JPH03220711A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は積層セラミックコンデンサに関し、特に信頼性
の高い積層セラミックコンデンサに関する。

［従来の技術］ 近年、各種機器の小型軽量化の要求が高まり、電子回路
の高密度化、電子部品の基板上への実装密度が高まるに
つれ、コンデンサも小型高容量化が急速に進んでいる。

この要求を充たすためには、誘電材料の高誘電率化、電
極有効面積比率の改善、誘電体層の薄層化が有効である
。その中でも誘電体層の薄層化、すなわち内部電極間距
離の短縮化は内部電極層数を増やすことができるため、
結局、距離の二乗に反比例して単位体積当たりの容量が
向上するため最も有効であり、グリーンシート作製プロ
セス、装置の改善、高機能化等により各種の試みがなさ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図は通常の積層セラミックチップコンデンサの構造
を示したもので、第３図（ａ）は斜視図、（ｂ）は一対
の内部電極の素子底面への投影図、（Ｃ）は素子の長さ
方向の断面図、（ｄ）は素子の幅方向の断面図である。

同図に示すように、積層セラミックコンデンサは、下部
保護層５上に誘電体セラミック１１と内部電極１２が交
互に積層され、最上部には上部保護層１が形成されてい
る。各内部電極２ａ、２ｂは外部電極１０ａ　、　１０
ｂに接続するようになっている。

内部電極間距離を短縮するには誘電体セラミック１１と
なるグリーンシートの厚みを薄くする必要があるが、グ
リーンシートの厚みが２０７１ｍ以下になると従来構造
の素子では以下に述べる事情でコンデンサの製造時に、
剥がれ、クラックなどの不都合が発生する。すなわち、
内部電極は銀パラジウムなど貴金属粉末を有機バインダ
、有機溶媒と混合してペース１〜化し、スクリーン印刷
によりグリーンシート上に形成されるが、その塗布厚み
は通常２〜３朔であり、２μｍ以下にすることは困難で
ある。従ってこのようなグリーンシートを５０〜１００
枚積層、熱圧着、一体止すると、内部電極の形成された
部分とその周辺の内部電極が形成されていない部分の間
で厚みの差が積算され、内部電極端部において大きな応
力集中が発生ずる。バインダの熱分解時や焼結時にこの
応力集中が原因となり、デラミネーションやクラックが
発生する。

このような問題は、グリーンシートの膜厚が薄くて内部
電極の塗布厚みがグリーンシートの厚みに対して無視で
きない場合に発生する。また、このような場合でも内部
電極の枚数が１０〜２０枚と少ないときは上下の保護層
部分において前記の応力が緩和され、上記のような不都
合は発生しない。

この場合は、グリーンシー１〜１枚当たり２〜３ｍの厚
みの差が素子全体で高々２０〜６０脚であり、通常、片
側で１００脚以上、上下合わせて２００珈以上設けられ
る保護膜部においてこの厚みの差が吸収されるためであ
る。

本発明は以上述べたような従来の事情に鑑みてなされた
もので、内部電極間距離が短く、かつ多数積層されてい
るため単位体積当たりの容量が大きく、かつデラミネー
ション、タラツクなどの欠陥のない信頼性に優れた積層
セラミックコンデンサを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、誘電体セラミック層と内部電極を交互に積層
してなる積層セラミックコンデンサにおいて、誘電体セ
ラミック層が電気容量に寄与しない保護層と電気容量に
寄与する活性層からなり、かつ該活性層が１つまたは複
数の厚さ１００柳以上の保護層により２つ以上の部分に
分割されていることを特徴とする積層セラミックコンデ
ンサである。

［作用］ 誘電体セラミック層として、内部電極の形成されたグリ
ーンシートを多数枚積層すると、上述したように、内部
電極が形成された箇所と形成されていない箇所とでその
厚みの差により、応力集中が発生し、デラミネーション
やクラックの原因となる。

本発明においては、内部電極を形成して電気容量に寄与
すべき誘電体セラミック層、即ち、活性層を２つ以上に
分割し、その間に厚さ１００　／！ｍ以上の保護層を設
ける。このようにすると、内部電極の枚数がそれほど多
くない状態で上下の保護層により応力がそれぞれ緩和さ
れつつ、全体としては多数枚の内部電極を積層すること
ができる。このため、単位体積当たりの電気容量が大き
く、かっ製造工程中のデラミネーションやクラックのな
い信頼性の高い積層セラミックコンデンサが得られる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について、詳細に説明する。

