layer, divided odd electrode layer). Therefore, the current is reliably divided in two or more directions without being affected by the mutual inductance, and the effect of the parallel connection appears on the equivalent circuit, so that the effective inductance can be reduced.

【0023】また、上側電極層が2分割され、2つの長
方形状の分割上側電極層が形成されており、分割溝に沿
った分割上側電極層の長さをL、幅をWとすると、L/
W≧2を満足することにより、2方向に分流された入力
電流がL/W比が2以上の分割上側電極層でさらに分流
され、素子全体の実効的なインダクタンスを大幅に減少
することができる。
The upper electrode layer is divided into two, and two rectangular upper electrode layers are formed. If the length and width of the divided upper electrode layer along the dividing groove are L and W, respectively, /
By satisfying W ≧ 2, the input current shunted in two directions is further shunted by the divided upper electrode layer having an L / W ratio of 2 or more, and the effective inductance of the entire device can be greatly reduced. .

【0024】この並列接続と分流効果を充分に発揮する
ことによって、幅広い周波数領域で低インピーダンス特
性を示すことが可能となる。
By making full use of the parallel connection and the shunt effect, low impedance characteristics can be exhibited in a wide frequency range.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】図1は本発明のコンデンサの模式
図を示すもので、このコンデンサは、絶縁基板1上に下
側電極層3が形成され、この下側電極層3上に、誘電体
層5、上側電極層7を順次積層して構成されている。
FIG. 1 is a schematic view of a capacitor according to the present invention. In this capacitor, a lower electrode layer 3 is formed on an insulating substrate 1, and a dielectric layer is formed on the lower electrode layer 3. The body layer 5 and the upper electrode layer 7 are sequentially laminated.

【0026】そして、上側電極層7および誘電体層5
が、積層方向に形成された分割溝9により2つに分割さ
れ、2つの長方形状の分割上側電極層7a、7b、2つ
の分割誘電体層5a、5bが形成され、分割溝9の底面
に下側電極層3が露出されている。
The upper electrode layer 7 and the dielectric layer 5
Are divided into two by a dividing groove 9 formed in the laminating direction, and two rectangular divided upper electrode layers 7a, 7b and two divided dielectric layers 5a, 5b are formed. The lower electrode layer 3 is exposed.

【0027】また、分割溝9の底面の下側電極層3上に
は、5個の第1端子電極11が所定間隔を置いて形成さ
れ、分割上側電極層7a、7bにはそれぞれ電極引出部
13、15が5個形成され、これらの電極引出部13、
15上にはそれぞれ第2端子電極17、19が形成され
ている。5個の第1端子電極11と5個の第2端子電極
17、19は、分割誘電体層5a、5bを介して対向し
て形成されている。
On the lower electrode layer 3 on the bottom surface of the dividing groove 9, five first terminal electrodes 11 are formed at a predetermined interval, and the upper electrode layers 7a and 7b are respectively provided with electrode lead portions. 13 and 15 are formed, and these electrode extraction portions 13 and 15 are formed.
The second terminal electrodes 17 and 19 are formed on the reference numeral 15 respectively. The five first terminal electrodes 11 and the five second terminal electrodes 17, 19 are formed to face each other with the divided dielectric layers 5a, 5b interposed therebetween.

【0028】これらの第1端子電極11、第2端子電極
17、19が、基板に形成された電極に接続され、本発
明のコンデンサが基板に搭載されることになる。
The first terminal electrode 11, the second terminal electrodes 17, 19 are connected to the electrodes formed on the substrate, and the capacitor of the present invention is mounted on the substrate.

【0029】そして、分割溝9に沿った分割上側電極層
7a、7bの辺の長さをL、この辺と直交する幅をWと
すると、L/W≧2を満足している。
Assuming that the length of the side of the divided upper electrode layers 7a and 7b along the dividing groove 9 is L and the width orthogonal to the side is W, L / W ≧ 2 is satisfied.

