JP2000021677A

JP2000021677A - 積層セラミックコンデンサ

Info

Publication number: JP2000021677A
Application number: JP10182949A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Uchi; 一隆内
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】容量のばらつきを低減し、且つマンハッタン現
象を防止できる積層セラミックコンデンサを提供する。【解決手段】積層セラミックコンデンサ１０におい
て、第１内部電極層が第２内部電極層より小型化されて
おり、かつ外部端子電極が積層体１の２つの角部にに形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミックコ
ンデンサの内部電極層の形状及び外部端子電極の形状に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、積層セラミックコンデンサは、図
５に示す外観斜視図のような形状となっていた。図５に
おいて、積層体５１は、複数の誘電体磁器層が積層され
て構成されている。そして、対向しあう一対の端部には
第１外部端子電極５５、第２外部端子電極５６が形成さ
れている。積層体５１を構成する誘電体磁器層との層間
に矩形状の第１内部電極層５３が配置され、また、第１
内部電極層５３が配置された層間と厚み方向に隣接する
誘電体磁器層間に矩形状の第２内部電極層５４が配置さ
れていた。

【０００３】図６は、２つの内部電極層との関係及び外
部端子電極との関係を示す概略平面図である。

【０００４】即ち、誘電体磁器層５２の一方主面側に位
置する第１内部電極５３は、実線で示すように概略矩形
状を成し、誘電体磁器層５２の一対の短辺の一方の端部
（図では右側）に延出している。誘電体磁器層５２の他
方主面側に位置する第２内部電極５４は、点線で示すよ
うに概略矩形状を成し、誘電体磁器層５２の一対の短辺
の他方の端部（図では左側）に延出している。即ち、第
１内部電極層５３と第２内部電極層５４は、延出方向は
夫々別方向に延出されるものの、実質的に同一形状とな
っている。

【０００５】そして、積層体５１の一方の端面を含む端
部、即ち、端面、端部付近の両主面、及び両側面には、
第１内部電極層５３と接続する第１外部端子電極５５が
形成されている。また、積層体５１の他方の端面を含む
端部、即ち、端面、端部付近の両主面、及び両側面に
は、第２内部電極層５４と接続する第２外部端子電極５
６が形成されている。

【０００６】図６に示す第１内部電極層となる導体膜
は、誘電体磁器となるグリーン上に、導電性ペーストを
印刷し、乾燥することにより形成され、また、第２内部
電極層となる導体膜は誘電体磁器となるグリーン上に、
導電性ペーストを印刷し、乾燥することにより形成され
る。そして、各グリーンシートを積層体の積層順序に応
じて交互に積層・圧着を行い、積層体５１の外形寸法に
応じて裁断し、グリーンシート及び導体膜が同時に一体
焼成を行い、積層体５１を形成していた。

【０００７】この場合、積層セラミックコンデンサはか
なり小さいものであるため、内部電極層となる導体膜を
導電ペーストの印刷により形成するにあたり、また、セ
ラミックグリーンシートを積層するにあたり、ずれが生
じてしまう。その結果、積層セラミックコンデンサの静
電容量のばらつきが大きくなるという問題点があった。

【０００８】また、内部電極層５３、５４となる導体膜
を形成したグリーンシートを積層した時には、内部電極
層が存在する部位とその周縁部との間で約０．１〜２μ
ｍ程度盛り上がるため、圧着した時、未焼成状態の積層
体では、内部電極層５３、５４の対向部分と、その周縁
部では圧着による密度分布のばらつきが顕著となってし
まう。この密度分布のばらつきは、圧着不良によるデラ
ミネーション、脱バインダー・焼結性の不均一となって
現れるという問題点がある。

【０００９】これらの問題点を解決するために、図７の
ように実線で示す第１内部電極層７３の短辺の長さ
（幅）を、実線で示す第２内部電極層７４の短辺の長さ
（幅）に比較して短くなっている（特開平８−１８１０
３５、特開平８−２５０３６９参照）。

【００１０】このような構成により、第１内部電極層７
３、第２内部電極層７４とが、印刷ずれや積層ずれによ
って、若干ずれても、そのずれ量を第１内部電極層７３
と第２内部電極層７４との形状の違いにより吸収できる
ため、両内部電極層７３、７４との対向面積が変動しに
くいものとなる。

