JP2009054974A - Multilayer capacitor and capacitor mounting board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は積層コンデンサおよびコンデンサ実装基板に関し、特に、ICに電力を供給するデカップリング回路等に好適に用いられる積層コンデンサおよびコンデンサ実装基板に関するものである。 The present invention relates to a multilayer capacitor and a capacitor mounting board, and more particularly to a multilayer capacitor and a capacitor mounting board that are suitably used in a decoupling circuit for supplying power to an IC.
従来から、ICと電源との間に並列接続するデカップリング回路に積層コンデンサが好適に用いられており、このような積層コンデンサはIC内のスイッチングにおける切替直後の電力不足状態の間にICに電力を供給するものである。 Conventionally, a multilayer capacitor has been suitably used in a decoupling circuit connected in parallel between an IC and a power source. Such a multilayer capacitor can be used to power an IC during a power shortage state immediately after switching in switching in the IC. Supply.
従来の積層コンデンサとしては、複数の誘電体層を積層してなる積層体の内部に誘電体層を挟んで互いに対向するように交互に配置された複数の第1の内部電極および第2の内部電極から複数の第1の引出部および第2の引出部をそれぞれ複数箇所で積層体の側面に引き出し、積層方向の上下に位置する第1の引出部同士および第2の引出部同士をそれぞれ電気的に接続しつつ積層体の側面に積層方向に渡って第1の端子電極および第2の端子電極を形成したものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。 As a conventional multilayer capacitor, a plurality of first internal electrodes and second internal electrodes alternately arranged so as to be opposed to each other with a dielectric layer sandwiched inside a multilayer body formed by laminating a plurality of dielectric layers A plurality of first lead portions and second lead portions are led out from the electrodes to the side surface of the laminate at a plurality of locations, respectively, and the first lead portions and the second lead portions positioned vertically in the stacking direction are electrically connected to each other. It is known that the first terminal electrode and the second terminal electrode are formed on the side surface of the laminate in the lamination direction while being connected in a connected manner (see, for example, Patent Document 1).
上記従来の積層コンデンサは、内部電極から引き出された引出部を複数形成して流れる電流の経路を短くしたことにより等価直列インダクタンスが小さくなるので直列共振により形成されるインピーダンスの極小なピークが高周波側に形成される。このように形成された直列共振のピーク付近を機能帯域とするコンデンサは、例えば、機能帯域の周波数が異なるコンデンサを複数組み合わせて広い帯域でインピーダンスが低くなるように構成したデカップリング回路においては高周波側の機能帯域に対応するコンデンサとして用いられるものである。
しかしながら、上記従来の積層コンデンサは機能帯域においては直列共振のピークが急峻に形成されており、この急峻度が高い場合であれば近い周波数帯域に対応する機能帯域を有したコンデンサとの間の並列共振により形成されるインピーダンスの極大なピークが急峻になってしまう。そのため、上記従来の積層コンデンサを用いて構成したデカップリング回路は、一部でインピーダンスが規格値よりも大きな周波数帯域が生じるという問題点があった。即ち、従来の積層コンデンサは、インピーダンスの低い機能帯域を高周波側に有しているにもかかわらず、共振点のピークが急峻に形成された場合にはデカップリング回路のインピーダンス特性を一部の周波数帯域で大きく劣化させてしまうという問題点があった。 However, the above-described conventional multilayer capacitor has a steep peak of series resonance in the functional band, and if this steepness is high, it is in parallel with a capacitor having a functional band corresponding to a close frequency band. The maximum peak of impedance formed by resonance becomes steep. For this reason, the decoupling circuit configured using the conventional multilayer capacitor has a problem that a frequency band in which the impedance is larger than the standard value is generated in part. In other words, even if the conventional multilayer capacitor has a low-impedance functional band on the high frequency side, the impedance characteristics of the decoupling circuit can be reduced to a certain frequency when the peak of the resonance point is sharply formed. There was a problem that it was greatly degraded in the band.
従って、近年においては、積層コンデンサとして、等価直列インダクタンス(ESL)を変化させることなく、等価直列抵抗(ESR)を高くすることが要求されているが、未だインピーダンスが低いという問題があった。 Therefore, in recent years, as a multilayer capacitor, it is required to increase the equivalent series resistance (ESR) without changing the equivalent series inductance (ESL), but there is still a problem that the impedance is low.
