JP2001167968A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents
積層セラミックコンデンサInfo
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部電極の先端形状に着目し、耐電圧性，耐
静電気性の高い積層セラミックコンデンサを構成する。 【解決手段】 誘電体層２…の片端部から面内に延びて
他端部に至らない先端縁１０を走査線長さで電極幅Ｗの
少なくとも１．２倍以上、好ましくは１．２〜５．０倍
の非直線状に縁取り形成した所定幅の内部電極１…を誘
電体層２…と交互に複数積層してなる積層チップ素体に
より構成した。
静電気性の高い積層セラミックコンデンサを構成する。 【解決手段】 誘電体層２…の片端部から面内に延びて
他端部に至らない先端縁１０を走査線長さで電極幅Ｗの
少なくとも１．２倍以上、好ましくは１．２〜５．０倍
の非直線状に縁取り形成した所定幅の内部電極１…を誘
電体層２…と交互に複数積層してなる積層チップ素体に
より構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として耐電圧，
耐静電気性を高める積層セラミックコンデンサの改良に
関するものである。
耐静電気性を高める積層セラミックコンデンサの改良に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化に伴って、デイスクリ
ート部品は表面実装タイプのものになっている。殊に、
高低電圧の集積回路に用いられる積層セラミックコンデ
ンサは極小化の要請が強く、静電容量の拡大と共に、誘
電体層一層当りの厚みを薄膜化することにより多層化す
ることが望まれている。また、自動車用としては車両エ
ンジンコントロールモジュールを保護するため、静電気
に対する対策が望まれている。
ート部品は表面実装タイプのものになっている。殊に、
高低電圧の集積回路に用いられる積層セラミックコンデ
ンサは極小化の要請が強く、静電容量の拡大と共に、誘
電体層一層当りの厚みを薄膜化することにより多層化す
ることが望まれている。また、自動車用としては車両エ
ンジンコントロールモジュールを保護するため、静電気
に対する対策が望まれている。
【０００３】一般に、積層セラミックコンデンサは、誘
電体層の片端部から面内に延びて他端部に至らない先端
縁を幅方向で直線状に形成した所定幅の内部電極を誘電
体層と交互に複数積層した積層チップ素体を部品本体と
し、外部電極を積層チップ素体の両端部に設けることに
より構成されている。
電体層の片端部から面内に延びて他端部に至らない先端
縁を幅方向で直線状に形成した所定幅の内部電極を誘電
体層と交互に複数積層した積層チップ素体を部品本体と
し、外部電極を積層チップ素体の両端部に設けることに
より構成されている。
【０００４】その積層セラミックコンデンサでは、高電
圧を印加すると、電圧が内部電極の直線状に形成された
先端縁のエッジ部分に集中し、薄膜状の誘電体層が電圧
負荷に耐えられず、内部電極の先端縁から電圧破壊が生
じたり、または、上下層の内部電極が短絡することによ
り耐電圧破壊や静電気破壊を生ずる要因となっている。
圧を印加すると、電圧が内部電極の直線状に形成された
先端縁のエッジ部分に集中し、薄膜状の誘電体層が電圧
負荷に耐えられず、内部電極の先端縁から電圧破壊が生
じたり、または、上下層の内部電極が短絡することによ
り耐電圧破壊や静電気破壊を生ずる要因となっている。
【０００５】セラミック誘電体は絶縁体とされている
が、ミクロ的に観察すると、微小ながら電流が流れるこ
とが確認されている。また、セラミック誘電体はグレイ
ンと粒界とにより構成されている。このため、その抵抗
値に大きな差がないときには印加した電圧に比例して電
流が流れ、電圧に依存せず、電圧の増加に対して比例し
て上昇を示す。
が、ミクロ的に観察すると、微小ながら電流が流れるこ
とが確認されている。また、セラミック誘電体はグレイ
ンと粒界とにより構成されている。このため、その抵抗
値に大きな差がないときには印加した電圧に比例して電
流が流れ、電圧に依存せず、電圧の増加に対して比例し
て上昇を示す。
【０００６】一方、粒界の抵抗値が高いときには、電流
は電圧に比例せず、低電圧では抵抗の高い部分が支配的
になり、電流はあまり流れないが、高電圧では誘電体全
体に電流が流れるようになるため、大きい電流が流れ、
電流の増加の仕方が電圧に対して非直線的になる。
は電圧に比例せず、低電圧では抵抗の高い部分が支配的
になり、電流はあまり流れないが、高電圧では誘電体全
体に電流が流れるようになるため、大きい電流が流れ、
