(57)【要約】【課題】小型化、高積層化しても構造欠陥を防止でき、高容量かつ実装性に優れた積層セラミックコンデンサを提供することを目的とするものである。【解決手段】内部電極の断面形状が中央部の印刷厚みが厚い第１の電極パターンに形成されたセラミックグリーンシートと断面形状が両端の厚い第２の電極パターンを形成したセラミックグリーンシートを積層して外部に電気的な接続を行う外部電極を設けて、積層セラミックコンデンサを製造する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層と内部電極層とからなるコンデンサ本体の端部に、互いに対向するように配置された複数の前記内部電極層が電気的に交互に接続される一対の外部電極を備え、
複数の前記内部電極層はそれぞれ、その断面が両端より中央部の方が厚い第１の電極パターンまたは、その断面が中央部より両端の方が厚い第２の電極パターンとからなり、
前記第１の電極パターンを有する第１のセラミックグリーンシートと、前記第２の電極パターンを有する第２のセラミックグリーンシートとを積層圧着してなる積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
内部電極層が誘電体層と交互に積層された構造を有する積層セラミックコンデンサの製造方法であって、誘電体層に電極パターンを形成する電極形成工程と、前記電極パターンが形成された前記誘電体層を積層して積層体をつくる積層工程と、前記積層体を焼成する積層体焼成工程とを有し、
前記電極形成工程は、断面が両端より中央部の方が厚い第１の電極パターンおよび断面が中央部より両端の方が厚い第２の電極パターンとの前記内部電極パターンを形成し、
前記積層工程は、前記第１の電極パターンを有する第１のセラミックグリーンシートと、前記第２の電極パターンを有する第２のセラミックグリーンシートとを積層することを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記電極形成工程において前記第１の電極パターンをグラビア印刷法によって形成する請求項２に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記電極形成工程において前記第２の電極パターンをスクリーン印刷法によって形成する請求項２に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記電極形成工程において前記第１の電極パターンをグラビア印刷法によってポリエチレンテレフタレートからなるベースフィルム上に形成した後、前記誘電体層であるセラミックグリーンシート上に熱転写する請求項２に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部電極パターンを形成し、積層してなる積層セラミックコンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型高密度化に伴い、電子部品も小型高性能化が求められ、積層セラミックコンデンサも同様に、小型、大容量化が求められている。これらを実現するため誘電体や内部電極の薄層化が進んでおり、誘電体厚みが２μｍ以下、内部電極厚みも１．５μｍ以下になる積層セラミックコンデンサが開発されている。さらに、高積層化では積層数が２００層以上になるものが生産されている。従来、積層セラミックコンデンサは以下のように製造されている。まず、水もしくは有機溶剤等の分散媒にＢａＴｉＯ3などを主成分とする誘電体組成物と有機バインダ、可塑剤等を加えた後、混合して誘電体のスラリーを作製し、その後ドクターブレード法などによりシート成型して所定厚みの誘電体のセラミックグリーンシート（以下、単にセラミックグリーンシートと呼ぶ）を得る。次に、前記セラミックグリーンシートに電極ペーストを用いてスクリーン印刷法やグラビア印刷法などにより電極パターンを形成した後、この印刷形成された電極が個片化したときに交互に個片の両端に外部と接続できるように表出するように位置あわせを行いながら複数枚積層して積層体を得る方法として位置をずらして積層する方法が提案されている。最後に得られた前記積層体を個片化した後１３００℃前後の焼成温度で焼成し、その後個片化した焼成体の両端に表出した電極に接続するように一対の外部電極を形成することにより作製されている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００２−１８４６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような積層セラミックコンデンサは、高積層化に伴って、内部電極の不均一な厚みによる段差が生じ、積層数が多いほどこの段差の合計が増加し、外部クラックなどの内部構造欠陥が発生する。また、グラビア印刷方法での形成は、用いるペーストの粘度が低い為、表面張力で中央が凸になり端部はダレが発生して薄く形成される。この傾向は、チップサイズが小さい方が顕著になる。この電極を形成したセラミックグリーンシートを積層すると積層上下部がＲ形状になり実装性が損なわれる。また、電極端部が薄くなることで取得容量の低下が発生する。