JP2001313230A - コンデンサアレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内部電極の幅に対してビアホール導体の直径の
比率が大きい場合も、非接触領域が内部電極の有効面積
を減少させることを無くす。 【解決手段】誘電体層２と内部電極３ａ，３ｂとを交互
に対面する積層体１を有し、積層体１の主面側から数え
て奇数番目の内部電極３ｂには接続せず偶数番目の内部
電極３ａに接続する第１のビアホール導体５ａと、積層
体１の主面側から数えて偶数番目の内部電極３ａには接
続せず奇数番目の内部電極３ｂに接続する第２のビアホ
ール導体５ｂとからなるコンデンサアレイ１０におい
て、第１のビアホール導体５ａ及び／又は第２のビアホ
ール導体５ｂを形成する位置を内部電極３ａ，３ｂの周
囲近傍に形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の誘電体層と
複数の矩形状内部電極とを交互に、かつ、該内部電極が
互いに対面するように積層することで複数のコンデンサ
が形成してなるコンデンサアレイに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種電子装置の普及が進む中で、これら
の装置の小型軽量化が急速に進んでいる。特に、近年、
カメラ一体型ＶＴＲ、携帯電話器、ノート型パーソナル
コンピュータ、パームトップ型コンピュータ等の携帯を
目的とした電子機器においては、小型軽量化の要請が多
くなってきている。

【０００３】このような電子機器の小型軽量化が進めら
れた場合、必然的に電子機器に使用される回路基板も小
型軽量化が必要となり、その回路基板に電子部品を実装
する手段も、従来のプリント基板に形成したビアホール
導体に電子部品のピンを挿入して半田付けする実装タイ
プから、小型軽量化のためにプリント基板上に設けられ
た導電パターンのランドに電子部品を載置・半田付けす
る表面実装技術（ＳＭＴ）へと変化してきている。

【０００４】このＳＭＴにおいて用いられる電子部品
は、表面実装部品（ＳＭＤ）と総称され、コンデンサが
複数内蔵されたコンデンサアレイは、その代表的なもの
である。

【０００５】このような従来のコンデンサアレイを図５
に示す。図５において、（ａ）は平面図、（ｂ）は横断
面図である。図に示すように、誘電体層２を複数積層し
た矩形状の積層体１内に、誘電体層２を挟んで一部が対
向する２種の内部電極３ａ，３ｂを交互に配置し、積層
体１の内部電極３ａ，３ｂ間を積層方向に一直線状に貫
通したビアホール導体５ａ、５ｂを有している。また、
ビアホール導体５ａは積層体１の主面側から数えて奇数
番目の内部電極３ｂには接続せず偶数番目の内部電極３
ａにのみ接続し、また、ビアホール導体５ｂは積層体１
の主面側から数えて偶数番目の内部電極３ａには接続せ
ず奇数番目の内部電極３ｂに接続してなる。

【０００６】また、ビアホール導体５ａ，５によって内
部電極３ａ，３ｂと積層体１端面の外部電極パッド６
ａ，６ｂと接続してコンデンサユニットＮを形成してい
る。

【０００７】このようなコンデンサアレイを用いること
により、従来に比べ、用いるコンデンサの数を低減する
ことができ、各コンデンサの寸法・形状のバラツキを抑
え、かつ、回路基板への実装作業を簡略化することがで
きるものである。

【０００８】また、従来より積層セラミックコンデンサ
をプリント回路基板等の上に実装する場合には、そのコ
ンデンサ素子よりも一回り大きなランドを回路基板上に
設ける必要があり、高密度実装が困難であったが、コン
デンサアレイを用いることで高密度実装が可能となり、
実装コストの低減を図ることができるものである。

【０００９】ここで、ビアホール導体と反対極の内部電
極（３ａ−５ｂ、あるいは３ｂ−５ａ）の導通を防ぎつ
つも、有効面積を増大させるために、ビアホール導体周
囲の内部電極が存在しない非接続領域の形状は、ビアホ
ール導体５ａ，５ｂと概略同一形状にしている。また、
図において、ビアホール導体と反対極の内部電極間の距
離をｄとしている。

【００１０】また、内部電極３ａ，３ｂを互いに接続す
るためのビアホール導体５ａ，５ｂは、パンチ、ドリル
等により、焼成前のブロック状の積層体に穴が開けら
れ、さらにスクリーン印刷法等により、穴に導体ペース
トが充填される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記コ
ンデンサアレイにおいては、ビアホール導体電極５の断
面積の小型化は、技術的に限界がある。ここで、図６の
ように、各コンデンサユニットＮの内部電極３の面積を
小型化していくと、内部電極３ａの幅に対してビアホー
ル導体５の直径の比率が大きくなるため、非接触領域が
内部電極３ａを分割し、容量を発生しない無効部分４が
生じてしまう。このため、各コンデンサユニットＮの小
型化には限界があり、十分に高密度化を図ることができ
ないという問題点があった。

