(57)【要約】【課題】外部電極の剥離強度が高い積層電子部品を提供する。【解決手段】積層コンデンサ１０は、セラミックス１４と内部電極１６，１８が交互に複数積層した積層体１２の表面１２Ａ，１２Ｂに、外部電極２０，２２，２４，２６を形成したものである。前記外部電極２０，２４は、側面電極３０によって内部電極１８と接続され、前記外部電極２２，２６は、側面電極３２によって前記内部電極１６と接続されている。前記外部電極２６は、図１(B)に示すように、セラミックス１４に食い込んだ凸部２６Ａを有するとともに、積層体表面１２Ｂから若干盛り上がった突出部２６Ｂを有している。前記凸部２６Ａがセラミックス１４に食い込んでいるため、外部電極２６の剥離強度が高くなり、また、前記突出部２６Ｂによって、側面電極３２との良好な電気的接続性が確保される。他の外部電極２０，２２，２４についても同様である。【選択図】図１
2009246052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミックス層と内部用導体とを有する積層体の表面に、外部電極を設けた積層電子部品であって、
前記外部電極が、前記積層体のセラミックス部分に食い込む凸部を有することを特徴とする積層電子部品。
【請求項２】
前記外部電極が、前記積層体表面に盛り上がった突出部を有することを特徴とする請求項１記載の積層電子部品。
【請求項３】
内部用導体パターンが形成されたセラミックスシートを積層するとともに、積層体表面に外部電極用の導体パターンを凸状に形成する工程，
前記積層体を一対の硬板で挟み込み、前記外部電極用の導体パターンの少なくとも一部が、前記積層体のセラミックス部分に食い込む凸部を形成するように圧着する工程，
該圧着工程後の積層体を焼成する工程，
を含むことを特徴とする積層電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記内部用導体パターン及び外部電極用の導体パターンが、前記セラミックスシートの主面上及び積層体の表面上に多数分割形成されているときに、
前記圧着工程後の積層体を焼成する前に、個々のチップが前記外部電極用の導体パターンの凸部を含むような位置で、前記積層体を複数のチップに分割する工程，
を含むことを特徴とする請求項３記載の積層電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記圧着工程において、前記積層体と硬板との間に、圧力緩和用フィルムを設けて圧着を行うことを特徴とする請求項３又は４記載の積層電子部品の製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載の製造方法によって形成したことを特徴とする積層電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層電子部品及びその製造方法に関し、更に具体的には、外部電極の剥離強度の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
積層チップコンデンサなどの積層電子部品は、内部用導体（内部電極や内部配線など）を備えた積層体の表面に外部電極を形成した構成となっている。積層コンデンサの場合は、内部電極パターンが形成されたセラミックスのシートを複数積層し、圧着した後に外部電極を作成し焼成する，もしくは、圧着した後に焼成し、その後、外部電極を作成することによって形成されている。このような技術としては、例えば、下記特許文献１の積層セラミック電子部品の製造方法がある。該特許文献１に記載の技術には、電極層が形成されたシートを複数積層した積層グリーン体を、剛体キャリア板と剛性板で挟んで静水圧プレスすることにより、圧力歪みを減少させることが開示されている。
【特許文献１】特開平５−２８３２７７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、上述した特許文献１に記載の技術では、圧着した積層グリーン体を切断した後に焼成し、得られたコンデンサ素体の端部に外部電極を形成している。前記端部は、積層中央部よりも厚みが若干小さくなっており、ここに前記外部電極を形成することで、基板実装時の安定性を得ることが可能となっている。しかしながら、前記外部電極は、第６図に示すように、コンデンサ素体とほぼ平面で接触しているため、剥離強度が十分に高いとはいえないという不都合がある。
【０００４】
