JP7276646B2 - セラミック電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、外部電極が形成されたセラミック電子部品に関し、たとえば積層セラミックコンデンサに関する。

積層セラミックコンデンサとして、たとえば特許文献１および特許文献２に示す電子部品が知られている。

特許文献１には、熱衝撃試験後においても内部電極層と外部電極との接合を良好にするために、所定の金属粒子と熱硬化性樹脂を含む外部電極を有する積層セラミック電子部品が開示されている。

また、特許文献２では、積層セラミック素体の外面の一部にガラス層を設け、ガラス層を覆うよう外部電極ペーストを塗布し、焼き付けて外部電極を形成している。

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、熱衝撃試験後に積層体の側面に形成された外部電極の回り込み部が剥離し易いという問題がある。

また、特許文献２に記載の構造では、外部電極は焼き付けで形成されるので、撓みや熱衝撃による応力を緩和する効果が足りていないという問題がある。

近年では、携帯電話などのデジタル電子機器に使用される電子回路の小型化および大容量化が急速に進んでおり、耐熱衝撃性が高いと共に強度が高い積層セラミックコンデンサが要求されている。

国際公開第２０１４／０９７８２２号明細書 特開２０１１－２０４７７８号公報

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、耐熱衝撃性が高いと共に、強度が高いセラミック電子部品を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明のセラミック電子部品は以下の通りである。

［１］誘電体層と内部電極層とが交互に積層された素子本体と、前記内部電極層の少なくとも一部と電気的に接続する樹脂電極層を持つ外部電極と、を有するセラミック電子部品であって、
前記外部電極は、
前記内部電極層が引き出される前記素子本体の端面を覆う外部電極端面部と、
前記素子本体の側面を前記外部電極端面部に連続して覆う外部電極延長部と、を有し、
前記素子本体の前記側面と前記外部電極延長部に位置する前記樹脂電極層との間に中間層を有するセラミック電子部品。

上記［１］の具体的態様として下記の態様が例示される。

［２］前記中間層は、絶縁性である前記［１］に記載のセラミック電子部品。

［３］前記中間層は、ガラス成分で構成されている前記［１］または［２］に記載のセラミック電子部品。

［４］前記樹脂電極層は、ＳｎおよびＣｕからなる元素ａと、樹脂とを含み、
前記樹脂電極層におけるＳｎの含有量は、前記樹脂電極層における前記元素ａの合計の含有量に対して２５質量％～３６．５質量％である前記［１］～［３］のいずれかに記載のセラミック電子部品。

［５］前記樹脂電極層は、さらに元素ｂとして、Ａｌ、ＳｂおよびＺｎからなる群から選ばれる１つ以上を含み、
前記樹脂電極層における前記元素ｂの合計の含有量は、前記樹脂電極層における前記元素ａの合計の含有量に対して１質量％～２５質量％である前記［１］～［４］のいずれかに記載のセラミック電子部品。

［６］前記側面に対する前記外部電極延長部の被覆率を電極被覆率とし、
前記側面に対する前記中間層の被覆率を中間層被覆率としたとき、
前記中間層被覆率は前記電極被覆率よりも高い前記［１］～［５］のいずれかに記載のセラミック電子部品。

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断面図である。 図２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外部電極一部の断面図である。 図３は、図１に示す積層セラミックコンデンサの製造過程を示す要部断面図である。 図４は、本実施例の限界たわみ試験の方法を説明する模式図である。

１．積層セラミックコンデンサ
本発明の一実施形態として、積層セラミックコンデンサについて説明する。図１に、一般的な積層セラミックコンデンサ１の断面図を示す。

積層セラミックコンデンサ１は、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面に実質的に平行な誘電体層２と内部電極層３とを有し、誘電体層２と内部電極層３とがＺ軸の方向に沿って交互に積層された素子本体１０を有する。なお、図において、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、相互に垂直である。

ここで、「実質的に平行」とは、ほとんどの部分が平行であるが、多少平行でない部分を有していてもよいことを意味し、誘電体層２と内部電極層３は、多少、凹凸があったり傾いていたりしてもよいという趣旨である。

