JP2015026785A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】誘電体材料の逆圧電効果に起因して生じる機械的な歪みを緩和することが可能な積層セラミックコンデンサを提供すること。【解決手段】積層セラミックコンデンサ１は、素体２内に配置され、第一方向で互いに離間している一対の第一内部電極群１０と、素体２内に配置され、一対の第一内部電極群１０と離間すると共に、第一方向に交差する第二方向で互いに離間している一対の第二内部電極群２０と、を備える。一対の第一内部電極群１０は、第一方向で互いに対向する、第一端子電極に接続された第一内部電極１１と第二端子電極に接続された第二内部電極１２と、を含み、一対の第二内部電極群２０は、第二方向で互いに対向する、第一端子電極に接続された第三内部電極２１と第二端子電極に接続された第四内部電極２２と、を含んでいる。【選択図】図３

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサに関する。

誘電体材料からなり、互いに対向する一対の端面を有する素体と、素体の一方の端面側に配置された第一端子電極と、素体の他方の端面側に配置された第二端子電極と、素体内に配置され、第一端子電極に接続された第一内部電極と、第一内部電極と対向するように素体内に配置され、第二端子電極に接続された第二内部電極と、を備える積層セラミックコンデンサが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平１１−２５１１７４号公報

誘電体材料は、一般に、印加電圧の大きさに伴い、歪みが生じるという逆圧電効果を示す。このため、積層セラミックコンデンサでは、誘電体材料の逆圧電効果に起因して、誘電体材料が伸縮し、素体に機械的な歪みが生じる。従来の積層セラミックコンデンサでは、第一及び第二内部電極が一つの方向で対向しているため、当該対向方向で誘電体材料の伸縮が重畳され、素体に生じる機械的な歪みが大きくなってしまう。素体に生じる機械的な歪みは、内部電極と内部電極間に位置する絶縁体層（誘電体層）との剥がれ（層間剥離）又はクラックなどの内部構造欠陥の要因となる懼れがある。

本発明は、誘電体材料の逆圧電効果に起因して生じる機械的な歪みを緩和することが可能な積層セラミックコンデンサを提供することを目的とする。

本発明に係る積層セラミックコンデンサは、誘電体材料からなり、互いに対向する一対の端面を有する素体と、素体の一方の端面側に配置された第一端子電極と、素体の他方の端面側に配置された第二端子電極と、素体内に配置され、第一方向で互いに離間している一対の第一内部電極群と、素体内に配置され、一対の第一内部電極群と離間する共に、第一方向に交差する第二方向で互いに離間している一対の第二内部電極群と、一対の第一内部電極群は、第一方向で互いに対向する、第一端子電極に接続された第一内部電極と第二端子電極に接続された第二内部電極と、を含み、一対の第二内部電極群は、第二方向で互いに対向する、第一端子電極に接続された第三内部電極と第二端子電極に接続された第四内部電極と、を含んでいることを特徴する。

本発明に係る積層セラミックコンデンサでは、一対の第一内部電極群における第一及び第二内部電極の対向方向と、一対の第二内部電極群における第三及び第四内部電極の対向方向と、が異なる。すなわち、一対の第一内部電極群において、逆圧電効果により誘電体材料が伸縮する方向と、一対の第二内部電極群において、逆圧電効果により誘電体材料が伸縮する方向と、が異なる。一対の第一内部電極群同士、一対の第二内部電極群同士、及び第一及び第二内部電極群同士が、素体内において離間している。したがって、この結果、逆圧電効果に起因して生じる機械的な歪みが、素体全体として小さくなり、素体での機械的な歪みが緩和される。

一対の第一内部電極群における第一及び第二内部電極の対向面積と、一対の第二内部電極群における第三及び第四内部電極の対向面積と、が等しくてもよい。この場合、逆圧電効果に起因して生じる機械的な歪みが、素体全体としてより一層小さくなり、素体での機械的な歪みを更に緩和することができる。

本発明は、誘電体材料の逆圧電効果に起因して生じる機械的な歪みを緩和することが可能な積層セラミックコンデンサを提供することができる。

本発明の実施形態に係る積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。 図１におけるII−II線に沿った断面構成を説明するための図である。 図１におけるIII−III線に沿った断面構成を説明するための図である。 図１におけるIV−IV線に沿った断面構成を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１〜図４を参照して、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。図２は、図１におけるII−II線に沿った断面構成を説明するための図である。図３は、図１におけるIII−III線に沿った断面構成を説明するための図である。図４は、図１におけるIV−IV線に沿った断面構成を説明するための図である。

