JP2016219741A - Laminated capacitor and mounting structure thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の誘電体層と内部電極とが交互に積層された積層体に一対の外部電極を形成した積層型コンデンサに関するものである。 The present invention relates to a multilayer capacitor in which a pair of external electrodes are formed on a multilayer body in which a plurality of dielectric layers and internal electrodes are alternately stacked.
積層型コンデンサは、誘電体層と内部電極とが交互に積層されており、誘電体層を構成するセラミック材料としては、誘電率が比較的高いチタン酸バリウム等の強誘電体材料が一般的に用いられている。このような積層型コンデンサに交流成分が重畳された直流電圧が印加されると、電圧による電歪効果から誘電体層に歪みが発生し、積層型コンデンサ自体が振動する。積層型コンデンサは、はんだ等を介して基板に実装されており、積層型コンデンサの振動は、基板に伝播し、基板に伝播した振動により、基板が共鳴して振動が増幅され、基板において振動音が発生する。そして、基板が可聴域の共振周波数で共振した際に、基板から可聴音が生じ、いわゆる、「音鳴き」という現象が生じる。具体的には、積層型コンデンサは、一対の外部電極と基板とがはんだを介して実装されており、積層型コンデンサの振動が外部電極に形成されたはんだ接合部を介して基板を変形させるので、基板において振動音が発生することになる。 In a multilayer capacitor, dielectric layers and internal electrodes are alternately laminated. As a ceramic material constituting the dielectric layer, a ferroelectric material such as barium titanate having a relatively high dielectric constant is generally used. It is used. When a DC voltage on which an AC component is superimposed is applied to such a multilayer capacitor, distortion occurs in the dielectric layer due to the electrostrictive effect due to the voltage, and the multilayer capacitor itself vibrates. The multilayer capacitor is mounted on the substrate via solder or the like. The vibration of the multilayer capacitor propagates to the substrate, and the vibration that propagates to the substrate resonates and amplifies the vibration. Occurs. When the substrate resonates at an audible resonance frequency, an audible sound is generated from the substrate, and a so-called “sounding” phenomenon occurs. Specifically, in a multilayer capacitor, a pair of external electrodes and a substrate are mounted via solder, and the vibration of the multilayer capacitor deforms the substrate via a solder joint formed on the external electrode. A vibration sound is generated in the substrate.
積層型コンデンサは、「音鳴き」を低減するとして、積層体の長手方向の両端面の中央部に一対の外部電極を設けている。このような積層型コンデンサは、例えば、特許文献1に開示されているものがある。
The multilayer capacitor is provided with a pair of external electrodes at the center of both end faces in the longitudinal direction of the multilayer body in order to reduce “sounding”. An example of such a multilayer capacitor is disclosed in
しかしながら、上述の積層型コンデンサの構造では、積層体の長手方向の両端面において積層体の短手方向に沿った外部電極の長さが小さくなり、実装安定性が低下しやすいという問題点があった。 However, the structure of the multilayer capacitor described above has a problem that the length of the external electrode along the short side direction of the multilayer body becomes small on both end faces in the longitudinal direction of the multilayer body, and the mounting stability tends to be lowered. It was.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、「音鳴き」を抑制するとともに実装安定性を向上させることができる積層型コンデンサおよび実装構造体を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a multilayer capacitor and a mounting structure that can suppress “sounding” and improve mounting stability. is there.
本発明の積層型コンデンサは、第1の内部電極と第2の内部電極とが誘電体層を介して積層された略直方体状の積層体と、該積層体の外表面に設けられた、前記第1の内部電極に電気的に接続された第1の外部電極と前記第2の内部電極に電気的に接続された第2の外部電極とからなる一対の外部電極とを備えており、前記積層体は、前記誘電体層と前記内部電極との積層方向に位置する一対の長方形状の主面と、該一対の主面間に位置するとともに前記主面の長辺側に隣接する一対の側面と、前記一対の主面間に位置するとともに前記主面の短辺側に隣接する一対の端面とを有し、前記第1の外部電極は、前記端面の中央部を含むように前記端面に設けられた第1の外部電極側面部と該第1の外部電極側面部から前記一対の主面上に延在する第1の延在部とを有し、前記第2の外部電極は、前記端面の中央部を含むように前記端面に設けられた第2の外部電極側面部と該第2の外部電極側面部から前記一対の主面上に延在する第2の延在部とを有しており、前記第1の外部電
極側面部の前記積層体の短手方向に沿った長さは、前記第2の外部電極側面部の前記積層体の短手方向に沿った長さよりも大きいことを特徴とするものである。
The multilayer capacitor of the present invention includes a substantially rectangular parallelepiped laminate in which a first internal electrode and a second internal electrode are laminated via a dielectric layer, and the multilayer capacitor provided on the outer surface of the laminate. A pair of external electrodes each including a first external electrode electrically connected to a first internal electrode and a second external electrode electrically connected to the second internal electrode; The stacked body includes a pair of rectangular main surfaces positioned in the stacking direction of the dielectric layer and the internal electrodes, and a pair of adjacent main surfaces positioned between the pair of main surfaces and adjacent to the long side of the main surface. And a pair of end surfaces located between the pair of main surfaces and adjacent to the short side of the main surface, and the first external electrode includes the center portion of the end surfaces. A first external electrode side surface provided on the first external electrode and the first external electrode side surface portion extending on the pair of main surfaces And a second external electrode side surface provided on the end surface so as to include a central portion of the end surface, and the second external electrode side surface portion. And a second extending portion extending on the pair of main surfaces, and the length of the side surface portion of the first external electrode along the short direction of the stacked body is the second length. The external electrode side surface portion is longer than the length along the short direction of the laminate.
本発明の積層型コンデンサの実装構造体は、上述の積層型コンデンサと基板とが、前記一対の主面のいずれか一方と前記基板の実装面とが対向するように配置されるとともに、前記一対の外部電極を介して接合されていることを特徴とするものである。 In the multilayer capacitor mounting structure of the present invention, the multilayer capacitor and the substrate are arranged such that one of the pair of main surfaces faces the mounting surface of the substrate, and the pair It is characterized by being joined via the external electrode.
本発明の積層型コンデンサによれば、積層体の長手方向の両端面の中央部に一対の外部電極を有しており、一対の外部電極は、積層体の短手方向に沿った長さが互いに異なるように設けられているので、基板への振動の伝播を抑制するとともに実装安定性を向上させることができる。 According to the multilayer capacitor of the present invention, the laminated body has a pair of external electrodes at the center of both end faces in the longitudinal direction, and the pair of external electrodes has a length along the short direction of the laminated body. Since they are provided so as to be different from each other, propagation of vibrations to the substrate can be suppressed and mounting stability can be improved.
