KR101386540B1

KR101386540B1 - 적층 콘덴서

Info

Publication number: KR101386540B1
Application number: KR1020070095935A
Authority: KR
Inventors: 마사아키 토가시
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2014-04-17
Also published as: KR20080027736A; CN101154504B; US20080074825A1; JP4378370B2; CN101154504A; JP2008084894A; US7974071B2

Abstract

복수의 유전체층(12a)이 적층되어 형성되는 대략 직방체 형상의 유전체 소체(12)와, 유전체 소체(12)의 제1 길이 방향 측면(12A)과 2개의 폭 방향 측면(12C, 12D)에 걸쳐 인출되는 제1 내부 도체층(21)과, 제1 내부 도체층(21)에 대하여 유전체층(12a)을 개재하여 유전체 소체(12) 내에 적층되고, 제2 길이 방향 측면(12B)과 2개의 폭 방향 측면(12C, 12D)에 걸쳐 인출되는 제2 내부 도체층(22)과, 유전체 소체(12)의 외면에, 제1 길이 방향 측면(12A)과 2개의 폭 방향 측면(12C, 12D)에 걸쳐 형성되는 제1 단자 전극(31)과, 유전체 소체(12)의 외면에, 제2 길이 방향 측면(12B)과 2개의 폭 방향 측면(12C, 12D)에 걸쳐 형성되는 제2 단자 전극(32)을 가지는 적층 콘덴서. 제1 리드부에는, 제1 길이 방향 측면(12A)에 따른 위치에, 제1 단자 전극(31)과는 접속되지 않는 제1 스페이스 패턴(41)이 형성되어 있다.

Description

적층 콘덴서{MULTILAYER CONDENSER}

본 발명은, 등가 직렬 인덕턴스(Equivalent Series Inductance; ESL)를 대폭으로 저감한 적층 콘덴서에 관한 것으로, 특히 디커플링(decoupling) 콘덴서 등으로 이용되는 적층 콘덴서에 관한 것이다.

근래, LSI 등의 집적회로 공급용 전원에 있어서는 저전압화가 진행되는 한편 부하 전류는 증대되고 있다.

따라서, 부하 전류의 급격한 변화에 대하여 전원 전압의 변동을 허용치 내로 억제하는 것이 매우 곤란해지고 있다. 이 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 디커플링 콘덴서로 불리는 예를 들어 2단자 구조의 적층 세라믹 콘덴서(100)가 전원(102)에 접속되게 되어 있다. 그리하여, 부하 전류의 과도(過渡)적인 변동시에, 이 적층 세라믹 콘덴서(100)로부터 CPU 등의 LSI(104)에 전류를 공급하여, 전원 전압의 변동을 억제하도록 하고 있다.

그러나, 오늘날 CPU의 동작 주파수가 한층 고주파수화됨에 수반하여, 부하 전류의 변동은 보다 고속으로 또 큰 것이 되어, 도 2에 나타내는 적층 세라믹 콘덴서(100) 자체가 가지고 있는 등가 직렬 인덕턴스(ESL)가 전원 전압의 변동에 크게 영향을 미치게 되었다.

즉, 종래의 적층 세라믹 콘덴서(100)에서는 ESL이 높기 때문에, 부하 전류 i의 변동에 수반하여, 상기와 마찬가지로 전류 전압 V의 변동이 커지기 쉽다.

이는, 부하 전류의 과도(過渡)시에 있어서의 전압 변동이 하기 식 1로 근사되며, ESL의 고저가 전원 전압의 변동의 크기와 관련되기 때문이다. 그리하여, 이 식 1로부터, ESL의 저감이 전원전압의 안정화로 이어진다고도 할 수 있다.

dV=ESL·di/dt …식 1

여기서, dV는 과도시의 전압 변동(V)이고, i는 전류 변동량(A)이며, t는 변동 시간(초)이다.

ESL의 저감을 도모한 적층 콘덴서로서, 일본 특허 공개 제2003-51423호 공보에 나타내는 적층 콘덴서가 알려져 있다. 이 적층 콘덴서에 따르면, 기생 인덕턴스의 저감을 도모할 수 있고, 결과적으로 ESL의 저감을 도모할 수 있다. 그러나, ESL의 저감이 더욱 요구되고 있다.

ESL을 더욱 저감시킨 적층 콘덴서로서는, 다단자 적층 콘덴서가 알려져 있다. 이 다단자 적층 콘덴서에서는 외부 단자 전극을 많게 함으로써, 하나의 내부 도체층 내에서 방향이 서로 다른 전류의 흐름을 실현할 수 있다. 그 결과, ESL을 더욱 저감하는 것이 가능하다.

그러나, 다단자 콘덴서에서는 내부 도체층의 패턴을 복수개 준비할 필요가 있거나, 외부 단자 전극의 수가 많아져, 그 제조 비용이 비싸진다는 과제를 가지고 있다.

