(57)【要約】【課題】容量増加が図れると共にクラックの発生を抑制できる積層コンデンサを提供する。【解決手段】積層コンデンサＣ１は、コンデンサ素体１と、端子電極１１、１２と、内部電極２０，３０と、保護部２５，２６，３５，３６とを備える。コンデンサ素体１は誘電体層９を積層してなり、誘電体層９の積層方向と直交し且つ互いに対向する側面２，３と、側面２，３の対向方向と直交し且つ互いに対向する側面６，７とを有する。端子電極１１、１２は、コンデンサ素体１の側面２，３に配される。内部電極２０，３０は、コンデンサ素体１内に誘電体層９と交互に配置されると共に端子電極１１、１２に接続される。保護部２５，２６，３５，３６は、内部電極２０，３０と同一の層において、側面６，７に対向する内部電極２０，３０の側部に沿い側面６，７に露出するように、側面６，７と内部電極２０，３０との間に配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層を積層してなり、前記誘電体層の積層方向と直交し且つ互いに対向する第１及び第２の側面と、前記第１及び第２の側面の対向方向と前記積層方向とに直交し且つ互いに対向する第３及び第４の側面とを有するコンデンサ素体と、
前記第１及び第２の側面にそれぞれ配置された端子電極と、
前記コンデンサ素体の内部に前記誘電体層と交互に配置されると共に、前記端子電極に接続された内部電極と、
前記内部電極と同一の層において、前記第３及び第４の側面に対向する前記内部電極の側部に沿い且つ前記第３及び第４の側面に露出するように、前記第３及び第４の側面と前記内部電極との間に配置され、金属酸化物を含む保護部と、を備えることを特徴とする積層コンデンサ。
【請求項２】
前記保護部は、導電ペーストの焼成により形成され且つ前記第３の側面から前記第４の側面にわたって伸びた金属層における前記第３及び第４の側面側の端を酸化させた部分からなり、
前記内部電極は、前記酸化させた部分を除く残部分からなることを特徴とする請求項１記載の積層コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層コンデンサとして、誘電体層と内部電極とが交互に積層された積層体を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０２９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、積層コンデンサは、デジタル電子機器においてデカップリングコンデンサとして用いられることがある。この場合、積層コンデンサは大容量であることが好ましい。特許文献１記載の積層コンデンサでは、内部電極及び誘電体層の数を増やすことにより大容量化を図ることができるが、誘電体層の数を増やすと電歪効果によって生じる機械的歪みが増大するため、積層体にクラックが発生しやすくなる。
【０００４】
そこで、容量増加が図れると共にクラックの発生を抑制できる積層コンデンサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の積層コンデンサは、誘電体層を積層してなり、誘電体層の積層方向と直交し且つ互いに対向する第１及び第２の側面と、第１及び第２の側面の対向方向と積層方向とに直交し且つ互いに対向する第３及び第４の側面とを有するコンデンサ素体と、第１及び第２の側面にそれぞれ配置された端子電極と、コンデンサ素体の内部に誘電体層と交互に配置されると共に、端子電極に接続された内部電極と、内部電極と同一の層において、第３及び第４の側面に対向する内部電極の側部に沿い且つ第３及び第４の側面に露出するように、第３及び第４の側面と内部電極との間に配置され、金属酸化物を含む保護部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る積層コンデンサでは、コンデンサ素体の側面と内部電極との間に保護部を備えている。コンデンサ素体の側面と内部電極との間は、内部電極が存在しないために電歪効果による変位が顕著に現れる領域であるが、この領域に配された保護部がクッションとなって誘電体層の変位を吸収する。これにより、積層コンデンサの内部に変位によるクラックが生じにくくなる。また、保護部は側面から露出している。そのため、積層コンデンサの表面においても変位によるクラックが生じにくくなる。保護部は内部電極と同一の層に配置されるため、内部電極同様に、誘電体層と交互に配置することが可能である。保護部と誘電体層とを交互に配置することにより、変位によるクラックの発生をより効果的に抑制することができる。
【０００７】
