JP2004273701A - 積層コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】誘電体素体内に4種類の内部導体14〜17がセラミック層12Aを相互に隔ててそれぞれ配置される。内部導体14、15に屈曲部14C、15Cがそれぞれ複数設けられる。内部導体14の端子用引出部14A及び、内部導体17の端子用引出部17Aに、端子電極が接続される。内部導体14の接続用引出部14Bと内部導体15の接続用引出部15Aとの間を外部電極が接続する。内部導体15の接続用引出部15Bと内部導体16の接続用引出部16Aとの間を外部電極が接続する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ESR(等価直列抵抗)を増加させて電源の電圧振動を抑制することで種々の用途に適用可能とした積層コンデンサに係る。
【0002】
【従来の技術】
積層コンデンサの内の積層セラミックコンデンサは、電解系コンデンサに比ベESR(等価直列抵抗)が小さく、高周波特性に優れている特長を有しているが、材料技術や厚膜形成技術の進歩による誘電体の薄層化及び多層化が近年著しく進んでいる。この結果、アルミ電解コンデンサやタンタル電解コンデンサに匹敵するような大きな静電容量を有した大容量の積層セラミックコンデンサが、登場するようになった。
【0003】
そして、近年における積層セラミックコンデンサの一層の多層化は、静電容量を増加させるだけでなく、ESRがさらに低下する傾向を生じさせた。つまり、電流の高周波変動時のESRは、内部導体の電気抵抗によるものが支配的である為、より一層の多層化によって積層セラミックコンデンサの内部導体の密度が増えた場合、ESRはさらに減少することになる。
【0004】
ここで、この従来の積層セラミックコンデンサである積層コンデンサ100の外観を図12に示し、内部構造を図13に示し、等価回路を図14に示す。そして、これらの図を基にして以下に従来の積層コンデンサ100を説明する。
つまり、この積層コンデンサ100は、大きな静電容量が得られるように図13に示す2種類の内部導体114、116がセラミック層112Aを介して重なり合う構造とされている。
【0005】
そして、これらセラミック層112Aを多数積層して形成した積層体112が有する4つの側面の内の何れかの側面に、この内部導体114は引き出されており、また、内部導体114が引き出される側面と対向する側面に内部導体116が引き出されている。さらに、内部導体114に接続される端子電極118及び、内部導体116に接続される端子電極120が、図12に示す積層コンデンサ100の相互に対向する側面にそれぞれ設置されている。尚、図示しないものの、内部導体114及び内部導体116は積層体112の積層方向に沿って順番にそれぞれ多数枚配置されている。
【0006】
このような構造から、従来の多層の積層コンデンサ100における等価回路は図14に示すようになる。
つまり、内部導体114自体の等価抵抗がRC1〜RCnで表され、また、内部導体116自体の等価抵抗がRD1〜RDnで表されており、このnはそれぞれの内部導体の枚数を表している。そして、RC1〜RCn及びRD1〜RDnがそれぞれ並列に配置されることから理解できるように、積層数に反比例してESRは減少していくことになる。
【0007】
【特許文献1】
特開平06−140283号公報
【特許文献2】
特開平08−97070号公報
【特許文献3】
特開2000−311830号公報
【特許文献4】
特開2001−52952号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
一方、大容量のコンデンサは、主にスイッチング電源の出力平滑に用いられている。但し、ESRが小さいコンデンサを使用すると、出力リップル電圧の低減化に効果があるものの、ESRが過小な場合には、スイッチング電源の制御系にとって、出力電圧が不安定になったり、或いは異常発振を起こしたりするという欠点があった。これは、ESRが過小なコンデンサを用いた場合、制御回路の帰還回路において位相が遅れ易くなり、制御回路が正常に機能しなくなるからである。
【0009】
その為、従来よりスイッチング電源の出力を平滑化する等の用途では、積層コンデンサよりもESRが大きい電解系コンデンサが使用されることが多かった。これに対して、低コスト化及び小型化等の観点より、このような用途でも積層コンデンサを採用することが望まれているが、一層の大容量化を今後めざすことによる積層コンデンサのさらなる多層化は、上記のようにESRのより一層の減少を招いてESRが過小化する虞を有していた。
本発明は上記事実を考慮し、ESRを増加することで種々の用途に適用可能な積層コンデンサを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1による積層コンデンサは、積層体層を積層して形成された素体と、
