(57)【要約】【課題】簡単且つ安価な方法で、外部電極の剥離を効果的に防止できるセラミック電子部品及びコンデンサを提供する。【解決手段】複数個のセラミック層２を積層した積層体１の表面及び／又は内部に配線導体３、４を配設するとともに、積層体１の主面に配線導体３、４と電気的に接続される外部電極５、６を形成してなるセラミック電子部品１０において、積層体１の内部に、外部電極５、６に対して誘電体層２を隔ててダミー配線３ｂ、４ｂを埋設するとともに、ダミー配線３ｂ、４ｂと外部電極５、６とを両者間のセラミック層２内に存在する複数の金属粒子Ｍを焼結させて接続したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のセラミック層を積層した積層体の表面及び／又は内部に配線導体を配設するとともに、前記積層体の主面に前記配線導体と電気的に接続される外部電極を形成してなるセラミック電子部品において、
前記積層体の内部に、前記外部電極に対して１層のセラミック層を隔ててダミー配線を配設するとともに、該ダミー配線及び前記外部電極間のセラミック層内に、前記ダミー配線中の金属成分と焼結によって接続され、且つ、一部が前記外部電極側に露出された複数個の金属粒子を埋設し、これら金属粒子の露出部を起点に析出させた金属材料を相互に連結した金属メッキ膜により前記外部電極を形成したことを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
前記セラミック層内に存在する金属粒子の平均粒径Ａが、前記ダミー配線と前記外部電極との間に位置するセラミック層の厚みＢに対し１００％〜２００％に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック電子部品。
【請求項３】
複数個の誘電体層を積層した積層体の内部で、隣接する誘電体層間に内部電極を介在させるとともに、前記積層体の側面に前記内部電極の端部に電気的に接続される外部電極を形成し、該外部電極の一端を前記積層体の主面に延在させてなるコンデンサにおいて、
前記積層体の内部に、前記外部電極に対して１層の誘電体層を隔ててダミー配線を配設するとともに、該ダミー配線及び前記外部電極間の誘電体層内に、前記ダミー配線中の金属成分と焼結によって接続され、且つ、一部が前記外部電極側に露出された複数個の金属粒子を埋設し、これら金属粒子の露出部を起点に析出させた金属材料を相互に連結した金属メッキ膜により前記外部電極を形成したことを特徴とするコンデンサ。
【請求項４】
前記誘電体層内に存在する金属粒子の平均粒径Ａが、前記ダミー配線と前記外部電極の間に位置する誘電体層の厚みＢに対し１００％〜２００％に設定されていることを特徴とする請求項３に記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック電子部品及びコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
代表的なセラミック電子部品として、セラミックコンデンサを用いて説明する。
【０００３】
図４は、従来のセラミックコンデンサを示す横断面図である。
【０００４】
図において、セラミックコンデンサ３０は、複数個の誘電体層（セラミック層）３２を積層した積層体３１の内部で、隣接する誘電体層３２間に内部電極（配線導体）３３、３４を介在させるとともに、積層体３１の側面に内部電極３３、３４の端部に電気的に接続される外部電極３５、３６を形成し、外部電極３５、３６の一端を積層体３１の４つの主面に延在させている。
【０００５】
上記セラミックコンデンサ１０によれば、外部電極３５、３６は、金属成分とガラス成分を含有する。そして、焼付時に、ガラス成分が外部電極３５、３６の金属成分と、積層体３１の側面及び４つの主面との界面に集まることにより、外部電極３５、３６と積層体３１は接続される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２７０４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記セラミックコンデンサ３０によれば、外部電極３５、３６の内、積層体３１の側面に形成された部分は、内部電極３３、３４と金属−金属結合により強固に接続しているが、積層体３１の４つの主面に形成された部分は、積層体３１との接続強度が弱いため、図５に示すように、外部からの衝撃により、剥離３７が生じやすいという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、簡単且つ安価な方法で、外部電極の剥離を効果的に防止できるセラミック電子部品及びコンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