(57)【要約】【課題】  内部電極の交差部分とマージン部分との厚みの差に起因する焼成時の収縮差によって静電容量層と保護層の間にデラミネーション等が発生するのを防止することができる積層セラミックコンデンサを提案する。【解決手段】  セラミック誘電体３を介して内部電極４が交互に積み重ねられている静電容量層５を有し、この静電容量層５の積層方向上下両面に保護層６が重ねられており、この静電容量層５及び保護層６とで構成された積層体２に一対の外部電極７が形成された構造を有する。そして積層体２の隅部付近の、静電容量層５と保護層６との境界部分に切り欠き８が形成されている。また、この切り欠き８には、外部電極７を構成する導電体が入り込んでいる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック誘電体層と内部電極層が交互に積層されかつ該内部電極層が一つおきに相対向する端面に露出するように形成された略直方体形状の静電容量層と、前記静電容量層の積層方向の上下両主面に重ねられたセラミック誘電体からなる保護層と、前記静電容量層及び前記保護層で構成される略直方体形状の積層体の内部電極が露出している端面に形成されかつ前記内部電極層と電気的に接続する一対の外部電極とを有している積層セラミックコンデンサにおいて、
前記積層体の隅角部付近の前記保護層と前記静電容量層との境界部分に切り欠きが形成されており、前記切り欠きに前記外部電極の一部が入り込んでいる
ことを特徴とする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、デラミネーションの低減が可能な構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサは、略直方体のセラミック誘電体の内部に内部電極が形成され、内部電極と電気的に接続する一対の外部電極を有しているものである。このような積層セラミックコンデンサは内部電極パターンを形成したセラミックグリーンシートを積み重ねて圧着したものを焼成することによって得られる。また、このような積層セラミックコンデンサは、内部電極を湿気や外力によるクラックから保護するため、積層方向上下両面にセラミック誘電体からなる保護層が形成されている。
【０００３】
このような積層セラミックコンデンサの内部電極は、外部電極と接続する一方の端面に露出してその他の面には露出しないように形成される。そのため、図８に示すように、内部電極が交差する交差部Ｌと、内部電極が露出しない側の内部電極が形成されない部分いわゆるマージン部Ｍとの間に厚みの差が生じる。この厚みの差がある状態で圧着を行うと、交差部Ｌとマージン部Ｍとの間に圧縮密度の差が生じて図９に示すような積層体になる。従来の積層セラミックコンデンサでは、セラミック誘電体層の厚みに比べて内部電極層の厚みが薄かったので、このような厚みの差はセラミックグリーンシートの変形によって吸収でき、交差部Ｌとマージン部Ｍとの間の圧縮密度の差はさほど大きくならなかった。しかしながら、近年の積層セラミックコンデンサは小型大容量化が要求されてきているので、内部電極パターンを形成したセラミックグリーンシートの積層枚数が増加するとともにセラミック誘電体層の厚みが内部電極層の厚みに近づく傾向にある。そのため、この交差部Ｌとマージン部Ｍとの厚みの差がさらに大きくなる。この厚みの差に起因する密度差によって、積層体の焼成時に収縮差が生じ、この収縮差によってデラミネーション等が発生する。特に内部電極パターンを形成したセラミックグリーンシートの積層体である静電容量層と内部電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシートからなる保護層との貼り合せ部分すなわち境界部分については、他の部分と比較して密着強度が低くなる傾向があるため、デラミネーションの発生頻度が高くなる傾向がある。
【０００４】
そこで、例えば特開昭５２−１３５０５０号公報にあるように、厚みが内部電極と略同じで内部電極に該当する部分を取り除いたセラミックグリーンシートを挿入することにより内部電極の交差部分とマージン部分との厚みの差を小さくする方法が提案されている。しかしながら、例えば１．０ｍｍ×０．５ｍｍや０．６ｍｍ×０．３ｍｍサイズの積層セラミックコンデンサのように、小型化が進んだ積層セラミックコンデンサにおいてはマージン部分の寸法が極めて小さくなるため、内部電極に該当する部分を取り除いたセラミックグリーンシートは非常に細い網目状になるため、取り扱いが困難であり、精度良く重ねることが困難である。  
