JP2020077792A - 積層セラミックコンデンサの実装構造体 - Google Patents

積層セラミックコンデンサの実装構造体 Download PDF

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健一 東郷
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Abstract

【課題】静電容量を保ちつつ、ESRの調整が可能な積層セラミックコンデンサの実装構造体を提供する。【解決手段】積層セラミックコンデンサの実装構造体100は、積層セラミックコンデンサ1と、積層セラミックコンデンサが実装される実装基板30とを備える。積層セラミックコンデンサは、積層体の表面に設けられた第1の外部電極15、第2の外部電極16、第3の外部電極17及び第4の外部電極18とを備える。複数の内部電極は、第1の内部電極と第2の内部電極と第3の内部電極とを含む。積層体は、第1の内部電極及び第3の内部電極が交互に積層された第1の積層部と、第2の内部電極及び第3の内部電極が交互に積層された第2の積層部とを有する。第1の外部電極、第3の外部電極及び第4の外部電極は、それぞれ実装基板と接合されている。第2の外部電極には、実装基板から電流が直接供給されない。【選択図】図7

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサが実装基板に実装された積層セラミックコンデンサの実装構造体に関する。
積層セラミックコンデンサの一例として、特許文献1には、誘電体層を複数積層して成る矩形状積層体の内部に、上記積層体の相対向する一対の端面から両端部が導出する貫通導体層と、上記誘電体層を介して上記貫通導体層と対向し、且つ上記積層体の他の相対向する一対の両端面に導出するグランド電極層とを交互に配置するとともに、上記積層体の相対向する一対の端面に、貫通導体層の両端部に接続される一対の入出力端子を形成し、上記積層体の他の相対向する一対の端面に、グランド電極層の両端部に接続されるグランド端子を形成して成る貫通型コンデンサが開示されている。
特開2001−102243号公報
積層セラミックコンデンサの等価直列抵抗(ESR)を高くするための方法の1つとして、内部電極の積層数を減らす方法が挙げられる。しかし、内部電極の積層数を減らしてESRを調整する場合、それに伴って静電容量も低下してしまう。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、静電容量を保ちつつ、ESRの調整が可能な積層セラミックコンデンサの実装構造体を提供することを目的とする。
本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体は、積層セラミックコンデンサと、上記積層セラミックコンデンサが実装される実装基板と、を備える。上記積層セラミックコンデンサは、交互に積層された複数の誘電体層及び複数の内部電極を含み、積層方向に相対する第1の主面及び第2の主面と、上記積層方向に直交する長さ方向に相対する第1の端面及び第2の端面と、上記積層方向及び上記長さ方向に直交する幅方向に相対する第1の側面及び第2の側面とを有する積層体と、上記積層体の表面に設けられた第1の外部電極、第2の外部電極、第3の外部電極及び第4の外部電極と、を備える。上記複数の内部電極は、上記第1の外部電極及び上記第2の外部電極と接続された第1の内部電極と、上記第2の外部電極と接続された第2の内部電極と、上記第3の外部電極及び上記第4の外部電極と接続された第3の内部電極とを含む。上記積層体は、上記第1の内部電極及び上記第3の内部電極が交互に積層された第1の積層部と、上記第2の内部電極及び上記第3の内部電極が交互に積層された第2の積層部とを有する。
第1の態様においては、上記第1の外部電極、上記第3の外部電極及び上記第4の外部電極は、それぞれ上記実装基板と接合されており、上記第2の外部電極には、上記実装基板から電流が直接供給されない。
第2の態様においては、上記第1の外部電極、上記第3の外部電極及び上記第4の外部電極は、それぞれ上記実装基板と接合されており、上記第2の外部電極は、上記実装基板と接合されていない。
本発明によれば、静電容量を保ちつつ、ESRの調整が可能な積層セラミックコンデンサの実装構造体を提供することができる。
