JP7089404B2 - セラミック電子部品およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、直方体状のセラミック部品本体の相対する２つの端部それぞれに、導電性樹脂層を内部に有する外部電極を備えたセラミック電子部品と、当該セラミック電子部品の製造方法に関する。

前記セラミック電子部品に関連し、図１（Ａ）に示した積層セラミックコンデンサが知られている（特許文献１の図２を参照）。この積層セラミックコンデンサは、直方体状のセラミック部品本体１１０の相対する２つの端部それぞれに、導電性樹脂層１２２を内部に有する外部電極１２０を備えている。セラミック部品本体１１０は、複数の内部電極層１１１（図中は計６層）が誘電体層１１２（図中は計５層）を介して積層された容量部（符号省略）を内蔵している。各外部電極１２０は、セラミック部品本体１１０の長さ方向（図１（Ａ）の左右方向）の端面それぞれに存する矩形状の端面部１２０ａと、当該端面の周囲４面の一部それぞれに存する４角筒状の回り込み部１２０ｂとを連続して有しており、下地金属層１２１と導電性樹脂層１２２と外部金属層１２３とによって構成されている。

各下地金属層１２１は、セラミック部品本体１１０の長さ方向の端面それぞれを覆う矩形状の端面部１２１ａと、当該端面の周囲４面の一部それぞれを覆う４角筒状の回り込み部１２１ｂとを連続して有している。また、各導電性樹脂層１２２は、下地金属層１２１の端面部１２１ａそれぞれを覆う矩形状の端面部１２２ａと、下地金属層１２１の回り込み部１２１ｂそれぞれを覆う４角筒状の回り込み部１２２ｂとを連続して有しており、当該回り込み部１２２ｂの長さから当該端面部１２２ａの厚さを減じた値は、下地金属層１２１の回り込み部１２１ｂの長さよりも大きい。さらに、各外部金属層１２３は、導電性樹脂層１２２の端面部１２２ａそれぞれを覆う矩形状の端面部１２３ａと、導電性樹脂層１２２の回り込み部１２２ｂそれぞれを覆う４角筒状の回り込み部１２３ｂとを連続して有している。

なお、導電性樹脂層１２２の回り込み部１２１ｂの長さから端面部１２２ａの厚さを減じた値が、下地金属層１２１の回り込み部１２１ｂの長さよりも大きいものではないが、下地金属層１２１と導電性樹脂層１２２との間に別の金属層を有する外部電極を備えた積層セラミックコンデンサも知られている（特許文献２の図３を参照）。

図１（Ａ）に示した積層セラミックコンデンサは、回路基板に実装した後、詳しくは、回路基板の外部電極対応の導体パッドそれぞれに半田等の接合材を用いて各外部電極１２０を接続した後において、回路基板の外力による撓みや、回路基板の熱による伸縮や、セラミック部品本体１１０の電歪による伸縮等に基づく応力が接続箇所にかかった場合でも、当該応力を各外部電極１２０の導電性樹脂層１２２によって緩和することができる。すなわち、前記応力がセラミック部品本体１１０に直接かからないようにして、当該応力によってセラミック部品本体１１０にクラックが発生することを抑制できる。また、各外部電極１２０の回り込み部１２２ｂの長さから端面部１２２ａの厚さを減じた値が、下地金属層１２１の回り込み部１２１ｂの長さよりも大きいため、当該回り込み部１２２ｂによって導電性樹脂層１２２に高い応力緩和能力を確保できる。

ところで、図１（Ａ）に示した積層セラミックコンデンサであっても、回路基板に実装した後に接続箇所に繰り返し応力がかかった場合や接続箇所に過度の応力がかかった場合に、図１（Ｂ）に示したようなクラックＣＲがセラミック部品本体１１０に発生することが確認されている。また、クラックＣＲの基点が下地金属層１２１の回り込み部１２１ｂの先端であること、加えて、同一サイズの積層セラミックコンデンサではセラミック部品本体１１０の表面を基準としたクラック角度θが近似した値となることも確認されている。

特開平１１－２１９８４９号公報 特開平０８－１０７０３９号公報

本発明が解決しようとする課題は、回路基板に実装した後に接続箇所に繰り返し応力がかかった場合や接続箇所に過度の応力がかかった場合でも、セラミック部品本体にクラックが発生することを極力防止できるセラミック電子部品と、当該セラミック電子部品の製造方法を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明に係るセラミック電子部品は、直方体状のセラミック部品本体の相対する２つの端部それぞれに、導電性樹脂層を内部に有する外部電極を備えたセラミック電子部品であって、前記セラミック部品本体の相対する２つの面の対向方向を第１方向、他の相対する２つの面の対向方向を第２方向、残りの相対する２つの面の対向方向を第３方向とし、各方向に沿う寸法をそれぞれ第１方向寸法、第２方向寸法、第３方向寸法としたとき、前記外部電極それぞれは、（１）前記セラミック部品本体の第１方向の端面それぞれを覆う端面部と、当該端面の周囲４面の一部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する下地金属層と、（２）前記下地金属層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記下地電極層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する中間金属層と、（３）前記中間金属層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記中間電極層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有し、当該回り込み部の第１方向寸法から当該端面部の厚さを減じた値が、前記中間電極層の回り込み部の第１方向寸法よりも大きい導電性樹脂層と、（４）前記導電性樹脂層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記導電性樹脂層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する外部金属層とを備えており、前記下地金属層の回り込み部の少なくとも実装側部位と前記中間金属層の回り込み部の少なくとも実装側部位において、当該下地金属層の回り込み部の先端部分の外面が前記セラミック部品本体の表面と成す先端角度αが２０°以下であり、かつ、当該中間金属層の回り込み部の先端部分の外面が前記セラミック部品本体の表面と成す先端角度βが２０°以下である。