素子本体１０のサイズに特に制限はないが、Ｘ０は１．０ｍｍ～５．７ｍｍであり、Ｙ０は０．５ｍｍ～５．０ｍｍであり、Ｚ０は０．５ｍｍ～３．０ｍｍである。

内部電極層３は、各端部が素子本体１０の対向する二端面の表面に交互に露出するように積層してある。一対の外部電極４は、素子本体１０の両端面１０ａに形成され、交互に配置された内部電極層３の露出端に接続されて、コンデンサ回路を構成する。

１－１．誘電体層
誘電体層２の厚みは、特に限定されないが、３０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２．５μｍ～２０μｍである。

誘電体層２の積層数は、特に限定されないが、好ましくは２０以上であり、より好ましくは５０以上である。

誘電体層２の材料としては、特に限定されず、たとえばＡＢＯ_３などのペロブスカイト構造の誘電体材料やニオブ酸アルカリ系セラミック、タングステンブロンズ型誘電体材料を主成分として構成される。副成分としては、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムのようなアルカリ金属化合物、酸化マンガン、希土類元素酸化物、酸化バナジウムなどが挙げられるがこれらに限定されない。その含有量も組成等に応じて適宜決定すればよい。

１－２．内部電極層
内部電極層３に含有される導電材は特に限定されず、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｐｔなどの金属、またはそれらの合金を用いることができる。Ｎｉ合金としては、Ｍｎ、Ｃｒ、ＣｏおよびＡｌから選ばれる１つ以上の元素とＮｉとの合金が好ましく、合金中のＮｉ含有量は９５質量％以上であることが好ましい。なお、ＮｉまたはＮｉ合金中には、Ｐなどの各種微量成分が０．１質量％程度以下含まれていてもよい。また、内部電極層３は、市販の電極用ペーストを使用して形成してもよい。内部電極層３の厚みは用途等に応じて適宜決定すればよい。

１－３．外部電極
図２に示すように、本実施形態の外部電極４は、内部電極層３が引き出される素子本体１０の端面１０ａを覆う外部電極端面部４ａと、素子本体１０の側面１０ｂを外部電極端面部４ａに連続して覆う外部電極延長部４ｂと、を有する。

なお、図１および図２には示していないが、素子本体１０のＹ軸方向に垂直な側面１０ｂにも、素子本体１０を外部電極端面部４ａに連続して覆う外部電極延長部４ｂが形成されている。

外部電極４は、内部電極層３の少なくとも一部と電気的に接続するように素子本体１０の端面１０ａを覆う樹脂電極層４１を有する。

樹脂電極層４１は、外部電極端面部４ａから外部電極延長部４ｂへと連続して形成してある。

また、樹脂電極層４１の表面には第１めっき層４２が形成されており、第１めっき層４２の表面には第２めっき層４３が形成されている。

なお、図２では、一方の外部電極４について示してあるが、他方の外部電極においても、同様の構成を有している。

ただし、Ｘ軸方向の両端に位置する外部電極延長部４ｂ，４ｂ同士は、Ｘ軸方向に離れており、絶縁されている。

すなわち、図１および図２に示すようにＺ－Ｘ平面に平行な面における積層セラミックコンデンサ１の断面において、素子本体１０のＸ軸方向の長さをＸ０とし、外部電極延長部４ｂの長さをＸＥとしたとき、ＸＥ／Ｘ０は１／２より小さく、好ましくは１／３以下であり、さらに好ましくは１／４以下である。

なお、ＸＥの下限は、１５０μｍであることが好ましい。

１－３－１．樹脂電極層
樹脂電極層４１は、ＳｎおよびＣｕからなる元素ａと、樹脂とを含む。樹脂電極層４１におけるＳｎの含有量は、樹脂電極層４１における元素ａの合計（Ｓｎ＋Ｃｕ）の含有量に対して２５質量％～３６．５質量％である。これにより、耐熱衝撃性が高くなると共に、強度が高くなる。樹脂電極層４１におけるＳｎの含有量は、樹脂電極層４１における元素ａの合計の含有量に対して２８質量％～３４質量％であることが好ましい。

なお、ここで、「耐熱衝撃性」とは、－５５℃～１５０℃の間の熱衝撃試験後の積層セラミックコンデンサ１において外部電極４の剥がれが発生し難いことをいう。

また、積層セラミックコンデンサ１の強度の評価方法は特に限定されないが、たとえば、限界たわみ試験により評価することができる。すなわち、限界たわみ試験において、たわみ量が大きい場合に「強度」が高いと評価することができる。

