(57)【要約】【課題】断面形状がフラットに近いコンデンサを提供する。【解決手段】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り、中央域を周辺域に比し厚くなした凸状内部電極と、中央域に窪みを設けた凹状内部電極とを配置し、凸状内部電極の頂部の直下領域もしくは直上領域に凹状内部電極の窪みを位置させる。【選択図】図２
2005050923.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、
前記内部電極は、中央域を周辺域に比し厚くなした凸状内部電極と、中央域に窪みを設けた凹状内部電極とで構成されており、前記凸状内部電極の頂部の直下領域もしくは直上領域に前記凹状内部電極の窪みを位置させたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
前記凸状内部電極及び前記凹状内部電極が誘電体層の積層方向に交互に配されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
【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８に示す如く、複数個の誘電体層を積層した積層体１０１の内部で、隣接する誘電体層１０２間に、導体ペーストを塗布及び焼成して成る内部電極１０３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、コンデンサが小型化されて内部電極１０３の電極幅が５００μｍ以下に小さくなると、内部電極１０３の横断面形状が、幅方向の中央部に頂部１０４を有する凸型の形状になるという問題があった。
【０００６】
この頂部１０４は、上述した製造方法において、導体ペーストをスクリーン印刷したときに形成される。すなわち、スクリーン印刷において、印刷パターンの幅が狭くなることによって、パターンの周辺部と中央部における導体ペーストの塗布量が均一化されて印刷直後の塗布面が平坦になり、その後乾燥するまでの間に表面張力によって表面積が減少するように変形するためと考えられる。この印刷後の電極形状によって、焼成後のコンデンサにおいても、内部電極の幅方向の中央部に頂部１０４を有する凸型の内部電極形状となっていた。
【０００７】
そして、この内部電極形状によって、コンデンサの全体形状も中央部が隆起したものになってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、断面形状がフラットに近いコンデンサを提供することにある。
【０００９】
【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、前記内部電極は、中央域を周辺域に比し厚くなした凸状内部電極と、中央域に窪みを設けた凹状内部電極とで構成されており、前記凸状内部電極の頂部の直下領域もしくは直上領域に前記凹状内部電極の窪みを位置させたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のコンデンサは、前記凸状内部電極及び前記凹状内部電極が誘電体層の積層方向に交互に配されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、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、前記内部電極は、中央域を周辺域に比し厚くなした凸状内部電極と、中央域に窪みを設けた凹状内部電極とで構成されており、前記凸状内部電極の頂部の直下領域もしくは直上領域に前記凹状内部電極の窪みを位置させているので、コンデンサの幅方向における厚みの不均一を低減し、断面形状がフラットに近いコンデンサを得ることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、前記凸状内部電極及び前記凹状内部電極が誘電体層の積層方向に交互に配されているので、内部電極の頂部同士が隣接する場所において誘電体厚みが部分的に薄くなることによって生じる、絶縁性の低下などの信頼性上の種々の問題の発生を効果的に抑制することができる。
【００１３】
【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。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るコンデンサ１の外観斜視図、図２は図１のコンデンサのＡ−Ａ’断面図であり、１０は積層体、２０は誘電体層、３０は内部電極，４０は外部端子である。
【００１５】
同図に示すコンデンサ１は、矩形状を成す複数個の誘電体層２０を積層して直方体状の積層体１０を形成するとともに、積層体１０の内部に、誘電体層２０間に内部電極３０を配設し、積層体１０の側面には、内部電極３０に電気的に接続される外部端子４０を設けた構造を有している。そして、内部電極３０は、その幅方向中央部に頂部３１を有する凸状内部電極３２と、その幅方向中央部に窪み３３を有する凹状内部電極３４と、から構成されており、凸状内部電極３２と凹状内部電極３４とが、誘電体層２０の積層方向に交互に配されている。
【００１６】