【0030】尚、第1端子電極11と第2端子電極1
7、19間の絶縁性を確保するため、作製されたコンデ
ンサの上面に絶縁性の保護膜を形成することが望まし
い。この場合には、先ず、第1端子電極11、第2端子
電極17、19を形成する前に、これらの端子電極1
1、17、19の形成位置には保護膜が形成されないよ
うに予めマスクを施し、保護膜を形成した後に、端子電
極11、17、19を形成する。
The first terminal electrode 11 and the second terminal electrode 1
In order to ensure insulation between the capacitors 7 and 19, it is desirable to form an insulating protective film on the upper surface of the manufactured capacitor. In this case, first, before forming the first terminal electrode 11 and the second terminal electrodes 17, 19, these terminal electrodes 1
A mask is applied in advance so that a protective film is not formed at the formation positions of 1, 17, and 19, and after forming the protective film, the terminal electrodes 11, 17, and 19 are formed.

【0031】また、分割溝9の幅Bは、第1端子電極1
1と第2端子電極17、19が電気的に接続されなけれ
ばよく、特に限定されないが、分割溝9の幅Bが広すぎ
ると第1端子電極11と第2端子電極17、19の距
離、並びにコンデンサの外形寸法が大きくなり、全イン
ダクタンスが増大してしまうので、分割溝9の幅Bは
0.2mm以下であることが望ましい。
The width B of the dividing groove 9 is set to be equal to the first terminal electrode 1.
The first and second terminal electrodes 17, 19 need not be electrically connected, and are not particularly limited. If the width B of the dividing groove 9 is too large, the distance between the first terminal electrode 11 and the second terminal electrodes 17, 19, In addition, since the external dimensions of the capacitor increase and the total inductance increases, the width B of the dividing groove 9 is preferably 0.2 mm or less.

【0032】さらに、絶縁基板1としてはアルミナ、サ
ファイア、窒化アルミ、MgO単結晶、SrTiO3
結晶、表面酸化シリコン、ガラス、石英等から選択され
るもので特に限定されない。
Further, the insulating substrate 1 is selected from alumina, sapphire, aluminum nitride, MgO single crystal, SrTiO 3 single crystal, surface oxide silicon, glass, quartz, etc., and is not particularly limited.

【0033】また、電極層材料としては、白金(P
t)、金(Au)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、
低抵抗のCu、Ni等が好適に使用可能であり、誘電体
層との反応性が小さい材料であれば特に限定されず、ス
クリーン印刷、スパッタ等の手法で形成可能であればよ
い。
As a material for the electrode layer, platinum (P
t), gold (Au), silver (Ag), palladium (Pd),
The material is not particularly limited as long as it is a material that has low reactivity with the dielectric layer, such as low resistance Cu, Ni, or the like, and may be any material that can be formed by a method such as screen printing or sputtering.

【0034】また、第1端子電極11と第2端子電極1
7、19は、半田ボール若しくは半田ペースト等により
形成される半田バンプやAg−Pd等のペーストのスク
リーン印刷、Ni−半田メッキ、Ni−Snメッキ等の
公知の技術で形成可能であればよい。
The first terminal electrode 11 and the second terminal electrode 1
Reference numerals 7 and 19 may be any as long as they can be formed by a known technique such as screen printing of a solder bump formed of a solder ball or a solder paste or a paste of Ag-Pd, Ni-solder plating, or Ni-Sn plating.

【0035】さらに、誘電体層材料は、高周波領域にお
いて高い誘電率を有するものであれば良いが、Pb、M
g、Nbを含むペロブスカイト型酸化物結晶からなる誘
電体や、それ以外のPZT、PLZT、BaTiO3
SrTiO3 、Ta2 5 や、これらに他の金属を添加
したり、置換した化合物であってもよく、特に限定され
るものではない。また、薄膜タイプの場合、膜厚は高い
容量と絶縁性を確保するため、0.3〜1.0μm、特
に0.4〜0.8μmの膜厚が望ましい。
The material of the dielectric layer may be any material having a high dielectric constant in a high frequency range.
g, Nb-containing perovskite-type oxide crystals, and PZT, PLZT, BaTiO 3 ,
SrTiO 3 , Ta 2 O 5, or a compound obtained by adding or substituting another metal to these may be used, and is not particularly limited. In the case of a thin film type, the film thickness is desirably 0.3 to 1.0 μm, particularly 0.4 to 0.8 μm in order to ensure high capacity and insulation.