数個のセラミック層を積層した積層体の表面及び／又は内部に配線導体を配設するとともに、前記積層体の主面に前記配線導体と電気的に接続される外部電極を形成してなるセラミック電子部品において、前記積層体の内部に、前記外部電極に対して１層のセラミック層を隔ててダミー配線を配設するとともに、該ダミー配線及び前記外部電極間のセラミック層内に、前記ダミー配線中の金属成分と焼結によって接続され、且つ、一部が前記外部電極側に露出された複数個の金属粒子を埋設し、これら金属粒子の露出部を起点に析出させた金属材料を相互に連結した金属メッキ膜により前記外部電極を形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記セラミック層内に存在する金属粒子の平均粒径Ａが、前記ダミー配線と前記外部電極との間に位置するセラミック層の厚みＢに対し１００％〜２００％に設定されていることを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、複数個の誘電体層を積層した積層体の内部で、隣接する誘電体層間に内部電極を介在させるとともに、前記積層体の側面に前記内部電極の端部に電気的に接続される外部電極を形成し、該外部電極の一端を前記積層体の主面に延在させてなるコンデンサにおいて、前記積層体の内部に、前記外部電極に対して１層の誘電体層を隔ててダミー配線を配設するとともに、該ダミー配線及び前記外部電極間の誘電体層内に、前記ダミー配線中の金属成分と焼結によって接続され、且つ、一部が前記外部電極側に露出された複数個の金属粒子を埋設し、これら金属粒子の露出部を起点に析出させた金属材料を相互に連結した金属メッキ膜により前記外部電極を形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
そして、前記誘電体層内に存在する金属粒子の平均粒径Ａが、前記ダミー配線と前記外部電極の間に位置する誘電体層の厚みＢに対し１００％〜２００％に設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、積層体の内部に、外部電極に対して１層のセラミック層を隔ててダミー配線を配設するとともに、ダミー配線及び外部電極間のセラミック層内に、ダミー配線中の金属成分と焼結によって接続され、且つ、一部が外部電極側に露出された複数個の金属粒子を埋設し、これら金属粒子の露出部を起点に析出させた金属材料を相互に連結した金属メッキ膜により外部電極を形成してなる。
【００１３】
すなわち、外部電極は、積層体主面において、一部が積層体内に埋設した金属粒子の露出部と強固な金属−金属結合により接合しているため、外部電極と積層体主面間の接続強度を増大させることができ、外部電極の剥離を防止できる。
【００１４】
また、金属粒子とダミー配線中の金属成分の接続は、焼結によってなされているため、通常の製造ラインを変更することなく、上記外部電極の剥離を防止できるとともに、金属粒子とダミー配線は一体化しており、これによっても、外部電極の剥離を効果的に防止できる。
【００１５】
また、金属粒子の一部がダミー配線と接合しているため、金属粒子自体が積層体内で確実に固定され、これによっても、外部電極の剥離を効果的に防止できる。さらに、外部電極とダミー配線間に配設された誘電体層と、ダミー配線間の剥離も防止できる。
【００１６】
またさらに、外部電極が複数の金属粒子の露出部を起点に析出させた金属材料を相互に連結した金属メッキ膜により形成されているため、外部電極の厚み精度が向上するとともに、積層体を無電解メッキ用のメッキ液に所定時間浸漬しておくだけの簡単且つ安価な方法によって、外部電極を形成することができる。
【００１７】
さらにまた、セラミック層内に存在する金属粒子の平均粒径Ａが、ダミー配線と外部電極との間に位置するセラミック層の厚みＢに対し１００％〜２００％に設定されていることが望ましい。すなわち、上記金属粒子の平均粒径Ａが、セラミック層の厚みＢに対し１００％以上であるため、金属粒子がセラミック層を貫通し、ダミー配線と外部電極を確実に接合することができる。一方、上記金属粒子の平均粒径Ａが、セラミック層の厚みＢに対し２００％以下であるため、製造時に、スクリーン印刷等によりダミー配線を精度良く形成することができるとともに、積層体となるセラミック層及び配線導体を加圧加熱する際に、セラミック層間の密着性の低下が問題になることがない。
【００１８】
そして、上記理由から、本発明は、複数個の誘電体層を積層した積層体の内部で、隣接する誘電体層間に内部電極を介在させるとともに、積層体の側面に内部電極の端部に電気的に接続される外部電極を形成し、外部電極の一端を前記積層体の主面に延在させてなるコンデンサに特に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係るセラミックコンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は横断面図である。図２は、図１のセラミックコンデンサの製造方法を示す断面図である。
