JP2009016746A - 積層コンデンサ - Google Patents

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Abstract

【課題】等価直列インダクタンスを低く維持しつつ、広帯域にわたって低インピーダンスである積層コンデンサを提供すること。
【解決手段】第1の内部電極群10は、異なる端子電極にそれぞれ接続される第1の内部電極11と第2の内部電極15とを有している。第2の内部電極群20は、異なる端子電極にそれぞれ接続される第3の内部電極21及び第4の内部電極25と、端子電極に接続されない少なくとも一つの中間内部電極30と、を有している。第1及び第2の内部電極11,15は、第1及び第2の内部電極11,15の間に一つの静電容量成分が形成されるように、絶縁体層9を挟んで配置されている。第3及び第4の内部電極21,25並びに中間内部電極30は、第3及び第4の内部電極21,25の間に複数の静電容量成分が形成されるように、絶縁体層9を挟んで配置されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、積層コンデンサに関する。
積層コンデンサとして、複数の絶縁体層が積層されたコンデンサ素体と、絶縁体層を挟んで対向するように配置されるそれぞれ複数の第1の内部電極及び第2の内部電極と、コンデンサ素体の外表面のうち複数の絶縁体層の積層方向に平行な方向に伸びる一つの外表面に配置された第1及び第2の端子電極と、を備え、複数の第1の内部電極が第1の端子電極に接続され、複数の第2の内部電極が第2の端子電極に接続されているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されたセラミック電子部品では、第1及び第2の端子電極が同じ外表面に配置されていることから、積層コンデンサ内に形成される電流の経路が比較的短くなり、等価直列インダクタンス(ESL)を低減することが可能である。
特開2004−140183号公報
ところで、ノイズ除去のために電子機器の電源回路等に接続される積層コンデンサでは、広い周波数帯域でノイズ除去の効果を発揮することが要求される。そのため、広い周波数帯域でノイズを効果的に除去できるよう、この種の積層コンデンサでは広帯域にわたって低インピーダンスであることが求められている。しかしながら、特許文献1に記載の積層コンデンサでは、広帯域にわたってインピーダンスを低くするための検討が行われていない。そのため、特許文献1に記載の積層コンデンサでは、広帯域にわたってインピーダンスを低くすることができず、広い周波数帯域でノイズを効果的に除去することが困難となる懼れがある。
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、等価直列インダクタンスを低く維持しつつ、広帯域にわたって低インピーダンスである積層コンデンサを提供することを目的とする。
本発明に係る積層コンデンサは、複数の絶縁体層が積層されたコンデンサ素体と、コンデンサ素体の外表面のうち複数の絶縁体層の積層方向に平行な方向に伸びる一つの外表面に配置された第1及び第2の端子電極と、第1の端子電極に接続される第1の内部電極と、第2の端子電極に接続される第2の内部電極と、を有する第1の内部電極群と、第1の端子電極に接続される第3の内部電極と、第2の端子電極に接続される第4の内部電極と、第1及び第2の端子電極に接続されない少なくとも一つの中間内部電極と、を有する第2の内部電極群と、を備え、第1及び第2の内部電極は、第1及び第2の内部電極の間に一つの静電容量成分が形成されるように、絶縁体層を挟んで配置され、第3及び第4の内部電極並びに中間内部電極は、第3及び第4の内部電極の間に複数の静電容量成分が形成されるように、絶縁体層を挟んで配置されていることを特徴とする。
本発明に係る積層コンデンサでは、第1の内部電極群において上記一つの静電容量成分が形成され、第2の内部電極群において上記複数の静電容量成分が形成される。このとき、上記複数の静電容量成分は直列接続されているため、上記複数の静電容量成分の合成静電容量は、上記一つの静電容量成分の静電容量より小さい。したがって、第1の内部電極群における上記一つの静電容量成分に起因する自己共振周波数と第2の内部電極群における上記複数の静電容量成分に起因する自己共振周波数とが異なり、広い周波数帯域にわたって低インピーダンス化を図ることができる。上記複数の静電容量成分に起因する自己共振周波数は、上記複数の静電容量成分の合成静電容量が上記一つの静電容量成分の静電容量より小さいことから、上記一つの静電容量成分に起因する自己共振周波数よりも高い。
また、本発明においては、第1及び第2の端子電極が、上記一つの外表面に配置されているので、積層コンデンサ内に形成される電流の経路が比較的短くなり、積層コンデンサの等価直列インダクタンスを低減することが可能である。
好ましくは、第2の内部電極群は、少なくとも一つの中間内部電極として、第3及び第4の内部電極に対向する第1の中間内部電極を有している。また、好ましくは、第2の内部電極群は、少なくとも一つの中間内部電極として、第2〜第4の中間内部電極を有しており、第2の中間内部電極は、第3の内部電極及び第3の中間内部電極に対向し、第4の中間内部電極は、第4の内部電極及び第3の中間内部電極に対向している。
好ましくは、第2の内部電極群には、第1の中間内部電極を有している内部電極群と、第2〜第4の中間内部電極を有している内部電極群と、の2種類の内部電極群が含まれており、第1の中間内部電極は、第3及び第4の内部電極に対向し、第2の中間内部電極は、第3の内部電極及び第3の中間内部電極に対向し、第4の中間内部電極は、第4の内部電極及び第3の中間内部電極に対向している。この場合、第2の内部電極群に上記2種類の内部電極群が含まれていることから、より一層広い周波数帯域にわたって低インピーダンス化を図ることができる。第2〜第4の中間内部電極を有している内部電極群は、第1の中間内部電極を有している内部電極群よりも、直列接続される静電容量成分の数が多く、その合成静電容量が小さくなる。したがって、第1の内部電極群における上記一つの静電容量成分に起因する自己共振周波数と、第1の中間内部電極を有している内部電極群における複数の静電容量成分に起因する自己共振周波数と、第2〜第4の中間内部電極を有している内部電極群における複数の静電容量成分に起因する自己共振周波数と、がそれぞれ異なる。