電流の増加の仕方が電圧に対して非直線的になる。
【０００７】そこで、誘電体内部の抵抗の差を調べて電
界を均一にすることにより、薄い誘電体層を得る（特開
平１０−３３５１７４号公報）ことが提案されている
が、これにても、上述した電圧が内部電極の直線状に形
成された先端縁のエッジ部分に集中することによる耐電
圧破壊や静電気破壊の発生を解消することはできない。
界を均一にすることにより、薄い誘電体層を得る（特開
平１０−３３５１７４号公報）ことが提案されている
が、これにても、上述した電圧が内部電極の直線状に形
成された先端縁のエッジ部分に集中することによる耐電
圧破壊や静電気破壊の発生を解消することはできない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、内部電極の
先端形状に着目し、耐電圧性，耐静電気性の高い積層セ
ラミックコンデンサを提供することを目的としている。
先端形状に着目し、耐電圧性，耐静電気性の高い積層セ
ラミックコンデンサを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
積層セラミックコンデンサにおいては、誘電体層の片端
部から面内に延びて他端部に至らない先端縁を走査線長
さで電極幅の少なくとも１．２倍以上、好ましくは１．
２〜５．０倍の非直線状に縁取り形成した所定幅の内部
電極を誘電体層と交互に複数積層してなる積層チップ素
体により構成されている。
積層セラミックコンデンサにおいては、誘電体層の片端
部から面内に延びて他端部に至らない先端縁を走査線長
さで電極幅の少なくとも１．２倍以上、好ましくは１．
２〜５．０倍の非直線状に縁取り形成した所定幅の内部
電極を誘電体層と交互に複数積層してなる積層チップ素
体により構成されている。
【００１０】本発明の請求項２に係る積層セラミックコ
ンデンサにおいては、先端縁を矩形波打ち状，鋸刃状，
湾曲波打ち状のいずれかの非直線状に縁取り形成した所
定幅の内部電極を誘電体層と交互に複数積層してなる積
層チップ素体により構成されている。
ンデンサにおいては、先端縁を矩形波打ち状，鋸刃状，
湾曲波打ち状のいずれかの非直線状に縁取り形成した所
定幅の内部電極を誘電体層と交互に複数積層してなる積
層チップ素体により構成されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して説明す
ると、積層セラミックコンデンサは、図１で示すように
内部電極１…と誘電体層２…とを交互に複数積層させて
積層チップ素体を形成し、その積層チップ素体を部品本
体として外部電極３，４を両端部に設けることにより構
成されている。
ると、積層セラミックコンデンサは、図１で示すように
内部電極１…と誘電体層２…とを交互に複数積層させて
積層チップ素体を形成し、その積層チップ素体を部品本
体として外部電極３，４を両端部に設けることにより構
成されている。
【００１２】内部電極１…は、導電性ペーストを誘電体
層となるセラミックグリーンシートに印刷することによ
り形成されている。その内部電極１…としては、図２で
示すように誘電体層２…の片端部から面内に延びる所定
幅Ｗを有し、誘電体層２…の他端部に至らない先端縁１
０を走査線長さで電極幅Ｗの少なくとも１．２倍以上、
好ましくは１．２〜５．０倍の非直線状に縁取ることに
より形成されている。
層となるセラミックグリーンシートに印刷することによ
り形成されている。その内部電極１…としては、図２で
示すように誘電体層２…の片端部から面内に延びる所定
幅Ｗを有し、誘電体層２…の他端部に至らない先端縁１
０を走査線長さで電極幅Ｗの少なくとも１．２倍以上、
好ましくは１．２〜５．０倍の非直線状に縁取ることに
より形成されている。
【００１３】その内部電極１…は、図２で示すような矩
波打ち状の先端縁１０の他に、図３で示すような鋸刃状
の先端縁１１，図４で示すような湾曲波打ち状の先端縁
１２のいずれかに縁取り形成することにより、先端縁と
して電極幅Ｗの１．２〜５．０倍の走査線長さを確保す
るよう形成できる。
波打ち状の先端縁１０の他に、図３で示すような鋸刃状
の先端縁１１，図４で示すような湾曲波打ち状の先端縁
１２のいずれかに縁取り形成することにより、先端縁と
して電極幅Ｗの１．２〜５．０倍の走査線長さを確保す
るよう形成できる。
【００１４】誘電体層２…は、ＣａＺｒＯ３、ＳｒＺｒ
Ｏ３、ＣａＴｉＯ３を主原料とし、ＭｎＯ、Ａｌ２Ｏ
３、ＢａＯ、ＳｉＯ及びＣａＯ等の添加物を加えて水で
混合，乾燥することによりセラミック粉末を作製し、塩
化メチレン、アセトンを主成分とする有機溶剤をセラミ
ック粉末に混合，混練した後に、アクリル系バインダを
