JP2016149479A - 積層コンデンサ - Google Patents

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Abstract

【課題】回路基板の設計自由度が損なわれることなく騒音の発生が抑制できる積層コンデンサを提供する。【解決手段】積層セラミックコンデンサ1A1は、複数の誘電体層および複数の導電体層にて構成された素体10A1と、第1ないし第4外部接続子21〜24とを備える。素体10A1は、高さ方向Hにおいて相対して位置する第1および第2主面M1,M2と、長さ方向Lにおいて相対して位置する第1および第2側面S1,S2と、幅方向Wにおいて相対して位置する第3および第4側面S3,S4とを有する。第1ないし第4外部接続子21〜24は、それぞれ第1ないし第4側面S1〜S4の一部を覆う。積層セラミックコンデンサ1A1の長さ方向L、幅方向Wおよび高さ方向Hにおける最大外形寸法をそれぞれL0,W0およびH0とした場合に、これらが、2.67≦L0/H0の条件と、1/1.72≦L0/W0≦1.72の条件とを満たす。【選択図】図1

Description

本発明は、複数の誘電体層および複数の導電体層が交互に積層されてなる素体と、当該素体の外表面に設けられた複数の外部接続子とを備えた積層コンデンサに関する。
一般に、積層コンデンサとしての積層セラミックコンデンサは、セラミック材料からなる複数の誘電体層と導電材料からなる複数の導電体層とが交互に積層されてなる素体を含んでおり、これら積層された複数の誘電体層および複数の導電体層によって静電容量が形成されるように構成されている。
近年、電子機器の高性能化に伴い、積層セラミックコンデンサの大容量化が進んでいる。大容量の積層セラミックコンデンサにおいては、誘電体材料としてチタン酸バリウム(BaTiO)等の高誘電率のセラミック材料が使用されている。
これら高誘電率のセラミック材料は、圧電性および電歪性を有しているため、高誘電率のセラミック材料からなる誘電体層を含む積層セラミックコンデンサにおいては、電圧が印加された際に機械的な歪みが生じることになる。
そのため、配線基板に実装された大容量の積層セラミックコンデンサに交流電圧、または、交流成分が重畳された直流電圧等が印加されると、セラミック材料に生じる機械的な歪みに起因して振動が発生することになり、当該振動が配線基板に伝播することで回路基板が振動してしまう。
ここで、伝播した振動により、回路基板が可聴周波数域である20[Hz]〜20[kHz]の周波数で振動した場合には、いわゆる「鳴き(acoustic noise)」と呼ばれる騒音が発生することになる。この種の騒音は、積層セラミックコンデンサを電子部品として含むテレビジョン受像機やパーソナルコンピュータ、携帯電話およびスマートフォンに代表される如くの移動通信端末等の各種の電子機器において問題となっている。
この騒音の発生を抑制するために、たとえば特開2010−45085号公報(特許文献1)には、個々の積層セラミックコンデンサから伝播する振動が配線基板中において一部相殺されることとなるように、配線基板上に実装される細長の略直方体形状の4つの積層セラミックコンデンサを所定のレイアウトルールに従って配置することが提案されている。
特開2010−45085号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示の如くの構成を採用した場合には、4の整数倍の数の積層セラミックコンデンサが必ず必要になるばかりでなく、これら積層セラミックコンデンサを上述した所定のレイアウトルールに従って配置することが必要になり、回路基板の設計自由度が大幅に損なわれてしまう問題が発生する。特に、携帯電話やスマートフォンに代表される如くの移動通信端末等においては、電子部品の高密度実装の要請が強く、上記特許文献1に開示の如くの構成を採用することが困難な場合がある。
したがって、本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、回路基板の設計自由度が損なわれることなく騒音の発生が抑制できる積層コンデンサを提供することを目的とする。
本発明の第1の局面に基づく積層コンデンサは、高さ方向に沿って交互に積層された複数の誘電体層および複数の導電体層にて構成された素体と、上記素体の外表面に設けられた複数の外部接続子とを備えている。上記素体は、上記高さ方向において相対して位置する第1主面および第2主面と、上記高さ方向と直交する長さ方向において相対して位置する第1側面および第2側面と、上記高さ方向および上記長さ方向のいずれにも直交する幅方向において相対して位置する第3側面および第4側面とを有している。上記複数の外部接続子は、上記第1側面の一部を覆う第1外部接続子と、上記第2側面の一部を覆う第2外部接続子と、上記第3側面の一部を覆う第3外部接続子と、上記第4側面の一部を覆う第4外部接続子とを含んでいる。上記複数の導電体層は、上記第1外部接続子に接続された複数の第1導電体層と、上記第2ないし第4外部接続子のうちの少なくとも1つの外部接続子に接続されているとともに上記第1外部接続子に接続されていない複数の第2導電体層とを含んでいる。上記素体は、上記複数の第1導電体層の1つと上記複数の第2導電体層の1つとが上記複数の誘電体層のうちの1つを介して対向配置されることで規定される静電容量部が上記高さ方向に沿って積層されてなる有効部を内部に含んでいる。上記本発明の第1の局面に基づく積層コンデンサは、当該積層コンデンサの上記長さ方向における最大外形寸法をL0とし、当該積層コンデンサの上記幅方向における最大外形寸法をW0とし、当該積層コンデンサの上記高さ方向における最大外形寸法をH0とした場合に、2.67≦L0/H0の条件を満たしているとともに、1/1.72≦L0/W0≦1.72の条件を満たしている。
上記本発明の第1の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記複数の第1導電体層が、上記第1および第2外部接続子に接続されているとともに、上記複数の第2導電体層が、上記第3および第4外部接続子に接続されていてもよい。
上記本発明の第1の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記複数の第1導電体層が、上記第1および第3外部接続子に接続されているとともに、上記複数の第2導電体層が、上記第2および第4外部接続子に接続されていてもよい。
上記本発明の第1の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記複数の第1導電体層が、上記第1外部接続子に接続されているとともに、上記複数の第2導電体層が、上記第2外部接続子に接続されていてもよく、その場合に、上記第3および第4外部接続子が、上記複数の第1導電体層および上記複数の第2導電体層のいずれにも非接続であってもよい。
上記本発明の第1の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記第1外部接続子が、上記第1側面の一部に加えて上記第3側面の一部をさらに覆っていてもよい。また、上記第2外部接続子も、上記第2側面の一部に加えて上記第4側面の一部をさらに覆っていてもよい。また、上記第3外部接続子も、上記第3側面の一部に加えて上記第2側面の一部をさらに覆っていてもよい。さらに、上記第4外部接続子も、上記第4側面の一部に加えて上記第1側面の一部をさらに覆っていてもよい。
上記本発明の第1の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記第1外部接続子が、上記第1側面の一部に加えて上記第1主面の一部および上記第2主面の一部をさらに覆っていてもよい。また、上記第2外部接続子も、上記第2側面の一部に加えて上記第1主面の一部および上記第2主面の一部をさらに覆っていてもよい。また、上記第3外部接続子も、上記第3側面の一部に加えて上記第1主面の一部および上記第2主面の一部をさらに覆っていてもよい。さらに、上記第4外部接続子も、上記第4側面の一部に加えて上記第1主面の一部および上記第2主面の一部をさらに覆っていてもよい。
上記本発明の第1の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記第1外部接続子のうちの上記第1側面を覆う部分の上記幅方向における中心線が、上記第1側面の中心位置から離れていてもよい。また、上記第2外部接続子のうちの上記第2側面を覆う部分の上記幅方向における中心線も、上記第2側面の中心位置から離れていてもよい。
上記本発明の第1の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記第3外部接続子のうちの上記第3側面を覆う部分の上記長さ方向における中心線が、上記第3側面の中心位置から離れていてもよい。また、上記第4外部接続子のうちの上記第4側面を覆う部分の上記長さ方向における中心線が、上記第4側面の中心位置から離れていてもよい。
本発明の第2の局面に基づく積層コンデンサは、高さ方向に沿って交互に積層された複数の誘電体層および複数の導電体層にて構成された素体と、上記素体の外表面に設けられた複数の外部接続子とを備えている。上記素体は、上記高さ方向において相対して位置する第1主面および第2主面と、上記高さ方向と直交する長さ方向において相対して位置する第1側面および第2側面と、上記高さ方向および上記長さ方向のいずれにも直交する幅方向において相対して位置する第3側面および第4側面とを有している。上記複数の外部接続子は、上記第1側面の少なくとも一部、上記第3側面の一部および上記第4側面の一部を覆う第1外部接続子と、上記第2側面の少なくとも一部、上記第3側面の一部および上記第4側面の一部を覆う第2外部接続子とを含んでいる。上記複数の導電体層は、上記第1外部接続子に接続された複数の第1導電体層と、上記第2外部接続子に接続された複数の第2導電体層とを含んでいる。上記素体は、上記複数の第1導電体層の1つと上記複数の第2導電体層の1つとが上記複数の誘電体層のうちの1つを介して対向配置されることで規定される静電容量部が上記高さ方向に沿って積層されてなる有効部を内部に含んでいる。上記本発明の第2の局面に基づく積層コンデンサは、当該積層コンデンサの上記長さ方向における最大外形寸法をL0とし、当該積層コンデンサの上記幅方向における最大外形寸法をW0とし、当該積層コンデンサの上記高さ方向における最大外形寸法をH0とした場合に、2.67≦L0/H0の条件を満たしているとともに、1/1.72≦L0/W0≦1.72の条件を満たしている。
上記本発明の第2の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記第1外部接続子が、上記第1側面の少なくとも一部、上記第3側面の一部および上記第4側面の一部に加えて上記第1主面の一部および上記第2主面の一部をさらに覆っていてもよい。また、上記第2外部接続子も、上記第2側面の少なくとも一部、上記第3側面の一部および上記第4側面の一部に加えて上記第1主面の一部および上記第2主面の一部をさらに覆っていてもよい。
上記本発明の第2の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記第1外部接続子のうちの上記第1側面を覆う部分の上記幅方向における中心線が、上記第1側面の中心位置から離れていてもよい。また、上記第2外部接続子のうちの上記第2側面を覆う部分の上記幅方向における中心線も、上記第2側面の中心位置から離れていてもよい。
本発明の第3の局面に基づく積層コンデンサは、高さ方向に沿って交互に積層された複数の誘電体層および複数の導電体層にて構成された素体と、上記素体の外表面に設けられた複数の外部接続子とを備えている。上記素体は、上記高さ方向において相対して位置する第1主面および第2主面と、上記高さ方向と直交する長さ方向において相対して位置する第1側面および第2側面と、上記高さ方向および上記長さ方向のいずれにも直交する幅方向において相対して位置する第3側面および第4側面とを有している。上記複数の外部接続子は、上記第1側面の一部を覆う第1外部接続子と、上記第2側面の一部を覆う第2外部接続子と、上記第3側面の一部を覆う第3外部接続子と、上記第4側面の一部を覆う第4外部接続子と、上記第1側面の一部を覆う第5外部接続子と、上記第2側面の一部を覆う第6外部接続子と、上記第3側面の一部を覆う第7外部接続子と、上記第4側面の一部を覆う第8外部接続子とを含んでいる。上記複数の導電体層は、上記第1ないし第4外部接続子に接続された複数の第1導電体層と、上記第5ないし第8外部接続子に接続された複数の第2導電体層とを含んでいる。上記素体は、上記複数の第1導電体層の1つと上記複数の第2導電体層の1つとが上記複数の誘電体層のうちの1つを介して対向配置されることで規定される静電容量部が上記高さ方向に沿って積層されてなる有効部を内部に含んでいる。上記本発明の第3の局面に基づく積層コンデンサは、当該積層コンデンサの上記長さ方向における最大外形寸法をL0とし、当該積層コンデンサの上記幅方向における最大外形寸法をW0とし、当該積層コンデンサの上記高さ方向における最大外形寸法をH0とした場合に、2.67≦L0/H0の条件を満たしているとともに、1/1.72≦L0/W0≦1.72の条件を満たしている。
