(57)【要約】【課題】簡単且つ安価な方法で、基板実装後に基板のたわみや温度サイクルが負荷された場合も、クラックの発生による短絡を防止できるとともに、低背化を実現した積層セラミックコンデンサを提供する。【解決手段】複数の誘電体層２と内部電極層３、４とを積層してなる積層体１と、積層体１の端部に形成されるとともに、内部電極層３、４と夫々接続してなる一対の外部電極５、６とを有する積層セラミックコンデンサ１０であって、外部電極５、６は、積層体１の端面及びこの端面に接する３側面にのみ形成されてなることを特徴とする。【選択図】図１
2004179569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層と内部電極層とを積層してなる積層体と、該積層体の端部に形成されるとともに、前記内部電極層と夫々接続してなる一対の外部電極とを有する積層セラミックコンデンサであって、
前記外部電極は、前記積層体の端面及び該端面に接する４側面のうち、実装底面となる側面を除く３側面に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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は積層セラミックコンデンサの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来の積層セラミックコンデンサの構造及び配線基板への実装構造について図３に示す。
【０００３】
図３に示す積層セラミックコンデンサ３０は、複数の誘電体層３２と内部電極層３３、３４（第１の内部電極層３３、第２の内部電極層３４）とが積層されて積層体３１と、積層体３１の端部に形成され、各内部電極層３３、３４と夫々接続してなる一対の外部電極３５、３６とを有している。この外部電極３５は、第１の内部電極層３３と接続し、積層体３１の一対の端部のうち、一方端部に形成されている。また、外部電極３６は、第２の内部電極層３４と接続し、積層体３１の一対の端部のうち、他方端部に形成されている。具体的には、外部電極３５、３６は、積層体３１の端部を構成する端面及びこの端面に縁説する４つの側面に跨がって形成されている。
【０００４】
しかしながら、図３に示すように、このような積層セラミックコンデンサ３０によれば、配線基板１１上の配線パターン１２に半田１３付けにより実装した際に、配線基板１１のたわみや温度サイクルが発生し、その負荷により積層体１の実装底面となる側面に位置する外部電極３５、３６と、積層体３１の実装底面となる側面での外部電極境界部３７（以下、単に，接触端部という）に応力が発生し、積層体３１の内部にクラック３８が発生するという問題点があった。さらに、積層セラミックコンデンサ３０の高容量化のためにエンドマージン部（例えば、外部電極３５と第２の内部電極層３４との空白領域間）を小さくした場合、そのクラック３８が図３のように、内部電極層３３、３４にまたがるように進行してしまう。このため、両内部電極層３３、３４間で短絡を起こしてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、簡単な外部電極の構造により、配線基板のたわみや温度サイクルにより負荷が発生しても、積層体内にクラックの発生による短絡を防止できる積層セラミックコンデンサを提供することにある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−６９４６４号公報  （２頁、図３）
【特許文献２】
特開２０００−１５０２８９号公報  （２頁、図１２）
【特許文献３】
特許第２９９３３０１号公報  （２頁、図１０）
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の誘電体層と内部電極層とを積層してなる積層体と、該積層体の端部に形成されるとともに、前記内部電極層と夫々接続してなる一対の外部電極とを有する積層セラミックコンデンサであって、
前記外部電極は、前記積層体の端面及び該端面に接する４側面のうち、実装底面となる側面を除く３側面に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である。
【０００８】
【作用】
本発明の積層セラミックコンデンサは、外部電極は、積層体の端部を構成する端面とこの端面に接する４側面のうち、端面略全面と実装底面側の側面を除く３つの側面に形成されている。このため外部電極が形成されていない側面を実装底面として基板実装した際に、配線基板のたわみや温度サイクルが負荷された場合でも、外部電極と積層体の接触端部に応力が生じにくく、クラックの発生を有効に防止できる。
【０００９】
