JP2015138909A - Composite ceramic capacitor, light-emitting apparatus and mobile terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合セラミックコンデンサ、発光装置および携帯端末に関する。 The present invention relates to a composite ceramic capacitor, a light emitting device, and a portable terminal.
例えば、積層セラミックコンデンサを用いて、より大容量のコンデンサを得る方法の一つとして、複数個の積層セラミックコンデンサをユニットとして組み合わせて一体化させる構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。 For example, as one method for obtaining a larger capacity capacitor using a multilayer ceramic capacitor, a structure in which a plurality of multilayer ceramic capacitors are combined and integrated as a unit has been proposed (for example, see Patent Document 1). ).
ところが、上記特許文献１に開示されたような構造を有する複合セラミックコンデンサでは、一体化された積層セラミックコンデンサが並列接続された構造となっているために静電容量を向上させることはできるが、耐電圧が低いものであった。 However, in the composite ceramic capacitor having the structure as disclosed in Patent Document 1, the capacitance can be improved because the integrated multilayer ceramic capacitor has a structure connected in parallel. The withstand voltage was low.
本発明の目的は、静電容量および耐電圧を高めることのできる複合セラミックコンデンサと、これにより構成される発光装置および携帯端末を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a composite ceramic capacitor capable of increasing the capacitance and the withstand voltage, and a light emitting device and a portable terminal constituted by the composite ceramic capacitor.
本発明の複合セラミックコンデンサは、セラミック誘電体層と内部電極層とが交互に積層されたコンデンサ本体と該コンデンサ本体の対向する端面に設けられた外部電極とを備えた積層セラミックコンデンサを複数個有し、該複数個の積層セラミックコンデンサは、前記セラミック本体の前記端面が互いに向かい合うように縦横に配置され、それぞれの前記外部電極同士が連結されていることを特徴とする。 The composite ceramic capacitor of the present invention includes a plurality of multilayer ceramic capacitors each including a capacitor body in which ceramic dielectric layers and internal electrode layers are alternately stacked, and external electrodes provided on opposing end surfaces of the capacitor body. The plurality of multilayer ceramic capacitors are arranged vertically and horizontally so that the end faces of the ceramic body face each other, and the external electrodes are connected to each other.
本発明の発光装置は、一対の電極間に配置されたトリガ電極により構成されるキセノン型照明器と、前記一対の電極に接続されている上記の複合セラミックコンデンサとを備えていることを特徴とする。 A light-emitting device of the present invention includes a xenon illuminator configured by a trigger electrode disposed between a pair of electrodes, and the composite ceramic capacitor connected to the pair of electrodes. To do.
本発明の携帯端末は、カメラ機能部と、該カメラ機能部の補助光発光手段として上記の発光装置とを備えていることを特徴とする。 A portable terminal according to the present invention includes a camera function unit and the light emitting device described above as auxiliary light emitting means for the camera function unit.
本発明によれば、静電容量および耐電圧を高めることのできる複合セラミックコンデンサ、発光装置および携帯端末を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composite ceramic capacitor, light-emitting device, and portable terminal which can raise an electrostatic capacitance and a withstand voltage can be obtained.
図１（ａ）は、本発明の複合セラミックコンデンサの一実施形態を示す外観斜視図、（ｂ）は、積層セラミックコンデンサの分解斜視図であり、（ｃ）は、（ａ）の回路図である。図１（ｃ）では、積層セラミックコンデンサ間に存在する抵抗成分は便宜上省略して示している。 1A is an external perspective view showing an embodiment of a composite ceramic capacitor of the present invention, FIG. 1B is an exploded perspective view of a multilayer ceramic capacitor, and FIG. 1C is a circuit diagram of FIG. is there. In FIG. 1C, the resistance component existing between the multilayer ceramic capacitors is omitted for convenience.
本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０は、いわゆるチップ型の積層セラミックコンデンサ１が複数個連結された構造を有するものである。この場合、積層セラミックコンデンサ１は、コンデンサ本体３の端面５（外部電極７の端面７ａとほぼ平行なコンデンサ本体３の内部電極層１３が露出した面のこと）が互いに向かうように縦横に配置され、それぞれの外部電極７同士が連結された構成となっている。 The composite ceramic capacitor 10 of the present embodiment has a structure in which a plurality of so-called chip type multilayer ceramic capacitors 1 are connected. In this case, the multilayer ceramic capacitor 1 is arranged vertically and horizontally so that the end surface 5 of the capacitor body 3 (the surface where the internal electrode layer 13 of the capacitor body 3 exposed substantially parallel to the end surface 7a of the external electrode 7) faces each other. The external electrodes 7 are connected to each other.
