(57)【要約】【課題】金属電極層と導電性樹脂電極層との密着性を向上することが可能なセラミック電子部品を提供すること。【解決手段】積層コンデンサＣ１は、セラミック素体１０と、セラミック素体１０の外表面に配置された外部電極３０と、を備えている。外部電極３０は、金属を主成分として含有する第１の金属電極層３２と、第１の金属電極層３２と接触すると共に金属粉末を含有する導電性樹脂電極層３４と、を有している。第１の金属電極層３２に含有する金属と、導電性樹脂電極層３４に含有する金属粉末とが合金化している。【選択図】図１
2008166666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック素体と、
前記セラミック素体の外表面に配置された外部電極と、を備え、
前記外部電極は、
金属を主成分として含有する金属電極層と、
前記金属電極層と接触すると共に、金属粉末を含有する導電性樹脂電極層と、を有しており、
前記金属電極層に含有する金属と、前記導電性樹脂電極層に含有する金属粉末とが合金化していることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
セラミック素体と、
前記セラミック素体の外表面に配置された外部電極と、を備え、
前記外部電極は、
金属を主成分として含有する金属電極層と、
前記金属電極層と接触すると共に、前記金属電極層に含有する金属と同じ金属成分からなる金属粉末を含有する導電性樹脂電極層と、を有しており、
前記金属電極層に含有する金属と、前記導電性樹脂電極層に含有する金属粉末とが結合していることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項３】
前記金属電極層は、前記セラミック素体の外表面に、前記金属電極層に主成分として含有する金属の粉末を含む導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミック電子部品。
【請求項４】
前記導電性樹脂電極層は、前記金属電極層の外表面に、前記導電性樹脂電極層に含有する金属粉末と熱硬化樹脂とを含む樹脂層形成用組成物を塗布して加熱することにより形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のセラミック電子部品として、金属を主成分として含有する金属電極層と、該金属電極層と接触すると共に金属粉末を含有する導電性樹脂電極層とを有する外部電極を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなセラミック電子部品は、一般に外部電極を基板に半田付けすることによって、基板に実装される。セラミック電子部品を実装した基板が急激な温度変化による熱衝撃を受けた場合、セラミック電子部品及び基板はそれぞれの熱膨張係数に応じて伸び縮みする。その際、セラミック電子部品と基板とでは熱膨張係数の違いから伸び縮みの量が異なり、撓みを生じてしまう。この撓みによってセラミック電子部品はクラックを生じ、機能しなくなるというおそれがあった。そこで、特許文献１に記載されたセラミック電子部品では、導電性樹脂電極層で撓みを吸収し、熱衝撃によるクラックの発生を防いでいる。
【特許文献１】特開平１０−２８４３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、金属電極層と導電性樹脂電極層との密着性を向上することが可能なセラミック電子部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、金属電極層と導電性樹脂電極層との密着性を向上し得るセラミック電子部品についても鋭意研究を進めた。その結果、本発明者等は、金属電極層に含有する金属と導電性樹脂電極層に含有する金属粉末とを合金化させると、金属電極層と導電性樹脂電極層との密着性が向上するという新たな事実を見出すに至った。
【０００６】
かかる研究結果を踏まえ、本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック素体と、セラミック素体の外表面に配置された外部電極と、を備え、外部電極は、金属を主成分として含有する金属電極層と、金属電極層と接触すると共に、金属粉末を含有する導電性樹脂電極層と、を有しており、金属電極層に含有する金属と、導電性樹脂電極層に含有する金属粉末とが合金化していることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るセラミック電子部品では、金属電極層に含有する金属と、導電性樹脂電極層に含有する金属粉末とが合金化している。このため、金属電極層と導電性樹脂電極層との間の結合が強くなり、金属電極層と導電性樹脂電極層との密着性を向上することができる。
【０００８】
また、本発明者等は、金属電極層に含有する金属と導電性樹脂電極層に含有する金属粉末とを同じ金属成分とすると、金属電極層に含有する金属と導電性樹脂電極層に含有する金属粉末とが結合し、結合した金属がくさびとして機能することにより、金属電極層と導電性樹脂電極層との密着性が向上するという新たな事実を見出すに至った。