<実施の形態>
以下、本発明の実施の形態に係る積層型コンデンサ10について図面を参照しながら説明する。また、積層型コンデンサ10は、いずれの方向が上方もしくは下方とされてもよいものであるが、便宜的に、直交座標系XYZを定義するとともに、Z方向の正側を上方として、上面もしくは下面の用語を用いるものとする。本実施の形態では、一対の主面(第1の主面4aおよび第2の主面4b)の一方が上面となり、他方が下面となる。なお、各図面において、同じ部材、部分に関しては共通の符号を用い、重複する説明は省略する。
<Embodiment>
Hereinafter, a
図1(a)は、本発明の実施の形態に係る積層型コンデンサ10を示す概略の斜視図であり、積層型コンデンサ10は、誘電体層1aと内部電極2(第1の内部電極2aおよび第2の内部電極2b)とが交互に積層された略直方体形状の積層体1と、積層体1の長手方向の両端面に設けられ、互いに異なる内部電極2にそれぞれ接続された一対の外部電極3(第1の外部電極3aおよび第2の外部電極3b)と、を備えている。
FIG. 1A is a schematic perspective view showing a
一対の外部電極3は、図1および図2に示すように、第1の外部電極3aと第2の外部電極3bとからなり、第1の外部電極3aおよび第2の外部電極3bは、積層体1の短手方向(Y方向)に沿った長さが互いに異なっており、本実施の形態において、第1の外部電極3aの積層体1の短手方向(Y方向)に沿った長さは、第2の外部電極3bの積層体1の短手方向(Y方向)に沿った長さよりも大きくなっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the pair of
積層体1は、内部に第1の内部電極2aと第2の内部電極2bとが交互に誘電体層1aを介して積層されたものである。
The laminated
また、積層体1は、誘電体層1aと内部電極2(第1の内部電極2aおよび第2の内部電極2b)との積層方向に位置する一対の長方形状の主面(第1の主面4aおよび第2の主面4b)と、一対の主面間に位置するとともに主面の長辺側に隣接する一対の側面(第1の側面4eおよび第2の側面4f)と、一対の主面間に位置するとともに主面の短辺側に隣接する一対の端面(第1の端面4cおよび第2の端面4d)とを有している。
In addition, the
また、一対の外部電極3は、図1に示すように、第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)と第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)とを有しており、第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)は、第1の端面4c(第2の端面4d)の中央部を含むように第1の端面4c(第2の端面4d)に設けられ、第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)は、第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)から積層体1の長手方向(X方向)の中央部に向かって一対の主面(第1の主面4aおよび第2の主面4b)上に延在している。図1において、第1の延在部3a2および第2の延在部3b2は、四角形状で設けられている。なお、四角形状は、その角部が丸みを帯びている場合も含むものとする。
As shown in FIG. 1, the pair of
このように、第1の外部電極3aは、第1の外部電極側面部3a1が第1の端面4cの中央部を含むとともに両端部を含まないように設けられ、第1の延在部3a2が第1の外部電極側面部3a1から第1の主面4aおよび第2の主面4bの長手方向(X方向)の中央部に向かって第1の主面4aおよび第2の主面4b上に延在している。また、第1の延在部3a2は、第1の外部電極側面部3a1の端部(Z方向)側の幅と同じ幅でもって第1の主面4aおよび第2の主面4b上に延在している。
As described above, the first
また、第2の外部電極3bは、第2の外部電極側面部3b1が第1の端面4dの中央部を含むとともに両端部を含まないように設けられ、第2の延在部3b2が第2の外部電極側面部3b1から第1の主面4aおよび第2の主面4bの長手方向(X方向)の中央部に向かって第1の主面4aおよび第2の主面4b上に延在している。また、第2の延在部3
b2は、第2の外部電極側面部3b1の端部(Z方向)側の幅と同じ幅でもって第1の主面4aおよび第2の主面4b上に延在している。
The second
b2 extends on the first
内部電極2は、第1の内部電極2aと第2の内部電極2bとを含んでおり、第1の内部電極2aと第2の内部電極2bとは、所定間隔を介して互いに対向しており、図1に示すように、積層体1内の複数の誘電体層1aを介して積層方向に所定間隔をおいて交互に配置されている。また、内部電極2は、積層体1の第1の主面4aおよび第2の主面4bに略平行となるように設けられている。
The
第1の外部電極3aは、積層体1の長手方向(X方向)に位置する第1の端面4cの中央部を含むように設けられ、第1の端面4cに引き出された第1の内部電極2aに電気的に接続されている。また、第2の外部電極3bは、積層体1の長手方向(X方向)に位置する第2の端面4dの中央部を含むように設けられ、第2の端面4dに引き出された第2の内部電極2bに電気的に接続されている。
The first
第1の端面4cの中央部とは、第1の端面4cを垂直に2等分する2等分線を含む領域であり、第1の外部電極3aはこの領域を含んで設けられている。また、第2の端面4dの中央部とは、第2の端面4dを垂直に2等分する2等分線を含む領域であり、第2の外部電極3bはこの領域を含んで設けられている。なお、図2(a)において、2等分線8を長鎖線で示している。
The central portion of the
このように、内部電極2は、1層毎に異なる外部電極3に電気的に接続されており、外部電極3に電圧が印加されることにより、異なる外部電極3に接続した一対の内部電極2(第1の内部電極2aおよび第2の内部電極2b)に挟まれた誘電体層1aにおいて静電容量が発生する。
Thus, the
積層体1は、図1に示すように、複数の誘電体層1aと内部電極2とが積層されて略直方体状に形成されており、互いに対向する一対の主面(第1の主面4aおよび第2の主面4b)と、互いに対向する一対の端面(第1の端面4cおよび第2の端面4d)と、互いに対向する一対の側面(第1の側面4eおよび第2の側面4f)とを有している。一対の端面が一対の主面間に位置するとともに一対の主面に直交しており、一対の側面が、一対の主面間に位置するとともに一対の主面に直交しており、一対の端面と一対の側面とが直交している。略直方体状とは、立方体形状または直方体形状のみならず、例えば、直方体の稜線部分に面取りが施され、稜線部分がR形状となっているものを含んでいる。
As shown in FIG. 1, the
積層体1は、誘電体層1aの表面に内部電極2が形成されたセラミックグリーンシートを複数枚積層して焼成することで得られる焼結体である。このように、積層体1は、略直方体状に形成されており、誘電体層1aおよび内部電極2の積層方向(Z方向)に直交する方向の断面(XY面)となる平面が長方形状となっている。
The
このような構成の積層型コンデンサ10の寸法は、長手方向(Y方向)の長さが、例えば、0.6(mm)〜2.2(mm)、短手方向(X方向)の長さが、例えば、0.3(mm)〜1.5(mm)、高さ方向(Z方向)の長さが、例えば、0.3(mm)〜1.2(mm)である。
The dimension of the
誘電体層1aは、積層方向(Z方向)からの平面視において長方形状である。図1(b)および図1(c)に示した誘電体層1aおよび内部電極2の構造は模式的なものであり、実際には数層〜数百層の誘電体層1aと内部電極2とが積層されたものが多く用いられており、1層当たりの厚みが、例えば、0.2(μm)〜3(μm)である。積層体1は、例えば、10(層)〜1000(層)からなる複数の誘電体層1aと内部電極2とがZ
方向に積層されている。また、積層体1内の内部電極2の積層数は、積層型コンデンサ10の特性等に応じて適宜に設定される。
The dielectric layer 1a has a rectangular shape in plan view from the stacking direction (Z direction). The structures of the dielectric layer 1a and the
Laminated in the direction. Further, the number of
誘電体層1aは、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)またはジルコン酸カルシウム(CaZrO3)等である。また、誘電体層1aは、高い誘電率の点から、特に、誘電率の高い強誘電体材料としてチタン酸バリウムを用いることが好ましい。 The dielectric layer 1a is, for example, barium titanate (BaTiO 3 ), calcium titanate (CaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), or calcium zirconate (CaZrO 3 ). In addition, it is preferable that the dielectric layer 1a uses barium titanate as a ferroelectric material having a high dielectric constant from the viewpoint of a high dielectric constant.
