JPH11340087A - 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

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JPH11340087A
JPH11340087A JP15848398A JP15848398A JPH11340087A JP H11340087 A JPH11340087 A JP H11340087A JP 15848398 A JP15848398 A JP 15848398A JP 15848398 A JP15848398 A JP 15848398A JP H11340087 A JPH11340087 A JP H11340087A
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JP
Japan
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capacitor
multilayer
ceramic capacitor
multilayer ceramic
internal electrode
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JP15848398A
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English (en)
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Yoshio Sato
由郎 佐藤
Yoshihiro Cho
義博 猪
Shinichi Iwata
伸一 岩田
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 短絡故障を生じた際、局所的にオープンとし
て、コンデンサ機能を保持させるヒューズ機能を持つ積
層セラミックコンデンサを提供する。 【解決手段】 ヒューズ機能を持つ素子部5を誘電体セ
ラミック層の最も薄い積層コンデンサ部1の内部電極6
に付与したことを特徴とする積層セラミックコンデン
サ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器の受動部
品として用いられる積層セラミックコンデンサに係わ
り、特に、保護機能としてヒューズ機能を有する積層セ
ラミックコンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】誘電体セラミック層と低抵抗金属からな
る内部電極層とを交互に複数回積み重さねて形成される
積層セラミックコンデンサは、その構造上、製造過程に
おける種々のストレスが誘電体セラミック層と内部電極
層の境界に集中し、歪やデラミネーションを生じさせる
ことがある。このような積層セラミックコンデンサにお
いては、その使用中に誘電体セラミック層の絶縁性の劣
化が生じると、内部電極間が狭く、歪などが残留してい
る部分から短絡故障が発生する。短絡故障が発生する
と、誘電体セラミックの一部分に電流が集中するため、
ジュール熱によってコンデンサが発熱し、コンデンサ全
体がショートモードに到り、電子回路全体を損傷させる
問題点があった。
【0003】このような欠点を解決するため、外部電極
とリード線との間にヒューズを挿入する方法や、ヒュー
ズとして内部電極の金属より高抵抗の金属を設けて、ヒ
ューズ機能を持たせたりする方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外部電
極とリード線間にヒューズを挿入する方法は、実装のス
ペース上不利であり、量産性に劣り、コストが高くつく
ばかりでなく、不具合の発生でヒューズが溶断すると、
コンデンサの機能も失われてしまうという欠点があっ
た。
【0005】また、内部電極にヒューズ機能を付与する
方法は、不具合発生した部分のみオープンモードとし
て、コンデンサの機能を完全に殺すことはないが、ヒュ
ーズ部分に狭窄部を設けたり、高抵抗の金属を用いるた
めにインダクタンスの発生や抵抗が高くなって、電気的
共振周波数が低くなり、かつ、等価直列抵抗(以下、E
SRと呼ぶ)の増大を来たし、高周波帯での使用が困難
になるという問題点があった。
【0006】従って、本発明は、上記のような課題を解
決すべく提案されたものであり、その目的は、積層コン
デンサが短絡故障を生じた際に、その短絡部分を局所的
にオープンとし、ESRの増加をおさえ、コンデンサ全
体の機能を失うことのない、高信頼性を有する積層セラ
ミックコンデンサを提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる積層セラ
ミックコンデンサは、誘電体セラミック層と低抵抗金属
からなる内部電極層とを交互に複数回積み重ねて積層体
と成し、その積層体は、容量の異なった複数の積層コン
デンサ部から構成され、ヒューズ機能を有する素子部を
誘電体セラミック層の厚みの最も薄い積層コンデンサ部
の内部電極に付与することによって実現できる。
【0008】また、本発明では、容量の異なる複数の積
層コンデンサを共通外部電極で一体化した構造とし、容
量の大きな積層コンデンサの内部電極にヒューズ機能を
持つ素子部を付与することで実現できる。
