JPH02303109A - ヒューズ機能付積層コンデンサ - 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、焼結体内に低融点金属を注入・固化すること
により複数の内部電極が形成された積層コンデンサの改
良に関し、特にヒユーズ機能が備えられたものに関する
。

〔従来の技術〕

電子機器の安全性を高めるためにヒユーズ機能を有する
コンデンサが要求されている。第２図に、従来のヒユー
ズ機能付コンデンサの一例を斜視図で示す。

積層コンデンサ１は、誘電体セラミックスよりなる焼結
体２内に複数の内部電極（図示せず）をセラミック層を
介して厚み方向に重なりように配した構造を有する。セ
ラミック焼結体２の側面には、第１〜第３の外部電極３
〜５が形成されている。上記複数の内部電極は、厚み方
向において交互に第２の外部電極４及び第３の外部電極
５が形成されている焼結体側面に引出されており、それ
ぞれ、第２．第３の外部電極４．５に電気的に接続され
ている。他方、第１の外部電極３と第３の外部電極５と
の間には、低融点金属等からなるヒユーズ線６が電気的
に接続されている。

従って、積層コンデンサ１では、第１の外部電極３と第
２の外部電極４との間に、コンデンサとヒユーズとが直
列に接続された回路が構成されている。

第３図は、従来のヒユーズ機能付コンデンサの他の例を
説明するための斜視図である。ここでは、セラミックグ
リーンシート７の一方主面上に内部電極を形成するため
の電極ペースト８が印刷されている。電極ペースト８は
、セラミックグリーンシート７の一方端縁７ａ近傍に取
出し部８ａを、中央に容量取出しのための矩形領域部８
ｂを有し、取出し部及び矩形領域部８ｂ間を幅の狭い接
続部８Ｃで連結した形状に印刷されている。第３図のセ
ラミックグリーンシート７を複数枚用意し、取出し部８
ａが交互に対向する端面に配置されるように積層して焼
成することにより、接続部８ｃに基づくヒユーズ部分が
各内部電極に構成された積層コンデンサを得ることがで
きる。

〔発明が解決しようとする技術的課題］第２図従来例で
は、焼結体２の外部においてヒユーズ線６を取付けるも
のであるため、付加的な部材を必要とするだけでなく、
組立て工程が煩雑化し、コストが高く付くという問題が
あった。のみならず、ヒユーズ線６を外付けするもので
あるため、外装樹脂により被覆する際に、ヒユーズ線６
周囲に空間を設ける工程をも必要とする。

他方、積層コンデンサのコス！・を低減するための構造
として、鉛等の低融点金属を焼結体内に注入・固化する
ことにより内部電極を形成した構造が公知である。従っ
て、このような低融点金属を用いて内部電極を形成すれ
ば、積層コンデンサ自体のコストを低減することができ
る。

しかしながら、第３図のように幅の狭い接続部８ｃを内
部電極に形成する場合には、低融点金属を注入すること
により矩形領域部８ｂを形成することができない、すな
わち、接続部８ｃの幅が非常に狭いため、注入法では矩
形ｅＭｋＪ部８ｂまで低融点金属をむらなく注入するこ
とが不可能であった。

従って、第３図のセラミックグリーンシート７を用いた
場合には、ヒユーズ素子を外付けする必要がないものの
、低融点金属の注入・固化により積層コンデンサを構成
することができないため、やはりコストを十分に低減す
ることはできなかった。

本発明の目的は、低融点金属を焼結体内に注入・固化す
ることにより内部電極を形成した安価な積層コンデンサ
において、さらにヒユーズ素子を内部電極を利用して焼
結体内に構成することが可能とされたヒユーズ機能付積
層コンデンサを提供することにある。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明のヒユーズ機能付積層コンデンサは、誘電体セラ
ミック層よりなる焼結体と、この焼結体内においてセラ
ミック層を介して厚み方向に重なり合うように配置され
ており、交互に第１．第２の焼結体側面に引出された？
ｊｊ数の内部電極と、焼結体の第１．第２の側面に付与
された第１．餉２の外部電極とを備え、内部電極が、焼
結体内で内部電極の占めることが予定された空洞内に低
融点金属を注入・固化することにより形成されている注
入型の積層コンデンサを改良したものであり、下記の特
徴的構成を備える。

すなわち、焼結体の厚み方向において隣接する関係にあ
る２枚の内部電碌のうち少な（とも一方が、他方の内部
電極の引出されている側面側に延びる複数本の電極指を
有するくし歯電極の形態に構成されていることを特徴と
する。

