(57)【要約】【課題】アークオーバー耐性の向上、絶縁破壊電圧の増大、またはケースサイズの縮小を実現するコンデンサを提供する。【解決手段】積層セラミックコンデンサ部品は、複数の電極層及び誘電体層からなるセラミックコンデンサ本体とそれに取り付けられた第１及び第２の外部端子を備える。複数の電極層は、セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるように交互に積層された複数の能動電極層を有する。１つの形態において、複数の能動電極層内にはシールド効果を有する複数の側部シールドが配置され、複数の能動電極層はオーバーラップ領域を増大させるパターンを有し、層間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量が実現される。１つの形態において、コンデンサは大気中で直流３５００Ｖ以上の絶縁破壊電圧を有する。１つの形態において、コンデンサにコーティングが施される。【選択図】図５
2011530831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する両端を有し、複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、
前記セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子と、
前記セラミックコンデンサ本体内部に配置され、第１の内部能動電極が前記セラミックコンデンサ本体の一端から内部に延び、且つ次の内部能動電極が前記セラミックコンデンサ本体の他端から内部へ延びるようにして、交互に形成された複数の内部能動電極と、
前記セラミックコンデンサ本体内部に配置され、アークオーバー耐性を向上する複数の内部電極側部シールドと、
を備え、
前記各内部能動電極は、
対応する内部電極側部シールド間に配置され、その内部電極側部シールドとギャップによって離間しており、
前記各内部能動電極は、
前記内部電極側部シールドと隣接した第１の幅を有する第１の部分と、前記第１の幅よりも広い第２の幅を有する第２の部分とを有することにより、オーバーラップ領域を増大させ、前記内部能動電極間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現しており、
前記複数の内部電極側部シールドは、
前記内部能動電極をシールドするように形成されることにより、前記内部能動電極と前記外部端子の間のアークオーバー耐性の向上を実現している、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２】
前記各内部能動電極は、その幅方向を上下方向と定義した場合に、
前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置され、上向きに延びる突出部及びその反対側の下向きに延びる突出部を有する、
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部品。
【請求項３】
前記積層構造のセラミックコンデンサ本体の積層方向を上下方向と定義した場合に、
上部内部電極シールドとその反対側の下部内部電極シールドを備え、
前記上部内部電極シールドと前記下部内部電極シールドは、
前記複数の内部電極の前記対向する両端にそれぞれ配置されている、
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部品。
【請求項４】
前記ギャップは、大気中の破壊電圧が少なくとも３５００Ｖとなるサイズを有する、
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部品。
【請求項５】
前記セラミックコンデンサ本体は、０６０３パッケージのケースサイズに収まるサイズである、
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部品。
【請求項６】
少なくとも２５００Ｖの破壊電圧を有する、
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部品。
【請求項７】
大気の破壊電圧とほぼ同程度の破壊電圧を有する、
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部品。
【請求項８】
前記セラミックコンデンサ本体にコーティングが施されている、
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部品。
【請求項９】
前記コーティングは、ポリイミドコーティングを含む、
ことを特徴とする請求項８記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項１０】
前記ポリイミドコーティングは、破壊電圧をほぼ４００Ｖ増大させるように施されている、
ことを特徴とする請求項９記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項１１】
前記セラミックコンデンサ本体は、パーフルオロカーボン液への含浸を含む工程により作製されている、
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部品。
【請求項１２】
９０Ｖ／μｍより高い破壊電圧を有する、
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部品。
【請求項１３】
改善された高電圧特性を有する積層セラミックコンデンサ部品であって、
対向する両端を有し、複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、
前記セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子と、
を備え、
前記複数の電極層は、
前記セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を有し、
前記複数の能動電極層内に、シールド効果を有する複数の側部シールドが配置され、
前記複数の能動電極層は、能動電極層間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現するようにオーバーラップ領域を増大させるパターンを有する、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項１４】
前記パターンは、対応する前記側部シールドと隣接する部分の幅が狭められている、
