JP2006013379A

JP2006013379A - チップコンデンサ

Info

Publication number: JP2006013379A
Application number: JP2004192031A
Authority: JP
Inventors: Mikio Tsuruoka; 三紀夫鶴岡
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】ＥＳＲおよびＥＳＬが十分に低減され、熱応力や機械的応力にも強いチップコンデンサを提供する。
【解決手段】チップコンデンサ１０は、ブロック状のコンデンサ本体１１と、コンデンサ本体１１の底面に設けられた第１の外部電極１２と、コンデンサ本体の４つの側面のうち対向する２つの側面に形成された第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂとを備えている。コンデンサ本体１１内には金属平板である第１の内部電極（奇数番目の電極）と第２の内部電極（偶数番目の電極）とが平行かつ交互に配置されており、第１の内部電極の一端は第１の外部電極１２と接続されており、第２の内部電極の両端は第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂと接続されている。このように平板電極が誘電体を介して交互に配置されることによって積層コンデンサが構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、チップコンデンサに関し、より詳細には、チップコンデンサの電極構造に関するものである。

従来のチップコンデンサは、たとえば図１１に示すように、誘電体ブロック５１の両端にそれぞれ外部電極５２，５３を有しており、さらに誘電体ブロック５１の内部には積層された複数の内部電極５４を有している（特許文献１参照）。この内部電極のうち例えば奇数番目の内部電極５４は一方の外部電極５２に接続され、偶数番目の内部電極５４は他方の外部電極５３に接続され、これにより奇数番目の内部電極と偶数番目の内部電極間にキャパシタンスが形成される。
特開平０５−０８２３８３号公報

回路基板とチップコンデンサの接続長及びチップコンデンサ内部配線長によるＥＳＲ（Equivalent Series Resistance：等価直列抵抗）及びＥＳＬ（Equivalent Series Inductance：等価直列インダクタンス）を低減する必要があったが、上述した従来の電極配置ではこれらの長さを十分に低減することができなかった。また、外部電極が誘電体ブロックの両端の２箇所に配置されているため、熱応力や機械的応力が２箇所に集中し、外部電極が剥れてしまうなどの問題があった。

したがって、本発明の目的は、ＥＳＲおよびＥＳＬを低減させることが可能であり、熱応力や機械的応力にも強いチップコンデンサを提供することにある。

本発明の前記目的は、誘電体および複数の内部電極を有するブロック状のコンデンサ本体と、前記コンデンサ本体の底面に形成された第１の外部電極と、前記第１の外部電極と電気的に絶縁され、前記コンデンサ本体の外周側面のうち対向する２つの側面に形成された第２の外部電極とを備え、前記内部電極は、前記第１の外部電極に接続された第１の内部電極と、前記第２の外部電極に接続された第２の内部電極とを備え、前記第１の内部電極と前記第２の内部電極とは前記誘電体を介して交互に配置されていることを特徴とするチップコンデンサによって達成される。

本発明の好ましい実施形態においては、前記第２の外部電極が前記コンデンサ本体の４つの側面すべてに形成されている。

本発明の好ましい実施形態においては、前記コンデンサ本体の上面にさらに前記第２の外部電極が形成されている。

本発明の好ましい実施形態においては、前記コンデンサ本体の上面にさらに前記第１の外部電極が形成されている。

本発明の好ましい実施形態においては、前記コンデンサ本体の外形をなす面のうち最も広い面に前記第１の外部電極が形成されている。

本発明の好ましい実施形態においては、前記第２の外部電極が前記コンデンサ本体の側面全体に形成されている。

本発明によれば、従来のチップコンデンサに比べてＥＳＲおよびＥＳＬを十分に低減することができる。また、外部電極がコンデンサ本体の対向する２つの側面のみならずコンデンサ本体の底面にも形成されているので、熱応力や機械的応力を分散させることができ、外部電極が剥れてしまうなどの問題を解消することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい実施形態にかかるチップコンデンサの構造を模式的かつ透過的に示す斜視図である。

図１に示すように、このチップコンデンサ１０は、ブロック状のコンデンサ本体１１と、コンデンサ本体１１の底面に設けられた第１の外部電極１２と、コンデンサ本体の４つの側面のうち対向する２つの側面に形成された第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂとを備えている。なお、これら第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂをまとめて第２の外部電極１３ということがある。

コンデンサ本体１１は、例えばチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）など、誘電率の高い材料によって構成され、詳細は後述するが、コンデンサ本体１１の内部には複数の内部電極が積層された状態で設けられている。

第１の外部電極１２は、たとえば銀（Ａｇ）を主成分とする金属材料によって構成され、第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂとの絶縁領域が確保されるように、コンデンサ本体１１の底面のうち周縁部分をわずかに除いたほぼ全面に形成されている。第１の外部電極１２は、コンデンサ本体１１の外形をなす六面のうち最も広い面積を有する面に設けられることが好ましい。そのようにすれば、第１の外部電極１２の形成領域としてできるだけ広い領域を確保することができ、これによりＥＳＲおよびＥＳＬを十分に低減させることができるからである。

