JPH0897070A - セラミックコンデンサ - Google Patents

セラミックコンデンサ

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JPH0897070A
JPH0897070A JP22786794A JP22786794A JPH0897070A JP H0897070 A JPH0897070 A JP H0897070A JP 22786794 A JP22786794 A JP 22786794A JP 22786794 A JP22786794 A JP 22786794A JP H0897070 A JPH0897070 A JP H0897070A
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JP
Japan
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internal electrode
electrodes
ceramic capacitor
capacitor
electrode
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Application number
JP22786794A
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Inventor
Koichi Hashimoto
浩一 橋本
Yukihiro Nishi
幸宏 西
Takashi Atsuji
孝 厚地
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 誘電体磁器層と長方形状の内部電極25a、25
bとを交互に積層して形成されたコンデンサ部26を有す
るチップ本体24と、チップ本体24の主面上に形成された
一対の基板用電極27a、27bとを有し、その一対の基板
用電極27a、27bと内部電極25a、25bとが内部電極の
引出部28a、28bでもって接続されて成るセラミックコ
ンデンサ23において、内部電極25a、25bの短辺の長さ
Aと長辺の長さをBとの比A/Bを 0.5以下とするとと
もに、引出部28a、28bを内部電極25a、25bの長辺の
ほぼ中央部に配設し、かつ引出部の幅Cを0<C<B/
2とする。 【効果】 コンデンサに生じるインダクタンスを非常に
小さく抑制でき、高速化された回路モジュールにおいて
もノイズ発生による電圧レベルの変動に起因する誤動作
を引き起こさない、極めて低インダクタンスのセラミッ
クコンデンサが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ部と外部の
電気回路基板の配線に接続するための基板用電極とを有
するセラミックコンデンサに関し、詳細には、非常に高
速でスイッチングする大型コンピュータ等の回路モジュ
ールに組み込まれる、低インダクタンスのセラミックコ
ンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、面実装タイプのセラミック(磁
器)コンデンサとしては、特開昭59-914号等に開示され
たチップ型積層セラミックコンデンサが知られている。
【0003】図6(a)および(b)はそのようなチッ
プ型コンデンサの構成を示すもので、同図(a)は横断
面図であり、(b)は縦断面図である。図6(a)およ
び(b)に示したチップ型コンデンサ1は、誘電体磁器
からなるチップ本体2の内部に、第1パターンの内部電
極3aと第2パターンの内部電極3bとが誘電体磁器を
介して交互に積層されてコンデンサ部(容量発生部)4
が形成されている。チップ本体2の左右の端面には、外
部の電気回路基板の配線に接続するための基板用電極と
しての端子電極5a、5bが形成され、内部電極3a、
3bの一端がそれぞれ接続されている。そして、端子電
極5a、5bが半田等で回路基板の配線と接続されて面
実装される。
【0004】このようなチップ型コンデンサ1において
は、図6(a)において端子電極に直交する方向の内部
電極の長さEと端子電極に平行な方向の内部電極の長さ
Fとの比E/Fが大きくなる程、インダクタンスが大き
くなることが知られている。図6に示した従来のチップ
型コンデンサ1では、E/Fが通常 1.5以上と大きかっ
たためインダクタンスが 1.0nH以上と大きくなってい
た。
【0005】これに対し、コンピュータ等の非常に高速
でスイッチングする集積回路モジュールにおいては、コ
ンデンサのインダクタンスが大きくなるとノイズ発生に
よる電圧レベルの変動に起因する回路の誤動作が生じる
おそれがある。従って、上記構成の従来のチップ型セラ
ミックコンデンサ1では、そのような集積回路に適用で
きないという問題点があった。
【0006】近年、このようなノイズ発生による電圧レ
ベルの変動に起因する回路の誤動作を防止するべく、例
えば図7(a)および(b)にそれぞれ横断面図および
縦断面図で示すような構成のセラミックコンデンサ6が
開発されている。なお、同図において図6と同様の箇所
には同じ符号を付してある。このセラミックコンデンサ
6は、内部電極3a、3bの端子電極に直交する方向の
長さEと端子電極に平行な方向の長さFとの比E/Fを
0.5〜 0.7とすることにより、発生するインダクタンス
を 0.7nH程度に抑制することができるものである。
【0007】また、特開昭56-94720号には、図8に縦断
面図で示すような構成のセラミックコンデンサ7が開示
されている。このセラミックコンデンサ7においては、
誘電体磁器からなるチップ本体8の内部に、第1の内部
電極9aと第2の内部電極9bとが誘電体磁器を介して
交互に垂直方向に形成されてコンデンサ部10が形成され
ている。そして、第1の内部電極9aおよび第2の内部
電極9bは、それぞれ同じ側の端部において第1の端子
電極11aおよび第2の端子電極11bに接続されている。
なお、12は第1の端子電極11aと第2の端子電極11bと
を電気的に絶縁するための絶縁層である。このような構
成として、内部電極を流れる電流が、誘電体磁器層を介
して隣接する対向した第1の内部電極9aおよび第2の
内部電極9b中を反対方向に流れるようにし、それによ
り内部電極中を流れる電流に付随する誘導磁場を相殺し
て相互インダクタンスを減少させるものである。
