(57)【要約】【課題】積層ずれが発生しても容量低下と容量のばらつきを抑制でき、クロストークの低減も可能な積層コンデンサを提供する。【解決手段】積層コンデンサ１０は、誘電体層１４と、高誘電率材料２０を挟んで同一層内で対向した一対の内部電極１６，１８とを交互に積層した積層体１２の端面に、外部電極２２，２４を設けた構造となっている。高誘電率材料２０を内部電極１６，１８間に充填することで大きな容量を取得できる。また、誘電体層１４に低誘電率材料を利用し、かつ、内部電極１６，１８の長さを短くすることで浮遊容量を小さくしてクロストークを低減できる。更に、内部電極１６，１８の間隔ｄを変えて一層当たりの容量を調整することができるため、内部電極１６，１８の積層数を最適化することで、内部電極１６，１８と外部電極２２，２４のコンタクト不良を抑制し、容量のばらつきを低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一層内で一端側が所定の間隔をあけて対向する一対以上の内部電極と、低誘電率材料からなる誘電体層とを交互に積層した積層体の端面に、該端面に露出した前記内部電極の引出側の端部と接続する外部電極を設けた積層コンデンサであって、
前記内部電極の対向する端部間に、高誘電率材料を充填したことを特徴とする積層コンデンサ。
【請求項２】
前記内部電極の引出側の幅を、前記対向側の幅よりも狭く設定したことを特徴とする請求項１記載の積層コンデンサ。
【請求項３】
低誘電率材料のグリーンシート上に、一端側が所定の間隔をあけて対向し、他端側が前記グリーンシートの端部に引き出された内部電極パターンを一対以上形成する工程，
前記内部電極パターンの対向する端部間に、高誘電率材料を充填する工程，
前記グリーンシートを、前記内部電極パターンの位置を合わせて積層する工程，
該工程で得られた積層体の端面に、前記内部電極パターンの引出部と接続する外部電極パターンを形成する工程，
前記積層体を焼成する工程，
を含むことを特徴とする積層コンデンサの製造方法。
【請求項４】
低誘電率材料のグリーンシート上に、一端側が所定の間隔をあけて対向し、他端側が前記グリーンシートの端部に引き出された一対の内部電極パターンを複数形成する工程，
前記内部電極パターンの対向する端部間に、高誘電率材料を充填する工程，
前記グリーンシートを、前記内部電極パターンの位置を合わせて積層する工程，
該工程で得られた積層体を、分割後の各チップが同一層内に一対以上の内部電極パターンを含むように複数の積層チップに切断する工程，
前記積層チップの端面に、前記内部電極パターンの引出部と接続する外部電極パターンを形成する工程，
前記積層チップを焼成する工程，
を含むことを特徴とする積層コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記内部電極パターンの形成及び高誘電率材料の充填を、印刷法により行ったことを特徴とする請求項３又は４記載の積層コンデンサの製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載の製造方法によって形成したことを特徴とする積層コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コンデンサ及びその製造方法に関し、更に具体的には、積層ずれが発生しても容量低下及び容量のばらつきを抑制でき、かつアレイ型でもクロストークを低減することができる積層コンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサに求められる課題の一つは、容量のばらつきの抑制である。特に、低積層品は、内部電極一層あたりの容量寄与度が大きく、容量ばらつきの抑制が課題となっている。また、アレイ型積層セラミックコンデンサは、内部電極の引き出し幅が狭く、外部電極とのコンタクト不良が発生して容量が低下しやすいという問題がある。上述した容量のばらつきを発生させる原因の一つは、積層ずれで発生する内部パターン有効電極面積の減少による容量低下である。
【０００３】
