JP2006059977A

JP2006059977A - 複合コンデンサ

Info

Publication number: JP2006059977A
Application number: JP2004239588A
Authority: JP
Inventors: Chiharu Miyazaki; 千春宮崎; Naohito Oka; 尚人岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】実装面積が小さく、実装コストを低減でき、容量のばらつきや実装条件による電磁ノイズ除去能力の劣化が小さく、配線の制約が少ない、コモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズに対し個々に除去能力を設計することができる複合コンデンサを得る。
【解決手段】直方体のセラミック積層体１から構成される平衡２線の複合コンデンサであって、前記直方体の向き合う２つの面にそれぞれ設けられた第１及び第２の接地用端子４、５と、前記第１及び第２の接地用端子４、５の間に設けられた第１及び第２の信号線用端子２、３とを設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、平衡２線に伝導する電磁ノイズを除去する複合コンデンサに関するものである。

従来の２端子型チップコンデンサの構成によれば、中央部のセラミック積層体の両端にコンデンサの端子を持つ第１の線対地用コンデンサを、第１の信号線と接地用パッドの間に実装し、第２の線対地用コンデンサを、第２の信号線と接地用パッドの間に実装することにより、第１の信号線および第２の信号線に伝導する電磁ノイズを除去することができる。その際、第１の信号線および第２の信号線に伝導するコモンモードの電磁ノイズはそれぞれ第１の線対地用コンデンサおよび第２の線対地用コンデンサによって除去され、ディファレンシャルモードの電磁ノイズは第１の線対地用コンデンサと第２の線対地用コンデンサの直列接続によって合成されるコンデンサにより除去される（例えば、非特許文献１参照）。

村田製作所カタログ（Cat. No. C02J10）「チップ積層セラミックコンデンサ」第７頁、第４２頁

従来の構成では、平衡２線に伝導するコモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズを除去するためには２つないし３つの２端子型コンデンサが必要となり、実装面積が大きくなってしまうとともに実装コストがかかるという問題があった。

また、平衡２線に伝導するコモンモードの電磁ノイズを除去するためには２つないし３つの２端子型コンデンサが必要となり、これらコンデンサの容量のばらつきや実装条件により電磁ノイズの除去能力を劣化させてしまう問題があった。

なお、従来の２連コンデンサアレイを用い、平衡２線に伝導するコモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズを除去することも可能であるが、各端子の配列のため信号線を直線で配線することができず配線が制約されること、また、コモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズを除去するために同じコンデンサを使用するため、各モードの電磁ノイズに対し、個々に除去能力を設計することができないという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、実装面積が小さく、実装コストを低減でき、容量のばらつきや実装条件による電磁ノイズ除去能力の劣化が小さく、配線の制約が少ない、コモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズに対し個々に除去能力を設計することができる複合コンデンサを得るものである。

この発明に係る複合コンデンサは、直方体のセラミック積層体から構成される平衡２線の複合コンデンサであって、前記直方体の向き合う２つの面にそれぞれ設けられた第１及び第２の接地用端子と、前記第１及び第２の接地用端子の間に設けられた第１及び第２の信号線用端子とを設けたものである。

この発明に係る複合コンデンサは、実装面積が小さく、実装コストを低減でき、容量のばらつきや実装条件による電磁ノイズ除去能力の劣化が小さく、配線の制約が少ない、コモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズに対し個々に除去能力を設計することができるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る複合コンデンサについて図１から図３までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る複合コンデンサの構成を示す斜視図である。また、図２は、この発明の実施の形態１に係る複合コンデンサの構成を示す分解斜視図である。さらに、図３は、この発明の実施の形態１に係る複合コンデンサの等価回路を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１及び図３において、この実施の形態１に係る複合コンデンサは、セラミック積層体１と、第１の信号線用端子２と、第２の信号線用端子３と、第１の接地用端子４と、第２の接地用端子５と、第１の線対地用コンデンサ７と、第２の線対地用コンデンサ８が設けられている。

また、図２において、各誘電体シート１１には、第１の信号線用電極パターン１２と、第２の信号線用電極パターン１３と、接地用電極パターン１４が形成されている。

つぎに、この実施の形態１に係る複合コンデンサの動作について図面を参照しながら説明する。

この実施の形態１に係る複合コンデンサは、直方体のセラミック積層体１の対向する２つの面に第１の接地用端子４および第２の接地用端子５をそれぞれ設け、これら２つの接地用端子４、５の間に第１の信号線用端子２および第２の信号線用端子３を備えている。