【0008】さらに、特公平4-70764 号には、図9に横
断面図で示すような構成のセラミックコンデンサ13が開
示されている。このセラミックコンデンサ13において
は、誘電体磁器からなるチップ本体14の第1の角へ向か
って延びて外部に露出する耳片部と本体部とを有する第
1の内部電極15aと、誘電体磁器の第2の角へ向かって
延びて外部に露出する耳片部と本体部とを有する第2の
内部電極15bとが誘電体磁器を介して交互に積層され
て、コンデンサ部16が形成されている。そして、各耳片
部同士が外部で端子電極(図示せず)により接続されて
コンデンサ13を形成している。このような構成として、
内部電極を流れる電流が、誘電体磁器層を介して隣接す
る対向した第1の内部電極15aおよび第2の内部電極15
b中をほぼ反対方向に流れるようにし、それにより内部
電極中を流れる電流による磁界を相殺して相互インダク
タンスを減少させるものである。
【0009】さらにまた、特開平5-326317号には、図10
(a)および(b)にそれぞれ分解斜視図および横断面
図で示すような構成のセラミックコンデンサ17が開示さ
れている。なお、同図(b)では図の中央付近の破断線
の両側で異なる断面を表わしている。このセラミックコ
ンデンサ17においては、誘電体磁器層18に第1の内部電
極19aと第2の内部電極19bとが交互に形成されてい
て、各内部電極19a、19bには、その有効電極部分より
幅が狭い引出部20a、20b(同公報中の実施例では有効
電極部分の幅 1.0mmに対して幅 0.5mm)が対向する
端面に向かって形成されている。そして、これらを積層
してコンデンサ部21が形成されており、引出部20a、20
bはそれぞれの端部で外部電極22a、22bに接続されて
いる。このような構成とすることにより、電気的特性等
を変えずに内部電極材料の使用を減らすことが可能にな
ってコストを抑えることができるものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
7に示したセラミックコンデンサ6においても、図6に
示したセラミックコンデンサ1と同様にインダクタンス
が 0.7nH程度と比較的大きいため、やはりノイズ発生
による電圧レベルの変動に起因する回路の誤動作が生じ
るおそれがあった。
【0011】また、特開昭56-94720号に開示されたセラ
ミックコンデンサ7には、大容量を得るために内部電極
9a、9bおよび誘電体磁器層の積層数を増加すると、
各内部電極に接続させる端子電極11a、11bもそれに応
じて数多くかつ交互に極めて近接させて配置しなければ
ならず、しかも各端子電極11a、11b間を絶縁した上で
第1の端子電極11a同士および第2の端子電極11b同士
を接続する必要があるので、構造が非常に複雑となって
しまうという問題点があった。また、各内部電極9a、
9bを回路基板に対して垂直に配置するためコンデンサ
7本体の高さが高くなってしまい、電子回路用の電子部
品として小型化の要求に応じることが難しいという問題
点もあった。さらに、静電容量との関係で内部電極の長
さの比E/Fを小さくすることに限界があるため、自己
インダクタンスが大きくなってしまうという問題点もあ
った。
【0012】さらに、特公平4-70764 号に開示されたセ
ラミックコンデンサ13にも、隣接する対向した内部電極
15aおよび15b中を反対方向に流れる電流により相互イ
ンダクタンスは小さくなるものの、そのような効果を維
持しつつ内部電極15a、15bの縦横比を小さくすること
が静電容量との関係で難しいため、自己インダクタンス
が大きくなってしまうという問題点があった。
【0013】さらにまた、特開平5-326317号に開示され
たセラミックコンデンサ17では、インダクタンスの低減
は考慮されておらず、内部電極19a、19bの端子電極22
a、22bに直交する方向の長さEと端子電極に平行な方
向の長さFとの比E/Fが大きいために自己インダクタ
ンスが大きく、また、相互インダクタンスも小さくなら
ないという問題点があった。
【0014】本発明は、上記事情に鑑みて本発明者等が
鋭意研究を進めた結果完成されたもので、その目的は、
製造が容易で小型化の要求に対応可能な、低インダクタ
ンスのセラミックコンデンサを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
セラミックコンデンサは、誘電体磁器層と長方形状の内
部電極とを交互に積層して形成されたコンデンサ部を有
するチップ本体と、該チップ本体の主面上に形成された
一対の基板用電極とを有し、該一対の基板用電極と前記
内部電極とが内部電極の引出部でもって接続されて成る
セラミックコンデンサにおいて、前記内部電極の短辺の
長さAと長辺の長さをBとの比A/Bを0.5以下とす
るとともに、前記引出部を内部電極の長辺のほぼ中央部
に配設し、かつ引出部の幅Cを0<C<B/2としたこ
とを特徴とするものである。
【0016】また、本発明の請求項2に係るセラミック
コンデンサは、誘電体磁器層と長方形状の内部電極とを
交互に積層して形成されたコンデンサ部を有するチップ
本体と、該チップ本体の主面上に形成された一対の基板
用電極とを有し、該一対の基板用電極と前記内部電極と
がビアホールでもって接続されて成るセラミックコンデ
ンサにおいて、前記内部電極の短辺の長さAと長辺の長
さをBとの比A/Bを0.5以下とするとともに、前記
ビアホールを内部電極の長辺のほぼ中央部に配設し、か
つビアホールの径Dを0<D<B/2としたことを特徴
とするものである。
【0017】
【作用】本発明のセラミックコンデンサは、誘電体磁器
層と長方形状の内部電極とを交互に積層して形成された
コンデンサ部において、内部電極の短辺の長さをAとし
長辺の長さをBとしたときの比A/Bを 0.5以下とする
ことにより内部電極中を流れる短辺方向の電流について
は十分に低い自己インダクタンスを達成できるので、セ
ラミックコンデンサに生じるインダクタンスを 0.1nH
以下に抑制することができる。
【0018】また、本発明のセラミックコンデンサで
は、内部電極の長辺のほぼ中央部に配設した、長辺に比
して十分に幅の狭い引出部もしくはビアホールでもって
内部電極と外部電極との接続を行なうので、相対する内
部電極中を流れる長辺方向の電流がほぼ逆向きに流れる
ようになる。そのため、相互インダクタンスを相殺する
