(57)【要約】【課題】外部電極の焼き付け時における部品間の融着を容易に防止することができるセラミック電子部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るセラミック電子部品は、セラミック素体と、外部電極とを具備する。  上記セラミック素体は、内部電極を有する。  上記外部電極は、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む複数の棒状結晶粒子を有し、上記内部電極と接続され上記セラミック素体の表面に形成される。【選択図】図４
2019024065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電極を有するセラミック素体と、
Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む複数の棒状結晶粒子を有し、前記内部電極と接続され前記セラミック素体の表面に形成された外部電極と
を具備するセラミック電子部品。
【請求項２】
請求項１に記載のセラミック電子部品であって、
前記外部電極を、前記外部電極の表面から前記外部電極の厚みの半分の深さ以内の表面領域と、前記表面領域と前記セラミック素体に隣接する内部領域とに区分したときに、前記複数の棒状結晶粒子は、前記内部領域よりも前記表面領域に多く分布する
セラミック電子部品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のセラミック電子部品であって、
前記複数の棒状結晶粒子は、それぞれ、長手方向に２０μｍ以下の長さを有する
セラミック電子部品。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか一項に記載のセラミック電子部品であって、
前記外部電極は、銅を含む
セラミック電子部品。
【請求項５】
内部電極を有するセラミック素体を形成し、
前記セラミック素体の表面に、Ｂａ、Ｚｎ及びＳｉを含む電極材料を塗布し、
前記電極材料を加湿された雰囲気下で焼き付けることで、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む棒状結晶粒子が析出され、前記内部電極と接続された外部電極を形成する
セラミック電子部品の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のセラミック電子部品の製造方法であって、
前記電極材料は、フレーク状の金属粉末を含む
セラミック電子部品の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のセラミック電子部品の製造方法であって、
前記電極材料は、銅を含む
セラミック電子部品の製造方法。
【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等のセラミック電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサは、複数の内部電極が配置されたセラミック素体と、当該素体の表面に形成され内部電極に接続された外部電極とを備える。外部電極は、例えば、金属粉末とガラスフリット等を含む導電性ペーストをセラミック素体の表面に塗布し、焼き付けすることで形成される。ガラス成分は、外部電極とセラミック素体との接合性等の観点から含有される。
【０００３】
導電性ペーストを焼き付けし外部電極を形成する際、導電性ペーストに含まれるガラス成分が溶融し、隣接して配置される外部電極同士が融着してしまうことがある。また、融着を抑制するためには、焼き付け温度を下げることも考えられるが、外部電極の緻密度低下による信頼性の低下といった問題が懸念される。
このような現象を防止するため、以下のような技術が知られている。
例えば特許文献１には、導電性ペーストに主成分となり得る金属粉末よりも高い融点の金属添加物を加えて焼き付けするセラミック電子部品の製造方法が記載されている。
特許文献２には、外部電極用のペーストを塗布した後、金属粉を付着させた状態で焼き付けを行うセラミック電子部品の製造方法が記載されている。
特許文献３には、外部電極の焼き付け時に融着を防止しながら各チップを配置するチップ状電子部品用トレーを用いたセラミック電子部品の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２４８１号公報
【特許文献２】特開２００６−３４４８２０号公報
【特許文献３】特開２００６−３１０７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の製造方法は、導電性ペーストに金属添加物や金属粉を加える必要があった。
また、特許文献３に記載の製造方法は、各チップを配置するためのチップ状電子部品用トレーが必要であった。
