(57)【要約】    【課題】焼成工程におけるクラックやデラミネーションなどの発生を防止することが可能な高信頼性の積層セラミック電子部品及び余白部を構成する段差解消用誘電体ペーストを提供すること。    【解決手段】積層セラミックコンデンサにおける電極層２３、２７、３１は各々、内部電極部５、７と、その側方に配置された余白部３３、３５とを備える。余白部には、内部電極部に含まれている電極用導電性粒子と同材料の余白用導電性粒子が含まれている。好適には、余白用導電性粒子は、電極用導電性粒子の２倍未満の平均粒径の場合、余白部を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜２．０重量部添加され、電極用導電性粒子と同等以下の平均粒径の場合には、０．１〜３．０重量部添加される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層と複数の電極層とを交互に積層して構成される積層電子部品であって、
前記電極層は各々、内部電極部と、その側方に配置された余白部とを有し、
前記余白部には、前記内部電極部に含まれている電極用導電性粒子と同材料の余白用導電性粒子が含まれている、
積層電子部品。
【請求項２】
請求項１に記載の積層電子部品であって、
前記余白用導電性粒子は、前記電極用導電性粒子の平均粒径の２倍未満の平均粒径を有し、且つ、前記余白部を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜２．０重量部添加されている、
積層電子部品。
【請求項３】
請求項１に記載の積層電子部品であって、
前記余白用導電性粒子は、前記電極用導電性粒子の平均粒径の同等以下の平均粒径を有し、且つ、前記余白部を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜３．０重量部添加されている、
積層電子部品。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の積層電子部品であって、
前記電極用導電性粒子及び余白用導電性粒子は、Ｎｉ粒子である、積層電子部品。
【請求項５】
積層電子部品の内部電極部側方において余白部を構成する段差解消用誘電体ペーストであって、
前記内部電極部に含まれている電極用導電性粒子と同材料の余白用導電性粒子を含んでいる、
段差解消用誘電体ペースト。
【請求項６】
請求項５に記載の段差解消用誘電体ペーストであって、
前記余白用導電性粒子は、前記電極用導電性粒子の平均粒径の２倍未満の平均粒径を有し、且つ、前記余白部を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜２．０重量部添加されている、
段差解消用誘電体ペースト。
【請求項７】
請求項５に記載の段差解消用誘電体ペーストであって、
前記余白用導電性粒子は、前記電極用導電性粒子の平均粒径の同等以下の平均粒径を有し、且つ、前記余白部を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜３．０重量部添加されている、
段差解消用誘電体ペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層電子部品及び余白部を構成する段差解消用誘電体ペーストに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品は、次のような工程によって製造されている。まず、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムの上面にセラミックなどからなる誘電体ペーストを塗布したグリーンシートを作る。続いて、誘電体ペーストの上面に、導電性ペーストからなる内部電極をスクリーン印刷法によって複数個印刷する。そして、複数枚のグリーンシートを、内部電極と誘電体ペーストとが交互に重なるように積層する。
【０００３】
次に、そのようにして形成された積層体をプレスした後、電子部品単位に対応する大きさに切断して、積層チップ体を得る。続いて、所定条件で焼成した後、積層チップ体の両端部に外部電極を形成して、積層セラミック電子部品が得られる（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、１００層を超えるような積層構成になると、内部電極の厚みによる段差が無視できなくなる。すなわち、完成した製品において、内部電極が印刷されていない余白部分だけの積層領域と、内部電極を含んだ積層領域との間で、内部電極の有無による段差が生じる。かかる段差は、焼成時のクラックやデラミネーションなどを誘発させ、製品の特性の劣化や歩留まりの低下を招く原因となった。
【０００５】
また、積層構造体の一方の面が湾曲状に変形し、基板への実装時にマウンタでの吸着エラーが発生したり、半田付けの際にツームストン現象が発生したりする問題も生じた。
【０００６】
