JP7302529B2 - 積層セラミックコンデンサの使用方法および積層セラミックコンデンサの実装方法 - Google Patents
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Description
これにより、本発明にかかる積層セラミックコンデンサは、第1の内部電極層および第2の内部電極層に印加する電位と、第3の内部電極層および第4の内部電極層ならびに第5の内部電極層および第6の内部電極層に印加する電位を異ならせて用いることが可能となる。
したがって、第3の内部電極層および第5の内部電極層を第1の内部電極層に隣接させるように配置し、第4の内部電極層および第6の内部電極層を第2の内部電極層に隣接するように配置することで、第1の内部電極層の第1の引出部から、異なる誘電体層上に配置される第2の内部電極層の先端部への電界の回り込みと、第2の内部電極層の第2の引出部から、異なる誘電体層上に配置される第1の内部電極層の先端部への電界の回り込みと、を抑制することが可能となる。
この発明の実施の形態にかかる積層セラミックコンデンサ10について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る積層セラミックコンデンサの一例を示す外観斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係る積層セラミックコンデンサの一例を示す上面図である。図3は、本発明の実施の形態に係る積層セラミックコンデンサの一例を示す左側面図である。図4は、本発明の実施の形態に係る積層セラミックコンデンサの一例を示す右側面図である。図5は、図1の線V-Vにおける断面図である。図6は、図5の線VI-VIにおける断面図である。図7は、図5の線VII-VIIにおける断面図である。
第2の内部電極層16bは後述される第2の外部電極30bに接続されている。
第3の内部電極層16cは後述される第3の外部電極30cに接続されている。
第4の内部電極層16dは後述される第4の外部電極30dに接続されている。
第5の内部電極層16eは後述される第5の外部電極30eに接続されている。
第6の内部電極層16fは後述される第6の外部電極30fに接続されている。
第2の内部電極層16bは、図5および図7に示すように、第1の内部電極層16aと対向する第2の対向電極部18bと、第2の内部電極層16bの一端側に位置し、第2の対向電極部18bから積層体12の第2の端面12fまでの第2の引出部20bを有する。第2の引出部20bは、その端部が第2の端面12fに引き出され、露出している。
第1の内部電極層16aの第1の引出部20aと第2の内部電極層16bの第2の引出部20bの形状は、特に限定されないが、矩形状であることが好ましい。もっとも、コーナー部が丸められていたり、コーナー部が斜めに(テーパー状)形成されていたりしてもよい。
第1の内部電極層16aの第1の対向電極部18aの幅と第1の内部電極層16aの第1の引出部20aの幅とは、同じ幅に形成されていてもよく、どちらか一方が狭く形成されてもよい。同様に、第2の内部電極層16bの第2の対向電極部18bの幅と第2の内部電極層16bの第2の引出部20bの幅とは、同じ幅に形成されていてもよく、どちらか一方が狭く形成されてもよい。
第1の延長部22aは、第1の側面12cおよび第2の側面12dを結ぶ幅方向yに延び、第2の延長部22bは、第1の端面12eおよび第2の端面12fを結ぶ長さ方向zに延び、第3の引出部20cは、第1の側面12cおよび第2の側面12dを結ぶ幅方向yに延びる。
第3の延長部22cは、第1の側面12cおよび第2の側面12dを結ぶ幅方向yに延び、第4の延長部22dは、第1の端面12eおよび第2の端面12fを結ぶ長さ方向zに延び、第4の引出部20dは、第1の側面12cおよび第2の側面12dを結ぶ幅方向yに延びる。
第5の延長部22eは、第1の側面12cおよび第2の側面12dを結ぶ幅方向yに延び、第6の延長部22fは、第1の端面12eおよび第2の端面12fを結ぶ長さ方向zに延び、第5の引出部20eは、第1の側面12cおよび第2の側面12dを結ぶ幅方向yに延びる。
第7の延長部22gは、第1の側面12cおよび第2の側面12dを結ぶ幅方向yに延び、第8の延長部22hは、第1の端面12eおよび第2の端面12fを結ぶ長さ方向zに延び、第6の引出部20fは、第1の側面12cおよび第2の側面12dを結ぶ幅方向yに延びる。
同様に、第4の内部電極層16dおよび第6の内部電極層16fは、第2の内部電極層16bが配置されている誘電体層14と同じ誘電体層14上に位置する。
