(57)【要約】【課題】内部電極と焼付電極層との間の接続不良を防ぐと共に、素体に応力腐食割れが生じるのを防ぐことが可能な積層電子部品を提供すること。【解決手段】積層電子部品は、素体２と、素体２内に配置された内部電極３と、素体２の端面１３，１４に配置されると共に内部電極３に接続された端子電極５と、を備えている。端子電極５は、端面１３，１４上に形成された焼付電極層５ａと、当該焼付電極層５ａ上に形成されためっき層５ｂと、を有している。内部電極３は、端面１３，１４の中央領域に露出して焼付電極層５ａと接続される引き出し部３ｂを有している。引き出し部３ｂの幅が、１００〜１８０μｍに設定されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素体と、
前記素体内に配置された内部電極と、
前記素体の端面に配置されると共に前記内部電極に接続された端子電極と、を備え、
前記端子電極は、前記端面上に形成された焼付電極層と、該焼付電極層上に形成されためっき層と、を有し、
前記内部電極は、前記端面の中央領域に露出して前記焼付電極層と接続される引き出し部を有しており、
前記引き出し部の幅が、１００〜１８０μｍに設定されていることを特徴とする積層電子部品。
【請求項２】
前記素体は、前記内部電極が配置されている内層部と、該内層部を挟むように配置された外層部と、を有し、
前記端面と該端面に隣り合う側面とで形成される稜線部の曲率半径が、前記外層部の厚みの１．２倍以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の積層電子部品。
【請求項３】
前記端面と該端面に隣り合う側面とで形成される稜線部の曲率半径が、９０μｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コンデンサ等の積層電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層電子部品として、素体と、素体内に配置された内部電極と、素体の端面に配置されると共に内部電極に接続された端子電極と、を備え、内部電極が、焼付電極層と接続される引き出し部を有しているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された積層電子部品（積層コンデンサ）では、耐熱衝撃性を向上させるために、引き出し部の幅が、０．１９〜０．４５ｍｍに設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９７０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
積層電子部品の端子電極は、一般に、素体の端面上に形成された焼付電極層と、焼付電極層上に形成されためっき層と、を有している。めっき層は、焼付電極層が形成された素体をめっき液中に浸漬してめっきを行う湿式めっき法により形成される。そして、積層電子部品は、様々な工程（例えば、特性検査工程後の電荷放出工程やはんだ付けのためのリフロー工程等）で、所望の条件下での熱処理が施される。
【０００５】
本発明者等の調査研究の結果、熱処理後の素体に応力腐食割れが生じる懼れがあることが判明した。積層電子部品では、素体は、セラミック（例えば、誘電体セラミック等）を含むグリーン層と、金属（例えば、Ｎｉ等）を含む導電性ペーストからなる電極層とを積層して、得られた積層体を焼成することにより、素体を形成する。積層体を焼成することにより、グリーン層から素体が得られ、電極層から内部電極が得られることとなるが、セラミックと金属との収縮率が異なることから、素体には応力が溜まってしまう。また、素体の表面等には、セラミックの焼結により、微小な凹部が生じてしまう。
【０００６】
焼付電極層は、素体の端面と当該端面に隣り合う側面にわたって導電性ペーストを付与し、付与した導電性ペーストに所望の条件にて熱処理を施し、素体に焼き付けることにより形成される。このため、端面と当該端面に隣り合う側面とで形成される稜線部には導電性ペーストが付与し難く、焼付電極層における稜線部に対応する部分の厚みが薄くなる。このような状況下で湿式めっき法によりめっき層を形成すると、厚みが薄い部分、すなわち焼付電極層における稜線部に対応する部分からめっき液が浸入し、浸入しためっき液により素体が腐食していくこととなる。そして、素体に熱処理を施すと、素体の腐食との相互作用により、上記微小な凹部等を起点として、溜まっている応力を解放していくようにクラックが発生し、発生したクラックが時間と共に成長して、応力腐食割れが生じてしまう。素体にクラックは、外観不良となるだけでなく、クラックから湿気やフラックス残渣等が浸入することにより、電気的特性を劣化させる要因ともなる。