【００２１】
図において、セラミックコンデンサ１０は、複数個の誘電体層（セラミック層）２を積層した積層体１の内部で、隣接する誘電体層２間に内部電極（配線導体）３、４を介在させるとともに、積層体１の側面に内部電極３、４の端部に電気的に接続される外部電極５、６を形成し、外部電極５、６の一端を積層体１の４つの主面に延在させている。
【００２２】
誘電体層２は、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３等を主成分とする誘電体材料によって１層あたり０．５μｍ〜２μｍの厚みに形成されており、かかる誘電体層２を、セラミックコンデンサ１０の実装面に垂直な方向に、例えば２０層〜２０００層だけ積層することによって積層体１が形成される。
【００２３】
内部電極３ａ、４ａは、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属を主成分とする導体材料によって、例えば０．５μｍ〜２．０μｍの厚みに形成されている。
【００２４】
本発明において重要なことは、積層体１の内部に、外部電極５、６に対して１層の誘電体層２を隔ててダミー配線３ｂ、４ｂ（配線導体）を配設するとともに、ダミー配線３ｂ、４ｂ及び外部電極５、６間の誘電体層２内に、ダミー配線３ｂ、４ｂ中の金属成分と焼結によって接続され、且つ、一部が外部電極５、６側に露出された複数個の金属粒子Ｍを埋設する点である。図中、内部電極３ａ、４ａとダミー電極３ｂ、４ｂを合わせて配線導体３、４としている。ダミー電極３ｂ、４ｂは、内部電極３ａ、４ａと同じ導体材料であっても良く、異なる導体材料であっても良い。また、金属粒子Ｍは、ダミー電極３ｂ、４ｂ中の他の小さな金属粒子（金属微粒子）ｍと同じ金属でも良く、異なる金属でも良い。さらに図中、ダミー電極３ｂ、４ｂは積層体１の一方の主面側に２層配設されているが、１層以上であれば何層でも良い。ダミー電極３ｂ、４ｂの数が多い程、外部電極５、６と積層体１主面間の接続強度を増大させることができ、外部電極５、６の剥離を防止できる。また図中、隣接するダミー電極（３ｂ−３ｂ、４ｂ−４ｂ）間に跨るように複数個の金属粒子Ｍを埋設しているが、このような金属粒子Ｍは特に埋設しなくても良い。
【００２５】
さらに、外部電極５、６は、これら金属粒子Ｍの露出部を起点に析出させた金属材料を相互に連結した金属メッキ膜により形成されている。
【００２６】
そして、誘電体層２内に存在する金属粒子Mの粒径Ａが、ダミー配線３ｂ、４ｂと外部電極５、６の延在部の間に位置する誘電体層２の厚みＢに対し１００％〜２００％に設定されている。ここで、金属粒子Mの粒径Ａは、焼成後の積層体１の破断面をケミカルエッチングした後、金属顕微鏡により確認できる。
【００２７】
このとき、ダミー配線３ｂ、４ｂ及び外部電極５、６間の誘電体層２内、あるいはダミー配線３ｂ、４ｂ間の誘電体層２内に、１個または２個の金属粒子Ｍが存在することとなる。これにより、金属粒子全体として不定形状となり、外部衝撃などにより誘電体層２から抜け落ちることはない。
【００２８】
以下、上述したセラミックコンデンサ１０の製造方法について説明する。なお、図中の各符号は焼成の前後で区別しないこととする。
【００２９】
まず、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３等を主成分とする誘電体材料の粉末に適当な有機溶剤、ガラスフリット、有機バインダ等を添加・混合して泥漿状のセラミックスラリを作製するとともに、得られたセラミックスラリを従来周知のドクターブレード法等による、所定形状、所定厚みの誘電体層となるセラミックグリーンシート２を形成する。
【００３０】
次に、セラミックグリーンシート２上に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属材料の粉末に適当な有機溶剤、有機バインダ等を添加・混合して得た導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって所定パターンに塗布し、配線導体となる導体パターン３、４を形成する。このとき、図２（ａ）に示すように、ダミー電極となる導体ペースト３ｂ、４ｂ中に、粒径の大きな金属粒子Ｍを混合しておく。具体的には、セラミックグリーンシート２の厚みが０．５μｍ〜１μｍである場合、金属粒子Ｍの平均粒径は０．５μｍ〜２μｍ、その他の金属粒子ｍの平均粒径は０．１μｍ〜０．３μｍの範囲にあることが望ましい。一方、セラミックグリーンシート２の厚みが１μｍ〜２μｍである場合、金属粒子Ｍの平均粒径は１〜４μｍ、その他の金属微粒子ｍの平均粒径は０．３μｍ〜０．５μｍの範囲にあることが望ましい。また、セラミックグリーンシート２の厚みが２μｍ〜３μｍである場合、金属粒子Ｍの平均粒径は２〜６μｍ、金属微粒子ｍの平均粒径は０．４μｍ〜０．６μｍの範囲にあることが望ましい。そして、セラミックグリーンシート２の厚みが３μｍ〜４μｍである場合、金属粒子Ｍの平均粒径は３μｍ〜８μｍ、金属微粒子ｍの平均粒径は０．５μｍ〜０．１μｍの範囲にあることが望ましい。
