JP3421292B2 - 積層型電子部品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、等価直列インダク
タンス（ＥＳＬ）を低減し、且つ、コンデンサアレイと
しても使用可能な積層型電子部品に係り、特に多端子型
積層コンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子部品の一種としてのコン
デンサが幅広く用いられているが、近年のＣＰＵ等の高
周波数化により、ＥＳＬの小さい積層セラミックチップ
コンデンサも用いられるようになっていた。これらの積
層セラミックチップコンデンサの一例である従来の多端
子型で低ＥＳＬを特徴とする構造を示す図６及び図７を
参照して、以下に従来技術を説明する。

【０００３】図６及び図７に示すように、従来の低ＥＳ
Ｌを特徴とする多端子型コンデンサ１１０の本体部分
は、直方体形状の積層体１１２により構成されており、
静電容量が積層体１１２を形成するセラミック素地によ
って得られるように、２つの内部電極１１４、１１６が
セラミック素地を介して重なり合う構造とされている。
さらに、積層体１１２が有する４つの側面の内の相互に
対向する２つの側面に引き出される引出部１１４Ａ、１
１６Ａをこれら内部電極１１４、１１６がそれぞれ有
し、これら引出部１１４Ａ、１１６Ａと接続される端子
電極１１８、１２０がこれら２つの側面にそれぞれ設置
されている。尚、これらの多端子型積層コンデンサに関
する技術を開示した公報として、特開平９−１７６９３
号公報や米国特許公報ＵＳＰ５８８０９２５号等が知ら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の多端子型積層コ
ンデンサ１１０は本来的に静電容量を得るためのもので
あるが、必然的に寄生インダクタンスを有するので、等
価直列インダクタンスが存在することになる。そして、
近年のＣＰＵの動作の高速化に伴う動作周波数の高周波
数化により、これまで使用されていた多端子型積層コン
デンサであっても、寄生インダクタンスが大きすぎる場
合が生じるようになった。本発明は上記事実を考慮し、
等価直列インダクタンスを低減し得る積層型電子部品を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る積層型電
子部品は、誘電体層を積層して形成された誘電体素体
と、誘電体素体内に誘電体層を介して隔てられつつそれ
ぞれ配置され且つ、誘電体素体の３つの側面に向かって
それぞれ引き出される引出部を各側面毎に２つづつ有し
た４枚の内部電極と、誘電体素体外にそれぞれ配置され
且つ、これら引出部を介して４枚の内部電極の少なくと
も何れかにそれぞれ接続される複数の端子電極と、を有
した積層型電子部品であって、４枚の内部電極の引出部
のパターンが相互に異なるものの、１枚の内部電極を介
して隔てられた２枚の内部電極から相互に対向する２つ
の側面にそれぞれ引き出される引出部が、それぞれ同一
の端子電極に接続されることを特徴とする。

【０００６】請求項１に係る積層型電子部品によれば、
誘電体層を積層して形成された誘電体素体内に、誘電体
層を介して隔てられつつ４枚の内部電極がそれぞれ配置
される。また、これら４枚の内部電極は、誘電体素体の
３つの側面に向かってそれぞれ引き出される引出部を各
側面毎に２つづつ有していて、誘電体素体外にそれぞれ
配置される複数の端子電極が、これら引出部を介して４
枚の内部電極の少なくとも何れかに、それぞれ接続され
ている。さらに、本請求項によれば、引出部のパターン
が相互に異なる４枚の内部電極の内の、１枚の内部電極
を介して隔てられた２枚の内部電極から、相互に対向す
る２つの側面にそれぞれ引き出される引出部が、それぞ
れ同一の端子電極に接続されている。

【０００７】そして、これら複数の端子電極が通電の際
に交互に正負極に順次なって、引出部を介して端子電極
とそれぞれ接続される４枚の内部電極が、相互に対向し
つつ並列に配置されるコンデンサの電極となる。

