JPWO2005020256A1 - 積層型電子部品 - Google Patents

Abstract

ＥＳＬを小さくすることができ、高周波特性に優れたノイズ対策部品として好適に用いることができる、積層型電子部品を提供する。 積層体（１３）の内部に、浮き電極（１４）、および浮き電極との間で静電容量をそれぞれ形成する３種類の貫通内部電極（１５〜１７）を、絶縁層（１２）間の特定の界面に沿ってそれぞれ形成する。貫通内部電極（１５〜１７）の各々は、積層体（１３）を貫通するように延び、積層体（１３）の相対向する側面（１８，１９）の各々に、貫通内部電極（１５〜１７）の各々にそれぞれ電気的に接続される３種類の外部電極（２０〜２５）を形成する。貫通内部電極（１５〜１７）のうち、たとえば、貫通内部電極（１５，１６）を信号側貫通内部電極として用い、貫通内部電極（１７）をグラウンド側貫通内部電極として用いる。

Description

この発明は、積層型電子部品に関するもので、特に、直流電源ライン用のノイズ対策用途に向けられる積層型電子部品に関するものである。

この発明にとって興味ある従来の積層型電子部品として、図１０に示すような構造を有するものがある（たとえば、特開２０００−１０６３２２号公報（特許文献１）参照）。図１０は、積層セラミックコンデンサ１を示す平面図であり、積層セラミックコンデンサ１の内部に設けられる要素を透視した状態で示している。

積層セラミックコンデンサ１は、積層された複数の絶縁層としての誘電体層２をもって構成される積層体３を備えている。積層体３の内部には、破線で示す浮き電極４が誘電体層２間の特定の界面に沿って形成される。浮き電極４は、積層体３の外表面のいずれにも引き出されていない。

また、積層体３の内部には、浮き電極４に対向することによって浮き電極４との間で静電容量をそれぞれ形成する第１および第２の内部電極５および６が誘電体層２間の特定の界面に沿って形成される。

第１の内部電極５は、積層体３の第１の側面７にまで引き出され、ここで第１の外部電極８に電気的に接続される。他方、第２の内部電極６は、第１の側面７に対向する第２の側面９にまで引き出され、ここで第２の外部電極１０に電気的に接続される。

上述のような積層セラミックコンデンサ１が直流電源ライン用のノイズ対策部品として用いられるとき、たとえば、第１の内部電極５および外部電極９が信号側の電極として用いられ、第２の内部電極６および外部電極１０がグラウンド側に接続される。

しかしながら、図１０に示した積層セラミックコンデンサ１をノイズ対策部品として用いる場合、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）が大きいため、高周波特性が悪いという問題に遭遇する。これは、内部電極５および６が貫通導体になっていないため、内部電極５および６自身に比較的大きなインダクタンス成分が発生するためである。

また、図１０に示したように、内部電極５および６が誘電体層２間の同じ界面に沿って形成されている場合には、内部電極５および６間での静電容量が発生し、内部電極５および６間の長さに比例するインダクタンス成分が発生する。このことも、ＥＳＬを大きくする原因となる。
特開２０００−１０６３２２号公報

そこで、この発明の目的は、上述のような問題を解決し得る積層型電子部品を提供しようとすることである。

この発明は、積層された複数の絶縁層をもって構成される積層体を備える、積層型電子部品に向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。

積層体の内部には、浮き電極、および浮き電極に対向することによって浮き電極との間で静電容量をそれぞれ形成する少なくとも３種類の貫通内部電極が、絶縁層間の特定の界面に沿ってそれぞれ形成される。各種類の貫通内部電極は、積層体を貫通するように延び、積層体の相対向する側面の各々には、各種類の貫通内部電極にそれぞれ電気的に接続される少なくとも３種類の外部電極が形成される。他方、浮き電極は、外部電極のいずれにも電気的に接続されない状態で形成される。

この発明の第１の実施態様では、貫通内部電極のうち、少なくとも２種類のものが信号側貫通内部電極として用いられ、少なくとも１種類のものがグラウンド側貫通内部電極として用いられる。