このように、特許文献１〜３に記載の解決方法は、いずれもコストや工数が増加するという問題があった。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、外部電極の焼き付け時における部品間の融着を容易に防止することができるセラミック電子部品及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るセラミック電子部品は、セラミック素体と、外部電極とを具備する。
上記セラミック素体は、内部電極を有する。
上記外部電極は、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む複数の棒状結晶粒子を有し、上記内部電極と接続され上記セラミック素体の表面に形成される。
【０００８】
上記構成では、外部電極にＢａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む複数の棒状結晶粒子が析出し、外部電極におけるガラスの析出を抑制することができる。これにより、当該ガラスが溶融することによる部品間の融着を容易に防止することができる。
【０００９】
上記外部電極を、上記外部電極の表面から上記外部電極の厚みの半分の深さ以内の表面領域と、上記表面領域と上記セラミック素体に隣接する内部領域とに区分したときに、上記複数の棒状結晶粒子は、上記内部領域よりも上記表面領域に多く分布してもよい。
これにより、棒状結晶粒子が外部電極表面側に多く析出し、当該表面からのガラスの析出を抑制することができる。したがって、ガラスが溶融することによる部品間の融着をより効果的に防止することができる。
【００１０】
例えば、上記複数の棒状結晶粒子は、それぞれ、長手方向に２０μｍ以下の長さを有していてもよい。
【００１１】
例えば、上記外部電極は、銅を含んでいてもよい。
【００１２】
本発明の他の実施形態に係るセラミック電子部品の製造方法は、内部電極を有するセラミック素体を形成するステップを含む。
上記セラミック素体の表面に、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）及びケイ素（Ｓｉ）を含む電極材料が塗布される。
上記電極材料を加湿された雰囲気下で焼き付けることで、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む棒状結晶粒子が析出され、上記内部電極と接続された外部電極が形成される。
【００１３】
上記構成では、加湿された雰囲気下でバリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）及びケイ素（Ｓｉ）を含む電極材料を焼き付けるため、焼き付け時に、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む棒状結晶粒子が析出される。これにより、電極材料のガラス成分の一部が棒状結晶粒子に取り込まれるため、焼き付け時の外部電極におけるガラスの析出を抑制することができる。したがって、ガラスの溶融による部品間の融着を容易に防止することができる。
【００１４】
上記電極材料は、フレーク状の金属粉末を含んでもよい。これにより、棒状結晶粒子をより多く析出させることができる。
【００１５】
また、上記電極材料は、例えば銅を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、外部電極の焼き付け時における部品間の融着を容易に防止することができるセラミック電子部品及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの斜視図である。
【図２】上記積層セラミックコンデンサの図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。
【図３】上記積層セラミックコンデンサの図１のＢ−Ｂ'線に沿った断面図である。
【図４】上記積層セラミックコンデンサの外部電極の拡大断面図である。
【図５】上記積層セラミックコンデンサの外部電極表面の拡大平面図である。
【図６】上記積層セラミックコンデンサの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】上記積層セラミックコンデンサの製造過程を示す分解斜視図である。
【図８】上記積層セラミックコンデンサの製造過程を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例と比較例の外部電極の表面をＸ線解析（ＸＲＤ）によって分析した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図面には、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が適宜示されている。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は全図において共通である。