図１（ａ）および（ｃ）には、本実施形態の複合セラミックコンデンサとして、積層セラミックコンデンサ１を６個（Ｃ１〜Ｃ６）連結させた例を示したが、本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０は、実際には、図１（ａ）に示す座標軸ＸおよびＹの方向に多数の積層セラミックコンデンサ１が連結されたものとなっている。ここで、外部電極７同士が連結されているとは、外部電極７同士が電気的に接続されていることを意味するものであり、この場合、積層セラミックコンデンサ１同士は外部電極７間で導通が取れるように接合材９によって接合されている。 FIGS. 1A and 1C show an example in which six multilayer ceramic capacitors 1 (C1 to C6) are connected as the composite ceramic capacitor of the present embodiment. The composite ceramic capacitor 10 of the present embodiment is shown in FIGS. In practice, a large number of multilayer ceramic capacitors 1 are connected in the directions of the coordinate axes X and Y shown in FIG. Here, the connection between the external electrodes 7 means that the external electrodes 7 are electrically connected. In this case, the multilayer ceramic capacitors 1 are electrically connected between the external electrodes 7. It is joined by the joining material 9 so that it can be removed.
各積層セラミックコンデンサ１を構成するコンデンサ本体３は、セラミック誘電体層１１と内部電極層１３とが交互に積層された構成となっており、実際には、セラミック誘電体層１１および内部電極層１３は数百層にも及ぶものとなっている。 The capacitor main body 3 constituting each multilayer ceramic capacitor 1 has a configuration in which ceramic dielectric layers 11 and internal electrode layers 13 are alternately stacked. In practice, the ceramic dielectric layers 11 and the internal electrode layers 13 are arranged. Has reached hundreds.
個々の積層セラミックコンデンサ１の中で、コンデンサ本体３の対向する端面５に設けられた一対の外部電極７間は絶縁された状態である。このため積層セラミックコンデンサ１がコンデンサ本体３の対向する端面５の方向（図１（ａ）のＸ方向）に外部電極７を介して連結された状態においては、これらの積層セラミックコンデンサ１は直列接続された構成となる。Ｘ方向に連結される積層セラミックコンデンサ１の個数が増えるほど抵抗の数が増えることになるため複合セラミックコンデンサ１０は全体としての耐電圧を高めることができる。なお、積層セラミックコンデンサ１の直列接続は静電容量の低下を伴うことから、Ｘ方向への配列は高容量化という点からすると３個（３列）以下が望ましい。 Among the individual multilayer ceramic capacitors 1, the pair of external electrodes 7 provided on the opposite end surfaces 5 of the capacitor body 3 are insulated. For this reason, when the multilayer ceramic capacitors 1 are connected via the external electrodes 7 in the direction of the opposing end face 5 of the capacitor body 3 (X direction in FIG. 1A), these multilayer ceramic capacitors 1 are connected in series. It becomes the composition which was done. Since the number of resistors increases as the number of multilayer ceramic capacitors 1 connected in the X direction increases, the composite ceramic capacitor 10 can increase the overall withstand voltage. In addition, since the series connection of the multilayer ceramic capacitors 1 is accompanied by a decrease in capacitance, the arrangement in the X direction is desirably three (three rows) or less from the viewpoint of increasing the capacitance.
一方、複数個の積層セラミックコンデンサ１を図１（ａ）のＹ方向に配列させたときには、接合された外部電極７間は等電位となるため、Ｙ方向では積層セラミックコンデンサ１は並列接続された状態となっている。このためＹ方向に連結された積層セラミックコンデンサ１は、個数が増えるほど静電容量が加算され、高い静電容量を得ることができる。 On the other hand, when a plurality of monolithic ceramic capacitors 1 are arranged in the Y direction in FIG. 1A, the joined external electrodes 7 are equipotential, so the monolithic ceramic capacitors 1 are connected in parallel in the Y direction. It is in a state. For this reason, as the number of the multilayer ceramic capacitors 1 connected in the Y direction increases, the capacitance is added, and a high capacitance can be obtained.
これにより耐電圧および静電容量の高い複合セラミックコンデンサを得ることが可能になる。 This makes it possible to obtain a composite ceramic capacitor with a high withstand voltage and high capacitance.
本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０では、コンデンサ本体３が直方体状の形状を成しているとともに、端面５が長方形状であり、その端面５を除く４つの側面１５のうち面積の大きい方の側面１５が上面および下面となるように積層セラミックコンデンサ１が配置されていることが望ましい。 In the composite ceramic capacitor 10 of the present embodiment, the capacitor body 3 has a rectangular parallelepiped shape, the end surface 5 has a rectangular shape, and the side surface having the larger area among the four side surfaces 15 excluding the end surface 5. It is desirable that the multilayer ceramic capacitor 1 is arranged so that 15 is the upper surface and the lower surface.