【００３１】
次に、図２（ｂ）に示すように、導体パターン３、４が形成されたセラミックグリーンシート２を所定の枚数だけ積層する。
【００３２】
次に、積層された導体パターン３、４及びセラミックグリーンシート２を加圧加熱することにより、大型積層体１１が得られる。このとき、図２（ｃ）に示すように、ダミー配線となる導体パターン３ｂ、４ｂ中に、金属粒子となる金属粒子Ｍが含有されるため、金属粒子Ｍがセラミックグリーンシート２を突き破って、大型積層体１１表面に露出する。また、金属粒子Ｍにより突き破られるセラミックグリーンシート２は、その他のセラミックグリーンシート２に比べ、やわらかいことが望ましい。
【００３３】
次に、図２（ｂ）に示すように、導体パターン３、４が形成されたセラミックグリーンシート２を所定の枚数だけ積層する。
【００３４】
次に、積層された導体パターン３、４及びセラミックグリーンシート２を加圧加熱することにより、大型積層体１１が得られる。このとき、図２（ｃ）に示すように、ダミー電極となる導体パターン３ｂ、４ｂ中に、粒径の大きな金属粒子Ｍが含有されるため、金属粒子Ｍがセラミックグリーンシート２を突き破って、大型積層体１１表面に露出したり、隣接するダミー電極となる導体パターン（３ｂ−３ｂ、４ｂ−４ｂ）に跨る。また、金属粒子Ｍにより突き破られるセラミックグリーンシート２は、その他のセラミックグリーンシート２に比べ、圧力変形が容易でやわらかいこと、あるいは熱可塑性のセラミックグリーンシート２であることが望ましい。
【００３５】
次に、大型積層体１１を所定の寸法で切断することにより、未焼成状態の積層体１が得られる。
【００３６】
次に、得られた未焼成状態の積層体１を例えば１１００℃〜１４００℃の温度で焼成することにより、積層体１が得られる。このとき、焼成後の積層体１をバレル研磨することにより、積層体１内に埋設した複数の金属粒子Ｍの一部を積層体１の表面に露出させることができる。
【００３７】
次に、積層体１の一対の端面に、無電解メッキ法により、外部電極５、６を形成する。具体的には、積層体１の端面における内部電極３ａ、４ａの露出部、及び図２（ｄ）に示すように、積層体１の主面における金属粒子Ｍの露出部を起点として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕなどの金属メッキ膜５、６を析出させるとともに、これらの析出物同士を相互に連結させることによって一体的に形成される。この場合、外部電極５、６の厚み精度が向上するとともに、積層体１を無電解メッキ用のメッキ液に所定時間浸漬しておくだけの簡単な加工によって外部電極５、６を所望するパターンに形成することができ、セラミックコンデンサ１０の生産性向上に供することが可能である。このとき、上記無電解メッキ法による金属メッキ膜５、６を析出させた積層体１に熱処理(アニール)を施すことにより、金属粒子Ｍと金属メッキ膜５、６の境界に合金層を形成させ、金属粒子Ｍと金属メッキ膜５、６の接合強度をさらに向上させるようにしても良い。具体的には、金属粒子ＭがＮｉ、金属メッキ膜５、６がＣｕである場合は、約６００℃で熱処理することが望ましい。また、必要に応じて、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕなどの金属メッキ膜の表面に、Ｎｉメッキ膜、Ｓｎメッキ膜など（図示せず）を電解メッキ法により形成しても良い。このとき、上記熱処理は、これらのＮｉメッキ膜、Ｓｎメッキ膜などを形成する前に施す必要がある。
【００３８】
このようにして、図１に示すようなセラミックコンデンサ１０が得られる。
【００３９】
かくして、本発明によれば、積層体１の内部に、外部電極５、６に対して１層の誘電体層２を隔ててダミー配線３ｂ、４ｂを配設するとともに、ダミー配線３ｂ、４ｂ及び外部電極５、６間の誘電体層２内に、ダミー配線３ａ、４ａ中の金属成分と焼結によって接続され、且つ、一部が外部電極５、６側に露出された複数個の金属粒子Ｍを埋設し、これら金属粒子Ｍの露出部を起点に析出させた金属材料を相互に連結した金属メッキ膜により外部電極５、６を形成してなるため、外部電極５、６は、積層体１の主面において、一部が積層体１内に埋設された金属粒子Ｍの露出部と強固な金属−金属結合により接合していることから、外部電極５、６と積層体１主面間の接続強度を増大させることができ、外部電極５、６の剥離３７を防止できる。