また、本発明の積層セラミックコンデンサは、積層体の一対の端部に夫々外部電極を形成した後、積層体の４つの側面面のうち、実装底面となる側面に存在する外部電極の一部を研磨などにより除去するという比較的簡単な方法でもその構造が達成できる。さらに、この場合、外部電極が積層体の端部、即ち、端面と端面に接する４側面の端部に形成された状態で焼き付けを行うため、外部電極の焼き締まりが強く、積層体との接合強度が良好な状態であるため、研磨時などの応力により外部電極が剥離することはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の積層コンデンサコンデンサを図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の積層セラミックコンデンサを示す図であり、（ａ）外観斜視図、（ｂ）断面図である。図２は、図１の積層セラミックコンデンサを基板上の配線パターンに半田付けした状態を示す断面図である。
【００１２】
図において、１０は積層セラミックコンデンサ、１は積層体であり、２は積層体１を構成する誘電体層、３、４は積層体１内に形成した第１及び第２の第内部電極層であり、５、６は第１及び第２の外部電極である。
【００１３】
図に示すように、積層セラミックコンデンサ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。
【００１４】
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。
【００１５】
積層体１の各誘電体層２間に、例えば複数の内部電極層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。内部電極層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。
【００１６】
外部電極５、６は、積層体１の端面に被着し、且つ内部電極層３、４と接続してなる。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構成される。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
尚、第１の内部電極層３は、積層体１の左側端部に延出して、外部電極５に接続し、第２の内部電極層４は、積層体１の幹側端部に延出して、外部電極６に接続している。
【００１７】
本発明の特徴的なことは、外部電極５、６は、積層体１の端部、即ち、端面とこれに隣接する４つの側面のうち、端面略全面と、３つの側面に形成されている。即ち、１つの側面、例えば、積層セラミックコンデンサ１０の実装底面となる側面側には、実質的に外部電極５、６が存在してない。
【００１８】
このため、図２に示すように、外部電極５、６が形成されていない側面を実装底面として配線基板１１上の配線パターン１２に半田１３付けにより実装した際に、配線基板１１のたわみや温度サイクルにより積層セラミックコンデンサ１０に負荷がかかっても、従来のように、積層体３１の実装底面の内寄りに位置する外部電極３５、３６と積層体３１の接触端部３７に発生した応力が生じにくくことになる。あえて、この実施例では、接触部７と言えば、積層体１の実質的に端面部分となり、積層体１にクラックを発生させるような応力は発生し難い構造となる。仮に、積層体１の端部の端面と実装底面となる側面との稜線部分にＲ加工され、このＲ部分に外部電極５、６の一部が存在していたとしても、（本発明で、積層体１の端面側から見て、この部分を端面に接合した外部電極という），実質的に積層体１にクラックが発生しにくく、同一電極の内部電極層間にまたがるようにクラックによる短絡を防止できる。
【００１９】
以下、本発明の積層セラミックコンデンサ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ことにする。
【００２０】
まず、誘電体層となるセラミックグリーンシート２上の各素子領域に、スクリーン印刷法により導電性ペーストを印刷し、第１の内部電極層３となる電極パターンを形成する。同様に、誘電体層となるセラミックグリーンシート２上の所定の領域に、スクリーン印刷法により導電性ペーストを印刷し、第２の内部電極層４となる電極パターンを形成する。
【００２１】
次に、このようにして得られたセラミックグリーンシート２を第１及び第２の内部電極層となる電極パターン３、４が互いに対向するように、所定の順序で積層及び熱圧着し、大型積層体を形成する。
【００２２】
その後、大型積層体を切断し、各素子領域ごとの未焼成状態の積層体１を得る。このとき、電極パターン３、４の引き出し部が積層体１の両端面に露出する。
【００２３】
次に、未焼成の積層体１を所定の雰囲気、温度、時間を加えて焼成し、誘電体層２と内部電極層３、４とが積層された積層体１を得る。
【００２４】
その後、外部電極となる導体膜５、６を積層体１の両端部にディップ法などにより形成する。さらに、導体膜を、所定の雰囲気、温度、時間を加えて焼き付けし、外部電極５、６を形成する。このとき、内部電極層３、４は、夫々外部電極５、６と電気的に接続される。また、外部電極となる導体膜５、６が積層体１の端面と端面に接する４側面の端部に形成された状態で焼き付けを行うため、外部電極５、６の焼き締まりが強く、積層体１との接合強度が良好な状態となっている。さらに、外部電極５、６表面にＮｉメッキ／Ｓｎメッキを形成する。
【００２５】