本発明は、等価直列インダクタンス(ESL)をそれ程変化させることなく、等価直列抵抗(ESR)を高くすることができる積層コンデンサおよびコンデンサ実装基板を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a multilayer capacitor and a capacitor mounting board that can increase the equivalent series resistance (ESR) without significantly changing the equivalent series inductance (ESL).
本発明の積層コンデンサは、複数の誘電体層を積層してなる積層体と、
該積層体の内部で前記誘電体層を挟んで互いに対向するように交互に配置された複数の第1の内部電極および第2の内部電極と、
前記第1の内部電極および前記第2の内部電極からそれぞれ前記積層体の一方側の側面に引き出された第1の引出部および第2の引出部と、
前記積層体の側面に積層方向に渡って形成され、積層方向の上下に位置する前記第1の引出部同士および前記第2の引出部同士をそれぞれ電気的に接続する第1の端子電極および第2の端子電極とを備える積層コンデンサにおいて、
前記第1の端子電極の表面および前記第2の端子電極の表面に、前記第1の端子電極および前記第2の端子電極を介して前記積層方向の上下に位置する前記第1の引出部の露出面中央部および前記第2の引出部の露出面中央部を覆うように、それぞれ絶縁層を形成してなることを特徴とする。
The multilayer capacitor of the present invention includes a multilayer body formed by laminating a plurality of dielectric layers,
A plurality of first internal electrodes and second internal electrodes alternately arranged so as to face each other across the dielectric layer in the laminated body;
A first lead portion and a second lead portion each drawn from the first internal electrode and the second internal electrode to one side surface of the laminate,
A first terminal electrode and a second terminal electrode, which are formed on a side surface of the stacked body in the stacking direction and electrically connect the first lead-out portions and the second lead-out portions positioned above and below in the stacking direction, respectively. In a multilayer capacitor comprising two terminal electrodes,
On the surface of the first terminal electrode and the surface of the second terminal electrode, the first lead portion positioned above and below in the stacking direction via the first terminal electrode and the second terminal electrode. An insulating layer is formed so as to cover the exposed surface central portion and the exposed surface central portion of the second lead portion.
また、本発明の積層コンデンサは、複数の誘電体層を積層してなる積層体と、
該積層体の内部で前記誘電体層を挟んで互いに対向するように交互に配置された複数の第1の内部電極および第2の内部電極と、
前記第1の内部電極および前記第2の内部電極からそれぞれ前記積層体の一方側の側面に引き出された第1の引出部および第2の引出部と、
前記積層体の側面に積層方向に渡って形成され、積層方向の上下に位置する前記第1の引出部同士および前記第2の引出部同士をそれぞれ電気的に接続する第1の端子電極および第2の端子電極とを備える積層コンデンサにおいて、
前記積層体の側面に、前記積層方向の上下に位置する前記第1の引出部の露出面中央部および前記第2の引出部の露出面中央部をそれぞれ覆うように絶縁層が形成されており、前記第1の端子電極および前記第2の端子電極が、それぞれ前記絶縁層の両側に形成されていることを特徴とする。
The multilayer capacitor of the present invention includes a multilayer body formed by laminating a plurality of dielectric layers,
A plurality of first internal electrodes and second internal electrodes alternately disposed so as to be opposed to each other with the dielectric layer in between within the laminated body;
A first lead portion and a second lead portion drawn from the first internal electrode and the second internal electrode to the side surface on one side of the laminate, respectively;
A first terminal electrode formed on a side surface of the stacked body in the stacking direction and electrically connecting the first lead portions and the second lead portions positioned vertically in the stack direction; In a multilayer capacitor comprising two terminal electrodes,
An insulating layer is formed on the side surface of the laminated body so as to cover the exposed surface central portion of the first lead portion and the exposed surface central portion of the second lead portion positioned above and below in the stacking direction, respectively. The first terminal electrode and the second terminal electrode are respectively formed on both sides of the insulating layer.