上記本発明の第3の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記第1および第5外部接続子のそれぞれが、上記第1側面の一部に加えて上記第1主面の一部および上記第2主面の一部をさらに覆っていてもよい。また、上記第2および第6外部接続子のそれぞれも、上記第2側面の一部に加えて上記第1主面の一部および上記第2主面の一部をさらに覆っていてもよい。また、上記第3および第7外部接続子のそれぞれも、上記第3側面の一部に加えて上記第1主面の一部および上記第2主面の一部をさらに覆っていてもよい。さらには、上記第4および第8外部接続子のそれぞれも、上記第4側面の一部に加えて上記第1主面の一部および上記第2主面の一部をさらに覆っていてもよい。
上記本発明の第3の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記第1外部接続子のうちの上記第1側面を覆う部分の上記幅方向における中心線および上記第5外部接続子のうちの上記第1側面を覆う部分の上記幅方向における中心線が、上記第1側面の中心位置から離れていてもよい。また、上記第2外部接続子のうちの上記第2側面を覆う部分の上記幅方向における中心線および上記第6外部接続子のうちの上記第2側面を覆う部分の上記幅方向における中心線も、上記第2側面の中心位置から離れていてもよい。
上記本発明の第3の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記第3外部接続子のうちの上記第3側面を覆う部分の上記長さ方向における中心線および上記第7外部接続子のうちの上記第3側面を覆う部分の上記長さ方向における中心線が、上記第3側面の中心位置から離れていてもよい。また、上記第4外部接続子のうちの上記第4側面を覆う部分の上記長さ方向における中心線および上記第8外部接続子のうちの上記第4側面を覆う部分の上記長さ方向における中心線が、上記第4側面の中心位置から離れていてもよい。
上記本発明の第3の局面に基づく積層コンデンサにあっては、上記第1外部接続子と上記第5外部接続子との間の上記幅方向における距離が、上記第1外部接続子と上記第3側面との間の上記幅方向における距離および上記第5外部接続子と上記第4側面との間の上記幅方向における距離のいずれよりも大きくてよい。また、上記第2外部接続子と上記第6外部接続子との間の上記幅方向における距離も、上記第2外部接続子と上記第4側面との間の上記幅方向における距離および上記第6外部接続子と上記第3側面との間の上記幅方向における距離のいずれよりも大きくてよい。また、上記第3外部接続子と上記第7外部接続子との間の上記長さ方向における距離も、上記第3外部接続子と上記第2側面との間の上記長さ方向における距離および上記第7外部接続子と上記第1側面との間の上記長さ方向における距離のいずれよりも大きくてよい。さらに、上記第4外部接続子と上記第8外部接続子との間の上記長さ方向における距離も、上記第4外部接続子と上記第1側面との間の上記長さ方向における距離および上記第8外部接続子と上記第2側面との間の上記長さ方向における距離のいずれよりも大きくてよい。
上記本発明の第1ないし第3の局面に基づく積層コンデンサは、上記有効部の上記長さ方向における寸法をL1とし、上記有効部の上記高さ方向における寸法をH1とした場合に、L0/H0<L1/H1<1.35×(L0/H0)の条件をさらに満たしていることが好ましい。また、この場合において、上記有効部の上記幅方向における寸法をW1とした場合には、W0/H0<W1/H1<1.35×(W0/H0)の条件をさらに満たしていることがより好ましい。
上記本発明の第1ないし第3の局面に基づく積層コンデンサは、上記有効部の上記長さ方向における寸法をL1とし、上記有効部の上記高さ方向における寸法をH1とした場合に、1.14×(L0/H0)≦L1/H1≦1.27×(L0/H0)の条件をさらに満たしていることが好ましい。また、この場合において、上記有効部の上記幅方向における寸法をW1とした場合には、1.14×(W0/H0)≦W1/H1≦1.27×(W0/H0)の条件をさらに満たしていることがより好ましい。
本発明によれば、回路基板の設計自由度が損なわれることなく騒音の発生が抑制できる積層コンデンサを提供することができる。
本発明の実施の形態1における積層セラミックコンデンサの斜視図である。 図1中に示すII−II線に沿った断面図である。 図1中に示すIII−III線に沿った断面図である。 図2中に示すIV−IV線に沿った断面図である。 図2中に示すV−V線に沿った断面図である。 図1に示す積層セラミックコンデンサの等価回路を示す図である。 図1に示す積層セラミックコンデンサを含む回路基板の模式断面図である。 第1検証試験の試験条件および試験結果を示す表である。 第1検証試験の試験結果を示すグラフである。 第2検証試験の試験条件および試験結果を示す表である。 第2検証試験の試験結果を示すグラフである。 第3検証試験の試験条件および試験結果を示す表である。 第3検証試験の試験結果を示すグラフである。 図1に示す積層セラミックコンデンサにおける外部接続子の好適な配設位置を説明するための側面図である。 本発明の実施の形態2における積層セラミックコンデンサの斜視図である。 図15中に示すXVI−XVI線に沿った断面図である。 図15中に示すXVII−XVII線に沿った断面図である。 図16中に示すXVIII−XVIII線に沿った断面図である。 図16中に示すXIX−XIX線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態3における積層セラミックコンデンサの斜視図である。 図20中に示すXXI−XXI線に沿った断面図である。 図20中に示すXXII−XXII線に沿った断面図である。 図21中に示すXXIII−XXIII線に沿った断面図である。 図21中に示すXXIV−XXIV線に沿った断面図である。 図20に示す積層セラミックコンデンサの等価回路を示す図である。 本発明の実施の形態4における積層セラミックコンデンサの斜視図である。 図26中に示すXXVII−XXVII線に沿った断面図である。 図26中に示すXXVIII−XXVIII線に沿った断面図である。 図27中に示すXXIX−XXIX線に沿った断面図である。 図27中に示すXXX−XXX線に沿った断面図である。 図26に示す積層セラミックコンデンサにおける外部接続子の好適な配設位置を説明するための側面図である。 本発明の実施の形態5における積層セラミックコンデンサの斜視図である。 図32中に示すXXXIII−XXXIII線に沿った断面図である。 図32中に示すXXXIV−XXXIV線に沿った断面図である。 図33中に示すXXXV−XXXV線に沿った断面図である。 図33中に示すXXXVI−XXXVI線に沿った断面図である。 図32に示す積層セラミックコンデンサにおける外部接続子の好適な配設位置を説明するための側面図である。 本発明の実施の形態6における積層セラミックコンデンサの斜視図である。 図38中に示すXXXIX−XXXIX線に沿った断面図である。 図38中に示すXL−XL線に沿った断面図である。 図39中に示すXLI−XLI線に沿った断面図である。 図39中に示すXLII−XLII線に沿った断面図である。 図38に示す積層セラミックコンデンサにおける外部接続子の好適な配設位置を説明するための側面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。本発明が適用され得る積層コンデンサとしては、誘電体材料としてセラミック材料を使用した積層セラミックコンデンサや、誘電体材料として樹脂フィルムを使用した積層型金属化フィルムコンデンサ等が挙げられるが、以下に示す実施の形態においては、このうちの積層セラミックコンデンサに本発明を適用した場合を例示して説明を行なう。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1における積層セラミックコンデンサの斜視図である。図2および図3は、それぞれ図1中に示すII−II線およびIII−III線に沿った断面図である。図4および図5は、それぞれ図2中に示すIV−IV線およびV−V線に沿った断面図である。また、図6は、図1に示す積層セラミックコンデンサの等価回路を示す図である。まず、これら図1ないし図6を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1について説明する。
図1ないし図5に示すように、積層セラミックコンデンサ1A1は、全体として薄型の略直方体形状を有する電子部品であり、素体10A1と、複数の外部接続子としての第1ないし第4外部接続子21〜24とを備えている。
素体10A1は、薄型の直方体形状を有している。なお、ここで言う直方体形状には、素体10A1の角部および稜部に丸みが付けられたものや、素体10A1の外表面に全体的に見て無視できる程度の微小な段差や凹凸が設けられたもの等が含まれる。
第1ないし第4外部接続子21〜24は、それぞれ素体10A1の外表面のうちの所定部位を覆うように互いに離間して設けられている。これら第1ないし第4外部接続子21〜24のそれぞれは、膜状の形状を有している。
図2および図3に示すように、素体10A1は、所定の方向に沿って交互に積層された複数の誘電体層11および複数の導電体層12にて構成されている。誘電体層11は、たとえばチタン酸バリウムを主成分とするセラミック材料にて形成されている。また、誘電体層11は、後述するセラミックシートの原料となるセラミック粉末の副成分としてのMn化合物、Mg化合物、Si化合物、Co化合物、Ni化合物、希土類化合物等を含んでいてもよい。一方、導電体層12は、たとえばNi、Cu、Ag、Pd、Ag−Pd合金、Au等に代表される金属材料にて形成されている。
素体10A1は、誘電体層11となるセラミックシート(いわゆるグリーンシート)の表面に導電体層12となる導電性ペーストが印刷された素材シートを複数準備し、これら複数の素材シートを積層して圧着および焼成することによって製作される。
なお、誘電体層11の材質は、上述したチタン酸バリウムを主成分とするセラミック材料に限られず、他の高誘電率のセラミック材料(たとえば、CaTiO、SrTiO等を主成分とするもの)を誘電体層11の材質として選択してもよい。また、導電体層12の材質も、上述した金属材料に限られず、他の導電材料を導電体層12の材質として選択してもよい。
第1ないし第4外部接続子21〜24は、いずれも導電膜にて構成されており、たとえば焼結金属層とめっき層の積層膜にて構成される。焼結金属層は、たとえばCu、Ni、Ag、Pd、Ag−Pd合金、Au等のペーストを焼き付けることで形成される。めっき層は、たとえばNiめっき層とこれを覆うSnめっき層とによって構成される。めっき層は、これに代えてCuめっき層やAuめっき層であってもよい。また、第1ないし第4外部接続子21〜24は、めっき層のみによって構成されていてもよい。
さらには、第1ないし第4外部接続子21〜24として、金属成分と樹脂成分とを含む導電性樹脂ペーストを利用することも可能である。第1ないし第4外部接続子21〜24として導電性樹脂ペーストを利用した場合には、導電性樹脂ペーストに含まれる樹脂成分が素体10A1において発生した振動を吸収する効果を発揮するため、素体10A1から外部に伝播する振動を効果的に減衰させることが可能になる。
ここで、図1ないし図5を参照して、積層セラミックコンデンサ1A1の向きを表わす用語として、誘電体層11と導電体層12との積層方向を高さ方向Hとして定義し、当該高さ方向Hと直交する直交2軸のうちの一方の軸の延在方向を長さ方向Lとして定義し、当該直交2軸のうちの他方の軸の延在方向を幅方向Wとして定義し、以下の説明においては、これら用語を使用する。
図1ないし図5に示すように、直方体形状の素体10A1は、外表面として、高さ方向Hにおいて相対して位置する第1主面M1および第2主面M2と、長さ方向Lにおいて相対して位置する第1側面S1および第2側面S2と、幅方向Wにおいて相対して位置する第3側面S3と第4側面S4とを有している。
第1外部接続子21は、第1側面S1の一部(幅方向Wにおける中央部付近)を覆っているとともに、当該第1側面S1の中央部付近に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
第2外部接続子22は、第2側面S2の一部(幅方向Wにおける中央部付近)を覆っているとともに、当該第2側面S2の中央部付近に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
第3外部接続子23は、第3側面S3の一部(長さ方向Lにおける中央部付近)を覆っているとともに、当該第3側面S3の中央部付近に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
第4外部接続子24は、第4側面S4の一部(長さ方向Lにおける中央部付近)を覆っているとともに、当該第4側面S4の中央部付近に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