【００１１】また、積層体の密度分布を考えると、積層
体の周縁部から中央部にかけて、密度分布が、図５に比
較してなだらかになるため、内部電極層の周辺部での絶
縁破壊やデラミネーション、脱バインダー・焼結性の不
均一が緩和されることになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５〜図７に
示す積層セラミックコンデンサによれば、第１内部電極
層５３、７３や第２内部電極層５４、７３に接続する第
１外部端子電極５５や第２外部端子電極５６が、積層体
５１の対向する一対の端面の全面に形成されている。

【００１３】従って、リフロー処理によりプリント配線
基板に、積層セラミックコンデンサの第１外部端子電極
５５や第２外部端子電極５６を半田５７、５８で接合し
ようとする場合、図８のように、２つの半田５７、５８
の溶解速度に差により、片側だけに表面張力が発生して
マンハッタン現象が起こるという問題があった。

【００１４】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、静電容量ばらつきを有効に
抑えられ、且つマンハッタン現象を防止できる積層セラ
ミックコンデンサを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、概略矩形状の
第１内部電極層を有する矩形状誘電体磁器層と、前記第
１内部電極層よりも短い長辺及び短辺の概略矩形状の第
２内部電極層を有する矩形状誘電体磁器層とを積層して
積層体を形成するとともに、該積層体の異なる角部に前
記第１、第２内部電極層の一部を延出させ、且つ前記第
１内部電極層が延出する該積層体の角部に、該角部を構
成する２つの側面に跨がるように第１外部端子電極を、
前記第２内部電極層が延出する該積層体の角部に、該角
部を構成する２つの側面に跨がるように第２外部端子電
極を形成したことを特徴とする積層セラミックコンデン
サである。

【００１６】

【作用】本発明では、矩形状の第１内部電極層及び第２
内部電極層の形状において、第２内部電極層の形状が、
その長辺及び短辺ともに第１内部電極層に比較して小さ
くなっている。従って、第１及び第２内部電極層の印刷
時または、第１及び第２内部電極層を形成した誘電体磁
器層となるグリーンシートの積層時の積層ずれが発生し
ても、第１内部電極層と第２内部電極層との対向面積部
分が変動しにくいため、静電容量ばらつきを有効に抑え
られる。

【００１７】また、第１内部電極層及び第２内部電極層
は、夫々積層体の異なる角部に延出されて、この角部を
構成する２つの側面に跨がるように外部端子電極に形成
されている。即ち、第１内部電極層と接続する第１外部
端子電極と第２内部電極層と接続する第外部端子電極と
の位置関係は、積層体の対角線上の角部に夫々配置され
るか、また、積層体の一辺の両端部分の角部に夫々存在
することになる。

【００１８】従って、プリント配線基板上にリフロー半
田処理により、積層セラミックコンデンサを実装するに
あたり、外部端子電極に付着した半田による引力は、積
層体を構成する２つの辺側に分散させることができ、マ
ンハッタン現象を発生させるだけの力は発生しない。

【００１９】これにより、少なくとも、外部端子電極を
形成した部分が、立ち上がることがなくなり、安定した
プリント配線基板の接合が達成できることになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の積層セラミックコ
ンデンサを図面に基づいて詳説する。

【００２１】図１は、本発明の積層セラミックコンデン
サの外観斜視図であり、図２の内部電極層の形状を示す
概略平面図である。

【００２２】図において、１０は積層セラミックコンデ
ンサ、１は積層体であり、２は第１外部端子電極、３は
第２外部端子電極である。

【００２３】積層体１は、誘電体磁器層１１・・・・
と、内部電極層１２、１３とが交互に積層されて構成さ
れている。

【００２４】誘電体磁器層１１・・・・は、例えば、チ
タン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、鉛系を含有
するペロブスカイト結晶構造を有する誘電体材料から構
成されている。

【００２５】また、第１内部電極１２、第２内部電極１
３は、概略矩形状となっている。そして、この電極材料
は、誘電体磁器層１１・・・・の材料によって相違する
ものの、例えば、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉなどを主成分とする
金属導体膜とから構成されている。そして、誘電体磁器
層１１、１１との層間には、矩形状の第１内部電極層１
２が配置されている。また、矩形状の第１内部電極層１
２が配置された誘電体磁器層１１、１１との層間と厚み
方向に隣接する層間には、矩形状の第２内部電極層１３
が配置されている。