第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂも第１の外部電極１２と同様に、たとえば銀（Ａｇ）を主成分とする金属材料によって構成され、コンデンサ本体１１の対向する側面それぞれに形成されている。第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂは、側面全体に形成されていることが好ましく、これにより半田の濡れ性を高めることができる。第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂは、コンデンサ本体１１の外形をなす六面のうち２番目に広い面積を有する面に設けられることが好ましい。そのようにすれば、第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂの形成領域としてできるだけ広い領域を確保することができ、これによりＥＳＲおよびＥＳＬを低減させることができるからである。

図２は、図１に示したチップコンデンサ１０のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。また、図３は、図１に示したチップコンデンサ１０のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。

図２および図３に示すように、コンデンサ本体１１内には金属平板である第１の内部電極（奇数番目の電極）１４と第２の内部電極（偶数番目の電極）１５とが平行かつ交互に配置されており、第１の内部電極１４の一端は第１の外部電極１２と接続されており、第２の内部電極１５の両端は第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂと接続されている。逆に、第１の内部電極１４と第２の外部電極１５とは絶縁状態にあり、第２の内部電極１５と第１の外部電極１２もまた絶縁状態にある。このように平板電極が誘電体を介して交互に配置されることによって積層コンデンサが構成される。

以上のように構成されたチップコンデンサ１０は、コンデンサ本体の底面のほぼ全面に第１の外部電極１２が形成されているので、電極面積を大きくとることがでる。また、第２の内部電極１５の両端が第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂにそれぞれに接続されているので、一端のみが外部電極に接続されている場合に比べて、見かけ上の電流経路長を半分にすることができる。したがって、コンデンサのＥＳＲおよびＥＳＬを大幅に低減することができる。

また、プリント配線基板上にチップコンデンサ１０を実装する場合には、コンデンサの対向する２つの側面に設けられた第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂのみならず、底面に形成された第１の外部電極１２も接続に使用され、固定箇所が全部で３箇所となるため、熱応力や機械的応力を分散させることができる。よって外部電極が剥れてしまうおそれがなく、接続信頼性を向上させることができる。

図４は、本発明の他の好ましい実施形態に係るチップコンデンサの構成を模式的かつ透過的に示す斜視図である。また、図５は、図４に示したＸ−Ｘ線に沿ったチップコンデンサの断面図である。

図４および図５に示すように、このチップコンデンサ２０は、対向する２つの側面のみならず、側面全周にわたって第２の外部電極１３が形成されている点が上述したチップコンデンサ１０とは異なっている。すなわち、第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂが形成されている２つの側面に加えて、残りの２つの側面にも第２の外部電極１３Ｃ，１３Ｄが形成されている。その他の構成については上述したチップコンデンサ１０とほぼ同様であることから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。なお、これら第２の外部電極１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄをまとめて第２の外部電極１３ということがある。

本実施形態によれば、各側面に形成された第２の外部電極１３のうち、第１の内部電極１４および第２の内部電極１５と平行な２つの第２の外部電極１３Ｃ，１３Ｄは、積層コンデンサを構成するための平板電極としても機能し、これら第２の外部電極１３Ｃ，１３Ｄとその直近（最も外側）に配置された第１の内部電極１４との間でコンデンサが形成されるので、外形は同一のままでコンデンサ全体の静電容量を大きくすることができる。なお、外部電極１３Ｃ，１３Ｄを積層コンデンサの平板電極として機能させるためには、内部電極（１４，１５）の層数が奇数であることが好ましく、奇数番目の内部電極（第１の内部電極１４）が第１の外部電極１２に接続されていることが好ましい。また、前記実施形態と同様にＥＳＲおよびＥＳＬの低減および接続信頼性の向上が図られることは言うまでもない。

図６は、本発明の他の好ましい実施形態に係るチップコンデンサの構成を模式的に示す斜視図である。また、図７は、図６に示したチップコンデンサのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

図６および図７に示すように、このチップコンデンサ３０は、対向する２つの側面のみならず、側面全周にわたって第２の外部電極１３が形成されており、さらに、コンデンサ本体１１の上面にも第２の外部電極１３Ｅが形成されている点が上述したチップコンデンサ１０とは異なっている。その他の構成については上述したチップコンデンサ１０とほぼ同様であることから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態によれば、チップコンデンサ１０の底面を除く他の五面すべてに第２の外部電極が形成されているので、第２の外部電極全体をグランドラインと接続する場合には、確実に接地することができるとともに、シールド効果が得られるので、特に好適である。なお、前記実施形態に係るチップコンデンサ２０と同様に、第１および第２の内部電極と平行な２つの第２の外部電極１３Ｃ，１３Ｄが積層コンデンサを構成するための平板電極として機能し、これら第２の外部電極１３Ｃ，１３Ｄとその直近（最も外側）の第１の内部電極１４との間でコンデンサが形成されるので、外形は同一のままでコンデンサ全体の静電容量を大きくすることができることは言うまでもない。また、前記実施形態と同様にＥＳＲおよびＥＳＬの低減および接続信頼性の向上が図られることも言うまでもない。

