(57)【要約】【課題】耐衝撃性に優れたセラミック電子部品を提供する。【解決手段】内部導体が形成されたセラミックからなる部品本体１と、部品本体１の端面と主面とにまたがるように形成された複数の外部電極５、６とを備えてなるセラミック電子部品１０であって、外部電極５、６は、部品本体１の端面と主面との稜線部分の厚みを厚くした。【選択図】図１
2004235377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部導体が形成されたセラミックス部材からなる直方体の部品本体と、前記内部導体に接続し、且つ該部品本体の端面と主面とに跨がるように形成された外部電極とを備えてなるセラミック電子部品において、
前記外部電極は、前記部品本体の端面と主面との稜線部の導体厚みが、前記部品本体の端面の中央部分に形成された導体厚みに比して厚くなっていることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
前記外部電極の稜線部の導体厚みをｎｂとし、前記端面に形成された導体厚みをｎａとした時、ｎｂ／ｎａ値が１．１〜３．０であることを特徴となる請求項１記載のセラミック電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック電子部品に関し、特に直方体の部品本体の一方の端面に複数の外部電極を有するセラミック電子部品の外部電極の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
代表的なセラミック電子部品として、多連型コンデンサを例にとって説明する。
【０００３】
図４は、従来の多連型コンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）はＸ−Ｘ線断面図である。
【０００４】
図において、３０は多連型コンデンサ、３１は積層体であり、３２は積層体３１を構成する誘電体層、３３、３４は積層体３１内部に形成した内部電極であり、３５、３６は外部電極である。
【０００５】
図に示すように、多連型コンデンサ３０の積層体３１は、誘電体層３２を複数積層して形成されている。
【０００６】
また、積層体３１の各誘電体層３２間に、例えば複数の第１及び第２の内部電極３３、３４が対向形成され、第１の内部電極３３は積層体３１の一端面に、第２の内部電極３４は積層体３１の他端面に延出している。
【０００７】
さらに、複数の外部電極３５、３６は、積層体３１の端面及びこの端面に接する主面に跨がって形成されている。これにより、外部電極２５、２６の端面部分で、第１及び第２の内部電極３３、３４と接続している。また、外部電極２５、２６の主面部分（実装面）は、配線基板との実装が確実のものとしている。
【０００８】
また、外部電極３５、３６の表面には、必要に応じて、表面メッキ層（図示せず）が形成されている。
【０００９】
このような多連型コンデンサ３０は、一方の主面（実装面）を下にして配線基板上の配線パターンに半田や導電性接着剤などの接合材により表面実装される。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−５７０５９号公報  （２頁、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近年、多連型コンデンサ３０は、携帯型電話機や携帯型コンピュータなどの携帯型電子機器への需要が増えてきている。
【００１２】
しかしながら、携帯型電子機器は、使用時や携帯時において、落下などによる衝撃が、機器内部の配線基板に実装されている多連型コンデンサ３０に加わり、図４に示すように、多連型コンデンサ３０にクラック３８が発生するという問題点があった。
【００１３】
本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、耐衝撃性に優れたセラミック電子部品を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内部導体が形成されたセラミックス部材からなる直方体の部品本体と、前記内部導体に接続し、且つ該部品本体の端面と主面とに跨がるように形成された外部電極とを備えてなるセラミック電子部品において、前記外部電極は、前記部品本体の端面と主面との稜線部の導体厚みが、前記部品本体の端面の中央部分に形成された導体厚みに比して厚くなっている。
