(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数のセラミック層と、前記セラミック層間の特定の界面に沿って形成される複数のＡｌを主成分とする内部電極とを備える積層体と、前記積層体の外表面上に形成された外部電極と、を含む積層セラミック電子部品であって、
前記内部電極の表面が、貴金属またはＴｉを主成分とする層により被覆されていることを特徴とする、積層セラミック電子部品。
【請求項２】
前記貴金属がＡｇである、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項３】
前記セラミック層の主成分がチタン酸バリウム系ペロブスカイト化合物であり、前記積層セラミック電子部品が積層セラミックコンデンサである、請求項１または２に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項４】
前記セラミック層が、さらに副成分としてＢｉを含有する酸化物を含む、請求項１ないし３に記載の積層セラミック電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミックコンデンサに代表される積層セラミック電子部品に関し、特に、Ａｌを主成分とする内部電極を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照して、まず、この発明に係る積層セラミック電子部品の代表例である積層セラミックコンデンサ１について説明する。【０００３】
積層セラミックコンデンサ１は、積層された複数の誘電体セラミック層３と誘電体セラミック層３間の特定の界面に沿って形成される複数の内部電極４および５とをもって構成される、積層体２を備えている。【０００４】
図１に示した積層セラミックコンデンサ１では、第１および第２の外部電極８および９は、積層体２の互いに対向する各端面上に形成される。内部電極４および５は、第１の外部電極８に電気的に接続される複数の第１の内部電極４と第２の外部電極９に電気的に接続される複数の第２の内部電極５とがあり、これら第１および第２の内部電極４および５は、積層方向に関して交互に配置されている。【０００５】
積層セラミックコンデンサでは特に小型化が要求されるため、製造過程において、誘電体セラミックのグリーンシートと、内部電極層とを積層した後、同時に焼成する手法がとられる。近年、積層セラミックコンデンサの内部電極には、コスト削減のため、Ｎｉ等の卑金属が用いられている。【０００６】
しかし、Ｎｉはセラミックとの共焼結時に非常に酸化されやすいため、焼成時の雰囲気を還元雰囲気とし、温度条件および酸素分圧を精密に制御する必要があった。結果として、材料設計に大きな制約が生じた。加えて、共焼成に伴う不均一な応力に起因するデラミネーションやクラック等の問題が懸念された。【０００７】
よって、積層セラミック電子部品の設計の自由度を高めるためには、様々な金属種の内部電極が検討されることが好ましい。【０００８】
たとえば、特許文献１には、Ｎｉに替わる内部電極材料としてＡｌを採用した積層セラミック体について述べており、Ａｌ内部電極の表層部にＡｌ2Ｏ3膜を生成することにより、機械的特性および電気的特性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−９７０１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
代表的な積層セラミック電子部品である積層セラミックコンデンサでは、増々、大容量化が望まれている。このような場合、特許文献１における積層セラミック電子部品においては、セラミック層とＡｌ内部電極との界面に存在するＡｌ2Ｏ3膜の誘電率が低いため、積層セラミック電子部品の静電容量が不足気味になる、という問題点があった。【００１１】
そこで、本発明の目的は、平滑性、導電性に優れるＡｌ内部電極を備えつつ、高い静電容量を示す積層セラミック電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち本発明は、積層された複数のセラミック層と、前記セラミック層間の特定の界面に沿って形成される複数のＡｌを主成分とする内部電極とを備える積層体と、前記積層体の外表面上に形成された外部電極と、を含む積層セラミック電子部品であって、前記内部電極の表面が、貴金属またはＴｉを主成分とする層により被覆されていることを特徴とする。【００１３】
前記貴金属は、Ａｇであることが望ましい。【００１４】
