JP2012033651A - セラミックコンデンサ - Google Patents

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Takashi Komatsu
敬 小松
Katsuhiko Igarashi
克彦 五十嵐
Emi Nimiya
恵美 仁宮
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Tdk Corp
Tdk株式会社
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Abstract

【課題】回路基板において発生する振動音の大きさを好適に低減することができるセラミックコンデンサを提供することを課題とする。
【解決手段】誘電体素体21と誘電体素体21の両端部に設けられた外部電極22とを有するセラミックコンデンサ素子11と、外部電極22と回路基板13とを接続する接続端子12と、を備えたセラミックコンデンサ10であって、接続端子12は、回路基板13および外部電極22から離れた部分において、複数回屈曲させた屈曲部28を有していることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、回路基板に実装されるセラミックコンデンサに関する。
ノート型パーソナルコンピュータやPDA(Personal Digital Assistant)、携帯電話等各種携帯型の情報処理装置においては、電子部品として、コンデンサ、インダクタ、バリスタ又これらを複合した複合部品を回路基板に表面実装することにより、高密度に電子部品を搭載して回路基板全体の大きさの小型化が図られている。このような回路基板に搭載されるコンデンサとして、積層型のセラミックコンデンサが用いられている。
積層型のセラミックコンデンサは、誘電体と内部電極とが交互に積層されている。誘電体を形成するセラミック材料には、誘電率が比較的高いチタン酸バリウム等の強誘電体材料が一般的に用いられている。このような積層型のセラミックコンデンサに電圧を印加すると、誘電体を形成するセラミック材料は、電歪現象を伴うため、セラミックコンデンサは、印加電圧の大きさに応じた機械的歪みを生じる。このため、セラミックコンデンサに交流電圧を印加すると、電歪現象によりセラミックコンデンサが振動する。
この電歪現象によるセラミックコンデンサの振動は、セラミックコンデンサが実装されている基板に伝播する。この基板に伝わった振動により、基板において振動音(音鳴り)が発生する。特に、より大きな静電容量を得るために、複数のコンデンサを基板上に並列に接続した場合には、複数のコンデンサが同じ周期で振動するため、基板に伝わる振動が共振によって増幅され、この結果、振動音が増大する虞がある。
従来、このようなセラミックコンデンサとして、側面に外部電極を有するセラミックコンデンサ素子と、外部電極に接続された外部引き出し用電極端子とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このセラミックコンデンサでは、外部引き出し用電極端子が波形に形成されており、波形に形成した外部引き出し用電極端子の頂部を、セラミックコンデンサ素子の外部電極にはんだ付けすることで、外部電極と外部引き出し用電極端子とが線接触する。これにより、セラミックコンデンサは、外部電極と外部引き出し用電極端子との接触面積を小さくすることができ、また、外部引き出し用電極端子の波形部に弾性を持たせることができるため、熱歪みによってセラミックコンデンサ素子に発生するクラックを抑制することができる。
実開昭62−40818号公報
従来のセラミックコンデンサのような構成の場合、セラミックコンデンサ素子と基板とを接続する外部引き出し用電極端子(接続端子)は、その波形部が、セラミックコンデンサ素子と基板とから離れた部分において、1回折り曲げた構成となっている。しかしながら、外部引き出し用電極端子を、セラミックコンデンサ素子と基板とから離れた部分において、1回折り曲げただけでは、基板において発生する振動音の大きさを好適に低減することは難しい。そもそも、従来のセラミックコンデンサは、振動音を低減するために、外部引き出し用電極端子の一部を波形部にしているわけではない。
そこで、本発明は、基板において発生する振動音の大きさを好適に低減することができるセラミックコンデンサを提供することを課題とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明者らはセラミックコンデンサについて鋭意研究をした。その結果、セラミックコンデンサ素子の外部電極と基板とを接続する接続端子に、複数回屈曲させた屈曲部を設け、基板から外部電極までの延べ長さを長くすることで、ばね定数を小さくすることができ、これにより、基板において発生する振動音の大きさを低減できることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