【０００７】
本発明の目的は、内部電極と焼付電極層との間の接続不良を防ぐと共に、素体に応力腐食割れが生じるのを防ぐことが可能な積層電子部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、素体に応力腐食割れが生じるのを防ぎ得る積層電子部品について鋭意研究を行った。その結果、本発明者等は、素体の端面における引き出し部が露出する位置を当該端面の中央領域とし且つ引き出し部の幅を小さく、特に、１８０μｍ以下に設定することにより、素体に応力腐食割れが生じるのを防ぐことができるという新たな事実を見出すに至った。これは、引き出し部が稜線部から比較的離れて位置することとなり、めっき液が浸入した場合でも、引き出し部が露出した位置にめっき液が至り難くなることに起因していると考えられる。
【０００９】
本発明者等は、引き出し部の幅を小さくした場合、引き出し部と焼付電極層との接続長さが短くなることから、引き出し部（内部電極）と焼付電極層との間で接続不良が発生するという新たな問題点が生じる懼れがあるという事実も見出すに至った。そこで、本発明者等は、引き出し部（内部電極）と焼付電極層との間の接続不良を防ぎ得る構成について鋭意研究を行った結果、引き出し部の幅を１００μｍ以上に設定することにより、引き出し部と焼付電極層との接続不良を防ことができるという新たな事実を見出すに至った。
【００１０】
かかる研究結果を踏まえ、本発明に係る積層電子部品は、素体と、素体内に配置された内部電極と、素体の端面に配置されると共に内部電極に接続された端子電極と、を備え、端子電極は、端面上に形成された焼付電極層と、該焼付電極層上に形成されためっき層と、を有し、内部電極は、端面の中央領域に露出して焼付電極層と接続される引き出し部を有しており、引き出し部の幅が、１００〜１８０μｍに設定されていることを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、素体は、内部電極が配置されている内層部と、該内層部を挟むように配置された外層部と、を有し、端面と該端面に隣り合う側面とで形成される稜線部の曲率半径が、外層部の厚みの１．２倍以下に設定されている。この場合、引き出し部が稜線部からより一層離れた位置に露出することとなる。したがって、めっき液が浸入した場合でも、引き出し部が露出した位置まで至るのを確実に抑制することができる。
【００１２】
好ましくは、端面と該端面に隣り合う側面とで形成される稜線部の曲率半径が、９０μｍ以上に設定されている。この場合、素体にチッピングが生じるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内部電極と焼付電極層との間の接続不良を防ぐと共に、素体に応力腐食割れが生じるのを防ぐことが可能な積層電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る積層コンデンサの概略斜視図である。
【図２】本実施形態に係る積層コンデンサの概略斜視図である。
【図３】本実施形態に係る積層コンデンサの素体を層毎に分解して示す概略斜視図である。
【図４】本実施形態に係る積層コンデンサの断面構成を示す模式図である。
【図５】第１の実験の結果を示す図表である。
【図６】第１の実験の結果を示す図表である。
【図７】第１の実験の結果を示す図表である。
【図８】第２の実験の結果を示す図表である。
【図９】第２の実験の結果を示す図表である。
【図１０】第２の実験の結果を示す図表である。
【図１１】第３の実験の結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１６】
本実施形態に係る積層電子部品の一例である積層コンデンサ１について、図１〜図４を参照して説明する。図１及び図２は、積層コンデンサの概略斜視図である。図３は、積層コンデンサの素体層毎に分解して示す概略斜視図である。図４は、積層コンデンサの断面構成を示す模式図である。
【００１７】
