(57)【要約】【課題】  信頼性および生産性の高い積層体を提供する。  【解決手段】複数の絶縁体層と導体層とが交互に積層された積層体であって、前記導体層は、第１導体層と、前記第１導体層と前記誘電体層を介して対向し、平面視で前記第１導体層の端部を越えるように互い違いに配置される第２導体層と、を有し、前記第１導体層と前記第２導体層とが互い違いに延びる方向を第１方向，この第１方向に直交する方向を第２方向としたときに、前記第１導体層の端部は、平面視で、前記第２方向に平行な部分を有さない、積層体。【選択図】  図２
2011009664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁体層と導体層とが交互に積層された積層体であって、
前記導体層は、第１導体層と、前記第１導体層と前記誘電体層を介して対向し、平面視で前記第１導体層の端部を越えるように互い違いに配置される第２導体層と、を有し、
前記第１導体層と前記第２導体層とが互い違いに延びる方向を第１方向，この第１方向に直交する方向を第２方向としたときに、
前記第１導体層の端部は、透視平面視で、前記第２方向に平行な部分を有さない、積層体。
【請求項２】
前記第１導体層の端部は、曲線である、請求項１に記載の積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導体層と絶縁体層とを交互に積層してなる積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化・薄型化に伴い、薄い絶縁体層を挟んで導体層を積層する技術が求められている。
【０００３】
例えば、積層型チップコンデンサでは、小型化及び大容量化が求められ、その方法として、内部電極に挟持される絶縁体層の厚さを薄くし、積層数を増加させる方法が考案されている。
【０００４】
しかしながら、このような方法をとると、内部電極が存在する部分と存在しない部分の絶縁体層のみのマージン部分とで段差が生じ、この段差のため絶縁体層のマージン部分に生じる変形が積層数が増加するにつれて著しくなり、この変形により内部電極同士が短絡する恐れがあった。
【０００５】
そこで、特許文献１には、絶縁体層と内部電極を交互に形成した積層体を２以上得て、この積層体同士を積層して積層型チップコンデンサを得る方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４２７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、個々の積層体の積層数を少なくすることで絶縁体層のマージン部における変形を小さくすることはできるが、この場合でも内部電極同士の短絡が生じる恐れがあった。そして、これは絶縁体層の厚みが薄くなるにつれ顕著となる恐れがあった。
【０００８】
また、１つの積層型コンデンサを得るために２以上の積層体を別々に形成し、さらにそれらを位置合わせして積層するため、製造工程が多く生産性が低いという問題点があった。さらに、積層体同士を積層する際に位置ズレが生じて、容量にバラつきが生じ、信頼性が低くなるという問題点もあった。
【０００９】
本発明は上述の事情に鑑みて案出されたものであり、その目的は、生産性が高く、かつ、導電体層同士の短絡を抑制した、信頼性の高い積層体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の積層体は、複数の絶縁体層と導体層とが交互に積層された積層体であって、
前記導体層は、第１導体層と、前記第１導体層と前記誘電体層を介して対向し、平面視で前記第１導体層の端部を越えるように互い違いに配置される第２導体層と、を有し、
前記第１導体層と前記第２導体層とが互い違いに延びる方向を第１方向，この第１方向に直交する方向を第２方向としたときに、
前記第１導体層の端部は、透視平面視で、前記第２方向に平行な部分を有さないものである。
【発明の効果】
【００１１】
複数の絶縁体層と導体層とが交互に積層される場合には、絶縁体層の変形が、第１導体層の端部において最も大きくなり、導体層同士の短絡が生じる恐れがある。
【００１２】
本願発明者は、上記事情を鑑み鋭意検討を重ねた結果、第１導体層の端部のうち、絶縁体層の変形は、第２方向に平行な部分が存在することに大きく依存することを見出した。
【００１３】
本発明の積層体によれば、第１導体層は、第２方向に平行な部分を有さないことから、絶縁体層の変形を抑制することができるため、短絡の生じない、信頼性の高い積層体となる。
【００１４】