本発明のセラミックコンデンサは、外部電極を有するセラミックコンデンサ素子と、外部電極と基板とを接続する接続端子と、を備え、接続端子は、基板および外部電極から離れた部分において、複数回屈曲させた屈曲部を有していることを特徴とする。
この構成によれば、接続端子が、複数回屈曲させた屈曲部を有することにより、基板から外部電極までの延べ長さを、従来に比して長くすることができる。このとき、基板から外部電極までの部分におけるばね定数は、基板から外部電極までの延べ長さに依存しており、延べ長さが長くなればなるほど小さくなる。このため、屈曲部は、従来に比して弾性を有することとなり、これにより、セラミックコンデンサ素子の振動を吸収することができる。よって、屈曲部は、セラミックコンデンサ素子から基板へ向けて伝播される振動を吸収でき、これにより、基板において発生する振動音の大きさを好適に低減することができる。
本発明の好ましい態様として、接続端子は、外部電極と面接触している。
この構成によれば、接続端子は、外部電極との接触面積を大きくすることができるため、接触不良による等価直列抵抗(ESR)の増大を抑制することができる。
本発明の好ましい態様として、セラミックコンデンサ素子は、基板と対向する対向面と、対向面を挟んで両端側にある両端面とを有し、外部電極は、セラミックコンデンサ素子の両端側にそれぞれ設けられ、接続端子は、その一端が、外部電極の対向面側に接続されている。
この構成によれば、接続端子は、その一端が、外部電極の対向面側に設けられるため、セラミックコンデンサ素子が基板と対向する方向に振動した場合、この振動を好適に吸収することができる。
本発明の好ましい態様として、セラミックコンデンサ素子は、基板と対向する対向面と、対向面を挟んで両端側にある両端面とを有し、外部電極は、セラミックコンデンサ素子の両端側にそれぞれ設けられ、接続端子は、その一端が、外部電極の端面側に接続されている。
この構成によれば、接続端子は、その一端が、外部電極の端面側に設けられるため、セラミックコンデンサ素子が、その両端面を結ぶ方向に振動した場合、この振動を好適に吸収することができる。
本発明の好ましい態様として、接続端子は、その屈曲部が、セラミックコンデンサ素子と基板との間隙部分に設けられている。
この構成によれば、屈曲部は、セラミックコンデンサ素子と基板との間隙部分に設けられるため、セラミックコンデンサ素子が基板と対向する方向に振動した場合、この振動を好適に吸収することができる。
本発明の好ましい態様として、セラミックコンデンサ素子は、基板と対向する対向面と、対向面を挟んで両端側にある両端面とを有し、接続端子は、その屈曲部が、セラミックコンデンサ素子の両端面を結ぶ方向上において、セラミックコンデンサ素子の端面の外側に設けられている。
この構成によれば、屈曲部は、セラミックコンデンサ素子の端面の外側に設けられるため、セラミックコンデンサ素子が、その両端面を結ぶ方向に振動した場合、この振動を好適に吸収することができる。
本発明のセラミックコンデンサによれば、基板において発生する振動音の大きさを好適に低減することができる。
図1は、第1実施形態に係るセラミックコンデンサを模式的に表した斜視図である。 図2は、第1実施形態に係るセラミックコンデンサを幅方向に直交する面で切断した断面図である。 図3は、接続端子の寸法を示す説明図である。 図4は、第2実施形態に係るセラミックコンデンサを幅方向に直交する面で切断した断面図である。 図5は、第3実施形態に係るセラミックコンデンサを幅方向に直交する面で切断した断面図である。 図6は、従来のセラミックコンデンサを幅方向に直交する面で切断した断面図である。 図7は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す模式図である。
以下、本発明を好適に実施するための形態(以下、実施形態という。)につき、詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。また、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせても良いし、適宜選択して用いてもよい。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るセラミックコンデンサを模式的に表した斜視図であり、図2は、第1実施形態に係るセラミックコンデンサを幅方向に直交する面で切断した断面図である。図1および図2に示すように、セラミックコンデンサ10は、積層型のセラミックコンデンサであり、セラミックコンデンサ素子11と一対の接続端子(金属端子)12とを含む。尚、本実施形態では、セラミックコンデンサ素子11の長さ方向をX方向、幅方向をY方向、高さ方向(厚み方向)をZ方向とする。