添加したセラミックペーストにより形成されている。
Ｏ３、ＣａＴｉＯ３を主原料とし、ＭｎＯ、Ａｌ２Ｏ
３、ＢａＯ、ＳｉＯ及びＣａＯ等の添加物を加えて水で
混合，乾燥することによりセラミック粉末を作製し、塩
化メチレン、アセトンを主成分とする有機溶剤をセラミ
ック粉末に混合，混練した後に、アクリル系バインダを
添加したセラミックペーストにより形成されている。
【００１５】そのセラミックペーストによりセラミック
グリーンシートを作製し、上述したような形状の内部電
極をセラミックグリーンシートのシート面に印刷形成
し、これを複数積層させて加圧圧着後に部品単位に切断
し、焼成処理することにより積層チップ素体が得られ
る。
グリーンシートを作製し、上述したような形状の内部電
極をセラミックグリーンシートのシート面に印刷形成
し、これを複数積層させて加圧圧着後に部品単位に切断
し、焼成処理することにより積層チップ素体が得られ
る。
【００１６】また、その積層チップ素体の両端部には内
部電極１…と電気的に接続する外部電極３，４を両端部
に設けることにより内部電極１…と誘電体層２…とを交
互に複数積層形成した積層チップ素体を部品本体とする
積層セラミックコンデンサが得られる。
部電極１…と電気的に接続する外部電極３，４を両端部
に設けることにより内部電極１…と誘電体層２…とを交
互に複数積層形成した積層チップ素体を部品本体とする
積層セラミックコンデンサが得られる。
【００１７】このように構成する積層セラミックコンデ
ンサでは、内部電極１…の先端縁１０（１１，１２）が
走査線長さで電極幅Ｗの１．２〜５．０倍の非直線状に
縁取り形成されているため、高電圧を印加しても、電圧
が内部電極１…の非直線状に形成された長い走査線長さ
の先端縁で分散されてエッジ部分に集中するのを防げ
る。
ンサでは、内部電極１…の先端縁１０（１１，１２）が
走査線長さで電極幅Ｗの１．２〜５．０倍の非直線状に
縁取り形成されているため、高電圧を印加しても、電圧
が内部電極１…の非直線状に形成された長い走査線長さ
の先端縁で分散されてエッジ部分に集中するのを防げ
る。
【００１８】その電圧が内部電極１…の先端縁でエッジ
部分に集中するのを防げることにより、薄膜状の誘電体
層も電圧負荷に耐えられ、内部電極の先端縁から電圧破
壊が生じ、または上下層の内部電極が短絡することによ
る耐電圧破壊や静電気破壊の発生を防げる。
部分に集中するのを防げることにより、薄膜状の誘電体
層も電圧負荷に耐えられ、内部電極の先端縁から電圧破
壊が生じ、または上下層の内部電極が短絡することによ
る耐電圧破壊や静電気破壊の発生を防げる。
【００１９】その有効性を確認するべく、誘電体層を厚
さ７μｍとなるよう形成し、内部電極をＮｉペーストに
より厚さ３μｍ，電極幅０．６ｍｍ，長さ１．５ｍｍに
形成し、この内部電極が交互逆方向に引き出されるよう
誘電体層を７０層積層し、長さ１．６ｍｍ×幅０．８ｍ
ｍ×高さ０．８ｍｍの大きさの積層チップ素体を作製し
た。
さ７μｍとなるよう形成し、内部電極をＮｉペーストに
より厚さ３μｍ，電極幅０．６ｍｍ，長さ１．５ｍｍに
形成し、この内部電極が交互逆方向に引き出されるよう
誘電体層を７０層積層し、長さ１．６ｍｍ×幅０．８ｍ
ｍ×高さ０．８ｍｍの大きさの積層チップ素体を作製し
た。
【００２０】その内部電極を形成する際、先端縁は矩形
波打ち状（実験１）、鋸刃状（実験２）及び湾曲波打ち
状（実験３）に変えて印刷形成した。また、各先端縁で
走査長さは電極幅の０．６ｍｍに対して１．０倍（直線
形の従来例）、１．２倍（試料１）、１．５倍（試料
２）、２．０倍（試料３）、２．５倍（試料４）、５．
０倍（試料５）、５．５倍（試料６）及び６．０倍（試
料７）となるよう形成した。
波打ち状（実験１）、鋸刃状（実験２）及び湾曲波打ち
状（実験３）に変えて印刷形成した。また、各先端縁で
走査長さは電極幅の０．６ｍｍに対して１．０倍（直線
形の従来例）、１．２倍（試料１）、１．５倍（試料
２）、２．０倍（試料３）、２．５倍（試料４）、５．
０倍（試料５）、５．５倍（試料６）及び６．０倍（試
料７）となるよう形成した。
【００２１】その積層チップ素体は脱脂処理し、Ｎｉの
内部電極が酸化しないよう酸素濃度を制御したＮ２+Ｈ
２の雰囲気下で１２８０℃程度の焼成炉により燒結処理
し、Ｃｕの下地層を積層チップ素体に両端部に形成し、
更に、下地層をＮｉ及びＳｎのメッキ層で被覆した外部
電極を設けることにより積層セラミックコンデンサを作
製した。
内部電極が酸化しないよう酸素濃度を制御したＮ２+Ｈ
２の雰囲気下で１２８０℃程度の焼成炉により燒結処理
し、Ｃｕの下地層を積層チップ素体に両端部に形成し、
更に、下地層をＮｉ及びＳｎのメッキ層で被覆した外部