ことを特徴とする請求項１３記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項１５】
前記ギャップは、大気中の破壊電圧が少なくとも３５００Ｖとなるサイズを有する、
ことを特徴とする請求項１３記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項１６】
前記セラミックコンデンサ本体は、０６０３パッケージのケースサイズに収まるサイズである、
ことを特徴とする請求項１３記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項１７】
少なくとも２５００Ｖの破壊電圧を有する、
ことを特徴とする請求項１６記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項１８】
大気の破壊電圧とほぼ同程度の破壊電圧を有する、
ことを特徴とする請求項１３記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項１９】
前記セラミックコンデンサ本体にコーティングが施されている、
ことを特徴とする請求項１３記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２０】
前記コーティングは、ポリイミドコーティングを含む、
ことを特徴とする請求項１９記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２１】
前記ポリイミドコーティングは、破壊電圧を約４００Ｖ増大させるように施されている、
ことを特徴とする請求項２０記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２２】
前記セラミックコンデンサ本体は、パーフルオロカーボン液への含浸を含む工程により作製されている、
を特徴とする請求項１３記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２３】
破壊電圧は、９０Ｖ／μｍより高い、
ことを特徴とする請求項１３記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２４】
改善された高電圧特性を有する積層セラミックコンデンサ部品であって、
対向する両端を有し、複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、
前記セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子と、
を備え、
前記複数の電極層は、
前記セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を有し、
前記積層セラミックコンデンサ部品は、大気中で少なくとも直流３５００Ｖの破壊電圧を有する、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２５】
前記セラミックコンデンサ本体の外部表面にコーティングが施されている、
ことを特徴とする請求項２４記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２６】
前記複数の能動電極層内に、シールド効果を有する複数の側部シールドが配置されている、
ことを特徴とする請求項２４記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２７】
前記複数の能動電極層は、能動電極層間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現するようにオーバーラップ領域を増大させるパターンを有する、
ことを特徴とする請求項２６記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２８】
改善された高電圧特性を有する積層セラミックコンデンサ部品であって、
対向する両端を有し、複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、
前記セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子と、
を備え、
前記複数の電極層は、
前記セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を有し、
前記積層セラミックコンデンサ部品は、少なくとも直流２５００Ｖの破壊電圧を有し、
前記セラミックコンデンサ本体は、ケースサイズ０６０３のパッケージに収まるサイズである、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２９】
前記セラミックコンデンサ本体の外部表面にコーティングが施されている、
ことを特徴とする請求項２８記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項３０】
前記複数の能動電極層内に、シールド効果を有する複数の側部シールドが配置されている、
ことを特徴とする請求項２８記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項３１】
前記複数の能動電極層は、能動電極層間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現するようにオーバーラップ領域を増大させるパターンを有する、
ことを特徴とする請求項３０記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項３２】
改善された高電圧特性を有する積層セラミックコンデンサ部品であって、
対向する両端を有し、複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、
前記セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子と、
を備え、
前記複数の電極層は、
前記セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を有し、
前記積層セラミックコンデンサ部品は、大気の破壊電圧とほぼ同程度の破壊電圧を有する、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項３３】
前記セラミックコンデンサ本体の外部表面にコーティングが施されている、