第1の内部電極2aは、図2(b)に示すように、第1の端面4c側の中央部に第1の端面4cへの引出部2aaを有しており、図1および図2に示すように、誘電体層1a間に設けられ、引出部2aaが第1の端面4cに引き出され、第1の端面4cに露出するように配置されている。
As shown in FIG. 2B, the first
また、第2の内部電極2bは、図2(c)に示すように、第2の端面4d側の中央部に第2の端面4dへの引出部2baを有しており、誘電体層1a間に設けられ、引出部2baが第1の端面4cに対向する第2の端面4dに引き出され、第2の端面4dに露出するように配置されている。なお、第1の内部電極2aおよび第2の内部電極2bは、第1の側面4eおよび第2の側面4fには露出していない。
Further, as shown in FIG. 2C, the second
図2(a)においては、第1の端面4cに露出する第1の内部電極2aを実線で示し、第2の端面4dに露出する第2の内部電極2bを破線で示している。第1の内部電極2aおよび第2の内部電極2bは、図2に示すように、引出部2aaおよび引出部2baの長手方向(Y方向)の長さが同じになるように形成されている。また、第1の外部電極3aの長手方向(Y方向)の長さW1が長くなっており、インダクタンスを低減することができる。
In FIG. 2A, the first
また、第1の外部電極3aおよび第2の外部電極3bは、図2に示すように、引出部2aaおよび引出部2baの長手方向(Y方向)の長さが同じになるように形成されている。引出部2aaおよび引出部2baの長手方向(Y方向)の長さは異なっていてもよい。例えば、引出部2aaは、長手方向(Y方向)の長さが第1の外部電極3aの長手方向の長さW1に応じて引出部2baよりも大きくなるように形成してもよく、このようにすることによって、インダクタンスを低減することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the first
また、第1の内部電極2の引出部2aaは、振動の対称性を保ち、実装の際に基板を振動させる要素を低減できるという点から、第1の端面4cにおける露出部において第1の端面4cの2等分線8が含まれるように形成されることが好ましく、また、第2の内部電極2bの引出部2baは、振動の対称性を保ち、実装の際に基板を振動させる要素を低減できるという点から、第2の端面4dにおける露出部において第2の端面4dの2等分線8が含まれるように形成されることが好ましい。
In addition, the lead portion 2aa of the first
内部電極2(第1の内部電極2aおよび第2の内部電極2b)の導電材料は、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)または金(Au)等の金属材料、あるいは、これらの金属材料の一種以上を含む、例えば、Ag−Pd合金等の合金材料である。また、第1の内部電極2aおよび第2の内部電極2bは、電極の厚みが、例えば、0.2(μm)〜2(μm)であり、用途に応じて厚みを適宜に設定すればよい。また、第1の内部電極2aおよび第2の内部電極2bは、同一の金属材料または合金材料によって形成することが好ましい。
The conductive material of the internal electrode 2 (the first
第1の外部電極3aは、積層体1の長手方向に位置する第1の端面4cの中央部に設けられており、第2の外部電極3bは、積層体1の長手方向に位置する第2の端面4dの中
央部に設けられている。第1の外部電極3aは、図2(b)に示すように、第1の端面4cに引き出された第1の内部電極2aの引出部2aaを覆うように形成されており、第1の内部電極2aに電気的に接続されている。また、第2の外部電極3bは、図2(c)に示すように、第2の端面4dに引き出された第2の内部電極2bの引出部2baを覆うように形成されており、第2の内部電極2bに電気的に接続されている。また、第1の外部電極3aおよび第2の外部電極3bは、例えば、スクリーン印刷法またはローラ転写法等を用いて、第1の端面4cおよび第2の端面4dに形成することができる。
The first
図1に示すように、第1の外部電極3aは、第1の端面4cに設けられるとともに、第1の端面4cの第1の外部電極側面部3a1から第1の主面4aおよび第2の主面4bの表面にそれぞれ延在して設けられており、第1の主面4aおよび第2の主面4b上に第1の延在部3a2を有している。また、第2の外部電極3bは、第2の端面4dに設けられるとともに、第2の端面4dの第2の外部電極側面部3b1から第1の主面4aおよび第2の主面4bの表面にそれぞれ延在して設けられており、第1の主面4aおよび第2の主面4b上に第2の延在部3b2を有している。
As shown in FIG. 1, the first
このように、一対の外部電極3(第1の外部電極3aおよび第2の外部電極3b)は、図1に示すように、積層体1の表面(第1の端面4cおよび第2の端面4d、第1の主面4aおよび第2の主面4b)に形成されている。なお、一対の外部電極3は、下地電極5と下地電極5を覆う金属層6とを有している。
Thus, the pair of external electrodes 3 (the first
一対の外部電極3(第1の外部電極3aおよび第2の外部電極3b)は、下地電極5と金属層6とを含んでおり、一対の下地電極5は、一方が第1の端面4cから第1の主面4aおよび第2の主面4bに延在するように形成され、また、他方が第2の端面4dから第1の主面4aおよび第2の主面4bに延在するように形成されている。金属層6は、下地電極5を覆うように下地電極5の表面上に形成されている。
The pair of external electrodes 3 (first
一対の下地電極5は、一方が第1の端面4cに引き出された第1の内部電極2aに電気的に接続され、他方が第2の端面4dに引き出された第2の内部電極2bに電気的に接続されている。下地電極5の導電材料は、例えば、Cu(銅)、ニッケル(Ni)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)または金(Au)等の金属材料、あるいは、これらの金属材料の一種以上を含む、例えば、Cu−Ni合金等の合金材料である。また、一対の下地電極4は、積層体1の表面に同一の金属材料または同一の合金材料によって形成することが好ましい。
One of the pair of
このように、第1の外部電極3aは、下地電極5と金属層6とから構成されており、第1の端面4cにおいて、第1の主面4aから第2の主面4bにわたって設けられており、第2の外部電極3bは、下地電極5と金属層6とから構成されており、第2の端面4dにおいて、第1の主面4aから第2の主面4bにわたって設けられている。
Thus, the 1st
図1(b)に示すように、下地電極5は、積層体1の表面に形成されており、金属層6は、下地電極5の全体を覆うように形成されている。また、金属層6は、図1(b)に示すように、第1の金属層6aと第2の金属層6bとを含んでおり、第1の金属層6aは下地電極5を覆うように形成されており、第2の金属層6bは第1の金属層6aの外側に位置している。
As shown in FIG. 1B, the
図1(b)に示すように、第1の金属層6aは、下地電極5を覆うように下地電極5の表面上に形成され、第2の金属層6bは、第1の金属層6aの外側に形成されている。
As shown in FIG. 1B, the
金属層6は、例えば、第1の金属層6aおよび第2の金属層6bがめっき層で形成され
る。第1の金属層6aのめっき層は下地電極5を覆うように形成され、第2の金属層6bのめっき層は第1の金属層6aのめっき層を覆うように第1の金属層6aのめっき層の表面上に形成される。
As for the metal layer 6, the
第1の金属層6aおよび第2の金属層6bのめっき層は、例えば、ニッケル(Ni)めっき層、銅(Cu)めっき層、金(Au)めっき層、銀(Ag)めっき層または錫(Sn)めっき層等で形成される。第1の金属層6aのめっき層は、厚みが、例えば、5(μm)〜10(μm)であり、第2の金属層6bのめっき層は、厚みが、例えば、3(μm)〜5(μm)である。積層型コンデンサ10は、例えば、第1の金属層6aがニッケル(Ni)めっき層であり、第2の金属層6bが錫(Sn)めっき層である。
The plating layers of the
図3は、本実施形態の積層型コンデンサ10を積層方向(Z方向)から平面視したものである。本実施形態では、積層体1の長手方向(X方向)に沿った長さをL1、短手方向(Y方向)に沿った長さをL2としたとき、L1>L2である。また、図3に示すように、積層体1の短手方向(Y方向)において、第1の延在部3a2の第1の端面4c側、すなわち、第1の外部電極側面部3a1側の端部(以下、外端部ともいう)の長さをW1とし、第2の延在部3b2の第2の端面4d側、すなわち、第2の外部電極側面部3b1側の端部(以下、外端部ともいう)の長さをW2としたとき、W1>W2である。図3では、第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)は、第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)の端部の幅と同じ幅でもって第1の主面4aおよび第2の主面4b上に延在している。また、第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)は、角部が丸みを帯びていてもよい。
FIG. 3 is a plan view of the
図4(a)は、本実施形態の積層型コンデンサ10を第1の端面4c側からみた側面図であり、W3は、第1の端面4cにおける第1の外部電極側面部3a1の積層体1の短手方向(Y方向)に沿った長さである。また、同様に、図4(b)は、本実施形態の積層型コンデンサ10を第2の端面4d側からみた側面図であり、W4は、第2の端面4dにおける第2の外部電極側面部3b1の積層体1の短手方向(Y方向)に沿った長さである。なお、第1の端面4cにおける最大の長さを第1の外部電極側面部3a1の積層体1の短手方向(Y方向)の長さW3とし、第2の端面4dにおける最大の長さを第2の外部電極側面部3b1の積層体1の短手方向(Y方向)の長さW4とする。
FIG. 4A is a side view of the
図4に示すように、H0は、積層体1の積層方向における積層型コンデンサ10の高さであり、H1は、第1の端面4c(第2の端面4d)側における第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)の積層方向に沿った長さである。なお、本実施形態ではH1=H0であり、第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)は、第1の端面4c(第2の端面4d)において上側から下側にわたって設けられている。
As shown in FIG. 4, H0 is the height of the
また、図4に示すように、一対の外部電極3は、積層体1の短手方向に沿った第1の外部電極側面部3a1の長さW3と積層体1の短手方向に沿った第2の外部電極側面部3b1の長さW4とが、W3>W4となるように設けられている。特に、積層型コンデンサ10において、第1の外部電極側面部3a1は、積層体1の短手方向に沿った長さW3が積層体1の短手方向に沿った長さL2の0.4倍よりも大きくなるように設けられ、また、第2の外部電極側面部3b1は、積層体1の短手方向に沿った長さW4が積層体1の長手方向に沿った長さL2の0.4倍よりも小さくなるように設けられていることが好ましい。
As shown in FIG. 4, the pair of
このように、第1の外部電極側面部3a1の長さW3は、実装信頼性という点から、L2との比(W3/L2)にして0.4よりも大きく、さらには、0.5よりも大きいことが好ましく、さらに、第2の外部電極側面部3b1の長さW4は、基板に実装した時の基
板の振動低減という点から、L2との比(W4/L2)にして0.4よりも小さく、さらには、0.35よりも小さいことが好ましい。また、第1の外部電極側面部3a1の長さW3と第2の外部電極側面部3b1の長さW4とが、W3:W4=1:0.2〜0.5の関係であることが、音鳴きの抑制および実装安定性という点からより好ましい。
Thus, the length W3 of the first external electrode side surface portion 3a1 is larger than 0.4 as a ratio (W3 / L2) to L2 from the viewpoint of mounting reliability, and further, from 0.5 In addition, the length W4 of the second external electrode side surface portion 3b1 is 0.4 in terms of the ratio (W4 / L2) to L2 from the viewpoint of reducing vibration of the substrate when mounted on the substrate. It is preferable that it is smaller than 0.35 and further smaller than 0.35. Further, the length W3 of the first external electrode side surface portion 3a1 and the length W4 of the second external electrode side surface portion 3b1 are in a relationship of W3: W4 = 1: 0.2 to 0.5. It is more preferable from the viewpoint of suppression of noise and mounting stability.