このような積層コンデンサでは、積層方向の上下に位置する第1の引出部の露出面中央部および第2の引出部の露出面中央部を覆うように、それぞれ絶縁層が存在し、この絶縁層の両側には、第1の端子電極または第2の端子電極が存在しており、このような積層コンデンサを半田を用いて基板表面に複数実装した場合には、積層コンデンサの絶縁層が、基板表面に形成されたそれぞれの電極パターンの中央部に当接し、絶縁層の両側に位置する第1の端子電極および第2の端子電極と、それぞれの電極パターンとが半田により接合され、第1の引出部、第2の引出部と、基板の各電極パターンとの間で、電流経路が2つの狭い経路となり、かつ、絶縁層の厚みを変更することにより半田高さを長くして電流経路を長くすることができ、等価直列インダクタンス(ESL)をそれほど変化させることなく、等価直列抵抗(ESR)を高くすることが可能となる。 In such a multilayer capacitor, there is an insulating layer so as to cover the exposed surface central portion of the first lead portion and the exposed surface central portion of the second lead portion positioned above and below in the stacking direction. The first terminal electrode or the second terminal electrode exists on both sides of the substrate, and when a plurality of such multilayer capacitors are mounted on the surface of the substrate using solder, the insulating layer of the multilayer capacitor is The first terminal electrode and the second terminal electrode, which are in contact with the center portion of each electrode pattern formed on the surface and located on both sides of the insulating layer, and the respective electrode patterns are joined by solder, Between the lead part, the second lead part, and each electrode pattern of the substrate, the current path becomes two narrow paths, and the solder path is lengthened by changing the thickness of the insulating layer to Can be lengthened, equivalent Column inductance (ESL) without much change, it is possible to increase the equivalent series resistance (ESR).
これにより、積層コンデンサの直列共振のピークは最小値が上昇してなだらかになり、機能帯域の異なるコンデンサを複数組み合わせて広い帯域でインピーダンスが低くなるようにデカップリング回路を構成する場合に、本発明の積層コンデンサと隣の機能帯域のコンデンサとの並列共振のピークが急峻にならなくなるので、デカップリング回路のインピーダンス特性の劣化を低減させることが可能になる。 As a result, the peak of the series resonance of the multilayer capacitor becomes gentle as the minimum value rises, and when the decoupling circuit is configured so that the impedance is lowered in a wide band by combining a plurality of capacitors having different functional bands, the present invention Since the peak of parallel resonance between the multilayer capacitor and the capacitor in the adjacent functional band does not become steep, it is possible to reduce the deterioration of the impedance characteristics of the decoupling circuit.
尚、等価直列インダクタンス(ESL)は、半田により接合され、第1の引出部、第2の引出部と、基板の電極パターンとの間の電流経路が、絶縁層によって2つの狭い経路になることによって増大することはない。これは、等価直列インダクタンス(ESL)が、電流経路の断面積に依存するのではなく、絶縁層を含めた電流経路の幅に依存するためである。 The equivalent series inductance (ESL) is joined by solder, and the current path between the first lead part, the second lead part, and the electrode pattern of the substrate becomes two narrow paths by the insulating layer. Will not increase. This is because the equivalent series inductance (ESL) does not depend on the cross-sectional area of the current path but depends on the width of the current path including the insulating layer.
また、本発明の積層コンデンサでは、絶縁層の厚みを変更することにより、積層コンデンサと基板との隙間を調整でき、例えば、絶縁層の厚みを大きくすることにより、積層コンデンサと基板との隙間を大きくすることができ、積層コンデンサと基板との絶縁信頼性を向上できるとともに、半田接続部の長期接続信頼性(温度サイクル試験等の環境試験における半田の長寿命化)を向上することができる。 In the multilayer capacitor of the present invention, the gap between the multilayer capacitor and the substrate can be adjusted by changing the thickness of the insulating layer. For example, the gap between the multilayer capacitor and the substrate can be adjusted by increasing the thickness of the insulating layer. The insulation reliability between the multilayer capacitor and the substrate can be improved, and the long-term connection reliability of the solder connection portion (longer life of the solder in an environmental test such as a temperature cycle test) can be improved.
さらに、本発明の積層コンデンサでは、絶縁層の厚みを一定とすることにより、積層コンデンサを基板に配置したときに、積層コンデンサと基板との隙間を一定にすることができ、半田付けした際の積層コンデンサが傾斜して実装されることを防止できる。 Furthermore, in the multilayer capacitor of the present invention, the gap between the multilayer capacitor and the substrate can be made constant when the multilayer capacitor is placed on the substrate by making the thickness of the insulating layer constant, and when the solder is soldered. It is possible to prevent the multilayer capacitor from being inclined and mounted.