積層体１０を構成する誘電体層２０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。
【００１７】
かかる構成の積層体１０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。
【００１８】
積層体１０の内部に形成される内部電極３０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。
【００１９】
かかる内部電極３０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３０となる。
【００２０】
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離間させて固定し、スクリーン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。
【００２１】
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を一定の厚みで被覆するように塗布し、樹脂剤を乾燥させた後に、印刷パターンと同一形状の光が通過する窓を有したフォトマスク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。
【００２２】
そして、本実施形態において、凹状内部電極３４の印刷に使用するスクリーン版は、図３に示すように、乳剤７の非形成領域の幅方向中央部付近に帯状の乳剤パターン７ａを形成したものとした。帯状の乳剤パターン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。
【００２３】
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、帯状の乳剤パターン７ａの両側に、二つの帯状に分かれて印刷・塗布されるが、この状態から一定時間が過ぎると、印刷・塗布された導体に、若干の滲みが発生し、互いに滲んだ領域が接触することになり、一体化する。その結果として、中央部に帯状の窪みが形成された形状となる。そして、焼成後の積層体１０において、幅方向の中央部に窪み３３を有する形状の凹状内部電極３４となる。
【００２４】
凸状内部電極３２は、乳剤７の非形成領域の中央に帯状の乳剤パターンを有しない、通常のスクリーン版を用いて印刷される。それにより、印刷直後は幅方向の厚み分布が均一なフラットな形状となるが、その後表面張力によって表面積が小さくなるように変形する為、幅方向の中央部に帯状の頂部を有する凸型の形状となる。そして、焼成後の積層体１０において、幅方向の中央部に頂部３１を有する形状の凸状内部電極３２となる。
【００２５】
本実施形態においては、凸状内部電極３２の幅方向中央部の頂部３１の厚みを０．５μｍ〜１．０μｍとした。また、凹状内部電極３４の幅方向中央部の窪み３３の深さを、０．０１μｍ〜０．５μｍ、その周辺の最も厚い部分の厚みを０．７μｍ〜１．５μｍとした。
【００２６】
本実施形態のように、凸状内部電極３２と凹状内部電極３４とを誘電体層２０の積層方向に交互に配する場合は、凹状内部電極３４における窪み３３とその周辺の最も厚みの厚い部分との厚みの差を、凸状内部電極３２における、頂部３１と凹状内部電極３４の最も厚みの厚い部分の直下若しくは直上に位置する部分との厚みの差の±２０％以内とすることが望ましい。
【００２７】
焼成した積層体１０は、その側面に、Ｃｕを主成分とする金属材料からなる外部電極４０が形成される。その厚みは例えば５μｍ〜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。
【００２８】
係る外部電極４０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積層体１０の側面に印刷・塗布して所定形状・所定厚みを有した厚膜と成し、しかる後、積層体１０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１０の上面、下面及び他の側面に回り込み、外部電極４０の一部を形成している。
【００２９】
本実施形態においては、内部電極３０を凸状内部電極３２と凹状内部電極３４とから構成し、凸状内部電極３２の頂部３１の直下領域もしくは直上領域に前記凹状内部電極３４の窪み３３を位置させているので、積層体１０の幅方向の厚み分布の不均一を低減し、断面形状がフラットに近いコンデンサ１を得ることが可能となる。
【００３０】
また、本実施形態においては、前記凸状内部電極３２と凹状内部電極３４とが誘電体層２０の積層方向に交互に配されているので、内部電極の頂部同士が隣接する場所において誘電体厚みが部分的に薄くなることによって生じる、絶縁性の低下などの信頼性上の種々の問題の発生を効果的に抑制することが可能となる。
【００３１】
（他の実施形態）
次に本発明の他の実施形態に係るコンデンサについて図４〜図７を用いて説明する。尚、これらの実施形態においては先に述べた第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の構成要素については同一の参照符号を用いて、重複する説明を省略するものとする。
【００３２】
