JPH03235313A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は積層セラミックコンデンサに関Ｌ、特にスイッ
チング電源用に用いられる高容量でかつ容量の温度変化
か少ない積層セラミックコンデンサに関する。

［従来の技術］ 現在、電子回路の小型高性能化が急速に選んでおり、そ
れに伴って電子部品の小型化が強く要請されている。そ
の中で、電源もスイッチング周波数の高周波化によって
小型化を図っているため、電源に用いられる出力平滑用
の大容量コンデンサも小型化が求められている。従来の
電源の出力平滑用のコンデンサは、１０μＦの大容量を
得るために、ｌ　＝１０ｍｍ、　Ｗ＝　６ｍｍ、　Ｔ＝
　２ｍｍの形状を用いていた。

［発明か解決しようとする課題］ 現在、電源のスイッチング周波数か従来の１００〜２０
０　ｋｌ−１２から５００ｋＨｚに移行しつつ必る。

それに対応して従来の形状のコンデンサを使用した場合
、５００　ｋｌ−１ｚ付近でＥＳＲ（等低直列抵抗）が
著しく高くなり、実用上問題か生じる。この環象はコン
デンサの誘電体材料に強誘電体を用いたときに特有の瑛
象である。

コンデンサ用強誘電体材料のキュリー点は、室温での誘
電率を高くとるために、通常、室温付近に設計される。

したかって、室温付近では第３図に示すように電界の二
乗に比例した歪の発生する電歪効果を示す。したがって
、直流バイアスをかけない場合は、１Ｖ以下の微小な交
流電圧を印加しても撮動は起こらない。しかし第３図に
示すように、直流バイアスを印加すると電界強度の二乗
に比例して歪か発生するため、交流電圧を加えた場合に
強い撮動が瑛れる。このときのコンデンサ素子の機械的
な固有振動と印加する交流電圧の周波数か一致する場合
に共振が起こり、等価直列抵抗か急激に増加する。共振
の起こる周波数は、般に知られている圧電縦効果および
横効果の共振周波数の関係式で表され、それぞれ（１）
　、　［２）式で求められる。

ここでｆ＝共振周波数、ρ−密度、ｌ−長さ、ＳＥ　Ｓ
Ｄ＝コンプライアンスである。用いた１１３３ １．２Ｘ１０”　ｍ−Ｎ、密度は８．２９／ｃｍ３であ
る。

たとえばＬＸＷＸＴ＝　１０　ｍｍｍｍＸ６ｍｍＸ２の
素子の場合、横効果の固有振動数はおよそ１６０　ｋＨ
２。

２６０ｋＨｚになるため、［成分の３倍撒動、Ｗ成分の
２倍振動が５００　ｋＨｚ付近に現れることになる。

また現在、基板への自動実装が可能で最も大きく、かつ
広く用いられている形状のチップコンデンサ（ＬｘＷｘ
Ｔ＝　４．５ｍｍｘ　３．２ｍｍｘ　２　ｍｍ　）につ
いても、その固有振動数はそれぞれ３５０　ｋＨｚ、４
９０ｋＨ２となり、Ｗ成分の固有振動が５００ｋｌ−１
２付近になり、実用上大きな問題かめる。

本発明の目的はできるだけ小型の形状で、かつ電源のス
イッチング周波数である５００　ｋＨｚ付近に共振の現
れない形状の積層セラミックコンデンサを提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、鉛系複合ペロブスカイト化合物で形成された
セラミック誘電体層と内部電極とが交互に積層してなる
積層セラミックコンデンサにおいて、端子電極間の寸法
をＬ、幅方向の寸法をＷ、厚みを下とした時に、 Ｌ≦２．５　ｍｍ、　ＷＳ２．５ｍｍおよびＴ≦２．５
ｍｍの形状を満足することを特徴とする積層セラミック
コンデンサである。

［作用］ 共振の起こる周波数は上記の（１）式および（２）式に
よりチップコンデンサの形状がら計韓して、予測するこ
とができる。それによると、ｌ＝２．５ｍｍ、　Ｗ＝　
２．５ｍｍ、　Ｔ＝　２．５ｍｍの形状の積層セラミッ
クコンデンサの固有振動数はいずれも、６３０ｋＨｚ付
近になるため、固有振動、倍撮動ともに５００　ｋＨｚ
付近を回避できる。

したがって、Ｌ、Ｗおよび下がともに２．５ｍｍ以内で
あれば５００　ｋＨ２付近での共振の発生を防止するこ
とができる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

実施例１ 第１図は本発明の一実施例の積層セラミックコンデンサ
チップの斜視図、第２図はその積層セラミックコンデン
サの断面図を示す。以下、実施例にしたがって、本発明
の詳細な説明を行う。