図１に示されるように、積層セラミックコンデンサ１は、誘電体材料からなり素体２と、素体２の外表面に配置される第一及び第二端子電極３，４と、を備えている。

素体２は、略直方体形状であり、その外表面として、互いに対向する略矩形状（本実施形態においては、略長方形状）の第一及び第二主面２ａ，２ｂと、互いに対向する第一及び第二端面２ｃ，２ｄと、互いに対向する第一及び第二側面２ｅ，２ｆと、を有する。第一及び第二端面２ｃ，２ｄは、第一及び第二主面２ａ，２ｂ間を連結するように第一及び第二主面２ａ，２ｂの短辺方向に伸びている。第一及び第二側面２ｅ，２ｆは、第一及び第二主面２ａ，２ｂ間を連結するように第一及び第二主面２ａ，２ｂの長辺方向に伸びている。素体２は、たとえば誘電体セラミック（ＢａＴｉＯ_３系、Ｂａ(Ｔｉ，Ｚｒ)Ｏ_３系、又は（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ_３系等の誘電体セラミック）を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。

第一端子電極３は、素体２の第一端面２ｃ側に配置されている。第一端子電極３は、第一端面２ｃ全面を覆うように、第一及び第二主面２ａ，２ｂ並びに第一及び第二側面２ｅ，２ｆの端部（第一端面２ｃ側の端部）に亘って形成されている。第二端子電極４は、素体２の第二端面２ｄ側に配置されている。第二端子電極４は、第二端面２ｄ全面を覆うように、第一及び第二主面２ａ，２ｂ並びに第一及び第二側面２ｅ，２ｆの端部（第二端面２ｄ側の端部）に亘って形成されている。第一及び第二端子電極３，４は、第一及び第二端面２ｃ，２ｄの対向方向に対向している。

第一及び第二端子電極３，４とは、たとえば導電性金属粉末及びガラスフリットを含む導電性ペーストを素体２の外表面に付与し、焼き付けることによって形成される。必要に応じて、焼き付けられた端子電極の上にめっき層が形成されることもある。端子電極３，４は、素体２の外表面上においては互いに電気的に絶縁されて形成されている。

積層セラミックコンデンサ１は、図２〜図４に示されるように、一対の第一内部電極群１０と、一対の第二内部電極群２０と、を備えている。一対の第一内部電極群１０は、素体２内に配置されており、第一及び第二主面２ａ，２ｂの対向方向で互いに離間している。すなわち、一方の第一内部電極群１０は、第一主面２ａ寄りに位置し、他方の第一内部電極群１０は、第二主面２ｂ寄りに位置している。一対の第二内部電極群２０は、素体２内に配置されており、第一及び第二側面２ｅ，２ｆの対向方向で互いに離間している。すなわち、一方の第二内部電極群２０は、第一側面２ｅ寄りに位置し、他方の第二内部電極群２０は、第二側面２ｆ寄りに位置している。本実施形態では、第一及び第二主面２ａ，２ｂの対向方向と、第一及び第二側面２ｅ，２ｆの対向方向と、は直交している。

各第二内部電極群２０は、一対の第一内部電極群１０と離間している。第一及び第二端面２ｃ，２ｄの対向方向（第一及び第二主面２ａ，２ｂの対向方向と、第一及び第二側面２ｅ，２ｆの対向方向と、に直交する方向）から見て、一対の第一内部電極群１０同士を結ぶ線と、一対の第二内部電極群２０同士を結ぶ線と、が交わっている。一の第一内部電極群１０は、一対の第二内部電極群２０と隣り合い、一の第二内部電極群２０は、一対の第一内部電極群１０と隣り合っている。

各第一内部電極群１０は、複数の第一内部電極１１と、複数の第二内部電極１２と、を含んでいる。第一内部電極１１と第二内部電極１２とは、平面視で略矩形状（本実施形態においては、第一及び第二端面２ｃ，２ｄの対向方向が長辺方向とされた略長方形状）を呈し、第一及び第二主面２ａ，２ｂの対向方向において異なる位置（層）に配置されている。すなわち、第一内部電極１１と第二内部電極１２とは、素体２内において、第一及び第二主面２ａ，２ｂの対向方向に間隔を有して対向するように交互に配置されている。第一内部電極１１は、その端が第一端面２ｃに露出し、当該露出した端部で第一端子電極３に接続されている。第二内部電極１２は、その端が第二端面２ｄに露出し、当該露出した端部で第二端子電極４に接続されている。

各第二内部電極群２０は、複数の第三内部電極２１と、複数の第四内部電極２２と、を含んでいる。第三内部電極２１と第四内部電極２２とは、平面視で略矩形状（本実施形態においては、第一及び第二端面２ｃ，２ｄの対向方向が長辺方向とされた略長方形状）を呈し、第一及び第二側面２ｅ，２ｆの対向方向において異なる位置（層）に配置されている。すなわち、第三内部電極２１と第四内部電極２２とは、素体２内において、第一及び第二側面２ｅ，２ｆの対向方向に間隔を有して対向するように交互に配置されている。第三内部電極２１は、その端が第一端面２ｃに露出し、当該露出した端部で第一端子電極３に接続されている。第四内部電極２２は、その端が第二端面２ｄに露出し、当該露出した端部で第二端子電極４に接続されている。