積層コンデンサ１は、図１に示されるように、略直方体形状をした素体２と、素体２内に配置された複数の内部電極３と、素体２の外表面に配置された一対の端子電極５と、を備えている。積層コンデンサ１は、例えば、２０１２タイプ（長さ２．０ｍｍ、幅１．２ｍｍ、及び高さ１．２ｍｍ）、３２１６タイプ（長さ３．２ｍｍ、幅１．６ｍｍ、及び高さ１．６ｍｍ）、又は３２２５タイプ（長さ３．２ｍｍ、幅２．５ｍｍ、及び高さ２．５ｍｍ）等の積層セラミックコンデンサである。
【００１８】
素体２は、相対向する長方形状の第１側面１１及び第２側面１２と、相対向する第１端面１３及び第２端面１４と、相対向する第３側面１５及び第４側面１６と、を含んでいる。第１端面１３及び第２端面１４は、第１側面１１と第２側面１２との間を連結するように第１側面１１及び第２側面１２の短辺方向に伸びている。第３側面１５及び第４側面１６は、第１側面１１と第２側面１２との間を連結するように第１側面１１及び第２側面１２の長辺方向に伸びている。
【００１９】
素体２は、図３及び図４に示されるように、複数の誘電体層２１を有している。各誘電体層２１は、第１側面１１及び第２側面１２に平行な方向に伸びており、第１側面１１及び第２側面１２の対向方向に積層されている。すなわち、第１側面１１及び第２側面１２の対向方向と、素体２における積層方向とは、一致している。素体２は、内部電極３が誘電体層２１を挟んで対向するように積層されてなる構造を有している。素体２は、内部電極３を含む容量形成部（内層部）２ａと、容量形成部２ａを第１側面１１及び第２側面１２の対向方向で挟む外層部２ｂと、を含んでいる。
【００２０】
本実施形態では、端面１３，１４と側面１１，１２，１５，１６とで形成される稜線部の曲率半径（ｒ）は、外層部２ｂの厚み（ｔ）の１．２倍以下に設定されている。上記稜線部の曲率半径（ｒ）は、９０μｍ以上に設定され、外層部２ｂの厚み（ｔ）は１００〜１５０μｍに設定されている。例えば、外層部２ｂの厚み（ｔ）が１００μｍであり、上記稜線部の曲率半径（ｒ）が１２０μｍである。上記稜線部は、素体２をバレル研磨といった手法により研磨するにより形成される。稜線部の曲率半径（ｒ）の大きさは、例えば、研磨時間等により制御できる。
【００２１】
各誘電体層２１は、ＢａＴｉＯ３を主成分として含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の積層コンデンサ１では、各誘電体層２１は、誘電体層２１の間の境界が視認できない程度に一体化されている。
【００２２】
各内部電極３は、図３に示されるように、矩形状を呈している主電極部３ａと、引き出し部３ｂと、を有している。引き出し部３ｂは、その端が端面１３，１４に露出するように主電極部３ａから端面１３，１４に向けて伸びている。詳細には、引き出し部３ｂは、主電極部３ａにおける第３側面１５及び第４側面１６の対向方向での中央領域から伸びている。したがって、引き出し部３ｂは、図２及び図４に示されるように、端面１３，１４における第３側面１５及び第４側面１６の対向方向での中央領域に露出することとなる。引き出し部３ｂの幅（ｗ）（第３側面１５及び第４側面１６の対向方向での長さ）は、主電極部３ａの幅よりも短い。本実施形態においては、引き出し部３ｂの幅（ｗ）は、１００〜１８０μｍに設定されている。
【００２３】
第１端面１３に露出する引き出し部３ｂを有する内部電極３と、第２端面１４に露出する引き出し部３ｂを有する内部電極３とは、素体２において、誘電体層２１の積層方向、すなわち第１側面１１及び第２側面１２の対向方向に交互に配置されている。誘電体層２１の積層方向に隣り合う主電極部３ａは、互いに対向している。内部電極３は、積層型の電気素子の内部電極として通常用いられる導電性材料（例えば、卑金属であるＮｉ等）からなる。内部電極３は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。
【００２４】
各端子電極５は、端面１３，１４に配置されている。端子電極５は、焼付電極層５ａと、めっき層５ｂと、を有している。焼付電極層５ａは、端面１３，１４の全体と、端面１３，１４に隣り合う４つの側面１１，１２，１５，１６の一部を覆うように形成されている。したがって、焼付電極層５ａは、端面１３，１４と側面１１，１２，１５，１６とで形成される稜線部を覆うこととなる。焼付電極層５ａは、導電性金属粉末（例えば、Ｃｕ粉末等）を含む導電性ペーストを素体２の外表面の対応する箇所に付与し、焼き付けることによって形成される。めっき層５ｂは、湿式めっき法（例えば、電解めっき法等）により、焼付電極層５ａ上に形成される。電解めっきには、例えばＮｉ／Ｓｎめっき等を用いることができる。
