(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の積層された誘電体層、および該誘電体層間の界面に沿って形成された複数の内部電極を含み、該内部電極の各端部が所定の端面に露出している積層体と、
所定の前記端面に露出した前記内部電極を互いに接続するように、所定の前記端面に設けられた外部電極とを備え、
前記内部電極と前記誘電体層との間に、所定の前記端面に開口する隙間が設けられており、該隙間にオルガノポリシロキサンを主剤としたガラス前駆体を硬化させたガラスが設けられていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記外部電極は、空孔を内部に有しており、該空孔に前記ガラスが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
複数の積層された誘電体層、および該誘電体層間の界面に沿って形成された複数の内部電極を含み、該内部電極の各端部が所定の端面に露出している積層体を準備する工程と、
所定の前記端面に露出した前記内部電極を互いに接続するように、所定の前記端面に外部電極を形成する工程とを含む、コンデンサの製造方法であって、
前記内部電極と前記誘電体層との間に設けられた、所定の前記端面に開口する隙間に、ガラスを設ける工程を含んでおり、
前記ガラスを設ける工程は、オルガノポリシロキサンを主剤としたガラス前駆体を、前記隙間に注入して硬化させることによって行うことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記外部電極内部の空孔にガラスを設ける工程をさらに含む、請求項３に記載のコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、コンデンサは、複数の誘電体層が積層された積層体と、積層体の誘電体層間に設けられた内部電極と、内部電極に接続されるように積層体の両端面に設けられた外部電極とを具備する（特許文献１を参照）。
【０００３】
ここで、内部電極と誘電体層との間には、端面に開口する隙間が形成されてしまっていた。また、外部電極表面にメッキ処理を行う際、メッキ液が外部電極内部を経て、当該隙間から内部電極と誘電体層との界面に沿って積層体内に浸入し、誘電体層および内部電極を侵食し、構造欠陥を引き起こす可能性があった。よって、積層体内へのメッキ液の浸入を防ぐために、この隙間にシランカップリング剤等の撥水処理剤が設けられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ2007/119281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に示すようなコンデンサは、製造時に外部電極の焼付け等の熱処理を行うと、シランカップリング剤等の撥水処理剤が熱によって焼失しやすかった。よって、上述したように、メッキ液が外部電極内を経て内部電極と誘電体層との隙間から積層体内に浸入しやすくなり、構造欠陥を引き起こしやすくなるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のコンデンサは、複数の積層された誘電体層、および該誘電体層間の界面に沿って形成された複数の内部電極を含み、該内部電極の各端部が所定の端面に露出している積層体と、所定の前記端面に露出した前記内部電極を互いに接続するように、所定の前記端
面に設けられた外部電極とを備え、前記内部電極と前記誘電体層との間に、所定の前記端面に開口する隙間が設けられており、該隙間にオルガノポリシロキサンを主剤としたガラス前駆体を硬化させたガラスが設けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のコンデンサの製造方法は、複数の積層された誘電体層、および該誘電体層間の界面に沿って形成された複数の内部電極を含み、該内部電極の各端部が所定の端面に露出している積層体を準備する工程と、所定の前記端面に露出した前記内部電極を互いに接続するように、所定の前記端面に外部電極を設ける工程とを含む、コンデンサの製造方法であって、前記内部電極と前記誘電体層との間に設けられた、所定の前記端面に開口する隙間に、ガラスを設ける工程を含んでおり、前記ガラスを設ける工程は、オルガノポリシロキサンを主剤としたガラス前駆体を、前記隙間に注入して硬化させることによって行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のコンデンサによれば、前記内部電極と前記誘電体層との間に、前記端面に開口する隙間が設けられており、該隙間にガラスが設けられていることから、外部電極にアニール処理等を施しても、前記内部電極と前記誘電体層との間の隙間にあるガラスが熱によって焼失せずに残るので、外部電極表面のメッキ処理時における、メッキ液の積層体内への浸入をこのガラスで抑制することできる。従って、誘電体層および内部電極の侵食を抑制し、構造欠陥を防止することができる。
【０００９】
