(57)【要約】【課題】誘電体層および内部電極層を薄層化して高積層化した場合にも、積層セラミックコンデンサに発生するクラックやデラミネーション等の欠陥を防止でき、高容量かつ容量ばらつきを小さくできる積層セラミックコンデンサおよびその製法を提供する。【解決手段】内部電極層９ａ、９ｂの前記外部電極５と接続される接続部分の幅Ｗ１と、前記内部電極層９ａ、９ｂの同一面における前記接続部分と対向する対向部分の幅Ｗ２とが、Ｗ１＞Ｗ２の関係にあり、前記接続部分から先端部分に向かって幅Ｗが漸減し、隣り合う前記内部電極層９ａ、９ｂの２層を内部電極層９ａ、９ｂの面に垂直な方向に投影した際、前記２層の投影図の輪郭が前記接続部分から対向部分に向かって幅Ｗが漸減する辺１０上で交わることを特徴とする。【選択図】図３
2006128283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層と複数の内部電極層とを交互に積層して略直方体状のコンデンサ本体を成し、該コンデンサ本体の対向する端面二面に前記内部電極層と電気的に接続される外部電極が形成され、前記内部電極層の各層は前記外部電極のいずれか一方と接続され、隣り合う前記内部電極層の各層は互いに反対側の前記端面にて前記外部電極と接続されてなる積層セラミックコンデンサにおいて、前記内部電極層の前記外部電極と接続される接続部分の幅Ｗ１と、前記内部電極層の前記接続部分と反対側の先端部分の幅Ｗ２とが、Ｗ１＞Ｗ２の関係にあり、前記内部電極層の接続部分から先端部分に向かって幅が漸減し、隣り合う前記内部電極層の２層を内部電極面に垂直な方向に投影した際、前記２層の投影図の輪郭が前記接続部分から先端部分に向かって幅が漸減する辺上で交わることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
隣り合う前記内部電極層の２層を内部電極層面に垂直な方向に投影した際、前記２層の投影図のそれぞれの輪郭が前記接続部分から先端部分に向かって幅が漸減する辺上で交わり、その交点を２箇所で有することを特徴とする請求項１記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】
一層の内部電極層における幅が漸減する辺と、コンデンサ本体の側面との距離が、内部電極の接続部分から先端部分に向かって漸増することを特徴とする請求項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】
隣り合う２層の内部電極層を投影視したときの前記接続部分から先端部分に向かって幅が漸減する辺同士の交点とコンデンサ本体の側面との距離が、前記交点以外の部分と前記側面との間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項５】
一層の前記内部電極層の前記接続部分から前記先端部分を結んだ辺が外向きに湾曲していることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項６】
内部電極層の各層において、前記内部電極層の前記外部電極との接続部分の幅Ｗ１と、前記内部電極層の前記接続部分と反対側の先端部分の幅Ｗ２とが、Ｗ１/Ｗ２≧１.１を満足することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項７】
誘電体層の厚みが４μｍ以下でかつ内部電極層の厚みが１．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項８】
積層数が１００層以上であることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか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およびその製法に関し、特に、小型で高容量を有する積層セラミックコンデンサおよびその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサは、図７（ａ）に示すように、誘電体層１０１と内部電極層１０３とを交互に積層してコンデンサ本体１０５が形成され、このコンデンサ本体１０５の対向する端面に内部電極層１０３が導出し、この部分に各々外部電極１０７が形成されている。ここで、内部電極層１０３は、図７（ｂ）に示すように、対向して形成されている外部電極１０７の方向（以下長寸方向という）の一方の端面付近から他方の端面に渡ってほぼ同一の幅で形成されており、対向する内部電極層１０３同士の短絡を防止するとともに、電位の異なる他方の外部電極１０７との絶縁を確保するために、誘電体層１０１の、外部電極１０７側以外の３方向の縁部には内部電極層１０３の形成されていないマージン部１０９が設けられている。
【０００３】
