JP2014060331A - 積層電子部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】内部電極と端子電極とのコンタクト特性に優れ、しかも耐熱衝撃特性に優れると共に素子本体のクラック不良の低減を図ることが可能な積層電子部品を提供すること。
【解決手段】セラミック層10を介して対向するように積層される複数の内部電極層12,13が形成してある素子本体4と、素子本体4の側端面5,7に設けられる端子電極6,8と、を有する積層電子部品である。端子電極6,8と側端面5,7との間には、所定間隔の隙間24が形成され、側端面から隙間24を通して突出し端子電極6,8に接続するリード部22,23が内部電極層と一体に形成してある。リード部22,23における側端面から突出している突出部26の先端部には、端子電極6,8の内部に埋め込まれ、リード部22,23の厚さよりも厚い厚肉部28が形成してある。
【選択図】図2

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサなどの積層電子部品に関する。
積層セラミックコンデンサ等の電子部品では、小型化および高容量化を図るために、誘電体層および内部電極層の薄層化が進められている。誘電体層および内部電極層の薄層化を進めると、内部電極層と端子電極との接続も困難になる。
内部電極層と端子電極との接続が不完全であると、得られる静電容量が低下するという課題を有する。そこで、端子電極と接続する内部電極層のリード部について、端子電極との接続性を高める手法がいくつか提案されている。
たとえば焼成後の素子本体の側端面を湿式バレル研磨することで、素子本体の側端面における内部電極層のリード部の露出を確実なものとし、リード部と端子電極との接続を高める技術が提案されている。また、金属の拡散係数を利用した(化学的現象を利用した)内部電極層のリード部の延長化技術も知られている。
しかしながら、内部電極層のリード部と端子電極とを物理的に確実に接続することは非常に困難であり、接続性を十分高める手法はいまだ確立されていない。なお、下記の特許文献1では、内部電極層のリード部の強度を高めるためにガラス延在部を形成する手法が開示されている。しかしながら、添加ガラス量を調整する手法をとるため、内部電極層の対向領域(コンデンサの有効領域)にまでガラスが拡散してしまい、電気的特性に悪影響を及ぼすおそれがあった。
また、下記の特許文献2には、素子本体の側端面を物理的に削りとることで凹部を形成して接続部とし、めっき付きを良くする構造が開示されている。しかしながら、この構造においても、内部電極層のリード部と端子電極との接続を向上させることは困難であり、静電容量などの電気特性を、さらに向上させることが望まれていた。
また、下記の特許文献3では、スルーホール電極を形成する電子部品が開示されている。しかしながら、電子部品の小型化に伴い、素子本体にスルーホールを高精度に形成することが難しく、量産が困難である。
なお、下記の特許文献4では、内部電極と端子電極との接合部分に内部電極を構成する金属を多く析出させて、水分に対するシール性を向上させることも提案している。しかしながら、特許文献4に示す発明では、内部電極と端子電極との接合部には、空隙が形成されないことが好ましいとされており、耐熱衝撃特性の向上や素子本体のクラック防止などを考慮するものではなかった。
特開2009−170706号公報 特開2010-21523号公報 特開平07-201634号公報 特開2004-79618号公報
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、内部電極と端子電極とのコンタクト特性に優れ、しかも耐熱衝撃特性に優れると共に素子本体のクラック不良の低減を図ることが可能な積層電子部品を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明に係る積層電子部品は、
セラミック層を介して対向するように積層される複数の内部電極層が形成してある素子本体と、
前記素子本体の側端面に設けられる端子電極と、を有する積層電子部品であって、
前記端子電極と前記側端面との間には、所定間隔の隙間が形成され、
前記内部電極層の側端面方向の端部には、前記側端面から前記隙間を通して突出し前記端子電極に接続するリード部が前記内部電極層と一体に形成してあり、
前記リード部における前記側端面から突出している突出部の先端部には、前記端子電極の内部に埋め込まれ、前記リード部の厚さよりも厚い厚肉部が形成してあり、