樹脂としては、特に限定されず、熱硬化性樹脂または紫外線硬化型樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、たとえばフェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などを用いることができる。紫外線硬化型樹脂としては、たとえばウレタンアクリレート、アクリル樹脂アクリレート、エポキシアクリレートなどを用いることができる。

なお、樹脂電極層４１に用いられる熱硬化性樹脂の硬化温度は２００℃以下であることが好ましい。これにより、樹脂電極層４１を形成する際に、高温になり過ぎず、中間層５と素子本体１０の間、特に中間層５と誘電体層２における反応を抑制することができ、その結果、外部電極４の剥がれが抑制され、積層セラミックコンデンサ１の耐熱衝撃性が高くなると共に、強度が高くなる。

樹脂電極層４１における元素ｂの合計（Ａｌ＋Ｓｂ＋Ｚｎ）の含有量は、樹脂電極層４１における元素ａの合計（Ｓｎ＋Ｃｕ）の含有量に対して１質量％～２５質量％であることが好ましい。これにより、素子本体１０の側面１０ｂと外部電極延長部４ｂにおいて、応力の集中を抑制することができる。その結果、耐熱衝撃性がより高くなると共に、強度がより高くなる。樹脂電極層４１における元素ｂの合計（Ａｌ＋Ｓｂ＋Ｚｎ）の含有量は、樹脂電極層４１における元素ａの合計（Ｓｎ＋Ｃｕ）の含有量に対して３質量％～１５質量％であることがより好ましい。

樹脂電極層４１は、その他、ガラス成分や他の金属を含んでもよい。樹脂電極層４１に用いられる他の金属としては、たとえばＡｇなどを用いることができる。

樹脂電極層４１の厚みは、特に限定されないが、たとえば５μｍ～５００μｍであることが好ましい。

１－３－２．第１めっき層、第２めっき層
第１めっき層４２および第２めっき層４３は、特に限定されないが、たとえばＮｉめっき層、Ｓｎめっき層、Ｃｕめっき層、Ｐｄめっき層またはＡｕめっき層である。

第１めっき層および第２めっき層の厚みは、特に限定されないが、それぞれ０．５μｍ～５．０μｍであることが好ましい。

また、図１および図２では、第１めっき層４２および第２めっき層４３が形成されているが、第２めっき層が形成されず第１めっき層４２だけが形成されている構成でもよいし、第１めっき層および第２めっき層の両方が形成されていない構成であってもよい。さらに、第１めっき層４２および第２めっき層４３の外層にさらに１層以上のめっき層を形成してもよい。

１－４．中間層
図１および図２に示すように、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１は、外部電極延長部４ｂと、素子本体１０の側面１０ｂとの間に、中間層５を有する。これにより、耐熱衝撃性が高くなると共に、強度が高くなる。

なお、図示していないが、素子本体１０のＹ軸方向に垂直な側面１０ｂにおいても、外部電極延長部４ｂと、素子本体１０の側面１０ｂとの間に、中間層５を有する。また、Ｙ軸方向に垂直な側面１０ｂに形成された中間層５はＺ軸方向に垂直な側面１０ｂに形成された中間層５に連続している。

また、本実施形態では、Ｚ軸方向に垂直な側面１０ｂとＹ軸方向に垂直な側面１０ｂをまとめて「側面１０ｂ」とすることがある。

側面１０ｂに対する中間層５の被覆率を中間層被覆率とする。また、側面１０ｂに対する外部電極延長部４ｂの被覆率を電極被覆率とする。この場合、中間層被覆率は電極被覆率よりも高い。すなわち、本実施形態では、図２に示すように、外部電極延長部４ｂよりも中間層５の方がＸ軸方向に長く延びた構成となっている。このような構成により、中間層５を介して素子本体１０の側面１０ｂへの外部電極延長部４ｂの密着性が高まり、積層セラミックコンデンサ１の耐熱衝撃性がより高くなると共に、強度がより高くなる。中間層被覆率をＣＭ（％）とし、電極被覆率をＣＥ（％）としたとき、（ＣＭ－ＣＥ）（％）は、好ましくは１．５％～１０％である。