マグネシウム・タングステン酸鉛（Ｐｂ（Ｍに１１／２
　Ｗｌ／２　）　０３　）　、ニッケル・ニオブ酸鉛（
Ｐｂ（Ｎ　！　１７３　Ｎ　ｂ２７３　＞　０３　＞　
、チタン酸鉛（ＰｂＴｉ０３＞からなる三成分系誘電体
材料の予焼粉末を有機バインダ、有機溶剤、有機可塑剤
と混合し、泥漿を作製した。この泥漿をドクタブレード
法によりポリエステル製ベースフィルム上にキャスティ
ング、乾燥し、１５胸の厚さのグリーンシートを作製し
た。次いでポリエステル製ベースフィルムから剥離し、
所定の形状に切断した。得られた切断済みグリーンシー
トの一部に内部電極材料として銀パラジウムペース１〜
を厚さ３脚でスクリーン印刷した。

これらのグリーンシートを用い、表−１に示すような所
定枚数および順序で積層、熱圧着して一体化し、実施例
２種類、比較例２種類の合計４種類の成形体を作製した
。得られたそれぞれのグリーンシート戒形体をダイシン
グソーによりチップ形状に切断し、生チップを得た。

第１図はこのようにして作製した本発明の実施例の積層
セラミックコンデンサ用生チップの幅方向の断面図であ
る。図中、第１図（ａ）は実施例１に相当するもので、
活性層が上部活性層２と下部活性層４に分けられ、その
間に、中間保護層３が形成されている。また、第１図（
ｂ）は実施例２に相当するもので、活性層が上部活性層
２、中間活性層７および下部活性層４に分けられ、その
間に、中間保護層３ａ、３ｂが形成されている。

第２図に同じく比較のため作製した比較例の積層セラミ
ックコンデンサ用生チップの幅方向の断面図を示す。第
２図（ａ）は比較例１の場合、第２図（ｂ）は比較例２
の場合を示す。

これらの生チップを６００℃で８時間、空気中で処理し
て有機バインダを熱分解・除去し、外観検査によりデラ
ミネーションの発生したチップの個数を数えた。次に、
空気中、９５０℃で１時間焼成して得た焼結チップを切
断し、内部を観察してクラックの発生数を調べた。表−
１に観察結果を示す。従来の構造の積層セラミックコン
デンサにおいては、内部電極の数が多くなるとバインダ
熱分解工程あるいは焼成工程においてデラミネーション
やクラックが高い確率で発生し、内部にクランクが存在
する場合には耐電圧が低下し、耐湿試験中に抵抗の低下
、ショートなどの特性不良が発生することが知られてい
る。それに対し、本発明の構造により１つ以上の厚さ１
００１ＩＩｎ以上の保護層を活性層の中間に設けた場合
には、内部電極の厚みの積算による積層体内部の応力が
効果的に緩和され、デラミネーションやクラックの発生
が全く見られないことがわかる。

（以下余白〉 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の積層セラミックコンデン
ザは、単位体積当たりの電気容量が大きく、かつ製造工
程中にデラミネーションやクラックが発生しないため、
製造上問題がなく、かつ高い信頼性が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による積層セラミックコンデンサ用生チ
ップの一例の幅方向の断面図、第２図は比較のため作製
した積層セラミックコンデンサ用生チップの一例の幅方
向の断面図、第３図は通常の積層セラミックチップコン
デンサの斜視図（ａ）、一対の内部電極の素子底面への
投影図（ｂ）、長さ方向の断面図（Ｃ）および幅方向の
断面図（ｄ）をそれぞれ示す。 １・・・上部保護層　　　２・・・上部活性層３．３ａ
、３ｂ・・・中間保護層 ４・・・下部活性層　　　５・・・下部保護層７・・・
中間活性層　　　９・・・活性層１０ａ　、　１０ｂ・
・・外部電極 ０ １１・・・誘電体セラミック ２ａ ２ｂ ・・・内部電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　誘電体セラミック層と内部電極を交互に積層し
   てなる積層セラミックコンデンサにおいて、誘電体セラ
   ミック層が電気容量に寄与しない保護層と電気容量に寄
   与する活性層からなり、かつ該活性層が１つまたは複数
   の厚さ１００μｍ以上の保護層により２つ以上の部分に
   分割されていることを特徴とする積層セラミックコンデ
   ンサ。