JP2005142587A - 積層コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 ブリッジ回路を構成するように各々の端子を介して結線されたダイオードの各々に並列接続して用いるのに適したコンデンサ素子を与える、いわゆるワンチップ状態の積層コンデンサを提供する。
【解決手段】 コンデンサ本体の側面上の異なる位置に４個の端子電極を形成する。コンデンサ本体は、複数の誘電体層１１〜１５とコンデンサ素子を与えるように特定の誘電体層を挟んで対向する状態で形成された複数の内部電極２３〜２７とを備える。端子電極のうちの隣り合う２個を１組とする各組の端子電極の間にコンデンサ素子がそれぞれ取り出されるように、内部電極２３〜２７の各々が対応の１個の端子電極にのみ接続される。端子電極の各々に接続される内部電極２３〜２７の積層方向での順序と同じ順序をもって、端子電極が、コンデンサ本体の側面上で周方向に配列される。
【選択図】 図３

Description

この発明は、積層コンデンサに関するもので、特に、３個以上の端子電極を備える積層コンデンサに関するものである。

図９には、４個のダイオードＤ１〜Ｄ４をもって構成されたブリッジ回路１が示されている。４個のダイオードＤ１〜Ｄ４は、各々の端子Ｔ１〜Ｔ４を介して結線されることによって、ブリッジ回路１を構成している（たとえば、非特許文献１参照）。

このようなブリッジ回路１に関連して、ダイオードＤ１〜Ｄ４の保護のため、より特定的には、サージ電流吸収のため、図９において破線で示すように、ダイオードＤ１〜Ｄ４の各々にコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４を並列接続して用いることがある。

上述したようなブリッジ回路１は、しばしば、パッケージ化された１個の部品として取り扱えるような形態をもって提供されている。このようなブリッジ回路１の部品形態は、ブリッジ回路１を組み立てるための手間を省き、また、ブリッジ回路１の取り扱いを容易にする。

これに対して、コンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４については、ブリッジ回路１がパッケージ化されているにもかかわらず、それぞれ別々のディスクリートな部品として用意され、このようなディスクリートな部品としてのコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４の各々を、個々に、ダイオードＤ１〜Ｄ４の対応のものと並列接続するように実装しているのが現状である。

そのため、実装コストが高くついたり、また、コンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４の各々を実装するための回路パターンを回路基板側で用意しておく必要がある、という問題がある。
工藤利夫著，「マイコン時代に学ぶ電子用語の基礎解説」，初版，株式会社技術評論社，昭和５７年３月１日，ｐ．２２２−２２３

そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る、積層コンデンサを提供しようとすることである。

この発明に係る積層コンデンサは、上述した技術的課題を解決するため、相対向する２つの主面とこれら２つの主面間を連結する側面とを有するコンデンサ本体と、コンデンサ本体の側面上の異なる位置に形成された３個以上の端子電極とを備える。コンデンサ本体は、主面の延びる方向に延びかつ積層された複数の誘電体層と、複数個のコンデンサ素子を与えるように特定の誘電体層を挟んで対向する状態で形成された３枚以上の内部電極とを備える。そして、上記３個以上の端子電極のうちの隣り合う２個を１組とする各組の端子電極の間に各コンデンサ素子がそれぞれ取り出されるように、内部電極の各々が端子電極のうちの１個にのみ接続されるとともに、端子電極の配列順序は、当該端子電極の各々に接続される内部電極の積層方向での順序と同じ順序をもって、端子電極がコンデンサ本体の側面上で周方向に配列されるように選ばれることを特徴としている。

この発明において、コンデンサ本体は、たとえば、直方体状のように、複数の側面を有していて、端子電極は、これら複数の側面の各々上に分布するように形成されることが好ましい。