素体の外側に配置されて外部回路にそれぞれ接続され得る少なくとも一対の端子電極と、
素体内に屈曲部を有する形で配置され且つ、一対の端子電極の何れか一方の端子電極に一端が接続される第1の内部導体と、
第1の内部導体と積層体層で隔てられつつ素体内に配置され且つ、素体の側面に一端が引き出される第2の内部導体と、
素体の外側に配置され且つ、第1の内部導体の他端と第2の内部導体の一端との間を素体の外側にて接続させる連結電極と、
第1の内部導体及び第2の内部導体と積層体層で隔てられつつ素体内に配置され且つ、素体の側面に一端が引き出されて他方の端子電極に接続される第3の内部導体と、
を備えることを特徴とする。
【0011】
請求項1に係る積層コンデンサは、積層体層を積層して形成された素体内に、第1の内部導体、第2の内部導体及び第3の内部導体が、相互に積層体層で隔てられつつ配置された構造となっている。さらに、外部回路にそれぞれ接続され得る一対の端子電極が素体の外側に配置されている。これら内部導体の内の第1の内部導体が屈曲部を有するだけでなく、素体の側面にその両端がそれぞれ引き出されて、一対の端子電極の内の一方の端子電極にこの第1の内部導体の一端が接続されている。
【0012】
そして、素体の外側に配置される連結電極が、素体の側面にそれぞれ引き出される第1の内部導体の他端と第2の内部導体の一端との間を素体の外側にて、接続している。また、素体の側面に第3の内部導体の一端が引き出されて、他方の端子電極に接続されている。
【0013】
以上より、一方の端子電極に接続された第1の内部導体が、連結電極を介して第2の内部導体に接続されているので、この第2の内部導体が第1の内部導体と同極性として機能する。この結果、屈曲部を有して電流の流れる流路が長くなった第1の内部導体を介して第2の内部導体に電流が流れるのに伴い、積層コンデンサの等価直列抵抗が増加する。
【0014】
この為、等価直列抵抗が増加するのに伴って、スイッチング電源の出力を平滑化する等の用途であっても、電解系コンデンサの替わりに、多層化して一層の大容量化が図られた積層コンデンサを用いることが可能となった。つまり、本請求項に係る積層コンデンサは、ESRが増加するので、スイッチング電源を含む種々の用途に適用可能になる。
【0015】
請求項2に係る積層コンデンサによれば、請求項1の積層コンデンサと同様の構成の他に、素体内に第2の内部導体と第3の内部導体とを交互に複数積層したという構成を有している。従って、本請求項によれば、単にESRが大きくなるだけでなく、第2の内部導体及び第3の内部導体の積層数を適切に設定するのに伴い、静電容量の値が任意の大きさに調整されるようになる。
【0016】
請求項3に係る積層コンデンサによれば、請求項1及び請求項2の積層コンデンサと同様の構成の他に、第1の内部導体が、屈曲部をそれぞれ配置した複数の導体延長部により構成され、導体延長部相互間を直列に接続する中継電極を素体の外側に配置したという構成を有している。
【0017】
従って、本請求項によれば、屈曲部をそれぞれ配置すると共に中継電極により相互間が接続される複数の導体延長部によって、第1の内部導体が構成されることで、電流の流路が屈曲する形で一層細長く伸びることになる。この為、請求項1の等価直列抵抗を増加する効果が、一層増大するだけでなく、この導体延長部を適切な数だけ例えば積層することにより、等価直列抵抗を所望の値に調整可能ともなる。
【0018】
請求項4に係る積層コンデンサによれば、請求項1から請求項3の積層コンデンサと同様の構成の他に、少なくとも第2の内部導体と第3の内部導体との間を隔てる積層体層が、誘電体層とされたという構成を有している。従って、本請求項によれば、第2の内部導体と第3の内部導体との間を隔てる部分を除く積層体層を、誘電体層以外の単に絶縁性を有する他の材料により、構成しても良いことになる。これに伴って、積層コンデンサを構成する材料の選択の幅が広まり、積層コンデンサの製造コストを低減可能ともなった。
【0019】
請求項5による積層コンデンサは、積層体層を積層して形成された素体と、
素体の外側に配置されて外部回路にそれぞれ接続され得る少なくとも一対の端子電極と、
素体内に屈曲部を有する形で配置され且つ、一対の端子電極の何れか一方の端子電極に一端が接続される第1の内部導体と、
第1の内部導体と積層体層で隔てられつつ素体内に配置され且つ、素体の側面に一端が引き出される第2の内部導体と、
素体の外側に配置され且つ、第1の内部導体の他端と第2の内部導体の一端との間を素体の外側にて接続させる第1の連結電極と、
第1の内部導体及び第2の内部導体と積層体層で隔てられつつ素体内に配置され且つ、素体の側面に一端が引き出される第3の内部導体と、
第1の内部導体から第3の内部導体までと積層体層で隔てられつつ、素体内に屈曲部を有する形で配置され且つ、他方の端子電極に一端が接続される第4の内部導体と、