さらに、第１導体層の平面視における形状のみで導体層同士の短絡を抑制することから、新たな部材や、製造工程を追加する必要がないため、生産性の高い積層体となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、本発明の積層体の実施形態を示す模式的な平面図及び断面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す積層体の第１導体層の形状を示す要部拡大平面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ、図２（ａ）のＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線における矢視断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、従来の積層体の第１導体層の形状を示す要部拡大平面図，図３（ａ）のＩ’−Ｉ’線における矢視断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図２に示す第１導体層の変形例を示す、要部拡大平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、本発明の積層体の製造方法の各工程を示す要部拡大平面図及び断面図である。
【図６】本発明の積層体の製造方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、本発明に係る積層体の好適な実施形態を詳細に説明する。また、以下の実施の形態で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率は現実のものとは必ずしも一致していない。また、理解を容易にするために、上面に位置する一部の構成要素の図示を省略する場合がある。また、本発明は以下の実施の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。なお、本実施形態では積層コンデンサを例に説明する。また、以下の図面においても同様だが、同様の箇所には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態である積層体１０を用いた積層コンデンサ２０の平面図及び図１（ａ）のＩ−Ｉ線における断面図である。また、図２（ａ）は、図１の第１導体層の形状を示す誇張して示している要部拡大平面図，図２（ｂ）〜（ｄ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線において、第１導体層とその上下の絶縁体層との形状を説明する模式的な要部拡大断面図である。
【００１８】
図１に示すように積層体１０は、絶縁体層１と導体層４とが交互に積層されてなる。ここで、一方側面には外部電極５ａが，他方側面には第２外部電極５ｂが設けられており、この互い違いに積層された導体層４がこの外部電極５ａ，５ｂに交互に接続されて、積層コンデンサ２０を構成している。ここで、互い違いに導体層４が延びる方向を第１方向（図１（ａ）の横方向），平面視で第１方向と直交する方向を第２方向（図１（ａ）の縦方向）とする。
【００１９】
この互い違いに延びる導体層４のうち、絶縁体層１を１層挟んで対向する１組の導体層４を、第１導体層２，第２導体層３とすると、第２導体層３は第１導体層２の端部２ａを超えて、第１導体層２と互い違いになるように配置されている。端部２ａは、平面視で、絶縁体層１，第１及び第２導体層２，３が存在する領域と、絶縁体層１及び第２導体層３のみが存在する領域と、の境界部分である。
【００２０】
従来は、このような端部近傍において導体層間の短絡が生じる不具合が多く発生していた。これは、端部において、第２方向に平行な部分があり、この平行な部分において一方向に揃った導体層の厚さ分の段差が発生することに起因する。すなわち、段差が一方向に揃って一様に発生することより、この一様な段差が発生している面の上に絶縁体層を積層するときに、この段差に起因して上部の絶縁体層が変形し、端部近傍の絶縁体層の厚みが著しく薄くなり、絶縁性を十分に確保できなくなる。このような不具合は、積層数が多く、積層方向に対して上側にある導体層において特に顕著となる。
【００２１】
そこで、本実施形態では、第１導体層２の平面視における形状を、第２方向に平行な部分を有さない形状とすることで短絡を抑制するものである。すなわち、以下のようなメカニズムにより短絡の発生を抑制する。まず、第１導体層は第２方向に平行な部分がないため、第１導体層２の端部２ａに起因する段差は一方向に揃っておらず、急激な段差の発生がなくなる。このため、その上に形成する絶縁体層１の変形を緩和することができる。これにより、厚みが著しく薄くなるような絶縁体層１の変形を抑制し、短絡を防止することができる。以下、具体的な形状について説明する。
【００２２】
平面視で、端部２ａの位置する領域の、第１導体層２の形状について、図２を用いて説明する。
【００２３】
本実施形態の積層体１０において、図２（ａ）に示すように、第１導体層２の端部２ａは、平面視で、第２方向の両端部２ｃ１，２ｃ２から、これら両端部２ｃ１，２ｃ２とは第１方向の座標が離れた位置に存在する先端部２ｂまでを曲線で結ぶ円弧状となっている。このような形状となっていることから、第２方向に平行な部分をなくすことができる。