본 발명은, 이와 같은 상황에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 다단자 전극으로 하지 않고 저렴한 제조 비용으로 ESL을 대폭 저감할 수 있는 적층 콘덴서를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 적층 콘덴서는,

복수의 유전체층이 적층되어 형성되는 대략 직방체 형상의 유전체 소체와,

상기 유전체층 사이에 끼워지도록 상기 유전체 소체 내에 배치되고, 상기 유전체 소체의 제1 길이 방향 측면과 2개의 폭 방향 측면에 걸쳐 인출되는 제1 리드부를 가지는 제1 내부 도체층과,

상기 제1 내부 도체층에 대하여 상기 유전체층을 개재하여 상기 유전체 소체 내에 적층되고, 상기 유전체 소체의 제2 길이 방향 측면과 2개의 폭 방향 측면에 걸쳐 인출되는 제2 리드부를 가지는 제2 내부 도체층과,

상기 유전체 소체의 외면에, 상기 제1 길이 방향 측면과 2개의 폭 방향 측면에 걸쳐 형성되고, 상기 제1 리드부에 접속되는 제1 단자 전극과,

상기 유전체 소체의 외면에, 상기 제2 길이 방향 측면과 2개의 폭 방향 측면에 걸쳐 형성되고, 상기 제2 리드부에 접속되는 제2 단자 전극를 가지고,

상기 제1 리드부에는, 상기 제1 길이 방향 측면에 따른 위치에, 상기 제1 단자 전극과는 접속되지 않는 제1 스페이스 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 한 다.

본 발명에 따른 적층 콘덴서에서는, 제1 내부 도체층의 제1 리드부에 대하여 제1 스페이스 패턴이 형성된다. 이 때문에, 제1 리드부는, 제1 내부 도체층의 본체 부분으로부터 유전체 소체에 있어서의 제1 길이 방향 측면과 폭 방향 측면이 교차하는 2개의 모서리부로 인출되는 한 쌍의 분기 리드 패턴을 가지게 된다. 이 때문에, 각 제1 내부 도체층에서는, 각각의 분기 리드 패턴의 모서리부로부터, 각각 대각선의 모서리부로 향하는 전류의 흐름이 형성되고, 이들 흐름이 제1 내부 도체층의 본체 부분에서 동일면 내에서 교차하게 된다.

그 결과, 전류가 교차하는 곳에서 자기장을 상쇄하는 작용이 발생하고, 이에 수반하여 적층 콘덴서 자체가 가지는 기생 인덕턴스를 작게 할 수 있어, 등가 직렬 인덕턴스를 저감하는 효과가 생긴다.

또한, 본 발명에서는, 제1 단자 전극과 제2 단자 전극이 폭 방향으로 마주 보기 때문에 단자간 거리가 짧아져 그 점에서도 저ESL화를 도모할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 길이 방향 측면의 각각을 따라 제1 단자 전극 및 제2 단자 전극을 형성하기 때문에, 제1 리드부에 제1 스페이스 패턴을 형성하더라도 각 리드부와 각 단자 전극의 접속 길이를 충분히 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 2종류의 제1 및 제2 내부 도체층을 각각 유전체 소체 내에 복수 배치함으로써, 정전 용량이 높아질 뿐만 아니라 자기장을 상쇄하는 작용이 더욱 커져, 인덕턴스가 보다 대폭으로 감소하여 ESL이 한층 저감된다.

즉, 본 발명에 따른 적층 콘덴서에 따르면, 적층 콘덴서의 대폭적인 저ESL화 가 도모되어, 전원 전압의 진동을 억제할 수 있게 되어, 디커플링 콘덴서 등으로 적합하게 이용될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 스페이스 패턴은, 상기 제1 길이 방향 측면의 중앙 위치에 형성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 제1 리드부에 있어서의 한 쌍의 분기 리드 패턴이 대칭 형상이 되고, 교차하는 전류도 대칭 형상이 되기 쉬워, 자기장을 상쇄하는 효과가 커진다.

바람직하게, 상기 제1 스페이스 패턴의 길이 방향 길이를 L1로 하고, 상기 유전체 소체의 길이 방향 길이를 L0으로 한 경우, L1/L0의 비가 0.2 ~ 0.5 범위에 있다. 이 비가 너무 작거나 너무 커도, 동일면 내에서의 전류의 교차 현상이 적어지는 경향이 있다.

바람직하게, 상기 유전체 소체의 폭 방향 측면으로 인출되는 제1 리드부의 길이를 W1로 하고, 상기 유전체 소체의 폭 방향 길이를 W0으로 한 경우, W1/W0의 비가 0.15 ~ 0.45 범위에 있다. 이 비가 너무 작으면 제1 리드부와 제1 단자 전극의 접속 면적이 작아짐과 함께, 동일면 내에서의 전류의 교차 현상이 적어지는 경향이 있다. 또한, 이 비가 너무 크면 제1 리드부가 제2 단자 전극에 대하여 단락될 우려가 있다.

