(57)【要約】      （修正有）【課題】素子の機械的強度を向上させる。【解決手段】セラミック層８と内部電極層９とが交互に積層された積層体と、この積層体の両端に設けられ、内部電極層９と接続された外部電極とを備えた積層セラミックコンデンサにおいて、内部電極層９は孔１２を有し、この孔１２には前記セラミック層８よりも粒界の狭いセラミック粒結合体１３が形成されたものである。素子内部の空孔を低減でき、結果として、素子の機械的強度を向上させることができる。【選択図】図２
2008198684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック層と内部電極層とが交互に積層された積層体と、
この積層体の両端に設けられ、前記内部電極層と接続された外部電極とを備えた積層セラミックコンデンサにおいて、
前記内部電極層は孔を有し、
この孔には前記セラミック層よりも粒界の狭いセラミック粒結合体が形成された積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
前記セラミック粒結合体の粒径は、
前記セラミック層の粒径よりも大きい請求項１に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】
前記セラミック粒結合体の粒界は、
前記セラミック層の粒界よりも無機化合物の含有率が小さい請求項１または２に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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、積層セラミックコンデンサ１は、セラミック層２と内部電極層３とを交互に積層した積層体４と、この積層体４の両端に設けられ、内部電極層３と接続された外部電極５とを備えている。
【０００３】
そして近年、素子の小型化に伴い、内部電極層３の厚みを薄くして層数を増やし、小型でも静電容量の大きい積層セラミックコンデンサ１を形成することが求められている。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−１９７０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、積層セラミックコンデンサ１の内部電極層３を薄くすると、素子（積層セラミックコンデンサ１）の機械的強度が低下するという問題があった。
【０００６】
すなわち、積層体４を焼結する工程では、セラミック層２を焼結するため、薄い内部電極層３にも大きな熱容量が加わっている。したがって図４に示すように、内部電極層３が縮み、切断され、その部分に空孔６が形成されてしまう。よって素子の内部に多数の空孔６を有することになり、素子の機械的強度が低下するのであった。
【０００７】
そこで本発明は、素子の機械的強度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため本発明は、内部電極層の孔にはセラミック層よりも粒界の狭いセラミック粒結合体が形成されたものとする。
【発明の効果】
【０００９】
これにより本発明は、素子の機械的強度を向上させることができる。
【００１０】
それは内部電極層に形成された孔に、セラミック層よりも粒界の狭いセラミック粒結合体が形成されているためである。
【００１１】
すなわち本発明は、内部電極層の孔に高密度のセラミック粒結合体が形成されているため、素子内部の空孔を低減でき、結果として、素子の機械的強度を向上させることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１（ａ）に示すように、本実施の形態における積層セラミックコンデンサ７は、セラミック層８と内部電極層９とを交互にされた積層体１０と、この積層体１０の両端に設けられ、内部電極層９と接続された外部電極１１とを備えている。そして図２に示すように、内部電極層９は複数の孔１２を有し、この孔１２内にはセラミック層８よりも粒界（セラミック粒子間のすき間）の狭いセラミック粒結合体１３が形成されている。
【００１３】
なお、本実施の形態では、セラミック層８もセラミック粒結合体１３もセラミック粒子の結合体からなるものであるが、セラミック層８の粒界はより多くの無機化合物が介在しているのに対し、セラミック粒結合体１３は粒界が狭い上、この粒界には殆ど無機化合物が介在していない。
【００１４】
また本実施の形態におけるセラミック粒結合体のセラミック粒子の粒径は、セラミック層８のセラミック粒子の粒径よりも大きく、セラミック粒結合体１３の粒界に含まれる無機化合物の含有率は、セラミック層８の粒界に含まれる無機化合物の含有率よりも小さいものとした。
【００１５】
以下本実施の形態における積層セラミックコンデンサ７の材料を説明する。なお、本実施の形態におけるセラミックコンデンサのサイズは縦×横が１．６ｍｍ×０．８ｍｍとした。また下記に示す粒径、含有率などの数値は、特に断りの無い限り、焼結工程前の原料としての数値を記載した。
【００１６】
内部電極層９用に、粒径０．１〜０．４μｍの球形Ｎｉ粉末と、粒径０．０２〜０．１μｍのＢａＴｉＯ3を１５〜２５ｗｔ％程度と、バインダーとしての微量の有機化合物とを溶剤に混ぜたペーストを用いた。
【００１７】
またセラミック層８用に、粒径０．２〜０．４μｍのＢａＴｉＯ3に、ＢａＳｉＯ2、ＢａＣａＳｉＯ3などの無機化合物と、バインダーとしての有機化合物とを溶剤に混ぜたペーストを用いた。
【００１８】
なお、本実施の形態の構成とするためには、セラミック粒結合体１３用ペーストのＢａＴｉＯ3の粒径が、セラミック層８用ペーストのＢａＴｉＯ3の粒径よりも小さくなるように、０．０２μｍ〜０．１μｍとすることが望ましい。
【００１９】
また外部電極１１としては、Ｃｕ粉末にガラス成分などを混ぜた電極ペーストを用いた。
【００２０】
以下本実施の形態における積層セラミックコンデンサ７の製造方法について説明する。
【００２１】
