(57)【要約】【課題】絶縁性及び信頼性の高いコンデンサを提供する。【解決手段】複数個の誘電体層２を積層した積層体１の内部で、隣接する誘電体層２間に、導体ペーストを塗布及び焼成して成る内部電極３を介在させたコンデンサである。内部電極３の一主面側に、内部電極３の外周部に沿って第１の環状凸部８が形成されているとともに、第１の環状凸部８の内側に、環状溝部１１と第２の環状凸部９とが連続的に形成されている。【選択図】図２
2005050922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の誘電体層を積層した積層体の内部で、隣接する誘電体層間に、導体ペーストを塗布及び焼成して成る内部電極を介在させたコンデンサであって、
前記内部電極の一主面側に、該内部電極の外周部に沿って第１の環状凸部が形成されているとともに、該第１の環状凸部の内側に、環状溝部と第２の環状凸部とが連続的に形成されていることを特徴とするコンデンサ。
【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型のコンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコンデンサとしては、例えば図５に示す如く、複数個の誘電体層を積層した積層体５１の内部で、隣接する誘電体層５２間に、導体ペーストを塗布及び焼成して成る内部電極５３を介在させた構造のものが知られており、かかるコンデンサは、対向する内部電極に所定の電圧を印加し、両内部電極間に配されている誘電体層に所定の静電容量を形成することによりコンデンサとして機能する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなコンデンサは、従来周知のグリーンシート法によって制作される。即ち、所定形状、所定厚みのセラミックグリーンシートを、一主面に、スクリーン印刷によって導体ペーストを塗布した後、所定の枚数だけ積層・圧着させて積層体を形成し、得られた積層体を所定の温度で焼成することによって、積層セラミック型のコンデンサが製作される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１８４６４８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のコンデンサにおいては、内部電極の外周部に環状凸部が形成されており、積層体５１の内部で、誘電体層の厚みが一部極端に薄くなっており、誘電体層の絶縁性が充分に得られにくいという欠点を有していた。内部電極の外周部に形成される環状凸部５８は、上述の製造方法において、導体ペーストをスクリーン印刷したときに形成される。即ち、スクリーン印刷においては、印刷パターンの外周部が導体ペーストの塗布量が多くなるので、図５にしめすように、中央部に対して外周部が厚くなり、焼成後にもその形状が保持されるので、内部電極の外周部に環状凸部５８が形成されることとなっていた。
【０００６】
またこの部分は、熱膨張収縮により応力が集中するので、クラック等が発生する起点となり、クラックが発生することによって、誘電体層の絶縁性が劣化するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、絶縁性及び信頼性の高いコンデンサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンデンサは、複数個の誘電体層を積層した積層体の内部で、隣接する誘電体層間に、導体ペーストを塗布及び焼成して成る内部電極を介在させたコンデンサであって、前記内部電極の一主面側に、該内部電極の外周部に沿って第１の環状凸部が形成されているとともに、該第１の環状凸部の内側に、環状溝部と第２の環状凸部とが連続的に形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、前記内部電極の一主面側に、該内部電極の外周部に沿って第１の環状凸部が形成されているとともに、該第１の環状凸部の内側に、環状溝部と第２の環状凸部とが連続的に形成されていることから、誘電体層の厚みが一部薄くなっていても、薄くなる領域を２つの領域に分けて確保しているので、誘電体層を挟んで対向する内部電極に所定の電圧が印加したときに、電荷の集中する領域が分散されており、高い絶縁性を得ることが可能となる。
【００１０】
また本発明によれば、コンデンサは、基板等に実装するときにリフロー等の熱膨張・熱収縮が発生し、誘電体層と内部電極の熱膨張係数が異なることによる応力歪みが発生するが、内部電極の厚みの大きくなる部分が２つの領域に分けて形成されているので、熱膨張収縮による応力歪みについても分散され、クラック等が発生しにくくなっているので、誘電体層の絶縁性が劣化を効果的に抑えた、高い信頼性のコンデンサとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係るコンデンサの外観斜視図、図２は図１のコンデンサのＡ−Ａ’断面図、図３は図２の要部拡大断面図であり、１は積層体、２は誘電体層、３は内部電極，４は外部端子である。