コンデンサ本体３が直方体状であるような、いわゆる薄板状の積層セラミックコンデンサ１によって複合セラミックコンデンサ１０を形成すると、複合セラミックコンデンサ１０を薄型にすることができる。これにより変形しやすい複合セラミックコンデンサ１０を得ることができる。複合セラミックコンデンサ１０がこのような形状の場合には、装着される側の形状に適合しやすいものとなる他、湾曲した形状の電子機器に対しても適合しやすいものとなる。 When the composite ceramic capacitor 10 is formed by a so-called thin plate-like multilayer ceramic capacitor 1 in which the capacitor body 3 has a rectangular parallelepiped shape, the composite ceramic capacitor 10 can be made thin. As a result, a composite ceramic capacitor 10 that is easily deformed can be obtained. In the case where the composite ceramic capacitor 10 has such a shape, the composite ceramic capacitor 10 can easily be adapted to the shape of the mounted side, and can be easily adapted to a curved electronic device.
また、本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０では、複数個の積層セラミックコンデンサ１が平面方向にのみ縦横に連結されていることが望ましい。積層セラミックコンデンサ１が高さ方向に積層されるのではなく、１層の構造であると、複合セラミックコンデンサ１０が平板型となりやすいために、より変形しやすい複合セラミックコンデンサ１０を形成することができる。 Moreover, in the composite ceramic capacitor 10 of this embodiment, it is desirable that a plurality of multilayer ceramic capacitors 1 are connected vertically and horizontally only in the plane direction. If the monolithic ceramic capacitor 1 is not laminated in the height direction but has a single layer structure, the monolithic ceramic capacitor 10 tends to be a flat plate type, so that the monolithic ceramic capacitor 10 that is more easily deformed can be formed. .
なお、本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０では、複数個の積層セラミックコンデンサ１を平面方向とともに、高さ方向にも連結させた構造であっても良い。積層セラミックコンデンサ１を、例えば、図１（ａ）おけるＺ方向に積み重ねられる構造にすると、並列接続される積層セラミックコンデンサ１の数をさらに増やすことができ、さらに高い静電容量を有する複合セラミックコンデンサ１０を得ることができる。この場合、複合セラミックコンデンサ１０が剛性の高いものとなるため、複合セラミックコンデンサ１０に電圧が印加されて電歪現象が発生しても、その変位が小さくなり、音鳴りなどの騒音の発生の小さいものにできる。 Note that the composite ceramic capacitor 10 of the present embodiment may have a structure in which a plurality of multilayer ceramic capacitors 1 are connected in the height direction as well as in the planar direction. For example, when the multilayer ceramic capacitor 1 is configured to be stacked in the Z direction in FIG. 1A, the number of multilayer ceramic capacitors 1 connected in parallel can be further increased, and a composite ceramic capacitor having a higher electrostatic capacity. 10 can be obtained. In this case, since the composite ceramic capacitor 10 has high rigidity, even if a voltage is applied to the composite ceramic capacitor 10 and electrostriction occurs, the displacement becomes small and the generation of noise such as noise is small. Can be a thing.
図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。積層セラミックコンデンサ１を連結している接合材９については、積層セラミックコンデンサ１の連結した構造の違いによって種類を変える方が良い。例えば、複合セラミックコンデンサ１０が個々の積層セラミックコンデンサ１を連結している接合箇所を起点として曲がるようにする場合には、接合材９はヤング率の小さい材料を適用することが望ましく、例えば、共晶ハンダ（Ｓｎ６４質量％、Ｐｂ３６質量％）、ウッドメタルおよび熱可塑性樹脂を含む導電性接着剤のうちのいずれかを用いることが好ましい。 2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. It is better to change the type of the bonding material 9 connecting the multilayer ceramic capacitors 1 depending on the structure of the multilayer ceramic capacitors 1 connected. For example, when the composite ceramic capacitor 10 bends at the joint where the individual multilayer ceramic capacitors 1 are connected, it is desirable to apply a material having a low Young's modulus, for example, It is preferable to use any one of conductive adhesives including crystal solder (Sn 64 mass%, Pb 36 mass%), wood metal and thermoplastic resin.
