JP2014096555A - 積層セラミックキャパシタ、積層セラミックキャパシタの回路基板実装構造及び積層セラミックキャパシタの包装体 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電現象による振動によって発生する騒音を低減し、ＥＳＬを一定水準以下に維持することができる積層セラミックキャパシタを提供する。
【解決手段】積層セラミックキャパシタは、複数の第１及び第２内部電極を含んで容量が形成されるアクティブ層と、アクティブ層の上下に形成される上部カバー層と上部カバー層より大きい厚さを有する下部カバー層と、セラミック本体の両断面を覆うように形成される外部電極と、下部カバー層の内部において誘電体層を挟んで下部カバー層の両断面を介して交互に露出するように繰り返して形成される一対の第１及び第２内部電極とを含み、セラミック本体の全体厚さの１／２をＡ、下部カバー層の厚さをＢ、アクティブ層の全体厚さの１／２をＣ、上部カバー層の厚さをＤと規定したときに、アクティブ層の中心部がセラミック本体の中心部から外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層セラミックキャパシタ、積層セラミックキャパシタの回路基板実装構造及び積層セラミックキャパシタの包装体に関する。

積層チップ電子部品の一つである積層セラミックキャパシタは、液晶表示装置（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）及びプラズマ表示装置パネル（ＰＤＰ；Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）などの映像機器、コンピュータ、個人携帯用端末（ＰＤＡ；Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）及び携帯電話などの各種電子製品の印刷回路基板に装着されて電気を充電又は放電させる機能を果たすチップ形態のコンデンサである。

このような積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ；Ｍｕｌｔｉ‐Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、小型でかつ高容量が保障され、実装が容易であるという長所により、様々な電子装置の部品として用いられることができる。

上記積層セラミックキャパシタは、複数の誘電体層と、上記誘電体層の間に互いに異なる極性の内部電極が交互に積層された構造を有することができる。

このような誘電体層は圧電性及び電歪性を有するため、積層セラミックキャパシタに直流又は交流電圧が印加される際に上記内部電極の間で圧電現象が生じ、振動が起こり得る。

このような振動は、積層セラミックキャパシタの外部電極を介して上記積層セラミックキャパシタが実装された印刷回路基板に伝達され、上記印刷回路基板全体が音響反射面となり、雑音となる振動音を発生させる。

上記振動音は人に不快感を与える２０〜２００００Ｈｚ領域の可聴周波数に該当する。このように人に不快感を与える振動音をアコースティックノイズ（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｎｏｉｓｅ）と言う。

上記アコースティックノイズを減少させるために、積層セラミックキャパシタの下部カバー層を増加させた形態の製品が研究されている。

一方、一般的に、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ；Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｓｅｒｉｅｓ Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）は、電流ループ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｌｏｏｐ）の面積に比例する。

従って、上記のように積層セラミックキャパシタの下部カバー層を増加させる場合、アコースティックノイズは一部減少させることができるが、従来の下部カバー層が相対的に薄い製品より高いＥＳＬを有するようになるという問題点が生じ得る。

下記特許文献１には、ＥＳＬを改善する内容について記載されているが、下部カバー層が内部電極を含む構造については開示されていない。

韓国公開特許第１０‐２００６‐００８４７７０号公報

当技術分野において、圧電現象による振動によって発生する騒音を減少させるとともに、ＥＳＬを一定水準以下に維持することができる新たな方法が求められてきた。

本発明の一側面は、複数の誘電体層が積層されるセラミック本体と、上記誘電体層を挟んで上記セラミック本体の両断面を介して交互に露出するように形成された複数の第１及び第２内部電極を含んで容量が形成されるアクティブ層と、上記アクティブ層の上部に形成される上部カバー層と、上記アクティブ層の下部に形成され、上記上部カバー層より大きい厚さを有する下部カバー層と、上記セラミック本体の両断面を覆うように形成される第１及び第２外部電極と、上記下部カバー層の内部において上記誘電体層を挟んで上記下部カバー層の両断面を介して交互に露出するように繰り返して形成される少なくとも一対の第１及び第２内部電極と、を含み、上記セラミック本体の全体厚さの１／２をＡ、上記下部カバー層の厚さをＢ、上記アクティブ層の全体厚さの１／２をＣ、上記上部カバー層の厚さをＤと規定したときに、上記アクティブ層の中心部が上記セラミック本体の中心部から外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たす積層セラミックキャパシタを提供する。

本発明の一実施例において、上記上部カバー層の厚さ（Ｄ）と上記下部カバー層の厚さ（Ｂ）との割合Ｄ／Ｂが０．０２１≦Ｄ／Ｂ≦０．４２２の範囲を満たすことができる。

本発明の一実施例において、上記セラミック本体の厚さの１／２（Ａ）に対する上記下部カバー層の厚さ（Ｂ）の割合Ｂ／Ａが０．３２９≦Ｂ／Ａ≦１．５２２の範囲を満たすことができる。