本発明のコンデンサ実装基板では、上記積層コンデンサを基板の表面に複数実装してなるコンデンサ実装基板であって、前記積層コンデンサの絶縁層が、前記基板の表面に形成された電極パターンの中央部に当接しており、前記絶縁層の両側に位置する第1の端子電極および第2の端子電極と、それらに対応する前記電極パターンとが半田により接合されていることを特徴とする。 The capacitor mounting board of the present invention is a capacitor mounting board in which a plurality of the above multilayer capacitors are mounted on the surface of the substrate, and the insulating layer of the multilayer capacitor is formed at the center of the electrode pattern formed on the surface of the substrate. The first terminal electrode and the second terminal electrode, which are in contact with each other and located on both sides of the insulating layer, and the corresponding electrode pattern are joined by solder.
このようなコンデンサ実装基板では、上記したように、第1の引出部、第2の引出部と、基板の各電極パターンとの間で、電流経路が2つの狭い経路となり、かつ、絶縁層の厚みを変更することにより半田高さを長くして電流経路を長くすることができ、等価直列インダクタンス(ESL)をそれほど変化させることがなく、等価直列抵抗(ESR)を高くすることができ、これにより、積層コンデンサの直列共振のピークは最小値が上昇してなだらかになり、他のコンデンサとの並列共振のピークが緩やかになり、デカップリング回路のインピーダンス特性の劣化を低減できる。 In such a capacitor mounting board, as described above, the current path becomes two narrow paths between the first lead part, the second lead part, and each electrode pattern of the board, and the insulating layer By changing the thickness, the solder height can be lengthened and the current path can be lengthened, and the equivalent series resistance (ESR) can be increased without changing the equivalent series inductance (ESL) so much. As a result, the minimum value of the series resonance peak of the multilayer capacitor becomes gentle, the peak of parallel resonance with other capacitors becomes gentle, and deterioration of the impedance characteristics of the decoupling circuit can be reduced.
本発明の積層コンデンサおよびコンデンサ実装基板によれば、積層コンデンサを半田を用いて基板表面に複数実装した場合には、積層コンデンサの絶縁層が、基板表面に形成された電極パターンの中央部に当接しており、絶縁層の両側に位置する第1の端子電極および第2の端子電極と、各電極パターンとが半田により接合され、第1の引出部、第2の引出部と基板の各電極パターンとの間で、電流経路が2つの狭い経路となり、かつ、絶縁層の厚みを変更することにより半田高さを長くして電流経路を長くすることができ、等価直列インダクタンス(ESL)をそれほど変化させることがなく、等価直列抵抗(ESR)を高くすることが可能となる。 According to the multilayer capacitor and the capacitor mounting substrate of the present invention, when a plurality of multilayer capacitors are mounted on the substrate surface using solder, the insulating layer of the multilayer capacitor contacts the center portion of the electrode pattern formed on the substrate surface. The first terminal electrode and the second terminal electrode, which are in contact with each other and are located on both sides of the insulating layer, and each electrode pattern are joined by solder, and the first lead portion, the second lead portion, and each electrode of the substrate Between the pattern, the current path becomes two narrow paths, and by changing the thickness of the insulating layer, the solder height can be increased and the current path can be lengthened, so that the equivalent series inductance (ESL) The equivalent series resistance (ESR) can be increased without being changed.
これにより、積層コンデンサの直列共振のピークは最小値が上昇してなだらかになり、他のコンデンサとの並列共振のピークが急峻にならなくなるので、デカップリング回路のインピーダンス特性の劣化を低減させることが可能になる。 As a result, the peak of the series resonance of the multilayer capacitor becomes gentler as the minimum value rises, and the peak of the parallel resonance with other capacitors does not become steep, so it is possible to reduce the degradation of the impedance characteristics of the decoupling circuit. It becomes possible.
