(57)【要約】【課題】異常交流負荷がかかった場合にも、内部電極間にショートが発生して、プリント基板や周辺回路部品に悪影響を与えることを防止することが可能な信頼性の高い積層セラミックコンデンサを提供する。【解決手段】セラミック素子１の内部の中央領域２２以外の領域に、積層セラミックコンデンサに異常交流負荷がかかった場合に発生する熱を放熱させるための放熱用内部電極１１ａ，１１ｂを配設するとともに、容量形成用内部電極２ａ，２ｂの、セラミック素子１の中央領域２２に位置する部分には、その幅を他の部分より狭くした狭幅部１２ａ，１２ｂを形成するとともに、セラミック層３を介して互いに対向する容量形成用内部電極２ａ，２ｂどうしの、狭幅部１２ａ，１２ｂの間の最短距離Ｌを、容量形成用内部電極２ａ，２ｂ間に介在するセラミック層３の厚みｔより大きくする。【選択図】図１
2005251940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック素子中に、セラミック層を介して容量形成用内部電極が積層され、かつ、該容量形成用内部電極が、交互にセラミック素子の逆側の端面に引き出され、該端面に形成された外部電極に接続された構造を有する積層セラミックコンデンサであって、
セラミック素子の内部の中央領域以外の領域に、積層セラミックコンデンサに異常交流負荷がかかった場合に発生する熱を放熱させるための放熱用内部電極が配設され、
容量形成用内部電極の、セラミック素子の中央領域に位置する部分には、その幅を他の部分より狭くした狭幅部が形成され、かつ、
セラミック層を介して互いに対向する容量形成用内部電極どうしの、他の部分より幅を狭く形成した狭幅部の間の、セラミック素子を中央領域で容量形成用内部電極の引き出し方向に直交する方向に切断した切断面における最短距離が、容量形成用内部電極間に介在するセラミック層の厚みより大きくなるように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。
【請求項２】
前記放熱用内部電極が、セラミック素子の両端側の領域に形成され、かつ、外部電極に接続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。
【請求項３】
前記セラミック層を介して互いに対向する容量形成用内部電極において、互いに逆側となる側辺を切り欠いた形状とすることにより、前記狭幅部が形成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波負荷回路に使用される積層セラミックコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、広く用いられている積層セラミックコンデンサは、例えば、図５に示すように、チタン酸バリウム系セラミックなどの誘電体セラミックからなるセラミック素子５１中に、ニッケルなどからなる複数の内部電極５２ａ，５２ｂがセラミック層５３を介して積層され、かつ、セラミック層５３を介して互いに対向する内部電極５２ａ，５２ｂが交互にセラミック素子５１の逆側の端面５４ａ，５４ｂに引き出されて、該端面に形成された外部電極５５ａ，５５ｂに接続された構造を有している。
【０００３】
そして、近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、積層セラミックコンデンサに対し、一層の小型化、高容量化が求められるに至り、誘電体層であるセラミック層の薄層化が進められている。
【０００４】
しかしながら、誘電体層（セラミック層）の薄層化が進み、内部電極間に介在するセラミック層の厚みが１０μm以下、場合によっては、数μm以下にまで薄くなり、セラミック層を介して対向する内部電極間の距離が小さくなると、セラミック層の欠陥（ピンホールの発生など）や、内部電極の位置ずれなどによって内部電極間の絶縁性が劣化し、内部電極どうしがショートして、プリント基板や周辺回路部品に悪影響を与えるおそれがある。
【０００５】
また、強誘電性セラミック材料を用いた高周波用の積層セラミックコンデンサの場合、強誘電性セラミック材料の誘電損失が温度補償用のセラミック材料に比較して大きいため、積層セラミックコンデンサに過剰な交流負荷がかかった場合、異常発熱を引き起こしショートに至る場合がある。
【０００６】
このような問題を解決するために、図６(ａ)，(ｂ)に示すように、内部電極５２ａ，５２ｂと外部電極５５ａ，５５ｂの間に可溶性合金膜６０を介装して、内部電極５２ａ，５２ｂどうしがショートした場合の大電流による熱で可溶性合金膜６０を溶融させることにより電流を切断するようにした積層セラミックコンデンサが提案されている（特許文献１）。なお、図６(ａ)，(ｂ)において、図５と同一符号を付した部分は、同一または相当部分を示している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の積層セラミックコンデンサの場合、溶融した合金の逃げ場がないと電流を切断することはできず、ショートによるコンデンサの発熱、及びそれに伴うプリント基板や周辺回路部品への悪影響を十分に防止することは困難であるのが実情である。