【００１９】
図１〜３は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１０を示す図である。図１は、積層セラミックコンデンサ１０の斜視図である。図２は、積層セラミックコンデンサ１０の図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。図３は、積層セラミックコンデンサ１０の図１のＢ−Ｂ'線に沿った断面図である。
【００２０】
積層セラミックコンデンサ１０は、セラミック素体１１と、第１外部電極１４と、第２外部電極１５とを具備する。積層セラミックコンデンサ１０は、セラミック素体１１の表面に外部電極１４，１５が形成された構成を有する。
【００２１】
セラミック素体１１は、典型的には、Ｘ軸方向を向いた２つの端面１１ａ，１１ｂと、Ｙ軸方向を向いた２つの側面１１ｃ，１１ｄと、Ｚ軸方向を向いた２つの主面１１ｅ，１１ｆとを有する。端面１１ａ，１１ｂには、外部電極１４，１５が形成される。セラミック素体１１の各面を接続する稜部は面取りされていてもよい。
なお、セラミック素体１１は、図１〜３に示すような直方体形状でなくてもよい。例えば、セラミック素体１１の各面は曲面であってもよく、セラミック素体１１は全体として丸みを帯びた形状であってもよい。
【００２２】
セラミック素体１１は、容量形成部１６と、保護部１７と、を有する。容量形成部１６は、複数のセラミック層１８と、複数の第１内部電極１２と、複数の第２内部電極１３と、を有し、これらが積層された構成を有する。保護部１７は、容量形成部１６のＺ軸方向を向いた両主面の全領域と、Ｙ軸方向を向いた両側面の全領域とをそれぞれ覆っている。
【００２３】
内部電極１２，１３は、Ｚ軸方向に積層された複数のセラミック層１８の間に、Ｚ軸方向に沿って交互に配置されている。第１内部電極１２は、端面１１ａに引き出され、端面１１ｂから離間している。第２内部電極１３は、端面１１ｂに引き出され、端面１１ａから離間している。
内部電極１２，１３は、典型的にはニッケル（Ｎｉ）を主成分として構成され、積層セラミックコンデンサ１０の内部電極として機能する。なお、内部電極１２，１３は、ニッケル以外に、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）の少なくとも１つを主成分としていてもよい。
【００２４】
セラミック層１８は、誘電体セラミックスによって形成されている。セラミック層１８は、容量形成部１６における容量を大きくするために、高誘電率の誘電体セラミックスで形成される。
上記高誘電率の誘電体セラミックスとして、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系材料の多結晶体、つまりバリウム（Ｂａ）及びチタン（Ｔｉ）を含むペロブスカイト構造の多結晶体が用いられる。これにより、大容量の積層セラミックコンデンサ１０が得られる。
なお、セラミック層１８は、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）系、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）系、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ３）系、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ３）系、チタン酸ジルコン酸カルシウム（Ｃａ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）系、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ３）系、酸化チタン（ＴｉＯ２）系などで形成されてもよい。
【００２５】
保護部１７も、誘電体セラミックスで形成されている。保護部１７を形成する材料は、絶縁性セラミックスであればよいが、セラミック層１８と同様の誘電体セラミックスを用いることにより、セラミック素体１１における内部応力が抑制される。
保護部１７は、容量形成部１６におけるＸ軸方向両端面以外の面を被覆する。保護部１７は、主に、容量形成部１６の周囲を保護し、内部電極１２，１３の絶縁性を確保する機能を有する。
以下、保護部１７の両主面１１ｅ，１１ｆ側の領域をカバー領域、両側面１１ｃ，１１ｄ側の領域をサイドマージン領域と称する。
【００２６】
外部電極１４，１５は、セラミック素体１１の両端面１１ａ，１１ｂにそれぞれ形成される。第１外部電極１４は、端面１１ａに引き出された第１内部電極１２と接続され、第２外部電極１５は、端面１１ｂに引き出された第２内部電極１３と接続される。