本発明の一実施例において、上記下部カバー層の厚さ（Ｂ）に対する上記アクティブ層の厚さの１／２（Ｃ）の割合Ｃ／Ｂが０．１４６≦Ｃ／Ｂ≦２．４５８の範囲を満たすことができる。

本発明の一実施例において、上記下部カバー層に形成された第１及び第２内部電極は、上記セラミック本体の下面に近接するように形成されることができる。

本発明の一実施例において、上記下部カバー層に形成される第１及び第２内部電極の全体厚さをＥと規定したときに、上記下部カバー層の全体厚さに対する上記下部カバー層に形成された第１及び第２内部電極の厚さ割合Ｅ／Ｂが０．５以下であることができる。

本発明の一実施例において、上記下部カバー層に形成された第１又は第２内部電極の最下端から上記セラミック本体の下面までの厚さをＦと規定したときに、上記Ｆが１００μｍ以下であることができる。

本発明の一実施例において、電圧印加時に上記アクティブ層の中心部で発生する変形率と上記下部カバー層で発生する変形率との差により、上記セラミック本体の両断面に形成された変曲点が上記セラミック本体の厚さの中心部以下に形成されることができる。

本発明の他の側面は、上部に第１及び第２電極パッドを有する印刷回路基板と、上記印刷回路基板上に設けられる積層セラミックキャパシタと、を含み、上記積層セラミックキャパシタは、複数の誘電体層が積層されるセラミック本体と、上記誘電体層を挟んで上記セラミック本体の両断面を介して交互に露出するように形成された複数の第１及び第２内部電極を有するアクティブ層と、上記アクティブ層の上部に形成される上部カバー層と、上記アクティブ層の下部に上記上部カバー層より厚く形成されて、両断面を介して交互に露出した少なくとも一対の第１及び第２内部電極を有する下部カバー層と、上記セラミック本体の両断面に形成されて、上記第１及び第２内部電極の露出した部分と電気的に連結され、上記第１及び第２電極パッドと半田付けによって連結される第１及び第２外部電極と、を含み、上記セラミック本体の全体厚さの１／２をＡ、上記下部カバー層の厚さをＢ、上記アクティブ層の全体厚さの１／２をＣ、上記上部カバー層の厚さをＤと規定したときに、上記アクティブ層の中心部が上記セラミック本体の中心部から外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たす積層セラミックキャパシタの回路基板実装構造を提供する。

本発明の一実施例において、電圧印加時に上記アクティブ層の中心部で発生する変形率と上記下部カバー層で発生する変形率との差により、上記セラミック本体の両断面に形成された変曲点が上記半田付けの高さ以下に形成されることができる。

本発明のさらに他の側面は、複数の誘電体層が積層されるセラミック本体と、上記誘電体層を挟んで上記セラミック本体の両断面を介して交互に露出するように形成された複数の第１及び第２内部電極を有するアクティブ層と、上記アクティブ層の上部に形成される上部カバー層と、上記アクティブ層の下部に上記上部カバー層より厚く形成されて、両断面を介して交互に露出した少なくとも一対の第１及び第２内部電極を有する下部カバー層と、上記セラミック本体の両断面に形成されて、上記第１及び第２内部電極の露出した部分と電気的に連結される第１及び第２外部電極と、を含み、上記セラミック本体の全体厚さの１／２をＡ、上記下部カバー層の厚さをＢ、上記アクティブ層の全体厚さの１／２をＣ、上記上部カバー層の厚さをＤと規定したときに、上記アクティブ層の中心部が上記セラミック本体の中心部から外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たす少なくとも一つの積層セラミックキャパシタと、上記それぞれの積層セラミックキャパシタを下部カバー層が底面に向かうように収納する複数の収納部が形成された包装シートと、を含む積層セラミックキャパシタの包装体を提供することができる。

本発明の一実施例において、上記積層セラミックキャパシタが収納された収納部を密封するように上記包装シートの一面に付着された包装膜をさらに含むことができる。

本発明の一実施例において、上記包装シートはリールタイプに巻線して形成されることができる。

本発明の一実施形態によると、積層セラミックキャパシタで発生する振動を減少させることで印刷回路基板で発生するアコースティックノイズを減少させるとともに、ＥＳＬを一定水準以下に維持することができる効果がある。