この発明によれば、たとえば、ブリッジ回路を構成する３個以上の電気素子の各端子にそれぞれ接続されるための３個以上の端子電極がコンデンサ本体の側面上の異なる位置に形成され、コンデンサ本体は、複数の誘電体層と、複数個のコンデンサ素子を与えるように特定の誘電体層を挟んで対向する状態で形成された３枚以上の内部電極とを備え、３個以上の端子電極のうちの隣り合う２個を１組とする各組の端子電極の間に各コンデンサ素子がそれぞれ取り出されるように、内部電極の各々が端子電極のうちの１個にのみ接続されるとともに、端子電極の配列順序については、当該端子電極の各々に接続される内部電極の積層方向での順序と同じ順序をもって、端子電極がコンデンサ本体の側面上で周方向に配列されるように選ばれた、積層コンデンサが提供される。

したがって、この積層コンデンサは、いわゆるワンチップの状態で取り扱うことができ、ブリッジ回路用として用いられる場合には、その端子電極を、ブリッジ回路を構成する電気素子の各々の端子に接続するだけで、ブリッジ回路の電気素子の各々にコンデンサ素子を並列接続した状態として、電気素子に対して、サージ電流吸収のような保護等の機能を働かせ得る状態とすることができる。

このことから、コンデンサ素子を電気素子に並列接続するための手間を大幅に省くことができ、実装のためのコストを低減することができる。特に、ブリッジ回路がパッケージ化されているとき、このような効果が特に有効に働く。

また、この発明によれば、各コンデンサ素子が取り出される組をなす端子電極が互いに隣り合うように位置されているので、ブリッジ回路用として用いられる場合には、端子電極とブリッジ回路に備える端子との接続において、隣り合う端子電極の各々を、ブリッジ回路を構成する各電気素子の両端の端子にそれぞれ接続すればよいので、各端子に接続されるべき端子電極を容易に選び出すことができるとともに、接続の誤りも生じにくくすることができる。

この発明において、コンデンサ本体が複数の側面を有するとき、端子電極が複数の側面の各々上に分布するように形成されると、各端子電極を、互いに隣り合う端子電極に対して十分な距離を保ちながら無理なく側面上に形成できるようになる。このことは、また、内部電極についても、各々の引出し部のパターンを無理なく設計できることをも意味する。

図１ないし図３は、この発明の第１の実施形態による積層コンデンサ１０を説明するためのもので、図１は、積層コンデンサ１０が与える等価回路図であり、図２は、積層コンデンサ１０の外観を示す平面図であり、図３は、図２に示した積層コンデンサ１０を構成する誘電体層１１〜１５をそれぞれ示す平面図である。

この積層コンデンサ１０は、図９に示したブリッジ回路１と組み合わせて使用することができ、この場合には、図９に示したコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４を与えるものである。

より詳細には、積層コンデンサ１０は、図２に示すように、相対向する２つの主面１６および１７とこれら２つの主面１６および１７間を連結する４つの側面１８、１９、２０および２１とを有するコンデンサ本体２２と、コンデンサ本体２２の側面１８〜２１の各々上に１個ずつ分布するように形成された４個の端子電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３およびＴＥ４とを備えている。

上述のコンデンサ本体２２は、図３に示すように、主面１６および１７の延びる方向に延びかつ積層された、たとえばセラミック誘電体からなる複数の誘電体層１１〜１５と、これら誘電体層１１〜１５上にそれぞれ形成された３枚以上の内部電極２３〜２７とを備えている。これら内部電極２３〜２７は、図１に示したコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４を与えるように、コンデンサ本体２２に備える誘電体層１１〜１５を含む複数の誘電体層のうちの特定のものを挟んで対向する状態となっている。なお、誘電体層１１上に、内部電極２３を覆って、他の誘電体層が形成されるようにされてもよいことは言うまでもない。

図３を図２とともに参照すればわかるように、内部電極２３および２７は端子電極ＴＥ１にのみ接続され、内部電極２４は端子電極ＴＥ２にのみ接続され、内部電極２５は端子電極ＴＥ３にのみ接続され、内部電極２６は端子電極ＴＥ４にのみ接続されている。