【特許文献１】実開平５−５９８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、異常交流負荷がかかった場合にも、内部電極間にショートが発生して、プリント基板や周辺回路部品に悪影響を及ぼすことを防止することが可能な信頼性の高い積層セラミックコンデンサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明（請求項１）の積層セラミックコンデンサは、
セラミック素子中に、セラミック層を介して容量形成用内部電極が積層され、かつ、該容量形成用内部電極が、交互にセラミック素子の逆側の端面に引き出され、該端面に形成された外部電極に接続された構造を有する積層セラミックコンデンサであって、
セラミック素子の内部の中央領域以外の領域に、積層セラミックコンデンサに異常交流負荷がかかった場合に発生する熱を放熱させるための放熱用内部電極が配設され、
容量形成用内部電極の、セラミック素子の中央領域に位置する部分には、その幅を他の部分より狭くした狭幅部が形成され、かつ、
セラミック層を介して互いに対向する容量形成用内部電極どうしの、他の部分より幅を狭く形成した狭幅部の間の、セラミック素子を中央領域で容量形成用内部電極の引き出し方向に直交する方向に切断した切断面における最短距離が、容量形成用内部電極間に介在するセラミック層の厚みより大きくなるように構成されていること
を特徴としている。
【００１０】
また、請求項２の積層セラミックコンデンサは、前記放熱用内部電極が、セラミック素子の両端側の領域に形成され、かつ、外部電極に接続されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３の積層セラミックコンデンサは、前記セラミック層を介して互いに対向する容量形成用内部電極において、互いに逆側となる側辺を切り欠いた形状とすることにより、前記狭幅部が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明（請求項１）の積層セラミックコンデンサは、セラミック素子の内部の中央領域以外の領域に、積層セラミックコンデンサに異常交流負荷がかかった場合に発生する熱を放熱させるための放熱用内部電極を配設するとともに、容量形成用内部電極の、セラミック素子の中央領域に位置する部分には、その幅を他の部分より狭くした狭幅部を形成し、かつ、セラミック層を介して互いに対向する容量形成用内部電極どうしの、狭幅部の間の最短距離を、容量形成用内部電極間に介在するセラミック層の厚みより大きくしているので、異常交流負荷がかかった場合にも、内部電極どうしがショートして、プリント基板や周辺回路部品に悪影響を与えることを防止することが可能になる。
【００１３】
すなわち、本発明の積層セラミックコンデンサにおいては、放熱用内部電極を、コンデンサ素子の内部の中央領域以外の領域に配設しているので、積層セラミックコンデンサに異常交流負荷がかかった場合に発生する熱を、セラミック素子の中央領域以外の領域では確実に放熱させて、積層セラミックコンデンサの発熱を抑制することが可能になるとともに、容量形成用内部電極の狭幅部が位置するセラミック素子の内部の中央領域には、放熱用内部電極を配設せず、異常交流負荷がかかった場合に発生する熱を逃がさないようにして昇温させ、セラミック素子にクラックや割れを発生させることが可能になる。したがって、クラックや割れにより、容量形成用内部電極が、その中央の狭幅部で切断され、オープンモードの破壊状態となり、容量形成用内部電極がショートすることに伴うプリント基板や周辺回路部品への悪影響を防止することが可能になる。
【００１４】
さらに、セラミック層を介して互いに対向する容量形成用内部電極どうしの、狭幅部の間の、セラミック素子を容量形成用内部電極の引き出し方向に直交する方向に切断した切断面における最短距離を、容量形成用内部電極間に介在するセラミック層の厚みより大きくしているので、セラミック素子の中央領域でクラックや割れが発生した状態において、放電などにより、互いに対向する容量形成用内部電極どうしがショートすることを確実に防止することが可能になり、プリント基板や周辺回路部品に悪影響を与えることを防止することが可能になる。
【００１５】
また、積層セラミックコンデンサ自体が、異常交流電圧がかかった場合のヒューズの機能を果たすため、本発明の積層セラミックコンデンサが用いられる回路基板などにおいて、ヒューズ回路やヒューズ部品を減らすことが可能になる。
【００１６】