ことを特徴とする請求項３２記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項３４】
前記複数の能動電極層内に、シールド効果を有する複数の側部シールドが配置されている、
ことを特徴とする請求項３２記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項３５】
前記複数の能動電極層は、能動電極層間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現するようにオーバーラップ領域を増大させるパターンを有する、
ことを特徴とする請求項３４記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項３６】
改善された高電圧特性を有する積層セラミックコンデンサ部品であって、
対向する両端を有し、複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、
前記セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子と、
を備え、
前記複数の電極層は、
前記セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を有し、
前記セラミックコンデンサ本体の外部表面にコーティングが施されている、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項３７】
前記コーティングは、ポリイミドコーティングを含む、
ことを特徴とする請求項３６記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項３８】
前記ポリイミドコーティングは、大気中における破壊電圧を直流４００Ｖ以上増大させるように施されている、
ことを特徴とする請求項３６記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項３９】
前記複数の能動電極層内に、シールド効果を有する複数の側部シールドが配置されている、
ことを特徴とする請求項３６記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項４０】
前記複数の能動電極層は、能動電極層間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現するようにオーバーラップ領域を増大させるパターンを有する、
ことを特徴とする請求項３９記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項４１】
改善された高電圧特性を有する積層セラミックコンデンサ部品であって、
対向する両端を有し、複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、
前記セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子と、
を備え、
前記複数の電極層は、
前記セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を有し、
前記積層セラミックコンデンサ部品は、少なくとも９０Ｖ／μｍの破壊電圧を有する、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項４２】
前記セラミックコンデンサ本体の外部表面にコーティングが施されている、
ことを特徴とする請求項４１記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項４３】
前記複数の能動電極層内に、シールド効果を有する複数の側部シールドが配置されている、
ことを特徴とする請求項４１記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項４４】
前記複数の能動電極層は、能動電極層間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現するようにオーバーラップ領域を増大させるパターンを有する、
ことを特徴とする請求項４３記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項４５】
積層構造のセラミックコンデンサ本体を複数の電極層及び誘電体層から形成する形成工程と、
前記セラミックコンデンサ本体の対向する両端に第１及び第２の外部端子を取り付ける取付工程と、
を備え、
前記形成工程において、
前記複数の電極層は、
前記セラミックコンデンサ本体内部に配置され、第１の内部能動電極が前記セラミックコンデンサ本体の一端から内部に延び、且つ次の内部能動電極が前記セラミックコンデンサ本体の他端から内部へ延びるようにして、交互に形成された複数の内部能動電極と、
前記セラミックコンデンサ本体内部に配置され、アークオーバー耐性を向上する複数の内部電極側部シールドと、
を有するように構成され、
前記各内部能動電極は、
対応する内部電極側部シールド間に配置され、その内部電極側部シールドとギャップによって離間するように構成され、
前記各内部能動電極は、
前記内部電極側部シールドと隣接した第１の幅を有する第１の部分と、前記第１の幅よりも広い第２の幅を有する第２の部分とを有することにより、オーバーラップ領域を増大させ、前記内部能動電極間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現するように構成され、
前記複数の内部電極側部シールドは、
前記内部能動電極をシールドするように形成されることにより、前記内部能動電極と前記外部端子の間のアークオーバー耐性の向上を実現するように構成される、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品の製造方法。
【請求項４６】
前記形成工程において、
前記各内部能動電極は、その幅方向を上下方向と定義した場合に、
前記第１の部分と前記第２の部分との間に、上向きに延びる突出部及びその反対側の下向きに延びる突出部を有するように構成される、
ことを特徴とする請求項４５記載の積層セラミックコンデンサ部品の製造方法。
【請求項４７】
積層構造のセラミックコンデンサ本体を複数の電極層及び誘電体層から形成する形成工程と、
前記セラミックコンデンサ本体の対向する両端に第１及び第２の外部端子を取り付ける取付工程と、
大気中における破壊電圧を直流４００Ｖ以上増大させるように、コーティング材で前記セラミックコンデンサ本体の外部表面にコーティングを施すコーティング工程と、
