JP2001126956A

JP2001126956A - 貫通型コンデンサ

Info

Publication number: JP2001126956A
Application number: JP30781099A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Konishi; 啓介小西
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】貫通型コンデンサ１０の平面平行度を維持して
誘電体層１ａ〜１ｅ間の剥離・密着不良を大幅に減少さ
せると共に大電流が流れても貫通導体層４で発熱を防止
することを目的とする。【解決手段】貫通型コンデンサ１０において、貫通導体
層４が、グランド電極３ａ，３ｂと重なり合わない領域
の厚み、電極幅を、重なり合う領域に比べて、厚く又は
広くなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は貫通型コンデンサの
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】貫通型コンデンサは、残留インダクタン
スが極めて小さいため、高周波ノイズ除去効果に優れて
いる。このため、比較的ノイズ成分の強い高周波回路や
デジタル回路等のインピーダンスの高い回路に多用され
る。

【０００３】ここで、従来の貫通型コンデンサの構造を
図４，図５に基づいて説明する。図４は従来の貫通型コ
ンデンサ１００の断面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図
を示す。

【０００４】貫通型コンデンサ１００は、複数の誘電体
層１０１が積層された積層体１０Ａと、誘電体層１０１
間に配置された貫通導体層１１と、誘電体層１０１間に
配置されたグランド電極層１２とが交互に積層配置され
ている。この貫通導体層１１は積層体１０Ａの両方の端
面に導出されており、その端面に貫通導体層１１と接続
した入出力端子電極１３、１４が形成されている。ま
た、グランド電極層１２は積層体１０Ａの入出力端子電
極１３，１４が形成された端面とは異なる他の一対の端
面に導出されており、その端面にグランド電極層１２の
一部と接続したグランド端子１５が形成されている。こ
こで、貫通型コンデンサ１００は、従来から表面実装法
により回路基板の回路パターンの信号ライン側に入出力
端子電極１３，１４が、また、グランド端子回路パター
ンのアース側にグランド端子１５が各々半田付けされて
成る。

【０００５】以上の貫通型コンデンサ１００の構造によ
り、貫通導体層１１とグランド電極層１２との対向面
積、誘電体層１０１の厚み及びその誘電率に依存した所
定の容量成分が形成される。そして、入出力端子電極１
３，１４に信号を入力することにより貫通導体層１１に
入力用端子電極１３又は１４から出力用端子電極１３又
は１４に向かって大きい電流が流れ、貫通導体層１１と
グランド電極層１２間で所定の電荷が蓄積されることに
なる。一方、ノイズとして存在した電流が流れた場合に
は、この電流をグランド電極層１２からグランド端子電
極１５に流され、貫通導体層１１に流れている電流を平
滑化することができる。

【０００６】このような貫通型コンデンサ１００の積層
体１０Ａは、未焼成の誘電体層１０１上にグランド電極
層１２となる導体膜を形成し、未焼成の誘電体層１０１
上に貫通導体層１１となる導体膜を形成し、これら複数
の誘電体層１０１を交互に積層して、未焼成誘電体層１
０１と導体膜とを一体的に焼結して形成していた。その
後、積層体１０Ａの一方端面に、貫通導体層１１の両端
が接続するように入出力端子電極１３，１４を、また、
他方端面にグランド電極層１２の一部に接続するように
グランド端子電極１５が各々形成されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の貫通型コンデン
サ１００においては、積層体１０Ａの一体焼成時に、誘
電体層１０１，貫通導体層１１，グランド電極層１２そ
れぞれの収縮率の違いにより誘電体層１０１間のデラミ
ネーションや積層体１０Ａのクラックを低減させなけれ
ばならない。このためには、貫通導体層１１の厚み、グ
ランド電極層１２の厚みは薄い方が望ましい。しかしな
がら、実際には、貫通型コンデンサ１００の貫通導体層
１１には大きい電流が流れるため、貫通導体層１１の厚
みを薄くすると、貫通導体層１１が抵抗となり、これに
より、貫通導体層１１が発熱してしまうという問題点あ
った。