ところで、このような積層セラミックコンデンサは、図８に示すように、一般に、セラミックスラリを塗布して得られたセラミックグリーンシート１２１にスクリーン印刷機などにより金属含有ペーストを用いて複数の内部電極パターン１２３を形成し、次いで、この内部電極パターン１２３間の全周囲に、セラミックペーストによりセラミックパターン１２４を形成する。次に、内部電極パターン１２３とセラミックパターン１２４とが形成された複数のセラミックグリーンシート１２１を積層し焼成することによりコンデンサ本体１０５が形成され、最後に、このコンデンサ本体１０５の対向する端面に外部電極１０７を形成することにより積層セラミックコンデンサが形成される（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−３１１８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記公報に開示されるような内部電極層１０３が、対向して形成されている外部電極１０７の方向（以下長寸方向という）の一方の端面付近から他方の端面に渡ってほぼ同一の幅で形成されている積層セラミックコンデンサでは、製造時のグリーンシート上に形成される内部電極パターンに位置ズレがあると容量のバラツキが大きくなりやすいという問題があった。
【０００５】
また、上記公報に開示されるような積層セラミックコンデンサでは、誘電体層１０１を介して内部電極層１０３同士が重なり合った部分（有効部１１１）と重なり合っていない部分（非有効部１１３）との境界部分Ｂｏに内部応力が発生することが知られているが、マージン部１０９を小さくした場合には、内部電極層１０３の有効面積が大きくなることから、積層セラミックコンデンサの静電容量が高まるものの、外部電極１０７付近の絶縁低下が起こりやすくなるとともに、上記境界部分Ｂｏにおけるマージン部１０９の強度が低下することから、実装時の熱応力や電圧印加時の電歪等による内部応力の増加によりマージン部１０９にクラックやデラミネーションが発生しやすくなるという問題があった。
【０００６】
一方、マージン部１０９を広くした場合には、マージン部１０９の強度を高め、内部応力の増加によるクラックやデラミネーションを防止することができるものの、内部電極層１０３の有効面積が小さくなることから、折角、内部電極層１０３の段差を解消する工夫をしても積層セラミックコンデンサの静電容量が低く抑えられてしまうという問題があった。
【０００７】
従って、本発明は、誘電体層および内部電極層を薄層化して高積層化した場合にも、積層セラミックコンデンサに発生するクラックやデラミネーション等の欠陥を防止でき、高容量かつ容量ばらつきを小さく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】
【０００８】
本発明の積層セラミックコンデンサは、（１）複数の誘電体層と複数の内部電極層とを交互に積層して略直方体状のコンデンサ本体を成し、該コンデンサ本体の対向する端面二面に前記内部電極層と電気的に接続される外部電極が形成され、前記内部電極層の各層は前記外部電極のいずれか一方と接続され、隣り合う前記内部電極層の各層は互いに反対側の前記端面にて前記外部電極と接続されてなる積層セラミックコンデンサにおいて、前記内部電極層の前記外部電極と接続される接続部分の幅Ｗ１と、前記内部電極層の前記接続部分と反対側の先端部分の幅Ｗ２とが、Ｗ１＞Ｗ２の関係にあり、前記内部電極層の接続部分から先端部分に向かって幅が漸減し、隣り合う前記内部電極層の２層を内部電極面に垂直な方向に投影した際、前記２層の投影図の輪郭が前記接続部分から先端部分に向かって幅が漸減する辺上で交わることを特徴とする。その結果、内部電極層の周囲には前記交点を除いて内部電極層の積層数が半分の非有効層が形成される。
【０００９】
このような構成によれば、印刷が幅方向にずれた場合でも、長方形の内部電極の場合と比較して有効面積の変動を小さく抑えられるため、容量バラツキが小さい積層コンデンサを得ることができる。また、前記交点を除いたマージン部と内部電極積層部の境界部において、マージン部は内部電極の積層数が半分の非有効層と隣接することなり、実装時の熱応力や電圧印加時の電歪等による内部応力を抑制することができる。また、前記交点においてはマージン部の幅が最も大きくなるため、内部応力によるクラックやデラミネーションに対する耐性を大きくできる。
【００１０】
また、上記積層セラミックコンデンサでは、（２）隣り合う前記内部電極層の２層を内部電極層面に垂直な方向に投影した際、前記２層の投影図のそれぞれの輪郭が前記接続部分から先端部分に向かって幅が漸減する辺上で交わり、その交点を２箇所で有すること、また、（３）一層の内部電極層における幅が漸減する辺と、コンデンサ本体の側面との距離が、内部電極の接続部分から先端部分に向かって漸増する構造が望ましい。