【００１２】本発明は上記課題に鑑みて達成されたもの
であり、その目的は内部電極３の幅に対してビアホール
導体５の直径の比率が大きい場合も、有効面積を増大で
きるコンデンサアレイを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、複数の誘電体層と複数の矩形状内部電
極とを交互に、かつ、該内部電極が互いに対面するよう
に積層した積層体を有し、かつ、該積層体の内部電極間
を積層方向に一直線状に貫通した第１、第２のビアホー
ル導体を有するとともに、前記第１のビアホール導体は
前記積層体の主面側から数えて奇数番目の内部電極に対
し非接触として偶数番目の内部電極に接続し、また、第
２のビアホール導体は前記積層体の主面側から数えて偶
数番目の内部電極に対し非接触として奇数番目の内部電
極に接続し、互いに対面した前記内部電極で形成される
容量成分を互いに並列接続されたコンデンサアレイにお
いて、前記第１のビアホール導体及び／又は第２のビア
ホール導体を形成する位置を前記内部電極の周囲近傍に
形成したことを特徴とするコンデンサアレイを提供す
る。

【００１４】本発明の構成によれば、第１のビアホール
導体及び／又は第２のビアホール導体を形成する位置を
前記内部電極の周囲近傍に形成したことにより、内部電
極に形成する前記非接触領域を少なくすることができ、
これにより、互いに対面できる各内部電極の有効面積を
増加して容量成分を増加させることが可能となる。

【００１５】従って、内部電極の幅に対してビアホール
導体の直径の比率が大きい場合も、非接触領域が内部電
極の有効面積を減少させることは無くなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を用いて
説明する。図１は本発明のコンデンサアレイ１０の構成
を説明する図であり、（ａ）はコンデンサアレイ１０の
外観斜視図、（ｂ）はその平面図である。また、図２は
本発明のコンデンサアレイ１０のコンデンサユニットＮ
を説明する図であり、（ａ）は内部電極形状、（ｂ）は
横断面図である。また、図３は本発明のコンデンサアレ
イ１０の内部電極形状を説明する図である。

【００１７】図において、本発明のコンデンサアレイ１
０は、例えば、誘電体層２を複数積層して矩形状の積層
体１が形成されており、積層体１の内部に誘電体層２の
積層方向と垂直に複数のコンデンサユニットＮが形成さ
れている。

【００１８】誘電体層２は、その材質として、チタン酸
バリウム，チタン酸ストロンチウムなどの誘電体材料か
らなる。

【００１９】コンデンサユニットＮは積層体１の誘電体
層２を挟んで、互いに対向する少なくとも２つの内部電
極３ａ，３ｂを有し、内部電極３ａはビアホール導体５
ａに接続されており、また、内部電極３ｂはビアホール
導体５ｂに接続されている。さらに、ビアホール導体５
ａは外部電極パッド６ａに接続されており、ビアホール
導体５ｂは外部電極パッド６ｂに接続されている。以
下、コンデンサユニットの図番のａ，ｂの区別は、両方
に共通する部分については省略する。

【００２０】このような各々が対向する内部電極３ａ，
３ｂが対向することで、容量成分を形成することができ
る。なお、コンデンサユニットＮの内部電極３（ａ，
ｂ）の材質として、Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｄ合金などの貴金属
材料、或いはＮｉ，Ｃｕなどの卑金属が用いられる。

【００２１】ここで、図２において、着色部は各内部電
極３ａ，３ｂのビアホール導体５ａ，５ｂとの接続部分
を示す。

【００２２】また、本発明の特徴部として、第１のビア
ホール導体５ａ及び第２のビアホール導体５ｂを形成す
る位置を内部電極３ａ，３ｂの周囲近傍に形成してい
る。内部電極の周囲近傍に形成するのは第1、第2のビア
ホール導体５ａ，５ｂのどちらか一方であってもよく、
双方が形成されてもよい。内部電極３ａ，３ｂのどちら
か一方の長辺側に第1、第2のビアホール導体５ａ，５ｂ
を寄せて形成するほうが好ましい。

【００２３】なお、コンデンサユニットＮには少なくと
も２つの内部電極３（ａ，ｂ）を対向させて形成するれ
ばよく、対向させて形成する数は問わない。

【００２４】次に本発明のコンデンサアレイ１の製造方
法について説明する。誘電体粉末と焼結助剤に溶剤、分
散材、バインダーなどを混合したスリップから、ドクタ
ーブレード法で誘電体層２となるセラミックグリーンシ
ートを成型する。成型法にはこの他の方法、引き上げ
法、ダイコーター、グラビアロールコーターなどを用い
てもよい。

