JP5929279B2 - 積層コンデンサ - Google Patents

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Description

本発明は、積層コンデンサに関する。
従来の積層コンデンサとして、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。例えば、特許文献1に記載のコンデンサは、誘電体層を介在させて複数の内部電極が積層された積層体と、積層体の両端面側に配置された外部電極とを備えている。この積層コンデンサでは、積層体の端面及び端面を連結する4つの側面に亘って外部電極が形成されている。
特開2002−298643号公報
ところで、近年では積層コンデンサの小型化が進んでおり、これに伴い積層コンデンサの強度を確保し難くなっているため、積層コンデンサのハンドリング時や実装時に割れや欠けなどといった構造欠陥が発生する懼れがあった。また、上記の積層コンデンサのように、外部電極が積層体の端面側を覆って配置されている構成では、内部電極の積層方向に直交する側面に配置された外部電極と内部電極との間に浮遊容量が発生し得る。積層コンデンサでは、この浮遊容量に起因して静電容量にばらつきが生じるため、浮遊容量の低減が要求されている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、構造欠陥を抑制できると共に、静電容量のばらつきを低減できる積層コンデンサを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る積層コンデンサは、互いに対向する一対の端面と、一対の端面間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の主面と、一対の主面間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の側面とを有する、複数の誘電体層と複数の内部電極とが一対の主面の対向方向に積層された素体と、素体の各端面側に配置されると共に対応する内部電極に接続された一対の外部電極と、を備え、各外部電極は、各主面に位置する第1部分と、第1部分に連続し且つ各側面に位置する第2部分と、第1及び第2部分に連続し且つ各端面に位置する第3部分と、を有し、各外部電極において、第1部分における一対の端面の対向方向での内側の先端と第3部分の外表面との間の第1寸法は、第1部分の外表面の間の寸法よりも大きく、且つ、第2部分における一対の端面の対向方向での内側の先端と第3部分の外表面との間の第2寸法よりも大きいことを特徴とする。
この積層コンデンサでは、各外部電極において、第1部分における一対の端面の対向方向での内側の先端と第3部分の外表面との間の第1寸法は、第1部分の外表面の間の寸法よりも大きく、且つ、第2部分における一対の端面の対向方向での内側の先端と第3部分の外表面との間の第2寸法よりも大きい。そのため、各主面に位置する第1部分の面積が確保され、これにより、第1部分によって積層コンデンサの強度(剛性)を確保できる。したがって、積層コンデンサにおいて割れや欠けなどといった構造欠陥を抑制できる。一方で、第2部分の第2寸法を第1部分の第1寸法よりも小さくすることにより、一対の側面の対向方向から見て、第2部分と複数の内部電極とが対向する面積を小さくできる。これにより、外部電極の第2部分と内部電極との間で浮遊容量が発生することを抑制でき、その結果、積層コンデンサにおける静電容量のばらつきを低減できる。
第1寸法は、第3部分の外表面の間の寸法の1/4以上であることが好ましい。このように、第1寸法を第3部分の外表面の間の長さ寸法の1/4以上とすることにより、各主面に配置された第1部分の面積を良好に確保できる。これにより、積層コンデンサにおいて割れや欠けなどといった構造欠陥をより一層抑制できる。
第1寸法は、250μm〜425μmであることが好ましい。このように、第1寸法を250μm以上とすることにより、第1部分の面積を良好に確保できるため割れや欠けなどといった構造欠陥を抑制できる。また、第1寸法を425μm以下とすることにより、主面上で対向して配置された第1部分の間で発生し得るショート不良を防止できる。