【００１３】
同図に示すコンデンサは、矩形状を成す複数個の誘電体層２を積層して直方体状の積層体１を形成するとともに、積層体１の内部に、誘電体層２間に内部電極３を配設し、積層体１の側面には、内部電極３に電気的に接続される外部端子４を設けた構造を有している。
【００１４】
積層体１を構成する誘電体層２は、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等を主成分とする誘電体材料からなり、その厚みは例えば１μｍ〜２５μｍに設定される。
【００１５】
係る構成の積層体１は、誘電体材料の粉末に適当な有機溶剤、ガラスフリット、有機バインダ等を添加・混合して泥漿状になすとともに、これを従来周知のドクターブレード法等によって所定形状、所定厚みのセラミックグリーンシートと成し、しかる後、得られたセラミックグリーンシートを従来周知のグリーンシート積層法等にて所定の枚数だけ積層・圧着させることによりセラミックグリーンシートの積層体を形成し、最後に積層体を、例えば、１１００℃〜１４００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１６】
積層体１の内部に形成される内部電極３は、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕあるいはこれらの合金を主成分とする金属材料からなり、その厚みは例えば０．５μｍ〜５μｍに設定される。
【００１７】
係る内部電極３は、金属材料の粉末に、ガラスフリットと、有機バインダと溶剤とからなるビヒクルとを混合して得た導体ペーストを、上述したセラミックグリーンシートの積層前に各セラミックグリーンシートの一主面に従来周知のスクリーン印刷によって所定パターンに印刷・塗布しておくことにより各セラミックグリーンシート間に介在され、セラミックグリーンシートの積層体を焼成する際に同時焼成されて内部電極３となる。
【００１８】
導体ペーストをスクリーン印刷によって、セラミックグリーンシートに塗布するには、まず、ステンレスメッシュに、印刷パターンに対応する複数の非形成領域を有する乳剤が一定の厚みで被覆形成されているスクリーン版を、セラミックグリーンシートから０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの離間させて固定し、スクリーン版上に上述した導体ペーストを、粘度を１００ｐｏｉｓｅ〜２００ｐｏｉｓｅに調節して所定量だけ載せる。次に、この導体ペーストを、ゴム剤等からなるスキージを用いて一方向に掻き取ることによって、導体ペーストは、スクリーン版の乳剤の非形成領域を通過し、セラミックグリーンシート上に印刷・塗布されることとなる。
【００１９】
スクリーン印刷に用いられるスクリーン版は、例えば、アルミ等からなる剛性の高い枠体に、ステンレスメッシュを貼り付け、次に、感光性の樹脂剤を、貼り付けたステンレスメッシュに一定の厚みで被覆されるように塗布し、樹脂剤を乾燥させた後に、印刷パターンと同一形状のマスクを塗布した樹脂剤に当接させた状態で露光・硬化させ、印刷パターンに対応する部分の樹脂剤を除去して、非形成領域を有する乳剤を形成することにより、制作される。ステンレスメッシュは、例えば、線形が１８μｍのステンレス線を、４００メッシュに織り込んだものを用いる。また、乳剤は、ステンレスメッシュの厚みに対して１μｍ〜５μｍの厚みに設定した。
【００２０】
そして、本実施形態におけるスクリーン版は、図４に示すように、乳剤７の非形成領域の外周部から５０μｍ〜３００μｍ内側に環状の乳剤パターン７ａを形成したものである。環状の乳剤パターン７ａは、厚みは、他の領域と同じに設定し、幅を５０μｍ〜１５０μｍに設定した。
【００２１】
このようなスクリーン版を用いて、セラミックグリーンシートに印刷・塗布された導体ペーストは、環状の乳剤パターンの内側に印刷・塗布されるが、外周部は導体ペーストの塗布量が多いので、中央部に対して外周部が厚くなる。また、環状の乳剤パターンの外側には、導体パターンが環状に印刷・塗布される。そして、この状態から一定時間が過ぎると、印刷・塗布された導体は、若干の滲みが発生し、環状の乳剤パターンの内側を通過して印刷・塗布された導体パターンと、環状の乳剤パターンの外側を通過して環状に印刷・塗布された導体パターンとが互いに滲んだ領域が接触することになり、一体化する。結果として、本実施形態においては、印刷・塗布された導体パターンの一主面側に、導体パターンの外周部に沿って第１の環状凸部が形成され、更に、第１の環状凸部の内側には、環状溝部と第２の環状凸部とが連続的に形成されることとなる。そして、積層体を焼成した後も、導体ペーストの形状は保持されることとなる。
【００２２】
本実施形態においては、内部電極の厚みは、中央部１２の厚みが０．５μｍ〜１．０μｍ、環状溝部１１の深さが、０．０１μｍ〜０．５μｍ、第１の環状凸部８の厚みと第２の環状凸部９の厚みが、１．０μｍ〜１．５μｍとなった。このように、中央部１２の厚みは環状溝部１１の深さよりも大きく、第１及び第２の環状凸部８、９の厚みは中央部１２の厚みよりも厚くなっている。尚、第１の環状凸部８と第２の環状凸部９とは、どちらが厚くなっても構わず、また、同じ厚さになっても構わない。