図1は、本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体を構成する積層セラミックコンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。 図2は、図1に示す積層セラミックコンデンサを第1の主面側から見た平面図である。 図3は、図1に示す積層セラミックコンデンサを第1の側面側から見た平面図である。 図4は、図1に示す積層セラミックコンデンサのIV−IV線断面図である。 図1に示す積層セラミックコンデンサのV−V線断面図である。 図6(a)は、第1の内部電極の一例を模式的に示す平面図であり、図6(b)は、第2の内部電極の一例を模式的に示す平面図であり、図6(c)は、第3の内部電極の一例を模式的に示す平面図である。 図7は、本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体の一例を第1の主面側から見た平面図である。 図8(a)は、第1の内部電極の別の一例を模式的に示す平面図であり、図8(b)は、第2の内部電極の別の一例を模式的に示す平面図であり、図8(c)は、第3の内部電極の別の一例を模式的に示す平面図である。
以下、本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
[積層セラミックコンデンサ]
まず、本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体を構成する積層セラミックコンデンサについて説明する。
図1は、本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体を構成する積層セラミックコンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示す積層セラミックコンデンサを第1の主面側から見た平面図である。図3は、図1に示す積層セラミックコンデンサを第1の側面側から見た平面図である。図4は、図1に示す積層セラミックコンデンサのIV−IV線断面図である。図5は、図1に示す積層セラミックコンデンサのV−V線断面図である。
本明細書においては、積層セラミックコンデンサ及び積層体の積層方向、長さ方向、幅方向を、図1において、それぞれT、L、Wで定める方向とする。ここで、積層方向(T方向)と長さ方向(L方向)と幅方向(W方向)とは互いに直交する。積層方向(T方向)は、複数の誘電体層14と複数の内部電極11、12及び13とが積み上げられていく方向である。
図1〜図5に示す積層セラミックコンデンサ1は、3端子型の積層セラミックコンデンサである。図1〜図5に示すように、積層セラミックコンデンサ1は、例えば直方体状又は略直方体状の積層体10を含む。
積層体10は、交互に積層された複数の誘電体層14と複数の内部電極11、12及び13とを含む。
積層体10は、積層方向(T方向)に相対する第1の主面10a及び第2の主面10bと、積層方向(T方向)に直交する長さ方向(L方向)に相対する第1の端面10c及び第2の端面10dと、積層方向(T方向)及び長さ方向(L方向)に直交する幅方向(W方向)に相対する第1の側面10e及び第2の側面10fとを有する。
本明細書においては、第1の端面10c及び第2の端面10dに直交し、かつ、積層方向(T方向)と平行な積層セラミックコンデンサ1又は積層体10の断面をLT断面という。また、第1の側面10e及び第2の側面10fに直交し、かつ、積層方向(T方向)と平行な積層セラミックコンデンサ1又は積層体10の断面をWT断面という。また、第1の端面10c、第2の端面10d、第1の側面10e及び第2の側面10fに直交し、かつ、積層方向(T方向)に直交する積層セラミックコンデンサ1又は積層体10の断面をLW断面という。したがって、図4は、積層セラミックコンデンサ1のLT断面であり、図5は、積層セラミックコンデンサ1のWT断面である。
積層体10は、角部及び稜線部に丸みが付けられていることが好ましい。角部は、積層体の3面が交わる部分であり、稜線部は、積層体の2面が交わる部分である。
図1に示す積層セラミックコンデンサ1では、積層体10の長さ方向(L方向)の寸法が、幅方向(W方向)の寸法より長い。しかし、積層体10の長さ方向の寸法は、幅方向の寸法より短くてもよいし、幅方向の寸法と同じであってもよい。