図2ないし図5に示すように、複数の導電体層12は、第1外部接続子21および第2外部接続子22に接続された複数の第1導電体層12aと、第3外部接続子23および第4外部接続子24に接続された複数の第2導電体層12bとを含んでいる。
図4に示すように、第1導電体層12aは、高さ方向Hに沿って見た場合に略矩形状を有しており、その外周の所定位置に一対の引出し部12a1を含んでいる。図2および図4に示すように、一対の引出し部12a1のうちの一方は、第1側面S1に達するように長さ方向Lに沿って引き出されており、当該第1側面S1に設けられた第1外部接続子21に接続されている。一方、一対の引出し部12a1のうちの他方は、第2側面S2に達するように長さ方向Lに沿って引き出されており、当該第2側面S2に設けられた第2外部接続子22に接続されている。
図5に示すように、第2導電体層12bは、高さ方向Hに沿って見た場合に略矩形状を有しており、その外周の所定位置に一対の引出し部12b1を含んでいる。図3および図5に示すように、一対の引出し部12b1のうちの一方は、第3側面S3に達するように幅方向Wに沿って引き出されており、当該第3側面S3に設けられた第3外部接続子23に接続されている。一方、一対の引出し部12b1のうちの他方は、第4側面S4に達するように幅方向Wに沿って引き出されており、当該第4側面S4に設けられた第4外部接続子24に接続されている。
図2および図3に示すように、これら第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、高さ方向Hに沿って交互に位置している。これにより、複数の第1導電体層12aの1つと複数の第2導電体層12bの1つとが複数の誘電体層11のうちの1つを介して対向配置された部分において静電容量部が規定されることになり、当該静電容量部が高さ方向Hに沿って複数積層されることで素体10A1の内部に当該積層セラミックコンデンサ1A1の静電容量を決定する有効部13が規定されている。
ここで、高さ方向Hに沿って隣り合って位置する第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、それぞれが有する上述した引出し部12a1および引出し部12b1を除く平面視矩形状の部分において対向している。そのため、上述した有効部13は、薄型の略直方体形状を有することになる。
上述したように、有効部13は、素体10A1の内部に埋設されている。そのため、有効部13は、図2ないし図5に示すように、誘電体層11の一部によって主として規定される複数の保護部によって挟まれている。
具体的には、有効部13は、高さ方向Hにおいて一対の高さ方向保護部によって挟まれており、長さ方向Lにおいて一対の長さ方向保護部によって挟まれており、幅方向Wにおいて一対の幅方向保護部によって挟まれている。
以上において説明した構成を有する積層セラミックコンデンサ1A1においては、第1ないし第4外部接続子21〜24が、いずれも静電容量部を規定する第1導電体層12aまたは第2導電体層12bに接続されており、これら第1ないし第4外部接続子21〜24は、当該積層セラミックコンデンサ1A1が実装される配線基板に形成される回路に電気的に接続されることが予定されたものである。そのため、これら第1ないし第4外部接続子21〜24は、いわゆる外部電極として機能するものであり、半田等の接合材を介して配線基板に電気的にかつ機械的に接続される部位となる。
一方、第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、いずれも静電容量部を規定する部位であるため、これら第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、いわゆる内部電極層として機能するものである。なお、素体10A1の内部に設けられる複数の導電体層12には、これら内部電極層として機能する第1導電体層12aおよび第2導電体層12bのいずれにも該当しない導電体層が含まれていてもよい。内部電極層として機能しない導電体層としては、たとえば外部接続子と素体との接合力を高めるためのものや、高さ方向保護部から有効部への成分の拡散を抑制するためのもの等が挙げられる。
上述した構成の積層セラミックコンデンサ1A1は、一般に貫通型コンデンサと称されるタイプの積層コンデンサであり、その等価回路は、図6に示した如くとなる。すなわち、第1外部接続子21と第2外部接続子22とは、積層セラミックコンデンサ1A1の内部において第1導電体層12aを介して導通しており、これによりいわゆる貫通電極を構成する。一方、貫通電極である第1外部接続子21および第2外部接続子22と、第3外部接続子23および第4外部接続子との間には、第1導電体層12aと第2導電体層12bとの間に誘電体層11が介在することによって規定される静電容量部が位置している。
このように構成された貫通型コンデンサは、貫通電極間を接続する導電体層に静電容量部が近接配置された構成であるため、余分な配線を介することなく信号ラインに静電容量部が接続されることになり、積層コンデンサが有する寄生成分であるESL(等価直列インダクタンス)が低減されたものとなる。
なお、当該積層セラミックコンデンサ1A1をDC/DCコンバータに付設されるデカップリングコンデンサとして使用する場合には、電源ラインに対して第1外部接続子21および第2外部接続子22が電気的に接続されるとともに、グランド(接地ライン)に対して第3外部接続子23および第4外部接続子24がそれぞれ電気的に接続されることになる。
ここで、図1ないし図5を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、当該積層セラミックコンデンサ1A1の長さ方向Lにおける最大外形寸法、幅方向Wにおける最大外形寸法および高さ方向Hにおける最大外形寸法をそれぞれL0、W0およびH0とした場合に、これらL0、W0およびH0が、2.67≦L0/H0の条件(以下、これを第1条件と称する)を満たしているとともに、1/1.72≦L0/W0≦1.72の条件(以下、これを第2条件と称する)を満たしている。
また、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、有効部13の長さ方向Lにおける寸法および高さ方向Hにおける寸法をそれぞれL1およびH1とした場合に、これらL1およびH1と、上述したL0およびH0とが、L0/H0<L1/H1<1.35×(L0/H0)の条件(以下、これを第3条件と称する)をさらに満たしている。
さらに、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、有効部13の幅方向Wにおける寸法をW1とした場合に、当該W1と、上述したW0、H0およびH1とが、W0/H0<W1/H1<1.35×(W0/H0)の条件(以下、これを第4条件と称する)をさらに満たしている。
また、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、上述したL0、H0、L1およびH1が、1.14×(L0/H0)≦L1/H1≦1.27×(L0/H0)の条件(以下、これを第5条件と称する)をさらに満たしている。
さらに、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、上述したW0、H0、W1およびH1が、1.14×(W0/H0)≦W1/H1≦1.27×(W0/H0)の条件(以下、これを第6条件と称する)をさらに満たしている。
上記第1および第2条件を満たすことにより、回路基板の設計自由度を損なうことなく騒音の発生を抑制することができる。ここで、回路基板の設計自由度が損なわれない理由は、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1が上記第1および第2条件を満たしていることにより、後述する理由によって当該積層セラミックコンデンサ1A1のみにて既に騒音が発生し難いものとして構成されているためである。そのため、当該積層セラミックコンデンサ1A1に近接配置される他の積層セラミックコンデンサとの間で所定のレイアウトルールに従ってこれが配置される必要もなければ、決められた数の積層セラミックコンデンサをその近傍に配置する必要もなく、配線基板の任意の位置に自由にその実装位置を設計することが可能になる。
また、上記第1および第2条件に加え、上記第3条件またはこれに加えて第4条件を満たすことにより、より効果的に騒音の発生を抑制することができる。さらには、上記第1および第2条件に加え、上記第5条件またはこれに加えて第6条件を満たすことにより、さらに効果的に騒音の発生を抑制することができる。
なお、これら第1ないし第6条件は、後述する第1ないし第3検証試験の試験結果に基づいて導き出されたものであるが、特にこのうちの第1および第2条件を満たすことで上記効果が得られる理由は、以下のとおりである。
図7は、図1に示す積層セラミックコンデンサを含む回路基板の模式断面図である。以下、この図7を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1を含む実装体の一構成例としての回路基板100について説明するとともに、上述した第1および第2条件を満たすことで上述した効果が得られる理由について詳細に説明する。
図7に示すように、回路基板100は、上述した本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1と、当該積層セラミックコンデンサ1A1が実装された被実装体としての配線基板101とを備えている。
具体的には、配線基板101は、互いに隔てて設けられた4つのランド102をその主表面に有しており、当該4つのランド102に対向するようにそれぞれ積層セラミックコンデンサ1A1の第1ないし第4外部接続子21〜24が配置されている。これら4つのランド102と第1ないし第4外部接続子21〜24とは、それぞれ対応付けてその間に位置する接合材である半田103を介して接合されている。なお、接合材としては、上述した半田103以外のものを使用してもよい。
ここで、上述した回路基板100において、積層セラミックコンデンサ1A1に交流電圧、または、交流成分が重畳された直流電圧等が印加されると、誘電体層11が圧電性および電歪性を有するため、当該誘電体層11に機械的な歪みが生じる。その際、積層セラミックコンデンサ1A1の素体10A1には、図7中において二点鎖線にて示す如くの変形が生じる。
すなわち、電圧印加時においては、素体10A1が、複数の誘電体層11と複数の導電体層12との積層方向である高さ方向Hに沿って外側に向けて歪む。これにより、第1主面M1および第2主面M2は、それぞれその中心部が外側に向けて膨らむように変形する。また、これに伴い、素体10A1は、長さ方向Lおよび幅方向Wに沿って内側に向けて歪むことになる(図中においては、このうちの長さ方向Lに沿った変形を矢印ARにて模式的に示している)。これにより、第1側面S1、第2側面S2、第3側面S3および第4側面S4は、それぞれその中心部が内側に向けて縮むように変形する。なお、その際、直方体形状を有する素体10A1の角部において発生する歪みは、比較的小さい。
ここで、一般的に、積層セラミックコンデンサは、その外形が細長の略直方体形状とされる場合が多く、その長さ方向、幅方向および高さ方向の最大外形寸法の比が概ね2:1:1とされるとともに、その素体の長さ方向における両端部に一対の外部電極が設けられた構成とされている。また、当該積層セラミックコンデンサの内部に形成される有効部の形状も、その長さ方向、幅方向および高さ方向の寸法の比が概ね2:1:1とされる場合が多い。このように、通常は、高さ方向の寸法を比較的大きくすることにより(すなわち、積層セラミックコンデンサを極端に薄型に構成せずに)、有効部を構成する複数の誘電体層および複数の導電体層の積層数を増加させ、これにより静電容量の高容量化が図られている。
しかしながら、上述した一般的な構成の積層セラミックコンデンサにおいては、複数の誘電体層および複数の導電体層の積層数を増加させた分だけ、上述した素体に生じる高さ方向の歪みが大幅に増大することになり、これに伴って長さ方向における両端部に位置する第1側面および第2側面に生じる歪みも増大することになる。その結果、被実装体である配線基板に対する接合部である、上記長さ方向における両端部に設けられた外部電極にも大きな歪みが生じることになり、これが接合材である半田を介して配線基板に振動として伝播されることにより、騒音が増大する原因となっている。
これに対し、上記第1および第2条件を満たすことにより、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、上述した一般的な構成の積層セラミックコンデンサに比較して、高さ方向Hにおける最大外形寸法H0が、長さ方向Lにおける最大外形寸法L0および幅方向Wにおける最大外形寸法W0よりも相対的に十分に小さく(すなわち薄型に)構成されているとともに、幅方向Wにおける最大外形寸法W0が、長さ方向Lにおける最大外形寸法L0に相対的により近い大きさに(すなわち、高さ方向Hに沿って見た場合にその外形がより正方形に近い形状に)構成されている。
