JP5897661B2 - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents
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Description
図1及び図2は本発明を適用した積層セラミックコンデンサ10-1(第1実施形態)の基本構造を示す。この積層セラミックコンデンサ10-1は、長さL、幅W及び高さHで規定された略直方体状のコンデンサ本体11と、コンデンサ本体11の長さ方向端部それぞれに設けられた外部電極12とを備えている。
〈サンプル1の基本仕様〉
コンデンサ本体11の長さLが1000μm、幅Wが500μm、高さHが685μm。容量部11aの厚さTaが450μm、上側保護部11bの厚さTbが25μm、下側保護部11cの厚さTcが210μm。容量部11aに含まれる内部電極層11a1の層数が350層で誘電体層11a2の層数が349層、各内部電極層11a1の厚さが0.7μmで各誘電体層11a2の厚さが0.6μm。容量部11aに含まれる各内部電極層11a1の主成分がニッケル、容量部11aに含まれる各誘電体層11a2と上側保護部11bと下側保護部11cの主成分がチタン酸バリウム。各外部電極12の厚さが10μm、4側面の一部を覆う部分の長さが250μm。各外部電極12が、ニッケルを主成分とする下地膜と、銅を主成分とする中間膜と、スズを主成分とする表面膜の3層構造。
〈サンプル2の基本仕様〉
下側保護部11cの厚さTcが320μmでコンデンサ本体11の高さHが795μmである以外はサンプル1と同じ。
〈サンプル3の基本仕様〉
下側保護部11cの厚さTcが115μmでコンデンサ本体11の高さHが590μmである以外はサンプル1と同じ。
〈サンプル4の基本仕様〉
下側保護部11cの厚さTcが475μmでコンデンサ本体11の高さHが950μmである以外はサンプル1と同じ。
〈サンプル5の基本仕様〉
下側保護部11cの厚さTcが25μmでコンデンサ本体11の高さHが500μmである以外はサンプル1と同じ。
〈実装構造の基本仕様〉
回路基板21の厚さが150μm、その主成分がエポキシ樹脂。各パッド22の長さが400μm、幅が600μm、長さ方向間隔が400μm、厚さが15μm、その主成分が銅。クリームハンダがスズ−アンチモン系。各パッド22上へのクリームハンダの塗布量が厚さ換算で50μm。各外部電極12の被接合面の幅方向中心が各パッド22の表面の幅方向中心と一致し、且つ、各外部電極12の端面が各パッド22の表面の長さ方向中心と略一致するように各サンプル1〜5を搭載。
容量部11aをコンデンサ本体11の高さ方向上側に偏って位置させるには、上側保護部11bの厚さTbを極力薄くした方が良い。けれども、上側保護部11bに所期の保護効果を得るには、実用上、少なくとも20〜35μmの厚さが必要となる。この数値範囲の上限値である35μmをサンプル1〜4に適用すると「Tb/H」の最大値は0.06となることから、上側保護部11bの厚さTbはTb/H≦0.06の条件を満足していることが好ましいと言える。また、前記数値範囲の下限値である20μmをサンプル1〜4に適用すると「Tb/H」の最小値は0.02となることから、上側保護部11bの厚さTbは0.02≦Tb/H≦0.06の条件を満足していることがより好ましいと言える。
外部電極12に交流電圧を印加したときに生じる長さ方向の伸縮は、図3に白抜き矢印で示したように高さ方向で一様ではなく、最も高い電界強度が生じる容量部11aで最大の伸縮量D11aが現れる。上側保護部11bと下側保護部11cに生じる電界強度は容量部11aの電界強度よりも格段低く、両者を単独で見た場合の伸縮量D11b及びD11cは容量部11aの伸縮量D11aよりも格段小さいが、上側保護部11bと、下側保護部11bの上部分には、容量部11aの伸縮に伴う応力が減衰することなく伝わる。けれども、下側保護部11cにそれ相応の厚さTcが確保できていれば、該下側保護部11cの上部分から下側に伝達される応力を徐々に減衰して伸縮量D11cを徐々に低減することができる。