【０００９】
かかる研究結果を踏まえ、本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック素体と、セラミック素体の外表面に配置された外部電極と、を備え、外部電極は、金属を主成分として含有する金属電極層と、金属電極層と接触すると共に、金属電極層に含有する金属と同じ金属成分からなる金属粉末を含有する導電性樹脂電極層と、を有しており、金属電極層に含有する金属と、導電性樹脂電極層に含有する金属粉末とが結合していることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るセラミック電子部品では、金属電極層に含有する金属と導電性樹脂電極層に含有する金属粉末とが結合している。このため、金属電極層と導電性樹脂電極層との間の結合が強くなり、金属電極層と導電性樹脂電極層との密着性を向上することができる。
【００１１】
好ましくは、金属電極層は、セラミック素体の外表面に、金属電極層に主成分として含有する金属の粉末を含む導電ペーストを塗布して焼き付けることにより形成されている。
【００１２】
好ましくは、導電性樹脂電極層は、金属電極層の外表面に、導電性樹脂電極層に含有する金属粉末と熱硬化樹脂とを含む導電性ペーストを塗布して加熱することにより形成されている。熱硬化樹脂を硬化させる熱処理により、金属電極層に含有する金属と導電性樹脂電極層に含有する金属粉末とが合金化又は結合し、この合金又は結合した金属は金属電極層と導電性樹脂電極層との界面及び界面近傍に存在し、くさびのように機能することとなる。このため、金属電極層と導電性樹脂電極層との間の結合を更に強くすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、金属電極層と導電性樹脂電極層との密着性を向上することが可能なセラミック電子部品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は実施形態に係る積層コンデンサＣ１の断面図である。積層コンデンサＣ１は、図１に示すように、セラミック素体１０と、２つの外部電極３０とを備えている。
【００１６】
セラミック素体１０では、内部電極２０が誘電体層２２を介して積層されている。各誘電体層２２は、例えば誘電体セラミックを含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の積層コンデンサＣ１では、誘電体層２２の間の境界が視認できない程度に一体化されている。
【００１７】
セラミック素体１０内に配置された内部電極２０は、内部電極２０の積層方向に平行なセラミック素体１０の対向する２側面に交互に引き出されている。内部電極２０は、積層型の電気素子の内部電極として通常用いられる導電性材料から構成される。本実施形態では、内部電極２０は、卑金属であるＮｉを導電性材料として含んでいる。
【００１８】
外部電極３０は、セラミック素体１０の外表面に配置されている。外部電極３０は、第１の金属電極層３２と、導電性樹脂電極層３４と、第２の金属電極層３６と、第３の金属電極層３８とを有している。
【００１９】
第１の金属電極層３２は、卑金属であるＣｕを主成分として含有している。第１の金属電極層３２は、セラミック素体１０の外表面に、すなわち内部電極２０の積層方向に平行なセラミック素体１０の対向する２つの端面上に形成され、内部電極２０と物理的且つ電気的に接続される。第１の金属電極層３２は、Ｃｕ粉末を含有する導電性ペーストをセラミック素体１０の外表面に塗布して焼き付けることによって形成されている。第１の金属電極層３２の厚みは、例えば、１０〜３０μｍである。Ｃｕ粉末の粒径は、０．１〜１０μｍ程度である。
【００２０】
導電性樹脂電極層３４は、金属粉末を導電性材料として含む。導電性樹脂電極層３４は、第１の金属電極層３２上に、第１の金属電極層３２を覆うように形成されており、第１の金属粉末と、所定の平均粒径を有する第２の金属粉末と、熱硬化性樹脂とを樹脂層形成用組成物を硬化させてなる層である。導電性樹脂電極層３４の厚みは、例えば、２０〜１００μｍである。
【００２１】
本実施形態では、第１の金属粉末の材料として貴金属であるＡｇが用いられる。導電性樹脂電極層３４における導電性は、主として第１の金属粉末、すなわちＡｇ粉末により確保される。第１の金属粉末の粒径は、０．１〜１０μｍ程度である。
【００２２】
本実施形態では、第２の金属粉末として、卑金属のＮｉが用いられている。第２の金属粉末の形状は、球状、鱗片状等のいずれの形状でもよいが、球状であることが好ましい。この第２の金属粉末は、その平均粒径が１０〜５０ｎｍ程度であり、極めて微小である。ここでは、平均粒径を、動的光散乱法にて測定している。
【００２３】
熱硬化性樹脂としては特に制限されないが、例えば、フェノール樹脂、アクリル樹脂、
シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等を用いることができる。
【００２４】