【００２６】図２では、第１内部電極層１２と第２内部
電極層１３との関係を示しており、実線は第１内部電極
層１２であり、点線は第２内部電極層１３を示してい
る。

【００２７】ここで、第１内部電極層１２の長辺をｌ、
短辺をｗ、第２内部電極層１３の長辺をＬ、短辺をＷと
すると、夫々Ｌ＞ｌ、Ｗ＞ｗとなっている。

【００２８】また、第１内部電極層１２は、矩形状誘電
体磁器層１１の図２で右上の角部Ｘに延出している。ま
た、第２内部電極層１３は、矩形状誘電体磁器層１１の
図２で左下の角部Ｙに延出している。

【００２９】そして、第１内部電極層１２と第２内部電
極層１３との形状において、第１内部電極層１２の長辺
Ｌは第２内部電極層１３の長辺ｌに対して、また、第１
内部電極層１２の短辺Ｗは第２内部電極層１３の短辺ｗ
に対して、それぞれ５０μｍ以上大きい値となってい
る。

【００３０】また、第１内部電極層１２から積層体１の
角部Ｘに導出される延出導体幅１２ａの幅及び第２内部
電極層１３から積層体１の角部Ｙに導出される延出導体
幅１３ａの幅は、７０μｍ以上の幅となっている。

【００３１】この第１内部電極層１２と第２内部電極層
１３との辺の長さの差（５０μｍ以上）及び延出導体膜
１２ａ、１３ａの幅が７０μｍ以上との関係は、第１内
部電極層１２及び第２内部電極層１２が、製造工程中に
印刷ずれや積層ずれにより発生する位置ずれ量、約５０
μｍに起因する。即ち、上述のように、印刷ずれや積層
ずれによる位置ずれが発生しても、第１内部電極層１２
と第２内部電極層１３との対向部分の面積の変動がな
く、また、第１内部電極層１２の延出導出膜１２ａ部分
が少なくとも角部Ｘに位置し、さらに、第２内部電極層
１３の延出導出膜１３ａ部分が少なくとも角部Ｙに位置
することになる。

【００３２】このような積層体１の４つの角部のうち、
角部Ｘには、第１内部電極層１２と接続する第１外部端
子電極２が形成されている。また、積層体１の角部Ｘに
対して対角線上に位置する角部Ｙには、第２内部電極層
１３と接続する第２外部端子電極３が形成されている。

【００３３】具体的には、第１外部端子電極２は、積層
体１の角部Ｘを構成するき２つの交叉しあう側面及び及
び角部付近の両主面に形成されている。即ち、積層体１
を平面視した時、第１外部端子電極２及び第２外部端子
電極３は、略直角三角形状をなし、厚み方向を考慮する
と略直角三角柱状となっている。

【００３４】第１外部端子電極２、第２外部端子電極３
は、ＡｇやＣｕを主成分とする金属を含む厚膜下地導
体、Ｎｉメッキ層や半田メッキ層などの表面メッキ層か
ら構成されている。

【００３５】そして、外部端子電極２、３を構成する２
つの端面部分に被着形成される下地導体膜の幅は、角部
Ｘ、Ｙの頂点から各辺に夫々５０μｍ以上の幅で、実際
には、１００μｍ程度の幅で形成される。

【００３６】上述の積層セラミックコンデンサにおい
て、積層セラミックコンデンサは以下の製造方法によっ
て製造される。

【００３７】まず、各誘電体磁器層１１となるセラミッ
クグリーンシートを用意する。各セラミックグリーンシ
ートは、複数の素子領域が縦横に併設されて成る大型シ
ートである。

【００３８】次に、セラミックグリーンシートの素子領
域上に、第１内部電極層１２及び延出導体膜１２ａとな
る導体膜を導電性ペーストを用いて印刷し、乾燥して形
成する。また別のセラミックグリーンシートの各素子領
域上に、第２内部電極層１３及び延出導体膜１３ａとな
る導体膜を導電性ペーストを用いて印刷し、乾燥して形
成する。

【００３９】次に、積層体１の層構成を考慮して、第１
内部電極層１２となる導体膜を形成したグリーンシート
と、第２内部電極層１３となる導体膜を形成したグリー
ンシートとを交互に積層して、さらに、最上層に誘電体
磁器層となるグリーンシートを積層し、圧着する。この
時、第１内部電極層１２が、隣接するグリーンシート上
に形成された外形が大きい第２内部電極層１３に含まれ
るように位置合わせを行う。

【００４０】次に、大型積層体を、積層方向に各積層体
１の形状に応じて所定の寸法に切断して未焼成状態のチ
ップ材とする。これにより、切断によって形成される角
部Ｘには第１内部電極層１２の延出導体膜１２ａとなる
導体膜が露出することになり、角部Ｙには第２内部電極
層１３の延出導体膜１３ａとなる導体膜が露出すること
になる。