また、図１および図２に示すようにＺ－Ｘ平面に平行な面における積層セラミックコンデンサ１の断面において、素子本体１０のＸ軸方向の長さをＸ０とし、中間層５の長さをＸＭとし、外部電極延長部４ｂの長さをＸＥとしたとき、｛１００×（ＸＭ－ＸＥ）／Ｘ０｝（％）は１．５％～１０％である。このような構成により、積層セラミックコンデンサ１の耐熱衝撃性がより高くなると共に、強度がより高くなる。

ＸＭ／Ｘ０は１／２であってもよく、すなわち、Ｘ軸方向に連続した構成であってもよい。たとえば、図２では、中間層５は、素子本体１０の端面１０ａからＸ軸方向に所定長さＸＭの範囲内（端面１０ａの近く）にのみ形成されているが、中間層５は、側面１０ｂのＸ軸方向の端から端まで途切れずに連続していてもよい。

中間層５の材質は特に限定されず、絶縁性の材質であっても、導電性の材質であってもよい。また、中間層５の材質は、たとえばガラス、アルミナ系コンポジット材料、ジルコニア系コンポジット材料などが例示されるが、ガラス成分であることが好ましく、Ｓｉを主成分とするガラスであることがより好ましい。中間層５はＳｉ以外にＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｐ、Ｚｎ、Ａｌなどを含んでいてもよい。また、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＺｒＯ_３、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＯなどを含んでいてもよい。

また、中間層５の材質は軟化点が６００℃以上９５０℃以下であるガラスが好ましい。これにより、中間層５を構成するガラスを焼き付ける際に、誘電体層２のセラミック粒子の粒成長を防ぐことができ、信頼性などの特性の劣化を抑制することができる。また、中間層５と外部電極４との密着性が高まり、積層セラミックコンデンサ１の耐熱衝撃性がより高くなると共に、強度がより高くなる。中間層５に用いられるガラスの軟化点は６００℃以上８５０℃以下であることがより好ましい。

本実施形態の中間層５を構成するＳｉを主成分とするガラスは、ガラスの合計量に対するＳｉの含有量が２５質量％～７０質量％であることが好ましい。これにより、耐熱衝撃性がより高くなると共に、強度がより高くなる。

Ｓｉを主成分とするガラスとしては、たとえばＳｉ－Ｂ－Ｚｎ－Ｏ系ガラスまたはＳｉ－Ａｌ－Ｍ－Ｏ系ガラス（Ｍはアルカリ土類金属）などが挙げられ、この他ガラス成分として、ＢａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、アルカリ金属、ＣａＯ、ＳｒＯを含んでもよい。

本実施形態のＳｉ－Ｂ－Ｚｎ－Ｏ系ガラスはガラス成分中に、酸化物に換算するとＳｉＯ_２を２０質量％～７０質量％含み、Ｂ_２Ｏ_３を１質量％～２０質量％含み、ＺｎＯを１質量％～６０質量％含むことが好ましい。これによりガラスの軟化点を適切な範囲内にし易くなる。

また、本実施形態のＳｉ－Ｂ－Ｚｎ－Ｏ系ガラスはガラス成分中に、酸化物に換算するとＳｉＯ_２とＢ_２Ｏ_３とＺｎＯとが合計で７０質量％～１００質量％含まれることが好ましい。これによりガラスの軟化点を適切な範囲にし易くなる。

本実施形態のＳｉ－Ａｌ－Ｍ－Ｏ系ガラスはガラス成分中に、酸化物に換算するとＳｉＯ_２を２０質量％～７０質量％含み、Ａｌ_２Ｏ_３を２質量％～２０質量％含み、ＭＯを５質量％～２０質量％含むことが好ましい。これによりガラスの軟化点を適切な範囲にし易くなる。なお、ＭとしてはＣａまたはＳｒが好ましい。

また、本実施形態のＳｉ－Ａｌ－Ｍ－Ｏ系ガラスはガラス成分中に、酸化物に換算するとＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３とＭＯとが合計で７０質量％～１００質量％含まれることが好ましい。これによりガラスの軟化点を適切な範囲にし易くなる。