本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、外部電極の剥離強度が高い積層電子部品及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明の積層電子部品は、複数のセラミックス層と内部用導体とを有する積層体の表面に、外部電極を設けた積層電子部品であって、前記外部電極が、前記積層体のセラミックス部分に食い込む凸部を有することを特徴とする。主要な形態の一つは、前記外部電極が、前記積層体表面に盛り上がった突出部を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明の積層電子部品の製造方法は、内部用導体パターンが形成されたセラミックスシートを積層するとともに、積層体表面に外部電極用の導体パターンを凸状に形成する工程，前記積層体を一対の硬板で挟み込み、前記外部電極用の導体パターンの少なくとも一部が、前記積層体のセラミックス部分に食い込む凸部を形成するように圧着する工程，該圧着工程後の積層体を焼成する工程，を含むことを特徴とする。
【０００７】
主要な形態の一つは、前記内部用導体パターン及び外部電極用の導体パターンが、前記セラミックスシートの主面上及び積層体の表面上に多数分割形成されているときに、前記圧着工程後の積層体を焼成する前に、個々のチップが前記外部電極用の導体パターンの凸部を含むような位置で、前記積層体を複数のチップに分割する工程，を含むことを特徴とする。他の形態は、前記圧着工程において、前記積層体と硬板との間に、圧力緩和用フィルムを設けて圧着を行うことを特徴とする。
【０００８】
他の発明の積層電子部品は、前記いずれかに記載の製造方法によって形成したことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、複数のセラミックス層と内部用導体とを有する積層体の表面に、該積層体のセラミックス部分に凸部が食い込むように外部電極を設けて積層電子部品を形成することとしたので、外部電極の剥離強度の向上を図ることができる。また、前記外部電極が、前記積層体表面から盛り上がった突出部を有するように形成することで、側面電極との良好な接続性が得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
最初に、図１〜図６を参照しながら本発明の実施例１を説明する。本実施例は、本発明の積層電子部品として、積層コンデンサを例に挙げて説明したものである。図１(A)は、本実施例の積層コンデンサの断面図，図１(B)は外部電極の断面拡大図である。図２は、本実施例の積層構造を示す図であり、(A)は分解斜視図，(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。図３は、本発明の外部電極の基本的な圧着及び分割工程を示す断面図，図４は、比較例の外部電極の圧着及び分割工程を示す断面図，図５は、本実施例の外部電極の圧着工程を示す断面図である。図６は、本発明及び比較例における外部電極と側面電極の接続例を示す断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施例の積層コンデンサ１０は、セラミックス１４と内部電極１６及び１８が交互に複数積層した積層体１２の表面１２Ａ，１２Ｂに、外部電極２０，２２，２４，２６を形成したものである。前記外部電極２０及び２４は、側面電極３０によって前記内部電極１８と接続され、前記外部電極２２及び２６は、側面電極３２によって前記内部電極１６と接続されている。前記外部電極２６は、図１(B)に示すように、セラミックス１４に食い込んだ凸部２６Ａを有するとともに、積層体表面１２Ｂから若干盛り上がった突出部２６Ｂを有している。セラミックス部分に食い込む凸部２６Ａを有するということは、前記セラミックス１４の外部電極塗布部のセラミックス素体が谷状に凹み、そこに外部電極導体が充填された形状であると表現することもできる。前記凸部２６Ａがセラミックス１４に食い込んでいるため、外部電極２６の剥離強度が高くなる。また、前記突出部２６Ｂは、前記側面電極３２と良好な接続性を維持するために設けられているものであり、側面電極３２を用いずに、内部電極１８とビアホール接続などを行う場合には、外部電極２６の表面が積層体表面１２Ｂと面一となるように形成してもよい。他の外部電極２０，２２，２４についても、前記外部電極２６と同様の構成となっている。
【００１３】
次に、本実施例の製造方法の一例を説明する。通常、工業的に生産を行う場合には、1個１個のチップを作成せずに、チップが複数個まとめられた成型体を作成してから、後に個片化すると効率がよいため、以下の説明においても、複数個のチップをまとめて作成する方法を例示する。
【００１４】
