(57)【要約】【課題】内部電極層の薄層化とともに、内部電極層と外部電極との接続性を高め、高容量化とそのばらつきの低減を図ることのできる積層型電子部品およびその製法を提供する。【解決手段】誘電体層５と内部電極層７とを交互に積層してなり静電容量を発現する容量部９と、該容量部９の周囲に前記誘電体層５により形成され静電容量を発現しない非容量部１１とを有する電子部品本体１と、該電子部品本体１の両方の端面２にそれぞれ設けられ、前記内部電極層７と交互に接続する一対の外部電極３とを具備する積層型電子部品であって、前記電子部品本体１の両方の端面２に内部電極層７から連続して延出部１３を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層と内部電極層とを交互に積層してなり静電容量を発現する容量部と、該容量部の周囲に前記誘電体層により形成され静電容量を発現しない非容量部とを有する電子部品本体と、該電子部品本体の両端面にそれぞれ設けられ、前記内部電極層と交互に接続する一対の外部電極とを具備する積層型電子部品であって、前記電子部品本体の両端面に前記内部電極層から連続して延出部を有することを特徴とする積層型電子部品。
【請求項２】
内部電極層が電気めっき膜からなることを特徴とする請求項１に記載の積層型電子部品。
【請求項３】
電子部品本体の端面における容量部の端面の面積をＡ０、延出部の面積をＡ１としたときに、Ａ１／Ａ０≧０．０１％の関係を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の積層型電子部品。
【請求項４】
内部電極層の最大厚みが２μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか記載の積層型電子部品。
【請求項５】
延出部同士が、電子部品本体の端面で接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか記載の積層型電子部品。
【請求項６】
内部電極層が卑金属材料を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか記載の積層型電子部品。
【請求項７】
誘電体層の厚みが４μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか記載の積層型電子部品。
【請求項８】
基板プレート上に電気めっき法によって卑金属材料を含有する内部電極パターンを形成する工程と、該内部電極パターンを誘電体グリーンシート上に転写する工程と、前記内部電極パターンが形成された誘電体グリーンシートを複数積層して積層成形体を形成する工程と、該積層成形体を格子状に切断して電子部品本体成形体を形成する工程と、該電子部品本体成形体を焼成して電子部品本体を形成する工程と、を具備する積層型電子部品の製法において、前記電子部品本体成形体の端面に前記内部電極パターンから連続した延出部を有するように切断することを特徴とする積層型電子部品の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型電子部品およびその製法に関し、特に、積層セラミックコンデンサのように、内部電極層が薄層化された積層型電子部品およびその製法に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、積層型電子部品の一つである積層セラミックコンデンサは、小型、高容量化のために、誘電体層および内部電極層は薄層化が図られている。
【０００３】
こうした誘電体層および内部電極層の薄層化に対して、例えば、下記の特許文献１に開示されるようなものが知られているが、この公報には、内部電極層となる金属膜を、スパッタや蒸着のような物理的薄膜形成法、あるいは無電解めっきのような化学的薄膜形成法を用いることにより極めて薄い金属膜をフィルム上に形成でき、これを誘電体グリーンシート上に転写するという工法を用いていることから薄層高積層化した内部電極層を有する積層セラミックコンデンサを形成できると記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２４３６５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示された積層型電子部品では、内部電極層の薄層化は実現できるものの、内部電極層の薄層化に伴い、外部電極との接触面積が減少することから、外部電極との間で十分な接続部を形成できず、このため設計どおりの静電容量が発現しにくく、また、そのばらつきが大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、内部電極層の薄層化とともに、内部電極層と外部電極との接続性を高め、高容量化とそのばらつきの低減を図ることのできる積層型電子部品およびその製法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層型電子部品は、誘電体層と内部電極層とを交互に積層してなり静電容量を発現する容量部と、該容量部の周囲に前記誘電体層により形成され静電容量を発現しない非容量部とを有する電子部品本体と、該電子部品本体の両端面にそれぞれ設けられ、前記内部電極層と交互に接続する一対の外部電極とを具備する積層型電子部品であって、前記電子部品本体の両端面に前記内部電極層から連続して延出部を有することを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、内部電極層の薄層化とともに外部電極との接触面積を大きくできることから、このため内部電極層と外部電極との接続性が向上し、このため設計どおりの静電容量が発現しやすくなり、またそのばらつきも抑制できる。
【０００９】
上記積層型電子部品では、内部電極層が電気めっき膜からなることが望ましい。内部電極層を電気めっき膜で形成すれば均質で厚みばらつきも小さくかつ有効面積を大きくでき、しかも薄層化が容易であることから、上記の延出部をさらに確実に形成できる。
【００１０】
また、電気めっき膜を用いることにより内部電極層を極めて薄くできるため、誘電体層を薄層高積層化しても、デラミネーションやクラックなどの内部構造欠陥を低減することができる。
【００１１】
上記積層型電子部品では、電子部品本体の端面における容量部の端面の面積をＡ０、延出部の面積をＡ１としたときに、Ａ１／Ａ０≧０．０１％の関係を満足することが望ましい。容量部の片側端面における全面積に対して延出部の占める割合を０．０１％以上とすることにより積層方向に隣合って形成されている内部電極層同士の接続を高くでき、これにより積層セラミックコンデンサの静電容量を高めることができる。また、外部電極との接続も高めることができる。
【００１２】
上記積層型電子部品では、内部電極層の最大厚みが２μｍ以下であることが望ましい。本発明は、内部電極層の厚みが薄く外部電極との接続が困難な場合に好適である。
【００１３】
上記積層型電子部品では、延出部同士が、電子部品本体の端面で接続されていることが望ましい。例えば、電子部品本体の一方の端面に露出している内部電極層は、同一の極性を有するものであることから、外部電極のみが各層の内部電極層同士を接続するのではなく延出部によって予め接続することにより内部電極層と外部電極との接続を確実にできるとともに、内部電極層同士の接続をも高めることができる。
【００１４】
上記積層型電子部品では、内部電極層が卑金属材料を主成分とすることが望ましい。内部電極層として卑金属を用いることにより積層型電子部品を高積層化して、しかも内部電極層に充填率を高めた場合においても、従来の貴金属に比較して積層型電子部品を構成する部材全体に占める内部電極層のコストを安価にできる。
【００１５】
上記積層型電子部品では、誘電体層の厚みが４μｍ以下であることが望ましい。
【００１６】
誘電体層を薄層化することにより積層セラミックコンデンサとしての静電容量を高めることができるとともに、積層方向に隣合う内部電極層同士の延出部による接続を生じやすくできる。
【００１７】
本発明の積層型電子部品の製法は、基板プレート上に電気めっき法によって卑金属材料を含有する内部電極パターンを形成する工程と、該内部電極パターンを誘電体グリーンシート上に転写する工程と、前記内部電極パターンが形成された誘電体グリーンシートを複数積層して積層成形体を形成する工程と、該積層成形体を格子状に切断して電子部品本体成形体を形成する工程と、該電子部品本体成形体を焼成して電子部品本体を形成する工程と、を具備する積層型電子部品の製法において、前記電子部品本体成形体の端面に前記内部電極パターンから連続した延出部を有するように切断することを特徴とする。
【００１８】
このように内部電極パターンが電気めっき法により形成されたものであれば従来の導体ペーストを用いて形成した内部電極パターンとは異なり、内部電極パターンが焼成前においても箔状で連続性を有するために、切断した際にも金属の延性により上記のような延出部を容易に形成できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の積層型電子部品である積層セラミックコンデンサの一形態について、詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の積層型電子部品の代表例である積層セラミックコンデンサの概略断面図である。本発明の積層型電子部品は、電子部品本体１の両方の端面２に外部電極３が形成されている。
【００２１】