【００２５】この誘電体層２に内部電極３ａ，３ｂとな
る金属インクをスクリーン印刷法で印刷する。その後、
２種類の内部電極３ａ，３ｂが印刷された誘電体層２を
積層させ、その後、熱圧着してブロック状の積層体が得
られる。

【００２６】次に、パンチ、ドリル等により、ブロック
状の積層体にビアホール導体５ａ，５ｂを設けるべき穴
が設けられる。

【００２７】次に、穴に導体ペーストが充填される。す
なわち、導体ペーストのスクリーン印刷によって行われ
る。穴が設けられたセラミックグリーンシートは、通気
性シートを介して、吸引ステージ（図示せず）上に置か
れる。吸引ステージには、矢印で示すように、真空吸引
が与えられ、この真空吸引によって、通気性シートを介
して穴の各々内には、負圧が及ぼされる。スクリーン
（図示せず）には、セラミックグリーンシート上に設け
られた穴に対応して、導体ペーストの通過を許容するパ
ターンになっている。導体ペーストが、スクリーン上で
スキージによって捌かれることにより、穴内に充填され
る。このとき、パターンは穴の径より若干大きい径を有
することにより、図２（ｂ）に示すように、穴の周囲に
は、導体ペーストの張り出し部が形成される。このよう
に充填された導体ペーストは、次いで乾燥される。

【００２８】次にブロック状の積層体は、２５０℃〜４
００℃の炉で仮焼成してバインダー成分を除いた後、本
焼成炉に入れてセラミック材料の適温で誘電体磁器２と
内部電極３を同時に１２５０〜１３００℃で高温焼結を
行う。

【００２９】その後、各コンデンサユニットＮを外部と
電気的に接続するために、外部電極パッド６ａ，６ｂを
焼結体の端面に適宣電極形成方法により形成する。な
お、外部電極パッド６ａ，６ｂの形成は、導電ペースト
をスクリーン印刷等の方法で塗布し焼き付けたり、無電
解メッキ、スパッタリング等の適宣の導電膜形成方法に
より行うことができる。

【００３０】次に、積層体を押し切り刃で小さな個々の
独立したコンデンサブロック１にカットする。積層体が
厚い場合はダイシング方式でカットをするのが望まし
い。なお、カット工程は、ブロックの状態、あるいは焼
成直後に行ってもよいが、外部電極パッド６ａ，６ｂの
形成後に行うことにより、外部電極パッド６ａ，６ｂの
形成が容易になり、また、特性測定が一度でできるとい
う効果がある。このようにして、図１のようなコンデン
サアレイ１０が得られる。

【００３１】かくして本発明のコンデンサアレイ１０に
よれば、複数の誘電体層２と複数の矩形状内部電極３
ａ，３ｂとを交互に、かつ、内部電極３ａ，３ｂが互い
に対面するように積層した積層体１を有し、かつ、積層
体１の内部電極３ａ，３ｂ間を積層方向に一直線状に関
通した第１、第２のビアホール導体５ａ，５ｂを有する
とともに、第１のビアホール導体５ａは積層体１の主面
側から数えて奇数番目の内部電極３ｂに非接触として偶
数番目の内部電極３ａにのみ接続し、第２のビアホール
導体５ｂは積層体１の主面側から数えて偶数番目の内部
電極３ａに非接触として奇数番目の内部電極３ｂに接続
し、互いに対面する内部電極３ａ，３ｂにより形成され
る容量成分が互いに並列に接続してなるコンデンサアレ
イ１０において、第１のビアホール導体５ａ及び／又は
第２のビアホール導体５ｂを形成する位置を内部電極３
ａ，３ｂの周囲近傍に形成しているため、第１のビアホ
ール導体５ａ及び／又は第２のビアホール導体５ｂを形
成する位置を内部電極３ａ，３ｂの周囲近傍に形成した
ことにより、内部電極３ａ，３ｂの非接触領域を少なく
することができ、これにより、互いに対面できる各内部
電極３ａ，３ｂの有効面積を増加して容量成分を増加さ
せることが可能となる。

【００３２】従って、内部電極３ａ，３ｂの幅に対して
ビアホール導体５ａ，５ｂの直径の比率が大きい場合
も、非接触領域が内部電極３ａ，３ｂの有効面積を減少
させることは無くなる。

【００３３】ここで、ビアホール導体５ａ，５ｂ全体が
内部電極３ａ，３ｂの内側に存在すれば、内部電極３
ａ，３ｂの幅方向の中心からずらして形成されても、ビ
アホール導体５ａ，５ｂと内部電極３ａ，３ｂの接続が
低下することはない。