【0036】以上のように構成されたコンデンサでは、
まず第1端子電極11から下側電極層3を介して入力さ
れた電流は、図1に示すように、2つに分割された分割
上側電極層7a、7bに流れるために、相互インダクタ
ンスの影響を受けずに2方向に確実に分流されるととも
に、等価回路上、並列接続の効果が現れ、実効的なイン
ダクタンスを減少することができる。
In the capacitor configured as described above,
First, the current input from the first terminal electrode 11 via the lower electrode layer 3 flows through the divided upper electrode layers 7a and 7b, as shown in FIG. In addition to the fact that the current is shunted in two directions without receiving the influence, the effect of the parallel connection appears on the equivalent circuit, and the effective inductance can be reduced.

【0037】また、分割溝9に沿った分割上側電極層7
a、7bの長さをL、幅をWとすると、L/W≧2を満
足しているため、第1端子電極11に入力された電流が
分割上側電極層7a、7bにおいて大きく分流すること
ができ、全体の実効的なインダクタンスを大幅に減少す
ることができる。
The divided upper electrode layer 7 along the dividing groove 9
Assuming that the length of a and 7b is L and the width is W, L / W ≧ 2 is satisfied, so that the current input to the first terminal electrode 11 largely diverges in the divided upper electrode layers 7a and 7b. And the overall effective inductance can be greatly reduced.

【0038】そして、並列接続と分流効果を充分に発揮
することによって、幅広い周波数領域で低インピーダン
ス特性を示すコンデンサを得ることができる。
[0038] A capacitor exhibiting low impedance characteristics in a wide frequency range can be obtained by sufficiently exhibiting the parallel connection and the shunt effect.

【0039】尚、上記例では、上側電極層7および誘電
体層5を分割溝9により2つに分割した例について説明
したが、3つ以上に分割しても良いことは勿論である。
In the above example, an example in which the upper electrode layer 7 and the dielectric layer 5 are divided into two by the dividing groove 9 has been described, but it is needless to say that the upper electrode layer 7 and the dielectric layer 5 may be divided into three or more.

【0040】図2は本発明の積層型のコンデンサの模式
図を示すもので、このコンデンサは、絶縁基板37上に
形成された下側電極層38上に、誘電体層39と電極層
とを交互に積層してなり、電極層が下側から交互に偶数
電極層41または奇数電極層43とされている。
FIG. 2 is a schematic view of a multilayer capacitor according to the present invention. In this capacitor, a dielectric layer 39 and an electrode layer are formed on a lower electrode layer 38 formed on an insulating substrate 37. The electrode layers are alternately laminated, and the electrode layers are alternately formed as even-numbered electrode layers 41 or odd-numbered electrode layers 43 from below.

【0041】偶数電極層41、奇数電極層43、および
誘電体層39は、積層方向に形成された分割溝45によ
り2つに分割され、2つの分割偶数電極層41a、41
b、2つの分割奇数電極層43a、43b、および2つ
の分割誘電体層39a、39bが形成され、分割溝45
の底面には下側電極層38が露出している。
The even-numbered electrode layer 41, the odd-numbered electrode layer 43, and the dielectric layer 39 are divided into two by a dividing groove 45 formed in the laminating direction, and the two divided even-numbered electrode layers 41a, 41
b, two divided odd-numbered electrode layers 43a and 43b and two divided dielectric layers 39a and 39b are formed, and the divided groove 45 is formed.
The lower electrode layer 38 is exposed at the bottom surface of the substrate.