前記内部電極層を構成する金属成分の内部電極主成分と、前記内部電極のリード部が接続する前記端子電極の端子電極主成分とが異なり、
前記突出部および厚肉部が、前記内部電極主成分と前記端子電極主成分との合金で構成してある。具体的には、前記内部電極主成分がニッケルであり、前記端子電極主成分が銅である。
本発明の積層電子部品では、前記端子電極と前記側端面との間には、所定間隔の隙間が形成されていることから、耐熱衝撃特性に優れている。また、リード部における素子本体の側端面から突出している突出部の先端部には、端子電極の内部に埋め込まれ、リード部の厚さよりも厚い厚肉部が形成してあるため、端子電極と内部電極とのコンタクト特性に優れている。
しかも本発明に係る積層電子部品では、突出部および厚肉部が、前記内部電極主成分と前記端子電極主成分との合金で構成してあり、端子電極主成分が素子本体の内部に位置するリード部まで拡散する割合が少ない。そのため、素子本体の内部に位置するリード部の厚みが増大することによる素子本体のクラック発生を防止することができる。
図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概略断面図である。 図2は図1に示すコンデンサの要部拡大断面図である。 図3(A)〜図3(C)は図1に示すコンデンサの製造方法の一例を示す概略断面図である。 図4は図3(C)の続きの工程を示す概略断面図である。 図5(A)〜図5(C)は図4の続きの工程を示す概略断面図である。
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ2は、素子本体4と、第1端子電極6と第2端子電極8とを有する。素子本体4は、第1内部電極層12および第2内部電極層13を有し、内側誘電体層10を挟むように、これらの内部電極層12,13が交互に積層してある。
素子本体4は、その積層方向(Z軸方向)の両端面に、外側誘電体層14を有する。交互に積層される一方の第1内部電極層12は、素子本体4の第1側端面5に形成してある第1端子電極6に対して電気的に接続してある。また、交互に積層される他方の第2内部電極層13は、素子本体4の第2側端面7に形成してある第2端子電極8に対して電気的に接続してある。
素子本体4の第1側端面5と第2側端面7とは、X軸方向に沿って相互に対向している。図1〜図4において、X軸、Y軸およびZ軸は、相互に垂直であり、Z軸が誘電体層10の積層方向に一致し、X軸は、内部電極層12および13の引出方向に一致する。素子本体4は、Y軸方向にも所定の幅を有する。
内側誘電体層10および外側誘電体層14の材質は、特に限定されず、たとえばチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよび/またはチタン酸バリウムなどの誘電体材料で構成される。各内側誘電体層10,11の厚みは、特に限定されないが、0.2μm〜数十μmのものが一般的である。また、外側誘電体層14からなる外層部の厚みは、特に限定されないが、好ましくは10〜200μmの範囲である。
第1内部電極層12および第2内部電極層13の材質は、特に限定されず、たとえばNi、Pd、Ag、Cuなどが例示されるが、好ましくは、NiまたはNi合金である。
端子電極6および8の材質も特に限定されないが、通常、Ni,Pd,Ag,Cu等の少なくとも1種、又はそれらの合金を用いることができる。端子電極6および8としては、通常、Cu,Cu合金、Ni又はNi合金等や、Ag,Ag−Pd合金等が使用される。端子電極6および8の各厚みt0(図2参照)も特に限定されないが、通常2〜50μm程度である。
本実施形態では、第1内部電極層12および第2内部電極層13の金属主成分と、端子電極6および8の金属主成分は、異なることが好ましく、内部電極主成分がニッケルであり、前記端子電極主成分が銅であることが好ましい。ただし、その他の組合せでも良い。たとえば内部電極主成分がAg−Pd合金であり、前記端子電極主成分がCuの組合せなどが例示される。
端子電極6および8は、単一層で構成しても良いが、複数の層で構成しても良い。いずれにしても、素子本体4の側端面5または7に直接に接触する端子電極6および8の部分は、内部電極層12および13の主成分と異なる金属を主成分とすることが好ましい。たとえば内部電極層12および13の主成分をNiとする場合には、端子電極6および8は、Cuを主成分とする金属で構成することが好ましい。後述するように、カーケンドール効果による金属拡散を利用して突出部26および厚肉部28を形成し易くするためである。
