JP7319379B2 - 超広帯域性能を有する積層セラミックコンデンサ - Google Patents
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Description
本出願は、2019年2月27日の出願日を有する米国仮特許出願第62/811,111号、および2019年1月28日の出願日を有する米国仮特許出願第62/797,523号の優先権を主張するものであり、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれている。
ける、第1の遮蔽電極と第2の遮蔽電極との間に形成され得る。コンデンサは、長手方向における、コンデンサの第1の端部と第2の端部との間のコンデンサの長さを有することができる。コンデンサの長さと遮蔽ギャップ距離との比は、約2より大きくてもよい。
[0024]一般的に言えば、本発明は積層セラミックコンデンサを対象としている。詳細には、本発明は、単一のモノリシックボディ内に交互の誘電層および電極層を含む、積層セラミックコンデンサを対象としている。
20より大きく、またいくつかの実施形態では約40より大きくてもよい。
[0046]図1A~図1Eに目を向けると、積層セラミックコンデンサ100の一実施形態が開示されている。図1Eは、プリント回路基板または基材などの取付け面101に取り付けられた積層コンデンサ100の簡略化された側面図である。積層コンデンサ100は、Z方向136に積み重ねられた複数の電極領域10を含むことができる。複数の電極領域10は、誘電体領域12、作用電極領域14、および遮蔽電極領域16を含むことができる。作用電極領域14は、Z方向136における、誘電体領域12と遮蔽電極領域16との間に配置され得る。誘電体領域12は、作用電極領域14から広帯域積層セラミックコンデンサ100の上面18まで延在することができる。コンデンサ100は、Z方向136における上面18と反対側の、底面20を含むことができる。
含むことができる。例えば、第1および第2の遮蔽電極22、24は、コンデンサ100のモノリシックボディ内に配置され、例えば、図を参照して上記で説明されているように、それぞれ、第1の外部端子118および第2の外部端子120と接続され得る。第2の遮蔽電極24は、Z方向136に、第1の遮蔽電極22とほぼ揃えられ得る。遮蔽電極のさらなる対150が、第1および第2の遮蔽電極22、24(最も下の遮蔽電極として定義され得る)と、最も下の作用電極層19との間の、遮蔽電極層166内に配置され得る。このような実施形態では、第1の遮蔽部から作用部までの距離67は、Z方向136において、最も下の作用電極19と、最も下の作用電極19に最も近い1つまたは複数の遮蔽電極との間で定義され得る。この例では、第1の遮蔽部から作用部までの距離67は、最も下の作用電極19と、追加の一対の遮蔽電極150との間で定義される。
[00133]本開示の態様は、配向の影響を受けやすい挿入損特性を示す、広帯域積層コンデンサを対象としている。広帯域積層コンデンサは、第2の配向における試験周波数での挿入損から約0.3dBを超えて変化する、第1の配向における試験周波数での挿入損を示すことができる。第1の配向では、積層セラミックコンデンサ100の長手方向132は、取付け面101と平行であり得る(例えば、図1Eに示されているように)。第1の配向では、電極(例えば、作用電極106、108および遮蔽電極22、24)は、取付け面101とほぼ平行であり得る。さらに、遮蔽電極領域1(遮蔽電極22、24を含む)は、例えば図1Eに示されるような第1の配向で、作用電極領域14(複数の作用電極106、108を含む)と取付け面101との間に配置され得る。
[00136]試験アセンブリが、本開示の態様によるコンデンサの挿入損および反射損などの性能特性を試験するために、使用され得る。例えば、コンデンサが、試験基板に取り付けられ得る。入力ラインおよび出力ラインはそれぞれ、試験基板に接続され得る。試験基板は、入力ラインおよび出力ラインをコンデンサのそれぞれの外部終端に電気的に接続する、マイクロストリップラインまたは試験用トレースを含むことができる。試験用トレースは、約0.432mm(0.017インチ)または約0.610mm(0.024インチ)だけ離間され得る。
[00139]図1Aから図1Eと共に上記で説明されている構成を有する、8つの積層セラミックコンデンサが製造され、第1の配向および第2の配向での挿入損応答特性が試験された。積層セラミックコンデンサは、図1Aから図1Eの注釈が附記された寸法に対応する、以下の寸法を有していた。
.7であった。第2の遮蔽ギャップ距離と第1の遮蔽ギャップ距離との比は、約6.9であった。コンデンサの厚さと遮蔽部から底面までの距離との比は、約40.2であった。
Claims (39)
- 第1の端部、および前記第1の端部から横方向に垂直な長手方向に離間された第2の端部を有する広帯域積層セラミックコンデンサであって、前記横方向および長手方向が、それぞれZ方向に垂直であり、前記広帯域積層セラミックコンデンサが、
複数の誘電層を備える、モノリシックボディと、
前記第1の端部に沿って配置された、第1の外部端子と、
前記第2の端部に沿って配置された、第2の外部端子と、
前記モノリシックボディ内で、前記長手方向に平行に配置されている、複数の作用電極と、