これにより、第3の内部電極層16cおよび第5の内部電極層16eは、第1の内部電極層16aとは別層に配置する必要がなくなり、第4の内部電極層16dおよび第6の内部電極層16fを第2の内部電極層16bとは別層に配置する必要が無くなるため、積層枚数の低減に繋がり、コストダウンに寄与できる。
同様に、第4の内部電極層16dおよび第6の内部電極層16fは、第2の内部電極層16bが配置されている誘電体層14と同じ誘電体層14上に位置することで、同じ印刷パターン(印刷版)を用いて第2の内部電極層16b、第4の内部電極層16dおよび第6の内部電極層16fを同時に印刷することができる。
これにより、それぞれ内部電極層16の位置について精度よく印刷することが可能となる。したがって、第1の内部電極層16aと第3の内部電極層16cおよび第5の内部電極層16eとの間の距離、および第2の内部電極層16bと第4の内部電極層16dおよび第6の内部電極層16fとの間の距離を一定に保つことが容易となり、安定したBDVの低減効果を発現することができる。
また、第5の内部電極層16eの第5の延長部22eの第1の端面12e側の辺と、第3の内部電極層16cの第1の延長部22aの第2の端面f側の辺との間隔は、5μm以上100μm以下であることが好ましい。
これにより、第3の内部電極層16cの第1の延長部22aの第2の端面12f側の辺に集中する電界を和らげることができるため、本施策を導入しない構造と比較してBDVの向上による静電容量密度×BDVの値の向上の効果を得ることができる。
また、さらに、第5の内部電極層16eの第6の延長部22fの第2の側面12d側の辺と、第3の内部電極層16cの第2の延長部22bの第1の側面12c側の辺との間隔は、5μm以上100μm以下であることが好ましい。これにより、第3の内部電極層16cの第2の延長部22bの第1の側面12c側の辺に集中する電界を和らげることができるため、本施策を導入しない構造と比較してBDVの向上による静電容量密度×BDVの値の向上の効果を得ることができる。
また、第6の内部電極層16fの第7の延長部22gの第2の端面12f側の辺と、第4の内部電極層16dの第3の延長部22cの第1の端面12e側の辺との間隔は、5μm以上100μm以下であることが好ましい。
これにより、第4の内部電極層16dの第3の延長部22cの第1の端面12e側の辺に集中する電界を和らげることができるため、本施策を導入しない構造と比較してBDVの向上による静電容量密度×BDVの値の向上の効果を得ることができる。
また、さらに、第6の内部電極層16fの第8の延長部22hの第1の側面12c側の辺と、第4の内部電極層16dの第4の延長部22dの第2の側面12d側の辺との間隔は、5μm以上100μm以下であることが好ましい。
これにより、第4の内部電極層16dの第4の延長部22dの第2の側面12d側の辺に集中する電界を和らげることができるため、本施策を導入しない構造と比較してBDVの向上による静電容量密度×BDVの値の向上の効果を得ることができる。
さらに、積層体12は、第1の内部電極層16aの第1の引出部20aとは反対側の端部と第2の端面12fとの間に形成される積層体12の端部(Lギャップ)26aを含み、および第2の内部電極層16bの第2の引出部20bとは反対側の端部と第1の端面12eとの間に形成される積層体12の端部(Lギャップ)26bを含む。
本発明の実施の形態である積層セラミックコンデンサ10では、第1の内部電極層16aおよび第2の内部電極層16bが誘電体層14を介して対向することにより容量が形成され、コンデンサの特性が発現する。
内部電極層16の総枚数は、例えば、5枚以上1000枚以下であることが好ましい。
第2の外部電極30bは、積層体12の上に配置される第2の下地電極層32bと、第2の下地電極層32bの表面を覆うように配置される第2のめっき層34bとを含む。
第3の外部電極30cは、積層体12の上に配置される第3の下地電極層32cと、第3の下地電極層32cの表面を覆うように配置される第3のめっき層34cとを含む。
第4の外部電極30dは、積層体12の上に配置される第4の下地電極層32dと、第4の下地電極層32dの表面を覆うように配置される第4のめっき層34dとを含む。
第5の外部電極30eは、積層体12の上に配置される第5の下地電極層32eと、第5の下地電極層32eの表面を覆うように配置される第5のめっき層34eとを含む。
第6の外部電極30fは、積層体12の上に配置される第6の下地電極層32fと、第6の下地電極層32fの表面を覆うように配置される第6のめっき層34fとを含む。