ことができて、セラミックコンデンサに生じるインダク
タンスをより一層抑制することができる。
【0019】従って、本発明によれば、これらの作用効
果により総合的に極めて低インダクタンスのセラミック
コンデンサとなり、非常に高速化された回路モジュール
においてもノイズ発生による電圧レベルの変動に起因す
る誤動作を引き起こさないセラミックコンデンサを提供
することができる。
【0020】しかも、製造が簡単なため量産性にも優れ
ていることから、安価な低インダクタンスのセラミック
コンデンサを提供することができる。
【0021】さらに、本発明の請求項2に係るセラミッ
クコンデンサでは、チップ本体の内部電極と平行な主面
上、すなわち底面のみに一対の基板用電極を内部電極と
平行になるように形成して基板用電極が互いに対向しな
い構成とし、この基板用電極とそれに接続される内部電
極とをビアホールを介して接続することにより、チップ
本体の端面に互いに基板用電極を対向配置した場合に比
べて基板用電極間の相互インダクタンスも低減できるた
め、セラミックコンデンサに生じるインダクタンスをよ
り一層低減する効果も有している。
【0022】
【実施例】以下、本発明のセラミックコンデンサを実施
例に基づいて詳述する。図1(a)および(b)は本発
明の請求項1に係るセラミックコンデンサの構成例を示
すもので、同図(a)はセラミックコンデンサ23の横断
面図であり、図の中央付近の破断線の両側で異なる断面
を表わしている。また、同図(b)は基板用電極に直交
する面での縦断面図である。
【0023】これらの図において、24はコンデンサ部を
有するチップ本体であり、多数の誘電体磁器層を積層し
て構成されている。このチップ本体24内には、チップ本
体24を構成する誘電体磁器層の間に長方形状の内部電極
25a、25bを介装してコンデンサ部26を形成している。
ここで、図1(a)におけるAは長方形状の内部電極25
a、25bの短辺の長さを示し、Bは同じく長辺の長さを
示している。そして、本発明のセラミックコンデンサ23
においては、内部電極25a、25bの短辺と長辺の長さの
比A/Bを 0.5以下としている。
【0024】また、チップ本体24の側面には、外部の電
気回路基板の配線に接続するための一対の基板用電極27
a、27bを形成している。この一対の基板用電極27a、
27bは、チップ本体24の対向する2つの主面(側面)の
みに形成してもよいし、一部をその主面から他の主面に
回り込ませて形成してもよい。例えば、底面となる主面
に基板用電極27a、27bを回り込ませて形成することに
より、面実装型のセラミックコンデンサとすることがで
きる。
【0025】そして、長方形状の内部電極25a、25bの
長辺のほぼ中央部には、基板用電極27a、27bと内部電
極25a、25bとを接続するための引出部28a、28bを配
設しており、その引出部28a、28bの幅をCとしたと
き、0<C<B/2となるように設定している。なお、
引出部28a、28bの長さ、すなわち内部電極25a、25b
から基板用電極27a、27bまでの長さは、必要とするコ
ンデンサの容量や寸法、インダクタンス等に応じて適宜
設定するが、可能な範囲で短く設定することがインダク
タンスを低くできるという点で好ましい。このような引
出部28a、28bは、それぞれ内部電極25a、25bを形成
する際に、その長辺のほぼ中央部を延設することによっ
て容易に形成できる。
【0026】このようなセラミックコンデンサ23におけ
る充電電流や放電電流などの内部電極25a、25b中を流
れる電流の向きを、図2に基づいて説明する。
【0027】図2(a)〜(c)は、図1に示した本発
明のセラミックコンデンサ23の内部電極25a、25b中を
流れる電流の向きを示す横断面図ならびに基板用電極27
a、27bに直交する面での縦断面図および基板用電極27
a、27bに平行な面での縦断面図であり、図1と同様の
箇所には同じ符号を付してある。これらの図において
は、電流の向きとして、一方の基板用電極27aから引出
部28aおよび内部電極25aを通り、誘電体磁器層を介し
て内部電極25bから引出部28bを通って他方の基板用電
極27bへと流れる場合を示している。そして、図中の実
線の矢印は基板用電極27aから引出部28aを通って内部
電極25aの中を流れる電流の主な向きを表わし、破線の
矢印は内部電極25bの中を流れて引出部28bを通って基
板用電極27bへと流れる電流の主な向きを表わしてい
る。なお、電流がこれとは逆に基板用電極27bから基板
用電極27aへと流れる場合には、各々の矢印の向きは逆
向きとなる。
【0028】本発明の構成のセラミックコンデンサ23に
おいては、図2(a)に示したように、基板用電極27a
から幅の狭い引出部28aを通って内部電極25aの長辺の
ほぼ中央部に流入した電流は、長辺方向に拡がるように
拡散して内部電極25a中を流れる。そして、誘電体磁器
層を介して内部電極25bへ流れた電流は、幅の狭い引出
部28bへ向かって集中するように内部電極25b中を流
れ、引出部28bを通って基板用電極27bへと流れる。
【0029】このような電流の流れは、内部電極25a、
25bの短辺方向に見た場合は、図2(b)に示したよう
に、誘電体磁器層を挟んで相対した内部電極25aと25b
とで全体としてほぼ同方向になる。この場合は、内部電
極25a、25b間の相互インダクタンスは低減されない。
しかし、内部電極25a、25bの短辺と長辺の長さの比A
/Bを 0.5以下としているために、自己インダクタンス
を十分に小さくすることができる。
【0030】これに対して、電流の流れを内部電極25
a、25bの長辺方向に見た場合は、図2(c)に示した
ように、誘電体磁器層を挟んで相対した内部電極25aと
25bとで全体としてほぼ反対方向になる。そのため、内
部電極25a、25b間に発生する相互インダクタンスを相
殺することができる。
【0031】従って、以上のように構成されたセラミッ
クコンデンサ23では、長方形状の内部電極25a、25bの
短辺と長辺の長さの比を 0.5以下とし、さらに基板用電
極27a、27bと内部電極25a、25bとを内部電極25a、
25bの長辺のほぼ中央部に配設した幅の狭い引出部28
a、28bで接続する構造とすることにより、内部電極25
a、25bの短辺方向の電流の流れによる自己インダクタ
ンスを低減でき、かつ長辺方向の電流の流れによる相互