本発明のコンデンサの製造方法によれば、前記内部電極と前記誘電体層との間に設けられた、所定の前記端面に開口する隙間に、ガラスを設ける工程を含むことから、その後に外部電極の焼付け、又は、アニール処理等の熱処理を行っても、前記内部電極と前記誘電体層との間の隙間にガラスが残るので、外部電極表面のメッキ処理時における、メッキ液の積層体内への浸入をこのガラスで抑制することできる。従って、誘電体層および内部電極の侵食を抑制し、構造欠陥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態の一例によるコンデンサの積層体における、内部電極の露出端面近傍の拡大断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例によるコンデンサの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例によるコンデンサの製造方法の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態の他の例によるコンデンサの製造方法の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態の他の例によるコンデンサの積層体における、内部電極の露出端面近傍の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明のコンデンサの実施の形態の一例について図面を参照しつつ詳細に説明する。図２に示すコンデンサ１は、基本的な構成として、積層体２と、内部電極３と、外部電極４とを具備している。
【００１２】
積層体２は、複数の積層された誘電体層５、および誘電体層５間の界面に沿って形成された複数の内部電極３を含む。この積層体２は、図２に示すように、互いに対向する第１の主面２ａ（上面）及び第２の主面（下面）２ｂと、互いに対向する第１の側面（不図示）及び第２の側面（不図示）と、互いに対向する第１の端面２ｅ及び第２の端面２ｆとを有する略直方体状に形成されている。また、積層体２の寸法は、積層体２の長辺の長さを、例えば0.4〜3.2ｍｍとし、積層体２の短辺の長さを、例えば0.2〜1.6ｍｍとする。
【００１３】
誘電体層５は矩形状であり、１層当たりの厚みが例えば１〜２μｍの厚みである。この誘電体層５は、積層体２中において例えば20〜2000層積層される。誘電体層５の材料としては、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３またはＣａＺｒＯ３等が挙げられる。なお、他の例としては、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３またはＣａＺｒＯ３などを主成分とし、Ｍｎ化合物、Ｆｅ化合物、Ｃｒ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物等が添加されたものであってもよい。
【００１４】
内部電極３ａ、３ｂは、図２に示すように、各端部が積層体２のいずれかの端面２ｅ、２ｆに露出するように設けられる。第１の端面２ｅに露出する内部電極３ａと第２の端面２ｆに露出する内部電極３ｂとは、誘電体層５を介して互いに対向するよう、交互に配置されている。これにより静電容量が得られるようになっている。
【００１５】
この内部電極３は、積層体２の誘電体層５間に20〜2000層形成されている。内部電極３の材料としては、例えばＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ等の金属、またはこれらの金属の一種以上を含む、Ａｇ−Ｐｄ合金などの合金などが挙げられる。全ての内部電極３は、同一の金属または合金により形成されていることが好ましい。
【００１６】
内部電極３の全体の寸法は、積層体２の長辺方向に例えば0.39〜3.1ｍｍであり、積層
体２の短辺方向に例えば0.19〜1.5ｍｍである。内部電極３の厚さは、特に限定されない
が、例えば、0.3〜２μｍ程度である。
【００１７】
外部電極４ａ、４ｂは、いずれかの端面２ｅ、２ｆに露出した内部電極３ａ、３ｂを互いに接続するように、所定の端面２ｅ、２ｆにそれぞれ設けられる。図２に示す例では、外部電極４ａ、４ｂは、積層体２の端部にそれぞれ設けられている。この外部電極４ａ、４ｂは、厚みが５〜50μｍで形成されている。外部電極４の材料は、銅以外に銀，ニッケル，パラジウムまたはこれらの合金等の金属材料であってもよい。
【００１８】
外部電極４ａ、４ｂの表面には、外部電極４ａ、４ｂの保護、及び実装性の向上等のために、例えば、Ｎｉメッキ膜やＳｎメッキ膜などの単数または複数のメッキ膜が形成されていることが好ましい。例えば、外部電極４ａ、４ｂの表面に、Ｎｉメッキ膜とＳｎメッキ膜との積層体を形成してもよい。
【００１９】
外部電極４ａ、４ｂを配線基板に接合する方法は、特に限定されない。例えば、Ｓｎ−Ｓｂ系高温半田などの高温半田、Ｓｂ−Ｐｂ共晶半田、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系Ｐｂフリー半田、Ｓｎ−Ｃｕ系Ｐｂフリー半田、導電性微粒子を含む樹脂などの適宜の接合部材を用いて外部電極４ａ、４ｂと配線基板とを接合することができる。