本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタの一部を切開して概略的に図示した斜視図である。 図１の積層セラミックキャパシタを長さ方向に切断して図示した断面図である。 積層セラミックキャパシタに含まれる構成要素の寸法関係を説明するために、図１の積層セラミックキャパシタを長さ方向に切断して概略的に図示した断面図である。 図１の積層セラミックキャパシタが印刷回路基板に実装された状態を図示した斜視図である。 図４の積層セラミックキャパシタ及び印刷回路基板を長さ方向に切断して図示した断面図である。 図４の積層セラミックキャパシタが印刷回路基板に実装された状態で電圧が印加されて積層セラミックキャパシタが変形される状態を概略的に図示した断面図である。 本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタが包装体に実装される状態を概略的に図示した斜視図である。 図７の包装体をリール状に巻取して概略的に図示した断面図である。 従来の積層セラミックキャパシタと、下部カバー層を有する積層セラミックキャパシタと、本実施形態の下部カバー層を有し、この下部カバー層に第１及び第２内部電極がさらに形成される構造の積層セラミックキャパシタそれぞれの振動数に対するインピーダンス（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）の変化を示すグラフである。 従来の積層セラミックキャパシタと、下部カバー層を有する積層セラミックキャパシタと、本実施形態の下部カバー層を有し、この下部カバー層に第１及び第２内部電極がさらに形成される構造の積層セラミックキャパシタそれぞれの振動数に対するＥＳＬの変化を示すグラフである。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。

但し、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されるものではない。

また、本発明の実施形態は当技術分野において平均的な知識を有した者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。

従って、図面における要素の形状及び大きさ等はより明確な説明のために誇張されることがある。

また、各実施例の図面に示された同一の思想の範囲内の機能が同一の構成要素は同一の参照符号を用いて説明する。

本発明の実施例を明確に説明するために六面体の方向を定義すると、図面上に表示されたＬ、Ｗ及びＴはそれぞれ、長さ方向、幅方向及び厚さ方向を示す。ここで、厚さ方向は誘電体層が積層された積層方向と同一の概念に用いられることができる。

また、本実施形態において、説明の便宜上、セラミック本体の長さ方向に第１及び第２外部電極が形成される面を左右両断面に設定し、これと垂直に交差する面を左右側面に設定して併せて説明する。

積層セラミックキャパシタ
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタ１００は、セラミック本体１１０と、第１及び第２内部電極１２１、１２２を有するアクティブ層１１５と、上部及び下部カバー層１１２、１１３と、セラミック本体１１０の両断面を覆うように形成される第１及び第２外部電極１３１、１３２と、を含み、下部カバー層１１３の内部には少なくとも一対の第１及び第２内部電極が形成されることができる。

セラミック本体１１０は、複数の誘電体層１１１を積層してから焼成して形成され、このようなセラミック本体１１０の形状、寸法及び誘電体層１１１の積層数は、本実施形態に図示されたものに限定されない。

また、セラミック本体１１０を形成する複数の誘電体層１１１は焼結された状態であり、隣接する誘電体層１１１の間の境界は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用せずには確認することが困難であるほど一体化されることができる。

このようなセラミック本体１１０は、キャパシタの容量形成に寄与する部分としてのアクティブ層１１５と、上下マージン部としてアクティブ層１１５の上下部にそれぞれ形成された上部及び下部カバー層１１２、１１３と、で構成されることができる。

アクティブ層１１５は、誘電体層１１１を挟んで複数の第１及び第２内部電極１２１、１２２を繰り返して積層して形成されることができる。

この際、誘電体層１１１の厚さは積層セラミックキャパシタ１００の容量設計に合わせて任意に変更することができ、好ましくは、１層の厚さが焼成後に０．０１〜１．００μｍになるように構成することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、誘電体層１１１は、高誘電率を有するセラミック粉末、例えばチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）系又はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）系粉末を含むことができ、本発明はこれに限定されるものではない。

上部及び下部カバー層１１２、１１３は、内部電極を含まない点以外は、誘電体層１１１と同一の材質及び構成を有することができる。

上部及び下部カバー層１１２、１１３は、単一の誘電体層又は二つ以上の誘電体層をアクティブ層１１５の上下面にそれぞれ上下方向に積層して形成することができ、基本的に、物理的又は化学的なストレスによる第１及び第２内部電極１２１、１２２の損傷を防止する機能を果たすことができる。

また、下部カバー層１１３は、上部カバー層１１２より誘電体層の積層数を増やすことにより、上部カバー層より大きい厚さを有することができる。

この際、ＥＳＬは電流ループの面積に比例するため、上記のように積層セラミックキャパシタの下部カバー層を増加させると、内部電極の振動が減少されてアコースティックノイズを減少させることはできるが、反面、ＥＳＬが増加するという問題点が生じ得る。

しかし、本実施形態では、下部カバー層１１３の内部に少なくとも一対の第１及び第２内部電極１２３、１２４を形成することにより、上記のようにアコースティックノイズを減少させるとともに、ＥＳＬを一定水準に維持する効果が期待できる。

このようなＥＳＬ減少防止効果は、下部カバー層１１３に形成される第１及び第２内部電極１２３、１２４が下部カバー層１１３の下端により近接するように形成される際にさらに向上することができる。

