JP2004153042A - 積層コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1および第2の内部電極層を、誘電体層を介して交互に積層してなるコンデンサ本体を有する積層コンデンサであって、前記コンデンサ本体は、その一主面上に、第1および第2の電極端子が形成されており、前記コンデンサ本体の内部に、前記第1の電極端子と前記第1の内部電極層とを接続するように前記コンデンサ本体の積層方向に伸びる少なくとも1つの第1のビア電極と、前記第2の電極端子と前記第2の内部電極層とを接続するように前記コンデンサ本体の積層方向に伸びる少なくとも1つの第2のビア電極と、が形成されている積層コンデンサにおいて、前記第1および第2のビア電極のアスペクト比の値を焼成後において1〜3とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層コンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータや無線通信のデジタル回路に代表されるように、近年の情報通信分野におけるICの高速化には目覚しいものがある。ところが、このようなICの高速化、高密度化は、機器誤動作の原因となる高周波ノイズを増大させるため、そのことが深刻な問題となっている。この高周波ノイズは、論理素子の同時スイッチングによって生じる電源電圧の低下に起因する。したがって、高周波ノイズを低減するために、電源にエネルギを供給する役目のコンデンサ、いわゆるデカップリングコンデンサが用いられており、その需要は年々高まっている。
【0003】
このデカップリングコンデンサには、大エネルギを瞬時に供給できるよう、大容量、低インダクタンス(ESL)の特性が要求される。これらの特性は主に、コンデンサの内部構造により決定されるものであり、様々な提案がなされている。
【0004】
さらに、高周波や高速パルスを取り扱う場合、配線基板に実装される電子部品の動作電源と電子部品とを接続する配線が余剰のインダクタンスとして寄与する。配線のインダクタンス成分の増加に伴い、動作電源電圧の安定供給が困難となり、さらには、配線などにノイズが重畳されることにより誤動作が発生し、電子部品の動作不良が生じる。また、それらの不具合は、上述したように、高周波化や配線の高密度化に伴ってさらに顕著となる。そのため、余剰のインダクタンス成分を低減する目的でコンデンサと動作電源との配線長を短縮するために、本体一主面上にのみ電極端子を形成したコンデンサが提案されている。
【0005】
このような積層コンデンサとして、特許文献1で開示されたものが知られている。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−347227号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
近年のICの高速化、高密度化に伴い、デカップリングコンデンサとしての積層コンデンサの需要が高まっている。そのため、積層コンデンサの製造効率を改善することが要求されている。
【0008】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、積層コンデンサの歩留まりを改善することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明による積層コンデンサは、第1および第2の内部電極層を、誘電体層を介して交互に積層してなるコンデンサ本体を有する積層コンデンサであって、前記コンデンサ本体は、その一主面上に、第1および第2の電極端子が形成されており、前記コンデンサ本体の内部に、前記第1の電極端子と前記第1の内部電極層とを接続するように前記コンデンサ本体の積層方向に伸びる少なくとも1つの第1のビア電極と、前記第2の電極端子と前記第2の内部電極層とを接続するように前記コンデンサ本体の積層方向に伸びる少なくとも1つの第2のビア電極と、が形成されており、前記第1および第2のビア電極のアスペクト比の値は1〜3であることを特徴とする。なお、ビア電極のアスペクト比とは、「ビア電極の長さ/ビア電極の直径」で表される比を示すこととする。
【0010】
本発明の積層コンデンサによると、ビア電極を形成する際に導電ペーストを充填するための圧力を低くすることができるため、充填工程における製品の損傷の可能性を低減し、歩留まりを改善することができる。
【0011】
上記各積層コンデンサにおいて、前記ビア電極の直径は、70〜300μmであることが好ましい。
【0012】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、積層コンデンサおよび積層コンデンサの製造方法などの形態で実現することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
A.実施例:
図1は、本発明の積層コンデンサ100の垂直断面図を示している。積層コンデンサ100は、BaTiO3等の高誘電率セラミックからなる誘電体層120と、複数のコンデンサユニットを形成するように誘電体層120を介して互いに対向する複数対の第1および第2の内部電極層130a、130bとを有するコンデンサ本体110を備えている。コンデンサとして有効な領域ECAでは、コンデンサ本体110の厚み方向に沿って第1と第2の内部電極層130a、130bが交互に配置されている。