【００１１】
こうした構造では、（４）隣り合う２層の内部電極層を投影視したときの前記接続部分から先端部分に向かって幅が漸減する辺同士の交点とコンデンサ本体の側面との距離が、前記交点以外の部分と前記側面との間の距離よりも大きいことが望ましい。
【００１２】
さらには、前記内部電極層の前記外部電極と接続される接続部分の幅Ｗ１と、前記内部電極層の同一面における前記接続部分と対向する対向部分の幅Ｗ２の比がＷ１／Ｗ２≧１．１の関係であることが望ましい。このように前記内部電極層の前記外部電極と接続される接続部分の幅Ｗ１と、前記内部電極層の同一面における前記接続部分と対向する対向部分の幅Ｗ２との比を大きくすることにより、隣り合う２層の内部電極層を投影視したときの前記接続部分から対向部分に向かって幅が漸減する辺同士の交点と、コンデンサ本体の側面との距離が前記交点付近におけるサイドマージン部の幅を大きくできることから、この交点付近の位置のサイドマージン部の強度を向上でき、実装時の熱応力や電圧印加時の電歪等によるクラックをさらに抑制できる。
【００１３】
また、上記積層セラミックコンデンサでは、誘電体層の厚みが４μｍ以下でかつ内部電極層の厚みが１．５μｍ以下であることが望ましい。本発明の積層セラミックコンデンサは、誘電体層および内部電極層の厚みが上記のように薄くなっても内部電極層の形状を維持でき、さらに、内部電極層の幅を変更することにより、高容量化および高信頼性を得ることができる。
【００１４】
さらに上記積層セラミックコンデンサでは、積層数が１００層以上であることが望ましい。また、本発明の積層セラミックコンデンサは、内部電極層による段差を緩和できるものであることから、１００層以上であっても小型、高容量および高信頼性を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（構造）
本発明の積層セラミックコンデンサについて詳細に説明する。図１は積層セラミックコンデンサの縦断面図である。積層セラミックコンデンサ１は、図１に示すように、コンデンサ本体３の両端部に外部電極５を形成して構成されている。
【００１６】
コンデンサ本体３は、複数の誘電体層７と複数の内部電極層９ａ、９ｂとが交互に積層されている。内部電極層９ａ、９ｂの一端はコンデンサ本体３の長寸方向両端面のいずれかに導出されて、一方の外部電極５に接続され、他端は他方の外部電極５と絶縁を保つようにコンデンサ本体３の端面と所定のエンドマージン１１により隔てられている。
【００１７】
また、誘電体層７を介して交互に積層されている内部電極層９ａ、９ｂは積層方向に重なり合った有効部１３とその有効部１３の端部に形成されコンデンサ本体３に端面に導出された非有効部１５により構成されている。
【００１８】
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、即ち、横断面図である。図２に示すように、このコンデンサ本体３の各稜線部分１０は所望により丸く面取りされている。
【００１９】
図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。内部電極層９ａは、図３に示すように、外部電極５と接続される接続部分である端ｅから内部電極層９ａ（９ｂは示していない）の長寸方向端ｆに向け徐々に幅Ｗが漸減している。一方、誘電体層７の長辺と内部電極層９ａ、９ｂとの間に外部電極５と接続される接続部分である端ｅから内部電極９ａ、９ｂの長寸方向端ｆに向け徐々に幅Ｗsが漸増するサイドマージン部１７が形成されている。その結果、内部電極層９ａ、９ｂの周囲に前記交点を除いて内部電極層９ａ、９ｂの積層数が半分の非有効部が形成された構成になっている。
【００２０】
つまり、本発明によれば、内部電極層９ａ、９ｂの外部電極５と接続される接続部分の幅Ｗ１と、この内部電極層９ａ、９ｂの同一面における接続部分と対向する対向部分の幅Ｗ２とが、Ｗ１＞Ｗ２の関係にあることを特徴とし、かつこの接続部分から先端部分に向かって幅Ｗが漸減し、隣り合う内部電極層９ａ、９ｂの２層を内部電極層９ａ、９ｂの面に垂直な方向に投影した際、前記２層の投影図の輪郭が前記接続部分から先端部分に向かって幅Ｗが漸減する辺１０上で交わることが重要である。
【００２１】
また本発明では、その交点Ｘを２箇所で有するものであることが望ましく、言い換えれば、一層の内部電極層９ａ、９ｂにおける幅Ｗが漸減する辺１０と、コンデンサ本体３の側面との距離Ｗｓが、外部電極５との接続部分から先端部分に向かって漸増するものであることが望ましい。
【００２２】
さらには、隣り合う２層の内部電極層９ａ、９ｂを投影視したときの前記接続部分から先端部分に向かって幅Ｗが漸減する辺同士の交点と、コンデンサ本体３の側面との距離Ｗｓが前記交点Ｘ以外の部分と前記側面との間の距離よりも大きいことが望ましい。