素体の外側に配置され且つ、第3の内部導体の一端と第4の内部導体の他端との間を素体の外側にて接続させる第2の連結電極と、
を備えることを特徴とする。
【0020】
請求項5に係る積層コンデンサによれば、積層体層を積層して形成された素体内に、第1の内部導体から第4の内部導体が、相互に積層体層で隔てられつつ配置された構造となっている。さらに、請求項1と同様に、外部回路にそれぞれ接続され得る一対の端子電極が素体の外側に配置されている。
これら内部導体の内の第1の内部導体及び第4の内部導体が屈曲部を有するだけでなく、素体の側面にその両端がそれぞれ引き出されて、一対の端子電極の内の一方の端子電極にこの第1の内部導体の一端が接続されると共に、他方の端子電極にこの第4の内部導体の一端が接続されている。
【0021】
そして、素体の外側に配置される第1の連結電極が、素体の側面にそれぞれ引き出される第1の内部導体の他端と第2の内部導体の一端との間を素体の外側にて、接続している。また、素体の外側に配置される第2の連結電極が、素体の側面にそれぞれ引き出される第3の内部導体の一端と第4の内部導体の他端との間を素体の外側にて、接続している。
【0022】
以上より、一方の端子電極に接続された第1の内部導体が、第1の連結電極を介して第2の内部導体に接続されているので、この第2の内部導体が第1の内部導体と同極性として機能する。また、他方の端子電極に接続された第4の内部導体が、第2の連結電極を介して第3の内部導体に接続されているので、この第3の内部導体が第4の内部導体と同極性として機能する。
【0023】
この結果、屈曲部を有して電流の流れる流路が長くなった第1の内部導体を介して第2の内部導体に電流が流れ、また同じく流路が長くなった第4の内部導体を介して第3の内部導体に電流が流れるのに伴い、積層コンデンサの等価直列抵抗が増加する。
【0024】
この為、本請求項によれば、請求項1と同様に等価直列抵抗が増加するのに伴って、スイッチング電源の出力を平滑化する等の用途であっても、一層の大容量化が図られた積層コンデンサを用いることが可能となり、スイッチング電源を含む種々の用途に適用可能になる。
【0025】
請求項6及び請求項7に係る積層コンデンサによれば、請求項5の積層コンデンサと同様の構成の他に、請求項6は請求項2と同様の構成を有しており、請求項7は請求項4と同様の構成を有している。従って、これら請求項によれば、請求項5と同様に作用を奏する他、請求項2或いは請求項4と同様の作用を奏するようになる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層コンデンサの実施の形態を図面に基づき説明する。
本発明の第1の実施の形態に係る積層セラミックコンデンサである積層コンデンサ10を図1から図4に示す。これらの図に示すように、セラミックグリーンシートを複数枚積層した積層体を焼成することで得られた直方体状の焼結体である誘電体素体12を主要部として、積層コンデンサ10が構成されている。
【0027】
つまり、誘電体素体12は、焼成されたセラミックグリーンシートである誘電体層が積層されて形成されている。この誘電体素体12内の所定の高さ位置には、導体が折り曲げられた部分である屈曲部14Cを複数有していて細長く蛇行した形に形成された内部導体14が配置されており、誘電体素体12内において誘電体層とされるセラミック層12Aを隔てた内部導体14の下方には、同じく導体が折り曲げられた部分である屈曲部15Cを複数有していて細長く蛇行した形に形成された内部導体15が配置されている。この為、これら内部導体14及び内部導体15が、第1の内部導体をそれぞれ構成する導体延長部とされている。
【0028】
誘電体素体12内においてセラミック層12Aを隔てた内部導体15の下方には、面状の第2の内部導体である内部導体16が配置されており、同じく誘電体素体12内においてセラミック層12Aを隔てた内部導体16の下方には、同じく面状の第3の内部導体である内部導体17が配置されている。セラミック層12Aをそれぞれ隔てて、以下同様にそれぞれ面状に形成された内部導体16及び内部導体17が、誘電体素体12内で繰り返して交互に複数ずつ積層されている。
【0029】
従って、これら内部導体14から内部導体17までの4種類の内部導体が、誘電体素体12内においてセラミック層12Aで隔てられつつ相互に対向して配置されることになる。そして、これら面状の内部導体16及び内部導体17の中心は、各セラミック層12Aの中心とほぼ同位置に配置されており、また、内部導体16及び内部導体17の縦横寸法は、対応するセラミック層12Aの辺の長さよりそれぞれ小さくされている。
【0030】