【００２３】
焼成した積層体１は、側面に、Ｃｕを主成分とする金属材料からなる外部電極４が形成される。その厚みは例えば５〜３０μｍに設定され、また、これらの金属材料の表面には、メッキが被膜されており、その材料としては、実装時に半田と接合されやすくするために、Ｓｎメッキや半田メッキ等が用いられ、更に、半田耐性を高める目的で、Ｎｉメッキ等を中間に形成する。
【００２４】
係る外部電極４は、上述した金属材料の粉末に、有機バインダと溶剤とからなるビヒクルを混合して得たペーストを、従来周知のスクリーン印刷法等によって印刷・塗布し、積層体１の側面に所定形状・所定厚みを有した厚膜と成し、しかる後、積層体１を７００℃〜９００℃で焼き付け、最後に電気メッキ法等を用いて表面にメッキを被膜することにより、形成される。尚、印刷・塗布したときに、ペーストが積層体１の上面、下面及び他の側面に回り込み、外部電極４の一部を形成している。
【００２５】
本実施形態においては、内部電極３の一主面側に、内部電極３の外周部に沿って第１の環状凸部８が形成されているとともに、第１の環状凸部８の内側に、環状溝部１１と第２の環状凸部９とが連続的に形成されていることから、誘電体層２の厚みが一部薄くなっていても、薄くなる領域を２つの領域に分けて確保しているので、誘電体層２を挟さんで対向する内部電極３に所定の電圧が印加したときに、電荷の集中する領域が分散されており、高い絶縁性を得ることが可能となる。
【００２６】
また一方、本実施形態においては、コンデンサは、基板等に実装するときにリフロー等の熱膨張・熱収縮が発生し、誘電体層２と内部電極３の熱膨張係数が異なることによる応力歪みが発生するが、内部電極３の厚みの大きくなる部分が２つの領域に分けて形成されているので、熱膨張収縮による応力歪みについても分散され、クラック等が発生しにくくなっているので、誘電体層の絶縁性が劣化を効果的に抑えた、高い信頼性のコンデンサとすることができる。
【００２７】
尚、本発明は上述した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において種々の変更、改良等が可能である。
【００２８】
例えば、上述した実施形態では、図に示すように、厚み方向において同じ位置に内部電極を配置させているが、平面方向にすらして配置させても良い。この場合、厚み方向におけるトータルの電極厚みの偏りが少なくなり、誘電体層間の剥離等を低減させる効果もある。尚、平面方向にずらす配置は、交互に規則的にずらす構造にするのが好ましい。
【００２９】
また、上述した実施形態においては、積層体の対向する２つの端面に外部端子を形成したチップ型のコンデンサを用いて説明しているが、端面に複数の外部電極を形成する多連コンデンサや、積層体の主面に複数の外部端子を形成するバンプ接続型のコンデンサにも適用することが可能であり、同様の効果を奏することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、前記内部電極の一主面側に、該内部電極の外周部に沿って第１の環状凸部が形成されているとともに、該第１の環状凸部の内側に、環状溝部と第２の環状凸部とが連続的に形成されていることから、誘電体層の厚みが一部薄くなっていても、薄くなる領域を２つの領域に分けて確保しているので、誘電体層を挟さんで対向する内部電極に所定の電圧が印加したときに、電荷の集中する領域が分散されており、高い絶縁性を得ることが可能となる。
【００３１】
また本発明によれば、コンデンサは、基板等に実装するときにリフロー等の熱膨張・熱収縮が発生し、誘電体層と内部電極の熱膨張係数が異なることによる応力歪みが発生するが、内部電極の厚みの大きくなる部分が２つの領域に分けて形成されているので、熱膨張収縮による応力歪みについても分散され、クラック等が発生しにくくなっているので、誘電体層の絶縁性が劣化を効果的に抑えた、高い信頼性のコンデンサとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンデンサの外観斜視図である。
【図２】図１のコンデンサの断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るコンデンサの製作に用いるスクリーン版の一部を拡大して上面から見た図である。
【図５】従来のコンデンサの断面図である。
【符号の説明】
１・・・積層体
２・・・誘電体層
３・・・内部電極
４・・・外部端子
５・・・スクリーン版
６・・・ステンレスメッシュ
７・・・乳剤
７ａ・・・環状の乳剤パターン
８・・・第１の環状凸部
９・・・第２の環状凸部
１０・・・コンデンサ
１１・・・環状溝部
１２・・・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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【図５】
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