また、本実施形態の中間層５は、誘電体層２に比べて弾性率が低い材質であることが好ましい。これにより、外部からの応力衝撃を緩和するため、クラックや割れを抑制することができる。

１－５．樹脂電極層と中間層との界面
本実施形態では、樹脂電極層４１と中間層５との界面における元素ａの合計量に対する元素ｂの合計量をＰＳ（質量％）とする。また、樹脂電極層４１の厚み方向の中央部における元素ａの合計量に対する元素ｂの合計量をＰＣ（質量％）とする。この場合、ＰＳ（質量％）はＰＣ（質量％）よりも高い。これにより、耐熱衝撃性がより高くなると共に、強度がより高くなる。（ＰＳ－ＰＣ）（質量％）は０．５質量％～２０質量％であることが好ましい。

なお、ここで、「樹脂電極層４１と中間層５との界面」とは、樹脂電極層４１の厚みをｔＲとしたとき、樹脂電極層４１と中間層５との接合面から樹脂電極層４１の方向に０．２ｔＲの厚みの範囲であり、好ましくは０．１ｔＲの厚みの範囲である。

樹脂電極層４１と中間層５との界面におけるＰＳ（質量％）および樹脂電極層４１の厚み方向の中央部におけるＰＣ（質量％）を求める方法は特に限定されないが、たとえば積層セラミックコンデンサ１をＺ－Ｘ平面に平行な面で切断した切断面において求めることができる。具体的には、切断面における樹脂電極層４１と中間層５との界面および樹脂電極層４１の厚み方向の中央部において、各元素を走査型電子顕微鏡―エネルギー分散型Ｘ線分析（ＳＥＭ－ＥＤＳ）、走査型透過電子顕微鏡ーエネルギー分散型Ｘ線分析（ＳＴＥＭ－ＥＤＳ）またはレーザーアブレーションＩＣＰ質量分析装置（ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ）により測定し、ＰＳおよびＰＣを求めることができる。

２．積層セラミックコンデンサの製造方法
次に、図１示す積層セラミックコンデンサ１の製造方法の一例を説明する。

図１に示すような積層セラミックコンデンサ１を製造するために、誘電体層２を構成するためのセラミック材料を含むセラミックグリーンシートを準備する。

セラミック材料としては、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＣａＺｒＯ_３、（Ｋ_１－ｘＮａ_ｘ）Ｓｒ_２Ｎｂ_５Ｏ_１５、Ｂａ_３ＴｉＮｂ_４Ｏ_１５などの主成分を含むセラミック材料を用いることができる。

次に、セラミックグリーンシート上に、導電性ペーストを塗布して、内部電極層３に対応する導電パターンが形成される。導電性ペーストの塗布は、例えば、スクリーン印刷法などの各種印刷法により行うことができる。導電性ペーストは、導電性微粒子の他に、公知のバインダや溶剤を含んでいてもよい。導電性微粒子としては、Ｎｉ、Ｎｉ系合金、ＣｕまたはＣｕ系合金を使用できる。

導電パターンが形成されていない複数のセラミックグリーンシート、導電パターンが形成されたセラミックグリーンシート、および導電パターンが形成されていない複数のセラミックグリーンシートがこの順で積層され、積層方向にプレスすることにより、積層体が作製される。

積層体上の仮想のカットラインに沿って積層体をカットすることにより、複数のグリーンの素子本体が作製される。なお、積層体のカッティングは、ダイシングや押切りにより行うことができる。さらに、グリーンの素子本体に対してバレル研磨などを施し、稜線部や角部を丸めてもよい。

グリーンの素子本体を焼成することにより、素子本体１０が得られる。このときの焼成温度は、たとえば、１１００℃～１４００℃とすることができる。

次に中間層用ペーストを準備する。中間層用ペーストとしてはたとえばＳｉを含むガラス粉末とバインダと分散媒を混練して得ることができる。

図３に示すように、素子本体１０を保持板３０の貫通孔３２に取り付ける。素子本体１０のＹ軸方向の端面１０ａに粘着シートによりゴム板２０を保持し、マスキングする。素子本体１０の側面の端面１０ａ側に中間層用ペーストをスプレーにより塗布し、焼き付けることにより、中間層５を形成することができる。