【００２０】
また、図１に示す例のように、内部電極３と誘電体層５との間に、端面２ｅ（２ｆ）に開口する隙間６が設けられている場合が多い。図１に示す例においては、この隙間６にガラス７が設けられている。この構成により、外部電極４表面にメッキ膜を形成する際のメッキ液が、外部電極４を経て隙間６から積層体２内に浸入することを抑制できる。また、ガラス７は、外部電極のアニール処理等の高温処理時であっても蒸発しない。よって、隙間６にガラス７が残るので、製造工程に高温処理を要しても、積層体２内にメッキ液が浸入することを抑制でき、特性の変動が生じにくいコンデンサを提供することができる。
【００２１】
ガラス７は、例えば、シリカを主成分とするものが用いられる。このガラス７は、耐熱温度を700〜1700℃程度に設定することができる。また、外部電極４の焼付け温度が800℃程度で、アニール処理の温度が600℃程度なので、必要に応じてこれらの温度より高い耐
熱温度に設定しておけば良い。また、ガラス７は、耐アルカリ性、又は耐酸性を有していることが好ましい。これにより、メッキ液が触れても溶けないので、積層体内へのメッキ液の浸入を有効に防ぐことができる。
【００２２】
以上のような構成のコンデンサ１は、以下に示すようなセラミックグリーンシート積層法によって作製される。
【００２３】
まず、誘電体層５となる複数のグリーンシートを用意する。この工程において、セラミックグリーンシートは、セラミック原料粉末および有機バインダに適当な有機溶剤等を添加し混合することによって泥漿状のセラミックスラリーを作製し、これをドクターブレード法等によって成形することによって得られる。
【００２４】
次に、グリーンシート上に、内部電極３を形成する。この工程においては、得られたセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等によって、内部電極３のパターンとなる導体材料を形成する。なお、１枚のグリーンシートから多数個のコンデンサが得られるように、この１枚のグリーンシートに複数の内部電極３のパターンを印刷する。
【００２５】
次に、複数のセラミックグリーンシートを積層しかつプレスした後に、多数個分が一体となった生の積層体を作製する。この積層体をカットして、単体分の積層体として、コンデンサ１本体の生の状態のものを得る。
【００２６】
次に、生の状態のコンデンサ１本体を焼成して積層体２を得る。この工程においては、例えば800〜1050℃で焼成することによって、図３（a）に示すように、積層体２を得る。
この工程によって、グリーンシートは誘電体層５となり、導体材料は内部電極３となる。
【００２７】
次に、図３（ｂ）に示すように、内部電極３と誘電体層５との間に設けられた、所定の端面２ｅ（２ｆ）に開口する隙間６に、ガラス７を設ける。この工程は、例えば、ガラスフリットを約300〜400℃の高温で溶融させたものを、積層体の端面に塗布し、隙間６に注入した後に冷却硬化させることによって行われる。また、ガラス７を設ける工程は、オルガノポリシロキサンを主剤としたガラス前駆体を、隙間６に注入して硬化させることによって行うことが好ましい。このガラス前駆体は、常温で液体であり、これを常温で放置すると自然に硬化してガラス７となる。従って、隙間６にガラス７を設ける工程は、高温にすることなく常温で行うことができる。結果、積層体２において高熱の影響によるクラックを生じさせることなく、隙間６にガラス７を設けることができる。
【００２８】
具体的には、積層体２を液状のガラス前駆体中に浸漬させて、減圧することで隙間６に注入した後、積層体２を引き上げ、常温で乾燥させる方法が採用される。また、乾燥を促進させるために、ガラス前駆体中から引き上げた積層体２を、60℃で１時間、その後120
℃で１時間かけて乾燥させる方法も採用することができる。また、積層体２における内部電極３が露出した端面に、液状のガラス前駆体を噴霧させて隙間６に注入し乾燥させることにより、ガラス７を設ける方法を採用してもよい。
【００２９】
この液状のガラス前駆体は、主剤と、架橋剤と、硬化触媒とから成る。主材は、メチル基またはフェニル基を有する液状のオルガノポリシロキサンから成る。架橋材は、アルコキシ基、アシロキシ基、オキシム基等の官能性側鎖をもつオルガノポリシロキサンから成る。硬化触媒は、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｓｎ等の金属含有有機化合物、またはホウ素イオン、ハロゲン等の無機物であり得る。これら３成分を混合して１液タイプのシリカ溶液とし、好適には無溶剤で使用するが、場合によりイソプロピルアルコールなどの溶剤で希釈して使用することもできる。
【００３０】
