(57)【要約】【課題】ビア導体と内部電極との接続部の抵抗値を低くして高周波での特性を向上させたセラミック電子部品及びセラミックコンデンサを提供する。【解決手段】複数個の誘電体層１を積層してなる積層体５の内部に、Ｎｉ粒子を含む導体材料を焼結して成り、隣接する誘電体層間に介在される内部電極２と、Ｃｕ粒子及びＮｉ粒子を含む導体材料を焼結して成り、内部電極２に接続されるビア導体３とを埋設してなるセラミック電子部品１０であって、内部電極２は、ビア導体３との接続部近傍２ａにＣｕ粒子が拡散されて他の部位に比し厚くなっている。【選択図】図２
2005136231.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てなる積層体の内部に、Ｎｉ粒子を含む導体材料を焼結して成り、隣接する誘電体層間に介在される内部電極と、Ｃｕ粒子及びＮｉ粒子を含む導体材料を焼結して成り、前記内部電極に接続されるビア導体とを埋設してなるセラミック電子部品であって、
前記内部電極は、前記ビア導体との接続部近傍にＣｕ粒子が拡散されて他の部位に比し厚くなっていることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
前記接続部近傍における前記内部電極の厚みが、該内部電極とビア導体との接続部より離れるに従って漸次薄くなっ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】
前記内部電極中のＮｉ粒子の平均粒径が、前記他の部位に比し前記接続部近傍で大きい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】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセラミック電子部品の内部電極が、異なる誘電体層間に一部対向するようにして介在される２種類の内部電極により構成されており、これら内部電極の対向領域に静電容量を形成するようにしたセラミックコンデンサ。
【請求項５】
前記内部電極の厚みが前記対向領域に比し非対向領域で厚くなっていることを特徴とする請求項４に記載のセラミックコンデンサ。
【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及びセラミックコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、種々の電気・電子回路には、セラミックコンデンサ等のセラミック電子部品が幅広く用いられている。
【０００３】
従来のセラミック電子部品としては、例えば、複数個の誘電体層を積層してなる積層体の内部に、Ｎｉ粒子を含む導体材料を焼結して成り、隣接する誘電体層間に介在される内部電極と、Ｎｉ粒子を含む導体材料を焼結して成り、前記内部電極に接続されるビア導体とを埋設した構造のものが知られている。
【０００４】
係るセラミック電子部品は、誘電体層を介して対向する２種類の内部電極間に所定の電圧を印加することによって、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構成となっており、このような内部電極の対を内部に複数個設けることによって大きな静電容量を実現したセラミックコンデンサである。
【０００５】
尚、極の異なるビア導体同士を隣接させることによって、発生する磁束を互いに打ち消し合い、セラミックコンデンサは低いインダクタンスを達成することが可能であり、係るセラミックコンデンサは、この優れた特性により特に高周波用途において供するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平２００１−１８５４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、より高容量のセラミックコンデンサを得るために積層数の増加が図られており、これに伴って内部電極の厚みが薄くなる傾向にある。
【０００７】
しかしながら、上述した従来のセラミックコンデンサでは、内部電極の厚みが薄い場合には、ビア導体と内部電極との接続が充分に形成されないことがある。この場合、内部電極のビア導体との接続部での抵抗値が高くなり、特に高周波ではインピーダンスが高くなることから所望の特性が得られにくくなる。
【０００８】