さらに、図1に示すように、この内の内部導体14の左側部分からセラミック層12Aの左側の端部に向かって一端が引き出されることで、この内部導体14の一端が端子用引出部14Aとされており、また、セラミック層12Aの手前側の端部に向かって、この内部導体14の他端が引き出されることで、この内部導体14の他端が接続用引出部14Bとされている。
【0031】
これとは別に、内部導体15の両端が、セラミック層12Aの手前側の端部及び奥側の端部に向かって、それぞれ引き出されており、この内部導体15の一端が手前側の接続用引出部15Aとされ、この内部導体15の他端が奥側の接続用引出部15Bとされている。
【0032】
一方、面状の内部導体16の奥側部分からセラミック層12Aの奥側の端部に向かって導体が1箇所引き出されることで、この内部導体16の一端が接続用引出部16Aとされている。また、面状の内部導体17の右側部分からセラミック層12Aの右側の端部に向かって、導体が内部導体17の幅寸法と同じ幅寸法で引き出されることで、この内部導体17の一端が端子用引出部17Aとされている。従って、本実施の形態では、内部導体14、15の両端及び、内部導体16、17の一端が、それぞれ誘電体素体12の4つ側面12B、12Cに引き出された構造になっている。
【0033】
さらに、内部導体14の端子用引出部14Aに接続される端子電極21が、図2に示すように誘電体素体12の外側となる左側の側面12Bに配置されており、また、各内部導体17の端子用引出部17Aにそれぞれ接続される端子電極22が、誘電体素体12の外側となる図2における右側の側面12Bに配置されている。
【0034】
他方、内部導体14の接続用引出部14B及び内部導体15の接続用引出部15Aにそれぞれ接続されて内部導体14と内部導体15との間を直列に接続する図2に示す中継電極である外部電極23が、誘電体素体12の外側となる手前側の側面12Cに配置されている。また、内部導体15の接続用引出部15B及び各内部導体16の接続用引出部16Aにそれぞれ接続される図2に示す連結電極である外部電極24が、誘電体素体12の外側となる奥側の側面12Cに配置されている。但し、これら外部電極23及び外部電極24は内部導体間を誘電体素体12の外部で接続させることのみを目的としている為、外部回路へ接続されていない。
【0035】
以上より、本実施の形態では、積層コンデンサ10の直方体であって六面体形状とされる誘電体素体12の4つの側面12B、12Cに端子電極21、22、外部電極23及び外部電極24がそれぞれ配置されることになる。そして、各内部導体16、17がコンデンサの電極となるように、左右の側面12Bに配置された端子電極21、22の内の端子電極21が例えばCPUの電極に接続されると共に、端子電極22が例えば接地側に接続されている。
【0036】
従って、例えば内部導体14と繋がる端子電極21が+極になると同時に内部導体17と繋がる端子電極22が−極になった場合、接続用引出部14B、外部電極23及び接続用引出部15Aを介して内部導体14に繋がる内部導体15が+極になるだけでなく、接続用引出部15B、外部電極24及び接続用引出部16Aを介して、内部導体15に繋がる内部導体16も+極になる。
【0037】
次に、本実施の形態に係る積層コンデンサ10の作用を説明する。
本実施の形態に係る積層コンデンサ10は、セラミック層12Aを積層して形成された誘電体素体12内に、内部導体14、内部導体15、内部導体16及び内部導体17からなる4種類の内部導体が、相互にセラミック層12Aで隔てられつつそれぞれ配置された構造となっている。
【0038】
これら内部導体の内の内部導体14及び内部導体15は、屈曲部14C、15Cをそれぞれ複数有して蛇行した構造になっているだけでなく、誘電体素体12の側面12B、12Cにその両端がそれぞれ引き出されている。また、内部導体16及び内部導体17は、誘電体素体12内に交互に複数ずつ積層されている。さらに、外部回路にそれぞれ接続され得る一対の端子電極21、22が誘電体素体12の外側に配置されている。これら一対の端子電極21、22の内の端子電極21に接続される端子用引出部14Aを内部導体14が有しており、また、端子電極22に接続される端子用引出部17Aを各内部導体17が有している。
【0039】
そして、同じく誘電体素体12の外側に配置される外部電極23が、誘電体素体12の側面にそれぞれ引き出される内部導体14の接続用引出部14Bと内部導体15の接続用引出部15Aとの間を誘電体素体12の外側にて、直列に接続している。同じく誘電体素体12の外側に配置される外部電極24が、誘電体素体12の側面にそれぞれ引き出される内部導体15の接続用引出部15Bと各内部導体16の接続用引出部16Aとの間を誘電体素体12の外側にて、接続している。
【0040】