図４は本発明の第２実施形態に係るコンデンサにおける積層体１０を模式的に示す横断面図である。本実施形態の特徴的な部分は、凸状内部電極３２の数と凹状内部電極３４の数との比が、ほぼ２：１になっていることである。このような場合は、凹状内部電極３４における窪み３３とその周辺の最も厚みの厚い部分との厚みの差を、凸状内部電極３２における、頂部３１と凹状内部電極３４の最も厚みの厚い部分の直下若しくは直上に位置する部分との厚みの差の２倍の±２０％以内とすることが望ましい。
【００３３】
図５は本発明の第３実施形態に係るコンデンサにおける積層体１０を模式的に示す横断面図である。本実施形態の特徴的な部分は、凸状内部電極３２の数と凹状内部電極３４の数との比が、ほぼ１：２になっていることである。このような場合は、凹状内部電極３４における窪み３３とその周辺の最も厚みの厚い部分との厚みの差を、凸状内部電極３２における、頂部３１と凹状内部電極３４の最も厚みの厚い部分の直下若しくは直上に位置する部分との厚みの差の１／２倍の±２０％以内とすることが望ましい。
【００３４】
図６は本発明の第４実施形態に係るコンデンサにおける積層体１０を模式的に示す横断面図である。本実施形態の特徴的な部分は、凸状内部電極３２の数と凹状内部電極３４の数との比が、ほぼ３：１になっていることである。このような場合は、凹状内部電極３４における窪み３３とその周辺の最も厚みの厚い部分との厚みの差を、凸状内部電極３２における、頂部３１と凹状内部電極３４の最も厚みの厚い部分の直下若しくは直上に位置する部分との厚みの差の３倍の±２０％以内とすることが望ましい。
【００３５】
図７は本発明の第５実施形態に係るコンデンサにおける積層体１０を模式的に示す横断面図である。本実施形態の特徴的な部分は、凸状内部電極３２の数と凹状内部電極３４の数との比が、ほぼ１：３になっていることである。このような場合は、凹状内部電極３４における窪み３３とその周辺の最も厚みの厚い部分との厚みの差を、凸状内部電極３２における、頂部３１と凹状内部電極３４の最も厚みの厚い部分の直下若しくは直上に位置する部分との厚みの差の１／３倍の±２０％以内とすることが望ましい。
【００３６】
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。
【００３７】
例えば、上述した実施形態においては、凸状内部電極３２の数と凹状内部電極３４の数との比を、３：１、２：１、１：１、１：２、１：３としたが、凹状内部電極３４における窪み３３とその周辺の最も厚みの厚い部分と間の厚みの差と、凸状内部電極３２における、頂部３１と凹状内部電極３４の最も厚みの厚い部分の直下若しくは直上に位置する部分との間の厚みの差と、の関係を適当に定めれば、それ以外の比率にしても良いことは言うまでもない。
【００３８】
また、上述した実施形態においては、積層体１０の対向する２つの端面に外部端子４０を形成したチップ型のコンデンサ１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。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、内部電極が、中央域を周辺域に比し厚くなした凸状内部電極と、中央域に窪みを設けた凹状内部電極とで構成されており、凸状内部電極の頂部の直下領域もしくは直上領域に凹状内部電極の窪みを位置させているので、断面形状がフラットに近いコンデンサを得ることができる。
【００４０】
また、本発明によれば、前記凸状内部電極及び前記凹状内部電極が誘電体層の積層方向に交互に配されているので、絶縁性の低下などの信頼性上の種々の問題の発生を効果的に抑制することができる。
【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Ａ−Ａ’線断面図である。
【図３】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の一部を拡大して上面から見た図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るコンデンサにおける積層体を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るコンデンサにおける積層体を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るコンデンサにおける積層体を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係るコンデンサにおける積層体を模式的に示す断面図である。
【図８】従来のコンデンサにおける積層体を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・コンデンサ
１０・・・積層体
２０・・・誘電体層
３０・・・内部電極
３１・・・頂部
３２・・・凸状内部電極
３３・・・窪み
３４・・・凹状内部電極
４０・・・外部端子
６・・・ステンレスメッシュ
７・・・乳剤
７ａ・・・帯状の乳剤パターン
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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