なお、液状のガラス前駆体は、常温で静置すると自然に硬化する。その硬化機構は、第１段階として、まず、主材であるオルガノポリシロキサンの官能基（メチル基、またはフェニル基）が、空気中の水分により加水分解を受けて水酸基（ＯＨ）に変化する。次に、第２段階として、このオルガノポリシロキサンの水酸基に、架橋剤であるオルガノポリシロキサンの官能基が作用し、さらに硬化触媒の作用も受けて脱アルコール反応が起こり、この反応が次第に進行して三次元構造の高分子ポリシロキサン化合物を形成するものである。
【００３１】
次に、図３（ｃ）に示すように、Ａｇ粒子、Ｐｄ粒子等の金属粒子とガラスフリットと有機ビヒクルとを混合して調整した導電ペーストを積層体２の両端部に塗布し、焼き付けることにより外部電極４を形成する。また、外部電極４は、蒸着、メッキ、スパッタリング等の薄膜形成法によって形成してもよい。
【００３２】
次に、得られた外部電極４の表面に、必要に応じてニッケル（Ｎｉ）メッキ層，銅（Ｃｕ）メッキ層、金（Ａｕ）メッキ層，スズ（Ｓｎ）メッキ層あるいは半田メッキ層等のメッキ層を形成するメッキ処理を施し、コンデンサ１を得る。
【００３３】
このような製造方法によれば、外部電極４を焼付けにより形成する際に、ガラス７は蒸発しないので、焼付け後も隙間６にガラス７が残り、外部電極４表面へのメッキ形成時に、メッキ液が積層体２内へ浸入することをガラス７で抑制できる。
【００３４】
また、外部電極４を形成する前に、ガラス７を隙間６に設けたが、図４に示すように、外部電極４を形成した後に、ガラス７を隙間６に設けても良い。この場合であっても、例
えば、外部電極４にアニール処理を施す際に、ガラス７が熱で蒸発しないので、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
また、外部電極４の形成の後に、隙間６にガラス７を設けるためには、外部電極４が形成されたコンデンサ１を液状のガラス前駆体中に浸漬させて、減圧することで隙間６に注入した後、上記と同様に乾燥させれば良い。
【００３６】
また、この製造方法においても、外部電極４をメッキ法によって形成して良い。この場合であっても、例えば、外部電極４にアニール処理を施す際に、ガラス７が熱で蒸発しないので、同様の効果を得ることができる。
【００３７】
なお、外部電極４をメッキ法によって形成する場合には、外部電極４の形成の前に、ガラス７を隙間６に設けておくことが好ましい。こうすることにより、外部電極４を形成するためのメッキ液が積層体２内に浸入することを、ガラス７によって防ぐことができるからである。
【００３８】
なお、本発明は上述した実施の形態の例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。
【００３９】
例えば、バレル研磨等によって積層体２に面取りを施し、丸み部を形成してもよい。この工程によって、得られた積層体２の丸み部に、マイクロクラックの除去および欠けが発生することを防止することができる。さらにバレル研磨は金属粒子の表面酸化膜を削り取り金属表面を露出させてメッキ付着性を向上させる効果がある。
【００４０】
また、外部電極４を形成する前の積層体２について、隙間６にガラス７を設ける工程を行った後には、積層体２における内部電極３の露出端面に付着したガラス７を、サンドブラスト、バレル研磨等で除去することが好ましい。これにより、内部電極３の外部電極４への電気的導通を良好なものとすることができる。
【００４１】
また、例えば、図５に示すように、焼付け工程によって外部電極４の内部に生じた空孔８にもガラス７を設けておくことが好ましい。この場合には、外部電極４の表面にメッキ処理をする際に、メッキ液が空孔８を伝って積層体の方へ浸入していくのを、外部電極４の空孔８内のガラス７で妨げることができる。よって、メッキ液が積層体内部に浸入するのを防ぐ効果を更に高めることができる。
【００４２】
また、このような構成とするためには、隙間６にガラス７を設けて、外部電極４を形成した後に、外部電極４内部の空孔８にガラス７を設ければ良い。また、外部電極４を形成した後に、隙間６にガラス７を設ける際には、隙間６および空孔８に同時にガラス７を設けることができるので好ましい。
なお、外部電極４の内部の空孔８は、外部電極４を焼付けによって形成した場合等に、生じやすい。
【００４３】
また、外部電極４を形成した後、隙間６にガラス７を設ける工程を行った後には、外部電極４の表面に付着したガラスを、サンドブラスト、バレル研磨等で除去することが好ましい。これにより、メッキ膜の外部電極４表面に対しての濡れ性を良好なものとすることができる。また、外部電極４表面に付着したガラス前駆体が、硬化前の液状の状態であるうちに、ガラス前駆体をエア等で吹き飛ばすことによって、外部電極４表面にガラスが形成されるのを抑制してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１：コンデンサ
２：積層体
３（３ａ、３ｂ）：内部電極
４（４ａ、４ｂ）：外部電極
５：誘電体層
６：隙間
７：ガラス
８：空孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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