インダクタンスを低減できる。そのため、セラミックコ
ンデンサ23に生じる総合インダクタンスを非常に低く抑
制することができ、非常に高速でスイッチングする回路
モジュールに使用した場合においても、ノイズ発生によ
る電圧レベルの変動に起因する回路の誤動作を生じるこ
とがなくなる。
【0032】次に、図3(a)〜(c)は本発明の請求
項2に係るセラミックコンデンサの構成例を示すもの
で、同図(a)はセラミックコンデンサ29の横断面図で
あり、図の中央付近の破断線の両側で異なる断面を表わ
している。また、同図(b)は縦断面図であり、同図
(c)は底面図である。
【0033】これらの図において、30はコンデンサ部を
有するチップ本体であり、多数の誘電体磁器層を積層し
て構成されている。このチップ本体30内には、チップ本
体30を構成する誘電体磁器層の間に長方形状の内部電極
31a、31bを介装してコンデンサ部32を形成している。
ここで、図3(a)におけるAも長方形状の内部電極31
a、31bの短辺の長さを示し、Bも同じく長辺の長さを
示している。そして、このセラミックコンデンサ29にお
いても、内部電極31a、31bの短辺と長辺の長さの比A
/Bを 0.5以下としている。
【0034】また、チップ本体30の底面には、外部の電
気回路基板の配線に接続するための一対の基板用電極33
a、33bを形成している。この一対の基板用電極33a、
33bは、図示したようにチップ本体30の1つの主面(底
面)のみに形成してもよいし、一部をその主面から他の
主面に回り込ませて形成してもよい。また、必要とする
電極形状に応じて底面の一部のみに設けてもよく、その
一部から他の主面に回り込ませたものとしてもよい。
【0035】そして、長方形状の内部電極31a、31bの
長辺のほぼ中央部には、基板用電極33a、33bと内部電
極31a、31bとを接続するための導体を内部に充填した
ビアホール34a、34bを配設している。ここで、内部電
極31aと基板用電極33aを接続するビアホール34aは、
他方の内部電極31bをその長辺のほぼ中央部において貫
通しているが、このビアホール34aの周囲の内部電極31
bに電極膜を形成しないブランク部を設けることにより
空隙を確保して、ビアホール34aと内部電極31bとの間
を絶縁している。また、内部電極31bを接続するビアホ
ール34bとそれが貫通する内部電極31aとの間も同様に
して絶縁している。また、ビアホール34a、34bの幅を
Dとしたとき、0<D<B/2となるように設定してい
る。なお、ビアホール34a、34bの内部電極31a、31b
内での位置、すなわち内部電極31a、31bの長辺からビ
アホール34a、34bまでの距離は、必要とするコンデン
サの容量や寸法、インダクタンス等に応じて適宜設定す
るが、可能な範囲で短く設定することが、インダクタン
スを低くできるという点で好ましい。
【0036】このようなセラミックコンデンサ29におけ
る充電電流や放電電流などの内部電極31a、31b中を流
れる電流の向きを、図4に基づいて説明する。
【0037】図4(a)〜(c)は、図3に示した本発
明のセラミックコンデンサ29の内部電極31a、31b中を
流れる電流の向きを示す横断面図ならびにビアホール34
a、34bを通る断面での縦断面図およびその断面に直交
する面での縦断面図であり、図3と同様の箇所には同じ
符号を付してある。これらの図においては、電流の向き
として、一方の基板用電極33aからビアホール34aおよ
び内部電極31aを通り、誘電体磁器層を介して内部電極
31bからビアホール34bを通って他方の基板用電極33b
へと流れる場合を示している。そして、図中の実線の矢
印は基板用電極33aからビアホール34aを通って内部電
極31aの中を流れる電流の主な向きを表わし、破線の矢
印は内部電極31bの中を流れてビアホール34bを通って
基板用電極33bへと流れる電流の主な向きを表わしてい
る。なお、電流がこれとは逆に基板用電極33bから基板
用電極33aへと流れる場合には、各々の矢印の向きは逆
向きとなる。
【0038】本発明の構成のセラミックコンデンサ29に
おいても、図4(a)に示したように、基板用電極33a
からビアホール34aを通って内部電極31aの長辺のほぼ
中央部に流入した電流は、長辺方向に拡がるように拡散
して内部電極31a中を流れる。そして、誘電体磁器層を
介して内部電極31bへ流れた電流は、ビアホール34bへ
向かって集中するように内部電極31b中を流れ、ビアホ
ール34bを通って基板用電極33bへと流れる。
【0039】このような電流の流れは、内部電極31a、
31bの短辺方向に見た場合は、図4(b)に示したよう
に、誘電体磁器層を挟んで相対した内部電極31aと31b
とで全体としてほぼ同方向になる。この場合は、内部電
極31a、31b間の相互インダクタンスは低減されない。
しかし、内部電極31a、31bの短辺と長辺の長さの比A
/Bを 0.5以下としているために自己インダクタンスを
十分に小さくすることができる。
【0040】これに対して、電流の流れを内部電極31
a、31bの長辺方向に見た場合は、図4(c)に示した
ように、誘電体磁器層を挟んで相対した内部電極31aと
31bとで全体としてほぼ反対方向になる。そのため、内
部電極31a、31b間に発生する相互インダクタンスを相
殺することができる。
【0041】従って、以上のように構成されたセラミッ
クコンデンサ29では、長方形状の内部電極31a、31bの
短辺と長辺の長さの比を 0.5以下とし、さらに基板用電
極33a、33bと内部電極31a、31bとを内部電極31a、
31bのほぼ中央部に配設した幅の狭いビアホール34a、
34bで接続する構造とすることにより、内部電極31a、
31bの短辺方向の電流の流れによる自己インダクタンス
を低減でき、かつ長辺方向の電流の流れによる相互イン
ダクタンスを低減できる。そのため、セラミックコンデ
ンサ29に生じる総合インダクタンスを非常に低く抑制す
ることができ、非常に高速でスイッチングする回路モジ
ュールに使用した場合においても、ノイズ発生による電
圧レベルの変動に起因する回路の誤動作を生じることが
なくなる。
【0042】また、図5(a)および(b)に、本発明
の請求項2に係るセラミックコンデンサの他の構成例を
示す。図5(a)は本発明の請求項2に係るセラミック
コンデンサ35の横断面図であり、図の中央付近の破断線