誘電体層14は、誘電体材料により形成される。誘電体材料としては、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムカルシウム又はジルコン酸カルシウムなどの主成分を含む誘電体セラミックを用いることができる。上記の誘電体材料を主成分として含む場合、所望する積層セラミックコンデンサ1の特性に応じて、例えば、Mg化合物、Mn化合物、Si化合物、Al化合物、V化合物、Ni化合物などの主成分よりも含有量の少ない副成分を添加したものを用いてもよい。
内部電極に挟まれた誘電体層14の平均厚みは、0.3μm以上50μm以下であることが好ましい。
誘電体層14は、外層部と内層部とを含む。外層部は、積層体10の第1の主面10a側に位置し、第1の主面10aと第1の主面10aに最も近い内部電極(図4及び図5では内部電極13)との間に位置する誘電体層14、及び、積層体10の第2の主面10b側に位置し、第2の主面10bと第2の主面10bに最も近い内部電極(図4及び図5では内部電極11)との間に位置する誘電体層14である。そして、両外層部に挟まれた領域が内層部である。
外層部の厚みは、片側5μm以上100μm以下であることが好ましい。
積層体10の第1の側面10eには、第1の外部電極の一例である第1の側面外部電極15が配置される。第1の側面外部電極15は、第1の側面10eから延伸して第1の主面10aの一部及び第2の主面10bの一部を覆うように配置される。なお、第1の側面外部電極15は、第1の側面10eのみに配置されていてもよい。
積層体10の第2の側面10fには、第2の外部電極の一例である第2の側面外部電極16が配置される。第2の側面外部電極16は、第2の側面10fから延伸して第1の主面10aの一部及び第2の主面10bの一部を覆うように配置される。なお、第2の側面外部電極16は、第2の側面10fのみに配置されていてもよい。
積層体10の第1の端面10cには、第3の外部電極の一例である第1の端面外部電極17が配置される。第1の端面外部電極17は、積層体10の第1の端面10cから延伸して第1の主面10aの一部、第2の主面10bの一部、第1の側面10eの一部及び第2の側面10fの一部を覆うように配置されることが好ましい。
積層体10の第2の端面10dには、第4の外部電極の一例である第2の端面外部電極18が配置される。第2の端面外部電極18は、積層体10の第2の端面10dから延伸して第1の主面10aの一部、第2の主面10bの一部、第1の側面10eの一部及び第2の側面10fの一部を覆うように配置されることが好ましい。
これらの外部電極は、積層体側から順に、積層体の表面に配置される下地電極層と、下地電極層を覆うように配置されるめっき層とを有することが好ましい。
下地電極層は、焼付け電極層、樹脂電極層及び薄膜電極層等から選択される少なくとも1つから成る。
焼付け電極層は、金属及びガラスを含む。焼付け電極層の金属としては、例えば、Cu、Ni、Ag、Pd、Ag−Pd合金及びAu等から選択される少なくとも1つを用いることができる。焼付け電極層のガラスとしては、例えば、B、Si、Ba、Mg、Al又はLi等を含むガラスを用いることができる。
焼付け電極層は、複数層であってもよい。
焼付け電極層は、金属及びガラスを含む導電性ペーストを、積層体に塗布して焼き付けたものである。焼付け電極層は、積層体と同時焼成してもよく、積層体を焼成した後に焼き付けてもよい。積層体と同時焼成して焼付け電極層を形成する場合、焼付け電極層は、金属及びセラミックを含むことが好ましい。セラミックは共材であることがより好ましい。
側面外部電極の下地電極層が焼付け電極層である場合、焼付け電極層の幅方向(W方向)の厚みは、最も厚い部分で2μm以上50μm以下であることが好ましい。
薄膜電極層は、めっきやスパッタ、蒸着等の薄膜形成法により形成される、金属粒子が堆積された層である。
薄膜電極層の厚みは、5μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましい。
めっき層の材料としては、例えば、Cu、Ni、Ag、Pd、Ag−Pd合金、Au、Sn等から選択される少なくとも1つが用いられる。
めっき層は、複数層により形成されていてもよい。めっき層は、好ましくは、Niめっき層とSnめっき層との2層構造である。Niめっき層は、下地電極層が積層セラミックコンデンサを実装する際のはんだによって侵食されることを防止することができる。Snめっき層は、積層セラミックコンデンサを実装する際のはんだの濡れ性を向上させ、積層セラミックコンデンサの実装を容易にすることができる。