一方、積層セラミックコンデンサ１が平面方向のみならず、Ｚ方向にも積層されて、複合セラミックコンデンサ１０が多層構造を取るような場合には、接合材９はヤング率の大きいものを適用することが望ましい。ヤング率の大きい接合材９としては、Ｐｂが５０質量％以上の高温ハンダかまたは熱硬化性樹脂を含む導電性接着剤のいずれかを用いることが好ましい。 On the other hand, when the multilayer ceramic capacitor 1 is laminated not only in the plane direction but also in the Z direction and the composite ceramic capacitor 10 has a multilayer structure, the bonding material 9 having a large Young's modulus may be applied. desirable. As the bonding material 9 having a large Young's modulus, it is preferable to use either high-temperature solder having Pb of 50% by mass or more or a conductive adhesive containing a thermosetting resin.
このとき接合材９は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、外部電極７の表面をコンデンサ本体３の端面５側から側面１５側に周りこむように設けられていることが望ましい。接合材９が個々の積層セラミックコンデンサ１を構成するコンデンサ本体３の端面５に平行な外部電極７の端面７ａ側から側面７ｂ側にかけて回り込むような形状、つまり、接合材９の断面が、隣接する外部電極７間でいわゆるギリシャ文字のイオタ（Ｉ）のような形状になっていると、接合材９が単に外部電極７の端面７ａ側のみ、あるいは側面７ｂ側のみに設けられている場合に比較して、隣接する外部電極７同士をより強固に連結された状態にすることができる。その結果、連結された積層セラミックコンデンサ１がばらばらになることを防止することができるとともに、複合セラミックコンデンサ１０に落下試験などの機械的な衝撃が加わったときにおいても外部電極７の表面に欠けやクラックが発生することを抑えることができる。また、複合セラミックコンデンサ１０に電圧が印加されて駆動したときの電歪現象に起因する破壊も抑制することができる。 At this time, as shown in FIGS. 2A and 2B, the bonding material 9 is desirably provided so that the surface of the external electrode 7 extends from the end surface 5 side to the side surface 15 side of the capacitor body 3. The shape in which the bonding material 9 wraps around from the end surface 7a side to the side surface 7b side of the external electrode 7 parallel to the end surface 5 of the capacitor body 3 constituting each multilayer ceramic capacitor 1, that is, the cross section of the bonding material 9 is adjacent. Compared to the case where the so-called Greek letter iota (I) is formed between the external electrodes 7, the bonding material 9 is provided only on the end surface 7 a side or only on the side surface 7 b side of the external electrode 7. Thus, the adjacent external electrodes 7 can be more firmly connected to each other. As a result, it is possible to prevent the connected multilayer ceramic capacitors 1 from being separated, and even when a mechanical shock such as a drop test is applied to the composite ceramic capacitor 10, the surface of the external electrode 7 is not chipped. The occurrence of cracks can be suppressed. Further, it is possible to suppress the breakdown due to the electrostriction phenomenon when the composite ceramic capacitor 10 is driven by applying a voltage.
本実施形態の複合セラミックコンデンサを構成する積層セラミックコンデンサとしては、例えば、サイズが３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．６ｍｍにおいて、静電容量が４．７μＦ以上、定格電圧が１００Ｖ以上の特性を有するものが好適であり、このような積層セラミックコンデンサを構成するセラミック誘電体層としてはチタン酸バリウムを主成分とし、希土類元素の濃度の異なる２種の結晶粒子を主結晶粒子とする誘電体磁器を適用することが望ましい。セラミック誘電体層となる誘電体磁器を上記のような複合粒子系の誘電体材料によって形成すると、セラミック誘電体層を薄層化しても高い静電容量とともに、高い耐電圧を得ることが可能になる。これは、ＤＣバイアスを印加したときの静電容量の変化速度が小さいからである。 As the multilayer ceramic capacitor constituting the composite ceramic capacitor of this embodiment, for example, when the size is 3.2 mm × 1.6 mm × 1.6 mm, the capacitance is 4.7 μF or more and the rated voltage is 100 V or more. The ceramic dielectric layer constituting such a multilayer ceramic capacitor is preferably a dielectric ceramic having barium titanate as a main component and two kinds of crystal grains having different rare earth element concentrations as main crystal grains. It is desirable to apply. When the dielectric porcelain used as the ceramic dielectric layer is formed of the composite particle-based dielectric material as described above, it is possible to obtain a high withstand voltage and a high withstand voltage even if the ceramic dielectric layer is thinned. Become. This is because the rate of change of capacitance when the DC bias is applied is small.