積層セラミックコンデンサ2の形状やサイズは、目的や用途に応じて適宜決定すればよい。積層セラミックコンデンサ2が直方体形状の場合は、通常、縦(0.2〜5.7mm)×横(0.1〜5.0mm)×厚み(0.1〜3.2mm)程度である。
本実施形態では、第1内部電極層12の第1側端面5方向の端部には、第1側端面5に露出して第1端子電極6に接続する第1リード部22が第1内部電極層12と同一平面状に形成してある。また、第2内部電極層13の第2側端面7方向の端部には、第2側端面7に露出して第2端子電極8に接続する第2リード部23が第2内部電極層13と同一平面状に形成してある。
第1内部電極層12の第2側端面7方向の端部と、第2端子電極8との間には、第1中間絶縁領域20が形成してある。第1中間絶縁領域20は、Z軸方向に隣接する第2リード部23の間に形成され、内側誘電体層10と繋がっている。第2内部電極層23の第1側端面5方向の端部と、第1端子電極6との間には、第2中間絶縁領域21が形成してある。
図2に示すように、本実施形態では、素子本体4の第2側端面7と端子電極8との間には、所定間隔の隙間24が形成されている。隙間24の幅Δt(X軸方向の幅隙間)は、好ましくは0.5〜2.0μmである。隙間24の幅Δtが小さすぎると、耐熱衝撃特性の向上の効果が小さく、幅Δtが大きすぎると、端子電極の厚みを一定とする場合に、隙間分だけ実際の厚みが小さくなってしまい、水分が入りやすくなってしまうため、耐湿性が劣化し、抵抗劣化が起きる傾向にある。
また、本実施形態では、内部電極層13の側端面方向の端部には、側端面7から隙間24を通して突出し端子電極8に接続するリード部23が内部電極層13と一体に形成してある。また、リード部23における側端面7から突出している突出部26の先端部には、端子電極8の内部に埋め込まれ、隙間24に位置するリード部23の厚さt1よりも大きな厚さt2を持つ厚肉部28が形成してある。
比率t2/t1は、好ましくは1.3〜2.0である。この比率が小さすぎると、内部電極と端子電極とのコンタクト特性が悪化する傾向にあると共に、大きすぎると、内部電極の電極成分が素体内部から端子電極との接合部分に移動する量が大きくなり過ぎてしまうことで、素体内部で途切れが発生し被覆率が低下するといった構造欠陥が発生しやすくなってしまう傾向にある。
厚肉部28は、必ずしも全てのリード部23に形成される必要はないが、好ましくはリード部23の全数に対して、90%以上のリード部23に厚肉部28が形成されることが好ましい。
本実施形態では、突出部26および厚肉部28が、内部電極13を構成する金属主成分と、リード部23が接続される端子電極8の金属主成分との合金で構成してある。具体的には、内部電極の金属主成分がニッケルであり、端子電極の主成分が銅である。
なお、上述した説明では、素子本体4の第2側端面7と端子電極8との間に関して説明したが、素子本体4の第1側端面5と端子電極6との間においても同様な隙間24が形成され、同様な突出部26および厚肉部28が形成される。以下の説明においても同様である。
本実施形態の積層セラミックコンデンサ2では、端子電極6,8と側端面5,7との間には、所定間隔の隙間24が形成されていることから、耐熱衝撃特性に優れている。また、リード部22,23における素子本体4の側端面5,7から突出している突出部26の先端部には、端子電極6,8の内部に埋め込まれ、リード部22,23の厚さよりも厚い厚肉部28が形成してあるため、端子電極6,8と内部電極12,13とのコンタクト特性に優れている。
しかも本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ2では、突出部26および厚肉部28が、内部電極主成分と前記端子電極主成分との合金で構成してあり、端子電極主成分が素子本体4の内部(中間絶縁領域20,21の内部)に位置するリード部22,23まで拡散する割合が少ない。そのため、素子本体4の内部に位置するリード部22,23の厚みが増大することによる素子本体4のクラック発生を防止することができる。
次に、本発明の一実施形態としての積層セラミックコンデンサ2の製造方法について説明する。
まず、図3(A)に示すように、PETフィルム等で構成してある支持シート30の上に、ドクターブレード法などでグリーンシート10aを形成する。グリーンシート10aは、焼成後に図1に示す内側誘電体層10となる部分である。
次に、図3(B)に示すように、グリーンシート10aの上に、スクリーン印刷法などで、図1に示す第1内部電極層12または第2内部電極層13となる内部電極パターン層12aまたは13aを形成する。