また、前記セラミック層の主成分がチタン酸バリウム系ペロブスカイト化合物であり、前記積層セラミック電子部品が積層セラミックコンデンサであることが望ましい。この場合、セラミック層の誘電率が高くなり、静電容量の向上に寄与する。【００１５】
さらに、前記セラミック層が、さらに副成分としてＢｉ2Ｏ3などのＢｉを含有する酸化物を含むことも好ましい。この場合、低温焼結が可能になり、内部電極の被覆率が向上し、静電容量の向上に寄与する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ａｌ内部電極の表層部に生成するＡｌ2Ｏ3層の厚みが、機械的特性を維持する必要最低限の厚みに抑えられるため、Ａｌ2Ｏ3層の誘電率の低さが静電容量に与える影響が低減される。よって、静電容量の高い積層セラミック電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の積層セラミック電子部品の例である積層セラミックコンデンサの断面を示す図である。
【図２】本発明の積層セラミック電子部品の例である積層セラミックコンデンサの断面の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の積層セラミック電子部品は、その内部電極の主成分がＡｌである。この内部電極はＡｌ単体でもＡｌ合金でも良いが、Ａｌ合金である場合、Ａｌの含有率が７０モル％以上であることが好ましく、さらに好ましくは９０モル％以上である。
【００１９】
図２では、本発明の例である積層セラミックコンデンサの断面の拡大図が示されている。内部電極については、内部電極４および５のうち、代表して内部電極４の周辺部を図示している。
【００２０】
Ａｌを主成分とする内部電極４の表層には、Ａｌ2Ｏ3層２１が存在することが多い。これは、主として、Ａｌ内部電極４の表面が酸化したことに因るものである。このＡｌ2Ｏ3層２１にはＡｌ内部電極４を平滑にする作用があり、セラミック層３とＡｌ内部電極４との間のデラミネーションを抑制する機能がある。この観点より、このＡｌ2Ｏ3層２１の厚みは内部電極の厚みの０．２５％以上であることが好ましい。しかし、前述のように、静電容量を確保するためには、Ａｌ2Ｏ3層２１の厚みが可能な限り小さく抑えられることが望ましい。
【００２１】
さらに、Ａｌ内部電極４とセラミック層３の界面には、貴金属またはＴｉを主成分とする層２２が形成されている。この貴金属またはＴｉを主成分とする層２２は、Ａｌ内部電極４の酸化を抑制し、Ａｌ2Ｏ3層２１の厚みの増大を抑制する。貴金属として代表的なものにＡｇがあるが、その他、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔや、それらの合金でも構わない。
【００２２】
次に、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法について、積層セラミックコンデンサを例にとり説明する。
【００２３】
まず、セラミック原料が用意される。このセラミック原料は、溶媒中にて必要に応じて有機バインダ成分と混合され、セラミックスラリーとされる。このセラミックスラリーをシート成形することにより、セラミックグリーンシートが得られる。
【００２４】
次に、貴金属またはＴｉを主成分とする層２２がセラミックグリーンシート上に形成される。これにはいくつかの方法があり、貴金属粉やＴｉ粉と有機ビヒクルとを含むペーストを所望のパターンにスクリーン印刷する方法が簡便である。その他にも、予め作製した箔を転写する方法や、真空薄膜形成法により成膜する方法もある。
【００２５】
次いで、Ａｌ内部電極４の層が、貴金属またはＴｉを主成分とする層２２の上に形成される。この方法としても、Ａｌペーストを塗布する方法や、転写、真空薄膜形成法などの方法がある。
【００２６】
そして、Ａｌ内部電極４の層の上に、再度、貴金属またはＴｉを主成分とする層２２が形成される。
【００２７】
このようにして、セラミックグリーンシート、貴金属またはＴｉを主成分とする層２２、Ａｌ内部電極の層４、貴金属またはＴｉを主成分とする層２２、の順に多数層重ねられ、圧着することにより、焼成前の生の積層体が得られる。
【００２８】
この生の積層体は、焼成炉において、所定の雰囲気・温度にて焼成される。たとえば、焼成時の酸素分圧を１×１０-4ＭＰａ以上とし、焼成温度を６００℃以上とした場合、Ａｌ内部電極４の表面の酸化が進み、適度な厚みを有するＡｌ2Ｏ3層２１が生成する。また、たとえば、焼成温度を１０００℃以下とすると、Ａｌ内部電極４の球状化が効果的に防がれる。酸素分圧に関しては、工程の簡便さを考慮すると、大気圧が最も好ましい。
【００２９】
