(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の内層用セラミック層と複数の内部電極とを積み重ねて構成した素子部と、
前記素子部の上下にそれぞれ複数の外層用セラミック層を積み重ねて構成した外層部とを備え、
前記外層部は三つ以上の外層用セラミック層を積み重ねて構成され、かつ、前記外層用セラミック層の厚みが前記内層用セラミック層の厚みより薄いこと、
を特徴とする積層セラミック電子部品。
【請求項２】
前記外層用セラミック層が、塩素、イオウ、ナトリウムの少なくともいずれか一つを含んでいるセラミック材料からなることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項３】
複数の内層用セラミック層と複数のコイル用導体とを積み重ねて構成したコイル部と、
前記コイル用導体を電気的に接続して前記コイル部に形成されたコイルと、
前記コイル部の上下にそれぞれ複数の外層用セラミック層を積み重ねて構成した外層部とを備え、
前記外層部は三つ以上の外層用セラミック層を積み重ねて構成され、かつ、前記外層用セラミック層の厚みが前記内層用セラミック層の厚みより薄いこと、
を特徴とする積層コイル部品。
【請求項４】
前記内層用セラミック層と前記外層用セラミック層が磁性体材料からなることを特徴とする請求項３に記載の積層コイル部品。
【請求項５】
前記外層用セラミック層が、塩素、イオウ、ナトリウムの少なくともいずれか一つを含んでいるセラミック材料からなることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の積層コイル部品。
【請求項６】
内部電極を内層用セラミックシートの表面に形成する工程と、
前記内層用セラミックシートを複数枚積み重ねて素子部を構成するとともに、前記素子部の上下にそれぞれ前記内層用セラミックシートより厚みが薄い外層用セラミックシートを３枚以上積み重ねて外層部を構成し、これを加圧密着させてセラミック積層体を形成する工程と、
前記セラミック積層体に外部電極を形成する工程と、
を備えたことを特徴する積層セラミック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、積層セラミック電子部品、積層コイル部品および積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の積層セラミック電子部品として、例えば特許文献１に記載の積層コイル部品が知られている。図６に示すように、この積層コイル部品２０１は、コイル用導体パターン２０９，２１０をそれぞれ表面に設けた内層用セラミックグリーンシート２１３，２１４と、層間接続用ビアホール２０７を設けた内層用セラミックグリーンシート２１５と、外層用セラミックグリーンシート２１６などで構成されている。通常、内層用セラミックグリーンシート２１３〜２１５の厚みは、外層用セラミックグリーンシート２１６の厚みと等しい。
【０００３】
これらのセラミックグリーンシート２１３〜２１６は、積み重ねられて圧着されて、図７に示すように、積層体２２１とされる。この後、焼成され、入出力用外部電極２２２，２２３が形成される。
【０００４】
複数のコイル用導体パターン２０９，２１０は層間接続用ビアホール２０７を介して電気的に直列に接続され、螺旋状コイルＬ１０を積層体２２１内部に形成している。この積層コイル部品２０１は、螺旋状コイルＬ１０のコイル軸が積層体２２１の積み重ね方向と直交し、かつ、積層体２２１の両端面に、螺旋状コイルＬ１０の両端部に電気的に接続された入出力用外部電極２２２，２２３が設けられている、いわゆる「縦積層横巻型」のコイル部品である。
【０００５】
また、特許文献２には、少ない積層枚数で所定の厚みの外層部を得るため、外層用セラミックグリーンシートを厚くした積層電子部品が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２５２１１７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１３４３５５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、積層セラミック電子部品では、入出力用外部電極の表面に、はんだ付け性改善などの目的でＮｉめっきおよびＳｎめっきなどを施す。
【０００８】
しかし、従来の積層コイル部品２０１の場合、入出力用外部電極２２２，２２３のＮｉめっきおよびＳｎめっきなどを施すと、ＮｉめっきやＳｎめっきが積層コイル部品２０１の不必要な部分にめっきが異常析出してしまうことがある。具体的には、図８に示すように、内部電極であるコイル用導体パターン２０９，２１０の近傍の積層体２２１の表面に不要なめっき膜２３０が形成される。
【０００９】