の両側で異なる断面を表わしている。また、同図(b)
は縦断面図である。
【0043】図5において、36はコンデンサ部を有する
チップ本体であり、多数の誘電体磁器層を積層して構成
されている。このチップ本体36内には、チップ本体36を
構成する誘電体磁器層の間に長方形状の内部電極37a、
37bを介装してコンデンサ部38を形成している。ここ
で、図5(a)におけるAも長方形状の内部電極37a、
37bの短辺の長さを示し、Bも同じく長辺の長さを示し
ている。そして、このセラミックコンデンサ35において
も、内部電極37a、37bの短辺と長辺の長さの比A/B
を 0.5以下としている。
【0044】また、チップ本体36の底面には、外部の電
気回路基板の配線に接続するための一対の基板用電極39
a、39bを形成している。この一対の基板用電極39a、
39bも、図示したようにチップ本体36の1つの主面(底
面)のみに形成してもよいし、一部をその主面から他の
主面に回り込ませて形成してもよい。また、必要とする
電極形状に応じて底面の一部のみに設けてもよく、その
一部から他の主面に回り込ませたものとしてもよい。
【0045】そして、長方形状の内部電極37a、37bの
長辺のほぼ中央部にそれぞれその一部を延設した突起部
40a、40bを形成し、その突起部40a、40b内に、基板
用電極39a、39bと内部電極37a、37bとを接続するた
めの導体を内部に充填したビアホール41a、41bを配設
している。ここで、内部電極37aと基板用電極39aを接
続するビアホール41aは、内部電極37aから延設された
突起部40aを貫通するように形成されていて、他方の内
部電極37bを貫通することはないので、ビアホール41a
と内部電極37bとの間の絶縁は確保されている。また、
内部電極37bを接続するビアホール41bと内部電極37a
との間も同様に絶縁が確保されている。また、ビアホー
ル41a、41bも、その幅をDとしたとき0<D<B/2
となるように設定している。なお、突起部40a、40bの
幅や長さ、ならびに突起部40a、40b内でのビアホール
41a、41bの位置、すなわち内部電極37a、37bの長辺
からビアホール41a、41bまでの距離は、必要とするコ
ンデンサの容量や寸法、インダクタンス等に応じて適宜
設定するが、可能な範囲で短く設定することが、インダ
クタンスを低くできるという点で好ましい。
【0046】このようなセラミックコンデンサ35におけ
る充電電流や放電電流などの内部電極37a、37b中を流
れる電流の向きは、図4に示した例とほぼ同様になる。
従って、セラミックコンデンサ29と同じ作用効果により
総合インダクタンスを非常に低く抑制することができ
る。
【0047】なお、上記の本発明のセラミックコンデン
サ23、29、35においてはチップ本体内に一連のコンデン
サ部を有する構造を示したが、チップ本体内に並列もし
くは直列あるいは直並列に複数のコンデンサ部を有して
いてもよく、その場合にも同様に低インダクタンスのセ
ラミックコンデンサを得ることができる。
【0048】チップ本体24、30、36を構成する誘電体磁
器層には、種々の誘電体材料を用いることができ、例え
ばBaTiO3 、LaTiO3 、CaTiO3 、NdT
iO3 、MgTiO3 、SrTiO3 、CaZrO3
SrSnO3 、BaTiO3にNb2 5 、Ta
2 5 、ZnO、CoO等を添加した組成物、BaTi
3の構成原子であるBaをCaで、TiをZrやSn
で部分的に置換した固溶体等のチタン酸バリウム系材料
や、Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 、Pb(Fe,N
d,Nb)O3 系ペロブスカイト型構造化合物、Pb
(Mg1/3 Nb2/3 )O3−PbTiO3 等の2成分系
組成物、Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 −PbTiO3
−Pb(Mg1/2 1/2 )O3 、Pb(Mg1/3 Nb
2/3 )O3 −Pb(Zn1/3 Nb2/3 )O3 −PbTi
3 、Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 −Pb(Zn1/3
Nb2/3 )O3 −Pb(Sm1/2 Nb1/2 )O3 等の3
成分系組成物、あるいはそれらにMnO、MnO2 、C
uO、BaTiO3 等を添加したもの等の鉛系リラクサ
ー材料などが挙げられる。チップ本体24、30、36の形成
に際しては、これらの誘電体粉末をバインダーと十分に
混合したスリップからセラミックグリーンシートに成形
したものを使用する。
【0049】内部電極25a、25b、31a、31b、37a、
37bを形成する材料としては、例えばPd、Ag、P
t、Ni、Cu、Pb及びそれらの合金が挙げられる。
内部電極の形成に当たっては、このような電極材料粉末
をバインダーと混合粉砕してペースト状にした導電性ペ
ーストが用いられる。この導電性ペーストをスクリーン
印刷法などによってセラミックグリーンシート上に内部
電極パターンとして印刷して積層・圧着・焼成すること
により、所望の内部電極25a、25b、31a、31b、37
a、37bを形成する。
【0050】また、基板用電極27a、27b、33a、33
b、39a、39bを形成する材料は内部電極と同様であ
り、導電性ペーストとしてチップ本体24、30、36の底面
に塗布して焼成することにより、所望の基板用電極27
a、27b、33a、33b、39a、39bを形成する。あるい
は、スパッタリング等の薄膜形成法による導体膜によっ
て形成してもよい。また、このようにして形成した電極
膜に、さらにメッキ法によりNi、Ni−Sn、Au等
のメッキ膜を析出させてもよい。
【0051】これらの基板用電極27a、27b、33a、33
b、39a、39bの厚さは、20μm以下とするとさらにイ
ンダクタンスが低下するといった点で好ましい。そし
て、基板用電極27a、27b、33a、33b、39a、39bの
各々は、外部の回路モジュール基板に、その基板上の接
続ランドなどを介して半田などを用いて接続される。
【0052】ビアホール34a、34b、41a、41bは、図
3あるいは図5に示したように長方形状の内部電極31
a、31b、37a、37bの長辺のほぼ中央部に形成する。
これらのビアホールの形成に当たっては、まずセラミッ