ところで、積層コンデンサの容量を増加させるには、内部電極及び誘電体層の数を増やす以外に、内部電極を広げることも有効である。しかしながら、内部電極を広げる場合、端子電極が設けられていないコンデンサ素体の側面からも内部電極が露出して絶縁性が低下してしまうおそれがある。本発明に係る積層コンデンサでは、内部電極とコンデンサ素体の側面との間に形成された保護部が、内部電極の露出を防ぐ役目を果たしている。また、保護部は金属酸化物を含むので、絶縁性を有することになる。よって、内部電極の絶縁性を確保することができる。このように、保護部を設けることによって露出や絶縁性の低下を気にすることなく内部電極を大きくできるので、積層コンデンサの大容量化を図ることが可能となる。
【０００８】
好ましくは、保護部は、導電ペーストの焼成により形成され且つ第３の側面から第４の側面にわたって伸びた金属層における第３及び第４の側面側の端を酸化させた部分からなり、内部電極は、酸化させた部分を除く残部分からなる。
【０００９】
この場合、金属層の端を酸化させ、酸化させた部分を保護部とし残部分を内部電極とするので、保護部の形成工程と内部電極の形成工程とを共通化することができる。その結果、製造コストを抑えること可能となる。また、酸化条件を変えることにより、酸化させた部分すなわち保護部の幅を調整することが可能となる。保護部の幅を狭くすれば、そのぶん内部電極を広くすることができる。よって、積層コンデンサの大容量化がより確実に可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、容量増加が図れると共にクラックの発生を抑制できる積層コンデンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る積層コンデンサの斜視図である。図２は、本実施形態に係る積層コンデンサが備えるコンデンサ素体の分解斜視図である。図３は、図２に示すコンデンサ素体の斜視図及び断面図である。
【００１３】
図１に示されるように、本実施形態に係る積層コンデンサＣ１は、コンデンサ素体１と第１及び第２の端子電極１１，１２とを備えている。
【００１４】
コンデンサ素体１は略直方体状であり、相対向する長方形状の一対の側面２，３と、相対向する一対の側面４，５（第１及び第２の側面）と、相対向する一対の側面６，７（第３及び第４の側面）とを有している。側面４，５は、側面２，３間を連結するように側面２，３の短辺方向に伸びている。側面６，７は、側面２，３間を連結するように側面２，３の長辺方向に伸びている。
【００１５】
コンデンサ素体１は、図２に示されるように、複数の誘電体層９を有している。各誘電体層９は、側面２，３に平行な方向に伸びており、側面２，３の対向方向に積層されている。各誘電体層９は、誘電体セラミックを含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の積層コンデンサＣ１では、各誘電体層９は、誘電体層９の間の境界が視認できない程度に一体化されている。
【００１６】
コンデンサ素体１の側面４には、第１の端子電極１１が配置されている。第１の端子電極１１は、側面４を覆うように、側面２，３並びに側面６，７にわたって形成されている。コンデンサ素体１の側面５には、第２の端子電極１２が配置されている。第２の端子電極１２は、側面５を覆うように、側面２，３並びに側面６，７にわたって形成されている。第１及び第２の端子電極１１，１２は、例えば、導電性金属粉末及びガラスフリットを含む導電性ペーストをコンデンサ素体１の対応する外表面に付与し、焼き付けることによって形成される。必要に応じて、焼き付けられた電極の上にめっき層が形成されることもある。
【００１７】
積層コンデンサＣ１は、図２及び図３に示されるように、複数（本実施形態では３つ）の第１の内部電極２０と、複数（本実施形態では３つ）の第２の内部電極３０と、複数（本実施形態では３つ）の第１の保護部２５と、複数（本実施形態では３つ）の第２の保護部２６と、複数（本実施形態では３つ）の第３の保護部３５と、複数（本実施形態では３つ）の第４の保護部３６と、を備えている。第１の内部電極２０と第２の内部電極３０とは、コンデンサ素体１において、誘電体層９の積層方向、すなわち側面２，３の対向方向に交互に配置されている。
【００１８】
第１の内部電極２０は、略矩形状を呈しており、主電極部２１と引き出し部２２とを有している。主電極部２１と引き出し部２２とは、一体的に形成されている。引き出し部２２は、主電極部２１の側面４側の縁から、側面４に端が露出するように伸びている。第１の内部電極２０は卑金属を含んでおり、より具体的にはＮｉを含んでいる。
【００１９】
第１の保護部２５は、第１の内部電極２０と一体的に形成されている。第１の保護部２５は、略矩形状を呈しており、側面６に対向する第１の内部電極２０の側部に沿って伸びると共に一端部が側面４から露出している。また、図３（ａ）に示されるように、第１の保護部２５は側面７から露出している。側面４，５の対向方向における第１の保護部２５の長さは、当該方向における第１の内部電極２０の長さと同一である。第１の保護部２５は、ＮｉＯを含んでいる。
【００２０】