さらに、内部電極の周囲に誘電体ペーストを印刷する方法（余白印刷法）による上記段差の解消が知られているが、その場合にも、余白印刷部分を含めた誘電体のみからなる積層領域と、内部電極を含んだ積層領域との間で焼成縮率が異なることから、依然としてクラックやデラミネーションなどが発生する恐れがあった。
【特許文献１】特開平７−３７７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、焼成工程におけるクラックやデラミネーションなどの発生を防止することが可能な高信頼性の積層セラミック電子部品及び余白部を構成する段差解消用誘電体ペーストを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明は、複数の絶縁層と複数の電極層とを交互に積層して構成される積層電子部品であって、前記電極層は各々、内部電極部と、その側方に配置された余白部とを有し、前記余白部には、前記内部電極部に含まれている電極用導電性粒子と同材料の余白用導電性粒子が含まれている。
【０００９】
これによれば、余白部にも、内部電極部に含まれている電極用導電性粒子と同材料の余白用導電性粒子が含まれるため、焼成時にクラックやデラミネーションが発生することを防止することができる。
【００１０】
前記余白用導電性粒子は、前記電極用導電性粒子の平均粒径の２倍未満の平均粒径を有し、且つ、前記余白部を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜２．０重量部添加されているか、あるいは、前記電極用導電性粒子の平均粒径の同等以下の平均粒径を有し、且つ、前記余白部を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜３．０重量部添加されているようにしてもよい。なお、平均粒径は、結晶粒子のＳＥＭ像からランダムに２０個の粒子径を測定し、それを平均化したものを用いる。
【００１１】
これによれば、クラックやデラミネーションを防止すべく余白部に導電性粒子を添加しておりながらも、この導電性粒子の粒径や添加量を適正に選定することで、意図しないショートの発生も防止することができる。
【００１２】
前記電極用導電性粒子及び余白用導電性粒子は、Ｎｉ粒子を用いることができる。
【００１３】
同課題を解決するための別の本発明は、積層電子部品の内部電極部側方において余白部を構成する段差解消用誘電体ペーストであって、当該段差解消用誘電体ペーストは、前記内部電極部に含まれている電極用導電性粒子と同材料の余白用導電性粒子を含んでいる。
【００１４】
これによれば、段差解消用誘電体ペーストを用いて余白部を構成することで、焼成時にクラックやデラミネーションが発生することを防止することができる。
【００１５】
前記余白用導電性粒子は、前記電極用導電性粒子の平均粒径の２倍未満の平均粒径を有し、且つ、前記余白部を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜２．０重量部添加されているか、あるいは、前記電極用導電性粒子の平均粒径の同等以下の平均粒径を有し、且つ、前記余白部を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜３．０重量部添加されているようにするとよい。
【００１６】
これによれば、クラックやデラミネーションを防止すべく余白部に導電性粒子を添加しておりながらも、該導電性粒子の粒径や添加量を適正に選定することで、意図しないショートの発生も防止することができる。
【００１７】
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施例によって更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る積層電子部品を、積層セラミックコンデンサに適用した場合の実施の形態として、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態１に係る積層セラミックコンデンサの一例を示す断面図である。図示の積層セラミックコンデンサ１は、誘電体基体３の内部に、複数の内部電極部５、７を、層状に埋設してある。隣り合う２つの内部電極部５、７は誘電体からなる層を介して向き合っている。本実施の形態では、内部電極部５、７は主にＮｉなどによって構成される。内部電極部５、７の層数は、要求される静電容量に応じて変化するもので、数十層〜数百層になる。
【００２０】
内部電極部５は、誘電体基体３の対向する側面に付与された一対の外部電極部９、１１のうち、外部電極部９に導通させてあり、内部電極部７は外部電極部１１に導通させてある。
【００２１】
図２は、図１の誘電体基体３から三層分の内部電極部５、７を含む部分を模式的に取り出した積層構成を示す。誘電体基体３内においては、絶縁層としての複数の誘電体層と複数の電極層とが交互に積層されている。
【００２２】
具体的に説明すると、図２に示されるように、一つの誘電体層２１の上面に電極層２３が印刷により形成されている。電極層２３の上面には、別の誘電体層２５が積層されている。誘電体層２５の上面には、別の電極層２７が印刷により形成されている。電極層２７の上面には、さらに別の誘電体層２９が積層されている。誘電体層２９の上面には、さらに別の電極層３１が印刷により形成されている。