クグリーンシートの所定の位置に、後から印刷する内部
電極パターンのほぼ中央部に長辺方向に沿って列状に並
ぶように穴加工(スルーホール加工)を施す。この穴加
工は、MPS(マルチ・パンチング・システム)装置な
どを使用して行なう。
【0053】次に、スルーホールを形成したグリーンシ
ート上に、導電性ペーストを所定の内部電極パターン形
状に印刷する。この内部電極パターンには、基板用電極
33aまたは39aに接続される内部電極31aまたは37aと
なるパターンと、基板用電極33bまたは39bに接続され
る内部電極31bまたは37bとなるパターンとのそれぞれ
2種類を用いる。これら内部電極パターンの印刷に際し
ては、内部電極と接続されるビアホールとなるスルーホ
ール部分には、導電性ペーストの一部がスルーホールの
淵に掛かるように、スルーホールの径と同じ程度の大き
さの中抜きを施して印刷する。一方、他方の内部電極と
接続されないスルーホール部分には、内部電極とビアホ
ールとの電気的な導通を避けて絶縁性を確保するため、
スルーホール端部から所定のマージン(間隙)を設定し
て、図2(a)に示した内部電極31aのように印刷す
る。このマージンは印刷あるいは積層時のずれを見込ん
で設定されるが、通常は 150μmより小さくなると絶縁
不良を起こしやすい傾向があるため、それ以上に設定す
ることが好ましい。但しこの数値は、内部電極パターン
の印刷精度や印刷後のグリーンシートの積層精度、誘電
体および内部電極の材質の選定、ビアホール形成の際の
導体のにじみ等により異なるため、それらに応じて適宜
選択すれば良い。なお、スルーホールすなわちビアホー
ルの形状および上記所定のマージンの形状は必ずしも円
形である必要はなく、所望の特性を有すれば、三角形、
四角形、六角形等の多角形や楕円形などの種々の形状で
あってもよい。
【0054】次いで、上記のスルーホール加工と内部電
極パターン印刷を施したグリーンシートを、2種類の内
部電極パターンが交互に積層されてコンデンサ部30、36
が形成されるように所定数積層する。その後、互いに繋
がって細長い空洞を形成したスルーホール部に、基板用
電極33a、33bまたは39a、39bと内部電極31a、31b
または37a、37bとを接続するための導体を、スクリー
ン印刷・エッチングプレート印刷等の方法によって充填
する。この導体の材料は、安定して電気的導通を確保で
きれば特に限定はないが、内部電極と同種の材料を用い
ると、焼成時の収縮の違いによる接続不良が発生せず接
続部が一体化して良好な導通特性が得られる点で好まし
い。このようにして導体が充填されたスルーホールは、
焼成後に基板用電極と内部電極とを接続するビアホール
となる。なお、ビアホール34a、34bおよび41a、41b
の長さはインダクタンスの発生に関与し、ビアホールが
長くなるに従ってビアホールの持つ自己インダクタンス
が増加するため、なるべく短くすることが好ましい。
【0055】また、内部電極25a、25bに引出部28a、
28bを形成して基板用電極27a、27bと接続するセラミ
ックコンデンサ23では、前述のように、それぞれ内部電
極25a、25bを形成する際にその長辺のほぼ中央部を延
設することによって引出部28a、28bを形成し、そのよ
うな2種類の内部電極パターンが印刷されたグリーンシ
ートを交互に所定数積層する。
【0056】そして、必要に応じてチップ本体の上部の
ブランク層となるセラミックグリーンシートを積層し、
熱圧着した後で所定のサイズに切断し、脱バインダーを
行なった後に焼成する。
【0057】焼成後に、バレル研磨を行なってチップ本
体の角面を研磨した後、チップ本体の主面に端部が露出
している引出部またはビアホールに対して一対の基板用
電極を形成する。この基板用電極は、前述のように導電
性ペーストを用いて形成してもよく、あるいはスパッタ
リング等の薄膜形成法によって形成してもよい。
【0058】以下に、本発明のセラミックコンデンサの
具体例を示す。 〔例1〕本例においては、図1に示した構成の、本発明
の請求項1に係るセラミックコンデンサを作製した。
【0059】まず、誘電体磁器層の材料としてPMN
(Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 )を主成分とする鉛系
リラクサー材料粉末を用意し、それをアクリル系樹脂の
バインダーと混合して得られたスリップを用いて、ドク
ターブレード法によって厚さ30μmのセラミックグリー
ンシートを成形した。
【0060】このセラミックグリーンシートに、Agま
たはAg/Pdからなる導電性ペーストを用いて、スク
リーン印刷法により長方形状の内部電極パターンを印刷
した。この内部電極パターンの寸法は、内部電極の短辺
の長さA= 0.8mm、長辺の長さ(幅)B= 3.2mm、
短辺と長辺の長さの比A/B=0.25となり、厚さが2〜
4μmとなるようにした。また、同時に長辺方向のほぼ
中央部から垂直にグリーンシート端部まで、約 200μm
の幅で引出部を設けた。
【0061】次いで、引出部が互いに内部電極の反対側
の長辺にくるように、2種類の内部電極パターンを印刷
したグリーンシートを交互に5枚ずつ積層した後、さら
にその上下にマージン部分となるグリーンシートを積層
した。
【0062】このように積層したグリーンシートを熱圧
着して一体化した後、長さ4.15mm、幅2.23mmのチッ
プに切断した。これを乾燥機により 300℃で脱バインダ
ーした後、950 ℃、3.5 時間の条件で焼成して、長さ
3.2mm、幅 1.6mm、厚さ 0.7mmのチップ本体を作
製した。
【0063】このチップ本体をバレル研磨にかけて角面
を研磨した後、引出部が露出した側面に、Agからなる
導電性ペーストを用いてディップ方式で塗布して基板用
電極パターンを形成した。これを乾燥後に、600 ℃、10
分間の条件で焼き付け工程を通し、さらに5μm厚のN
iメッキ膜と2μm厚のSn−Pbメッキ膜を形成して
基板用電極を形成し、セラミックコンデンサ試料Aを得
た。
【0064】このようにして得た試料Aについて、測定
器YHP4274Aを用いて周波数1kHz、電圧1Vの時
の静電容量を測定した後、測定器YHP4191Aを用いて
共振周波数を測定し、共振周波数f0 と静電容量Cとイ
ンダクタンスLの関係式f0=1/2π√(L・C)よ
りインダクタンスを算出した。その結果、試料Aが有す
