(57)【要約】【課題】積層セラミックコンデンサにおいて、内層部の角の近傍にクラックが生じる可能性を低減する。【解決手段】積層セラミックコンデンサ１０は、複数の誘電体層１２および複数の導電体層１３を含む積層体１１と、１対の外部電極１４ａ，１４ｂとを備え、積層体１１は、内層部１１ｍと第１外層部１２ｂ１と第２外層部１２ｂ２とを含む。第２外層部１２ｂ２に最も近い導電体層である第１導電体層１３ｚと外部電極１４ｂとの間のギャップ長さをＬgapとし、外部電極１４ｂが、２つの端面のうち外部電極１４ｂが覆っている端面である基準端面の端から第１主面１１１または第２主面１１２の端部を覆うように延在している部分の、前記基準端面に垂直な方向に関する長さをｋとすると、ｋはＬgapの２倍以上であり、外部電極１４ｂが前記基準端面を覆っている部分における外部電極１４ｂの厚みの最大値は２０μｍ以上である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の誘電体層および複数の導電体層を含み、積層方向において互いに反対側に位置する第１主面および第２主面を有する積層体と、
前記積層体の表面の一部に設けられ、前記複数の導電体層のうちの少なくとも一部の導電体層と電気的に接続された１対の外部電極とを備え、
前記積層体は、前記第１主面と前記第２主面とを結び互いに前記積層体の反対側に位置する２つの端面を有し、
前記積層体は、前記積層方向において、前記複数の導電体層のうち最も第１主面側に位置する導電体層から、前記複数の導電体層のうち最も第２主面側に位置する導電体層までを含む内層部と、前記内層部を互いの間に挟む第１外層部および第２外層部とを含み、
前記内層部においては、誘電体層と導電体層とが交互に積層された状態で、前記複数の誘電体層のうちの一部の誘電体層と前記複数の導電体層とが積層されており、
前記１対の外部電極は、前記２つの端面をそれぞれ覆っており、
前記第１外層部は、前記複数の誘電体層のうち最も第１主面側に位置する誘電体層を含み、前記第２外層部は、前記複数の誘電体層のうち最も第２主面側に位置する誘電体層を含み、
前記内層部に含まれる導電体層のうち前記第２外層部に最も近い導電体層である第１導電体層は、前記１対の外部電極のうち一方の外部電極と電気的に接続しているが他方の外部電極とは電気的に接続しておらず、
前記第１導電体層と前記他方の外部電極との間の、前記第１導電体層の延長方向におけるギャップ長さをＬgapとし、前記他方の外部電極が、前記２つの端面のうち前記他方の外部電極が覆っている端面である基準端面の前記第１主面または前記第２主面の側の端から当該主面の端部を覆うように延在している部分の、前記基準端面に垂直な方向に関する長さをｋとすると、ｋはＬgapの２倍以上であり、
前記他方の外部電極が前記基準端面を覆っている部分における前記他方の外部電極の厚みの最大値は２０μｍ以上である、積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
前記第１導電体層の延長上における前記他方の外部電極の厚みは、前記内層部に含まれる導電体層のうち前記第１外層部に最も近い導電体層の延長上における前記他方の外部電極の厚みより大きい、請求項１に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】
前記第２外層部の厚みが８０μｍ以上である、請求項１または２に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項４】
前記第２外層部は、前記第１外層部より厚い、請求項１から３のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項５】