上記樹脂層形成用組成物中の全金属粉末の含有量は、樹脂層形成用組成物の固形分全量を基準として６０〜９５質量％であることが好ましい。この含有量が６０質量％未満であると、含有量が上記範囲内である場合と比較して、導電性樹脂電極層３４の内部における導電性が不十分となる傾向にある。含有量が９５質量％を超えると、含有量が上記範囲内である場合と比較して、熱硬化性樹脂の量が不足するため、第１の金属電極層３２と導電性樹脂電極層３４との密着性が低下する傾向にある。
【００２５】
樹脂層形成用組成物は、必要に応じて溶媒を更に含むものである。溶媒としては、上記熱硬化性樹脂を溶解又は分散可能なものであれば公知の溶媒を特に制限なく使用することができる。溶媒として具体的には、例えば、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、セロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、テルピネオール等が挙げられる。
【００２６】
導電性樹脂電極層３４は、第１の金属電極層３２上に上記樹脂層形成用組成物を塗布し、乾燥及び熱硬化を行うことによって形成されている。ここで、熱硬化時の温度は、使用する硬化性樹脂に応じて適宜調節される。
【００２７】
ところで、第１の金属電極層３２との界面及び界面近傍に存在する第２の金属粉末は、上述したようにその表面が一部溶融すると、第１の金属電極層３２に含有する金属と合金化し、第１の金属電極層３２に含有する金属と導電性樹脂電極層３４に含有する第２の金属粉末との合金（本実施形態では、Ｃｕ−Ｎｉ合金）が第１の金属電極層３２と導電性樹脂電極層３４との界面及び界面近傍に存在することとなる。この合金は、くさびのように機能することとなるため、第１の金属電極層３２と導電性樹脂電極層３４との間の結合が強くなる。
【００２８】
第２の金属電極層３６は、Ｎｉを主成分として含む。第２の金属電極層３６は、導電性樹脂電極層３４上に、導電性樹脂電極層３４を覆うように形成されている。第２の金属電極層３６は、導電性樹脂電極層３４表面をＮｉでメッキ処理することによって形成されている。第２の金属電極層３６の厚みは、例えば、１〜５μｍである。
【００２９】
第３の金属電極層３８は、ＳｎあるいはＳｎ合金を主成分として含む。第３の金属電極層３８は、第２の金属電極層３６上に、第２の金属電極層３６を覆うように形成されている。第３の金属電極層３８は、第２の金属電極層３６表面をＳｎ又はＳｎ合金でメッキ処理することによって形成されている。第３の金属電極層３８の厚みは、例えば、１〜５μｍである。
【００３０】
以上のように、本実施形態においては、第１の金属電極層３２に含有する金属と、導電性樹脂電極層３４に含有する第２の金属粉末とが合金化している。このため、第１の金属電極層３２と導電性樹脂電極層３４との間の結合が強くなり、第１の金属電極層３２と導電性樹脂電極層３４との密着性を向上することができる。
【００３１】
本実施形態の変形例として、導電性樹脂電極層３４に含まれる金属粉末は、第１の金属電極層３２に含有される金属と同じ金属成分であってもよい。すなわち、本実施形態では、導電性樹脂電極層３４は、導電性材料としてＣｕ粉末を含む。このＣｕ粉末の平均粒径は、上述したように１０〜５０ｎｍ程度である。
【００３２】
Ｃｕ粉末は、上述したＮｉ粉末と同様に、極めて微小であるため、熱硬化時の加熱処理により、その表面が一部溶融する。したがって、第１の金属電極層３２との界面及び界面近傍に存在するＣｕ粉末は、その表面が一部溶融すると、第１の金属電極層３２に含有するＣｕと結合し、結合したＣｕがくさびとして機能することとなる。この結果、第１の金属電極層３２と導電性樹脂電極層３４との間の結合が強くなり、第１の金属電極層３２と導電性樹脂電極層３４との密着性を向上することができる。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００３４】
例えば、本実施形態では、第１の金属電極層３２が主成分の金属としてＣｕを含有し、導電性樹脂電極層３４が第２の金属粉末としてＮｉ粉末を含有しているが、含有する金属材料はこれらに限られない。第１の金属電極層３２に主成分として含有する金属と導電性樹脂電極層３４に含有する金属粉末（第２の金属粉末）とが、合金化する組み合わせの材料であればよい。また、第１の金属電極層３２が主成分として含有する金属と、導電性樹脂電極層３４が含有する金属粉末とが同じ金属成分である場合でも、この金属成分は、上述したＣｕに限られない。
【００３５】
本実施形態では、本発明をコンデンサに適用した例を示しているが、これに限られることはない。本発明は、例えば圧電体素子（圧電アクチュエータ）、インダクタ、バリスタ、サーミスタ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態に係る積層コンデンサの断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｃ１…積層コンデンサ、１０…セラミック素体、２０…内部電極、２２…誘電体層、３０…外部電極、３２…第１の金属電極層、３４…導電性樹脂電極層、３６…第２の金属電極層、３８…第３の金属電極層。
【図１】
2008166666.tif 000003