電極を設けることにより積層セラミックコンデンサを作
製した。
【００２２】その各試料を５０個準備し、図５で示すよ
うな耐電圧試験回路を用いて各試料の耐電圧値を測定し
た。図中、Ｖ0は１~３０ｋＶの可変直流電圧、Ｃ0は１
５０ｐＦのコンデンサ、Ｒ0は１５０Ωの抵抗及びＣｘ
は各試料を示す。検証試験は、各電圧で１回行い、判断
基準は１×１０10Ω以上として絶縁抵抗の劣化で判断し
た。この結果は、表１に示す通りである。
うな耐電圧試験回路を用いて各試料の耐電圧値を測定し
た。図中、Ｖ0は１~３０ｋＶの可変直流電圧、Ｃ0は１
５０ｐＦのコンデンサ、Ｒ0は１５０Ωの抵抗及びＣｘ
は各試料を示す。検証試験は、各電圧で１回行い、判断
基準は１×１０10Ω以上として絶縁抵抗の劣化で判断し
た。この結果は、表１に示す通りである。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１から判るように、従来の内部電極パタ
ーンでは耐電圧が７ｋＶであり、例えば自動車業界の要
請である８ｋＶ以上の基準に至らない。これに対し、本
発明に係る内部電極層の先端縁で走査長さを変えること
により夫々の耐電圧が上昇している。特に、試料５の先
端走査長さ５．０倍（３．０ｍｍ）の場合は、従来例に
比べて約５倍の２７ｋＶの高電圧値を得ている。
ーンでは耐電圧が７ｋＶであり、例えば自動車業界の要
請である８ｋＶ以上の基準に至らない。これに対し、本
発明に係る内部電極層の先端縁で走査長さを変えること
により夫々の耐電圧が上昇している。特に、試料５の先
端走査長さ５．０倍（３．０ｍｍ）の場合は、従来例に
比べて約５倍の２７ｋＶの高電圧値を得ている。
【００２５】このことは、静電気のような高電圧が印加
されると、電界が内部電極の外部電極に最も近い先端に
集中するのを先端縁の波形による走査長さが長い程分散
できるため、静電気に対する耐電圧が上がることによ
る。
されると、電界が内部電極の外部電極に最も近い先端に
集中するのを先端縁の波形による走査長さが長い程分散
できるため、静電気に対する耐電圧が上がることによ
る。
【００２６】なお、極小な積層セラミックコンデンサの
場合は、内部電極の大きさが極小になるので、その内部
電極の先端縁を微細な波形に印刷転写することは困難で
あり、この制約から、内部電極の先端縁は電極幅に対し
て走査長さで１．２倍〜５．０倍程度になるよう形成す
ればよい。
場合は、内部電極の大きさが極小になるので、その内部
電極の先端縁を微細な波形に印刷転写することは困難で
あり、この制約から、内部電極の先端縁は電極幅に対し
て走査長さで１．２倍〜５．０倍程度になるよう形成す
ればよい。
【００２７】上述した実施の形態では、内部電極として
一層の誘電体層に一つ帯状に形成する場合で説明した
が、間隙を隔てて先端縁を相対する一対の内部電極を誘
電体層の同一平面に形成することにより積層セラミック
コンデンサを構成する場合でも同様に適用できる。
一層の誘電体層に一つ帯状に形成する場合で説明した
が、間隙を隔てて先端縁を相対する一対の内部電極を誘
電体層の同一平面に形成することにより積層セラミック
コンデンサを構成する場合でも同様に適用できる。
【００２８】
【発明の効果】以上の如く、本発明の請求項１に係る積
層セラミックコンデンサに依れば、誘電体層の片端部か
ら面内に延びて他端部に至らない先端縁を走査線長さで
電極幅の少なくとも１．２倍以上、好ましくは１．２〜
５．０倍の非直線状に縁取り形成した所定幅の内部電極
を誘電体層と交互に複数積層してなる積層チップ素体に
より構成するため、高電圧を印加しても、電圧が内部電
極の非直線状に形成された長い走査線長さの先端縁で分
散されてエッジ部分に集中するのを防げ、薄膜状の誘電
体層も電圧負荷に耐えられ、内部電極の先端縁から電圧
破壊が生じまたは上下層の内部電極が短絡することによ
る耐電圧破壊や静電気破壊の発生を防ぐことができる。
層セラミックコンデンサに依れば、誘電体層の片端部か
ら面内に延びて他端部に至らない先端縁を走査線長さで
電極幅の少なくとも１．２倍以上、好ましくは１．２〜
５．０倍の非直線状に縁取り形成した所定幅の内部電極
を誘電体層と交互に複数積層してなる積層チップ素体に
より構成するため、高電圧を印加しても、電圧が内部電
極の非直線状に形成された長い走査線長さの先端縁で分
散されてエッジ部分に集中するのを防げ、薄膜状の誘電
体層も電圧負荷に耐えられ、内部電極の先端縁から電圧
破壊が生じまたは上下層の内部電極が短絡することによ
る耐電圧破壊や静電気破壊の発生を防ぐことができる。
【００２９】本発明の請求項２に係る積層セラミックコ
ンデンサに依れば、先端縁を矩形波打ち状，鋸刃状，湾