以上より、端子電極21に接続される内部導体14が外部電極23を介して内部導体15に接続され、この内部導体15が外部電極24を介して各内部導体16に接続されているので、これら各内部導体16が内部導体14と同極性として機能する。この結果として、屈曲部14C、15Cを有して電流の流れる流路である導体がジグザグで狭くて長くなった内部導体14、15を介して各内部導体16に電流が流れるのに伴い、積層コンデンサ10の等価直列抵抗が増加する。
【0041】
この為、等価直列抵抗が増加するのに伴って、スイッチング電源の出力を平滑化する等の用途であっても、電解系コンデンサの替わりに、多層化して一層の大容量化が図られた積層コンデンサを用いることが可能となった。つまり、本実施の形態に係る積層コンデンサ10は、ESRが増加するので、スイッチング電源を含む種々の用途に適用可能になる。
【0042】
さらに、本実施の形態によれば、誘電体素体12内に内部導体16と内部導体17とを交互に複数積層しているので、本実施の形態によれば、単にESRが大きくなるだけでなく、内部導体16及び内部導体17の積層数を適切に設定するのに伴い、静電容量の値が任意の大きさに調整されるようになる。
【0043】
一方、本実施の形態では、屈曲部14C、15Cをそれぞれ有して誘電体素体12内に配置される内部導体14、15により第1の内部導体が構成され、これら内部導体14と内部導体15との間を直列に接続する外部電極23を誘電体素体12の外側に配置している。
【0044】
従って、本実施の形態によれば、それぞれ屈曲部14C、15Cを有した内部導体14及び内部導体15が外部電極23により直列で接続されることで、電流の流路が屈曲する形で一層細長く伸びることになる。この為、等価直列抵抗を増加する効果が、一層増大するだけでなく、これら内部導体14、15を適切な数だけ積層することにより、等価直列抵抗を所望の値に調整可能ともなる。
【0045】
他方、本実施の形態では、全ての積層体層が誘電体層であるセラミック層12Aとされているが、少なくとも内部導体16と内部導体17との間を隔てる積層体層が、セラミック層12Aであれば良い。つまり、内部導体16と内部導体17との間を隔てる部分を除く積層体層を、セラミック層12A以外の単に絶縁性を有する他の材料により、構成しても良いことになる。これに伴って、本実施の形態の積層コンデンサ10を構成する材料の選択の幅が広まり、積層コンデンサ10の製造コストを低減可能ともなる。
【0046】
具体的には、本実施の形態に係る積層コンデンサ10の等価回路は図4に示すようになる。この回路図において、R14は内部導体14が有する抵抗であり、R15は内部導体15が有する抵抗であり、またC1 〜Cn はそれぞれ内部導体16、17間の静電容量であり、nは内部導体16、17それぞれの積層数である。
【0047】
尚、図3において、各内部導体16、17はそれぞれ3枚づつとされているが、実際にはそれぞれ多数積層されている。以上より、本実施の形態の積層コンデンサ10であれば、R14、R15の存在によりESR(等価直列抵抗)を増大できることが、この回路図から理解される。そして、この回路図より内部導体14、15の積層数を増やすことにより、ESRがさらに増加することも理解できる。
【0048】
そして、それぞれ導体が蛇行した形の内部導体14、15に関して、下記の式1によりESRを見積もることができる。
ESR=ρ・L/(W・T)…式1
この式1で、ρは内部導体14、15を構成する電極材質の比抵抗、Lは内部導体14、15を構成する導体の長さ寸法、Wは内部導体14、15を構成する導体の幅寸法、Tは内部導体14、15の厚み寸法とされる。
【0049】
次に、本発明の第2の実施の形態に係る積層コンデンサを図5に基づき説明する。尚、第1の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図5に示すように本実施の形態では、内部導体15が無い替わりに、誘電体素体12内に面状の第2の内部導体である内部導体18が配置されており、この内部導体18の手前側部分からセラミック層12Aの手前側の端部に向かって接続用引出部18Aが引き出された構造に、この内部導体18はなっている。そして、内部導体14の接続用引出部14Bとこの内部導体18の接続用引出部18Aとの間を、本実施の形態では第1の連結電極となる外部電極23が接続する形となる。
【0050】
また、セラミック層12Aを隔てた内部導体18の下方には、本実施の形態では第3の内部導体となる内部導体16が配置されており、さらに、これら内部導体18及び内部導体16が交互に繰り返して複数ずつ積層されてこれら内部導体18、16がコンデンサの電極とされるような構造になっている。この為、外部電極23を介して、各内部導体18の接続用引出部18A同士も接続されることになる。
【0051】
