JPH01220422A - 積層磁器コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、積層磁器コンデンサに関する。更に、詳しく
は、絶縁破壊電圧を高めることのできる構造の積層磁器
コンデンサに関する。

［従来の技術］ 最近、電子機器の小型化に伴い、積層磁器コンデンサの
小型化が進んでいるために、多くの技法により積層磁器
；１ンデンサが作製されている。

従来の積層磁器：Ｉンデンサは、誘電体層と１ｉｔｔ体
層とを積層し、誘電体層の高誘電率を利用して、コンデ
ンサとするものである。このようなコンデンサの絶縁破
壊電圧（耐電圧）は、その、１ｌＴＬ体層の間隔と誘電
体の特性により決まる。

従って、積層磁器コンデンサの絶縁破壊電圧を高めるた
めには、コンデンサの内部電極の間隔を広げることしか
できなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、積層磁器コンデンサの内部電極間の間
隔を増大せずに、耐電圧、即ち、絶縁破壊型ＩＥを高め
ることができる積層磁器コンデンサの構造を提供するこ
とである。従って、本発明は、：Ｉンデンサ耐電圧性能
を向上させ、小型で絶縁破壊電圧の高い積層磁器コンデ
ンサを提供することを］１的とする。

［発明の構成］ ［問題点を解決するための手段］ 本発明の要旨と４るものは、誘電体層と導電体電極層を
積層した積層磁器コンデン９において、該積Ａ’ｆｉ器
−１ンデンサの内部電極１１υにある誘電体層中の、内
部電極の末端部周辺に相当する位置に、外部電極とは接
続されていないフロ−ト電極層を設けてなることを特徴
と１−る積層磁器；１ンデンナである。

本発明の積層磁器−ｌンデンサの構造は、磁器誘電体層
、内部電極層及び外部に接Ｒｖるための外部電極で構成
され、その内部電極層の間に、他のいかなる電極、導電
体にも接続していないフロート電極を、該内部電極の末
端部周辺に相当する位置に設けたものである。

一般的に云えば、積１ｆｇ磁器コンデンサの内部電極構
造と絶縁破壊電圧の関係は、次のようなものである。

第１ＩｙＪに積層磁器コンデンサの代表的なものの構造
を示す、１は誘電体であり、２及び２°は内部電極層で
あり、３は外部電極層である。このような構造において
、内部電極層間隔をｄ、誘電体の絶縁破壊電界強度をＥ
、絶Ｍ［壊電圧を■と４−れば、−船釣に、 Ｖ　＝　Ｅ　ｄ　−Ａ　ｄ　”’−−−−（１）が成立
４る。ここでＡ、ｎはＷＩＪ’ｉｔ体のイｒする定数で
あり、ｎ＝−０，７〜０．０のｍ囲であることが知られ
ている。

この式（りにより、ｄが大きくなれば絶縁破壊電圧は高
くなる。従って、絶縁４２壊電圧を高めるための最もｍ
　！ａｔな方法は内部電極間隔を大きく４゛ることであ
る。

亦、このような積層磁器コンデンサ寸法においては絶縁
４１壊は、内部電極構造の電極末端部に電荷が集中し、
イ：Ｖ等電界が誘電体層中に生じるために、その電極末
端部で生じることが多い。

このような構造の内ｇ電極では、内部電極間隔ｄを大き
く１“るほど、内部ｉ棚床端部に電荷が集中４゛るよう
になり、内部電極末端部とこれに対向する内部電極との
間で絶縁破壊が生じ易い。

この点に鑑みて、本発明では、内部電極の間のうら、電
極末端部に当る誘電体層内に、”フロート電極”を設け
ることにより、効率よく、絶縁破壊電圧を高めたもので
ある。

＝−船釣には、絶縁破壊電圧を高めようとして、内部電
極間隔をａ倍にしたとしても、絶縁破壊電圧は、式（１
）番こより増加１−るために、ａ倍とはならなく、それ
より低い値となる。そのために、所定の耐電圧性能を得
るためには更に内部電極間隔を広げなければならない、
一方、内部電極間隔を広げるほどに、春情に対する誘電
体の体積比率が大きくなる。従って、内部電極構造では
絶縁破壊電圧を高くするためには、コンデンサ寸法は著
しく大きくならざるを得ない。

特に、積層磁器コンデンサにおいて、内部電極の末端部
に電荷が集中４−るために、この内部電極末端部の周辺
で絶縁破壊が起こり易い、そのために、本発明により、
この内部電極末端周辺部に相当する誘電体層の中に”フ
ロート電極”を設けることにより、絶縁破壊が生じにく
い構造が得られる。

即し、本発明では、外部電極とは全く接続されない内部
’ｒｔ極（これを”フロート電極”と名４′ける）を、
：Ｉンデンサ内部電極の間の内部電極束端部周囲、周辺
部に相当す゛る誘電体層内に挿入設置φ゛ることにより
、次に説明するようにコンデンサ絶縁破壊電圧を高める
ことができる。