前記モノリシックボディ内で、前記長手方向に平行に配置されている第1の遮蔽電極であって、前記第1の遮蔽電極が、前記第1の外部端子に接続され、前記第1の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第1の外部端子とは反対側に面する第1の長手方向の縁を有し、前記第1の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第1の外部端子とは反対側に面する第2の長手方向の縁を有し、前記第2の長手方向の縁が、前記第1の長手方向の縁から前記長手方向に、遮蔽電極オフセット距離だけオフセットされている、第1の遮蔽電極と、
前記第2の外部端子に接続された第2の遮蔽電極であって、前記第1の遮蔽電極と前記Z方向にほぼ揃えられている、第2の遮蔽電極と
を備え、
前記複数の作用電極のうちの少なくとも1つが、前記第1の外部端子に電気的に接続されたベース部分と、前記ベース部分から前記長手方向に延在する第1の電極アームと、前記ベース部分から前記長手方向に延在する中央部分とを備える第1の電極である、広帯域積層セラミックコンデンサ。 - 前記コンデンサが、前記コンデンサの前記第1の端部と前記第2の端部との間に、前記長手方向にコンデンサの長さを有し、前記コンデンサの長さと前記遮蔽電極オフセット距離との比が、約2よりも大きい、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記第2の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第2の外部端子とは反対側に面する第1の長手方向の縁を有し、前記第2の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第2の外部端子とは反対側に面する第2の長手方向の縁を有し、前記第2の長手方向の縁が、前記第1の長手方向の縁から前記長手方向に、ほぼ前記遮蔽電極オフセット距離だけオフセットされている、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 第1の遮蔽ギャップ距離が、前記長手方向における、前記第1の遮蔽電極の前記第1の長手方向の縁と前記第2の遮蔽電極の前記第1の長手方向の縁との間に形成される、請求項3に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記コンデンサが、前記コンデンサの前記第1の端部と前記第2の端部との間に、前記長手方向にコンデンサの長さを有し、前記コンデンサの長さと前記第1の遮蔽ギャップ距離との比が、約2よりも大きい、請求項4に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 第2の遮蔽ギャップ距離が、前記長手方向における、前記第1の遮蔽電極の前記第2の長手方向の縁と前記第2の遮蔽電極の前記第2の長手方向の縁との間に形成され、前記第2の遮蔽ギャップ距離と第1の遮蔽ギャップ距離との比が、約0.5から約40の範囲である、請求項3に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記第1の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第1の外部端子とは反対側に面する第3の長手方向の縁を有し、前記第2の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第2の外部端子とは反対側に面する第3の長手方向の縁を有し、第3の遮蔽ギャップ距離が、前記長手方向における、前記第1の遮蔽電極の前記第3の長手方向の縁と、前記第2の遮蔽電極の前記第3の長手方向の縁との間に形成される、請求項3に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記第1の遮蔽電極が、前記長手方向に延びる長手方向の中心線に関して、前記横方向に対称である、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記コンデンサが、上面と底面との間で、前記Z方向にコンデンサの厚さを有し、前記コンデンサの厚さと遮蔽部から底面までの距離との比は、約2よりも大きい、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、前記第1および第2の遮蔽電極が前記複数の作用電極層と取付け面との間にあるように、前記取付け面に取り付けるよう構成されている、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、前記Z方向において、前記複数の作用電極層の上に遮蔽電極がない、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、前記Z方向において、前記複数の作用電極層のうちの最も下の電極層の下に遮蔽電極がない、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記中央部分が、第1の位置に第1の幅と、第2の位置に前記第1の幅よりも大きい第2の幅とを有し、前記第2の位置が、前記第1の位置から前記長手方向にオフセットされている、