焼付け層は、ガラスと金属とを含む。焼付け層の金属としては、たとえば、Cu、Ni、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Au等から選ばれる少なくとも1つを含む。また、焼付け層のガラスとしては、B、Si、Ba、Mg、Al、Li等から選ばれる少なくとも1つを含む。焼付け層は、複数層であってもよい。焼付け層は、ガラスおよび金属を含む導電性ペーストを積層体12に塗布して焼き付けたものであり、誘電体層14および内部電極層16と同時に焼成したものでもよく、誘電体層14および内部電極層16を焼成した後に焼き付けたものでもよい。
また、第1の主面12aおよび第2の主面12b、ならびに第1の側面12cおよび第2の側面12dの表面に下地電極層を設ける場合には、第1の主面12aおよび第2の主面12b、ならびに第1の側面12cおよび第2の側面12dの表面に位置する第1の下地電極層32aおよび第2の下地電極層32bである長さ方向zの中央部におけるそれぞれの焼付け層の厚みは、たとえば、5μm以上300μm以下程度であることが好ましい。
導電性樹脂層は、焼付け層の表面に焼付け層を覆うように配置されるか、積層体12の表面に直接配置されてもよい。また、導電性樹脂層は、複数層であってもよい。
導電性樹脂層は、熱硬化性樹脂および金属を含む。導電性樹脂層は、熱硬化性樹脂を含むため、たとえば、めっき膜や導電性ペーストの焼成物からなる導電層よりも柔軟性に富んでいる。このため、積層セラミックコンデンサに物理的な衝撃や熱サイクルに起因する衝撃が加わった場合であっても、導電性樹脂層が緩衝層として機能し、積層セラミックコンデンサへのクラックを防止することができる。
導電性樹脂層に含まれる金属(導電性フィラー)の形状は、特に限定されない。導電性フィラーは、球形状、扁平状などのものを用いることができるが、球形状金属粉と扁平状金属粉とを混合して用いるのが好ましい。
導電性樹脂層に含まれる金属(導電性フィラー)の平均粒径は、特に限定されない。導電性フィラーの平均粒径は、たとえば、0.3μm以上10μm以下程度であってもよい。
導電性樹脂層に含まれる金属(導電性フィラー)は、主に導電性樹脂層の通電性を担う。具体的には、導電性フィラーどうしが接触することにより、導電性樹脂層内部に通電経路が形成される。
導電性樹脂層に含まれる樹脂は、導電性樹脂全体の体積に対して、25vol%以上65vol%以下で含まれていることが好ましい。
また、導電性樹脂層には、熱硬化性樹脂とともに、硬化剤を含むことが好ましい。ベース樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂の硬化剤としては、フェノール樹脂、アミン系、酸無水物系、イミダゾール系など公知の種々の化合物を使用することができる。
また、第1の主面12aおよび第2の主面12b、ならびに第1の側面12cおよび第2の側面12dの表面に下地電極層を設ける場合には、第1の主面12aおよび第2の主面12b、ならびに第1の側面12cおよび第2の側面12dの表面に位置する下地電極層である長さ方向zの中央部におけるそれぞれの導電性樹脂層の厚みは、5μm以上300μm以下程度であることが好ましい。
めっき層は、複数層によって形成されてもよい。この場合、めっき層は、Niめっき層とSnめっき層の2層構造であることが好ましい。Niめっき層が、下地電極層の表面を覆うように設けられることで、積層セラミックコンデンサ10を実装する際に、実装に用いられる半田によって下地電極層が侵食されることを防止することができる。また、Niめっき層の表面に、Snめっき層を設けることにより、積層セラミックコンデンサ10を実装する際に、実装に用いられる半田の濡れ性を向上させ、容易に実装することができる。
第1の外部電極30a、第2の外部電極30b、第3の外部電極30c、第4の外部電極30d、第5の外部電極30eおよび第6の外部電極30fのそれぞれは、下地電極層が設けられず、めっき層が積層体12の表面に直接形成されていてもよい。すなわち、積層セラミックコンデンサ10は、内部電極層16に電気的に接続されるめっき層を含む構造であってもよい。このような場合、前処理として積層体12の表面に触媒を配設した後で、めっき層が形成されてもよい。
めっき層は、積層体12の表面に形成される下層めっき電極と、下層めっき電極の表面に形成される上層めっき電極とを含むことが好ましい。
下層めっき電極および上層めっき電極はそれぞれ、たとえば、Cu、Ni、Sn、Pb、Au、Ag、Pd、BiまたはZnなどから選ばれる少なくとも1種の金属または当該金属を含む合金を含むことが好ましい。