以下に、本発明の積層コンデンサについて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, the multilayer capacitor of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の積層コンデンサの一形態を示す断面図であり、本発明の積層コンデンサ10は積層体1を具備するもので、複数の第1の内部電極3および複数の第2の内部電極4、第1の端子電極7および第2の端子電極8を備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of the multilayer capacitor of the present invention. A
積層体1は、矩形状の複数の誘電体層2a、2bを、例えば、70層〜600層積層することによって形成された略直方体状の誘電体ブロックである。誘電体層2a、2bは、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等を主成分とする誘電体材料によって1層あたり1μm〜3μmの厚みに形成されている。積層体1の内部には、誘電体層2bを挟んで互いに対向するように交互に第1の内部電極3および第2の内部電極4が複数配置されており、対向領域では静電容量が発生する。
The laminated
言い換えれば、積層体1は、誘電体層と内部電極とが交互に積層されており、誘電体層2bの上下面には、第1の内部電極3および第2の内部電極4が形成され、これにより静電容量が発生する。
In other words, in the
なお、誘電体層2bは静電容量を形成する有効層として機能し、内部電極3、4により挟まれない誘電体層2aは保護層として積層体1の主面側(積層方向上下)にそれぞれ配置されている。
The
この内部電極3、4は、例えば、ニッケル、銅、ニッケル−銅、銀−パラジウム等の金属を主成分とする導体材料によって、例えば、0.5μm〜2μmの厚みに形成されている。また内部電極3、4の外周は積層体1の側面から離れているので、両内部電極3、4の対向面積は、例えば、各誘電体層2bの面積が2.3mm2である場合であれば、1.7mm2〜2mm2に設定される。
The
また第1の内部電極3および第2の内部電極4は、それぞれ積層体1の一方側の側面に引き出された第1の引出部5および第2の引出部6を介して、それぞれ積層体1の一方側の側面で複数の第1の端子電極7および第2の端子電極8と電気的に接続されている。第1の引出部5および第2の引出部6は、内部電極3、4と同一材料で形成されている。
In addition, the first
第1の端子電極7および第2の端子電極8は、積層体1の側面に積層方向xに渡って例えば2μm〜70μmの厚みで形成されており、積層方向の上下に位置する第1の引出部5の露出面同士および第2の引出部6の露出面同士をそれぞれ電気的に接続している。尚、図1(b)では、一部のみ誘電体層2a、2bを一点鎖線で、一部のみ引出部5、6の露出面を破線で記載した。
The first
また端子電極7、8は、例えば、ニッケル、銅、銀、パラジウム等の金属を主成分とする導体材料によって、例えば0.5μm〜2μmの厚みに形成される。なお端子電極7、8の表面には、外部の配線基板の配線等との接続を良好にする目的で錫、ハンダもしくは金等の導体材料によって被膜を形成するのが好ましい。
Moreover, the
このように構成された積層コンデンサ10では、第1の端子電極7と第2の端子電極8との間に所定の電圧が印加されると、第1の内部電極3と第2の内部電極4との間に位置する誘電体層2bの誘電率、厚み、対向面積および層数に対応した静電容量が形成される。
In the
そして、本発明の積層コンデンサでは、第1の端子電極7および第2の端子電極8表面中央部に、第1の絶縁層11および第2の絶縁層12が積層方向xに形成されている。絶縁層11、12は、第1の端子電極7および第2の端子電極8を介して、積層方向xの上下に位置する第1の引出部5の露出面中央部および第2の引出部6の露出面中央部を覆うように(掛け渡すように)形成されている。
In the multilayer capacitor of the present invention, the first insulating
言い換えれば、引出部5、6の端面は、積層体1の一方側の側面に露出しており、この露出した端面(露出面)を連結するように端子電極7、8が積層体1の側面に形成され、この端子電極7、8の表面には、絶縁層11、12がそれぞれ積層方向xに延設され、絶縁層11、12の積層方向xと直交する方向(絶縁層11、12の両側)には、端子電極7、8が露出している。
In other words, the end surfaces of the
絶縁層11は、例えば、エポキシ樹脂等の耐熱性樹脂から形成されており、後述するように、基板に半田付けする際に溶融しないようになっている。絶縁層11、12の厚みtは、積層コンデンサと基板との絶縁信頼性、または半田接続部の長期接続信頼性を向上できるような厚みに設定されている。厚みtは、ほぼ半田高さとされる。
The insulating
本発明の積層コンデンサ10は、誘電体層2bがチタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料から成る場合であれば、チタン酸バリウムの粉末に適当な有機溶剤、ガラスフリット、有機バインダ等を添加・混合して泥漿状になすとともに、これをドクターブレード法等によって所定形状、所定厚みのセラミックグリーンシートを複数形成する工程と、この各セラミックグリーンシートの一主面に、例えば、ニッケルの粉末に適当な有機溶剤、ガラスフリット、有機バインダ等を添加・混合して得た導体ペーストをスクリーン印刷法等によって所定パターンに印刷・塗布する工程と、得られたセラミックグリーンシートを所定の枚数だけ積層し圧着させることにより複数のセラミックグリーンシートからなる積層シートを形成し、これを個々の積層コンデンサに対応する個片の積層体に切断分離する工程と、この個片の積層体を、例えば、1100℃〜1400℃の温度で焼成して積層体1を得る工程と、積層体1の側面に上記導体ペーストをスクリーン印刷法等によって積層方向に渡って帯状に印刷・塗布・焼き付けして端子電極7、8を形成する工程とを含む製造方法を用いて製作される。
In the