また、別の観点からもビア導体と内部電極との接続が充分に形成されることが求められる。例えば、近年におけるセラミックコンデンサの小型化が進むにつれ、ビア導体の径も小径化されており、これに伴ってビア導体と内部電極とが接続する面積が小さくなってきているということからも、ビア導体と内部電極との接続は充分に形成されにくい。
【０００９】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、ビア導体と内部電極との接続部の抵抗値を低くして高周波での特性を向上させたセラミック電子部品及びセラミックコンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のセラミック電子部品は、複数個の誘電体層を積層してなる積層体の内部に、Ｎｉ粒子を含む導体材料を焼結して成り、隣接する誘電体層間に介在される内部電極と、Ｃｕ粒子及びＮｉ粒子を含む導体材料を焼結して成り、前記内部電極に接続されるビア導体とを埋設してなるセラミック電子部品であって、前記内部電極は、前記ビア導体との接続部近傍にＣｕ粒子が拡散されて他の部位に比し厚くなっていることを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明のセラミック電子部品は、前記接続部近傍における前記内部電極の厚みが、該内部電極とビア導体との接続部より離れるに従って漸次薄くなっていることを特徴とするものである。
【００１２】
更に本発明のセラミック電子部品は、前記内部電極中のＮｉ粒子の平均粒径が、前記他の部位に比し前記接続部近傍で大きいことを特徴とするものである。
【００１３】
また更に本発明のセラミックコンデンサは、セラミック電子部品の内部電極が、異なる誘電体層間に一部対向するようにして介在される２種類の内部電極により構成されており、これら内部電極の対向領域に静電容量を形成するようにしたものである。
【００１４】
更にまた本発明のセラミックコンデンサは、前記内部電極の厚みが前記対向領域に比し非対向領域で厚くなっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のセラミック電子部品によれば、ビア導体と内部電極との接続部近傍は、Ｃｕ粒子が拡散されていることによって、接続部近傍は体積抵抗率が低く形成されており、更にこれに加えて、他の部位に比し厚くなっているので、効率よく低い抵抗値が実現され、特に高周波ではインピーダンスが低くなることから優れた特性が得られるようになる。このとき、Ｃｕ粒子の拡散は、ほぼこの接続部近傍に集中していて内部電極の他の部位での拡散量は少ないので、Ｃｕ粒子が誘電体層の内部に拡散することは最小限に食い止められる。
【００１６】
また本発明のセラミック電子部品によれば、接続部近傍における内部電極の厚みが、内部電極とビア導体との接続部より離れるに従って漸次薄くなっているので、ビア導体から内部電極へ、若しくは内部電極からビア導体へと電流が効率よく流れるようになり、これによってもより低い抵抗値が実現されるようになる。
【００１７】
更に本発明のセラミック電子部品によれば、内部電極中のＮｉ粒子の平均粒径が、他の部位に比し接続部近傍で大きいので、粒子に比すると体積抵抗率の大きい粒界の量が減ることとなり、更により低い抵抗値が実現されるようになる。
【００１８】
また更に本発明のセラミックコンデンサによれば、前記内部電極が、異なる誘電体層間に一部対向するようにして介在される２種類の内部電極により構成されており、これら内部電極の対向領域に静電容量を形成するようにしたことから、内部電極及びビア導体に電流が効率よく流れることによって、急激な電力供給への対応が可能となる。
【００１９】
更にまた本発明のセラミックコンデンサによれば、内部電極の厚みが対向領域に比し非対向領域で厚くなっていることから、積層方向では、この厚みの厚い接続部近傍が他の誘電体層間に存在する内部電極の未形成部と重なることとなる。このため内部電極とその未形成部とによって生じる段差の総量が、接続部近傍の厚みが厚いことによって緩和されることになり、積層体の変形を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のセラミック電子部品を図面に基づいて詳説する。
【００２１】
図１は本発明のセラミック電子部品の断面図であり、同図に示すセラミック電子部品１０は、複数の誘電体層１を積層して成る積層体５の内部に、内部電極２及びビア導体３が形成された構造となっている。
【００２２】
