JPH1154365A - 積層セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層セラミックコンデンサに代表される積層
セラミック電子部品において、製造に際してのセラミッ
ク積層体の剥がれやデラミネーションの発生を抑制しな
がらも、耐熱衝撃性が低下しないようにする。 【解決手段】 セラミック積層体１５内の内部電極１
３，１４のうち、積層方向に関して相対的に外側に位置
するものは、その側縁２５近傍において、積層方向にお
ける中央側に向かって傾斜する傾斜側縁部２６を形成す
るが、積層方向に関して最も外側に位置する内部電極１
３の傾斜側縁部２６については、セラミック積層体１５
の主面１６の延びる方向に対して５度以上１５度以下の
角度をもって傾斜するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数のセラミッ
ク層と複数の内部電極とが積層されてなるセラミック積
層体を備える積層セラミック電子部品に関するもので、
特に、内部電極の形態に特徴ある積層セラミック電子部
品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば積層セラミックコンデンサのよ
うな積層セラミック電子部品を製造するとき、複数のセ
ラミックグリーンシートが用意され、これらセラミック
グリーンシートを積み重ねることが行なわれる。この積
み重ねられるセラミックグリーンシートの特定のものの
上には、得ようとする積層セラミック電子部品の機能に
応じて、コンデンサ、バリスタ等を構成するための内部
電極が、たとえばスクリーン印刷により形成されてい
る。

【０００３】しかしながら、上述した積層セラミック電
子部品において、たとえば小型化および高性能化を実現
するため、積み重ねられるべきセラミックグリーンシー
トの薄膜化および多層化を図ろうとした場合、セラミッ
クグリーンシート間に存在する内部電極の厚みが無視で
きなくなり、複数のセラミックグリーンシートを積層し
プレスして得られたセラミック積層体において、内部電
極が重なり合う部分と、内部電極が存在しない部分との
間で、比較的大きな段差が形成されてしまう。このよう
な段差が形成されるということは、プレス工程におい
て、積み重ねられた複数のセラミックグリーンシートに
及ぼされる圧力がセラミックグリーンシートの面方向に
関して均等に付与されていなかったことを意味してい
る。

【０００４】そのため、内部電極が存在しない部分で
は、セラミックグリーンシート間の密着力が劣り、たと
えばカットして得られたセラミック積層体において剥が
れが生じたり、また、焼成後のセラミック積層体におい
て、たとえばデラミネーションのような構造欠陥を招く
ことがある。このような問題の改善策として、図３また
は図４に示すような方法が提案されている。

【０００５】図３では、セラミックグリーンシート１上
に形成された内部電極２の厚みを補償するように、内部
電極２が形成されない領域に、セラミックスラリー膜３
が形成される。セラミックスラリー膜３は、たとえば、
セラミックスラリーを印刷、スプレー、転写等の方法に
よりセラミックグリーンシート１上の所定の領域に付与
することにより形成される。

【０００６】したがって、上述した段差の原因となる内
部電極２の厚みの少なくとも一部は、セラミックスラリ
ー膜３によって吸収されるため、プレス後のセラミック
積層体において段差が生じることを抑制できる。他方、
図４では、キャリアフィルム４上でセラミックグリーン
シート５を成形しようとするとき、キャリアフィルム４
上に内部電極６を予め形成しておき、この内部電極６が
セラミックグリーンシート５内に埋まるように、セラミ
ックグリーンシート５が成形される。

【０００７】したがって、キャリアフィルム４から内部
電極６とともに剥離されたセラミックグリーンシート５
が積層されることになり、このとき、内部電極６はセラ
ミックグリーンシート５の厚みの範囲内に収まっている
ので、プレス後のセラミック積層体において段差が生じ
ることを抑制できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、図３およ
び図４に示した方法は、いずれも、段差の発生を抑制
し、その結果、上述したような剥がれやデラミネーショ
ンのような構造欠陥の問題を克服しようとするものであ
る。しかしながら、これらの方法によって段差の発生を
抑制しながら得られた積層セラミック電子部品におい
て、今度は、熱衝撃によりクラック等が発生する、とい
った耐熱衝撃性の低下の問題が発生することがわかっ
た。

【０００９】そこで、この発明の目的は、構造欠陥の問
題を解決しながらも、上述したような耐熱衝撃性の低下
の問題も解決し得る、積層セラミック電子部品の構造を
提供しようとすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、次のような
構成を有する積層セラミック電子部品に向けられる。す
なわち、この発明が向けられる積層セラミック電子部品
は、積層された複数のセラミック層と、複数のセラミッ
ク層間の複数の特定の界面に沿って延びる複数の内部電
極とをもって構成される、セラミック積層体を備える。
このセラミック積層体は、セラミック層の延びる方向に
平行な相対向する２つの主面と、主面に対してそれぞれ
直交する方向に延びる、相対向する２つの端面と、相対
向する２つの側面とによって規定される直方体状をなし
ている。