そして、耐熱性樹脂を、端子電極7、8上に所定厚みで塗布し、絶縁層11を形成する。この絶縁層11を形成する耐熱性樹脂の塗布方法は、例えば、スクリーン印刷で行う。スクリーン印刷は、個片の積層体に切断分離する前に行うことができる。
Then, a heat-resistant resin is applied on the
また端子電極7、8上の被膜は、例えば、無電解メッキ処理により形成される。この製造方法のうち焼成する工程においては、セラミックグリーンシートおよび導体ペーストは焼成によりそれぞれ誘電体層2および内部電極3、4となる。なお、この製造方法において使用されるセラミックグリーンシートの焼成に伴う収縮率は、例えば、10%〜20%程度に設定される。また導体ペースト中には、セラミックグリーンシート中に含有されている誘電体材料を添加・混合しておくようにしても構わない。
The coating on the
このようにして製作された積層コンデンサ10は、第1の端子電極7および第2の端子電極8表面に、かつ第1の端子電極7および第2の端子電極8を介して、積層方向xの上下に位置する第1の引出部5の露出面中央部および第2の引出部6の露出面中央部に掛け渡すように、それぞれ絶縁層11、12を形成したので、このような積層コンデンサ10を半田を用いて基板13表面に複数実装した場合には、積層コンデンサ10の絶縁層11、12が、基板13表面に形成された電極パターン15の中央部に当接しており、絶縁層11、12の両側に形成された積層コンデンサ10の第1の端子電極7および第2の端子電極8と、電極パターン15とが半田17により接合され、第1の引出部5、第2の引出部6と、基板13の電極パターン15との間で、電流経路が2つの狭い経路となり、かつ、絶縁層11、12の厚みtを変更することにより半田高さを高くして電流経路を長くすることができ、等価直列インダクタンス(ESL)をそれほど変化させることなく、等価直列抵抗(ESR)を高くすることが可能となる。
The
これにより、積層コンデンサの直列共振のピークは最小値が上昇してなだらかになり、機能帯域の異なるコンデンサを複数組み合わせて広い帯域でインピーダンスが低くなるようにデカップリング回路を構成する場合に、本発明の積層コンデンサと隣の機能帯域のコンデンサとの並列共振のピークが急峻にならなくなるので、デカップリング回路のインピーダンス特性の劣化を低減させることが可能になる。 As a result, the peak of the series resonance of the multilayer capacitor becomes gentle as the minimum value rises, and when the decoupling circuit is configured so that the impedance is lowered in a wide band by combining a plurality of capacitors having different functional bands, the present invention Since the peak of parallel resonance between the multilayer capacitor and the capacitor in the adjacent functional band does not become steep, it is possible to reduce the deterioration of the impedance characteristics of the decoupling circuit.
すなわち、従来、図3(b)に示すように、低周波側に機能帯域をもつコンデンサのインピーダンス特性をy、高周波側に機能帯域をもつコンデンサのインピーダンス特性をqとした場合、これらを組み合わせて構成したデカップリング回路のインピーダンスは実線となり、2つのコンデンサの間の並列共振のピークrでは高いインピーダンスとなる。一方図3(a)に示すように、高周波側に機能帯域をもつコンデンサに本発明の積層コンデンサを用いた場合には、そのインピーダンス特性はxとなる。ESRが大きくなったため、インピーダンスが極小となる周波数でのインピーダンス値が大きくなっている。インピーダンス特性xを有する低周波側に機能帯域を有するコンデンサとの並列共振のピークzが低く抑えられる。 That is, as shown in FIG. 3B, when the impedance characteristic of a capacitor having a functional band on the low frequency side is y and the impedance characteristic of a capacitor having a functional band on the high frequency side is q as shown in FIG. The impedance of the constructed decoupling circuit is a solid line, and the impedance is high at the peak r of the parallel resonance between the two capacitors. On the other hand, as shown in FIG. 3A, when the multilayer capacitor of the present invention is used as a capacitor having a functional band on the high frequency side, the impedance characteristic is x. Since the ESR is increased, the impedance value at a frequency at which the impedance is minimized is increased. The peak z of parallel resonance with the capacitor having the functional band on the low frequency side having the impedance characteristic x is suppressed to a low level.