次に、図3(C)に示すように、内部電極パターン層12aまたは13aの隙間に、余白パターン層10bをスクリーン印刷法などで形成する。余白パターン層10bは、図1に示す中間絶縁領域20または21の一部となる部分である。余白パターン層10bは、グリーンシート10aと同様な塗料組成でも異なる組成でも良い。
次に、図3(C)に示すグリーンシート10a、電極パターン層12a(または13a)および余白パターン層10bで構成されるユニットU1を、支持シート30から剥がして、図4に示すように、金型40の上に先に積層してある外装用グリーンシート15の上に順次積層してグリーン積層体4aを形成する。ユニットU1を積層する際には、電極パターン層12aと13aとが交互になるように積層する。ユニットU1を所定の枚数で積層した後には、その上に、複数の外装用グリーンシート15を積層する。外装用グリーンシート15は、焼成後に、図1に示す外側誘電体層14となる部分である。
グリーンシート10a,11aを形成するための誘電体用ペーストは、通常、セラミック粉末と有機ビヒクルとを混練して得られた有機溶剤系ペースト、または水系ペーストで構成される。本実施形態では、これらのペーストは、有機溶剤系ペーストである。
なお、有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダは特に限定されず、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等の通常の各種バインダから適宜選択すればよい。
内部電極パターン12a,13aを形成するための内部電極用ペーストは、各種導電性金属や合金からなる導電材、あるいは焼成後に導電材となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。なお、内部電極用ペーストには、必要に応じて、共材としてセラミック粉末が含まれていても良い。共材は、焼成過程において導電性粉末の焼結を抑制する作用を奏する。
なお、図4では、図示の容易化のために、内部電極層12aおよび13aの積層数を少なく図示してあるが、数層から数百層と自由に設定することができる。グリーン積層体4aにおいて、第1内部電極パターン12aと第2内部電極パターン13aとは、パターン12a,13aのX軸に沿って、半パターンずらしてある直線の繰り返しパターンである。また、パターン12a,13aのY軸に沿って見れば、第1内部電極パターン12aと第2内部電極パターン13aとは、同じピッチ長さの分離した直線パターンである。
グリーン積層体4aは、切断予定線50に沿って切断される。図4では、X軸方向の切断予定線50のみを図示してあるが、Y軸方向にも切断予定線が形成され、これらの切断予定線に沿って切断され、焼成前のグリーンチップが得られる。焼成前のグリーンチップにおける側端面の一例を図5(A)に示す。
次に、これらのグリーンチップに脱バインダ処理および焼成処理を施す。脱バインダ処理および焼成処理の諸条件は特に限定されないが、図5(B)に示すように、焼成後に、内部電極のリード部23が素子本体4の側端面7から飛び出して、厚肉部28を形成することができるような条件で行う。そのような条件の脱バインダ条件としては、通常の脱バインダ条件に比較して、温度を低くすることが好ましい。また、焼成条件としては、通常の焼成条件に比較して、還元雰囲気を弱めるため、酸素分圧を上げることが好ましい。さらに、素子本体4のチップサイズも影響し、チップサイズは、縦(2.0〜5.7mm)×横(1.2〜5.0mm)×厚み(1.2〜3.2mm)であることも好ましい。
その後に、図1に示す焼成後の素子本体4の両側端面5および7を研磨すること無く、素子本体4の両側端面5および7に端子電極6および8を形成するための端子電極ペーストを塗布する。その後に、脱バインダ処理した後、端子電極ペーストの焼き付け処理を行う。
脱バインダ処理および端子電極ペーストの焼き付け条件は、カーケンドール効果が有効に生じて、図5(C)および図2に示すように、前述した隙間24と突出部26が形成され易いように設定される。このような脱バインダ処理の条件として、たとえば脱バインダ処理の熱処理温度は、470〜550℃の範囲で行うことが好ましい。脱バインダ温度が低いと樹脂が十分に分解されず、脱バインダ温度が高いと樹脂の分解とCu粉の焼結が同時に起こり、端子割れ等の発生が生じるおそれがある。端子電極ペーストから十分に樹脂が分解されると、素体端面との接着性を下げることができるため、空隙(隙間24)を形成することが容易になる。