【００１５】
また、外部電極の稜線部の導体厚みをｎｂとし、前記端面に形成された導体厚みをｎａとした時、ｎｂ／ｎａ値が１．１〜３．０である。
【００１６】
【作用】
本発明のセラミック電子部品によれば、外部電極は部品本体の端面と主面とに跨がるように形成され、端面と主面との稜線部分には、導体膜の厚みが厚くなっている。即ち、外部電極の形成領域のうち、部品本体の端面の略中央部分での導体膜よりも、稜線部での導体厚みが厚くなっている。尚、この稜線部を外部電極の凸部といい、導体膜が薄い領域を凸部に対して平坦部という。
【００１７】
そして、外部電極の凸部が、部品本体の端面と主面との稜線部に跨がって凸部が形成されているため、セラミック電子部品をはんだなどの接合材により配線基板上に表面実装した状態で、落下などによる衝撃がセラミック電子部品に加わっても、クラックの発生を低減できる。
【００１８】
すなわち、落下などによる衝撃により、セラミック電子部品にねじり方向の応力が加わる場合が多い。そしてこのとき、部品本体の稜線と外部電極と接合材が接している部分を起点としてクラックが発生し、部品本体の側面に進行すると考えられるが、凸部の存在により、部品本体の稜線を被覆する外部電極の厚みが大きくなっており、ねじり方向の応力から部品本体を保護することから、クラックの発生を低減できると考えられる。
【００１９】
また、部品本体の端面の略中央に外部電極の平坦部が形成されているため、部品本体の稜線を被覆する外部電極の厚みが大きくなった場合も、セラミック電子部品の寸法を大きくせずに済むことから、小型大容量化を実現できる。また、外部電極全体の厚みを大きくせずに済むため、有機バインダ樹脂の除去が容易に行われ、ブリスタを発生させることがなく、その結果、例えば静電容量などの電気的特性の低下を抑制できる。さらに、セラミック電子部品を接合材により配線基板上に表面実装した場合、接合材は平坦部の高さまでしかはい上がらないため、部品本体において応力が発生する位置が低くなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセラミック電子部品を図面に基づいて説明する。
【００２１】
代表的なセラミック電子部品として、多連型コンデンサを例にとって説明する。
【００２２】
図１は、本発明の多連型コンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は縦断面図である。図２は、図１の多連型コンデンサを配線基板上に表面実装した状態を示す断面図である。
【００２３】
図において、１０は多連型コンデンサ（セラミック電子部品）、１は誘電体セラミックから積層体（部品本体）、２は誘電体層、３、４は内部電極、５、６は外部電極である。また、１１は配線基板、１２は配線パターン、１３は半田（接合材）である。
【００２４】
図１に示すように、多連型コンデンサ１０の積層体１は、誘電体層２を複数積層して形成されている。
【００２５】
誘電体層２は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）を主成分とする非還元性誘電体材料、及びガラス成分を含む誘電体材料からなり、その形状は、２．０ｍｍ×１．２ｍｍなどであり、その厚みは高容量化のために１〜５μｍとしている。この誘電体層２が図上、上方向に積層して積層体１が構成される。なお、誘電体層２の形状、厚み、積層数は容量値によって任意に変更することができる。
【００２６】
積層体１の各誘電体層２間に、例えば複数の内部電極３、４が対向形成され、それぞれ積層体１の両端面に延出している。内部電極３、４は、例えばＮｉを主成分とする材料から構成され、その厚みは１〜２μｍとしている。
【００２７】
外部電極５、６は、積層体１の一対の長辺側端面に被着形成され、且つ内部電極３、４にそれぞれ接続されている。外部電極５、６は、例えばＣｕ、Ｎｉ、あるいはこれらの合金などの卑金属成分及びガラス成分からなり、長辺側の端面及びそれに隣接する２つの主面（一方は実装面となる）の３面にわたって形成される。さらに、外部電極５、６の表面には、表面メッキ層（図示せず）が形成されている。表面メッキ層は、例えばＮｉメッキ、Ｓｎメッキ、半田メッキなどが例示できる。