【００２４】
ここで、図２（ｂ）〜（ｄ）を用いて、短絡の発生を抑制するメカニズムについて説明する。図２（ｂ）〜（ｄ）は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線における断面図である。ここで、第１導体層２直上の絶縁体層１のみ示し、その他の絶縁体層１及び導体層４の図示は省略している。すなわち、先端部２ｂおよびその近傍における絶縁体層１の形状について示している。また、参考までに、端部に第２方向に平行な部分を有する従来の積層体の例を図３に示す。
【００２５】
図３に示すように、従来の積層体においては、第１導体層の端部において生じる段差に応じて、絶縁体層が隆起し、第１導体層の端部との距離が著しく薄くなる部位が発生する。これに対して、本実施形態の積層体１０では、同様に第１導体層２の段差により絶縁体層の隆起による変形は生じるが、その隆起の形状がブロードとなり絶縁体層１の厚みが極端に薄くなる部分の発生を抑制することができる。例えば、図２（ｃ）に示すように、Ｂ−Ｂ線と端部２ａとの交点２ｂ’の直上において絶縁体層１は隆起するが、その近傍においてＡ−Ａ線と端部２ａとの交点２ｂ（先端部２ｂ），Ｃ−Ｃ線と端部２ａとの交点２ｂ”による絶縁体層１の隆起の影響が残っているため隆起の形状がブロードとなる。
【００２６】
すなわち、絶縁体層１の隆起をピークにみたてると、従来の積層体の場合には、第１導体層の端部が第２方向に平行となっているため、第１方向におけるピーク位置が重なり、合成されるピーク形状は急峻でそのピーク高さも高くなる。これ対して、積層体１０では、ピーク位置を第１方向にずらして位置させることができるので、合成されるピーク形状がブロード状になるとともに、ピーク高さも抑えることができる。その結果、絶縁体層１の変形を抑制することができる。
【００２７】
以上より、第１導体層２の端部２ａ近傍における絶縁体層１の変形を抑制することができるので、第１及び第２導体層２，３間の短絡を抑制することができ、信頼性の高い積層体１０を提供することができる。そして、信頼性の高い積層体１０を用いることにより、同様に信頼性の高い積層コンデンサ２０を提供することができる。
【００２８】
なお、図２では両端部２ｃ１，２ｃ２の第１方向における座標位置が同じ例を示したが、両者の座標位置はずれていてもよい。
【００２９】
ここで、積層体１０を積層コンデンサ２０に用いる場合には、端部２ａの円弧状形状の存在により、第１及び第２導体層２，３の対向面積が少なくなるが、このような部分が形成される領域は、平面視で端部２ａと重なる一部の領域であり、第１及び第２導体層２，３の対向する全面積に比べると僅かであるため、積層コンデンサ２０の容量には大きな影響は生じない。例えば、第１方向の座標において、先端部２ｂから、両端部２ｃ１，２の位置の差分をｗ０，第１及び第２導体層２，３の対向する幅をｗとしたとき、ｗ０／ｗを０．１以下とすればよい。
【００３０】
また、上述の例では、端部２ａを円弧状にすることで第２方向に平行な部分を有さない構成としている。しかしながら、製造時のばらつき等によって、先端部２ｂや両端部２ｃ１，２ｃ２の一部に第２方向と平行な直線が含まれてしまうことがある。また、円弧状とした場合でも、その変曲点を微視的に見れば第２方向と平行になっている箇所が存在する。このように、端部のごくわずかな領域が、第２方向と平行になっていたとしても、本発明の効果を損なうものではないので、実質的に平行であるということはできない。本発明の効果を奏するためには、具体的には、第２方向に延びる幅に対して第２方向に平行な直線部が連続して５％以下の長さであればよい。
【００３１】
なお、導体層４のうち平面視で第１方向に平行の延びる辺の近傍では、絶縁体層１に変形は生じるが、その変形部を超えて延在するような導体層４は存在しないので、導体層４同士の短絡が生じる恐れは少ない。このため、導体層４のうち、他の導体層が端部を超えて延在する部分のみにおいて、導体層４の形状を考慮すればよい。
【００３２】
このような、積層体１０を構成する絶縁体層１は、絶縁性を有する材料からなれば特に限定はされず、例えばガラスセラミックスやアルミナセラミックス・ムライトセラミックス等，ＳｉＯ２やエポキシなどの樹脂材料等の電気絶縁材料から成る。例えばアルミナ１８〜２４重量％と石英８〜１７重量％、コージェライト１３〜２５重量％、残部がホウ珪酸ガラスであるガラスセラミックスで形成される場合であれば、７２〜７６重量％の酸化珪素、１５〜１７重量％の酸化ホウ素、２〜４重量％のアルミナ、１．５重量％以下の酸化マグネシウム、１．１〜１．