後者のスクリーン印刷法を用いた電極形成では、特許文献１に記載されているように、サドル現象で端部付近が凸になるが積層時にずらして積層することで厚み差に起因するクラックやデラミネーションを抑制する方法が提案されている。しかし、積層をずらすと取得容量の低下が発生し、高積層化や小型化では更に顕著になる。そこで本発明は、誘電体層および内部電極層を薄層化して高積層化した場合にでも、積層セラミックコンデンサに発生するクラックやデラミネーション等の欠陥を防止でき、高容量かつ実装性に優れた積層セラミックコンデンサおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の誘電体層と内部電極層からなるコンデンサ本体の端部に、対向配置された前記内部電極層が電気的に交互に接続される一対の外部電極とを備え、断面形状が中央部の印刷厚みが厚い第１の電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートと断面形状が両端の厚い第２の電極パターンを形成されたセラミックグリーンシートを積層圧着して積層セラミックコンデンサを作製することで外観形状が良好であり、クラックやデラミネーション等の欠陥を防止でき、高容量かつ実装性に優れた積層セラミックコンデンサを実現できる。
【発明の効果】
【０００６】
以上のような本発明により、高積層化に伴って、内部電極の不均一な厚みによる段差が解消でき、積層体の形状を良好にすることで外部クラックなどの内部構造欠陥を低減するとともに実装性を確保し、電極の薄い部分の容量低下を低減することで高容量化が可能となる。誘電体層が薄層高積層化しても信頼性を損なうことなく温度特性の良好な誘電体材料を作製することが可能となり、誘電体材料組成が持つ本来の性能を引き出すことが可能となる。これによって、例えば誘電体層が２μｍ以下というような極めて薄い誘電体層からなる積層セラミックコンデンサにおいても、ＪＩＳのＢ特性を実現することが可能となる。
【０００７】
さらに本発明により、市場の要望である小型大容量、低価格を実現することができ、ひいては電子機器の小型軽量化をも可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本実施の形態の積層セラミックコンデンサを説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施の形態１による積層セラミックコンデンサにおける第１の電極パターン印刷体の断面形状図であり、図２は同第２の電極パターン印刷体の断面形状図で、図３は本発明の実施の形態１による積層セラミックコンデンサの断面図である。
【００１０】
図１および図２において、誘電率が高くかつ誘電率の温度特性が良好なチタン酸バリウム、アルカリ土類金属化合物、希土類酸化物、遷移金属酸化物からなる誘電体セラミック原料にポリビニルブチラールなどの有機バインダ、ＤＯＰ，ＤＢＰなどの可塑剤等を加えて有機系溶媒中で十分に分散することによって誘電体スラリーとし、その後ドクターブレード法によってポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどのベースフィルム１上にセラミックグリーンシート２を焼成後の厚みが１μｍになる厚みに形成し、その上に積層セラミックコンデンサの内部電極となるパラジウムまたはニッケルなどの電極ペーストを用いて第１の電極パターン３を焼成後の平均厚みが１．０μｍになるようにグラビア印刷法で形成する。また、同様に第２の電極パターン４をスクリーン印刷法で形成する。その後この第１の電極パターンと第２の電極パターンを図面手前と奥方向に交互に外部と接続できるように図面上下方向へ２００枚積層することにより積層体をベースフィルム１を適宜除去しながら作製した。なお図１では説明の理解のため積層数は省略して図示している。積層数は、１００５サイズに入るように焼成後ほぼ５００μｍになるようにした。温度８０度圧力８０ＭＰａの条件で加圧積層した積層体上下に焼成後ほぼ５０μｍになるように成形した無効層を貼り付けた。得られた前記積層体を個片化し、個片化した積層体の脱バインダ処理を行った後ニッケル電極が酸化しない程度の還元雰囲気中にて１３００℃−２４時間の焼成条件で焼成した。その後、焼成した積層体の両端（図面に対して手前と奥方向に）に一対の外部電極（図示せず）を形成して積層セラミックコンデンサ（実施例）を得た。
【００１１】
また、図４は比較のための従来の一例としてのセラミックコンデンサ５の側面断面図であり、グラビア成形法で形成した電極パターンを積層交互に外部と接続できるように１８０枚積層することにより積層体を作製した。なお図４では説明の理解のため積層数は省略して図示している。積層数は、１００５サイズに入るように焼成後ほぼ５００μｍになるようにした。温度８０度圧力８０ＭＰａの条件で加圧積層した積層体上下に焼成後ほぼ５０μｍになるように成形した無効層を貼り付けた。得られた前記積層体を個片化し、個片化した積層体の脱バインダ処理を行った後ニッケル電極が酸化しない程度の還元雰囲気中にて１３００℃−２４時間の焼成条件で焼成した。その後、焼成した積層体の両端に一対の外部電極を形成して積層セラミックコンデンサ（比較例１）を得た。
【００１２】