また、本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、直方体状のセラミック部品本体の相対する２つの端部それぞれに、導電性樹脂層を内部に有する外部電極を備えたセラミック電子部品の製造方法であって、前記セラミック部品本体の相対する２つの面の対向方向を第１方向、他の相対する２つの面の対向方向を第２方向、残りの相対する２つの面の対向方向を第３方向とし、各方向に沿う寸法をそれぞれ第１方向寸法、第２方向寸法、第３方向寸法としたとき、前記外部電極それぞれは、（１）前記セラミック部品本体の第１方向の端面それぞれを覆う端面部と、当該端面の周囲４面の一部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する下地金属層と、（２）前記下地金属層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記下地電極層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する中間金属層と、（３）前記中間金属層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記中間電極層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有し、当該回り込み部の第１方向寸法から当該端面部の厚さを減じた値が、前記中間電極層の回り込み部の第１方向寸法よりも大きい導電性樹脂層と、（４）前記導電性樹脂層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記導電性樹脂層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する外部金属層とを備えており、前記下地金属層の回り込み部の少なくとも実装側部位と前記中間金属層の回り込み部の少なくとも実装側部位において、当該下地金属層の回り込み部の先端部分の外面が前記セラミック部品本体の表面と成す先端角度αを２０°以下とし、かつ、当該中間金属層の回り込み部の先端部分の外面が前記セラミック部品本体の表面と成す先端角度βを２０°以下とする。

本発明に係るセラミック電子部品によれば、回路基板に実装した後に接続箇所に繰り返し応力がかかった場合や接続箇所に過度の応力がかかった場合でも、セラミック部品本体にクラックが発生することを極力防止できる。また、本発明に係るセラミック電子部品の製造方法によれば、前記セラミック電子部品を的確に製造できる。

図１（Ａ）は従来例を示す積層セラミックコンデンサの縦断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の部分拡大図である。 図２（Ａ）は本発明を積層セラミックコンデンサに適用した場合の基本構造を示す積層セラミックコンデンサの平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＳ－Ｓ線断面図である。 図３は図２（Ｂ）の部分拡大図である。 図４は図３に示した角度αおよびβの測定方法を説明するための図３の部分拡大図である。 図５は図２に示した積層セラミックコンデンサに対応する試作品の仕様、観察結果および総合評価を示す図である。

以下の説明では、便宜上、セラミック部品本体１０の相対する２つの面の対向方向（図１（Ａ）および図１（Ｂ）の左右方向に相当）を「第１方向ｄ１」、他の相対する２つの面の対向方向（図１（Ａ）の上下方向に相当）を「第２方向ｄ２」、残りの相対する２つの面の対向方向（図１（Ｂ）の上下方向に相当）を「第３方向ｄ３」と表記する。また、各構成要素の第１方向ｄ１に沿う寸法を「第１方向寸法Ｄ１［構成要素の符号］」、第２方向ｄ２に沿う寸法を「第２方向寸法Ｄ２［構成要素の符号］」、第３方向ｄ３に沿う寸法を「第３方向寸法Ｄ３［構成要素の符号］」と表記する。

ただし、内部電極層１１、誘電体層１２、下地金属層２１、中間金属層２２、導電性樹脂層２３および外部金属層２４の寸法の説明にあっては、理解促進を図るために「厚さ」の用語を併用する。また、各寸法として例示した数値は設計上の基準寸法を意味するものであって、製造上の寸法公差を含むものではない。

まず、図２を用いて、本発明を積層セラミックコンデンサＭＬＣＣに適用した場合の基本構造について説明する。

積層セラミックコンデンサＭＬＣＣは、直方体状のセラミック部品本体１０と、セラミック部品本体１０の第１方向ｄ１で相対する２つの端部それぞれに外部電極２０とを備えており、各外部電極２０は導電性樹脂層２３を内部に有している。ちなみに、積層セラミックコンデンサＭＬＣＣのサイズ、すなわち、第１方向寸法Ｄ１［ＭＬＣＣ］の範囲としては４００～３７００μｍを例示することができ、第２方向寸法Ｄ２［ＭＬＣＣ］の範囲としては２００～２８００μｍを例示することができ、第３方向寸法Ｄ３［ＭＬＣＣ］の範囲としては３０～２８００μｍを例示することができる。

セラミック部品本体１０は、矩形状を成す複数の内部電極層１１（図中は計２０層）が誘電体層１２（図中は計１９層）を介して第３方向ｄ３に積層された容量部（符号省略）を内蔵しており、当該容量部（符号省略）は、第３方向ｄ３両側に在る誘電体マージン部１３および１４と、第２方向ｄ２両側に在る誘電体マージン部１５および１６とによって囲まれている。複数の内部電極層１１は第１方向ｄ１に交互にずれており、図２（Ｂ）の上から奇数番目の内部電極層１１の第１方向ｄ１の一端縁（図２（Ｂ）の左側の端縁）は一方の外部電極２０（図２（Ｂ）の左側の外部電極２０）に接続され、図２（Ｂ）の上から偶数番目の内部電極層１１の第１方向ｄ１の他端縁（図２（Ｂ）の右側の端縁）は他方の外部電極２０（図２（Ｂ）の右側の外部電極２０）に接続されている。

各内部電極層１１の主成分は、好ましくはニッケル、銅、パラジウム、白金、銀、金、これらの合金等から選択された金属である。誘電体層１２と各誘電体マージン部１３～１６の主成分は、好ましくはチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸バリウム、酸化チタン等から選択された誘電体セラミックスである。ちなみに、各内部電極層１１の厚さの範囲としては０．３～１．５μｍを例示することができ、各誘電体層１２の厚さの範囲としては０．５～４．０μｍを例示することができる。

なお、図２（Ｂ）には、図示の便宜上、計２０層の内部電極層１１を描いているが、内部電極層１１の層数と各内部電極層１１の第１方向寸法Ｄ１［１１］および第２方向寸法Ｄ２［１１］は、積層セラミックコンデンサＭＬＣＣのサイズや目標容量値等に応じて任意に変更することができる。また、各誘電体層１２の主成分と各誘電体マージン部１３～１６の主成分は必ずしも同じである必要はなく、例えば各誘電体層１２の主成分ならびに各誘電体マージン部１５および１６の主成分と、各誘電体マージン部１３および１４の主成分とを異ならせてもよいし、各誘電体層１２の主成分ならびに各誘電体マージン部１５および１６の主成分と、誘電体マージン部１３の主成分と、誘電体マージン部１４の主成分とを異ならせてもよい。