図２に示されるように、第２の保護部２６は、第１の内部電極２０と一体的に形成されている。第２の保護部２６は、略矩形状を呈しており、側面７に対向する第１の内部電極２０の側部に沿って伸びると共に一端部が側面４から露出している。また、図３（ａ）に示されるように、第２の保護部２６は側面７から露出している。側面４，５の対向方向における第２の保護部２６の長さは、当該方向における第１の内部電極２０の長さと同一である。第２の保護部２６は、ＮｉＯを含んでいる。
【００２１】
図２に示されるように、第２の内部電極３０は、略矩形状を呈しており、主電極部３１と引き出し部３２とを有している。主電極部３１と引き出し部３２とは、一体的に形成されている。引き出し部３２は、主電極部３１の側面５側の縁から、側面４に端が露出するように伸びている。第２の内部電極３０は、第１の内部電極２０と同様の材料からなっている。すなわち本実施形態では、第２の内部電極３０は卑金属としてＮｉを含んでいる。
【００２２】
図２に示されるように、第３の保護部３５は、第２の内部電極３０と一体的に形成されている。第３の保護部３５は、略矩形状を呈しており、側面６に対向する第２の内部電極３０の側部に沿って伸びると共に一端部が側面５から露出している。また、図３（ａ）に示されるように、第３の保護部３５は側面６から露出している。側面４，５の対向方向における第１の保護部２５の長さは、当該方向における第１の内部電極２０の長さと同一である。第３の保護部３５は、ＮｉＯを含んでいる。
【００２３】
図２に示されるように、第４の保護部３６は、第２の内部電極３０と一体的に形成されている。第４の保護部３６は、略矩形状を呈しており、側面７に対向する第２の内部電極３０の側部に沿って伸びると共に一端部が側面５から露出している。また、図３（ａ）に示されるように、第４の保護部３６は側面７から露出している。側面４，５の対向方向における第４の保護部３６の長さは、当該方向における第１の内部電極２０の長さと同一である。第４の保護部３６は、ＮｉＯを含んでいる。
【００２４】
前述した第１の端子電極１１は、第１の内部電極２０の引き出し部２２、第１の保護部２５、及び第２の保護部２６の側面４に露出した部分をすべて覆うように形成されており、引き出し部２２は第１の端子電極１１に物理的且つ電気的に接続される。これにより、第１の内部電極２０は、第１の端子電極１１に接続されることとなる。また、第２の端子電極１２は、第２の内部電極３０の引き出し部３２、第３の保護部３５、及び第４の保護部３６の側面５に露出した部分をすべて覆うように形成されており、引き出し部３２は第２の端子電極１２に物理的且つ電気的に接続される。これにより、第２の内部電極３０は、第２の端子電極１２に接続されることとなる。
【００２５】
図３（ｂ）にも示されるように、第１の内部電極２０の主電極部２１と、第２の内部電極３０の主電極部３１とは、コンデンサ素体１の一部である少なくとも一つの誘電体層９を挟んで誘電体層９の積層方向に互いに対向する領域を含んでいる。すなわち、第１の内部電極２０と第２の内部電極３０とは、側面２，３の対向方向から見て互いに重なる領域を有している。したがって、誘電体層９のうち、第１の内部電極２０の主電極部２１と第２の内部電極３０の主電極部３１とに重なる部分は、静電容量成分を実質的に生じさせる領域となる。
【００２６】
引き続いて、本実施形態に係る積層コンデンサＣ１の製造方法について説明する。図４は、本実施形態に係る積層コンデンサの製造工程を示すフロー図である。図５は、製造工程で得られるグリーンチップの分解斜視図である。図６は、製造工程途中で得られる焼結体の断面図である。
【００２７】
積層コンデンサＣ１を作製するにあたり、まずグリーンシートＳ１を作製する（ステップＳ１１）。より具体的には、ＢａＴｉＯ３粉末と有機バインダ・有機溶剤等とを混合してスラリー化する。そのスラリー化により得られたペーストを、ドクターブレード法等の公知の方法により、例えばＰＥＴフィルム等のキャリアフィルム上に塗布した後、乾燥させて膜を形成する。こうして得られた膜をＰＥＴフィルムから剥離して、グリーンシートＳ１を得る。
【００２８】
続いて、グリーンシートＳ１上に電極パターンを形成する（ステップＳ１２）。より具体的には、ステップＳ１１で作製したグリーンシートＳ１の表面に、スクリーン印刷法により所定のパターンとなるように電極ペーストを印刷して乾燥させる。電極ペーストとしては、Ｎｉ粉末に、共材、有機バインダ、分散剤及び有機溶剤等を混合しペースト状にしたものを用いる。この工程により、図５に示されるように、導体パターンＥＬ１が形成されたグリーンシートＳ１と、導体パターンＥＬ２が形成されたグリーンシートＳ１とが得られる。導体パターンＥＬ１は、グリーンシートＳ１上において一方の端部を除く領域に形成される。導体パターンＥＬ２は、グリーンシートＳ１上において他方の端部を除く領域に形成される。
【００２９】
続いて、導体パターンＥＬ１が形成されたグリーンシートＳ１と、導体パターンＥＬ２が形成されたグリーンシートＳ１と、導体パターンが形成されていないグリーンシートＳ１とを所定の順序で重ねたのち、積層方向から加圧してグリーン積層体を形成する（ステップＳ１３）。