【0009】さらに、積層体に外部電極を設けてなる積
層セラミックコンデンサにおいて、積層方向と直交する
方向に分離して形成された内部電極により、容量の異な
った複数の積層コンデンサ部を構成すると共に、ヒュー
ズ機能を持つ素子部を誘電体セラミック層の厚みの最も
薄い積層コンデンサ部の内部電極に付与することによっ
て実現できる。
【0010】即ち、本発明は、誘電体セラミック層と低
抵抗金属からなる内部電極層とを交互に複数回積み重ね
て形成する積層体に外部電極を設けてなる積層セラミッ
クコンデンサにおいて、前記積層体は、容量の異なった
複数の積層コンデンサ部からなり、かつ、前記内部電極
にヒューズ機能を持つ素子部を付与した積層セラミック
コンデンサである。
【0011】また、本発明は、前記の積層セラミックコ
ンデンサにおいて、ヒューズ機能を持つ素子部が誘電体
セラミク層の厚みの最も薄い積層コンデンサ部の内部電
極に付与されている前記積層セラミックコンデンサであ
る。
【0012】また、本発明は、容量の異なる複数の積層
コンデンサを共通外部電極で一体化した積層セラミック
コンデンサにおいて、容量の大きな積層コンデンサの内
部電極にヒューズ機能を持つ素子部を付与した前記積層
セラミックコンデンサである。
【0013】また、本発明は、前記誘電体セラミック層
と低抵抗金属からなる内部電極層とを交互に複数回積み
重ねて形成する積層体に外部電極を設けてなる積層セラ
ミックコンデンサにおいて、積層方向と直交する方向に
分離して形成された内部電極により、容量の異なった複
数の積層コンデンサ部を構成すると共に、内部電極にヒ
ューズ機能を持つ素子部を付与した前記積層セラミック
コンデンサである。
【0014】また、本発明は、前記の積層セラミックコ
ンデンサにおいて、ヒューズ機能を持つ素子部が誘電体
セラミック層の厚みの最も薄い積層コンデンサ部の内部
電極に付与されている前記積層セラミックコンデンサで
ある。
【0015】以上のように構成した積層セラミックコン
デンサによれば、何らかの原因で使用中に故障して短絡
となった場合、ヒューズ機能が働き、部分的にオープン
モードとなるが、コンデンサ全体としては、その機能を
失うことはない。しかも、オープンモードの部分はごく
一部分であり、ESRの増加は小さく、電子回路全体の
最低限の機能を保持することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、本発明による積層セラミ
ックコンデンサの実施の形態を図面を参照して説明す
る。
【0017】(第1の実施の形態)図1は、本発明に係
わるの積層セラミックコンデンサの説明図である。図1
(a)は、断面図であり、2つの積層コンデンサ部1と
2と、その外側に設けた2つの保護層4と、外部電極7
から構成されている。
【0018】ここで、積層コンデンサ部1は、もう一方
の積層コンデンサ部2に比べて、誘電体層の厚みが薄
く、多層構造であるので、高静電容量を有する。
【0019】一般に、短絡現象は、歪が存在した部分、
あるいは、誘電体層が薄くなった部分に集中して発生す
ることが多い。
【0020】図1(b)は、図1(a)の積層コンデン
サ部の一部を切り欠いて示す斜視図であるが、ヒューズ
機能を持つ素子部5は、前述の理由で、相対的に短絡現
象の生じやすい誘電体セラミック層の薄い部分、言い換
えれば、容量の大きい積層コンデンサ部、もしくは積層
セラミックコンデンサの内部電極6と外部電極7間に形
成する。
【0021】内部電極6は、AgあるいはAg−Pd系
などの電気抵抗の低い金属材料からなる金属ペーストを
印刷積層等の方法で塗布形成する。ヒューズ機能を持つ
素子部5は、図2(a)に示すように、内部電極6より
も電気抵抗の高い錫、銅及び銅合金等のペーストが用い
られ、焼成によって一体化される。また、ヒューズ部分
にカーボンペーストを用い、焼成によって生じた空孔
に、鉛、あるいは、無鉛半田等の低融点金属を注入形成
する方法、あるいは、めっきにより形成する方法等を用
いればよい。
【0022】(第2の実施の形態)さらに、図2は、内
部電極6に狭窄部を設けてヒューズ機能を持たせた例で
ある。このように、種々の方法が考えられが、ヒューズ
の材料及びパターンは、短絡時に内部電極間に流れる最
大許容電流でヒューズが溶断するように設計されている
必要がある。
【0023】図3は、本発明の実施の形態の積層セラミ
ックコンデンサ部1の等価回路を示したものであり、ヒ
ューズ機能を持つ素子は、R1である。図4は、一実施
例の積層セラミックコンデンサの周波数特性を示す図で
ある。
【0024】ここで、:C1=10μF, L1=10n
H,R1=200mΩ :C2=0.1μF,L2=10nH,R2=25mΩ
【0025】は、図1においてヒューズ機能を持つ積
層コンデンサ部1を示し、は、ヒューズ機能を持たな
い積層コンデンサ部2を示している。
【0026】図4(a)の実線は、本実施の形態での積
層セラミックコンデンサの周波数特性、図4(b)の鎖
線および図4(c)の点線は、積層コンデンサ部1およ
び2の個々の周波数特性である。
【0027】何らかの原因で積層コンデンサ部1の一部
分が短絡し、ヒューズ機能が働いたとしても、局所的な
オープン状態であり、この場合のESRの増加はごく僅
かで共振周波数近傍でのインピーダンスの増加は小さ
い。したがって、電子回路の機能を大きく損なうことは
