(57)【要約】【課題】配線基板上に表面実装時のクラックを抑制できるとともに、簡単且つ安価な方法で製造でき、且つ実装性が良好であるセラミック電子部品を提供する。【解決手段】直方体状をなし、導体層及び／または抵抗体層が設けられているセラミック基体の端面に、外部電気回路に半田接合される外部電極を被着させるとともに、該外部電極の両端を前記セラミック基体の両主面に延在させてなるセラミック電子部品において、前記外部電極中にガラスが含有されており、該ガラスの含有率を、前記セラミック基体の端面上の領域Ｂに比し主面上の領域Ａで低く設定するとともに、前記主面と前記端面との間の角部を被覆する領域Ｃで表層側からセラミック基体側に向かって漸次低くなるように設定する。【選択図】図２
2005217128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体状をなし、導体層及び／または抵抗体層が設けられているセラミック基体の端面に、外部電気回路に半田接合される外部電極を被着させるとともに、該外部電極の両端を前記セラミック基体の両主面に延在させてなるセラミック電子部品であって、
前記外部電極中にガラスが含有されており、該ガラスの含有率を、前記セラミック基体の端面上の領域Ｂに比し主面上の領域Ａで低く設定するとともに、前記主面と前記端面との間の角部を被覆する領域Ｃで表層側からセラミック基体側に向かって漸次低くなるように設定したことを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
前記領域Ａのガラス含有率と前記領域Ｃのガラス含有率とが、前記セラミック基体の近傍で略等しく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック電子部品。
【請求項３】
前記セラミック基体の表層部に前記外部電極中のガラスと同材質のガラスが拡散されており、該拡散されたガラスの濃度が前記領域Ｂと接する部位に比し前記領域Ａ及び前記領域Ｃと接する部位で低く設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセラミック電子部品。
【請求項４】
前記セラミック基体中に拡散されたガラスの濃度が前記領域Ｂと接する部位で１０％〜３５％、前記領域Ａ，Ｃと接する部位で１％以下に設定されていることを特徴とする請求項３に記載のセラミック電子部品。
【請求項５】
前記セラミック基体が複数個の誘電体層を間に導体層を介して積層してなるコンデンサ素体から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセラミック電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサを例にとって説明する。
【０００３】
積層セラミックコンデンサは、誘電体層と一対の内部電極とが交互に積層されてなる積層体の一対の端面及びこの端面に接する主面にまたがるように外部電極が形成されるとともに、一方の内部電極は一方の外部電極に接続し、且つ他方の内部電極は他方の外部電極と接続している。
【０００４】
しかしながら、上記外部電極を配線基板上の配線パターンに半田付けにより表面実装する際に、半田付けの熱的衝撃（半田応力）や、配線基板のたわみによる機械的応力などにより、積層体の内部にクラックが発生するという問題点があった。
【０００５】
特に、外部電極とセラミックの接着の為に外部電極の中に添加されているガラスが焼成時に積層体表層部に拡散する時の応力残留によるクラック、またこの拡散した部分とそうでない部分の境界で、その応力差によってクラックが発生するという問題点があった。
【０００６】
そこで、コンデンサ（セラミック積層体）への半田付に寄与する外部電極部分を制限することにより、その後の基板取り付け時の熱応力や機械的応力による外部電極とセラミック積層体との境界付近に応力集中がかからないように、所定の部分だけ半田付け出来るように、半田濡れ性の悪い第１外部電極を形成した後に所定部分だけに半田濡れ性の良い第２外部電極を形成して外部電極全体に半田が付着しないように工夫したものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、ガラスとの反応によってセラミック積層体内部に応力（ガラス応力と呼ぶ）が残留しないように、また焼き付け時の熱応力をセラミック内に残留させないようにする為に、ガラスを含有しない外部電極を形成した後、その上を低温で硬化する導電性樹脂で覆ったものが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平０７−２１１５７５号公報
【特許文献２】特開２００２−２４６２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されているような外部電極への半田付け性制限だけではガラス応力に関する問題が解決されない。
【０００９】