図4に示したサンプル1〜4の「音鳴き」の数値からすれば、「Tc/Tb」が4.6以上であれば音鳴きを25db以下に抑制することができるから、上側保護部11bの厚さTbと下側保護部11cの厚さTcはTc/Tb≧4.6の条件を満足していることが好ましいと言える。また、前段落で述べた懸念を解消するには「Tc/Tb」の上限値はサンプル2の12.8が妥当であるから、図1及び図2に示した積層セラミックコンデンサ10-1において上側保護部11bの厚さTbと下側保護部11cの厚さTcは4.6≦Tc/Tb≦12.6の条件を満足していることがより好ましいと言える。
図5は本発明を適用した積層セラミックコンデンサ10-2(第2実施形態)の基本構造を示す。この積層セラミックコンデンサ10-2は、図1及び図2に示した積層セラミックコンデンサ10-1と、(M1)上側保護部11bの組成と下側保護部11cの上部分11c1の組成が、容量部11aに含まれる複数の誘電体層11a2の組成と同じであり、下側保護部11cの上部分11c1を除く下部分11c2の組成が、容量部11aに含まれる複数の誘電体層11a2の組成と異なっている点、において相違する。下側保護部11cの上部分11c1の厚さTc1は、上側保護部11bの厚さTbと同じでも良いし、上側保護部11bの厚さTbよりも薄くても厚くても良い。因みに、図5には、図示の便宜上、計32層の内部電極層11a1を示したが、図1及び図2に示した積層セラミックコンデンサ10-1と同様に、内部電極層11a1の層数に特段の制限はない。
〈サンプル6の基本仕様〉
下側保護部11cの厚さTc(210μm)のうち、上部分11c1の厚さTc1が25μmで下部分11c2の厚さTc2が185μmであり、下部分11c2がMgを含有する以外はサンプル1と同じ。
図7は本発明を適用した積層セラミックコンデンサ10-3(第3実施形態)の基本構造を示す。この積層セラミックコンデンサ10-3は、図1及び図2に示した積層セラミックコンデンサ10-1と、(M2)上側保護部11bの組成と下側保護部11cの組成が同じであり、上側保護部11bの組成と下側保護部11cの組成が、容量部11aに含まれる複数の誘電体層11a2の組成と異なっている点、において相違する。因みに、図7には、図示の便宜上、計32層の内部電極層11a1を示したが、図1及び図2に示した積層セラミックコンデンサ10-1と同様に、内部電極層11a1の層数に特段の制限はない。
〈サンプル7の基本仕様〉
上側保護部11bと下側保護部11cがMgを含有する以外はサンプル1と同じ。
図9は本発明を適用した積層セラミックコンデンサ10-4(第4実施形態)の基本構造を示す。この積層セラミックコンデンサ10-4は、図1及び図2に示した積層セラミックコンデンサ10-1と、(M3)上側保護部11bの組成と下側保護部11cの組成が異なっており、上側保護部11bの組成と下側保護部11cの組成が、容量部11aに含まれる複数の誘電体層11a2の組成とも異なっている点、において相違する。因みに、図9には、図示の便宜上、計32層の内部電極層11a1を示したが、図1及び図2に示した積層セラミックコンデンサ10-1と同様に、内部電極層11a1の層数に特段の制限はない。
〈サンプル8の基本仕様〉
上側保護部11bと下側保護部11cがMgを含有し、下側保護部11cのMg含有量が上側保護部11bのMg含有量よりも多い以外はサンプル1と同じ。
図11は本発明を適用した積層セラミックコンデンサ10-5(第5実施形態)の基本構造を示す。この積層セラミックコンデンサ10-5は、図1及び図2に示した積層セラミックコンデンサ10-1と、(M4)上側保護部11bの組成と下側保護部11cの上部分11c1の組成が同じであり、上側保護部11bの組成と下側保護部11cの上部分11c1の組成が、容量部11aに含まれる複数の誘電体層11a2の組成と異なっており、下側保護部11cの上部分11c1を除く下部分11c2の組成が、上側保護部11bの組成と下側保護部11cの上部分11c1の組成と容量部11aに含まれる複数の誘電体層11a2の組成とも異なっている点、において相違する。因みに、図11には、図示の便宜上、計32層の内部電極層11a1を示したが、図1及び図2に示した積層セラミックコンデンサ10-1と同様に、内部電極層11a1の層数に特段の制限はない。
