(57)【要約】【課題】外部電極の折り返し部が積層体の上面または下面から剥がれにくい構造の積層セラミック電子部品を提供する。【解決手段】外層用セラミックグリーンシート２２にて構成された外層部８ａ，８ｂの焼成後の密度は、５．２５ｇ／ｃｍ３  である。一方、内層用セラミックグリーンシート２１にて構成されたコイル素子部７の焼成後の密度は、５．１６ｇ／ｃｍ３  である。外部電極は積層体の積み重ね方向に対して平行な側面、すなわち、各シート２１，２２の端面が層状に重なって露出している面に設けられている。その折り返し部は、積層体の積み重ね方向に対して直交する上面および下面、すなわち、最外層の外層用セラミックグリーンシート２２の主面に延在して設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の内層用セラミック層と複数の内部電極とを積み重ねて構成した素子部と、
前記素子部の上下にそれぞれ積み重ねた外層用セラミック層にて構成した外層部と、
前記素子部と前記外層部を積層してなる積層体の積み重ね方向に対して平行な側面に設けられ、かつ、折り返し部が前記積層体の積み重ね方向に対して直交する上下面に延在して設けられている外部電極とを備え、
前記外層部の密度が５．２３ｇ／ｃｍ３  以上であること、
を特徴とする積層セラミック電子部品。
【請求項２】
前記外層部の密度が前記素子部の密度より高いことを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項３】
前記外層用セラミック層が三つ以上積み重ねられて外層部が構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項４】
前記外層部の厚みが５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
【請求項５】
前記内層用セラミック層および前記外層用セラミック層がフェライト材料からなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
【請求項６】
前記外部電極が三つ以上設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層セラミック電子部品、特に、積層インダクタや積層コンデンサなどの積層セラミック電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の積層セラミック電子部品の一例として、特許文献１に記載の積層コンデンサアレイが知られている。図８および図９に示すように、この積層コンデンサアレイ６１は、コンデンサ電極７１ａ〜７１ｄをそれぞれ表面に設けた内層用誘電体セラミックグリーンシートを積み重ねるとともに、その上下に外層用誘電体セラミックグリーンシートを配置した後、圧着、焼成して積層体６２を形成している。
【０００３】
積層体６２の対向する側面６２ａ，６２ｂにはそれぞれ、外部電極６３ａ〜６６ａ，６３ｂ〜６６ｂが形成されている。コンデンサ電極７１ａ，７１ｃとコンデンサ電極７１ｂ，７１ｄは、誘電体セラミック層を介して互いに対向しており、一つのコンデンサ素子を構成している。図８に示すように、このコンデンサ素子は、外部電極６３ａと６３ｂの間に電気的に接続されている。同様に、外部電極６４ａと６４ｂの間、外部電極６５ａと６５ｂの間、並びに、外部電極６６ａと６６ｂの間にそれぞれ、コンデンサ素子が電気的に接続されている。すなわち、積層コンデンサアレイ６１は４個のコンデンサ素子を内蔵している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１７６９３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、外部電極６３ａ〜６６ｂは、積層コンデンサアレイ６１をプリント基板に安定して実装させるために、外部電極本体部と直交する折り返し部６７と称する部分を有している。外部電極６３ａ〜６６ｂは、積層体６２の積み重ね方向に対して平行な側面６２ａ，６２ｂ、すなわち、各誘電体セラミックシートの端面が層状に重なって露出している面に設けられている。その折り返し部６７は、積層体６２の積み重ね方向に対して直交する上面６２ｃおよび下面６２ｄ、すなわち、最外層の誘電体セラミックシートの主面に延在して設けられている。
【０００６】