各外部電極２０は、セラミック部品本体１０の第１方向ｄ１の端面それぞれに存する矩形状の端面部２０ａと、当該端面の周囲４面の一部それぞれに存する４角筒状の回り込み部２０ｂとを連続して有している。すなわち、各外部電極２０は５面タイプの外部電極であり、内部電極層１１の積層方向が第３方向ｄ３であることから、各々の回り込み部２０ｂの第３方向ｄ３で向き合う２つの部位（外面が矩形状を成す部位）の一方（図２（Ｂ）の下側の部位または上側の部位）が実装側部位（回路基板の外部電極対応の導体パッドと向き合う部位）として利用される。また、各外部電極２０は、下地金属層２１と中間金属層２２と導電性樹脂層２３と外部金属層２４とによって構成されている。

各下地金属層２１は、セラミック部品本体１０の第１方向ｄ１の端面それぞれを覆う矩形状の端面部２１ａと、当該端面の周囲４面（第２方向ｄ２の両端面と第３方向の両端面）の一部それぞれを覆う４角筒状の回り込み部２１ｂとを連続して有している。また、各中間金属層２２は、下地金属層２１の端面部２１ａそれぞれを覆う矩形状の端面部２２ａと、下地金属層２１の回り込み部２１ａそれぞれを覆う４角筒状の回り込み部２２ａとを連続して有している。さらに、各導電性樹脂層２３は、中間金属層２２の端面部２２ａそれぞれを覆う矩形状の端面部２３ａと、中間金属層２２の回り込み部２２ｂそれぞれを覆う４角筒状の回り込み部２３ｂとを連続して有しており、当該回り込み部２３ｂの第１方向寸法Ｄ１［２２ｂ］から当該端面部２３ａの厚さを減じた値は、中間金属層２２の回り込み部２２ｂの第１方向寸法Ｄ１［２２ｂ］よりも大きい。さらに、各外部金属層２４は、導電性樹脂層２３の端面部２３ａそれぞれを覆う矩形状の端面部２４ａと、導電性樹脂層２３の回り込み部２３ｂそれぞれを覆う４角筒状の回り込み部２４ｂとを連続して有している。

各下地金属層２１の主成分は、好ましくはニッケル、銅、パラジウム、白金、銀、金、これらの合金等から選択された金属である。また、各下地金属層２１の作製方法は、好ましくは金属ペーストをディップ法や印刷法等によって塗布し焼き付ける方法である。勿論、各下地金属層２１をスパッタリングや真空蒸着等の乾式メッキ法によって作製することも可能である。ちなみに、各下地金属層２１の端面部２１ａおよび回り込み部２１ｂの厚さの範囲としては１～１０μｍを例示することができ、各下地金属層２１の回り込み部２１ｂの第１方向寸法Ｄ１［２１ｂ］の範囲としては積層セラミックコンデンサＭＬＣＣの第１方向寸法Ｄ１［ＭＬＣＣ］の１／５０～１／１０を例示することができる。

各中間金属層２２の主成分は、好ましくは銅、スズ、ニッケル、金、亜鉛、これらの合金等から選択された金属であり、当該主成分は下地金属層２１の主成分と異ならせること、例えば各下地金属層２１の主成分がニッケルの場合に各中間金属層２２の主成分を銅とすることが望ましい。また、各中間金属層２２の作製方法は、好ましくは電解メッキ等の湿式メッキ法、または、スパッタリングや真空蒸着等の乾式メッキ法である。ちなみに、各中間金属層２２の端面部２２ａおよび回り込み部２２ｂの厚さの範囲としては１～５μｍを例示することができ、各中間金属層２２の回り込み部２２ｂの第１方向寸法Ｄ１［２２ｂ］の範囲としては下地金属層２１の回り込み部２１ｂの第１方向寸法Ｄ１［２１ｂ］の範囲に端面部２２ａの厚さを加えた範囲を例示することができる。

各導電性樹脂層２３の主成分は、好ましくはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等から選択された熱硬化性樹脂と、銅、スズ、ニッケル、金、亜鉛、これらの合金等から選択された金属から成る導電性フィラーとの混合物（導電性樹脂）である。導電性フィラーの形態は、好ましくは球状、扁平状、繊維状等であるが、導電性を確保できる形態であれば特段の制限はない。各導電性樹脂層２３の作製方法は、好ましくは導電性樹脂ペーストをディップ法や印刷法等によって塗布して熱硬化させる方法である。ちなみに、各導電性樹脂層２３の端面部２３ａの厚さの範囲としては３～１０μｍを、回り込み部２３ｂの肉厚部分の厚さの範囲としては５～２０μｍをそれぞれ例示することができ、各導電性樹脂層２３の回り込み部２３ｂの第１方向寸法Ｄ１［２３ｂ］の範囲としては後記外部金属層２４の回り込み部２４ｂの第１方向寸法Ｄ１［２４ｂ］の範囲から端面部２４ａの厚さを減じた範囲を例示することができる。

各外部金属層２４の主成分は、好ましくはスズ、銅、ニッケル、金、亜鉛、これらの合金等から選択された金属である。また、各外部金属層２４の作製方法は、好ましくは電解メッキ等の湿式メッキ法、または、スパッタリングや真空蒸着等の乾式メッキ法である。ちなみに、各外部金属層２４の端面部２４ａおよび回り込み部２４ｂの厚さの範囲としては１～５μｍを例示することができ、各外部金属層２４の回り込み部２４ｂの第１方向寸法Ｄ１［２４ｂ］の範囲としては積層セラミックコンデンサＭＬＣＣの第１方向寸法Ｄ１［ＭＬＣＣ］の１／８～１／３を例示することができる。