そのため、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、複数の誘電体層11および複数の導電体層12の積層数が比較的少なく抑えられていることに伴い、上述した素体10A1に生じる高さ方向Hの歪みが大幅に抑制されることになり、これに伴って長さ方向Lにおける両端部に位置する第1側面S1および第2側面S2に生じる歪みも抑制されることになる(すなわち、図7中に示す矢印ARにて示す歪みの程度が低く抑えられる)とともに、幅方向Wにおける両端部に位置する第3側面S3および第4側面S4に生じる歪みも抑制されることになる。その結果、被実装体である配線基板101に対する接合部である、上記長さ方向Lにおける両端部ならびに上記幅方向Wにおける両端部に設けられた第1ないし第4外部接続子21〜24にも大きな歪みが生じないことになり、回路基板100において騒音が発生することが顕著に抑制できることになる。
なお、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、複数の誘電体層11および複数の導電体層12の積層数が比較的少なく抑えられているが、上述したように幅方向Wにおける最大外形寸法W0が長さ方向Lにおける最大外形寸法L0により近い大きさに構成されているため、上述した一般的な構成の積層セラミックコンデンサに比較して、積層された複数の誘電体層11および複数の導電体層12の有効部13における個々の面積が相対的に増加することになり、この意味において静電容量の高容量化が図られたものとなる。
また、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、その外形が薄型に構成される分だけ配線基板上において嵩張ることがないため、回路基板100の薄型化にも寄与することになり、結果として当該回路基板100が搭載される電子機器の小型化にも寄与することになる。
また、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、上述した一般的な構成の積層セラミックコンデンサに比較して、第1および第2側面S1,S2に加えて第3および第4側面S3,S4においても、そのうちのより多くの部分が第1ないし第4外部接続子21〜24のいずれかによって覆われ、さらには、高さ方向Hにおいて素体10A1の外縁部が、これら第1ないし第4外部接続子21〜24によって挟み込まれている。
そのため、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、素体10A1の外縁部がその全周にわたって概ね均等に第1ないし第4外部接続子21〜24によって高さ方向Hに沿って拘束された状態にあることになり、この意味においても素体10A1に生じる高さ方向Hの歪みが大幅に抑制されることになる。したがって、第1ないし第4側面S1〜S4に生じる歪みも抑制できることになり、この意味においても騒音が発生することが顕著に抑制できることになる。
加えて、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A1においては、上述したように幅方向Wにおける最大外形寸法W0が長さ方向Lにおける最大外形寸法L0により近い大きさに構成されているため、電圧印加時においては、第1ないし第4側面S1〜S4がほぼ同じような大きさで変形することになる。そのため、複数の誘電体層11および複数の導電体層12の積層数が比較的少なく抑えられていることに伴い、第1ないし第4側面S1〜S4のすべてについて電圧印加時における変形量を同時に小さく抑えることが可能になり、長さ方向Lおよび幅方向Wの双方において被実装体である配線基板101に振動が生じることが抑制できることになり、騒音の発生をより顕著に抑制することができる。
<第1検証試験>
図8は、第1検証試験の試験条件および試験結果を示す表であり、図9は、第1検証試験の試験結果を示すグラフである。
第1検証試験は、積層セラミックコンデンサの長さ方向L、幅方向Wおよび高さ方向Hにおける最大外形寸法L0,W0,H0のうち、L0とW0とが同じ大きさとなるように構成した上でH0を種々変化させた場合に、実装体としての回路基板に生じる騒音にどのような変化が生じるか確認したものである。
(サンプルの製作条件)
図8に示すように、第1検証試験においては、検証例1〜5の合計5種類の積層セラミックコンデンサをサンプルとして製作した。なお、これら検証例1〜5は、いずれも上述した実施の形態1と基本的に同様の構成を有しているが、検証例1,2については、上述した第1条件を満たしていない。
これら検証例1〜5においては、素体の長さ方向Lおよび幅方向Wにおける最大外形寸法L0,W0を小数点第3位で四捨五入した設計値でそれぞれ0.78[mm]、0.85[mm]、0.90[mm]、0.93[mm]、0.95[mm]とし、素体の高さ方向Hにおける最大外形寸法H0を小数点第3位で四捨五入した設計値でそれぞれ0.43[mm]、0.37[mm]、0.34[mm]、0.32[mm]、0.31[mm]とした。
また、これら検証例1〜5においては、いずれも、複数の導電体層(内部電極層)の厚みを設計値で0.52[μm]とし、有効部に含まれる複数の誘電体層の厚みを設計値で0.7[μm]とし、一対の高さ方向保護部の厚みを設計値でそれぞれ32[μm]とし、一対の長さ方向保護部および一対の幅方向保護部の厚みを設計値でそれぞれ60[μm]とし、第1ないし第4外部接続子の第1ないし第4側面上における厚みを設計値でそれぞれ25[μm]とし、第1ないし第4外部接続子の第1および第2主面上における厚みを設計値でそれぞれ20[μm]とし、その静電容量はいずれも設計値で4.3[μF]とした。
なお、これら検証例1〜5における有効部の長さ方向L、幅方向Wおよび高さ方向Hにおける設計値での寸法L1,W1,H1、ならびに、上述した最大外形寸法L0,H0,W0の比率であるL0/W0、L0/H0およびW0/H0は、いずれも図8の表に記載のとおりである。ここで、これらL1、W1、H1、L0/W0、L0/H0およびW0/H0については、小数点第3位で四捨五入した値で示している。また、上記設計値に基づいて製作した積層セラミックコンデンサの各部の寸法を実測したところ、いずれも設計値どおりであった。
(騒音の測定条件)
実装体としての回路基板に生じる騒音の測定は、これら検証例1〜5に係る積層セラミックコンデンサをいずれも同一条件のもとに配線基板の中央部に実装することで5種類の回路基板を製作し、当該5種類の回路基板のそれぞれに実装された検証例1〜5に係る積層セラミックコンデンサに所定の交流電流を通電し、その際に回路基板の中央部から法線方向に3[mm]離れた位置での音圧スペクトルを測定することで行なった。
ここで、配線基板としては、100[mm]×40[mm]×1.6[mm]のサイズのものを使用し、配線基板には、検証例1〜5のサイズに応じて第1ないし第4外部接続子に対応する位置にランドを設けることとした。また、接合材としては、半田を用いた。なお、第1および第2外部接続子に接続されるランドの、長さ方向Lと平行な方向における寸法は、L+0.25[mm]とし、第3および第4外部接続子に接続されるランドの、幅方向Wと平行な方向における寸法は、W+0.25[mm]とした。
また、測定する騒音の音圧スペクトルの周波数帯は、0〜10[kHz]の範囲とし、騒音の音圧レベルは、これら周波数帯における音圧の平均値であるオーバーオール(O.A.)値として算出した。なお、図8の表に示すO.A.音圧レベル[dB]は、検証例1の測定結果を0とした場合の相対値であり、負の値を示せば騒音が検証例1に比較して低減していることが表わされ、正の値を示せば騒音が検証例1に比較して増大していることを表わす。なお、騒音は、6[dB]下がることで半減することになる。
(試験結果)
図8および図9に示すように、第1検証試験においては、検証例1に比較して、検証例2において音圧レベルが−3.8[dB]となり、検証例3において音圧レベルが−8.6[dB]となり、検証例4において音圧レベルが−18.0[dB]となり、検証例5において音圧レベルが−34.2[dB]となった。
ここで、図9に示すように、検証例3付近において音圧レベルの低下に顕著な変化が生じており、L0/H0が、当該検証例3が満たすL0/H0=2.67と同じかそれよりも大きい値をとることにより、騒音が大幅に抑制できることが理解できる。
したがって、本第1検証試験の結果に基づけば、上述した第1条件である2.67≦L0/H0の条件を満たすことで騒音の発生が抑制できることが導き出されることになる。
<第2検証試験>
図10は、第2検証試験の試験条件および試験結果を示す表であり、図11は、第2検証試験の試験結果を示すグラフである。
第2検証試験は、積層セラミックコンデンサの長さ方向L、幅方向Wおよび高さ方向Hにおける最大外形寸法L0,W0,H0のうち、H0を同じ大きさに一定に構成した上でL0とW0とを種々変化させた場合に、実装体としての回路基板に生じる騒音にどのような変化が生じるか確認したものである。
(サンプルの製作条件)
図10に示すように、第2検証試験においては、検証例6〜12の合計7種類の積層セラミックコンデンサをサンプルとして製作した。なお、これら検証例6〜12は、いずれも上述した実施の形態1と基本的に同様の構成を有しているが、検証例10〜12については、上述した第2条件を満たしていない。
これら検証例6〜12においては、素体の長さ方向Lにおける最大外形寸法L0を小数点第3位で四捨五入した設計値でそれぞれ0.95[mm]、1.00[mm]、1.10[mm]、1.25[mm]、1.30[mm]、1.35[mm]、1.40[mm]とし、素体の幅方向Wにおける最大外形寸法W0を小数点第3位で四捨五入した設計値でそれぞれ0.95[mm]、0.90[mm]、0.82[mm]、0.73[mm]、0.71[mm]、0.68[mm]、0.66[mm]とし、素体の高さ方向Hにおける最大外形寸法H0を小数点第3位で四捨五入した設計値でいずれも0.31[mm]とした。
また、その他の検証例6〜12におけるサンプルの製作条件は、上述した第1検証試験におけるサンプルの製作条件と同じである。
なお、これら検証例6〜12における有効部の長さ方向L、幅方向Wおよび高さ方向Hにおける設計値での寸法L1,W1,H1、ならびに、上述した最大外形寸法L0,H0,W0の比率であるL0/W0、L0/H0およびW0/H0は、いずれも図8の表に記載のとおりである。ここで、これらL1、W1、H1、L0/W0、L0/H0およびW0/H0については、小数点第3位で四捨五入した値で示している。また、上記設計値に基づいて製作した積層セラミックコンデンサの各部の寸法を実測したところ、いずれも設計値どおりであった。
(騒音の測定条件)
実装体としての回路基板に生じる騒音の測定は、これら検証例6〜12に係る積層セラミックコンデンサをいずれも同一条件のもとに配線基板に実装することで7種類の回路基板を製作し、当該7種類の回路基板のそれぞれについて、上述した第1検証試験における騒音の測定条件と同じ条件にて行なった。なお、検証例6〜12に係る積層セラミックコンデンサの配線基板への実装態様についても、上述した第1検証試験において説明した実装態様と同様とした。
なお、図10の表に示すO.A.音圧レベル[dB]は、検証例11の測定結果を0とした場合の相対値であり、負の値を示せば騒音が検証例11に比較して低減していることが表わされ、正の値を示せば騒音が検証例11に比較して増大していることを表わす。ここで、検証例11は、長さ方向Lにおける最大外形寸法L0と幅方向Wにおける最大外形寸法W0とのアスペクト比が、上述した一般的な構成の積層セラミックコンデンサのそれとほぼ同じとなるように構成したものである。
(試験結果)
図10および図11に示すように、第2検証試験においては、検証例11に比較して、検証例6において音圧レベルが−33.0[dB]となり、検証例7において音圧レベルが−28.6[dB]となり、検証例8において音圧レベルが−18.5[dB]となり、検証例9において音圧レベルが−6.0[dB]となり、検証例10において音圧レベルが−3.6[dB]となり、検証例12において音圧レベルが+2.6[dB]となった。
ここで、図11に示すように、検証例9においては、検証例11に比較して騒音が半減しており(すなわち−6[dB]となっており)、L0/W0が、当該検証例9が満たすL0/W0=1.72と同じかそれよりも小さい値をとることにより、騒音が大幅に抑制できることが理解できる。
したがって、本第2検証試験の結果に基づけば、上述した第2条件である1/1.72≦L0/W0≦1.72の条件を満たすことで騒音の発生が抑制できることが導き出される。なお、上記第2条件のうち、1/1.72≦L0/W0の部分は、積層セラミックコンデンサの長さ方向Lおよび幅方向Wのとり方によってL0とW0とが単純に入れ替わることによる。
<第3検証試験>
図12は、第3検証試験の試験条件および試験結果を示す表であり、図13は、第3検証試験の試験結果を示すグラフである。
第3検証試験は、積層セラミックコンデンサの長さ方向L、幅方向Wおよび高さ方向Hにおける最大外形寸法L0,W0,H0をそれぞれ同じ大きさに一定に構成しつつ、有効部の長さ方向Lおよび幅方向Wにおける寸法L1,W1が同じ大きさとなるように構成し、さらにその上で有効部の高さ方向における寸法H1を種々変化させた場合に、実装体としての回路基板に生じる騒音にどのような変化が生じるか確認したものである。