ここで、本実施形態の積層型コンデンサ10の実装構造体について以下に説明する。
Here, the mounting structure of the
図5(a)は、積層型コンデンサ10を基板9に実装した状態を示しており、図5(b)は、積層型コンデンサ10を基板9に実装した状態における、図5(a)のC−C線で切断した断面図である。
5A shows a state in which the
積層型コンデンサ10は、例えば、はんだを介して回路基板(以下、基板9という)上に実装される。基板9は、例えば、ノートパソコン、スマートフォンまたは携帯電話等に用いられるものであり、例えば、表面には積層型コンデンサ10が電気的に接続される電気回路が形成されている。なお、基板9は、表面の絶縁層を省略して示している。
The
また、基板9は、図5に示すように、例えば、積層型コンデンサ10が実装される表面には、基板電極9aおよび基板電極9bが設けられており、基板電極9aから配線(図示せず)が延びており、また、基板電極9bから配線(図示せず)が延びている。積層型コンデンサ10は、例えば、第1の外部電極3aと基板電極9aとがはんだを介してはんだ接合され、また、第2の外部電極3bと基板電極9bとがはんだを介してはんだ接合される。はんだ接合された積層型コンデンサ10は、第1の主面4aおよび第2の主面4bのいずれか一方が基板9の実装面と対向している。
Further, as shown in FIG. 5, the
本実施形態の積層型コンデンサ10の実装構造体は、図5に示すように、第1の外部電極3aと基板電極9aとがはんだ等の導電性材料を介して接合され、また、第2の外部電極3bと基板電極9bとがはんだ等の導電性材料を介して接合されている。はんだ接合は、例えば、基板電極9aおよび基板電極9b上に印刷したはんだによって行なう。
As shown in FIG. 5, the mounting structure of the
本実施形態においては、積層型コンデンサ10は、第1の主面4bが基板9の実装面に対向して配置されている。第1の外部電極3aと基板電極9aとの間および第2の外部電極3bと基板電極9bとの間には、はんだ層が形成され、第1の外部電極側面部3a1および第2の外部電極側面部3b1に沿ってはんだフィレット層7が形成される。図5(b)に示すように、Cは基板9の実装面と積層型コンデンサ10との間隔であり、H2は基板9の実装面からのはんだフィレット層7の高さである。基板9にはんだを印刷して積層型コンデンサ10を実装する場合、使用する材料は、外部電極3との濡れ性のよいものであれば特に制限はない。
In the present embodiment, the
一方、従来の積層型コンデンサ100は、図6(a)に示すように、略直方体状の積層体101と、その両端部の外表面に設けられた外部電極103と、を備えている。図6(b)は、図6(a)のz軸方向から見た平面図である。図6(c)は、図6(b)のD−D線で切断した断面図であり、基板90に実装した積層型コンデンサ100の従来の実装構造体を示している。
On the other hand, as shown in FIG. 6A, the
積層体101は、図6(c)に示すように、誘電体層101aと内部電極102とが交互に積層されたものである。内部電極102は、積層体101の両端部のいずれか一方において外部電極103と電気的に接続されている。また、積層型コンデンサ100において、誘電体層101a、内部電極102および外部電極103は、本実施形態の積層型コンデンサ10と同様な材料を用いている。
As shown in FIG. 6C, the
従来の積層型コンデンサ100は、図6(c)に示すように、外部電極103と、基板90上の基板電極90a、90bとが、はんだを介して電気的に接続された状態で固定される。はんだは、外部電極103と基板電極90a、90bとの間の隙間を埋めるとともに、積層体101の端面と、側面および上下の主面の一部を被覆する外部電極103をさらに被覆してはんだフィレット層70を形成している。具体的には、はんだフィレット層70は、外部電極103の両側面部に沿って形成される。
As shown in FIG. 6C, the
このような状態で実装された積層型コンデンサ100に、直流電圧(DCバイアス)とともに交流電圧が印加されると、直流電圧による電歪効果のため誘電体層101aに圧電的な性質が生じ、交流電圧により圧電振動が発生する。さらに、積層型コンデンサ100の圧電振動がはんだフィレット層70を介して基板90に伝わって基板90が振動し、基板90が可聴域の共振周波数で共振した際に「音鳴き」と呼ばれる振動音が発生する。
When an AC voltage is applied together with a DC voltage (DC bias) to the
本実施形態の積層型コンデンサ10を基板9に実装した場合の音鳴きおよび従来の積層型コンデンサ100を基板90に実装した場合の音鳴きを測定を行なった。測定には、1005型の積層型コンデンサ(容量10μF、定格電圧4V)を用いた。積層型コンデンサ10としては、外寸が1100×620×620(μm)、W3が290(μm)、W4が170(μm)、P1(P2)が165(μm)であるものを用いた。また、従来の積層型コンデンサ100としては、外寸が1100×620×620(μm)であるものを用いた。また、基板9(基板90)としては100×40mm、厚さ0.8mmのFR4(Flame retardant Type4)材からなるガラスエポキシ基板を用いた。積層型コンデンサ10および積層型コンデンサ100は、Sn−Ag−Cu(SAC)系のはんだを用いて基板9(基板90)の中央に実装した。基板9(基板90)に実装した後、実装状態をマイクロスコープにて観察し、はんだフィレット層7(はんだフィレット層70)の高さが460(μm)、基板9(基板90)と積層型コンデンサ10(積層型コンデンサ100)との間隔Cが45(μm)であることを確認した。
The sound produced when the
測定は、図7に示すような音圧レベルの測定装置を用いて行った。積層型コンデンサ10(積層型コンデンサ100)を基板9(基板90)に実装した実装基板21(以下、単に実装基板ともいう)を無響箱22(内寸600×700mm、高さ600mm)内に設置し、基板9(基板90)の中央から基板9(基板90)に垂直な方向に3mm離間した位置に集音マイク23を設置した。集音マイク23により音鳴きを集音し、アンプ24およびFETアナライザ25(小野測器製 DS2100)で、集音された音の音圧レベルを測定した。積層型コンデンサ10(積層型コンデンサ100)に対して4Vの直流電圧(DCバイアス)および20Hz〜20kHz、4Vp−pの交流電圧を印加して測定を行なった。音鳴きの測定結果を図8に示す。積層型コンデンサ10の結果をAで示し、積層型コンデンサ100の結果をBで示している。
The measurement was performed using a sound pressure level measuring apparatus as shown in FIG. A mounting substrate 21 (hereinafter also simply referred to as a mounting substrate) in which the multilayer capacitor 10 (multilayer capacitor 100) is mounted on a substrate 9 (substrate 90) is placed in an anechoic box 22 (inner dimensions 600 × 700 mm, height 600 mm). The
なお、図8においては、音圧レベルをA特性音圧レベル(dBA)で示している。A特性音圧レベルの0dBAは、人間が音として聞こえる最低の音圧レベルに相当する。A特性音圧レベルは人間の聴覚に近くなるように周波数毎に重み付けされた音圧レベルであり、サウンドレベルメータ(騒音計)の規格(JISC1509−1:2005)に記載されている。 In FIG. 8, the sound pressure level is indicated by an A characteristic sound pressure level (dBA). A characteristic sound pressure level of 0 dBA corresponds to the lowest sound pressure level that humans can hear as sound. The A characteristic sound pressure level is a sound pressure level weighted for each frequency so as to be close to human hearing, and is described in a standard of a sound level meter (sound level meter) (JISC1509-1: 2005).