電子部品本体１は、誘電体層５と内部電極層７とを交互に積層し静電容量を発現する容量部９と、この容量部９の周囲に誘電体層５と同一材料から形成され静電容量を発現しない非容量部１１とから構成されている。
【００２２】
内部電極層７は、電子部品本体１の同一の端面２において外部電極３と交互に接続されている。そして、本発明では、内部電極層７が前記電子部品本体１の端面２において内部から連続した延出部１３を有していることが重要である。この場合の延出部１３とは、電子部品本体１の端面２から内部電極層７が少なくとも１μｍ以上突出している場合をいう。
【００２３】
また、延出部１３は電子部品本体１の端面２において少なくとも隣接する延出部１３同士が接続されていることが望ましい。
【００２４】
また、内部電極層７の最大厚みは２μｍ以下であることが望ましく、特に、内部電極層７の破断や穴の形成を抑制し、有効面積を確保するという理由から、厚みは０．４〜１．８μｍの範囲であることが望ましい。
【００２５】
図２は、電子部品本体の端面における前記容量部を示す概略断面図である。
【００２６】
電子部品本体１の端面２における容量部９の面積をＡ０、延出部１３の面積をＡ１としたときに、Ａ１／Ａ０≧０．０１％の関係を満足することが望ましいが、外部電極３と内部電極層７から延びた延出部１３との接合とともに、外部電極３と電子部品本体１の端面２の非容量部１１とも強固に接合するという点で、Ａ１／Ａ０は０．０５〜６０％、特に、０．１〜１０％の範囲であることがより望ましい。ここで、延出部１３の面積とは容量部９に突出した延出部１３の片面の面積の総和のことをいう。
【００２７】
内部電極層７は電気めっき膜により形成されていることが望ましく、さらに、そのめっき膜は卑金属材料を主成分とすることが望ましく、特に、Ｎｉ、Ｃｕのうちのいずれか１種、若しくはこれらの合金であることがより望ましい。
【００２８】
また、誘電体層５の厚みは４μｍ以下であることが望ましく、特に、３μｍ以下、さらには、２μｍ以下である場合に、内部電極層７の端部に形成した本発明の延出部１３同士の接続を確実にできる。
【００２９】
次に、本発明の積層型電子部品の一つの適用例である積層セラミックコンデンサの製法について説明する。
【００３０】
図３は、本発明の内部電極パターンの作製工程を示す概略図である。
【００３１】
（ａ）内部電極パターンは電気めっき法により作製する。
【００３２】
まず、基板プレート３１の表面の全面に感光性レジスト樹脂を塗布し、内部電極パターンを形成する部分を感光させないようにマスクを当て、露光、現像を行う。基板プレート３１は金属である場合には、そのままの状態で用いることができる。基板プレート３１がプラスチックでできている場合には、一旦、薄い金属膜を形成した後に電気めっきを行う。
【００３３】
その後、未硬化のレジストを洗浄除去することにより、内部電極パターンが形成される部分のレジストが除かれた電気めっき用のマスクパターン３３を形成する。
【００３４】
この場合、基板プレート３１上においてマスクパターン３３は、内部電極パターンとなる金属膜が形成される領域は切り立った凹部３５状になるように形成されることが好ましく、特に、その凹部３５の傾斜角度θは６０〜１００°、特に、７０〜９０°であることが好ましい。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示すように、上記のマスクパターン３３が形成された基板プレート３１に対して、Ｎｉ板３６を浸したＮｉメッキ液を用いて電気メッキを行う。
【００３６】
（ｃ）その後、洗浄によりマスクパターン３３の除去を行うことによって、基板プレート３１上に内部電極パターン４１となるＮｉ金属膜が形成される。この場合、内部電極パターン４１となる金属膜の平均厚みは２μｍ以下であることが望ましく、特に、１．８μｍ以下がより望ましい。
【００３７】
本発明では、このように内部電極パターン４１を電気めっき法を用いて形成することにより、例えば、平均厚み２μｍ以下に極めて薄層化しても穴などの欠陥が殆ど無い金属膜を作製することが可能となる。また、電気めっき膜は、従来用いられていた無電界メッキ膜や蒸着膜あるいはスパッタ膜等に比較して、金属膜としての延性が高い。
【００３８】
図４は、本発明の積層型電子部品を製造する工程図である。
【００３９】
（ａ）まず、ＢａＴｉＯ３と焼結助剤とを混合して誘電体粉末にバインダおよび溶媒を添加してセラミックスラリを調製し、この後、セラミックスラリをキャリアフィルム５１上に塗布して誘電体グリーンシート４３を形成する。
【００４０】
その方法としては、ダイコータ、ドクターブレード法、引き上げ法、リバースロールコータ法、グラビアコータ法、スクリーン印刷法の群から選ばれる少なくとも一種が好適に用いられる。
【００４１】
このような工法で形成された誘電体グリーンシート４３の厚みは１２μｍ以下であり、特に、積層型電子部品の小型、大容量化という理由から１．５〜５μｍの範に形成されることが望ましい。