セラミックコンデンサ10は、回路基板13上に搭載されている。セラミックコンデンサ10は、1つのセラミックコンデンサ素子11により構成されているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、セラミックコンデンサ10は、セラミックコンデンサ素子11を複数組み合わせてもよい。回路基板13は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、PDAや携帯電話等の小型の処理装置に用いられる。セラミックコンデンサ10が実装される回路基板13の表面には、一対の基板電極14が設けられており、一対の基板電極14からは、一対の配線15がそれぞれ延びている。一対の接続端子12は、はんだ16によって一対の基板電極14に各々はんだ付けされる。
セラミックコンデンサ素子11は、略直方体形状に形成され、例えば、幅Wが2.5mm、高さHが2.5mm、長さLが3.2mmに形成される。セラミックコンデンサ素子11は、その下面(高さ方向における一方の面)が、回路基板13と対向する対向面となるように配置されている。セラミックコンデンサ素子11は、誘電体素体21と、一対の外部電極(端子電極)22とを有する。一対の外部電極22は、誘電体素体21の長さ方向における両端面と、誘電体素体21の両端面の縁部から所定の長さ分だけ内側に向かって延びるように誘電体素体21の周囲を囲む部位とに設けられている。
誘電体素体21は、上面、下面および四方側面を有する直方体形状に形成されており、複数の誘電体23と、複数(例えば100層程度)の内部電極24とを有している。誘電体素体21は、複数の誘電体23と複数の内部電極24とを交互に積層して形成されている。誘電体素体21は、セラミックグリーンシート(未焼成セラミックシート)を複数枚積層した積層体を加熱圧着して一体化して、切断し、脱脂し、焼成することにより得られた直方体状の焼結体である。誘電体23と内部電極24との積層方向は、セラミックコンデンサ素子11の高さ方向である。
誘電体23は、例えば、誘電率の高い強誘電体材料として誘電率の高い強誘電体材料として高いチタン酸バリウム(BaTiO3)系セラミックス材料で構成され、層状に形成されている。誘電体23としてチタン酸バリウムを主成分として用いて構成された誘電体素体21は、誘電体23としての機能を有し、電圧が加えられると歪みが生じる。このため、セラミックコンデンサ素子11は、交流電圧が印加されると、交流電圧の大きさに応じた機械的歪みを生じ、この機械的歪みが振動となって回路基板13に伝播することで、回路基板13が振動し、可聴周波数帯域である場合、回路基板13の振動が、振動音として現れることになる。
複数の内部電極24は、正極側の内部電極24と負極側の内部電極24とを有している。正極側の内部電極24は、その一端が一方(正極側)の外部電極22に接続され、その他端が開放端となっている。負極側の内部電極24は、その一端が他方(負極側)の外部電極22に接続され、その他端が開放端となっている。正極側の内部電極24と負極側の内部電極24とは、誘電体23を介して交互に対向し、所定間隔を持って複数積層されている。内部電極24を構成する材料としては、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であれば用いることができ、例えば、卑金属であるNiを主成分とする導電性材料として含んだものが用いられる。
一対の外部電極22は、誘電体素体21の両端部にそれぞれ設けられ、内部電極24と接続している。外部電極22は、卑金属であるCuを主成分として含有するものが用いられ、Cu粉末を含有する導電性ペーストを誘電体素体21の外表面に塗布して焼き付けることによって形成されている。外部電極22は、複数の金属電極層で構成されていてもよく、例えば、外部電極22は、Cuを主成分とした下地電極に、Niめっき層、Snめっき層を形成するようにしてもよい。このように構成されたセラミックコンデンサ素子11の一対の外部電極22に電圧を印加すると、誘電体素体21には、電荷が蓄えられる。