複数の内部電極の間の第3寸法は、複数の内部電極のうち一方の主面に最も近い内部電極と一方の主面との間の第4寸法、及び、複数の内部電極のうち他方の主面に最も近い内部電極と他方の主面との間の第5寸法と略同等であることが好ましい。このような構成によれば、第4及び第5寸法を比較的厚くしているため、積層コンデンサにおいて構造欠陥をより抑制できると共に、第1部分と内部電極との間において浮遊容量が発生することを抑制でき、静電容量のばらつきをより一層改善できる。
第4及び第5寸法は、第1部分の外表面の間の寸法の1/5以上であることが好ましい。このような構成によれば、第4及び第5寸法を比較的厚くしているため、積層コンデンサにおいて構造欠陥をより抑制できると共に、第1部分と内部電極との間において浮遊容量が発生することを抑制でき、静電容量のばらつきをより一層改善できる。
第1部分の外表面の間の寸法は、第3部分の外表面の間の寸法、及び第2部分の外表面の間の寸法よりも小さいことが好ましい。このように、高さ寸法が幅寸法及び長さ寸法よりも小さい構造、すなわち強度の乏しい低背型の構造には上記の構成が特に有効であり、低背型の積層コンデンサにおいて構造欠陥を抑制できる。
各主面上において対向する第1部分の先端の間の寸法は、第1部分の外表面の間の寸法以上であり、且つ、第2部分の外表面の間の寸法未満であることが好ましい。このような構成によれば、第1部分の面積が確保されるため、積層コンデンサにおける構造欠陥をより一層抑制できると共に、埋め込みなどの実装時において他の端子との電気的な接続を安定的に確保できる。
第2部分は、一対の側面の対向方向から見て、複数の内部電極のうち第2部分とは異なる極性となる内部電極と対向しないことが好ましい。このような構成によれば、第2部分と内部電極との間に発生する浮遊容量をより一層抑制でき、積層コンデンサにおける静電容量のばらつきをより一層低減できる。
第1部分の先端を含む内縁は、一対の主面の対向方向から見て、湾曲形状又は直線状であり、第2部分の先端を含む内縁は、一対の側面の対向方向から見て、湾曲形状又は直線状であることが好ましい。このような構成によれば、外部電極が主面及び側面を広く覆うため、第1部分及び第2部分の面積を良好に確保でき、積層コンデンサにおける構造欠陥をより一層抑制できる。
本発明によれば、構造欠陥を抑制できると共に、静電容量のばらつきを低減できる。
一実施形態に係る積層コンデンサを示す斜視図である。 図1に示す積層コンデンサを主面側から見た図である。 図1に示す積層コンデンサを側面側から見た図である。 図1におけるIV−IV線に沿った断面構成を説明する図である。 図1に示す積層コンデンサの分解斜視図である。 他の形態に係る積層コンデンサを示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図1は、一実施形態に係る積層コンデンサを示す斜視図である。図2は、図1に示す積層コンデンサを主面側から見た図である。図3は、図1に示す積層コンデンサを側面側から見た図である。図4は、図1に示す積層コンデンサの断面図である。図5は、図1に示す積層コンデンサの分解斜視図である。
図1〜図4に示すように、積層コンデンサ1は、複数の板状のセラミックグリーンシートを積層して一体化することによって略直方体形状に構成された素体2と、素体2の両端面側に形成された外部電極3,4とを備えて構成される。積層コンデンサ1は、例えば、長さが0.95mm〜1.05mm程度に設定され、幅が0.45mm〜0.55mm程度に設定され、高さが0.10mm〜0.33mm程度に設定されている。
素体2は、素体2の長手方向に向かい合って互いに平行をなす第1及び第2端面2a,2bと、第1及び第2端面2a,2b間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の第1及び第2主面2c,2dと、第1及び第2主面2c,2dを連結するように伸び且つ互いに対向する一対の第1及び第2側面2e,2fと、を有する。第1及び第2端面2a,2b、第1及び第2主面2c,2d及び第1及び第2側面2e,2fは、略長方形状を呈している。