前記第１外層部の厚みが８０μｍ以上である、請求項３に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、積層セラミックコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クラックの発生を抑制することを図った積層セラミックコンデンサを開示した先行文献として、特開２０１２−２４８５８１号公報（特許文献１）がある。特許文献１に記載された積層セラミックコンデンサにおいては、素体は、誘電体を介して対向する第１の内部電極および第２の内部電極が積層された内部電極積層体（内層部）と、内部電極積層体（内層部）を積層方向の両側から挟む第１の誘電体積層体（外層部）および第２の誘電体積層体（外層部）とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４８５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
積層セラミックコンデンサの外部電極は、ディップなどの方法で形成されることが一般的であったので、厚みが均一ではなかった。たとえば積層体の角に近い場所では薄くなり、各面の中央部で厚くなる傾向があった。外部電極が厚い箇所では、積層体内部で、誘電体層が脆くなり、クラックが発生しやすくなる。
【０００５】
積層セラミックコンデンサを長い間使用していると、熱収縮や外力による変形が繰返し作用するので、誘電体層にこのような脆い箇所があると、クラックが発生するおそれがあった。特に内層部の角の近傍にクラックが生じることは好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明は、内層部の角の近傍にクラックが生じる可能性を低減することができる積層セラミックコンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に基づく積層セラミックコンデンサは、積層された複数の誘電体層および複数の導電体層を含み、積層方向において互いに反対側に位置する第１主面および第２主面を有する積層体と、前記積層体の表面の一部に設けられ、前記複数の導電体層のうちの少なくとも一部の導電体層と電気的に接続された１対の外部電極とを備え、前記積層体は、前記第１主面と前記第２主面とを結び互いに前記積層体の反対側に位置する２つの端面を有し、前記積層体は、前記積層方向において、前記複数の導電体層のうち最も第１主面側に位置する導電体層から、前記複数の導電体層のうち最も第２主面側に位置する導電体層までを含む内層部と、前記内層部を互いの間に挟む第１外層部および第２外層部とを含み、前記内層部においては、誘電体層と導電体層とが交互に積層された状態で、前記複数の誘電体層のうちの一部の誘電体層と前記複数の導電体層とが積層されており、前記１対の外部電極は、前記２つの端面をそれぞれ覆っており、前記第１外層部は、前記複数の誘電体層のうち最も第１主面側に位置する誘電体層を含み、前記第２外層部は、前記複数の誘電体層のうち最も第２主面側に位置する誘電体層を含み、前記内層部に含まれる導電体層のうち前記第２外層部に最も近い導電体層である第１導電体層は、前記１対の外部電極のうち一方の外部電極と電気的に接続しているが他方の外部電極とは電気的に接続しておらず、前記第１導電体層と前記他方の外部電極との間の、前記第１導電体層の延長方向におけるギャップ長さをＬgapとし、前記他方の外部電極が、前記２つの端面のうち前記他方の外部電極が覆っている端面である基準端面の前記第１主面または前記第２主面の側の端から当該主面の端部を覆うように延在している部分の、前記基準端面に垂直な方向に関する長さをｋとすると、ｋはＬgapの２倍以上であり、前記他方の外部電極が前記基準端面を覆っている部分における前記他方の外部電極の厚みの最大値は２０μｍ以上である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外部電極が積層体を挟み込んで押さえつける領域が大きくなっているので、外部電極が積層体を積層方向に圧縮する力が大きくなり、内層部の角の近傍にクラックが生じる可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における積層セラミックコンデンサの斜視図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１における積層セラミックコンデンサの外部電極近傍で作用する力の説明図である。