上述の実施態様において、貫通内部電極が、第１および第２の信号側貫通内部電極とグラウンド側貫通内部電極とを含む場合、第１の信号側貫通内部電極と第２の信号側貫通内部電極との間、第１の信号側貫通内部電極とグラウンド側貫通内部電極との間、および第２の信号側貫通内部電極とグラウンド側貫通内部電極との間には、それぞれ、浮き電極を通して直列接続されたコンデンサ素子が構成される。

この発明の第２の実施態様では、貫通内部電極のうち、少なくとも１種類のものが信号側貫通内部電極として用いられ、少なくとも２種類のものがグラウンド側貫通内部電極として用いられる。

上述の実施態様において、貫通内部電極が、信号側貫通内部電極と第１および第２のグラウンド側貫通内部電極とを含む場合、信号側貫通内部電極と第１のグラウンド側貫通内部電極との間、および信号側貫通内部電極と第２のグラウンド側貫通内部電極との間には、それぞれ、浮き電極を通して直列接続されたコンデンサ素子が構成される。

この発明において、信号側貫通内部電極とグラウンド側貫通内部電極とは、絶縁層間の同じ界面に沿って形成されていてもよいが、好ましくは、信号側貫通内部電極の少なくとも１種類のものとグラウンド側貫通内部電極の少なくとも１種類のものとは、浮き電極を挟んで互いに逆側に配置される。さらに好ましくは、すべての信号側貫通内部電極およびすべてのグラウンド側貫通内部電極について、信号側貫通内部電極とグラウンド側貫通内部電極とは、浮き電極を挟んで互いに逆側に配置される。

この発明に係る積層型電子部品において、浮き電極と貫通内部電極との間に形成される静電容量をより大きくするため、積層体において、複数組の浮き電極および貫通内部電極の組み合わせが積層方向に配置されてもよい。

この発明に係る積層型電子部品によれば、貫通内部電極が形成されているので、貫通内部電極のいずれかを信号側貫通内部電極として用いた場合、この信号側貫通内部電極において発生するインダクタンス成分を実質的になくすことができる。したがって、ＥＳＬを小さくすることができ、高周波特性に優れたノイズ対策部品として好適に用いられる、積層型電子部品を提供することができる。

この発明において、信号側貫通内部電極の少なくとも１種類のものとグラウンド側貫通内部電極の少なくとも１種類のものとが、浮き電極を挟んで互いに逆側に配置されていると、これら浮き電極を挟んで配置される信号側貫通内部電極とグラウンド側貫通内部電極とについては、それらの間の長さに比例するインダクタンス成分をほとんどなくすことができ、その分、ＥＳＬを小さくでき、高周波特性をより向上させることができる。

上述の場合において、すべての信号側貫通内部電極およびすべてのグラウンド側貫通内部電極について、信号側貫通内部電極とグラウンド側貫通内部電極とが、浮き電極を挟んで互いに逆側に配置されていると、すべての信号側貫通内部電極とすべてのグラウンド側貫通内部電極とについて、これらの間の長さに比例するインダクタンス成分をほとんどなくすことができるので、ＥＳＬを最も効果的に小さくすることができ、最も優れた高周波特性を与えることができる。

また、この発明に係る積層型電子部品では、複数種類の貫通内部電極のうち、任意のものをグラウンド側貫通内部電極として用いることができるので、貫通内部電極に電気的に接続される外部電極のうち、任意のものをグラウンド側外部電極として用いることができる。したがって、この発明によれば、グラウンド側外部電極の配置を、積層体の側面の端部または中央部というように、所望に応じて、任意に選ぶことができる。