積層磁器コンデンサの２つの内部電極の間隔ｄの誘電体
層をｔ個の”フ１１−ト電極”を挿入設置４゛る。そう
４°ると、式（１）より、ｖ＝Ａｔ　ｘ（ｄ７’ｔ　）
”’−ｔ　ｘ（１／ｌ　）”’Ａｄ”’従って、”フ１
１−ト電極”を挿入することにより絶縁破壊電圧は、ｔ
　ｘ（ｘ／ｌ　）゛”倍になるが、ｎ−−０，７〜０で
あるから、 ｔ×（ｌ／上）Ｉ′４１〉１ となり、絶縁破壊電圧を内部電極間隔を広げることなく
、高めることができる。

更に、′フロート電極”を挿入４°ることにより内部電
極末端部での不平等電界を緩和することが可能である。

この”フロ−ト電極”挿入の位置は、積層磁器コンデン
サにおいて、絶縁破壊は主にその内部電極の末端部及び
その周辺部において、生じるものである。即ち、電極末
端部及びその周囲部においては電界密度が高まり易く、
電荷も集中するところである。そのために、”フ１１−
ト電極”は、この電極末端部及びそのＪ、Ｍ開部にのみ
設けるだけで、絶縁破壊電圧の向上という［Ｊ的が達せ
られることを見出した。

本発明に用いられ誘電体材料としては、好適には、アル
ミナ、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、ベ
リリア、チタニーア、窒化アルミニウム、チタン酸バリ
ウ１１に代表されるペロブスカイト横道を有する物質な
どを用いる。

フロートｉ極層形成に用いる材料としては、金、銀、鋼
、ニッケル、白金、パラジウム又はその組合わせなど導
電性金属であり、そのペーストをスクリーン印刷法など
により磁器基板表面上に或いは磁器形成のときにその中
に形成することかできる。

本発明により得られる積ＡＩ！１磁器コンデンサは、例
えば、電ｆ・機器等に使用される混成集積回路用、その
他に使用され得る。

次に、本発明の積層磁器コンデンサについて実施例によ
り説明−るが、本発明は、次の実施例のものに限定され
るものではない。

［実施例］ 本発明による”フロート電極”を用いた積層磁器＝Ｉン
デンサの内部構造を、第２図に示す−、１は、ｉＪ誘電
体２．２°は内部電極、３は外部電極、４は”ソ１１−
ト電極”である、電極層２と２°との間隔を４６μｍで
、誘電体層をＰＬＺＴ系３ｓ電体により作製した。第２
図に示すようにその内部電極２と２との間で、各内部電
極の末端部に相当する位置すべてにわたり、誘電体層内
に、′フＩｆｆ　−ト？ｌｔ極”を挿入設置した場合（
第２図）と、”フロ−ト電極”を設けない場合（第１図
）について、その静電容量（ｐＦ）と誘電正接（％）、
絶縁抵抗（×１ＯＩＩΩ）と絶縁破壊電圧（Ｖ）を測定
した。

”フロ−ト電極”がない場合は、静電賽殖７゜１２ｐＦ
で、誘電正接が０．１１％、絶縁抵抗が２．７９Ｘ１０
”Ωで、絶縁破壊電圧は９１０Ｖであった。これに対し
て、′フロート電極”４を電極層間に図示のように、は
ぼ真ん中に挿入した場合は、静電容量６．４５ｐＦで、
誘電正接が０４０９％、絶縁抵抗が２．７５Ｘ１０目Ω
で、絶縁破壊電圧は１４１０Ｖであった。

以上の測定結果から、本発明の積層磁器コンデンサによ
る”フ１１−ト電極”構造を用いることにより、絶縁破
壊電圧が著しく向上したものであることが認められる。

［発明の効果］ 本発明の積層磁器コンデンサは、上記のような構成をと
ることにより、 第１に、”フロート電極”を用いるので、内部型！＠層
間の間隔を変えることなく、絶縁破壊電圧を高め、電気
的な弱点を強化−る効果が得られた。

第２に、史に、′フロート電極”を挿入する枚数を増や
一゛ことで高耐電圧が得られる積層磁器−１ンデンサの
製造が可能になったこと、 などの技術的効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の積層磁器コンデンサの構造を示−゛を
面図、断面図及び端面図である。 第２図は、本発明の積層磁器フンデンナの構造を示す平
面図、断面図及び端面図である。 ［主要部分の符号の説明］ １、、、、誘電体 ２．２’、、、、内部電極層 、１．、、、端市外ｉＷｉ電極 ４・・・・”フロート電極”

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 誘電体層と導電体電極層を積層した積層磁器コンデンサ
   において、 該積層磁器コンデンサの内部電極間にある誘電体層中の
   、内部電極の末端部周辺に相当する位置に、内部電極及
   び外部電極とは接続されていないフロート電極層を設け
   てなることを特徴とする積層磁器コンデンサ。