바람직하게, 상기 유전체 소체의 길이 방향 길이를 L0으로 하고, 상기 유전체 소체의 폭 방향 길이를 W0으로 한 경우에, L0/W0의 비가 1 ~ 5, 더욱 바람직하게 1.6 ~ 3 범위에 있다. 이와 같은 비로 한 경우, 제1 단자 전극과 제2 단자 전극을 폭 방향으로 서로 마주 보게 하는 것이 용이해진다. 한편, 이 비가 너무 크면 동일면 내에서의 전류의 교차 현상이 생기기 어려워지는 경향이 있다.

상기 제1 리드부에는, 상기 제1 길이 방향 측면에 따른 위치에, 상기 제1 스페이스 패턴 이외에, 그 밖의 스페이스 패턴을 형성해도 무방하다.

바람직하게, 상기 제1 스페이스 패턴을 가지는 상기 제1 내부 도체층의 평면 패턴은 상기 유전체 소체의 길이 방향 중간 위치를 지나는 중심선에 대하여 선대칭인 패턴이다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 동일면 내에서의 전류의 교차 현상도 대칭이 되어 자기장의 상쇄 효과가 높아진다.

바람직하게, 상기 제2 리드부에는, 상기 제2 길이 방향 측면에 따른 위치에, 상기 제2 단자 전극과는 접속되지 않는 제2 스페이스 패턴이 형성되어 있다. 제2 리드부에 있어서도 제2 스페이스 패턴을 형성함으로써, 제1 리드부와 마찬가지로, 제2 리드부에도 한 쌍의 분기 리드 패턴이 형성되고, 제2 내부 도체층에도 동일면 내에서의 전류의 교차 현상이 생긴다. 그 결과, ESL을 더욱 저감할 수 있다.

바람직하게, 상기 제2 스페이스 패턴과 상기 제1 스페이스 패턴이 동일한 형상과 동일한 치수를 가진다. 바람직하게, 상기 제1 내부 도체층과 상기 제2 내부 도체층은 180도 회전함으로써 동일한 평면 패턴을 가진다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 제1 내부 도체층과 제2 내부 도체층에서, 각 면내에서의 전류의 교차 패턴이 거의 같게 되어 ESL을 더욱 저감할 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서, 제1 내부 도체층과 제2 내부 도체층은 상대적인 개념이며, 제1 내부 도체층과 제2 내부 도체층은 반대여도 무방하다. 또한, 그 밖의 ‘제1…’ 및 ‘제2…’에 관해서도 마찬가지이다.

이하, 도면에 나타낸 실시형태에 기초하여 본 발명을 설명한다.

제1 실시형태

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일실시형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서(이하, 간단히 적층 콘덴서라고 한다)(10)는, 유전체층인 세라믹 그린 시트를 복수매 적층한 적층체를 소성함으로써 얻어진 직방체상의 소결체인 유전체 소체(12)를 가진다.

유전체 소체(12)는, 제1 길이 방향 측면(12A)과, 이에 대향하는 제2 길이 방향 측면(12B)과, 이들 길이 방향 측면(12A 및 12B)을 연결하는 대향하는 폭 방향 측면(12C 및 12D)을 가진다. 유전체 소체(12)의 외면에는, 제1 길이 방향 측면(12A)과 2개의 폭 방향 측면(12C 및 12D)에 걸쳐, 제1 단자 전극(31)이 형성된다. 또한, 제2 길이 방향 측면(12B)과 2개의 폭 방향 측면(12C 및 12D)에 걸쳐, 제2 단자 전극(32)이 형성된다.

이 적층 콘덴서(10)는, 예를 들어 도 2에 나타내는 바와 같은 회로에 접속되어, 디커플링 콘덴서 등으로서 이용된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 유전체 소체(12) 내에는, 유전체 소체(12)의 길이 방향(X)을 따라 가늘고 길게 연장되는 제1 내부 도체층(21)과, 마찬가지로 유전체 소체(12)의 길이 방향(X)을 따라 가늘고 길게 연장되는 제2 내부 도체층(22)이 배치되어 있다. 그리고, 이들 내부 도체층(21) 및 내부 도체층(22)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 인접하는 층 사이에 교대로 배치되도록 복수매(도면에서는 합계 8 매) 배치되고, 각각의 내부 도체층(21)과 내부 도체층(22) 사이에는 유전체층(12a)이 배치되어 있다.