【０００５】
そこで、特開昭５２−１３５０５１号公報にあるように、内部電極パターンを形成したセラミックグリーンシートのマージン部分に誘電体ペーストを塗布することにより内部電極の交差部分とマージン部分との厚みの差を小さくする方法が提案されている。しかしながらこの方法では、マージン部分に塗布した誘電体ペーストの溶剤等によってセラミックグリーンシートや内部電極パターンが侵されないようにする必要があるため、用いる材料に制限がある。また、例えば１．０ｍｍ×０．５ｍｍや０．６ｍｍ×０．３ｍｍサイズの積層セラミックコンデンサのように、小型化が進んだ積層セラミックコンデンサにおいてはマージン部分の寸法が極めて小さくなるため、高い印刷精度が必要にある。  
【０００６】
また、特開２０００−２６９０７４号公報にあるように、マージン部分に厚み調整用の導電膜を形成する方法が提案されている。この方法によれば、厚み調整用の導電膜を内部電極パターンと同時に形成でき、積層も従来と同様にできるので、簡便な方法である。しかしながらこの方法では、マージン部に導電膜が入るため、内部電極と導電膜との間隔及び外表面と導電膜との間隔が非常に狭くなるため、絶縁性が低下するという問題がある。  
【０００７】
【特許文献１】特開昭５２−１３５０５０号公報
【特許文献２】特開昭５２−１３５０５１号公報
【特許文献３】特開２０００−２６９０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題点を生じることがなく、内部電極が交差する部分とマージン部分との厚みの差に起因する焼成時の収縮差によって静電容量層と保護層の間にデラミネーション等が発生するのを防止することができる積層セラミックコンデンサを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では解決手段として、セラミック誘電体層と内部電極層が交互に積層されかつ該内部電極層が一つおきに相対向する端面に露出するように形成された略直方体形状の静電容量層と、前記静電容量層の積層方向の上下両主面に重ねられたセラミック誘電体からなる保護層と、前記静電容量層及び前記保護層で構成される略直方体形状の積層体の内部電極が露出している端面に形成されかつ前記内部電極層と電気的に接続する一対の外部電極とを有している積層セラミックコンデンサにおいて、前記積層体の隅角部付近の前記保護層と前記静電容量層との境界部分に切り欠きが形成されており、前記切り欠きに外部電極の一部が入り込んでいる積層セラミックコンデンサを提案する。
【００１０】
上記の解決手段によれば、切り欠きによって内部電極の交差部分とマージン部分との厚みの差に起因する収縮差が吸収されるので、静電容量層と保護層の間にデラミネーション等が発生するのを防止することができる。また、この切り欠きに外部電極を形成する導電体の一部が入り込むことにより、切り欠きからの湿気やメッキ液などの浸入を防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内部電極の交差部分とマージン部分との厚みの差に起因する焼成時の収縮差によって静電容量層と保護層の間にデラミネーション等が発生するのを防止することができる積層セラミックコンデンサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る積層セラミックコンデンサの実施形態を、図面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明の積層セラミックコンデンサの模式断面図で、図１は図２のＢ−Ｂ線における断面を示した図であり、図２は図１のＡ−Ａ線における断面をしめした図である。また、Ａ−Ａ線及びＢ−Ｂ線において見えない内部電極については点線で示している。なお、積層セラミックコンデンサの寸法については任意であるが、ここでは２．０ｍｍ×１．２５ｍｍ×１．２５ｍｍの大きさの積層セラミックコンデンサを例にとって説明する。