下層めっき電極は、はんだバリア性能を有するNiを用いて形成されることが好ましく、上層めっき電極は、はんだ濡れ性が良好なSnやAuを用いて形成されることが好ましい。また、たとえば、内部電極層16がNiを用いて形成される場合、下層めっき電極は、Niと接合性のよいCuを用いて形成されることが好ましい。なお、上層めっき電極は、必要に応じて形成されればよく、第1の外部電極30a、第2の外部電極30b、第3の外部電極30c、第4の外部電極30d、第5の外部電極30eおよび第6の外部電極30fはそれぞれ、下層めっき電極のみで構成されてもよい。
めっき層は、上層めっき電極を最外層としてもよいし、上層めっき電極の表面にさらに他のめっき電極を形成してもよい。
下地電極層を設けずに配置するめっき層の1層あたりの厚みは、1μm以上15μm以下であることが好ましい。めっき層は、ガラスを含まないことが好ましい。めっき層の単位体積あたりの金属割合は、99vol%以上であることが好ましい。
積層セラミックコンデンサ10の寸法は、長さ方向zのL寸法が0.2mm以上7.0mm以下、幅方向yのW寸法が0.1mm以上3.0mm以下、積層方向xのT寸法が0.1mm以上6.0mm以下であることが好ましい。
また、図1に示す積層セラミックコンデンサ10によれば、第5の内部電極層16eは、図5および図6に示すように、第1の内部電極層16aおよび第3の内部電極層16cとは離れて配置され、第3の内部電極層16cの第1の延長部22aにおける第2の端面12f側の端辺と、積層方向xに隣接する第2の内部電極層16bの第2の引出部20bとの間に位置しており、第6の内部電極層16fは、図5および図7に示すように、第2の内部電極層16bおよび第4の内部電極層16dとは離れた配置され、第4の内部電極層16dの第3の延長部22cにおける第1の端面12e側の端辺と、積層方向xに隣接する第1の内部電極層16aの第1の引出部20aとの間に位置する。
これにより、図1に示す積層セラミックコンデンサ10は、第1の内部電極層16aおよび第2の内部電極層16bに印加する電位と、第3の内部電極層16cおよび第4の内部電極層16dならびに第5の内部電極層16eおよび第6の内部電極層16fに印加する電位を異ならせて用いることが可能となる。
したがって、第3の内部電極層16cおよび第5の内部電極層16eを第1の内部電極層16aに隣接させるように配置し、第4の内部電極層16dおよび第6の内部電極層16fを第2の内部電極層16bに隣接するように配置することで、第1の内部電極層16aの第1の引出部20aから、異なる誘電体層14上に配置される第2の内部電極層16bの先端部への電界の回り込みと、第2の内部電極層16bの第2の引出部20bから、異なる誘電体層14上に配置される第1の内部電極層16aの先端部への電界の回り込みと、を抑制することが可能となる。
第1の内部電極層16aおよび第2の内部電極層16bに印加される電圧>第3の内部電極層16cおよび第5の内部電極層16e、第4の内部電極層16dおよび第6の内部電極層16fに印加される電圧、
の関係であるため、
第3の内部電極層16cおよび第5の内部電極層16e、第4の内部電極層16dおよび第6の内部電極層16fを用いない第1の内部電極層16aの先端部および第2の内部電極層16bの先端部における電界強度>第3の内部電極層16cおよび第5の内部電極層16e、第4の内部電極層16dおよび第6の内部電極層16fを用いた場合の第1の内部電極層16aの先端部および第2の内部電極層16bの先端部における電界強度、
の関係となり、電界強度を抑制することができる。
このように、第1の内部電極層16aおよび第2の内部電極層16bに印加する電位と、第3の内部電極層16cおよび第4の内部電極層16d、さらには第5の内部電極層16eおよび第6の内部電極層16fに異なる電位を印加することで、積層体12の第1の端面12eおよび第2の端面12fに引き出されない側の第1の内部電極層16aの先端部および第2の内部電極層16bの先端部への電界集中が緩和されることから、第1の内部電極層16aの先端部および第2の内部電極層16bの先端部における電圧破壊が起こりにくくなり、静電容量密度を変えることなく、絶縁破壊電圧(BDV)を向上させることが可能となる。
次に、上記した積層セラミックコンデンサの実装構造40について、特に、たとえば図8を参照しながら、詳細に説明する。図8は、本発明の実施の形態にかかる積層セラミックコンデンサの実装構造を示す平面図である。
第1の回路パターン50、第2の回路パターン52、第3の回路パターン54、第4の回路パターン56、第5の回路パターン58および第6の回路パターン60の材料としては、CuやAg、Al、Auなどの導体材料が用いられる。