［図１］図１は、この発明の第１の実施形態による積層型電子部品１１の外観を示す斜視図である。
［図２］図２は、図１に示した積層型電子部品１１を断面で示す正面図である。
［図３］図３は、図１に示した積層型電子部品１１の内部構造を示す平面図であり、（ａ）は、信号側貫通内部電極１５〜１７が通る断面を示し、（ｂ）は、浮き電極１４が通る断面を示している。
［図４］図４は、図１に示した積層型電子部品１１が与える等価回路図である。
［図５］図５は、この発明の第２の実施形態による積層型電子部品３１を断面で示す正面図である。
［図６］図６は、図５に示した積層型電子部品３１の内部構造を示す平面図であり、（ａ）は、第１の信号側貫通内部電極１５およびグラウンド側貫通内部電極１７が通る断面を示し、（ｂ）は、浮き電極１４が通る断面を示し、（ｃ）は、第２の信号側貫通内部電極１６が通る断面を示している。
［図７］図７は、この発明の第３の実施形態による積層型電子部品４１の外観を示す斜視図である。
［図８］図８は、図７に示した積層型電子部品４１の内部構造を示す平面図であり、（ａ）は、第１および第２のグラウンド側貫通内部電極４３および４４が通る断面を示し、（ｂ）は、浮き電極１４が通る断面を示し、（ｃ）は、信号側貫通内部電極４２が通る断面を示している。
［図９］図９は、図７に示した積層型電子部品４１が与える等価回路図である。
［図１０］図１０は、この発明にとって興味ある従来の積層セラミックコンデンサ１を示す平面図であり、その内部に設けられる要素を透視して示している。

符号の説明

１１，３１，４１ 積層型電子部品
１２ 絶縁層
１３ 積層体
１４ 浮き電極
１５，１６，４２ 信号側貫通内部電極
１７，４３，４４ グラウンド側内部貫通電極
１８，１９ 側面
２０〜２３，４５，４６ 信号側外部電極
２４，２５，４７〜５０ グラウンド側外部電極
Ｃ１〜Ｃ１０ コンデンサ素子

図１ないし図４は、この発明の第１の実施形態を説明するためのものである。ここで、図１は、第１の実施形態による積層型電子部品１１の外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示した積層型電子部品１１を断面で示す正面図である。図３は、積層型電子部品１１の内部構造を示すため、特定の断面をもって示した平面図である。図４は、積層型電子部品１１が与える等価回路図である。

積層型電子部品１１は、積層された複数の絶縁層１２をもって構成される積層体１３を備えている。絶縁層１２は、たとえば誘電体セラミックから構成される。積層体１３は、たとえば直方体状をなしている。

積層体１３の内部には、図２および図３（ｂ）に示すように、浮き電極１４が絶縁層１２間の特定の界面に沿って形成される。図３（ｂ）は、浮き電極１４が通る断面を示したものである。

積層体１３の内部には、また、図２および図３（ａ）に示すように、浮き電極１４に対向することによって浮き電極１４との間で静電容量をそれぞれ形成する少なくとも３種類の貫通内部電極１５〜１７が絶縁層１２間の特定の界面に沿って形成される。この実施形態では、３種類の貫通内部電極１５〜１７が形成され、これら３種類の貫通内部電極１５〜１７は、絶縁層１２間の同じ界面に沿って形成される。図３（ａ）は、貫通内部電極１５〜１７が通る断面を示したものである。

貫通内部電極１５〜１７の各々は、図３（ａ）によく示されているように、長方形状であって互いに平行な長手方向に積層体１３を貫通するように延びている。そして、積層体１３の相対向する側面１８および１９の各々には、貫通内部電極１５に電気的に接続される外部電極２０および２１、貫通内部電極１６に電気的に接続される外部電極２２および２３、ならびに、貫通内部電極１７に電気的に接続される外部電極２４および２５がそれぞれ形成されている。

他方、浮き電極１４は、図３（ｂ）によく示されているように、貫通内部電極１５〜１７のすべてと対向できるような広面積を有する長方形状であって外部電極２０〜２５のいずれにも電気的に接続されない状態で形成されている。

