(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック焼結体内において複数の内部電極がセラミック層を介して重なり合う構造を有するセラミック積層電子部品において、
前記内部電極が導電ペーストのスクリーン印刷及びセラミック焼結体の焼成時の焼付けにより形成されており、かつ前記内部電極がセラミック焼結体内において重なり合っている他の内部電極と重なり合うように延ばされている方向と直交する方向を内部電極の幅方向とし、該内部電極の幅方向断面形状を幅方向に第１〜第３の部分に３等分したときに、中央の第２の部分の断面積／第２の部分の幅方向寸法で表される第２の部分の導電ペーストの焼付けにより形成された焼成後の前記内部電極の平均厚みｔ2と、第１，第３の部分の断面積／第１，第３の部分の幅方向寸法で表される第１，第３の部分の導電ペーストの焼付けにより形成された焼成後の前記内部電極の平均厚みｔ1，ｔ3との間に、
【数１】
0003604040.tif 000004
の関係が満たされ、第２の部分と第１，第３の部分の境界において第１，第３の部分方向に沿って厚みが増大しているように前記内部電極が構成されていることを特徴とする、セラミック積層電子部品。
【請求項２】
セラミックグリーンシート上に内部電極をスクリーンメッシュを用いて印刷する工程と、
少なくとも内部電極の形成された複数枚のセラミックグリーンシートを積層して積層体を得る工程と、
前記積層体を焼成して焼結体を得る工程とを備え、
前記スクリーンメッシュとして、前記積層体を焼成した後の前記内部電極がセラミック焼結体内において重なり合っている他の内部電極と重なり合うように延ばされている方向と直交する方向を内部電極が形成される部分の幅方向としたとき、内部電極が形成される部分の幅方向中央部分に比べて両側の部分の印刷厚みが厚くなるように、該両側の部分のメッシュの開きが中央部分のメッシュの開きに比べて大きくされているスクリーンメッシュを用いることを特徴とする、セラミック積層電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層コンデンサなどのセラミック積層電子部品及びその製造方法に関し、特に、内部電極の構造が改良されたセラミック積層電子部品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の積層コンデンサの断面図である。積層コンデンサ１は、誘電体セラミックスよりなるセラミック焼結体２を用いて構成されている。セラミック焼結体２内には、複数の内部電極３〜７がセラミック層を介して重なり合うように配置されている。また、セラミック焼結体２の両端面２ａ，２ｂを覆うように、外部電極８，９が形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記積層コンデンサ１では、等価直列抵抗を低減することが求められているが、従来の積層コンデンサ１では、等価直列抵抗を十分に低減することが困難であった。
【０００４】
すなわち、積層コンデンサ１において、等価直列抵抗を十分に低くすることが困難であるのは、以下の理由によると考えられる。すなわち、図２（ａ）に図１のＡ−Ａ線に沿う部分の断面図で示すように、異なる電位に接続される内部電極３，５，７と、内部電極４などとは、セラミック層を介して厚み方向に重なり合っている。ところが、この内部電極３の横断面を図２（ｂ）に拡大して示すように、内部電極３は、その幅方向両端において、厚みが中央部分に比べて薄くなっていた。すなわち、幅方向両側の端縁３ａ，３ｂ近傍において、内部電極３の厚みが中央部分に比べて薄くなっていた。また、端縁３ａ，３ｂ近傍において極端に厚みが薄くなっていない場合であっても、端縁３ａ，３ｂ近傍の厚みは中央部分とほぼ同等の厚みとなっていた。
【０００５】
他方、内部電極３〜７では、その外周縁に電界が集中する。そして、等価直列抵抗は、内部電極３〜７の外周縁のうち、上記端縁部分３ａ，３ｂの電気抵抗に依存する。
【０００６】
従って、図２（ｂ）に示すように、内部電極３において端縁３ａ，３ｂ近傍の厚みが薄くなっているため、等価直列抵抗が十分に低くなっていないものと考えられる。
【０００７】
本発明の目的は、内部電極の端縁における等価直列抵抗の上昇を抑制し得る構造を備えたセラミック積層電子部品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、セラミック焼結体内において複数の内部電極がセラミック層を介して重なり合う構造を有するセラミック積層電子部品において、前記内部電極が導電ペーストのスクリーン印刷及びセラミック焼結体の焼成時の焼付けにより形成されており、かつ前記内部電極がセラミック焼結体内において重なり合っている他の内部電極と重なり合うように延ばされている方向と直交する方向を内部電極の幅方向とし、該内部電極の幅方向断面形状を幅方向に第１〜第３の部分に３等分したときに、中央の第２の部分の断面積／第２の部分の幅方向寸法で表される第２の部分の導電ペーストの焼付けにより形成された焼成後の前記内部電極の平均厚みｔ2と、第１，第３の部分の断面積／第１，第３の部分の幅方向寸法で表される第１，第３の部分の導電ペーストの焼付けにより形成された焼成後の前記内部電極の平均厚みｔ1，ｔ3との間に、