このとき、貴金属またはＴｉを主成分とする層２２が、Ａｌ内部電極４の酸素との接触を減らし、結果としてＡｌ内部電極４の酸化を所望の程度以下に抑える。貴金属またはＴｉを主成分とする層２２にＴｉを用いた場合、焼成によりＴｉの表面にＴｉＯ2層が生成することはあるが、このＴｉＯ2層は絶縁性が低いため、静電容量の低下には殆ど影響しない。
【００３０】
なお、本発明の積層セラミック電子部品におけるセラミック組成は特に限定されるものではない。チタン酸バリウム系（Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｒ等で置換されたものも含む）、チタン酸鉛系またはチタン酸ジルコン酸鉛系、アルミナ系ガラスセラミック、フェライト、遷移元素酸化物系半導体セラミック、など、本発明の目的を損なわない範囲で様々な材料を適用可能である。
【００３１】
また、本発明の積層セラミック電子部品は、積層セラミックコンデンサに限らず、積層型圧電素子、積層サーミスタ素子、積層チップコイル、セラミック多層基板など様々な電子部品に適用可能である。
【実施例】
【００３２】
本実施例は、あるチタン酸バリウム系のセラミックとＡｌ内部電極とを用いた積層セラミックコンデンサにおいて、Ａｌ内部電極を被覆する層の金属種や厚みによる影響をみたものである。【００３３】
まず、セラミックの主成分としてＢａＴｉＯ3粉末を用意し、副成分としてＢｉ2Ｏ3、ＢａＣＯ3の粉末を用意した。これらの粉末を、１００ＢａＴｉＯ3＋３Ｂｉ2Ｏ3＋２ＢａＣＯ3の組成となるよう混合し、セラミック原料を得た。【００３４】
このセラミック原料に、エタノール系の有機溶剤およびポリビニルブチラール系バインダを加え、ボールミルで湿式混合し、セラミックスラリーを得た。このセラミックスラリーをシート成形し、セラミックグリーンシートを得た。【００３５】
次に、セラミックグリーンシート上に、表１に記載の金属を、真空蒸着法により、表１の厚みになるよう成膜した。次いで、真空蒸着法によりＡｌ内部電極の層を０．６μｍの厚みに形成した。さらにその上に、表１に記載の金属を、真空蒸着法により、表１の厚みになるよう同様に成膜した。【００３６】
このようにして得た、表１の金属膜で被覆されたＡｌ内部電極の形成されたセラミックグリーンシートを、Ａｌ内部電極の引き出されている側が互い違いになるように積層し、圧着し、生の積層体を得た。【００３７】
この生の積層体を大気中にて２７０℃にて加熱し、バインダを除去した。この後、１００℃／分の昇温速度にて昇温し、６５０℃において１時間焼成した。得られた積層体の両端面に低融点ガラスフリットを含有するＡｇペーストを塗布し、大気中にて６００℃で焼き付け、これを内部電極と接続する外部電極とした。【００３８】
以上のようにして得られた積層セラミックコンデンサは、長さ２．０ｍｍ、幅１．０ｍｍ厚さ０．５ｍｍであり、セラミック層厚みは５０μｍ、Ａｌ内部電極層の厚みは０．６μｍ、有効層数は５であった。【００３９】
得られた試料について静電容量を自動ブリッジ式測定器を用い測定した。結果を表１に示した。また、また、ＦＩＢ加工により得た断面をμ-ＳＡＭによって分析し、内部電極の断面におけるＡｌ2Ｏ3層を同定した。このＡｌ2Ｏ3層の厚みを任意の１０点において測定し、その平均厚みを求めた。結果を併せて表１に示す。【００４０】
【表１】
0005641139.tif 000002
【００４１】
表１の結果により、Ａｌ内部電極が、Ａｇ、Ｔｉで被覆された試料番号２〜６の試料においては、高い静電容量が得られた。【００４２】
Ａｌ内部電極に対する金属被覆を行わなかった試料番号１の試料においては、Ａｌ2Ｏ3層の厚みが大きかった影響で、期待していた静電容量が得られなかった。【００４３】
Ａｌ内部電極がＮｉで被覆された試料番号７の試料においては、期待していた静電容量が得られなかった。これは、被覆金属であるＮｉが全て酸化してしまい、そこからＡｌ内部電極の酸化が進み、結果としてＡｌ2Ｏ3層の厚みが大きくなったためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の積層セラミック電子部品は、積層セラミックコンデンサ、積層圧電素子、積層サーミスタ、積層チップコイル、セラミック多層基板などに応用が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  積層セラミックコンデンサ
２  積層体
３  セラミック層
４、５  Ａｌ内部電極
６、７  積層体の端面
８、９  外部電極
１０、１１  第１のめっき層
１２、１３  第２のめっき層
２１  Ａｌ2Ｏ3層
２２  貴金属またはＴｉを主成分とする層
【図１】
0005641139.tif 000003
【図２】
0005641139.tif 000004