なお、中間層５の形成方法は特に限定されず、中間層用ペーストのスプレーによる塗布・焼き付けの他、メッキ、蒸着、スパッタリングなどの適宜の方法を用いることができる。

次に、表１～表４に記載の各組成となるように所定の量のＳｎおよびＣｕなどと、未硬化の熱硬化性樹脂組成物と、有機溶媒とを混錬して導電性熱硬化性樹脂組成物を準備する。

中間層５が形成された素子本体１０の両端面１０ａから両側面１０ｂにかかるようにして、導電性熱硬化性樹脂組成物を塗布する。

次に、導電性熱硬化性樹脂組成物が硬化する温度以上の雰囲気温度にして、素子本体１０に樹脂電極層４１を形成する。

次に、必要に応じて樹脂電極層４１上に、第１めっき層４２または、第１めっき層４２および第２めっき層４３が形成される。第１めっき層４２および第２めっき層４３の形成方法は特に限定されず、たとえばバレルめっきなどにより形成される。

このようにして、積層セラミックコンデンサ１が作製される。

３． 本実施形態のまとめ
本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１の外部電極４は、内部電極層３の少なくとも一部と電気的に接続する樹脂電極層４１を持つ外部電極を有する。また、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１の外部電極４は、内部電極層３が引き出される素子本体１０の端面１０ａを覆う外部電極端面部４ａと、素子本体１０の側面１０ｂを外部電極端面部４ａに連続して覆う外部電極延長部４ｂと、を有する。さらに、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１は、素子本体１０の側面１０ｂと外部電極延長部４ｂに位置する樹脂電極層４１との間に中間層５を有する。

このような構成であることにより、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１は耐熱衝撃性が高いと共に、強度が高い。また、このように、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１は、耐熱衝撃性が高く、外部電極４の欠陥が抑制されていることから、耐湿性も高い。

本実施形態の中間層５は、絶縁性である。

このような構成であることにより、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１は耐熱衝撃性がより高いと共に、強度がより高い。

本実施形態の中間層５は、ガラス成分で構成されている。

このような構成であることにより、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１は耐熱衝撃性がより高いと共に、強度がより高い。

本実施形態の樹脂電極層４１は、ＳｎおよびＣｕからなる元素ａと、樹脂とを含み、樹脂電極層４１におけるＳｎの含有量は、樹脂電極層４１における元素ａの合計の含有量に対して２５質量％～３６．５質量％である。

このような構成であることにより、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１は耐熱衝撃性がより高いと共に、強度がより高い。

本実施形態の樹脂電極層４１は、さらに元素ｂとして、Ａｌ、ＳｂおよびＺｎからなる群から選ばれる１つ以上を含み、樹脂電極層４１における元素ｂの合計の含有量は、樹脂電極層４１における元素ａの合計の含有量に対して１質量％～２５質量％である。

このような構成であることにより、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１は耐熱衝撃性がさらに高いと共に、強度がさらに高い。

本実施形態では、中間層被覆率は電極被覆率よりも高い。

このような構成であることにより、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１は、樹脂電極層４１と中間層５との密着性が高いため、その結果、耐熱衝撃性がさらに高いと共に、強度がさらに高い。

なお、本実施形態では、樹脂電極層４１と中間層５との界面における元素ａの合計量に対する元素ｂの合計量をＰＳ（質量％）とする。また、樹脂電極層４１の厚み方向の中央部における元素ａの合計量に対する元素ｂの合計量をＰＣ（質量％）とする。この場合、ＰＳ（質量％）はＰＣ（質量％）よりも高い。このような構成にする方法としては、特に限定されないが、たとえば本実施形態の中間層５のように、Ｓｉを主成分とするガラスを用いることで、界面における元素ｂの濃度を高めることが出来る。また、樹脂電極層４１の硬化時の温度を長くまたは、温度勾配を緩やかにすることでも、界面における元素ｂの濃度を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何等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において種々に改変することができる。

本発明のセラミック電子部品は、積層セラミックコンデンサに限らず、その他のセラミック電子部品に適用することが可能である。その他のセラミック電子部品としては、例えば、バンドパスフィルタ、インダクタ、積層三端子フィルタ、圧電素子、ＰＴＣサーミスタ、ＮＴＣサーミスタ、バリスタなどである。