ここで、端子電極ＴＥ１〜ＴＥ４の配列順序に注目すると、端子電極ＴＥ１〜ＴＥ４の各々に接続される内部電極２３〜２７の積層方向での順序と同じ順序をもって、端子電極ＴＥ１〜ＴＥ４がコンデンサ本体２２の側面１８〜２１上で周方向に配列されている。より具体的に説明すると、内部電極については、内部電極２３、２４、２５、２６、２７の順序で積層方向に並んでいる。内部電極２３、２４、２５、２６および２７は、それぞれ、端子電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３、ＴＥ４およびＴＥ１に接続されている。したがって、端子電極ＴＥ１〜ＴＥ４について、内部電極２３、２４、２５、２６、２７の順序と同じ順序とは、端子電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３、ＴＥ４、ＴＥ１の順序ということになり、この端子電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３、ＴＥ４、ＴＥ１の順序でコンデンサ本体２２の側面１８〜２１上で周方向に配列されているということになる。

内部電極２３および２４の対向によってコンデンサ素子Ｃ１が形成され、このコンデンサ素子Ｃ１が隣り合う端子電極ＴＥ１およびＴＥ２の間に取り出される。同様に、内部電極２４および２５の対向によってコンデンサ素子Ｃ２が形成され、このコンデンサ素子Ｃ２が端子電極ＴＥ２およびＴＥ３の間に取り出される。また、内部電極２５および２６の対向によってコンデンサ素子Ｃ３が形成され、このコンデンサ素子Ｃ３が端子電極ＴＥ３およびＴＥ４の間に取り出される。また、内部電極２６および２７の対向によってコンデンサ素子Ｃ４が形成され、このコンデンサ素子Ｃ４が端子電極ＴＥ４およびＴＥ１の間に取り出される。

なお、コンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４の各容量をより大きくするため、図３に示した誘電体層１２〜１５の積層をさらに繰り返すようにしてもよい。

このようにして、積層コンデンサ１０は、図１に示すように、４個のコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４がブリッジ回路の形に結線された等価回路を実現する。

この積層コンデンサ１０は、いわゆるワンチップの状態であり、また、図９に示した端子Ｔ１〜Ｔ４にそれぞれ対応する端子電極ＴＥ１〜ＴＥ４を備えているので、端子電極ＴＥ１〜ＴＥ４をそれぞれ端子Ｔ１〜Ｔ４に接続するように実装すれば、図９において破線で示すように、ダイオードＤ１〜Ｄ４の各々にコンデンサ素子Ｃ１〜Ｃ４の各々が並列接続された状態が得られる。

したがって、ブリッジ回路１が１個のパッケージで構成されるときには、いわゆるワンチップ状態にある積層コンデンサ１０は、次のような便利な使用方法も可能にする。すなわち、ブリッジ回路１を構成するパッケージのたとえば上面に端子Ｔ１〜Ｔ４が設けられている場合、この上面に積層コンデンサ１０を搭載し、端子電極ＴＥ１〜ＴＥ４を端子Ｔ１〜Ｔ４に接続するといった簡単な作業によって、積層コンデンサ１０を所望の実装状態とすることができる。

上述の使用方法を可能にするため、積層コンデンサ１０の端子電極ＴＥ１〜ＴＥ４の各々の位置は、ブリッジ回路１の端子Ｔ１〜Ｔ４の各々の位置に対応していることが好ましい。

なお、図９に示したブリッジ回路１において、たとえば、端子Ｔ１およびＴ４間にダイオードＤ４が接続されない場合、上述した積層コンデンサ１０において、端子電極ＴＥ１およびＴＥ４間にコンデンサ素子Ｃ４が接続されないように、すなわち、端子電極ＴＥ１およびＴＥ４間が絶縁されるようにする変更も可能である。このような変更を行なうには、図３に示した内部電極２７を形成しないようにすればよい。また、同様の変更が、所望に応じて、他の端子電極間でも行なうことができる。