なお、図２（Ｂ）には、１層の外部金属層２４を描いているが、外部金属層２４を２層の金属層から構成してもよく、この場合には、内側金属層の主成分と外側金属層の主成分とを異ならせること、例えば内側金属層の主成分をニッケルとし外側金属層の主成分をスズとすることが望ましい。

次に、図３（図２（Ｂ）の部分拡大図）を用いて、本発明を図２に示した積層セラミックコンデンサＭＬＣＣに適用した場合の特徴事項について説明する。ちなみに、この説明は、各外部電極２０の回り込み部２０ｂにおける図２（Ｂ）の下側の部位を実装側部位（回路基板の外部電極対応の導体パッドと向き合う部位）として利用する場合を想定している。

図３に示したαは、各外部電極２０の回り込み部２０ｂの実装側部位（図２（Ｂ）の下側の部位）において、下地金属層２１の回り込み部２１ｂの実装側部位（図２（Ｂ）の下側の部位）における先端部分２１ｂ１の外面が、セラミック部品本体１０の表面（図２（Ｂ）の下端面）と成す先端角度である。また、図３に示したβは、各外部電極２０の回り込み部２０ｂの実装側部位（図２（Ｂ）の下側の部位）において、中間金属層２２の回り込み部２２ｂの実装側部位（図２（Ｂ）の下側の部位）における先端部分２２ｂ１の外面が、セラミック部品本体１０の表面（図２（Ｂ）の下端面）と成す先端角度である。ちなみに、図３から分かるように、下地金属層２１の回り込み部２１ｂの実装側部位における先端部分２１ｂ１は、中間金属層２２の回り込み部２２ｂの実装側部位における先端部分２２ｂ１によって覆われている。

本発明を図２に示した積層セラミックコンデンサＭＬＣＣに適用した場合の特徴事項は、前掲の先端角度αおよび先端角度βの設定にある。具体的には、
Ｆ１：先端角度αを２０°以下とし、かつ、先端角度βを２０°以下とした点（α≦２０
°＆β≦２０°）
が第１の特徴事項であり、
Ｆ２：先端角度αを３°以上とし、かつ、先端角度βを１°以上とした点（３°≦α＆１
°≦β）
Ｆ３：先端角度αを先端角度β以下とした点（α≦β）
Ｆ４：先端角度βから先端角度αを減じた値が１０°以下である点（１０°≦β－α）
が第２、第３、第４の特徴事項である。

ここで、図２に示した積層セラミックコンデンサＭＬＣＣの製造方法例について説明する。ちなみに、ここで説明する製造方法はあくまでも一例であって、図２に示した積層セラミックコンデンサＭＬＣＣの製造方法を制限するものではない。

製造に際しては、第１シートしてのセラミックグリーンシートと、当該第１シートに未焼成内部電極層パターンを形成した第２シートとを用意し、第１シートと第２シートを適宜積層し熱圧着して積層シートを作製する。続いて、積層シートをセラミック部品本体１０に対応するチップに分断し、当該チップをセラミックグリーンシートおよび未焼成内部電極層に応じた雰囲気および温度プロファイルにて焼成し、焼成後のチップをバレル研磨して、セラミック部品本体１０を作製する。続いて、セラミック部品本体１０の第１方向ｄ１の相対する２つの端部それぞれに下地金属層２１と中間金属層２２と導電性樹脂層２３と外部金属層２４を前述の方法によって順に作製する。ちなみに、図３を用いて説明した各下地金属層２１の回り込み部２１ｂの先端部分２１ｂ１の先端角度α、ならびに、各中間金属層２２の回り込み部２２ｂの先端部分２２ｂ１の先端角度βを異ならせる方法には、後述の《試作品の仕様》の仕様相違点の補足に記載した方法が適宜採用できる。

次に、図４（図３の部分拡大図）および図５を用いて、前述の特徴事項Ｆ１～Ｆ４の裏付けとなる試作品の仕様、観察結果および総合評価について説明する。後に補足するように、ここで説明する試作品のサイズはあくまでも一例であって、当該サイズは前述の特徴事項Ｆ１～Ｆ４を制限するものではない。

《試作品の仕様》
図５の「試作品」に示した試作品ＴＰ１～ＴＰ１６（図２に示した積層セラミックコンデンサＭＬＣＣに対応する積層セラミックコンデンサ）の仕様は、
・試作品ＴＰ１～ＴＰ１６のサイズは、第１方向寸法Ｄ１［ＴＰ１～ＴＰ１６］が１００
０μｍで第２方向寸法Ｄ２［ＴＰ１～ＴＰ１６］および第３方向寸法Ｄ３［ＴＰ１～Ｔ
Ｐ１６］が５００μｍ
・セラミック部品本体１０の内部電極層１１を除く部分の主成分がチタン酸バリウム、内
部電極層１１の主成分がニッケル
・各外部電極２０の第１方向寸法Ｄ１［２０］が２００μｍ
・各外部電極２０の下地金属層２１がニッケルを主成分とする焼き付け金属層、端面部２
１ａおよび回り込み部２１ｂの厚さが３μｍ、回り込み部２１ｂの第１方向寸法Ｄ１［
２１ｂ］が６０μｍ
・各外部電極２０の中間金属層２２が銅を主成分とする電解メッキ金属層、端面部２２ａ
および回り込み部２２ｂの厚さが１μｍ、回り込み部２２ｂの第１方向寸法Ｄ１［２２
ｂ］が６２μｍ
・各外部電極２０の導電性樹脂層２３がエポキシ樹脂および銅製導電性フィラーを主成分
とする熱硬化の導電性樹脂、端面部２３ａの厚さが３μｍ、回り込み部２２ｂの肉厚部
分の厚さが７μｍ、回り込み部２３ｂの第１方向寸法Ｄ１［２３ｂ］が１９８μｍ
・各外部電極２０の外部金属層２４がスズを主成分とする電解メッキ金属層、端面部２４
ａおよび回り込み部２４ｂの厚さが１μｍ、回り込み部２２ｂの第１方向寸法Ｄ１［２
４ｂ］が２００μｍ（＝各外部電極２０の第１方向寸法Ｄ１［２０］）
において共通しているが、図５の「先端角度α」と「先端角度β」から分かるように、
・各外部電極２０の下地金属層２１の回り込み部２１ｂの実装側部位における先端部分２
１ｂ１の「先端角度α」が１～３１°の範囲内で異なり、中間金属層２２の回り込み部
２２ｂの実装側部位における先端部分２２ｂ１の「先端角度β」が０．５～４４°の範
囲内で異なる点
においてその仕様を相違している。