(1)グリーンシートの作成・・・まず、材料１００重量部に対して、１０〜２０重量部のバインダと、同じく１０〜４０重量部の溶剤を、ボールミル等で混合したスラリーを、市販の塗工装置によってシート状に塗工し、６０〜８０℃で乾燥させてロール状のグリーンシートを得る。前記材料としては、例えば、チタン酸バリウムが用いられる。また、前記バインダは、ブチラール系やアクリル樹脂系であってもよいし、それ以外の公知のものを用いてもよい。溶剤についても、トルエン，エタノール，イソプロピルアルコール等の公知の溶剤から適宜選択してよい。なお、前記グリーンシートはロール状のままであっても、また、ロールを枚葉状に切り離して個別シート化しても本質は同じであり、同様のプロセスを行うことができる。そこで、本実施例では、理解を容易にするために枚葉法にて以下の説明を行うこととする。
【００１５】
(2)内部電極パターンの作成・・・内部電極用導体については、例えば、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇなど所望の電極・導体材料を用い、スクリーン印刷，転写，インクジェットなどの適宜方法によって、パターン毎に作成し、必要に応じて乾燥などを行う。本実施例では、図２(A)に示すように、内部電極１６用の導体パターン１６Ｐをグリーンシート上に形成した内部電極シート１４Ａと、内部電極１８用の導体パターン１８Ｐをグリーンシート上に形成した内部電極シート１４Ｂの２種類のシートを形成する。
【００１６】
(3)外部電極パターンの形成・・・積層コンデンサ１０の一方の表面（図１の上側）の外部電極２０，２２については、例えば、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ−Ｐｄなどの所望の電極材料によって、グリーンシート上に導体パターンを形成する。本実施例では、図２(A)に示すように、外部電極２０，２２用の導体パターン２０Ｐ，２２Ｐをグリーンシート上に形成した外部電極シート１４Ｄが形成される。一方、積層コンデンサ１０の他方の表面（図１の下側）の外部電極２４，２６については、前記外部電極シート１４Ｄと同じ側に電極層を形成すると、積層の関係上、外部電極として機能しない。
【００１７】
このため、
(a)グリーンシートの裏側に導体パターン２４Ｐ，２６Ｐを形成した外部電極シート１４Ｅを使用する，
(b)積層工程後の積層バー４０の裏面に外部電極の導体パターン２４Ｐ，２６Ｐを形成する，
のいずれかの手法を用いて外部電極パターン２４Ａ，２６Ｐを形成する。なお、上側，下側を問わず、外部電極の形成にあたっても、工法によっては必要に応じて乾燥を行う。以上のような内部電極シート１４Ａ及び１４Ｂ、外部電極シート１４Ｄ，１４Ｅのほか、導体パターンが形成されていないカバーシート１４Ｃが所定枚数用意される。
【００１８】
(4)積層・・・次に、図２(A)に示す層構成となるように、一括、もしくは、逐次一層ずつシートを積んでいく。この場合、積層前にグリーンシートのキャリアフィルムであるＰＥＴを剥離しておいて一括もしくは逐次で積層を行ってもよいし、逐次一層積層後にＰＥＴを剥離していくようにしてもよい。使用したバインダによって、適宜グリーンシートに７０℃程度の温度をかけながら、数ＭＰａ〜数十ＭＰａの圧力をかけて積層を行っていく。
【００１９】
なお、上述したように、最終層については、外部電極の方向の観点から、電極パターン２４Ｐ，２６Ｐをシート裏面に形成した外部電極シート１４Ｅか、あるいは、カバーシート１４Ｃを積層し、その後すぐに積層バー４０の裏面に印刷その他の手法で外部電極の導体パターン２４Ｐ，２６Ｐを形成するようにしてもよい。このように、上から、外部電極シート１４Ｄ，所定枚数のカバーシート１４Ｃ，内部電極層数分の内部電極シート１４Ａ及び１４Ｂ，所定枚数のカバーシート１４Ｃ，外部電極シート１４Ｅ（もしくは積層後にひっくり返して導体パターン２４Ｐ，２６Ｐが印刷されるカバーシート）が順に積層した積層バー４０が得られる。
【００２０】
(5)圧着，外部電極の加工，切断・・・以上の工程によって形成された積層バー４０は、図２(B)の断面に示すように、上下の外部電極用の導体パターン２０Ｐ，２２Ｐ，２４Ｐ，２６Ｐが、積層バー４０の表面から盛り上がった凸状となっている。そこで、図３(A)に示すように、前記積層バー４０の表裏両面を、ＳＵＳ板などの硬板５０，５２に挟み込んだ後、図３(B)に示すように、加熱しながら数分間圧着を行う。前記硬板５０，５２は、離型処理がしてあると都合がよい。前記圧着は、１軸の油圧プレスであっても外部電極の加工自体は可能であるが、積層バー４０の側面からのサポートがないと、積層バー４０の伸びなどの原因になるため、通常は、静水圧プレスなどの等方圧のプレスを用いる。温度については、８０〜１２０℃まで、選択したバインダに応じた温度を適宜選択する。