【００２３】
誘電体層２１、２５、２９はそれぞれ、誘電体ペーストを焼成することによって形成される。誘電体ペーストを構成する成分の配合比は、本実施の形態においては、誘電体材料（無機材料）が１００重量部、テルピネオールが２８重量部、トルエンが１４重量部、分散剤が０．２重量部、ラッカーが３６．５重量部となっている。
【００２４】
電極層２３、２７、３１は、内部電極部５、７と、その側方に配置された余白部３３、３５とを有している。内部電極部５、７はそれぞれ、導電体ペーストを印刷し、焼成することによって形成される。導電体ペーストを構成する成分の配合比は、本実施の形態においては、Ｎｉが４４．６重量％、テルピネオールが５２重量％、エチルセルロースが３重量％、ベンゾトリアゾール０．４重量％となっている。また、電極用導電性粒子として導電体ペーストに含まれるＮｉは、平均粒径は０．３μｍのものを用いている。
【００２５】
一方、余白部３３、３５はそれぞれ、段差解消用誘電体ペーストで余白部分に印刷し、焼成することによって形成される。段差解消用誘電体ペーストには、導電体ペーストに含まれる電極用導電性粒子と同材料であるＮｉが、余白用導電性粒子として含まれている。段差解消用誘電体ペーストを構成する成分の配合比は、本実施の形態においては、誘電体材料（無機材料）が１００重量部、テルピネオールが１１１重量部、分散剤が０．２重量部、エチルセルロース９重量部、さらにＮｉが０．１〜２．０重量部となっている。すなわち、段差解消用誘電体ペーストは、誘電体ペーストに、導電体ペーストに含まれる電極用導電性粒子と同材料の導電性粒子を添加したものである。また、段差解消用誘電体ペーストに含まれるＮｉは、導電体ペーストに含まれるＮｉの２倍未満（すなわち、０．６μｍ未満）の平均粒径を有している。
【００２６】
次に、以上のような構成を有する積層セラミックコンデンサ１の製造工程について図３を参照しながら説明する。まず、可撓性のあるＰＥＴフィルム（支持体）４１の上面に、無機材料の主成分としてチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）を用いた誘電体ペースト４３を塗布する。これにより、ＰＥＴフィルム４１の上面に誘電体ペースト４３が設けられた、いわゆるグリーンシート４５が得られる。導電体ペースト４３の塗布は、ドクターブレード又は押出ヘッド等を用い、塗布後の乾燥により２．５μｍの層厚が得られるように行った。
【００２７】
続いて、グリーンシート４５を乾燥させた後、シート上面に導電体ペースト４７を配置する。導電体ペースト４７は、乾燥後の層厚が１．２μｍとなるようにスクリーン印刷法やグラビア印刷法によって形成される。
【００２８】
導電体ペースト４７が配置されると、それらの側方には、導電体ペースト４７自体の厚みに起因した段差部４９が生じる。したがって、それら段差部４９を段差解消用誘電体ペースト５１によって埋める余白印刷を行う。段差解消用誘電体ペースト５１の印刷は、スクリーン印刷法によって行われ、導電体ペースト４７の印刷パターンに対応する領域分を除いた印刷パターン面を有するスクリーン製版５３を使用する。段差解消用誘電体ペースト５１は、導電体ペースト４７の５０〜１５０％相当の厚さ分、印刷形成する。また、段差解消用誘電体ペースト５１は、焼成などが行われて最終的には電極層２３、２７、３１における余白部３３、３５を構成する。
【００２９】
このようにして、誘電体ペースト４３上に導電体ペースト４７及び段差解消用誘電体ペースト５１が配置されているシートを、本実施の形態では２００層積層し、必要に応じて最上部及び最下部に保護層となる誘電体シートを付与し、積層構造体を得る。
【００３０】
次に、かかる積層構造体をプレスした後、部品単位の大きさ（焼成後に、長さ１．６ｍｍ、幅及び高さ０．８ｍｍとなるよう）に切断して、積層チップ素体を得る。
【００３１】
さらに、積層チップ素体から、有機バインダ等をバーンアウトする脱バインダ工程が行われる。条件としては、保持温度：６００℃、保持時間：２時間で、N2ガスとＨ2ガスの混合ガス雰囲気中で脱バインダ処理をした。
【００３２】
次に、１０００〜１４００℃での焼成工程、熱処理工程が行われる。条件としては、保持温度：１３００℃、保持時間：２時間で、N2ガスとＨ2ガスの混合ガス雰囲気中で焼成した。また、熱処理工程における条件としては、保持温度：１１００℃、保持時間：３時間、N2ガス雰囲気中で行った。
【００３３】
最後に、積層チップ素体の対向する側面に、Ｃｕ等からなる外部電極部９、１１を焼付し、積層セラミックコンデンサ１を得る。Ｃｕ焼付電極上にはＮｉ電気メッキ、さらにＳｎ電気メッキを形成してもよい。
【００３４】