즉, 본 실시형태에서는, 유전체층(12a) 사이에 끼워지는 형태로, 유전체 소체(12) 내에 4매씩의 제1 및 제2 내부 도체층(21, 22)이 교대로 배치되어 있다. 한편, 이들 내부 도체층(21, 22)의 재질로서는, 비(卑)금속 재료인 니켈, 니켈 합금, 구리 혹은 구리합금을 생각할 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 금속을 주성분으로 하는 재료를 생각할 수 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 일방의 제1 내부 도체층(21)은, 유전체층(12a)의 외형 형상에 맞춘 형상을 가지고, 유전체층(12a)의 주위 단부로부터 소정의 절연 스페이스 패턴(43)에서 떨어져 있는 내부 도체층 본체 부분(21a)을 가진다. 이 내부 도체층 본체 부분(21a)이 콘덴서의 일방의 전극을 구성하는 부분이다. 내부 도체층(21)은, 이 내부 도체층 본체 부분(21a)과 일체로 동일 평면상에 형성되고, 유전체 소체(12)의 서로 이웃하는 3개의 측면(12A, 12C, 12D)에 걸쳐 인출되는 제1 리드부를 더 가진다.

도 4a에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제1 리드부에는, 제1 길이 방향 측면(12A)에 따른 중앙 위치에, 제1 단자 전극(31)과는 접속되지 않는 제1 스페이스 패턴(41)이 형성되어 있다. 이 때문에, 제1 리드부는, 제1 내부 도체층(21)의 본체 부분(21a)으로부터 유전체 소체(12)에 있어서의 제1 길이 방향 측면(12A)과 폭 방향 측면(12C, 12D)이 교차하는 2개의 모서리부로 인출되는 한 쌍의 분기 리드 패턴(21b)을 가지게 된다.

유전체 소체(12)의 폭 방향(Y)의 길이를 W0으로 한 경우, 제1 리드부의 분기 리드 패턴(21b)에 있어서의 폭 방향(Y)의 길이 W1은, W1/W0의 비가 0.15 ~ 0.45 범위, 바람직하게 0.25 ~ 0.40 범위에 있도록 결정된다.

또한, 유전체 소체(12)의 길이 방향(X)의 길이를 L0으로 한 경우, 제1 스페이스 패턴(41)의 길이 방향 길이 L1은, L1/L0의 비가 0.2 ~ 0.5 범위, 바람직하게 0.3 ~ 0.45 범위에 있도록 결정된다.

본 실시형태에서는, 제1 스페이스 패턴(41)은, 소자 본체(12)에 있어서의 제1 길이 방향 측면(12A)의 길이 방향(X)의 중앙 위치에 형성된다. 절연 스페이스 패턴(43)은, 소자 본체(12)에 있어서의 제2 길이 방향 측면(12B)과, 폭 방향 측면(12C, 12D)에 연속해서 걸치도록 형성되고, 이 스페이스 패턴(43)의 길이 방향의 양단부는, 제1 리드부의 분기 리드 패턴(21b)에 접촉하고 있다. 본 실시형태에서는, 제1 내부 도체층(21)의 평면 패턴은, 유전체 소체(12)의 길이 방향(X)의 중간 위치를 지나는 중심선에 대하여 선대칭인 패턴이다.

제1 단자 전극(31)은, 제1 길이 방향 측면(12A)과 폭 방향 측면(12C, 12D)의 3측면에 걸치도록 형성되고, 제1 단자 전극(31)에 있어서의 각 폭 방향 측면(12C, 12D)의 양단부는, 분기 리드 패턴(21b)에 있어서의 폭 방향(Y)의 길이 W1보다 약간 긴 위치까지 연장되어 있다.

제1 스페이스 패턴(41)의 스페이스 폭 W2는, 절연 스페이스(43)의 스페이스 폭 W3과 동일한 정도이며, 바람직하게 100 ~ 200㎛ 정도이다. 이들 스페이스 폭 W2, W3이 너무 작으면 각 단자 전극(31 또는 32)의 절연성이 불충분해질 우려가 있 고, 너무 크면 본체 부분(21a)의 면적을 좁게 하여, 콘덴서로서의 능력을 저하시킬 우려가 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 타방의 제2 내부 도체층(22)은, 유전체층(12a)의 외형 형상에 맞춘 형상을 가지고, 유전체층(12a)의 주위 단부로부터 소정의 절연 스페이스 패턴(44)에서 떨어져 있는 내부 도체층 본체 부분(22a)을 가진다. 이 내부 도체층 본체 부분(22a)이 콘덴서의 타방의 전극을 구성하는 부분이다. 내부 도체층(22)은, 이 내부 도체층 본체 부분(22a)과 일체로 동일 평면상에 형성되고, 유전체 소체(12)의 서로 이웃하는 3개의 측면(12B, 12C, 12D)에 걸쳐 인출되는 제2 리드부를 더 가진다.

도 4b에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제2 리드부에는, 제2 길이 방향 측면(12B)에 따른 중앙 위치에, 제2 단자 전극(32)과는 접속되지 않는 제2 스페이스 패턴(42)이 형성되어 있다. 이 때문에, 제2 리드부는, 제2 내부 도체층(22)의 본체 부분(22a)으로부터 유전체 소체(12)에 있어서의 제2 길이 방향 측면(12B)과 폭 방향 측면(12C, 12D)이 교차하는 2개의 모서리부에 연장되는 한 쌍의 분기 리드 패턴(22b)을 가지게 된다.