【００４１】次に、このチップ材を所定の雰囲気、温度
で焼成し、第１内部電極層１２、第２内部電極層１３及
び延出導体膜１２ａ、１３ａとなる導体膜、及びセラミ
ックグリーンシートが一体焼成されて、積層体１が形成
される。尚、この後必要に応じて、切断部分の端面にバ
レル研磨を行い、延出導体膜１２ａ、１３ａが完全に露
出させる。

【００４２】次に、積層体１の対角線上に位置する角部
Ｘ及びＹに夫々第１外部端子電極２、第２外部端子電極
３となる下地導体膜をＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金からな
る導電ペーストをディッピングまたはスクリーン印刷し
て、所望の接着強度が得られるように所定の雰囲気、温
度で焼き付け処理を行う。そして、この下地導体膜の表
面に、半田食われが生じ難い材料からなるＮｉメッキ層
を形成し、このメッキ層の上にＳｎまたはＳｎ−Ｐｂ合
金などの材料からなるメッキ層を形成する。これによ
り、図１に示す積層セラミックコンデンサ１０が形成さ
れる。

【００４３】かくして本発明の積層セラミックコンデン
サ１０によれば、第１内部電極層１２の外形形状が、第
１内部電極層１２の外形形状に比較して、長辺側及び短
辺側がそれぞれ５０μｍ以上大きくなっている。そし
て、第１内部電極層１２から７５μｍ以上の幅の延出導
体膜１２ａが、積層体１の角部Ｘに向かって延出してい
る。また、第２内部電極層１３から７５μｍ以上の幅の
延出導体膜１３ａが、積層体１の角部Ｙに向かって延出
している。

【００４４】従って、上述の第１内部電極層１２及び第
２内部電極層１３の印刷時に印刷ずれやグリーンシート
の積層時に積層ずれが発生しも、第１内部電極層１２と
第２内部電極層１３とが重なり対向部分の面積を一定に
保つことができる。結局、印刷ずれや積層ずれによる静
電容量のばらつきを防止できる。

【００４５】また、第１内部電極層１２から角部Ｘに延
びる延出導体膜１２ａ、第２内部電極層１３から角部Ｙ
に延びる延出導体膜１３ａの導体幅が充分に広いため、
印刷ずれやグリーンシートの積層時に積層ずれが発生し
ても、少なくとも、角部Ｘ、Ｙの頂点を含んで導出され
る。そして、この延出導体膜１２ａ、１３ａが第１外部
端子電極２及び第２外部端子電極３に被覆されることに
なる。

【００４６】逆に、研磨を行ったのち、延出導体膜１２
ａ、１３ａの端部が、積層体１の角部Ｘ、Ｙから外れ
て、この角部Ｘ、Ｙを構成する積層体１の側面側で、角
部Ｘ、Ｙから大きく離れて露出している場合には、致命
的な位置ずれが発生しいることことを検出でき、後の工
程を行う必要がなくなる。

【００４７】このため、第１及び第２外部端子電極２、
３を構成する表面メッキ層を形成する際に、第１内部電
極層１２、第２内部電極層１３がメッキ液に侵されるこ
とが一切なく、第１内部電極層１２、第２内部電極層１
３と誘電体磁器層１ａ、１ｂ、１ｃ・・・との安定した
接合が維持できる。

【００４８】また、第１外部端子電極２及び第２外部端
子電極３の形状が、上述のように概略直角三角柱の形状
となり、プリント配線基板上にリフロー半田処理によ
り、半田の付着する面が互いに直角方向となる。従っ
て、外部端子電極２、３に付着する半田の溶解によって
発生する半田引力は、角部Ｘ、Ｙを構成する２つの側面
の法線方向に分散されることになる。結局、半田引力を
極小化することができるため、マンハッタン現象を有効
に防止することができる。

【００４９】また、第１内部電極層１２と第２内部電極
層１３との外形形状が相違しているため、第１内部電極
層１２と第２内部電極層１３との対向部分と、第１内部
電極層１２または第２内部電極層１３が全く存在してい
ない部分との間には、第１内部電極層１２または第２内
部電極層１３のみが存在する密度分布緩和領域が存在す
るため、積層方向の密度分布の不均一が緩和され、第１
内部電極層１２、第２内部電極層１３の周辺部の絶縁破
壊による不良率の発生頻度を大幅に緩和することができ
る。また、隣接する内部電極層１２、１３の周囲部分で
発生する内部応力の集中部の位置が、その積層方向にお
いて連続することなく、ずれているため、焼成時の内部
欠陥が抑制され、耐サーマルショック性が大幅に改善さ
れる。