はじめに、上述のセラミック層８用のスラリーをＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥させ、未焼結のセラミック層８（以下グリーンシートという）を形成する。この時のグリーンシートの厚みは１μｍ程度とする。
【００２２】
次に先ほどのグリーンシート上に、内部電極層９用のペーストをスクリーン印刷で印刷し、内部電極層９を形成する。この時の内部電極層９の厚みは１μｍ程度とする。
【００２３】
そしてその後内部電極層９が形成されたグリーンシートを、内部電極層９が交互に外部電極１１の陽極側、陰極側と接続されるよう、ずらして積層し、切断して個片化する。
【００２４】
次に個片化した積層体１０を、Ｎ2とＨ2の混合ガス雰囲気下で、最大温度１２００℃〜１３００℃で２時間、その他昇温、降温工程含めて計２０時間程度炉に入れ、焼結させる。
【００２５】
そして積層体１０のチッピングを防ぐため、角部を面取りする。その後積層体１０の両端に外部電極１１用のペーストを塗布し、７００℃〜８００℃で焼付け、最後にＮｉメッキとＳｎメッキを順に施すと本実施の形態の積層セラミックコンデンサ７が形成される。
【００２６】
以下に本実施の形態における効果を説明する。
【００２７】
まず、本実施の形態では、素子（積層セラミックコンデンサ７）の機械的強度を向上させることができる。
【００２８】
それは図２に示すように、内部電極層９に形成された孔１２に、セラミック層８よりも粒界の狭いセラミック粒結合体１３が形成されているためである。
【００２９】
すなわち積層体（図１の１０）を焼結する工程では、内部電極層９の金属（Ｎｉ）の焼成温度は７００〜８００℃前後であるにもかかわらず、セラミックの焼結温度に合わせ、１２００℃〜１３００℃前後まで昇温する必要がある。したがって、内部電極層９には、内部電極層９の焼成に必要な熱容量以上の負荷がかかり、内部電極層９が縮み、最終的には切断されてしまうのであった。そしてこの現象は、内部電極層９が薄くなるほど顕著になっていた。
【００３０】
そして従来、図４に示すように、内部電極層３が切断された部分に空孔６ができてしまい、素子の内部に多数の空孔６が存在することで、機械的強度が低下するという問題があった。
【００３１】
一方本実施の形態では、図２に示すように、内部電極層９の孔１２に高密度のセラミック粒結合体１３が形成されているため、素子内部の空孔を低減でき、結果として、素子の機械的強度を向上させることができるのである。これによりたとえばこの積層セラミックコンデンサ７を基板に実装する時、実装方向に応力が掛かっても、素子の割れなどを抑制することができる。
【００３２】
なお、全ての孔１２にセラミック粒結合体１３を隙間無く形成する必要は無い。例えば本実施の形態では、一部空孔が残存する場合もあるが、孔１２の８０％〜９５％を、空孔ではなくセラミック粒結合体１３で埋める事が出来、素子の機械的強度を向上させることができる。
【００３３】
また本実施の形態では、内部電極層９間の空孔の発生を抑制することで、素子の耐湿特性を向上させることができる。
【００３４】
また内部電極層９にＢａＴｉＯ3を含有させるのは、内部電極層９とセラミック層８との焼成収縮挙動を近似させることができるためであるが、本実施の形態では、内部電極層９用のペーストに、セラミック層８用のペーストより粒径の小さいＢａＴｉＯ3を含有させたことにより、セラミック層８よりも内部電極層９のＢａＴｉＯ3粒子の焼結性を高める事ができる。よって内部電極層９が焼結する過程において、内部電極層９から孔１２へとＢａＴｉＯ3が押し出され、小さい粒子同士が固まり、効率よく粒界の狭いセラミック粒結合体１３を形成することができる。
【００３５】
そしてその結果、内部電極層９の空孔を低減し、素子の機械的強度を向上させることができる。
【００３６】
また本実施の形態では、積層体１０の焼結工程後、セラミック粒結合体１３のセラミック粒子（焼結後のＢａＴｉＯ3粒子）の粒径は、セラミック層８のセラミック粒子の粒径よりも大きくなっている。
【００３７】
すなわち内部電極層９は、電極の抵抗値が大きくなるのを防ぐため、セラミック層８のように無機化合物を入れることが出来ない。したがって、焼結工程後、セラミック粒結合体１３の粒界に含まれる無機化合物の含有率は、セラミック層８の粒界に含まれる無機化合物の含有率よりも小さくなっている。
【００３８】
このような条件下では、孔１２に複数のセラミック粒子（焼結後のＢａＴｉＯ3粒子）からなるセラミック粒結合体１３を形成すると、この粒界に空間が形成されやすくなり、空孔を効率良く埋めることが出来ないのである。
【００３９】
一方本実施の形態では、内部電極層９に含まれていた焼結前のＢａＴｉＯ3は粒径が小さいため、焼結性が高い、したがって、内部電極層９から孔１２へとＢａＴｉＯ3が押し出され素早く粒子成長し、大きな粒子を形成できるため、空孔をより低減でき、素子の機械的強度をより向上させることができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、素子の機械的強度を向上させることが出来る為、たとえば小型・薄型の素子を基板に実装する時の破損を抑制することができ、機械的信頼性に優れた小型電子部品の形成に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）本実施の形態における積層セラミックコンデンサの斜視図、（ｂ）本実施の形態における積層セラミックコンデンサの断面図
【図２】本実施の形態における積層セラミックコンデンサの要部を示す模式断面図
【図３】（ａ）従来の積層セラミックコンデンサの斜視図、（ｂ）従来の積層セラミックコンデンサの断面図
【図４】従来の積層セラミックコンデンサの要部を示す模式断面図
【符号の説明】
【００４２】
７  積層セラミックコンデンサ
８  セラミック層
９  内部電極層
１０  積層体
１１  外部電極
１２  孔
１３  セラミック粒結合体
【図１】
2008198684.tif 000003
【図２】
2008198684.tif 000004
【図３】
2008198684.tif 000005
【図４】
2008198684.tif 000006