【００１３】
この積層セラミックコンデンサ１は、例えばチタン酸バリウムを主成分とするセラミック誘電体３を介して内部電極４が交互に積み重ねられている静電容量層５を有し、この静電容量層５の積層方向上下両面に保護層６が重ねられており、この静電容量層５及び保護層６とで構成された積層体２に一対の外部電極７が形成された構造を有する。その外部電極７上には図示していないが外部電極６を保護するためのメッキ金属層、さらにはその上に半田濡れ性を向上させるメッキ金属層が形成される。
【００１４】
そして積層体２の隅部付近の、静電容量層５と保護層６との境界部分に切り欠き８が形成されている。また、この切り欠き８には、外部電極７を構成する導電体の一部が入り込んでいる。なお、図１においては、左上の切り欠き８と内部電極４が接触しているように見えるが、実際には切り欠き８と内部電極４は隔離されて形成されている。ただし、切り欠き８に入り込む外部電極が当該内部電極４と電気的に接続しているものであれば、切り欠き８と内部電極４が接触していても差し支えない。また、切り欠き８は厚みを持っているので、その断面形状が厚みの分だけ境界部分から保護層６側または静電容量層５側に入り込んだ形状であっても良い。
【００１５】
この切り欠き８では、静電容量層５と保護層６が分断されているので、保護層６は静電容量層５の収縮に影響されにくくなる。すなわち静電容量層５と保護層６の焼成時の収縮差が切り欠き８によって吸収されるので、静電容量層５と保護層６の間にデラミネーション等が発生するのを防止することができる。なお、この切り欠き８はマージン部分に形成されるので、湿気やメッキ液などの浸入が起こりやすくなる。しかし、本発明ではこの切り欠き８に外部電極７を構成する導電体が入り込んでいるので、この導電体によって湿気やメッキ液などの浸入を防ぐことができる。また、この切り欠き８に外部電極７が食い込むようになるので、外部電極７の密着強度が向上する。
【００１６】
このような積層セラミックコンデンサ１は、例えば次のようにして得られる。まずチタン酸バリウムを主成分とする耐還元性を有するセラミック粉末を有機バインダーと混練してスラリーを形成し、これをドクターブレード等で厚さ４μｍ、幅２０ｃｍの長尺のシート状に形成してセラミックグリーンシートを得る。このセラミックグリーンシートにスクリーン印刷によってＮｉ導電ペーストを塗布して１５ｃｍ×１５ｃｍの範囲内に２．８６ｍｍ×２．２５ｍｍの略矩形形状で厚さ０．２μｍのペースト膜が０．２５ｍｍ間隔で格子状に多数並べられた内部電極パターンを形成する。内部電極パターンを形成したセラミックグリーンシートを１５ｃｍ×１５ｃｍの形状に打ち抜いて、この打ち抜いたセラミックグリーンシートを、静電容量を形成できるように４００枚積み重ねて静電容量層５を形成する。なお、静電容量を形成できるように積み重ねる方法としては、同じ内部電極パターンを長さ方向に半パターン分ずらして打ち抜いたセラミックグリーンシートを用意するか、または最初から半パターン分ずらした別の内部電極パターンを形成したセラミックグリーンシートを用意して、交互に積み重ねる方法がある。
【００１７】
一方、１５ｃｍ×１５ｃｍで厚さ５０μｍのセラミックグリーンシート６ｂを用意し、直径１５０μｍの略円形の穴８ａを開ける。この穴８ａは、後工程でチップに分割するときの分割線の交点に位置するように形成される。なお、ここでは穴８の形状を略円形としたが、略矩形形状等、その他の形状でも良い。次にこの穴８を開けたセラミックグリーンシート６ｂを、図３に示すように１５ｃｍ×１５ｃｍで厚さ５０μｍの穴を開けていないセラミックグリーンシート６ａと重ね合わせて保護層６を形成する。なお、このセラミックグリーンシート６ａ及び６ｂは、５０μｍの厚みのセラミックグリーンシート一枚で形成したものでもよいし、薄いセラミックグリーンシートを複数枚積み重ねて５０μｍの厚みに形成したものでも良い。次に図４に示すように、穴８ａ内にスクリーン印刷によって有機バインダーＢＤを充填する。この有機バインダーＢＤは、例えば内部電極パターンの形成に用いた導電ペーストから導電体を除いたものを用いる。これは後工程の脱バインダー工程にて消失するものであることが望ましく、例えばエチルセルロース等、２００℃〜３００℃で分解するものが望ましい。