図3は、接続端子の寸法を示す説明図である。図3に示す接続端子17は、一般的に用いられる従来のものである。接続端子17は、その厚さをtとし、その幅をbとし、回路基板13の基板面13aから接続部17Aとセラミックコンデンサ素子11の外部電極22とを接続するはんだ18の基板面13a側までの距離(接続端子取付長さ)をLとする。このとき、接続端子17のばね定数Kは、下記式(1)で表すことができる。下記式(1)中のEは、接続端子17のヤング率である。
接続端子17のばね定数Kが小さい程、セラミックコンデンサ素子11の電歪に起因する振動音を抑制する効果を高くすることができる。接続端子17は、セラミックコンデンサ素子11の外部電極22と回路基板13のランド(基板電極14)とを電気的に接続するものであるため、導電性が必要である。導電性を有する材料としては金属材料があるが、金属材料は一般にヤング率が高い。このため、本実施形態では、平板の金属材料を用いて接続端子12を製造する場合、接続端子12のばね定数Kを小さくすべく、接続端子12は、下記する形状となっている。
接続端子12は、一対の基板電極14と一対の外部電極22とをそれぞれ接続するように一対設けられている。各接続端子12は、帯状の金属平板をM字状に折り曲げて形成されている。具体的に説明すると、各接続端子12は、基板電極14に接続される基板接続部26と、外部電極22に接続される素子接続部27と、基板接続部26と素子接続部27との間に設けられた屈曲部28とを有しており、基板接続部26、素子接続部27および屈曲部28は、一体となっている。
基板接続部26は、金属平板の一方の端部であり、はんだ16を介して基板電極14に面接触させてはんだ付けされる。素子接続部27は、金属平板の他方の端部であり、はんだ16を介して、外部電極22の下面側、すなわち外部電極22と回路基板13とが対向する対向面側に面接触させてはんだ付けされる。
屈曲部28は、金属平板の中間部分であり、回路基板13およびセラミックコンデンサ素子11から離れた部分に設けられている。具体的に説明すると、屈曲部28は、その高さ方向において、回路基板13とセラミックコンデンサ素子11との間隙部分Dに、収まるように配設されている。この屈曲部28は、金属平板の中間部分を2回折り曲げて構成されており、第1折り曲げ部28aと第2折り曲げ部28bとを有している。
図1および図2に示すように、接続端子12は、計3箇所で折り曲げられており、折り曲げ部分としては、金属平板の他方の端部から中間部分へ至る部分において折り曲げられた第1折り曲げ部28aと、金属平板の中間部分において折り曲げられた第2折り曲げ部28bと、金属平板の一方の端部から中間部分へ至る部分において折り曲げられた第3折り曲げ部28cとがある。
屈曲部28は、第1折り曲げ部28aおよび第2折り曲げ部28bを含む一方で、第3折り曲げ部28cを含まない。すなわち、第3折り曲げ部28cは、基板電極14に接触し、回路基板13から離れた部分となっていないため、屈曲部28には含まれない。一方で、第1折り曲げ部28aおよび第2折り曲げ部28bは、回路基板13およびセラミックコンデンサ素子11から離れた部分となっているため、屈曲部28に含まれる。なお、各折り曲げ部28a,28b,28cは、その折り曲げ角度が鋭角となっていることが、好ましい。
このように構成された屈曲部28は、回路基板13とセラミックコンデンサ素子11とが対向する高さ方向に弾性を有する。すなわち、接続端子12は、金属平板を折り曲げて構成することで、上記のように、間隙部分Dを変えることなく、基板電極14から外部電極22に至る延べ長さ(接続端子取付長さ)Lを、長くすることができる。
上記式(1)に示すように、延べ長さLがパラメータの1つとなっており、延べ長さLが長くなればなるほど、ばね定数Kは小さくなる。そして、ばね定数Kが小さくなれば、小さな力で屈曲部28を高さ方向へ変位させることができる。このため、屈曲部28の折り曲げ回数を増やせば、延べ長さLを長くすることができ、これにより、ばね定数Kを小さくすることが可能となる。
以上の構成によれば、接続端子12が、屈曲部28を有することにより、基板電極14から外部電極22までの延べ長さLを、従来に比して長くすることができる。このため、屈曲部28におけるばね定数Kを小さくすることができ、屈曲部28は、従来に比して弾性を有することとなる。これにより、接続端子12は、屈曲部28においてセラミックコンデンサ素子11の振動を吸収することができ、セラミックコンデンサ素子11から回路基板13へ向けて伝播される振動を抑制できるため、回路基板13において発生する振動音の大きさを好適に低減することができる。なお、振動音の大きさは、後述する集音マイク52により音圧として測定される。