図４ないし図７は、この発明の第２の実施形態による積層コンデンサ３０を説明するためのもので、図４は、積層コンデンサ３０が適用されるブリッジ回路３を示す回路図であり、図５は、積層コンデンサ３０が与える等価回路図であり、図６は、積層コンデンサ３０の外観を示す平面図であり、図７は、積層コンデンサ３０を構成する複数の誘電体層３１〜３９をそれぞれ示す平面図である。

まず、図４を参照して、積層コンデンサ３０が適用されるブリッジ回路３は、８個のダイオードＤ１１〜Ｄ１８が、各々の端子Ｔ１１〜Ｔ１８を介して結線されて構成されたものである。

他方、積層コンデンサ３０は、図５に示すように、ブリッジ回路３を構成する８個のダイオードＤ１１〜Ｄ１８の各々に並列接続して用いるための８個のコンデンサ素子Ｃ１１〜Ｃ１８を備えている。

より詳細には、積層コンデンサ３０は、図６に示すように、相対向する２つの主面４０および４１とこれら主面４０および４１間を連結する４つの側面４２、４３、４４および４５とを有するコンデンサ本体４６と、コンデンサ本体４６の４つの側面４２〜４５のそれぞれに２個ずつ分布して形成された８個の端子電極ＴＥ１１〜ＴＥ１８とを備えている。

コンデンサ本体４６は、図７に示すように、主面４０および４１の延びる方向に延びかつ積層された複数の誘電体層３１〜３９と、誘電体層３１〜３９の各々上に形成された３枚以上の内部電極４７〜５５とを備えている。これら内部電極４７〜５５は、誘電体層３１〜３９を含む複数の誘電体層のうちの特定のものを挟んで対向している。なお、誘電体層３１上に、内部電極４７を覆って、他の誘電体層が形成されるようにされてもよいことは言うまでもない。

図７を図６とともに参照すればわかるように、内部電極４７および５５は端子電極ＴＥ１１にのみ接続され、内部電極４８は端子電極ＴＥ１２にのみ接続され、内部電極４９は端子電極ＴＥ１３にのみ接続され、内部電極５０は端子電極ＴＥ１４にのみ接続され、内部電極５１は端子電極ＴＥ１５にのみ接続され、内部電極５２は端子電極ＴＥ１６にのみ接続され、内部電極５３は端子電極ＴＥ１７にのみ接続され、内部電極５４は端子電極ＴＥ１８にのみ接続される。

ここで、端子電極ＴＥ１１〜ＴＥ１８の配列順序に注目すると、端子電極ＴＥ１１〜ＴＥ１８の各々に接続される内部電極４７〜５５の積層方向での順序と同じ順序をもって、端子電極ＴＥ１１〜ＴＥ１８がコンデンサ本体４６の側面４２〜４５上で周方向に配列されている。より具体的に説明すると、内部電極については、内部電極４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５の順序で積層方向に並んでいる。内部電極４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４および５５は、それぞれ、端子電極ＴＥ１１、ＴＥ１２、ＴＥ１３、ＴＥ１４、ＴＥ１５、ＴＥ１６、ＴＥ１７、ＴＥ１８およびＴＥ１１に接続されている。したがって、端子電極ＴＥ１１〜ＴＥ１８について、内部電極４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５の順序と同じ順序とは、端子電極ＴＥ１１、ＴＥ１２、ＴＥ１３、ＴＥ１４、ＴＥ１５、ＴＥ１６、ＴＥ１７、ＴＥ１８、ＴＥ１１の順序ということになり、この端子電極ＴＥ１１、ＴＥ１２、ＴＥ１３、ＴＥ１４、ＴＥ１５、ＴＥ１６、ＴＥ１７、ＴＥ１８、ＴＥ１１の順序でコンデンサ本体４６の側面４２〜４５上で周方向に配列されているということになる。