また特許文献２に記載されている方法では積層体端面に塗布する外部電極にガラスが含まれていないので外部電極とセラミック積層体端面との接着強度が弱く、界面剥離が生じるなど信頼性に問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、配線基板上に表面実装時のクラックを抑制でき、信頼性に優れるとともに、簡単且つ安価な方法で製造可能で、且つ実装性が良好であるセラミック電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のセラミック電子部品は、直方体状をなし、導体層及び／または抵抗体層が設けられているセラミック基体の端面に、外部電気回路に半田接合される外部電極を被着させるとともに、該外部電極の両端を前記セラミック基体の両主面に延在させてなるセラミック電子部品であって、前記外部電極中にガラスが含有されており、該ガラスの含有率を、前記セラミック基体の端面上の領域Ｂに比し主面上の領域Ａで低く設定するとともに、前記主面と前記端面との間の角部を被覆する領域Ｃで表層側からセラミック基体側に向かって漸次低くなるように設定したことを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明のセラミック電子部品は、前記領域Ａのガラス含有率と前記領域Ｃのガラス含有率とが、前記セラミック基体の近傍で略等しく設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
更に本発明のセラミック電子部品は、前記セラミック基体の表層部に前記外部電極中のガラスと同材質のガラスが拡散されており、該拡散されたガラスの濃度が前記領域Ｂと接する部位に比し前記領域Ａ及び前記領域Ｃと接する部位で低く設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また更に本発明のセラミック電子部品は、前記セラミック基体中に拡散されたガラスの濃度が前記領域Ｂと接する部位で１０％〜３５％、前記領域Ａ，Ｃと接する部位で１％以下に設定されていることを特徴とするものである。
【００１５】
更にまた本発明のセラミック電子部品は、前記セラミック基体が複数個の誘電体層を間に導体層を介して積層してなるコンデンサ素体から成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のセラミック電子部品によれば積層体主面側外部電極にはガラスが含まれてないので焼成してもセラミック積層体主面側Ｃへのガラス拡散はない、その後、積層体端部領域Ａに形成する外部電極には通常レベルにガラスが含有されているのでセラミック積層体端部表層部Ｂにはガラスが拡散されることになり、この部分は積層体主面側Ｃや外部電極主面導体縁端Ｄ近辺に比べて、機械的応力が加わり難く、クラックの発生起点となりにくい部分であるので、ある程度誘電体にガラスが拡散されていても問題ない。また外部電極主面導体縁端Ｄ近辺は上記応力がかかり易いが、誘電体にはガラスが微量しか拡散されていないので応力に対して強い。従って半田付け工程による熱応力や機械的応力に対して信頼性を高めることが出来る。
【００１７】
また、上記積層体主面側に形成する外部電極は誘電体（積層体）に含まれるセラミック材料が添加されており、誘電体と高温で同時焼成するのでガラスが添加されてなくとも外部電極主面導体と積層体セラミックとはセラミック同士の焼結で強固に接着される。このように半田付けの熱的衝撃や、配線基板のたわみによる機械的応力などにより、積層体の内部にクラックが発生するという問題点を解決できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明のセラミック電子部品をコンデンサに適用した実施形態を示す外観斜視図、図２は図１のコンデンサのＸ−Ｘ線断面図、図３は図１のコンデンサを製作するのに用いられる多数個取り大型積層体の外観斜視図であり、図２において、１０はコンデンサ（セラミック電子部品）、１は積層体、２は誘電体層、３、４は内部電極、５、６は外部電極である。
【００２０】
同図に示すように、コンデンサ１０の積層体（部品本体）１は、誘電体層２を複数積層して形成されている。
【００２１】
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が図上、上方向に積層して積層体１が構成される。なお、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。
【００２２】
積層体１の各誘電体層２間に、例えば複数の内部電極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０．５〜２μｍとしている。
【００２３】
外部電極５、６は、積層体１の両主面の端部に形成された主面導体５ａ、６ａと、積層体１の端面から、主面導体５ａ、６ａに回り込むように形成された端面導体５ｂ、６ｂとからなる。また、一方の内部電極３は一方の端面導体５ｂに接続し、且つ他方の内部電極４は他方の端面導体６ｂと接続している。さらに、外部電極５、６の表面には、必要に応じて、Ｎｉメッキ５ｃ、６ｃ、Ｓｎメッキ、５ｄ、６ｄなどのメッキ層が形成される。