【０００９】
【数２】
0003604040.tif 000002
【００１０】
の関係が満たされ、第２の部分と第１，第３の部分の境界において第１，第３の部分方向に沿って厚みが増大しているように前記内部電極が構成されていることを特徴とする、セラミック積層電子部品である。
本発明は、上記のように、セラミック焼結体内において複数の内部電極がセラミック層を介して重なり合う構造を有するセラミック積層電子部品に関するものであり、このような構造を備える限り、積層コンデンサだけでなく、セラミック多層基板、積層型のセラミック圧電部品、ＣＲ複合部品などの種々のセラミック積層電子部品に適用し得るものである。従って、上記セラミック焼結体は、誘電体セラミックスからなるものに限られず、圧電性セラミックスや磁性セラミックスからなるものであってもよい。
【００１１】
本発明において、上記内部電極の幅方向とは、内部電極がセラミック焼結体内において重なり合っている他の内部電極と重なり合うように延ばされている方向と直交する方向をいう。例えば、積層コンデンサでは、ある内部電極と、異なる電位に接続される他方の内部電極とが重なり合うように延ばされている方向と直交する方向、すなわち内部電極の焼結体端面から内部に延ばされている方向と直交する方向をいう。
【００１２】
本発明のセラミック積層電子部品では、上記内部電極の幅方向断面形状は、上述した式（１）及び（２）を満たすように構成されていることを特徴とする。すなわち、幅方向両側の第１，第３の部分の平均厚みｔ１  ，ｔ３  が、中央の第２の部分の平均厚みｔ２  の１．１倍を超える大きさとされる。従って、電界が内部電極幅方向両側の端縁において集中したとしても、端縁近傍の導電性が高められているため、等価直列抵抗を効果的に低減することができる。
【００１３】
また、本発明のセラミック積層電子部品の製造方法は、セラミックグリーンシート上に内部電極をスクリーンメッシュを用いて印刷する工程と、少なくとも内部電極の形成された複数枚のセラミックグリーンシートを積層して積層体を得る工程と、前記積層体を焼成して焼結体を得る工程とを備え、前記スクリーンメッシュとして、前記積層体を焼成した後の前記内部電極がセラミック焼結体内において重なり合っている他の内部電極と重なり合うように延ばされている方向と直交する方向を内部電極が形成される部分の幅方向としたとき、内部電極が形成される部分の幅方向中央部分に比べて両側の部分の印刷厚みが厚くなるように、該両側の部分のメッシュの開きが中央部分のメッシュの開きに比べて大きくされているスクリーンメッシュを用いることを特徴とする、セラミック積層電子部品の製造方法である。
【００１４】
従って、上記製造方法では、内部電極のスクリーン印刷に際し、幅方向両側の部分のメッシュの開きが中央部分のメッシュの開きに比べて大きくされているスクリーンメッシュを用いているため、内部電極の印刷に際し、中央部分に比べて、幅方向両側の部分の厚みを厚く印刷することができ、それによって上記本発明にかかるセラミック積層電子部品を容易に製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明の一実施形態にかかる積層コンデンサの断面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿う部分に相当する積層コンデンサの平面断面図である。
【００１６】
積層コンデンサ１１では、チタン酸バリウム系セラミック粉末のような誘電体セラミック粉末を用いて構成されたセラミック焼結体１２が用いられている。セラミック焼結体１２の内部には、複数の内部電極１３〜１７がセラミック層を介して重なり合うように配置されている。このうち、内部電極１３，１５，１７は、セラミック焼結体１２の一方の端面１２ａに引き出されている。また、内部電極１４，１６は、他方端面１２ｂに引き出されている。
【００１７】
端面１２ａ，１２ｂ上には、それぞれ、外部電極１８，１９が形成されている。
本実施形態の積層コンデンサ１１の特徴は、上記内部電極１３〜１７の形状にある。これを、内部電極１３を代表して説明する。
【００１８】
内部電極１３の横断面、すなわち図４のＣ−Ｃ線に沿う断面を拡大して図５に示す。図５から明らかなように、内部電極１３の厚みは、幅方向に沿って均一とはされていない。すなわち、内部電極１３を幅方向に３等分した場合に得られる仮想の部分を、それぞれ、第１〜第３の部分１３Ａ〜１３Ｃとする。