【００２５】
焼付電極層５ａは、引き出し部３ｂにおける端面１３，１４に露出した部分をすべて覆っており、引き出し部３ｂと焼付電極層５ａとは直接接続される。これにより、内部電極３は、対応する端子電極５に物理的且つ電気的に接続されることとなる。
【００２６】
ここで、引き出し部３ｂの幅（ｗ）と、内部電極３と焼付電極層５ａとの間の接続不良及び素体２に発生する応力腐食割れとの関係について、詳細に説明する。
【００２７】
本発明者等は、引き出し部３ｂの幅（ｗ）と、内部電極３と焼付電極層５ａとの間の接続不良及び素体２に発生する応力腐食割れとの関係を明らかにするために、以下のような第１の実験を行なった。応力腐食割れに関しては、引き出し部３ｂの幅（ｗ）が異なる積層コンデンサ（２０１２タイプ、３２１６タイプ、及び３２２５タイプの積層コンデンサ）をサンプルＡ−１〜Ａ−５，Ｂ−１〜Ｂ−７，Ｃ−１〜Ｃ−５毎に所定個数の検体を作製し、各検体におけるクラック（応力腐食割れ）の発生の有無を外観検査により確認した。内部電極３と焼付電極層５ａとの間の接続不良に関しては、各検体の静電容量を測定し、測定値が設計値−２０％を下回る場合に接続不良が生じていると判断した。また、耐熱衝撃性を評価するために、検体を３２０℃のはんだ槽に所定時間（３秒程度）浸漬した後、クラックの発生の有無を外観検査により確認した。
【００２８】
本第１の実験の結果を、図５〜図７に示す。図５に示された実験結果は、２０１２タイプの積層コンデンサに関するものである。図６に示された実験結果は、３２１６タイプの積層コンデンサに関するものである。図７に示された実験結果は、３２２５タイプの積層コンデンサに関するものである。いずれのタイプの積層コンデンサにおける各サンプルＡ−１〜Ａ−５，Ｂ−１〜Ｂ−７，Ｃ−１〜Ｃ−５とも、引き出し部３ｂの幅（ｗ）が異なる点を除いては、上述した実施形態の積層コンデンサ１と同じ構成であり、各タイプの積層コンデンサにおいて各サンプル同士が同じ電気的特性（例えば、Ｂ特性等）を有している。いずれのタイプの積層コンデンサとも、外層部２ｂの厚み（ｔ）が１００μｍに設定され、稜線部の曲率半径（ｒ）が１２０μｍに設定されている。
【００２９】
図５〜図７に示される実験結果から、引き出し部３ｂの幅（ｗ）が１８０μｍ以下に設定されている場合、クラック（応力腐食割れ）の発生が防止されていることがわかる。また、引き出し部３ｂの幅（ｗ）が１００μｍ以上に設定されている場合、接続不良の発生が防止されていることがわかる。したがって、引き出し部３ｂの幅（ｗ）が１００〜１８０μｍに設定されていることにより、内部電極３と焼付電極層５ａとの間の接続不良を防ぐと共に、素体２に応力腐食割れが生じるのを防ぐことができる。引き出し部３ｂの幅（ｗ）が１００〜１８０μｍに設定されている場合、耐熱衝撃性も良好であったことがわかる。
【００３０】
続いて、本発明者等は、外層部２ｂの厚み（ｔ）及び稜線部の曲率半径（ｒ）と、素体２に発生する応力腐食割れ等との関係を明らかにするために、以下のような第２の実験を行なった。応力腐食割れに関しては、外層部２ｂの厚み（ｔ）及び稜線部の曲率半径（ｒ）が異なる積層コンデンサ（２０１２タイプ、３２１６タイプ、及び３２２５タイプの積層コンデンサ）をサンプルＤ−１〜Ｄ−１３，Ｅ−１〜Ｅ−１３，Ｆ−１〜Ｆ−１３毎に所定個数の検体を作製し、各検体におけるチッピング及び応力腐食割れの発生の有無を外観検査により確認した。耐熱衝撃性に関しては、第１の実験と同じ評価を行なった。
【００３１】
本第２の実験の結果を、図８〜図１０に示す。図８に示された実験結果は、２０１２タイプの積層コンデンサに関するものである。図９に示された実験結果は、３２１６タイプの積層コンデンサに関するものである。図１０に示された実験結果は、３２２５タイプの積層コンデンサに関するものである。いずれのタイプの積層コンデンサにおける各サンプルＤ−１〜Ｄ−１３，Ｅ−１〜Ｅ−１３，Ｆ−１〜Ｆ−１３とも、外層部２ｂの厚み（ｔ）、稜線部の曲率半径（ｒ）、及び引き出し部３ｂの幅（ｗ）が異なる点を除いては、上述した実施形態の積層コンデンサ１と同じ構成であり、各タイプの積層コンデンサにおいて各サンプル同士が同じ電気的特性（例えば、Ｂ特性等）を有している。