隣り合う端子電極ＴＥ１１およびＴＥ１２の間には、内部電極４７および４８の対向によって形成されたコンデンサ素子Ｃ１１が取り出される。隣り合う端子電極ＴＥ１２およびＴＥ１３の間には、内部電極４８および４９の対向によるコンデンサ素子Ｃ１２が取り出される。隣り合う端子電極ＴＥ１３およびＴＥ１４の間には、内部電極４９および５０の対向によるコンデンサ素子Ｃ１３が取り出される。隣り合う端子電極ＴＥ１４およびＴＥ１５の間には、内部電極５０および５１の対向によるコンデンサ素子Ｃ１４が取り出される。隣り合う端子電極ＴＥ１５およびＴＥ１６の間には、内部電極５１および５２の対向によるコンデンサ素子Ｃ１５が取り出される。隣り合う端子電極ＴＥ１６およびＴＥ１７の間には、内部電極５２および５３の対向によるコンデンサ素子Ｃ１６が取り出される。隣り合う端子電極ＴＥ１７およびＴＥ１８の間には、内部電極５３および５４の対向によるコンデンサ素子Ｃ１７が取り出される。隣り合う端子電極ＴＥ１８およびＴＥ１１の間には、内部電極５４および５５の対向によるコンデンサ素子Ｃ１８が取り出される。

なお、コンデンサ素子Ｃ１１〜Ｃ１８の各容量をより大きくするため、図７に示した誘電体層３２〜３９の積層をさらに繰り返すようにしてもよい。

このようにして、図５に示すように、端子電極ＴＥ１１〜ＴＥ１８を介して８個のコンデンサ素子Ｃ１１〜Ｃ１８がブリッジ回路を構成するように結線された、積層コンデンサ３０が得られる。

この積層コンデンサ３０は、前述した積層コンデンサ１０の場合と同様の使用方法に基づき、たとえば、図４に示したブリッジ回路３と組み合わせて使用することができる。

すなわち、積層コンデンサ３０の端子電極ＴＥ１１〜ＴＥ１８の各々がブリッジ回路３の端子Ｔ１１〜Ｔ１８の対応のものに接続されることによって、ダイオードＤ１１〜Ｄ１８の各々にコンデンサ素子Ｃ１１〜Ｃ１８の各々が並列接続され、これらコンデンサ素子Ｃ１１〜Ｃ１８をダイオードＤ１１〜Ｄ１８のサージ電流吸収用として機能させることができる。

このとき、積層コンデンサ３０の端子電極ＴＥ１１〜ＴＥ１８の各々の位置が、ブリッジ回路３の端子Ｔ１１〜Ｔ１８の各々の位置に対応していることが好ましい。

なお、図４に示したブリッジ回路３において、たとえば、端子Ｔ１１およびＴ１８間にダイオードＤ１８が接続されない場合、上述した積層コンデンサ３０において、端子電極ＴＥ１１およびＴＥ１８間にコンデンサ素子Ｃ１８が接続されないように、すなわち、端子電極ＴＥ１１およびＴＥ１８間が絶縁されるようにする変更も可能である。このような変更を行なうには、図７に示した内部電極３９を形成しないようにすればよい。また、同様の変更が、所望に応じて、他の端子電極間でも行なうことができる。

図８は、この発明の第３の実施形態による積層コンデンサ３０ａを示す、図６に相当する図である。図８において、図６に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図８に示した積層コンデンサ３０ａにおいては、図６に示した積層コンデンサ３０に比べて、コンデンサ本体４６ａの側面４２〜４５の各々上に、それぞれ、端子電極ＴＥ１９〜ＴＥ２２がさらに加えられていることを特徴としており、全体として１２個の端子電極ＴＥ１１〜ＴＥ２２が、３個ずつ、側面４２〜４５の各々上に分布して形成されている。