【００１１】上述の各内部電極の輪郭は、相対向する２
つの端縁とこれら端縁に隣接しながら相対向する２つの
側縁とによって規定されている。そして、各内部電極の
各側縁は、各側面に対して所定のギャップを介して位置
している。このような構成の積層セラミック電子部品に
おいて、この発明において特徴とするところは、複数の
内部電極のうち、積層方向に関して相対的に外側に位置
するものは、各側縁の近傍において、積層方向における
中央側に向かって傾斜する傾斜側縁部を形成しており、
積層方向に関して最も外側に位置する内部電極の傾斜側
縁部は、主面の延びる方向に対して５度以上１５度以下
の角度をもって傾斜していることである。

【００１２】この発明に係る積層セラミック電子部品に
おいて、セラミック層が誘電体セラミックからなると
き、積層セラミックコンデンサが構成され、セラミック
層がバリスタ特性を有するセラミックからなるとき、積
層セラミックバリスタが構成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明は、積層セラミックコン
デンサに限らず、たとえば積層セラミックバリスタにも
適用可能であるが、以下に、この発明の実施形態の説明
を積層セラミックコンデンサに関連して行なう。図１に
は、この発明の一実施形態による積層セラミック電子部
品としての積層セラミックコンデンサ１１が斜視図で示
されている。積層セラミックコンデンサ１１は、図１に
おいて一部が破断されて図示され、それによって、一部
において断面を表している。また、図２は、この断面に
おける図１の１点鎖線で囲んだ部分ＩＩを正面から示す
拡大図である。図２において、この発明の特徴的構成が
図示されているが、当該特徴的構成は、積層セラミック
コンデンサ１１の微細な領域に存在するものであるの
で、図１からは認識できない。

【００１４】周知のように、積層セラミックコンデンサ
１１は、積層された複数のセラミック層１２および複数
のセラミック層１２間の複数の特定の界面に沿って延び
る複数の内部電極１３および１４をもって構成された直
方体状のセラミック積層体１５を備えている。直方体状
のセラミック積層体１５は、セラミック層１２の延びる
方向に平行な相対向する２つの主面１６および１７と、
主面１６および１７に対してそれぞれ直交する方向に延
びる、相対向する２つの端面１８および１９と、相対向
する２つの側面２０および２１とによって規定されてい
る。

【００１５】また、セラミック積層体１５の２つの端面
１８および１９上には、外部電極２２および２３がそれ
ぞれ形成されている。上述の内部電極１３および１４の
各々の輪郭は、相対向する２つの端縁（図１および図２
では現れない。）とこれら端縁に隣接しながら相対向す
る２つの側縁２４および２５とによって規定されてい
る。そして、内部電極１３および１４の各々の側縁２４
および２５は、それぞれ、セラミック積層体１５の側面
２０および２１に対して所定のギャップを介して位置し
ている。

【００１６】また、複数の内部電極１３および１４は、
第１の外部電極２２に電気的に接続されるように一方の
端縁を第１の端面１８上に位置させながら他方の端縁が
第２の端面１９に対して所定のギャップを介して位置し
ている、第１グループの内部電極１３と、第２の外部電
極２３に電気的に接続されるように一方の端縁を第２の
端面１９上に位置させながら他方の端縁が第１の端面１
８に対して所定のギャップを介して位置している、第２
グループの内部電極１４とに分類され、これら第１グル
ープの内部電極１３と第２グループの内部電極１４と
が、積層方向に関して交互に配置されている。

【００１７】以上の構成は、従来の一般的な積層セラミ
ックコンデンサにおいても採用されている。この実施形
態における特徴的構成は、図２において積層セラミック
コンデンサ１１の一部を示すように、複数の内部電極１
３および１４のうち、積層方向に関して相対的に外側に
位置するものは、各々の側縁２４および２５の近傍にお
いて、積層方向における中央側に向かって傾斜する傾斜
側縁部２６を形成しており、特に、積層方向に関して最
も外側に位置する内部電極１３または１４の傾斜側縁部
２６は、主面１６または１７に対して５度以上１５度以
下の角度θをもって傾斜していることにある。

【００１８】なお、セラミック積層体１５の製造に際し
てのプレス工程によって、上述したような傾斜側縁部２
６が形成されるのであるが、このプレス時の生のセラミ
ック積層体において生じる変形の挙動に起因して、これ
ら傾斜側縁部２６がなす角度θは、一般的に、積層方向
に関して最も外側に位置する内部電極１３または１４の
ものが最も大きく、積層方向におけるより中央側に位置
するものほど、より小さくなる。