得られた結果を4Hz〜20kHzの周波数領域にわたって平均すると、本実施形態の積層型コンデンサ10における音圧レベルの平均値は、従来の積層型コンデンサ100の実装構造に対して4dBA程度低減された結果となった。また、第1の外部電極側面部3a1は、節状部15を含むように形成されており、さらに、積層体1の短手方向に沿った長さW3がL2の0.4倍よりも大きくなるように形成されていることから、積層型コンデンサ10を基板9に安定的に実装することができる。したがって、積層型コンデンサ1
0は、「音鳴き」を抑制するとともに実装安定性および実装信頼性を向上させることができる。また、第1の外部電極側面部3a1は、積層体1の短手方向に沿った長さW3をL2の0.5倍よりも大きく、すなわち、積層体1の長さの半分よりも大きくなるように設けると、「音鳴き」を抑制するとともに基板9に積層型コンデンサ10をより安定的に実装することができる。
When the obtained results are averaged over the frequency range of 4 Hz to 20 kHz, the average value of the sound pressure level in the
0 can suppress “sounding” and improve mounting stability and mounting reliability. Further, the first external electrode side surface portion 3a1 has a length W3 along the short direction of the
例えば、第1の外部電極側面部3a1の長さW3および第2の外部電極側面部3b1の長さW4が積層体1の短手方向に沿った長さL2の0.4倍よりも小さい場合には、はんだ接合を行なうリフローの際に、溶融はんだの表面張力で積層型コンデンサが浮き上がり、積層体1の短手方向の一方の端部が基板9側に傾いて基板と接触した状態ではんだ接合される虞がある。このように、積層型コンデンサと基板9が接触した状態ではんだ接合されると、積層型コンデンサの振動が直接基板9に伝わり、「音鳴き」の抑制効果が低下しやすくなる。
For example, when the length W3 of the first external electrode side surface portion 3a1 and the length W4 of the second external electrode side surface portion 3b1 are smaller than 0.4 times the length L2 along the lateral direction of the
しかしながら、積層型コンデンサ10は、はんだ接合を行なうリフローの際に、溶融はんだの表面張力で浮き上がるものの、第1の外部電極側面部3a1の長さW3が積層体1の長さL2の0.4倍よりも大きくなるように設けられているので、水平方向のバランスが取れて、積層型コンデンサ10を基板9に対して水平に実装されやすい。すなわち、第1の外部電極側面部3a1の長さW3が積層体1の長さL2の0.4倍よりも大きくなるように設けることによって、積層型コンデンサ10の短手方向の端部が基板9に接触しにくくなり、積層コンデンサ10は、いわゆる3点支持状態に相当する状態で基板電極9a、9bに接合されることになり、実装安定性が向上する。したがって、積層型コンデンサ10は、短手方向の端部が基板に接触しにくくなり、積層型コンデンサ10の振動が直接基板9に伝わりにくくなる。また、第1の外部電極側面部3a1の長さW3を積層体1の長さL2の半分よりも大きくなるように設けることにより、「音鳴き」を抑制するとともに実装安定性をさらに向上させることができるので、より好ましい。
However, the
また、例えば、第1の外部電極側面部3a1の長さW3および第2の外部電極側面部3b1の長さW4が積層体1の短手方向に沿った長さL2の0.4倍よりも小さい場合には、第1の外部電極3aと基板電極との接合部の接合状態が不安定になりやすく、また、第2の外部電極3bと基板電極との接合部の接合状態が不安定になりやすく、積層型コンデンサが基板に対して傾きをもって、すなわち、積層型コンデンサの短手方向の両端部の一方の端部が基板9側に傾いて接合される虞がある。このような接合状態において、例えば、温度等の影響で基板9が反った場合には、積層型コンデンサの短手方向の端部に基板が接触しやすくなり、積層型コンデンサの振動が直接基板9に伝わり、「音鳴き」の抑制効果が低下しやすくなる。
Further, for example, the length W3 of the first external electrode side surface portion 3a1 and the length W4 of the second external electrode side surface portion 3b1 are larger than 0.4 times the length L2 along the lateral direction of the
しかしながら、積層型コンデンサ10は、第1の外部電極側面部3a1の長さW3が積層体1の長さL2の0.4倍よりも大きくなるように設けられているので、水平方向のバランスが取れて、基板9に対して水平に実装されやすい。かりに温度等の影響で基板9が反った場合でも、積層型コンデンサ10の長手方向の端部に基板9が接触しにくくなる。したがって、積層型コンデンサ10は、短手方向の端部に基板9が接触しにくくなり、積層型コンデンサ10の振動が直接基板9に伝わりにくくなる。また、第1の外部電極側面部3a1の長さW3を積層体1の長さL2の半分よりも大きくなるように設けることによって、「音鳴き」を抑制するとともに実装安定性をさらに向上させることができるので、より好ましい。
However, since the
また、例えば、第1の外部電極側面部3a1の長さW3および第2の外部電極側面部3b1の長さW4が積層体1の短手方向に沿った長さL2の0.4倍よりも大きい場合には、実装安定性、実装信頼性は向上するものの「音鳴き」の抑制効果が低下しやすくなる。
Further, for example, the length W3 of the first external electrode side surface portion 3a1 and the length W4 of the second external electrode side surface portion 3b1 are larger than 0.4 times the length L2 along the lateral direction of the
ここで、積層型コンデンサ100の可聴周波数領域(20Hz〜20kHz)における振動モードを、1/8モデル(図10)を用いて、10kHzにおいて計算した計算結果を図11に示す。なお、1/8モデルは、図10に示すように、対称性を考慮したものであり、図10の前面に現れている2つの断面、および下側の断面は対称面である。なお、図11(a)は、1/8モデルの内部側(対称面側)からみたものであり、図11(b)は、図11(a)の反対側、すなわち1/8モデルの外部側(表面側)からみたものである。ここで、破線は交流電圧を印加していない状態の評価部品の形状を示し、実線は交流電圧により最大に変位した状態の評価部品の形状を示している。
Here, FIG. 11 shows a calculation result obtained by calculating the vibration mode in the audible frequency region (20 Hz to 20 kHz) of the
この結果から、可聴周波数領域において評価部品は、積層面方向には拡がり振動を、積層方向(厚み方向)には伸縮振動をしていることがわかる。評価部品全体を模式的に表した図12に示すように、評価部品の積層方向に対向して位置する一対の主面(第1の主面4aおよび第2の主面4b)において、当該主面を構成する各辺の中央部に、振動振幅が小さい、すなわち、振動の節ともいえる領域(以下、節状部15という)が存在することがわかる。
From this result, it can be seen that in the audible frequency region, the evaluation component performs spreading vibration in the stacking surface direction and stretching vibration in the stacking direction (thickness direction). As schematically shown in FIG. 12 showing the entire evaluation component, in the pair of main surfaces (first
本実施形態の積層型コンデンサ10は、積層型コンデンサ100と同等であるため、このような節状部15が積層型コンデンサ100と同様に本実施形態の積層型コンデンサ10の各辺の中央部にも存在する。したがって、積層型コンデンサ10を節状部15において、一対の外部電極3およびはんだを介して基板9に固定することで、基板9への積層型コンデンサ10の圧電振動の伝播が抑制され、音鳴きを低減できると考えられる。
Since the
本実施形態においては、図12(b)に示すように、積層型コンデンサ10は、上述のような節状部15が存在しており、この節状部15に第1の外部電極3aおよび第2の外部電極3bを設けたことから、積層型コンデンサ10を節状部15において基板9に固定することが可能となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 12B, the
したがって、第1の外部電極側面部3a1は、節状部15を含むように第1の主面4aまたは第2の主面4bから第1の端面4cにかけて形成されている。同様に、第2の外部電極側面部3b1は、節状部15を含むように第1の主面4aまたは第2の主面4bから第2の端面4dにかけて形成されている。
Therefore, the first external electrode
なお、本実施形態では、W4(170μm)をL2(620μm)に対する比(W4/L2)にして0.27としたが、これを0.35としても音圧レベルは従来よりも低減することができる。また、W3/L2は、実装性という点から0.4よりも大きいことが好ましく、さらには、0.5よりも大きいことが好ましい。 In this embodiment, W4 (170 μm) is set to 0.27 as a ratio (W4 / L2) to L2 (620 μm). However, even if this is set to 0.35, the sound pressure level can be reduced as compared with the conventional case. it can. W3 / L2 is preferably larger than 0.4 from the viewpoint of mountability, and more preferably larger than 0.5.