【００４２】
（ｂ）次に、誘電体グリーンシート４３上に、上記工程で作製した内部電極パターン４１を熱圧着して転写する。
【００４３】
この場合、誘電体グリーンシート４３上に形成された内部電極パターン４１による段差を解消するために、その内部電極パターン４１の周囲に沿って有機樹脂などを塗布してもよい。なお、この有機樹脂の塗布厚みは内部電極パターン４１の厚みに相当するように形成されることが望ましい。
【００４４】
（ｃ）次に、この内部電極パターン４１を形成した誘電体グリーンシート５３を複数積層し、次いで、この上下面に、さらに、内部電極パターン４１が形成されていない誘電体グリーンシート５３を複数積層し、加熱加圧によって積層成形体４７を作製する。
【００４５】
この場合、内部電極パターン４１は各層ごとに内部電極パターン４１の長辺方向の半分の間隔だけずらして積層されている。
【００４６】
次に、この積層成形体４７を格子状に切断して、電子部品本体成形体４９を作製する。この場合、上記のように積層した内部電極層７は長辺方向の半分の間隔のところ（切断線Ｃ）で切断する。
【００４７】
また、本発明では、電子部品本体成形体４９の端面に内部電極パターン４１から連続した延出部５１を有するように切断することが重要である。具体的には、積層成形体４７を回転刃を用いて切断するときの速度を変えて行うが、回転数を高くすると延出部５１が大きくなり、一方、回転数が低いと延出部が小さくなる。
【００４８】
（ｄ）即ち、高速で切断することにより、電気めっき膜のせん断応力に対する延性を利用して、内部電極パターン４１の端部を電子部品本体成形体４９の端部よりも長い状態で切断でき、これにより電子部品本体成形体４９の内部から連続した延出部５１を容易に形成できる。
【００４９】
次に、この電子部品本体成形体４９を大気中２５０〜３００℃または酸素分圧０．１〜１Ｐａの低酸素雰囲気中５００〜８００℃で脱バイした後、非酸化性雰囲気で１２５０〜１３５０℃で２〜３時間焼成し、電子部品本体１を作製する。この場合、焼成後の電子部品本体１の端面２には内部電極層７から連続した延出部１３が形成されている。
【００５０】
さらに、所望の誘電特性を得るために、酸素分圧が０．１〜１０−４Ｐａ程度の低酸素分圧下、９００〜１１００℃で５〜１５時間熱処理を行う。
【００５１】
最後に、得られた電子部品本体１の端面１１に外部電極ペーストを塗布し、焼き付けて外部電極３を形成する。尚、外部電極ペーストを電子部品本体成形体４９の端面に塗布し、同時焼成して外部電極３を形成しても良い。
【００５２】
本発明では、電子部品本体１の端面に導出された内部電極層７の端部に延出部１３が形成され、その延出部１３が電子部品本体１の内部から突出するように形成されているために、内部電極層７をより薄層化した場合においても外部電極３との接続を確実にできる。
【００５３】
なお、外部電極ペーストは、Ｃｕ粉末、粘結剤、および溶剤を用いて調製される。より薄層化した内部電極層５との接続性を高めるために、このＣｕ粉末には、内部電極層５の厚みよりも小さい平均粒径を有するＣｕの微粉末がＣｕ粉末全量中に１０重量％以上含まれることが望ましい。
【００５４】
さらに、このような外部電極３では、金属粉末や有機樹脂以外に、ペースト中に焼結助剤としてガラスを含むことが、電子部品本体１と外部電極３との接着接合性を高める上で望ましい。
【００５５】
さらに、この外部電極３上にＮｉめっき膜およびＳｎめっき膜を形成し、積層セラミックコンデンサを作製する。
【００５６】
【実施例】
積層型電子部品の一つである積層セラミックコンデンサを以下のようにして作製した。先ず、ＢａＴｉＯ３を主成分とする誘電体粉末と有機粘結剤と溶剤とからなるセラミックスラリを調製した。このセラミックスラリを用いてダイコータによりポリエステルよりなるキャリアフィルム上に厚み３．５μｍの誘電体グリーンシートを成形した。
【００５７】
次に、内部電極パターン３１は、鏡面加工を施したステンレス板製の基板プレートを用いて、その表面に感光性レジスト樹脂を塗布し、露光、洗浄後にマスクパターンを形成した。
【００５８】
その後、このステンレス板製の基板プレートをＮｉめっき浴に浸漬した状態で電気めっき処理を行い、４ｍｍ×１ｍｍ角、平均厚みが１．８μｍのＮｉを主成分とする金属膜を形成した。また、同様に、同じＮｉめっき膜を無電界めっき法により作製した。
【００５９】
この後、この誘電体グリーンシート上に、前記電気めっき法および無電界めっき法により作製したＮｉめっき膜からなる内部電極パターンを８０℃、８０ｋｇ／ｃｍ２の条件で熱圧着転写し、内部電極パターンを形成した誘電体グリーンシートを作製した。
【００６０】