(サンプルの製作条件)
図12に示すように、第3検証試験においては、検証例13〜22の合計10種類の積層セラミックコンデンサをサンプルとして製作した。なお、これら検証例13〜22は、いずれも上述した実施の形態1と基本的に同様の構成を有しており、いずれも上述した第1および第2条件を満たしているが、検証例13,21,22については、上述した第3および第4条件を満たしておらず、また、検証例13〜15,20〜22については、上述した第5および第6条件を満たしていない。
これら検証例13〜22においては、素体の長さ方向Lおよび幅方向Wにおける最大外形寸法L0,W0を小数点第3位で四捨五入した設計値でいずれも0.95[mm]とし、素体の高さ方向Hにおける最大外形寸法H0を小数点第3位で四捨五入した設計値でいずれも0.31[mm]とした。
また、これら検証例13〜22においては、有効部の長さ方向Lおよび幅方向Wにおける寸法L1,W1を小数点第3位で四捨五入した設計値でそれぞれ0.73[mm]、0.74[mm]、0.75[mm]、0.76[mm]、0.77[mm]、0.78[mm]、0.79[mm]、0.79[mm]、0.80[mm]、0.82[mm]とし、有効部の高さ方向Hにおける寸法H1を小数点第3位で四捨五入した設計値でそれぞれ0.24[mm]、0.23[mm]、0.22[mm]、0.22[mm]、0.21[mm]、0.20[mm]、0.20[mm]、0.20[mm]、0.19[mm]、0.19[mm]とした。
また、その他の検証例13〜22におけるサンプルの製作条件は、上述した第1検証試験におけるサンプルの製作条件と同じである。
なお、これら検証例13〜22における上述した最大外形寸法L0,H0,W0ならびに寸法L1,H1,W1の比率である(L1/H1)/(L0/H0)および(W1/H1)/(W0/H0)は、いずれも図12の表に記載のとおりである。ここで、これら(L1/H1)/(L0/H0)および(W1/H1)/(W0/H0)については、小数点第3位で四捨五入した値で示している。また、上記設計値に基づいて製作した積層セラミックコンデンサの各部の寸法を実測したところ、いずれも設計値どおりであった。
(騒音の測定条件)
実装体としての回路基板に生じる騒音の測定は、これら検証例13〜22に係る積層セラミックコンデンサをいずれも同一条件のもとに配線基板に実装することで10種類の回路基板を製作し、当該10種類の回路基板のそれぞれについて、上述した第1検証試験における騒音の測定条件と同じ条件にて行なった。なお、検証例13〜22に係る積層セラミックコンデンサの配線基板への実装態様についても、上述した第1検証試験において説明した実装態様と同様とした。
なお、図12の表に示すO.A.音圧レベル[dB]は、検証例13の測定結果を0とした場合の相対値であり、負の値を示せば騒音が検証例13に比較して低減していることが表わされ、正の値を示せば騒音が検証例13に比較して増大していることを表わす。ここで、検証例13は、上述した(L1/H1)/(L0/H0)および(W1/H1)/(W0/H0)がいずれも1.00となるように構成した(すなわち、積層セラミックコンデンサの外形と有効部の外形とがほぼ相似形となるように構成した)ものである。
(試験結果)
図12および図13に示すように、第3検証試験においては、検証例13に比較して、検証例14において音圧レベルが−0.4[dB]となり、検証例15において音圧レベルが−4.9[dB]となり、検証例16において音圧レベルが−6.0[dB]となり、検証例17において音圧レベルが−11.2[dB]となり、検証例18において音圧レベルが−9.1[dB]となり、検証例19において音圧レベルが−6.0[dB]となり、検証例20において音圧レベルが−3.1[dB]となり、検証例21において音圧レベルが±0[dB]となり、検証例22において音圧レベルが+5.2[dB]となった。
ここで、図13に示すように、検証例14〜20においては、検証例13およびこれと同等の騒音が測定された検証例21に比較して騒音が低減しており、L1/H1が、検証例13が満たすL0/H0=L1/H1の条件と、検証例21が満たすL1/H1=1.35×(L0/H0)の条件との間の範囲の値をとることにより、騒音の発生がさらに抑制できることが理解でき、またこれに加えて、W1/H1が、検証例13が満たすW0/H0=W1/H1の条件と、検証例21が満たすW1/H1=1.35×(W0/H0)の条件との間の範囲の値をとることにより、騒音の発生がさらに抑制できることが理解できる。
したがって、本第3検証試験の結果に基づけば、上述した第3条件であるL0/H0<L1/H1<1.35×(L0/H0)の条件を満たすことで騒音の発生がさらに抑制できることが導き出されるとともに、これに加えて上述した第4条件であるW0/H0<W1/H1<1.35×(W0/H0)の条件を満たすことで騒音の発生がさらに抑制できることが導き出される。
上記結果は、積層セラミックコンデンサの外形と有効部の外形とがほぼ相似形となるように構成するよりも、有効部の高さ方向における寸法をある範囲内において減少させた場合に騒音がより低減できることを意味している。
また、図13に示すように、検証例16および19においては、検証例13およびこれと同等の騒音が測定された検証例21に比較して騒音が半減しており(すなわち−6[dB]となっており)、さらには、検証例17および18においては、検証例16および19よりもさらに騒音が低減しており、L1/H1が、検証例16が満たす1.14×(L0/H0)=L1/H1の条件と、検証例19が満たすL1/H1=1.27×(L0/H0)の条件との間の範囲の値をとることにより、騒音の発生がさらに大幅に抑制できることが理解でき、またこれに加えて、W1/H1が、検証例16が満たす1.14×(W0/H0)=W1/H1の条件と、検証例19が満たすW1/H1=1.27×(W0/H0)の条件との間の範囲の値をとることにより、騒音の発生がさらに大幅に抑制できることが理解できる。
したがって、本第3検証試験の結果に基づけば、上述した第5条件である1.14×(L0/H0)≦L1/H1≦1.27×(L0/H0)の条件を満たすことで騒音の発生がさらに大幅に抑制できることが導き出されるとともに、これに加えて上述した第6条件である1.14×(W0/H0)<W1/H1<1.27×(W0/H0)の条件を満たすことで騒音の発生がさらに大幅に抑制できることが導き出される。
図14は、図1に示す積層セラミックコンデンサにおける外部接続子の好適な配設位置を説明するための側面図である。以下、この図14を参照して、本実施の形態における外部接続子の好適な配設位置について説明する。なお、図14においては、第1側面S1を正面視した場合の側面図を示しているが、第2ないし第4側面S2〜S4についても、第1側面S1における構成に準じた構成とすることが好ましい。また、以下において説明する寸法は、特段の注釈がない限り、いずれも幅方向Wにおける各部位の最大寸法を意味し、以下において説明する距離は、いずれも幅方向Wにおける各部位の間の最短距離を意味している。
図14(A)を参照して、第1外部接続子21によって素体10A1が拘束されることで歪みが抑制される観点からは、第1外部接続子21のうちの第1側面S1を覆う部分の幅方向Wにおける寸法D1をより大きくすることが好ましい。たとえば、当該寸法D1を、第1外部接続子21と第3側面S3との間の幅方向Wにおける距離D2(すなわち、第1側面S1が露出する一対の部分のうちの第3側面S3寄りの部分の幅方向Wにおける最小寸法)および第1外部接続子21と第4側面S4との間の幅方向Wにおける距離D3(すなわち、第1側面S1が露出する一対の部分のうちの第4側面S4寄りの部分の幅方向Wにおける最小寸法)の合計距離よりも大きくすることにより(すなわち、D2+D3<D1)、効果的に騒音の発生を抑制することができる。
また、図14(B)に示すように、第1側面S1の中心位置Cと第1側面S1を覆う部分の第1外部接続子21の幅方向Wにおける中心線CLとが重なることがないように、当該中心線CLを当該中心位置Cから離して配置することが好ましい。これは、積層セラミックコンデンサ1A1に電圧が印加されることで生じる歪みが、第1側面S1中のうちの上記中心位置Cにおいて最も大きくなり、両端部に向かうにつれて小さくなるためである。すなわち、上記のように中心線CLを中心位置Cから離して配置することにより、配線基板に伝播する振動が減少することになり、結果として騒音の発生が抑制できることになる。
<実施の形態2>
図15は、本発明の実施の形態2における積層セラミックコンデンサの斜視図である。図16および図17は、それぞれ図15中に示すXVI−XVI線およびXVII−XVII線に沿った断面図である。図18および図19は、それぞれ図16中に示すXVIII−XVIII線およびXIX−XIX線に沿った断面図である。以下、これら図15ないし図19を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A2について説明する。
図15ないし図19に示すように、積層セラミックコンデンサ1A2は、上述した実施の形態1における積層セラミックコンデンサ1A1と同様の外観構造を有しており、第1および第2主面M1,M2ならびに第1ないし第4側面S1〜S4を有する薄型の直方体形状の素体10A2と、当該素体10A2の外表面に設けられた第1ないし第4外部接続子21〜24とを備えている。
図16ないし図19に示すように、素体10A2は、高さ方向Hに沿って交互に積層された複数の誘電体層11および略矩形状の複数の導電体層12にて構成されている。図18および図19に示すように、本実施の形態においては、上述した実施の形態1とは異なり、複数の導電体層12が、第1側面S1に引き出された引出し部12a1を介して第1外部接続子21に接続されているとともに第3側面S3に引き出された引出し部12a1を介して第3外部接続子23に接続された複数の第1導電体層12aと、第2側面S2に引き出された引出し部12b1を介して第2外部接続子22に接続されているとともに第4側面S4に引き出された引出し部12b1を介して第4外部接続子24に接続された複数の第2導電体層12bとを含んでいる。
図16および図17に示すように、これら第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、高さ方向Hに沿って交互に位置しており、これによって静電容量部が規定され、当該静電容量部が高さ方向Hに沿って複数積層されることで素体10A2の内部に有効部13が規定されている。なお、有効部13は、薄型の略直方体形状を有している。
ここで、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A2においても、第1ないし第4外部接続子21〜24が、いわゆる外部電極として機能することになり、半田等の接合材を介して配線基板に電気的にかつ機械的に接続されることになる。一方、第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、いわゆる内部電極層として機能することになる。
また、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A2も、一般に貫通型コンデンサと称されるタイプの積層コンデンサであり、その等価回路は、図6に示した如くとなる。ただし、当該積層セラミックコンデンサ1A2をDC/DCコンバータに付設されるデカップリングコンデンサとして使用する場合には、電源ラインに対して第1外部接続子21および第3外部接続子23が電気的に接続されるとともに、グランド(接地ライン)に対して第2外部接続子22および第4外部接続子24がそれぞれ電気的に接続されることになる。
ここで、図16ないし図19を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A2においても、上述した第1ないし第6条件のいずれもが満たされるように、各種の寸法(すなわち、最大外形寸法L0,W0,H0ならびに寸法L1,W1,H1)が調整されている。したがって、本実施の形態の如くの構成を採用した場合にも、上述した実施の形態1の如くの構成を採用した場合と同様に、回路基板の設計自由度を損なうことなく騒音の発生を抑制することが可能になる。
<実施の形態3>
図20は、本発明の実施の形態3における積層セラミックコンデンサの斜視図である。図21および図22は、それぞれ図20中に示すXXI−XXI線およびXXII−XXII線に沿った断面図である。図23および図24は、それぞれ図21中に示すXXIII−XXIII線およびXXIV−XXIV線に沿った断面図である。また、図25は、図20に示す積層セラミックコンデンサの等価回路を示す図である。以下、これら図20ないし図25を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A3について説明する。
図20ないし図24に示すように、積層セラミックコンデンサ1A3は、上述した実施の形態1における積層セラミックコンデンサ1A1と同様の外観構造を有しており、第1および第2主面M1,M2ならびに第1ないし第4側面S1〜S4を有する薄型の直方体形状の素体10A3と、当該素体10A3の外表面に設けられた第1ないし第4外部接続子21〜24とを備えている。
