(57)【要約】【課題】所定の静電容量と高耐圧特性を確保しつつ全体に小型化を図った、また同一サイズでの高耐圧性能を向上させた、積層セラミックコンデンサを得る。【解決手段】複数の内部電極用パターン４０ａ，４０ｂとセラミック層用グリーンシート３０との積層体２０をプレスする際、内部電極用パターン４０ａ，４０ｂの周辺部Ｓより中央部Ｃの加圧力が相対的に高まるように、プレス金型１００，１０１に凸部Ｐを形成しておく。このプレス金型１００，１０１で積層体２０を加圧することにより、焼成後の内部電極用パターンの周辺部Ｓのセラミック層厚みを中央部Ｃのセラミック層厚みより厚くして、電界集中を緩和する。これにより高耐圧特性を確保しつつ全体の小型化を図る。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック焼結体と、該セラミック焼結体内においてセラミック層を介して厚み方向に重なり合うように配置されており、交互に前記セラミック焼結体の第１、第２の端面に引き出された複数の内部電極と、前記第１、第２の端面に形成された外部電極とを備える積層セラミックコンデンサにおいて、前記内部電極の周辺部のセラミック層厚みが、該内部電極の中央部のセラミック層厚みより厚く形成されていることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
セラミック焼結体と、該セラミック焼結体内においてセラミック層を介して厚み方向に重なり合うように配置されており、交互に前記セラミック焼結体の第１、第２の端面に引き出された複数の内部電極と、前記第１、第２の端面に形成された外部電極とを備える積層セラミックコンデンサの製造方法であって、
前記複数の内部電極用パターンとセラミック層用グリーンシートとの積層体をプレスする際、前記内部電極用パターンの周辺部より該内部電極用パターンの中央部の加圧力を相対的に高めて、前記内部電極用パターンの周辺部のセラミック層厚みを、該内部電極用パターンの中央部のセラミック層厚みより厚くなるようにした加圧工程を含むことを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主に高耐圧特性が要求される。電源系統などで利用される積層セラミックコンデンサおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
主に高耐圧特性が要求される中高圧タイプの積層セラミックコンデンサは電源回路などに利用されている。このような中高圧タイプの積層セラミックコンデンサの耐圧性能を確保するために、従来はセラミック層の厚みを厚くし、そのことによる静電容量の低下を補償するために、内部電極の積層数を増したり内部電極の対向面積を広くしたりしている。その結果、全体に大型となっていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３０６７６１号公報
【特許文献２】
特開昭５２−１３３５５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、必要な静電容量を確保しつつ耐圧性を高めるためには、積層セラミックコンデンサを全体に大型化せざるを得なかった。ところが、このような中高圧タイプの積層セラミックコンデンサについても、電子機器の小型化に伴って他の電子部品と同様に小型化が要請されている。
【０００５】
この発明の目的は、所定の静電容量と高耐圧特性を確保しつつ全体に小型化を図った、また同一サイズでの高耐圧性能を向上させた、積層セラミックコンデンサおよびその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の積層セラミックコンデンサは、セラミック焼結体と、該セラミック焼結体内においてセラミック層を介して厚み方向に重なり合うように配置されており、交互に前記セラミック焼結体の第１、第２の端面に引き出された複数の内部電極と、前記第１、第２の端面に形成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、内部電極の周辺部のセラミック層厚みが、内部電極の中央部のセラミック層厚みより厚く形成された構造とする。
【０００７】
この構造により、電界が集中する内部電極端部でのセラミック層厚みを厚くして高耐圧性を確保すると共に、電界集中のない内部電極中央部でのセラミック層厚みを相対的に薄くすることにより、所望の静電容量を確保する。
【０００８】