【００３０】
こうして得られたグリーン積層体を後所望のサイズに切断して、グリーンチップを得る（ステップＳ１４）。得られたグリーンチップでは、図５に示されるように、導体パターンＥＬ２が形成されたグリーンシートＳ１と導体パターンＥＬ１が形成されたグリーンシートＳ１とが交互に積層され、その上に導体パターンＥＬ１が形成されたグリーンシートＳ１が積層されている。グリーンチップは、略直方体状を呈しており、相対向する長方形状の一対の主面と、相対向する一対の端面と、相対向する一対の側面とを有している。グリーンチップの一対の主面は、コンデンサ素体１の側面４，５となる。グリーンチップの一対の側面は、コンデンサ素体１の側面６，７となる。導体パターンＥＬ１，ＥＬ２は、グリーンチップの一方の端面及び一対の側面から露出している。ただし、導体パターンＥＬ２はグリーンチップの一方の端面からは露出しておらず、導体パターンＥＬ１は他方の端面からは露出していない。
【００３１】
続いて、このグリーンチップに加熱処理を実施して脱バインダを行った後、焼成を行い（ステップＳ１５）、焼結体を得る。この焼成によって、図６（ａ）に示されるように、グリーンチップにおけるグリーンシートＳ１は誘電体層９となり、導体パターンＥＬ１は金属層３９となり、導体パターンＥＬ２も金属層となる。金属層３９は、焼結体において、コンデンサ素体１の側面６となる側面からコンデンサ素体１の側面７となる側面にわたって伸びている。導体パターンＥＬ２からなる金属層も同様である。
【００３２】
続いて、焼結体にアニール処理を施す（ステップＳ１６）。アニール処理は、酸素雰囲気中で行われる。アニール処理により、図６（ｂ）に示されるように、金属層３９のうち焼結体の一端面側と両側面側とが酸化される。その結果、導体パターンＥＬ１から得られた金属層３９は、酸化された部分４０と、酸化された部分４０を除く残部分４１とで構成されることとなる。同様に、導体パターンＥＬ２から得られた金属層についても、酸化された部分と酸化された部分を除く残部分とで構成されることとなる。
【００３３】
続いて、図６（ｃ）に示されるように、焼結体の両端部を研磨する（ステップＳ１７）。焼結体の一方の端部を研磨することにより、金属層３９の酸化された部分４０のうち、焼結体の一方の端部側に位置する領域４０ａを削り、金属層３９の残部分４１を露出させる。同様に、焼結体の他方の端部を研磨して、導体パターンＥＬ２から得られた金属層の残部分を露出させる。この研磨工程を経ることにより、図３に示されるようなコンデンサ素体１が得られる。金属層３９のうち、残部分４１は内部電極２０となる。導体パターンＥＬ２から得られた金属層のうち、残部分は内部電極３０となる。酸化された部分４０のうち削られずに残った領域、すなわち焼結体の両側面に位置する領域は第１及び第２の保護部２５，２６となる。酸化された部分４０のうち削られずに残った領域、すなわち焼結体の両側面に位置する領域は第３及び第４の保護部３５，３６となる。
【００３４】
最後に、コンデンサ素体１の側面２，３を覆うように第１及び第２の端子電極１１，１２を形成する（ステップＳ１８）。第１及び第２の端子電極１１，１２の形成手法としては、焼付、スパッタリング、無電解メッキ法などが用いられる。これにより、積層コンデンサＣ１が完成する。
【００３５】
以上のように、本実施形態の積層コンデンサＣ１によれば、第１及び第２の内部電極２０，３０とコンデンサ素体１の側面６，７との間に第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６を形成する。第１及び第２の内部電極２０，３０とコンデンサ素体１の側面６，７との間は、内部電極が存在しないために電歪効果による変位が顕著に現れる領域であるが、第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６がクッションとなり誘電体層９の変位を吸収するため、電歪効果による影響が緩和される。その結果、第１及び第２の内部電極２０，３０とコンデンサ素体１の側面６，７との間にクラックが生じにくくなる。また、第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６はコンデンサ素体１の側面６，７から露出するため、積層コンデンサＣ１の表面においても電歪効果に基づくクラックが生じにくくなる。第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６は第１及び第２の内部電極２０，３０と同一の層に配置されるため、第１及び第２の内部電極２０，３０同様に、誘電体層９と交互に配置されることとなる。よって、電歪効果に基づくクラックの発生をより効果的に抑制することができる。
【００３６】