【００２８】
本発明の特徴的なことは、外部電極５、６の積層体１の端面と主面との稜線部の導体厚みが、積層体１の端面の中央部分に形成された導体厚みに比して厚くなっている。即ち、外部電極５、６は、積層体１の端面の略中央に形成された平坦部５ａ、６ａと、平坦部５ａ、６ａに隣接するとともに、主面にまたがる凸部５ｂ、６ｂとからなることである。
【００２９】
ここで、平坦部５ａ、６ａの厚みｎａは、最大値と最小値の比率が１．５以下、好ましくは１．２以下であることが望ましい。また、凸部５ｂ、６ｂの形状は、ドーム状であることが望ましい。
【００３０】
以下、本発明の多連型コンデンサ１０の製造方法について説明する。なお、各符号は焼成の前後で区別しないものとする。
【００３１】
まず、誘電体層となるセラミックグリーンシート２上に、導電ペーストをスクリーン印刷で形成し、内部電極となる導体膜３、４を形成する。
【００３２】
そして、このようなセラミックグリーンシート２を、導体膜３、４が互いに対向し、且つ導体膜３、４が互いに異なる端面に延出するように所定の積層枚数重ねた後、切断して各コンデンサユニットＮを含む未焼成状態の積層体１とし、所定の雰囲気、温度、時間を加えて焼成する。これにより、積層体１の一対の端面には、各コンデンサユニットＮ毎に内部電極３、４が露出している。
【００３３】
その後、各コンデンサユニットＮを外部と電気的に接続するために、外部電極となる導体膜５、６を積層体１の端面及びそれに隣接する２つの面に、スクリーン印刷法、ローラからの転写法などにより塗布する。
【００３４】
このとき、導体膜５、６は、積層体１の端面の略中央に平坦部５ａ、６ａが形成されるとともに、エッジ効果により、平坦部５ａ、６ａに隣接するとともに、主面にまたがる凸部５ｂ、６ｂが形成される。
【００３５】
そして、導電膜５、６は、２５０℃〜４００℃の大気中でバインダ成分を除いた後、８００〜９００℃で中性または還元性雰囲気で焼き付けによって、外部電極５、６が形成される。
【００３６】
その後、外部電極５、６は、電解メッキや無電解メッキによって表面メッキ層（図示せず）が形成される。このとき、外部電極５、６の凸部５ｂ、６ｂは、平坦部５ａ、６ａに比べてメッキがかかりにくいため、平坦部５ａ、６ａの厚みｎａと凸部５ｂ、６ｂの厚みｎｂの差をさらに累積させることができる。
【００３７】
このようにして、本発明の多連型コンデンサ１０が得られる。
【００３８】
かくして、本発明の多連型コンデンサ１０によれば、外部電極５、６は、積層体１の端面の略中央に形成された平坦部５ａ、６ａと、平坦部５ａ、６ａの周辺に形成されるとともに、端面と主面との稜線部にまたがる凸部５ｂ、６ｂとからなる。このため、多連型コンデンサ１０を半田１３により配線基板１１上の配線パターン１２に表面実装した状態において、落下などによる衝撃が多連型コンデンサ１０に加わっても、クラック３８の発生を低減できる。
【００３９】
すなわち、落下などによる衝撃により、多連型コンデンサ１０にねじり方向の応力が加わる場合が多い。そしてこのとき、積層体１の稜線と外部電極５、６と半田１３が接している部分を起点としてクラック３８が発生し、積層体１の側面に進行すると考えられるが、凸部５ｂ、６ｂの存在により、積層体１の稜線を被覆する外部電極５、６の厚みｒｔが大きくなっており、ねじり方向の応力から積層体１を保護することから、クラック３８の発生を低減できると考えられる。
【００４０】
また、積層体１の端面の略中央に外部電極５、６の平坦部５ａ、６ａが形成されているため、積層体１の稜線を被覆する外部電極５、６の厚みｒｔが大きくなった場合も、多連型コンデンサ１０の幅方向（Ｗ方向）の寸法を大きくせずに済むことから、小型大容量化を実現できる。また、外部電極５、６全体の厚みを大きくせずに済むため、有機バインダ樹脂の除去が容易に行われ、ブリスタを発生させることがなく、その結果、例えば静電容量などの電気的特性の低下を抑制できる。さらに、多連型コンデンサ１０を半田１３により配線基板１１上の配線パターン１２に表面実装した場合、半田１３は平坦部の高さまでしかはい上がらないため、積層体１において応力が発生する位置が低くなる。
【００４１】