誘電体層１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によって１層あたり１μm〜３μmの厚みに形成されており、かかる誘電体層１を、例えば、７０層〜６００層だけ積層することによって積層体５が形成される。尚、図１においては本実施形態を簡略化して説明するために誘電体層１の積層数を５層とした例について示している。
【００２３】
上述した誘電体層１は、例えば、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料から成る場合、チタン酸バリウム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、これを個々のコンデンサに対応する個片の積層体に切断分離して、最後に個片の積層体を、例えば、１１００℃〜１４００℃の温度で焼成することによって製作される。尚、この工程において使用されるセラミックグリーンシートの焼成に伴う収縮率は、例えば、１０％〜２０％程度に設定される。
【００２４】
一方、誘電体層２間に介在されている内部電極２は、Ｎｉを主成分とする導体材料によって、例えば０．５μm〜２．０μmの厚みに形成され、両内部電極の対向面積は、例えば、各誘電体層２の面積が３．３ｍｍ２である場合、２．７ｍｍ２〜３．０ｍｍ２に設定される。
【００２５】
積層体５の内部に埋設されている複数個の内部電極２は、積層体５の内部に埋設されている複数個のビア導体３を介して積層体下面の外部端子４に共通接続されており、これら外部端子４−４間に所定の電界が印加されると、内部電極２−２間に位置する誘電体層１の誘電率、厚み、対向面積及び層数に対応した所定の静電容量が形成されるようになる。
【００２６】
上述した内部電極２は、Ｎｉ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・混合して得た内部電極形成用導体ペーストを、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法等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２となる。
【００２７】
尚、前述した導体ペースト中には、セラミックグリーンシート中に含有されている誘電体材料を別途、添加・混合させておくようにしても構わない。
【００２８】
一方、上述したビア導体３は、その下端が積層体５の下面まで延在されるようにして誘電体層１の積層方向と平行に配されており、Ｎｉ及びＣｕを主成分とする導体材料によって、例えば、直径８０μｍ〜１５０μｍの円柱状をなすように形成される。
【００２９】
尚、上述したビア導体３は、複数個のセラミックグリーンシートを積層してなる積層体に対して、焼成前の段階で、レーザ照射やマイクロドリル，パンチング等によって所定の貫通孔を穿設するとともに、これら貫通孔内に従来周知のスクリーン印刷等によって、例えばＮｉ粉末に対してＣｕ粉末を１５〜４０重量部とした金属粉末に、適当なセラミックフィラー、ガラスフリット、有機バインダ、有機溶剤等を添加・混合して得たビア導体形成用導体ペーストを印刷・充填し、この充填したビア導体形成用導体ペーストをセラミックグリーンシートの焼成時に内部電極２と共に同時焼成することによって形成される。
【００３０】
このようなセラミック電子部品１０においては、Ｎｉ粒子を主成分とする導体材料からなる内部電極形成用導体ペーストと、Ｎｉ粒子及びＣｕ粒子を主成分とする導体材料からなるビア導体形成用導体ペーストとを同時焼成しているので、内部電極２は、ビア導体３との接続部近傍２ａにＣｕ粒子が拡散されており、更に、この接続部近傍２ａは、Ｃｕ粒子が拡散されたことによって他の部位に比し厚い構成となる。
【００３１】
尚、Ｎｉ粒子も内部導体２側からビア導体３へと拡散してはいるが、この場合については、Ｎｉ粒子に対してＣｕ粒子の拡散が速いことによって、相対的にはＣｕ粒子が拡散することとなる。
【００３２】
そして、本実施形態のセラミック電子部品１０は、ビア導体３と内部電極２との接続部近傍２ａは、Ｃｕ粒子が拡散されていることによって、接続部近傍２ａは体積抵抗率が低く形成されており、更にこれに加えて、他の部位２ｂに比し厚くなっているので、効率よく低い抵抗値が実現され、特に高周波ではインピーダンスが低くなることから優れた特性が得られるようになる。このとき、Ｃｕ粒子の拡散は、ほぼこの接続部近傍２ａに集中していて内部電極２の他の部位での拡散量は少ないので、Ｃｕ粒子が誘電体層１の内部に拡散することは最小限に食い止められる。
【００３３】