積層コンデンサＣ１の容量を増加させるには、第１及び第２の内部電極２０，３０及び誘電体層９の数を増やす以外に、第１及び第２の内部電極２０，３０を広げることも有効である。第１及び第２の内部電極２０，３０を広げる場合、コンデンサ素体１の側面６，７から第１及び第２の内部電極２０，３０が露出して絶縁性が低下しまうおそれがあるが、積層コンデンサＣ１では、第１及び第２の内部電極２０，３０と側面６，７との間に第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６が配置されるので、第１及び第２の内部電極２０，３０の露出を防止することができる。また、ＮｉＯを含む第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６は絶縁性を有するので、コンデンサ素体１の外部に対して第１及び第２の内部電極２０，３０の絶縁性を確保することができる。したがって、第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６を設けることにより、露出や絶縁性の低下を気にすることなく第１及び第２の内部電極２０，３０を大きくできるので、積層コンデンサＣ１の大容量化を図ることが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態の積層コンデンサＣ１では、第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６の形成にＮｉＯを含む導電ペーストを用いる。ＮｉＯを含む導電ペーストは酸化されやすいため、第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６を容易に形成することができる。導電ペーストの焼成により得られた金属層３９のうち、酸化させた部分４０が第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６となり、酸化させた部分４０を除く残部分４１が第１及び第２の内部電極２０，３０となるので、第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６の形成工程と第１及び第２の内部電極２０，３０の形成工程とを共通化することができる。その結果、製造コストを抑えることができる。また、第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６の幅は、焼結体のアニール条件（例えば、アニール時間、アニール温度、酸素濃度等）を変えることで容易に調整することができる。第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６の幅を狭くすればそのぶん第１及び第２の内部電極２０，３０を広げることができるので、積層コンデンサＣ１の大容量化がより確実に可能となる。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００３９】
例えば、第１及び第２の内部電極２０，３０及び第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６の数は、本実施形態で示した数に限られない。
【００４０】
また、第１及び第２の内部電極２０，３０及び第１〜第４の保護部２５，２６，３５，３６を形成する導電ペーストはＮｉを含むとしたが、その他の卑金属であってもよい。例えば、Ｃｕであってもよい。卑金属を含む導電ペーストを用いることにより、酸化が容易な金属層を得ることができる。
【００４１】
また、誘電体層９となるグリーンシートＳ１を作製する際、Ｍｇを添加するとしても良い。Ｍｇの添加量を変えることにより、ステップＳ１６のアニール処理時において金属層の酸化されやすさを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施形態に係る積層コンデンサの斜視図である。
【図２】本実施形態に係る積層コンデンサが備えるコンデンサ素体の分解斜視図である。
【図３】図２に示すコンデンサ素体の斜視図及び断面図である。
【図４】本実施形態に係る積層コンデンサの製造工程を示すフロー図である。
【図５】グリーンチップの分解斜視図である。
【図６】製造工程途中で得られる焼結体の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｃ１…積層コンデンサ、１…コンデンサ素体、１…積層コンデンサ、１…コンデンサ素体、２〜７…側面、９…誘電体層、１１…第１の端子電極、１２…第２の端子電極、２０…第１の内部電極、３０…第２の内部電極、２５…第１の保護部、２６…第２の保護部、３５…第３の保護部、３６…第４の保護部、３９…金属層。
【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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