【０００８】つまり、引出部が誘電体素体の３つの側面
に向かってそれぞれ引き出される構成となっているの
で、２方向に引出部が引き出される従来の多端子型積層
コンデンサの内部電極よりも、内部電極の周囲のスペー
スを効率的に活用できるのに伴って通電の際に直線的に
短い経路で電流が流れることになる。この際、各側面毎
に２つづつ引出部が存在することから、例えば隣り合う
端子電極同士が相互に異なる内部電極に接続されるよう
に、これら端子電極を誘電体素体の側面に配置すれば、
隣り合う端子電極の極性が相互に異なるように電流が流
され、相互に逆向きに内部電極内に流れ込む高周波電流
によって、発生する磁束が互いに打ち消し合う効果が高
まるようになる。さらに、積層型電子部品内の４枚の内
部電極間において、２次元的に正負の電流がより多く交
差し合って磁束を相殺させることにより、積層型電子部
品自体が持つ寄生インダクタンスが激減する。そして、
本請求項によれば、４枚の内部電極から３つの側面に向
かって単に引出部がそれぞれ引き出されているだけでな
く、引出部のパターンが相互に異なる４枚の内部電極の
内の、１枚の内部電極を介して隔てられた２枚の内部電
極から、相互に対向する２つの側面にそれぞれ引き出さ
れる引出部が、それぞれ同一の端子電極に接続されてい
る。この為、端子電極の数を有効に減らしつつ寄生イン
ダクタンスを低下することも可能になる。以上より本請
求項は、端子電極の数を有効に減らしつつ、磁束を相殺
させる効果で積層型電子部品自体の寄生インダクタンス
を少なくすることで、等価直列インダクタンスが低減さ
れる。

【０００９】請求項２に係る積層型電子部品によれば、
請求項１の積層型電子部品と同様の構成の他に、誘電体
素体が六面体形状に形成され、この六面体形状の誘電体
素体の４つの側面にそれぞれ端子電極が設けられるとい
う構成を有している。従って、端子電極が六面体形状の
誘電体素体の４つの側面にそれぞれ設けられるので、誘
電体素体の周囲のスペースを最大限に活用できるのに伴
って電流の流れる経路が最短になる。さらに、各側面の
各端子電極が交互に正負となるように高周波電流を端子
電極に流した場合、端子電極に接続された４枚の内部電
極が正負極になるのに伴って電流が４つの側面の端子電
極から内部電極に流れて交差し合い、その効果で更に寄
生インダクタンスが低下する。

【００１０】請求項３に係る積層型電子部品によれば、
請求項１及び請求項２の積層型電子部品と同様の構成の
他に、隣り合う端子電極同士が相互に異なる内部電極に
接続されるようにこれら端子電極が誘電体素体の側面に
配置されるという構成を有している。従って、誘電体素
体の側面に、隣り合う端子電極同士が相互に異なる内部
電極に接続されつつ配置されているので、隣り合う端子
電極の極性が相互に異なるように電流が流され、相互に
逆向きに内部電極内に流れる高周波電流によって発生す
る磁束が互いに打ち消し合い、請求項１の効果が一層高
まるようになる。

【００１１】

【００１２】請求項４に係る積層型電子部品によれば、
請求項１から請求項３の積層型電子部品と同様の構成の
他に、引出部のパターンが相互に異なる内部電極同士を
１ブロックとし、複数ブロックが積層重畳して配置され
るという構成を有している。従って、複数ブロックが積
層重畳して配置されるので、複数の回路に対応すること
が可能となった。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る積層型電子部
品の一実施の形態を図面に基づき説明する。本発明の一
実施の形態に係る積層型電子部品であるアレイ型の多端
子型積層コンデンサ１０を図１から図３に示す。これら
の図に示すように、誘電体層とされるセラミックグリー
ンシートを複数枚積層した積層体を焼成することで得ら
れた直方体状の焼結体である誘電体素体１２を主要部と
して、多端子型積層コンデンサ１０が構成されている。