【００４０】
また、金属粒子Ｍとダミー配線３ｂ、４ｂ中の金属成分の接続は、焼結によってなされているため、通常の製造ラインを変更することなく、上記外部電極５、６の剥離３７を防止することができ、金属粒子Ｍとダミー配線３ｂ、４ｂは一体化しており、これによっても、外部電極５、６の剥離３７を有効に防止することができる。
【００４１】
また、金属粒子Ｍの一部がダミー配線３ｂ、４ｂと接合しているため、金属粒子Ｍ自体が積層体１内で確実に固定され、これによっても、外部電極５、６の剥離３７を効果的に防止できる。さらに、外部電極５、６とダミー配線３ｂ、４ｂ間に配設された誘電体層２と、ダミー配線３ｂ、４ｂ間の剥離も有効に防止することができる。
【００４２】
そして、誘電体層２内に存在する金属粒子Ｍの平均粒径Ａが、ダミー配線３ｂ、４ｂと外部電極５、６との間に位置する誘電体層２の厚みＢに対し１００％〜２００％に設定されていることが望ましい。すなわち、上記金属粒子Ｍの平均粒径Ａが、誘電体層２の厚みＢに対し１００％以上であるため、金属粒子Ｍが誘電体層２を貫通し、ダミー配線３ｂ、４ｂと外部電極５、６を確実に接合することができる。一方、上記金属粒子Ｍの平均粒径Ａが、誘電体層２の厚みＢに対し２００％以下であるため、製造時に、スクリーン印刷等によりダミー配線となる導体パターン３ｂ、４ｂを精度良く形成することができるとともに、大型積層体１１となるセラミックグリーンシート２及び導体パターン３、４を加圧・加熱する際に、セラミックグリーンシート２間の密着性が低下するのを有効に防止することができる。
【００４３】
なお、本発明は上述した実施形態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において種々の変更、改良等が可能である。
【００４４】
例えば、上記実施の形態では、セラミック電子部品としてセラミックコンデンサを用いて説明したが、本発明は、積層圧電部品、回路基板、半導体部品等、あらゆるセラミック電子部品に用いることができる。
【００４５】
また図３は、本発明の他の実施形態に係るセラミック電子部品を示す横断面図である。同図に示すように、本発明のセラミック電子部品１０は、回路基板１０にも適用できる。また、外部電極５は、積層体１の側面から離間させても良い。さらに、外部電極５やダミー配線３ｂより寸法の大きいダミー配線４ｂを埋設するとともに、ダミー配線３ｂとダミー配線４ｂとを両者間のセラミック層２内に存在する金属粒子Ｍを介して接続するようにしても良い。これにより、外部電極５と積層体１の主面との間の接続強度をさらに増大させることができ、外部電極５の剥離をさらに効果的に防止できる。なおこのとき、ダミー配線４ｂとなる導体ペースト中に金属粒子Ｍを含有すると、ダミー配線３ｂの外側に金属粒子Ｍがはみ出てしまうため、ダミー配線３ｂとダミー配線４ｂは、ダミー配線３ｂとなる導体ペースト中に含有される金属粒子Ｍにより接続されるようにする。また図中、３ａは内部配線導体、７はビアホール導体、８は他の電子部品である。
【００４６】
さらに、ダミー配線３ｂ、４ｂ中に、誘電体層２と略同一のセラミック粒子が含有されるようにしても良い。すなわち、セラミック粒子が、ダミー配線３ｂ、４ｂを挟んでいる誘電体層２間の架橋となるため、これによっても、誘電体層２とダミー配線３ｂ、４ｂ間の剥離を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係るセラミックコンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は横断面図である。
【図２】図１のセラミックコンデンサの製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るセラミック電子部品を示す横断面図である。
【図４】従来のセラミックコンデンサを示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０・・・セラミック電子部品（コンデンサ）
１・・・積層体
２・・・誘電体層（セラミック層）
３、４・・・配線導体
３ａ、４ａ・・・内部電極
３ｂ、４ｂ・・・ダミー配線（ダミー電極）
５、６・・・外部電極（外部端子電極）
Ｍ・・・金属粒子
【図１】
2006060148.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006060148.tif 000005
【図４】
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