また、端子電極ペーストとしては、Cu粉粒径が1〜5μm、溶剤としては、ターピネオール、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、バインダ樹脂としては、エチルセルロース、ブチラールが好ましい。また、端子電極ペースト中のバインダ樹脂の割合は、好ましくは2〜10重量%、さらに好ましくは4〜6重量%である。
また、焼き付け処理時の具体的な条件は、端子電極ペーストに含まれる金属によっても異なるが、たとえば焼き付け温度が、好ましくは、700〜800℃であり、より好ましくは、725〜800℃であり、雰囲気ガスが、NとHとの混合ガスまたはNのみであり、Hの濃度を、従来に比較して低い1.0〜0%で行うことが好ましい。
本実施形態では、端子電極ペーストが焼き付けされた後に、メッキ処理されて、メッキ膜が積層され、図1に示す第1端子電極6および第2端子電極8が形成される。このようにして製造された本実施形態の積層セラミックコンデンサ2は、ハンダ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。
本実施形態では、端子電極6,8の下地電極を構成する電極ペーストの焼き付け時に、突出部26が形成され、カーケンドール効果により、端子電極6,8と内部電極層12,13との接続界面から内部電極層のリード部22,23に向けて、金属拡散が発生する。しかしながら、突出部26および厚肉部28が形成されることから、端子電極主成分が素子本体4の内部(中間絶縁領域20,21の内部)に位置するリード部22,23まで拡散する割合が少ない。素子本体4の内部に位置するリード部22,23の厚みが増大することによる素子本体4のクラック発生を防止することができる。
また、本実施形態の積層セラミックコンデンサ2では、端子電極6,8と側端面5,7との間には、所定間隔の隙間24が形成されていることから、耐熱衝撃特性に優れている。また、リード部22,23における素子本体4の側端面5,7から突出している突出部26の先端部には、端子電極6,8の内部に埋め込まれ、リード部22,23の厚さよりも厚い厚肉部28が形成してあるため、端子電極6,8と内部電極12,13とのコンタクト特性に優れている。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。たとえば内部電極のリード部22,23に、隙間24内で突出する突出部26と、端子電極内部に位置する厚肉部28を形成するための方法は、上述した実施形態に限定されない。
また、本発明に係る積層電子部品は、上述した積層セラミックコンデンサに限定されず、積層サーミスタ、積層インダクタ、積層チップバリスタなどであっても良い。すなわち、積層電子部品の種類によっては、素子本体4は、誘電体層以外のセラミック層で構成してあっても良い。
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
実施例1〜4と比較例1
内側および外側グリーンシート用ペースト、余白パターン層用ペースト
まず、セラミック粉末としてBaTiO系粉末:100重量部と、バインダとしてポリビニルブチラール(PVB):6重量部と、溶剤としてエタノール:19重量部、溶剤としてn−プロパノール:19重量部と、溶剤としてキシレン:14重量部、溶剤としてミネラルスピリット:7重量部、可塑剤としてフタル酸ジオクチル(DOP):3重量部と、をボールミルでスラリー化して内側グリーンシート用ペーストを得た。
なお、内側グリーンシート用ペーストに用いたポリビニルブチラールの分子量は、92000であった。
次に、セラミック粉末としてBaTiO系粉末:100重量部と、バインダとしてポリビニルブチラール(PVB):6重量部と、溶剤としてエタノール:15重量部、溶剤としてn−プロパノール:15重量部と、溶剤としてキシレン:7重量部、溶剤としてトルエン:11重量部、溶剤としてミネラルスピリット:10重量部、可塑剤としてフタル酸ジオクチル(DOP):3重量部と、をボールミルでスラリー化して外側グリーンシート用ペーストを得た。BaTiO系粉末の径として、SEMで観察測定した径のD50径が0.5μmのものを用いた。
なお、外側グリーンシート用ペーストに用いたポリビニルブチラールの分子量は、92000であった。
次に、70℃の温度で、分子量13万のエチルセルロース樹脂:4重量部と分子量23万のエチルセルロース樹脂:4重量部とをイソボニルアセテート:92重量部に撹拌溶解することにより有機ビヒクルを作製した。すなわち、エチルセルロース樹脂の8重量%イソボニルアセテート溶液を有機ビヒクルとした。次いで、BaTiO粉末:95.70重量部、有機ビヒクル:104.36重量部、ポリエチレングリコール系分散剤:1.0重量部、フタル酸ジオクチル(可塑剤):2.61重量部、イソボニルアセテート:19.60重量部、アセトン57.20重量部、およびイミダゾリン系界面活性剤(帯電助剤):0.4重量部を、ボールミルを使用して混合してペースト化した。BaTiO系粉末の径として、SEMで観察測定した径のD50径が0.7μmのものを用いた。次いで、得られたペーストを、エバポレータおよび加熱機構を備えた攪拌装置を使用して、アセトンを蒸発させることにより、除去し、余白パターン用ペーストを得た。