【０００８】一方、未焼成状態の誘電体層１０１となる
グリーンシートを介して貫通導体層１１，グランド電極
層１２を交互に積層した場合、貫通導体層１１とグラン
ド電極層１２の重なる領域が盛り上がってしまい、切断
後に端部となる領域がへこんでしまうという問題点を有
していた。従って、積層体１０Ａの平面平行度が保てな
くなり、積層時に積層体１０Ａを圧着しても段差が大き
いために圧力が均一にかからず誘電体層１０１の密着不
良が起こり、その結果、切断した際に剥離，密着不良の
不具合が生じる問題点を有していた。

【０００９】また、小型化で高容量を実現するために貫
通導体層１１又はグランド電極層１２の内部電極数を増
やした貫通型コンデンサ１００においては、積層体１０
Ａの主面から一番近い内部電極までの距離（トップマー
ジン）を薄くするため、積層体１０Ａの主面から一番近
い内部電極端部と入出力端子電極表面までの距離が短く
なることが知られており、メッキ液塗布工程において、
積層体１０Ａと入出力端子電極間からメッキ液が浸入し
高温環境化で貫通型コンデンサ１００が膨張してしまう
という問題点を有していた。

【００１０】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、積層体の焼成時のデラミネ
ーションやクラックが発生することがなく、積層体の平
面平行度を得ることができ、また、熱衝撃の信頼性が高
く、かつ、大電流が流れたときの貫通導体層の発熱を防
止できる貫通型コンデンサを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の貫通型コンデン
サは、誘電体層を複数積層して成る矩形状積層体の内部
に、前記積層体の相対向する一対の端面から両端部が導
出する貫通導体層と、前記誘電体層を介して前記貫通導
体層と対向し、且つ前記積層体の他の相対向する一対の
両端面に導出するグランド電極層とを交互に配置すると
ともに、前記積層体の相対向する一対の端面に、貫通導
体層の両端部に接続される一対の入出力端子を形成し、
他の相対向する一対の端面に、グランド電極層の両端部
に接続されるグランド端子を形成して成る貫通型コンデ
ンサにおいて、前記貫通導体層のうち前記グランド電極
層と重なり合わない領域の層厚が、重なり合う領域の層
厚に比べて厚いことにある。

【００１２】本発明の構成によれば、前記貫通導体層の
うち前記グランド電極層と重なり合わない領域の層厚
が、重なり合う領域の層厚に比べて厚いために、未焼成
状態で積層体の両端部が貫通導体層の厚みによりへこみ
を防止することができ、これにより、積層体の平面平行
度を維持させると共に貫通導体層の両端を厚くさせて抵
抗を小さくすることができる。その結果、誘電体層間の
剥離・密着不良を大幅に減少させると共に大電流が流れ
ても発熱を有効に防止することができる。

【００１３】また、貫通導体層の両端部が厚く形成され
ているので、積層体の端面電極と貫通導体層との接続を
確実にさせることができ、これにより信頼性が増して製
造時の歩留まりを向上させることができる。しかも、内
部の貫通導体層から外部電極までの接続性が良好になり
ＥＳＲ（等価直列抵抗）などの電気特性も良好に保つこ
とができる。

【００１４】さらに、グランド電極層には、ノイズのよ
うな小さい電流しか流れず発熱がないため、グランド電
極全体の厚みを薄くすることができ、全体として小型化
を達成することもできる。

【００１５】なお、好ましい態様としては、上述の発明
に加えて前記貫通導体層の前記グランド電極層と重なり
合わない領域の層幅が、その重なり合う領域の幅に比べ
て広くすると良い。これにより、さらに抵抗を低くする
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の貫通型コンデンサ
を図面に基づいて詳説する。図１は本発明に係る貫通型
コンデンサの外観斜視図であり、図２は図１の貫通型コ
ンデンサの断面図であり、図３は貫通型コンデンサの積
層体における分解図である。貫通型コンデンサ１０は例
えば、積層体１の相対向する一対の端面には、入力端子
電極５と出力端子電極６が形成されており、積層体１の
相対向する他の一対の端面には、グランド端子電極７，
７が形成されている。

【００１７】積層体１は複数の誘電体層１ａ〜１ｅが積
層されなる。この誘電体層１ａ〜１ｅは、チタン酸バリ
ウム、チタン酸ストロンチウムなどからなり、積層体１
の形状として直方体形状に成型されている。誘電体層１
ｃと１ｄ間には積層体１の端面に導通するＰｄ等の金属
材料からなる貫通導体層４が形成されており、端面に形
成した入出力端子電極５，６と接続されている。また、
誘電体層１ａと１ｃ間、誘電体層１ｄと１ｅ間には積層
体１の端面に導通するＰｄ等の金属材料からなるグラン
ド電極層３ａ、３ｂと形成されており、端面に形成した
グランド端子電極７，７と接続されている。この構成に
より、グランド電極３ａ，貫通導体層４，グランド電極
層３ａが互いに交互に配置されており、グランド電極３
ａ，貫通導体層４間又は貫通導体層４，グランド電極層
３ａで容量成分が形成されている。