第１及び第２内部電極１２１、１２２は、互いに異なる極性を有する一対の電極であって、誘電体層１１１上に所定の厚さで導電性金属を含む導電性ペーストを印刷して、誘電体層１１１の積層方向に沿って両断面を介して交互に露出するように形成されることができ、中間に配置された誘電体層１１１によって互いに電気的に絶縁されることができる。

即ち、第１及び第２内部電極１２１、１２２は、セラミック素体１１０の両断面を介して交互に露出する部分を介して第１及び第２外部電極１３１、１３２とそれぞれ電気的に連結されることができる。

従って、第１及び第２外部電極１３１、１３２に電圧を印加すると、互いに対向する第１及び第２内部電極１２１、１２２の間に電荷が蓄積され、この際、積層セラミックキャパシタ１００の静電容量は、第１及び第２内部電極１２１、１２２の互いに重なる領域の面積に比例する。

このような第１及び第２内部電極１２１、１２２の厚さは用途に応じて決定されることができる。例えば、セラミック素体１１０の大きさを考慮して、０．２〜１．０μｍの範囲内であるように決定されることができ、本発明はこれに限定されるものではない。

また、第１及び第２内部電極１２１、１２２を形成する導電性ペーストに含まれる導電性金属は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、又はこれらの合金であることができ、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上記導電性ペーストの印刷方法としては、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法などが挙げられ、本発明はこれに限定されるものではない。

第１及び第２外部電極１３１、１３２は導電性金属を含む導電性ペーストにより形成されることができ、上記導電性金属は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）又はこれらの合金であることができ、本発明はこれに限定されるものではない。

以下、本実施形態による積層セラミックキャパシタに含まれる構成要素の寸法とアコースティックノイズの関係について説明する。

図３を参照してセラミック本体１１０の全体厚さの１／２をＡ、下部カバー層１１３の厚さをＢ、アクティブ層１１５の全体厚さの１／２をＣ、上部カバー層１１２の厚さをＤ、下部カバー層１１３に形成された第１及び第２内部電極１２３、１２４の全体厚さをＥ、下部カバー層１１３において第１及び第２内部電極１２３、１２４が存在しない部分の厚さをＦと規定する。

ここで、セラミック本体１１０の全体厚さは、セラミック本体１１０の上面Ｓ_Ｔから下面Ｓ_Ｂまでの距離を意味し、アクティブ層１１５の全体厚さは、アクティブ層１１５の最上部に形成された第１内部電極１２１の上面からアクティブ層１１５の最下部に形成された第２内部電極１２２の下面までの距離を意味する。

また、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）は、アクティブ層１１５の厚さ方向の最下部に形成された第２内部電極１２２の下面からセラミック本体１１０下面Ｓ_Ｂまでの距離を意味し、上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）は、アクティブ層１１５の厚さ方向の最上部に形成された第１内部電極１２１の上面からセラミック本体１１０の上面Ｓ_Ｔまでの距離を意味する。

積層セラミックキャパシタ１００の両端部に形成された第１及び第２外部電極１３１、１３２に異なる極性の電圧が印加されると、誘電体層１１１の逆圧電効果（Ｉｎｖｅｒｓｅ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）によってセラミック本体１１０が厚さ方向に膨張及び収縮するようになり、第１及び第２外部電極１３１、１３２の両端部は、ポアソン効果（Ｐｏｉｓｓｏｎ ｅｆｆｅｃｔ）によってセラミック本体１１０の厚さ方向の膨張及び収縮とは反対に収縮及び膨張するようになる。

ここで、アクティブ層１１５の中心部は、第１及び第２外部電極１３１、１３２の長さ方向の両端部で最大に膨張及び収縮される部分であり、アコースティックノイズが発生する原因となる。

即ち、本実施形態では、アコースティックノイズを減少させるために、電圧が印加されてアクティブ層１１５の中心部ＣＬ_Ａで発生する変形率と下部カバー層１１３で発生する変形率との差により、セラミック本体１１０の両断面に形成された変曲点（ＰＩ；ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｉｎｆｌｅｃｔｉｏｎ）がセラミック本体１１０の厚さの中心部ＣＬ_Ｃ以下に形成されることができる。

この際、アコースティックノイズをさらに減少させるために、アクティブ層１１５の中心部ＣＬ_Ａがセラミック本体１１０の中心部ＣＬ_Ｃから外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たすことが好ましい。

また、上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）と下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）との割合Ｄ／Ｂが０．０２１≦Ｄ／Ｂ≦０．４２２の範囲を満たすことができる。

また、セラミック本体１１０の厚さの１／２（Ａ）に対する下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）の割合Ｂ／Ａが０．３２９≦Ｂ／Ａ≦１．５２２の範囲を満たすことができる。