以上に説明した本実施の形態に係る積層セラミックコンデンサ１においては、内部電極部５、７の側方に配置された余白部３３、３５に、内部電極部５、７に含まれている電極用導電性粒子Ｎｉと同材料である余白用導電性粒子Ｎｉが含まれているため、焼成時にクラックやデラミネーションが発生することを防止することができる。また、余白部３３、３５に導電性粒子Ｎｉを添加しておりながらも、該粒子Ｎｉの粒径や添加量を適正に選定することで、意図しないショートが発生することも防止することができる。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態２に係る積層セラミックコンデンサについて説明する。本実施の形態２は、積層セラミックコンデンサの構造や製造態様は実施の形態１と同様である。本実施の形態２においては、余白部３３、３５を構成する段差解消用誘電体ペーストの成分の配合比が実施の形態１と異なる。すなわち、その配合比は、誘電体材料（無機材料）が１００重量部、テルピネオールが１１１重量部、分散剤が０．２重量部、エチルセルロースが９重量部、さらにＮｉが０．１〜３．０重量部となっている。また、段差解消用誘電体ペーストに含まれるＮｉは、導電体ペーストに含まれるＮｉの同等以下（すなわち、０．３μｍ以下）の平均粒径を有している。
【００３６】
かかる本実施の形態においても、余白部３３、３５に、内部電極部５、７の導電性粒子Ｎｉと同材料である余白用導電性粒子Ｎｉを添加することで、実施の形態１と同様、焼成時にクラックやデラミネーションが発生することを防止することができる。また、余白部３３、３５の導電性粒子Ｎｉの粒径や添加量を適正に選定することで、意図しないショートが発生することも防止することができる。
【００３７】
次に、本出願人が行った実験結果をもとに、余白用導電性粒子の粒径及び添加量と、クラックやショートなどの不具合の発生との関係について説明する。電極用導電性粒子Ｎｉの平均粒径は０．３μｍ、余白用導電性粒子Ｎｉの平均粒径は０．２μｍ、０．３μｍ、０．４μｍ、０．５μｍ及び０．６μｍとした。また、余白用導電性粒子の添加量は、段差解消用誘電体ペースト５１の無機材料１００重量部に対して０．１〜４．０重量部の範囲で選択した。
【００３８】
このような余白用導電性粒子の粒径及び添加量の組み合わせによるシートから積層した積層セラミックコンデンサを約１０００個用意し、そのロッドからランダムに１００個を抽出し、クラックやショートの発生を調査した。クラックの調査は、１０倍程度の拡大鏡で外観を観察し、ショートの調査は、絶縁抵抗計（ＤＣ５０Ｖ）で確認した。その結果、
表１に示されるような結果を得た。なお、積層セラミックコンデンサの製作における、脱バインダ工程、焼成工程及び熱処理工程の各工程条件については、実施の形態１の説明で述べた条件と同条件である。
【００３９】
【表１】
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表１の結果から分かるように、余白用導電性粒子Ｎｉの粒径が内部電極部に含まれている電極用導電性粒子Ｎｉの平均粒径の２倍（０．６μｍ）未満の場合には、余白用導電性粒子Ｎｉを、余白部（段差解消用誘電体ペースト）を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜２．０重量部添加しても、クラック不良及びショート不良の何れも発生しなかった。
【００４０】
また、余白用導電性粒子Ｎｉの平均粒径が内部電極部に含まれている電極用導電性粒子Ｎｉの平均粒径の同等（０．３μｍ）以下の場合には、余白用導電性粒子Ｎｉを、余白部（段差解消用誘電体ペースト）を構成する無機材料１００重量部に対して０．１〜３．０重量部添加しても、クラック不良及びショート不良の何れも発生しなかった。
【００４１】
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。例えば、余白用導電性粒子の材料はＮｉに限定されるものではなく、電極用導電性粒子にＣｕが用いられている場合には、それと同じＣｕを余白用導電性粒子として用いることができる。また、本発明は、積層セラミックコンデンサに限定されるものではなく、その他の積層電子部品に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係る積層セラミックコンデンサの一例を示す断面図である。
【図２】図１の積層セラミックコンデンサにおいて三層の内部電極部を含む部分を模式的に取り出した積層構成を示す図である。
【図３】図１の積層セラミックコンデンサにおいてスクリーン印刷法によって余白部の形成を行う工程を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１                      積層セラミックコンデンサ
５、７                  内部電極部
９、１１                外部電極部
２１、２５、２９        誘電体層（絶縁層）
２３、２７、３１        電極層
３３、３５              余白部
【図１】
2005244044.tif 000004
【図２】
2005244044.tif 000005
【図３】
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