また、接続部近傍２ａにおける内部電極２の厚みが、内部電極２とビア導体３との接続部より離れるに従って漸次薄くなっているので、ビア導体３から内部電極２へ、若しくは内部電極２からビア導体３へと電流が効率よく流れるようになり、これによってもより低い抵抗値が実現されるようになる。
【００３４】
一方、接続部近傍２ａでは、内部電極２中のＮｉ粒子が、拡散したＣｕ粒子と一体化することがある。このようなＮｉ粒子は比較的粒成長しやすいので、内部電極２中のＮｉ粒子の平均粒径が、他の部位に比し接続部近傍２ａで大きくなっており、粒子に比すると体積抵抗率の大きい粒界の量が減ることになるので、更により低い抵抗値が実現されるようになる。
【００３５】
そして本実施形態のセラミック電子部品１０は、積層体５が矩形状を成しており、その内部で、異なる誘電体層間に一部対向するようにして介在される２種類の内部電極２−２の対向領域で静電容量を形成することにより、セラミックコンデンサとしての機能を備える。
【００３６】
このようなセラミックコンデンサは、内部電極２及びビア導体３に電流が効率よく流れることによって、急激な電力供給への対応を可能とすることができる。
【００３７】
また本実施形態のようなセラミックコンデンサであれば、内部電極２の厚みが対向領域に比し非対向領域で厚くなっていることから、積層方向では、この厚みの厚い接続部近傍２ａが他の誘電体層間に存在する内部電極２の未形成部と重なることとなる。このため内部電極２とその未形成部とによって生じる段差の総量が、接続部近傍２ａの厚みが厚いことによって緩和されることになり、積層体５の変形を少なくすることができる。
【００３８】
尚、上述した積層体５の下面に設けられている外部端子４は、セラミックコンデンサをマザーボード等の配線基板上に搭載する際、配線基板の接続パッドに半田等の導電性接着剤を介して電気的に接続される外部接続用の端子として機能するものである。この外部端子４は、積層体５の下面に導出されたビア導体３の各一端に、例えば、ＮｉやＡｕ等の半田濡れ性が良好な金属を従来周知の電解めっき法等によって所定厚みに被着させることによって形成される。
【００３９】
このようなセラミックコンデンサに構成することにより、バンプ接続で基板に搭載することができるようになり、半田のフィレットを形成する必要が無くなるので、セラミックコンデンサの実装面積を小さくすることが可能となる。
【００４０】
かくして、上述したセラミック電子部品１０は、ビア導体と内部電極との接続部の抵抗値を低くすることによって、高周波での特性を向上させたセラミックコンデンサとして種々の電気・電子回路に幅広く用いられることとなる。
【００４１】
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。
【００４２】
例えば、上述した実施形態は、セラミック電子部品はセラミックコンデンサとしているが、これに限定されるものではなく、多層回路基板に用いても構わない。この場合、多層回路基板の内部に設ける配線は、本実施形態の内部電極に相当することになる。また、多層回路基板の内部に静電容量を形成したコンデンサ内蔵基板でも構わない。
【００４３】
また、上述した実施形態においては、積層体は直方体を成しているが、円柱等の異形を成してあっても構わない。
【００４４】
更に、上述した実施形態において、ビア導体の配置は、格子状に形成されているがこれに限定するものではない。例えば、千鳥状に配置しても良く、また、積層体の外周に沿って環状に配置しても構わない。
【００４５】
また更に、上述した実施形態においては、１個のセラミック電子部品を単独で製造する場合を例にとって説明したが、これに代えて、いわゆる‘複数個取り’の手法を採用して、大型の積層体より切り出した複数個の個片を焼成することにより複数個のセラミック電子部品が同時に得られるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係るセラミック電子部品の外観斜視図である。
【図２】図１のセラミック電子部品の断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・誘電体層
２・・・内部電極
２ａ・・・接続部近傍
３・・・ビア導体
４・・・外部端子
５・・・積層体
１０・・・セラミックコンデンサ
【図１】
2005136231.tif 000003
【図２】
2005136231.tif 000004
【図３】
2005136231.tif 000005