以下、本発明の実施例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。

・試料番号１～６１
積層セラミックコンデンサ１の素子本体１０として、ＣａＺｒＯ_３を主成分とする誘電体層２と、Ｎｉを含む内部電極層３とを有し、Ｘ０×Ｙ０×Ｚ０＝１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍの素子本体１０を準備した。

焼き付け後に表１～表４の各試料に記載のＳｉ量となるように、Ｓｉを含むガラス粉末とバインダと分散媒を混錬して中間層用ペーストを準備した。

図３に示すように、素子本体１０を保持板３０の貫通孔３２に取り付けた。素子本体１０のＹ軸方向の端面１０ａに粘着シートによりゴム板２０を保持し、マスキングした。素子本体１０の側面の端面１０ａ側に中間層用ペーストをスプレーにより塗布し、焼き付けることにより、中間層５を形成した。中間層用ペーストの焼き付け温度は７００℃とした。

次に、樹脂電極層４１の組成が表１～表４に記載の各組成になるように所定量のＳｎ、Ｃｕ、Ａｌ、ＳｂおよびＺｎを準備し、未硬化の熱硬化性樹脂組成物エポキシ系樹脂、硬化温度２００℃と、有機溶媒とを混錬して導電性熱硬化性樹脂組成物を準備した。

中間層５が形成された素子本体１０の両端面１０ａから両側面１０ｂにかかるようにして、導電性熱硬化性樹脂組成物を塗布した。

次に、導電性熱硬化性樹脂組成物が塗布された素子本体を１５０℃以上の雰囲気にして、素子本体１０に樹脂電極層４１を形成し、表１～表４に示すコンデンサ試料（積層セラミックコンデンサ１）を得た。得られたコンデンサ試料の中間層被覆率は電極被覆率よりも高かった。

・試料番号６２
中間層を設けず、樹脂電極層においてＳｎの含有量を元素ａの合計量に対して４０質量％とした以外は試料番号１～１３と同様にしてコンデンサ試料（積層セラミックコンデンサ１）を得た。

・評価
得られたコンデンサ試料（試料番号１～６２）について、Ｚ－Ｘ平面に平行に切断し、切断面における樹脂電極層４１と中間層５との界面および樹脂電極層４１の厚み方向の中央部において、各元素を走査型電子顕微鏡―エネルギー分散型Ｘ線分析（ＳＥＭ－ＥＤＳ）、走査型透過電子顕微鏡ーエネルギー分散型Ｘ線分析（ＳＴＥＭ－ＥＤＳ）またはレーザーアブレーションＩＣＰ質量分析装置（ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ）により測定し、樹脂電極層４１と中間層５との界面におけるＰＳ（質量％）および樹脂電極層４１の厚み方向の中央部におけるＰＣ（質量％）を求めた。（ＰＳ－ＰＣ）＞０であるか否かを表１～表４に示す。なお、樹脂電極層４１の厚みをｔＲとしたとき、樹脂電極層４１と中間層５との接合面から樹脂電極層４１の方向に０．２ｔＲの厚みの範囲を「樹脂電極層４１と中間層５との界面」とした。

得られたコンデンサ試料について、外部電極４を基板のパッド部にはんだ付けし、基板に実装した。はんだの種類はＳｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ（無鉛はんだ）であり、基板１０４の材質は、ガラス布基材エポキシ樹脂製であった。基板のサイズは、Ｘ軸方向の幅１００ｍｍ、Ｙ軸方向の長さ４０ｍｍ、厚み０．８ｍｍであった。コンデンサ試料を実装した基板について、熱衝撃試験と限界たわみ試験を行った。

（熱衝撃試験）
コンデンサ試料を実装した基板を気槽－５５℃で３０分保持し、その後、気槽１５０℃で３０分保持した。この繰り返しを１０００サイクル実施した２００個のコンデンサ試料、この繰り返しを２０００サイクル実施した２００個のコンデンサ試料およびこの繰り返しを３０００サイクル実施した２００個のコンデンサ試料を準備した。

各コンデンサ試料について、外部電極４の剥がれをコンデンサ試料が実装された基板の状態で樹脂埋め、研磨し、顕微鏡にて確認した。外部電極４の剥がれがあったコンデンサ試料の数を表１～表４に示す。