しかしながら、従来の積層コンデンサアレイ６１の場合、製造時にかかる熱的ストレスや機械的ストレスによって、折り返し部６７が積層体６２の上面６２ｃまたは下面６２ｄから剥がれるという問題があった。より厳密に表現すると、折り返し部６７の直下の楕円Ａで囲んだ積層体６２の部分で剥がれが生じるため、折り返し部６７が積層体６２の上面６２ｃまたは下面６２ｄから剥がれるのである。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、外部電極の折り返し部が積層体の上面または下面から剥がれにくい構造の積層セラミック電子部品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る積層セラミック電子部品は、
（ａ）複数の内層用セラミック層と複数の内部電極とを積み重ねて構成した素子部と、
（ｂ）素子部の上下にそれぞれ積み重ねた外層用セラミック層にて構成した外層部と、
（ｃ）素子部と外層部を積層してなる積層体の積み重ね方向に対して平行な側面に設けられ、かつ、折り返し部が積層体の積み重ね方向に対して直交する上下面に延在して設けられている外部電極とを備え、
（ｄ）外層部の密度が５．２３ｇ／ｃｍ３  以上であること、
を特徴とする。
【０００９】
以上の構成により、外部電極の折り返し部が形成される積層体の外層部の密度が大きくなり、外部電極に含まれているガラスフリットが強固に外層部に固着するとともに、外層部の機械的強度が向上する。これにより、折り返し部の剥がれが抑えられる。特に、内層用セラミック層および外層用セラミック層がフェライト材料からなる場合には、本発明による折り返し部の剥がれ防止効果は大きい。なぜなら、フェライト材料は誘電体セラミック材料と比べて多孔質であり、折り返し部の剥がれが起き易いからである。
【００１０】
外層部の密度を素子部の密度より高くすることが好ましい。密度の高いセラミック層を作成するのは高コストであるから、折り返し部の剥がれに関係する外層部の密度だけを高くすることにより、低コストで剥がれ率を抑制することができる。
【００１１】
また、外層用セラミック層を三つ以上積み重ねて外層部を構成することにより、折り返し部の剥がれが一層制御される。外層部の厚みは５０μｍ以上（より好ましくは７０μｍ）以上あればよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層セラミック電子部品の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。各実施の形態はアレイタイプの電子部品を例にして説明する。なぜなら、アレイタイプの電子部品は外部電極の形状が小さく、かつ、数も多く、従来より、折り返し部の剥がれが起き易いということが知られているからである。
【００１３】
［第１実施形態、図１〜図４］
図１に示すように、積層インダクタアレイ１は、複数のコイル用導体パターン３と層間接続用ビアホール６とをそれぞれ設けた内層用セラミックグリーンシート２１と、外層用セラミックグリーンシート２２などで構成されている。
【００１４】
セラミックグリーンシート２１，２２には、通常、フェライトなどの磁性体やガラスセラミックが用いられる。本第１実施形態では、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライト粉末を酢酸ビニル、水溶性アクリル結合剤、ポリビニルブチラールなどの所定の結合剤などと一緒に混練したセラミックスラリーを、ドクターブレード法などの方法でシート状にしたものである。
【００１５】
また、外層用セラミックグリーンシート２２のフェライト粉末は、従来、内層用セラミックグリーンシート２１のフェライト粉末と同じものを使用していたが、本第１実施形態では、ボールミルなどで１７時間粉砕処理して微粒化したもの（平均粒径：０．５μｍ程度）が使用される。これにより、外層用セラミックグリーンシート２２の焼成前密度は２．５５ｇ／ｃｍ３  となる。
【００１６】
一方、内層用セラミックグリーンシート２１のフェライト粉末は、従来と同様に、２〜３時間粉砕処理したもの（平均粒径：１．０μｍ程度）が使用される。これにより、内層用セラミックグリーンシート２１の焼成前密度は２．４１ｇ／ｃｍ３  となる。
【００１７】
コイル用導体パターン３は、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などからなり、スクリーン印刷などの方法により形成される。また、層間接続用ビアホール６は、レーザビームなどを用いてビアホールの孔をあけ、この孔にＡｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などの導電性ペーストを充填することによって形成される。