【0042】そして、分割奇数電極層43a、43bに
は、分割溝45に沿った延設部49が接続されており、
分割奇数電極層43a、43bは、延設部49により下
側電極層38に接続されている。この延設部49は、分
割奇数電極層43a、43bを作製する際に同時に形成
することもできる。この延設部49上には第1端子電極
51が形成されている。
An extended portion 49 along the dividing groove 45 is connected to the divided odd-numbered electrode layers 43a and 43b.
The divided odd-numbered electrode layers 43 a and 43 b are connected to the lower electrode layer 38 by the extending portions 49. The extension 49 can be formed simultaneously with the production of the divided odd-numbered electrode layers 43a and 43b. The first terminal electrode 51 is formed on the extension 49.

【0043】また、分割偶数電極層41a、41b同士
は、電極引出部52、53で接続され、最上層の分割偶
数電極層41a、41b上にはそれぞれ第2端子電極5
4、55が形成されている。
The divided even-numbered electrode layers 41a and 41b are connected to each other by electrode lead portions 52 and 53, and the second terminal electrode 5 is provided on the uppermost divided even-numbered electrode layers 41a and 41b.
4, 55 are formed.

【0044】このコンデンサでは、第1端子電極51、
第2端子電極54、55の形成位置を除いて、上面に絶
縁性の保護膜57が形成されており、この保護膜57に
形成されたホール内に第1端子電極51、第2端子電極
54、55が形成されている。尚、第1端子電極51
は、保護膜57に形成されたホール内に導体が充填さ
れ、この導体により下側電極層38と接続されている。
In this capacitor, the first terminal electrode 51,
Except for the positions where the second terminal electrodes 54 and 55 are formed, an insulating protective film 57 is formed on the upper surface, and the first terminal electrode 51 and the second terminal electrode 54 are formed in the holes formed in the protective film 57. , 55 are formed. The first terminal electrode 51
Is filled with a conductor in the hole formed in the protective film 57 and is connected to the lower electrode layer 38 by the conductor.

【0045】また、このコンデンサでも、上記例と同様
に、分割溝45に沿った分割電極層41a、41b、4
3a、43bの長さをL、幅をWとすると、L/W≧2
を満足している。
Also, in this capacitor, the divided electrode layers 41a, 41b,
Assuming that the length of 3a and 43b is L and the width is W, L / W ≧ 2
Are satisfied.

【0046】以上のように構成された積層型のコンデン
サでも、上記例と同様の効果を得ることができるが、こ
のコンデンサではさらに静電容量を増加できる。
The same effect as in the above example can be obtained with the multilayer capacitor having the above-described structure, but the capacitance can be further increased with this capacitor.

【0047】[0047]

【実施例】各電極層の形成は高周波マグネトロンスパッ
タ法を用いた。まず、スパッタ用ガスとしてプロセスチ
ャンバー内にArガスを導入し、真空排気により圧力は
6.7Paに維持した。スパッタ時には成膜する材料種
のターゲット位置に基板ホルダーを移動させ、基板−タ
ーゲット間距離は60mmに固定した。
EXAMPLE Each electrode layer was formed by using a high-frequency magnetron sputtering method. First, Ar gas was introduced into the process chamber as a sputtering gas, and the pressure was maintained at 6.7 Pa by evacuation. At the time of sputtering, the substrate holder was moved to the target position of the kind of the material to be formed, and the distance between the substrate and the target was fixed at 60 mm.

【0048】次に、基板ホルダーとターゲット間には外
部の高周波電源により13.56MHzの高周波電圧を
印加し、ターゲット背面に設置された永久磁石により形
成されたマグネトロン磁界により、ターゲット近傍に高
密度のプラズマを生成させてターゲット表面のスパッタ
を行った。
Next, a high-frequency voltage of 13.56 MHz is applied between the substrate holder and the target by an external high-frequency power source, and a high-density magnet is formed near the target by a magnetron magnetic field formed by a permanent magnet provided on the back of the target. The target surface was sputtered by generating plasma.