図８は、本発明の他の好ましい実施形態に係るチップコンデンサの構成を模式的に示す斜視図である。また、図９は、図８に示したチップコンデンサのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

図８および図９に示すように、このチップコンデンサ４０は、対向する２つの側面のみならず、側面全周にわたって第２の外部電極１３が形成されており、さらに、コンデンサ本体１１の底面のみならず上面にも第１の外部電極１６が形成されている点が上述したチップコンデンサ１０とは異なっている。そして、第１の内部電極１４の両端はそれぞれ第１の外部電極１２と第１の外部電極１６の両方に接続されている。その他の構成については上述したチップコンデンサ１０とほぼ同様であることから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態によれば、チップコンデンサ１０の底面および上面に第１の外部電極が形成されているので、チップコンデンサの上面や底面を意識する必要が無く、チップコンデンサを実装する際の取り扱いが容易となる。なお、前記実施形態に係るチップコンデンサ２０と同様に、第１および第２の内部電極と平行な２つの第２の外部電極１３Ｃ，１３Ｄが積層コンデンサを構成するための平板電極として機能し、これら第２の外部電極１３Ｃ，１３Ｄとその直近の第１の内部電極１４との間でコンデンサが形成されるので、外形は同一のままでコンデンサ全体の静電容量を大きくすることができることは言うまでもない。また、前記実施形態と同様にＥＳＲおよびＥＳＬの低減および接続信頼性の向上が図られることも言うまでもない。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、これらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。

たとえば、前記実施形態においては、第２の外部電極はコンデンサ本体１１の側面全体に形成されているが、これに限定されるものではなく、たとえば図１０に示すように、側面の高さ方向の中央部分にのみ第２の外部電極１３Ａ、１３Ｂを形成し、上下両側の縁部には電極部分を形成しないようにしてもよい。このような構成であっても、第２の外部電極の高さ方向の幅Ｗがある程度確保されていれば、半田の濡れ性を十分確保することができる。その際、図示のように、第１の外部電極１２が底面全体に形成されてもよく、このようにすれば第１の外部電極１２に起因するＥＳＲおよびＥＳＬをさらに低減させることができる。

また、前記実施形態においては、コンデンサ本体１１の外形をなす六面のうち最も広い面に第１の外部電極１２や第1の外部電極１６を形成したが、他の面に第１の外部電極１２や第1の外部電極１６を形成してもかまわない。

図１は、本発明の好ましい実施形態にかかるチップコンデンサの構造を模式的かつ透過的に示す斜視図である。図２は、図１に示したチップコンデンサ１０のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図３は、図１に示したチップコンデンサ１０のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。図４は、本発明の他の好ましい実施形態に係るチップコンデンサの構成を模式的かつ透過的に示す斜視図である。図５は、図４に示したＸ−Ｘ線に沿ったチップコンデンサの断面図である。図６は、本発明の他の好ましい実施形態に係るチップコンデンサの構成を模式的かつ透過的に示す斜視図である。図７は、図６に示したチップコンデンサのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図８は、本発明の他の好ましい実施形態に係るチップコンデンサの構成を模式的かつ透過的に示す斜視図である。図９は、図８に示したチップコンデンサのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図１０は、本発明の他の好ましい実施形態に係るチップコンデンサの構成を模式的に示す斜視図である。図１１は、従来のチップコンデンサの構成を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１０チップコンデンサ
１１コンデンサ本体
１２第１の外部電極
１３第２の外部電極
１３Ａ第２の外部電極
１３Ｂ第２の外部電極
１３Ｃ第２の外部電極
１３Ｄ第２の外部電極
１３Ｅ第２の外部電極
１４第１の内部電極
１５第２の内部電極
１６第１の外部電極
２０チップコンデンサ
３０チップコンデンサ
４０チップコンデンサ
５１誘電体ブロック
５２外部電極
５３外部電極
５４内部電極

Claims

誘電体および複数の内部電極を有するブロック状のコンデンサ本体と、
前記コンデンサ本体の底面に形成された第１の外部電極と、
前記第１の外部電極と電気的に絶縁され、前記コンデンサ本体の外周側面のうち対向する２つの側面に形成された第２の外部電極とを備え、
前記内部電極は、前記第１の外部電極に接続された第１の内部電極と、前記第２の外部電極に接続された第２の内部電極とを備え、前記第１の内部電極と前記第２の内部電極とは前記誘電体を介して交互に配置されていることを特徴とするチップコンデンサ。
前記第２の外部電極が前記コンデンサ本体の４つの側面すべてに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチップコンデンサ。
前記コンデンサ本体の上面にさらに前記第２の外部電極が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のチップコンデンサ。
前記コンデンサ本体の上面にさらに前記第１の外部電極が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のチップコンデンサ。