また、請求項２の積層セラミックコンデンサのように、放熱用内部電極を、セラミック素子の両端側の領域に形成し、かつ、外部電極に接続することにより、セラミック素子の中央領域以外の領域から、確実に放熱を行わせることが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。
【００１７】
また、請求項３の積層セラミックコンデンサのように、セラミック層を介して互いに対向する容量形成用内部電極において、互いに逆側となる側辺を切り欠いた形状とすることにより、狭幅部を形成するようにした場合、互いに対向する容量形成用内部電極において、その狭幅部が積層方向に互いに重ならないようにすることが可能になるとともに、狭幅部の間の最短距離を、容量形成用内部電極間に介在するセラミック層の厚みより大きくすることが可能になり、セラミック素子の中央領域でクラックや割れが発生した状態（オープン破壊が生じた状態）において、放電などにより、互いに対向する容量形成用内部電極どうしがショートすることを確実に防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１(ａ)は本発明の一実施例にかかる積層セラミックコンデンサの構成を示す正面断面図、図１(ｂ)は平面透視図、図２(ａ)は本発明の積層セラミックコンデンサを構成する複数の内部電極のうち、セラミック素子を介して互いに対向する一対の容量形成用内部電極の一方を示す平面図、図２(ｂ)は他方を示す平面図、図３は放熱用内部電極の配設態様を示す平面図である。
【００２０】
この実施例の積層セラミックコンデンサは、図１〜図３に示すように、誘電体セラミックからなるセラミック素子１中に、ニッケルからなる複数の容量形成用内部電極２ａ，２ｂがセラミック層３を介して積層され、かつ、セラミック層３を介して互いに対向する容量形成用内部電極２ａ，２ｂが交互にセラミック素子１の逆側の端面４ａ，４ｂに引き出されて、該端面に形成された外部電極５ａ，５ｂに接続された構造を有している。
【００２１】
そして、この実施例１の積層セラミックコンデンサにおいては、セラミック素子１を構成するセラミック材料として、チタン酸バリウムを主成分とし、所定の交流電流が印加された場合に発熱して、セラミック素子（セラミック層）にクラックまたは割れを生じさせることが可能な程度の誘電損失を有するセラミック材料が用いられている。
【００２２】
また、容量形成用内部電極２ａ，２ｂの、セラミック素子１の中央領域２２に位置する部分には、その幅を他の部分より狭くした狭幅部１２ａ，１２ｂが形成されている。
なお、この狭幅部１２ａ，１２ｂは、セラミック層３を介して互いに対向する容量形成用内部電極２ａ，２ｂにおいて、互いに逆側となる側辺１３ａ，１３ｂを切り欠いた形状とすることにより形成されており、セラミック層３を介して互いに対向する容量形成用内部電極２ａ，２ｂの狭幅部１２ａ，１２ｂが、積層方向に互いに重ならないように構成されている。
【００２３】
そして、この積層セラミックコンデンサにおいては、図４に示すように、セラミック層３を介して互いに対向する容量形成用内部電極２ａ，２ｂの狭幅部１２ａ，１２ｂ間の距離（すなわち、セラミック素子１の中央領域２２を容量形成用内部電極２ａ，２ｂの引き出し方向（図１および図２に矢印Ａで示す方向）に直交する方向に切断した切断面における最短距離）Ｌが、容量形成用内部電極２ａ，２ｂ間に介在するセラミック層３の厚みｔより大きくなるように構成されている。
【００２４】
さらに、この実施例１の積層セラミックコンデンサにおいては、セラミック素子１の内部の両端側領域２１ａ，２１ｂ（中央領域２２以外の領域）に、積層セラミックコンデンサに異常交流負荷がかかった場合に発生する熱を放熱させるための、静電容量の形成には寄与しない放熱用内部電極１１ａ，１１ｂが配設されており、各放熱用内部電極１１ａ，１１ｂはそれぞれ外部電極５ａまたは５ｂに接続されている。
【００２５】
なお、放熱用内部電極１１ａ，１１ｂは、容量形成用内部電極２ａ，２ｂと同一材料（この実施例ではニッケル）で形成することも可能であり、また、他の材料、例えば銅やアルミニウムなどの導電性に優れた金属材料から形成することも可能である。
【００２６】
上述のように構成された積層セラミックコンデンサにおいては、セラミック素子１の内部の両端側領域２１ａ，２１ｂ（中央領域２２以外の領域）に、放熱用内部電極１１ａ，１１ｂを配設し、容量形成用内部電極２ａ，２ｂの、セラミック素子１の中央領域２２に位置する部分に、狭幅部１２ａ，１２ｂを形成するとともに、セラミック層３を介して互いに対向する容量形成用内部電極２ａ，２ｂの、狭幅部１２ａ，１２ｂ間の最短距離Ｌを、容量形成用内部電極２ａ，２ｂ間に介在するセラミック層３の厚みより厚くしているので、異常交流負荷がかかった場合に、クラックまたは割れなどをセラミック素子１の中央領域２２において、確実に生じさせることができ、積層セラミックコンデンサをオープンモードで破壊することが可能になる。
【００２７】