また、この実施形態では、図２に示されるように、積層体１３において、複数組の浮き電極１４および貫通内部電極１５〜１７の組み合わせが積層方向に配置されている。

以上のような構成を有する積層型電子部品１１がノイズ対策部品として用いられるとき、貫通内部電極１５〜１７のうち、たとえば、貫通内部電極１５および１６が、それぞれ、第１および第２の信号側貫通内部電極として用いられ、貫通内部電極１７がグラウンド側貫通内部電極として用いられる。したがって、外部電極２０〜２５のうち、外部電極２０および２１は第１の信号側外部電極として用いられ、外部電極２２および２３は第２の信号側外部電極として用いられ、外部電極２４および２５はグラウンド側外部電極として用いられる。

上述のような使用状態において、積層型電子部品１１は、図４に示すような等価回路を実現する。図４において、図１ないし図３に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付すことによって、図１ないし図３に示した積層型電子部品１１に備える要素とこの等価回路に備える要素との対応関係が明らかにされている。

図４を参照して、第１の信号側外部電極２０および２１に電気的に接続される第１の信号側貫通内部電極１５と第２の信号側外部電極２２および２３に電気的に接続される第２の信号側貫通内部電極１６との間には、浮き電極１４を通して直列接続されたコンデンサ素子Ｃ１およびＣ２が構成される。また、第１の信号側外部電極２０および２１に電気的に接続された第１の信号側貫通内部電極１５とグラウンド側外部電極２４および２５に電気的に接続されたグラウンド側貫通内部電極１７との間には、浮き電極１４を通して直列接続されたコンデンサ素子Ｃ３およびＣ４が構成される。さらに、第２の信号側外部電極２２および２３に電気的に接続された第２の信号側貫通内部電極１６とグラウンド側外部電極２４および２５に電気的に接続されたグラウンド側貫通内部電極１７との間には、浮き電極１４を通して直列接続されたコンデンサ素子Ｃ５およびＣ６が構成される。

このように、積層型電子部品１１は、貫通する信号側貫通内部電極１５および１６を有しているので、これら信号側貫通内部電極１５および１６において発生するインダクタンス成分を実質的になくすことができ、したがって、ＥＳＬを小さくすることができ、高周波特性に優れたノイズ対策部品とすることができる。

図５および図６は、この発明の第２の実施形態を説明するためのものである。ここで、図５は図２に対応する図であり、図６は図３に対応する図である。図５および図６において、図２および図３に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図５および図６に示した積層型電子部品３１は、図１に示した積層型電子部品１１と実質的に同様の外観を有していて、積層体１３を備え、積層体１３の相対向する側面１８および１９の各々には、外部電極２０〜２５が形成されている。

また、第１の実施形態による積層型電子部品１１の場合と同様、積層体１３の内部には、浮き電極１４が形成され、さらに、浮き電極１４に対向することによって浮き電極１４との間で静電容量をそれぞれ形成する３種類の貫通内部電極１５〜１７が形成される。

第２の実施形態では、貫通内部電極１５〜１７のうち、第１の信号側貫通内部電極１５およびグラウンド側貫通内部電極１７が、図５および図６（ａ）に示すように、絶縁層１２間の同じ界面に沿って形成される。他方、第２の信号側貫通内部電極１６は、図５および図６（ｃ）に示すように、第１の信号側貫通内部電極１５およびグラウンド側貫通内部電極１７が形成された絶縁層１２間の界面とは異なる絶縁層１２間の界面に沿って形成されるとともに、浮き電極１４を挟んで第１の信号側貫通内部電極１５およびグラウンド側貫通内部電極１７とは互いに逆側に配置される。

また、積層型電子部品３１にあっても、積層型電子部品１１と同様、積層体１３において、複数組の浮き電極１４および貫通内部電極１５〜１７の組み合わせが積層方向に配置される。