また、接続端子12は、その素子接続部27を外部電極22と面接触させることで、外部電極22との接触面積を大きくすることができ、これにより、接触不良によるESRの増大を抑制することができる。
また、接続端子12は、その素子接続部27を外部電極22の下面側に接触させることができ、また、屈曲部28を間隙部分Dに収めて設けることができるため、セラミックコンデンサ素子11が、電歪効果により高さ方向(セラミックコンデンサ素子11と回路基板13とが対向する方向)に振動した場合であっても、この振動を好適に吸収することができる。
なお、第1実施形態のセラミックコンデンサ10では、屈曲部28の折り曲げ回数を2回としたが、2回以上であればよく、例えば、3回であってもよい。また、後述では、第1実施形態のセラミックコンデンサ10において、屈曲部28の折り曲げ回数を変化させた場合の振動音の大きさの変化を測定し、測定結果を比較している。
(第2実施形態)
図4を参照して、第2実施形態に係るセラミックコンデンサ31について説明する。図4は、第2実施形態に係るセラミックコンデンサを幅方向に直交する面で切断した断面図である。なお、第2実施形態のセラミックコンデンサ31の説明では、第1実施形態のセラミックコンデンサ10と重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ記載する。第2実施形態に係るセラミックコンデンサ31は、その接続端子34が、第1実施形態の接続端子12と異なっている。以下、第2実施形態のセラミックコンデンサ31に適用された接続端子34について説明する。
接続端子34は、一対の基板電極14と一対の外部電極22とをそれぞれ接続するように一対設けられている。各接続端子34は、帯状の金属平板を折り曲げて形成されている。具体的に説明すると、各接続端子34は、基板電極14に接続される基板接続部36と、外部電極22に接続される素子接続部37と、基板接続部36と素子接続部37との間に設けられた屈曲部38とを有している。
基板接続部36は、金属平板の一方の端部であり、はんだ16を介して基板電極14に面接触させてはんだ付けされる。素子接続部37は、金属平板の他方の端部であり、はんだ16を介して外部電極22の端面側に面接触させてはんだ付けされる。
屈曲部38は、金属平板の中間部分であり、回路基板13およびセラミックコンデンサ素子11から離れた部分に設けられている。具体的に説明すると、屈曲部38は、その高さ方向において、回路基板13とセラミックコンデンサ素子11との間隙部分Dに、収まるように設けられている。この屈曲部38は、金属平板の中間部分を2回折り曲げて構成されており、第2折り曲げ部38bと第3折り曲げ部38cとを有している。
図4に示すように、接続端子34は、計4箇所で折り曲げられており、折り曲げ部分としては、金属平板の他方の端部から中間部分へ至る部分において折り曲げられた第1折り曲げ部38aと、金属平板の中間部分において折り曲げられた第2折り曲げ部38bおよび第3折り曲げ部38cと、金属平板の一方の端部から中間部分へ至る部分において折り曲げられた第4折り曲げ部38dとがある。
屈曲部38は、第2折り曲げ部38bおよび第3折り曲げ部38cを含む一方で、第1折り曲げ部38aおよび第4折り曲げ部38dを含まない。すなわち、第1折り曲げ部38aは、素子接続部37の一端となっており、素子接続部37は、はんだ16を介して外部電極22と固着されている部分であることから、第1折り曲げ部38aは、弾性を有するように形成したものではないため、屈曲部38には含まれない。また、第4折り曲げ部38dは、基板電極14に接触し、回路基板13から離れた部分となっていないため、屈曲部38には含まれない。一方で、第2折り曲げ部38bおよび第3折り曲げ部38cは、回路基板13およびセラミックコンデンサ素子11から離れた部分となっているため、屈曲部38に含まれる。
以上の構成においても、接続端子34が、屈曲部38を有することにより、屈曲部38が、セラミックコンデンサ素子11の振動を吸収することができるため、セラミックコンデンサ素子11から回路基板13へ向けて伝播される振動を抑制でき、回路基板13において発生する振動音の大きさを好適に低減することができる。
また、接続端子34は、その素子接続部37を外部電極22の端面側に接触させることができるため、セラミックコンデンサ素子11が、電歪効果により長さ方向(セラミックコンデンサ素子11の両端を結ぶ方向)に振動した場合であっても、この振動を好適に吸収することができる。
なお、第2実施形態のセラミックコンデンサ31でも、屈曲部38の折り曲げ回数を2回以上としてもよい。また、後述では、第2実施形態のセラミックコンデンサ31において、屈曲部38の折り曲げ回数を変化させた場合の振動音の大きさの変化を測定し、測定結果を比較している。