【００１４】この誘電体素体１２内の所定の高さ位置に
は、面状の第１の内部電極１４が配置されており、誘電
体素体１２内においてセラミック層１２Ａを隔てた第１
の内部電極１４の下方には、同じく面状の第２の内部電
極１６が配置されている。同じく誘電体素体１２内にお
いてセラミック層１２Ａを隔てた第２の内部電極１６の
下方には、同じく面状の第３の内部電極１８が配置さ
れ、同じく誘電体素体１２内においてセラミック層１２
Ａを隔てた第３の内部電極１８の下方には、同じく面状
の第４の内部電極２０が配置されている。

【００１５】この為、これら第１の内部電極１４から第
４の内部電極２０までが誘電体素体１２内においてセラ
ミック層１２Ａを介して隔てられつつ相互に対向して配
置されることになる。そして、これら第１の内部電極１
４から第４の内部電極２０までの中心は、誘電体素体１
２の中心とほぼ同位置に配置されており、また、第１の
内部電極１４から第４の内部電極２０までの縦横寸法
は、対応する誘電体素体１２の辺の長さより小さくされ
ている。

【００１６】さらに、図４に示すように、第１の内部電
極１４の上下方向及び右方向の計３方向に向かってそれ
ぞれ２箇所づつ電極が引き出されることで、第１の内部
電極１４に３対の引出部１４Ａが形成されている。ま
た、第２の内部電極１６の上方向及び左右方向の計３方
向に向かってそれぞれ２箇所づつ、第１の内部電極１４
と重ならない位置で電極が引き出されることで、第２の
内部電極１６に３対の引出部１６Ａが形成されている。

【００１７】一方、第３の内部電極１８の上下方向及び
左方向の計３方向に向かってそれぞれ２箇所づつ、第２
の内部電極１６と重ならない位置で電極が引き出される
ことで、第３の内部電極１８に３対の引出部１８Ａが形
成されている。また、第４の内部電極２０の下方向及び
左右方向の計３方向に向かってそれぞれ２箇所づつ、第
３の内部電極１８と重ならない位置で電極が引き出され
ることで、第４の内部電極２０に３対の引出部２０Ａが
形成されている。

【００１８】以上より、誘電体素体１２の３つの側面１
２Ｂに向かって内部電極１４、１６、１８、２０からそ
れぞれ引出部１４Ａ、１６Ａ、１８Ａ、２０Ａが引き出
されている。尚、第１の内部電極１４の引出部１４Ａ及
び第３の内部電極１８の引出部１８Ａの内の同方向に向
かうものは、これら内部電極１４、１８を重ねた時に同
一位置に配置されている。また、第２の内部電極１６の
引出部１６Ａ及び第４の内部電極２０の引出部２０Ａの
内の同方向に向かうものは、これら内部電極１６、２０
を重ねた時に同一位置に配置されている。

【００１９】さらに、端子電極が側面に配置された従来
の多端子型積層コンデンサ１１０と同じように、図１か
ら図３に示すように、第１の内部電極１４の引出部１４
Ａ及び第３の内部電極１８の引出部１８Ａにそれぞれ接
続される第１の端子電極２２が、誘電体素体１２の４つ
の側面１２Ｂにそれぞれ配置されている。また、第２の
内部電極１６の引出部１６Ａ及び第４の内部電極２０の
引出部２０Ａに接続される第２の端子電極２４が、誘電
体素体１２の４つの側面１２Ｂにそれぞれ配置されてい
る。

【００２０】そして、内部電極１４、１８の引出部１４
Ａ、１８Ａと内部電極１６、２０の引出部１６Ａ、２０
Ａとが相互に重ならずに交互に位置しているので、これ
ら引出部１４Ａ、１６Ａに接続される第１の端子電極２
２と、これら引出部１６Ａ、２０Ａに接続される第２の
端子電極２４とが隣り合う形で、誘電体素体１２の側面
１２Ｂに配置されることになる。但し、各引出部から３
方向に引き出されている関係から、第１の端子電極２２
の何れかは引出部１４Ａのみ或いは引出部１８Ａのみに
接続されており、第２の端子電極２４の何れかは引出部
１６Ａのみ或いは引出部２０Ａのみに接続されている。
以上より、本実施の形態では、直方体である六面体形状
とされる多端子型積層コンデンサ１０の６面の内の４面
に端子電極２２、２４がそれぞれ４個づつ配置されるこ
とになる。