この第２の実施形態による積層型電子部品３１によっても、図４に示した等価回路が実現される。

第２の実施形態によれば、第２の信号側貫通内部電極１６とグラウンド側貫通内部電極１７との位置関係に関して、第２の信号側貫通内部電極１６とグラウンド側貫通内部電極１７とが浮き電極１４を挟んで互いに逆側に配置されているので、これら第２の信号側貫通内部電極１６とグラウンド側貫通内部電極１７との間の長さに比例するインダクタンス成分をほとんどなくすことができ、その分、ＥＳＬを小さくできるため、第１の実施形態の場合より高周波特性を向上させることができる。

また、貫通内部電極１５〜１７の形状の自由度が大きく、たとえば図６（ａ）に示すように、第１の信号側貫通内部電極１５とグラウンド側貫通内部電極１７との互いに向かい合う方向に凸状となるような形状も可能である。第２の信号側貫通内部電極１６の形状も、図６（ｃ）に示すような長方形状に限らず、対向部分を幅広にしてもよい。

図７ないし図９は、この発明の第３の実施形態を説明するためのものである。ここで、図７は、この実施形態による積層型電子部品４１の外観を示す斜視図である。図８は、積層型電子部品４１の内部構造を示すため、特定の断面をもって示す平面図である。図９は、積層型電子部品４１によって与えられる等価回路図である。

図７および図８を参照して、積層型電子部品４１の構造について説明する。なお、図７および図８において、前述の図１ないし図３に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

積層体１３の内部には、図８（ｂ）に示すように、浮き電極１４が形成され、さらに、浮き電極１４に対向することによって浮き電極１４との間で静電容量をそれぞれ形成する３種類の貫通内部電極４２〜４４が形成される。これら貫通内部電極４２〜４４のうち、貫通内部電極４２と貫通内部電極４３および４４とは、浮き電極１４を挟んで互いに逆側に配置され、また、貫通内部電極４３および４４は、絶縁層１２間の同じ界面に沿って形成される。

ここまで説明した構成によれば、第２の実施形態による積層型電子部品３１の場合と実質的に同様または類似の構成が与えられている。

第３の実施形態による積層型電子部品４１では、貫通内部電極４２〜４４のうち、貫通内部電極４２が信号側貫通内部電極として用いられ、貫通内部電極４３および４４が、それぞれ、第１および第２のグラウンド側貫通内部電極として用いられる。

したがって、信号側貫通内部電極４２に電気的に接続される外部電極４５および４６が信号側外部電極として用いられ、第１のグラウンド側内部貫通電極４３に電気的に接続される外部電極４７および４８が第１のグラウンド側外部電極として用いられ、第２のグラウンド側貫通内部電極４４に電気的に接続される外部電極４９および５０が第２のグラウンド側外部電極として用いられる。

その結果、図９に示した等価回路図において、信号側外部電極４５および４６に電気的に接続される信号側貫通内部電極４２と第１のグラウンド側外部電極４７および４８に電気的に接続される第１のグラウンド側貫通内部電極４３との間には、浮き電極１４を通して直列接続されたコンデンサ素子Ｃ７およびＣ８が構成される。また、信号側外部電極４５および４６に電気的に接続された信号側貫通内部電極４２と第２のグラウンド側外部電極４９および５０に電気的に接続された第２のグラウンド側貫通内部電極４４との間には、浮き電極１４を通して直列接続されたコンデンサ素子Ｃ９およびＣ１０が構成される。

この第３の実施形態によれば、信号側貫通内部電極４２とグラウンド側貫通内部電極４３および４４とが、浮き電極１４を挟んで互いに逆側に配置されているので、信号側貫通内部電極４２とグラウンド側貫通内部電極４３および４４の双方とについて、これらの間の長さに比例するインダクタンス成分をほとんどなくすことができるので、第２の実施形態の場合に比べて、ＥＳＬをさらに小さくすることができ、その結果、さらに優れた高周波特性を与えることができる。

なお、第３の実施形態による積層型電子部品４１にあっても、図示しないが、積層型電子部品１１と同様、積層体１３において、複数組の浮き電極１４および貫通内部電極４２〜４４の組み合わせが積層方向に配置される。