を備え、
前記形成工程において、
前記複数の電極層は、
前記セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を有するように構成される、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品の製造方法。
【請求項４８】
前記コーティング材は、ポリイミドを含む、
ことを特徴とする請求項４７記載の積層セラミックコンデンサ部品の製造方法。
【請求項４９】
積層構造のセラミックコンデンサ本体を複数の電極層及び誘電体層から形成する形成工程と、
前記セラミックコンデンサ本体の対向する両端に第１及び第２の外部端子を取り付ける取付工程と、
大気中における破壊電圧を増大させるように、ポリイミドで前記セラミックコンデンサ本体の外部表面にコーティングを施すコーティング工程と、
を備え、
前記形成工程において、
前記複数の電極層は、
前記セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を有するように構成される、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサに関するものであり、特に、積層構造のセラミックコンデンサ本体の両端に外部端子を取り付けてなる積層セラミックコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサは、一般的に、セラミック誘電体層と導電性電極層とを交互に積層してなる積層構造を備えている。各種の誘電体材料が使用でき、また各種の物理的構成が使用されている。高電圧性能を有するコンデンサとしては、「直列構造」のものが長年生産されている。直列構造としては、図１に示すように、シングルフロート電極構造が挙げられ、電荷は、フロート電極と両側の端子に接続された電極との間に蓄えられる。このシングルフロート電極構造に対して、図２に示す標準的なコンデンサ構造においては、電極が異なる端子に交互に接続され、電荷はこれらの電極の間に蓄えられる。これらの構造において静電容量は次のように求められる。
【０００３】
【数１】
2011530831.tif 000003
【０００４】
ところが、直列構造の場合には、有効オーバーラップ領域がかなり小さくなってしまう。直列構造は、シングルフロート電極に対して電極に作用する内部電圧が半減するという利点がある。内部電圧を低下させるために、１層当たり２以上のフロート電極を備えるように、フロート電極をさらに分割することも可能であるが、この場合には、有効オーバーラップ領域が小さくなってしまい、静電容量を低下させてしまう。
【０００５】
これらのチップ形積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）の内部耐電圧性能に加えて、これらの部品がコンデンサ端子からのアークオーバーに対して耐性を有することも重要である。特許文献１においては、レーザトリミングを必要とするアークオーバーを防止するために、周縁部がさらに誘電体層で覆われた表面電極を開示している。しかしながら、この場合、露出した電極が腐食しやすいという重要な問題がある。さらに、露出した電極の特性は、湿度のような環境要因によって著しい影響を受けるため、これらのコンデンサの利用用途が制限されてしまうという問題もある。
【０００６】
特許文献２においては、積層セラミックコンデンサの表面にパラポリキシリレン・コーティングを行った後、端子から余分な材料をトリミングすることによって、表面耐フラッシュオーバー性を有するコンデンサを生産する方法を開示している。この場合、コンデンサのコーティングには相当なコストが必要である。さらに、コーティングが、回路基板組立工程に適合できない場合もある。また、有機物のコーティングが存在すると、ガス放出の関係上、衛星のような一定の電子用途での利用が制限されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許４，７３１，６９７
【特許文献２】米国特許６，６２７，５０９
【特許文献３】米国特許７，３３６，４７５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように、絶縁破壊電圧が高いコンデンサの生産コストを低減するための様々な努力にもかかわらず、また、アークオーバーの発生を最小化する様々な努力にもかかわらず、問題は依然として存在している。その結果、改善された高電圧コンデンサを提供することが要求されている。
【０００９】
したがって、本発明の主要な目的、特徴、または作用効果は、この技術分野の状況を改善することにある。
【００１０】
本発明のより具体的な目的、特徴、または作用効果は、アークオーバー耐性を有する積層セラミックコンデンサを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的、特徴、または作用効果は、大気中における絶縁破壊電圧が高い積層セラミックコンデンサを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的、特徴、または作用効果は、大きな静電容量を保持可能な構造を備えた積層セラミックコンデンサを提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的、特徴、または作用効果は、コンデンサが電子回路に取り付けられたときに、アークオーバーによる不都合な破損の発生を最小限に抑えることにある。
【００１４】
本発明の他の目的、特徴、または作用効果は、高い耐電圧性能を有するとともに、ケースサイズを縮小して回路の小型化を可能としたコンデンサを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的、特徴、または作用効果は、都合よく経済的に製造可能な、改善型のコンデンサを提供することにある。
【００１６】