第一〜第四内部電極１１，１２，２１，２２は、図３に示されるように、第一及び第二端面２ｃ，２ｄの対向方向に直交する方向から見て、素体２の中心に向かうにしたがって、その幅が狭くなっている。一対の第一内部電極群１０における第一内部電極１１と第二内部電極１２との対向面積と、一対の第二内部電極群２０における第三内部電極２１と第四内部電極２２との対向面積と、は等しく設定されている。内部電極１１，１２，２１，２２は、積層型の電気素子の内部電極として通常用いられる導電性材料（たとえば、Ｎｉ又はＣｕなど）からなる。内部電極１１，１２，２１，２２は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。

以上のように、本実施形態では、一対の第一内部電極群１０における第一及び第二内部電極１１，１２の対向方向と、一対の第二内部電極群２０における第三及び第四内部電極２１，２２の対向方向と、が直交している。すなわち、一対の第一内部電極群１０において、逆圧電効果により誘電体材料が伸縮する方向と、一対の第二内部電極群２０において、逆圧電効果により誘電体材料が伸縮する方向と、が直交している。一対の第一内部電極群１０同士、一対の第二内部電極群２０同士、及び第一及び第二内部電極群１０，２０同士が、素体２内において離間している。したがって、この結果、逆圧電効果に起因して生じる機械的な歪みが、素体２全体として小さくなり、素体２での機械的な歪みが緩和される。

本実施形態では、一対の第一内部電極群１０における第一及び第二内部電極１１，１２の対向面積と、一対の第二内部電極群２０における第三及び第四内部電極２１，２２の対向面積と、が等しく設定されている。これにより、逆圧電効果に起因して生じる機械的な歪みが、素体２全体としてより一層小さくなり、素体２での機械的な歪みを更に緩和することができる。

本実施形態では、第一〜第四内部電極１１，１２，２１，２２の幅は、第一及び第二端面２ｃ，２ｄの対向方向に直交する方向から見て、素体２の中心に向かうにしたがって狭くなっている。これにより、第一及び第二内部電極１１，１２と第三及び第四内部電極２１，２２とが、その面積を確保した状態で、互いに干渉することなく、素体２内に配置されることとなる。これにより、積層セラミックコンデンサ１の静電容量の低下を抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

素体２の形状は、上述した略直方体形状に限られない。たとえば、素体２は、略円柱形状を呈していてもよい。素体２は、略円柱形状を呈している場合、各内部電極１１，１２，２１，２２は、第一及び第二端面２ｃ，２ｄの対向方向に直交する断面において、円弧状に湾曲した形状を呈していてもよい。

積層セラミックコンデンサ１は、二対の内部電極群１０，２０を備えているが、これに限られることなく、三対以上の内部電極群を備えていてもよい。積層セラミックコンデンサ１が三対以上の内部電極群を備えている場合でも、各内部電極群は互いに離間すると共に、各内部電極群の対向方向が交差していれば、逆圧電効果に起因して生じる機械的な歪みが、素体全体として小さくなり、素体での機械的な歪みが緩和されることとなる。

１…積層セラミックコンデンサ、２…素体、２ｃ…第一端面、２ｄ…第二端面、３…第一端子電極、４…第二端子電極、１０…第一内部電極群、１１…第一内部電極、１２…第二内部電極、２０…第二内部電極群、２１…第三内部電極、２２…第四内部電極。

Claims (2)

1. 誘電体材料からなり、互いに対向する一対の端面を有する素体と、
   前記素体の一方の前記端面側に配置された第一端子電極と、
   前記素体の他方の前記端面側に配置された第二端子電極と、
   前記素体内に配置され、第一方向で互いに離間している一対の第一内部電極群と、
   前記素体内に配置され、前記一対の第一内部電極群と離間すると共に、前記第一方向に交差する第二方向で互いに離間している一対の第二内部電極群と、
   前記一対の第一内部電極群は、前記第一方向で互いに対向する、前記第一端子電極に接続された第一内部電極と前記第二端子電極に接続された第二内部電極と、を含み、
   前記一対の第二内部電極群は、前記第二方向で互いに対向する、前記第一端子電極に接続された第三内部電極と前記第二端子電極に接続された第四内部電極と、を含んでいることを特徴する積層セラミックコンデンサ。
2. 前記一対の第一内部電極群における前記第一及び第二内部電極の対向面積と、前記一対の第二内部電極群における前記第三及び第四内部電極の対向面積と、が等しい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。

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