その後、積層体１の端部、即ち、端面及びこの端面に接する４つの側面に跨がって形成された外部電極５、６のうち、積層体１の実装底面となる側面に存在する外部電極５、６を研磨などにより除去する。具体的には、例えば、研磨される主面が下側になるように、複数個の積層セラミックコンデンサ１０をローディングプレートに振り込み、整列させる。次に、積層セラミックコンデンサ１０をホールディングプレートに移し替え、保持させる。このとき、研磨される側面が上側になる。そして、この状態で研磨剤が表面に付与された研磨ベルトを接触させ、研磨ベルトを循環駆動させることにより、端面に接する１側面に存在する外部電極５、６を除去する。
【００２６】
このようにして、本発明の積層セラミックコンデンサが得られる。
【００２７】
なお、本発明は以上の実施形態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で種々の変更・改良を加えることは何ら差し支えない。
【００２８】
例えば、上記実施の形態では、積層セラミックコンデンサ１０の積層体１の誘電体層２に平行な主面（側面）に存在する外部電極５、６を除去しているが、誘電体層２の積層方向と直交する側の主面（側面）に存在する外部電極５、６を除去しても良い。そして、外部電極５、６が形成されていない側面を実装底面として配線基板１１に実装することにより、内部電極層３、４の積層方向と実装方向が垂直になるため、配線基板１１のたわみや温度サイクルによる負荷に起因する積層体１のクラックが低減できる。さらに、積層セラミックコンデンサ１０のＴ寸法がＷ寸法より小さい場合、実装密度が向上する。
【００２９】
また、積層セラミックコンデンサ１０の１側面に存在する外部電極５、６を除去する工程は、メッキを形成する前に行っても良い。このとき、外部電極５、６を除去した部分には、メッキが形成されることはない。
【００３０】
さらに、本発明の積層セラミックコンデンサ１０は、基板１上に導電性接着剤により表面実装しても良い。
【００３１】
本発明者は、図２に示す本発明の積層セラミックコンデンサ１０と図３に示す従来の積層セラミックコンデンサ３０に対し、たわみ強度試験及び温度サイクル試験を行った。
【００３２】
たわみ強度試験は、それぞれ２０個の積層セラミックコンデンサ１０、３０をガラスエポキシ基板１１上に実装し、押し棒により、たわみ量が２．０ｍｍになるように所定の荷重を加えた。そして、クラックの発生した個数、及び絶縁抵抗が初期規格値を満足しないものの個数を調べた。
【００３３】
温度サイクル試験は、積層セラミックコンデンサ１０、３０が表面実装されたアルミナからなる配線基板１１を高温槽（１５０℃）と低温槽（−５０℃）に交互に出し入れする温度サイクル試験を行った。そして、１００サイクル後に、試料１００個の内、クラックの発生した個数、及び絶縁抵抗が初期規格値を満足しないものの個数を調べた。
【００３４】
試験の結果、本発明の積層セラミックコンデンサ１０は、たわみ強度試験及び温度サイクル試験における不良率は０％だった。これに対し、外部電極３５、３６が端面の略全面及び端面に接する４側面に形成された従来の積層セラミックコンデンサ１０は、たわみ強度試験における不良率が２５％、温度サイクル試験における不良率が１５％だった。
【００３５】
これらの結果から、本発明の積層セラミックコンデンサ１０は、外部電極５、６は、端面の略全面及び端面に接する３側面に形成されてなるため、外部電極５、６が形成されていない側面を実装底面として基板１１実装した際に、基板１１のたわみや温度サイクルが負荷された場合も、外部電極５、６と積層体１の接触端部に応力が生じにくく、クラックの発生を低減できるとともに、絶縁抵抗の劣化を防止できることを確認した。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の積層セラミックコンデンサは、外部電極が積層体の端部のうち、端面の略全面及び端面に接する３側面に形成されている。このため、外部電極が形成されていない側面を実装底面として配線基板に実装した際に、配線基板のたわみや温度サイクルによる負荷が起因する積層体のクラックの発生を低減できる。
【００３７】
また、積層体の一対の端部に夫々外部電極を形成した後、端面に接する１側面に存在する外部電極のみを研磨などにより除去しても、外部電極は積層体に焼き付けされているため、外部電極の剥離が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層セラミックコンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２】図１の積層セラミックコンデンサを基板上の配線パターンに半田付けした状態を示す断面図である。
【図３】従来の積層セラミックコンデンサを基板上の配線パターンに半田付けした際の問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
１０      積層セラミックコンデンサ
１        積層体
２        誘電体層
３、４    第１及び第２の内部電極層
５、６    外部電極
７        接触端部
１１      配線基板
１２      配線パターン
１３      半田
【図１】
2004179569.tif 000003
【図２】
2004179569.tif 000004
【図３】
2004179569.tif 000005