【００２１】次に、本実施の形態に係る多端子型積層コ
ンデンサ１０の製造について、図４に基づき説明する。
先ず、多端子型積層コンデンサ１０の製造に際しては、
コンデンサとして機能する誘電体材料よりなる複数枚の
セラミックグリーンシート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３
０Ｄを用意する。

【００２２】この図４に示すように、上下方向及び右方
向に２箇所づつ引出部１４Ａを有した第１の内部電極１
４を形成するために、セラミックグリーンシート３０Ａ
の上面に、この第１の内部電極１４に応じて例えば導電
ペーストが印刷又はスパッタされている。このセラミッ
クグリーンシート３０Ａの下方に位置するセラミックグ
リーンシート３０Ｂの上面には、上方向及び左右方向に
２箇所づつ引出部１６Ａを有した第２の内部電極１６を
形成するために、この第２の内部電極１６に応じて例え
ば導電ペーストが印刷又はスパッタされている。

【００２３】さらに、このセラミックグリーンシート３
０Ｂの下方に位置するセラミックグリーンシート３０Ｃ
の上面には、上下方向及び左方向に２箇所づつ引出部１
８Ａを有した第３の内部電極１８を形成するために、こ
の第３の内部電極１８に応じて同様に印刷又はスパッタ
されている。このセラミックグリーンシート３０Ｃの下
方に位置するセラミックグリーンシート３０Ｄの上面に
は、下方向及び左右方向に２箇所づつ引出部２０Ａを有
した第４の内部電極２０を形成するために、この第４の
内部電極２０に応じて同様に印刷又はスパッタされてい
る。

【００２４】そして、それぞれ平面形状を矩形としたセ
ラミックグリーンシート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０
Ｄを積層し、内部電極１４、１８の引出部１４Ａ、１８
Ａに接続される第１の端子電極２２及び、内部電極１
６、２０の引出部１６Ａ、２０Ａに接続される第２の端
子電極２４をこれら積層されたセラミックグリーンシー
トの周囲に配置する。

【００２５】さらに、第１の内部電極１４の上面やこれ
ら端子電極２２、２４間の部分をこれらセラミックグリ
ーンシートと同一の材料で覆って、これらを一体焼成す
ることにより、誘電体素体１２の４つの側面１２Ｂにそ
れぞれ端子電極２２、２４が配置された多端子型積層コ
ンデンサ１０を得ることができる。

【００２６】次に、本実施の形態に係る多端子型積層コ
ンデンサ１０の作用を説明する。セラミック等の誘電体
層を積層して形成された誘電体素体１２内に、セラミッ
ク層１２Ａを介して隔てられつつ４枚の内部電極１４、
１６、１８、２０がそれぞれ配置される。また、これら
４枚の内部電極１４〜２０は、誘電体素体１２の３つの
側面に向かってそれぞれ引き出される引出部１４Ａ、１
６Ａ、１８Ａ、２０Ａを有していて、誘電体素体１２外
にそれぞれ配置される計１６個の端子電極２２、２４
が、これら引出部１４Ａ〜２０Ａを介して４枚の内部電
極１４〜２０にそれぞれ接続されている。

【００２７】そして、これら計１６個の端子電極２２、
２４が通電の際に交互に正負極に順次なって、引出部１
４Ａ〜２０Ａを介して端子電極２２、２４とそれぞれ接
続される４枚の内部電極１４〜２０が、相互に対向しつ
つ並列に配置されるコンデンサの電極となる。