【００２３】
また、本発明の積層セラミックコンデンサでは、前記内部電極層９ａ、９ｂの前記外部電極５と接続される接続部分の幅Ｗ１と、前記内部電極層の同一面における前記接続部分と対向する先端部分の幅Ｗ２としたときに、Ｗ１／Ｗ２≧１．１であることが望ましく、特に、サイドマージン部１７の強度を高め、外部電極５との間の短絡を防止するとともに、焼成後および実装時に、サイドマージン部１７と内部電極有効部１８と非有効部１９との各境界部分に発生する内部応力をさらに抑制し、耐熱衝撃性および耐圧性を向上するという理由から、このＷ１／Ｗ２の比は、１．１５〜１．２５であることがより望ましい。
【００２４】
また、本発明の積層セラミックコンデンサでは、コンデンサ本体３の稜線部分１０を面取りしたとしても、この稜線部分１０において、内部電極層９ａ、９ｂの露出を防止するという理由から、内部電極層９ａ、９ｂの外縁側には所定のサイドマージン部１７を設けておくことが望ましく、このような趣旨から、内部電極層９ａ、９ｂを構成する有効部１８の最大幅を持つ内部電極端部ｅの幅Ｗ１に対する誘電体層７の幅Ｗｄの比は、１．０２〜１．２７が望ましい。
【００２５】
本発明の積層セラミックコンデンサ１を構成する内部電極層９ａ、９ｂの形状は、上記したように、内部電極層９ａ、９ｂが外部電極５と接続される長寸方向の端ｅから対抗部ｆに向かって幅Ｗが漸減されている形状であれば、その間が湾曲していても良い。特には、内部電極層９ａ、９ｂの有効面積を増すためにｅ〜ｆ間が外に凸に湾曲して形成されている方が望ましい。
【００２６】
また、本発明の積層セラミックコンデンサ１では、誘電体層７の厚みは４μｍ以下であることが望ましく、特に、積層セラミックコンデンサの静電容量および絶縁性を高めるという理由から、１〜３μｍであることがより望ましい。
【００２７】
さらに、内部電極層９ａ、９ｂの厚みは、１．５μｍ以下であることが望ましく、多層化において、積層体の薄型化および低コスト化とともに静電容量の確保を図る上で、０．５〜１．５μｍであることがより望ましい。
【００２８】
そして、本発明の積層セラミックコンデンサ１では、積層数は１００層以上、特に、高容量タイプの積層セラミックコンデンサ１として静電容量の向上のために、２００層以上であることがより望ましい。
【００２９】
これに対して、内部電極層９ａ、９ｂが、対向して形成されている外部電極５の方向（以下長寸方向という）の一方の端面付近から他方の端面に渡ってほぼ同一の幅で形成されている積層セラミックコンデンサでは、製造時のグリーンシート上に形成される内部電極パターンに位置ズレがある場合には静電容量のバラツキが大きくなり、デラミネーションやクラックも発生しやすい。
【００３０】
（製造方法）
本発明の積層セラミックコンデンサ１は、例えば、図４に示すような工程を経て製造される。図４（ａ）に示すように、先ず、誘電体層７となるセラミック粉末に水および分散剤を加え、ボールミルにて混合粉砕し、これに有機バインダを添加し、得られたセラミックスラリーをキャリアフィルム２１上に塗布してセラミックグリーンシート２３が形成される。セラミックグリーンシート２３の厚みは５μｍ以下、特に、積層セラミックコンデンサ１の静電容量を向上するとともに絶縁性を確保するという理由から、２〜４μｍであることがより望ましい。
【００３１】
ここで調製されるセラミックスラリーは、例えば、セラミック粉末と、ポリビニルブチラール樹脂からなる有機バインダと、この有機バインダを溶解する溶媒として、トルエンとエチルアルコールとを混合したものが好適に用いられる。その他のバインダとしては、セラミック粉末や溶媒との分散性、セラミックグリーンシート２３の強度、脱バインダ性の点でアクリル樹脂を用いることもできる。
【００３２】
また、セラミック粉末としては、具体的には、ＢａＴｉＯ３−ＭｎＯ−ＭｇＯ−Ｙ２Ｏ３等のセラミック粉末が耐還元性を有するという理由から使用可能である。また、磁器の焼結性を高めるという理由からガラス粉末を加えることが望ましい。
【００３３】
次に、図４（ｂ）に示すように、このセラミックグリーンシート２３の表面に金属含有ペーストを用いてスクリーン印刷法により、矩形状をした複数の内部電極パターン２５が形成される。次に、図４（ｃ）に示すように、セラミックグリーンシート２３の表面に形成された長方形状の内部電極パターン２５の、長寸方向のパターン間（即ち、エンドマージン１１方向）に、セラミックペーストを印刷して、内部電極パターン２５とともに、矩形状のセラミックパターン２９が形成される。このようにして形成された内部電極パターン２５とセラミックパターン２９とは厚みがほぼ同じであり実質的に内部電極パターン２５の段差を無くすように形成されていることが望ましい。
【００３４】