また、第１の信号線用端子２と第１の接地用端子４の間、および第２の信号線用端子３と第２の接地用端子５の間にそれぞれ第１の線対地用コンデンサ７および第２の線対地用コンデンサ８を備えており、その等価回路は図３のように表すことができる。

第１の線対地用コンデンサ７および第２の線対地用コンデンサ８は、例えば図２に示すように、接地用電極パターン１４を表面に形成した誘電体シート１１と、第１の信号線用電極パターン１２を表面に形成した誘電体シート１１と、第２の信号線用電極パターン１３を表面に形成した誘電体シート１１を積層することで構成される。

接地用電極パターン１４は第１の接地用端子４および第２の接地用端子５に接続され、第１の信号線用電極パターン１２は第１の信号線用端子２に接続され、第２の信号線用電極パターン１３は第２の信号線用端子３接続されている。

各コンデンサ７、８の容量は、図２の下側の４層を必要に応じて追加していくことで増加させることができる。なお、外装用として電極パターンが形成されていない誘電体シートをセラミック積層体１の上下に配置することで最外層の電極パターンを保護することができる。

以上のように平衡２線の電磁ノイズ除去用の複合コンデンサを構成とすることにより、２つの線対地コンデンサ７、８を一体成形できるため実装面積が小さく、実装コストを低減できる。また、一体成形することにより、２つの線対地コンデンサ７、８の容量のばらつきを小さくすることが容易で、このばらつきによる電磁ノイズ除去能力の劣化を小さくすることができる。

さらに、複数のコンデンサ部品を使用した際に必要となる部品間の接続パターンの残留インダクタンスや、信号線との接続位置の非対称性等の実装条件に起因する電磁ノイズ除去能力の劣化を、一体成形することにより小さくすることができる。さらに、従来の２連コンデンサアレイを用いて平衡２線に伝導するコモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズを除去する場合と比べ、信号線を直線で配線することができるため配線の制約が少ない平衡２線の電磁ノイズ除去用複合コンデンサを提供できる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る複合コンデンサについて図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る複合コンデンサの構成を示す分解斜視図である。また、図５は、この発明の実施の形態２に係る複合コンデンサの等価回路を示す図である。

図５において、この実施の形態２に係る複合コンデンサは、セラミック積層体（図示せず）と、第１の信号線用端子２と、第２の信号線用端子３と、第１の接地用端子４と、第２の接地用端子５と、第１の線対地用コンデンサ７と、第２の線対地用コンデンサ８と、線間コンデンサ９が設けられている。

つぎに、この実施の形態２に係る複合コンデンサの動作について図面を参照しながら説明する。

図４に示した実施の形態２に係る複合コンデンサは、上記実施の形態１において、第１の信号線用端子２と第２の信号線用端子３の間に線間コンデンサ９を追加装備しており、その等価回路は図５のように表すことができる。

第１の線対地用コンデンサ７と、第２の線対地用コンデンサ８と、線間コンデンサ９は、例えば図４に示すように、接地用電極パターン１４を表面に形成した誘電体シート１１と、第１の信号線用電極パターン１２を表面に形成した誘電体シート１１と、第２の信号線用電極パターン１３を表面に形成した誘電体シート１１を積層することで構成される。

各コンデンサ７、８、９の容量は、図４の下側の３層を必要に応じて追加していくことで増加させることができる。線対地用コンデンサ７、８と線間コンデンサ９の容量を個別に変更するためには、接地用電極パターン１４を表面に形成した誘電体シート１１の間に挿入する第１の信号線用電極パターン１２を表面に形成した誘電体シート１１と、第２の信号線用電極パターン１３を表面に形成した誘電体シート１１の段数を変えることで可能である。

また、各誘電体シート１１の厚さや誘電率を変えたり、電極パターンを形成していない誘電体シートを挿入することによっても線対地用コンデンサ７、８と線間コンデンサ９の容量を個別に変更することができる。なお、外装用として電極パターンが形成されていない誘電体シートをセラミック積層体１の上下に配置することで最外層の電極パターンを保護することができる。