また、本発明の積層コンデンサでは、絶縁層11、12の厚みtを変更することにより、積層コンデンサ10と基板13との隙間Lを調整でき、例えば、絶縁層11、12の厚みtを大きくすることにより、積層コンデンサ10と基板13との隙間Lを大きくすることができ、積層コンデンサ10と基板13との絶縁信頼性を向上できるとともに、半田接続部の長期接続信頼性を向上できる。
In the multilayer capacitor of the present invention, the gap L between the
さらに、本発明の積層コンデンサでは、絶縁層11、12の厚みtを一定とすることにより、積層コンデンサ10を基板13に配置したときに、積層コンデンサ10と基板13との隙間Lを一定にすることができ、半田付けした際の積層コンデンサ10が基板13に対して傾斜して実装されることを防止できる。
Furthermore, in the multilayer capacitor of the present invention, the thickness t of the insulating
図2は、本発明のコンデンサ実装基板を示すもので、この図2では、上記した図1の積層コンデンサ10を基板13に複数実装している。尚、図2では、一つの積層コンデンサの実装構造のみ示している。
FIG. 2 shows a capacitor mounting board of the present invention. In FIG. 2, a plurality of the
積層コンデンサ10の絶縁層11、12が、例えば、樹脂製の基板13表面に形成された電極パターン15の中央部に当接しており、絶縁層11の両側に位置する積層コンデンサ10の第1の端子電極7および第2の端子電極8と、電極パターン15とが半田17により接合されている。
The insulating layers 11 and 12 of the
このようなコンデンサ実装基板では、上記したように、第1の引出部5、第2の引出部6と、基板13の電極パターン15との間で、電流経路が2つの狭い経路となり、かつ、絶縁層11の厚みを変更することにより半田高さを長くして電流経路を長くすることができ、等価直列インダクタンス(ESL)をそれほど変化させることがなく、等価直列抵抗(ESR)を高くすることができ、これにより、積層コンデンサ10の直列共振のピークは最小値が上昇してなだらかになり、他のコンデンサとの並列共振のピークが緩やかになり、デカップリング回路のインピーダンス特性の劣化を低減できる。
In such a capacitor-mounted board, as described above, the current path becomes two narrow paths between the first
なお、本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述した実施の形態の例においては、端子電極7、8表面に絶縁層11を形成したが、図4に示すように、積層方向の上下に位置する第1の引出部5の露出面中央部および第2の引出部6の露出面中央部にそれぞれ掛け渡すように絶縁層11が形成されており、第1の端子電極7a、7bおよび第2の端子電極8a、8bが、絶縁層11の両側に形成されている。
For example, in the example of the embodiment described above, the insulating
このような積層コンデンサであっても上記と同様の効果を得ることができる。この場合の絶縁層11としては、耐熱性樹脂のみならず、無機材料も使用することができる。
Even with such a multilayer capacitor, the same effect as described above can be obtained. As the insulating
さらに、図5に示すように、一枚の内部電極に複数の引き出し部を有する場合にも、本発明を適用できることは勿論である。 Furthermore, as shown in FIG. 5, the present invention can be applied to a case where a plurality of lead portions are provided in one internal electrode.
本発明の積層コンデンサ10の効果を示すため、PEEC(Partial Element Equivalent Circuit)法を用いた数値シミュレーションを行った。図1の形状に合わせて、誘電率4000の誘電体材料の内部に、縦1.68mm、横0.53mm、厚さ1um、シート抵抗100mΩ/□の内部電極3と4を2μmの間隔で交互に50層積層した場合のESRとESLを計算した。
In order to show the effect of the
各内部電極から積層体の一方側の側面に引き出された引出部5と6は、それぞれ引出方向に100μm、引出方向に対する幅400μm、厚さ1μm、シート抵抗100mΩ/□とした。本発明の特長である絶縁層11を、厚さtが100μm、幅200μm、積層方向の長さを150μmとし、引出部の露出面中央部に設けた。
The lead-out
この積層コンデンサを基板に実装したときの半田接続部(図2の半田17)を幅100μm、高さ100μm、積層方向の長さ150μmの2箇所接続とした。比較のために、本発明の絶縁層11がなく、半田接続部が幅400μm、厚さ50μm、積層方向の長さ150μmの従来のコンデンサの計算も行った。
When the multilayer capacitor was mounted on the substrate, the solder connection portion (
従来のコンデンサと本発明のコンデンサでESRとESLを比較した結果、本発明の積層コンデンサのESRは、従来のコンデンサの1.5倍と大きくなり、ESLは1.15倍と僅かに増加しただけであった。 As a result of comparing ESR and ESL between the conventional capacitor and the capacitor of the present invention, the ESR of the multilayer capacitor of the present invention is 1.5 times larger than that of the conventional capacitor, and the ESL is only slightly increased to 1.15 times. Met.