前掲の仕様相違点について補足すると、試作品ＴＰ１～ＴＰ１６の各外部電極２０の下地金属層２１はニッケルを主成分とする焼き付け金属層であるため、ニッケルペーストの粘度や共材の割合や添加剤の割合等を変える他、焼き付け時の温度プロファイルを変えることによって「先端角度α」が異なるものを得ている。また、試作品ＴＰ１～ＴＰ１６の各外部電極２０の中間金属層２２は銅を主成分とする電解メッキ金属層であるため、メッキ液ｐＨやメッキ液温度やメッキ電流密度やメッキ時間等の条件を変えることによって「先端角度β」が異なるものを得ている。

なお、各外部電極２０の中間金属層２２を銅を主成分とするスパッタリング金属層とする場合には、作製対象（下地金属層２１が作製された後のセラミック部品本体１０）のターゲットに対する間隔や角度等（作製対象を回転運動させる場合を含む）を変える他、ガス圧力やスパッタ電力やスパッタ時間等の条件を変えることによって「先端角度β」が異なるものを得ることが可能である。

また、図５の「先端角度α」と「先端角度β」の基になっている角度αおよびβの測定方法について図４を用いて補足すると、当該角度αおよびβは、電子顕微鏡、例えば卓上顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ社製、ＴＭ３０３０Ｐｌｕｓ）を用い、〈Ｓ１１〉図４に相当する研磨後の断面において、セラミック部品本体１０の表面（図２（Ｂ）の下端面）に沿って基準線ＲＬを引いて当該基準線ＲＬ上の回り込み部２１ｂの内側に点Ａを定め、〈Ｓ１２〉下地金属層２１の回り込み部２１ｂの実装側部位における先端部分２１ｂ１の先端を通り基準線ＲＬと直交する第１直線Ｌ１を引くとともに、中間金属層２２の回り込み部２２ｂの実装側部位における先端部分２２ｂ１の先端を通り基準線ＲＬと直交する第２直線Ｌ２を引いて、第１直線Ｌ１と基準線ＲＬとの交点をＯとし、第２直線Ｌ２と基準線ＲＬとの交点をＯ’とし、〈Ｓ１３〉第１直線Ｌ１と平行で当該第１直線Ｌ１から図中左側に１μｍ離れた第１補助線Ｌ１ａを引くとともに、第２直線Ｌ２と平行で当該第２直線Ｌ２から図中左側に１μｍ離れた第２補助線Ｌ２ａを引き、第１補助線Ｌ１ａと先端部分２１ｂ１の外面との交点をＢとし、第２補助線Ｌ２ａと先端部分２２ｂ１の外面との交点をＢ’とし、〈Ｓ１４〉点Ａと点Ｏと点Ｂとが成す角度（＝∠ＡＯＢ）を測定してこれを角度αとし、点Ａと点Ｏ’と点Ｂ’とが成す角度（＝∠ＡＯＢ）を測定してこれを角度βとする、ことによって行っている。

さらに、図５の「先端角度α」と「先端角度β」について補足すると、当該「先端角度α」と「先端角度β」は、用意した試作品ＴＰ１～ＴＰ１６それぞれに対し、〈Ｓ２１〉第２方向ｄ２の位置が異なる４つの断面（図４に相当する研磨後の４つの断面）、具体的には試作品ＴＰ１～ＴＰ１６の第２方向寸法Ｄ２［ＴＰ１～ＴＰ１６］の３０～５０％に相当する中央部分で得た４つの断面（図４に相当する研磨後の４つの断面）それぞれにおいて前述の角度αおよびβの測定を行い、〈Ｓ２２〉計４の角度αの測定値の平均値を「先端角度α」とし、計４の角度βの測定値の平均値を「先端角度β」とする、ことによって行っている。すなわち、試作品ＴＰ１は角度αの前記平均値が図５の「先端角度α」に記した１°に該当し、かつ、角度βの前記平均値が図５の「先端角度β」に記した０．５°に該当する試作品であり、他の試作品ＴＰ２～ＴＰ１６は角度αの前記平均値が図５の「先端角度α」に記した値に該当し、かつ、角度βの前記平均値が図５の「先端角度β」に記した値に該当する試作品である。

《観察結果》
図５の「連続性」は、各試作品ＴＰ１～ＴＰ１６に該当する３０個それぞれに対して、各々の下地金属層２１の回り込み部２１ｂの実装側部位における先端部分２１ｂ１の連続性と、中間金属層２２の回り込み部２２ｂの実装側部位における先端部分２２ｂ１の連続性を観察した結果を示している。ちなみに、この観察には、電子顕微鏡、例えば卓上顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ社製、ＴＭ３０３０Ｐｌｕｓ）を用いている。すなわち、３０個のうち１個でも下地金属層２１の回り込み部２１ｂの実装側部位における先端部分２１ｂ１と中間金属層２２の回り込み部２２ｂの実装側部位における先端部分２２ｂ１の少なくとも一方に分断や切れ目等が確認された場合には、該当する試作品に連続性無し（×）と記し、３０個のうちいずれにも分断や切れ目等が確認されなかった場合には、該当する試作品に連続性有り（○）を記している。