図３は、本発明の発光装置２０の一実施形態を表す回路図である。図３に示す発光装置２０は、電極Ｅ１、Ｅ２およびトリガ電極２１を備えたキセノン照明器２３と、トリガトランス２５と、電源２７を構成する充放電用のコンデンサ２７ａおよび整流用のダイオード２７ｂとを有する。すなわち、本実施形態の発光装置２０は、一対の電極Ｅ１、Ｅ２間に配置されたトリガ電極２１により構成されるキセノン型照明器２３と、一対の電極Ｅ１、Ｅ２に接続されている複合セラミックコンデンサ１０とを備えている。 FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the light emitting device 20 of the present invention. 3 includes a xenon illuminator 23 including electrodes E1 and E2 and a trigger electrode 21, a trigger transformer 25, a charge / discharge capacitor 27a and a rectifier diode 27b constituting a power supply 27. Have. That is, the light-emitting device 20 of this embodiment includes a xenon-type illuminator 23 constituted by a trigger electrode 21 disposed between a pair of electrodes E1 and E2, and a composite ceramic capacitor connected to the pair of electrodes E1 and E2. 10.
本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０は、上述したように、積層セラミックコンデンサ１の配列の仕方によって耐電圧や静電容量を変化させることができるものであるが、本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０は、図３に示すようなキセノン型照明器２３を備えた発光装置２０の電源２７となるコンデンサ２７ａとして好適である。 As described above, the composite ceramic capacitor 10 of the present embodiment can change the withstand voltage and the capacitance depending on the arrangement of the multilayer ceramic capacitors 1. 3 is suitable as a capacitor 27a serving as the power source 27 of the light emitting device 20 including the xenon illuminator 23 as shown in FIG.
これは、上記した複合セラミックコンデンサ１０が、元々、小型かつ高容量の積層セラミックコンデンサ１を複合化したものであるため、電源を従来の耐電圧が大きく、サイズが大きなアルミ電解コンデンサから置き換えることが可能となり、これにより従来よりも小型の発光装置２０とすることができる。 This is because the above-described composite ceramic capacitor 10 is originally a composite of a small and high-capacity multilayer ceramic capacitor 1, so that the power supply can be replaced with a conventional aluminum electrolytic capacitor having a large withstand voltage and a large size. As a result, the light emitting device 20 can be made smaller than the conventional one.
図４は、本発明の携帯端末３０の一実施形態を模式的に示す正面図である。図４において、３１はディスプレイ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃはボタン、３５はカメラである。すなわち、本実施形態の携帯端末３０は、カメラ機能部と、このカメラ機能部の補助光発光手段として上記の発光装置２０とを備えていることを特徴とする。上述したように、本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０を電源装置３７として用いたときには、発光装置２０の小型化を図ることが可能になるが、さらに、この発光装置２０をカメラ３５を備えた携帯端末３０に適用した場合には、カメラ３５付きの携帯端末３０の中でもストロボ機能を備えた小型の携帯端末３０にすることができる。 FIG. 4 is a front view schematically showing one embodiment of the portable terminal 30 of the present invention. In FIG. 4, 31 is a display, 33a, 33b and 33c are buttons, and 35 is a camera. That is, the mobile terminal 30 of the present embodiment includes a camera function unit and the light emitting device 20 described above as an auxiliary light emitting unit of the camera function unit. As described above, when the composite ceramic capacitor 10 of the present embodiment is used as the power supply device 37, the light emitting device 20 can be reduced in size. Further, the light emitting device 20 is provided with a camera 35. When applied to the terminal 30, the portable terminal 30 with the camera 35 can be a small portable terminal 30 having a strobe function.
この場合、複合セラミックコンデンサ１０により構成される電源装置３７は、これを構成する積層セラミックコンデンサ１を、例えば、ＪＩＳＣＯＤＥ ３２１６（３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．６ｍｍ）サイズのものによって形成した場合には、厚みが２ｍｍ以下のパック型の電源装置３７とすることが可能となり、従来の据置タイプのような電源装置を備えた携帯端末３０に比較してサイズが小さく、持ち運びに便利な携帯端末３０を完成させることができる。 In this case, when the power supply device 37 constituted by the composite ceramic capacitor 10 is formed of the multilayer ceramic capacitor 1 constituting the same, for example, having a size of JISCODE 3216 (3.2 mm × 1.6 mm × 1.6 mm). Can be used as a pack-type power supply device 37 having a thickness of 2 mm or less, and is smaller in size than a portable terminal 30 having a power supply device of a conventional stationary type, and is convenient to carry. 30 can be completed.