このような積層コンデンサ３０ａのためのコンデンサ本体４６ａを得るためには、図７に示した内部電極４７および４８の間、内部電極４９および５０の間、内部電極５１および５２の間、ならびに内部電極５３および５４の間に、それぞれ、内部電極および誘電体層を追加し、この追加された内部電極に端子電極ＴＥ１９〜ＴＥ２２がそれぞれ接続されるようにすればよい。

図８に示した積層コンデンサ３０ａによれば、図４に示したブリッジ回路３において、ダイオードＤ１１〜Ｄ１８の数を１２個まで増やしたブリッジ回路に対して適用されることができる。

同様の方法により、適用されるべきブリッジ回路のダイオードの数に応じて、端子電極、内部電極および誘電体層の各数を増減することができる。

以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の実施形態が可能である。

たとえば、積層コンデンサにおいて、形成される内部電極の数およびパターン、与えられるコンデンサ素子の数および接続態様、ならびに端子電極の数および位置等については、適宜変更することができる。

また、積層コンデンサの外観形状は、図示の実施形態では、２つの主面とこれら２つの主面間を連結する４つの側面とを有する直方体の形状であったが、たとえば、三角柱、多角柱、円柱等の他の形状であってもよい。

また、この発明に係る積層コンデンサがブリッジ回路に適用される場合、ブリッジ回路に備える電気素子としては、図示した実施形態のように、ダイオードに限らず、たとえば、ホイーストンブリッジ回路を構成する抵抗等の他の電気素子であってもよい。

この発明の第１の実施形態による積層コンデンサ１０が与える等価回路図である。 図１に示した積層コンデンサ１０の外観を示す平面図である。 図２に示したコンデンサ本体２２に備える複数の誘電体層１１〜１５をそれぞれ示す平面図である。 この発明の第２の実施形態による積層コンデンサ３０が適用されるブリッジ回路３を示す回路図である。 図４に示したブリッジ回路３と組み合わせて有利に用いられる積層コンデンサ３０が与える等価回路図である。 図５に示した積層コンデンサ３０の外観を示す平面図である。 図６に示したコンデンサ本体４６に備える複数の誘電体層３１〜３９をそれぞれ示す平面図である。 この発明の第３の実施形態による積層コンデンサ３０ａの外観を示す平面図である。 この発明にとって興味あるブリッジ回路１を示す回路図である。

符号の説明

１，３ ブリッジ回路
１０，３０，３０ａ 積層コンデンサ
１１〜１５，３１〜３９ 誘電体層
１６，１７，４０，４１ 主面
１８〜２１，４２〜４５ 側面
２２，４６，４６ａ コンデンサ本体
２３〜２７，４７〜５５ 内部電極
Ｃ１〜Ｃ４，Ｃ１１〜Ｃ１８ コンデンサ素子
ＴＥ１〜ＴＥ４，ＴＥ１１〜ＴＥ２２ 端子電極

Claims (2)

1. 相対向する２つの主面と前記２つの主面間を連結する側面とを有するコンデンサ本体と、
   前記コンデンサ本体の前記側面上の異なる位置に形成された３個以上の端子電極と
   を備え、
   前記コンデンサ本体は、前記主面の延びる方向に延びかつ積層された複数の誘電体層と、複数個のコンデンサ素子を与えるように特定の前記誘電体層を挟んで対向する状態で形成された３枚以上の内部電極とを備え、
   前記３個以上の端子電極のうちの隣り合う２個を１組とする各組の端子電極の間に各前記コンデンサ素子がそれぞれ取り出されるように、前記内部電極の各々が前記端子電極のうちの１個にのみ接続されるとともに、前記端子電極の配列順序は、当該端子電極の各々に接続される前記内部電極の積層方向での順序と同じ順序をもって、前記端子電極が前記コンデンサ本体の前記側面上で周方向に配列されるように選ばれる、
   積層コンデンサ。
2. 前記コンデンサ本体は複数の前記側面を有し、前記端子電極は、前記複数の側面の各々上に分布するように形成されている、請求項１に記載の積層コンデンサ。

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