【図５】積層セラミックコンデンサの第１の例における内層部の角の近傍の位置関係の説明図である。
【図６】積層セラミックコンデンサの第２の例における内層部の角の近傍の位置関係の説明図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態１における積層セラミックコンデンサの製造方法のフローチャートである。
【図８】本発明に基づく実施の形態１における積層セラミックコンデンサの単位シート群の積層構造を示す分解斜視図である。
【図９】本発明に基づく実施の形態２における積層セラミックコンデンサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
（構成）
図１〜図３を参照して、本発明に基づく実施の形態１における積層セラミックコンデンサについて説明する。本実施の形態における積層セラミックコンデンサ１０の斜視図を図１に示す。図１におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図を図２に示す。図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に関する矢視断面図を図３に示す。
【００１１】
本実施の形態における積層セラミックコンデンサ１０は、積層された複数の誘電体層１２および複数の導電体層１３を含み、積層方向において互いに反対側に位置する第１主面１１１および第２主面１１２を有する積層体１１と、積層体１１の表面の一部に設けられ、複数の導電体層１３のうちの少なくとも一部の導電体層１３と電気的に接続された１対の外部電極１４ａ，１４ｂとを備える。図３は、外部電極１４ａ，１４ｂのない箇所で切った断面であるので、図３では外部電極１４ａが奥に見えている。積層体１１は、第１主面１１１と第２主面１１２とを結び互いに積層体１１の反対側に位置する２つの端面１１３，１１４を有する。積層体１１は、積層方向において、複数の導電体層１３のうち最も第１主面１１１側に位置する導電体層１３から、複数の導電体層１３のうち最も第２主面１１２側に位置する導電体層１３までを含む内層部１１ｍと、内層部１１ｍを互いの間に挟む第１外層部１２ｂ１および第２外層部１２ｂ２とを含む。内層部１１ｍにおいては、誘電体層１２と導電体層１３とが交互に積層された状態で、複数の誘電体層１２のうちの一部の誘電体層１２と複数の導電体層１３とが積層されている。１対の外部電極１４ａ，１４ｂは、２つの端面１１３，１１４をそれぞれ覆っている。第１外層部１２ｂ１は、前記複数の誘電体層のうち最も第１主面側に位置する誘電体層を含む。第２外層部１２ｂ２は、複数の誘電体層１２のうち最も第２主面１１２側に位置する誘電体層１２を含む。
【００１２】
内層部１１ｍに含まれる導電体層１３のうち第２外層部１２ｂ２に最も近い導電体層１３である第１導電体層１３ｚは、１対の外部電極１４ａ，１４ｂのうち一方の外部電極１４ａと電気的に接続しているが他方の外部電極１４ｂとは電気的に接続していない。
【００１３】
第１導電体層１３ｚと他方の外部電極１４ｂとの間の、第１導電体層１３ｚの延長方向におけるギャップ長さをＬgapとする。他方の外部電極１４ｂが、２つの端面１１３，１１４のうち他方の外部電極１４ｂが覆っている端面を基準端面とする。この場合、端面１１４が基準端面である。他方の外部電極１４ｂが基準端面の第１主面１１１または第２主面１１２の側の端から当該主面の端部を覆うように延在している部分の、前記基準端面に垂直な方向に関する長さをｋとする。ｋはＬgapの２倍以上である。他方の外部電極１４ｂが基準端面を覆っている部分における他方の外部電極１４ｂの厚みの最大値は２０μｍ以上である。
【００１４】
内層部１１ｍの厚みはＴ1である。第１外層部１２ｂ１の厚みはｈ1である。第２外層部１２ｂ２の厚みはｈ2である。
【００１５】
（作用・効果）
本実施の形態では、外部電極１４ｂが第１主面１１１または第２主面１１２の端部を覆うように延在している部分の長さｋがＬgapの２倍以上と大きくなっているので、図４に示すように、外部電極１４ｂが積層体１１を挟み込んで押さえつける領域がその分だけ大きくなっており、外部電極１４ｂが積層体１１を積層方向に圧縮する効果が大きい。これにより、内層部の角の近傍にクラックが生じる可能性を低減することができる。