【００２４】
そして本発明の特徴的な点は、外部電極主面導体５a、６ａが形成されている部分の誘電体層のガラス濃度が低く、かつ外部電極端面導体５ｂ、６ｂが形成されている部分の誘電体層のガラス濃度が高いことである。
【００２５】
以下、上述したコンデンサ１０を製造するための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ものとする。
【００２６】
まず、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体層セラミックグリーンシート２上に、ニッケルを主成分とする導電ペーストをスクリーン印刷で形成し、内部電極となる導体膜３、４を形成する。
【００２７】
次に、導体膜３、４が形成されたセラミックグリーンシート２を、導体膜３、４が互いに対向し、且つ導体膜３、４が互いに異なる端面に延出するように複数積層し、大型積層体１１を得る。
【００２８】
次に、図３に示すように、大型積層体１１の両主面に外部電極主面導体となる導体膜５ａ、６ａを形成する、このとき、大型積層体１１の両主面に導電ペーストをスクリーン印刷で形成しても良く、導体膜５ａ、６ａが形成されたセラミックグリーンシート２を大型積層体１１の両主面になるように積層するようにしても良い。
【００２９】
また上記外部電極主面用の導電ペーストは、焼成時に積層体１１との接着が出来るように前記、内部電極材料に積層体セラミック成分を５〜１０％含有させたものを使用する。
【００３０】
次に、大型積層体１１を切断線Ｅに沿って切断し、未焼成状態の積層体１を得る。次に、積層体１を仮焼成にて樹脂分を除いた後、１２００〜１３００℃にて焼成し焼結体を得る。これにより、積層体１の一対の端面には、各コンデン毎に内部電極３、４が露出しているとともに、積層体１の両主面の端部に外部電極の主面導体５ａ、６ａが形成される。
【００３１】
次に、積層体１の一対の端部に、スクリーン印刷法、ローラからの転写法などで導電ペーストを塗布後焼き付け、外部電極主面導体５ａ、６ａと接続するように外部電極端面導体５ｂ、６ｂを形成する。この時、端面導体は主面導体を覆うように塗布するが、主面導体から積層体中央D部に垂れ込まないようにする。端面導体はＣｕ粉末とＢ−Ｓｉ−Ｚｎ系ガラスフリットと有機ビヒクルからなり、ガラスフリットの含有量を１％から３％、５％、１０％、１５％と４段階にしたものを塗布して非酸化雰囲気の８００℃、６０分で焼き付けて外部電極を形成し、各サンプルでのクラック信頼性を評価した。その結果を表１に示す。
【表１】
2005217128.tif 000003
【００３２】
表１に示すように、ガラスフリットを５％以上含有したものが、積層体との接着強度を満足しかつ耐クラック信頼性が良く、またガラスフリットが１５％以上になると、電極表面へのガラス浮きの為にメッキ付き性が悪くなった、（メッキ付き性は外観観察にてメッキが良好に付着している面積の割合を計測した、また接着強度は信頼性試験での電極剥離不良発生度合いで検証した）、以上の積層体へのガラス拡散量を断面Ｘ線解析などの解析手段で調べると、結果としてＢ部近辺へのガラス拡散量が１０〜３５％でＡ、Ｃ部近辺へのガラス拡散量が１％以下のものが仕様を満足することが判る。
【００３３】
その後、外部電極５、６にはニッケルメッキ５ｃ、６ｃと錫メッキ５ｄ、６ｄが形成され、これによって図１に示すコンデンサ１０が製作される。
【００３４】
なお、本発明は上記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内で種々の変更、改良などが可能である。
【００３５】
例えば、上述の実施形態では、セラミック電子部品としてコンデンサを例にとって説明したが、コンデンサ以外のセラミックグ電子部品、例えば、多連積層セラミックコンデンサや、ノイズフィルタ部品、積層回路基板等にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のセラミック電子部品をコンデンサに適用した一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】図１のコンデンサのＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図１のコンデンサを製造するのに用いられる多数個取り大型積層体の外観平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０・・・コンデンサ
１・・・誘電体ブロック
２・・・誘電体層
３、４・・・内部電極
５、６・・・外部電極
５ａ、６ａ・・・外部電極主面導体
５ｂ、６ｂ・・・外部電極端面導体
５ｃ、６ｃ・・・ニッケルメッキ
５ｄ、６ｄ・・・錫メッキ
Ａ・・・誘電体ブロック主面部
Ｂ・・・誘電体ブロック端面部
Ｃ・・・誘電体ブロック角部
Ｄ・・・外部導体主面端部
Ｅ・・・切断線
１１・・・大型積層体
【図１】
2005217128.tif 000004
【図２】
2005217128.tif 000005
【図３】
2005217128.tif 000006