本発明における、これらの、あるいは他の目的、特徴、または作用効果は、以下の明細書および特許請求の範囲から明白である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の１つの態様によれば、積層セラミックコンデンサ部品が提供される。この態様のコンデンサは、対向する両端を有し、且つ複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体を備える。第１及び第２の外部端子がセラミックコンデンサ本体に取り付けられている。セラミックコンデンサ本体は、内部に複数の内部能動電極を有しており、複数の内部能動電極は、第１の内部能動電極がセラミックコンデンサ本体の一端から内部に延び、且つ次の内部能動電極がセラミックコンデンサ本体の他端から内部に延びるようにして、交互に形成されている。セラミックコンデンサ本体には、複数の内部電極側部シールドが設けられ、それによってアークオーバー耐性が向上する。各内部能動電極は、対応する内部電極側部シールド間に配置されており、対応する内部電極側部シールドとはギャップによって離間している。各内部能動電極は、内部電極側部シールドと隣接した第１の幅を有する第１の部分と、第１の幅よりも広い第２の幅を有する第２の部分とを備えており、それによってオーバーラップ領域が増大し、内部能動電極間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量が実現される。複数の内部電極側部シールドは、内部能動電極をシールドするように形成されており、それによって内部能動電極と端子との間のアークオーバー耐性がさらに向上している。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、改善された高電圧特性を実現する積層セラミックコンデンサ部品が提供される。この態様のコンデンサは、対向する両端を有し、且つ複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子とを備える。複数の電極層は、セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を備える。複数の能動電極層内には、シールド効果を有する複数の側部シールドが配置されている。能動電極層は、オーバーラップ領域を増大させるパターンを有しており、能動電極層間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現する。
【００１９】
本発明の他の態様によれば、改善された高電圧特性を実現する積層セラミックコンデンサ部品が提供される。この態様のコンデンサは、対向する両端を有し、且つ複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体を備える。第１及び第２の外部端子がセラミックコンデンサ本体に取り付けられている。複数の電極層は、セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を備える。積層セラミックコンデンサ部品の絶縁破壊電圧は、大気中で少なくとも直流３５００Ｖである。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、改善された高電圧特性を実現する積層セラミックコンデンサ部品が提供される。この態様のコンデンサは、対向する両端を有し、且つ複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体を備える。第１及び第２の外部端子がセラミックコンデンサ本体に取り付けられている。複数の電極層は、セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を備える。積層セラミックコンデンサ部品の絶縁破壊電圧は、大気中で少なくとも直流２５００Ｖである。セラミックコンデンサ本体は、ケースサイズ０６０３のパッケージに収まるサイズとなっている。
【００２１】
本発明の他の態様によれば、改善された高電圧特性を実現する積層セラミックコンデンサ部品が提供される。この態様のコンデンサは、対向する両端を有し、且つ複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子とを備える。複数の電極層は、セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を備える。積層セラミックコンデンサ部品の大気中における絶縁破壊電圧は、空気の絶縁破壊電圧と同程度である。
【００２２】
本発明の他の態様によれば、改善された高電圧特性を実現する積層セラミックコンデンサ部品が提供される。この態様のコンデンサは、対向する両端を有し、且つ複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子を備える。複数の電極層は、セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を備える。セラミックコンデンサ本体の外部表面には、コーティングが施されている。
【００２３】
本発明の他の態様によれば、改善された高電圧特性を実現する積層セラミックコンデンサ部品が提供される。この態様のコンデンサは、対向する両端を有し、且つ複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子を備える。複数の電極層は、セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を備える。積層セラミックコンデンサ部品の絶縁破壊電圧は、少なくとも９０Ｖ／μｍである。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、積層セラミックコンデンサ部品の製造方法が提供される。この態様の製造方法は、積層構造のセラミックコンデンサ本体を複数の電極層及び誘電体層から形成する工程と、セラミックコンデンサ本体の対向する両端に第１及び第２の外部端子を取り付ける工程を備える。複数の電極層は、セラミックコンデンサ本体内に複数の内部能動電極を備えており、複数の内部能動電極は、第１の内部能動電極がセラミックコンデンサ本体の一端から内部に延び、且つ次の内部能動電極がセラミックコンデンサ本体の他端から内部に延びるようにして、交互に形成されている。複数の電極層は、アークオーバー耐性を向上するためにセラミックコンデンサ本体内に設けられた複数の内部電極側部シールドをさらに含んでいる。各内部能動電極は、対応する内部電極側部シールド間に配置されており、対応する内部電極側部シールドとはギャップによって離間している。各内部能動電極は、内部電極側部シールドと隣接した第１の幅を有する第１の部分と、第１の幅よりも広い第２の幅を有する第２の部分とを備えており、それによってオーバーラップ領域を増大させ、内部能動電極間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量が実現される。複数の内部電極側部シールドは、内部能動電極をシールドするように形成されており、それによって内部能動電極と端子との間のアークオーバー耐性がさらに向上している。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、積層セラミックコンデンサ部品の製造方法が提供される。この態様の製造方法は、積層構造のセラミックコンデンサ本体を複数の電極層及び誘電体層から形成する工程と、セラミックコンデンサ本体の対向する両端に第１及び第２の外部端子を取り付ける工程を備える。複数の電極層は、セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の内部能動電極層を備える。この態様の製造方法は、大気中における絶縁破壊電圧を直流４００Ｖ以上に増加させるために、コーティング材でセラミックコンデンサ本体の外部表面をコーティングする工程をさらに備える。