【００１６】
なお、内層部の角の近傍に生じるクラックとは、図５、図６における第１導電体層１３ｚの端と外部電極１４ｂとの間で生じると考えられていたクラックである。発明者らは考察の結果、クラックが生じる原因として、以下のようなことを見出した。
【００１７】
外部電極１４ｂから誘電体層１２に対してはガラス成分が拡散する傾向がある。誘電体層１２内にガラス成分が拡散することによって誘電体層１２は脆くなる性質がある。図５に比べて図６のようにｈ2が大きくなったときには、Ｌgapが同じであっても、この第１導電層１３ｚの延長上の位置での外部電極１４ｂの厚みが大きくなる。すなわち、図５における厚みＡから図６における厚みＢへと大きくなっている。厚みが大きくなると、この箇所ではガラス成分が多く拡散する。したがって、外部電極１４ｂが厚くなっている箇所では、積層体１１内部にクラックが生じやすくなる。
【００１８】
本実施の形態では、外部電極１４ｂが基準端面を覆っている部分における他方の外部電極１４ｂの厚みの最大値は２０μｍ以上であるので、基準端面には、内部の誘電体層１２に向けてガラス成分が拡散しやすい箇所が存在するということになる。本実施の形態では、このように誘電体層１２が脆くなる要因を抱えている構成であるが、長さｋが十分大きくなっているので、押さえ付けの効果により積層体１１内部でのクラックの発生を防止することができる。
【００１９】
なお、第１導電体層１３ｚの延長上における他方の外部電極１４ｂの厚みは、内層部１１ｍに含まれる導電体層１３のうち第１外層部１２ｂ１に最も近い導電体層１３の延長上における他方の外部電極１４ｂの厚みより大きいことが好ましい。このように内層部１１ｍにとって外部電極１４ｂの厚みが上下非対称になっている場合、外部電極１４ｂの厚みが大きくなっている側の内層部１１ｍの角の近傍でのクラックの発生が懸念されるが、このような場合に本発明を適用することによって、本発明の効果を顕著に享受することができる。
【００２０】
第２外層部１２ｂ２の厚みが８０μｍ以上であることが好ましい。このように第２外層部１２ｂ２が厚い場合には、内層部の角の近傍で外部電極１４ｂの厚みが大きくなっている確率が高いが、このような場合に本発明を適用することによって、本発明の効果を顕著に享受することができる。
【００２１】
第２外層部１２ｂ２は、第１外層部１２ｂ１より厚いことが好ましい。このように、内層部１１ｍの積層方向上下において外層部の厚みが異なっていて、かつ、第２外層部１２ｂ２の方が厚い場合には、内層部１１ｍの第２外層部１２ｂ２に近い側の角の近傍で外部電極１４ｂの厚みが大きくなっている傾向があるが、このような場合に本発明を適用することによって、本発明の効果を顕著に享受することができる。
【００２２】
第２外層部１２ｂ２の厚みが８０μｍ以上である場合に、さらに第１外層部１２ｂ１の厚みが８０μｍ以上であることが好ましい。このように第１外層部１２ｂ１、第２外層部１２ｂ２の両方が厚くなっている場合には、内層部１１ｍの角の近傍で外部電極１４ｂの厚みが大きくなっている傾向があるが、このような場合に本発明を適用することによって、本発明の効果を顕著に享受することができる。
【００２３】
（製造方法）
本実施の形態における積層セラミックコンデンサ１０の製造方法について説明する。積層セラミックコンデンサ１０の製造方法のフローチャートを図７に示す。
【００２４】
なお、以下に示す積層セラミックコンデンサの製造方法は、製造過程の途中段階まで一括して加工処理を行なうことでマザー積層体を製作し、その後にマザー積層体を分断して個片化し、個片化後の軟質積層体にさらに加工処理を施すことによって複数の積層セラミックコンデンサ１０を同時に大量に生産する方法である。
【００２５】
図７に示すように、積層セラミックコンデンサ１０を製造する際には、まず、第１のセラミックスラリーの調製が行なわれる（工程Ｓ１１）。具体的には、セラミックス粉末、バインダおよび溶剤などが所定の配合比率で混合され、これにより第１のセラミックスラリーが形成される。
【００２６】