【００２８】以上より、４枚の内部電極１４、１６、１
８、２０の引出部１４Ａ、１６Ａ、１８Ａ、２０Ａが誘
電体素体１２の３つの側面１２Ｂに向かってそれぞれ引
き出される構造になっている。この為、２方向に引出部
が引き出される従来の多端子型積層コンデンサ１１０の
内部電極よりも、内部電極の周囲のスペースを効率的に
活用できるのに伴って通電の際に直線的に短い経路で電
流が流れることになる。さらに、多端子型積層コンデン
サ１０内の４枚の内部電極１４、１６、１８、２０間に
おいて、２次元的に正負の電流がより多く交差し合って
磁束が相殺されることで、多端子型積層コンデンサ１０
自体が持つ寄生インダクタンスが激減する。

【００２９】この結果本実施の形態は、磁束を相殺させ
る効果で多端子型積層コンデンサ１０自体の寄生インダ
クタンスを少なくすることにより、等価直列インダクタ
ンスが低減される。

【００３０】一方、本実施の形態では、誘電体素体１２
が六面体形状に形成され、第１の端子電極２２が内部電
極１４、１８に接続され、第２の端子電極２４が内部電
極１６、２０に接続されることで、側面１２Ｂにおいて
隣り合う端子電極２２、２４同士が相互に異なる内部電
極に接続されることになり、この六面体形状の誘電体素
体１２の４つの側面１２Ｂに、これら端子電極２２、２
４がそれぞれ配置される構造となっている。

【００３１】従って、端子電極２２、２４が六面体形状
の誘電体素体１２の４つの側面１２Ｂにそれぞれ設けら
れているので、誘電体素体１２の周囲のスペースを最大
限に活用できるのに伴って電流の流れる経路が最短にな
る。さらに、各側面１２Ｂの各端子電極２２、２４が交
互に正負となるように高周波電流を端子電極２２、２４
に流した場合、端子電極２２、２４に接続された４枚の
内部電極１４、１６、１８、２０が正負極になるのに伴
って電流が４つの側面１２Ｂの端子電極２２、２４から
内部電極１４、１６、１８、２０に流れて交差し合い、
その効果で更に寄生インダクタンスが低下する。

【００３２】さらに、誘電体素体１２の側面に、隣り合
う端子電極２２、２４同士が相互に異なる内部電極１
４、１８と内部電極１６、２０とに接続されつつ配置さ
れている。この為、隣り合う端子電極２２、２４の極性
が相互に異なるように電流が流され、相互に逆向きに内
部電極１４、１６、１８、２０内に流れる高周波電流に
よって、発生した磁束を互いに打ち消し合う効果が一層
高まるようになる。

【００３３】次に、本実施の形態に係る多端子型積層コ
ンデンサ１０内における電流の流れを図５を用いて具体
的に説明する。４枚の内部電極１４、１６、１８、２０
が重ねられた状態を表す図５に示すように、電流は図示
した時点で端子電極２２から各引出部１４Ａ、１８Ａを
介してそれぞれ内部電極１４、１８内に流れ込み、各引
出部１６Ａ、２０Ａを介して端子電極２４から内部電極
１６、２０外にそれぞれ流れ出している。但し、高周波
電流の場合には、次に瞬間にこの逆となる。そして、電
流が流れたとき、電流の方向によって向きが決まる磁束
が誘起されて、寄生インダクタンスが生じる。

【００３４】しかし、本実施の形態に係る多端子型積層
コンデンサ１０においては、図５に示すように、内部電
極１４、１８の各引出部１４Ａ、１８Ａから流れ込んだ
電流は大きな角度で広がり、また、大きな角度で集まっ
た電流は内部電極１６、２０の各引出部１６Ａ、２０Ａ
から流れ出す。すなわち、電流は種々の方向に流れるの
で、電流によって誘起された磁束の大部分は対向し合う
内部電極間で相殺されて、大きな磁束の発生をもたらさ
ない。この為、寄生インダクタンスが小さくなり、これ
に伴って等価直列インダクタンスが減少する。