外部電極１４，１５は、端面１１ａ，１１ｂを覆い、かつ、両側面１１ｃ，１１ｄ及び両主面１１ｅ，１１ｆに延出していてもよい。この場合、外部電極１４，１５のいずれにおいても、Ｘ−Ｚ平面に平行な断面及びＸ−Ｙ平面に平行な断面の形状がＵ字状となっている。
【００２７】
外部電極１４，１５は、導電性ペースト等の電極材料を焼き付けることによって形成された焼結金属膜として構成される。外部電極１４，１５の表面Ｓには、１又は複数のメッキ膜が形成されてもよい（図示せず）。これにより、積層セラミックコンデンサ１０をハンダ等により実装することが容易になる。
【００２８】
［外部電極１４，１５の詳細な構成］
図４は、外部電極１４，１５をＺ軸方向から見た拡大断面図である。図５は、外部電極１４，１５の表面Ｓの拡大平面図である。
【００２９】
外部電極１４，１５は、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、ケイ素（Ｓｉ）及び酸素（Ｏ）を含む複数の棒状結晶粒子Ｐを有する。この棒状結晶粒子Ｐは、後述するように、外部電極１４，１５の焼き付け時に析出する、長手方向を有する結晶粒子である。棒状結晶粒子Ｐは、例えば平面視において矩形に構成されるが、一方向に長く形成されていればこれに限定されない。各棒状結晶粒子Ｐは、例えば長手方向に２０μｍ以下の長さを有しており、短手方向に３μｍ以下の長さを有していてもよい。棒状結晶粒子Ｐは、例えば、バリウム亜鉛シリケート（ＢａＺｎＳｉＯ４）で構成される。
【００３０】
棒状結晶粒子Ｐは、外部電極１４，１５を、外部電極１４，１５の表面Ｓから外部電極１４，１５の厚みＤの半分の深さＤ／２以内の表面領域Ｒ１と、表面領域Ｒ１とセラミック素体１１とに隣接する内部領域Ｒ２とに区分したときに、内部領域Ｒ２よりも表面領域Ｒ１に多く分布する。図４に示す例では、棒状結晶粒子Ｐは、表面領域Ｒ１に４個、内部領域Ｒ２に１個、分布している。また、図５に示すように、棒状結晶粒子Ｐは、表面Ｓにも多く析出する。
【００３１】
図４を参照し、表面領域Ｒ１及び内部領域Ｒ２は、以下のようにも定義できる。
表面領域Ｒ１は、外部電極１４，１５の厚み方向（例えばＸ軸方向）に直交する方向（例えばＺ軸方向）から見た外部電極１４，１５の断面において、外部電極１４，１５の厚み方向の中心に沿って延在する仮想的な中心線Ｌよりも外部電極１４，１５の表面Ｓ側の領域をいうものとする。
内部領域Ｒ２は、上記外部電極１４，１５の上記断面において、中心線Ｌよりもセラミック素体１１側の領域をいうものとする。
【００３２】
外部電極１４，１５が棒状結晶粒子Ｐを有することで、後述するように、外部電極１４，１５の焼き付け時に隣接する積層セラミックコンデンサ１０間の融着を防止することができる。
【００３３】
［積層セラミックコンデンサ１０の製造方法］
図６は、積層セラミックコンデンサ１０の製造方法を示すフローチャートである。図７及び図８は、積層セラミックコンデンサ１０の製造過程を示す図である。以下、積層セラミックコンデンサ１０の製造方法について、図６に沿って、図７及び図８を適宜参照しながら説明する。
【００３４】
（ステップＳ０１：セラミックシート積層）
ステップＳ０１では、容量形成部１６を形成するための第１セラミックシート１０１及び第２セラミックシート１０２と、保護部１７のカバー領域を形成するための第３セラミックシート１０３と、を準備する。そして、図７に示すように、これらのセラミックシート１０１，１０２，１０３を積層し、未焼成のセラミック素体１１１を作製する。
【００３５】
セラミックシート１０１，１０２，１０３は、誘電体セラミックスを主成分とする未焼成の誘電体グリーンシートとして構成される。セラミックシート１０１，１０２，１０３は、例えば、ロールコーターやドクターブレードなどを用いてシート状に成形される。セラミックシート１０１，１０２，１０３の厚さは適宜調整可能である。
【００３６】
図７に示すように、第１セラミックシート１０１には第１内部電極１２に対応する未焼成の第１内部電極１１２が形成され、第２セラミックシート１０２には第２内部電極１３に対応する未焼成の第２内部電極１１３が形成されている。なお、保護部１７のカバー領域に対応する第３セラミックシート１０３には内部電極が形成されていない。
【００３７】
内部電極１１２，１１３は、任意の導電性ペーストをセラミックシート１０１，１０２に塗布することによって形成することができる。導電性ペーストの塗布方法は、公知の技術から任意に選択可能である。例えば、導電性ペーストの塗布には、スクリーン印刷法やグラビア印刷法を用いることができる。
【００３８】
図７に示す未焼成のセラミック素体１１１では、セラミックシート１０１，１０２が交互に積層され、そのＺ軸方向上下面にカバー領域に対応する第３セラミックシート１０３が積層される。なお、セラミックシート１０１，１０２，１０３の枚数は図７に示す例に限定されない。