ここで、図１（ｂ）に示すように、クラック３８の発生を効果的に低減するためには、積層体１の稜線の部分の丸みの曲率半径をｒ１とした場合、ｒｔ／ｒ１比は０．２５以上であることが望ましい。
【００４２】
また、平坦部５ａ、６ａの高さ方向の寸法ｍａと積層体１の高さ方向の寸法Ｔの比ｍａ／Ｔは０．２〜０．８、好ましくは０．３〜０．５の範囲にあることが望ましい。すなわち、ｍａ／Ｔ比が０．２未満である場合、上記小型大容量化などの効果が十分に現れない。一方、ｍａ／Ｔ比が０．８を超える場合、落下などによる衝撃によるクラック３８の発生を低減する効果が十分に現れない。
【００４３】
また、平坦部５ａ、６ａの厚みｎａと凸部５ｂ、６ｂの厚みｎｂ（平坦部５ａ、６ａと比較するために積層体１の端面側での厚みを用いた）との比ｎｂ／ｎａは、１．１〜３．０、好ましくは、１．５〜２．４の範囲にあることが望ましい。すなわち、ｎｂ／ｎａ比が１．１未満の場合、上記小型大容量化などの効果を現しつつ、落下などによる衝撃によるクラック３８の発生を低減する効果が十分に現れない。一方、ｎｂ／ｎａ値比が３．０を超える場合、精度良く平坦部５ａ、６ａ及び凸部５ｂ、６ｂを形成することが困難となり、外部からの衝撃により破損し凸部５ｂ、６ｂに欠けが発生してしまう。このため、実際の使用ができないものとなる。
【００４４】
なお、本発明は上記の実施の形態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内での種々の変更や改良などは何ら差し支えない。
【００４５】
例えば、上記実施の形態ではセラミック電子部品として多連型コンデンサを用いて説明したが、本発明は、外部電極が部品本体の端面からそれに隣接する３面または４面にまたがるように形成された通常の積層セラミックコンデンサにも適用できる。また、外部電極が、部品本体の端面からそれに隣接する１面にのみまたがるように形成されたセラミック電子部品にも適用できる。さらに、本発明は、他の電子部品や、半導体部品などの他のセラミック電子部品にも適用できる。
【００４６】
図３は、本発明の多連型コンデンサ１０の他の実施形態を示す外観斜視図である。図のように、外部電極５、６の平坦部５ａ、６ａは、図面中左右方向の略中央のみに形成されるようにしても良い。このことにより、凸部５ｂ、６ｂが外部からの衝撃により破損しにくくなる。
【００４７】
また、外部電極５、６の平坦部５ａ、６ａ及び凸部５ｂ、６ｂを形成する方法として、スクリーン製版のメッシュの開き目を平坦部５ａ、６ａとなる部分に比べて、凸部５ｂ、６ｂとなる部分の方が大きくなるようにしても良い。さらに、外部電極５、６となる導電性ペーストの所定形状に塗布、焼き付けを夫々２回以上行っても良い。即ち、平坦部５ａ、６ａの厚みｎａと凸部５ｂ、６ｂの厚みｎｂの差が累積されて、さらに大きくできる。またこのとき、２回目以降の導電性ペーストの塗布は、１回目の塗布とは異なるスクリーン製版を用いて、凸部５ｂ、６ｂとなる部分のみに行うようにしても良い。このことによっても、平坦部５ａ、６ａの厚みｎａと凸部５ｂ、６ｂの厚みｎｂの差をさらに大きくできる。
【００４８】
【実施例】
本発明者は、上記方法により、外部電極５、６が平坦部５ａ、６ａ及び凸部５ｂ、６ｂからなる多連型コンデンサ１０を作製した。ここで、多連型コンデンサ１０の寸法は、２．０ｍｍ×１．２ｍｍとした。また、導電性ペーストの固形分、粘度などの性状、スクリーン製版のメッシュの開き目を調節することにより、ｒｔ／ｒ１≧０．２５の範囲に入るようにしつつ、ｍａ／Ｔ比、ｎｂ／ｎａ比を変化させた。（試料番号２〜６、８〜１１）さらに、平坦部５ａ、６ａの厚みｎａは１０〜３５μｍ、凸部５ｂ、６ｂの厚みｎｂは、２０〜６０μｍの範囲に入り、且つｎａ＜ｎｂとなるようにした。そして、これらの厚みｎａ、ｎｂは、多連型コンデンサ１０の破断面のＳＥＭ像から確認した。
【００４９】
比較例として、外部電極５、６に凸部５ｂ、６ｂを形成しない（外部電極５、６全体の厚みが１０〜３５μｍの範囲にある）多連型コンデンサ３０（試料番号７）や、外部電極５、６に凹部５ａ、６ａを形成しない（外部電極５、６全体の厚みが２０〜６０μｍの範囲にある）多連型コンデンサ３０（試料番号１）も作製した。
【００５０】
得られた試料について、Ｗ方向の寸法の測定及び落下試験を行った。
【００５１】
幅方向の寸法については、試料１０個をノギスで測定し、最も大きい値とした。