好ましくは、第1の内部電極は、第1の端子電極に接続される第1の引き出し部を有し、第2の内部電極は、第2の端子電極に接続される第2の引き出し部を有し、第3の内部電極は、第1の端子電極に接続される第3の引き出し部を有し、第4の内部電極は、第2の端子電極に接続される第4の引き出し部を有し、第3及び第4の引き出し部の幅は、第1及び第2の引き出し部の幅よりも広い。この場合、第2の内部電極群における上記複数の静電容量成分の等価直列インダクタンスは、第1の内部電極群における上記一つの静電容量成分の等価直列インダクタンスよりも低くなり、積層コンデンサの等価直列インダクタンスをより一層低減することが可能となる。
ところで、第1及び第2の引き出し部の幅を第3及び第4の引き出し部の幅よりも広くすることによっても、等価直列インダクタンスを低減することは可能である。コンデンサの自己共振周波数は、一般に、コンデンサの等価直列インダクタンスが小さくなると高くなる。したがって、第1及び第2の引き出し部の幅が第3及び第4の引き出し部の幅よりも広い場合、上記一つの静電容量成分に起因する自己共振周波数と上記複数の静電容量成分に起因する自己共振周波数とが近くなり、広帯域にわたっての低インピーダンス化が阻害されることとなる。
好ましくは、第1の内部電極は、第1の端子電極に接続される第1の引き出し部を有し、第2の内部電極は、第2の端子電極に接続される第2の引き出し部を有し、第3の内部電極は、第1の端子電極に接続される第3の引き出し部を有し、第4の内部電極は、第2の端子電極に接続される第4の引き出し部を有し、第3の引き出し部と第4の引き出し部との距離は、第1の引き出し部と第2の引き出し部との距離よりも短い。この場合、第2の内部電極群における上記複数の静電容量成分の等価直列インダクタンスは、第1の内部電極群における上記一つの静電容量成分の等価直列インダクタンスよりも低くなり、積層コンデンサの等価直列インダクタンスをより一層低減することが可能となる。
ところで、第1の引き出し部と第2の引き出し部との距離を第3の引き出し部と第4の引き出し部との距離よりも短くすることによっても、等価直列インダクタンスを低減することは可能である。コンデンサの自己共振周波数は、上述したように、コンデンサの等価直列インダクタンスが小さくなると高くなる。したがって、第1の引き出し部と第2の引き出し部との距離が第3の引き出し部と第4の引き出し部との距離よりも短い場合、上記一つの静電容量成分に起因する自己共振周波数と上記複数の静電容量成分に起因する自己共振周波数とが近くなり、広帯域にわたっての低インピーダンス化が阻害されることとなる。
好ましくは、第1及び第2の内部電極群は、コンデンサ素体内において、複数の絶縁体層の積層方向に沿って配置されている。
好ましくは、第1及び第2の端子電極が配置された外表面が、他の部品に対する実装面を構成している。
本発明によれば、等価直列インダクタンスを低く維持しつつ、広帯域にわたって低インピーダンスである積層コンデンサを提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
図1〜図6を参照して、第1実施形態に係る積層コンデンサC1の構成について説明する。図1及び図2は、第1実施形態に係る積層コンデンサを示す概略斜視図である。図3は、第1実施形態に係る積層コンデンサに含まれるコンデンサ素体の分解斜視図である。図4〜図6の(a)及び(b)は、各内部電極の構成を示す図である。
積層コンデンサC1は、図1及び図2に示されるように、略直方体状のコンデンサ素体1と、第1の端子電極40と、第2の端子電極42と、を備えている。
コンデンサ素体1は、互いに対向する第1の端面2及び第2の端面3と、互いに対向する第1の側面4及び第2の側面5と、互いに対向する第3の側面6及び第4の側面7と、を含んでいる。第1の側面4及び第2の側面5は、第1及び第2の端面2,3を連結するように第1及び第2の端面2,3が対向する第1の方向に伸びている。第3の側面6及び第4の側面7は、第1及び第2の端面2,3を連結するように第1及び第2の端面2,3が対向する第1の方向に伸びている。第1の方向、第1及び第2の側面4,5が対向する第2の方向、及び、第3及び第4の側面6,7が対向する第3の方向は、互いに直交している。本実施形態では、第2の側面5が、他の部品(例えば、回路基板や電子部品等)に対する実装面となる。
コンデンサ素体1は、図3に示されるように、複数の絶縁体層9を有している。コンデンサ素体1は、複数の絶縁体層9が第1及び第2の端面2,3が対向する第1の方向に積層されることにより構成されており、誘電特性を有している。各絶縁体層9は、例えば誘電体セラミック(BaTiO系、Ba(Ti,Zr)O系、又は(Ba,Ca)TiO系等の誘電体セラミック)を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。なお、実際の積層コンデンサC1では、各絶縁体層9は、互いの間の境界が視認できない程度に一体化されている。
積層コンデンサC1は、図3に示されるように、複数の第1の内部電極群10と、複数の第2の内部電極群20と、を備えている。各第1の内部電極群10は、第1の内部電極11及び第2の内部電極15を有している。各第2の内部電極群20は、第3の内部電極21、第4の内部電極25、第1の中間内部電極30、第2の中間内部電極31、第3の中間内部電極32、及び第4の中間内部電極33を有している。各内部電極11,15,21,25,30〜33(第1の内部電極群10及び第2の内部電極群20)は、コンデンサ素体1内に配置されている。第1及び第2の内部電極群10,20は、コンデンサ素体1内において、第1の方向に沿って配置されている。各内部電極11,15,21,25,30〜33は、積層型の電気素子の内部電極として通常用いられる導電性材料(例えば、卑金属であるNi等)からなる。各内部電極11,15,21,25,30〜33は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。