【００５０】また、積層体１の対角線の両角部Ｘ、Ｙを
中心として、第１外部端子電極２、第２外部端子電極３
が形成されているため、この第１外部端子電極２と第２
外部端子電極３との間の間隔が斜辺の関係となり長くな
る。したがって、プリント配線基板上に配置した時、半
田の拡がりによる両外部端子電極２、３間の短絡が発生
しにくい。

【００５１】図３は、本発明の他の実施例を示す外観斜
視図である。図４は積層セラミックコンデンサ３０の第
１内部電極層３２、第２内部電極層３３の形状を示す平
面図である。

【００５２】本実施例では、積層体３１の同一側面を成
す一辺の両端に第１外部端子電極２’、第２外部端子電
極３が形成されている。

【００５３】このような構造では、第１内部電極層３２
及び第２内部電極層３３が同一方向から外部端子電極
２、３が導出されることになる。即ち、異なる電位の２
つの外部端子電極２’、３が一辺の両端部分の角部に形
成されることになり、第１内部電極層３２に流れる平面
的な電流方向は、第２内部電極層３３と逆になり、その
電流の流れによって発生するインダクタンス成分が打ち
消し合うことになる。これより、高周波動作する回路で
使用される積層セラミックコンデンサとして、低インダ
クタンス化となるという作用効果もある。

【００５４】なお、本発明は上記の実施の形態例に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
での種々の変更や改良等は何ら差し支えない。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、第１内部電極層が、第
２内部電極層より大型化されており、かつ第１内部電極
層及び第２内部電極層より延出される延出導体膜は、積
層体の２つの角部から延出されることになり、この２つ
の角部から外部端子電極が形成される。

【００５６】このため、内部電極層の印刷ずれや誘電体
層の積層ずれにより、結果として内部電極層が所定位置
からずれた場合も、２つの内部電極層が対向しあう面積
が変動しにくいため、静電容量のばらつきを防止でき
る。

【００５７】また、積層体中に、両内部電極層が重なり
あう領域、その周囲に第１内部電極層のみが存在する領
域（延出導体膜のみが存在する領域）、全く内部電極層
が存在しない領域となるため、積層圧着した時の密度分
布のばらつきが緩和されることになり、耐熱衝撃性が向
上する。

【００５８】また、外部端子電極が、積層体の角部に、
該角部を構成する２つの側面に跨がって三角柱の形状と
なるように形成されるため、プリント配線基板上に表面
実装を行うリフロー半田処理を行っても、半田溶融によ
る引力を２方向に分散することができる。これにより、
マンハッタン現象を完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層セラミックコンデンサの外観斜視
図である。

【図２】本発明の積層セラミックコンデンサの内部電極
層の形状を説明する誘電体磁器層の概略平面図である。

【図３】本発明の積層セラミックコンデンサの他の実施
例を示す外観斜視図である。

【図４】本発明の積層セラミックコンデンサの内部電極
層の形状を説明する誘電体磁器層の概略平面図である。

【図５】従来の積層セラミックコンデンサの外観斜視図
である。

【図６】図５に示す積層セラミックコンデンサの内部電
極層の形状を説明する誘電体磁器層の概略平面図であ
る。

【図７】図５に示す積層セラミックコンデンサの別の内
部電極層の形状を説明する誘電体磁器層の概略平面図で
ある。

【図８】従来の積層セラミックコンデンサの表面実装時
に発生するマンハッタン現象を説明する概略図である。

【符号の説明】

１０・・・・・・積層セラミックコンデンサ１・・・・・・・積層体１２、３２・・第１内部電極層１３、３３・・第２内部電極層２・・・・第１外部端子電極３・・・・第２外部端子電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】概略矩形状の第１内部電極層を有する矩
形状誘電体磁器層と、前記第１内部電極層よりも短い長
辺及び短辺の概略矩形状の第２内部電極層を有する矩形
状誘電体磁器層とを積層して積層体を形成するととも
に、該積層体の異なる角部に前記第１、第２内部電極層
の一部を延出させ、且つ前記第１内部電極層が延出する
該積層体の角部に、該角部を構成する２つの側面に跨が
るように第１外部端子電極を、前記第２内部電極層が延
出する該積層体の角部に、該角部を構成する２つの側面
に跨がるように第２外部端子電極を形成したことを特徴
とする積層セラミックコンデンサ。