【００３９】
未焼成のセラミック素体１１１は、セラミックシート１０１，１０２，１０３を圧着することにより一体化される。セラミックシート１０１，１０２，１０３の圧着には、例えば、静水圧加圧や一軸加圧などを用いることが好ましい。これにより、セラミック素体１１１を高密度化することが可能である。
【００４０】
図８は、ステップＳ０１で得られる未焼成のセラミック素体１１１の斜視図である。未焼成のセラミック素体１１１は、セラミック層１１８の間に内部電極１１２，１１３が交互に積層された容量形成部１１６を有し、Ｘ軸方向両端面に内部電極１１２，１１３が露出している。未焼成のセラミック素体１１１は、容量形成部１１６の周囲に保護部１１７が形成されており、Ｙ軸方向両側面及びＺ軸方向両主面からは内部電極１１２，１１３が露出していない。
【００４１】
なお、以上では１つのセラミック素体１１に相当する未焼成のセラミック素体１１１について説明したが、実際には、個片化されていない大判のシートとして構成された積層シートが形成され、セラミック素体１１１ごとに個片化される。
【００４２】
（ステップＳ０２：焼成）
ステップＳ０２では、ステップＳ０１で得られた未焼成のセラミック素体１１１を焼結させることにより、図１〜３に示すセラミック素体１１を作製する。つまり、ステップＳ０２により、容量形成部１１６が容量形成部１６になり、保護部１１７が保護部１７になる。
【００４３】
ステップＳ０２における焼成温度は、セラミック素体１１１の焼結温度に基づいて決定可能である。例えば、誘電体セラミックスとしてチタン酸バリウム系材料を用いる場合には、焼成温度を１０００〜１３００℃程度とすることができる。また、焼成は、例えば、還元雰囲気下、又は低酸素分圧雰囲気下において行うことができる。
【００４４】
（ステップＳ０３：電極材料塗布）
ステップＳ０３では、ステップＳ０２で得られたセラミック素体１１の表面に電極材料を塗布する。
【００４５】
例えば、セラミック素体１１の両端面１１ａ，１１ｂに未焼成の電極材料を塗布する。電極材料としては、例えば金属粉末とバリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）及びケイ素（Ｓｉ）を含む導電性ペーストが用いられる。金属粉末は、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）等を含んでいてもよく、例えばＣｕで構成される。Ｓｉ，Ｂａ及びＺｎは、ガラス成分として添加される。電極材料は、これらの他、有機バインダ等を適宜含んでいてもよい。
【００４６】
本実施形態において、電極材料は、フレーク状の金属粉末を含んでいてもよい。フレーク状の金属粉末とは、薄い鱗片状の金属粉末をいい、例えば、長手方向の長さと厚みとのアスペクト比が１０倍以上あり、長手方向の長さが５μｍ以上、厚みが１μｍ以下のものをいう。フレーク状の金属粉末は、例えば、球状の金属粉末を薄く延ばして加工することで形成される。電極材料がフレーク状の金属粉末を含むことにより、より多くの棒状結晶粒子Ｐを析出させることができる。
金属粉末全体におけるフレーク状の金属粉末の割合は、例えば、６０％以上９５％以下とすることができる。これにより、棒状結晶粒子Ｐを多く析出させつつ、焼き付け後の電極の密度も十分に高めることができる。
【００４７】
塗布方法としては、ディップ工法が用いられる。これにより、両端面１１ａ，１１ｂを覆うように電極材料を塗布することができる。あるいは、スクリーン印刷法やロール転写法が用いられてもよい。
【００４８】
（ステップＳ０４：電極材料の焼き付け）
ステップＳ０４では、塗布された電極材料を焼き付けることで、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、ケイ素（Ｓｉ）及び酸素（Ｏ）を含む棒状結晶粒子が析出され、内部電極１２，１３と接続された外部電極１４，１５を形成する。
【００４９】
電極材料は、加湿された雰囲気下において焼き付けられる。加湿された雰囲気とは、例えば、還元雰囲気又は低酸素分圧雰囲気に水分を含ませ加湿させた雰囲気をいう。これにより、外部電極１４，１５は、より多くの棒状結晶粒子Ｐを析出させることができる。当該雰囲気における露点温度は、例えば、２０℃以上６０℃以下であればよく、より好ましくは３０℃以上５０℃以下であればよい。
【００５０】
さらに、外部電極１４，１５の上に電解メッキ等のメッキ処理を行い、１又は複数のメッキ膜を形成してもよい。
【００５１】
なお、上記のステップＳ０３における処理を、ステップＳ０２の前に行ってもよい。例えば、ステップＳ０２の前に未焼成のセラミック素体１１１のＸ軸方向両端面に未焼成の電極材料を塗布してもよい。これにより、ステップＳ０２において、未焼成のセラミック素体１１１の焼成と電極材料の焼き付けとを同時に行うことができる。
【００５２】