【００１８】貫通導体層４は、図３に示すように誘電体
層１ｃの長手方向に延び、その両端部が誘電体層１ｃの
短辺に延出している。また、グランド電極層３（３ａ、
３ｂ）は、誘電体層１ｂ、１ｄの幅方向に延び、その両
端部が誘電体層１ｂ、１ｄの長辺の中央部より延出して
いる。

【００１９】また、貫通導体層４は、グランド電極層３
と重なり合わない領域の電極厚みは、その重なり合う領
域に比べて、厚くなる肉厚部４ａが形成されている。こ
れにより、積層体１の両端側が凹んで貫通導体層４とグ
ランド導体層３とが重なった領域が盛り上がることはな
く、肉厚部４ａで両端部が垂れ下がるのを維持させるこ
とができ、その結果、入出力電極端子５，６の接合の信
頼性を向上させることができるだけでなく、積層体１の
圧着工程において、圧着しても段差が無いために圧力が
均一にかかり、誘電体層間の剥離，密着不良という原因
を防止することができる。また、肉厚部４ａの幅方向は
グランド電極層３と重なる貫通導体層４の幅よりも広く
形成してもよい。これにより、貫通導体層４と入出力端
子５，６の接続を確実にする他、貫通導体層４の抵抗を
下げることもできる。

【００２０】なお、例えば、図３において、誘電体層１
ａは上部側のトップマージンとなる層であり、誘電体層
１ｂ、１ｄはその表面にグランド電極層３ａが形成され
る層となっており、誘電体層１ｅはその表面に貫通導体
層４が形成される層であり、誘電体層１ｅは下部側のト
ップマージン層となる層となる。

【００２１】そして、積層体１は、貫通導体層４を形成
した誘電体層１ｄとグランド電極層３を形成した誘電体
層１ｂ，１ｄとが交互に積層して構成され、さらに、積
層厚み方向の最外部分には、上部側のトップマージン層
となる誘電体層１ａと、下部側のトップマージン層とな
る誘電体層１ｃとが積層される。

【００２２】ここで、貫通導体層４が形成された誘電体
層１ｃとグランド電極層３を形成した誘電体層１ｂ，１
ｄとの積層において、グランド電極層３（３ａ、３ｂ）
となる誘電体層１ｂ、１ｄがトップマージン層となる誘
電体層１ａ，１ｅに隣接する層に位置されている。この
ように、グランド電極層３を積層体１の主面側の一番近
い側に設けると、小型化，高容量化により電極数を増や
してトップマージンを薄くした場合にでもグランド電極
層３の層厚が薄いために、高温半田槽に浸す熱衝撃（Δ
Ｔ）試験を行っても、クラック発生率を低減することが
できる。この理由は、肉厚部４ａを形成した貫通導体層
４に比べてグランド電極層３は薄く形成しているために
誘電体層１ｂ，１ｄとグランド電極層３の熱膨張係数の
差を無視することができるためである。

【００２３】上記構成の貫通型コンデンサ１０は次のよ
うに作製する。まず、誘電体セラミックからなるグリー
ンシートを用意する。

【００２４】次に、貫通導体層４が形成される誘電体層
１ｃ、グランド電極層３が形成される誘電体層ｂ，ｄ上
に、貫通導体４となる導体膜及びグランド電極層３とな
る導体膜をそれぞれグリーンシートに複数形成する。具
体的にはＰｄを主成分とする金属ペーストを用いて、所
定形状にスクリーン印刷する。即ち、貫通導体層４及び
グランド電極層３となる導体膜の延出方向は、互いに直
交するように印刷される。

【００２５】本発明では、グランド電極と重なり合わな
い肉厚部４ａを厚くするために、貫通導体層４を印刷す
る際に、スクリーンパターンのメッシュの開きを前記グ
ランド電極と重なり合う領域は小さくし、肉厚部４ａで
はメッシュの開きを大きくしたスクリーンを用いて印刷
する。また、肉厚部４ａの幅を大きくするために、スク
リーンパターンのメッシュの幅を広くしたスクリーンを
用いて印刷する。