1・・・積層体
2a・・・誘電体層(保護層)
2b・・・誘電体層(有効層)
3・・・第1の内部電極
4・・・第2の内部電極
5・・・第1の引出部
6・・・第2の引出部
7、7a、7b・・・第1の端子電極
8、8a、8b・・・第2の端子電極
10・・・積層コンデンサ
11、12・・・絶縁層
13・・・基板
15・・・電極パターン
17・・・半田
DESCRIPTION OF
2b Dielectric layer (effective layer)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該積層体の内部で前記誘電体層を挟んで互いに対向するように交互に配置された複数の第1の内部電極および第2の内部電極と、
前記第1の内部電極および前記第2の内部電極からそれぞれ前記積層体の一方側の側面に引き出された第1の引出部および第2の引出部と、
前記積層体の側面に積層方向に渡って形成され、積層方向の上下に位置する前記第1の引出部同士および前記第2の引出部同士をそれぞれ電気的に接続する第1の端子電極および第2の端子電極とを備える積層コンデンサにおいて、
前記第1の端子電極の表面および前記第2の端子電極の表面に、前記第1の端子電極および前記第2の端子電極を介して前記積層方向の上下に位置する前記第1の引出部の露出面中央部および前記第2の引出部の露出面中央部を覆うように、それぞれ絶縁層を形成してなることを特徴とする積層コンデンサ。 A laminate formed by laminating a plurality of dielectric layers;
A plurality of first internal electrodes and second internal electrodes alternately disposed so as to be opposed to each other with the dielectric layer in between within the laminated body;
A first lead portion and a second lead portion drawn from the first internal electrode and the second internal electrode to the side surface on one side of the laminate, respectively;
A first terminal electrode formed on a side surface of the stacked body in the stacking direction and electrically connecting the first lead portions and the second lead portions positioned vertically in the stack direction; In a multilayer capacitor comprising two terminal electrodes,
On the surface of the first terminal electrode and the surface of the second terminal electrode, the first lead portion located above and below in the stacking direction via the first terminal electrode and the second terminal electrode. A multilayer capacitor comprising an insulating layer formed so as to cover an exposed surface central portion and an exposed surface central portion of the second lead portion.
該積層体の内部で前記誘電体層を挟んで互いに対向するように交互に配置された複数の第1の内部電極および第2の内部電極と、
前記第1の内部電極および前記第2の内部電極からそれぞれ前記積層体の一方側の側面に引き出された第1の引出部および第2の引出部と、
前記積層体の側面に積層方向に渡って形成され、積層方向の上下に位置する前記第1の引出部同士および前記第2の引出部同士をそれぞれ電気的に接続する第1の端子電極および第2の端子電極とを備える積層コンデンサにおいて、
前記積層体の側面に、前記積層方向の上下に位置する前記第1の引出部の露出面中央部および前記第2の引出部の露出面中央部をそれぞれ覆うように絶縁層が形成されており、前記第1の端子電極および前記第2の端子電極が、それぞれ前記絶縁層の両側に形成されていることを特徴とする積層コンデンサ。 A laminate formed by laminating a plurality of dielectric layers;
A plurality of first internal electrodes and second internal electrodes alternately disposed so as to be opposed to each other with the dielectric layer in between within the laminated body;
A first lead portion and a second lead portion drawn from the first internal electrode and the second internal electrode to the side surface on one side of the laminate, respectively;
A first terminal electrode formed on a side surface of the stacked body in the stacking direction and electrically connecting the first lead portions and the second lead portions positioned vertically in the stack direction; In a multilayer capacitor comprising two terminal electrodes,
An insulating layer is formed on the side surface of the laminated body so as to cover the exposed surface central portion of the first lead portion and the exposed surface central portion of the second lead portion positioned above and below in the stacking direction, respectively. The multilayer capacitor is characterized in that the first terminal electrode and the second terminal electrode are respectively formed on both sides of the insulating layer.
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