［作用効果］
本実施形態の積層セラミックコンデンサ１０は、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）及びケイ素（Ｓｉ）を含む電極材料を、加湿された雰囲気下で焼き付けることで、Ｂａ，Ｚｎ，Ｓｉ及び酸素（Ｏ）を含む棒状結晶粒子Ｐを析出させることができる。これにより、焼き付け時に、ガラスが溶融することによる積層セラミックコンデンサ１０間の融着を防止することができる。
【００５３】
棒状結晶粒子Ｐは、以下のような機序で形成されると推測される。
電極材料の焼き付け時に、昇温とともにケイ素（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、バリウム（Ｂａ）等のガラス成分が溶融し液相焼結する。これと同時に、Ｚｎ等の元素を中心とする棒状結晶粒子Ｐの種結晶が形成され、ガラス成分の一部を取り込んで当該結晶が成長することで、棒状結晶粒子Ｐが形成されると推測される。さらに、加湿された雰囲気下で焼き付けることにより、水蒸気の存在によって棒状結晶粒子Ｐに含まれる元素の気化が抑制され、棒状結晶粒子Ｐの析出を促進できると考えられる。
【００５４】
上記機序によれば、ガラス成分の一部が棒状結晶粒子Ｐに取り込まれるため、棒状結晶粒子Ｐを析出させることでガラスの析出を抑制し、ガラスの溶融による積層セラミックコンデンサ１０間の融着を防止することができる。
【００５５】
さらに、図４及び図５に示すように、棒状結晶粒子Ｐは、外部電極１４，１５の表面領域Ｒ１に多く分布することができる。これにより、表面Ｓにおけるガラスの析出を抑制でき、ガラスの溶融による積層セラミックコンデンサ１０間の融着を効果的に防止することができる。
【００５６】
一方で、外部電極１４，１５の内部領域Ｒ２においては、棒状結晶粒子Ｐの析出を抑えてガラスを十分に析出させることができる。これにより、ガラスの本来の機能である、セラミック素体１１と外部電極１４，１５との密着性は十分に確保することができる。
【００５７】
また、表面Ｓにガラスが多く析出すると、表面Ｓにメッキ膜を形成する場合、連続性が低下することが知られている。このため、本実施形態によれば、表面Ｓに形成されたメッキ膜の連続性を向上させることができる。
【００５８】
また、本実施形態の製造方法によれば、部品間の融着を防止できるため、各積層セラミックコンデンサ１０を密集した状態に並べて焼き付け処理を行うことができる。これにより、一度に処理可能な積層セラミックコンデンサ１０の数を増加させ、生産性を高めることができる。
【００５９】
さらに、フレーク状の金属粉末を含む電極材料を用いることで、より棒状結晶粒子を析出しやすくできる。実際に、粒径０．５μｍの微細な銅粉末を含む電極材料を用いた場合よりも、粒径７〜８μｍのフレーク状の銅粉末と粒径１μｍの球状の銅粉末とを９５対５〜６０対４０の割合で含む電極材料を焼き付けた場合の方が、棒状結晶粒子が多く析出した。また、フレーク状の銅粉末を含む方が棒状結晶粒子のサイズも大きかった。これにより、フレーク状の金属粉末を含む電極材料を用いることで、積層セラミックコンデンサ１０間の融着をより効果的に防止することができる。
【００６０】
［実施例及び比較例］
本実施形態の実施例及び比較例として、上記の製造方法に基づいて積層セラミックコンデンサ１０のサンプルを作製し、外部電極の焼き付けの雰囲気と棒状結晶粒子の析出有無、部品間の融着の度合い等について調べた。
【００６１】
表１は、本実施形態に係る実施例及び比較例の製造方法及び評価結果を示す表である。
実施例１，２，及び３及び比較例のサンプルは、いずれも、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）及びケイ素（Ｓｉ）と、銅粉とを含む電極材料をセラミック素体１１の端面１１ａ，１１ｂにディップ工法により塗布し、焼き付けた。焼き付けの雰囲気は、実施例１〜３では、窒素ガスに水分を含ませ加湿したもの（加湿の有無：あり）とし、比較例は、窒素ガスに水分を含ませないものとした（加湿の有無：なし）。実施例１〜３の各サンプルの露点温度は表に示す。また、焼き付けは、各実施例及び比較例とも、２０００個のサンプルを密集させた状態で行った。
【００６２】
【表１】
2019024065.tif 000003
【００６３】
続いて、焼き付け後の外部電極１４，１５の断面及び表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により観察した。その結果、実施例１〜３では、図４及び図５に示すように、棒状の結晶粒子が多数見られ（棒状結晶粒子の有無：あり）、当該結晶粒子は外部電極１４，１５の表面領域Ｒ１において多く分布していた。一方、比較例では、このような結晶粒子が見られなかった（棒状結晶粒子の有無：なし）。
【００６４】