【0049】本実施例では、基板に最近接のターゲット
にのみ印加してプラズマを生成した。基板ホルダーはヒ
ータによる加熱機構を有しており、スパッタ成膜中の基
板温度は一定となるよう制御した。また、基板ホルダー
に設置された基板のターゲット側には厚さ0.1mmの
金属マスクが設置されており、成膜パターンに応じて必
要なマスクが基板成膜面にセットできる構造とした。
In this embodiment, plasma is generated by applying only to the target closest to the substrate. The substrate holder had a heating mechanism using a heater, and was controlled so that the substrate temperature during sputter deposition was constant. Further, a metal mask having a thickness of 0.1 mm is provided on the target side of the substrate placed on the substrate holder, so that a required mask can be set on the substrate deposition surface according to the deposition pattern.

【0050】誘電体層は全てゾルゲル法にて作製した。
即ち、酢酸MgとNbエトキシドを1:2のモル比で秤
量し、1,3−プロパンジオール中で還流操作(約12
4℃で6時間)を行い、MgNb複合アルコキシド溶液
(Mg=5.0mmol、Nb=10.0mmol、
1、3−プロパンジオール100mmol)を合成し
た。次にこのMgNb複合アルコキシド溶液に酢酸鉛
(三水和物)15mmolを添加し、60℃で溶解さ
せ、Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 (PMN)前駆体溶
液を合成した。
All the dielectric layers were formed by a sol-gel method.
That is, Mg acetate and Nb ethoxide were weighed at a molar ratio of 1: 2 and refluxed in 1,3-propanediol (about 12 times).
(At 4 ° C. for 6 hours) to obtain a MgNb composite alkoxide solution (Mg = 5.0 mmol, Nb = 10.0 mmol,
1,3-propanediol 100 mmol) was synthesized. Next, 15 mmol of lead acetate (trihydrate) was added to the MgNb composite alkoxide solution and dissolved at 60 ° C. to synthesize a Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 (PMN) precursor solution.

【0051】そして、図1に示す下側電極層(0.9m
m×1.0mm)のマスクパターンにより、0.3μm
厚みのAu電極が形成された厚さ0.25mmのアルミ
ナの基板上に、前記塗布溶液をスピンコーターで塗布
し、乾燥させた後、約400℃で熱処理を1分間行い、
ゲル膜を作製した。
Then, the lower electrode layer shown in FIG.
0.3 μm by a mask pattern of m × 1.0 mm)
On a 0.25 mm thick alumina substrate on which a thick Au electrode is formed, the coating solution is applied by a spin coater, dried, and then heat-treated at about 400 ° C. for 1 minute,
A gel film was prepared.

【0052】塗布溶液の塗布−熱処理の操作を繰り返し
た後、約800℃で2分間(大気中)の焼成を行い、膜
厚0.7μmのPMN薄膜を得た。得られた薄膜のX線
回折結果より、ペロブスカイト生成率を計算するとそれ
ぞれ約95%であった。その後、フォトレジスト工程に
より、誘電体膜のパターニングを行った。
After the operation of coating and heat treatment of the coating solution was repeated, baking was performed at about 800 ° C. for 2 minutes (in air) to obtain a 0.7 μm-thick PMN thin film. The perovskite generation rate was calculated to be about 95% from the X-ray diffraction results of the obtained thin films. After that, the dielectric film was patterned by a photoresist process.

【0053】この誘電体層表面に、図1の上側電極層の
マスクパターンによってAu電極をスパッタ蒸着した。
分割上側電極層間の距離は0.2mm、個々の分割上側
電極層の面積は1.0mm×0.35mmであり、L/
W比は2.85であった。
An Au electrode was sputter-deposited on the surface of the dielectric layer using the mask pattern of the upper electrode layer shown in FIG.
The distance between the divided upper electrode layers is 0.2 mm, and the area of each divided upper electrode layer is 1.0 mm × 0.35 mm.
The W ratio was 2.85.