次に、第１のセラミックグリーンシートが形成される（工程Ｓ１２）。具体的には、第１のセラミックスラリーがキャリアフィルム上においてダイコータ、グラビアコータ、または、マイクログラビアコータなどを用いてシート状に成形されることにより、第１のセラミックグリーンシートが製作される。
【００２７】
次に、マザーシートが形成される（工程Ｓ１３）。具体的には、第１のセラミックグリーンシートに導電性ペーストが所定のパターンを有するようにスクリーン印刷法またはグラビア印刷法などを用いて印刷されることにより、第１のセラミックグリーンシート上に所定の導電パターンが設けられたマザーシートが形成される。
【００２８】
ここで、製作されるマザーシートについて説明する。図８は、本発明の実施形態１に係る積層セラミックコンデンサの積層体１１の単位シート群の積層構造を示す分解斜視図である。
【００２９】
図８に示すように、積層体１１は、構成の異なる複数の単位シート１２０ａ，１３０ａ，１３０ｂからなる単位シート群を材料として製作され、より詳細には、これら構成の異なる複数の単位シート１２０ａ，１３０ａ，１３０ｂが所定の順番で積層されて圧着および焼成されることによって製作される。
【００３０】
単位シート１２０ａは、その表面に導電パターンが形成されていないセラミック基材１２ｘｒのみからなるものである。単位シート１２０ａは、焼成後において第１外層部１２ｂ１または第２外層部１２ｂ２の誘電体層１２を構成する部分になる。
【００３１】
単位シート１３０ａ，１３０ｂは、セラミック基材１２ｘｒの表面に所定の形状の導電パターン１３ｒが形成されたものである。単位シート１３０ａ，１３０ｂのうちの導電パターン１３ｒは、焼成後において内層部１１ｍの導電体層１３を構成する部分になる。また、単位シート１３０ａ，１３０ｂのうちのセラミック基材１２ｘｒは、焼成後において内層部１１ｍの第１誘電体層１２ｘを構成する部分になる。
【００３２】
マザーシートは、図８において示した単位シート１３０ａ，１３０ｂの各々について、その各々の単位シートを単位ユニットとして同形状の単位シートが平面的にマトリックス状に並ぶように複数敷き詰められたレイアウトを有するものである。
【００３３】
なお、単位シート１３０ａと単位シート１３０ｂは同形状であるため、これらを含むマザーシートとしては、同一の導電パターンを有するものが使用でき、後述するマザーシートの積層工程において同一の導電パターンを有するマザーシートを半ピッチずつずらして積層することにより、図８において示した単位シート１３０ａ，１３０ｂの積層構造を得ることができる。
【００３４】
なお、マザーシートとしては、導電パターン１３ｒを有するマザーシートの他に、導電パターン１３ｒを形成することなく製作された第１のセラミックグリーンシートも準備される。
【００３５】
次に、マザーシートが積層される（工程Ｓ１４）。具体的には、複数のマザーシートが所定のルールに従って積層されることにより、積層後のマザーシート群の内部において、上記の単位ユニットが、それぞれ積層方向において図８において示した積層構造を有するように配置される。
【００３６】
次に、マザーシート群が圧着される（工程Ｓ１５）。
次に、マザー積層体が分断される（工程Ｓ２５）。具体的には、押し切りまたはダイシングによってマザー積層体が行列状に分断され、これにより軟質積層体の切り出しが行なわれる。
【００３７】
次に、軟質積層体の焼成が行なわれる（工程Ｓ２６）。具体的には、切り出された軟質積層体が所定の温度に加熱され、これによりセラミック誘電体材料および導電体材料が焼成される。焼成温度は、セラミック誘電体材料および導電体材料の種類に応じて適宜設定され、たとえば、９００℃以上１３００℃以下の範囲内で設定される。
【００３８】
次に、軟質積層体のバレル研磨が行なわれる（工程Ｓ２７）。具体的には、焼成後の軟質積層体が、バレルと呼ばれる小箱内にセラミック材料よりも硬度の高いメディアボールとともに封入され、当該バレルを回転させることにより、軟質積層体の研磨が行なわれる。これにより、軟質積層体の外表面（特に角部および稜線部）に曲面状の丸みがもたされることになり、積層体１１が形成される。
【００３９】