また、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）に対するアクティブ層１１５の厚さの１／２（Ｃ）の割合Ｃ／Ｂが０．１４６≦Ｃ／Ｂ≦２．４５８の範囲を満たすことができる。

実験例
本発明の実施例と比較例による積層セラミックキャパシタは、下記のように製作された。

チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）などの粉末を含んでなるスラリーをキャリアフィルム（ｃａｒｒｉｅｒ ｆｉｌｍ）上に塗布及び乾燥して、１．８μｍの厚さに製造された複数個のセラミックグリーンシートを準備する。

次に、上記セラミックグリーンシート上に、スクリーンを利用してニッケル内部電極用導電性ペーストを塗布して内部電極を形成する。

上記セラミックグリーンシートを３７０層ほど積層するが、内部電極が形成されていないセラミックグリーンシートを内部電極が形成されたセラミックグリーンシートの上部より下部に多く積層した。この積層体を８５℃にて１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力条件で等圧圧縮成形（ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｉｎｇ）した。

圧着が完了したセラミック積層体を個別チップの形態に切断し、切断したチップは大気雰囲気で２３０℃、６０時間維持して脱バインダを行った。

次に、１２００℃で内部電極が酸化されないように、Ｎｉ／ＮｉＯ平衡酸素分圧より低い１０^−１１〜１０^−１０ａｔｍの酸素分圧下の還元雰囲気で焼成した。焼成後の積層チップキャパシタのチップサイズは、長さ×幅（Ｌ×Ｗ）が約１．６４ｍｍ×０．８８ｍｍ（Ｌ×Ｗ、１６０８サイズ）であった。ここで、製作公差は長さ×幅（Ｌ×Ｗ）が±０．１ｍｍ内の範囲となるように定め、これを満たす場合に、実験を行ってアコースティックノイズを測定した。

次に、外部電極、メッキなどの工程を経て、積層セラミックキャパシタを製作した。

*は比較例、ＡＮ：アコースティックノイズ（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｎｏｉｓｅ）

上記表１のデータは、図３のように、積層セラミックキャパシタ１００をセラミック本体１１０の幅方向（Ｗ）の中心部で長さ方向（Ｌ）及び厚さ方向（Ｔ）に切開した断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で撮影した写真を基準として、それぞれの寸法を測定したものである。

ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、上述したように、セラミック本体１１０の全体厚さの１／２をＡ、下部カバー層１１３の厚さをＢ、アクティブ層１１５の全体厚さの１／２をＣ、上部カバー層１１２の厚さをＤと規定したものである。

アコースティックノイズを測定するために、アコースティックノイズ測定用基板当たり一つのサンプル（積層チップキャパシタ）を上下方向に区分して印刷回路基板に実装した後、その基板を測定用治具（Ｊｉｇ）に装着した。

そして、ＤＣパワーサプライ（Ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ）及び信号発生器（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を用いて、測定治具に装着されたサンプルの両端子にＤＣ電圧及び電圧変動を印加し、上記印刷回路基板の真上に設けられたマイクを用いてアコースティックノイズを測定した。

上記表１において、サンプル１〜３は、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）と上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）がほぼ類似したカバー対称構造を有する比較例であり、サンプル４〜１３は、上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）が下部カバー層の厚さ（Ｂ）より厚い構造を有する比較例である。

また、サンプル１４、１５及びサンプル３５〜３７は、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）が上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）より厚い構造を有する比較例であり、サンプル１６〜３４は、本発明の実施形態による実施例である。

ここで、（Ｂ＋Ｃ）／Ａの値がほぼ１である場合にはアクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部からあまり外れていないことを意味する。下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）と上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）がほぼ類似したカバー対称構造を有するサンプル１〜３の（Ｂ＋Ｃ）／Ａの値はほぼ１である。

（Ｂ＋Ｃ）／Ａの値が１より大きい場合にはアクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から上部方向に外れていることを意味し、（Ｂ＋Ｃ）／Ａの値が１より小さい場合にはアクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から下部方向に外れていることを意味することができる。

上記表１を参照すると、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たす実施例であるサンプル１６〜３４において、アコースティックノイズが２０ｄＢ未満に著しく減少することを確認することができる。

また、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３未満であるサンプル１〜１５は、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部からほとんど外れていないか、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から下部方向に外れた構造を有する。

上記（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３未満であるサンプル１〜１５は、アコースティックノイズが２５〜３２．５ｄＢであり、本発明による実施例よりアコースティックノイズの減少効果がないことが分かる。

また、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．７４５を超えるサンプル３５〜３７では、目標容量に対する静電容量が低く容量不良が発生した。

上記表１において、容量具現率（即ち、目標容量に対する静電容量の割合）が「ＮＧ」と表示されたものは、目標容量値を１００％としたときに、目標容量に対する静電容量値が８０％未満である場合を意味する。