実施例１〜３で観察された結晶粒子の組成を確認するため、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）によって外部電極１４，１５の表面Ｓを分析した。
図９に、解析結果の一例を示す。図中の符号Ｅは、実施例２の結果を示し、Ｃは比較例の結果を示す。また、ピークに付された記号のうち、丸印は銅（Ｃｕ）を示し、四角印はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）を示し、三角印はバリウム亜鉛シリケート（ＢａＺｎＳｉＯ４）を示す。
【００６５】
比較例の外部電極の表面からは、銅（Ｃｕ）及びセラミック素体の成分であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）が検出されたが、バリウム亜鉛シリケート（ＢａＺｎＳｉＯ４）は検出されなかった。
一方で、実施例２の外部電極１４，１５の表面Ｓからは、Ｃｕ、ＢａＴｉＯ３に加えてＢａＺｎＳｉＯ４も検出された。
この結果から、実施例１〜３で観察された棒状結晶粒子は、ＢａＺｎＳｉＯ４であり、本実施形態の棒状結晶粒子Ｐであることが確認された。
【００６６】
また、同時に焼き付けた２０００個のサンプル中の融着しているサンプルの数を数えた。この結果、実施例１は１個、実施例２及び３はいずれも０個であったのに対し、比較例は１０個であり、実施例よりも多かった。また、実施例同士で比較すると、露点温度が２６℃の実施例１よりも、露点温度が３０℃以上である実施例２及び３の方が融着をより確実に抑制できた。
【００６７】
さらに、焼き付け後の外部電極１４，１５の表面Ｓに電解メッキ処理によってニッケル（Ｎｉ）からなるメッキ膜を形成した。その結果、実施例はいずれも１００％の連続率だったのに対し、比較例は９８％であり、非連続となった部分があった。
【００６８】
以上の結果より、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）及びケイ素（Ｓｉ）を含む電極材料を加湿された雰囲気下で焼き付けることによって、棒状結晶粒子Ｐが析出し、サンプル同士の融着を防止できることが確認された。さらに、本実施例では、外部電極１４，１５上にメッキ膜を形成する場合にも連続率を向上できることが確認された。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７０】
例えば、積層セラミックコンデンサ１０では、容量形成部１６がＺ軸方向に複数に分割して設けられていてもよい。この場合、各容量形成部１６において内部電極１２，１３がＺ軸方向に沿って交互に配置されていればよく、容量形成部１６が切り替わる部分において第１内部電極１２又は第２内部電極１３が連続して配置されていてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサについて説明したが、本発明は、相互に対を成す内部電極が交互に配置される積層セラミック電子部品全般に適用可能である。このような積層セラミック電子部品としては、例えば、圧電素子などが挙げられる。
【符号の説明】
【００７２】
１０…積層セラミックコンデンサ（セラミック電子部品）
１１…セラミック素体
１２，１３…内部電極
１４，１５…外部電極
Ｐ…棒状結晶粒子
Ｒ１…表面領域
Ｒ２…内部領域
【図１】
2019024065.tif 000004
【図２】
2019024065.tif 000005
【図３】
2019024065.tif 000006
【図４】
2019024065.tif 000007
【図５】
2019024065.tif 000008
【図６】
2019024065.tif 000009
【図７】
2019024065.tif 000010
【図８】
2019024065.tif 000011
【図９】
2019024065.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月6日(2018.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電極を有するセラミック素体と、
Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む複数の結晶粒子を有し、前記内部電極と接続され前記セラミック素体の表面に形成された外部電極と
を具備するセラミック電子部品。
【請求項２】
請求項１に記載のセラミック電子部品であって、
前記複数の結晶粒子は、棒状結晶粒子である
セラミック電子部品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のセラミック電子部品であって、
前記外部電極を、前記外部電極の表面から前記外部電極の厚みの半分の深さ以内の表面領域と、前記表面領域と前記セラミック素体に隣接する内部領域とに区分したときに、前記複数の結晶粒子は、前記内部領域よりも前記表面領域に多く分布する