素体2は、図5に示すように、複数の長方形板状の誘電体層6と、複数の内部電極7及び内部電極8とが積層された積層体として構成されている。内部電極7と内部電極8とは、素体2内において誘電体層6の積層方向、すなわち第1及び第2主面2c,2dの対向方向に沿ってそれぞれ一層ずつ配置されている。内部電極7と内部電極8とは、少なくとも一層の誘電体層6を挟むように対向配置されている。実際の積層コンデンサ1では、複数の誘電体層6は、互いの間の境界が視認できない程度に一体化されている。
内部電極7,8は、例えばNiやCuなどの導電材を含んでいる。内部電極7,8の厚みは、例えば1μm〜5μm程度である。内部電極7,8は、積層方向から見て互いに重なり合う領域を有するような形状であれば、特に形状は限定されず、図5に示すように、例えば矩形状などの形状を呈している。内部電極7,8は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。内部電極7は外部電極3と電気的に接続されており、内部電極8は外部電極4と電気的に接続されている。
外部電極3は、第1端面2a及び第1端面2aと直交する第1及び第2主面2c,2d、及び、第1及び第2側面2e,2fの各縁部の一部を覆うように形成されている。すなわち、外部電極3は、第1端面2a、第1及び第2主面2c,2d、及び、第1及び第2側面2e,2fに亘って配置されている。外部電極4は、第2端面2b及び第2端面2bと直交する第1及び第2主面2c,2d、及び、第1及び第2側面2e,2fの各縁部の一部を覆うように形成されている。すなわち、外部電極4は、第2端面2b、第1及び第2主面2c,2d、及び、第1及び第2側面2e,2fに亘って配置されている。
外部電極3,4は、素体2の外面にCuやNi、あるいはAg、Pd等を主成分とする導電性ペーストを例えば浸漬工法などによって付着させた後に所定温度(例えば、700℃程度)にて焼き付け、更に電気メッキを施すことにより形成される。電気メッキには、Cu、Ni、Sn等を用いることができる。
外部電極3,4は、第1部分10と、第2部分12と、第3部分14とを有している。第1部分10は、素体2の第1及び第2主面2c,2dのそれぞれに位置する部分である。第2部分12は、第1部分10に連続し、素体2の第1及び第2側面2e,2fのそれぞれに位置する部分である。第3部分14は、第1部分10及び第2部分12に連続し、素体2の第1又は第2端面2a,2bに位置する部分である。
続いて、積層電子部品1の構成について詳細に説明する。積層コンデンサ1において、第1部分10,10の外表面の間の高さ寸法(第1及び第2主面2c,2dの対向方向における寸法)を「T」とし、第2部分12,12の外表面の間の幅寸法(第1及び第2側面2e,2fの対向方向における寸法)を「W」とする。また、積層コンデンサ1において、第3部分14,14の外表面の間の長さ寸法(第1及び第2端面2a,2bの対向方向における寸法)を「L」とする。なお、高さ寸法Tは、第1部分10,10の厚みが最大となる位置にて規定されており、幅寸法Wは、第2部分12,12の厚みが最大となる位置にて規定されており、長さ寸法Lは、第3部分14,14の厚みが最大となる位置にて規定されている。
積層コンデンサ1では、高さ寸法T、幅寸法W及び長さ寸法Lが以下の関係を満たしている。
T<L,W …(1)
すなわち、積層コンデンサ1では、幅寸法W及び長さ寸法Lは、高さ寸法Tよりも大きい。つまり、積層コンデンサ1は、いわゆる低背型の構造を有している。なお、高さ寸法Tは、幅寸法Wの例えば3/4未満に設定されている。
また、図4に示すように、積層コンデンサ1の素体2において、最上部(第1主面2cに最も近い位置)に配置された内部電極7と、最下部(第2主面2dに最も近い位置)に配置された内部電極7との間の内層寸法(第3寸法)を「T2」とする。また、素体2において、素体2の第1主面2cを構成する誘電体層6の最上層(保護層)と、最上部に配置された内部電極7との間の外層寸法(第4寸法)を「T3」とする。素体2における外層寸法T3の部分は、複数の誘電体層6が積層されて構成されている。素体2の主面2dを構成する誘電体層6の最下層と、最下部に配置された内部電極7との間の外層寸法(第5寸法)を「T4」とする。素体2における外層寸法T4の部分は、複数の誘電体層6が積層されて構成されている。