〔作用〕

高電圧が印加されて焼結体に厚み方向に延びる破壊部分
が生じ、対向している内部電極が短絡した場合、少なく
とも一方の内部電極側が複数本の電極指を有するので、
該電極指部分がヒユーズとしてＩＦし溶断される。すな
わち、本発明では、内部電極が低融点金属で構成されて
いるので、積層コンデンサの電極コストが低減されるだ
けでなく、該内部電極がヒユーズ機能をも併せ持つため
、ヒユーズ機能を付加することに伴うコストの上昇も低
減することができる。

なお、注入法による内部電極の形成に際しては、注入後
の冷却に伴って低融点金属が幾分収縮するため、内部電
極周囲に空間が形成されるのが常である。従って、上記
のような短絡により溶断した電極指部分の低融点金属は
、表面張力により引っ張られて上記空間に逃がされるこ
とになる。その結果、クランク等により短絡した内部電
極間の短絡が防止され、そのまま積層コンデンサとして
再度機能させることができる。

〔実施例の説明〕

第１図及び第４図〜第６図を参照して、本発明の一実施
例のヒユーズ機能付積層コンデンサを説明する。

本実施例の積層コンデンサでは、第４図（ａ）及び（ｂ
）に示すようにカーボンペーストが塗布されたセラミッ
クグリーンシートを用いて作成される。

誘電体セラミックスを主体とするセラミックグリーンシ
ート１１上に、誘電体セラミックスを焼成する条件で飛
敗し得るカーボンペースト１２が、後述の内部電極と同
一平面形状に印刷されている。

すなわち、セラミックグリーンシート１１の一方端！！
ｌｌａ側に共通引出し部１２ａを有し、該共通引出し部
１２ａから他方端縁１１ｂ側に延びる複数本の電極指部
分１２ｂを形成するようにカーボンペースト１２が印刷
されている。

第２のセラミックグリーンシート１３についても、同様
の形状にカーボンペース）１４が塗布されている。

第４図に示したカーボンペーストの印刷された第１．第
２のセラミックグリーンシート１１．１３を図示の向き
に交互に積層することにより積層体が得られる。この積
層体を、厚み方向に圧着した後に焼成することにより、
第５図に示す焼結体１５が得られる。

焼結体１５では、焼結に際してカーボンペースト１２．
１４が飛散されているので、カーボンペーストが存在し
ていた部分に空洞１６が形成されている。第５図では図
示されていないが、焼結体１５の側面１５ａと対向する
他方側面側にも、カーボンペースト１４に基づく空洞が
形成されている。

上記のような空洞１６の形成された焼結体１５を、鉛あ
るいは鉛−錫合金のような低融点金属が溶融・貯留され
ている槽内に浸漬する。しかる後、溶融されている低融
点金属の上方から加圧することにより、低融点金属が空
洞１６に注入される。

注入後に溶融金属から焼結体１５を引上げ冷却・固化す
ることにより、第５図の空洞１６内に低融点金属からな
る複数の内部電極が形成されたチップを得ることができ
る。

しかる後、該チップの側面１５ａ、１５ｂに、Ａｇまた
はＡｇ−Ｐｄ等の電極材料を付与することにより、第１
図及び第６図に示す積層コンデンサを得ることができる
。

第６図から明らかなように、焼結体１５中には、注入・
固化された低融点金属よりなる複数の内部１ｆｔｆ？ｉ
１８〜２４がセラミンクス層を介して厚み方向に重なり
合うように配置されている。そして、複数の内部電極１
８〜２４は、交互に異なる焼結体側面１５ａ、１５ｂに
引出されており、第１゜第２の外部電極２５．２６に、
それぞれ電気的に接続されている。

上記内部電極１８〜２４は、ｐｂまたはｐｂ−３ｎ等の
安価な低融点卑金属よりなるため、ＡｇやＡｇ−Ｐｄか
らなる内部電極に比べて極めて安価に形成することがで
きる。

しかも、各内部電極１８〜２４は、第１図に内部電極１
８部分を代表して示すように、電極取出し部１８ａ及び
複数本の電極指１８ｂを有するくし歯電極の形状に構成
されている。従って、第６図に矢印Ｘで示すように、使
用に際して異常高電圧が印加されて対向している内部電
極１８．１９間に亀裂が生じ、内部型１ｉ１Ｂ、１９が
短絡した場合、以下のようにヒユーズ素子としても機能
する。

すなわち、内部電極１８と内部ＴＬＩＪｉ１９とが短絡
した場合、高電圧電流が内部電極１８．１９間に流れる
ため、何れかの内部電極１８．１９の細長い電極指部分
において低融点金属が溶融される。