また、最下層の内部導体16の下方には、屈曲部19Cを複数有して細長く蛇行した形に形成された第4の内部導体である内部導体19が配置されている。この内部導体19の右側部分からセラミック層12Aの右側の端部に向かって一端が引き出されることで、この内部導体19の一端が端子用引出部19Aとされており、また、セラミック層12Aの奥側の端部に向かって、この内部導体19の他端が引き出されることで、この内部導体19の他端が接続用引出部19Bとされている。
【0052】
従って、本実施の形態では、端子電極22に内部導体19の端子用引出部19Aが接続されており、また、本実施の形態では第2の連結電極とされる外部電極24を介して、各内部導体16の接続用引出部16A同士だけでなく、内部導体19の接続用引出部19Bが接続する形となる。
【0053】
以上より、端子電極21に接続された内部導体14が、外部電極23を介して内部導体18に接続されているので、この内部導体18が内部導体14と同極性として機能する。また、端子電極22に接続された内部導体19が、外部電極24を介して内部導体16に接続されているので、この内部導体16が内部導体19と同極性として機能する。
【0054】
この結果、本実施の形態も、屈曲部14Cを有して流路が長くなった内部導体14を介して内部導体18に電流が流れると共に、屈曲部19Cを有して流路が長くなった内部導体19を介して内部導体16に電流が流れるのに伴い、積層コンデンサ10の等価直列抵抗が増加することになる。
【0055】
次に、本発明の第3の実施の形態に係る積層コンデンサを図6に基づき説明する。尚、第1の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図6に示すように本実施の形態でも、第2の実施の形態と同様にセラミック層12Aを隔てた内部導体14の下方に、内部導体18が配置されている。さらに、セラミック層12Aを隔てた内部導体18の下方には、第1の実施の形態で説明した内部導体17が配置されている。以下、これら内部導体18及び内部導体17が繰り返し複数ずつ誘電体素体12内に積層された構造となっている。
【0056】
以上より、本実施の形態も、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様に、屈曲部14Cを複数有して電流の流れる流路が長くなった内部導体14を介して内部導体18に電流が流れるのに伴い、積層コンデンサ10の等価直列抵抗が増加する。但し、本実施の形態では、内部導体16を用いないことから、外部電極24が不要となる分だけ積層コンデンサ10の製造コストが低下することになる。
【0057】
次に、本発明の第4の実施の形態に係る積層コンデンサを図7に基づき説明する。尚、第1の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図7に示すように本実施の形態では、第3の実施の形態と同様に、内部導体14、内部導体18及び内部導体17が誘電体素体12内に配置された構造とされているものの、本実施の形態の内部導体18は、その手前側部分に接続用引出部18Aを有しているだけでなく、奥側部分からセラミック層12Aの奥側の端部に向かって引き出された接続用引出部18Bを有した形になっている。
【0058】
従って、本実施の形態では、内部導体18と内部導体17とが交互に積層されるのに伴って、内部導体18が誘電体素体12内に複数存在するが、これら複数の内部導体18同士が、接続用引出部18Aを介し外部電極23により接続されるだけでなく、接続用引出部18Bを介し外部電極24により接続される構造となるので、より確実に各内部導体18に通電されるようになる。
【0059】
そして、本実施の形態も、第1の実施の形態から第3の実施の形態と同様に、屈曲部14Cを有して電流の流れる流路が長くなった内部導体14を介して、内部導体18に電流が流れるのに伴い、積層コンデンサ10の等価直列抵抗が増加する。
【0060】
次に、本発明の第5の実施の形態に係る積層コンデンサを図8に基づき説明する。尚、第1の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図8に示すように本実施の形態では、内部導体14の替わりに、一つのセラミック層12A上に二つの内部導体31、32が配置された形とされている。尚、これら二つの内部導体31、32は、それぞれ屈曲部31C、32Cを複数有していて細長く蛇行した形に形成されている。
【0061】
つまり、内部導体31の左側部分からセラミック層12Aの左側の端部に向かって一端が引き出されることで、この内部導体31の一端が端子電極21に接続される端子用引出部31Aとされており、この内部導体31からセラミック層12Aの手前側の端部に向かってこの内部導体31の他端が引き出されることで、この内部導体31の他端が接続用引出部31Bとされている。
【0062】
さらに、内部導体32の右側部分からセラミック層12Aの右側の端部に向かって一端が引き出されることで、この内部導体32の一端が端子電極22に接続される端子用引出部32Aとされており、この内部導体32からセラミック層12Aの奥側の端部に向かってこの内部導体32の他端が引き出されることで、この内部導体32の他端が接続用引出部32Bとされている。