【0054】また、L/W比の異なる試料も同様に作製
した。それぞれの素子形成後、光感光性樹脂を用い、ビ
アホールを有する保護膜を形成し、そのビアホール内
に、半田ペーストのスクリーン印刷により、半田ペース
トを印刷した後、リフロー処理によって、直径0.1m
mの半田バンプを15個形成し、第1端子電極および第
2端子電極(端子間距離0.6mm)を形成し、図1に
示したような薄膜コンデンサを得た。
Also, samples having different L / W ratios were prepared in the same manner. After the formation of each element, a protective film having a via hole is formed using a photosensitive resin, a solder paste is printed in the via hole by screen printing of a solder paste, and a diameter of 0.1 m is formed by a reflow process.
m solder bumps were formed, and a first terminal electrode and a second terminal electrode (inter-terminal distance: 0.6 mm) were formed to obtain a thin film capacitor as shown in FIG.

【0055】作製した薄膜コンデンサの1MHzから
1.8GHzでのインピーダンス特性をインピーダンス
アナライザー(ヒューレットパッカード社製HP429
1A)とマイクロ波プローブ(ピコプローブ社製)を用
いて、静電容量およびインダクタンスを測定した。この
結果を表1に示す。
The impedance characteristics of the manufactured thin film capacitor at 1 MHz to 1.8 GHz were measured using an impedance analyzer (HP429 manufactured by Hewlett-Packard Company).
1A) and a microwave probe (manufactured by Pico Probe) to measure capacitance and inductance. Table 1 shows the results.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】この表1から、L/W比が2以上の場合に
は、静電容量が大きく、またインダクタンスも小さいこ
とが判る。尚、図3に、表1の試料No.1のインピーダ
ンス特性を示した。この試料では、広い周波数領域で低
いインピーダンス特性を有することが判る。
As can be seen from Table 1, when the L / W ratio is 2 or more, the capacitance is large and the inductance is small. FIG. 3 shows the impedance characteristics of Sample No. 1 in Table 1. It can be seen that this sample has low impedance characteristics over a wide frequency range.

【0058】尚、表1における静電容量は1MHzの
値、インダクタンスはL=1/(2πfo)2 ×Cから
計算した値である。
In Table 1, the capacitance is a value of 1 MHz, and the inductance is a value calculated from L = 1 / (2πfo) 2 × C.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明のコンデンサでは、下側電極層か
ら入力された電流は2つ以上に分割された分割上側電極
層に流れるために、相互インダクタンスの影響を受けず
に2方向以上に確実に分流されるとともに、等価回路
上、並列接続の効果が現れ、実効的なインダクタンスを
減少させることができる。さらに2方向に分流された入
力電流がL/W比が2以上の分割上側電極層上でさらに
分流され、実効的な素子全体のインダクタンスを大幅に
減少することができる。この並列接続と分流効果を充分
に発揮することによって、幅広い周波数領域で低インピ
ーダンス特性を示すことができる。
According to the capacitor of the present invention, the current input from the lower electrode layer flows into the upper electrode layer divided into two or more parts, so that it is ensured in two or more directions without being affected by mutual inductance. And the effect of parallel connection appears on the equivalent circuit, and the effective inductance can be reduced. Further, the input current shunted in two directions is further shunted on the divided upper electrode layer having an L / W ratio of 2 or more, so that the effective inductance of the entire device can be significantly reduced. By sufficiently exhibiting the parallel connection and the shunt effect, low impedance characteristics can be exhibited in a wide frequency range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のコンデンサを示すもので、(a)は平
面図、(b)は(a)のA−A線に沿った断面図であ
る。
1A and 1B show a capacitor according to the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図2】本発明の積層型のコンデンサの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the multilayer capacitor of the present invention.

【図3】試料No.1の薄膜コンデンサのインピーダンス
特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing impedance characteristics of a thin film capacitor of Sample No. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、37・・・絶縁基板 3、38・・・下側電極層 5、39・・・誘電体層 5a、5b、39a、39b・・・分割誘電体層 7・・・上側電極層 7a、7b・・・分割上側電極層 9、45・・・分割溝 11、51・・・第1端子電極 17、19、54、55・・・第2端子電極 41a、41b・・・分割偶数電極層 43a、43b・・・分割奇数電極層 49・・・延設部 1, 37: insulating substrate 3, 38: lower electrode layer 5, 39: dielectric layer 5a, 5b, 39a, 39b: divided dielectric layer 7: upper electrode layer 7a, 7b ... divided upper electrode layer 9, 45 ... divided groove 11, 51 ... first terminal electrode 17, 19, 54, 55 ... second terminal electrode 41a, 41b ... divided even electrode layer 43a, 43b: divided odd-numbered electrode layer 49: extended portion

