JPH01220421A - 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閏する。更に、詳しく
は、耐電圧を高めることのできる積層磁器：」ンデンナ
に関する。

［従来の技術］ 最近、電Ｔ′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：Ｉンデンサが作製されている。

従来の積層磁器−１ンデンサは、誘電体層と導電体層と
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耐電圧は、
その誘電体層の間隔と、ｔｌ電休体特性により決まる。

従って、積層コンデンサの絶縁破壊電圧を高めるために
は、コンデンナ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１１的は、積層磁器コンデンサの内部電極の間
隔を増大せずに、その耐電圧、即ち、絶縁破壊゛１［圧
を高めることができる積層磁器−ｌ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目的とする。

［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？ｌｔ
極層を積層した積層磁器ユｊンデンサにおいて、該積Ａ
”ｌ磁器コンデンサの内部電極間にある誘電体層中に、
外部電極とは接続されていないフＬＪ−）電極層を少な
くとも１層、該：コンデンサ内部電極間に設けてなるこ
とを特徴とＶる積Ｊ１５磁器コンデンサである。

本発明の積層磁器コンデンサの構造は、磁器誘電体層、
内部電極層及び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ｎ−ト’ｉｉ極”を設けたものである。

一般的に云えば、積層磁器コンデンサの内部電極構造と
絶縁４ｔＬ壊電圧の関係は、次のようなものである。

第１図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、２．２°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、即ち、電極２と２°の間の距離をｄ、誘電
体の絶縁破壊電界強度をＥ、絶縁破壊電圧をＶとすれば
、−船釣に、Ｖ　−Ｅ　ｄ　＝　Ａ　ｄ　”’・＝−・
・（１）が成立４る。ここでＡ、ｎは誘電体の有４゛る
定数であり、ｎ−−０，７〜０゜０の範囲であることが
知られている。

この式（１）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、絶縁破壊電圧を高めるための最も簡
単な方法は内部電極間隔を大きく４ることである。

亦、このような構造において、絶縁破壊は、内部電極構
造の電極末端部に電荷が集中し、不・Ｆ等゛１ト界が誘
電体層中に生じるために、その電極末端部で生しること
が多い。

このような構造の内部電極では、内部電極間隔をｄを大
きくｖるほど、内部電極末端部に′電荷が集中するよう
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。

このような積層コンデンサにおいて、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）により増加するために、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、容量に対する誘電
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。

本発明では、外部電極とは全く接続されない内部電極（
これを”フロート電極”と名ずける）を誘電体層内の、
コンデンサ内部電極の間に挿入設置することにより、次
に説明１−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”フロート電極”を挿入設置すると仮定する０、
そうすると、式（υより、Ｖ　＝ＡｔＸ　（ｄ／ｌ）”
’−ｔＸ（１／ｌ＞”’Ａｄ”’が成立する。

従って、”フロート電極”を挿入することにより絶縁破
壊電圧は、ｔＸ　（１／　ｔ）”’倍になるが、ｎ＝−
０，７〜０であるから、 ｔｘ（１／ｌ）　１′□＞　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。

史に、′フロート電極”を挿入することにより内部電極
末端部での不γ等電界を緩和することがｉｉ）能である
。

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、ノ、ライト、ステアタイト、フォルスプライト、
ベリリア、チタニア、窒化アルミニウム、ブ・タン酸バ
リウムに代表されるペロプスカイト構造を有する物質な
どを用いる。

フロート電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
に形成することができる。

本発明により得られる積層磁器７Ｊンデンナは、例えば
、電子！ｌＲ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４″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”を用いた積層磁器コンデ
ンサの内部構造を、第２図に示ぜ、１は誘電体、２．２
′は内部電極、３は外部電極、４は”フロート電極”で
ある、電極層２と２°との間隔を４６μｍで、諷電体層
をＰＬＺＴ系誘電体で作製した。第２図のように、内部
電極間に１層の”フロート電極”を挿入設置した場合と
、第１図のように、′フロート電極”を設けない場合に
ついて、その静電容量（ｎＦ）と誘電正接（％）、絶縁
抵抗（ＸＩＯＩＩΩ）と絶縁破壊電圧（Ｖ）を測定した
。

”フロート電極”がない場合は、静電界量２゜３２ｎＦ
で、誘’４ｆ＋ｌ二接が０．０８％、絶縁抵抗が７．２
Ｘ１０”Ωで、絶縁破壊電圧はｔｏｏｏｖであった。こ
れに対して、第２図のように、′フＩノー）　’＋ｒ；
、極”４を電極層２．２°間のほぼ真ん中に挿入した場
合は、静電容量２．４１ｎＦで、誘電正接が０．０７％
、絶縁抵抗が８．７Ｘ１０日Ωで、絶縁破壊電圧はｔａ
ｓｏｖであった。

更に、この内部電極２と２°の間隔が１００μｍのＰＬ
ＺＴ系誘電体層の中に１層以−トの”フ【コート電極”
４を挿入した場合の絶縁破に！！主電圧測定した。

各々の絶縁破壊電圧は、′フｉ」−ト電極”なしのとき
、１３００Ｖで、”フロート電極”１層のとき、２１０
０Ｖで、”フ「コート電極”２層挿入のとさ、２８００
Ｖで、′フロート電極”３層挿入のときに３４００Ｖで
あった。

以上の測定結果から５本発明の積層磁器コンデンサによ
る”フロート電極”構造を用いることにより、絶縁ａ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：１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［１−ト電極”を用いるので、内部電極層
間の間隔を変えることなく、絶′Ｉ＆破壊電圧を高め、
電気的な弱点を強化する効果が得られた。

第２に、更に、”フロート電極”を挿入する枚数を増や
すことで高耐電圧が得られる積層磁器コンデンサの製造
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す平面
図、断面図及び端面図である。 第２図は、本発明の積層磁器コンデンサの構造を示す平
面図、断面図及び端面図である。 ［主要部分の符号の説明］ １、、、．３重体 ２．２°１０．、内部電極層 ３、、、、端面にある外部電極 ４、、、、”フロート電極” 特許出願人　　三菱鉱業セメント株式会社代理人　弁理
士　　倉　持　　裕（外１名）第２図

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請電体層中に
   、外部電極とは接続されていないフロート電極層を少な
   くとも１層、該コンデンサ内部電極間に設けてなること
   を特徴とする積層磁器コンデンサ。