【0063】
誘電体素体12内においてセラミック層12Aを隔てた内部導体31の下方には、第2の実施の形態と同様に内部導体18が配置され、さらに、セラミック層12Aを隔てた内部導体18の下方には、内部導体16が配置されている。そして、これら内部導体18及び内部導体16が、第2の実施の形態と同様に、交互に繰り返して複数ずつ積層された構造になっている。
【0064】
但し、内部導体18の接続用引出部18Aは、内部導体31の接続用引出部31Bの位置に対応して左側寄りに若干ずれて位置しており、また、内部導体16の接続用引出部16Aは、内部導体32の接続用引出部32Bの位置に対応して右側寄りに若干ずれて位置している。従って、本実施の形態では、第1の実施の形態と比較して、外部電極23、24が若干位置ずれして配置されるか、或いはこれら外部電極23、24の幅が若干広く形成されるものの、本実施の形態に係る積層コンデンサ10も等価直列抵抗が増加することになる。
【0065】
次に、本発明の第6の実施の形態に係る積層コンデンサを図9に基づき説明する。尚、第1の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図9に示すように本実施の形態では、内部導体14の替わりに、セラミック層12A上に、それぞれ屈曲部33Cを複数有していて細長く蛇行した形に形成された内部導体33を最も上部に配置した構造とされている。
【0066】
但し、内部導体14と比較して、この内部導体33は屈曲部33Cの位置や導体の蛇行の方向が異なっている。つまり、セラミック層12Aの左側部分に位置して一端を構成する端子用引出部33A寄りの部分が、セラミック層12Aの手前側と奥側との間でジグザグに形成されている他、セラミック層12Aの手前側部分に位置して他端を構成する端子用引出部33B寄りの部分が、セラミック層12Aの左右間でジグザグに形成されている。
【0067】
さらに、本実施の形態には、第3の実施の形態と同様にセラミック層12Aを隔てた内部導体33の下方に、内部導体18が配置されている。さらに、セラミック層12Aを隔てた内部導体18の下方には、内部導体17が配置されている。以下、これら内部導体18及び内部導体17が繰り返し複数ずつ積層された構造となっている。
【0068】
以上より本実施の形態も、第1の実施の形態から第5の実施の形態と同様に、屈曲部33Cを有して電流の流れる流路が長くなった内部導体33を介して内部導体18に電流が流れるのに伴い、積層コンデンサ10の等価直列抵抗が増加することになる。
【0069】
一方、インピーダンスアナライザを用いて、実施例のコンデンサと従来例のコンデンサとの間でのインピーダンスを比較する試験を行った結果を下記に示す。尚、ここで比較される従来例のコンデンサとして、図12に示す積層コンデンサ100を用いた。これに対して、実施例のコンデンサとして、図2に示す第1の実施の形態の積層コンデンサ10を用いた。
【0070】
測定結果を表す図10に示すように、従来例のコンデンサの特性を表す特性曲線Aでは、周波数が1.0MHzを越えた付近において、インピーダンスが極端に低下して共振が生じる箇所を有しているが、実施例に係る積層コンデンサ10の特性を表す特性曲線Bでは、このような箇所が無く共振が生じないようになる。
【0071】
また、これら試料の等価直列抵抗値を測定した結果、従来例のコンデンサの等価直列抵抗値は3.5mΩであった。これに対して、実施例に係る積層コンデンサ10の等価直列抵抗値は505.2mΩであった。つまり、実施例に係る積層コンデンサ10のESRが、従来例のコンデンサと比較して明らかに増加しているだけでなく、実使用上問題の無い範囲と考えられる50mΩ以上の抵抗値となっていることが、確認された。
【0072】
尚、このESRの値は図11に示す自己共振周波数f0 における値である。ここでこの図において、ESLは等価直列インダクタンスであり、Cは静電容量である。また、試験に用いた各コンデンサは3216タイプで、従来例の静電容量値は1.02μFであり、実施例の静電容量値は1.06μFであった。ここで3216タイプとは、縦が3.2mmで横が1.6mmの大きさのものを言う。
【0073】
他方、内部導体の枚数は、上記実施の形態に係る積層コンデンサ10の枚数に限定されず、さらに多くの枚数としても良く、また積層方向における内部導体の順序を任意に変更しても良い。さらに、内部導体の構造も上記実施の形態で説明したものに限定されない。
【0074】
【発明の効果】