【００３５】次に、本実施の形態に係る多端子型積層コ
ンデンサ１０と他のコンデンサとの間での等価直列イン
ダクタンス値を比較した試験を行った結果を下記に示
す。つまり、通常の３２１６形状の積層セラミックコン
デンサの等価直列インダクタンスは１２５０ｐＨであ
り、多端子型積層コンデンサ１１０の等価直列インダク
タンスが１０５ｐＨであるのに対して、本実施の形態に
係る多端子型積層コンデンサ１０の等価直列インダクタ
ンスは、４５ｐＨと明らかに小さくなっていた。尚ここ
で、試験に用いた各コンデンサの静電容量は１μＦであ
り、また、３２１６形状とは縦が約３．２ｍｍであり横
が約１．６ｍｍの大きさのものを言う。

【００３６】尚、内部電極の引出部の引き出し方向が、
第１の内部電極１４から第４の内部電極２０に行くに従
って、左回転で順次回るようにされているが、この逆に
右回転で順次回るようにしても良く、他の順番で引出部
を配置しても良い。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、等価直列インダクタン
スを低減した積層型電子部品を提供することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る多端子型積層コン
デンサを示す断面図であって、図３の１−１矢視線断面
に対応する図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る多端子型積層コン
デンサを示す断面図であって、図３の２−２矢視線断面
に対応する図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る多端子型積層コン
デンサを示す斜視図である。

【図４】一実施の形態の多端子型積層コンデンサの製造
工程において用いられる複数枚のセラミックグリーンシ
ート及び電極形状を示す分解斜視図である。

【図５】本発明の一実施の形態に係る多端子型積層コン
デンサ内での電流の流れを説明する図である。

【図６】従来の多端子型積層コンデンサを示す斜視図で
ある。

【図７】従来の多端子型積層コンデンサの製造工程にお
いて用いられるセラミックグリーンシート及び電極形状
を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ 多端子型積層コンデンサ １２ 誘電体素体 １２Ａ セラミック層 １４ 第１の内部電極 １６ 第２の内部電極 １８ 第３の内部電極 ２０ 第４の内部電極 ２２ 第１の端子電極 ２４ 第２の端子電極

フロントページの続き (72)発明者 本庄 修 秋田県由利郡仁賀保町平沢字前田151 ティーディーケイ エムシーシー株式会 社内 (56)参考文献 特開 平11−144996（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 4/12 - 4/42

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体層を積層して形成された誘電体素
   体と、 誘電体素体内に誘電体層を介して隔てられつつそれぞれ
   配置され且つ、誘電体素体の３つの側面に向かってそれ
   ぞれ引き出される引出部を各側面毎に２つづつ有した４
   枚の内部電極と、 誘電体素体外にそれぞれ配置され且つ、これら引出部を
   介して４枚の内部電極の少なくとも何れかにそれぞれ接
   続される複数の端子電極と、を有した積層型電子部品であって、 ４枚の内部電極の引出部のパターンが相互に異なるもの
   の、１枚の内部電極を介して隔てられた２枚の内部電極
   から相互に対向する２つの側面にそれぞれ引き出される
   引出部が、それぞれ同一の端子電極に接続される ことを
   特徴とする積層型電子部品。
2. 【請求項２】 誘電体素体が六面体形状に形成され、こ
   の六面体形状の誘電体素体の４つの側面にそれぞれ端子
   電極が設けられたことを特徴とする請求項１記載の積層
   型電子部品。
3. 【請求項３】 隣り合う端子電極同士が相互に異なる内
   部電極に接続されるようにこれら端子電極が誘電体素体
   の側面に配置されたことを特徴とする請求項１或いは請
   求項２に記載の積層型電子部品。
4. 【請求項４】 引出部のパターンが相互に異なる内部電
   極同士を１ブロックとし、複数ブロックが積層重畳して
   配置されることを特徴とする請求項１から請求項３の何
   れかに記載の積層型電子部品。