これにより、本発明の積層セラミックコンデンサ10は、第1の内部電極層16aおよび第2の内部電極層16bに印加する電位と、第3の内部電極層16cおよび第4の内部電極層16dに印加する電位、ならびに第5の内部電極層16eおよび第6の内部電極層16fに印加する電位とを異ならせて用いることが可能となるため、第3の内部電極層16cおよび第4の内部電極層16d、ならびに第5の内部電極層16eおよび第6の内部電極層16fに異なる電位を印加することで、積層体12の端面に引き出されない側の内部電極層の先端部に集中する電界を緩和することが可能となる。
次に、本発明にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。
第3の外部電極30cの焼付け層を形成するために、たとえば、積層体の表面に第1の側面から露出している第3の内部電極層の第3の引出部の露出部分にガラス成分と金属とを含む外部電極用の導電性ペーストが塗布されて焼き付けられ、第3の下地電極層が形成される。また、同様に、第4の外部電極30dの焼付け層を形成するために、たとえば、積層体の第2の側面から露出している第4の内部電極層の第4の引出部の露出部分にガラス成分と金属とを含む外部電極用導電性ペーストが塗布されて焼き付けられ、第4の下地電極層が形成される。
さらに、第5の外部電極30eの焼付け層を形成するために、たとえば、積層体の表面に第1の側面から露出している第5の内部電極層の第5の引出部の露出部分にガラス成分と金属とを含む外部電極用の導電性ペーストが塗布されて焼き付けられ、第5の下地電極層が形成される。また、同様に、第6の外部電極30fの焼付け層を形成するために、たとえば、積層体の第2の側面から露出している第6の内部電極層の第6の引出部の露出部分にガラス成分と金属とを含む外部電極用導電性ペーストが塗布されて焼き付けられ、第6の下地電極層が形成される。
このとき、焼付け処理の温度は、700℃以上900℃以下であることが好ましい。
ここで、焼付け層の形成方法としては、様々な方法を用いることができる。
例えば、導電性ペーストをスリットから押し出して塗布する工法を用いることができる。この工法の場合、導電性ペーストの押し出し量を多くすることで、折返し部の長さを長くすることができる。
他には、ローラー転写法を用いることができる。ローラー転写法の場合、折返し部の長さは、ローラー転写の際の押し付け圧力を強くすることで長くすることができる。
なお、下地電極層を導電性樹脂層で形成する場合は、以下の方法で導電性樹脂層を形成することができる。なお、導電性樹脂層は、焼付け層の表面に形成されてもよく、焼付け層を形成せずに導電性樹脂層を単体で積層体上に直接形成してもよい。
導電性樹脂層の形成方法としては、熱硬化性樹脂および金属成分を含む導電性樹脂ペーストを焼き付け層上もしくは積層体上に塗布し、250以上550℃以下の温度で熱処理を行い、樹脂を熱硬化させ、導電性樹脂層を形成する。この時の熱処理時の雰囲気は、N2雰囲気であることが好ましい。また、樹脂の飛散を防ぎ、かつ、各種金属成分の酸化を防ぐため、酸素濃度は100ppm以下に抑えることが好ましい。
この時の導電性樹脂ペーストの塗布方法としては、上記で記載した導電性樹脂ペーストをスリットから押し出して塗布する工法や、ローラー転写法を用いることができる。
下地電極層を薄膜層で形成する場合は、スパッタ法または蒸着法等の薄膜形成法により下地電極層を形成することができる。薄膜層で形成された下地電極層は金属粒子が堆積された1μm以下の層とする。
積層体の第1の側面および第2の側面の第3の内部電極層、第4の内部電極層、第5の内部電極層および第6の内部電極層上にめっき処理を施し、内部電極層の露出部上に下地めっき膜を形成する。めっき処理を行うにあたっては、電解めっき、無電解めっきのどちらを採用してもよいが、無電解めっきはめっき析出速度を向上させるために、触媒などによる前処理が必要となり、工程が複雑化するというデメリットがある。したがって、通常は、電解めっきを採用することが好ましい。めっき工法としては、バレルめっきを用いることが好ましい。また、必要に応じて、下層めっき電極の表面に形成される上層めっき電極を同様に形成してもよい。ただし、第3の下地電極層、第4の下地電極層、第5の下地電極層および第6の下地電極層を第1の主面の一部、第2の主面の一部にまで形成する場合には、無電解めっきを用いる。
第1の外部電極30aおよび第2の外部電極30bの焼付け層を形成するために、たとえば、積層体の表面に第1の端面から露出している第1の内部電極層の第1の引出部の露出部分にガラス成分と金属とを含む外部電極用の導電性ペーストがディッピングなどの方法により塗布されて焼き付けられ、第1の下地電極層が形成される。また、同様に、外部電極の焼付け層を形成するために、たとえば、積層体の第2の端面から露出している第2の内部電極層の第2の引出部の露出部分にガラス成分と金属とを含む外部電極用導電性ペーストがディッピングなどの方法により外部電極用の導電性ペーストが塗布されて焼き付けられ、第2の下地電極層が形成される。このとき、焼き付け処理の温度は、700℃以上900℃以下であることが好ましい。