るインダクタンスは、0.250 nHと非常に小さいもので
あった。
【0065】これに対し、比較例として図6に示した構
造の長さ 3.2mm、幅 1.6mm、厚さ 1.0mmのコンデ
ンサについて同様にインダクタンスを測定したところ、
1.0〜1.5 nHのインダクタンスを有しており、本発明
のセラミックコンデンサが極めて低インダクタンスであ
ることが確認できた。
【0066】〔例2〕次に、〔例1〕と同様にしてセラ
ミックコンデンサ試料を作製するに当り、内部電極の短
辺の長さAおよび長辺の長さBを変えて、表1に示すよ
うに短辺と長辺の長さの比A/Bの異なる試料B〜Hを
得た。これらについて〔例1〕と同様にしてインダクタ
ンスを求めたところ、表1に示した結果が得られた。
【0067】
【表1】
【0068】表1の結果より、内部電極の短辺と長辺の
長さの比A/Bが 0.5以下のコンデンサ試料E〜Hであ
れば、インダクタンスを 0.5nH以下と小さく抑制で
き、実用上使用可能であることが確認できた。
【0069】〔例3〕次に、〔例1〕と同様にしてセラ
ミックコンデンサ試料を作製するに当り、引出部の幅と
内部電極の長辺の長さの比C/Bの異なる試料I〜Oを
得た。
【0070】これらについて〔例1〕と同様にしてイン
ダクタンスを求めたところ、表2に示した結果が得られ
た。
【0071】
【表2】
【0072】表2の結果より、本実施例のセラミックコ
ンデンサにおいては、試料K〜Oであればインダクタン
スを 0.5nH以下とすることができ、好ましい結果とな
ったことがわかる。
【0073】〔例4〕次に、本例においては、図3に示
した構成の、本発明の請求項2に係るセラミックコンデ
ンサを作製した。
【0074】まず、誘電体磁器層の材料としてPMNを
主成分とする鉛系リラクサー材料粉末を用意し、それを
アクリル系樹脂のバインダーと混合して得られたスリッ
プを用いて、ドクターブレード法によって厚さ30μmの
セラミックグリーンシートを成形した。
【0075】このセラミックグリーンシートの所定の位
置に、MPS装置を使用して、後から印刷する内部電極
パターンの長辺のほぼ中央部に直径 120μmのスルーホ
ールを1個ずつ計2個加工した。
【0076】このスルーホール加工を施したグリーンシ
ートに、AgまたはAg/Pdからなる導電性ペースト
を用いて、スクリーン印刷法により長方形状の内部電極
パターンを印刷した。この内部電極パターンの寸法は、
内部電極の短辺の長さA= 0.8mm、長辺の長さ(幅)
B= 3.2mm、短辺と長辺の長さの比A/B=0.25とな
り、厚さが2〜4μmとなるようにした。また、ビアホ
ールと接続する部分には、導電性ペーストの一部がスル
ーホールの淵に掛かるようにスルーホール径と同じ直径
120μmの中抜きを設け、ビアホールと接続しない部分
には、スルーホールの周囲にそれぞれ 150μmのマージ
ンを取って直径 540μmの中抜きを設けた。
【0077】次いで、上記2つのビアホールに交互に導
通するように、2種類の内部電極パターンを印刷したグ
リーンシートを交互に5枚ずつ積層した後、細長い空洞
となったスルーホールに、内部電極と同じAgまたはA
g/Pdからなる導電性ペーストを充填した。
【0078】このように積層したグリーンシートを熱圧
着して一体化した後、長さ4.15mm、幅2.23mmのチッ
プに切断した。これを乾燥機により 300℃で脱バインダ
ーした後、950 ℃、3.5 時間の条件で焼成して、長さ
3.2mm、幅 1.6mm、厚さ 0.7mmのチップ本体を作
製した。
【0079】このチップ本体をバレル研磨にかけて角面
を研磨した後、ビアホールの端部が露出した底面に、A
gからなる導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法に
より基板用電極パターンを印刷した。この基板用電極パ
ターンは、図3(c)に示した一対の長方形状のものと
し、その寸法は基板用電極の長さが 3.2mm、幅が 0.4
mmとなるようにし、厚さは20μmとなるようにした。
これを乾燥後に、 600℃、10分間の条件で焼き付け工程
を通し、さらに5μm厚のNiメッキ膜と2μm厚のS
n−Pbメッキ膜を形成して基板用電極を形成し、セラ
ミックコンデンサ試料Pを得た。
【0080】このようにして得た試料Pについて〔例
1〕と同様にしてインダクタンスを求めたところ、0.19
0 nHとなり、試料Aと比較してさらに小さいことが確
認できた。
【0081】〔例5〕次に、本例においては、図5に示
した構成の、本発明の請求項2に係るセラミックコンデ
ンサを作製した。
【0082】まず、誘電体磁器層の材料としてPMNを
主成分とする鉛系リラクサー材料粉末を用意し、それを
アクリル系樹脂のバインダーと混合して得られたスリッ
プを用いて、ドクターブレード法によって厚さ30μmの
セラミックグリーンシートを成形した。
【0083】このセラミックグリーンシートの所定の位
置に、MPS装置を使用して、後から印刷する内部電極
パターンの長辺のほぼ中央部から延設した長方形状の突
起部と重なるように、直径 120μmのスルーホールを1
個ずつ計2個加工した。
【0084】このスルーホール加工を施したグリーンシ
ートに、AgまたはAg/Pdからなる導電性ペースト
を用いて、スクリーン印刷法により長方形状の内部電極
パターンを印刷した。この内部電極パターンの寸法は、
内部電極の短辺の長さA= 0.8mm、長辺の長さ(幅)
B= 3.2mm、短辺と長辺の長さの比A/B=0.25とな
り、厚さが2〜4μmとなるようにした。また、ビアホ
ールと接続する部分には、短辺の長さ 0.2mm、長辺の
長さ 0.3mmとなる長方形状の突起部を同時に印刷し
た。
【0085】次いで、上記2つのビアホールに交互に導
通するように、2種類の内部電極パターンを印刷したグ
リーンシートを交互に5枚ずつ積層した後、細長い空洞
となったスルーホールに、内部電極と同じAgまたはA
g/Pdからなる導電性ペーストを充填した。
【0086】このように積層したグリーンシートを熱圧
着して一体化した後、長さ4.15mm、幅2.23mmのチッ
プに切断した。これを乾燥機により 300℃で脱バインダ
ーした後、950 ℃、3.5 時間の条件で焼成して、長さ
3.2mm、幅 1.6mm、厚さ 0.7mmのチップ本体を作
製した。
【0087】このチップ本体をバレル研磨にかけて角面