次に、外部電極が形成される（工程Ｓ２８）。具体的には、積層体の２つの端面を含む各端部に導電性ペーストが塗布されることで金属膜が形成され、金属膜が焼成された後に当該金属膜にＮｉめっき、Ｓｎめっきが順に施されることにより、積層体の外表面上に１対の外部電極１４ａ，１４ｂが形成される。
【００４０】
上記の一連の工程を経ることにより、本実施の形態に示した構造を有する積層セラミックコンデンサ１０が製造される。
【００４１】
（実施の形態２）
（構成）
図９を参照して、本発明に基づく実施の形態２における積層セラミックコンデンサについて説明する。本実施の形態における積層セラミックコンデンサ１０ｉの断面図を図９に示す。
【００４２】
本実施の形態における積層セラミックコンデンサ１０ｉの基本的な構成は、実施の形態１で説明した積層セラミックコンデンサ１０と同じであるが、第２外層部１２ｂ２の内訳が異なる。本実施の形態では、第２外層部１２ｂ２は、内側外層部１２ｂ２１と外側外層部１２ｂ２２とを含んでいる。第１外層部１２ｂ１は、第１誘電体層１２ｘを含む。第２外層部１２ｂ２は、第１誘電体層１２ｘと第２誘電体層１２ｙとを含む。第２誘電体層１２ｙは第１誘電体層１２ｘに比べて組成が異なっている。第１誘電体層１２ｘと第２誘電体層１２ｙとの境目は、境界面１２ｚとなっている。
【００４３】
（作用・効果）
本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。  なお、本実施の形態では、第２外層部１２ｂ２にのみ、異なる組成の第２誘電体層１２ｙが含まれていたが、第１外層部１２ｂ１にもこのような異なる組成の第２誘電体層１２ｙが含まれていてもよい。
【００４４】
（実験）
Ｌ方向の寸法が１．６ｍｍ、Ｗ方向の寸法が０．８ｍｍであって、第２外層部の厚さが何通りか異なる焼成後の積層体を用意した。この積層体にガラス成分を含む導電性ペーストを塗布し、焼成することで、外部電極を形成した。表１に示すように、いくつかのパラメータを変えて条件１〜１５を用意し、１つの条件について１０個ずつのサンプルを作製した。各サンプルについて、外部電極が形成された積層体の中心を通るＬＴ断面を研磨して露出させ、光学顕微鏡により構造欠陥の有無を確認した。
【００４５】
当該条件で作製されたサンプル１０個の中に、構造欠陥を有するものが１個以上存在した場合は「ｂａｄ」、構造欠陥を有するものが１個もなかった場合は「ｇｏｏｄ」と評価した。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
（実験結果）
実験の結果は表１に示すとおりである。条件１〜１２のサンプルでは、構造欠陥の評価はｇｏｏｄとなったのに対して、条件１３〜１５のサンプルではｂａｄとなった。条件１〜１０ではｋ≧２×Ｌgapの関係が満たされており、条件１１〜１５ではｋ＜２×Ｌgapの関係が満たされている。
【００４８】
この結果から、ｋ＜２×Ｌgapの場合、外部電極の厚さが２０μｍ以上になると構造欠陥が発生したことがわかる。一方、ｋ≧２×Ｌgapの場合、外部電極の厚さが２０μｍ以上になっても構造欠陥が発生しなかったことがわかる。
【００４９】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００５０】
１０，１０ｉ  積層セラミックコンデンサ、１１  積層体、１１ｍ  内層部、１１ｐ  一部積層体、１２  誘電体層、１２ｂ１  第１外層部、１２ｂ２  第２外層部、１２ｂ２１  内側外層部、１２ｂ２２  外側外層部、１２ｘ  第１誘電体層、１２ｙ  第２誘電体層、１２ｚ  境界面、１２ｘｒ  セラミック基材、１３  導電体層、１３ｒ  導電パターン、１３ｚ  第１導電体層、１４ａ  （一方の外部電極）、１４ｂ  （他方の）外部電極、１１１  第１主面、１１２  第２主面、１１３  端面、１１４  端面（基準端面）、１１５，１１６  側面、１２０ａ，１３０ａ，１３０ｂ  単位シート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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