이 실시형태에서는, 제2 내부 도체층(22a)의 패턴 형상이, 제1 내부 도체층(21a)을 180도 회전시킨 패턴이며, 동일한 치수 관계(L0, L1, W1, W0, W2, W3)를 가진다.

상술한 치수 관계로부터, 2종류의 제1 및 제2 내부 도체층(21 및 22)에 각각 형성되어 있는 분기 리드 패턴(21b 및 22b)은, 유전체층(12a)의 적층 방향(Z)에 투 영하여 서로 겹치지 않는 위치 관계가 되어 있다. 각각의 본체 부분(21a, 22a) 상호는 유전체층(12a)의 적층 방향(Z)에 투영하여 서로 겹쳐져, 유전체층(12a)을 개재하여 콘덴서를 구성하고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 단자 전극(31 및 32)은, 서로 절연되도록 소체(12)의 대향하는 폭측 측면(12C 및 12D)에 있어서, Y방향을 따라 폭 W4로 이격되어 있다. 이 폭 W4는, 바람직하게 0.3 ~ 0.5㎜이다.

본 실시형태에 따른 적층 콘덴서(10)는, 6면체 형상(직방체)으로 되는 유전체 소체(12)의 4개의 측면(12A ~ 12D) 전부에, 단자 전극(31, 32)이 각각 배치되는 2단자 구조의 적층 콘덴서로 되어 있다.

이어서, 본 실시형태에 따른 적층 콘덴서(10)의 작용을 설명한다.

본 실시형태에 따른 적층 콘덴서(10)에 따르면, 복수의 유전체층이 적층되어 직방체 형상으로 형성되는 유전체 소체(12) 내에, 각각 유전체층 사이에 끼워지는 형태로, 2종류의 내부 도체층(21, 22)이 교대로 배치되어 있다. 이들 2종류의 내부 도체층(21, 22)은, 유전체층의 적층 방향으로 투영하여 서로 겹치지 않는 위치 관계로, 각각 유전체 소체(12)의 3개의 측면에 걸쳐 인출되는 구조로 되어 있다. 또한, 2개의 단자 전극(31, 32)이 각각 유전체 소체(12)의 3개의 측면에 걸쳐 유전체 소체(12)의 외측에 배치되어 있고, 2종류의 내부 도체층(21, 22) 중 어느 일방에 이들 2개의 단자 전극(31, 32)이 각각 접속되어 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 적층 콘덴서(10)에서는, 제1 내부 도체층(21)의 제1 리드부에 대하여 제1 스페이스 패턴(41)이 형성된다. 이 때문에, 제1 리드부 는, 제1 내부 도체층(21)의 본체 부분(21a)으로부터 유전체 소체(12)에 있어서의 제1 길이 방향 측면(12A)과 폭 방향 측면(12C, 12D)이 교차하는 2개의 모서리부로 인출되는 한 쌍의 분기 리드 패턴(21b)을 가지게 된다. 이 때문에, 각 제1 내부 도체층(21)에서는, 각각의 분기 리드 패턴(21b)의 모서리부로부터, 각각 대각선의 모서리부로 향하는 전류의 흐름이 형성되고, 이것들의 흐름은 제1 내부 도체층(21)의 본체 부분(21a)에서 동일면 내에서 교차하게 된다.

또한 마찬가지로, 각 제2 내부 도체층(22)에서는, 각각의 분기 리드 패턴(22b)의 모서리부로부터, 각각 대각선의 모서리부로 향하는 전류의 흐름이 형성되고, 이것들의 흐름은 제2 내부 도체층(22)의 본체 부분(22a)에서 동일면 내에서 교차하게 된다.

그 결과, 전류가 교차하는 곳에서 자기장을 상쇄하는 작용이 생기고, 이에 수반하여, 적층 콘덴서(10) 자체가 가지는 기생 인덕턴스를 작게 할 수 있어 등가 직렬 인덕턴스를 저감하는 효과가 생긴다.

또한, 본 실시형태에서는, 제1 단자 전극(31)과 제2 단자 전극(32)이 폭 방향(Y)에서 서로 마주 보기 때문에 단자간 거리가 짧아져 그 점에서도 저ESL화를 도모할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 길이 방향 측면(12A, 12B)의 각각에 따라, 제1 단자 전극(31) 및 제2 단자 전극(32)을 형성하기 때문에, 각 리드부에 스페이스 패턴(41, 42)을 형성하더라도, 각 리드부의 분기 리드 패턴(21b, 22b)과 각 단자 전극(31, 32)의 접속 길이를 충분히 확보할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 2종류의 제1 및 제2 내부 도체층(21, 22)을 각각 유전체 소체(12) 내에 복수 배치함으로써, 정전 용량이 높아질 뿐만 아니라 자기장을 상쇄하는 작용이 더욱 커져, 인덕턴스가 보다 대폭으로 감소하여 ESL이 한층 저감된다.