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁基板に形成された下側電極層上に、誘
電体層、上側電極層を順次積層したコンデンサにおい
て、前記上側電極層および前記誘電体層を、積層方向に
形成された分割溝により複数に分割して、複数の分割上
側電極層、複数の分割誘電体層を形成するとともに、前
記分割溝底面に前記下側電極層を露出せしめ、前記分割
溝底面の前記下側電極層上に第1端子電極を形成し、前
記分割上側電極層上にそれぞれ第2端子電極を形成した
ことを特徴とするコンデンサ。
1. A capacitor in which a dielectric layer and an upper electrode layer are sequentially stacked on a lower electrode layer formed on an insulating substrate, wherein the upper electrode layer and the dielectric layer are divided in a stacking direction. A plurality of divided upper electrode layers, a plurality of divided dielectric layers are formed by dividing into a plurality of grooves, and the lower electrode layer is exposed on the bottom of the divided groove, and the lower electrode layer on the bottom of the divided groove is formed. A capacitor comprising: a first terminal electrode formed thereon; and a second terminal electrode formed on each of the divided upper electrode layers.
【請求項2】上側電極層が2分割され、2つの長方形状
の分割上側電極層が形成されており、分割溝に沿った前
記分割上側電極層の長さをL、幅をWとすると、L/W
≧2を満足することを特徴とする請求項1記載のコンデ
ンサ。
2. An upper electrode layer is divided into two, and two rectangular upper electrode layers are formed. When the length of the upper electrode layer along the dividing groove is L and the width is W, L / W
2. The capacitor according to claim 1, wherein satisfies ≧ 2.
【請求項3】絶縁基板に形成された下側電極層上に、誘
電体層と電極層とを交互に積層してなり、前記電極層が
下側から交互に偶数電極層または奇数電極層とされたコ
ンデンサにおいて、前記偶数電極層、前記奇数電極層、
および前記誘電体層を、積層方向に形成された分割溝に
より複数に分割して、複数の分割偶数電極層、複数の分
割奇数電極層、および複数の分割誘電体層を形成すると
ともに、前記分割溝底面に前記下側電極層を露出せし
め、前記分割溝に沿った延設部を介して前記分割奇数電
極層を前記下側電極層に接続し、かつ前記分割偶数電極
層同士を接続し、さらに、前記分割溝底面の前記延設部
上に第1端子電極を形成し、最上層の前記分割偶数電極
層上にそれぞれ第2端子電極を形成したことを特徴とす
るコンデンサ。
3. A dielectric layer and an electrode layer are alternately laminated on a lower electrode layer formed on an insulating substrate, and said electrode layer is alternately formed with an even electrode layer or an odd electrode layer from the lower side. In the capacitor, the even electrode layer, the odd electrode layer,
And dividing the dielectric layer into a plurality of divisions by division grooves formed in the stacking direction to form a plurality of divided even-numbered electrode layers, a plurality of divided odd-numbered electrode layers, and a plurality of divided dielectric layers. Exposing the lower electrode layer on the groove bottom surface, connecting the divided odd-numbered electrode layer to the lower electrode layer via an extending portion along the division groove, and connecting the divided even-numbered electrode layers to each other, Further, a first terminal electrode is formed on the extending portion on the bottom surface of the division groove, and a second terminal electrode is formed on each of the uppermost divided even electrode layers.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450331B1 (en) * 2000-08-30 2004-10-01 알프스 덴키 가부시키가이샤 Thin film capacitor for temperature compensation
JP2007201464A (en) * 2006-01-26 2007-08-09 Hanwang Technology Co Ltd Device having changeable capacitance and handwriting input device

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