Niめっき層の平均厚みは、1μm以上10μm以下であることが好ましい。Snめっき層の平均厚みは、1μm以上10μm以下であることが好ましい。
図4及び図5に示すように、積層体10は、複数の第1の内部電極11、複数の第2の内部電極12及び複数の第3の内部電極13を含む。
積層体10は、第1の内部電極11及び第3の内部電極13が交互に積層された第1の積層部21と、第2の内部電極12及び第3の内部電極13が交互に積層された第2の積層部22とを有している。
積層体10は、第1の積層部21及び第2の積層部22をそれぞれ1つ以上有していればよい。また、積層体10における第1の積層部21及び第2の積層部22の配置も特に限定されないが、第1の積層部21と第1の積層部21との間に第2の積層部22が挟まれていることが好ましい。特に、図4及び図5に示すように、第1の積層部21と第2の積層部22のうち、積層体10の最も第1の主面10a側には第1の積層部21が配置され、積層体10の最も第2の主面10b側には第1の積層部21が配置され、積層体10の最も第1の主面10a側の第1の積層部21と積層体10の最も第2の主面10b側の第1の積層部21との間に第2の積層部22が挟まれていることが好ましい。
第1の積層部21において、第1の内部電極11及び第3の内部電極13の合計の積層枚数は特に限定されない。積層体10が複数の第1の積層部21を有する場合、それぞれの第1の積層部21における第1の内部電極11及び第3の内部電極13の合計の積層枚数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第2の積層部22において、第2の内部電極12及び第3の内部電極13の合計の積層枚数は特に限定されないが、第2の内部電極12及び第3の内部電極13が交互に3層以上積層されていることが好ましい。積層体10が複数の第2の積層部22を有する場合、それぞれの第2の積層部22における第2の内部電極12及び第3の内部電極13の合計の積層枚数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第1の内部電極11、第2の内部電極12及び第3の内部電極13の合計の積層枚数は、3枚以上1000枚以下であることが好ましい。
図6(a)は、第1の内部電極の一例を模式的に示す平面図であり、図6(b)は、第2の内部電極の一例を模式的に示す平面図であり、図6(c)は、第3の内部電極の一例を模式的に示す平面図である。
図6(a)に示すように、第1の内部電極11は、略十字形状であり、積層体10の第1の側面10e及び第2の側面10fのそれぞれに引き出されている。第1の内部電極11は、第1の側面10eにおいて第1の側面外部電極15と接続されており、さらに、第2の側面10fにおいて第2の側面外部電極16と接続されている。
図6(b)に示すように、第2の内部電極12は、略T字形状であり、積層体10の第2の側面10fに引き出されている。第2の内部電極12は、第2の側面10fにおいて第2の側面外部電極16と接続されている。第1の内部電極11と異なり、第2の内部電極12は、積層体10の第1の側面10eには引き出されておらず、第1の側面外部電極15と接続されていない。
図6(c)に示すように、第3の内部電極13は、積層体10の第1の端面10c及び第2の端面10dのそれぞれに引き出されている。第3の内部電極13は、第1の端面10cにおいて第1の端面外部電極17と接続されており、さらに、第2の端面10dにおいて第2の端面外部電極18と接続されている。
第1の内部電極11と第3の内部電極13、あるいは、第2の内部電極12と第3の内部電極13とが、誘電体セラミック材料からなる誘電体層14を介して対向することにより静電容量が形成される。これにより、積層セラミックコンデンサ1は、コンデンサとして機能する。
これらの内部電極は、適宜の導電性材料により構成することができる。内部電極は、例えば、Ni、Cu、Ag、Pd、Auなどの金属や、これらの金属の1種を含む例えばAg−Pd合金などの合金を含有している。内部電極は、さらに誘電体層に含まれるセラミックスと同一組成系の誘電体粒子を含んでいてもよい。
内部電極の平均厚みは、0.3μm以上5μm以下であることが好ましい。