めっきの異常析出の原因は、コイル用導体パターン２０９，２１０と積層体２２１表面との間の絶縁抵抗不足である。そのため、従来は、外層用セラミックグリーンシート２１６にて構成される外層部分の厚みを１５０μｍ以上にすることによって、絶縁抵抗を大きくして異常析出を防いでいた。
【００１０】
しかしながら、小さいサイズで高インピーダンスを得るためには、螺旋状コイルＬ１０の径をできるだけ大きくとる必要がある。つまり、層間接続用ビアホール２０７を設けた内層用セラミックグリーンシート２１５の枚数をできるだけ多くするとともに、外層部分を薄くする必要がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、めっきの異常析出を抑制することができる小型の積層セラミック電子部品、積層コイル部品および積層セラミック電子部品の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る積層セラミック電子部品は、
（ａ）複数の内層用セラミック層と複数の内部電極とを積み重ねて構成した素子部と、
（ｂ）素子部の上下にそれぞれ複数の外層用セラミック層を積み重ねて構成した外層部とを備え、
（ｃ）外層部は三つ以上の外層用セラミック層を積み重ねて構成され、かつ、外層用セラミック層の厚みが内層用セラミック層の厚みより薄いこと、
を特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る積層コイル部品は、
（ｄ）複数の内層用セラミック層と複数のコイル用導体とを積み重ねて構成したコイル部と、
（ｅ）コイル用導体を電気的に接続してコイル部に形成されたコイルと、
（ｆ）コイル部の上下にそれぞれ複数の外層用セラミック層を積み重ねて構成した外層部とを備え、
（ｇ）外層部は三つ以上の外層用セラミック層を積み重ねて構成され、かつ、外層用セラミック層の厚みが内層用セラミック層の厚みより薄いこと、
を特徴とする。
【００１４】
外層部は、外層用セラミック層同士の界面で絶縁抵抗が大きい。外層用セラミック層の表面には、不純物が析出していたり、素材の一部が偏析していたりして、表面の絶縁抵抗が大きいからである。従って、厚みの薄い外層用セラミック層を使用しても、三つ以上の外層用セラミック層を積み重ねれば、実用上十分大きい絶縁抵抗が得られる。
【００１５】
外層用セラミック層の材料には、塩素、イオウ、ナトリウムの少なくともいずれか一つを不純物として含んでいるセラミック材料や、塩素、イオウ、ナトリウムの少なくともいずれか一つを特性改善のための添加物として積極的に含んでいるセラミック材料を用いるとよい。
【００１６】
また、本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法は、
（ｈ）内部電極を内層用セラミックシートの表面に形成する工程と、
（ｉ）内層用セラミックシートを複数枚積み重ねて素子部を構成するとともに、素子部の上下にそれぞれ内層用セラミックシートより厚みが薄い外層用セラミックシートを３枚以上積み重ねて外層部を構成し、これを加圧密着させてセラミック積層体を形成する工程と、
（ｊ）セラミック積層体に外部電極を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層セラミック電子部品、積層コイル部品および積層セラミック電子部品の製造方法の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１８】
［第１実施形態、図１〜図３］
図１に示すように、積層コイル１は、複数のコイル用導体パターン９と引出し導体パターン１１と層間接続用ビアホール７とを設けた内層用セラミックグリーンシート１３と、層間接続用ビアホール７を設けた内層用セラミックグリーンシート１５と、複数のコイル用導体パターン１０と引出し導体パターン１１とを設けた内層用セラミックグリーンシート１４と、外層用セラミックグリーンシート１６などで構成されている。
【００１９】
セラミックグリーンシート１３〜１６は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕ系のフェライト粉末や誘電体粉末を結合剤などと一緒に混練したものを、ドクターブレード法などの方法でシート状にしたものである。コイル用導体パターン９，１０や引出し導体パターン１１は、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などからなり、スクリーン印刷などの方法により形成される。また、コイル用導体である層間接続用ビアホール７は、レーザビームなどを用いてビアホールの孔を明け、この孔にＡｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などの導電性ペーストを充填することによって形成される。
【００２０】