また、上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）と下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）との割合（Ｄ／Ｂ）が０．０２１≦Ｄ／Ｂ≦０．４２２の範囲を満たす実施例において、アコースティックノイズが著しく減少することが分かる。

反面、上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）と下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）との割合（Ｄ／Ｂ）が０．４２２を超える比較例は、アコースティックノイズの減少効果がないことが分かる。

上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）と下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）との割合（Ｄ／Ｂ）が０．０２１未満である場合には、上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）より下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）が大きすぎてクラック又はデラミネーションが発生する可能性があり、目標容量に対する静電容量が低く容量不良が発生する可能性もある。

実施例のうち、セラミック本体１１０の厚さ（Ａ）に対する下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）の割合（Ｂ／Ａ）、及び下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）に対するアクティブ層１１５の厚さ（Ｃ）の割合（Ｃ／Ｂ）それぞれが、０．３２９≦Ｂ／Ａ≦１．５２２、及び０．１４６≦Ｃ／Ｂ≦２．４５８の範囲を満たす実施例であるサンプル１９〜３４において、アコースティックノイズが１８ｄＢ未満にさらに減少することが分かる。

反面、セラミック本体１１０の厚さ（Ａ）に対する下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）の割合（Ｂ／Ａ）が１．５２２を超えるか、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）に対するアクティブ層１１５の厚さ（Ｃ）の割合（Ｃ／Ｂ）が０．１４６未満であるサンプル３５〜３７においては、目標容量に対する静電容量が低く容量不良が発生する問題点があった。

下記表２は、下部カバー層１１３の厚さと、下部カバー層１１３に形成される第１及び第２内部電極１２３、１２４の全体厚さによるＥＳＬ（この際、振動数は２００ＭＨｚ）と、アコースティックノイズ（ｄＢ）の変化を示すものである。

上記表２において、（Ｅ）は下部カバー層１１３に形成される第１及び第２内部電極１２３、１２４の全体厚さを示し、（Ｆ）は最下端の第２内部電極１２４からセラミック本体１１０下面Ｓ_Ｂまでの厚さを示す。

表２を参照すると、下部カバー層１１３において第１及び第２内部電極１２３、１２４が形成されていない従来例としてのサンプル９、及び（Ｆ）の厚さが１００μｍを超えるサンプル８の場合、ＥＳＬが２００ｐＨを超えることを確認することができる。

また、下部カバー層１１３の全体厚さに対する第１及び第２内部電極１２３、１２４の厚さ割合Ｅ／Ｂが０．５を超えるサンプル１の場合、アコースティックノイズ（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｎｏｉｓｅ）が２０ｄＢを超えることを確認することができる。

従って、ＥＳＬ及びアコースティックノイズを一定水準以下に維持するための好ましい（Ｆ）の厚さとＥ／Ｂは、それぞれ１００μｍ以下と０．５以下であることが分かる。

図９は従来の積層セラミックキャパシタ（以下、「比較例１」とする）と、下部カバー層を有する積層セラミックキャパシタ（以下、「比較例２」とする）と、本実施形態の下部カバー層を有し、この下部カバー層に第１及び第２内部電極がさらに形成される構造の積層セラミックキャパシタ（以下、「実施例」とする）それぞれの振動数に対するインピーダンス（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）変化を示すグラフである。

図９を参照すると、比較例１（破線）及び比較例２（一点鎖線）と、実施例（実線）の積層セラミックキャパシタは、低い振動数ではほぼ類似したインピーダンスを有するが、振動数が一定数値を超えると、比較例２のインピーダンスが比較例１及び実施例に比べ相対的に増加するという問題点があった。この際、実施例は、下部カバー層１１３が形成されていない比較例１とほぼ類似したインピーダンスを有することが分かる。

図１０は比較例１（破線）及び比較例２（一点鎖線）と、実施例（実線）それぞれの振動数に対するＥＳＬの変化を示すグラフである。

図１０を参照すると、実施例は、低い振動数では比較例１より高く、比較例２とはほぼ類似した数値のＥＳＬを有し、振動数が一定数値を超えると著しく低下して、比較例２より著しく低く、下部カバー層１１３が形成されていない比較例１とほぼ類似した水準のＥＳＬを有することが分かる。

従って、本実施形態の積層セラミックキャパシタ１００は、アコースティックノイズを減少させるための下部カバー層１１３の構造を有するとともに、従来の下部カバー層１１３が形成されていない製品と類似した水準にＥＳＬを減少させることができる効果がある。

積層セラミックキャパシタの回路基板実装構造
図４及び図５を参照すると、本実施形態による積層セラミックキャパシタ１００の実装基板２００は、積層セラミックキャパシタ１００が水平に実装される印刷回路基板２１０と、印刷回路基板２１０の上面に互いに離隔するように形成された第１及び第２電極パッド２２１、２２２と、を含む。