(第3実施形態)
図5を参照して、第3実施形態に係るセラミックコンデンサ41について説明する。図5は、第3実施形態に係るセラミックコンデンサを幅方向に直交する面で切断した断面図である。なお、第3実施形態のセラミックコンデンサ41の説明でも、第1実施形態のセラミックコンデンサ10と重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ記載する。第3実施形態に係るセラミックコンデンサ41は、その接続端子44が、第1実施形態の接続端子12と異なっている。以下、第3実施形態のセラミックコンデンサ41に適用された接続端子44について説明する。
接続端子44は、一対の基板電極14と一対の外部電極22とをそれぞれ接続するように一対設けられている。各接続端子44は、帯状の金属平板を折り曲げて形成されている。具体的に説明すると、各接続端子44は、基板電極14に接続される基板接続部46と、外部電極22に接続される素子接続部47と、基板接続部46と素子接続部47との間に設けられた屈曲部48とを有している。
基板接続部46は、金属平板の一方の端部であり、はんだ16を介して基板電極14に面接触させてはんだ付けされる。素子接続部47は、金属平板の他方の端部であり、はんだ16を介して外部電極22の端面側に面接触させてはんだ付けされる。
屈曲部48は、金属平板の中間部分であり、回路基板13およびセラミックコンデンサ素子11から離れた部分に設けられている。具体的に説明すると、屈曲部48は、セラミックコンデンサ素子11の端面の外側に設けられている。この屈曲部48は、金属平板の中間部分を2回折り曲げて構成されており、第2折り曲げ部48bと第3折り曲げ部48cとを有している。
図5に示すように、接続端子44は、計4箇所で折り曲げられており、折り曲げ部分としては、金属平板の他方の端部から中間部分へ至る部分において折り曲げられた第1折り曲げ部48aと、金属平板の中間部分において折り曲げられた第2折り曲げ部48bおよび第3折り曲げ部48cと、金属平板の一方の端部から中間部分へ至る部分において折り曲げられた第4折り曲げ部48dとがある。
屈曲部48は、第2折り曲げ部48bおよび第3折り曲げ部48cを含む一方で、第1折り曲げ部48aおよび第4折り曲げ部48dを含まない。すなわち、第1折り曲げ部48aは、外部電極22に接触し、セラミックコンデンサ素子11から離れた部分となっていないため、屈曲部48には含まれない。また、第4折り曲げ部48dは、基板電極14に接触し、回路基板13から離れた部分となっていないため、屈曲部48には含まれない。一方で、第2折り曲げ部48bおよび第3折り曲げ部48cは、回路基板13およびセラミックコンデンサ素子11から離れた部分となっているため、屈曲部48に含まれる。
以上の構成においても、接続端子44が、屈曲部48を有することにより、屈曲部48が、セラミックコンデンサ素子11の振動を吸収することができるため、セラミックコンデンサ素子11から回路基板13へ向けて伝播される振動を抑制でき、回路基板13において発生する振動音の大きさを好適に低減することができる。
また、屈曲部48をセラミックコンデンサ素子11の端面の外側に設けることができるため、セラミックコンデンサ素子11が、電歪効果により左右方向に振動した場合であっても、この振動を好適に吸収することができる。加えて、屈曲部48をセラミックコンデンサ素子11の端面の外側に設けることで、屈曲部48は、第2折り曲げ部48bと第3折り曲げ部48cとの間の長さを、セラミックコンデンサ素子11の高さ方向に長くとることができる。このため、屈曲部48は、第1および第2実施形態に比して、ばね定数Kを効率よく小さくすることができ、セラミックコンデンサ素子11の振動をより吸収することができる。
なお、第3実施形態のセラミックコンデンサ41でも、屈曲部48の折り曲げ回数を2回以上としてもよい。また、後述では、第3実施形態のセラミックコンデンサ41において、屈曲部48の折り曲げ回数を変化させた場合の振動音の大きさの変化を測定し、測定結果を比較している。
表1を参照して、第1実施形態のセラミックコンデンサ10における実施例および比較例の振動音の音圧と、第2実施形態のセラミックコンデンサ31における実施例および比較例の振動音の音圧と、第3実施形態のセラミックコンデンサ41における実施例および比較例の振動音の音圧とを比較する。なお、本発明のセラミックコンデンサ10,31,41は、以下の実施例に限定されるものではない。また、測定対象となるセラミックコンデンサ素子11は、幅Wが2.5mm、高さHが2.5mm、長さLが3.2mmに形成される。