内部電極パターン層用ペーストの作製
Ni粒子:44.6重量部と、テルピネオール:52重量部と、エチルセルロース:3重量部と、ベンゾトリアゾール:0.4重量部とを、3本ロールにより混練し、スラリー化して内部電極パターン層用ペーストを作製した。
グリーンチップの形成
次いで、上記にて作製したグリーンシート用ペーストと、内部電極パターン層用ペーストと、を用い、以下のようにして、図1に示す積層セラミックチップコンデンサ2を製造した。
まず、支持体としてのPETフィルム上に、内側グリーンシート用ペーストをドクターブレード法により、所定厚みで塗布し、乾燥することでグリーンシートを作製した。
次に、得られた内側グリーンシートの上に、内部電極ペーストを用いて、所定パターンの内部電極パターン層12aまたは13a(図3(B)参照)を形成した。また、内部電極パターン層12aまたは13aのパターン隙間には、余白パターン層10bを形成した。
一方、上記とは別に、外側グリーンシート用ペーストを用いて、PETフィルム上に外側グリーンシートを形成した後、PETフィルムからシートを剥離した。
次いで、内部電極パターン層12aまたは13aを形成した内側グリーンシート10aを複数積層すると共に、外側グリーンシート14aを複数積層することにより、図4に示すグリーン積層体4aを得た。そして、得られたグリーン積層体4aを所定サイズに切断して、グリーンチップを得た。
グリーンチップの焼成等
次に、得られたグリーンチップについて、脱バインダ処理、焼成及びアニールを下記の条件にて行い、焼結体を得た。
脱バインダは、昇温速度:200℃/時間、保持温度:250℃、保持時間:8時間、処理雰囲気:空気中の条件で行った。
焼成は、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1100〜1380℃、保持時間:2時間、降温速度:100℃/時間、処理雰囲気:還元雰囲気(酸素分圧:5×10−5PaにNとHとの混合ガスを水蒸気に通して調整した)の条件で行った。
アニールは、保持温度:1050℃、保持時間:2時間、降温速度:100℃/時間、処理雰囲気:加湿したNガス雰囲気、の条件で行った。焼成及びアニールにおけるガスの加湿には、ウェッターを用い、水温は35℃とした。
得られた焼結体(素子本体4)の両側端面5,7を研磨することなく、素子本体4の両側端面に、端子電極ペースト(Cuを導電性材料の主成分として含む)を塗布し、これに、ペースト中の樹脂が十分になくなるような脱バイ条件(470〜550℃)で脱バインダした後に、表1に示す温度条件にて焼き付け処理を行い、端子電極を形成して、図1に示す積層セラミックコンデンサの試料を得た。なお、端子電極ペーストとしては、Cu粉粒径2μm、溶剤としてターピネオール、樹脂としてエチルセルロースのものを用い、端子電極ペースト中の樹脂の割合は5%としたものを用いた。
端子電極ペーストの焼成条件は、例えば、加湿したNとHとの混合ガス中で700〜800℃にて10分間〜20分程度とした。得られた焼結体のサイズは、縦3.2mm×横1.6mm×高さ1.6mmであり、一対の内部電極層間に挟まれる内側誘電体層10の厚みは約1.7μm、内部電極層12の厚みt1は1.0μmであった。
得られた積層セラミックコンデンサ2のサンプルを切断し、顕微鏡写真で確認したところ、図2に示すように、素子本体4の側端面5,7と端子電極6,8との間には、リード部22および23が形成される位置で隙間24が形成され、リード部22および23には、突出部26と厚肉部28とが形成されることが確認できた。また表1に示すように、端子焼き付け温度に応じて、隙間Δtが変化することが確認できた。
なお、表1に示す隙間Δtは、断面を削って、金属顕微鏡で空隙の厚みを測定し、その測定点を10点として、その平均値をΔtとした。また、得られたコンデンサのサンプルについて、耐熱衝撃性を測定した。耐熱衝撃性は、以下のようにして測定した。
耐熱衝撃性
すなわち、得られたコンデンサのサンプルを回路基板に実装し、下記に示す(i)工程〜(iv)工程からなる1つの熱処理サイクルを1000回繰り返した。1つの熱処理サイクルは、以下に示す(i)工程〜(iv)工程からなる。