以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の変形例が可能である。

たとえば、図示した実施形態の各々においては、３種類の貫通内部電極が設けられたが、信号側貫通内部電極およびグラウンド側貫通内部電極のいずれについても、さらに多くの種類の貫通内部電極が設けられてもよい。

また、第１および第２の実施形態では、積層体１３の側面１８および１９の各々の一方の端部にグラウンド側外部電極２４および２５が配置され、第３の実施形態では、側面１８よび１９の各々の両端にグラウンド側外部電極４７および５０が配置されている。しかしながら、このようなグラウンド側外部電極の配置は、たとえば、側面１８および１９の中央部であってもよい。このことから、この発明によれば、グラウンド側外部電極の配置を、所望に応じて、任意に選ぶことが可能であることがわかる。

この発明に係る積層型電子部品は、等価直列抵抗を小さくすることができるので、高周波特性に優れた、直流電源ライン用のノイズ対策部品として好適に用いることができる。

Claims (9)

1. 積層された複数の絶縁層をもって構成される積層体を備え、
   前記積層体の内部には、浮き電極、および前記浮き電極に対向することによって前記浮き電極との間で静電容量をそれぞれ形成する少なくとも３種類の貫通内部電極が、前記絶縁層間の特定の界面に沿ってそれぞれ形成され、
   各種類の前記貫通内部電極は、前記積層体を貫通するように延び、前記積層体の相対向する側面の各々には、各種類の前記貫通内部電極にそれぞれ電気的に接続される少なくとも３種類の外部電極が形成され、
   前記浮き電極は、前記外部電極のいずれにも電気的に接続されない状態で形成されている、
   積層型電子部品。
2. 前記貫通内部電極のうち、少なくとも２種類のものが信号側貫通内部電極として用いられ、少なくとも１種類のものがグラウンド側貫通内部電極として用いられる、請求項１に記載の積層型電子部品。
3. 前記貫通内部電極は、第１および第２の前記信号側貫通内部電極と前記グラウンド側貫通内部電極とを含み、前記第１の信号側貫通内部電極と前記第２の信号側貫通内部電極との間、前記第１の信号側貫通内部電極と前記グラウンド側貫通内部電極との間、および前記第２の信号側貫通内部電極と前記グラウンド側貫通内部電極との間には、それぞれ、前記浮き電極を通して直列接続されたコンデンサ素子が構成される、請求項２に記載の積層型電子部品。
4. 前記貫通内部電極のうち、少なくとも１種類のものが信号側貫通内部電極として用いられ、少なくとも２種類のものがグラウンド側貫通内部電極として用いられる、請求項１に記載の積層型電子部品。
5. 前記貫通内部電極は、前記信号側貫通内部電極と第１および第２の前記グラウンド側貫通内部電極とを含み、前記信号側貫通内部電極と前記第１のグラウンド側貫通内部電極との間、および前記信号側貫通内部電極と前記第２のグラウンド側貫通内部電極との間には、それぞれ、前記浮き電極を通して直列接続されたコンデンサ素子が構成される、請求項４に記載の積層型電子部品。
6. 前記信号側貫通内部電極と前記グラウンド側貫通内部電極とは、前記絶縁層間の同じ界面に沿って形成されている、請求項２ないし５のいずれかに記載の積層型電子部品。
7. 前記信号側貫通内部電極の少なくとも１種類のものと前記グラウンド側貫通内部電極の少なくとも１種類のものとは、前記浮き電極を挟んで互いに逆側に配置される、請求項２ないし５のいずれかに記載の積層型電子部品。
8. すべての前記信号側貫通内部電極およびすべての前記グラウンド側貫通内部電極について、前記信号側貫通内部電極と前記グラウンド側貫通内部電極とは、前記浮き電極を挟んで互いに逆側に配置される、請求項７に記載の積層型電子部品。
9. 前記積層体において、複数組の前記浮き電極および前記貫通内部電極の組合せが積層方向に配置される、請求項１ないし８のいずれかに記載の積層型電子部品。

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