他方、第６図の焼結体１５内において内部電極１８〜２
４の周囲には、低融点金属の注入・固化に伴う冷却に際
しての収縮により空間が存在しているのが常である。

従って、短絡により溶融した低融点金属が表面張力によ
り引っ張られて、上記空間内に逃がされる。その結果、
細長い電極指の一部が切断されることになるため、短絡
が防止される。

すなわち、内部電ｆｆ１１８．１９の何れか１以上の電
極指が溶断されることになるため、内部電極１８と内部
電極１９との間の短絡が救済されることになる。

結果、第６図に示した積層コンデンサでは、短絡が生じ
たとしても、短絡部分の内部電極の電極指が溶断される
ため、短絡が救済され、そのまま積層コンデンサとして
再度使用することが可能である。

なお、上記実施例では、すべての内部電極１８〜２４が
、第４Ｖに示したカーボンペースト１２゜１４０形状、
すなわち、くし歯形状を有するように構成されていた。

しかしながら、短絡は隣接する内部電極間、例えば内部
電極１８と内部電極１９とにおいて起こるものであるた
め、隣接する２枚の内部電極のうち何れか一方側のみを
上記のようなくし歯電極形状に構成さえすれば、上記実
施例と同様にヒユーズ機能を果たさせることができる。

但し、すべての内部電極をくし歯形状としたものは、ど
の部位で短絡が起こっても、電流容量が比較的一定とな
り、好都合となる。

また、複数の内部電極が引出される焼結体側面とは第５
図に示した焼結体側面１５ａ、１５ｂのように互いに対
向している端面に限定されない。

例えば、他の側面１５ｃあるいは＋５ｄに内部電極を引
出してもよい。

さらに、くし歯電極形状を構成する複数本の電極指の数
も図示例に限定されず、溶断可能な幅であれば、実施例
よりも少ない電極指を形成してもよく、また図示例より
多くともよい。

なお、第４図のカーボンペースト１２．１４において引
出し部１２ａ、１４ａにより複数本の電極指部分を連結
しているのは、空洞１６（第５図）の開口部を大きくし
ないと、低融点金属を注入することが難しいからである
。

また、第６図の積層コンデンサでは、内部電極１８〜２
４が複数本の電極指を有するくし歯電極状に形成されて
いるが、この場合でも矩形の内部電極を形成した通常の
積層コンデンサに比べて容量の低下はほとんど生じない
、複数本の電極指の端縁に電気力線が集中するからであ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、注入・固化法により低融点
卑金属からなる複数の内部電極が形成されているため、
内’ＭＩ　Ｔ：ｈコストが低減されるだけでなく、複数
本の電極指を有するくし歯電極形状の内部電極により、
すなわち内部電極自体によりヒユーズ機能が与えられて
いるので、ヒユーズ機能付積層コンデンサを極めて安価
にかつ効率よく得ることが可能となる。よって、第２図
従来例のようなヒユーズ素子の外付けのための別部材の
用意や煩雑な接合作業を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のヒユーズ付積層コンデンサ
の上部を切欠いた平面断面図、第２図は従来のヒユーズ
付積層コンデンサ壱示す斜視図、第３図は従来のヒユー
ズ付積層コンデンサの他の例を説明するだめの斜視図、
第４Ｉｔｌ（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例に用い
られるセラミックグリーンシート及びその上に塗布され
るカーボンペーストの形状を説明するための各平面図、
第５図は焼結体に空洞を設けた状態を示す斜視図、第６
図は本発明の一実施例の断面図である。 図において、１５は焼結体、１５ａ、１５ｂは第１．第
２の側面、１６は空洞、１８〜２４は内部電極、ｌｅａ
は電極引出し部、１８ｂは電極指、２５．２６は第１．
第２の外部電極を示す。 第１図 第６図 第２図 第３図 ４７一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 誘電体セラミックスよりなる焼結体と、 前記焼結体内において、セラミック層を介して厚み方向
   に重なり合うように配置されており、交互に第１，第２
   の焼結体側面に引出された複数の内部電極と、 前記焼結体の第１，第２の側面に付与された第１，第２
   の外部電極とを備え、 前記複数の内部電極が、焼結体内に内部電極を形成する
   ことが予定されている空洞内に低融点金属を注入・固化
   することにより形成されている積層コンデンサにおいて
   、 前記焼結体の厚み方向において隣接する関係にある２枚
   の内部電極のうち少なくとも一方が、他方の内部電極の
   引出されている側面側に延びる複数本の電極指を有する
   くし歯電極の形態に構成されていることを特徴とする、
   ヒューズ機能付積層コンデンサ。