【００２６】このようなグリーンシート状の誘電体層１
ａ〜１ｅを図３に示す積層順に応じて積層し、そして、
これを積層体１の形状に応じて寸法に切断してチップ材
を形成する。ついでこのチップ材を所定の雰囲気、温度
で焼成し、貫通導体層４、グランド電極層３（３ａ、３
ｂ）及び誘電体層１ａ〜１ｅとを一体的に焼結する。こ
れにより、積層体１を作製する。次に積層体１の端面
に、入出力端子電極５、６及びグランド端子電極７を形
成する。具体的には、入出力端子電極５、６及びグラン
ド端子電極７は、積層体１の端面からＡｇまたはＡｇ−
Ｐｄ合金からなる導電ペーストを塗布・焼き付けして成
る厚膜下地導体膜を形成し、その上にＮｉやＮｉ−Ｓｎ
メッキなどの表面メッキ層を被着して構成される。かく
して本発明の貫通コンデンサによれば、貫通導体４が、
前記グランド電極３と重なり合わない領域の電極厚みま
たは電極幅が、重なり合う領域に比べて大きくなってい
るため、積層体１の平面平行度を維持する事ができ、こ
れにより、層間の剥離・密着不良を大幅に減少すること
ができると共に、貫通導体層４の抵抗が小さくなり大電
流が流れても発熱を有効に防止することができる。

【００２７】また、グランド電極層３には、ノイズのよ
うな小さい電流しか流れないため、グランド電極全体の
厚みを薄くしてもでき発熱を抑えることができる。さら
に、貫通導体層４の引き出し領域の電極厚みまたは電極
幅が大きくなっているため、ＥＳＲ（等価直列抵抗）な
どの電気特性も良好で、しかも入出力端子との接続の信
頼性も確保できる。

【００２８】なお、上述したように、電極厚みが薄いグ
ランド電極層３を積層体の両最外側に配置すると、トッ
プマージンを薄くしても、耐熱衝撃（ΔＴ）試験におい
て、クラック発生率を低減できる。本発明は上述に記載
の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲内での種々の変更や改良等は何ら差し支
えない。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、積層体
の平面平行度を維持することができ、貫通導体層に大電
流が流れても、発熱を有効に抑えることができる。ま
た、誘電体層間の剥離・密着不良を大幅に減少すること
ができる。また、ＥＳＲ（等価直列抵抗）などの電気特
性も良好で、しかも入出力端子との接続の信頼性も確保
できる。さらに、全体的に厚みが薄いグランド電極層を
コンデンサ本体の最外層に設けることにより、高温半田
槽に浸す耐熱衝撃（ΔＴ）試験において、クラックの発
生率を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の貫通型コンデンサの外観斜視図であ
る。

【図２】本発明の貫通型コンデンサの断面図である。

【図３】貫通型コンデンサの積層体における分解斜視図
である。

【図４】従来の貫通型コンデンサの断面図である。

【図５】図４の貫通型コンデンサの平面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・コンデンサ本体１ａ〜１ｅ・・・・・誘電体層４・・・・・・・・・貫通導体３、３ａ、３ｂ・・・グランド電極５、６・・・・・・・入出力用端子７・・・・・・・・・グランド端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体層を複数積層して成る矩形状積層
体の内部に、前記積層体の相対向する一対の端面から両
端部が導出する貫通導体層と、前記誘電体層を介して前
記貫通導体層と対向し、且つ前記積層体の他の相対向す
る一対の両端面に導出するグランド電極層とを交互に配
置するとともに、前記積層体の相対向する一対の端面に、貫通導体層の両
端部に接続される一対の入出力端子を形成し、他の相対
向する一対の端面に、グランド電極層の両端部に接続さ
れるグランド端子を形成して成る貫通型コンデンサにお
いて、前記貫通導体層のうち前記グランド電極層と重なり合わ
ない領域の層厚が、重なり合う領域の層厚に比べて厚い
ことを特徴とする貫通型コンデンサ。
【請求項２】前記貫通導体層の前記グランド電極層と
重なり合わない領域の層幅が、その重なり合う領域の幅
に比べて広いことを特徴とする請求項１記載の貫通型コ
ンデンサ。