図21ないし図24に示すように、素体10A3は、高さ方向Hに沿って交互に積層された複数の誘電体層11および略矩形状の複数の導電体層12にて構成されている。図23および図24に示すように、本実施の形態においては、上述した実施の形態1および2とは異なり、複数の導電体層12が、第1側面S1に引き出された引出し部12a1を介して第1外部接続子21にのみ接続された複数の第1導電体層12aと、第2側面S2に引き出された引出し部12b1を介して第2外部接続子22にのみ接続された複数の第2導電体層12bとを含んでいる。
図21および図22に示すように、これら第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、高さ方向Hに沿って交互に位置しており、これによって静電容量部が規定され、当該静電容量部が高さ方向Hに沿って複数積層されることで素体10A3の内部に有効部13が規定されている。なお、有効部13は、薄型の略直方体形状を有している。
ここで、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A3においては、第1および第2外部接続子21,22が、いわゆる外部電極として機能することになり、半田等の接合材を介して配線基板に電気的にかつ機械的に接続されることになる。その反面、第3および第4外部接続子23,24は、いわゆる外部電極として機能することはなく、半田等の接合材を介して配線基板に機械的に接続されることのみが予定された部位となる。一方、第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、いわゆる内部電極層として機能することになる。
上述した構成の積層セラミックコンデンサ1A3は、一般に2端子型コンデンサと称されるタイプの積層コンデンサであり、その等価回路は、図25に示した如くとなる。すなわち、第1外部接続子21と第2外部接続子22との間には、第1導電体層12aと第2導電体層12bとの間に誘電体層11が介在することによって規定される静電容量部が位置することになる。
なお、当該積層セラミックコンデンサ1A3をDC/DCコンバータに付設されるデカップリングコンデンサとして使用する場合には、電源ラインに対して第1外部接続子21が電気的に接続されるとともに、グランド(接地ライン)に対して第2外部接続子22が電気的に接続されることになる。
ここで、図21ないし図24を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A3においても、上述した第1ないし第6条件のいずれもが満たされるように、各種の寸法(すなわち、最大外形寸法L0,W0,H0ならびに寸法L1,W1,H1)が調整されている。したがって、本実施の形態の如くの構成を採用した場合にも、上述した実施の形態1の如くの構成を採用した場合と同様に、回路基板の設計自由度を損なうことなく騒音の発生を抑制することが可能になる。
<実施の形態4>
図26は、本発明の実施の形態4における積層セラミックコンデンサの斜視図である。図27および図28は、それぞれ図26中に示すXXVII−XXVII線およびXXVIII−XXVIII線に沿った断面図である。図29および図30は、それぞれ図27中に示すXXIX−XXIX線およびXXX−XXX線に沿った断面図である。以下、これら図26ないし図30を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A4について説明する。
図26ないし図30に示すように、積層セラミックコンデンサ1A4は、上述した実施の形態1における積層セラミックコンデンサ1A1と同様に全体として薄型の略直方体形状を有しており、第1および第2主面M1,M2ならびに第1ないし第4側面S1〜S4を有する薄型の直方体形状の素体10A4と、当該素体10A4の外表面に設けられた第1ないし第4外部接続子21〜24とを備えている。しかしながら、本実施の形態においては、第1ないし第4外部接続子21〜24の配設位置が、上述した実施の形態1と相違している。
具体的には、第1外部接続子21は、第1側面S1の一部(第3側面S3寄りの部分)を覆っているともに、第3側面S3の一部(第1側面S1寄りの部分)を覆っており、さらに、これら第1側面S1と第3側面S3との境界部に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
第2外部接続子22は、第2側面S2の一部(第4側面S4寄りの部分)を覆っているとともに、第4側面S4の一部(第2側面S2寄りの部分)を覆っており、さらに、これら第2側面S2と第4側面S4との境界部に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
第3外部接続子23は、第3側面S3の一部(第2側面S2寄りの部分)を覆っているとともに、第2側面S2の一部(第3側面S3寄りの部分)を覆っており、さらに、これら第3側面S3と第2側面S2との境界部に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
第4外部接続子24は、第4側面S4の一部(第1側面S1寄りの部分)を覆っているとともに、第1側面S1の一部(第4側面S4寄りの部分)を覆っており、さらに、これら第4側面S4と第1側面S1との境界部に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
図27ないし図30に示すように、素体10A4は、高さ方向Hに沿って交互に積層された複数の誘電体層11および略矩形状の複数の導電体層12にて構成されている。本実施の形態においては、第1ないし第4外部接続子21〜24の配設位置が上述した実施の形態1と相違することに対応して、複数の導電体層12の形状も上述した実施の形態1と相違している。具体的には、図29および図30に示すように、複数の導電体層12が、第1側面S1および第3側面S3に引き出された引出し部12a1を介して第1外部接続子21に接続されているとともに第2側面S2および第4側面S4に引き出された引出し部12a1を介して第2外部接続子22に接続された複数の第1導電体層12aと、第3側面S3および第2側面S2に引き出された引出し部12b1を介して第3外部接続子23に接続されているとともに第4側面S4および第1側面S1に引き出された引出し部12b1を介して第4外部接続子24に接続された複数の第2導電体層12bとを含んでいる。
図27および図28に示すように、これら第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、高さ方向Hに沿って交互に位置しており、これによって静電容量部が規定され、当該静電容量部が高さ方向Hに沿って複数積層されることで素体10A4の内部に有効部13が規定されている。なお、有効部13は、薄型の略直方体形状を有している。
ここで、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A4においても、第1ないし第4外部接続子21〜24が、いわゆる外部電極として機能することになり、半田等の接合材を介して配線基板に電気的にかつ機械的に接続されることになる。一方、第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、いわゆる内部電極層として機能することになる。
また、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A4も、一般に貫通型コンデンサと称されるタイプの積層コンデンサであり、その等価回路は、図6に示した如くとなる。
ここで、図27ないし図30を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A4においても、上述した第1ないし第6条件のいずれもが満たされるように、各種の寸法(すなわち、最大外形寸法L0,W0,H0ならびに寸法L1,W1,H1)が調整されている。また、本実施の形態における外部接続子は、上述した実施の形態1における外部接続子と同様に、第1ないし第4側面の各々に設けられている。したがって、本実施の形態の如くの構成を採用した場合にも、上述した実施の形態1の如くの構成を採用した場合と同様に、回路基板の設計自由度を損なうことなく騒音の発生を抑制することが可能になる。
図31は、図26に示す積層セラミックコンデンサにおける外部接続子の好適な配設位置を説明するための側面図である。以下、この図31を参照して、本実施の形態における外部接続子の好適な配設位置について説明する。なお、図31においては、第1側面S1を正面視した場合の側面図を示しているが、第2ないし第4側面S2〜S4についても、第1側面S1における構成に準じた構成とすることが好ましい。また、以下において説明する寸法は、特段の注釈がない限り、いずれも幅方向Wにおける各部位の最大寸法を意味し、以下において説明する距離は、いずれも幅方向Wにおける各部位の間の最短距離を意味している。
図31を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A4にあっては、第1側面S1の中心位置Cが露出していることが好ましい。このように構成することにより、第1側面S1のうち、積層セラミックコンデンサ1A4に電圧が印加された場合に最も歪みが大きくなる当該中心位置Cが第1および第4外部接続子21,24によって覆われていないことになり、配線基板に伝播する振動が減少することとなって騒音の発生が抑制できることになる。
さらに、その場合、第1外部接続子21のうちの第1側面S1を覆う部分の幅方向Wにおける寸法D4および第4外部接続子24のうちの第1側面S1を覆う部分の幅方向Wにおける寸法D5をより小さくすることが好ましい。たとえば、当該寸法D4およびD5のそれぞれを、第1外部接続子21と第4外部接続子24との間の幅方向Wにおける距離D6(すなわち、第1側面S1が露出する部分の幅方向Wにおける最小寸法)よりも小さくすることにより(すなわち、D4<D6かつD5<D6)、効果的に騒音の発生を抑制することができる。
しかしながら、第1および第4外部接続子21,24によって素体10A4が拘束されることで歪みが抑制される観点からは、上記寸法D4および上記寸法D5をより大きくすることが好ましい。そのため、上記条件を満たしつつ、当該寸法D4およびD5の合計寸法を上記距離D6よりも大きくすることにより(すなわち、D6<D4+D5)、より効果的に騒音の発生を抑制することができる。
なお、ここでは、その詳細な説明は省略するが、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A4の如くの第1ないし第4外部接続子を有する積層セラミックコンデンサにおいて、これら第1ないし第4外部接続子と上述した第1導電体層12aおよび第2導電体層12bとの接続関係を種々変更することもできる。その場合には、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1A4の如くの外観構造を備えた上で、上述した実施の形態2の如くの外部接続子と導電体層との接続関係を有する貫通型の積層コンデンサや、上述した実施の形態3の如くの外部接続子と導電体層との接続関係を有する2端子型の積層コンデンサ等を構成することができる。
<実施の形態5>
図32は、本発明の実施の形態5における積層セラミックコンデンサの斜視図である。図33および図34は、それぞれ図32中に示すXXXIII−XXXIII線およびXXXIV−XXXIV線に沿った断面図である。図35および図36は、それぞれ図33中に示すXXXV−XXXV線およびXXXVI−XXXVI線に沿った断面図である。以下、これら図32ないし図36を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Bについて説明する。
図32ないし図36に示すように、積層セラミックコンデンサ1Bは、上述した実施の形態1における積層セラミックコンデンサ1A1と同様に全体として薄型の略直方体形状を有しており、第1および第2主面M1,M2ならびに第1ないし第4側面S1〜S4を有する薄型の直方体形状の素体10Bと、当該素体10Bの外表面に設けられた第1および第2外部接続子21,22とを備えている。ここで、本実施の形態においては、積層セラミックコンデンサ1Bが第1および第2外部接続子21,22の2つの外部接続子のみを備えている点において、上述した実施の形態1とは相違している。
第1外部接続子21は、第1側面S1の全面を覆っているとともに、第3側面S3の一部(第1側面S1寄りの部分)および第4側面S4の一部(第1側面S1寄りの部分)を覆っており、さらに、これら第1側面S1に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
第2外部接続子22は、第2側面S2の全面を覆っているとともに、第3側面S3の一部(第2側面S2寄りの部分)および第4側面S4の一部(第2側面S2寄りの部分)を覆っており、さらに、これら第2側面S2に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