なお、導電性樹脂層は、焼付け層の表面に形成されてもよく、焼付け層を形成せずに、導電性樹脂層を単体で積層体の表面に直接形成してもよい。
導電性樹脂層の形成方法としては、熱硬化性樹脂および金属成分を含む導電性樹脂ペーストを焼付け層もしくは積層体の表面に塗布し、250℃以上550℃以下の温度で熱処理を行い、樹脂を熱硬化させ、導電性樹脂層が形成される。この時の熱処理時の雰囲気は、N2雰囲気であることが好ましい。また、樹脂の飛散を防ぎ、かつ、各種金属成分の酸化を防ぐため、酸素濃度は100ppm以下に抑えることが好ましい。
下地電極層が薄膜層で形成する場合は、スパッタ法または蒸着法等の薄膜形成法により下地電極層を形成することができる。薄膜層で形成された下地電極層は金属粒子が堆積された1μm以下の層とされる。
積層体の第1の端面および第2の端面にめっき処理を施し、内部電極層の露出部上に下地めっき電極を形成する。めっき処理を行うにあたっては、電解めっき、無電解めっきのどちらを採用してもよいが、無電解めっきはめっき析出速度を向上させるために、触媒などによる前処理が必要となり、工程が複雑化するデメリットがある。したがって、通常は、電解めっきを採用することが好ましい。めっき工法としては、バレルめっきを用いることが好ましい。また、必要に応じて、下層めっき電極の表面に上層めっき電極を同様に形成してもよい。
各積層セラミックコンデンサは、焼付け層の表面にめっき層として、Niめっき層およびSnめっき層が形成される。Niめっき層およびSnめっき層は、たとえばバレルめっき法により、順次形成される。
次に、上述した本発明にかかる積層セラミックコンデンサおよび積層セラミックコンデンサの実装構造の効果を確認するための実験を行った。試料である積層セラミックコンデンサの効果の確認は、静電容量密度とBDVを測定することにより行った。
まず、上述した積層セラミックコンデンサの製造方法にしたがって、以下のような仕様の実施例にかかる積層セラミックコンデンサを作製した。
・積層セラミックコンデンサのサイズL×W×T(設計値を含む):5.7mm×5.0mm×1.5mm
・容量:表1を参照
・誘電体層の材料:BaTiO3
・誘電体層の厚み:表1を参照
・内部電極層の材料:Ni
・内部電極層の厚み:表1を参照
・外部電極の構造
下地電極層:導電性金属(Cu)とガラス成分を含む電極
めっき層:Niめっき層とSnめっき層の2層構造
比較例1に用いた積層セラミックコンデンサ100は、図9に示す積層セラミックコンデンサとした。すなわち、積層セラミックコンデンサ100は、積層体112と、第1の外部電極130aおよび第2の外部電極130bとを含む。積層体112の内部には、複数の第1の内部電極層116aと複数の第2の内部電極層116bとが交互に積層されて配置される。第1の内部電極層116aは、第1の外部電極130aと電気的に接続され、第2の内部電極層116bは、第2の外部電極130bと電気的に接続される。
・積層セラミックコンデンサのサイズL×W×T(設計値を含む):5.7mm×5.0mm×1.5mm
・容量:表1を参照
・誘電体層の材料:BaTiO3
・誘電体層の厚み:表1を参照
・内部電極層の材料:Ni
・内部電極層の厚み:表1を参照
・外部電極の構造
下地電極層:導電性金属(Cu)とガラス成分を含む電極
めっき層:Niめっき層とSnめっき層の2層構造
積層セラミックコンデンサの静電容量は、LCRメーター(自動平衡ブリッジ方式)を使用して、温度が25℃、交流電界が1.0Vr.m.s、および測定周波数が1kHzの条件で測定し、30個の平均値を静電容量とした。
試料となる積層セラミックコンデンサの容量を有効部体積で割ることで算出した。
BDVの測定方法は、以下の順序で行った。
(i)試料となる積層セラミックコンデンサを、図8に示す回路パターン上に所定の4種類の抵抗素子と共に1個実装した。なお、比較例1および比較例2での実装構造では、第1の抵抗素子、第2の抵抗素子、第3の抵抗素子および第4の抵抗素子は用いていない。
(ii)第1の回路パターンに常温/常圧かつ大気中下で0.2kV/sの一定速度で直流電圧を昇圧印加する。第2の回路パターンは、グラウンドのため0Vである。
(iii)試料となる積層セラミックコンデンサにショートが発生した電圧をBDVとする。
(iv)上記の(i)~(iii)を30回繰り返し行い、得られた平均値を平均BDVとした。