また、図５は比較のための従来の一例としてのセラミックコンデンサ５の側面断面図であり、スクリーン印刷法で形成した電極パターンを積層交互に外部と接続できるように１８５枚積層することにより積層体を作製した。なお図５では説明の理解のため積層数は省略して図示している。積層数は、１００５サイズに入るように焼成後ほぼ５００μｍになるようにした。温度８０度圧力８０ＭＰａの条件で加圧積層した積層体上下に焼成後ほぼ５０μｍになるように成形した無効層を貼り付けた。得られた前記積層体を個片化し、個片化した積層体の脱バインダ処理を行った後ニッケル電極が酸化しない程度の還元雰囲気中にて１３００℃−２４時間の焼成条件で焼成した。その後、焼成した積層体の両端に一対の外部電極を形成して積層セラミックコンデンサ（比較例２）を得た。
【００１３】
（表１）は本発明の実施の形態１によって作製された積層セラミックコンデンサおよび比較例１、比較例２のそれぞれのロットについて、焼成後の積層セラミックコンデンサの積層数、外観ｔｍａｘ寸法と外観ｔｍｉｎ寸法の差、並びに実装不良の発生率と１００００個中の構造欠陥、取得容量である。
【００１４】
【表１】
2009164446.tif 000003
【００１５】
（表１）によると、図３に示すように、断面が両端より中央部の方が厚い第１の電極パターンと断面が中央部より両端の方が厚い第２の電極パターンとを備えた実施例は、断面が両端より中央部の方が厚い電極パターンしか有しない比較例１や、断面が中央部より両端の方が厚い電極パターンしか有しない比較例２に比べ、焼成後の積層厚みがほぼ５００μｍと同等であるにも係らず、外観の最大厚みｔｍａｘ寸法であるｔ１と外観の最小厚みｔｍｉｎ寸法であるｔ２との差、すなわちｔ１−ｔ２が小さくなっている。
【００１６】
これは実施例では断面が両端より中央部の方が厚い第１の電極パターンと断面が中央部より両端の方が厚い第２の電極パターンとを備えているからであり、特に積層数が１８０〜２００層と高積層化されているからである。
【００１７】
また、ｔ１−ｔ２が小さいため、外形形状も良好となり、実装の際に実装性が向上するものである。さらに、ｔ１−ｔ２が大きいと内部でクラックなどが発生してしまうため、従来であれば、検査により欠陥数が確認されていたものが、本実施の形態による実施例ではこの欠陥は確認されなかった。
【００１８】
また、図４における両端部分や、図５における中央部分などの電極パターン２３、３４の薄い部分が多く積層している領域は容量が低下してしまうものであったが、実施例では断面が両端より中央部の方が厚い第１の電極パターンと断面が中央部より両端の方が厚い第２の電極パターンとがあるため、電極パターンの薄い部分が多く積層している領域が従来に比べ少なくなるので、積層セラミックコンデンサの容量が従来に比べ向上するという効果も奏するものである。
【００１９】
なお、図３では、第１の電極パターンと第２の電極パターンが交互に配置しているが、必ずしも交互ではなくともよく、第１の電極パターンと第２の電極パターンが混在していればよいものとする。
【００２０】
とくに、電極パターンの形成方法としてグラビア印刷法によると断面が両端より中央部の方が厚い電極パターンが形成しやすく、スクリーン印刷法によると断面が中央部より両端の方が厚い電極パターンが形成しやすくなるので、電極形成工程において、第１の電極パターンを形成する際に、グラビア印刷法を用いたり、第２の電極パターンを形成する際にスクリーン印刷法を用いたりすることによって、外形形状も良好で、内部欠陥の少なく、実装性の向上した、高容量の積層セラミックコンデンサの製造方法とすることが可能である。
【００２１】
また、電極形成工程において電極パターンの形成方法として、ＰＥＴフィルムをベースフィルムとし、このベースフィルム上に電極パターンを形成した後に、セラミックグリーンシート上に熱転写して形成してもよい。
【００２２】
このようにすることによって、形状の異なる第１の電極パターンと第２の電極パターンを混在させても、積層工程の作業効率を向上させることができるものである。
【００２３】
以上のように、本発明によれば積層体の形状を良好にすることでクラックなどの内部構造欠陥を低減するとともに実装性を確保し、電極の薄い部分の容量低下を低減することで高容量化が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明にかかる積層セラミックコンデンサとその製造方法は、小型、高容量かつ実装性に優れた積層セラミックコンデンサの製造方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の電極パターン印刷体の断面形状図
【図２】第２の電極パターン印刷体の断面形状図
【図３】本発明の実施の形態の側面断面図
【図４】比較例１の実施の形態の側面断面図
【図５】比較例２の実施の形態の側面断面図
【符号の説明】
【００２６】
１  ベースフィルム
２  セラミックグリーンシート
３  第１の電極パターン
４  第２の電極パターン
５  セラミックコンデンサ
２３  電極パターン
３４  電極パターン
【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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