以上のように平衡２線の電磁ノイズ除去用の複合コンデンサを構成とすることにより、上記実施の形態１の効果に加え、コモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズに対し個々に除去能力を設計することが可能な平衡２線の電磁ノイズ除去用の複合コンデンサを提供できる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る複合コンデンサについて図６から図８までを参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態３に係る複合コンデンサの構成を示す斜視図である。また、図７は、この発明の実施の形態３に係る複合コンデンサの構成を示す分解斜視図である。さらに、図８は、この発明の実施の形態３に係る複合コンデンサの等価回路を示す図である。

図６及び図８において、この実施の形態３に係る複合コンデンサは、セラミック積層体１と、第１の信号線用端子２と、第２の信号線用端子３と、接地用端子４と、第１の線対地用コンデンサ７と、第２の線対地用コンデンサ８が設けられている。

また、図７において、各誘電体シート１１には、第１の信号線用電極パターン１２と、第２の信号線用電極パターン１３と、接地用電極パターン１４が形成されている。

つぎに、この実施の形態３に係る複合コンデンサの動作について図面を参照しながら説明する。

図６に示した実施の形態３に係る複合コンデンサは、直方体のセラミック積層体１の対向する２つの面に第１の信号線用端子２および第２の信号線用端子３をそれぞれ設け、これら２つの信号線用端子２、３の間に接地用端子４を備えている。

また、第１の信号線用端子２と接地用端子４の間、および第２の信号線用端子３と接地用端子４の間にそれぞれ第１の線対地用コンデンサ７および第２の線対地用コンデンサ８を備えており、その等価回路は図８のように表すことができる。

第１の線対地用コンデンサ７および第２の線対地用コンデンサ８は、例えば図７に示すように、接地用電極パターン１４を表面に形成した誘電体シート１１と、第１の信号線用電極パターン１２を表面に形成した誘電体シート１１と、第２の信号線用電極パターン１３を表面に形成した誘電体シート１１を積層することで構成される。

接地用電極パターン１４は接地用端子４に接続され、第１の信号線用電極パターン１２は第１の信号線用端子２に接続され、第２の信号線用電極パターン１３は第２の信号線用端子３接続されている。

各コンデンサ７、８の容量は、図７の下側の４層を必要に応じて追加していくことで増加させることができる。なお、外装用として電極パターンが形成されていない誘電体シートをセラミック積層体１の上下に配置することで最外層の電極パターンを保護することができる。

さらに、複数のコンデンサ部品を使用した際に必要となる部品間の接続パターンの残留インダクタンスや、信号線との接続位置の非対称性等の実装条件に起因する電磁ノイズ除去能力の劣化を、一体成形することにより小さくすることができる。

さらに、直方体のセラミック積層体１の両端に接地用端子を設けた実施の形態１の場合、２つの接地用端子が接続される基板側の接地用パッド間に電位差が生じるとコモンモードの電磁ノイズを除去する能力が劣化するが、本実施の形態３では接地用端子が１つであるため電位差が生じることがなく、これに起因する特性の劣化も生じない。

さらに、従来の２連コンデンサアレイを用いて平衡２線に伝導するコモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズを除去する場合と比べ、信号線を直線で配線することができるため配線の制約が少ない平衡２線の電磁ノイズ除去用の複合コンデンサを提供できる。さらに、ディファレンシャルモードの電磁ノイズを除去するために２つのコンデンサを線間に直列に接続しているため、同じプロセスを用いて製造したコンデンサに対して耐圧を高くすることができる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る複合コンデンサについて図９から図１１までを参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態４に係る複合コンデンサの構成を示す斜視図である。また、図１０は、この発明の実施の形態４に係る複合コンデンサの構成を示す分解斜視図である。さらに、図１１は、この発明の実施の形態４に係る複合コンデンサの等価回路を示す図である。

図９及び図１１において、この実施の形態４に係る複合コンデンサは、セラミック積層体１と、第１の信号線用端子２と、第２の信号線用端子３と、接地用端子４と、中性点用端子６と、中性点の対地コンデンサ１０と、第１の信号線の対中性点用コンデンサ１７と、第２の信号線の対中性点用コンデンサ１８が設けられている。