本発明によれば、ESRを増加することで種々の用途に適用可能な積層コンデンサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る積層コンデンサを示す分解斜視図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る積層コンデンサを示す斜視図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る積層コンデンサを示す断面図であって、図2の3−3矢視線断面に対応する図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る積層コンデンサの等価回路を示す回路図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る積層コンデンサを示す分解斜視図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る積層コンデンサを示す分解斜視図である。
【図7】本発明の第4の実施の形態に係る積層コンデンサを示す分解斜視図である。
【図8】本発明の第5の実施の形態に係る積層コンデンサを示す分解斜視図である。
【図9】本発明の第6の実施の形態に係る積層コンデンサを示す分解斜視図である。
【図10】従来例と実施例のインピーダンス特性を比較するグラフを示す図である。
【図11】コンデンサのインピーダンス特性を表すグラフを示す図である。
【図12】従来の積層コンデンサを示す斜視図である。
【図13】従来の積層コンデンサを示す分解斜視図である。
【図14】従来の積層コンデンサの等価回路を示す回路図である。
【符号の説明】
10 積層コンデンサ
12 誘電体素体(素体)
12A セラミック層(積層体層、誘電体層)
14 内部導体(第1の内部導体、導体延長部)
15 内部導体(第1の内部導体、導体延長部)
16 内部導体(第2の内部導体、第3の内部導体)
17 内部導体(第3の内部導体)
18 内部導体(第2の内部導体)
19 内部導体(第4の内部導体)
21、22 端子電極
23 外部電極(中継電極、第1の連結電極)
24 外部電極(連結電極、第2の連結電極)
Claims (7)
- 積層体層を積層して形成された素体と、
素体の外側に配置されて外部回路にそれぞれ接続され得る少なくとも一対の端子電極と、
素体内に屈曲部を有する形で配置され且つ、一対の端子電極の何れか一方の端子電極に一端が接続される第1の内部導体と、
第1の内部導体と積層体層で隔てられつつ素体内に配置され且つ、素体の側面に一端が引き出される第2の内部導体と、
素体の外側に配置され且つ、第1の内部導体の他端と第2の内部導体の一端との間を素体の外側にて接続させる連結電極と、
第1の内部導体及び第2の内部導体と積層体層で隔てられつつ素体内に配置され且つ、素体の側面に一端が引き出されて他方の端子電極に接続される第3の内部導体と、
を備えることを特徴とする積層コンデンサ。 - 第2の内部導体及び第3の内部導体を素体内に交互に複数積層したことを特徴とする請求項1記載の積層コンデンサ。
- 第1の内部導体が、屈曲部をそれぞれ配置した複数の導体延長部により構成され、
導体延長部相互間を直列に接続する中継電極を素体の外側に配置したことを特徴とする請求項1或いは請求項2に記載の積層コンデンサ。 - 少なくとも第2の内部導体と第3の内部導体との間を隔てる積層体層が、誘電体層とされたことを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の積層コンデンサ。
- 積層体層を積層して形成された素体と、
素体の外側に配置されて外部回路にそれぞれ接続され得る少なくとも一対の端子電極と、
素体内に屈曲部を有する形で配置され且つ、一対の端子電極の何れか一方の端子電極に一端が接続される第1の内部導体と、
第1の内部導体と積層体層で隔てられつつ素体内に配置され且つ、素体の側面に一端が引き出される第2の内部導体と、
素体の外側に配置され且つ、第1の内部導体の他端と第2の内部導体の一端との間を素体の外側にて接続させる第1の連結電極と、
第1の内部導体及び第2の内部導体と積層体層で隔てられつつ素体内に配置され且つ、素体の側面に一端が引き出される第3の内部導体と、
第1の内部導体から第3の内部導体までと積層体層で隔てられつつ、素体内に屈曲部を有する形で配置され且つ、他方の端子電極に一端が接続される第4の内部導体と、
素体の外側に配置され且つ、第3の内部導体の一端と第4の内部導体の他端との間を素体の外側にて接続させる第2の連結電極と、
を備えることを特徴とする積層コンデンサ。 - 第2の内部導体及び第3の内部導体を素体内に交互に複数積層したことを特徴とする請求項5記載の積層コンデンサ。
- 少なくとも第2の内部導体と第3の内部導体との間を隔てる積層体層が、誘電体層とされたことを特徴とする請求項5或いは請求項6に記載の積層コンデンサ。
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