静電容量密度とBDVの掛け算で算出し、その値によって評価を行った。すなわち、積層セラミックコンデンサとしての性能は、静電容量密度およびBDVは、いずれも高い方が、性能が高くなることから、静電容量密度×BDVの値によって、評価を行った。
対シリーズ構造比については、得られた各構造の静電容量密度×BDVについて比較例2との比を算出した。
すなわち、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施の形態に対し、機序、形状、材質、数量、位置又は配置等に関して、様々の変更を加えることができるものであり、それらは、本発明に含まれるものである。
12 積層体
12a 第1の主面
12b 第2の主面
12c 第1の側面
12d 第2の側面
12e 第1の端面
12f 第2の端面
14 誘電体層
15a 内層部
15b,15c 外層部
16 内部電極層
16a 第1の内部電極層
16b 第2の内部電極層
16c 第3の内部電極層
16d 第4の内部電極層
16e 第5の内部電極層
16f 第6の内部電極層
18a 第1の対向電極部
18b 第2の対向電極部
20a 第1の引出部
20b 第2の引出部
20c 第3の引出部
20d 第4の引出部
20e 第5の引出部
20f 第6の引出部
22a 第1の延長部
22b 第2の延長部
22c 第3の延長部
22d 第4の延長部
22e 第5の延長部
22f 第6の延長部
22g 第7の延長部
22h 第8の延長部
24a,24b 側部(Wギャップ)
26a,26b 端部(Lギャップ)
30 外部電極
30a 第1の外部電極
30b 第2の外部電極
30c 第3の外部電極
30d 第4の外部電極
30e 第5の外部電極
30f 第6の外部電極
32a 第1の下地電極層
32b 第2の下地電極層
32c 第3の下地電極層
32d 第4の下地電極層
32e 第5の下地電極層
32f 第6の下地電極層
34a 第1のめっき層
34b 第2のめっき層
34c 第3のめっき層
34d 第4のめっき層
34e 第5のめっき層
34f 第6のめっき層
40 積層セラミックコンデンサの実装構造
42 実装基板
44 基板本体
46 実装面
50 第1の回路パターン
52 第2の回路パターン
54 第3の回路パターン
56 第4の回路パターン
58 第5の回路パターン
60 第6の回路パターン
70a 一方の第1の抵抗素子
70b 他方の第1の抵抗素子
72a 一方の第2の抵抗素子
72b 他方の第2の抵抗素子
74a 一方の第3の抵抗素子
74b 他方の第3の抵抗素子
76a 一方の第4の抵抗素子
76b 他方の第4の抵抗素子
x 積層方向
y 幅方向
z 長さ方向
Claims (2)
- 積層された複数の誘電体層と積層された複数の内部電極層とを含み、積層方向に互いに対向する第1の主面および第2の主面と、積層方向に直交する幅方向に互いに対向する第1の側面および第2の側面と、積層方向および幅方向に直行する長さ方向に互いに対向する第1の端面および第2の端面と、を有する積層体と、
前記積層体上に配置される外部電極を有する積層セラミックコンデンサであって、
前記外部電極は、前記第1の端面上に配置される第1の外部電極と、前記第2の端面上に配置される第2の外部電極と、少なくとも前記第1の側面または前記第2の側面のいずれかの面に配置される第3の外部電極、第4の外部電極、第5の外部電極および第6の外部電極とを有し、
前記内部電極層は、前記誘電体層上に配置され、前記第1の外部電極に接続される第1の内部電極層と、前記第2の外部電極に接続される第2の内部電極層と、前記第3の外部電極層に接続される第3の内部電極層と、前記第4の外部電極に接続される第4の内部電極層と、前記第5の外部電極に接続される第5の内部電極層と、前記第6の外部電極に接続される第6の内部電極層とを有し、
前記第1の内部電極層は、前記第2の内部電極層と対向する第1の対向電極部と、前記第1の端面に引き出される第1の引出部を有し、
前記第2の内部電極層は、前記第1の内部電極層と対向する第2の対向電極部と、前記第2の端面に引き出される第2の引出部を有し、
前記第3の内部電極層は、前記第1の内部電極層が配置される誘電体層と同じ誘電体層上に配置され、かつ、前記第1の内部電極層とは離れて配置され、
前記第4の内部電極層は、前記第2の内部電極層が配置される誘電体層と同じ誘電体層上に配置され、かつ、前記第2の内部電極層とは離れて配置され、
前記第5の内部電極層は、前記第1の内部電極層が配置される誘電体層と同じ誘電体層上に配置され、かつ、前記第1の内部電極層および前記第3の内部電極層とは離れて配置され、
前記第6の内部電極層は、前記第2の内部電極層が配置される誘電体層と同じ誘電体層上に配置され、かつ、前記第2の内部電極層および前記第4の内部電極層とは離れて配置され、