（限界たわみ試験）
コンデンサ試料１０２を実装した基板１０４を図４に示す装置１２４に配置した。外部電極４，４と試験端子１１８Ａまたは試験端子１１８Ｂとはそれぞれ導通していた。また、図示していないが、試験端子１１８Ａおよび試験端子１１８ＢはＬＣＲメーターに接続されていた。コンデンサ試料１０２の静電容量をＬＣＲメーターで測定しながら、加圧部１２０により、矢印Ｐ１の方向から加圧速度を１．０ｍｍ／ｓとして加圧した。静電容量の測定は周波数１ｋＨｚ、０．５Ｖｒｍで測定した。測定前の静電容量をＣとして、加圧後の静電容量との差をΔＣとして、ΔＣ／Ｃが±１０％となったときの基板１０４のたわみ量ｆを測定した。１０個のコンデンサ試料に対して上記の作業を行い、各コンデンサ試料１０２のたわみ量ｆの平均を表１～表４に示す。

表１～表４より、中間層を有する場合（試料番号１～６１）は、中間層を有していない場合（試料番号６２）に比べて、耐熱衝撃性が高く、限界たわみ試験のたわみ量が高くなることが確認できた。

表１より、樹脂電極層における元素ａの合計量に対してＳｎが２４質量％超３７質量％未満の場合（試料番号８～１２）は、樹脂電極層における元素ａの合計量に対してＳｎが２４質量％以下の場合（試料番号１～７）および３７質量％（試料番号１３）の場合に比べて、耐熱衝撃性が高く、限界たわみ試験のたわみ量が高くなることが確認できた。

１，１０２… 積層セラミックコンデンサ
２… 誘電体層
３… 内部電極層
４… 外部電極
４ａ… 外部電極端面部
４ｂ… 外部電極延長部
４１… 樹脂電極層
４２… 第１めっき層
４３… 第２めっき層
５… 中間層
１０… 素子本体
１０ａ… 端面
１０ｂ… 側面
１０４… 基板
１１８Ａ，１１８Ｂ… 試験端子
１２０… 加圧部
１２４… 装置

Claims (6)

1. 誘電体層と内部電極層とが交互に積層された素子本体と、前記内部電極層の少なくとも一部と電気的に接続する樹脂電極層を持つ外部電極と、を有するセラミック電子部品であって、
   前記外部電極は、
   前記内部電極層が引き出される前記素子本体の端面を覆う外部電極端面部と、
   前記素子本体の側面を前記外部電極端面部に連続して覆う外部電極延長部と、を有し、
   前記素子本体の前記側面と前記外部電極延長部に位置する前記樹脂電極層との間に中間層を有し、
   前記樹脂電極層は、ＳｎおよびＣｕからなる元素ａと、樹脂とを含み、
   前記樹脂電極層は、さらに元素ｂとして、Ａｌ、ＳｂおよびＺｎからなる群から選ばれる１つ以上を含み、
   前記樹脂電極層における前記元素ｂの合計の含有量は、前記樹脂電極層における前記元素ａの合計の含有量に対して１質量％～２５質量％であるセラミック電子部品。
2. 前記中間層は、絶縁性である請求項１に記載のセラミック電子部品。
3. 前記中間層は、ガラス成分で構成されている請求項１または２に記載のセラミック電子部品。
4. 前記樹脂電極層におけるＳｎの含有量は、前記樹脂電極層における前記元素ａの合計の含有量に対して２５質量％～３６．５質量％である請求項１～３のいずれかに記載のセラミック電子部品。
5. 前記樹脂電極層の厚み方向の中央部における前記元素ａの合計量に対する前記元素ｂの合計量をＰＣ（質量％）と、前記樹脂電極層と前記中間層との界面における前記元素ａの合計量に対する前記元素ｂの合計量をＰＳ（質量％）とした場合に、ＰＳ（質量％）はＰＣ（質量％）よりも高い請求項１～４のいずれかに記載のセラミック電子部品。
6. 前記側面に対する前記外部電極延長部の被覆率を電極被覆率とし、
   前記側面に対する前記中間層の被覆率を中間層被覆率としたとき、
   前記中間層被覆率は前記電極被覆率よりも高い請求項１～５のいずれかに記載のセラミック電子部品。
   
   

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