各第1の内部電極11は、図4(a)に示されるように、主電極部12と、第2の側面5に端部が露出するように主電極部12から伸びる第1の引き出し部13と、を有している。主電極部12と第1の引き出し部13とは、一体に形成されている。第1の引き出し部13は、主電極部12の第2の側面5側の長辺における第3の側面6寄りの部分から、第2の側面5に向けて伸びている。
各第2の内部電極15は、図4(b)に示されるように、矩形状の主電極部16と、第2の側面5に端部が露出するように主電極部16から伸びる第2の引き出し部17と、を有している。主電極部16と第2の引き出し部17とは、一体に形成されている。第2の引き出し部17は、主電極部16の第2の側面5側の長辺における第4の側面7寄りの部分から、第2の側面5に向けて伸びている。
第1の内部電極11の主電極部12と第2の内部電極15の主電極部16とは、絶縁体層9を挟んで対向している。絶縁体層9のうち、第1の内部電極11の主電極部12と第2の内部電極15の主電極部16とに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。すなわち、第1の内部電極11と第2の内部電極15とは、当該第1及び第2の内部電極11,15の間に一つの静電容量成分が形成されるように、絶縁体層9を挟んで配置されている。
各第3の内部電極21は、図5(a)に示されるように、矩形状の主電極部22と、第2の側面5に端部が露出するように主電極部22から伸びる第3の引き出し部23と、を有している。主電極部22と第3の引き出し部23とは、一体に形成されている。第3の引き出し部23は、主電極部22の第2の側面5側の長辺における第3の側面6寄りの部分から、第2の側面5に向けて伸びている。主電極部22の面積は、主電極部12,16の面積よりも小さい。
各第4の内部電極25は、図5(a)に示されるように、矩形状の主電極部26と、第2の側面5に端部が露出するように主電極部26から伸びる第4の引き出し部27と、を有している。主電極部26と第4の引き出し部27とは、一体に形成されている。第4の引き出し部27は、主電極部26の第2の側面5側の長辺における第4の側面7寄りの部分から、第2の側面5に向けて伸びている。第3の内部電極21と第4の内部電極25とは、同じ層に位置している。主電極部26の面積は、主電極部12,16の面積よりも小さい。
第1の中間内部電極30は、第3及び第4の内部電極21,25とは異なる層に位置している。すなわち、第1の中間内部電極30は、絶縁体層9を挟んで、第3及び第4の内部電極21,25(主電極部22,26)と対向している。
絶縁体層9のうち、第3の内部電極21の主電極部22と第1の中間内部電極30とに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。絶縁体層9のうち、第4の内部電極25の主電極部26と第1の中間内部電極30とに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。すなわち、第3の内部電極21と第4の内部電極25と第1の中間内部電極30とは、当該第3及び第4の内部電極21,25の間に二つの静電容量成分が形成されるように、絶縁体層9を挟んで配置されている。第3及び第4の内部電極21,25の間に形成される二つの静電容量成分は、直列接続されている。
第3の中間内部電極32は、図6(a)に示されるように、第3及び第4の内部電極21,25と同じ層に位置している。第3の中間内部電極32は、第3及び第4の内部電極21,25の間に位置している。第3及び第4の内部電極21,25並びに第3の中間内部電極32は、第3の側面6から第4の側面7に向う方向で、第3の内部電極21、第3の中間内部電極32、第4の内部電極25の順で配置されている。
第2及び第4の中間内部電極31,33は、図6(b)に示されるように、同じ層に位置し、第3及び第4の内部電極21,25並びに第3の中間内部電極32とは異なる層に位置している。すなわち、第2の中間内部電極31は、絶縁体層9を挟んで、第3の内部電極21(主電極部22)及び第3の中間内部電極32と対向している。第4の中間内部電極33は、絶縁体層9を挟んで、第4の内部電極25(主電極部26)及び第3の中間内部電極32と対向している。
絶縁体層9のうち、第3の内部電極21の主電極部22と第2の中間内部電極31とに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。絶縁体層9のうち、第2の中間内部電極31と第3の中間内部電極32とに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。絶縁体層9のうち、第3の中間内部電極32と第4の中間内部電極33とに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。第4の内部電極25の主電極部26と第4の中間内部電極33とに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。すなわち、第3の内部電極21と第4の内部電極25と第2〜第4の中間内部電極31〜33とは、当該第3及び第4の内部電極21,25の間に四つの静電容量成分が形成されるように、絶縁体層9を挟んで配置されている。第3及び第4の内部電極21,25の間に形成される四つの静電容量成分は、直列接続されている。
第2の内部電極群20には、第3及び第4の内部電極21,25並びに第1の中間内部電極30を有している第2の内部電極群20aと、第3及び第4の内部電極21,25並びに第2〜第4の中間内部電極31〜33を有している第2の内部電極群20bと、の2種類の内部電極群が含まれている。
第3及び第4の引き出し部23,27の幅(W,W)は、第1及び第2の引き出し部13,17の幅(W)よりも広く設定されている。すなわち、第3及び第4の引き出し部23,27における第2の側面5に露出する部分の長さは、第1及び第2の引き出し部13,17における第2の側面5に露出する部分の長さよりも長く設定されている。第2の内部電極群20bが有している第3及び第4の内部電極21,25の第3及び第4の引き出し部23,27の幅(W)は、第2の内部電極群20aが有している第3及び第4の内部電極21,25の第3及び第4の引き出し部23,27の幅(W)よりも広く設定されている。すなわち、第2の内部電極群20bの第3及び第4の引き出し部23,27における第2の側面5に露出する部分の長さは、第2の内部電極群20aの第3及び第4の引き出し部23,27における第2の側面5に露出する部分の長さよりも長く設定されている。各引き出し部13,17,23,27の幅は、当該引き出し部13,17,23,27の第3の方向での長さである。