すなわち、上述のように構成された積層セラミックコンデンサにおいては、異常交流負荷がかかった場合に、セラミック素子１（セラミック層３）が発熱し、このとき、セラミック素子１の中央領域２２では発熱が継続し、温度が上昇するが、セラミック素子１の両端側領域２１ａ，２１ｂ（外部電極５ａ，５ｂに近い領域）では、放熱用内部電極１１ａ，１１ｂによる放熱効果により温度上昇が抑制される。その結果、セラミック素子１の中央領域２２と両端側領域２１ａ，２１ｂとの間では、温度差が大きくなり、セラミック素子１の中央領域２２においてクラックまたは割れが発生し、積層セラミックコンデンサがオープンモードの破壊状態となる。
【００２８】
さらに、セラミック層３を介して互いに対向する容量形成用内部電極２ａ，２ｂの中央の、狭幅部１２ａ，１２ｂ間の最短距離Ｌを、容量形成用内部電極２ａ，２ｂ間に介在するセラミック層３の厚みより大きくしているので、セラミック素子１の中央領域２２でクラックや割れが発生した状態（オープンモードで破壊した状態）において、狭幅部１２ａ，１２ｂ間の放電などにより、互いに対向する容量形成用内部電極２ａ，２ｂどうしがショートすることを確実に防止することが可能になる。
【００２９】
上述のように、本発明によれば、異常交流負荷がかかった場合に、クラックや割れの発生する位置を制御し、セラミック素子１の中央領域でクラックや割れを発生させることにより、積層セラミックコンデンサをオープンモードの破壊状態とすることが可能になるとともに、セラミック素子にクラックや割れが発生した状態で、放電などにより容量形成用内部電極間がショートすることを確実に防止することが可能になる。
【００３０】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、放熱用内部電極や容量形成用内部電極の形状、容量形成用内部電極に形成された狭幅部の構造、積層セラミックコンデンサを構成するセラミック材料や容量形成用内部電極の構成材料の種類などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
上述のように、本発明によれば、異常交流負荷がかかった場合に、セラミック素子の中央部にクラックや割れを発生させて、確実にオープンモードの破壊状態とすることが可能で、かつ、クラックや割れが発生した状態において、放電などにより容量形成用内部電極間がショートすることを確実に防止することが可能な、内部電極間のショートの発生によって、プリント基板や周辺回路部品に悪影響を及ぼすようなことのない信頼性の高い積層セラミックコンデンサを提供することができる。
したがって、本発明は、種々の積層セラミックコンデンサ、特に高周波交流電圧が印加される積層セラミックコンデンサに好適に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】(ａ)は本発明の一実施例にかかる積層セラミックコンデンサの構成を示す正面断面図、(ｂ)は平面透視図である。
【図２】(ａ)は本発明の一実施例にかかる積層セラミックコンデンサを構成する複数の内部電極のうち、セラミック素子を介して互いに対向する一対の容量形成用内部電極の一方を示す平面図、(ｂ)は他方を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる積層セラミックコンデンサを構成する放熱用内部電極の配設態様を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる積層セラミックコンデンサの中央領域の断面図を示す図である。
【図５】従来の積層セラミックコンデンサの構成を示す断面図である。
【図６】従来の他の積層セラミックコンデンサの構成を示す図であり、(ａ)は正面断面図、(ｂ)は平面透視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１            セラミック素子
２ａ，２ｂ    容量形成用内部電極
３            セラミック層
４ａ，４ｂ    セラミック素子の端面
５ａ，５ｂ    外部電極
１１ａ，１１ｂ      放熱用内部電極
１２ａ，１２ｂ      容量形成用内部電極の狭幅部
１３ａ，１３ｂ      容量形成用内部電極の側辺
２１ａ，２１ｂ      セラミック素子の両端側領域
２２          セラミック素子の中央領域
Ａ            容量形成内部電極の引き出し方向
Ｌ            狭幅部間の最短距離
ｔ            セラミック層の厚み
【図１】
2005251940.tif 000003
【図２】
2005251940.tif 000004
【図３】
2005251940.tif 000005
【図４】
2005251940.tif 000006
【図５】
2005251940.tif 000007
【図６】
2005251940.tif 000008