〈サンプル9の基本仕様〉
下側保護部11cの厚さTc(210μm)のうち、上部分11c1の厚さTc1が25μmで下部分11c2の厚さTc2が185μmであり、上部分11c1と下部分11c2と上側保護部11bがMgを含有し、下側保護部11cの下部分11c2のMg含有量が上側保護部11bと下側保護部11cの上部分11c1のMg含有量よりも多い以外はサンプル1と同じ。
(1)第1実施形態欄〜第5実施形態欄には、コンデンサ本体11の高さHが幅Wよりも大きな積層セラミックコンデンサ10-1〜10-5を例示したが、容量部11aの厚さTaを薄くできる場合には、コンデンサ本体の高さHが幅Wと同じであっても、コンデンサ本体の高さHが幅Wよりも小さくても、下側保護部11cの厚さTcを上側保護11bの厚さTbよりも厚くして、容量部11aをコンデンサ本体11の高さ方向上側に偏って位置させることは可能である。
Claims (8)
- 長さ、幅及び高さで規定された略直方体状のコンデンサ本体と、前記コンデンサ本体の長さ方向端部それぞれに設けられた外部電極と、を備えた積層セラミックコンデンサであって、
前記コンデンサ本体は、複数の内部電極層が誘電体層を介して高さ方向に積層された容量部と、前記複数の内部電極層のうちの最上位の内部電極層の上側に位置する誘電体製の上側保護部と、前記複数の内部電極層のうちの最下位の内部電極層の下側に位置する誘電体製の下側保護部と、を一体に有しており、
前記容量部が前記コンデンサ本体の高さ方向上側に偏って位置するように、前記下側保護部の厚さが前記上側保護部の厚さよりも厚くなっており、
前記コンデンサ本体の高さをHとし、前記上側保護部の厚さをTbとし、前記下側保護部の厚さをTcとしたとき、前記高さHと前記厚さTbはTb/H≦0.06の条件を満足し、且つ、前記高さHと前記厚さTcは0.31≦Tc/H≦0.50の条件を満足している、
積層セラミックコンデンサ。 - 前記厚さTbと前記厚さTcはTc/Tb≧4.6の条件を満足している、
請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記コンデンサ本体の高さをHとし幅をWとしたとき、前記高さHと前記幅WはH>Wの条件を満足している、
請求項1又は2に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記上側保護部の組成と前記下側保護部の組成は、前記誘電体層の組成と同じである、
請求項1〜3の何れか1項に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記上側保護部の組成と前記下側保護部の上部分の組成は、前記誘電体層の組成と同じであり、
前記下側保護部の上部分を除く下部分の組成は、前記誘電体層の組成と異なっている、
請求項1〜3の何れか1項に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記上側保護部の組成と前記下側保護部の組成は同じであり、
前記上側保護部の組成と前記下側保護部の組成は、前記誘電体層の組成と異なっている、
請求項1〜3の何れか1項に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記上側保護部の組成と前記下側保護部の組成は異なっており、
前記上側保護部の組成と前記下側保護部の組成は、前記誘電体層の組成とも異なっている、
請求項1〜3の何れか1項に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記上側保護部の組成と前記下側保護部の上部分の組成は同じであり、
前記上側保護部の組成と前記下側保護部の上部分の組成は、前記誘電体層の組成と異なっており、
前記下側保護部の上部分を除く下部分の組成は、前記上側保護部の組成と前記下側保護部の上部分の組成と前記誘電体層の組成とも異なっている、
請求項1〜3の何れか1項に記載の積層セラミックコンデンサ。
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