図4に示すように、積層体10は、積層方向(T方向)において対向する内部電極の長さ方向(L方向)の一端と第1の端面10c又は第2の端面10dとの間に側部(以下、Lギャップという)10Lを含む。さらに、図5に示すように、積層体10は、積層方向(T方向)において対向する内部電極の幅方向(W方向)の一端と第1の側面10e又は第2の側面10fとの間に側部(以下、Wギャップという)10Wを含む。
Lギャップ10Lの長さ方向(L方向)の平均長さは、20μm以上200μm以下であることが好ましい。
Wギャップ10Wの幅方向(W方向)の平均長さは、20μm以上200μm以下であることが好ましい。
これまで説明した積層セラミックコンデンサは、好ましくは、以下のように製造される。以下においては、図1に示す積層セラミックコンデンサ1を量産する場合を例にして説明する。
まず、誘電体層14を形成するためのセラミックグリーンシートが準備される。別途、第1の内部電極11、第2の内部電極12及び第3の内部電極13を形成するための内部電極用導電性ペースト、並びに、第1の側面外部電極15、第2の側面外部電極16、第1の端面外部電極17及び第2の端面外部電極18を形成するための外部電極用導電性ペーストが準備される。なお、セラミックグリーンシート、内部電極用導電性ペースト及び外部電極用導電性ペーストには、有機バインダ及び溶剤が含まれ、公知の有機バインダや有機溶剤を用いることができる。
セラミックグリーンシート上に、例えば、所定のパターンで内部電極用導電性ペーストを印刷し、内部電極パターンが形成される。なお、内部電極用導電性ペーストは、スクリーン印刷法などの公知の方法により印刷することができる。
次に、内部電極パターンが形成されていない外層用セラミックグリーンシートが所定枚数積層され、その上に、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートが順次積層され、その上に、外層用セラミックグリーンシートが所定枚数積層され、マザー積層体が作製される。必要に応じて、マザー積層体は、静水圧プレスなどの手段により積層方向に圧着させてもよい。
その後、マザー積層体が所定の形状寸法に切断され、未焼成の積層体10が切り出される。このとき、バレル研磨などにより積層体の角部や稜線部に丸みをつけてもよい。
未焼成の積層体10が焼成される。その結果、内部に第1の内部電極11、第2の内部電極12及び第3の内部電極13が配設された積層体10が作製される。焼成温度は、用いたセラミック材料や導電性材料に応じて適宜設定することができ、例えば、900℃以上1300℃以下程度である。セラミックグリーンシートと内部電極用導電性ペーストとは、同時に焼成される。
得られた積層体10の第1の側面10eに導電性ペーストが塗布・焼き付けられて、第1の側面外部電極15の下地電極層が形成され、第2の側面10fに導電性ペーストが塗布・焼き付けられて、第2の側面外部電極16の下地電極層が形成される。また、積層体10の第1の端面10cに導電性ペーストが塗布・焼き付けられて、第1の端面外部電極17の下地電極層が形成され、第2の端面10dに導電性ペーストが塗布・焼き付けられて、第2の端面外部電極18の下地電極層が形成される。焼き付け温度は、700℃以上900℃以下であることが好ましい。
第1の側面外部電極15の下地電極層の表面にめっき層が形成され、第2の側面外部電極16の下地電極層の表面にめっき層が形成される。また、第1の端面外部電極17の下地電極層の表面にめっき層が形成され、第2の端面外部電極18の下地電極層の表面にめっき層が形成される。
上述のようにして、図1に示す積層セラミックコンデンサ1が製造される。
[積層セラミックコンデンサの実装構造体]
次に、本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体について説明する。
本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体は、積層セラミックコンデンサと、上記積層セラミックコンデンサが実装される実装基板を備える。
図7は、本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体の一例を第1の主面側から見た平面図である。
図7に示す積層セラミックコンデンサの実装構造体100は、図1に示す積層セラミックコンデンサ1と、実装基板30とを備える。