第1の端面4cにおける第1の外部電極側面部3a1の積層体1の短手方向(Y方向)の長さであるW3は、L2との比(W3/L2)にして0.4〜0.85とすることが好ましい。図11の結果から、節状部15を含む比較的振動振幅の小さい領域は、第1の主面4a(第2の主面4b)の短辺においてその中央(2等分線)を中心に短辺の長さの0.85程度の範囲に広がりを有しており、この範囲内に第1の外部電極3aを設けることで、積層型コンデンサ100の場合または短辺全体に第1の外部電極3aを設ける場合に比べて音鳴り低減効果が得られる。上述では、W3/L2を0.47としたが、これを0.85としても評価部品の場合と比べて音鳴り低減効果が得られる。また、実装安定性という点からW3/L2は0.4以上とすることが好ましい。W3/L2は、振動を低減するとともに実装安定性を確保するという観点から、特に0.4〜0.7の範囲とすることが好ましい。
W3, which is the length in the short direction (Y direction) of the
また、第2の端面4dにおける第2の外部電極側面部3b1の積層体1の短手方向(Y方向)の長さであるW4は、L2との比(W4/L2)にして0.2〜0.4とすることが好ましい。図14の結果から、節状部15を含む比較的振動振幅の小さい領域は、第1の主面4a(第2の主面4b)の短辺においてその中央(2等分線)を中心に短辺の長さの0.85程度の範囲に広がりを有しており、この範囲内に第2の外部電極3bを設けることで、積層型コンデンサ100の場合または短辺全体に第2の外部電極3bを設ける場合に比べて音鳴り低減効果が得られる。上述では、W4/L2を0.27としたが、これを0.4としても音鳴り低減効果が得られる。また、実装安定性という点からW4/L2は0.2以上とすることが好ましい。W4/L2は、振動を低減するとともに実装安定性を確保するという観点から、特に0.3〜0.4の範囲とすることが好ましい。
In addition, W4, which is the length in the short direction (Y direction) of the
なお、本実施形態の実装構造体においては、積層型コンデンサ10は基板9の実装面に直接接触していない。特に、積層型コンデンサ10と基板9の実装面との間隔であるCのH0に対する比(C/H0)は、0.03以上であることが好ましい。なお、上述では、C/H0を0.07とした。
In the mounting structure of the present embodiment, the
さらに、上述のように振動モード解析の結果によれば、積層体1を構成する各面の中央近傍では振動振幅が大きい。したがって、第1の主面4aにおいて、積層体1の長手方向の第1の延在部3a2の長さP1は、L1に対する比率(P1/L1)にして0.25以下であることが好ましい。また、第2の延在部3b2の長さP2は、L1に対する比率(P2/L1)にして0.25以下であることが好ましい。本実施形態では0.15としたが、P1(P2)/L1を0.25以下とすることで、振動振幅の大きい第1の主面4a(第2の主面4b)の中央部の振動が基板9に伝わりにくくなり、音鳴りが抑制される。また、実装安定性を確保するという点から、P1(P2)/L1は0.15以上とすることが好ましい。また、P1およびP2は、同じ長さであっても異なる長さであってもよい。
Furthermore, according to the result of the vibration mode analysis as described above, the vibration amplitude is large in the vicinity of the center of each surface constituting the
図9は、本実施形態の積層型コンデンサ10を積層方向(Z方向)から平面視したものである。図9に示すように、第1の延在部3a2および第2の延在部3b2は、積層体1の短手方向に沿った長さを外部電極側面部側が主面の中央側よりも大きくなるように設けてもよい。具体的には、積層体1の短手方向(Y方向)において、第1の延在部3a2の第1の端面4c側、すなわち、第1の外部電極側面部3a1側の端部(以下、外端部ともいう)の長さをW1とし、第1の主面4a(第2の主面4b)の長手方向(X方向)の中央側の端部(以下、内端部ともいう)の長さをW1aとしたとき、W1>W1aである。また、同様に、積層体1の短手方向(Y方向)において、第2の延在部3b2の第2の端面4d側、すなわち、第2の外部電極側面部3b1側の端部(以下、外端部ともいう)の長さをW2とし、第1の主面4a(第2の主面4b)の長手方向(X方向)の中央側の端部(以下、内端部ともいう)の長さをW2aとしたとき、W2>W2aである。
FIG. 9 is a plan view of the
換言すれば、積層体1の短手方向(Y方向)に沿った、第1の延在部3a2の長さは、第1の延在部3a2の第1の外部電極側面部3a1側の端部(外端部)を最大として中央側にかけて小さくなる形状を有している。また、積層体1の短手方向(Y方向)に沿った、第2の延在部3b2の長さは、第2の延在部3b2の第2の外部電極側面部3b1側の端部(外端部)を最大として中央側にかけて小さくなる形状を有している。
In other words, the length of the first extending portion 3a2 along the short direction (Y direction) of the
具体的には、第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)側、すなわち、第1の主面4a(第2の主面4b)を底辺(下底)とした台形状(図9(a))、三角形状(図9(b))、第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)側を弦とした弓状(半円状、半楕円状を含む)(図9(c))などの形状が挙げられる。三角形状または台形状などの多角形状では、その角部(頂点)が丸みを帯びている場合も含
むものとする。また、第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)の内端部は、第1の外部電極側面部3a1((第2の外部電極側面部3b1)側に向かって窪んだ形状をなしていてもよい。なお、第1の延在部3a2および第2の延在部3b2の形状が、図9(b)または図9(c)に示すように、三角形状または弓状をなし、内端部のY方向の長さの評価が困難な場合には、第1の延在部3a2(延在部3b)のX方向の長さP1(P2)に対して、外端部からP1(P2)の0.9倍の位置を内端部として評価してもよい。
Specifically, the first external electrode side surface portion 3a1 (second external electrode side surface portion 3b1) side, that is, a base having the first
さらに、第1の主面4a(第2の主面4b)上に形成された第1の延在部3a2は、第1の端面4c側の端部(外端部)の長さW1が、第1の主面4a(第2の主面4b)の長手方向(X方向)の中央側の端部(内端部)の長さW1aよりも大きくなる(W1>W1a)ように設けられている。また、第1の主面4a(第2の主面4b)上に形成された第2の延在部3b2は、第1の端面4c側の端部(外端部)の長さW2が、第1の主面4a(第2の主面4b)の長手方向(X方向)中央側の端部(内端部)の長さW2aよりも大きくなる(W2>W2a)ように設けられている。
Further, the first extending portion 3a2 formed on the first
また、第1の外部電極3aは、節状部15の内側に位置するように第1の主面4aまたは第2の主面4bから第2の端面4cにかけて設けられ、また、第2の外部電極3bは、節状部15の内側に位置するように第1の主面4aまたは第2の主面4bから第2の端面4dにかけて設けられていてもよい。
The first
このように、第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)の長さを、外端部の長さ、すなわち、節状部15側の長さであるW1(W2)に対して、内端部すなわち振動振幅の大きい第1の主面4a(第2の主面4b)の中央部側の長さであるW1a(W2a)を小さくすることで、第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)は振動振幅の大きい第1の主面4a(第2の主面4b)の中央部側に位置する領域が小さくなり、積層型コンデンサ10の振動が基板9に伝わりにくくなり、W1(W2)≦W1a(W2a)とした場合と比較してより「音鳴り」の抑制効果が得られる。
Thus, the length of the first extending portion 3a2 (second extending portion 3b2) is set to the length of the outer end portion, that is, the length on the node-
また、積層型コンデンサ10は、第1の主面4aおよび第2の主面4b、第1の端面4cおよび第2の端面4dのいずれにおいても長方形状をなす第1の外部電極3aおよび第2の外部電極3bを有する積層型コンデンサと比較して、例えば、第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)が台形状であり、振動振幅の大きい第1の主面4a(第2の主面4b)の中央部側に位置する第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)領域が小さくなり、音圧レベルの平均値を低減する効果を有するものであった。
Further, the
また、第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)は、外端部の長さW1(W2)と内端部の長さW1a(W2a)とが、W1(W2):W1a(W2a)=1:0.2〜0.5の関係であることが、音鳴きの抑制および実装安定性という点からより好ましい。 Further, the first extending portion 3a2 (second extending portion 3b2) has an outer end length W1 (W2) and an inner end length W1a (W2a), and W1 (W2): W1a A relationship of (W2a) = 1: 0.2 to 0.5 is more preferable in terms of suppression of noise and mounting stability.