表1において、比較対象の基準となる従来のセラミックコンデンサの構成を、図6に示す。図6は、従来のセラミックコンデンサを幅方向に直交する面で切断した断面図である。図6に示すように、従来のセラミックコンデンサ61は、第2実施形態のセラミックコンデンサ31において、屈曲部38の折り曲げ回数を0回としたものである。簡単に説明すると、従来のセラミックコンデンサ61は、その接続端子62が、帯状の金属平板をL字状に折り曲げて形成されている。接続端子62は、セラミックコンデンサ素子11の外部電極22の端面にはんだ16を介して接合される長辺部63と、回路基板13の基板電極14にはんだ16を介して接合される短辺部64とを有している。そして、上記の従来のセラミックコンデンサ61を比較例2−1としており、比較例2−1のセラミックコンデンサ61の振動音の音圧を基準音圧である「100%」としている。
ここで、第1実施形態のセラミックコンデンサ10において、屈曲部28の折り曲げ回数を1回としたものを比較例1としている。また、第1実施形態のセラミックコンデンサ10において、屈曲部28の折り曲げ回数を2回としたものを実施例1−1としている。さらに、第1実施形態のセラミックコンデンサ10において、屈曲部28の折り曲げ回数を3回としたものを実施例1−2としている。
第2実施形態のセラミックコンデンサ31において、屈曲部38の折り曲げ回数を1回としたものを比較例2−2としている。また、第2実施形態のセラミックコンデンサ31において、屈曲部38の折り曲げ回数を2回としたものを実施例2−1としている。さらに、第2実施形態のセラミックコンデンサ31において、屈曲部38の折り曲げ回数を3回としたものを実施例2−2としている。
第3実施形態のセラミックコンデンサ41において、屈曲部48の折り曲げ回数を1回としたものを比較例3としている。また、第3実施形態のセラミックコンデンサ41において、屈曲部48の折り曲げ回数を2回としたものを実施例3−1としている。さらに、第3実施形態のセラミックコンデンサ41において、屈曲部48の折り曲げ回数を4回としたものを実施例3−2としている。
(振動音の測定)
各セラミックコンデンサ10,31,41,61を回路基板13に搭載して交流電圧を印加した際に、回路基板13から発生する振動音の大きさ(音圧)を測定した。図7は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す模式図である。図7に示すように、試験装置50は、無響箱51と、集音マイク(商品名;MI−1233、小野測器社製)52と、電源装置53と、FFTアナライザ(商品名:DS2100、小野測器社製)54とを備えている。そして、測定対象となるセラミックコンデンサ55は、回路基板56に設置された状態で、無響箱51内に設置される。なお、セラミックコンデンサ55は、第1実施形態から第3実施形態までのセラミックコンデンサ10,31,41、および従来のセラミックコンデンサ61に相当するものであり、回路基板56は、回路基板13に相当するものである。セラミックコンデンサ55を設置した回路基板56は、その両端に正負一対の電極がそれぞれ設けられる。
無響箱51は、箱状に形成され、その内壁に吸音材57が設けられている。吸音材57は、グラスウール等を用いており、その表面を波型などに形成することで、音波の接触面積を拡大させ、吸音効果を高めている。
電源装置53は、一対の配線58を介して、回路基板56の正負一対の電極にそれぞれ接続されており、回路基板56は、配線58に吊り下げられた状態で、セラミックコンデンサ55が無響箱51内の底面に対向するように、無響箱51の中央部分に配置される。電源装置53は、セラミックコンデンサ55へ向けて、周波数を1kHz〜10kHzとし、DCバイアス20Vとして、3Vp−pの交流電圧を印加した。
集音マイク52は、無響箱51内の底面に設けられ、無響箱51の中央部分に設置されたセラミックコンデンサ55と所定距離を保つようにして配置される。FFTアナライザ54は、集音マイク52により集音された振動音の大きさ(音圧)を解析した。
従って、試験装置50において、電源装置53が回路基板56へ向けて所定の交流電圧を印加すると、セラミックコンデンサ55で振動が発生し、セラミックコンデンサ55の振動が回路基板56に伝達され、回路基板56から振動音が発生する。この振動音を、集音マイク52を用いて集音し、集音した振動音を、FFTアナライザ54で解析することで、回路基板13から発生する振動音の大きさ(音圧)を測定した。なお、音圧は、比較例2−1のセラミックコンデンサ61を用いた場合に生じた振動音の音圧の80%以下に低下させられれば音圧の抑制効果が良好であると判断した。