図7では、積層セラミックコンデンサ1は、第1の側面10eが実装基板30と対向するように実装基板30に実装されている。このように、積層方向(T方向)が実装面と平行であることが好ましい。積層方向を実装面と平行にすることにより、等価直列インダクタンス(ESL)を低くすることができる。ただし、積層方向(T)が実装面に垂直であってもよい。
実装基板30は、基板本体31を有する。基板本体31は、例えば、セラミック基板、ガラスエポキシ基板などの樹脂基板により構成することができる。
基板本体31の上には、1つの第1のランド32と、2つの第2のランド33とが配されている。
第1のランド32には、第1の側面外部電極15が電気的に接続される。第1のランド32は、第1の側面外部電極15と、導電性を有する第1の接合材34により接合されている。第1の接合材34は、例えば、半田や導電性粒子を含む樹脂等により構成することができる。
第2のランド33の一方には、第1の端面外部電極17が電気的に接続され、第2のランド33の他方には、第2の端面外部電極18が電気的に接続される。第2のランド33は、第1の端面外部電極17及び第2の端面外部電極18と、導電性を有する第2の接合材35により接合されている。第2の接合材35は、例えば、半田や導電性粒子を含む樹脂等により構成することができる。
図7に示す積層セラミックコンデンサの実装構造体100では、第1の外部電極である第1の側面外部電極15、第3の外部電極である第1の端面外部電極17、及び、第4の外部電極である第2の端面外部電極18は、それぞれ実装基板30と接合されている。一方、第2の外部電極である第2の側面外部電極16は、実装基板30と接合されていない。これにより、静電容量を保ちつつ、ESRを調整することが可能となる。
このように、本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体においては、第1の外部電極、第3の外部電極及び第4の外部電極は、それぞれ実装基板と接合されており、第2の外部電極は、実装基板と接合されていないことを特徴としている。
ただし、第1の外部電極が接合されている基板上の配線パターンとは独立した配線パターンであれば、第2の外部電極が実装基板と接合されていてもよい。したがって、本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体においては、第1の外部電極、第3の外部電極及び第4の外部電極は、それぞれ実装基板と接合されており、第2の外部電極には、実装基板から電流が直接供給されないことを特徴としていると表現することもできる。
本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、積層セラミックコンデンサの構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
図8(a)は、第1の内部電極の別の一例を模式的に示す平面図であり、図8(b)は、第2の内部電極の別の一例を模式的に示す平面図であり、図8(c)は、第3の内部電極の別の一例を模式的に示す平面図である。
図8(a)に示す第1の内部電極11aは、図6(a)に示す第1の内部電極11と同様であり、積層体10の第1の側面10e及び第2の側面10fのそれぞれに引き出されている。第1の内部電極11aは、第1の側面10eにおいて、第1の外部電極の一例である第1の側面外部電極15aと接続されており、さらに、第2の側面10fにおいて、第2の外部電極の一例である第2の側面外部電極16aと接続されている。
図8(b)に示す第2の内部電極12aは、図6(b)に示す第2の内部電極12と同様であり、積層体10の第2の側面10fに引き出されている。第2の内部電極12aは、第2の側面10fにおいて第2の側面外部電極16aと接続されている。第1の内部電極11aと異なり、第2の内部電極12aは、積層体10の第1の側面10eには引き出されておらず、第1の側面外部電極15aと接続されていない。
図8(c)に示す第3の内部電極13aは、積層体10の第1の側面10eに2箇所で引き出されている。第3の内部電極13aは、第1の側面10eの1箇所において、第3の外部電極の一例である第3の側面外部電極17aと接続されており、さらに、第1の側面10eのもう1箇所において、第4の外部電極の一例である第4の側面外部電極18aと接続されている。