また、この発明の積層セラミックコンデンサの製造方法は、内部電極用パターンとセラミック層用グリーンシートとの積層体をプレスする際、内部電極用パターンの周辺部より内部電極用パターンの中央部の加圧力を相対的に高めて、内部電極用パターンの周辺部のセラミック層厚みを内部電極用パターンの中央部のセラミック層厚みより厚くなるようにした加圧工程を含む。
【０００９】
これにより、複数の内部電極用パターンとセラミック層用グリーンシートとの積層体をプレスした後は、内部電極用パターンの周辺部のセラミック層厚みが内部電極中央部のセラミック層厚みより相対的に厚くなり、前述のとおり、電界の集中しやすい内部電極周辺部のセラミック層厚みを厚くした積層セラミックコンデンサが得られる。
【００１０】
なお、特許文献２には、誘電体生シートの枚数を増やすと、内部電極に厚みがあるため、加圧して一体化したとき内部電極の部分に大きな圧力が加わることになり、焼成したときに内部電極に対応する部分の収縮率が大きくなって、積層体の中央が湾曲するといった記述がある。この特許文献２に示されている積層体の構造を図４に示す。ここで５ａ，５ｂは誘電体セラミックシートである。
【００１１】
しかし、上記公報に示されている積層セラミックコンデンサでは、平板で積層体をプレスしているため、積層体中央部のくぼみの量は極めて小さく、また内部電極の対向部分が全体に亘って窪むため、内部電極の周辺部でのセラミック層厚みを大きくする事はできない。そのため高耐圧特性の向上には寄与していない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態に係る積層セラミックコンデンサとその製造方法について各図を参照して説明する。
図１は内部電極用パターンとセラミック層用グリーンシートとの積層体、およびそれをプレスするプレス金型の構造を示している。図１の（Ａ）は、積層体の層方向に垂直な面での断面図、（Ｂ）は積層体の上面図である。ここで２０は、内部電極用パターン４０ａ，４０ｂとセラミック層用グリーンシート３０との積層体である。但し、セラミックグリーンシート３０は層毎に分けて描いていない。
【００１３】
図２は、この積層体２０の分解斜視図である。
図２において、３０，３０ａ，３０ｂはセラミックグリーンシート、４０ａ，４０ｂは内部電極用パターンである。
【００１４】
セラミックグリーンシート３０，３０ａ，３０ｂは、ＣａＺｒＯ３　を主成分とするセラミック材料粉末に、溶媒、有機バインダ、分散剤、可塑剤を加えたセラミックスラリーから、所定方法で厚さ２０μｍに成型したものである。このセラミックグリーンシートは、焼成後に比誘電率＝３０のセラミック層となる。
【００１５】
内部電極用パターン４０ａ，４０ｂは、セラミックグリーンシート３０ａ，３０ｂのそれぞれの表面に、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｇ−ＰｄやＮｉを主成分とした内部電極用ペーストを所定形状に塗工したものである。
【００１６】
なお、本実施形態では、前述の材料でセラミックグリーンシートおよび内部電極用パターンを形成したが、所望の特性に合わせて、他の材料を用いてもよい。
【００１７】
このように、内部電極用パターン４０ａを表面に形成したセラミックグリーンシート３０ａと、内部電極用ペースト４０ｂを表面に形成したセラミックグリーンシート３０ｂとを交互に積層する。さらに、上下には、外層となるセラミックグリーンシート３０を積層する。外層部と内層部のセラミックグリーンシートの層数は１００枚、サイズは５．７×５．０ｍｍである。
【００１８】
これらのセラミックグリーンシート３０，３０ａ，３０ｂからなる積層体を加圧プレスして積層体２０を形成し、脱脂した後、焼成することにより、素体を構成する。
【００１９】
図１に戻って、図１の（Ａ）における１００，１０１はプレス金型であり、所定位置に凸部Ｐを形成している。この凸部Ｐは、内部電極用パターンの周辺部Ｓより中央部Ｃの方が相対的に加圧力が高まるように、その位置および突出量を定めている。このようなプレス金型１００，１０１で積層体２０を加圧することにより、積層体２０にはＤで示す凹部が形成され、セラミック層厚みは、中央部Ｃに比べて周辺部Ｓの方が厚くなる。
【００２０】