誘電体材料にマグネシウム・ニオブ酸鉛Ｐｂ（Ｍｇ１／
３Ｎｂ２／３）０３、ニッケル・ニオブ酸鉛Ｐ　ｂ　（
Ｎ　＋　１／３　Ｎ　ｂ２７３）　０３およびチタン酸
鉛ＰｂＴｉＯ３がモル比で０．２．　０．６．　０．２
になるような３成分系複合ペロブスカイト化合物を用い
た。上記の組成になるように出発原料を秤量、混合Ｌ、
一定の温度で予焼Ｌ、ボールミルで粉砕Ｌ、誘電体粉末
を得た。誘電体粉末に有機バインダ、有機溶剤を加えて
、混合Ｌ、泥漿を作製した。

次いで、通常のドクターブレード法を用いて２０μｓの
厚さに成膜Ｌ、グリーンシートを作製した。

グリーンシート上に内部電極ペーストをスクリーン印刷
法によって形成Ｌ、第２図に示すように内部電極４とセ
ラミック誘電体層５が交互になるように積層Ｌ、上下に
セラミック誘電体よりなる厚い保護層３を形成したのち
、所定の位置で切断した。この状態のチップを生チップ
と呼ぶ。生チップを一定の温度で処理して、有機バイン
ダを分解したのちに所定の温度で焼成を行った。

得られたコンデンサ素子に端子電極１を被着・形成Ｌ、
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チップの実際の寸法はＬ＝　
２．０５　ｍｍ、　Ｗ＝　１．２５　ｍｍ５Ｔ＝１．１
５　ｍｍであった。

作製した積層セラミックコンデンサの等価直列抵抗の周
波数依存性を測定するために、コンデンサチップをＹＨ
Ｐ　４１９４　Ａインピーダンスアナライザを用いて２
５Ｖ−ＤＣを印加した状態で１００ｋＨｚから１０ＭＨ
ｚの範囲で測定を行った。その結果を第４図に示す。第
４図でＬ成分の固有振動による共振か８５０　ｋＨｚ付
近に、またＴ成分およびＷ成分の固有撮動による共振が
１ＭＨ２付近に瑛れていることがわかる。したがって問
題としている５００　ｋ）−１ｚ付近には共振が現れず
、電源のスイッチング周波数が５００　ｋｌ−（Ｚでも
問題ないことがわかる。

比較例１ 上記実施例で用いた誘電体組成の粉末で全く同様の手順
で積層セラミックコンデンサを作製した。

作製した積層セラミックコンデンサチップの寸法は、Ｌ
＝　４．２０　ｍｍ、　Ｗ＝　３．３０　ｍｍ、　Ｔ＝
２．０５　ｍｍであった。

上記実施例と同じ方法でコンデンサの等価直列抵抗の周
波数依存性を測定した結果を第５図に示す。同図から、
Ｌ成分の固有撮動による共振が４００ｋＨ２付近に、２
倍撮動による共振が８００ｋＨｚ付近に、Ｗ成分の固有
撮動による共振か５１０　ｋＨｚ付近に現れていること
かわかる。この形状では５００　ｋＨ７付近に共振が起
こり、スイッチング周波数か５００　ｋＨ２の電源には
用いることができなかった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の積層セラミックコンデン
サは、スイッチング周波数５００　ｋＨ２の電源の出力
平滑用に用いた場合、共振が起こらないので、実用上全
く支障なく使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による積層セラミックコンデンサの一実
施例の斜視図、第２図は第１図実施例の断面図、第３図
は誘電体の歪−電界強度曲線の一例を示す図、第４図は
本発明による積層セラミックコンデンサの等価直列抵抗
の周波数依存性を示す図、第５図は従来例による積層セ
ラミックコンデンサの等価直列抵抗の周波数依存性を示
す図である。 １・・・端子電極　　　２・・・セラミック誘電体３・
・・保護層　　　　４・・・内部電極５・・・セラミッ
ク誘電体層 第１図 ３イ呆＾１Ｅ肩−１ ２ｔ−ラミック誘電イ圭

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉛系複合ペロブスカイト化合物で形成されたセラ
   ミック誘電体層と内部電極とが交互に積層してなる積層
   セラミックコンデンサにおいて、端子電極間の寸法をＬ
   、幅方向の寸法をＷ、厚みをＴとした時に、 Ｌ≦２．５ｍｍ，Ｗ≦２．５ｍｍおよびＴ≦２．５ｍｍ
   の形状を満足することを特徴とする積層セラミックコン
   デンサ。