(i)回路基板およびコンデンサのサンプルを、チップ素体の温度が−55℃となる温度条件のもとで30分保持する工程と、
(ii)上記保持時間の10%の時間(3分)以内にチップ素体の温度を125℃まで昇温する工程と、
(iii)チップ素体の温度が125℃となる温度条件のもとで30分保持する工程と、
(iv)上記保持時間の10%の時間(3分)以内にチップ素体の温度を−55℃まで降温する工程とからなる。
ここで、回路基板は、ガラエポ(ガラス繊維シートを芯材としたエポキシ樹脂)基板とした。以上の熱衝撃試験後のクラック発生の有無から耐熱衝撃性の評価を行った。ここで、サンプル1000個中のクラック発生有無の評価結果から、一つでもクラックが発生した場合を×とし、クラックが観察されない場合を○とした。
耐湿負荷試験
100個のサンプルについて、85℃−湿度85%の雰囲気下で電圧印加を行う加速耐湿負荷試験を実施した。実施後、絶縁抵抗が初期値に対して二桁低下したものが一個でも発生した場合を不良(×)とした。結果を表1に示す。
Figure 2014060331
実施例21〜22および比較例2
素子本体4の焼成温度および雰囲気を変化させた以外は、実施例2と同様にして、コンデンサのサンプルを作製し、厚みの比率を測定すると共に、コンタクト性およびクラック耐性について調べた。厚みの比率の測定は、隙間Δtの測定と同様にして行った。比較例2に関しては、図5(B)に示す素子本体の焼成後の段階で、厚肉部28が形成されない焼成条件を採用した。
コンタクト性
コンタクト性は、コンデンサのサンプルの狙いとする静電容量に対して、1000個のうちに一個でも、静電容量が5%以上低下した場合に、不良(×)と判定し、そうではないものを、不良では無い(○)と判定した。
クラック耐性
クラック耐性は、コンデンサのサンプルを、プレッシャークッカー槽に投入し、121℃−湿度95%の雰囲気下で電圧印加を行う加速耐湿負荷試験(PCBT試験)を実施し、N=1000投入してひとつでもクラックが発生したら不良(×)とし、そうではないものを不良では無い(○)と判定した。なお、静電容量は、LCRメーターを使用して測定した。
被覆率
また、本発明では、素子本体を積層方向に平行な面で切断した面において、電極層に電極不存在部がないと仮定した場合の線長さ(電極層が形成されるべき線長さ)の割合を100%とし、電極層が実際に形成されている線長さ(誘電体層を実際に被覆している線長さ)の割合を、被覆率と定義する。
被覆率が小さすぎると、被覆されていない領域の直下に存在する誘電体層の特性が発現できないため、誘電体層の実効容量(比誘電率)が低下する傾向にある。この被覆率が80%以上を不良では無い(○)とし、80%未満の場合を不良(×)とした。結果を表2に示す。
Figure 2014060331
2… 積層セラミックコンデンサ
4… 素子本体
4a… グリーン積層体
5… 第1側端面
7… 第2側端面
6… 第1端子電極
8… 第2端子電極
10… 内側誘電体層
10a… グリーンシート
10b… 余白パターン層
12… 第1内部電極層
12a… 内部電極パターン
13… 第2内部電極層
13a… 内部電極パターン
14… 外側誘電体層
14a… 外側グリーンシート
20… 第1リード絶縁領域
21… 第2リード絶縁領域
22… 第1リード部
23… 第2リード部
24… 隙間
26… 突出部
28… 厚肉部
50… 切断予定線

Claims (2)

  1. セラミック層を介して対向するように積層される複数の内部電極層が形成してある素子本体と、
    前記素子本体の側端面に設けられる端子電極と、を有する積層電子部品であって、
    前記端子電極と前記側端面との間には、所定間隔の隙間が形成され、
    前記内部電極層の側端面方向の端部には、前記側端面から前記隙間を通して突出し前記端子電極に接続するリード部が前記内部電極層と一体に形成してあり、
    前記リード部における前記側端面から突出している突出部の先端部には、前記端子電極の内部に埋め込まれ、前記リード部の厚さよりも厚い厚肉部が形成してあり、
    前記内部電極層を構成する金属成分の内部電極主成分と、前記内部電極のリード部が接続する前記端子電極の端子電極主成分とが異なり、
    前記突出部および厚肉部が、前記内部電極主成分と前記端子電極主成分との合金で構成してある積層電子部品。
  2. 前記内部電極主成分がニッケルであり、前記端子電極主成分が銅である請求項1に記載の積層電子部品。
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