この際、積層セラミックキャパシタ１００は、下部カバー層１１３が下側に配置され、第１及び第２外部電極１３１、１３２がそれぞれ第１及び第２電極パッド２２１、２２２上に接触するように位置した状態で、半田付け２３０により印刷回路基板２１０と電気的に連結されることができる。

上記のように積層セラミックキャパシタ１００が印刷回路基板２１０に実装された状態で電圧を印加するとアコースティックノイズが生じ得る。

この際、第１及び第２電極パッド２２１、２２２の大きさは、積層セラミックキャパシタ１００の第１及び第２外部電極１３１、１３２と第１及び第２電極パッド２２１、２２２を連結する半田付け２３０の量を決定する指標になることができ、このような半田付け２３０の量に応じてアコースティックノイズの大きさが調節されることができる。

図６を参照すると、積層セラミックキャパシタ１００が印刷回路基板２１０に実装された状態で積層セラミックキャパシタ１００の両端部に形成された第１及び第２外部電極１３１、１３２に異なる極性の電圧が印加されると、誘電体層１１１の逆圧電効果（Ｉｎｖｅｒｓｅ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）によってセラミック本体１１０は厚さ方向に膨張及び収縮するようになり、第１及び第２外部電極１３１、１３２の両端部は、ポアソン効果（Ｐｏｉｓｓｏｎ ｅｆｆｅｃｔ）によってセラミック本体１１０の厚さ方向の膨張及び収縮とは反対に収縮及び膨張するようになる。

ここで、アクティブ層１１５の中心部は、第１及び第２外部電極１３１、１３２の長さ方向の両端部で最大に膨張及び収縮される部分であり、アコースティックノイズが発生する原因となる。

積層セラミックキャパシタ１００の長さ方向の両断面が最大に膨張されると、半田付け２３０の上部には膨脹によって外部に押し出される力Ａが生じ、半田付け２３０の下部には膨脹によって外部に押し出される力によって外部電極の方に押す、収縮される力Ｂが生じる。

従って、本実施形態のように、電圧が印加されてアクティブ層１１５の中心部ＣＬ_Ａで発生する変形率と下部カバー層１１３で発生する変形率との差により、セラミック本体１１０の両断面に形成された変曲点が半田付け２３０の高さ以下に形成されると、アコースティックノイズをさらに減少させることができる。

積層セラミックキャパシタの包装体
図７を参照すると、本実施形態による積層チップキャパシタの包装体３００は、それぞれの積層セラミックキャパシタ１００を収納するために積層セラミックキャパシタ１００に対応する形状からなる複数の収納部３１１が形成された包装シート３１０を含むことができる。

この際、それぞれの積層セラミックキャパシタ１００は、電子部品整列装置４２０によって第１及び第２内部電極１２１、１２２が水平に整列された状態を維持し、移送装置４１０によって包装シート３１０に運搬されることができる。

このように運搬された積層セラミックキャパシタ１００は、下部カバー層１１３が収納部３１１の底面３１１ａに向かうように収納部３１１に収納されることができる。

また、包装シート３１０の一面には、それぞれの積層セラミックキャパシタ１００が収納された収納部３１１を密封するように覆う包装膜３２０が付着されることができる。

一方、図８を参照すると、このように形成された包装シート３１０はリールタイプに連続的に巻線して形成されることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求範囲に記載された本発明の技術的事項から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野において通常の知識を有した者には明らかである。

１００ 積層セラミックキャパシタ
１１０ セラミック本体
１１１ 誘電体層
１１２ 上部カバー層
１１３ 下部カバー層
１１５ アクティブ層
１２１、１２２、１２３、１２４ 第１及び第２内部電極
１３１、１３２ 第１及び第２外部電極
２００ 実装基板
２１０ 印刷回路基板
２２１、２２２ 第１及び第２電極パッド
２３０ 半田付け
３００ 包装体
３１０ 包装シート
３１１ 収納部
３２０ 包装膜
４１０ 移送装置
４２０ 電子部品整列装置

Claims (14)