図33ないし図36に示すように、素体10Bは、高さ方向Hに沿って交互に積層された複数の誘電体層11および複数の略矩形状の導電体層12にて構成されている。図35および図36に示すように、複数の導電体層12は、第1側面S1に引き出された引出し部12a1を介して第1外部接続子21に接続された複数の第1導電体層12aと、第2側面S2に引き出された引出し部12b1を介して第2外部接続子22に接続された複数の第2導電体層12bとを含んでいる。
図33および図34に示すように、これら第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、高さ方向Hに沿って交互に位置しており、これによって静電容量部が規定され、当該静電容量部が高さ方向Hに沿って複数積層されることで素体10Bの内部に有効部13が規定されている。なお、有効部13は、薄型の略直方体形状を有している。
ここで、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Bにおいては、第1および第2外部接続子21,22が、いわゆる外部電極として機能することになり、半田等の接合材を介して配線基板に電気的にかつ機械的に接続されることになる。一方、第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、いわゆる内部電極層として機能することになる。
また、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Bは、一般に2端子型コンデンサと称されるタイプの積層コンデンサであり、その等価回路は、図25に示した如くとなる。
ここで、図33ないし図36を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Bにおいても、上述した第1ないし第6条件のいずれもが満たされるように、各種の寸法(すなわち、最大外形寸法L0,W0,H0ならびに寸法L1,W1,H1)が調整されている。また、本実施の形態における外部接続子は、上述した実施の形態1における外部接続子と同様に、第1ないし第4側面の各々に設けられている。したがって、本実施の形態の如くの構成を採用した場合にも、上述した実施の形態1の如くの構成を採用した場合と同様に、回路基板の設計自由度を損なうことなく騒音の発生を抑制することが可能になる。
図37は、図32に示す積層セラミックコンデンサにおける外部接続子の好適な配設位置を説明するための側面図である。以下、この図37を参照して、本実施の形態における外部接続子の好適な配設位置について説明する。なお、図37においては、第3側面S3を正面視した場合の側面図を示しているが、第4側面S4についても、第3側面S3における構成に準じた構成とすることが好ましい。また、以下において説明する寸法は、特段の注釈がない限り、いずれも長さ方向Lにおける各部位の最大寸法を意味し、以下において説明する距離は、いずれも長さ方向Lにおける各部位の間の最短距離を意味している。
図37を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Bにあっては、第3側面S3の中心位置Cが露出していることが好ましい。このように構成することにより、第3側面S3のうち、積層セラミックコンデンサ1Bに電圧が印加された場合に最も歪みが大きくなる当該中心位置Cが第1および第2外部接続子21,22によって覆われていないことになり、配線基板に伝播する振動が減少することとなって騒音の発生が抑制できることになる。
さらに、その場合、第1外部接続子21のうちの第3側面S3を覆う部分の長さ方向Lにおける寸法D7および第2外部接続子22のうちの第3側面S3を覆う部分の長さ方向Lにおける寸法D8をより小さくすることが好ましい。たとえば、当該寸法D7およびD8のそれぞれを、第1外部接続子21と第2外部接続子22との間の長さ方向Lにおける距離D9(すなわち、第3側面S3が露出する部分の長さ方向Lにおける最小寸法)よりも小さくすることにより(すなわち、D7<D9かつD8<D9)、効果的に騒音の発生を抑制することができる。
しかしながら、第1および第2外部接続子21,22によって素体10Bが拘束されることで歪みが抑制される観点からは、上記寸法D7および上記寸法D8をより大きくすることが好ましい。そのため、上記条件を満たしつつ、当該寸法D7およびD8の合計寸法を上記距離D9よりも大きくすることにより(すなわち、D9<D7+D8)、より効果的に騒音の発生を抑制することができる。
<実施の形態6>
図38は、本発明の実施の形態6における積層セラミックコンデンサの斜視図である。図39および図40は、それぞれ図38中に示すXXXIX−XXXIX線およびXL−XL線に沿った断面図である。図41および図42は、それぞれ図39中に示すXLI−XLI線およびXLII−XLII線に沿った断面図である。以下、これら図38ないし図42を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Cについて説明する。
図38ないし図42に示すように、積層セラミックコンデンサ1Cは、上述した実施の形態1における積層セラミックコンデンサ1A1と同様に全体として薄型の略直方体形状を有しており、第1および第2主面M1,M2ならびに第1ないし第4側面S1〜S4を有する薄型の直方体形状の素体10Cと、当該素体10Cの外表面に設けられた第1ないし第8外部接続子21〜28とを備えている。ここで、本実施の形態においては、積層セラミックコンデンサ1Cが第1ないし第8外部接続子21〜28の8つの外部接続子を備えている点において、上述した実施の形態1とは相違している。
第1および第5外部接続子21,25は、それぞれ、第1側面S1の一部(幅方向Wにおける略三等分位置付近)を覆っているとともに、当該第1側面S1の略三等分位置付近に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
第2および第6外部接続子22,26は、それぞれ、第2側面S2の一部(幅方向Wにおける略三等分位置付近)を覆っているとともに、当該第2側面S2の略三等分位置付近に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
第3および第7外部接続子23,27は、それぞれ、第3側面S3の一部(長さ方向Lにおける略三等分位置付近)を覆っているとともに、当該第3側面S3の略三等分位置付近に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
第4および第8外部接続子24,28は、それぞれ、第4側面S4の一部(長さ方向Lにおける略三等分位置付近)を覆っているとともに、当該第4側面S4の略三等分位置付近に隣接する部分の第1主面M1の一部および第2主面M2の一部を覆っている。
図39ないし図42に示すように、素体10Cは、高さ方向Hに沿って交互に積層された複数の誘電体層11および複数の略矩形状の導電体層12にて構成されている。図41および図42に示すように、複数の導電体層12は、第1ないし第4側面S1〜S4のそれぞれに引き出された引出し部12a1を介して第1ないし第4外部接続子21〜24に接続された複数の第1導電体層12aと、第1ないし第4側面S1〜4のそれぞれに引き出された引出し部12b1を介して第5ないし第8外部接続子25〜28に接続された複数の第2導電体層12bとを含んでいる。
図39および図40に示すように、これら第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、高さ方向Hに沿って交互に位置しており、これによって静電容量部が規定され、当該静電容量部が高さ方向Hに沿って複数積層されることで素体10Cの内部に有効部13が規定されている。なお、有効部13は、薄型の略直方体形状を有している。
ここで、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Cにおいては、第1ないし第8外部接続子21〜28が、いわゆる外部電極として機能することになり、半田等の接合材を介して配線基板に電気的にかつ機械的に接続されることになる。一方、第1導電体層12aおよび第2導電体層12bは、いわゆる内部電極層として機能することになる。
また、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Cも、一般に貫通型コンデンサと称されるタイプの積層コンデンサであり、その等価回路は、図6に示した如くとなる。ただし、当該積層セラミックコンデンサ1CをDC/DCコンバータに付設されるデカップリングコンデンサとして使用する場合には、電源ラインに対して第1ないし第4外部接続子21〜24が電気的に接続されるとともに、グランド(接地ライン)に対して第5ないし第8外部接続子25〜28がそれぞれ電気的に接続されることになる。
ここで、図39ないし図42を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Cにおいても、上述した第1ないし第6条件のいずれもが満たされるように、各種の寸法(すなわち、最大外形寸法L0,W0,H0ならびに寸法L1,W1,H1)が調整されている。また、本実施の形態における外部接続子は、上述した実施の形態1における外部接続子と同様に、第1ないし第4側面の各々に設けられている。したがって、本実施の形態の如くの構成を採用した場合にも、上述した実施の形態1の如くの構成を採用した場合と同様に、回路基板の設計自由度を損なうことなく騒音の発生を抑制することが可能になる。
図43は、図38に示す積層セラミックコンデンサにおける外部接続子の好適な配設位置を説明するための側面図である。以下、この図43を参照して、本実施の形態における外部接続子の好適な配設位置について説明する。なお、図43においては、第1側面S1を正面視した場合の側面図を示しているが、第2ないし第4側面S2〜S4についても、第1側面S1における構成に準じた構成とすることが好ましい。また、以下において説明する距離は、いずれも幅方向Wにおける各部位の間の最短距離を意味している。
図43を参照して、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Cにあっては、第1側面S1の中心位置Cが露出していることが好ましい。このように構成することにより、第1側面S1のうち、積層セラミックコンデンサ1Cに電圧が印加された場合に最も歪みが大きくなる当該中心位置Cが第1および第5外部接続子21,25によって覆われていないことになり、配線基板に伝播する振動が減少することとなって騒音の発生が抑制できることになる。
さらに、その場合、第1外部接続子21と第5外部接続子25との間の幅方向Wにおける距離D10(すなわち、第1側面S1が露出する3つの部分のうちの真ん中に位置する部分の幅方向Wにおける最大寸法)をより大きくすることが好ましい。たとえば、当該距離D10を、第1外部接続子21と第3側面S3との間の幅方向Wにおける距離D11(すなわち、第1側面S1が露出する3つの部分のうちの最も第3側面S3寄りに位置する部分の幅方向Wにおける最大寸法)および第1外部接続子21と第4側面S4との間の幅方向Wにおける距離D12(すなわち、第1側面S1が露出する3つの部分のうちの最も第4側面S4寄りに位置する部分の幅方向Wにおける最大寸法)よりも大きくすることにより(すなわち、D11<D10かつD12<D10)、効果的に騒音の発生を抑制することができる。
なお、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Cにおいては、第1ないし第4側面S1〜S4のそれぞれに向けて第1および第2導電体層12a,12bが引き出された部分において、引出し部12a1と引出し部12b1とが近接して平行に配置されている。そのため、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ1Cの如くの構成とすることにより、電圧印加時においてこれらの部分に流れる電流の向きが互いに逆方向を向くことになるため、積層コンデンサが有する寄生成分であるESL(等価直列インダクタンス)が低減される効果を得ることもできる。
<各部の寸法の測定方法>
以下においては、積層セラミックコンデンサの各部の寸法を測定する際の測定方法について説明する。
積層セラミックコンデンサの各部の寸法のうち、当該積層セラミックコンデンサの長さ方向L、幅方向Wおよび高さ方向Hにおける最大外形寸法L0,W0,H0は、マイクロメータを用いた計測または光学顕微鏡による観察で測定することができる。これら最大外形寸法L0,W0,H0をより高精度に測定するためには、素体の中心を通るL−H断面、W−H断面およびL−W断面から選ばれる断面を研磨により露出させ、当該露出させた断面のそれぞれについて光学顕微鏡で観察し、素体の中心を通る長さ方向Lまたは幅方向Wあるいは高さ方向Hに沿った直線上において、それぞれその外形寸法を求めることとすればよい。