【００３４】また、図３に示すように、全コンデンサユ
ニットＮのビアホール導体５を、同じ方向に同じ長さだ
けずらせば、外部電極パッド６ａ，６ｂの間隔を変化さ
せずに済むため、従来のコンデンサアレイの実装方法を
そのまま用いることができる。

【００３５】また、図４に示すように、ビアホール５
ａ，５ｂが矩形状の内部電極３ａ，３ｂの対角線上にく
るようにしてもよい。

【００３６】さらに、ビアホール５ａ，５ｂを内部電極
３ａ，３ｂに対してずらすのではなく、内部電極３ａ，
３ｂをビアホール５ａ，５ｂに対してずらしてもよい。

【００３７】ここで、上記実施の形態では、積層体１に
形成した内部電極３ａ，３ｂを一方の端面に引き出して
いるが、これに限定されることなく、両面から引き出し
てもよい。このような構造にすることにより、実装時に
外部電極パッド６ａ，６ｂと回路基板との接続の検査
を、実装面と反対側の外部電極パッド６ａ，６ｂにプロ
ーブを当てることで確認できるため、上記検査が容易に
なるという効果もある。この効果は、小型化、高容量化
に伴って、コンデンサアレイ１０が回路基板に実装した
際に、回路基板の端子とコンデンサアレイ１０の外部電
極パッド６ａ，６ｂとの接続不良が顕著に生じる可能性
があるため、プローブで反対面から接続不良を検査でき
るのは、不良品を少なく抑えることができる。

【００３８】また、上記実施の形態では、各コンデンサ
ユニットＮは積層方向に整列しているが、各コンデンサ
ユニットＮを千鳥状に整列させてもよい。

【００３９】さらに、各コンデンサユニットＮを積層方
向だけでなく、積層方向と垂直な方向にも整列させても
よい。

【００４０】なお、本発明は上記の実施の形態例に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
での種々の変更や改良等は何ら差し支えない。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明の構成によれば、
第１のビアホール導体５ａ及び／又は第２のビアホール
導体５ｂを形成する位置を内部電極３ａ，３ｂの周囲近
傍に形成しているため、内部電極３ａ，３ｂの幅に対し
てビアホール導体５ａ，５ｂの直径の比率が大きい場合
も、非接触領域が内部電極３ａ，３ｂの有効面積を減少
させることは無くなる。

【００４２】ここで、ビアホール導体５ａ，５ｂ全体が
内部電極３ａ，３ｂの内側に存在すれば、内部電極３
ａ，３ｂを幅方向の中心からずらして形成されても、ビ
アホール導体５ａ，５ｂと内部電極３ａ，３ｂの接続が
低下することはない。

【００４３】また、全コンデンサユニットＮのビアホー
ル導体５ａ，５ｂを、同じ方向に同じ長さだけずらせ
ば、外部電極パッド６ａ，６ｂの間隔を変化させずに済
むため、従来のコンデンサアレイの実装方法をそのまま
用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンデンサアレイの構成を説明する図
であり、（ａ）はコンデンサアレイの外観斜視図、
（ｂ）はその正面図である。

【図２】本発明のコンデンサアレイのコンデンサユニッ
トを説明する図であり、（ａ）は内部電極形状、（ｂ）
は横断面図である。

【図３】本発明のコンデンサアレイの内部電極形状を説
明する図である。

【図４】本発明のコンデンサアレイの別の実施例を示す
図である。

【図５】従来のコンデンサアレイのコンデンサユニット
を説明する図であり、（ａ）は内部電極形状、（ｂ）は
横断面図である。

【図６】従来のコンデンサアレイの問題点を説明する図
である。

【符号の説明】

１０ コンデンサアレイ １ 積層体 ２ 誘電体層 ３（ａ，ｂ） 内部電極 ４ 無効部分 ５（ａ，ｂ） ビアホール導体 ６（ａ，ｂ） 外部電極パッド Ｎ コンデンサユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の誘電体層と複数の矩形状内部電極
   とを交互に、かつ、該内部電極が互いに対面するように
   積層した積層体を有し、かつ、該積層体の内部電極間を
   積層方向に一直線状に貫通した第１、第２のビアホール
   導体を有するとともに、前記第１のビアホール導体は前
   記積層体の主面側から数えて奇数番目の内部電極に対し
   非接触として偶数番目の内部電極に接続し、また、第２
   のビアホール導体は前記積層体の主面側から数えて偶数
   番目の内部電極に対し非接触として奇数番目の内部電極
   に接続し、 互いに対面した前記内部電極で形成される容量成分を互
   いに並列接続されたコンデンサアレイにおいて、 前記第１のビアホール導体及び／又は第２のビアホール
   導体を形成する位置を前記内部電極の周囲近傍に形成し
   たことを特徴とするコンデンサアレイ。