【0014】
コンデンサ本体110は、内部電極層130a、130bと平行に延びる第1の主面160と第2の主面170とを有している。コンデンサ本体110の第2の主面170上には、複数の第1および第2の電極端子150a、150bが格子点の位置に形成されている。
【0015】
コンデンサ本体110の内部には、第1の内部電極層130aと第1の電極端子150aとを電気的に接続するように誘電体層120を貫通して延びる第1のビア電極140aが設けられている。また、第1のビア電極140aに隣り合いながら、第2の内部電極層130bと第2の電極端子150bとを電気的に接続するように誘電体層120を貫通して延びる第2のビア電極140bが設けられている。この実施形態では、アスペクト比の値3、直径200μmのビア電極が600μmの間隔で格子点の位置に形成されている。
【0016】
第1および第2のビア電極と内部電極層との接続について、図2を参照して詳しく説明する。図2の(a)および(b)は、本発明の積層コンデンサ100の水平断面図を示している。図2(a)は、第1の内部電極層130aを含む断面を示し、図2(b)は、第2の内部電極層130bを含む断面を示している。
【0017】
図2(a)に示されているように、第1の内部電極層130aにおける第2のビア電極140bの貫通する部分の周囲には、誘電体で構成されたリング状の絶縁部180が形成されている。この絶縁部180によって、第2のビア電極140bは、第1の内部電極層130aに対して電気的に絶縁されている。また、図2の(b)に示されているように、第2の内部電極層130bにおける第1のビア電極140aの貫通する部分の周囲には、誘電体で構成されたリング状の絶縁部190が形成されており、この絶縁部190によって、第1のビア電極140aは、第2の内部電極層130bに対して電気的に絶縁されている。
【0018】
この実施形態では、より大きな静電容量が得られるようにするため、それぞれ複数の第1および第2の内部電極層130a、130bを、誘電体層120の積層方向に交互に配置し、複数のコンデンサユニットを形成する構成としている。すなわち、これら複数のコンデンサユニットが、上述した第1および第2のビア電極140a、140bによって並列接続される構成となっている。この実施形態では、第1と第2の内部電極層130a、130bがそれぞれ3つずつ形成されているが、さらに多数、例えば50以上の内部電極層が形成されることが好ましい。
【0019】
次に、コンデンサ本体110の製造方法について図3を参照して説明する。まず、BaTiO3粉末を主成分とする複数の高誘電体セラミックグリーンシート(以下、単にシートという)を準備する。次いで、図3(a)に示すように、半数のシート上に第1の内部電極層のパターンを形成し、残り半数のシート上に第2の内部電極層のパターンを形成する。実際の内部電極層は、シートよりも十分に薄いものであるが、図示の便宜上、誇張して描かれている。次に、パターン形成の後、図3(b)に示すように、それら2種類のシートを交互に積層し、さらに、その最上部にシートを重ねる。次いで、図3(c)に示すように、レーザ光LBによって第1および第2のビアホール200a、200bを格子点の位置に形成する。そして、図3(d)に示すように、第1および第2のビアホール200a、200b内にAg/Pdペーストを充填することにより第1および第2のビア電極140a、140bを形成する。その後、図3の(e)に示すように、ベースとなるシートを積層した上で圧着して、ビア電極に対応する電極端子を形成した後に焼成を行う。なお、第1実施例の積層コンデンサの製造方法は、ここで説明した工程に限られず、任意の適切な工程を用いて実施してよい。
【0020】
上述のAg/Pdペーストを充填する工程においては、スキージを用いてペーストを塗り込むように充填する印刷穴埋め、もしくは、加圧容器を用いてペーストに圧力をかけて押し込むように充填する圧入穴埋め、を用いることができる。いずれの方法でも、充填の際に必要な圧力は、ビア電極のアスペクト比の値が高いほど、すなわち、ビア電極の直径が小さく、長さが大きくなるほど増大し、それにより、充填工程において製品が損傷したり変形したりする可能性が大きくなる。また、特に印刷穴埋めにおいては、ビア電極のアスペクト比の値が高いと、ビアホールの末端まで確実にペーストを充填することが困難になる。
【0021】
第1実施例の積層コンデンサによると、ビア電極のアスペクト比の値が比較的低いことからビア電極の直径は比較的大きくなり、ビア電極の長さは比較的小さくなる。したがって、小さい圧力で確実にAg/Pdを充填することが可能であり、製品の損傷や変形の可能性を低減し、歩留まりを改善することができる。ただし、ビア電極のアスペクト比の値が低いほどよいというわけではなく、アスペクト比の値が低いほどコンデンサの積層数が少なくなるので、静電容量を大きくすることが困難になり、デカップリングコンデンサとして求められる性能を実現することが困難になる。
【0022】
したがって、ビア電極のアスペクト比の値は、1〜3であることが好ましく、1.5〜2.5であることがより好ましい。また、ビア電極の直径は、70〜300μmであることが好ましく、100〜250μmであることがより好ましく、120〜200μmであることがさらに好ましい。
【0023】