즉, 본 실시형태에 따른 적층 콘덴서(10)에 따르면, 적층 콘덴서(10)의 대폭적인 저ESL화가 도모되고, 전원 전압의 진동을 억제할 수 있게 되어, 도 2에 나타내는 디커플링 콘덴서 등으로서 적합하게 이용될 수 있다.

제2 실시형태

이어서, 본 발명의 제2 실시형태를, 도 5a 및 도 5b에 근거하여 설명한다. 한편, 제1 실시형태에서 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하여, 중복된 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 제1 실시형태에 있어서의 제1 내부 도체층(21)을 도 5a에 나타내는 제1 내부 도체층(121)으로 바꾼 것 이외에는, 제1 실시형태와 마찬가지로 하여 적층 콘덴서를 구성하고 있다. 본 실시형태에서는, 제2 내부 도체층(22)에만 제2 스페이스 패턴(42)이 형성되어 있고, 제1 내부 도체층(121)에는 제1 스페이스 패턴이 형성되어 있지 않다.

본 실시형태에서, 제1 내부 도체층(121)은, 제1 실시형태에 있어서의 제1 내부 도체층 본체 부분(21a)에 대응하는 내부 도체층 본체 부분(121a)과, 제1 리드부에 있어서의 한 쌍의 분기 리드 패턴(21b)에 대응하는 연속 인출 패턴(121b)을 가진다. 제1 리드부의 연속 인출 패턴(121b)은, 제1 단자 전극(31)의 내면 전체에 걸쳐 접속되어 있다.

본 실시형태에 따른 적층 콘덴서에서도, 제1 내부 도체층(121)에서는, 유전체층(12a)을 개재하여 적층되어 있는 제2 내부 도체층(22)에 있어서의 전류의 흐름에 따라, 제1 실시형태와 마찬가지의 교차 전류가 흐를 것을 기대할 수 있다. 그 결과, 제1 실시형태보다는 다소 떨어지지만, 거의 마찬가지의 작용 효과를 기대할 수 있다.

제3 실시형태

이어서, 본 발명의 제3 실시형태를, 도 6a 및 도 6b에 근거하여 설명한다. 한편, 제1 실시형태에서 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하여, 중복된 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 제1 실시형태에 있어서의 제1 내부 도체층(21) 및 제2 내부 도체층(22)을, 각각 도 6a에 나타내는 제1 내부 도체층(221) 및 도 6b에 나타내는 제2 내부 도체층(222)으로 바꾼 것 이외에는, 제1 실시형태와 마찬가지로 하여 적층 콘덴서를 구성하고 있다.

본 실시형태에서, 제1 내부 도체층(221)은, 제1 실시형태에 있어서의 제1 내부 도체층 본체 부분(21a)에 대응하는 내부 도체층 본체 부분(221a)과, 분기 리드 패턴(21b)에 대응하는 분기 리드 패턴(221b)과, 제1 스페이스 패턴(41)에 대응하는 제1 스페이스 패턴(241)을 가지는 점에서, 제1 내부 도체층(21)과 마찬가지이다. 단, 이 제1 내부 도체층(221)은, 제1 스페이스 패턴(241)의 양측에 그 밖의 작은 스페이스 패턴(243)이 형성되어 있는 점에서, 제1 실시형태의 제1 내부 도체층(21)과는 다르다.

또한, 본 실시형태에서, 제2 내부 도체층(222)은, 제1 실시형태에 있어서의 제2 내부 도체층 본체 부분(22a)에 대응하는 내부 도체층 본체 부분(222a)과, 분기 리드 패턴(22b)에 대응하는 분기 리드 패턴(222b)과, 제2 스페이스 패턴(42)에 대응하는 제2 스페이스 패턴(242)을 가지는 점에서, 제2 내부 도체층(22)과 마찬가지이다. 단, 이 제2 내부 도체층(222)은, 제2 스페이스 패턴(242)의 양측에 그 밖의 작은 스페이스 패턴(243)이 형성되어 있는 점에서, 제1 실시형태의 제2 내부 도체층(22)과는 다르다.

본 실시형태에 따른 적층 콘덴서에서도, 내부 도체층(221, 222)에서는, 제1 실시형태와 마찬가지의 교차 전류가 흐를 것을 기대할 수 있다. 그 결과, 제1 실시형태보다는 다소 떨어지지만, 마찬가지의 작용 효과를 기대할 수 있다.

제4 실시형태

이어서, 본 발명의 제4 실시형태를, 도 7a 내지 도 7d에 근거하여 설명한다. 한편, 제1 실시형태에서 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하여, 중복된 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 제1 실시형태에 있어서의 제2 내부 도체층(22)을, 도 7b에 나타내는 제2 내부 도체층(322) 및 도 7d에 나타내는 제2 내부 도체층(323)의 2종류로 바꾼 것 이외에는, 제1 실시형태와 마찬가지로 하여 적층 콘덴서를 구성하고 있다.