図５は、セラミックグリーンシート２３上に内部電極パターン２５およびセラミックパターン２９が形成された状態を示す平面図である。ここで形成される内部電極パターン２５の形状は、なおこのパターンは内部電極パターン２５の長寸方向の端部側にセラミックパターン２９を形成した状態のものである。
【００３５】
また、本発明の製法では、焼成後に形成される平面視台形の内部電極層９ａになるように、図６に示すような６角形状の内部電極パターン２５でもよい。この場合、前記６角形状の内部電極パターン２５の全周囲にセラミックパターン２９を形成することが望ましい。
【００３６】
また本発明で用いられる金属含有ペーストは、導体粉末、セラミック粉、有機粘結剤および有機溶剤を含有し、薄層化され均質でパターン精度の高い内部電極パターン２５を形成するために適正な粘度調製が行われる。
【００３７】
また、金属含有ペーストに含まれる導体粉末およびセラミック粉の平均粒径は、内部電極パターン２５、およびこれが焼成されて形成される内部電極層９ａ、９ｂを緻密にしかつ表面が平滑な金属膜を形成するという理由から、０．１５〜０．５μｍの範囲であることが望ましい。
【００３８】
また、金属含有ペースト中に含まれる導体粉末としては、Ｎｉ、Ｃｕ等の卑金属が用いられ、金属の焼成温度が一般の絶縁体の焼成温度と一致する点、およびコストが安いという点からＮｉが望ましい。
【００３９】
また、この金属含有ペーストは、導体粉末やセラミック粉と、脂肪族炭化水素と高級アルコールとの混合物からなる有機溶剤と、この有機溶剤に対して可溶性のエチルセルロースからなる有機粘結剤とを含有するものであり、金属含有ペーストの印刷性を容易に制御でき、内部電極パターン２５の途切れを防止し均質性を高めるとともに、加圧加熱時の内部電極パターン２５の伸びを助長するという点で、有機粘結剤は導体粉末とセラミック粉との混合物１００質量部に対して１〜１０質量部、有機溶剤量が８０〜１２０質量部含有することが望ましい。
【００４０】
また、このような導体粉末とセラミック粉により構成される金属含有ペーストの粘度特性は、印刷後の内部電極パターン２５の保形性を保つために降伏値を有するとともに、高せん断での印刷においても内部電極パターン２５の広がりを抑制するという理由からチクソトロピー性であることが望ましい。また、内部電極ペーストの粘度は、このペースト中の導体粉末、有機粘結剤、有機溶剤の各量、または分散剤の添加により制御できる。
【００４１】
また、内部電極パターン２５の厚みは２μｍ以下であることが望ましく、特に、多層化において積層体の薄型化および低コスト化とともに静電容量の確保を図る上で０．５〜１．５μｍであることが望ましい。
【００４２】
ここで用いるセラミックペーストは、粘結剤が、内部電極パターン２５を形成した金属含有ペーストと同組成もしくは異なる組成の両方を適用できるが、特に、導体ペーストの印刷と同じ条件を採用できることおよびセラミックグリーンシート２３の表面からの粘結剤の揮発速度を一致させるという理由から、セラミックペーストは金属含有ペーストと同組成の粘結剤で構成されることが望ましい。
【００４３】
次に、上記形成した内部電極パターン２５およびセラミックパターン２９と同じ形状のマスクパターンを用い、内部電極パターン２５を長寸方向に半パターンずらして形成されたセラミックグリーンシート２３を、図４（ｄ）に示すように、所定枚数積層し、その最上面に印刷されていないセラミックグリーンシート２３を重ねて仮積層体３１を形成し、次に、この仮積層体３１を加熱加圧することにより積層体３５が形成される。この加圧加熱により本発明の内部電極層９ａ、９ｂの形状の元となるパターンを形成できる。つまり、本発明では、内部電極パターン９ａ、９ｂの外部電極５と接続される側の前記内部電極パターン２５間にセラミックパターン２９を形成し、内部電極パターン２５の外部電極５と接続される方向の中央に、前記セラミックパターン２９が重畳されるように複数積層して、前記内部電極パターン２５の側辺がわに隙間が形成された仮積層体３１を形成して、加圧加熱を行い内部電極パターン２５を変形させることができ、これにより、仮積層体３１を加圧加熱して前記隙間を解消するとともに、内部電極パターン２５を変形させることができるのである。つまり本発明では、セラミックパターン２９が内部電極パターン２５の長辺方向の端部である外部電極５との接続端側にのみ形成されるものである。これにより内部電極パターンの長寸方向の端部を拘束した状態で側辺のみを外側に変形させて広げることができる。
【００４４】
加圧加熱する条件として、温度は５０〜１００℃、圧力は４０〜１５０ＭＰａ、時間は１〜２０分の範囲がより望ましい。ここで、積層時の加圧加熱後の内部電極パターン２５の大きさは、焼成後の形成される誘電体層７の幅Ｗｄ対する内部電極層９ａ、９ｂの幅Ｗ１の比が１．０２〜１．２７になるように、そして、内部電極層９ａ、９ｂを構成する外部電極と接続される部分の幅Ｗ１と、対向する部分の幅Ｗ２と、の比が１．１〜１．２５になるように調整されることが望ましい。