図５の「クラック発生」は、各試作品ＴＰ１～ＴＰ１６に該当する３０個それぞれに対して後述する撓み試験を実施した後に、各々のセラミック本体１０におけるクラック有無を観察した結果を示している。ちなみに、この観察には、光学顕微鏡、例えばデジタルマイクロスコープ（ｋｅｙｅｎｃｅ社製、ＶＨＸ６０００）を用いている。すなわち、３０個のうちでセラミック部品本体１０にクラックＣＲ（図１（Ｂ）を参照）が確認された場合には該当する試作品にｎ／３０（ｎは１以上の整数）を記し、３０個のうちいずれにもセラミック部品本体１０にクラックＣＲが確認されなかった場合には該当する試作品に０／３０を記している。ちなみに、試作品ＴＰ１およびＴＰ２は前掲の「連続性」において連続性無し（×）の評価が為されたため、「クラック発生」については観察していない。

前掲の撓み試験について補足すると、各３０個の試作品ＴＰ１～ＴＰ１６それぞれををＪＩＳ－Ｃ－６４８４準拠のガラスエポキシ基板の一面に半田付けした後、当該ガラスエポキシ基板の一面における試作品半田付け箇所から両側４５ｍｍのところを駒で支えた状態で、半田付けされた試作品と向き合う当該ガラスエポキシ基板の他面部位を押圧治具（押圧部が曲率半径５ｍｍの曲面から成るもの）で０．５ｍｍ／ｓｅｃの一定速度で下側に押圧して変形させ、当該変形過程で試作品に１２．５％以上の容量低下が生じたときに押圧を解除する、ことによって行っている。

なお、撓み試験の押圧解除方法としては、半田付けされた試作品と向き合うガラスエポキシ基板の他面部位を押圧治具で一定速度で下側に押圧して変形させ、当該ガラスエポキシ基板の変形量が所定値、例えば１０ｍｍに達したときに押圧を解除すること、によって行うようにしてもよい。

図５の「クラック角度θ」は、各試作品ＴＰ１～ＴＰ１６に該当する３０個それぞれに対して前述の撓み試験を実施した後に、各々のセラミック部品本体１０にクラックＣＲ（図１（Ｂ）を参照）が確認された試作品（試作品ＴＰ１２～ＴＰ１６）において、当該クラックＣＲの角度θを測定した結果を示している。ちなみに、試作品ＴＰ１２～ＴＰ１６の「クラック角度θ」に記した値から分かるように、これら試作品ＴＰ１２～ＴＰ１６はサイズが同じであるため、背景技術でも述べたように各々の「クラック角度θ」は近似した値となっている。

図５の「クラック角度θ」について補足すると、当該「クラック角度θ」は、光学顕微鏡、例えばデジタルマイクロスコープ（ｋｅｙｅｎｃｅ社製、ＶＨＸ６０００）を用い、セラミック部品本体１０にクラックＣＲ（図１（Ｂ）を参照）が確認された試作品ＴＰ１２～ＴＰ１６それぞれに対し、〈Ｓ３１〉図４に相当する研磨後の断面において、セラミック部品本体１０の表面（図２（Ｂ）の下端面）に沿って基準線ＲＬを引くとともに、クラックＣＲに沿う近似線を引いて、基準線ＲＬと近似線とが成す角度θを測定し、〈Ｓ３２〉「クラック発生」が複数個確認された試作品にあっては測定により得た複数の角度θの平均値を「クラック角度θ」とし、「クラック発生」が１個確認された試作品にあっては測定により得た角度θを「先端角度θ」とする、ことによって行っている。

《総合評価》
図５の「連続性」の観察結果からすると、試作品ＴＰ１およびＴＰ２は下地金属層２１の回り込み部２１ｂの実装側部位における先端部分２１ｂ１と中間金属層２２の回り込み部２２ｂの実装側部位における先端部分２２ｂ１の少なくとも一方に分断や切れ目等が確認されている。しかしながら、実際の観察では、試作品ＴＰ１およびＴＰ２の下地金属層２１の回り込み部２１ｂの実装側部位における先端部分２１ｂ１に分断や切れ目等が確認されたものの、試作品ＴＰ２の中間金属層２２の回り込み部２２ｂの実装側部位における先端部分２２ｂ１には分断や切れ目等が確認されなかったため、「先端角度α」の現実的な下限値は３°で「先端角度β」の現実的な下限値は１°となる。

図５の「クラック発生」の観察結果からすると、試作品ＴＰ３～ＴＰ１１はセラミック部品本体１０にクラックＣＲ（図１（Ｂ）を参照）が確認されなかったため、「先端角度α」の現実的な上限値は２０°で「先端角度β」の現実的な上限値は２０°となる。すなわち、前掲の連続性に基づく下限値を交えると、「先端角度α」の好ましい範囲は３～２０°、「先端角度β」の好ましい範囲は１～２０°となる。

また、図５の「クラック発生」の観察結果、特に試作品ＴＰ１２およびＴＰ１３の観察結果からすると、「先端角度α」が「先端角度β」よりも大きい試作品ＴＰ１３の「クラック発生」の個数が「先端角度α」が「先端角度β」よりも小さい試作品ＴＰ１２の「クラック発生」の個数よりも多いことから、「先端角度α」と「先端角度β」との大小関係は、試作品ＴＰ３～ＴＰ１１の「先端角度α」および「先端角度β」の大小関係を考慮すると、「先端角度α」を「先端角度β」以下とすることが好ましい。

さらに、図５の「クラック発生」の観察結果、特に試作品ＴＰ１５およびＴＰ１６の観察結果からすると、「先端角度α」が「先端角度β」以下であっても、両者の角度差が１０°を超える試作品ＴＰ１６の「クラック発生」の個数が両者の角度差が１０°である試作品ＴＰ１５の「クラック発生」の個数よりも顕著に多いことから、「先端角度α」が「先端角度β」以下の場合の両者の角度差は、「先端角度β」から「先端角度α」を減じた値が１０°以下とすることが好ましい。