본 실시형태에서는, 도 7a에 나타내는 제1 실시형태와 같은 제1 내부 도체층(21)의 아래에 유전체층(12a)을 개재하여 도 7b에 나타내는 제2 내부 도체 층(322)을 적층하고, 제2 내부 도체층(322)의 아래에 유전체층(12a)을 개재하여 도 7c에 나타내는 제1 실시형태와 같은 제1 내부 도체층(21)을 적층한다. 그리고, 이 제1 내부 도체층(21)의 아래에 유전체층(12a)을 개재하여 도 7d에 나타내는 제2 내부 도체층(323)을 적층한다. 그 아래는 상술한 도 7a 내지 도 7d에 나타내는 도체층(21, 322, 21, 323)의 적층의 반복이 된다.

본 실시형태에서, 일방의 제2 내부 도체층(322)은, 제1 실시형태에 있어서의 제2 내부 도체층 본체 부분(22a)에 대응하는 내부 도체층 본체 부분(322a)과, 분기 리드 패턴(22b)에 대응하는 단일한 리드 패턴(322b)을 가진다. 단일한 리드 패턴(322b)은, 제2 길이 방향 측면(12B)과 폭 방향 측면(12C)이 교차하는 모서리부에 위치하는 제2 단자 전극(32)에만 접속되어 있다.

단일한 리드 패턴(322b)만을 형성하기 위하여, 내부 도체층 본체 부분(322a)의 주위에는 리드 패턴(322b) 이외의 부분에서 연속하고 있는 절연 스페이스 패턴(344)을 형성하고 있다.

또한 타방의 제2 내부 도체층(323)은, 제1 실시형태에 있어서의 제2 내부 도체층 본체 부분(22a)에 대응하는 내부 도체층 본체 부분(323a)과, 분기 리드 패턴(22b)에 대응하는 단일한 리드 패턴(323b)을 가진다. 단일한 리드 패턴(323b)은 제2 길이 방향 측면(12B)과 폭 방향 측면(12D)이 교차하는 모서리부에 위치하는 제2 단자 전극(32)에만 접속되어 있다.

단일한 리드 패턴(323b)만을 형성하기 위하여, 내부 도체층 본체 부분(323a)의 주위에는 리드 패턴(323b) 이외의 부분에서 연속하고 있는 절연 스페이스 패 턴(345)을 형성하고 있다.

본 실시형태에 따른 적층 콘덴서에 있어서는, 제1 내부 도체층(321)에서 제1 실시형태와 마찬가지의 교차 전류가 흐를 것을 기대할 수 있다. 또한, 2종류의 제2 내부 도체층(322 및 323)에서는, 각각 단일한 리드 패턴(322b 또는 323b)을 통과하는 대각선상의 전류의 흐름이 실현된다. 2종류의 제2 내부 도체층(322 및 323)의 상호 간에서는 전류의 흐름이 교차한다.

따라서, 제1 실시형태와 비교하면, 제2 내부 도체층(322 또는 323)의 각 동일면 내에서는 교차하는 전류가 형성되지 않지만, 제1 내부 도체층(321)에서는 제1 실시형태와 마찬가지의 교차 전류가 흐를 것을 기대할 수 있다. 그 결과, 제1 실시형태보다는 다소 떨어지지만, 거의 마찬가지의 작용 효과를 기대할 수 있다.

한편, 본 발명은, 상술한 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 변형할 수 있다.

예를 들어, 본 발명에 따른 적층 콘덴서에서는, 내부 도체층의 적층 수는 특별히 한정되지 않으며, 수십 혹은 수백이어도 무방하다. 또한, 본 발명에서는, 제1 스페이스 패턴 및 제2 스페이스 패턴은 반드시 길이 방향을 따라 연속하지 않고, 단속적으로 형성해도 무방하다.

실시예

이어서, 본 발명을 더욱 구체적인 실시예에 근거하여 설명하지만, 본 발명은 이 실시예로 한정되지 않는다. 이 실시예에서는 네트워크 애널라이저를 사용해 S 파라미터로부터 임피던스(impedance)로 환산하여, 이하의 각 콘덴서 시료의 ESL을 각각 구하였다.

먼저, 각 콘덴서 시료의 내용을 설명한다. 도 1 내지 도 4에 나타내는 실시형태에 따른 2단자형 적층 콘덴서를 샘플 Ex1이라 하고, 제1 스페이스 패턴(41) 및 제2 스페이스 패턴(42)을 갖지 않는 것 이외에는 샘플 Ex1과 마찬가지로 하여 제조된 콘덴서를 샘플 Cex1로 하여 ESL을 각각 구하였다.

그리고, 이 결과로서, 각 샘플의 임피던스 특성을 측정하였다. 그 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8의 그래프에 나타내는 바와 같이, 고주파측에서는 샘플 Ex1쪽이 샘플 Cex1보다 임피던스의 값이 작아지는 것이 확인되었다. 또한, ESL을 구한 결과, 샘플 Ex1에서는 ESL이 119pH이고, 샘플 Cex1에서는 ESL이 140pH였다. 즉, 본 발명의 실시형태에 의한 샘플 Ex1에서 ESL이 대폭 저감되는 것이 확인되었다.