第1及び第2の端面2,3は、第1の内部電極11と第2の内部電極15との対向方向に対向している。したがって、積層コンデンサC1が他の部品に実装された状態では、第1〜第4の内部電極11,15,21,25と第1〜第4の中間内部電極30〜33とは、他の部品の被実装面(積層コンデンサC1が実装される面)に対して直交する方向に伸びることとなる。
第1の端子電極40は、コンデンサ素体1の第2の側面5に配置されている。第1の端子電極40は、第1の引き出し部13の第2の側面5に露出した部分及び第3の引き出し部23の第2の側面5に露出した部分をすべて覆うように、第1の方向に伸びて形成されている。第1の端子電極40は、各第1及び第3の引き出し部13,23に物理的且つ電気的に接続されている。これにより、すべての第1及び第3の内部電極11,21は、第1の端子電極40に電気的且つ物理的に接続されることとなる。
第2の端子電極42は、コンデンサ素体1の第2の側面5に配置されている。第2の端子電極42は、第2の引き出し部17の第2の側面5に露出した部分及び第4の引き出し部27の第2の側面5に露出した部分をすべて覆うように、第1の方向に伸びて形成されている。第2の端子電極42は、各第2及び第4の引き出し部17,27に物理的且つ電気的に接続されている。これにより、すべての第2及び第4の内部電極15,25は、第2の端子電極42に電気的且つ物理的に接続されることとなる。
第1及び第2の端子電極40,42は、例えば導電性金属粉末及びガラスフリットを含む導電性ペーストをコンデンサ素体1の外表面に付与し、焼き付けることによって形成される。必要に応じて、焼き付けられた第1及び第2の端子電極40,42の上にめっき層が形成されることもある。導電性ペーストの付与は、ディップ法又は印刷法等により行なうことができる。第1及び第2の端子電極40,42は、コンデンサ素体1の表面上においては互いに電気的に絶縁されて形成されている。
以上のように、第1実施形態では、第1の内部電極群10において一つの静電容量成分が形成され、第2の内部電極群20aにおいて二つの静電容量成分が形成され、第2の内部電極群20bにおいて四つの静電容量成分が形成される。第2の内部電極群20aにて形成される二つの静電容量成分は直列接続され、第2の内部電極群20bにて形成される四つの静電容量成分は直列接続されている。したがって、第2の内部電極群20bにて形成される四つの静電容量成分の合成静電容量は第2の内部電極群20aにて形成される二つの静電容量成分の合成静電容量より小さく、第2の内部電極群20aにて形成される二つの静電容量成分の合成静電容量は第1の内部電極群10にて形成される静電容量成分の静電容量より小さい。
一般に、コンデンサの自己共振周波数(fr)は、当該コンデンサの等価直列インダクタンスをLとし、静電容量をCとすると、
fr=(2π(L*C)1/2−1
で表される。このため、コンデンサの等価直列インダクタンスや静電容量を変えることにより、コンデンサの自己共振周波数を変更することができる。このとき、静電容量が小さくなると、自己共振周波数は高くなる。また、等価直列インダクタンスが低くなると、自己共振周波数は高くなる。
第1実施形態において、第1の内部電極群10における一つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr)と、第2の内部電極群20aにおける二つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr21)と、第2の内部電極群20bにおける四つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr22)との関係は、
fr<fr21<fr22
となり、図7に示されるように、広い周波数帯域にわたって低インピーダンス化を図ることができる。図7は、第1実施形態に係る積層コンデンサC1の周波数(Hz)に関するインピーダンス(Ω)特性を示すグラフである。図7に示したグラフの横軸は周波数(Hz)を表し、縦軸はインピーダンス(Ω)を表す。
本実施形態においては、第1及び第2の端子電極40,42が、コンデンサ素体1の第2の側面5に配置されているので、積層コンデンサC1内に形成される電流の経路が比較的短くなり、積層コンデンサC1の等価直列インダクタンスを低減することが可能である。
本実施形態では、第1及び第2の引き出し部13,17の幅(W)と、第2の内部電極群20aにおける第3及び第4の引き出し部23,27の幅(W)と、第2の内部電極群20bにおける第3及び第4の引き出し部23,27の幅(W)との関係は、
W1<W2<W3
に設定されている。これにより、第1の内部電極群10における一つの静電容量成分の等価直列インダクタンス(L)と、第2の内部電極群20aにおける二つの静電容量成分の等価直列インダクタンス(L21)と、第2の内部電極群20bにおける四つの静電容量成分の等価直列インダクタンス(L22)との関係は、
>L21>L22
となり、積層コンデンサC1の等価直列インダクタンスをより一層低減することが可能となる。
ところで、各引き出し部13,17,23,27の幅(W,W,W)の関係を
>W>W
と設定することによっても、積層コンデンサC1の等価直列インダクタンスを低減することは可能である。しかしながら、各引き出し部13,17,23,27の幅(W,W,W)の関係が
>W>W
である場合、各自己共振周波数(fr,fr21,fr22)の値が近くなり、広帯域にわたっての低インピーダンス化が阻害される懼れがあり、好ましくない。
次に、図8〜図10に基づいて、第1実施形態に係る積層コンデンサC1の変形例について説明する。本変形例に係る積層コンデンサは、第1〜第4の内部電極11,15,21,25の形状の点で上述した実施形態に係る積層コンデンサC1と異なる。図8〜図10の(a)及び(b)は、第1実施形態の変形例における、各内部電極の構成を示す図である。
図8〜図10に示されるように、第1の引き出し部13と第2の引き出し部17との距離(D)と、第2の内部電極群20aにおける第3の引き出し部23と第4の引き出し部27との距離(D)と、第2の内部電極群20bにおける第3の引き出し部23と第4の引き出し部27との距離(D)との関係は、