曲波打ち状のいずれかの非直線状に縁取り形成した所定
幅の内部電極を誘電体層と交互に複数積層してなる積層
チップ素体により構成するため、先端縁の走査線長さを
確実に長く保って内部電極を形成することができる。
ンデンサに依れば、先端縁を矩形波打ち状，鋸刃状，湾
曲波打ち状のいずれかの非直線状に縁取り形成した所定
幅の内部電極を誘電体層と交互に複数積層してなる積層
チップ素体により構成するため、先端縁の走査線長さを
確実に長く保って内部電極を形成することができる。
【図1】本発明の一例に係る積層セラミックコンデンサ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】本発明に係る積層セラミックコンデンサを構成
する一例の内部電極を示す平面図である。
する一例の内部電極を示す平面図である。
【図３】本発明に係る積層セラミックコンデンサを構成
する別の例の内部電極を示す平面図である。
する別の例の内部電極を示す平面図である。
【図４】本発明に係る積層セラミックコンデンサを構成
する更に別の例の内部電極を示す平面図である。
する更に別の例の内部電極を示す平面図である。
【図５】積層セラミックコンデンサの耐電圧測定用回路
図を示す回路図である。
図を示す回路図である。
１… 内部電極 １０ 矩形波打ち状の先端縁 １１ 鋸刃状の先端縁 １２ 湾曲波打ち状の先端縁 ２… 誘電体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 貴弘 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 小松 俊明 秋田県由利郡仁賀保町平沢字前田151 テ ィーディーケイ エムシーシー株式会社内 Ｆターム(参考） 5E001 AB03 AC03 5E082 AA01 AB03 BC35 EE04 EE16 EE35 FG26 PP09
Claims (2)
- 【請求項１】 誘電体層の片端部から面内に延びて他端
部に至らない先端縁を走査線長さで電極幅の少なくとも
１．２倍以上、好ましくは１．２〜５．０倍の非直線状
に縁取り形成した所定幅の内部電極を誘電体層と交互に
複数積層してなる積層チップ素体により構成したことを
特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項２】 先端縁を矩形波打ち状，鋸刃状，湾曲波
打ち状のいずれかの非直線状に縁取り形成した所定幅の
内部電極を誘電体層と交互に複数積層してなる積層チッ
プ素体をにより構成したことを特徴とする請求項１に記
載の積層セラミックコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34527399A JP2001167968A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 積層セラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34527399A JP2001167968A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 積層セラミックコンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001167968A true JP2001167968A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18375486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34527399A Pending JP2001167968A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 積層セラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001167968A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-12-03 JP JP34527399A patent/JP2001167968A/ja active Pending
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| JP7338961B2 (ja) | 2018-11-08 | 2023-09-05 | 太陽誘電株式会社 | セラミック電子部品およびその製造方法 |
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