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記作用電極のうちの少なくとも1つが、前記第2の外部終端と電気的に接続されたベース部分を備える第2の電極であり、中央端部ギャップ距離が、前記長手方向において、第1の電極の中央部分と前記第2の電極の前記ベース部分との間に形成される、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記作用電極のうちの少なくとも1つが、前記第2の外部終端と電気的に接続されたベース部分と、前記ベース部分から前記長手方向に延在する第2の電極アームとを備える第2の電極であり、中央縁ギャップ距離が、前記横方向において、第1の電極の中央部分と第2の電極アームとの間に形成される、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、約10GHzで約-0.4dBを超える挿入損を示す、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、約20GHzで約-0.4dBを超える挿入損を示す、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、約30GHzで約-0.4dBを超える挿入損を示す、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、約5GHzから約20GHzで約-0.05dBから約-0.4dBの範囲である挿入損を示す、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、約20GHzから約40GHzで約-0.05dBから約-0.5dBの範囲である挿入損を示す、請求項1に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 第1の端部、および前記第1の端部から横方向に垂直な長手方向に離間された第2の端部を有する広帯域積層セラミックコンデンサであって、前記横方向および長手方向が、それぞれZ方向に垂直であり、前記広帯域積層セラミックコンデンサが、
複数の誘電層を備える、モノリシックボディと、
前記第1の端部に沿って配置された、第1の外部端子と、
前記第2の端部に沿って配置された、第2の外部端子と、
前記モノリシックボディ内で、前記長手方向に平行に配置されている、複数の作用電極と、
前記モノリシックボディ内で、前記長手方向に平行に配置されている第1の遮蔽電極であって、前記第1の外部端子に接続された第1の遮蔽電極と、
前記モノリシックボディ内で、前記長手方向に平行に配置され、前記第2の外部端子に接続された第2の遮蔽電極であって、前記第1の遮蔽電極と前記Z方向にほぼ揃えられている、第2の遮蔽電極と
を備え、遮蔽ギャップ距離が、前記長手方向における、前記第1の遮蔽電極と前記第2の遮蔽電極との間に形成され、
前記コンデンサが、前記長手方向における、前記コンデンサの前記第1の端部と前記第2の端部との間のコンデンサの長さを有し、
前記コンデンサの長さと前記遮蔽ギャップ距離との比が、約2よりも大きく、
前記第1の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第1の外部端子とは反対側に面する第1の長手方向の縁を有するとともに、前記横方向に揃えられ、前記第1の外部端子とは反対側に面する第2の長手方向の縁を有し、前記第2の長手方向の縁が、前記第1の長手方向の縁から前記長手方向に、遮蔽電極オフセット距離だけオフセットされており、
前記複数の作用電極のうちの少なくとも1つが、前記第1の外部端子に電気的に接続されたベース部分と、前記ベース部分から前記長手方向に延在する第1の電極アームと、前記ベース部分から前記長手方向に延在する中央部分とを備える第1の電極である、広帯域積層セラミックコンデンサ。 - 前記第2の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第2の外部端子とは反対側に面する第1の長手方向の縁を有し、前記第2の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第2の外部端子とは反対側に面する第2の長手方向の縁を有し、前記第2の長手方向の縁が、前記第1の長手方向の縁から前記長手方向に、ほぼ前記遮蔽電極オフセット距離だけオフセットされている、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記遮蔽ギャップ距離が、前記長手方向における、前記第1の遮蔽電極の前記第1の長手方向の縁と前記第2の遮蔽電極の前記第1の長手方向の縁との間で定義される、請求項22に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 第2の遮蔽ギャップ距離が、前記長手方向における、前記第1の遮蔽電極の前記第2の長手方向の縁と前記第2の遮蔽電極の前記第2の長手方向の縁との間に形成され、前記第2の遮蔽ギャップ距離と第1の遮蔽ギャップ距離との比が、約0.5から約40の範囲である、請求項23に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 第1の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第1の外部端子とは反対側に面する第3の長手方向の縁を有し、前記第2の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第2の外部端子とは反対側に面する第3の長手方向の縁を有し、第3の遮蔽ギャップ距離が、前記長手方向における、前記第1の遮蔽電極の前記第3の長手方向の縁と、前記第2の遮蔽電