４重量％の酸化ジルコニウム、合量が２〜３重量％の酸化リチウム・酸化カリウム・酸化ナトリウムから成るホウ珪酸ガラス粉末に１８〜２４重量％のアルミナ粉末、８〜１７重量％の石英粉末、１３〜２５重量％のコージェライト粉末および適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合してスラリー状となすとともに、このスラリーを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法を採用してシート状となすことによってグリーンシート（生シート）を得て、しかる後、所定のグリーンシートに導体層４となる層を配置するとともに複数枚を上下に積層してグリーンシート積層体となし、最後にグリーンシート積層体を約９００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００３３】
また、積層体１０を用いて積層コンデンサ２０とする場合には、例えばチタン酸バリウム等を用い、厚さは、１μｍ〜２０μｍとすればよい。
【００３４】
導体層４は、導電性を有する材料からなれば特に限定されないが、例えば、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ等の金属やそれらの合金，ＩｒＯ２，ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の酸化物導電体を用いて、厚さ０．１〜５μｍ程度とすればよい。例えば、Ｃｕから成る導体層４を、グリーンシートを焼成することで得る絶縁体層１と交互に積層する場合には、Ｃｕの粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを各絶縁体層１となるグリーンシートの上下面に予めスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して所定のパターンに印刷塗布しておきグリーンシート積層体を焼成することによって、積層体１０の内部に所定パターンに形成・配設される。なお、第１導体層２と第２導体層３とは同一の材料でも異なる材料でもよいが、生産性を考慮すると同一材料で形成することが好ましい。
【００３５】
このように積層体１０は、例えば、絶縁体層１となるグリーンシートと導体層４となる層とを交互に複数層積層後、焼成して得る。積層数は適宜自由に設定すればよいが、例えば３０〜１０００層積層すればよい
そして、この積層体１０の側面に形成される第１及び第２外部電極は、導電性を有する材料からなれば特に限定されないが、例えばＣｕ等を用いることができる。
【００３６】
（第１導体層の変形例）
次に、図２に示す第１及び第２導体層２，３の変形例について、図４を用いて説明する。
【００３７】
図４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、第１導体層２の端部２ａの形状を示す要部平面図である。
【００３８】
図２（ａ）では、端部２ａは円弧状の曲線で形成されていたが、図４（ａ）に示すように、両端部２ｃ１，２ｃ２から先端部２ｂを結ぶ直線で形成されてもよい。
【００３９】
また、図２（ａ）では、端部２ａは円弧状に膨らんだ形状であったが、図４（ｂ）に示すように、円弧状に凹んだ形状でもよい。
【００４０】
さらに、図２（ａ）では、端部２ａは１つの曲率半径の大きな円弧状の曲線で形成されていたが、図４（ｃ）に示すように、図２（ａ），図４（ｂ）に示すパターンを単位構成として、それを繰り返す構成としてもよい。
【００４１】
さらに、図２，図４（ａ），（ｂ）に示すパターンを単位構成として、それらを繰り返す構成や、複数の単位構成を組み合わせて繰り返す構成にして、端部２ａ全体が有するようにしてもよいし、端部２ａを構成する曲線もしくは直線上にさらに上述の単位構成を有するようにしてもよい。
【００４２】
（積層体の製造方法）
次に、図１に示す積層体１０を例に、積層体１０の製造方法について図５を用いて説明する。なお、導体層４の形状は図２に示すものとする。図５（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、積層体１０の製造工程を示す、平面図および、平面図のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。なお、図中において、理解を容易にするために特徴部分を強調している。
【００４３】
積層体１０は、ドクターブレード装置において、ブレードまたはステージを第１方向に動かし、スラリー状の絶縁材料を塗布する絶縁材料塗布工程と、導電材料を前記絶縁材料塗布工程により形成した面に配置する導電材料配置工程とを交互に繰り返して得た積層物を焼成することで絶縁材料を絶縁体層に、導電材料を導電体層にして、製造する。
【００４４】
＜第１導電材料配置工程＞
まず、図５（ａ）に示すように、後から焼成することにより絶縁層１となる絶縁材料からなるグリーンシート１’上に、通常の印刷技術により、第１方向に垂直な第２方向と略平行に延びる端部を有するように導電材料を配置して第１導体パターン２’を形成する。