【００１８】
次に、図５に示すように、静電容量層５の積層方向上下面に、穴８ａを静電容量層５に向けるようにして保護層６を重ねる。次に静電容量層５及び保護層６を重ねたものを熱圧着して積層体を得る。この積層体を図６及び図７に示すように、切断線ＣＬに沿って２．５ｍｍ×１．５６ｍｍの大きさに切断分割して未焼成チップを得る。これによって穴８ａが分割され、未焼成チップの隅部付近の、静電容量層５と保護層６との境界部分に切り欠き８となる部分が露出する。
【００１９】
次に得られた未焼成チップを３００℃の窒素雰囲気中で熱処理して、脱バインダーを行う。この脱バインダーによって未焼成チップ内の有機バインダーが除去されるとともに、切り欠き８内に充填されている有機バインダーが除去される。次に、脱バインダー後の未焼成体の内部電極露出面に、共材を含むＮｉ導電ペーストを浸漬塗布し、外部電極７を形成する。このとき導電ペーストが切り欠き８に入り込むように未焼成チップを導電ペースト内に浸漬する。
【００２０】
次に、外部電極７を形成した未焼成チップを１１００〜１４００℃の窒素−水素雰囲気で１時間焼成して、２．０ｍｍ×１．２５ｍｍ×１．２５ｍｍの大きさの積層セラミックコンデンサ１を得る。次にこの積層セラミックコンデンサ１の外部電極７上に、電解メッキ法によってメッキ金属層を形成する。メッキ金属層は一層でも良いが、下地の保護を目的としたＣｕ、Ｎｉ等で構成される第一のメッキ金属層及び半田ぬれ性の向上を目的としたＳｎ等で構成される第二のメッキ金属層の複数層のメッキ金属を形成しても良い。
【００２１】
得られた積層セラミックコンデンサ１について、１０００００個程度を絶縁検査装置によって選別し、絶縁不良となったものを樹脂モールドして側面から研磨して、デラミネーションの有無を観察し、デラミネーションの発生した数と、絶縁検査装置に投入した個数からデラミネーション発生率を求めた。なお、比較例として、切り欠き８を形成しないこと以外は本発明と同様にして、同形状の積層セラミックコンデンサを形成し、同様に絶縁検査装置によって選別し、デラミネーションの有無を観察して、デラミネーション発生率を求めた。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
上記の結果によれば、本発明の積層セラミックコンデンサではデラミネーションの発生が抑制されていることがわかる。
【００２４】
以上、２．０ｍｍ×１．２５ｍｍ×１．２５ｍｍで内部電極が４００層の積層セラミックコンデンサを例にとって説明したが、その他の形状例えば１．６ｍｍ×０．８ｍｍや１．０ｍｍ×０．５ｍｍ等でも切り欠きの大きさを適宜調整することによって適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る積層セラミックコンデンサの側面方向の模式断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における端面方向から見た模式断面図である。
【図３】保護層６を形成する様子を示す図である。
【図４】保護層６の穴８に有機バインダーを充填している様子を示す図である。
【図５】静電容量層及び保護層の積層されている状態を示す図である。
【図６】切断分割前の積層体の側面からみた模式断面図である。
【図７】切断分割前の積層体の模式平面図である。
【図８】従来の積層セラミックコンデンサにおける、積層状態を示す図である。
【図９】従来の積層セラミックコンデンサにおける歪みの様子を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  積層セラミックコンデンサ
２  積層体
３、３’  セラミック誘電体
４、４’  内部電極
５  静電容量層
６  保護層
６ａ  穴を開けていないセラミックグリーンシート
６ｂ  穴を開けたセラミックグリーンシート
７  外部電極
８  切り欠き
８ａ  穴
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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