【００１９】
いま、第１〜第３の部分１３Ａ〜１３Ｃのそれぞれの平均厚みｔ１  〜ｔ３  を、下記のように定義する。
ｔ１  ＝第１の部分１３Ａの断面積／（Ｗ／３）
ｔ２  ＝第２の部分１３Ｂの断面積／（Ｗ／３）
ｔ３  ＝第３の部分１３Ｃの断面積／（Ｗ／３）
なお、上記Ｗは、内部電極１３の幅方向の寸法を示す。
【００２０】
本実施形態では、第２の部分の平均厚みｔ２  と、第１，第３の部分の平均厚みｔ１  ，ｔ３  との間に前述した式（１），（２）の関係を満たすように、平均厚みｔ１  〜ｔ３  が選ばれている。従って、端縁１３ａ，１３ｂ近傍における電気的導電性が高められており、他の内部電極１４〜１７についても同様に構成されている。従って、内部電極１３〜１７の幅方向両側の端縁における電界集中が起こっても、全体としての等価直列抵抗を低めることが可能となる。
【００２１】
なお、本実施形態の積層コンデンサ１１は、内部電極１３〜１７が、上記のように構成されていることを除いては、従来より周知の積層コンデンサと同様に構成されている。従って、外部電極１８，１９は、例えば、端面１２ａ，１２ｂ上に導電ペーストを塗布し、焼き付けることにより形成される。また、導電ペーストとしてＡｇ含有導電ペーストを用いた場合には、その上に半田くわれを防止するためにＮｉ層をめっきにより形成し、さらに半田付け性を高めるために最外側にＳｎ層をめっきにより形成してもよい。
【００２２】
また、上記積層コンデンサ１１の製造に際しては、内部電極１３〜１７がセラミック層を介して重なり合っている焼結体１２を用意するが、このセラミック焼結体１２の製造工程についても特に限定されるものではない。すなわち、▲１▼内部電極が形成された複数枚のセラミックグリーンシートを用意し、積層し、上下に必要に応じて無地のセラミックグリーンシートを積層し、厚み方向に加圧することにより積層体を得、得られた積層体を焼成することによりセラミック焼結体１２を得る方法、▲２▼セラミックグリーンシートと内部電極とを別々の支持体上において形成しておき、転写法により交互に転写していき積層体を得、得られた積層体を焼成する方法、あるいは▲３▼積層ステージ上において、セラミックペーストを塗布・乾燥し、次に内部電極を構成するための導電ペーストを塗布し、乾燥させる工程を繰り返すことにより積層体を得、得られた積層体を焼成する方法などを適宜採用することができる。
【００２４】
もっとも、本発明の製造方法では、上記セラミック焼結体１２は、以下の工程を経て製造される。
まず、平面形状が矩形の複数枚のセラミックグリーンシートを得る。次に、セラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷により導電ペーストを印刷し内部電極を形成する。この場合スクリーン印刷用のスクリーンメッシュとしては、図６（ａ）及び（ｂ）に示すスクリーンメッシュ２１が用いられる。スクリーンメッシュ２１では、内部電極の平面形状に応じた内部電極印刷部２１ａが形成されている。もっとも、１つの内部電極印刷部２１ａ近傍を図６（ｂ）に拡大して示すように、１つの内部電極印刷部２１ａ内においては、中央の領域２３に比べて、矩形枠状の外周縁近傍の領域２２の方がメッシュの開きが大きくされている。すなわち、スクリーン印刷により平面形状が矩形となるように導電ペーストを印刷した場合、印刷された導電ペーストの外周縁近傍の矩形枠状の領域が、中央の領域に比べて厚くなるように、上記メッシュの開きに差がつけられている。このメッシュの開きの差を、上述した式（１）及び（２）を満たすように内部電極の厚みが制御されるように調整しておけば、上記スクリーンメッシュ２１を用いることにより、図５に横断面図で示した内部電極１３を容易に形成することができる。
【００２５】
本発明の製造方法の実施形態では、上記内部電極をスクリーン印刷によりセラミックグリーンシート上に形成した後、上述した各種の方法に従って積層コンデンサが製造される。従って、内部電極の幅方向両側の端縁近傍の厚みを中央領域に比べて厚くしてなる本発明の積層コンデンサを比較的容易に提供することができる。
【００２６】
【実施例】
長さ２ｍｍ、幅１．２５ｍｍの平面形状を有し、かつ設計静電容量が１００ｐＦの積層コンデンサを内部電極の平均厚みｔ１  〜ｔ３  を変化させて種々作製した。下記の表１に、作製した試料番号１〜７の積層コンデンサにおける内部電極平均厚みの比（ｔ１  ＋ｔ３  ）／２ｔ２  を示す。なお、内部電極の形状の制御は、上記実施形態で説明したように、内部電極をスクリーン印刷して形成する際に、導電ペーストの金属含有率及び電極パターン形状を調整することにより行った。
【００２７】