前記積層ずれによる容量低下対策として、例えば、下記特許文献１には、矩形状の誘電体層上に、該誘電体層の一対の端辺に各々導出され、且つ中央部側で互いに対峙する一対の内部電極を形成するとともに、該誘電体層を複数積層し成る該積層体の両端面に、前記内部電極と接続する一対の外部端子電極を形成して成る積層セラミックコンデンサにおいて、前記一対の内部電極の一方の対峙する電極幅を、他方の電極幅よりも狭くすることによって、積層ずれの因子を排除する技術が開示されている。当該特許文献１の技術は、低容量を取得するためには有効である。特に、アレイ型コンデンサでは、一層当たりの容量が低くなるために内部電極の積層数を多くすることができ、内部電極と外部電極のコンタクト不良が起こりにくくなるため、容量のばらつきを低減できるという利点がある。
【特許文献１】特開平１１−３４００８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような背景技術では、より高容量が必要になったときに、十分に容量を取得できないという不都合が生じる。また、背景技術をアレイ型積層セラミックコンデンサに適用した場合、高容量を得るためには、誘電体の誘電率を高くする，電極幅を長くする，内部電極の積層数を増やすという必要があるため、素子間での浮遊容量が大きくなりクロストークが問題となる。
【０００５】
本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、積層ずれが発生しても容量低下及び容量のばらつきを抑制できるとともに、アレイ型に適用した場合でもクロストークを低減することができる積層コンデンサ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の積層コンデンサは、同一層内で一端側が所定の間隔をあけて対向する一対以上の内部電極と、低誘電率材料からなる誘電体層とを交互に積層した積層体の端面に、該端面に露出した前記内部電極の引出側の端部と接続する外部電極を設けた積層コンデンサであって、前記内部電極の対向する端部間に、高誘電率材料を充填したことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記内部電極の引出側の幅を、前記対向側の幅よりも狭く設定したことを特徴とする。
【０００７】
本発明の積層コンデンサの製造方法は、低誘電率材料のグリーンシート上に、一端側が所定の間隔をあけて対向し、他端側が前記グリーンシートの端部に引き出された内部電極パターンを一対以上形成する工程，前記内部電極パターンの対向する端部間に、高誘電率材料を充填する工程，前記グリーンシートを、前記内部電極パターンの位置を合わせて積層する工程，該工程で得られた積層体の端面に、前記内部電極パターンの引出部と接続する外部電極パターンを形成する工程，前記積層体を焼成する工程，を含むことを特徴とする。
【０００８】
他の発明の積層コンデンサの製造方法は、低誘電率材料のグリーンシート上に、一端側が所定の間隔をあけて対向し、他端側が前記グリーンシートの端部に引き出された一対の内部電極パターンを複数形成する工程，前記内部電極パターンの対向する端部間に、高誘電率材料を充填する工程，前記グリーンシートを、前記内部電極パターンの位置を合わせて積層する工程，該工程で得られた積層体を、分割後の各チップが同一層内に一対以上の内部電極パターンを含むように複数の積層チップに切断する工程，前記積層チップの端面に、前記内部電極パターンの引出部と接続する外部電極パターンを形成する工程，前記積層チップを焼成する工程，を含むことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記内部電極パターンの形成及び高誘電率材料の充填を、印刷法により行ったことを特徴とする。
【０００９】
他の発明の積層コンデンサは、前記いずれかに記載の製造方法によって形成されたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、同一層内で一端側が所定の間隔をあけて対向する一対以上の内部電極と、低誘電率材料からなる誘電体層とを交互に積層した積層体の端面に、該端面に露出した前記内部電極の引出側の端部と接続する外部電極を設けるとともに、前記内部電極の対向する端部間に、高誘電率材料を充填することとした。このため、積層ずれが発生した場合でも、容量低下や容量のばらつきを抑制するとともに、アレイ型に適用した場合でもクロストークを低減できる積層コンデンサが得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
