JPH1097948A - 積層コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波域において高いＱ値を有すると共に内
部構造欠陥のない積層コンデンサを提供する。 【解決手段】 内部電極層と誘電体層とを交互に複数積
層しすると共に、少なくとも一層に、この層内において
所定幅のスリットを形成するようにほぼ平行に設けられ
た２つ以上の内部電極片２２ｂを有し、この層内におけ
る内部電極片２２ｂ間のスリット２２ａの幅が部分的に
異なった値に設定されている積層コンデンサを構成す
る。これにより、積層時における内部電極層と誘電体層
との応力が分散されると共に、内部電極片の局部的な累
積による局部的に厚くなる割合が、従来よりも低減さ
れ、内部歪の発生が抑制されるので、内部電極片２２ｂ
と内部電極片２２ｂを挟む上下の誘電体層間の密着性、
及びこれら誘電体層間の密着性が十分に得られ、クラッ
クやデラミネーション等の構造欠陥の発生を防止できる
と共に、高周波域における高いＱ値を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、積層コンデンサに
関し、特に静電容量の小さな高周波用の積層コンデンサ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２乃至図４に従来例の積層コンデンサ
を示す。図２は分解斜視図、図３は平面図、図４は図３
のＡ−Ａ線矢視方向断面図である。

【０００３】図において、１０は積層コンデンサで、誘
電体層１１と内部電極１２とを交互に積層してなる素体
１３と、素体１３の両端部において内部電極を交互に並
列に接続している一対の外部電極１４とから構成されて
いる。

【０００４】内部電極１２は、誘電体層１１の中央領域
付近に設けられた内部電極片１２ａと、外部電極１４に
沿って外部電極１４に接続した状態で設けられた内部電
極引出部１２ｂとから成り、内部電極片１２ａは内部電
極引出部１２ｂを介して外部電極１４に接続されてい
る。

【０００５】誘電体層１１は矩形のシート上のセラミッ
ク焼結体からなり、セラミック焼結体は、例えばチタン
酸バリウム等を主成分とする誘電体磁器材料から形成さ
れている。内部電極１２は金属ペーストを焼結させた金
属薄膜からなり、金属ペーストとしては、例えばＰｄや
Ａｇ−Ｐｄのような貴金属材料を主成分とするものが使
用されている。外部電極１４も内部電極１２と同様の材
料により形成され、表面には半田濡れ性をよくするため
に半田メッキが施されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、移動
通信機器等に使用される通信用の周波数が高周波帯（Ｇ
Ｈｚ帯）へ移行してきており、これに伴って移動通信機
器等に使用される積層コンデンサも高周波帯への対応を
余儀なくされている。

【０００７】積層コンデンサを高周波帯へ対応させるた
めには、高周波域において低容量、例えば１０ｐＦ以下
の静電容量の積層コンデンサのＱ値を高める必要があ
る。

【０００８】このように高周波域において、低容量の積
層コンデンサのＱ値を高めるためには、内部電極の電気
抵抗を小さくする必要がある。

【０００９】内部電極の電気抵抗を小さくする方法とし
ては、内部電極の面積を広くしたり、内部電極の厚みを
厚くしたりする方法がある。

【００１０】しかしながら、内部電極の面積を大きくす
ると静電容量が大きくなりすぎるので、内部電極間の距
離を広げたり、積層数を減らしたりしなければならず、
このため、内部電極間の電気抵抗が高まったり、Ｑ値が
低下したりする。

【００１１】また、内部電極を厚くすると、内部電極の
電気抵抗は下がるが、内部電極の局部的な累積によりそ
の部分は局部的に厚くなって内部歪が増大したり、Ｐｄ
等からなる内部電極の酸化膨張により、構造欠陥（デラ
ミネーション、クラック等）の発生率が大きくなってし
まう。