なお、第１，第３の領域の平均厚みｔ１  ，ｔ３  は等しくなるように上記内部電極を形成した。
上記のようにして得た試料番号１〜７の各積層コンデンサにつき、等価直列抵抗及び静電容量を測定した。等価直列抵抗は、１００ＭＨｚにおいて測定した値である。結果を下記の表１に示す。
【００２８】
また、試料番号２の積層コンデンサを基準とし、それぞれの積層コンデンサの内部電極の上記第１〜第３の部分の断面積の和を１００とし、他の試料番号の積層コンデンサにおける上記幅方向断面積の和の比を、下記の表１に合わせて示す。
【００２９】
【表１】
0003604040.tif 000003
【００３０】
表１から明らかなように、試料番号１から試料番号５に移るに連れ、すなわち（ｔ１  ＋ｔ３  ）／２ｔ２  の値が大きくなるに連れて、等価直列抵抗を低減し得ることがわかる。言い換えれば、中央の第２の領域の平均厚みｔ２  に比べて、第１，第３の領域の平均厚みｔ１  ，ｔ３  の厚みを増大させることにより、等価直列抵抗を低減し得ることがわかる。
【００３１】
また、試料番号１，２では、上記比が０．９６以下であるため、等価直列抵抗は１３０ｍΩ以上と高いのに対し、試料番号３〜７では、等価直列抵抗が１２０ｍΩ以下と効果的に低められることがわかる。
【００３２】
加えて、試料番号７では、断面積の割合が９０．３と低く、内部電極構成金属の付着量が少ないことがわかる。そのためか、等価直列抵抗が１１８ｍΩと若干高められていることがかわる。しかしながら、試料番号７の積層コンデンサにおいても、試料番号２に比べれば、十分に等価直列抵抗が低められていることがわかる。
【００３３】
さらに、試料番号６では、上記断面積の比が１００．６と試料番号２の積層コンデンサに比べてさほど変わらないことがわかる。すなわち、試料番号６の積層コンデンサの結果から明らかなように、内部電極構成用の金属の付着量をさほど変化させることなく、等価直列抵抗値を低くし得ることがわかる。言い換えれば、逆に、等価直列抵抗値を同等とする場合には、内部電極を構成するための金属の使用量を低減し得ることがわかる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明のセラミック積層電子部品では、内部電極の幅方向に沿う断面を幅方向に沿って３等分してなる第１〜第３の領域の平均厚みｔ１  〜ｔ３  が、上記特定の範囲とされているため、すなわち中央の第２の領域に比べて両側の第１，第３の領域の平均厚みが厚くされているため、等価直列抵抗の増大を抑制することができる。よって、等価直列抵抗値の低いセラミック積層電子部品を容易に提供することができる。また、同等の等価直列抵抗値を実現する場合には、内部電極構成用の金属の使用量を低減することができ、従ってより安価にセラミック積層電子部品を製造することが可能となる。
【００３５】
また、本発明の製造方法では、上記内部電極が形成される部分の幅方向中央部分に比べて両側の部分の印刷厚みが厚くなるように、内部電極印刷部分において幅方向両側の部分のメッシュの開きが中央部分のメッシュの開きに比べて大きくされているスクリーンメッシュを用いて内部電極がスクリーン印刷法により形成される。従って、本発明のセラミック積層電子部品を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の積層コンデンサの断面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、図１に示した積層コンデンサのＡ−Ａ線に沿う部分の断面図及び内部電極の横断面を拡大して示す断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る積層コンデンサを示す断面図。
【図４】図３に示した積層コンデンサのＢ−Ｂ線に沿う部分に相当する平面断面図。
【図５】図３に示した積層コンデンサの内部電極の横断面を拡大して示し、図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の製造方法についての実施形態で用いられるスクリーンメッシュの平面図及び該スクリーンメッシュの要部を拡大して示す模式的平面図。
【符号の説明】
１１…積層コンデンサ
１２…セラミック焼結体
１３〜１７…内部電極
１３Ａ〜１３Ｃ…第１〜第３の領域
１３ａ，１３ｂ…内部電極の幅方向両側の端縁
２１…スクリーンメッシュ
２１ａ…内部電極印刷部分
２２…外周縁近傍の領域
２３…中央領域
【図１】
0003604040.tif 000005
【図２】
0003604040.tif 000006
【図３】
0003604040.tif 000007
【図４】
0003604040.tif 000008
【図５】
0003604040.tif 000009
【図６】
0003604040.tif 000010