【００１８】
複数のコイル用導体パターン３は層間接続用ビアホール６を介して電気的に直列に接続され、４個の螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４を形成している。螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４のそれぞれの両端部はシート２１の手前側の辺および奥側の辺に露出している。
【００１９】
次に、各シート２１，２２は積み重ねられて圧着された後、一体的に焼成されて図２に示すような直方体形状を有する積層体１０とされる。外層用セラミックグリーンシート２２にて構成された外層部の８ａ，８ｂの焼成後の密度は、５．２５ｇ／ｃｍ３  であった。一方、内層用セラミックグリーンシート２１にて構成されたコイル素子部７の焼成後の密度は、５．１６ｇ／ｃｍ３  であった。
【００２０】
外部電極１１ａ〜１４ａ，１１ｂ〜１４ｂは積層体１０の積み重ね方向に対して平行な側面１０ａ，１０ｂ、すなわち、各シート２１，２２の端面が層状に重なって露出している面に設けられている。その折り返し部１５は、積層体１０の積み重ね方向に対して直交する上面１０ｃおよび下面１０ｄ、すなわち、最外層の外層用セラミックグリーンシート２２の主面に延在して設けられている。
【００２１】
外部電極１１ａと１１ｂの間には螺旋状コイルＬ１が電気的に接続されている。同時に、外部電極１２ａと１２ｂの間、外部電極１３ａと１３ｂの間、並びに、外部電極１４ａと１４ｂの間にそれぞれ、螺旋状コイルＬ２〜Ｌ４が電気的に接続されている。すなわち、積層インダクタアレイ１は、４個の螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４を互いに並設状態で内蔵している。外部電極１１ａ〜１４ａ，１１ｂ〜１４ｂは塗布焼付、スパッタリング、あるいは蒸着などの方法により形成される。
【００２２】
この積層インダクタアレイ１は、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４のコイル軸が積層体１０の積み重ね方向に平行であり、かつ、積層体１０の対向する側面に、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４の両端部にそれぞれ電気的に接続された外部電極１１ａ〜１４ａ，１１ｂ〜１４ｂが設けられている、いわゆる「縦積層縦巻型」のインダクタを内蔵したものである。
【００２３】
以上の構成からなる積層インダクタアレイ１は、外層部８ａ，８ｂの密度が従来より大きくなり、外部電極１１ａ〜１４ｂに含まれているガラスフリットが強固に外層部８ａ，８ｂに固着するとともに、外層部８ａ，８ｂの機械的強度が向上する。これにより、折り返し部１５の剥がれを抑えることができる。
【００２４】
ここで、外層部８ａ，８ｂの密度（焼成後）を種々に変更した積層インダクタアレイ１を試作した。外層部８ａ，８ｂは、それぞれ厚みが２５μｍの外層用セラミックグリーンシート２２を３枚積み重ねて構成した。
【００２５】
なお、密度を変化させるには、前述のように、ボールミルによる粉砕処理時間を変えることにより行ってもよいし、セラミック粉末や有機バインダなどの樹脂固形物の割合を増加させたり、セラミックスラリーの脱泡量を増加させたりすることによって行ってもよい。本第１実施形態の場合、ボールミルによる粉砕処理時間を変えることにより行った。
【００２６】
こうして試作した積層インダクタアレイ１の各々に対して、外部電極１１ａ〜１４ｂの折り返し部１５の剥がれ発生率を測定した。測定結果を図３のグラフに示す。グラフから、外層部８ａ，８ｂの密度（焼成後）が５．２３ｇ／ｃｍ３  以上であれば、折り返し部１５の剥がれが発生しないことがわかる。
【００２７】
さらに、各外層部８ａ，８ｂを構成している外層用セラミックグリーンシート２２の枚数が多くなるほど、折り返し部１５の剥がれがより一層抑えられる。そこで、次に、外層用セラミックグリーンシート２２の枚数を種々変更した積層インダクタアレイ１を試作した。
【００２８】