積層セラミックコンデンサの各部の寸法のうち、有効部の長さ方向L、幅方向Wおよび高さ方向Hにおける寸法L1,W1,H1は、素体の中心を通るL−H断面、W−H断面およびL−W断面から選ばれる断面を研磨により露出させ、当該露出させた断面のそれぞれについて光学顕微鏡で観察し、素体の中心を通る長さ方向Lまたは幅方向Wあるいは高さ方向Hに沿った直線上においてそれぞれその有効部の寸法を求めることで測定することができる。
今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
1A1〜1A4,1B,1C 積層セラミックコンデンサ、10A1〜10A4,10B,10C 素体、11 誘電体層、12 導電体層、12a 第1導電体層、12a1 引出し部、12b 第2導電体層、12b1 引出し部、13 静電容量部、21 第1外部接続子、22 第2外部接続子、23 第3外部接続子、24 第4外部接続子、25 第5外部接続子、26 第6外部接続子、27 第7外部接続子、28 第8外部接続子、100 回路基板、101 配線基板、102 ランド、103 半田、C 中心位置、CL 中心線、M1 第1主面、M2 第2主面、S1 第1側面、S2 第2側面、S3 第3側面、S4 第4側面。

Claims (20)

  1. 高さ方向に沿って交互に積層された複数の誘電体層および複数の導電体層にて構成された素体と、前記素体の外表面に設けられた複数の外部接続子とを備えた積層コンデンサであって、
    前記素体は、前記高さ方向において相対して位置する第1主面および第2主面と、前記高さ方向と直交する長さ方向において相対して位置する第1側面および第2側面と、前記高さ方向および前記長さ方向のいずれにも直交する幅方向において相対して位置する第3側面および第4側面とを有し、
    前記複数の外部接続子は、前記第1側面の一部を覆う第1外部接続子と、前記第2側面の一部を覆う第2外部接続子と、前記第3側面の一部を覆う第3外部接続子と、前記第4側面の一部を覆う第4外部接続子とを含み、
    前記複数の導電体層は、前記第1外部接続子に接続された複数の第1導電体層と、前記第2ないし第4外部接続子のうちの少なくとも1つの外部接続子に接続されているとともに前記第1外部接続子に接続されていない複数の第2導電体層とを含み、
    前記素体は、前記複数の第1導電体層の1つと前記複数の第2導電体層の1つとが前記複数の誘電体層のうちの1つを介して対向配置されることで規定される静電容量部が前記高さ方向に沿って積層されてなる有効部を内部に含み、
    当該積層コンデンサの前記長さ方向における最大外形寸法をL0とし、当該積層コンデンサの前記幅方向における最大外形寸法をW0とし、当該積層コンデンサの前記高さ方向における最大外形寸法をH0とした場合に、2.67≦L0/H0の条件を満たすとともに、1/1.72≦L0/W0≦1.72の条件を満たす、積層コンデンサ。
  2. 前記複数の第1導電体層は、前記第1および第2外部接続子に接続されており、
    前記複数の第2導電体層は、前記第3および第4外部接続子に接続されている、請求項1に記載の積層コンデンサ。
  3. 前記複数の第1導電体層は、前記第1および第3外部接続子に接続されており、
    前記複数の第2導電体層は、前記第2および第4外部接続子に接続されている、請求項1に記載の積層コンデンサ。
  4. 前記複数の第1導電体層は、前記第1外部接続子に接続されており、
    前記複数の第2導電体層は、前記第2外部接続子に接続されており、
    前記第3および第4外部接続子は、前記複数の第1導電体層および前記複数の第2導電体層のいずれにも非接続である、請求項1に記載の積層コンデンサ。
  5. 前記第1外部接続子は、前記第1側面の一部に加えて前記第3側面の一部をさらに覆っており、
    前記第2外部接続子は、前記第2側面の一部に加えて前記第4側面の一部をさらに覆っており、
    前記第3外部接続子は、前記第3側面の一部に加えて前記第2側面の一部をさらに覆っており、
    前記第4外部接続子は、前記第4側面の一部に加えて前記第1側面の一部をさらに覆っている、請求項1から4のいずれかに記載の積層コンデンサ。
  6. 前記第1外部接続子は、前記第1側面の一部に加えて前記第1主面の一部および前記第2主面の一部をさらに覆っており、
    前記第2外部接続子は、前記第2側面の一部に加えて前記第1主面の一部および前記第2主面の一部をさらに覆っており、
    前記第3外部接続子は、前記第3側面の一部に加えて前記第1主面の一部および前記第2主面の一部をさらに覆っており、
    前記第4外部接続子は、前記第4側面の一部に加えて前記第1主面の一部および前記第2主面の一部をさらに覆っている、請求項1から5のいずれかに記載の積層コンデンサ。
  7. 前記第1外部接続子のうちの前記第1側面を覆う部分の前記幅方向における中心線が、前記第1側面の中心位置から離れており、
    前記第2外部接続子のうちの前記第2側面を覆う部分の前記幅方向における中心線が、前記第2側面の中心位置から離れている、請求項1から6のいずれかに記載の積層コンデンサ。
  8. 前記第3外部接続子のうちの前記第3側面を覆う部分の前記長さ方向における中心線が、前記第3側面の中心位置から離れており、
    前記第4外部接続子のうちの前記第4側面を覆う部分の前記長さ方向における中心線が、前記第4側面の中心位置から離れている、請求項1から7のいずれかに記載の積層コンデンサ。
  9. 高さ方向に沿って交互に積層された複数の誘電体層および複数の導電体層にて構成された素体と、前記素体の外表面に設けられた複数の外部接続子とを備えた積層コンデンサであって、
    前記素体は、前記高さ方向において相対して位置する第1主面および第2主面と、前記高さ方向と直交する長さ方向において相対して位置する第1側面および第2側面と、前記高さ方向および前記長さ方向のいずれにも直交する幅方向において相対して位置する第3側面および第4側面とを有し、
    前記複数の外部接続子は、前記第1側面の少なくとも一部、前記第3側面の一部および前記第4側面の一部を覆う第1外部接続子と、前記第2側面の少なくとも一部、前記第3側面の一部および前記第4側面の一部を覆う第2外部接続子とを含み、
    前記複数の導電体層は、前記第1外部接続子に接続された複数の第1導電体層と、前記第2外部接続子に接続された複数の第2導電体層とを含み、
    前記素体は、前記複数の第1導電体層の1つと前記複数の第2導電体層の1つとが前記複数の誘電体層のうちの1つを介して対向配置されることで規定される静電容量部が前記高さ方向に沿って積層されてなる有効部を内部に含み、
    当該積層コンデンサの前記長さ方向における最大外形寸法をL0とし、当該積層コンデンサの前記幅方向における最大外形寸法をW0とし、当該積層コンデンサの前記高さ方向における最大外形寸法をH0とした場合に、2.67≦L0/H0の条件を満たすとともに、1/1.72≦L0/W0≦1.72の条件を満たす、積層コンデンサ。
  10. 前記第1外部接続子は、前記第1側面の少なくとも一部、前記第3側面の一部および前記第4側面の一部に加えて前記第1主面の一部および前記第2主面の一部をさらに覆っており、
    前記第2外部接続子は、前記第2側面の少なくとも一部、前記第3側面の一部および前記第4側面の一部に加えて前記第1主面の一部および前記第2主面の一部をさらに覆っている、請求項9に記載の積層コンデンサ。
  11. 前記第1外部接続子のうちの前記第1側面を覆う部分の前記幅方向における中心線が、前記第1側面の中心位置から離れており、
    前記第2外部接続子のうちの前記第2側面を覆う部分の前記幅方向における中心線が、前記第2側面の中心位置から離れている、請求項9または10に記載の積層コンデンサ。
  12. 高さ方向に沿って一層ずつ交互に積層された複数の誘電体層および複数の導電体層にて構成された素体と、前記素体の外表面に設けられた複数の外部接続子とを備えた積層コンデンサであって、
    前記素体は、前記高さ方向において相対して位置する第1主面および第2主面と、前記高さ方向と直交する長さ方向において相対して位置する第1側面および第2側面と、前記高さ方向および前記長さ方向のいずれにも直交する幅方向において相対して位置する第3側面および第4側面とを有し、
    前記複数の外部接続子は、前記第1側面の一部を覆う第1外部接続子と、前記第2側面の一部を覆う第2外部接続子と、前記第3側面の一部を覆う第3外部接続子と、前記第4側面の一部を覆う第4外部接続子と、前記第1側面の一部を覆う第5外部接続子と、前記第2側面の一部を覆う第6外部接続子と、前記第3側面の一部を覆う第7外部接続子と、前記第4側面の一部を覆う第8外部接続子とを含み、
    前記複数の導電体層は、前記第1ないし第4外部接続子に接続された複数の第1導電体層と、前記第5ないし第8外部接続子に接続された複数の第2導電体層とを含み、
    前記素体は、前記複数の第1導電体層の1つと前記複数の第2導電体層の1つとが前記複数の誘電体層のうちの1つを介して対向配置されることで規定される静電容量部が前記高さ方向に沿って積層されてなる有効部を内部に含み、
    当該積層コンデンサの前記長さ方向における最大外形寸法をL0とし、当該積層コンデンサの前記幅方向における最大外形寸法をW0とし、当該積層コンデンサの前記高さ方向における最大外形寸法をH0とした場合に、2.67≦L0/H0の条件を満たすとともに、1/1.72≦L0/W0≦1.72の条件を満たす、積層コンデンサ。
  13. 前記第1および第5外部接続子のそれぞれは、前記第1側面の一部に加えて前記第1主面の一部および前記第2主面の一部をさらに覆っており、
    前記第2および第6外部接続子のそれぞれは、前記第2側面の一部に加えて前記第1主面の一部および前記第2主面の一部をさらに覆っており、
    前記第3および第7外部接続子のそれぞれは、前記第3側面の一部に加えて前記第1主面の一部および前記第2主面の一部をさらに覆っており、
    前記第4および第8外部接続子のそれぞれは、前記第4側面の一部に加えて前記第1主面の一部および前記第2主面の一部をさらに覆っている、請求項12に記載の積層コンデンサ。
  14. 前記第1外部接続子のうちの前記第1側面を覆う部分の前記幅方向における中心線および前記第5外部接続子のうちの前記第1側面を覆う部分の前記幅方向における中心線が、前記第1側面の中心位置から離れており、
    前記第2外部接続子のうちの前記第2側面を覆う部分の前記幅方向における中心線および前記第6外部接続子のうちの前記第2側面を覆う部分の前記幅方向における中心線が、前記第2側面の中心位置から離れている、請求項12または13に記載の積層コンデンサ。
  15. 前記第3外部接続子のうちの前記第3側面を覆う部分の前記長さ方向における中心線および前記第7外部接続子のうちの前記第3側面を覆う部分の前記長さ方向における中心線が、前記第3側面の中心位置から離れており、
    前記第4外部接続子のうちの前記第4側面を覆う部分の前記長さ方向における中心線および前記第8外部接続子のうちの前記第4側面を覆う部分の前記長さ方向における中心線が、前記第4側面の中心位置から離れている、請求項12から14のいずれかに記載の積層コンデンサ。
  16. 前記第1外部接続子と前記第5外部接続子との間の前記幅方向における距離が、前記第1外部接続子と前記第3側面との間の前記幅方向における距離および前記第5外部接続子と前記第4側面との間の前記幅方向における距離のいずれよりも大きく、
    前記第2外部接続子と前記第6外部接続子との間の前記幅方向における距離が、前記第2外部接続子と前記第4側面との間の前記幅方向における距離および前記第6外部接続子と前記第3側面との間の前記幅方向における距離のいずれよりも大きく、
    前記第3外部接続子と前記第7外部接続子との間の前記長さ方向における距離が、前記第3外部接続子と前記第2側面との間の前記長さ方向における距離および前記第7外部接続子と前記第1側面との間の前記長さ方向における距離のいずれよりも大きく、
    前記第4外部接続子と前記第8外部接続子との間の前記長さ方向における距離が、前記第4外部接続子と前記第1側面との間の前記長さ方向における距離および前記第8外部接続子と前記第2側面との間の前記長さ方向における距離のいずれよりも大きい、請求項12から15のいずれかに記載の積層コンデンサ。
  17. 前記有効部の前記長さ方向における寸法をL1とし、前記有効部の前記高さ方向における寸法をH1とした場合に、L0/H0<L1/H1<1.35×(L0/H0)の条件をさらに満たす、請求項1から16のいずれかに記載の積層コンデンサ。
  18. 前記有効部の前記幅方向における寸法をW1とした場合に、W0/H0<W1/H1<1.35×(W0/H0)の条件をさらに満たす、請求項17に記載の積層コンデンサ。
  19. 前記有効部の前記長さ方向における寸法をL1とし、前記有効部の前記高さ方向における寸法をH1とした場合に、1.14×(L0/H0)≦L1/H1≦1.27×(L0/H0)の条件をさらに満たす、請求項1から16のいずれかに記載の積層コンデンサ。
  20. 前記有効部の前記幅方向における寸法をW1とした場合に、1.14×(W0/H0)≦W1/H1≦1.27×(W0/H0)の条件をさらに満たす、請求項19に記載の積層コンデンサ。
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