【００４５】
次に、この積層体３５を、切断線ｈに沿って、即ち、積層体３５中に形成されたセラミックパターン２９の略中央を、内部電極パターン２５の長寸方向に対して垂直方向（図４の（ｅ）、および図４の（ｆ））に、内部電極パターン２５の長寸方向に平行に切断して、内部電極パターン２５の端部が露出するようにコンデンサ本体成形体が形成される。一方、内部電極パターン２５の最も幅の広い部分においては、サイドマージン部１７側にはこの内部電極パターン２５は露出されていない状態で形成される。
【００４６】
次に、このコンデンサ本体成形体を、所定の雰囲気下、温度条件で焼成してコンデンサ本体３が形成され、場合によっては、このコンデンサ本体３の稜線部分１０の面取りを行うとともに、コンデンサ本体３の対向する端面から露出する内部電極層９ａ、９ｂを露出させるためにバレル研磨を施しても良い。
【００４７】
次に、このコンデンサ本体３の対向する端部に、外部電極ペーストを塗布して焼付けを行い外部電極５が形成される。また、この外部電極５の表面には実装性を高めるためにメッキ膜が形成される。
【００４８】
このようにして形成された積層セラミックコンデンサ１では、内部電極層９ａ、９ｂは外部電極５と接続される部分中ｅが幅広く、対向するｆが幅狭くなっており、内部電極層９ａ、９ｂの２層の垂直方向における投影図の輪郭が前記接続部分から対向部分に向かって幅Ｗが漸減する辺１０上にある交点Ｘを除いて電極層の積層数が半分の非有効層が形成され、交点Ｘを除いたマージン部１７と内部電極層９ａ、９ｂの積層部の境界部において、マージン部１７は内部電極層９ａ、９ｂの積層数が半分の非有効層と隣接することなり、実装時の熱応力や電圧印加時の電歪等による内部応力を抑制することができ、また、前記交点においてはマージン部１７の幅が最も大きくなるため、内部応力によるクラックやデラミネーションに対する耐性が最も大きく確保されている。
【００４９】
従って、前記交点を除いた部分では誘電体層７となるセラミック材料と内部電極層９ａ、９ｂとなる金属材料との焼成収縮率差、熱膨張係数差による内部応力が小さくなり、交点ではマージン部の幅を十分に確保できるため、デラミネーションやクラックを防止できる。
【００５０】
本発明の積層セラミックコンデンサの製法は、セラミックグリーンシートを形成する工程と、該セラミックグリーンシートの主面上に金属含有ペーストを印刷して、内部電極パターンを複数形成する工程と、該内部電極パターンの外部電極と接続される側の前記内部電極パターン間に、前記内部電極パターンに接して、少なくともセラミック粉末を含有するセラミックペーストを塗布し、前記内部電極パターンとの間に隙間を形成するようにセラミックパターンを形成する工程と、前記内部電極パターンおよび前記セラミックパターンが形成された前記セラミックグリーンシートを、前記内部電極パターンの外部電極と接続される方向の中央に、前記セラミックパターンが重畳されるように複数積層して、前記内部電極パターンと前記セラミックパターンとの間に隙間が形成された仮積層体を形成する工程と、該仮積層体を加圧加熱して前記隙間を解消するとともに、前記内部電極パターンを変形させる工程と、該積層体中に形成されたセラミックパターンの略中央および前記内部電極パターンの列間を切断してコンデンサ本体成形体を形成する工程と、該コンデンサ本体成形体を焼成する工程とを具備することを特徴とする。
【００５１】
即ち本発明の積層セラミックコンデンサの製法は、第１に、内部電極パターンの外部電極と接続される側の前記内部電極パターン間に、その内部電極パターンに接するようにセラミックパターンを形成すること、第２に、このようなパターンを有するグリーンシートを内部電極パターンの外部電極と接続される方向の中央に、前記セラミックパターンが重畳されるように複数積層すること、第３に、前記内部電極パターンと前記セラミックパターンとの間に隙間が形成された仮積層体を内部電極パターンを変形させるように加圧加熱した後、積層体中に形成されたセラミックパターンの略中央および前記内部電極パターンの列間を切断することを具備するものである。このため、本製法では、特に、セラミックパターンが形成されない内部電極パターンの側辺が加圧加熱時に外側方向ヘの伸びを利用することにより、焼成後において内部電極パターンの長寸方向の中央部が、内部電極層は外部電極と接続される端部から長寸方向に対向する端部に向けて漸次減幅することにより、隣り合う前記内部電極層の２層を内部電極面に垂直な方向に投影した際、前記２層の投影図の輪郭が前記接続部分から対向部分に向かって幅が漸減する辺上で交わるようになる。その結果、内部電極層の周囲には前記交点を除いて内部電極層の積層数が半分の非有効層が形成される。本発明のように、内部電極パターンの外部電極と接続される側の前記内部電極パターン間に、その内部電極パターンに接するようにセラミックパターンを形成すること、つまり、内部電極パターンの長寸方向側にのみセラミックパターンを形成することで、内部電極パターンの側辺を少し空けて全周囲にセラミックパターンを形成する場合に比較して内部電極層の接続部分と先端部分の幅の比Ｗ１／Ｗ２を１．１５〜１．２５にできる。