【００２１】
以上のような圧着後、積層バー４０を図３(C)に点線Ｌで示す位置で切断すると、図３(D)に示すように、セラミックス１４の内部に外部電極２０〜２６（導体パターン２０Ｐ〜２６Ｐ）が凸状に食い込んだ積層チップ５６が得られる。積層バー４０は、例えば、ダイサー機にダイヤモンドブレードなどの刃を用いて、個々のチップに切断する。仮に、図４(A)に示す比較例の積層バー６０（内部の積層構造は省略）のように、表裏両面に導体パターン６２Ｐ，６４Ｐを設け、図４(B)に示すように硬板５０，５２で挟み込んで圧着し、図４(C)に点線Ｌで示すように、導体パターン６２Ｐ，６４Ｐの中央部で切り離して個別の積層チップ６８を得るとする。この場合、図４(D)に示すように、積層チップ６８の端面における外部電極６２Ａ，６２Ｂ，６４Ａ，６４Ｂの断面形状は、略１／４楕円形状となる。すなわち、図６(A)に示すように、側面電極３０，３２との接続性は良好であっても、セラミックス６６に食い込む凸状部分がなく、緩やかな曲面でセラミックスと接触しているため、外部電極６２Ａ，６２Ｂ，６４Ａ，６４Ｂの剥離強度が弱くなってしまう。これに対し、本実施例では、前記積層チップ５６の端面における導体パターン２０Ｐ〜２６Ｐの断面形状は略半円形であり、セラミックス１４に食い込む凸部２６Ａを有しているため、外部電極の剥離強度が高い。
【００２２】
ところで、図３(A)〜(D)に示す圧着・切断工程で形成した積層チップ５６は、該積層チップ５６の表面と外部電極２０〜２６の表面が面一のため、図６(B)に示すように、側面電極３０，３２を必要とする構造の場合には、良好な接続を確保するために、回り込み部３０Ａ，３０Ｂ，３２Ａ，３２Ｂを設ける必要がある。そこで、本実施例では、前記側面電極３０，３２との接続性を向上させるために、図５(A-1)及び(A-2)に示すように、前記積層バー４０と硬板５０，５２との間に、圧力緩和用のフィルム７０，７２を設けて圧着を行うこととしている。前記フィルム７０，７２は、例えば、ＰＥＴフィルムなどであって、該フィルム７０，７２を介して圧着を行うことにより，導体パターン２０Ｐ〜２６Ｐのつぶし量をコントロールできる。
【００２３】
例えば、図５(B-1)及び(B-2)，図６(C)に示すように、導体パターン２６Ｐ（ないし外部電極２６）が完全にセラミックス１４に食い込まず、セラミックス１４の表面から若干盛り上がった突出部２６Ｂを形成するようにつぶし量をコントロールすることにより、外部電極の剥離強度を高く維持したまま、側面電極３０，３２との電気的接続性が良好な積層チップ５８を得ることができる。このような外部電極の形状は、フィルム７０，７２の硬さや厚みによって調整可能である。なお、本実施例の積層コンデンサ１０では、図１(A)及び図６(C)に示すように、側面電極３０，３２を設ける構成としたが、上下の外部電極２０〜２６と、内部電極１６，１８をビアホールなどによって接続し、側面電極３０，３２が不要な構成の場合には、図６(B)に示す構造であってもよい。
【００２４】
(6)側面電極形成・・・次に個々の積層チップ５８に、ローラ塗布法などの適宜手法を用いて側面電極３０，３２を形成する。側面電極３０，３２は、外部電極２０〜２６と同じ材料であってもよいし、異なる材料を用いてもよく、必要に応じて乾燥を行う。
【００２５】
(7)脱バインダ及び焼成・・・前記側面電極３０，３２の形成後、使用したバインダの分解温度で一定時間温度を保持して脱バインダを進めたのち、焼成温度まで昇温し、所望の焼結体を得る。使用する材料系によって、温度，雰囲気は変わるが、例えば、チタン酸バリウム系の材料であれば、１３００度付近で水素濃度１％未満の弱還元性雰囲気で焼成すればよい。これを実現するための焼成炉，焼成鞘などは適宜選択してよい。焼成後の積層チップ５８は、積層コンデンサ１０として機能し、必要に応じて端子メッキや特性検査、テーピング等の後工程へ送られる。
【００２６】
このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)セラミックス１４と複数の内部電極１６，１８が交互に積層した積層体１２の表面に、前記セラミックス１４に食い込む凸部を有する外部電極２０，２２，２４，２６を設けて積層コンデンサ１０を形成することとしたので、外部電極２０〜２６の剥離強度の向上を図ることができる。
(2)前記外部電極２０〜２６が、前記積層体１２の表面から若干盛り上がった突出部を有するように形成したので、外部電極の剥離強度を高く維持しながら、側面電極３０，３２との接続性の向上を図ることができる。