コイル用導体パターン９およびコイル用導体パターン１０はそれぞれ、シート１３，１４上に平行に配置されている。層間接続用ビアホール７は、軸心がシート１３〜１６の積み重ね方向に配設されており、連接されている。そして、コイル用導体パターン９の端部が、層間接続用ビアホール７を介してコイル用導体パターン１０の端部に電気的に接続することにより、コイル用導体パターン９とコイル用導体パターン１０が交互に電気的に直列に接続して螺旋状コイルＬ１を形成する。
【００２１】
螺旋状コイルＬ１の両端部は引出し導体パターン１１に電気的に接続されている。引出し導体パターン１１はシート１３，１４の左右の辺にそれぞれ露出している。
【００２２】
各シート１３〜１６は積み重ねられて圧着された後、一体的に焼成されて図２に示すような直方体形状を有する積層体２１とされる。積層体２１の左右の端面には、入出力用外部電極２２，２３が形成されている。外部電極２２，２３は、塗布焼付、スパッタリング、あるいは蒸着などの方法により形成される。外部電極２２，２３には、引出し導体パターン１１がそれぞれ接続されている。さらに、外部電極２２，２３の表面に、はんだ付け性改善などの目的でＮｉめっきおよびＳｎめっきなどを施す。
【００２３】
以上の構成からなる積層コイル１は、積層体２１の内部に、コイル軸が積層体の積み重ね方向と直交する螺旋状コイルＬ１が配設されている。そして、積層コイル１の左右の両端面に、螺旋状コイルＬ１の両端部に電気的に接続された入出力用外部電極２２，２３が配設されている。従って、積層コイル１は、いわゆる「縦積層横巻型」のコイル部品となっている。
【００２４】
ここで、外層用セラミックグリーンシート１６のシート厚みと枚数を種々に変更した積層コイル１を試作した。積層コイル１のサイズは、縦が１．６ｍｍ、横が０．８ｍｍである。内層用セラミックグリーンシート１３〜１５を積み重ねて構成したコイル部の積み重ね方向の寸法Ｔ１は６００μｍである。
【００２５】
こうして試作した積層コイル１の各々に対して、めっきの異常析出発生率を測定した。測定結果を図３のグラフに示す。グラフから、外層部の厚みＴ２が同じでも、薄い外層用セラミックグリーンシート１６を複数枚積層した方が、めっきの異常析出の発生率が低くなることがわかる（厚み５０μｍの外層用セラミックグリーンシートを２枚積層した場合と、厚み１００μｍの外層用セラミックグリーンシートが１枚だけの場合とを比較参照）。これは、外層用セラミックグリーンシート１６を焼成すると、各表面に不純物が析出したり、素材の一部が偏析したりして、各表面の絶縁抵抗が大きくなるからである。
【００２６】
従って、厚みの薄い外層用セラミックグリーンシートを使用しても、外層用セラミックグリーンシートを積み重ねれば、その界面に実用上十分大きい絶縁抵抗を得ることができる。厚み２５μｍの外層用セラミックグリーンシートを３枚積層した場合と、厚み５０μｍの外層用セラミックグリーンシートを３枚積層した場合とを比較すると、いずれの場合もめっきの異常析出は発生していない。
【００２７】
つまり、コイル用導体パターン９，１０と積層体２１表面との間の絶縁抵抗は、必ずしも外層部の厚みＴ２に比例するものではなく、外層用セラミックグリーンシート１６の積層枚数が３枚以上であれば、厚みの小さい外層用セラミックグリーンシート１６であっても、大きな絶縁抵抗を得られることがわかった。従って、外層部として、内層用セラミックグリーンシート１３〜１５より厚みの小さい外層用セラミックグリーンシート１６を３枚以上積層することにより、図６に示した従来の積層コイル部品２０１と比較して、低背の積層コイル１を得ることができる。この積層コイル１はめっきの異常析出も発生しない。
【００２８】
ところで、外層用セラミックグリーンシート１６の表面の絶縁抵抗を大きくするためには、外層用セラミックグリーンシート１６の原料に、不純物として含んでいるセラミック材料を使用したり、あるいは、塩素、イオウ、ナトリウムの少なくともいずれか一つを特性改善のための添加物として積極的に含んでいるセラミック材料を使用するとよい。
【００２９】
例えば、外層用セラミックグリーンシート１６の原料中に不純物として塩素やイオウが１０〜６００ｐｐｍ含まれている場合には、焼成後の外層用セラミックグリーンシート１６には塩素やイオウ（不純物）が５〜１５０ｐｐｍ含まれている。また、ナトリウムが３０〜１２０ｐｐｍが含まれている場合には、焼成後の外層用セラミックグリーンシート１６にはナトリウム（不純物）が５〜１００ｐｐｍ含まれている。そして、焼成後の外層用セラミックグリーンシート１６の表面には、これらの不純物が析出して絶縁抵抗を大きくする。
【００３０】
［第２実施形態、図４および図５］
図４に示すように、第２実施形態の積層コイル１０１は、コイル用導体パターン１０５や層間接続用ビアホール１０４を設けた内層用セラミックグリーンシート１０６と、引出し用ビアホール１０７を設けた外層用セラミックグリーンシート１０９などで構成されている。これらシート１０６，１０９を積み重ねて圧着して積層体１１０（図５参照）を形成した後、焼成し、入出力用外部電極１１１，１１２を形成している。