なお、ストロボのようなカメラ３５用の光源は、通常、夜間など撮影対象が暗い環境にあるときに使用するものであることを考慮すると、カメラ３５を使用するときに電源装置３７を外付けで用いるようにしてもよい。その例を図５（ａ）（ｂ）に示しているが、図５（ａ）は、複合セラミックコンデンサ１０をパック型の電源装置３７として携帯端末３０の側面に装着する形態を模式的に表した正面図であり、（ｂ）は、パック型の電源３７にリード線３９を設けて携帯端末に差し込むようにする形態を模式的に表した正面図である。 In consideration of the fact that the light source for the camera 35 such as a strobe is normally used when the subject to be photographed is in a dark environment such as at night, when the camera 35 is used, the power supply device 37 is externally attached. You may make it use. An example thereof is shown in FIGS. 5A and 5B. FIG. 5A schematically shows a form in which the composite ceramic capacitor 10 is mounted on the side surface of the portable terminal 30 as a pack-type power supply device 37. FIG. (B) is a front view schematically showing a form in which a lead wire 39 is provided in a pack-type power supply 37 and is inserted into a portable terminal.
本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０により構成されるパック型の電源装置３７は携帯端末３０の外形サイズよりも小型、軽量となるため、そのパック型の電源装置３７をいつもは携帯端末３０にアクセサリのように紐やチェーンなどの固定具４１を介して付帯させておき、使用するときだけ接続して使うこともできる。 Since the pack-type power supply device 37 constituted by the composite ceramic capacitor 10 of the present embodiment is smaller and lighter than the external size of the mobile terminal 30, the pack-type power supply device 37 is usually attached to the mobile terminal 30 as an accessory. In this way, it can be attached via a fixture 41 such as a string or chain, and can be connected and used only when used.
次に、本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０を製造する方法について説明する。本実施形態の複合セラミックコンデンサ１０は積層セラミックコンデンサ１を図１（ａ）に示すように配列させて外部電極７同士をハンダなどの接合材９を用いて形成する。 Next, a method for manufacturing the composite ceramic capacitor 10 of the present embodiment will be described. In the composite ceramic capacitor 10 of this embodiment, the multilayer ceramic capacitors 1 are arranged as shown in FIG. 1A, and the external electrodes 7 are formed using a bonding material 9 such as solder.
ここで、積層セラミックコンデンサ１は、セラミックグリーンシートと内部電極パターンとが交互に積層された積層体を焼成する慣用的な方法によって形成される。 Here, the multilayer ceramic capacitor 1 is formed by a conventional method of firing a multilayer body in which ceramic green sheets and internal electrode patterns are alternately stacked.
この場合、セラミックグリーンシートには主成分であるチタン酸バリウム粉末に種々の添加剤を含ませたものが用いられるが、所望の静電容量および耐電圧に応じてセラミック誘電体層となる誘電体磁器の組成や結晶粒子の平均粒径などを調整する。このとき、静電容量および耐電圧を高くできるという点において、セラミックグリーンシートとして、焼成後に希土類元素の濃度の異なる２種類の結晶粒子を含むセラミック誘電体層を形成できるものを用いるのが良い。 In this case, the ceramic green sheet is made of a barium titanate powder, which is the main component, containing various additives, but a dielectric that becomes a ceramic dielectric layer according to the desired capacitance and withstand voltage. Adjust the composition of porcelain and the average grain size of crystal grains. At this time, it is preferable to use a ceramic green sheet that can form a ceramic dielectric layer containing two kinds of crystal grains having different concentrations of rare earth elements after firing, in that the capacitance and withstand voltage can be increased.
以下、複合セラミックコンデンサを具体的に作製し、光量を評価した。このとき積層セラミックコンデンサとしては、サイズがＪＩＳＣＯＤＥで３２１６（Ｌ＝３．２ｍｍ、Ｗ＝１．６ｍｍ、Ｔ＝１．６ｍｍ、１．２ｍｍ）、静電容量が４．７μＦ、定格電圧が１００Ｖとなるものを用意した。複合セラミックコンデンサは、これらの積層セラミックコンデンサを６０個並列接続にしたものを２列直列接続した構成とした。積層セラミックコンデンサを構成するセラミック誘電体層は、チタン酸バリウムを構成するチタン１００モルに対して、バナジウムがＶ２Ｏ５換算で０．１モル、イットリウムがＹ２Ｏ３換算で１．０モル、マグネシウムがＭｇＯ換算で２．０モル、マンガンがＭｎＯ換算で０．３モル、希土類元素（ＲＥ）がＲＥ２Ｏ３換算で１．２モル含有するものとした。このセラミック誘電体層は、粒界から２０ｎｍの深さの位置における、希土類元素（ＲＥ）の濃度が０．０２〜０．４２原子％である第１結晶群と希土類元素（ＲＥ）の濃度が０．４５〜０．７０原子％である第２結晶群とを単位面積当たりに観察される個数割合でおおよそ０．９〜１．１となるものであった。また、これらの結晶粒子の平均粒径は０．１０〜０．５μｍであった。複合セラミックコンデンサを作製するときの積層セラミックコンデンサ同士を接続する接続材は共晶ハンダを用いた。これらの試料における接合材は、基本的に、図２（ａ）（ｂ）に示すように、外部電極の端面側から側面側まで回り込む形状とした（試料１〜３）。なお、接合材を外部電極の端面側のみに形成した試料も同様に作製した（試料Ｎｏ．４）。光量は、図６に示すような簡易的な装置を用いて測定した。図６は光量を測定する装置の内部を模式的に示したものであるが、これは容積が１ｍ３ほどで内部を暗くした箱５０の一方側に複合セラミックコンデンサを電源として組み込んだ発光装置２０を置き、また、発光装置２０から１ｍほど離れた位置（間隔Ｌｓ）にフラッシュテスター６０を設置した構成となっており、発光装置２０が発した光の量をフラッシュテスターにより計測するものである。 