【００４５】
第１導体パターン２’は、第１方向と略平行に延びる辺同士をつなぐ端部２ａ’を有し、端部２ａ’は、第２方向と平行な部分が生じないように、先端部２ｂから両端部２ｃ１，２ｃ２まで曲線で結んだ形状となるようにパターニングする。
【００４６】
＜絶縁材料塗布工程＞
次に、図５（ｂ）に示すように、ドクターブレード法にて、第１導体パターン２’の上面に、絶縁材料を塗布しグリーンシート１”を形成する。
【００４７】
＜第２導電材料配置工程＞
次に、図５（ｃ）に示すように、第１導体パターン２’の端部２ａ’を越えるように互い違いに配置されるような、第２導体パターン３’を形成する。
【００４８】
このように、導電材料配置工程のうち第１導電材料配置工程，第２導電材料配置工程を、絶縁材料塗布工程を挟んで連続して行ない、第１導体パターン２’のうち、平面視で第２導体パターン３’と重なる部分において、第２方向に平行な部分を有しないようにする。
【００４９】
平面視で、端部２ａ’に重なる位置において、グリーンシート１”は変形するが、その変形はブロード状に現れるため、端部２ａ’の角部付近ではの厚み変化も抑制され、短絡の発生を抑制することができる。これにより、信頼性の高い積層体の製造方法を提供することができる。また、このような信頼性の高い積層体を、第１導体パターン２’のパターニング形状を工夫するだけで得ることができるので、新たな工程が不要となり、生産性の高い積層体の製造方法を提供することができる。
【００５０】
ここで、このドクターブレードを用いた製造方法についてさらに詳述する。
【００５１】
図６に示すように、ドクターブレード装置では、スラリー状の絶縁材料をブレードからステージ上に供給しつつ、ステージ（又はブレード）を第１方向（搬送方向）に動かすことで、面方向に絶縁材料を塗布することができる。ここで、図６（ａ）に示すように、導電材料の第１導体パターン２’が存在する場合には、ステージとともに第１導体パターン２’もステージの搬送速度で移動することとなる。これに対して、ブレードから供給される絶縁材料は、供給されるときの圧力にもよるが、一般に高い粘度を有するため、厚み方向に速度分布をもち、特にステージに近い側での移動速度は搬送速度よりも遅くなることが想定される。これにより、第１導体パターン２’の端部２ａ’が移動することにより絶縁材料の一部が端部２ａ’により押し出され、絶縁材料の厚み方向に隆起部が形成され、その隆起部の近傍では逆に厚みが薄くなる可能性がある。このような現象は、第１導体パターン２’が、ステージの搬送方向（第１方向）と直交する第２方向に平行な部分が存在するときに強調される。すなわち、第１導体パターン２’のうち、第１方向に対して垂直からずれた角度の部分では、絶縁材料の変形は生じにくくなる。このため、例えば、端部部２ａが、図２，図４に示すような形状の場合には、その上部に第２導体パターン３’が形成されても短絡が発生する可能性は低い。
【００５２】
なお、図６（ｂ）に示すように、絶縁材料の厚みｈは、ブレードの刃先長さＬ，ステージの搬送速度ｕｗ，絶縁材料の粘度μ，ブレードの刃先から塗布面までの高さＨ（第１導体パターン２’の存在しない部位における高さＨＬ，存在する部位の高さＨＲ），ブレードの刃先直下の領域において、第１導体パターン２’の存在しない部位の長さｌＲ，存在す部位の長さｌＬ，ブレードの刃先入り口及び出口における絶縁材料の圧力Ｐｉｎ，Ｐｏｕｔにより、式（１）で表される。なお、境界条件として、Ｐｏｕｔは０とすることができる。
【００５３】
【数１】
2011009664.tif 000003
【００５４】
式（１）から、第２方向の各座標位置における絶縁材料の厚みｈが端部２a’付近で増加し、隆起する範囲を計算し、それを元に、第１導体パターン２’の端部a’における曲線の曲率半径や直線の傾き等を決定すればよい。
【００５５】
本発明は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【００５６】
例えば、積層体としてセラミックコンデンサを例に説明したが、電子部品において、基板上に、配線の引き回しを行なうために、厚み方向に（立体的に）配線（導体層）と絶縁体層を積層する例に適用してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・絶縁体層
２・・・第１導体層
３・・・第２導体層
４・・・導体層
５ａ・・第１外部電極
５ｂ・・第２外部電極
１０・・積層体
２０・・積層コンデンサ
【図１】
2011009664.tif 000004
【図２】
2011009664.tif 000005
【図３】
2011009664.tif 000006
【図４】
2011009664.tif 000007
【図５】
2011009664.tif 000008
【図６】
2011009664.tif 000009