ない。
【0028】(第3の実施の形態)図5は、容量の異な
る複数の積層コンデンサを共通外部電極8で、一体化し
た構造の断面図であり、容量の大きな積層コンデンサの
内部電極にヒューズ機能を付与した第3の実施の形態で
ある。
【0029】(第4の実施の形態)図6は、第4の実施
の形態で、積層方向と直交する方向に分離して形成され
た内部電極により、容量の異なった複数の積層コンデン
サ部を構成したコンデンサの斜視図及び断面図である。
図6(a)は、外観斜視図であり、図6(b)は、図6
(a)のA−A断面図であり、図6(c)は、B−B断
面図であり、図6(d)は、図6(a)のC−C断面図
である。
【0030】なお、図1においては、容量の異なる積層
コンデンサ部を2層としたが、目的に応じて積層数を増
やすことができる。また、図3の共通外部電極を持つ積
層セラミックコンデンサにおいても、その数量を増やす
ことができる。さらに、図4において、分離形成された
積層コンデンサ部の数量構成も設計に応じ、任意に変更
できることは言うまでもない。
【0031】ヒューズ機能を持つ素子部については、図
1と図3及び図4(c)おいては、コンデンサ部の内部
電極6の全部に付与したが、2つの外部電極のうち、そ
の一端に接続している内部電極の平面領域状にのみ付与
しても差し支えない。
【0032】以上、説明したように、本発明の積層セラ
ミックコンデンサは、容量の異なった複数のコンデンサ
部を積層し、誘電体セラミック層の厚みの最も薄い積層
コンデンサ部、即ち、容量の大きい積層コンデンサ部の
短絡現象が起こりやすい内部電極にヒューズ機能を持つ
素子部を設けるけることによって、何らかの原因で短絡
し、ヒューズ機能が働いて、ヒューズ機能を持つ素子が
溶断しても、局所的なオープンにとどめられるので、イ
ンピーダンスの変化は小さく、電子回路の機能を大きく
損なうことがない。
【0033】
【発明の効果】以上のごとく、本発明によれば、積層コ
ンデンサが短絡故障を生じた際に、その短絡部分を局所
的にオープンとし、ESRの増加をおさえ、コンデンサ
全体の機能を失うことのない、高信頼性を有する積層セ
ラミックコンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の積層セラミックコ
ンデンサの説明図。図1(a)は、断面図。図1(b)
は、一部を切り欠いて示す斜視図。
【図2】本発明の第2の実施の形態の積層セラミックコ
ンデンサについて一部を切り欠いて示す斜視図。
【図3】本発明の積層セラミックコンデンサの等価回路
図。
【図4】本発明の積層セラミックコンデンサの周波数特
性図。
【図5】本発明の第3の実施の形態の積層セラミックコ
ンデンサの断面図。
【図6】本発明の第4の実施の形態の説明図。図6
(a)は、外観斜視図。図6(b)は、図6(a)のA
−A断面図。図6(c)は、 図6(a)のB−B断面
図。図6(d)は、 図6(a)のC−C断面図。
【符号の説明】
1 (誘電体セラミックス層の薄い)積層コンデンサ
部 2 (ヒューズ機能が付与されてない)積層コンデン
サ部 4 保護層 5 ヒューズ機能を持つ素子部 6 内部電極 7 外部電極 8 共通外部電極

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体セラミック層と低抵抗金属からな
    る内部電極とを交互に複数回積み重ねて形成する積層体
    に外部電極を設けてなる積層セラミックコンデンサにお
    いて、前記積層体は、容量の異なった複数の積層コンデ
    ンサ部からなることを特徴とする積層セラミックコンデ
    ンサ。
  2. 【請求項2】 前記内部電極にヒューズ機能を持つ素子
    部を付与したことを特徴とする請求項1記載の積層セラ
    ミックコンデンサ。
  3. 【請求項3】 前記ヒューズ機能を持つ素子部は、誘電
    体セラミク層の厚みの最も薄い積層コンデンサ部の内部
    電極に付与されていることを特徴とする請求項1または
    2記載の積層セラミックコンデンサ。
  4. 【請求項4】 前記容量の異なる複数の積層コンデンサ
    部の外部電極を一体化し、共通外部電極としたことを特
    徴とする積層セラミックコンデンサにおいて、容量の大
    きな積層コンデンサの内部電極にヒューズ機能を持つ素
    子部を付与したことを特徴とする請求項1または2記載
    の積層セラミックコンデンサ。
  5. 【請求項5】 誘電体セラミック層と低抵抗金属からな
    る内部電極層とを交互に複数回積み重ねて形成する積層
    体に外部電極を設けてなる積層セラミックコンデンサに
    おいて、前記積層体の内部電極が積層方向と直交する方
    向に分離された容量の異なった複数の積層コンデンサ部
    から構成されていることを特徴とする積層セラミックコ
    ンデンサ。
  6. 【請求項6】 前記内部電極にヒューズ機能を持つ素子
    部を付与したことを特徴とする請求項5記載の積層セラ
    ミックコンデンサ。
JP15848398A 1998-05-22 1998-05-22 積層セラミックコンデンサ Pending JPH11340087A (ja)

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