【００５２】
落下試験方法は、図２に示すように、試料１００個を１．６ｍｍ厚のガラスエポキシ基板（配線基板）１１上の配線パターン１２に、半田１３付けにより表面実装した。そして、基板１１を樹脂ケースの中にセットし、２ｍの高さよりコンクリート板上に落下させ、金属顕微鏡によりクラック３８の発生率を求めた。
【００５３】
評価基準は、Ｗ方向の寸法が１．４７ｍｍ以下であるとともに、２ｍの高さより落下させてもクラック３８の発生率が５％以下である場合を良品として丸印とした。また良品の内、Ｗ方向の寸法が１．４ｍｍ以下であるとともに、クラック３８の発生率が０％である場合を二重丸印とした。一方、Ｗ方向の寸法が１．４７ｍｍを超える場合や、クラック３８の発生率が５％を超える場合を不良品としてバツ印とした。
【００５４】
結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2004235377.tif 000003
【００５６】
表に示すように、外部電極５、６が平坦部５ａ、６ａ及び凸部５ｂ、６ｂからなる本実施例（試料番号２〜６、８〜１１）は、ｒｔ／ｒ１≧０．２５の範囲に入るようにした場合も、Ｗ方向の寸法が１．４７ｍｍ以下であるとともに、２ｍの高さよりコンクリート板上に落下させた場合のクラック３８の発生率は５％以下となった。特に、ｍａ／Ｔ比が０．３以上であり、且つｎｂ／ｎａ比が１．５以上である場合（試料番号３〜５、９〜１１）は、Ｗ方向の寸法が１．４ｍｍ以下であるとともに、クラック３８の発生率は０％以下となった。
【００５７】
これに対し、外部電極５、６に凸部５ｂ、６ｂを形成しない比較例（試料番号７）は、ｒｔ／ｒ１＜０．２５となり、また２ｍの高さよりコンクリート板上に落下させた場合、クラック３８が４０％発生した。
【００５８】
一方、外部電極５、６に凹部５ａ、６ａを形成しない比較例（試料番号１）は、ｒｔ／ｒ１≧０．２５の範囲に入るようにした場合、Ｗ方向の寸法が１．４７ｍｍより大きくなった。
【００５９】
これらの結果から、本発明の多連型コンデンサ１０は、外部電極５、６は、部品本体１の端面の略中央に形成された平坦部５ａ、６ａと、平坦部５ａ、６ａに隣接するとともに、主面にまたがる凸部５ｂ、６ｂとからなるため、Ｗ方向の寸法を大きくせずに、実装状態において、落下などによる衝撃が加わっても、クラック３８の発生を低減できることがわかった。
【００６０】
【発明の効果】
本発明のセラミック電子部品によれは、部品本体の端面と主面との稜線部分の外部電極の厚みを厚くしたため、耐衝撃性に優れている。
【００６１】
また、部品本体の端面の略中央に外部電極の平坦部が形成されており、外部電極全体の厚みを大きくせずに済むため、小型大容量化、有機バインダ樹脂の除去が容易に行われる、接合材のはい上がる高さを低くするなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多連型コンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）はＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】図１の多連型コンデンサを配線基板上に表面実装した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の多連型コンデンサの他の実施形態を示す外観斜視図である。
【図４】従来の多連型コンデンサを示す図であり、（ａ）は一部透視状態の外観斜視図、（ｂ）はＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
１０        多連型コンデンサ（セラミック電子部品）
１          積層体（部品本体）
２          誘電体層
３、４      内部電極
５、６      外部電極
５ａ、６ａ  平坦部
５ｂ、６ｂ  凸部
１１        配線基板
１２        配線パターン
１３        半田
【図１】
2004235377.tif 000004
【図２】
2004235377.tif 000005
【図３】
2004235377.tif 000006
【図４】
2004235377.tif 000007