また、積層セラミックコンデンサを構成する積層体において、第1の内部電極、第3の内部電極、第2の内部電極、第3の内部電極、第1の内部電極、第3の内部電極、第2の内部電極、第3の内部電極、・・・・第1の内部電極、第3の内部電極、第2の内部電極、第3の内部電極、第1の内部電極、第3の内部電極、第2の内部電極及び第3の内部電極がこの順に積層されていてもよい。
このような構成であっても、従来の積層セラミックコンデンサと内部電極の合計の積層枚数が同じであれば、静電容量は同程度確保することができ、ESRは2倍程度となる。
以下、本発明の積層セラミックコンデンサの実装構造体をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
以下に示す構成を有する実施例1〜4、比較例1及び比較例2の積層セラミックコンデンサを作製した。
外観寸法 (L×W×T):1.12mm×0.62mm×0.62mm
積層体寸法(L×W×T):1.05mm×0.56mm×0.60mm
誘電体層の材料の主成分 :チタン酸バリウム
誘電体層の平均厚み :0.65μm
内部電極の主成分 :Ni
内部電極の平均厚み :0.5μm
内部電極の積層構造 :表1参照
外部電極の構造 :下地電極層とめっき層とを含む構造
下地電極層 :Cu焼付け電極
めっき層 :NiめっきとSnめっきの2層構造
Figure 2020077792
表1においては、第1の内部電極、第2の内部電極、第3の内部電極、第1の積層部及び第2の積層部を、それぞれ、「内部電極1」、「内部電極2」、「内部電極3」、「積層部1」及び「積層部2」と記載している。
(静電容量の測定方法)
各実施例及び比較例において、20個のサンプルの静電容量を以下の方法により測定し、平均値を求めた。
各サンプルに対して150℃、60分で熱処理を行い、24時間放置した後、測定周波数1kHz、測定電圧0.5Vの条件にてCメーターで測定を行った。
(ESR及びESLの測定方法)
各実施例及び比較例において、5個のサンプルのESR及びESLを以下の方法により測定し、平均値を求めた。
実施例1〜4については、内部電極の積層方向が実装面と平行になるように、実装基板に半田でサンプルを実装した(図7参照)。一方、比較例1及び2については、内部電極の積層方向が実装面と垂直になるように、実装基板に半田でサンプルを実装した。実装後、前処理として150℃、60分で熱処理した後、24時間放置した。ネットワークアナライザーにて測定周波数9kHz〜9GHzのSパラメータを測定し、5MHzでのESR値、及び、1GHzでのESL値を算出した。
各実施例及び比較例における静電容量、ESR及びESLを表2に示す。
Figure 2020077792
表2の結果から、第1の積層部及び第2の積層部の比率を調整することにより、静電容量を保ちつつ、ESRの調整が可能であることが確認できる。
実施例1〜3のように、第1の積層部と第1の積層部との間に第2の積層部が挟まれている構造にすることにより、比較例1及び比較例2のような通常の3端子型の積層セラミックコンデンサに近いESLを得ることができる。
一方、実施例4では、実施例1〜3よりもESLが悪化する。
その理由は、以下のように推測される。第1の外部電極である第1の側面外部電極から、第1の積層部を経由して電流ループが形成される際、電流によって磁界が発生する。実施例1〜3では、第1の外部電極と接続する第1の積層部が2箇所に配置されているため、第1の外部電極に電流ループ起点が2箇所存在する。この2箇所から電流が内部電極に流れ込むと、その電流によって生じる磁界の向きは反対方向となるため相殺され、結果的にESLを低くすることができると推測される。これに対し、実施例4では、電流ループ起点間の距離が近く、実質1箇所であるため、発生する磁界の相殺が弱くなり、ESLが悪化すると推測される。
1 積層セラミックコンデンサ
10 積層体
10a 第1の主面
10b 第2の主面
10c 第1の端面
10d 第2の端面
10e 第1の側面
10f 第2の側面
10L 側部(Lギャップ)
10W 端部(Wギャップ)
11,11a 第1の内部電極
12,12a 第2の内部電極
13,13a 第3の内部電極
14 誘電体層
15,15a 第1の側面外部電極(第1の外部電極)
16,16a 第2の側面外部電極(第2の外部電極)
17 第1の端面外部電極(第3の外部電極)
17a 第3の側面外部電極(第3の外部電極)