極の前記第3の長手方向の縁との間に形成される、請求項22に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。 - 前記第1の遮蔽電極が、前記長手方向に延びる長手方向の中心線に関して、前記横方向に対称である、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記コンデンサが、上面と底面との間で、前記Z方向にコンデンサの厚さを有し、前記コンデンサの厚さと遮蔽部から底面までの距離との比は、約2よりも大きい、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、前記第1および第2の遮蔽電極が前記複数の作用電極層と取付け面との間にあるように、前記取付け面に取り付けるよう構成されている、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、前記Z方向において、前記複数の作用電極層の上に遮蔽電極がない、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、前記Z方向において、前記複数の作用電極層のうちの最も下の電極層の下に遮蔽電極がない、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記中央部分が、第1の位置に第1の幅と、第2の位置に前記第1の幅よりも大きい第2の幅とを有し、前記第2の位置が、前記第1の位置から前記長手方向にオフセットされている、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記作用電極のうちの少なくとも1つが、前記第2の外部終端と電気的に接続されたベース部分を備える第2の電極であり、中央端部ギャップ距離が、前記長手方向において、第1の電極の中央部分と前記第2の電極の前記ベース部分との間に形成される、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記作用電極のうちの少なくとも1つが、前記第2の外部終端と電気的に接続されたベース部分と、前記ベース部分から前記長手方向に延在する第2の電極アームとを備える第2の電極であり、中央縁ギャップ距離が、前記横方向において、第1の電極の中央部分と第2の電極アームとの間に形成される、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、約10GHzで約-0.4dBを超える挿入損を示す、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、約20GHzで約-0.4dBを超える挿入損を示す、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、約30GHzで約-0.4dBを超える挿入損を示す、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、約5GHzから約20GHzで約-0.05
dBから約-0.4dBの範囲である挿入損を示す、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。 - 前記広帯域積層セラミックコンデンサが、約20GHzから約40GHzで約-0.05dBから約-0.4dBの範囲である挿入損を示す、請求項21に記載の広帯域積層セラミックコンデンサ。
- 広帯域積層セラミックコンデンサを形成する方法であって、
複数の作用電極層に複数の作用電極を形成するステップであって、前記作用電極層のうちの少なくとも1層が、第1の外部端子に電気的に接続されたベース部分と、前記ベース部分から長手方向に延在する第1の電極アームと、前記ベース部分から前記長手方向に延在する中央部分とを備える、第1の電極を備えるステップと、
遮蔽電極層に第1の遮蔽電極を形成するステップであって、前記第1の遮蔽電極が、前記コンデンサのモノリシックボディの第1の端部まで延在し、前記第1の遮蔽電極が、横方向に揃えられ、前記第1の外部端子とは反対側に面する第1の長手方向の縁を有し、前記第1の遮蔽電極が、前記横方向に揃えられ、前記第1の外部端子とは反対側に面する第2の長手方向の縁を有し、前記第2の長手方向の縁が、前記第1の長手方向の縁から長手方向に、遮蔽電極オフセット距離だけオフセットされているステップと、
前記モノリシックボディの第2の端部まで延在し、Z方向において前記第1の遮蔽電極とほぼ揃えられている、前記遮蔽電極層に第2の遮蔽電極を形成するステップと、
前記複数の作用電極層および前記遮蔽電極層を積み重ねて、前記複数の作用電極層および複数の遮蔽電極が前記コンデンサの長手方向に平行になるように、前記モノリシックボディを形成するステップと
を含む、方法。
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