【００１２】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、高周
波域において高いＱ値を有すると共に内部構造欠陥のな
い積層コンデンサを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために請求項１では、内部電極層と誘電体層とを
交互に複数積層してなる積層コンデンサにおいて、少な
くとも一層に、該層内において所定幅のスリットを形成
するようにほぼ平行に設けられた２つ以上の内部電極片
を有し、該層内における前記スリット幅が部分的に異な
った値に設定されている積層コンデンサを提案する。

【００１４】該積層コンデンサによれば、前記スリット
幅が部分的に異なった値に設定されているため、積層時
における内部電極層と誘電体層との応力が分散される。
さらに、内部電極片の局部的な累積による局部的に厚く
なる割合が、従来よりも低減され、内部歪の発生が抑制
される。

【００１５】また、請求項２では、請求項１記載の積層
コンデンサにおいて、前記スリット幅の最小値は前記内
部電極片の厚さ以上であり、且つ前記スリット幅の最小
値Ｄmin と最大値Ｄmax の比（Ｄmin ／Ｄmax ）が０．
１以下となるように前記スリット幅が設定されている積
層コンデンサを提案する。

【００１６】該積層コンデンサによれば、前記スリット
幅の最小値は前記内部電極片の厚さ以上であり、且つ前
記スリット幅の最小値Ｄmin と最大値Ｄmax の比（Ｄmi
n ／Ｄmax ）が０．１以下となるように前記スリット幅
が設定されているので、同層内の内部電極片間における
電磁界の影響が低減され、高いＱ値が得られる。

【００１７】また、請求項３では、請求項１又は２記載
の積層コンデンサにおいて、前記内部電極片の幅が部分
的に異なった値に設定されている積層コンデンサを提案
する。

【００１８】該積層コンデンサによれば、前記内部電極
片の幅が部分的に異なった値に設定することにより、内
部電極片のインダクタンス成分を任意の変えることがで
き、共振周波数を任意に設定可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は第１の一実施形態の積層コ
ンデンサを示す分解斜視図、図５はその平断面図であ
る。図において、２０は積層コンデンサで、誘電体層２
１と内部電極２２とを交互に積層してなる素体２３と、
素体２３の両端部において内部電極２２を交互に並列に
接続している一対の外部電極２４とから構成されてい
る。

【００２０】誘電体層２１は、例えば１５５０μｍ×８
２５μｍの矩形シート状のセラミック焼結体からなり、
焼結体は例えばチタン酸マグネシウムを主成分とするグ
リーンシートを焼成して形成した誘電体磁器材料からな
る。

【００２１】誘電体層２１を介して隣り合う一対の内部
電極２２のそれぞれは、１つのスリット２２ａを介して
隣り合う２つの内部電極片２２ｂを有している。各内部
電極片２２ｂは略台形状になっており、それぞれの内部
電極片２２ｂの底辺が外部電極２４に接続されている。

【００２２】また、２つの内部電極片２２ｂ間のスリッ
ト２２ａは二等辺三角形に近い台形をなし、スリット２
２ａの幅は内部電極片２２ｂの底辺位置において最小値
Ｄmin を有し、内部電極片２２ｂの先端位置において最
大値Ｄmax を有している。

【００２３】一方、誘電体層２１を介して上下に隣り合
う一対の内部電極２２において、一方の層の内部電極２
２の内部電極片２２ｂの外側辺は、他方の層の内部電極
２２の内部電極片２２ｂの外側辺と対向している。

【００２４】これらの内部電極２２は導電性ペーストの
薄膜を焼結させた金属薄膜からなり、導電性ペーストと
しては、例えばＡｇ−Ｐｄ粉末を主成分とするものが使
用されている。外部電極２４も内部電極２２と同様の材
料により形成され、表面には半田濡れ性をよくするため
に半田メッキが施されている。