また、図１０において、各誘電体シート１１には、第１の信号線用電極パターン１２と、第２の信号線用電極パターン１３と、接地用電極パターン１４と、中性点用電極パターン１６が形成されている。

つぎに、この実施の形態４に係る複合コンデンサの動作について図面を参照しながら説明する。

図９に示した実施の形態４に係る複合コンデンサは、直方体のセラミック積層体１の対向する２つの面に第１の信号線用端子２および第２の信号線用端子３をそれぞれ設け、信号線用端子を配置していない一方の側面に接地用端子４を設け、この接地端子４と対向する側面に中性点用端子６備えている。

また、第１の信号線用端子２と中性点用端子６の間、および第２の信号線用端子３と中性点用端子６の間にそれぞれ第１の信号線の対中性点用コンデンサ１７および第２の信号線の対中性点用コンデンサ１８を備え、接地用端子４と中性点用端子６の間に中性点の対地コンデンサ１０を備え、その等価回路は図１１のように表すことができる。

第１の信号線の対中性点用コンデンサ１７、第２の信号線の対中性点用コンデンサ１８および中性点の対地コンデンサ１０は、例えば図１０に示すように、接地用電極パターン１４を表面に形成した誘電体シート１１と、中性点用電極パターン１６を表面に形成した誘電体シート１１と、第１の信号線用電極パターン１２を表面に形成した誘電体シート１１と、第２の信号線用電極パターン１３を表面に形成した誘電体シート１１を積層することで構成される。

接地用電極パターン１４は接地用端子４に接続され、中性点用電極パターン１６は中性点用端子６に接続され、第１の信号線用電極パターン１２は第１の信号線用端子２に接続され、第２の信号線用電極パターン１３は第２の信号線用端子３接続されている。

各コンデンサ１０、１７、１８の容量は、図１０の下側の６層を必要に応じて追加していくことで増加させることができる。信号線の対中性点用コンデンサ１７、１８と中性点の対地コンデンサ１０の容量を個別に変更するためには、接地用電極パターン１４を表面に形成した誘電体シート１１（図１０中の第１層目と第７層目）の間に挿入する中性点用電極パターン１６を表面に形成した誘電体シート１１と、第１の信号線用電極パターン１２を表面に形成した誘電体シート１１と、第２の信号線用電極パターン１３を表面に形成した誘電体シート１１の段数を変えることで可能である。

また、各誘電体シート１１の厚さや誘電率を変えたり、電極パターンを形成していない誘電体シートを挿入することによっても線対地用コンデンサと線間コンデンサの容量を個別に変更することができる。なお、外装用として電極パターンが形成されていない誘電体シートをセラミック積層体１の上下に配置することで最外層の電極パターンを保護することができる。

以上のように平衡２線の電磁ノイズ除去用の複合コンデンサを構成とすることにより、２つの対中性点用コンデンサ１７、１８を一体成形できるため実装面積が小さく、実装コストを低減できる。また、一体成形することにより、２つの対中性点用コンデンサ１７、１８の容量のばらつきを小さくすることが容易で、このばらつきによる電磁ノイズ除去能力の劣化を小さくすることができる。

さらに、直方体のセラミック積層体１の両端に接地用端子を設けた実施の形態１の場合、２つの接地用端子が接続される基板側の接地用パッド間に電位差が生じるとコモンモードの電磁ノイズを除去する能力が劣化するが、本実施の形態４では接地用端子が１つであるため電位差が生じることがなく、これに起因する特性の劣化も生じない。さらに、コモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズに対し個々に除去能力を設計することが可能な平衡２線の電磁ノイズ除去用の複合コンデンサを提供できる。

さらに、従来の２連コンデンサアレイを用いて平衡２線に伝導するコモンモードおよびディファレンシャルモードの電磁ノイズを除去する場合と比べ、信号線を直線で配線することができるため配線の制約が少ない平衡２線の電磁ノイズ除去用複合コンデンサを提供できる。さらに、ディファレンシャルモードの電磁ノイズを除去するために２つのコンデンサを線間および一線対地間に直列に接続しているため、同じプロセスを用いて製造したコンデンサに対して耐圧を高くすることができる。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る複合コンデンサについて図１２を参照しながら説明する。図１２は、この発明の実施の形態５に係る複合コンデンサの構成を示す斜視図である。