(3)積層バー４０を硬板５０，５２で圧着する際に、前記積層バー４０と硬板５０，５２の間にＰＥＴなどのフィルム７０，７２を設けて圧力の緩和を図ることとしたので、外部電極形状のコントロールが可能である。
【００２７】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しないは範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した導体パターンは一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。例えば、前記実施例１では、外部電極シート１４Ｄ，１４Ｅを利用することとしたが、外部電極シート１４Ｄを表裏反転して対称性が得られるのであれば、該外部電極シート１４Ｄを外部電極シート１４Ｅの代わりに使用してもよい。このほかにも、外部電極の導体パターンが積層バー４０の両面に凸状に形成される方法であれば、他の手法を用いるようにしてもよい。また、前記実施例では、２種類の内部電極シート１４Ａ，１４Ｂを用意することとしたが、グリーンシートにＶＩＡ加工した上で内部導体を形成することによって、積層インダクタやＬＣＲ複合部品などを作成する場合には、２パターン以上のシートを用意して積層体を構成するようにしてよい。
【００２８】
(2)前記実施例で示したシートの積層数は一例であり、必要に応じて適宜増減してよい。
(3)前記実施例で示した圧着方法，切断方法も一例であり、同様の効果を奏するものであれば、公知の各種の方法を用いてよい。
(4)前記実施例では、積層体１２に側面電極３０，３２を形成することとしたが、これも一例であり、上下外部電極２０〜２６にビアホール接続などを行うことにより、側面電極を必要としない構成としてもよい。
(5)前記実施例で示した材料は一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。
(6)前記実施例は、積層コンデンサに本発明を適用したものであるが、本発明は、公知の各種の積層電子部品に適用可能である。例えば、前記実施例では、積層コンデンサを例に挙げたため、積層体中の内部用導体は内部電極に相当するが、積層インダクタに本発明を適用した場合は、前記内部用導体は、螺旋状あるいは線状の導体を意味することになる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、複数のセラミックス層と内部用導体とを有する積層体の表面に、該積層体のセラミックス部分に凸部が食い込むように外部電極を設けて、外部電極の剥離強度の向上を図ることとしたので、積層電子部品の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１の積層コンデンサを示す図であり、(A)は断面図，(B)は外部電極の断面拡大図である。
【図２】前記実施例１の積層構造を示す図であり、(A)は分解斜視図，(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。
【図３】本発明の外部電極の基本的な圧着及び分割工程を示す断面図である。
【図４】比較例の外部電極の圧着及び分割工程を示す断面図である。
【図５】前記実施例１の外部電極の圧着工程を示す断面図である。
【図６】本発明及び比較例における外部電極と側面電極の接続例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０：積層コンデンサ
１２：積層体
１２Ａ，１２Ｂ：表面
１４：セラミックス
１４Ａ，１４Ｂ：内部電極シート
１４Ｃ：カバーシート
１４Ｄ，１４Ｅ：外部電極シート
１６，１８：内部電極
１６Ｐ，１８Ｐ：導体パターン
２０，２２，２４，２６：外部電極
２０Ｐ，２２Ｐ，２４Ｐ，２６Ｐ：導体パターン
２６Ａ：凸部
２６Ｂ：突出部
３０，３２：側面電極
３０Ａ，３０Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ：回り込み部
４０：積層バー
５０，５２：硬板
５６，５８：積層チップ
６０：積層バー
６２Ａ，６２Ｂ，６４Ａ，６４Ｂ：外部電極
６２Ｐ，６４Ｐ：導体パターン
６６：セラミックス
６８：積層チップ
７０，７２：フィルム
【図１】
2009246052.tif 000003
【図２】
2009246052.tif 000004
【図３】
2009246052.tif 000005
【図４】
2009246052.tif 000006
【図５】
2009246052.tif 000007
【図６】
2009246052.tif 000008