第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)の形状は、図13の結果から節状部15の形状を考慮すると、二等辺三角形状、等脚台形状、弓状であることが好ましく、特に弓状であることが好ましい。第1の延在部3a2(第2の延在部3b2)が三角形状などの角を有する形状の場合、角の部分を起点として、延在部3a1(第2の延在部3b2)が積層体1から剥離したり、基板9に実装した際に基板9と第1の外部電極3a(第2の外部電極3b)とを接合するはんだに亀裂が生じる懸念がある。延在部3a1(第2の延在部3b2)は、R(曲率半径)を有する湾曲状(弓状)の角がない形状とすることにより、積層体1から剥離しにくくなり、はんだに亀裂が生じにくく、実装の信頼性を向上させることができる。また、三角形状や台形状などの多角形状の場合も、その角部(頂点)が丸みを帯びた形状とすることで、延在部3a1(第2の延在部3b2)は、積層体1から剥離しにくくなり、はんだに亀裂が生じにくく、実装の信頼性を向上させることができる。
The shape of the first extending portion 3a2 (second extending portion 3b2) is an isosceles triangular shape, an isosceles trapezoidal shape, and an arc shape considering the shape of the node-
本実施の形態では、例えば、チタン酸バリウム系などの強誘電体材料を誘電体層に用い、Ni、Cu、Ag、Ag−Pdなどの金属材料を内部電極に用いた積層セラミックコンデンサ10の場合に、特に好適に用いられる。本実施形態は、特に、1005型以上の型式の積層型コンデンサ10において顕著な効果を発揮できる。
In the present embodiment, for example, in the case of the multilayer
さらに、外部電極3として、例えば、多くの積層型コンデンサには外部電極として、Cuからなる下地電極にNiおよびSnめっきを施したものが用いられているが、下地電極を用いずめっき電極のみで構成された外部電極3を有するものにも好適に使用できる。下地電極を有する外部電極3を基板9の基板電極(9a、9b)にはんだ等を介して直接接合した場合、Cuからなる下地電極は比較的柔らかいため、下地電極が積層体1の圧電振動をある程度吸収して減衰させ、音鳴きが抑制される。一方、外部電極3がめっき電極のみで構成される場合、積層体1の圧電振動が外部電極3で減衰されず、音鳴きが顕著になる。したがって、めっき電極のみで構成された外部電極を有するものに本実施形態を適用すると、より大きな音鳴き抑制効果が得られる。
Furthermore, as the
積層型コンデンサ10は、第1の外部電極3aおよび第2の外部電極3bのうち一方が基板上の電源ラインに電気的に接続され、他方が基板上の接地ラインに電気的に接続される。さらに、接地ラインは、基板上に大きな面積を有するグランド電極に接続されることが多く、接地ラインおよびグランド電極は熱容量が大きくなりやすい。例えば、図13に示すように、第1の外部電極3aは、電源ラインに電気的に接続された基板電極9aに接続され、第2の外部電極3bは、接地ラインに電気的に接続された基板電極9bに接続されている。基板電極9aは、電源ラインに電気的に接続されており、基板電極9bは、ビア導体層12を介してグランド電極11に電気的に接続されている。なお、電源ラインは、バンプ14を介して半導体素子13に電気的に接続されている。
In the
例えば、第1の外部電極側面部3a1および第2の外部電極側面部3b1の積層体の短手方向に沿った電極の長さW3、W4(電極の幅)が同じで長さである場合には、はんだのリフローの際に、接地ラインの熱容量によって、第1の外部電極3aと第2の外部電極3bにおいて、はんだ溶融のバランスが崩れやすくなる。すなわち、接地ラインを基準にしてリフロー条件を設定すると、接地ライン側は、熱容量が大きいので温度が上昇しにくくなり、はんだの溶融時間が短く、はんだ接合が不十分となる。一方、電源ライン側は、温度が上昇しやすくなり、はんだ接合が進行し過ぎて接合部が脆くなりやすい。したがって、電源ライン側に熱容量の大きい電極を設け、接地ライン側に熱容量の小い電極を設けると、熱容量のバランスが揃い、はんだの接合性が均一になり、接合信頼性が向上する。
For example, when the lengths W3 and W4 (electrode widths) of the electrodes along the short direction of the stacked body of the first external electrode side surface portion 3a1 and the second external electrode side surface portion 3b1 are the same and the length When the solder is reflowed, the balance of melting of the solder tends to be lost in the first
本実施形態の積層型コンデンサ10は、第1の外部電極側面部3a1と第2の外部電極側面部3b1とは電極の長さW3、W4が互いに異なっており、例えば、第1の外部電極側面部3a1の長さW3は、積層体1の長手方向に沿った長さの0.4倍よりも大きく、第2の外部電極側面部3b1の長さW4は、積層体1の長手方向に沿った長さの0.4倍よりも小さくなっている。したがって、積層型コンデンサ10は、第1の外部電極3aが電源ライン側に接合され、第2の外部電極3bが接地ライン側に接合されることで、はんだの接合性が均一になり、接合信頼性が向上する。すなわち、積層型コンデンサ10は、第1の外部電極側面部3a1の電極の長さW3と第2の外部電極側面部3b1の電極の長さW4を異ならせることで、はんだの接合性が均一になり、接合信頼性を向上させることができる。
In the
また、第2の外部電極3bが接地ラインおよびグランド電極に電気的に接続されており、電極幅の大きい第1の外部電極3aにおいて、引出部2aaの長手方向(Y方向)の長さを第1の外部電極側面部3a1の長さW3に応じて大きくすることによって、引出部2
aaの断面積が大きくなりインダクタンスを低減することができる。
In addition, the second
The cross-sectional area of aa becomes large and the inductance can be reduced.