図１２において、この実施の形態５に係る複合コンデンサは、セラミック積層体１と、第１の信号線用端子２と、第２の信号線用端子３と、接地用端子４と、中性点用端子６と、中性点の対地コンデンサ１０（図示せず）と、第１の信号線の対中性点用コンデンサ１７（図示せず）と、第２の信号線の対中性点用コンデンサ１８（図示せず）が設けられている。

つぎに、この実施の形態５に係る複合コンデンサの動作について図面を参照しながら説明する。

図１２に示した実施の形態５に係る複合コンデンサは、上記実施の形態４において、接地用端子４と形状もしくは大きさが異なる中性点用端子６を備えることで、中性点用端子６と接地用端子４の誤配線を防ぐことができる。

この発明の実施の形態１に係る複合コンデンサの構成を示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係る複合コンデンサの構成を示す分解斜視図である。この発明の実施の形態１に係る複合コンデンサの等価回路を示す図である。この発明の実施の形態２に係る複合コンデンサの構成を示す分解斜視図である。この発明の実施の形態２に係る複合コンデンサの等価回路を示す図である。この発明の実施の形態３に係る複合コンデンサの構成を示す斜視図である。この発明の実施の形態３に係る複合コンデンサの構成を示す分解斜視図である。この発明の実施の形態３に係る複合コンデンサの等価回路を示す図である。この発明の実施の形態４に係る複合コンデンサの構成を示す斜視図である。この発明の実施の形態４に係る複合コンデンサの構成を示す分解斜視図である。この発明の実施の形態４に係る複合コンデンサの等価回路を示す図である。この発明の実施の形態５に係る複合コンデンサの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１セラミック積層体、２第１の信号線用端子、３第２の信号線用端子、４第１の接地用端子、５第２の接地用端子、６中性点用端子、７第１の線対地用コンデンサ、８第２の線対地用コンデンサ、９線間コンデンサ、１０中性点の対地コンデンサ、１１誘電体シート、１２第１の信号線用電極パターン、１３第２の信号線用電極パターン、１４接地用電極パターン、１６中性点用電極パターン、１７第１の信号線の対中性点用コンデンサ、１８第２の信号線の対中性点用コンデンサ。

Claims

直方体のセラミック積層体から構成される平衡２線の複合コンデンサであって、
前記直方体の向き合う２つの面にそれぞれ設けられた第１及び第２の接地用端子と、
前記第１及び第２の接地用端子の間に設けられた第１及び第２の信号線用端子と
を備えたことを特徴とする複合コンデンサ。
前記第１の接地用端子及び前記第１の信号線用端子の間に設けられた第１のコンデンサと、
前記第２の接地用端子及び前記第２の信号線用端子の間に設けられた第２のコンデンサと
をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の複合コンデンサ。
前記第１及び第２の信号線用端子の間に設けられた第３のコンデンサ
をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の複合コンデンサ。
直方体のセラミック積層体から構成される平衡２線の複合コンデンサであって、
前記直方体の向き合う２つの面にそれぞれ設けられた第１及び第２の信号線用端子と、
前記第１及び第２の信号線用端子の間に設けられた接地用端子と
を備えたことを特徴とする複合コンデンサ。
前記第１の信号線用端子及び前記接地用端子の間に設けられた第１のコンデンサと、
前記第２の信号線用端子及び前記接地用端子の間に設けられた第２のコンデンサと
をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の複合コンデンサ。
直方体のセラミック積層体から構成される平衡２線の複合コンデンサであって、
前記直方体の向き合う２つの面にそれぞれ設けられた第１及び第２の信号線用端子と、
前記第１及び第２の信号線用端子の間に設けられた接地用端子と、
前記第１及び第２の信号線用端子の間に設けられた中性点用端子と
を備えたことを特徴とする複合コンデンサ。
前記第１の信号線用端子及び前記中性点用端子の間に設けられた第１のコンデンサと、
前記第２の信号線用端子及び前記中性点用端子の間に設けられた第２のコンデンサと、
前記接地用端子及び前記中性点用端子の間に設けられた第３のコンデンサと
をさらに備えたことを特徴とする請求項６記載の複合コンデンサ。
前記接地用端子及び前記中性点用端子は、形状もしくは大きさが異なる
ことを特徴とする請求項６又は７記載の複合コンデンサ。