セラミック電子部品。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか一項に記載のセラミック電子部品であって、
前記複数の結晶粒子は、それぞれ、長手方向に２０μｍ以下の長さを有する
セラミック電子部品。
【請求項５】
請求項１から４のうちいずれか一項に記載のセラミック電子部品であって、
前記外部電極は、銅を含む
セラミック電子部品。
【請求項６】
内部電極を有するセラミック素体を形成し、
前記セラミック素体の表面に、Ｂａ、Ｚｎ及びＳｉを含む電極材料を塗布し、
前記電極材料を加湿された雰囲気下で焼き付けることで、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む結晶粒子が析出され、前記内部電極と接続された外部電極を形成する
セラミック電子部品の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のセラミック電子部品の製造方法であって、
前記電極材料は、フレーク状の金属粉末を含む
セラミック電子部品の製造方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のセラミック電子部品の製造方法であって、
前記電極材料は、銅を含む
セラミック電子部品の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るセラミック電子部品は、セラミック素体と、外部電極とを具備する。
上記セラミック素体は、内部電極を有する。
上記外部電極は、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む複数の結晶粒子を有し、上記内部電極と接続され上記セラミック素体の表面に形成される。
上記複数の結晶粒子は、棒状結晶粒子であってもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記構成では、外部電極にＢａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む複数の結晶粒子が析出し、外部電極におけるガラスの析出を抑制することができる。これにより、当該ガラスが溶融することによる部品間の融着を容易に防止することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記外部電極を、上記外部電極の表面から上記外部電極の厚みの半分の深さ以内の表面領域と、上記表面領域と上記セラミック素体に隣接する内部領域とに区分したときに、上記複数の結晶粒子は、上記内部領域よりも上記表面領域に多く分布してもよい。
これにより、結晶粒子が外部電極表面側に多く析出し、当該表面からのガラスの析出を抑制することができる。したがって、ガラスが溶融することによる部品間の融着をより効果的に防止することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
例えば、上記複数の結晶粒子は、それぞれ、長手方向に２０μｍ以下の長さを有していてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の他の実施形態に係るセラミック電子部品の製造方法は、内部電極を有するセラミック素体を形成するステップを含む。
上記セラミック素体の表面に、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）及びケイ素（Ｓｉ）を含む電極材料が塗布される。
上記電極材料を加湿された雰囲気下で焼き付けることで、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む結晶粒子が析出され、上記内部電極と接続された外部電極が形成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記構成では、加湿された雰囲気下でバリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）及びケイ素（Ｓｉ）を含む電極材料を焼き付けるため、焼き付け時に、Ｂａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＯを含む結晶粒子が析出される。これにより、電極材料のガラス成分の一部が結晶粒子に取り込まれるため、焼き付け時の外部電極におけるガラスの析出を抑制することができる。したがって、ガラスの溶融による部品間の融着を容易に防止することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記電極材料は、フレーク状の金属粉末を含んでもよい。これにより、結晶粒子をより多く析出させることができる。