【００２５】ここで、層内におけるスリット２２ａの幅
の最小値Ｄmin と最大値Ｄmax の比Ｄmin ／Ｄmax は
０．１に設定されている。

【００２６】本実施形態では、スリット２２ａの幅の最
小値Ｄmin を５０μｍ、最大値Ｄmax を５００μｍとし
た。

【００２７】この積層コンデンサは次のようにして製造
した。まず、誘電体の原料粉末に有機バインダーを１５
重量％添加し、さらに水を５０重量％加え、これらをボ
ールミルに入れて十分に混合し、誘電体磁器原料のスラ
リーを作成した。

【００２８】次に、このスラリーを真空脱泡器に入れて
脱泡した後、リバースロールコーターに入れ、ポリエス
テルフィルム上にこのスラリーからなる薄膜を形成し、
この薄膜をポリエステルフィルム上で１００℃に加熱し
て乾燥させ、これを打ち抜いて、１０ｃｍ角、厚さ約２
０μｍのグリーンシートを得た。

【００２９】一方、平均粒径が１．５μｍのパラジウム
粉末１０ｇと、エチルセルロース０．９ｇをブチルカル
ビトール３．１ｇに溶解させたものとを攪拌器に入れ、
１０時間攪拌することにより内部電極用の導電性ペース
トを得た。

【００３０】この後、上述した内部電極のパターンを５
０個有する各スクリーンを用いて、上記グリーンシート
の片面にこの導電性ペーストからなる内部電極のパター
ンを各々印刷し、これを乾燥させた。

【００３１】次に、上記印刷面を上にしてグリーンシー
トを複数枚積層し、さらにこの積層物の上下両面に印刷
の施されていないグリーンシートを積層した。次いで、
この積層物を約５０℃の温度で厚さ方向に約４０トンの
圧力を加えて圧着させた。この後、この積層物を格子状
に裁断し、約５０個の積層チップを得た。

【００３２】次に、この積層チップを雰囲気焼成可能な
炉に入れ、大気中で６００℃まで加熱して、有機バイン
ダーを焼成させ、その後、炉の雰囲気を大気中雰囲気と
し、積層体チップの加熱温度を６００℃から焼成温度の
１１５０℃（最高温度）を３時間保持した。この後、１
００℃／ｈｒの速度で６００℃まで降温し、室温まで冷
却して、焼結体チップを得た。

【００３３】次いで、内部電極が露出する焼結体チップ
の側面に銀とガラスフリットとビヒクルからなる導電性
ペーストを塗布して乾燥させ、これを大気中で８００℃
の温度で１５分間焼き付け、銀電極層を形成し、さらに
この上に銅を無電解メッキで被着させ、この上に電気メ
ッキ法でＰｂ−Ｓｎ半田層を設けて、一対の外部電極を
形成した。これによって積層コンデンサが得られた。

【００３４】前述の構成よりなる積層コンデンサによれ
ば、スリット２２ａの幅が徐々に異なった値に設定され
ているため、積層時における内部電極２２と誘電体層２
１との応力が分散されると共に、内部電極片２２ｂの局
部的な累積による局部的に厚くなる割合が、従来よりも
低減され、内部歪の発生が抑制されるので、内部電極片
２２ｂと内部電極片２２ｂを挟む上下の誘電体層２１と
の間の密着性、及びこれら誘電体層２１間の密着性が十
分に得られ、内部電極片２２ｂの厚さを必要十分に厚く
形成でき、クラックやデラミネーション等の構造欠陥の
発生を防止できると共に、高周波域における高いＱ値を
得ることができた。これにより、高周波域において良好
な特性を有する信頼性の高い積層コンデンサが得られ
た。

【００３５】尚、本実施形態では、スリット２２ａの幅
の最小値Ｄmin と最大値Ｄmax の比Ｄmin ／Ｄmax を
０．１に設定し、スリット２２ａの幅の最小値Ｄmin を
５０μｍ、最大値Ｄmax を５００μｍとしたが、これに
限定されることはない。実験結果によれば、スリット２
２ａ幅の最小値Ｄmin と最大値Ｄmax の比Ｄmin ／Ｄma
x は０．１以下が好ましく、またスリット２２ａ幅の最
小値Ｄmin と最大値Ｄmax は５０μｍ以上６００μｍ以
下が好ましい。