Hereinafter, a composite ceramic capacitor was specifically produced and the amount of light was evaluated. At this time, as a multilayer ceramic capacitor, the size is 3216 (L = 3.2 mm, W = 1.6 mm, T = 1.6 mm, 1.2 mm) in JISCODE, the capacitance is 4.7 μF, and the rated voltage is 100V. I prepared something. The composite ceramic capacitor has a structure in which two of these multilayer ceramic capacitors connected in parallel are connected in series in two rows. The ceramic dielectric layer composing the multilayer ceramic capacitor is composed of 0.1 mol of vanadium in terms of V 2 O 5 and 1.0 mol of yttrium in terms of Y 2 O 3 with respect to 100 mol of titanium constituting barium titanate. The magnesium contained 2.0 mol in terms of MgO, the manganese contained 0.3 mol in terms of MnO, and the rare earth element (RE) contained 1.2 mol in terms of RE 2 O 3 . In this ceramic dielectric layer, the concentration of the rare earth element (RE) and the concentration of the rare earth element (RE) at a depth of 20 nm from the grain boundary is 0.02 to 0.42 atomic%. The number ratio of the second crystal group of 0.45 to 0.70 atomic% observed per unit area was approximately 0.9 to 1.1. The average particle size of these crystal particles was 0.10 to 0.5 μm. Eutectic solder was used as a connecting material for connecting the laminated ceramic capacitors when producing the composite ceramic capacitor. As shown in FIGS. 2A and 2B, the bonding material in these samples basically had a shape that wraps around from the end surface side to the side surface side of the external electrode (Samples 1 to 3). In addition, the sample which formed the joining material only in the end surface side of an external electrode was similarly produced (sample No. 4). The amount of light was measured using a simple apparatus as shown in FIG. FIG. 6 schematically shows the inside of a device for measuring the amount of light. This is a light emitting device 20 in which a composite ceramic capacitor is incorporated as a power source on one side of a box 50 having a volume of about 1 m 3 and darkened inside. The flash tester 60 is installed at a position (interval Ls) about 1 m away from the light emitting device 20, and the amount of light emitted by the light emitting device 20 is measured by the flash tester.
作製した試料（試料Ｎｏ．１〜４）は、いずれも光量が３〜３．３であり、ストロボを発光させることのできるレベルを示した。 The produced samples (Sample Nos. 1 to 4) all had a light amount of 3 to 3.3, and showed a level at which the strobe can emit light.
なお、試料Ｎｏ．２は厚みの薄い積層セラミックコンデンサを用いたため、たわみ量が他の試料（試料Ｎｏ．１、３）の１．１倍となった。 Sample No. Since No. 2 used a thin ceramic capacitor, the amount of deflection was 1.1 times that of the other samples (Sample Nos. 1 and 3).
試料Ｎｏ．３は、試料Ｎｏ．１と同じ連結の構造で、接続材として、共晶ハンダの代わりに高温ハンダ（Ｐｂ８０質量％）を用いたものであったが、同一加重においてたわみ量が０．９倍となった。たわみ量はオートグラフを用いて３点曲げ試験の方法により測定した。 Sample No. 3 is sample No. The connection structure was the same as that of No. 1, but high-temperature solder (80% by mass of Pb) was used instead of eutectic solder as the connecting material, but the deflection amount was 0.9 times under the same load. The amount of deflection was measured by a three-point bending test using an autograph.
また、試料Ｎｏ．１〜３の試料はいずれも落下試験（１ｍの高さからコンクリート面に自然落下させる。）後においても連結が破壊したものや外部電極に欠けの生じたものは認められなかったが、試料Ｎｏ．１と同様の複合セラミックコンデンサを作製したときに、接合材を外部電極の端面側のみに形成した試料（試料Ｎｏ．４）では、試験した試料数２０個中５個に連結面にわずかなクラックが認められた。 Sample No. None of the samples 1 to 3 were found to have broken connections or chipped external electrodes even after a drop test (spontaneously dropped onto a concrete surface from a height of 1 m). . In the sample (sample No. 4) in which the bonding material was formed only on the end face side of the external electrode when the same composite ceramic capacitor as in No. 1 was manufactured, 5 out of 20 samples tested had a slight crack on the connection surface. Was recognized.