한편, 이 ESL은,

의 식으로부터 구해지는 것이며, f。은 자기 공진 주파수이고, C는 정전 용량이다.

여기서 이용한 각 시료의 치수로서는, 도 4에 나타내는 치수에 있어서, L0=1.6㎜이고, L1이 0.8㎜이며, W0이 0.8㎜이고, W1이 0.25㎜이며, W2=W3이 0.15㎜였다. 내부 도체층의 적층 수는 합계 25층이고, 정전 용량은 0.1㎌였다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 적층 콘덴서의 사시도이다.

도 2는 적층 세라믹 콘덴서가 삽입되는 회로도이다.

도 3은 도 1에 나타내는 적층 콘덴서의 분해 사시도이다.

도 4a 및 도 4b는 각각 도 3에 나타내는 제1 내부 도체층 및 제2 내부 도체층의 평면도이다.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 다른 실시형태에 따른 적층 콘덴서에 있어서의 제1 내부 도체층 및 제2 내부 도체층의 평면도이다.

도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 적층 콘덴서에 있어서의 제1 내부 도체층 및 제2 내부 도체층의 평면도이다.

도 7a 내지 도 7d는 각각 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 적층 콘덴서에 있어서의 제1 내지 제4 내부 도체층의 평면도이다.

도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다.

Claims

복수의 유전체층이 적층되어 형성되는 직방체 형상의 유전체 소체와,

상기 유전체층 사이에 끼워지도록 상기 유전체 소체 내에 배치되고, 상기 유전체 소체의 제1 길이 방향 측면과 2개의 폭 방향 측면에 걸쳐 인출되는 제1 리드부를 가지는 제1 내부 도체층과,

상기 제1 내부 도체층에 대하여 상기 유전체층을 개재하여 상기 유전체 소체 내에 적층되고, 상기 유전체 소체의 제2 길이 방향 측면과 2개의 폭 방향 측면에 걸쳐 인출되는 제2 리드부를 가지는 제2 내부 도체층과,

상기 유전체 소체의 외면에 상기 제1 길이 방향 측면과 2개의 폭 방향 측면에 걸쳐 형성되고 상기 제1 리드부에 접속되는 제1 단자 전극과,

상기 유전체 소체의 외면에 상기 제2 길이 방향 측면과 2개의 폭 방향 측면에 걸쳐 형성되고 상기 제2 리드부에 접속되는 제2 단자 전극을 가지고,

상기 제1 리드부에는, 상기 제1 길이 방향 측면에 따른 위치에, 상기 제1 단자 전극과는 접속되지 않는 제1 스페이스 패턴이 형성되어 있고,

상기 제1 스페이스 패턴의 길이 방향 길이를 L1로 하고, 상기 유전체 소체의 길이 방향 길이를 L0으로 한 경우에, L1/L0의 비가 0.2 ~ 0.5 범위에 있고,

상기 유전체 소체의 폭 방향 측면으로 인출되는 제1 리드부의 길이를 W1로 하고, 상기 유전체 소체의 폭 방향 길이를 W0으로 한 경우에, W1/W0의 비가 0.15 ~ 0.45 범위에 있고,

상기 유전체 소체의 길이 방향 길이를 L0으로 하고, 상기 유전체 소체의 폭 방향 길이를 W0으로 한 경우에, L0/W0의 비가 1 ~ 5 범위에 있는 것을 특징으로 하는 적층 콘덴서.
제1항에 있어서,

상기 제1 스페이스 패턴은, 상기 제1 길이 방향 측면의 중앙 위치에 형성되어 있는 적층 콘덴서.
삭제
삭제
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 리드부에는, 상기 제1 길이 방향 측면에 따른 위치에, 상기 제1 스페이스 패턴 이외에, 그 밖의 스페이스 패턴이 형성되어 있는 적층 콘덴서.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 스페이스 패턴을 가지는 상기 제1 내부 도체층의 평면 패턴은, 상기 유전체 소체의 길이 방향 중간 위치를 지나는 중심선에 대하여 선대칭인 패턴인 적층 콘덴서.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제2 리드부에는, 상기 제2 길이 방향 측면에 따른 위치에, 상기 제2 단자 전극과는 접속되지 않는 제2 스페이스 패턴이 형성되어 있는 적층 콘덴서.
제8항에 있어서,

상기 제2 스페이스 패턴과 상기 제1 스페이스 패턴이 동일한 형상과 동일한 치수를 가지는 적층 콘덴서.
제9항에 있어서,

상기 제1 내부 도체층과 상기 제2 내부 도체층은, 180도 회전함으로써 동일한 평면 패턴을 가지는 적층 콘덴서.