このような構成において、積層コンデンサ1の素体2では、内層寸法T2と外層寸法T3及び外層寸法T4とが以下の関係を満たしている。
T2≒T3,T4 …(2)
すなわち、内層寸法T2と外層寸法T3,T4とは略同等であり、内層の厚みと、それを挟む一対の外層の厚みとは略同等である。なお、ここで言う略同等とは、例えば2μm程度の誤差を含む。
また、積層コンデンサ1では、高さ寸法Tと外層寸法T3及び外層寸法T4とが以下の関係を満たしている。
T3,T4≧1/5T …(3)
すなわち、外層寸法T3及び外層寸法T4は、積層コンデンサ1の高さ寸法Tの1/5以上に設定されている。
また、積層コンデンサ1において、第1部分10は、長方形状部分と湾曲形状部分とを有しており、長方形状部分と湾曲形状部分とは、一体に形成されている。第1部分10では、積層方向から見て、湾曲形状部分が長方形状部分よりも第1及び第2主面2c,2dの長辺方向での内側に位置している。湾曲形状部分の内縁は、所定の曲率半径を有しており、素体2の積層方向から見て、円弧状を呈している。すなわち、湾曲形状部分は、長方形状部分から第1及び第2主面2c,2dの長辺方向での内側に突起状には形成されない。これにより、第1部分10の面積が確保されている。
外部電極3の第1部分10では、第1及び第2主面2c,2dを覆う部分の大きさ、すなわち、第1部分10が第1及び第2主面2c,2dを覆う部分における内縁の先端10aと、この第1部分10と連続する第3部分14の外表面の寸法を「B1(以下、B1寸法(第1寸法)と称する)」とする。
外部電極4の第1部分10では、第1及び第2主面2c,2dを覆う部分の大きさ、すなわち、第1部分10が第1及び第2主面2c,2dを覆う部分における内縁の先端10aと、この第1部分10と連続する第3部分14の外表面との間の寸法を「B1(以下、B1寸法(第1寸法)と称する)」とする。
B1寸法は、積層コンデンサ1の長さ寸法Lの1/4以上(B1≧1/4L)であり、例えば、250μm〜425μmの範囲に設定されており、好ましくは300μm〜400μmである。また、第1及び第2主面2c,2dにおいて対向する第1部分10の先端10a,10aの間の寸法を「G(以下、G寸法と称する)」とする。
第2部分12は、長方形状部分と湾曲形状部分とを有しており、長方形状部分と湾曲形状部分とは、一体に形成されている。第2部分12では、第1及び第2側面2e,2fの対向方向から見て、湾曲形状部分が長方形状部分よりも第1及び第2側面2e,2fの長辺方向での内側に位置している。湾曲形状部分の内縁は、所定の曲率半径を有しており、第1及び第2側面2e,2fの対向方向から見て、円弧状を呈している。すなわち、湾曲形状部分は、長方形状部分から第1及び第2側面2e,2fの長辺方向での内側に突起状には形成されない。これにより、第2部分12の面積が確保されている。
外部電極3の第2部分12では、第1及び第2側面2e,2fを覆う部分の大きさ、すなわち、第2部分12が第1及び第2側面2e,2fを覆う部分おける内縁の先端12aと、この第2部分12と連続する第3部分14の外表面との間の寸法を「B2(以下、B2寸法(第2寸法)と称する)」とする。
外部電極4の第2部分12では、第1及び第2側面2e,2fを覆う部分の大きさ、すなわち、第2部分12が第1及び第2側面2e,2fを覆う部分おける内縁の先端12aと、この第2部分12と連続する第3部分14の外表面との間の寸法を「B2(以下、B2寸法(第2寸法)と称する)」とする。
積層コンデンサ1では、第1部分10のB1寸法、第2部分のB2寸法及び積層コンデンサ1の高さ寸法Tが以下の関係を満たしている。
B1>T,B1>B2 …(4)
すなわち、積層コンデンサ1では、外部電極3,4の第1部分10のB1寸法は、積層コンデンサ1の高さ寸法Tよりも大きく、且つ、第2部分12のB2寸法よりも大きい。つまり、B2寸法は、250μm未満に設定される。
また、積層コンデンサ1では、高さ寸法T、幅寸法W及びG寸法が以下の関係を満たしている。
T≦G<W …(5)