最初に、図１〜図３を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１(A)及び(B)は本実施例の主要部を示す平面図，図１(C)は積層コンデンサの断面図である。図２は、本実施例の一製造工程を示す平面図であり、図３は、本実施例と背景技術の積層コンデンサにおける取得容量と容量のばらつきの関係を示す図である。図１(C)に示すように、本実施例の積層コンデンサ１０は、誘電体層１４と、高誘電率材料２０を挟んで同一層内で対向した一対の内部電極１６，１８とを交互に積層した積層体１２の端面に、外部電極２２，２４を設けた構造となっている。前記内部電極１６，１８は、図１(A)及び(B)に示すように、一方の端部側の対向部１６Ａ，１８Ａが所定の間隔ｄをおいて対向しており、他方の端部側の引出部１６Ｂ，１８Ｂが前記外部電極２２，２４に接続されている。前記引出部１６Ｂ，１８Ｂの幅ｃ（図２参照）は、前記対向部１６Ａ，１８Ａの幅よりも狭く設定されている。なお、本実施例では、前記内部電極１６，１８は、同一層内に２対形成されている。
【００１３】
前記積層コンデンサ１０の製造方法の一例を説明すると、まず、常誘電体のような低誘電率材料（例えば、チタン酸ストロンチウム等を主成分とする酸化物）を使用して、誘電体のグリーンシートＬを作製する。そして、該グリーンシートＬ上に、例えば、Ｎｉ等の卑金属ペーストを用いて印刷法によって内部電極１６，１８のパターンを形成する。このときの内部電極パターンＰは、図２に示すように、対向部１６Ａ，１８Ａの間に所定の間隔ｄを有するように、引出部１６Ｂ，１８Ｂが複数連結した形状となっている。そして、前記内部電極パターンＰが、同一のグリーンシートＬ上に複数形成されている。ここで、内部電極１６，１８の対向部１６Ａ，１８Ａの長さａが大きいと、素子間の浮遊容量増加につながるため、極力小さくすることが好ましい。また、内部電極１６，１８の引出部１６Ｂ，１８Ｂの幅ｃが大きいと内部電極露出のおそれがあるため、積層精度や外部電極塗布位置の精度などを考慮して設計する必要がある。
【００１４】
次に、前記対向部１６Ａ，１８Ａ間に、印刷法を用いて強誘電体材料ペースト（例えば、チタン酸バリウムを主成分とする酸化物等）を印刷し(図１(B)参照)、高誘電率材料２０を充填する。このようにして内部電極パターンＰと高誘電率材料２０が形成されたグリーンシートＬを、前記内部電極パターンＰの位置が合うように所定の枚数積層し、該積層体を図２に破線で示す位置で複数の積層生チップに切断する。図示の例では、各積層生チップが、内部電極１６，１８を２対有するように分割されている。以上のようにして得られた積層生チップに、外部電極２２，２４のパターン（例えば、Ｎｉ等の卑金属を主成分とする金属）を形成して焼成することで、積層コンデンサ１０が得られる。
【００１５】
このような構成の積層コンデンサ１０では、内部電極１６，１８間に、強誘電体のような高誘電率材料２０を充填させることによって、同一平面間における対向電極との間では大きな容量を取得することができる。また、積層ずれ量をｐ，内部電極１６，１８間の間隔をｄとすると、ｐ＞ｄのときに積層方向における対向電極間の取得容量は極めて小さくなる。従って、コンデンサとしての容量ばらつきは、前記間隔ｄの形成精度が支配することになるが、本実施例によれば、上述したように印刷法によって内部電極パターンＰ（内部電極１６及び１８）を形成しているため、極めて高い精度で間隔ｄを形成することができる。一方、常誘電体のような低誘電率材料のシートを利用して誘電体層１４を形成しているため、素子間での浮遊容量は小さくなる。なお、ここでいう素子間とは、同一平面における回路を構成しないパターン間のことであって、図１(B)に点線で囲った部分のように、隣接する内部電極１６間や内部電極１８間のことを示している。
【００１６】
また、内部電極１６，１８の対向部の長さａを小さくすることで、浮遊容量をより小さくすることができるため、クロストークが低減できる。更に、内部電極１６，１８間の間隔ｄの設計を変えることで、一層当たりの容量を設計することができるため、内部電極の積層数を最適化することで内部電極１６，１８と外部電極２２，２４のコンタクト不良を抑制可能となり、容量のばらつきを低減することができる。
【００１７】