【００３２】
図８〜図１０に示される実験結果から、稜線部の曲率半径（ｒ）が９０μｍよりも小さいと、チッピングの発生が顕著となり、稜線部の曲率半径（ｒ）が９０μｍ以上に設定されている場合、チッピングの発生が抑制されていることがわかる。稜線部の曲率半径（ｒ）が外層部２ｂの厚み（ｔ）の１．２倍以下に設定されている場合、クラック（応力腐食割れ）の発生が防止されていることがわかる。なお、稜線部の曲率半径（ｒ）が外層部２ｂの厚み（ｔ）の１．２倍以下に設定されている場合であっても、外層部２ｂの厚み（ｔ）が１００μｍよりも小さい場合には、稜線部と引き出し部３ｂとの間隔が比較的小さいことから、クラック（応力腐食割れ）が発生してしまう。また、いずれの検体にあっても、耐熱衝撃性が良好であったことがわかる。
【００３３】
以上のように、本実施形態において、引き出し部３ｂは、端面１３，１４の中央領域に露出して焼付電極層５ａと接続されると共に、その幅（ｗ）が１００〜１８０μｍに設定されているので、内部電極３（引き出し部３ｂ）と焼付電極層５ａとの間の接続不良を防ぐと共に、素体２に応力腐食割れが生じるのを防ぐことができる。
【００３４】
本実施形態にあっては、端面１３，１４と該端面１３，１４に隣り合う側面１１，１２，１５，１６とで形成される稜線部の曲率半径（ｒ）が、外層部２ｂの厚み（ｔ）の１．２倍以下に設定されているので、引き出し部３ｂが稜線部からより一層離れた位置に露出することとなる。この結果、めっき液が浸入した場合でも、引き出し部３ｂが露出した位置まで至るのを確実に抑制することができる。
【００３５】
本実施形態にあっては、上記稜線部の曲率半径（ｒ）が、９０μｍ以上に設定されている。これにより、素体２にチッピングが生じるのを抑制することができる。
【００３６】
ここで、本発明者等は、外層部２ｂの厚み（ｔ）と、ショート不良との関係を明らかにするために、第３の実験を行なった。外層部２ｂの厚み（ｔ）が異なる積層コンデンサ（２０１２タイプ、３２１６タイプ、及び３２２５タイプの積層コンデンサ）をサンプルＧ−１〜Ｇ−１２毎に所定個数の検体を作製し、各検体の直流抵抗を測定し、測定値が基準値（１０ｋΩ）以下の場合にショート不良が生じていると判断した。
【００３７】
本第３の実験の結果を、図１１に示す。いずれのタイプの積層コンデンサにおける各サンプルＧ−１〜Ｇ−１２では、特に、静電容量を同じと設定するために、外層部２ｂの厚み（ｔ）に応じて、誘電体層２１の厚みを変更している。すなわち、同じサイズの素体２を得るためには、外層部２ｂの厚み（ｔ）が大きい分だけ、容量形成部２ａの厚みを小さくせざるを得ない。この状態で、同等の静電容量を確保するためには、誘電体層２１の厚みを小さくして、積層数を増やす必要がある。
【００３８】
図１１に示される実験結果から、外層部２ｂの厚み（ｔ）が１５０μｍより大きくなると、ショート不良の発生が顕著となってしまう。これは、上述したように、誘電体層２１の厚みを小さくすることにより、内部電極３の間での短絡や、電圧破壊が生じやすくなるためと考えられる。したがって、ショート不良の発生を抑制するためには、外層部２ｂの厚み（ｔ）が１５０μｍ以下に設定されていることが好ましい。
【００３９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００４０】
本発明は、積層コンデンサに限られることなく、積層バリスタや積層圧電アクチュエータ等の積層電子部品にも適用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１…積層コンデンサ、２…素体、２ａ…容量形成部、２ｂ…外層部、３…内部電極、３ａ…主電極部、３ｂ…引き出し部、５…端子電極、５ａ…焼付電極層、５ｂ…めっき層、１１…第１側面、１２…第２側面、１３…第１端面、１４…第２端面、１５…第３側面、１６…第４側面、２１…誘電体層。
【図１】
2011165935.tif 000003
【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】
2011165935.tif 000009
【図８】
2011165935.tif 000010
【図９】
2011165935.tif 000011
【図１０】
2011165935.tif 000012
【図１１】
2011165935.tif 000013