>D>D
に設定されている。第1の引き出し部13と第2の引き出し部17との距離(D)とは、具体的には、第1の引き出し部13と第1の端子電極40との接続点と、第2の引き出し部17と第2の端子電極42との接続点との間の最短直線距離をいう。第3の引き出し部23と第4の引き出し部27との距離(D,D)とは、具体的には、第3の引き出し部23と第1の端子電極40との接続点と、第4の引き出し部27と第2の端子電極42との接続点との間の最短直線距離をいう。
本変形例においても、第1の内部電極群10における一つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr)と、第2の内部電極群20aにおける二つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr21)と、第2の内部電極群20bにおける四つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr22)との関係は、
fr<fr21<fr22
となり、広い周波数帯域にわたって低インピーダンス化を図ることができる。
第1の内部電極群10における一つの静電容量成分の等価直列インダクタンス(L)と、第2の内部電極群20aにおける二つの静電容量成分の等価直列インダクタンス(L21)と、第2の内部電極群20bにおける四つの静電容量成分の等価直列インダクタンス(L22)との関係は、
>L21>L22
となり、積層コンデンサC1の等価直列インダクタンスをより一層低減することが可能となる。
ところで、各引き出し部13,17,23,27の間の距離(D,D,D)の関係を
<D<D
と設定することによっても、積層コンデンサC1の等価直列インダクタンスを低減することは可能である。しかしながら、上記各引き出し部13,17,23,27の間の距離(D,D,D)の関係が
<D<D
である場合、各自己共振周波数(fr,fr21,fr22)の値が近くなり、広帯域にわたっての低インピーダンス化が阻害される懼れがあり、好ましくない。
(第2実施形態)
図11〜図14を参照して、第2実施形態に係る積層コンデンサC2の構成について説明する。図11は、第2実施形態に係る積層コンデンサを示す概略斜視図である。図12は、第2実施形態に係る積層コンデンサに含まれるコンデンサ素体の分解斜視図である。図13及び図14の(a)及び(b)は、各内部電極の構成を示す図である。
積層コンデンサC2は、図11に示されるように、略直方体状のコンデンサ素体1と、第1の端子電極80と、第2の端子電極82と、を備えている。本実施形態においても、第2の側面5が、他の部品(例えば、回路基板や電子部品等)に対する実装面となる。
積層コンデンサC2は、図12に示されるように、複数の第1の内部電極群10と、複数の第2の内部電極群20と、を備えている。各第1の内部電極群10は、第1の内部電極51及び第2の内部電極55を有している。各第2の内部電極群20は、第3の内部電極61、第4の内部電極65、及び第1の中間内部電極70を有している。各内部電極51,55,61,65,70は、コンデンサ素体1内に配置されている。各内部電極51,55,61,65,70は、積層型の電気素子の内部電極として通常用いられる導電性材料(例えば、卑金属であるNi等)からなる。各内部電極51,55,61,65,70は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。
各第1の内部電極51は、図13(a)に示されるように、矩形状の主電極部52と、第1〜第3の側面4,5,6に端部が露出するように主電極部52から伸びる第1の引き出し部53と、を有している。主電極部52と第1の引き出し部53とは、一体に形成されている。第1の引き出し部53は、主電極部52の第3の側面6寄りの端部から、第1〜第3の側面4,5,6に向けて伸びている。
各第2の内部電極15は、図13(b)に示されるように、矩形状の主電極部56と、
第1、第2及び第4の側面4,5,7に端部が露出するように主電極部56から伸びる第2の引き出し部57と、を有している。主電極部56と第2の引き出し部57とは、一体に形成されている。第2の引き出し部57は、主電極部56の第4の側面7寄りの端部から、第1、第2及び第4の側面4,5,7に向けて伸びている。
第1の内部電極51の主電極部52と第2の内部電極55の主電極部56とは、絶縁体層9を挟んで対向している。絶縁体層9のうち、第1の内部電極51の主電極部52と第2の内部電極55の主電極部56とに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。すなわち、第1の内部電極51と第2の内部電極55とは、当該第1及び第2の内部電極51,55の間に一つの静電容量成分が形成されるように、絶縁体層9を挟んで配置されている。
各第3の内部電極61は、図14(a)に示されるように、矩形状の主電極部62と、第1〜第3の側面4,5,6に端部が露出するように主電極部62から伸びる第3の引き出し部63と、を有している。主電極部62と第3の引き出し部63とは、一体に形成されている。第3の引き出し部63は、主電極部62の第3の側面6寄りの端部から、第1〜第3の側面4,5,6に向けて伸びている。主電極部62の面積は、主電極部52,56の面積よりも小さい。
各第4の内部電極65は、図14(a)に示されるように、矩形状の主電極部66と、第1、第2及び第4の側面4,5,7に端部が露出するように主電極部66から伸びる第4の引き出し部67と、を有している。主電極部66と第4の引き出し部67とは、一体に形成されている。第4の引き出し部67は、主電極部66の第4の側面7寄りの端部から、第1、第2及び第4の側面4,5,7に向けて伸びている。第3の内部電極61と第4の内部電極65とは、同じ層に位置している。主電極部66の面積は、主電極部52,56の面積よりも小さい。
第1の中間内部電極70は、第3及び第4の内部電極61,65とは異なる層に位置している。すなわち、第1の中間内部電極70は、絶縁体層9を挟んで、第3及び第4の内部電極61,65(主電極部62,66)と対向している。