【００３６】次に、第２の実施形態を説明する。図６は
第２の実施形態の積層コンデンサを示す分解斜視図、図
７はその平断面図である。第２の実施形態と前述した第
１の実施形態との相違点は内部電極２２の形状を変えた
点にある。

【００３７】即ち、第２の実施形態では、誘電体層２１
を介して上下に隣り合う一対の内部電極２２のそれぞれ
は、１つのスリット２２ａを介して隣り合う２つの内部
電極片２２ｂを有している。各内部電極片２２ｂは略台
形状になっており、それぞれの内部電極片２２ｂの上辺
が外部電極２４に接続されている。

【００３８】また、２つの内部電極片２２ｂ間のスリッ
ト２２ａは二等辺三角形に近い台形をなし、スリット２
２ａの幅は内部電極片２２ｂの底辺位置（先端位置）に
おいて最大値Ｄmax を有し、内部電極片２２ｂの上辺位
置（基端部位置）において最小値Ｄmin を有している。

【００３９】一方、誘電体層２１を介して隣り合う一対
の内部電極２２において、一方の層の内部電極２２の内
部電極片２２ｂの外側辺は、他方の層の内部電極２２の
内部電極片２２ｂの外側辺と対向している。

【００４０】本実施形態においても第１の実施形態と同
様に製造し、スリット２２ａの幅の最小値Ｄmin と最大
値Ｄmax の比Ｄmin ／Ｄmax を０．１に設定すると共
に、スリット２２ａの幅の最小値Ｄmin を５０μｍ、最
大値Ｄmax を５００μｍとした。

【００４１】前述の構成よりなる積層コンデンサにおい
ても、第１の実施形態と同様に、スリット２２ａの幅が
徐々に異なった値に設定されているため、積層時におけ
る内部電極２２と誘電体層２１との応力が分散されると
共に、内部電極片２２ｂの局部的な累積による局部的に
厚くなる割合が、従来よりも低減され、内部歪の発生が
抑制されるので、内部電極片２２ｂと内部電極片２２ｂ
を挟む上下の誘電体層２１との間の密着性、及びこれら
誘電体層２１間の密着性が十分に得られ、内部電極片２
２ｂの厚さを必要十分に厚く形成でき、クラックやデラ
ミネーション等の構造欠陥の発生を防止できると共に、
高周波域における高いＱ値を得ることができた。これに
より、高周波域において良好な特性を有する信頼性の高
い積層コンデンサが得られた。

【００４２】尚、前述した本実施形態は一例であり、こ
れに限定されることはない。例えば、図８及び図９に示
す第３の実施形態のような形状のスリット２２ａ及び内
部電極片２２ｂを形成しても、スリット２２ａ幅の最小
値Ｄmin と最大値Ｄmax の比Ｄmin ／Ｄmax を０．１以
下に設定すると共に、スリット２２ａ幅の最小値Ｄmin
と最大値Ｄmax を５０μｍ以上６００μｍ以下に設定す
ることにより、前述と同様の効果を得ることができた。

【００４３】この他、図１０及び図１１に示す第４の実
施形態、図１２及び図１３に示す第５の実施形態、図１
４及び図１５に示す第６の実施形態、図１６及び図１７
に示す第７の実施形態、図１８及び図１９に示す第８の
実施形態、さらには図２０及び図２１に示す第９の実施
形態のような形状のスリット２２ａ及び内部電極片２２
ｂを形成しても同様の効果を得ることができた。