但し、図１および図２では１個の積層セラミックコンデンサ部分について示したが、実際の製造時には、積層セラミックコンデンサ部となる位置が縦横に複数個配列したマザーのセラミックグリーンシートに各積層セラミックコンデンサ用の内部電極用パターンを印刷し、積層する。このようにして構成したマザー状態の積層体を構成し、プレス金型で加圧する。従ってそのプレス金型も、各積層セラミックコンデンサ部分の中央部をそれぞれ突出させた構造とする。このようにして加圧したマザー状態の積層体を個々の積層セラミックコンデンサ用の部分に分割することによって、ちょうど図１に示したような個々の積層体２０を得る。
【００２１】
図３は完成した積層セラミックコンデンサの断面図である。ここで２は、図１に示した積層体２０を焼結させて構成した素体である。４ａ，４ｂは、図１に示した内部電極用パターン４０ａ，４０ｂを焼結させて成る内部電極である。また６ａ，６ｂは、素体２の両端部に形成した外部電極である。この外部電極６ａ，６ｂは、素体２の両端部に導電性ペーストを塗布し、それを焼成することによって構成する。これにより内部電極４ａは、素体２の端面にまで引き出された部分で外導体６ａと電気的に導通する。同様に内部電極４ｂは、素体２の端面にまで引き出された部分で外導体６ｂと電気的に導通する。
【００２２】
次に、内部電極中央部のセラミック層厚みと内部電極周辺部のセラミック層厚みを変化させたときの、積層セラミックコンデンサの破壊電圧（ＤＣ−ＢＤＶ）特性について調べた結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
なお、内部電極中央部のセラミック層厚みと内部電極周辺部のセラミック層厚みは、金型凸部の突出量で変化させている。ここで、セラミック材料としてはＣａＺｒＯ３　系のものを用い、セラミックグリーンシートの厚みは全ての試料において同じにし、内部電極材料としてはＮｉを用い、内部電極の塗布厚みも全ての試料において同じにしている。また、加圧時の、圧力・温度等の条件も全ての試料において同じ温度にしている。なお、加圧時の圧力・温度は、加圧することによりセラミックグリーンシートのセラミックが流動するような値に設定している。
【００２５】
表１に示すように、従来技術に相当する試料Ａでは、凸部の無い平板状の金型でプレスしているため、内部電極中央部のセラミック層厚みと内部電極周辺部のセラミック層厚みは同じ寸法になっている。これに対して、試料Ｂ〜Ｄでは、プレス金型に凸部が形成されているため、内部電極周辺部のセラミック層厚みが内部電極中央部のセラミック層厚みに比べて厚くなっている。これはプレス金型の凸部に加圧されることによって内部電極中央部のセラミックが周辺に流動したためである。また、表１から明らかなように、内部電極周辺部のセラミック層厚みが厚くなるにしたがって、破壊電圧（ＤＣ−ＢＤＶ）が大きくなっている。また、それに合わせて中央部の素子厚みが薄くなっているので、静電容量が大きくなる。そのため、積層数を増やすことなく静電容量を大きくすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、内部電極の周辺部のセラミック層厚みが、内部電極の中央部のセラミック層厚みより厚く形成された構造とすることにより、内部電極端部での電界集中が緩和され、且つ電界集中のない中央部での内部電極のセラミック層厚みが相対的に薄くなるため、所定の静電容量と高耐圧特性を確保しつつ全体に小型化が図れる。また、同一サイズでの高耐圧性能が向上する。
【００２７】
また、この発明によれば、内部電極用パターンの周辺部より内部電極用パターンの中央部の加圧力が相対的に高まるように加圧することにより、複数の内部電極用パターンとセラミック層用グリーンシートとの積層体をプレスするだけで、小型で高耐圧な積層セラミックコンデンサが容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層体とプレス金型の構造を示す図
【図２】積層体の分解斜視図
【図３】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素体の断面図
【符号の説明】
１−積層セラミックコンデンサ
２−素体
４ａ，４ｂ−内部電極
５，５ａ，５ｂ−誘電体セラミックシート
６ａ，６ｂ−外部電極
２０−積層体
３０，３０ａ，３０ｂ−セラミックグリーンシート
４０ａ，４０ｂ−内部電極用パターン
１００，１０１−プレス金型
Ｄ−凹部
Ｐ−凸部
Ｓ−周辺部
Ｃ−中央部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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