なお、図５の「クラック発生」の観察と「クラック角度θ」の測定において、セラミック部品本体１０にクラックＣＲ（図１（Ｂ）を参照）が確認されなかった試作品ＴＰ３～ＴＰ１１とクラックＣＲが確認された試作品ＴＰ１２～ＴＰ１６とを比較したところ、セラミック部品本体１０にクラックＣＲが確認されなかった試作品ＴＰ３～ＴＰ１１にあっては導電性樹脂層２３の回り込み部２３ｂの実装側部位がセラミック部品本体１０から剥離している傾向が確認されている。すなわち、前述の撓み試験において試作品ＴＰ３～ＴＰ１１の半田付け箇所に応力がかかった場合でも、当該応力が導電性樹脂層２３の回り込み部２３ｂの実装側部位を剥離する力に変換されたために、セラミック部品本体１０にクラックＣＲが発生しなかったと推測される。

この推測に基づくと、少なくとも前述の特徴事項Ｆ１を満足していれば、セラミック部品本体１０にクラックＣＲ（図１（Ｂ）を参照）が発生することを極力防止して所期の課題を解決できると言える。

次に、前述の特徴事項Ｆ１～Ｆ４の裏付けとなる別の試作品の仕様、観察結果および総合評価について補足する。

別の試作品ＴＰ２１～ＴＰ３６（図２に示した積層セラミックコンデンサＭＬＣＣに対応する積層セラミックコンデンサ）の仕様は、各々のサイズ、すなわち、第１方向寸法Ｄ１［ＴＰ２１～ＴＰ３６］が１６００μｍで第２方向寸法Ｄ２［ＴＰ２１～ＴＰ３６］および第３方向寸法Ｄ３［ＴＰ２１～ＴＰ３６］が８００μｍであること以外は、前記試作品ＴＰ１～ＴＰ１６と同じである。

図示を省略したが、別の試作品ＴＰ２１～ＴＰ３６に対し、前述と同じ方法にて「連続性」と「クラック発生」と「クラック角度」を観察および測定したところ、「連続性」と「クラック発生」については同様の結果が得られること、すなわち、「総合評価」についても同様の結果が得られることが確認されている。ちなみに、「クラック角度θ」については、別の試作品ＴＰ３２～ＴＰ３６の「クラック角度θ」が試作品ＴＰ１２～ＴＰ１６の「クラック角度θ」よりも約５°小さくなっているものの、これら試作品ＴＰ３２～ＴＰ３６はサイズが同じであるため、背景技術でも述べたように各々の「クラック角度θ」は近似した値となっていることも確認されている。

つまり、図２に示した積層セラミックコンデンサＭＬＣＣと基本構造が同じ積層セラミックコンデンサであれば、そのサイズ、すなわち、第１方向寸法Ｄ１［積層セラミックコンデンサ］と第２方向寸法Ｄ２［積層セラミックコンデンサ］と第３方向寸法Ｄ３［積層セラミックコンデンサ］が異なっていても、少なくとも前述の特徴事項Ｆ１を満足していれば、セラミック部品本体にクラックＣＲ（図１（Ｂ）を参照）が発生することを極力防止して所期の課題を解決できると言える。

また、前述の推測ならびに別の試作品の総合評価を踏まえると、クラック発生有無は前述の「先端角度α」と「先端角度β」に依存すると考えられるため、図２に示した積層セラミックコンデンサＭＬＣＣと類似のセラミック部品本体および各外部電極を有する他種のセラミック電子部品、例えば積層セラミックバリスタや積層セラミックインダクタや積層セラミックコンデンサアレイや積層セラミックＬＣ複合部品や積層セラミックＬＣＲ複合部品等であっても、少なくとも前述の特徴事項Ｆ１を満足していれば、セラミック部品本体にクラックＣＲ（図１（Ｂ）を参照）が発生することを極力防止して所期の課題を解決できると言える。

次に、各外部電極（２０）の回り込み部（２０ｂ）の他の部位に対する前述の特徴事項Ｆ１～Ｆ４の適用について補足する。

図２に示した積層セラミックコンデンサＭＬＣＣにあっては、各外部電極２０の回り込み部２０ｂの第３方向ｄ３で向き合う２つの部位の一方（図２（Ｂ）の下側の部位または上側の部位）を実装側部位（回路基板の外部電極対応の導体パッドと向き合う部位）として利用することができるため、図２（Ｂ）の下側の部位のみならず、図２（Ｂ）の上側の部位にも少なくとも前述の特徴事項Ｆ１を適用することが望ましい。

また、図２に示した積層セラミックコンデンサＭＬＣＣと類似のセラミック部品本体および各外部電極を有する他種のセラミック電子部品にあっては、各外部電極の回り込み部の第３方向ｄ３で向き合う２つの部位と第２方向ｄ２で向き合う２つの部位のうちの１つが実装側部位（回路基板の外部電極対応の導体パッドと向き合う部位）として利用されることもあり得るため、このような場合には、各外部電極の回り込み部の４つの部位の全てに少なくとも前述の特徴事項Ｆ１を適用することが望ましい。

ＭＬＣＣ…積層セラミックコンデンサ、１０…セラミック部品本体、１１…内部電極層、１２…誘電体層、２０…外部電極、２０ａ…端面部、２０ｂ…回り込み部、２１…下地金属層、２１ａ…端面部、２１ｂ…回り込み部、２１ｂ１…先端部分、α…先端角度、２２…中間金属層、２２ａ…端面部、２２ｂ…回り込み部、２２ｂ１…先端部分、β…先端角度、２３…導電性樹脂層、２２ａ…端面部、２２ｂ…回り込み部、２４…外部金属層、２４ａ…端面部、２４ｂ…回り込み部。

Claims (22)