次に、この内部電極パターンを転写した誘電体グリーンシートを２００枚積層し、温度１００℃、圧力８０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件での積層プレスにより積層成形体を作製した。
【００６１】
この後、この積層成形体を回転刃を用いて表１に示す回転数で格子状に切断して電子部品本体成形体を得た。この電子部品本体成形体の端面には、内部電極パターンの一端が交互に露出し、しかも一部には内部電極パターンから連続した延出部が形成され、しかも、隣接する延出部同士が容量部の端面において接続されていた。また、厚み方向に重畳して積層された内部電極パターンは、位置ずれもなく形成されていた。
【００６２】
次に、この電子部品本体成形体を大気中３００℃または酸素分圧０．１〜１Ｐａの低酸素雰囲気中５００℃で脱バイした後、酸素分圧１０−７Ｐａの非酸化性雰囲気中１３００℃で２時間焼成し、さらに、酸素分圧が０．０１Ｐａの低酸素分圧下１０００℃で１０時間の再酸化処理を施し電子部品本体を得た。
【００６３】
最後に、このようにして得られた電子部品本体に対し、内部電極層が露出し、延出部が形成された各端面にガラス粉末を含んだＣｕペーストを塗布した後、窒素雰囲気中、９００℃で焼き付けを行った。その後、Ｎｉめっき層およびＳｎめっき層を形成し、内部電極層と電気的に接続された外部電極を形成して積層セラミックコンデンサを作製した。
【００６４】
このようにして得られた積層セラミックコンデンサの外形寸法は、幅１．２５ｍｍ、長さ２．０ｍｍ、厚さ１．２５ｍｍであり、内部電極層９間に介在する誘電体層の厚みは２．５μｍであった。
【００６５】
得られた積層セラミックコンデンサについて、１００個の試料について静電容量を測定した。測定条件は１Ｖ、１ｋＨｚとした。
【００６６】
また、作製した積層セラミックコンデンサを評価用のプリント基板に実装し、側面側より５００ｇの荷重を負荷して、外部電極の剥離の有無を評価（外部電極固着強度測定）した。それぞれの測定結果を表１に示した。
【００６７】
一方、比較例として、内部電極層を従来の導体ペーストで形成した試料を作製して、本発明と同様の方法にて評価した。
【００６８】
【表１】
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表１の結果から明らかなように、電子部品本体の端面に内部電極層から延出部を有する試料Ｎｏ．１〜８では、静電容量が９．１μＦ以上、静電容量のばらつきが０．１μＦ以下で、外部電極との固着力評価での剥離も３／２０個以下と良好な結果を得た。
【００６９】
また、内部電極層として、電気めっき膜を用いた試料Ｎｏ．１〜７では、静電容量が９．２μＦ以上、静電容量のばらつきが０．０９μＦ以下で、外部電極との固着力評価での剥離も２／２０個以下とさらに良好な結果を得た。
【００７０】
さらに、延出部の面積比を０．０１〜６０％の範囲とした試料Ｎｏ．２〜６では、静電容量が９．５以上、静電容量のばらつきが０．０６％以下で、外部電極との固着力評価における剥離が１／２０個以下となり、特に、この延出部の面積比を０．１〜１０％の範囲とした試料Ｎｏ．３〜５では、静電容量が９．７以上、静電容量のばらつきが０．０５％以下で、外部電極との固着力評価において剥離したものが無かった。
【００７１】
一方、本発明の対象外の試料Ｎｏ．９では、静電容量が低くかつばらつきが大きく、固着力評価における剥離数も５／２０個と多かった。
【００７２】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明の積層型電子部品は、電子部品本体の両方の端面に内部電極層から連続して延出部を形成することにより、内部電極層を薄層化しても外部電極との接続性を高めることができ、設計どおりの静電容量を発現させることができるとともに、そのばらつきも低減できできる。また、外部電極とも固着力も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層型電子部品の代表例である積層セラミックコンデンサの概略断面図である。
【図２】電子部品本体の端面における容量部を示す概略断面図である。
【図３】本発明の内部電極パターンの作製工程を示す概略図である。
【図４】本発明の積層型電子部品を製造する工程図である。
【符号の説明】
１  電子部品本体
２  端面
３  外部電極
５  誘電体層
７  内部電極層
９  容量部
１１  非容量部
１３、５１  延出部
３１  基板プレート
４１  内部電極パターン
４３  誘電体グリーンシート
４７  積層成形体
４９  電子部品本体成形体
【図１】
2004327739.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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