【００５２】
そして、前記交点を除いたマージン部と内部電極積層部の境界部において、マージン部は内部電極の積層数が半分の非有効層と隣接することなり、実装時の熱応力や電圧印加時の電歪等による内部応力を抑制することができる。また、前記交点においてはマージン部の幅が最も大きくなるため、内部応力によるクラックやデラミネーションに対する耐性の大きな積層セラミックコンデンサを容易に形成できる。
【実施例】
【００５３】
本発明の積層セラミックコンデンサを以下のようにして作製した。セラミックグリーンシートは、先ず、チタン酸バリウム１００モル、酸化イットリウム１モル、酸化マグネシウム２モル及び酸化マンガン０．１モルを混合したセラミック粉末およびガラス粉末に水及び分散剤を加え、ボールミルにてジルコニアボールと共に混合粉砕し、これにポリビニルブチラール樹脂およびトルエンとエチルアルコールとを混合した溶媒を添加してセラミックスラリーを調製し、ダイコータ法を用いてキャリアフィルム上に成膜した。このセラミックグリーンシートの平均厚みは４μｍとした。
【００５４】
内部電極パターンを形成するための金属含有ペーストは、ニッケル粉末、エチルセルロースからなる有機粘結剤、脂肪族炭化水素と高級アルコールとの混合物からなる有機溶剤とを３本ロールで混練して調製した。
【００５５】
セラミックパターン用のセラミックペーストは、上記のセラミックスラリーの一部をさらに粉砕し、金属含有ペーストと同様の有機成分を用いて調製した。
【００５６】
次に、得られたセラミックグリーンシートの主面上に、スクリーン印刷装置を用いて、上記した金属含有ペーストを長方形状のマスクパターン形状に印刷し、乾燥させ、複数の内部電極パターンを形成した。この平均厚みは１．２μｍとした。
【００５７】
さらに、このセラミックグリーンシート上に形成された内部電極パターンの長寸方向の端部の隙間に、内部電極パターンを形成したときと同じくスクリーン印刷装置を用いてセラミックパターンを形成した。この場合、セラミックパターンと内部電極パターンとは実質的に同一平面となるようにした。
【００５８】
次に、その表面に内部電極パターンとセラミックパターンとが形成されたセラミックグリーンシートを１８２層積層し、さらにその上下に、内部電極パターン、セラミックパターンが形成されていないセラミックグリーンシートを各２０枚積層し、第１回目の加圧プレスを行い、仮積層体を形成した。
【００５９】
この条件で作製した仮積層体は、セラミックグリーンシートが完全に密着されていない状態であり、内部電極パターンのエンドマージン側のセラミックパターンとの間に隙間が形成されていた。
【００６０】
次に、この仮積層体を温度８０℃、圧力８０ＭＰａ、時間２〜１０分の条件で第２回目の加圧加熱を行い、内部電極パターンとセラミックパターンとを形成したセラミックグリーンシート、およびその上下の内部電極パターンとセラミックパターンとを形成していないセラミックグリーンシートとを完全に密着させて積層体を得た。
【００６１】
本発明の積層セラミックコンデンサを形成する積層体は、内部電極パターンを形成したセラミックグリーンシートの一方主面に、内部電極パターンとともにセラミックパターンを形成しているため、この加圧加熱工程においても、内部電極パターンの所定の部分において横方向への広がりはあるものの、内部電極パターンの長寸方向および積層方向への変形は抑制されていた。なお、誘電体層となる面積部分のセラミックグリーンシートの幅と内部電極パターンの最大幅との比および内部電極パターンの最大幅と最小幅は加圧加熱時の時間を調整して制御した。
【００６２】
次に、この積層体を、積層体中に形成されたセラミックパターンの略中央を、内部電極パターンの長寸方向に対して垂直方向、および内部電極パターンの長寸方向に平行に切断してコンデンサ本体成形体を形成した。
【００６３】
次に、このコンデンサ本体成形体を空気中、３００℃で脱バイした後、酸素分圧１×１０−６Ｐａ、最高温度１２６０℃で２時間の条件で焼成しコンデンサ本体を得た。
【００６４】
次に、バレル研磨機を用いて、コンデンサ本体の稜線部分の面取りを行った後、内部電極層が露出したコンデンサ本体の端面に外部電極ペーストを塗布し、８００℃で焼付けを行い外部電極が形成された積層セラミックコンデンサを得た。こうして得られた積層セラミックコンデンサを構成する誘電体層の平均厚みは２．５μｍ、積層数が１８２層、外形寸法が１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍであり、その他、内部電極層および誘電体層に関する幅比を表１に示した。