外層用セラミックグリーンシート２２の密度（焼成後）は５．２５ｇ／ｃｍ３  、厚みは２５μｍとし、１枚の場合、２枚の場合、３枚の場合の３種類を試作した。測定結果を図４のグラフに示す。グラフから、外層用セラミックグリーンシート２２が３枚以上のときは、折り返し部１５の剥がれが発生しないことがわかる。
【００２９】
また、外層部８ａ，８ｂの厚みを種々変更した積層インダクタアレイ１を試作して、折り返し部１５の剥がれの発生状態を測定した。このとき、外層用セラミックグリーンシート２２として、焼成後の密度が５．２５ｇ／ｃｍ３  のものを使用し、各外層部８ａ，８ｂのシート２２の枚数は３枚とした。この結果、外層部８ａ，８ｂの厚みが５０μｍ以上であれば、折り返し部１５の剥がれが発生しにくいことがわかった。さらに、外層部８ａ，８ｂの厚みが７０μｍ以上であれば、折り返し部１５の剥がれ確実に発生しないことがわかった。
【００３０】
［第２実施形態、図５〜図７］
図５に示すように、積層インダクタアレイ３１は、複数のコイル用導体パターン３９と引出し導体パターン４１と層間接続用ビアホール３７とを設けた内層用セラミックグリーンシート４３と、層間接続用ビアホール３７を設けた内層用セラミックグリーンシート４５と、複数のコイル用導体パターン４０と引出し導体パターン４１とを設けた内層用セラミックグリーンシート４４と、外層用セラミックグリーンシート４６などで構成されている。
【００３１】
また、外層用セラミックグリーンシート４６のフェライト粉末は、従来、内層用セラミックグリーンシート４３〜４５のフェライト粉末と同じものを使用していたが、本第２実施形態では、ボールミルなどで１７時間粉砕処理して微粒化したもの（平均粒径：０．５μｍ程度）が使用される。これにより、外層用セラミックグリーンシート４６の焼成前密度は２．５５ｇ／ｃｍ３  となる。
【００３２】
一方、内層用セラミックグリーンシート４３〜４５のフェライト粉末は、従来と同様に、２〜３時間粉砕処理したもの（平均粒径：１．０μｍ程度）が使用される。これにより、内層用セラミックグリーンシート４３〜４５の焼成前密度は２．４１ｇ／ｃｍ３  となる。
【００３３】
コイル用導体パターン３９およびコイル用導体パターン４０はそれぞれ、シート４３，４４上に平行に配置されている。層間接続用ビアホール３７は、軸心がシート４３〜４６の積み重ね方向に配設されており、連接されている。そして、コイル用導体パターン３９の端部が、層間接続用ビアホール３７を介してコイル用導体パターン４０の端部に電気的に接続することにより、コイル用導体パターン３９とコイル用導体パターン４０が交互に電気的に直列に接続して３個の螺旋状コイルＬ１〜Ｌ３を形成する。
【００３４】
各螺旋状コイルＬ１〜Ｌ３の両端部は引出し導体パターン４１に電気的に接続されている。引出し導体パターン４１はシート４３，４４の左右の辺にそれぞれ露出している。
【００３５】
各シート４３〜４６は積み重ねられて圧着された後、一体的に焼成されて図６に示すような直方体形状を有する積層体５０とされる。外層用セラミックグリーンシート４６にて構成された外層部４８ａ，４８ｂの焼成後の密度は、５．２５ｇ／ｃｍ３  であった。一方、内層用セラミックグリーンシート４３〜４５にて構成されたコイル素子部４７の焼成後の密度は、５．１６ｇ／ｃｍ３  であった。
【００３６】
外部電極５１ａ〜５３ａ，５１ｂ〜５３ｂは積層体５０の積み重ね方向に対して平行な側面５０ａ，５０ｂ、すなわち、各シート４３〜４６の端面が層状に重なって露出している面に設けられている。その折り返し部５４は、積層体５０の積み重ね方向に対して直交する上面５０ｃおよび下面５０ｄ、すなわち、最外層の外層用セラミックグリーンシート４６の主面に延在して設けられている。
【００３７】
図７に示すように、外部電極５１ａと５１ｂの間に螺旋状コイルＬ１が電気的に接続されている。同時に、外部電極５２ａと５２ｂの間、並びに、外部電極５３ａと５３ｂの間にそれぞれ、螺旋状コイルＬ２，Ｌ３が電気的に接続されている。すなわち、積層インダクタアレイ３１は、３個の螺旋状コイルＬ１〜Ｌ３を互いに並設状態で内蔵している。
【００３８】
以上の構成からなる積層インダクタアレイ３１は、積層体５０の内部に、コイル軸が積層体の積み重ね方向と直交する螺旋状コイルＬ１〜Ｌ３が配設されている。そして、積層インダクタアレイ３１の左右の両側面に、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ３の両端部に電気的に接続された外部電極５１ａ〜５３ａ，５１ｂ〜５３ｂが配設されている。従って、積層インダクタアレイ３１は、いわゆる「縦積層横巻型」のインダクタを内蔵したものとなっている。