図３には、本実施例の製造方法と、低誘電率材料を挟んで内部電極がずれるように積層する従来の製造方法で作製した積層コンデンサにおける取得容量と容量のばらつきの関係が示されている。従来の方法で作製したコンデンサは、積層された上下の内部電極層間で容量を取得する構造となっている。同図において、横軸は取得容量（ｐＦ）を表し、縦軸は、容量ＣＶ値（％）を示している。なお、ＣＶ値とは、標準偏差σと平均の比（σ／ａｖｅ）である。測定装置としては、ＨＰ４２７８ＡとＨＰ１６０３４Ｈ（ともにヒューレット・パッカード社製）を用い、１ＭＨｚ−１Ｖ、２５℃の条件下で測定を行った。図３に示すように、従来の手法では、ＣＶ値が３〜１０％であるのに対し、本実施例の手法では、取得容量が低い場合でもＣＶ値が２％以下と大幅に改善されていることが確認できた。
【００１８】
このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)同一層内で対向する内部電極１６，１８間に、強誘電体のような高誘電率材料２０を充填することで、同一平面内では対向電極間で大きな容量を取得できる。
(2)誘電体層１４に、常誘電体のような低誘電率材料を利用しているため、素子間での浮遊容量が小さくなる。また、内部電極１６，１８の対向部１６Ａ，１８Ｂの長さａを小さくすることで浮遊容量をより小さくすることができるため、アレイ型のコンデンサであっても、クロストークが低減できる。
(3)内部電極パターンＰを印刷法により形成するため、高い精度で対向電極間の間隔ｄを設定することができる。
(4)前記間隔ｄの設計を変えることで一層当たりの容量を調整することができるため、内部電極１６，１８の積層数を最適化することで、内部電極１６，１８と外部電極２２，２４のコンタクト不良の抑制が可能となり、容量のばらつきを低減することができる。
【００１９】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状，寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。材料についても同様であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(2)前記実施例に示した内部電極１６，１８の積層数も一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。また、前記実施例では、同一層上に、対向する内部電極１６，１８を２対設けることとしたが、これも一例であり、３対以上の内部電極を含むようにしてもよい。
(3)上述した製造方法も一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。例えば、前記実施例では、複数の内部電極パターンＰを形成したグリーンシートＬの積層体をカットして複数の積層生チップを形成したが、これも一例であり、グリーンシートＬ上に内部電極１６，１８を一対のみ形成するようにしてよい。
(4)本発明は、クロストークの低減が可能であるため、アレイ型の積層コンデンサに好適であるが、２端子の積層コンデンサにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明によれば、同一層内で一端側が所定の間隔をあけて対向する一対以上の内部電極と、低誘電率材料からなる誘電体層とを交互に積層した積層体の端面に、前記内部電極の引出側の端部と接続する外部電極を設けるとともに、前記内部電極の対向する端部間に高誘電率材料を設けることとした。これにより、積層ずれが発生した場合でも、容量低下や容量のばらつきを低減できるため、積層コンデンサの用途に適用できる。特に、クロストークの低減が可能であることから、アレイ型の積層コンデンサの用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１を示す図であり、(A)及び(B)は主要部を示す平面図，(C)は本実施例の積層コンデンサの断面図である。
【図２】前記実施例１の一製造工程を示す平面図である。
【図３】前記実施例１と背景技術のコンデンサにおける取得容量と容量のばらつきの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０：積層コンデンサ
１２：積層体
１４：誘電体層
１６，１８：内部電極
１６Ａ，１８Ａ：対向部
１６Ｂ，１８Ｂ：引出部
２０：高誘電率材料
２２，２４：外部電極
Ｌ：グリーンシート
Ｐ：内部電極パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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