【００２６】
本発明の他の態様によれば、積層セラミックコンデンサ部品の製造方法が提供される。この態様の製造方法は、積層構造のセラミックコンデンサ本体を複数の電極層及び誘電体層から形成する工程と、セラミックコンデンサ本体の対向する両端に第１及び第２の外部端子を取り付ける工程を備える。複数の電極層は、セラミックコンデンサ本体の両端から交互に内部へ延びるようにして交互に積層された複数の能動電極層を交互に備える。この態様の製造方法では、大気中における絶縁破壊電圧を増加させるために、ポリイミドでセラミックコンデンサ本体の外部表面をコーティングする工程をさらに備える。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】シングルフロート電極を備える直列構造のコンデンサの断面図である。
【図２】標準的な構造を有するコンデンサの断面図である。
【図３】１つの実施形態に係るコンデンサを示す図であり、（Ａ）は側面に沿って切断した断面図、（Ｂ）は端面に沿って切断した断面図である。
【図４】１つの実施形態に係るコンデンサを示す図であり、（Ａ）は側面に沿って切断した断面図、（Ｂ）は端面に沿って切断した断面図、（Ｃ）は４つの側部シールド電極のパターンを示す図である。
【図５】１つの実施形態に係り、電極シールド用の２つの側部シールドの最適パターンを示す図である。
【図６】１つの実施形態に係るコンデンサにおいて平均絶縁破壊電圧とギャップ幅との関係を示すグラフである。
【図７】他の実施形態に係るコンデンサにおいて平均絶縁破壊電圧とギャップ幅との関係を示すグラフである。
【図８】静電容量値が１０００ｐＦのコンデンサを０６０３ケースサイズにパッケージングしたときの絶縁破壊電圧を示すヒストグラムである。
【図９】フロリナート（登録商標）に含浸した各種コンデンサの平均絶縁破壊電圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、従来のコンデンサの構造を示す。図１において、コンデンサ１０は、第１の端子１２とその反対側の第２の端子１４をコンデンサ本体１６の対向する両端に備える。図示されるように、フロート電極１８が設けられている。図２は、他の従来のコンデンサの構造を示す。図２においては、フロート電極に代えて電極が交互に配置されている。
【００２９】
図３（Ａ）は、上下のシールドを有するコンデンサを側面に沿って切断した断面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すコンデンサを端面に沿って切断した断面図である。図３（Ａ）には、積層セラミックコンデンサ部品５０が示されている。セラミックコンデンサ本体内には、端子と内部電極との間のアークオーバー耐性を向上するために、内部電極シールドが設けられている。図示されている内部電極シールドは、上部内部電極シールド３２と、その反対側の下部内部電極シールド３８である。上部内部電極シールド３２と、その反対側の下部内部電極シールド３８は、積層セラミックコンデンサ本体１６の積層方向を上下方向と定義した場合の上下両側に設けられている。各内部電極シールド３２，３８は、対応する端子１２，１４まで内部方向に延びるように、若しくは対応する端子１２，１４を超えて延びるように配置されており、それによってシールド効果を付与する。付加的な構成要素３４，３６が設けられているが、これらの付加的な構成要素は端子の極性により実際のシールド作用を付与するものではないため、必要な要素ではない。これらの付加的な構成要素３４，３６は、製造プロセス上の都合により設けられているものである。
【００３０】
図４（Ａ）は、上下のシールドの他にも側部シールドを有するコンデンサを側面に沿って切断した断面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示すコンデンサを端面に沿って切断した断面図である。図４（Ａ）の積層セラミックコンデンサ６０は、上部シールド３２とその反対側の下部シールド３８だけでなく、側部シールドも備える。側部シールドは、図４（Ｂ）に示すコンデンサの断面図において最適に示されている。図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４（Ａ）、及び図４（Ｂ）に示されるコンデンサの構造は、特許文献３に概ね開示されており、その全体を本明細書に援用する。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すコンデンサ５０と図４（Ａ）及び４（Ｂ）に示すコンデンサ６０は、後述するコーティング１７を備えるようにしてもよい。
【００３１】
図４（Ｃ）は、コンデンサ６０の電極２２を示す。電極２２は、コンデンサの対向する両端から延びる側部シールド４０，４２を備える。この構造に示されるように、合計で４箇所の側部シールドが電極２２に付随している。各側部シールド４０，４２と電極との間には、ギャップ１０８が設けられている。ギャップは、グリーンセラミックキャスト層に電極パターンを印刷するためのスクリーン設計において、反対側の能動電極から各側部シールドを隔てている。ギャップ幅は変更してもよい。
【００３２】