を研磨した後、ビアホールの端部が露出した底面に、A
gからなる導電性ペーストを用いてスクリーン印刷法に
より基板用電極パターンを印刷した。この基板用電極パ
ターンは、図3(c)に示した一対の長方形状のものと
し、その寸法は基板用電極の長さが 3.2mm、幅が 0.4
mmとなるようにし、厚さは20μmとなるようにした。
これを乾燥後に、 600℃、10分間の条件で焼き付け工程
を通し、さらに5μm厚のNiメッキ膜と2μm厚のS
n−Pbメッキ膜を形成して基板用電極を形成し、セラ
ミックコンデンサ試料Qを得た。
【0088】このようにして得た試料Qについて〔例
1〕と同様にしてインダクタンスを求めたところ、0.20
0 nHとなり、試料Aと比較してさらに小さいことが確
認できた。
【0089】なお、本発明の請求項2に係るセラミック
コンデンサは、請求項1に係るセラミックコンデンサに
比較してインダクタンスをより小さくできるが、作製に
当たってグリーンシートにビアホール加工を行なう必要
があることや、チップ本体の底面に一対の基板用電極を
形成するのに治具を必要とすることなどから、その作製
に手間がかかったり工数が増えたりする場合がある。従
って、それらも考慮して、必要とするインダクタンスや
容量などから最適な構成を選択することが好ましく、そ
れにより幅広い要求に対する対応が可能となる。
【0090】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のセラミッ
クコンデンサによれば、誘電体磁器層と長方形状の内部
電極とを交互に積層して形成されたコンデンサ部におい
て、内部電極の短辺と長辺の長さの比A/Bを 0.5以下
とするとともに、チップ本体の主面上に形成された一対
の基板用電極と内部電極を接続する引出部もしくはビア
ホールを内部電極の長辺のほぼ中央部に配設し、かつ引
出部の幅Cを0<C<B/2またはビアホールの径Dを
0<D<B/2とした構成とすることにより、コンデン
サに発生する総合インダクタンスを非常に小さく抑制す
ることができ、極めて低インダクタンスとしたセラミッ
クコンデンサを提供することができた。
【0091】また、本発明のセラミックコンデンサによ
れば、非常に高速化された回路モジュールにおいてもノ
イズ発生による電圧レベルの変動に起因する誤動作を引
き起こさない、極めて低インダクタンスとした面実装タ
イプのセラミックコンデンサを提供することができた。
そのため、高速化された回路モジュールの動作を安定化
することが可能となり、さらなる高速化に対応できるよ
うになる。
【0092】さらに、本発明の請求項1に係るセラミッ
クコンデンサによれば、その作製に当たって従来の積層
セラミックコンデンサと比べて特別な工程を必要としな
いため、低インダクタンスのセラミックコンデンサを低
コストで製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)および(b)は、本発明のセラミックコ
ンデンサの構成例を示す横断面図及び縦断面図である。
【図2】(a)〜(c)は、それぞれ本発明のセラミッ
クコンデンサの構成例における電流の向きを説明する横
断面図ならびに縦断面図および縦断面図である。
【図3】(a)〜(c)は、それぞれ本発明のセラミッ
クコンデンサの他の構成例を示す横断面図、縦断面図お
よび底面図である。
【図4】(a)〜(c)は、それぞれ本発明のセラミッ
クコンデンサの他の構成例における電流の向きを説明す
る横断面図ならびに縦断面図および縦断面図である。
【図5】(a)および(b)は、本発明のセラミックコ
ンデンサの他の構成例を示す横断面図および縦断面図で
ある。
【図6】(a)および(b)は、従来のセラミックコン
デンサの構成を示す横断面図および縦断面図である。
【図7】(a)および(b)は、従来の他のセラミック
コンデンサの構成を示す横断面図および縦断面図であ
る。
【図8】従来の他のセラミックコンデンサの構成を示す
縦断面図である。
【図9】従来の他のセラミックコンデンサの構成を示す
横断面図である。
【図10】(a)および(b)は、従来の他のセラミッ
クコンデンサの構成を示す分解斜視図および横断面図で
ある。
【符号の説明】
23、29、35・・・・・・・・・・・・・・・セラミック
コンデンサ 24、30、36・・・・・・・・・・・・・・・チップ本体 25a、25b、31a、31b、37a、37b・・・内部電極 26、32、38・・・・・・・・・・・・・・・コンデンサ
部 27a、27b、33a、33b、39a、39b・・・基板用電極 28a、28b・・・・・・・・・・・・・・・引出部 34a、34b、41a、41b・・・・・・・・・ビアホール 40a、40b・・・・・・・・・・・・・・・突起部 A・・・・・内部電極の短辺の長さ B・・・・・内部電極の長辺の長さ C・・・・・引出部の幅 D・・・・・ビアホールの径

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体磁器層と長方形状の内部電極とを
    交互に積層して形成されたコンデンサ部を有するチップ
    本体と、該チップ本体の主面上に形成された一対の基板
    用電極とを有し、該一対の基板用電極と前記内部電極と
    が内部電極の引出部でもって接続されて成るセラミック
    コンデンサにおいて、前記内部電極の短辺の長さAと長
    辺の長さをBとの比A/Bを0.5以下とするととも
    に、前記引出部を内部電極の長辺のほぼ中央部に配設
    し、かつ引出部の幅Cを0<C<B/2としたことを特
    徴とするセラミックコンデンサ。
  2. 【請求項2】 誘電体磁器層と長方形状の内部電極とを
    交互に積層して形成されたコンデンサ部を有するチップ
    本体と、該チップ本体の主面上に形成された一対の基板
    用電極とを有し、該一対の基板用電極と前記内部電極と
    がビアホールでもって接続されて成るセラミックコンデ
    ンサにおいて、前記内部電極の短辺の長さAと長辺の長
    さをBとの比A/Bを0.5以下とするとともに、前記
    ビアホールを内部電極の長辺のほぼ中央部に配設し、か
    つビアホールの径Dを0<D<B/2としたことを特徴
    とするセラミックコンデンサ。
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