前記第3の内部電極層は、前記第1の内部電極層が配置される誘電体層と同じ誘電体層上に配置され、かつ、前記第1の内部電極層の第1の対向電極部の先端と前記第2の端面との間に位置する第1の延長部と、前記第1の延長部に接続され、前記第1の内部電極層の側辺と前記第1の側面または前記第2の側面との間に位置する第2の延長部と、前記第2の延長部に接続され、前記第3の外部電極に接続される第3の引出部と、を有し、
前記第4の内部電極層は、前記第2の内部電極層が配置される誘電体層と同じ誘電体層上に配置され、かつ、前記第2の内部電極層の第2の対向電極部の先端と前記第1の端面との間に位置する第3の延長部と、前記第3の延長部に接続され、前記第2の内部電極層の側辺と前記第1の側面または前記第2の側面との間に位置する第4の延長部と、前記第4の延長部に接続され、前記第4の外部電極に接続される第4の引出部と、を有し、
前記第5の内部電極層は、前記第1の内部電極層が配置される誘電体層と同じ誘電体層上に配置され、かつ、前記第1の内部電極層および前記第3の内部電極層とは離れて配置され、前記第1の内部電極層の第1の対向電極部の先端と前記第2の端面との間に位置する第5の延長部と、前記第5の延長部に接続され、前記第1の内部電極層の側辺と前記第1の側面または前記第2の側面との間に位置する第6の延長部と、前記第6の延長部に接続され、前記第5の外部電極に接続される第5の引出部と、を有し、
前記第6の内部電極層は、前記第2の内部電極層が配置される誘電体層と同じ誘電体層上に配置され、かつ、前記第2の内部電極層の第2の対向電極部の先端と前記第1の端面との間に位置する第7の延長部と、前記第7の延長部に接続され、前記第2の内部電極層の側辺と前記第1の側面または前記第2の側面との間に位置する第8の延長部と、前記第8の延長部に接続され、前記第6の外部電極に接続される第6の引出部と、を有し、
前記第1の内部電極層および前記第2の内部電極層に印加される電圧>前記第3の内部電極層および前記第5の内部電極層、前記第4の内部電極層および前記第6の内部電極層に印加される電圧、になるように、前記第1の内部電極層および前記第2の内部電極層に印加する電位と、前記第3の内部電極層および前記第4の内部電極層ならびに前記第5の内部電極層および前記第6の内部電極層に印加する電位を異ならせて用いる、ことを特徴とする、積層セラミックコンデンサの使用方法。 - 高電位が印加される第1の回路パターンと、接地された第2の回路パターンと、前記第1の回路パターンと前記第2の回路パターンとの間に並置される第3の回路パターン、第4の回路パターン、第5の回路パターンおよび第6の回路パターンとを表面に設けた回路基板と、
表面実装型の2つの第1の抵抗素子、表面実装型の2つの第2の抵抗素子、表面実装型の2つの第3の抵抗素子および表面実装型の2つの第4の抵抗素子と、
請求項1に記載の積層セラミックコンデンサと、を含み、
一方の前記第1の抵抗素子は、前記第1の回路パターンと前記第5の回路パターンとの間に接続されると共に、他方の前記第1の抵抗素子は、前記第2の回路パターンと前記第6の回路パターンとの間に接続され、
一方の前記第2の抵抗素子は、前記第2の回路パターンと前記第5の回路パターンとの間に接続されると共に、他方の前記第2の抵抗素子は、前記第1の回路パターンと前記第6の回路パターンとの間に接続され、
一方の前記第3の抵抗素子は、前記第1の回路パターンと前記第3の回路パターンとの間に接続されると共に、他方の前記第3の抵抗素子は、前記第2の回路パターンと前記第4の回路パターンとの間に接続され、
一方の前記第4の抵抗素子は、前記第2の回路パターンと前記第3の回路パターンとの間に接続されると共に、他方の前記第4の抵抗素子は、前記第1の回路パターンと前記第4の回路パターンとの間に接続され、
前記積層セラミックコンデンサは、前記第1の外部電極が前記第1の回路パターンに接続され、前記第2の外部電極が前記第2の回路パターンに接続され、前記第3の外部電極が前記第3の回路パターンに接続され、前記第4の外部電極が前記第4の回路パターンに接続され、前記第5の外部電極が前記第5の回路パターンに接続され、前記第6の外部電極が前記第6の回路パターンに接続され、
前記第1の回路パターンに印加された電圧が、前記第1の抵抗素子、前記第2の抵抗素子、前記第3の抵抗素子および前記第4の抵抗素子によって分圧されて、前記第3の回路パターン、前記第4の回路パターン、前記第5の回路パターンおよび前記第6の回路パターンに電圧が印加されるように構成されていること、を特徴とする積層セラミックコンデンサの実装方法。
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