なお、本発明は上記の実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【0024】
B.変形例:
B1.変形例1:
上記実施例では、BaTiO3を主成分とする高誘電体セラミックを誘電体層として用いたが、他の材料を誘電体層として用いてもよい。例えば、PbTiO3、PbZrO3、TiO2、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3、KNbO3、NaTiO3、KTaO3、RbTaO3、(Na1/2Bi1/2)TiO3、Pb(Mg1/2W1/2)O3、(K1/2Bi1/2)TiO3などを、要求されるコンデンサの静電容量その他に応じて適宜選択することができる。
【0025】
B2.変形例2:
上記実施例では、内部電極層やビア電極の材料としてAg/Pdを用いたが、任意の適切な材料を用いてよい。例えば、Pt、Ag、Ag−Pt、Pd、Cu、Au、Niなどが挙げられる。
【0026】
B3.変形例3:
内部電極層やビア電極の数は、上記実施例の構成に限られず、任意の適切な数に変更してよい。
【0027】
B4.変形例4:
上記実施例では、ビア電極の断面の形状は円形であるが、その他の形状であってもよく、例えば、ビア電極の断面が楕円形の形状であってもよい。ただし、円形以外の形状である場合には、ビア電極の断面積に等しい断面積を有する円の直径を、そのビア電極の直径と呼ぶこととする。一般的には、加工が容易であることから略円形の形状が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の積層コンデンサを示す垂直断面図。
【図2】本発明の積層コンデンサを示す水平断面図。
【図3】本発明の積層コンデンサの製造方法を示す説明図。
【符号の説明】
100…積層コンデンサ
110…コンデンサ本体
120…誘電体層
130a…第1の内部電極層
130b…第2の内部電極層
140a…第1のビア電極
140b…第2のビア電極
150a…第1の電極端子
150b…第2の電極端子
160…第1の主面
170…第2の主面
180…絶縁部
190…絶縁部
200a…第1のビアホール
200b…第2のビアホール
ECA…コンデンサとして有効な領域
LB…レーザ光
Claims (4)
- 第1および第2の内部電極層を、誘電体層を介して交互に積層してなるコンデンサ本体を有する積層コンデンサであって、
前記コンデンサ本体は、その一主面上に、第1および第2の電極端子が形成されており、前記コンデンサ本体の内部に、前記第1の電極端子と前記第1の内部電極層とを接続するように前記コンデンサ本体の積層方向に伸びる少なくとも1つの第1のビア電極と、前記第2の電極端子と前記第2の内部電極層とを接続するように前記コンデンサ本体の積層方向に伸びる少なくとも1つの第2のビア電極と、が形成されており、
前記第1および第2のビア電極のアスペクト比の値は1〜3である、
積層コンデンサ。 - 請求項1に記載の積層コンデンサであって、
前記第1および第2のビア電極の断面は、直径が70〜300μmの略円形の形状をなしている、
積層コンデンサ。 - 積層コンデンサの製造方法であって、
(a)第1および第2の内部電極層を、誘電体層を介して交互に積層して、コンデンサ本体を得る工程と、
(b)前記コンデンサ本体の一主面上から内部に伸び、前記第1の内部電極層に接続する第1のビア電極と、前記コンデンサ本体の一主面上から内部に伸び、前記第2の内部電極に接続する第2のビア電極と、を形成する工程と、
(c)前記第1および第2のビア電極の形成された前記コンデンサ本体を焼成する工程と、
を備え、
前記工程(b)では、焼成後の前記第1および第2のビア電極のアスペクト比の値が1〜3となるように、前記第1および第2のビア電極を形成する、
積層コンデンサの製造方法。 - 請求項3に記載の積層コンデンサの製造方法であって、
前記工程(b)では、焼成後の前記第1および第2のビア電極の直径が70〜300μmとなるように、前記第1および第2のビア電極を形成する、
積層コンデンサの製造方法。
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JP2002317133A JP2004153042A (ja) | 2002-10-31 | 2002-10-31 | 積層コンデンサ及びその製造方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007290380A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-11-08 | Toray Ind Inc | 金属化二軸配向ポリプロピレンフィルム及びこれからなるコンデンサ |
-
2002
- 2002-10-31 JP JP2002317133A patent/JP2004153042A/ja active Pending
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JP2007290380A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-11-08 | Toray Ind Inc | 金属化二軸配向ポリプロピレンフィルム及びこれからなるコンデンサ |
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