18 第2の端面外部電極(第4の外部電極)
18a 第4の側面外部電極(第4の外部電極)
21 第1の積層部
22 第2の積層部
30 実装基板
31 基板本体
32 第1のランド
33 第2のランド
34 第1の接合材
35 第2の接合材
100 積層セラミックコンデンサの実装構造体

Claims (6)

  1. 積層セラミックコンデンサと、
    前記積層セラミックコンデンサが実装される実装基板と、を備える積層セラミックコンデンサの実装構造体であって、
    前記積層セラミックコンデンサは、
    交互に積層された複数の誘電体層及び複数の内部電極を含み、積層方向に相対する第1の主面及び第2の主面と、前記積層方向に直交する長さ方向に相対する第1の端面及び第2の端面と、前記積層方向及び前記長さ方向に直交する幅方向に相対する第1の側面及び第2の側面とを有する積層体と、
    前記積層体の表面に設けられた第1の外部電極、第2の外部電極、第3の外部電極及び第4の外部電極と、を備え、
    前記複数の内部電極は、前記第1の外部電極及び前記第2の外部電極と接続された第1の内部電極と、前記第2の外部電極と接続された第2の内部電極と、前記第3の外部電極及び前記第4の外部電極と接続された第3の内部電極とを含み、
    前記積層体は、前記第1の内部電極及び前記第3の内部電極が交互に積層された第1の積層部と、前記第2の内部電極及び前記第3の内部電極が交互に積層された第2の積層部とを有し、
    前記第1の外部電極、前記第3の外部電極及び前記第4の外部電極は、それぞれ前記実装基板と接合されており、
    前記第2の外部電極には、前記実装基板から電流が直接供給されない、積層セラミックコンデンサの実装構造体。
  2. 積層セラミックコンデンサと、
    前記積層セラミックコンデンサが実装される実装基板と、を備える積層セラミックコンデンサの実装構造体であって、
    前記積層セラミックコンデンサは、
    交互に積層された複数の誘電体層及び複数の内部電極を含み、積層方向に相対する第1の主面及び第2の主面と、前記積層方向に直交する長さ方向に相対する第1の端面及び第2の端面と、前記積層方向及び前記長さ方向に直交する幅方向に相対する第1の側面及び第2の側面とを有する積層体と、
    前記積層体の表面に設けられた第1の外部電極、第2の外部電極、第3の外部電極及び第4の外部電極と、を備え、
    前記複数の内部電極は、前記第1の外部電極及び前記第2の外部電極と接続された第1の内部電極と、前記第2の外部電極と接続された第2の内部電極と、前記第3の外部電極及び前記第4の外部電極と接続された第3の内部電極とを含み、
    前記積層体は、前記第1の内部電極及び前記第3の内部電極が交互に積層された第1の積層部と、前記第2の内部電極及び前記第3の内部電極が交互に積層された第2の積層部とを有し、
    前記第1の外部電極、前記第3の外部電極及び前記第4の外部電極は、それぞれ前記実装基板と接合されており、
    前記第2の外部電極は、前記実装基板と接合されていない、積層セラミックコンデンサの実装構造体。
  3. 前記積層方向が実装面と平行である、請求項1又は2に記載の積層セラミックコンデンサの実装構造体。
  4. 前記第1の積層部と前記第1の積層部との間に前記第2の積層部が挟まれている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層セラミックコンデンサの実装構造体。
  5. 前記第1の積層部と前記第2の積層部のうち、前記積層体の最も前記第1の主面側には前記第1の積層部が配置され、前記積層体の最も前記第2の主面側には前記第1の積層部が配置され、
    前記積層体の最も前記第1の主面側の前記第1の積層部と前記積層体の最も前記第2の主面側の前記第1の積層部との間に前記第2の積層部が挟まれている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層セラミックコンデンサの実装構造体。
  6. 前記第2の積層部において、前記第2の内部電極及び前記第3の内部電極が交互に3層以上積層されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層セラミックコンデンサの実装構造体。
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