1. 複数の誘電体層が積層されるセラミック本体と、
   前記誘電体層を挟んで前記セラミック本体の両断面を介して交互に露出するように形成された複数の第１及び第２内部電極を含んで容量が形成されるアクティブ層と、
   前記アクティブ層の上部に形成される上部カバー層と、
   前記アクティブ層の下部に形成され、前記上部カバー層より大きい厚さを有する下部カバー層と、
   前記セラミック本体の両断面を覆うように形成される第１及び第２外部電極と、
   前記下部カバー層の内部において前記誘電体層を挟んで前記下部カバー層の両断面を介して交互に露出するように繰り返して形成される少なくとも一対の第１及び第２内部電極と、を含み、
   前記セラミック本体の全体厚さの１／２をＡ、前記下部カバー層の厚さをＢ、前記アクティブ層の全体厚さの１／２をＣ、前記上部カバー層の厚さをＤと規定したときに、前記アクティブ層の中心部が前記セラミック本体の中心部から外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たす、積層セラミックキャパシタ。
2. 前記上部カバー層の厚さ（Ｄ）と前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）との割合Ｄ／Ｂが０．０２１≦Ｄ／Ｂ≦０．４２２の範囲を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
3. 前記セラミック本体の厚さの１／２（Ａ）に対する前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）の割合Ｂ／Ａが０．３２９≦Ｂ／Ａ≦１．５２２の範囲を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
4. 前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）に対する前記アクティブ層の厚さの１／２（Ｃ）の割合Ｃ／Ｂが０．１４６≦Ｃ／Ｂ≦２．４５８の範囲を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
5. 前記下部カバー層に形成された第１及び第２内部電極は、前記セラミック本体の下面に近接するように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
6. 前記下部カバー層に形成される第１及び第２内部電極の全体厚さをＥと規定したときに、前記下部カバー層の全体厚さに対する前記下部カバー層に形成された第１及び第２内部電極の厚さ割合Ｅ／Ｂが０．５以下であることを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
7. 前記下部カバー層に形成された第１又は第２内部電極の最下端から前記セラミック本体の下面までの厚さをＦと規定したときに、前記Ｆが１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
8. 前記下部カバー層に形成される第１及び第２内部電極の全体厚さをＥ、前記下部カバー層に形成された第１又は第２内部電極の最下端から前記セラミック本体の下面までの厚さをＦと規定したときに、前記下部カバー層の全体厚さに対する前記下部カバー層に形成された第１及び第２内部電極の全体厚さの割合Ｅ／Ｂが０．５以下であり、前記Ｆが１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
9. 電圧印加時に前記アクティブ層の中心部で発生する変形率と前記下部カバー層で発生する変形率との差により、前記セラミック本体の両断面に形成された変曲点が前記セラミック本体の厚さの中心部以下に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
10. 上部に第１及び第２電極パッドを有する印刷回路基板と、
    前記印刷回路基板上に設けられる積層セラミックキャパシタと、を含み、
    前記積層セラミックキャパシタは、複数の誘電体層が積層されるセラミック本体と、前記誘電体層を挟んで前記セラミック本体の両断面を介して交互に露出するように形成された複数の第１及び第２内部電極を有するアクティブ層と、前記アクティブ層の上部に形成される上部カバー層と、前記アクティブ層の下部に前記上部カバー層より厚く形成されて、両断面を介して交互に露出した少なくとも一対の第１及び第２内部電極を有する下部カバー層と、前記セラミック本体の両断面に形成されて、前記第１及び第２内部電極の露出した部分と電気的に連結され、前記第１及び第２電極パッドと半田付けによって連結される第１及び第２外部電極と、を含み、
    前記セラミック本体の全体厚さの１／２をＡ、前記下部カバー層の厚さをＢ、前記アクティブ層の全体厚さの１／２をＣ、前記上部カバー層の厚さをＤと規定したときに、前記アクティブ層の中心部が前記セラミック本体の中心部から外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たす、積層セラミックキャパシタの回路基板実装構造。
11. 電圧印加時に前記アクティブ層の中心部で発生する変形率と前記下部カバー層で発生する変形率との差により、前記セラミック本体の両断面に形成された変曲点が前記半田付けの高さ以下に形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の積層セラミックキャパシタの回路基板実装構造。
12. 複数の誘電体層が積層されるセラミック本体と、前記誘電体層を挟んで前記セラミック本体の両断面を介して交互に露出するように形成された複数の第１及び第２内部電極を有するアクティブ層と、前記アクティブ層の上部に形成される上部カバー層と、前記アクティブ層の下部に前記上部カバー層より厚く形成されて、両断面を介して交互に露出した少なくとも一対の第１及び第２内部電極を有する下部カバー層と、前記セラミック本体の両断面に形成されて、前記第１及び第２内部電極の露出した部分と電気的に連結される第１及び第２外部電極と、を含み、前記セラミック本体の全体厚さの１／２をＡ、前記下部カバー層の厚さをＢ、前記アクティブ層の全体厚さの１／２をＣ、前記上部カバー層の厚さをＤと規定したときに、前記アクティブ層の中心部が前記セラミック本体の中心部から外れる割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たす少なくとも一つの積層セラミックキャパシタと、
    前記それぞれの積層セラミックキャパシタを下部カバー層が底面に向かうように収納する複数の収納部が形成された包装シートと、を含む、積層セラミックキャパシタの包装体。
13. 前記積層セラミックキャパシタが収納された収納部を密封するように前記包装シートの一面に付着された包装膜をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の積層セラミックキャパシタの包装体。
14. 前記包装シートはリールタイプに巻線して形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の積層セラミックキャパシタの包装体。

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