【００４４】ここで、第５及び第６の実施形態において
は、２つの内部電極片２２ｂの一端が接続されているた
め、スリット２２ａ幅の最小値Ｄmin は、内部電極片２
２ｂの基端部から距離Ｌm の位置における幅の値として
いる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、スリット幅が部分的に異なった値に設定されて
いるため、積層時における内部電極層と誘電体層との応
力が分散されると共に、内部電極片の局部的な累積によ
る局部的に厚くなる割合が、従来よりも低減され、内部
歪の発生が抑制されるので、内部電極片と該内部電極片
を挟む上下の誘電体層間の密着性、及びこれら誘電体層
間の密着性が十分に得られ、内部電極片の厚さを必要十
分に厚く形成でき、クラックやデラミネーション等の構
造欠陥の発生を防止できると共に、高周波域における高
いＱ値を得ることができる。これにより、高周波域にお
いて良好な特性を有する信頼性の高い積層コンデンサが
得られる。

【００４６】また、請求項２によれば、上記の効果に加
えて、さらに高いＱ値を得ることができると共に信頼性
をさらに増大させることができる。

【００４７】また、請求項３によれば、上記の効果に加
えて、前記内部電極片の幅が部分的に異なった値に設定
することにより、内部電極片のインダクタンス成分を任
意の変えることができ、共振周波数を任意に設定可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における第１の実施例の積
層コンデンサを示す分解斜視図

【図２】従来例の積層コンデンサを示す分解斜視図

【図３】従来例の積層コンデンサを示す平断面図

【図４】図３のＡ−Ａ線矢視方向断面図

【図５】本発明の一実施形態における第１の実施例の積
層コンデンサを示す平断面図

【図６】本発明の一実施形態における第２の実施例の積
層コンデンサを示す分解斜視図

【図７】本発明の一実施形態における第２の実施例の積
層コンデンサを示す平断面図

【図８】本発明の一実施形態における第３の実施例の積
層コンデンサを示す分解斜視図

【図９】本発明の一実施形態における第３の実施例の積
層コンデンサを示す平断面図

【図１０】本発明の一実施形態における第４の実施例の
積層コンデンサを示す分解斜視図

【図１１】本発明の一実施形態における第４の実施例の
積層コンデンサを示す平断面図

【図１２】本発明の一実施形態における第５の実施例の
積層コンデンサを示す分解斜視図

【図１３】本発明の一実施形態における第５の実施例の
積層コンデンサを示す平断面図

【図１４】本発明の一実施形態における第６の実施例の
積層コンデンサを示す分解斜視図

【図１５】本発明の一実施形態における第６の実施例の
積層コンデンサを示す平断面図

【図１６】本発明の一実施形態における第７の実施例の
積層コンデンサを示す分解斜視図

【図１７】本発明の一実施形態における第７の実施例の
積層コンデンサを示す平断面図

【図１８】本発明の一実施形態における第８の実施例の
積層コンデンサを示す分解斜視図

【図１９】本発明の一実施形態における第８の実施例の
積層コンデンサを示す平断面図

【図２０】本発明の一実施形態における第９の実施例の
積層コンデンサを示す分解斜視図

【図２１】本発明の一実施形態における第９の実施例の
積層コンデンサを示す平断面図

【符号の説明】

２０…積層コンデンサ、２１…誘電体層、２２…内部電
極、２２ａ…スリット、２２ｂ…内部電極片、２３…素
体、２４…外部電極。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部電極層と誘電体層とを交互に複数積
   層してなる積層コンデンサにおいて、 少なくとも一層に、該層内において所定幅のスリットを
   形成するようにほぼ平行に設けられた２つ以上の内部電
   極片を有し、 該層内における前記スリット幅が部分的に異なった値に
   設定されていることを特徴とする積層コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記スリット幅の最小値は前記内部電極
   片の厚さ以上であり、且つ前記スリット幅の最小値Ｄmi
   n と最大値Ｄmax の比（Ｄmin ／Ｄmax ）が０．１以下
   となるように前記スリット幅が設定されていることを特
   徴とする請求項１記載の積層コンデンサ。
3. 【請求項３】 前記内部電極片の幅が部分的に異なった
   値に設定されてい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。