また、試料Ｎｏ．１と同様の複合セラミックコンデンサの構成で、セラミック誘電体層に試料Ｎｏ．１の組成を含む以下の組成範囲にある場合にも試料Ｎｏ．１と同様の光量が得られた。その組成は、チタン酸バリウムを構成するチタン１００モルに対して、バナジウムがＶ２Ｏ５換算で０．０５〜０．２０モル、イットリウムがＹ２Ｏ３換算で０．５〜２．０モル、マグネシウムがＭｇＯ換算で１．０〜３．０モル、マンガンがＭｎＯ換算で０．２２〜０．５０モル、希土類元素（ＲＥ）がＲＥ２Ｏ３換算で０．６５〜２．８０モルであった。 Sample No. 1 with the same composite ceramic capacitor configuration as that of Sample No. 1 on the ceramic dielectric layer. Sample No. 1 also falls within the following composition range including the composition of No. 1. The same amount of light as 1 was obtained. The composition is such that vanadium is 0.05 to 0.20 mol in terms of V 2 O 5 and yttrium is 0.5 to 2.0 mol in terms of Y 2 O 3 with respect to 100 mol of titanium constituting barium titanate. In addition, magnesium is 1.0 to 3.0 mol in terms of MgO, manganese is 0.22 to 0.50 mol in terms of MnO, and rare earth element (RE) is 0.65 to 2.80 mol in terms of RE 2 O 3. there were.
これに対して、並列接続する１列の個数を３０個とし、直列接続数を４列とした試料（試料Ｎｏ．５）では、静電容量が低くなり発光を確認できなかった。 In contrast, in the sample (sample No. 5) in which the number of one row connected in parallel was 30 and the number of series connections was 4 (sample No. 5), the capacitance was low, and light emission could not be confirmed.
また、１２０個の積層セラミックコンデンサを厚み方向に重ねて全数を１列の並列接続により形成した試料（試料Ｎｏ．６）においても耐電圧が低く発光を確認できなかった。 Further, even in the sample (sample No. 6) in which 120 multilayer ceramic capacitors were stacked in the thickness direction and formed in a single row in parallel, the withstand voltage was low and no light emission could be confirmed.
１０・・・・・・・・・・・・複合セラミックコンデンサ
１・・・・・・・・・・・・・積層セラミックコンデンサ
３・・・・・・・・・・・・・コンデンサ本体
５・・・・・・・・・・・・・（コンデンサ本体の）端面
７・・・・・・・・・・・・・外部電極
７ａ・・・・・・・・・・・・（外部電極の）端面
９・・・・・・・・・・・・・接合材
１１・・・・・・・・・・・・セラミック誘電体層
１３・・・・・・・・・・・・内部電極層
２０・・・・・・・・・・・・発光装置
Ｅ１、Ｅ２・・・・・・・・・電極
２１・・・・・・・・・・・・トリガ電極
２３・・・・・・・・・・・・キセノン照明器
２５・・・・・・・・・・・・トリガトランス
２７・・・・・・・・・・・・電源
２７ａ・・・・・・・・・・・充放電用のコンデンサ
２７ｂ・・・・・・・・・・・整流用のダイオード
３０・・・・・・・・・・・・携帯端末
３１・・・・・・・・・・・・ディスプレイ
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ・・・ボタン
３５・・・・・・・・・・・・カメラ
３７・・・・・・・・・・・・電源装置
３９・・・・・・・・・・・・リード線
４１・・・・・・・・・・・・固定具
10 ············ Composite ceramic capacitor 1 ··················································· 5 ... (End of capacitor body) 7 ... External electrode 7a ... (External) (End face of electrode) 9 ···················································· Ceramic dielectric layer 13 ········· Internal electrode layer 20 ··········· Light emitting device E1, E2 ············································・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Xenon illuminator 25 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Trigger transformer 27 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Power supply 27a ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・... for charging and discharging Capacitor 27b ... Rectifier diode 30 ... Portable terminal 31 ... Display 33a, 33b, 33c ... Button 35 ... Camera 37 ... Power supply 39 ... Lead wire 41 ············Fixture
Claims (8)
A portable terminal comprising: a camera function unit; and the light emitting device according to claim 7 as an auxiliary light emitting unit of the camera function unit.
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