絶縁体層9のうち、第3の内部電極61の主電極部62と第1の中間内部電極70とに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。絶縁体層9のうち、第4の内部電極65の主電極部66と第1の中間内部電極70とに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。すなわち、第3の内部電極61と第4の内部電極65と第1の中間内部電極70とは、当該第3及び第4の内部電極61,65の間に二つの静電容量成分が形成されるように、絶縁体層9を挟んで配置されている。第3及び第4の内部電極61,65の間に形成される二つの静電容量成分は、直列接続されている。
第1及び第3の引き出し部53,57は第1〜第3の側面4,5,6に亘って露出し、第2及び第4の引き出し部63,67は第1、第2及び第4の側面4,5,7に亘って露出している。第3及び第4の引き出し部63,67におけるコンデンサ素体1の外表面に露出している部分の長さ(X)は、第1及び第2の引き出し部53,57におけるコンデンサ素体1の外表面に露出している部分の長さ(X)よりも長く設定されている。ここでは、各引き出し部53,57,63,67におけるコンデンサ素体1の外表面に露出している部分の長さ(X,X)が、各引き出し部53,57,63,67の幅に相当する。
積層コンデンサC2においても、積層コンデンサC1と同様に、積層コンデンサC2が他の部品に実装された状態では、第1〜第4の内部電極51,55,61,65と第1の中間内部電極70とは、他の部品の被実装面(積層コンデンサC2が実装される面)に対して直交する方向に伸びることとなる。
第1の端子電極80は、コンデンサ素体1の第3の側面6全体を覆い且つ第3の側面6に隣り合う四つの面2,3,4,5に亘るように配置されている。第1の端子電極80は、第1及び第3の引き出し部53,63の第1〜第3の側面4,5,6に露出した部分をすべて覆うように形成されている。第1の端子電極80は、各第1及び第3の引き出し部53,63に物理的且つ電気的に接続されている。これにより、すべての第1及び第3の内部電極51,61は、第1の端子電極80に電気的且つ物理的に接続されることとなる。
第2の端子電極82は、コンデンサ素体1の第4の側面7全体を覆い且つ第4の側面7に隣り合う四つの面2,3,4,5に亘るように配置されている。第2の端子電極82は、第2及び第4の引き出し部57,67の第1、第2及び第4の側面4,5,7に露出した部分をすべて覆うように形成されている。第2の端子電極82は、各第2及び第4の引き出し部57,67に物理的且つ電気的に接続されている。これにより、すべての第2及び第4の内部電極55,65は、第2の端子電極82に電気的且つ物理的に接続されることとなる。
第1及び第2の端子電極80,82は、例えば導電性金属粉末及びガラスフリットを含む導電性ペーストをコンデンサ素体1の外表面に付与し、焼き付けることによって形成される。必要に応じて、焼き付けられた第1及び第2の端子電極80,82の上にめっき層が形成されることもある。導電性ペーストの付与は、ディップ法又は印刷法等により行なうことができる。第1及び第2の端子電極80,82は、コンデンサ素体1の表面上においては互いに電気的に絶縁されて形成されている。
以上のように、第2実施形態では、第1の内部電極群10において一つの静電容量成分が形成され、第2の内部電極群20において二つの静電容量成分が形成される。第2の内部電極群20にて形成される二つの静電容量成分は直列接続されている。したがって、第2の内部電極群20にて形成される二つの静電容量成分の合成静電容量は第1の内部電極群10にて形成される静電容量成分の静電容量より小さい。
第2実施形態において、第1の内部電極群10における一つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr)と、第2の内部電極群20における二つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr)との関係は、
fr<fr
となり、図15に示されるように、広い周波数帯域にわたって低インピーダンス化を図ることができる。図15は、第2実施形態に係る積層コンデンサC2の周波数(Hz)に関するインピーダンス(Ω)特性を示すグラフである。図15に示したグラフの横軸は周波数(Hz)を表し、縦軸はインピーダンス(Ω)を表す。
本実施形態においては、第1及び第2の端子電極80,82の一部が、コンデンサ素体1の第2の側面5に配置されているので、積層コンデンサC2内に形成される電流の経路が比較的短くなり、積層コンデンサC2の等価直列インダクタンスを低減することが可能である。
本実施形態では、第1及び第2の引き出し部53,57におけるコンデンサ素体1の外表面に露出している部分の長さ(X)と、第3及び第4の引き出し部63,67におけるコンデンサ素体1の外表面に露出している部分の長さ(X)との関係は、
<X
に設定されている。これにより、第1の内部電極群10における一つの静電容量成分の等価直列インダクタンス(L)と、第2の内部電極群20における二つの静電容量成分の等価直列インダクタンス(L)との関係は、
>L
となり、積層コンデンサC2の等価直列インダクタンスをより一層低減することが可能となる。
ところで、第2実施形態では、図13及び図14に示されるように、第1の引き出し部53と第2の引き出し部57との距離(D)と、第3の引き出し部63と第4の引き出し部67との距離(D)との関係は、
>D
に設定されている。第1の引き出し部53と第2の引き出し部57との距離(D)とは、具体的には、第1の引き出し部53と第1の端子電極80との接続点と、第2の引き出し部57と第2の端子電極82との接続点との間の最短直線距離をいう。第3の引き出し部63と第4の引き出し部67との距離(D)とは、具体的には、第3の引き出し部63と第1の端子電極80との接続点と、第4の引き出し部67と第2の端子電極82との接続点との間の最短直線距離をいう。
これにより、第1の内部電極群10における一つの静電容量成分の等価直列インダクタンス(L)と、第2の内部電極群20における二つの静電容量成分の等価直列インダクタンス(L)との関係は、
>L
となり、積層コンデンサC2の等価直列インダクタンスをより一層低減することが可能となる。