積層型コンデンサ10は、第1の外部電極3a(第2の外部電極3b)の第1の端面4c(第2の端面4d)における形状、すなわち、第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)の形状は、矩形状に限定されない。第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)の積層体1の短手方向(Y方向)の長さW3(W4)は、第1の端面4c(第2の端面4d)において積層体1の積層方向(Z方向)の中央部に位置する電極の幅が両端部に位置する電極の幅よりも小さい、すなわち、第1の外部電極側面部3a1(第2の外部電極側面部3b1)は、第1の端面4c(第2の端面4d)の積層方向(Z方向)の中央部に電極の幅が狭くなる領域を有していてもよい。
The
以下では、第1の外部電極側面部3A1〜3A4の形状について説明する。なお、第1の外部電極側面部3A1〜3A4の形状は、第2の外部電極3bにそれぞれ適用した場合においても同様な効果が得られる。また、図14に示す積層型コンデンサ10は、積層体1の短手方向(Y方向)に沿った第1の外部電極側面部3A1〜3A4(第2の外部電極側面部3B1〜3B4)の長さが積層方向(Z方向)の中央部と両端部側(第1の主面4aおよび第2の主面4b側)とで異なっており、中央部に電極幅の狭い領域を有している。また、このような場合には、第1の端面4c(第2の端面4d)における最大の長さを第1の外部電極側面部3A1〜3A4(第2の外部電極側面部3B1〜3B4)の積層体1の短手方向(Y方向)の長さW3とする。
Below, the shape of 1st external electrode side part 3A1-3A4 is demonstrated. Note that the same effect can be obtained when the shapes of the first external electrode side surface portions 3A1 to 3A4 are applied to the second
第1の外部電極側面部3A1〜3A4は、積層体1の積層方向(Z方向)に電極幅の狭い領域を有することで、この電極幅の狭い領域ではんだの這い上がりが抑制され、振動振幅の大きい第1の端面4cの中央部にはんだフィレット層7が形成されにくくなり、積層型コンデンサ10の振動が基板9に伝わりにくくなる。また、積層体1の積層方向(Z方向)の両端部側(第1の主面4a側および第2の主面4b側)では、電極幅が中央部よりも大きくなっており、基板9の基板電極9a、9bとの接合強度を確保するとともに、「音鳴き」の抑制効果を向上させることができる。
Since the first external electrode side surface portions 3A1 to 3A4 have a region with a narrow electrode width in the stacking direction (Z direction) of the
第1の外部電極側面部3A1は、図14(a)に示すように、矩形状の中央部が切り取られた形状であり、矩形状の両側部の中央部に凹部を有する形状である。すなわち第1の外部電極3aは、第1の外部電極側面部3A1の両側部の中央部に凹部を有する形状である。ここで、凹部とは、第1の外部電極側面部3A1の上下端において、Y方向の両端に位置し、Z方向に互いに対向する頂点を結ぶ一対の線分を引いたとき、第1の外部電極側面部3A1の輪郭が一対の線分の間に位置する部分とする。
As shown in FIG. 14A, the first external electrode side surface portion 3A1 has a shape in which a rectangular central portion is cut out, and has a concave portion in the central portion of both sides of the rectangular shape. That is, the first
第1の外部電極側面部3A2は、図14(b)に示すように、矩形状の中央部が切り取られた形状であり、さらに、切り取られた領域の内側に位置す角部17の両方が丸みを有している。
As shown in FIG. 14B, the first external electrode side surface portion 3A2 has a shape in which a rectangular central portion is cut out, and both the
第1の外部電極側面部3A2は、図15(a)に示すように、切り取られた領域の内側に位置する角部17の両方が丸みを有しており、例えば、はんだ接合を行なうリフローの際に、Z方向の下方に位置する角部17に挟まれた領域の丸みを帯びた部分に溶融はんだ16が沿うように這い上がり溶融はんだ16が円形状になりやすくなり、表面張力効果が増加する。第1の外部電極側面部3A2は、中央部に電極幅の狭い領域を有しており、溶融はんだ16の表面張力により中央部の電極幅の狭い領域において溶融はんだ16が濡れにくく、溶融はんだ16の這い上がりが抑制される。したがって、積層型コンデンサ10は、振動振幅の大きい第1の端面4cの中央部、または、中央部の上方にはんだフィレット層7が形成されにくくなり、振動が基板9に伝わりにくくなる。
As shown in FIG. 15A, the first external electrode side surface portion 3A2 has both rounded
また、第1の外部電極側面部3A3は、図14(c)に示すように、矩形状の中央部が切り取られた形状であり、さらに、切り取られた領域の内側に位置する角部17の両方が丸みを有するとともに、切り取られた領域の外側に位置する角部の両方が丸みを有している。第1の外部電極側面部3A3は、第1の外部電極側面部3A2と同様な効果が得られる。
Further, as shown in FIG. 14C, the first external electrode side surface portion 3A3 has a shape in which a central portion of a rectangular shape is cut out, and further, the
また、第1の外部電極側面部3A4は、図14(d)に示すように、電極幅が中央部から両端部(第1の主面4a側および第2の主面4b側)に向かって漸次大きくなっている。すなわち、第1の外部電極側面部3A4は、両側部が内側に湾曲しており、第1の端面4cの中央部に電極幅の狭い領域を有しており、電極幅が中央部から上下方向に向かって漸次大きくなっている。
Further, as shown in FIG. 14D, the first external electrode side surface portion 3A4 has an electrode width from the central portion toward both end portions (the first
第1の外部電極側面部3A4は、図15(b)に示すように、両側部に内側に凹んでいる湾曲部18(丸み)を有しており、例えば、はんだ接合を行なうリフローの際に、湾曲部18の下方の湾曲部18に挟まれた領域の湾曲部18に沿うように溶融はんだ16が這い上がり溶融はんだ16が円形状になりやすく、表面張力効果が増加する。外部電極側面部3A4は、第1の端面4cの中央部に電極幅の狭い領域を有しており、溶融はんだ16の表面張力により中央部の電極幅の狭い領域において溶融はんだ16が濡れにくく、溶融はんだ16の這い上がりが抑制される。したがって、積層型コンデンサ10は、振動振幅の大きい第1の端面4c)の中央部、または、中央部の上方にはんだフィレット層7が形成されにくくなり、振動が基板9に伝わりにくくなる。また、湾曲部18の形状は、溶融はんだ16の量等に応じて適宜に設定される。
As shown in FIG. 15 (b), the first external electrode side surface portion 3A4 has curved portions 18 (roundness) that are recessed inward on both side portions. For example, during reflow for soldering, The
本発明は、上述した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更および改良が可能である。例えば、本発明の範囲内において、一対の外部電極がそれぞれ異なる形状を有していてもよい。 The present invention is not particularly limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made within the scope of the present invention. For example, a pair of external electrodes may have different shapes within the scope of the present invention.
1 積層体
1a 誘電体層
2 内部電極
2a 第1の内部電極
2aa 引出部
2b 第2の内部電極
2ba 引出部
3 外部電極
3a 第1の外部電極
3a1、3A1、3A2、3A3、3A4 第1の外部電極側面部
3a2 第1の延在部
3b 第2の外部電極
3b1 第2の外部電極側面部
3b2 第2の延在部
4a 第1の主面
4b 第2の主面
4c 第1の端面
4d 第2の端面
4e 第1の側面
4f 第2の側面
5 下地電極
6 金属層
6a 第1の金属層
6b 第2の金属層
7 はんだフィレット層
8 2等分線
9 基板
9a、9b 基板電極
10、100 積層型コンデンサ
15 節状部
16 溶融はんだ
17 角部
18 湾曲部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該積層体の外表面に設けられた、前記第1の内部電極に電気的に接続された第1の外部電極と前記第2の内部電極に電気的に接続された第2の外部電極とからなる一対の外部電極とを備えており、
前記積層体は、前記誘電体層と前記内部電極との積層方向に位置する一対の長方形状の主面と、該一対の主面間に位置するとともに前記主面の長辺側に隣接する一対の側面と、前記一対の主面間に位置するとともに前記主面の短辺側に隣接する一対の端面とを有し、
前記第1の外部電極は、前記端面の中央部を含むように前記端面に設けられた第1の外部電極側面部と該第1の外部電極側面部から前記一対の主面上に延在する第1の延在部とを有し、
前記第2の外部電極は、前記端面の中央部を含むように前記端面に設けられた第2の外部電極側面部と該第2の外部電極側面部から前記一対の主面上に延在する第2の延在部とを有しており、
前記第1の外部電極側面部の前記積層体の短手方向に沿った長さは、前記第2の外部電極側面部の前記積層体の短手方向に沿った長さよりも大きいことを特徴とする積層型コンデンサ。 A substantially rectangular parallelepiped laminate in which a first internal electrode and a second internal electrode are laminated via a dielectric layer;
From the first external electrode electrically connected to the first internal electrode and the second external electrode electrically connected to the second internal electrode provided on the outer surface of the laminate And a pair of external electrodes
The stacked body includes a pair of rectangular main surfaces positioned in the stacking direction of the dielectric layer and the internal electrode, and a pair of adjacent main surfaces positioned between the pair of main surfaces and adjacent to the long side of the main surface. And a pair of end faces located between the pair of principal surfaces and adjacent to the short side of the principal surface,
The first external electrode extends on the pair of main surfaces from a first external electrode side surface portion provided on the end surface so as to include a central portion of the end surface and the first external electrode side surface portion. A first extension part,
The second external electrode extends on the pair of main surfaces from a second external electrode side surface provided on the end surface so as to include a central portion of the end surface and the second external electrode side surface portion. A second extension part,
The length of the side surface portion of the first external electrode along the short direction of the multilayer body is larger than the length of the side surface portion of the second external electrode along the short direction of the multilayer body. Multilayer capacitor to be used.
The multilayer capacitor according to any one of claims 1 to 7 and the substrate are arranged so that one of the pair of main surfaces and a mounting surface of the substrate face each other, and the pair of capacitors A mounting structure characterized by being bonded via an external electrode.
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