【００３１】
複数のコイル用導体パターン１０５は層間接続用ビアホール１０４を介して電気的に直列に接続され、螺旋状コイルＬ１０を積層体１１０内部に形成している。この積層コイル１０１は、螺旋状コイルＬ１０のコイル軸が積層体１１０の積み重ね方向に平行であり、かつ、積層体１１０の両端部に、螺旋状コイルＬ１０の両端部に電気的に接続された入出力用外部電極１１１，１１２が設けられている、いわゆる「縦積層縦巻型」のコイル部品である。
【００３２】
この積層コイル１０１は、外層部として、内層用セラミックグリーンシート１０６より厚みの小さい外層用セラミックグリーンシート１０９を３枚以上積層している。これにより、めっきの異常析出が発生せず、かつ、低背化が可能な積層コイル１０１を得ることができる。
【００３３】
［他の実施形態］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。積層セラミック電子部品としては、積層コイルの他に、例えば積層インピーダンス素子、積層ＬＣフィルタ、積層コンデンサ、積層トランスなどがある。
【００３４】
また、積層コイル部品は、図４に示す構造の積層体１１０の上下面に入出力用外部電極１１１，１１２を設けた後、横に倒して使用する、いわゆる「横積層横巻型」のものであってもよい。
【００３５】
また、前記実施形態は個産品の例で説明したが、量産の場合には、複数の積層コイルを含んだマザー積層ブロックの状態で製造してもよいことは言うまでもない。さらに、前記実施形態は部品サイズが１．６ｍｍ×０．８ｍｍの積層コイルを例にして説明したが、その他の部品サイズのコイル部品に対しても同様の効果が得られる。
【００３６】
また、積層セラミック電子部品を製造する場合、導体パターンやビアホールを設けたセラミックシートを積み重ねた後、一体的に焼成する工法に必ずしも限定されない。また、以下に説明する工法によって積層セラミック電子部品を製造してもよい。すなわち、印刷などの手法によりペースト状のセラミック材料を塗布してセラミック層を形成した後、そのセラミック層の上からペースト状の導電性材料を塗布して導体パターンやビアホールを形成する。さらにペースト状のセラミック材料を上から塗布してセラミック層とする。こうして順に重ね塗りをすることにより、積層構造を有するセラミック電子部品が得られる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、内層用セラミック層より厚みの小さい外層用セラミック層を三つ以上積層して外層部を形成しているので、めっきの異常析出が発生せず、かつ、低背化が可能な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】
【図１】本発明に係る積層コイル部品の第１実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１に示した積層コイル部品の外観斜視図。
【図３】めっきの異常析出発生率を示すグラフ。
【図４】本発明に係る積層コイル部品の第２実施形態を示す分解斜視図。
【図５】図４に示した積層コイル部品の外観斜視図。
【図６】従来の積層コイル部品を示す分解斜視図。
【図７】図６に示した積層コイル部品の外観斜視図。
【図８】図６に示した積層コイル部品のめっきの異常析出を説明するための外観斜視図。
【符号の説明】
１，１０１…積層コイル
９，１０，１０５…コイル用導体パターン
１３〜１５，１０６…内層用セラミックグリーンシート
１６，１０９…外層用セラミックグリーンシート
Ｌ１，Ｌ１０…螺旋状コイル
【要約】【課題】めっきの異常析出を抑制することができる小型の積層セラミック電子部品、積層コイル部品および積層セラミック電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】積層コイル１は、複数のコイル用導体パターン９と引出し導体パターン１１と層間接続用ビアホール７とを設けた内層用セラミックグリーンシート１３と、層間接続用ビアホール７を設けた内層用セラミックグリーンシート１５と、複数のコイル用導体パターン１０と引出し導体パターン１１とを設けた内層用セラミックグリーンシート１４と、外層用セラミックグリーンシート１６などで構成されている。外層部は、内層用セラミックグリーンシート１３〜１５より厚みの小さい外層用セラミックグリーンシート１６を３枚以上積層している。
【選択図】  図１【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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