次に、図16〜図19に基づいて、第2実施形態に係る積層コンデンサC2の変形例について説明する。本変形例に係る積層コンデンサは、第1〜第4の内部電極51,55,61,65及び第1の中間内部電極70の形状の点で上述した実施形態に係る積層コンデンサC2と異なる。図16〜図19の(a)及び(b)は、各内部電極の構成を示す図である。
まず、図16及び図17に示された変形例の構成を説明する。図16に示されるように、第1の引き出し部53は第1〜第3の側面4,5,6に亘って露出し、第2の引き出し部63,67は第1、第2及び第4の側面4,5,7に亘って露出している。図17に示されるように、第3の引き出し部57は第1〜第3の側面4,5,6に亘って露出し、第4の引き出し部63,67は第1、第2及び第4の側面4,5,7に亘って露出している。第1及び第2の引き出し部53,57におけるコンデンサ素体1の外表面に露出している部分の長さ(X)と、第3及び第4の引き出し部63,67におけるコンデンサ素体1の外表面に露出している部分の長さ(X)との関係は、
<X
に設定されている。
第1の引き出し部53と第2の引き出し部57との距離(D)と、第3の引き出し部63と第4の引き出し部67との距離(D)との関係は、
>D
に設定されている。
図16及び図17に示された本変形例においても、第1の内部電極群10における一つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr)と、第2の内部電極群20における二つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr)との関係は、
fr<fr
となり、広い周波数帯域にわたって低インピーダンス化を図ることができる。また、等価直列インダクタンスをより一層低減することが可能となる。
次に、図18及び図19に示された変形例の構成を説明する。第2の内部電極群20は、図19に示されるように、第1の中間内部電極70a,70bを有している。第1の中間内部電極70a,70bは、同じ層に位置し、第3及び第4の内部電極61,65とは異なる層に位置している。すなわち、第1の中間内部電極70a,70bは、絶縁体層9を挟んで、第3及び第4の内部電極61,65(主電極部62,66)と対向している。
絶縁体層9のうち、第3の内部電極61の主電極部62と第1の中間内部電極70aとに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。絶縁体層9のうち、第4の内部電極65の主電極部66と第1の中間内部電極70aとに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。すなわち、第3の内部電極61と第4の内部電極65と第1の中間内部電極70aとは、当該第3及び第4の内部電極61,65の間に二つの静電容量成分が形成されるように、絶縁体層9を挟んで配置されている。この二つの静電容量成分は、直列接続されている。
絶縁体層9のうち、第3の内部電極61の主電極部62と第1の中間内部電極70bとに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。絶縁体層9のうち、第4の内部電極65の主電極部66と第1の中間内部電極70bとに重なる部分は、一つの静電容量成分を実質的に生じさせる領域である。すなわち、第3の内部電極61と第4の内部電極65と第1の中間内部電極70bとも、当該第3及び第4の内部電極61,65の間に二つの静電容量成分が形成されるように、絶縁体層9を挟んで配置されている。この二つの静電容量成分は、直列接続されている。
第1の中間内部電極70aにより直列接続されることとなる二つの静電容量成分と、第1の中間内部電極70bにより直列接続されることとなる二つの静電容量成分とは、並列接続されている。
図18に示されるように、第1の引き出し部53は、第1及び第3の側面4,6に亘って露出すると共に、第2及び第3の側面5,6に亘って露出している。第2の引き出し部63,67は、第1及び第4の側面4,7に亘って露出すると共に、第2及び第4の側面5,7に亘って露出している。図19に示されるように、第3の引き出し部57は、第1及び第3の側面4,6に亘って露出すると共に、第2及び第3の側面5,6に亘って露出している。第4の引き出し部63,67は、第1及び第4の側面4,7に亘って露出すると共に、第2及び第4の側面5,7に亘って露出している。
第1及び第2の引き出し部53,57におけるコンデンサ素体1の外表面に露出している部分の長さ(X11+X12)と、第3及び第4の引き出し部63,67におけるコンデンサ素体1の外表面に露出している部分の長さ(X21+X22)との関係は、
11+X12<X21+X22
に設定されている。
第1の引き出し部53と第2の引き出し部57との距離(D)と、第3の引き出し部63と第4の引き出し部67との距離(D)との関係は、
>D
に設定されている。
図18及び図19に示された本変形例においても、第1の内部電極群10における一つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr)と、第2の内部電極群20における二つの静電容量成分に起因する自己共振周波数(fr)との関係は、
fr<fr
となり、広い周波数帯域にわたって低インピーダンス化を図ることができる。また、等価直列インダクタンスをより一層低減することが可能となる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
第1及び第2の内部電極群の数及び位置は、上述した実施形態や変形例に限られない。コンデンサ素体1に含まれる絶縁体層9の積層数及び各内部電極11,15,21,25,30〜33,51,55,61,65,70,70a,70bの積層数は、上述した実施形態及び変形例にて示された数に限られない。各内部電極11,15,21,25,30〜33,51,55,61,65,70,70a,70bの形状も、上述した実施形態及び変形例に示された形状に限られない。
第2の内部電極群10の種類は、上述した実施形態及び変形例に記載された数(一つ又は二つ)に限られることなく、三つ以上であってもよい。第2の内部電極群10において直列接続される静電容量成分の数も、上述した実施形態及び変形例に記載された数(二つ又は四つ)に限られることなく、三つでもよく、また、五つ以上であってもよい。第2実施形態では、第2の内部電極群20において、二つの静電容量成分が直列接続されているが、これに限られることなく、第1実施形態の第2の内部電極群20bのように、四つの静電容量成分が直列接続されていてもよい。