表1に示すように、折り曲げ回数が1回である比較例1のセラミックコンデンサ10は、その音圧が98%であり、比較例2−2のセラミックコンデンサ31は、その音圧が97%であり、比較例3のセラミックコンデンサ41は、その音圧が98%である。以上から、折り曲げ回数が1回である場合は、振動音を低減することは困難であることが分かった。
折り曲げ回数が2回である実施例1−1のセラミックコンデンサ10は、その音圧が65%であり、実施例2−1のセラミックコンデンサ31は、その音圧が71%であり、実施例3−1のセラミックコンデンサ41は、その音圧が66%である。以上から、折り曲げ回数が2回である場合は、折り曲げ回数が1回である場合に比して、振動音を大きく低減できることが分かった。
折り曲げ回数が3回である実施例1−2のセラミックコンデンサ10は、その音圧が57%であり、実施例2−2のセラミックコンデンサ31は、その音圧が60%であり、折り曲げ回数が4回である実施例3−2のセラミックコンデンサ41は、その音圧が53%である。以上から、折り曲げ回数が2回以上である場合は、折り曲げ回数が2回である場合に比して、振動音をさらに低減できることが分かった。
以上の比較結果から、第1、第2および第3実施形態のセラミックコンデンサ10,31,41において、屈曲部28,38,48の折り曲げ回数が2回以上であれば、振動音の大きさを好適に低減できることが判明した。これにより、折り曲げ回数が2回以上の屈曲部28,38,48を有する第1、第2および第3実施形態のセラミックコンデンサ10,31,41を、回路基板13に搭載すれば、回路基板13から発生する振動音の大きさを低減できる。また、複数のセラミックコンデンサ10,31,41を回路基板13に搭載したときに発生する共振による振動音の増大も抑制することが可能となる。
以上のように、本発明に係るセラミックコンデンサは、積層セラミックコンデンサを用いる場合において有用であり、特に、セラミックコンデンサが回路基板に実装される場合に適している。
10 セラミックコンデンサ
11 セラミックコンデンサ素子
12 接続端子
13 回路基板
14 基板電極
15 配線
16 はんだ
21 誘電体素体
22 外部電極
23 誘電体
24 内部電極
26 基板接続部
27 素子接続部
28 屈曲部
31 セラミックコンデンサ(第2実施形態)
34 接続端子(第2実施形態)
36 基板接続部(第2実施形態)
37 素子接続部(第2実施形態)
38 屈曲部(第2実施形態)
41 セラミックコンデンサ(第3実施形態)
44 接続端子(第3実施形態)
46 基板接続部(第3実施形態)
47 素子接続部(第3実施形態)
48 屈曲部(第3実施形態)
D 間隙部分

Claims (6)

  1. 外部電極を有するセラミックコンデンサ素子と、
    前記外部電極と基板とを接続する接続端子と、を備え、
    前記接続端子は、
    前記基板および前記外部電極から離れた部分において、複数回屈曲させた屈曲部を有していることを特徴とするセラミックコンデンサ。
  2. 前記接続端子は、前記外部電極と面接触している請求項1に記載のセラミックコンデンサ。
  3. 前記セラミックコンデンサ素子は、前記基板と対向する対向面と、前記対向面を挟んで両端側にある両端面とを有し、前記外部電極は、前記セラミックコンデンサ素子の両端側にそれぞれ設けられ、
    前記接続端子は、その一端が、前記外部電極の前記対向面側に接続されている請求項1または2に記載のセラミックコンデンサ。
  4. 前記セラミックコンデンサ素子は、前記基板と対向する対向面と、前記対向面を挟んで両端側にある両端面とを有し、前記外部電極は、前記セラミックコンデンサ素子の両端側にそれぞれ設けられ、
    前記接続端子は、その一端が、前記外部電極の前記端面側に接続されている請求項1または2に記載のセラミックコンデンサ。
  5. 前記接続端子は、その屈曲部が、前記セラミックコンデンサ素子と前記基板との間隙部分に設けられている請求項1から4のいずれか1項に記載のセラミックコンデンサ。
  6. 前記セラミックコンデンサ素子は、前記基板と対向する対向面と、前記対向面を挟んで両端側にある両端面とを有し、前記外部電極は、前記セラミックコンデンサ素子の両端側にそれぞれ設けられ、
    前記接続端子は、その屈曲部が、前記セラミックコンデンサ素子の両端面を結ぶ方向上において、前記セラミックコンデンサ素子の端面の外側に設けられている請求項1から4のいずれか1項に記載のセラミックコンデンサ。
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