すなわち、主面2c,2dの長辺方向において対向して配置された第1部分10,10の先端10a,10aの間のG寸法は、積層コンデンサ1の高さ寸法T以上であり、且つ、積層コンデンサ1の幅寸法W未満とされている。
以上説明したように、本実施形態の積層コンデンサ1では、外部電極3,4の第1部分10のB1寸法は、高さ寸法Tよりも大きく、且つ、第2部分12のB2寸法よりも大きい(B1>T,B1>B2)。このように、第1部分10のB1寸法を大きくすると、外部電極3,4が素体2の第1及び第2主面2c,2dを覆う面積を確保できる。これにより、第1部分10によって強度(剛性)を確保でき、割れや欠けなどの構造欠陥を抑制できる。
一方で、第2部分12のB2寸法を第1部分10のB1寸法よりも小さくすることにより、第1及び第2側面2e,2fの対向方向から見て、第2部分12と内部電極7,8とが対向する面積を小さくできる。これにより、外部電極3,4の第2部分12と内部電極7,8との間で浮遊容量が発生することを抑制でき、その結果、積層コンデンサ1における静電容量のばらつきを低減できる。
また、第1部分10のB1寸法は、積層コンデンサ1の長さ寸法Lの1/4以上であり、250μm〜425μmである。このように、第1部分10のB1寸法を250μm以上とすることにより、第1部分10の面積を良好に確保できるため割れや欠けなどといった構造欠陥を抑制できる。また、第1部分10のB1寸法を425μm以下とすることにより、第1及び第2主面2c,2dに対向して配置された第1部分10,10の間で発生し得るショート不良を防止できる。
また、積層コンデンサ1の素体2において、内層寸法T2は、外層寸法T3及び外層寸法T4と略同等である。このように、外層寸法T3及び外層寸法T4の厚みを確保することにより、素体2の強度を確保できる。また、第1部分10から内部電極7,8までの間の寸法が確保されるため、第1部分10と内部電極7,8との間で発生する浮遊容量を抑制できる。その結果、積層コンデンサ1において、静電容量のばらつきを低減できる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、積層コンデンサ1の高さ寸法Tの小さい、いわゆる低背型の積層コンデンサを一例に説明したが、積層コンデンサ(素体2)は他の形状であってもよい。
また、上記実施形態では、外部電極3,4において、第1部分10及び第2部分12が湾曲形状部分を有する形状を一例に説明したが、外部電極3,4はその他の形状であってもよい。例えば、外部電極3,4の第1部分10の内縁は、第1及び第2側面2e,2fの対向方向に沿って直線状であってもよく、第2部分12の内縁は、第1及び第2主面2c,2dの対向方向に沿って直線状であってもよい。
また、上記実施形態に加えて、積層コンデンサは図6に示す構成であってもよい。図6は、他の形態に係る積層コンデンサを示す図である。図6に示すように、積層コンデンサ1Aでは、外部電極3,4の第2部分12は、一対の側面2e,2fの対向方向から見て、異なる極性に接続される内部電極7,8と対向しないように設けられている。すなわち、外部電極3の第2部分12は、外部電極4に接続される内部電極8と対向しないように形成されており、外部電極4の第2部分12は、外部電極3に接続される内部電極7と対向しないように形成されている。つまり、外部電極3,4における第2部分12は、内部電極7,8の先端と一対の側面2e,2fの対向方向で重ならない。
このような構成により、積層コンデンサ1Aでは、第2部分12と内部電極7,8との間に発生する浮遊容量をより一層抑制でき、静電容量のばらつきをより一層低減できる。
1,1A…積層コンデンサ、2…素体、2a,2b…第1及び第2端面、2c,2d…第1及び第2主面、2e,2f…第1及び第2側面、3,4…外部電極、6…誘電体層、7,8…内部電極、10…第1部分、10a…先端、12…第2部分、12a…先端、14…第3部分。

Claims (8)

  1. 互いに対向する一対の端面と、一対の前記端面間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の主面と、一対の前記主面間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の側面とを有する、複数の誘電体層と複数の内部電極とが一対の前記主面の対向方向に積層された素体と、