電極の有効オーバーラップ領域は、側部シールドの存在により減少し、それによって静電容量は減少する。しかしながら、図５に示す改善型のパターン１００は、大きな静電容量を可能とするように最適化されたオーバーラップ領域を有する。図５において、電極１０４には、２箇所の側部シールド１０２Ａ，１０２Ｂのみが設けられており、側部シールド１０２Ａ，１０２Ｂは、電極１０４の幅方向を上下方向と定義した場合の電極１０４の上方及び下方に配置され（図中の上下関係）、且つコンデンサ素子の片側に向かって延びている。電極１０４は、各側部シールド１０２Ａ，１０２Ｂからギャップ１０８によって隔てられている。この電極１０４は、２箇所の側部シールドと隣接する第１の部分１０６を有し、第１の部分１０６は、ギャップ１０８によって両側の側部シールド１０２と隔てられている。第１の部分１０６は、電極１０４のフロート端を含んでいる。ポイント１１０には、上向きの突出部１１２と下向きの突出部１１４が形成されており、電極１０４の幅が拡がっている。上向きの突出部１１２は、側部シールド１０２Ａの上端位置まで突出している、下向きの突出部１１４は、側部シールド１０２Ｂの下端位置まで突出している。電極の幅広部分（第２の部分）１２０は、ポイント１１６，１１８まで延びており、これらのポイントで突出部１１２，１１４と接している。この電極の幅広部分１２０は、電極１０４の端部まで延びるように形成されている。
【００３３】
パターン１００の形状においては、電極１０４当たり２箇所のみの側部シールドを用いており、電極のオーバーラップ領域を増大させることができる。例えば、２２２５ケースサイズでは、電極領域の４．９４％増を達成でき、０８０５ケースサイズでは、電極領域の８．２３％増を達成することができ、それによって静電容量が増加する。増加割合は、より小さいケースサイズにおいて、或いは、より広いギャップが設けられた場合において、より顕著である。ギャップが増加すれば、大気中における絶縁破壊電圧も上昇する。
【００３４】
図６は、１８１２パッケージサイズに収まるＸ７Ｒコンデンサの１８４ロットにおけるギャップ幅と大気中の絶縁破壊電圧との関係を示している。ギャップ幅が増加すると、平均絶縁破壊電圧も上昇していることがわかる。
【００３５】
図７は、０８０５パッケージサイズに収まるＮＰ０コンデンサの１０９ロットにおけるギャップ幅と大気中の絶縁破壊電圧との関係を示している。ギャップ幅が増加すると、平均絶縁破壊電圧も上昇していることがわかる。
【００３６】
本発明の他の態様として、より小さいケースサイズへの収納性に関する検証を行った。１０００ｐＦのコンデンサを、０．０００７インチのギャップを持つように作製した。０６０３ケースサイズのこのコンデンサの端子間隔を測定したところ、次の表１に示すように、端子間隔の平均値として０．０３８インチ（０．９６５ｍｍ）の値が得られた。
【００３７】
【表１】
2011530831.tif 000004
【００３８】
図８に示すように、作製したコンデンサの平均絶縁破壊電圧は直流２９５９Ｖであり、直流２５００Ｖ未満では不具合を生じなかった。環境条件下では、大気の絶縁破壊電圧は、直流３３００Ｖ／ｍｍであることが報告されている。この場合、平均絶縁破壊電圧は、理論的な限界に近い、２９５９／０．９６５＝直流３０６６Ｖ／ｍｍである。ところが、図８に見られるように、いくつかのサンプルは、直流３４００Ｖ／ｍｍを超えている。そのため、絶縁破壊電圧は、３４００／０．９６５＝３５２３Ｖ／ｍｍ（平均間隔）、或いは３４００／１．０４＝３２６９Ｖ／ｍｍ（最大間隔：０．０４１インチ）と計算できる。従って、絶縁破壊電圧（ＶＢＤ）は、報告されている大気の絶縁破壊電圧に近いことがわかる。従って、コンデンサは、大気と同等の絶縁破壊電圧を実質上有することが可能であり、著しい改善が達成されている。
【００３９】
本発明の他の態様によれば、絶縁破壊電圧性能の改善のために、最適化されたコーティングが設けられる。１００ｎＦの静電容量を有する、１８１２パッケージサイズの積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）を２種類作製した。一方は標準的な構造とし、他方は図３（Ｃ）に示した高電圧コンデンサの構造で０．００７インチのギャップを有する構造として、それ以外は、同じ材料と同じ能動層間隔を用いて作製した。サンプル（それぞれ１０個）について、セラミックの表面にポリイミドコーティングを施して硬化させた後、フロリナート（ＦＬＵＯＲＩＮＥＲＴ）液（３Ｍ社製）に含浸し、大気中での絶縁破壊電圧テストを行った。フロリナートは、フッ素置換された液体の商標である。テスト結果として得られた平均絶縁破壊電圧値を次の表２に示す。
【００４０】
【表２】
2011530831.tif 000005
【００４１】
両方の構造において、フロリナートへの含浸は、最大の絶縁破壊電圧を達成している。しかしながら、高電圧構造においてポリイミドコーティングを施した場合の絶縁破壊電圧は、非コーティングのコンデンサと比較して直流４００Ｖ程度増大しており、また、標準的な構造と比較して直流８００Ｖ近く増大している。
【００４２】
標準的な構造と広いギャップを有する高電圧コンデンサの構造についても比較を行った。０．０７０インチのギャップを有する部品番号「ＶＪ１８１２Ｙ３３１ＪＸＥＡＴ５Ｚ」、０．０４０インチのギャップを有する部品番号「ＶＪ１２１０Ｙ４７１ＪＸＧＡＴ５Ｚ」、及び０．０４０インチのギャップを有する部品番号「ＶＪ１２０６Ａ１００ＪＸＧＡＴ５Ｚ」について比較した。図９に比較結果を示す。図９に示すように、９０Ｖ／μｍを超える平均絶縁破壊電圧が得られている。これは、さらに著しい改善が達成されたことを意味する。
【００４３】
以上のように、改善された高電圧コンデンサについて説明した。本発明は、上記の具体的な実施形態に制限されるものではない。例えば、本発明は、使用される誘電体のタイプ、使用される導体のタイプ、サイズ、寸法、パッケージング方法等に関する多様な変形例およびその他の各種の変形例を包含するものである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  コンデンサ
１２  第１の端子
１４  第２の端子
１６  コンデンサ本体
１７  コーティング
１８  フロート電極
２２  電極
３２  上部内部電極シールド
３８  下部内部電極シールド
４０，４２  側部シールド
５０，６０  コンデンサ
１０２Ａ，１０２Ｂ  側部シールド
１０４  電極
１０６  第１の部分
１０８  ギャップ
１１２，１１４  突出部
１２０  幅広部分（第２の部分）
【図１】
2011530831.tif 000006
【図２】
2011530831.tif 000007
【図３】
2011530831.tif 000008
【図４】
2011530831.tif 000009
【図５】
2011530831.tif 000010
【図６】
2011530831.tif 000011
【図７】
2011530831.tif 000012
【図８】
2011530831.tif 000013
【図９】