1. 直方体状のセラミック部品本体の相対する２つの端部それぞれに、導電性樹脂層を内部に有する外部電極を備えたセラミック電子部品であって、
   前記セラミック部品本体の相対する２つの面の対向方向を第１方向、他の相対する２つの面の対向方向を第２方向、残りの相対する２つの面の対向方向を第３方向とし、各方向に沿う寸法をそれぞれ第１方向寸法、第２方向寸法、第３方向寸法としたとき、
   前記外部電極それぞれは、〈１〉前記セラミック部品本体の第１方向の端面それぞれを覆う端面部と、当該端面の周囲４面の一部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する下地金属層と、〈２〉前記下地金属層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記下地金属層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する中間金属層と、〈３〉前記中間金属層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記中間金属層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する導電性樹脂層と、〈４〉前記導電性樹脂層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記導電性樹脂層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する外部金属層とを備えており、
   前記下地金属層の回り込み部の前記端面の前記周囲４面のうちの少なくとも一つの面に設けられた部分において、当該下地金属層の回り込み部の先端部分の外面が前記セラミック部品本体の表面と成す先端角度αが２０°以下であり、かつ、当該中間金属層の回り込み部の先端部分の外面が前記セラミック部品本体の表面と成す先端角度βが２０°以下である、
   セラミック電子部品。
2. 前記下地金属層の回り込み部の前記先端角度α及び前記先端角度βが規定された面と対向する面に設けられた部分において、当該下地金属層の回り込み部の先端部分の外面が前記セラミック部品本体の表面と成す先端角度αが２０°以下であり、かつ、当該中間金属層の回り込み部の先端部分の外面が前記セラミック部品本体の表面と成す先端角度βが２０°以下である、
   請求項１のセラミック電子部品。
3. 前記下地金属層の回り込み部の前記端面の前記周囲４面のうちの少なくとも一つの面に設けられた部分は基板へ実装する部分である、
   請求項１または２のセラミック電子部品。
4. 前記下地金属層の回り込み部の先端部分は、前記中間金属層の回り込み部の先端部分によって覆われている、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
5. 前記先端角度αが３°以上であり、かつ、前記先端角度βが１°以上である、
   請求項１～４のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
6. 前記先端角度αが前記先端角度β以下である、
   請求項１～５のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
7. 前記先端角度βから前記先端角度αを減じた値が１０°以下である、
   請求項１～６のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
8. 前記下地金属層は、金属ペーストの塗布および焼き付けによって作製されたものであり、
   前記中間金属層は、湿式または乾式メッキ法によって作製されたものであり、
   前記導電性樹脂層は、導電性樹脂の塗布および熱硬化により作製されたものであり、
   前記外部金属層は、湿式または乾式メッキ法によって作製されたものである、
   請求項１～７のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
9. 前記セラミック電子部品は、積層セラミックコンデンサである、
   請求項１～８のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
10. 前記セラミック部品本体内に設けられた内部電極層の主成分は、ニッケル、銅、パラジウム、白金、銀、金、これらの合金等から選択された金属である、
    請求項１～９のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
11. 前記下地金属層の主成分は、ニッケル、銅、パラジウム、白金、銀、金、これらの合金等から選択された金属である、
    請求項１～１０のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
12. 前記下地金属層の端面部および回り込み部の厚さの範囲は、１～10μｍの範囲である、
    請求項１～１１のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
13. 前記中間金属層の主成分は、銅、スズ、ニッケル、金、亜鉛、これらの合金等から選択された金属である、
    請求項１～１２のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
14. 前記中間金属層の主成分は、前記下地金属層の主成分と異なる金属である、
    請求項１～１３のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
15. 前記中間金属層の主成分は、銅であり、前記下地金属層の主成分は、ニッケルである、
    請求項１３に記載のセラミック電子部品。
16. 直方体状のセラミック部品本体の相対する２つの端部それぞれに、導電性樹脂層を内部に有する外部電極を備えたセラミック電子部品の製造方法であって、
    前記セラミック部品本体の相対する２つの面の対向方向を第１方向、他の相対する２つの面の対向方向を第２方向、残りの相対する２つの面の対向方向を第３方向とし、各方向に沿う寸法をそれぞれ第１方向寸法、第２方向寸法、第３方向寸法としたとき、
    前記外部電極それぞれは、〈１〉前記セラミック部品本体の第１方向の端面それぞれを覆う端面部と、当該端面の周囲４面の一部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する下地金属層と、〈２〉前記下地金属層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記下地金属層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する中間金属層と、〈３〉前記中間金属層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記中間金属層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有し、当該回り込み部の第１方向寸法から当該端面部の厚さを減じた値が、前記中間金属層の回り込み部の第１方向寸法よりも大きい導電性樹脂層と、〈４〉前記導電性樹脂層の端面部それぞれを覆う端面部と、前記導電性樹脂層の回り込み部それぞれを覆う回り込み部とを連続して有する外部金属層とを備えており、
    前記下地金属層の回り込み部の少なくとも実装側部位と前記中間金属層の回り込み部の少なくとも実装側部位において、当該下地金属層の回り込み部の先端部分の外面が前記セラミック部品本体の表面と成す先端角度αを２０°以下とし、かつ、当該中間金属層の回り込み部の先端部分の外面が前記セラミック部品本体の表面と成す先端角度βを２０°以下とする、
    セラミック電子部品の製造方法。
17. 前記下地金属層の回り込み部の先端部分を、前記中間金属層の回り込み部の先端部分によって覆うようにする、
    請求項１６に記載のセラミック電子部品の製造方法。
18. 前記先端角度αを３°以上とし、かつ、前記先端角度βを１°以上とする、
    請求項１６または１７に記載のセラミック電子部品の製造方法。
19. 前記先端角度αを前記先端角度β以下とする、
    請求項１６～１８のいずれか１項に記載のセラミック電子部品の製造方法。
20. 前記先端角度βから前記先端角度αを減じた値を１０°以下とする、
    請求項１６～１９のいずれか１項に記載のセラミック電子部品の製造方法。
21. 前記下地金属層を、金属ペーストの塗布および焼き付けによって作製し、
    前記中間金属層を、湿式または乾式メッキ法によって作製し、
    前記導電性樹脂層を、導電性樹脂の塗布および熱硬化により作製し、
    前記外部金属層を、湿式または乾式メッキ法によって作製する、
    請求項１６～２０のいずれか１項に記載のセラミック電子部品の製造方法。
22. 前記セラミック電子部品は、積層セラミックコンデンサである、
    請求項１６～２１のいずれか１項に記載のセラミック電子部品の製造方法。

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