    前記素体の各前記端面側に配置されると共に対応する前記内部電極に接続された一対の外部電極と、を備え、
    各前記外部電極は、各前記主面に位置する第1部分と、前記第1部分に連続し且つ各前記側面に位置する第2部分と、前記第1及び第2部分に連続し且つ各前記端面に位置する第3部分と、を有し、
    各前記外部電極において、前記第1部分における一対の前記端面の対向方向での内側の先端と前記第3部分の外表面との間の第1寸法は、一方の前記主面に位置する前記第1部分の外表面と他方の前記主面に位置する前記第1部分の外表面との間の寸法よりも大きく、且つ、前記第2部分における一対の前記端面の対向方向での内側の先端と前記第3部分の外表面との間の第2寸法よりも大きく、
    前記第1部分の前記先端を含む内縁は、一対の前記主面の対向方向から見て、湾曲形状であり、
    前記第2部分の前記先端を含む内縁は、一対の前記側面の対向方向から見て、湾曲形状であることを特徴とする積層コンデンサ。
  2. 前記第1寸法は、前記第3部分の外表面の間の寸法の1/4以上であることを特徴とする請求項1記載の積層コンデンサ。
  3. 前記第1寸法は、250μm〜425μmであることを特徴とする請求項1又は2記載の積層コンデンサ。
  4. 一方の前記主面に最も近い位置に配置された前記内部電極と他方の前記主面に最も近い位置に配置された前記内部電極との間の第3寸法は、複数の前記内部電極のうち一方の前記主面に最も近い内部電極と一方の前記主面との間の第4寸法、及び、複数の前記内部電極のうち他方の前記主面に最も近い内部電極と他方の前記主面との間の第5寸法と略同等であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の積層コンデンサ。
  5. 前記第4及び第5寸法は、前記第1部分の外表面の間の寸法の1/5以上であることを特徴とする請求項4記載の積層コンデンサ。
  6. 前記第1部分の外表面の間の寸法は、前記第3部分の外表面の間の寸法、及び前記第2部分の外表面の間の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の積層コンデンサ。
  7. 前記第2部分は、一対の前記側面の対向方向から見て、複数の前記内部電極のうち前記第2部分とは異なる極性となる内部電極と対向しないことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項記載の積層コンデンサ。
  8. 互いに対向する一対の端面と、一対の前記端面間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の主面と、一対の前記主面間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の側面とを有する、複数の誘電体層と複数の内部電極とが一対の前記主面の対向方向に積層された素体と、
    前記素体の各前記端面側に配置されると共に対応する前記内部電極に接続された一対の外部電極と、を備え、
    各前記外部電極は、各前記主面に位置する第1部分と、前記第1部分に連続し且つ各前記側面に位置する第2部分と、前記第1及び第2部分に連続し且つ各前記端面に位置する第3部分と、を有し、
    各前記外部電極において、前記第1部分における一対の前記端面の対向方向での内側の先端と前記第3部分の外表面との間の第1寸法は、一方の前記主面に位置する前記第1部分の外表面と他方の前記主面に位置する前記第1部分の外表面との間の寸法よりも大きく、且つ、前記第2部分における一対の前記端面の対向方向での内側の先端と前記第3部分の外表面との間の第2寸法よりも大きく、
    各前記主面上において対向する前記第1部分の前記先端の間の寸法は、前記第1部分の外表面の間の寸法以上であり、且つ、前記第2部分の外表面の間の寸法未満であることを特徴とする積層コンデンサ。
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