2011530831.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月9日(2011.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する両端を有し、複数の電極層及び誘電体層から構成された積層構造のセラミックコンデンサ本体と、
前記セラミックコンデンサ本体に取り付けられた第１及び第２の外部端子と、
前記セラミックコンデンサ本体内部に配置され、第１の内部能動電極が前記セラミックコンデンサ本体の一端から内部に延び、且つ次の内部能動電極が前記セラミックコンデンサ本体の他端から内部へ延びるようにして、交互に形成された複数の内部能動電極と、
前記セラミックコンデンサ本体内部に配置され、前記電極と前記端子間のアークオーバー耐性を向上する複数の内部電極側部シールドと、
を備え、
前記各内部能動電極は、対応する内部電極側部シールド間に配置され、該内部電極側部シールドとギャップによって離間されており、
前記各内部能動電極は、前記内部電極側部シールドと隣接した第１の幅を有する第１の部分と、前記第１の幅よりも広い第２の幅を有する第２の部分とを有することにより、オーバーラップ領域を増大させ、前記内部能動電極間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現している、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項２】
前記各内部能動電極は、その幅方向を上下方向と定義した場合に、
前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置され、上向きに延びる突出部及びその反対側の下向きに延びる突出部を有する、
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部品。
【請求項３】
前記積層構造のセラミックコンデンサ本体の積層方向を上下方向と定義した場合に、
上部内部電極シールドとその反対側の下部内部電極シールドを備え、
前記上部内部電極シールドと前記下部内部電極シールドは、前記複数の内部電極の対向する両端にそれぞれ配置されている、
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部品。
【請求項４】
前記ギャップは、大気中の破壊電圧が少なくとも３５００Ｖとなるサイズを有する、
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部品。
【請求項５】
前記セラミックコンデンサ本体は、０６０３パッケージのケースサイズに収まるサイズである、
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部品。
【請求項６】
少なくとも２５００Ｖの破壊電圧を有する、
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部品。
【請求項７】
前記セラミックコンデンサ本体にコーティングが施されている、
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部品。
【請求項８】
前記コーティングは、ポリイミドコーティングを含む、
ことを特徴とする請求項７記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項９】
前記ポリイミドコーティングは、破壊電圧を４００Ｖ増大させられるように施されている、
ことを特徴とする請求項８記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項１０】
前記コーティングは、パーフルオロカーボンを含む、
ことを特徴とする請求項７記載の積層セラミックコンデンサ部品。
【請求項１１】
積層構造のセラミックコンデンサ本体を複数の電極層及び誘電体層から形成する形成工程と、
前記セラミックコンデンサ本体の対向する両端に第１及び第２の外部端子を取り付ける取付工程と、
を備え、
前記複数の電極層は、
前記セラミックコンデンサ本体内部に配置され、第１の内部能動電極が前記セラミックコンデンサ本体の一端から内部に延び、且つ次の内部能動電極が前記セラミックコンデンサ本体の他端から内部へ延びるようにして、交互に形成された複数の内部能動電極と、
前記セラミックコンデンサ本体内部に配置され、前記電極と前記端子間のアークオーバー耐性を向上する複数の内部電極側部シールドと、
を有するように構成され、
前記各内部能動電極は、
対応する内部電極側部シールド間に配置され、該内部電極側部シールドとギャップによって離間されるように構成され、
前記各内部能動電極は、前記内部電極側部シールドと隣接した第１の幅を有する第１の部分と、前記第１の幅よりも広い第２の幅を有する第２の部分とを有することにより、オーバーラップ領域を増大させ、前記内部能動電極間の離間距離を狭めることなく大きな静電容量を実現するように構成される、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ部品の製造方法。
【請求項１２】
前記各内部能動電極は、その幅方向を上下方向と定義した場合に、
前記第１の部分と前記第２の部分との間に、上向きに延びる突出部及びその反対側の下向きに延びる突出部を有するように構成される、
ことを特徴とする請求項１１記載の積層セラミックコンデンサ部品の製造方法。
【請求項１３】
大気中における破壊電圧を直流４００Ｖ以上増大させるように、コーティング材で前記セラミックコンデンサ本体の外部表面にコーティングを施すコーティング工程と、
を更に備える
ことを特徴とする請求項１１記載の積層セラミックコンデンサ部品の製造方法。
【請求項１４】
前記コーティング材は、ポリイミドを含む、
ことを特徴とする請求項１１記載の積層セラミックコンデンサ部品の製造方法。
【請求項１５】
前記積層構造のセラミックコンデンサ本体の積層方向を上下方向と定義した場合に、
上部内部電極シールドとその反対側の下部内部電極シールドを有するように構成され、
前記上部内部電極シールドと前記下部内部電極シールドは、前記複数の内部電極の対向する両端にそれぞれ配置されるように構成される、
ことを特徴とする請求項１１記載の積層セラミックコンデンサ部品の製造方法。
【国際調査報告】
2011530831.tif 000015
2011530831.tif 000016
2011530831.tif 000017
2011530831.tif 000018
2011530831.tif 000019
2011530831.tif 000020