【００６５】
（比較例）一方、比較例として、セラミックグリーンシートに形成された内部電極パターンを長方形に形成し、内部電極パターンの全周囲にセラミックパターンを形成した試料を作製した。この試料の内部電極層の幅は内部電極層の外部電極方向の幅がいずれの位置でも実質的に同じであった。
【００６６】
（評価方法）上記のようにして得られた積層セラミックコンデンサのうち各１００個について、内部電極層に平行に研磨を行い、測定顕微鏡を用いて、誘電体層の幅および内部電極層の外部電極部との接続部、および、対向部の寸法測定を行った。
【００６７】
次に、実体顕微鏡を用いて外面のクラックおよびデラミネーションの観察を行い、外観を評価し外観不良率を評価した。
【００６８】
さらに各１００個ずつ、内部電極層が露出するところまで研磨して内部のクラックやデラミネーション等の欠陥の発生率を調べた。これを内部欠陥不良率とした。
【００６９】
次に、同個数についてＬＣＲメーター４２８４Ａを用いて、周波数１．０ｋＨｚ、入力信号レベル０．５Ｖｒｍｓにて、温度２５℃における静電容量を測定した。
【００７０】
次に、各２００個ずつ、３００℃の半田槽に１秒間浸けることにより熱衝撃を加えた後、外観を検査して、半田槽浸せき後の外観検査による不良率を評価した。これを耐熱衝撃不良率とした。
【００７１】
次に、耐圧試験を行なった。耐圧試験は、積層セラミックコンデンサがショート状態になるまで電圧を昇圧する試験であり、このときの絶縁破壊電圧を調べた。また、一定電圧（１１０Ｖ、１１５Ｖ）を印加し、３分間放置する試験を各５０個行なった。一定電圧を印加する場合の評価は、外観および内部の欠陥の評価である。そして、耐圧試験後、内部電極層が露出するところまで研磨して内部欠陥の不良率を調べた。これを絶縁破壊電圧の平均値及び耐圧不良率とした。上記の外観不良率、内部欠陥不良率、耐熱衝撃不良率、絶縁破壊電圧および耐圧不良率を表１に示した。
【表１】
2006128283.tif 000003
【００７２】
表１の結果から明らかなように、長寸方向の幅の異なる内部電極層により構成された試料Ｎｏ．１〜９では、静電容量の標準偏差を平均値で割った値が２％以下と小さく、外観不良率が無く、また、内部欠陥不良率が２％以下、耐熱衝撃不良率が２％以下、絶縁破壊電圧が１２９Ｖ以上、耐圧不良率の１１０Ｖの場合が０％および１１５Ｖの場合に１％以下となり、優れた特性を有する積層セラミックコンデンサが得られた。
【００７３】
特に、内部電極層の最大幅に対する最小幅の比が１．１５〜１．２５の範囲である試料Ｎｏ．３〜９では、耐熱衝撃不良率が０％以下であった。
【００７４】
一方、内部電極層の長寸方向の幅を一定とした試料Ｎｏ．１０では、静電容量は２．４μＦと高かったが、外観不良率、内部欠陥不良率、耐熱衝撃不良率、絶縁破壊電圧、耐圧不良率等の不良率が極めて大きかった。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の積層セラミックコンデンサの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の積層セラミックコンデンサを製造するための工程図である。
【図５】セラミックグリーンシート上に内部電極パターンを形成し、その長寸方向の端部にセラミックパターンが形成された状態を示す平面図である。
【図６】セラミックグリーンシート上に６角形状の内部電極パターンを形成し、その周囲にセラミックパターンが形成された状態を示す平面図である。
【図７】（ａ）は従来の積層セラミックコンデンサの断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】従来の積層セラミックコンデンサを製造するための工程図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  積層セラミックコンデンサ
３  コンデンサ本体
５  外部電極
７  誘電体層
９ａ、９ｂ  内部電極層
１０  辺
１３  有効部
１５  非有効部
２３  セラミックグリーンシート
２５  内部電極パターン
２９  セラミックパターン
３１  仮積層体
３５  積層体
Ｗ１  接続部分の幅
Ｗ２  対向部分の幅
Ｘ  交点
【図１】
2006128283.tif 000004
【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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