【００３９】
以上の構成からなる積層インダクタアレイ３１は、外層部４８ａ，４８ｂの密度が従来より大きくなり、外部電極５１ａ〜５３ｂに含まれているガラスフリットが強固に外層部４８ａ，４８ｂに固着するとともに、外層部４８ａ，４８ｂの機械的強度が向上する。これにより、折り返し部５４の剥がれを抑えることができる。
【００４０】
「縦積層横巻型」のインダクタは、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ３と外部電極５１ａ〜５３ｂ間に発生する浮遊容量を抑え、高周波領域のインピーダンス特性を改善する。さらに、外部電極５１ａ〜５３ｂの折り返し部５４の剥がれを防止することにより、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ３と外部電極５１ａ〜５３ｂ間に発生する浮遊容量が安定し、安定したインピーダンス特性が得られる。
【００４１】
［他の実施形態］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。積層セラミック電子部品としては、積層インダクタの他に、例えば積層コモンモードチョークコイル、積層インピーダンス素子、積層ＬＣフィルタ、積層コンデンサ、積層トランスなどがある。これらの電子部品においても、アレイタイプの場合に本発明の適用が特に有効である。
【００４２】
また、前記実施形態は個産品の例で説明したが、量産の場合には、複数の積層セラミック電子部品を含んだマザー積層ブロックの状態で製造してもよいことは言うまでもない。
【００４３】
また、積層セラミック電子部品を製造する場合、内部電極パターンやビアホールを設けたセラミックシートを積み重ねた後、一体的に焼成する工法に必ずしも限定されない。また、以下に説明する工法によって積層セラミック電子部品を製造してもよい。すなわち、印刷などの手法によりペースト状のセラミック材料を塗布してセラミック層を形成した後、その磁性体層の上からペースト状の導電性材料を塗布して内部電極パターンやビアホールを形成する。さらにペースト状のセラミック材料を上から塗布してセラミック層とする。こうして順に重ね塗りをすることにより、積層構造を有するセラミック電子部品が得られる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、外部電極の折り返し部が形成される積層体の外層部の密度を大きくしたので、外部電極に含まれているガラスフリットが強固に外層部に固着するとともに、外層部の機械的強度が向上する。これにより、折り返し部の剥がれを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る積層セラミック電子部品の第１実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１に示した積層セラミック電子部品の外観斜視図。
【図３】外層部の密度と剥がれ率との関係を示すグラフ。
【図４】外層用セラミックグリーンシートの枚数と剥がれ率との関係を示すグラフ。
【図５】本発明に係る積層セラミック電子部品の第２実施形態を示す分解斜視図。
【図６】図５に示した積層セラミック電子部品の外観斜視図。
【図７】図５に示した積層セラミック電子部品の平面透視構成図。
【図８】従来の積層セラミック電子部品を示す外観斜視図。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ断面図。
【符号の説明】
１，３１…積層インダクタアレイ
３，３９，４０…コイル用導体パターン
７，４７…コイル素子部
８ａ，８ｂ，４８ａ，４８ｂ…外装部
１０，５０…積層体
１０ｃ，５０ｃ…上面
１０ｄ，５０ｄ…下面
１１ａ〜１４ｂ，５１ａ〜５３ｂ…外部電極
１５，５４…折り返し部
２１，４３〜４５…内層用セラミックグリーンシート
２２，４６…外層用セラミックグリーンシート
Ｌ１〜Ｌ４…螺旋状コイル
【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】
2005032757.tif 000009
【図８】
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【図９】
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