第1実施形態に係る積層コンデンサを示す概略斜視図である。 第1実施形態に係る積層コンデンサを示す概略斜視図である。 第1実施形態に係る積層コンデンサに含まれるコンデンサ素体の分解斜視図である。 内部電極の構成を示す図である。 内部電極の構成を示す図である。 内部電極の構成を示す図である。 第1実施形態に係る積層型フィルタにおける、インピーダンスの周波数特性を示す線図である。 第1実施形態の変形例における、各内部電極の構成を示す図である。 第1実施形態の変形例における、各内部電極の構成を示す図である。 第1実施形態の変形例における、各内部電極の構成を示す図である。 第2実施形態に係る積層コンデンサを示す概略斜視図である。 第2実施形態に係る積層コンデンサに含まれるコンデンサ素体の分解斜視図である。 内部電極の構成を示す図である。 内部電極の構成を示す図である。 第2実施形態に係る積層型フィルタにおける、インピーダンスの周波数特性を示す線図である。 第2実施形態の変形例における、各内部電極の構成を示す図である。 第2実施形態の変形例における、各内部電極の構成を示す図である。 第2実施形態の変形例における、各内部電極の構成を示す図である。 第2実施形態の変形例における、各内部電極の構成を示す図である。
符号の説明
1…コンデンサ素体、9…絶縁体層、10…第1の内部電極群、11,51…第1の内部電極、12,52…主電極部、13,53…引き出し部、15,55…第2の内部電極、16,56…主電極部、17,57…引き出し部、20,20a,20b…第2の内部電極群、21,61…第3の内部電極、22,62…主電極部、23,63…引き出し部、25,65…第4の内部電極、26,66…主電極部、27,67…引き出し部、30,70,70a,70b…第1の中間内部電極、31…第2の中間内部電極、32…第3の中間内部電極、33…第4の中間内部電極、40,80…第1の端子電極、42,82…第2の端子電極、C1,C2…積層コンデンサ。

Claims (8)

  1. 複数の絶縁体層が積層されたコンデンサ素体と、
    前記コンデンサ素体の外表面のうち前記複数の絶縁体層の積層方向に平行な方向に伸びる一つの外表面に配置された第1及び第2の端子電極と、
    前記第1の端子電極に接続される第1の内部電極と、前記第2の端子電極に接続される第2の内部電極と、を有する第1の内部電極群と、
    前記第1の端子電極に接続される第3の内部電極と、前記第2の端子電極に接続される第4の内部電極と、前記第1及び第2の端子電極に接続されない少なくとも一つの中間内部電極と、を有する第2の内部電極群と、を備え、
    前記第1及び第2の内部電極は、前記第1及び第2の内部電極の間に一つの静電容量成分が形成されるように、前記絶縁体層を挟んで配置され、
    前記第3及び第4の内部電極並びに前記中間内部電極は、前記第3及び第4の内部電極の間に複数の静電容量成分が形成されるように、前記絶縁体層を挟んで配置されていることを特徴とする積層コンデンサ。
  2. 前記第2の内部電極群は、前記少なくとも一つの中間内部電極として、前記第3及び第4の内部電極に対向する第1の中間内部電極を有していることを特徴とする請求項1に記載の積層コンデンサ。
  3. 前記第2の内部電極群は、前記少なくとも一つの中間内部電極として、第2〜第4の中間内部電極を有しており、
    前記第2の中間内部電極は、前記第3の内部電極及び前記第3の中間内部電極に対向し、
    前記第4の中間内部電極は、前記第4の内部電極及び前記第3の中間内部電極に対向していることを特徴とする請求項1又は2に記載の積層コンデンサ。
  4. 前記第2の内部電極群には、第1の中間内部電極を有している内部電極群と、第2〜第4の中間内部電極を有している内部電極群と、の2種類の内部電極群が含まれており、
    前記第1の中間内部電極は、前記第3及び第4の内部電極に対向し、
    前記第2の中間内部電極は、前記第3の内部電極及び前記第3の中間内部電極に対向し、
    前記第4の中間内部電極は、前記第4の内部電極及び前記第3の中間内部電極に対向していることを特徴とする請求項1に記載の積層コンデンサ。
  5. 前記第1の内部電極は、前記第1の端子電極に接続される第1の引き出し部を有し、
    前記第2の内部電極は、前記第2の端子電極に接続される第2の引き出し部を有し、
    前記第3の内部電極は、前記第1の端子電極に接続される第3の引き出し部を有し、
    前記第4の内部電極は、前記第2の端子電極に接続される第4の引き出し部を有し、
    前記第3及び第4の引き出し部の幅は、前記第1及び第2の引き出し部の幅よりも広いことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層コンデンサ。
  6. 前記第1の内部電極は、前記第1の端子電極に接続される第1の引き出し部を有し、
    前記第2の内部電極は、前記第2の端子電極に接続される第2の引き出し部を有し、
    前記第3の内部電極は、前記第1の端子電極に接続される第3の引き出し部を有し、
    前記第4の内部電極は、前記第2の端子電極に接続される第4の引き出し部を有し、
    前記第3の引き出し部と第4の引き出し部との距離は、前記第1の引き出し部と第2の引き出し部との距離よりも短いことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層コンデンサ。
  7. 前記第1及び第2の内部電極群は、前記コンデンサ素体内において、前記複数の絶縁体層の積層方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の積層コンデンサ。
  8. 前記第1及び第2の端子電極が配置された前記外表面が、他の部品に対する実装面を構成していることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の積層コンデンサ。
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