【００１９】前述した図３または図４に示した方法は、
剥がれやデラミネーションのような構造欠陥の原因とな
る、プレス後のセラミック積層体において生じ得る段差
を、できるだけ小さくするために実施されるものであ
り、このような方法が理想的に実施されたときには、上
述の角度θは０度となるはずである。しかしながら、こ
の発明は、このように角度θを０度としたときには、耐
熱衝撃性が低下することを見出してなされたもので、こ
の発明では、角度θを、０度とするのではなく、上述し
たように、５度以上１５度以下というような特定の値の
範囲内に収まるようにされる。これによって、構造欠陥
の問題が生じないようにしながら、耐熱衝撃性の向上を
図ることができる。

【００２０】上述のように内部電極１３および１４に形
成される傾斜側縁部２６の角度θの調整は、たとえば、
プレス圧を調整したり、図３に示した方法を採用すると
きには、セラミックスラリー膜３を形成するためのセラ
ミックスラリーの付与厚やセラミックスラリーに含有す
る溶剤量を変更したり、図４に示した方法を採用すると
きには、セラミックグリーンシート５内での内部電極６
の埋設状態を変更したりすることによって、行なうこと
ができる。

【００２１】このような角度θに関する好ましい範囲
は、以下に説明する実験例から求められたものである。

【００２２】

【実験例】図１および図２に示すような積層セラミック
コンデンサ１１を以下の要領で製造した。後のカット工
程により複数の積層セラミックコンデンサの各々のため
のセラミック層となるべきマザーのセラミックグリーン
シートとして、厚み５μｍのものを用意し、そのうちの
特定のものの所定の領域上に、厚み３μｍの内部電極を
形成した。また、このように内部電極が形成されたセラ
ミックグリーンシート上に、前述した段差対策として、
図３に示したセラミックスラリー膜３に相当するセラミ
ックスラリー膜を印刷により形成した。このとき、セラ
ミックスラリー膜の厚みを、以下の表１に示すように、
０μｍ〜３μｍの範囲で種々に変えたいくつかの試料を
用意した。

【００２３】上述のように内部電極が形成されたセラミ
ックグリーンシートを２００層積層し、その上下に、内
部電極が形成されていないセラミックグリーンシートを
それぞれ３０層ずつ積層した。このようにして得られた
複数の積層セラミックコンデンサのためのマザー状態の
生のセラミック積層体を、静水圧プレスによりプレスし
た。

【００２４】次に、上述のマザー状態のセラミック積層
体をカットし、個々の積層セラミックコンデンサのため
の生のセラミック積層体チップを得た。この段階で、こ
れら得られた生チップにおける剥がれの発生の有無を調
査し、表１に示した各試料について、剥がれ発生率を求
めた。表１において、「剥がれ発生率」は、各試料１０
０個中、剥がれが発生した試料数を示しており、その単
位は、すなわち「％」ということになる。

【００２５】次いで、上述の生チップを焼成して得られ
た積層セラミックコンデンサのためのセラミック積層体
について、積層方向に関して最も外側に位置する内部電
極の傾斜側縁部の角度θ（図２参照）を測定するととも
に、耐熱衝撃試験を実施し、クラックが発生した温度を
求めた。表１において、「クラック発生温度」は、各試
料２０個について測定したもので、熱衝撃試験において
付与する温度を２５℃刻みで上昇させ、試料に初めてク
ラックが発生した温度を示している。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１において、内部電極の「傾斜側縁部の
角度θ」は、「セラミックスラリー膜厚」が大きくなる
ほど、小さくなる傾向が現れている。このような「傾斜
側縁部の角度θ」と「剥がれ発生率」との関係を見る
と、「傾斜側縁部の角度θ」が１５度以下である試料４
〜８において、「剥がれ発生率」が０％であり、プレス
工程において十分な圧力が内部電極の存在しない部分に
も及ばされていたものと推定できる。これに対して、
「傾斜側縁部の角度θ」が１５度を超える試料１〜３で
は、「剥がれ発生率」が５％以上であり、プレス工程に
おいて十分な圧力が内部電極の存在しない部分には及ば
されていなかったものと推定できる。

【００２８】他方、「傾斜側縁部の角度θ」と「クラッ
ク発生温度」との関係を見ると、「傾斜側縁部の角度
θ」が５度以上の試料１〜６において、３５０℃といっ
た比較的高い「クラック発生温度」を維持し、耐熱衝撃
性が低下していないことがわかる。これに対して、「傾
斜側縁部の角度θ」が５度未満、すなわち０度の試料７
および８では、３００℃および２７５℃といった比較的
低い「クラック発生温度」を示し、耐熱衝撃性が低下し
ていることがわかる。これは、「傾斜側縁部の角度θ」
が小さいと、耐熱衝撃試験において生じる熱歪みが、内
部電極の側縁部に集中するためであると推測される。

【００２９】これらの結果から、上述の「剥がれ発生
率」と「クラック発生温度」との双方を考慮したとき、
試料４〜６が好ましいことがわかる。すなわち、「傾斜
側縁部の角度θ」について言えば、これを５度以上１５
度未満に選ぶことが好ましく、これによって、剥がれや
デラミネーションの発生がなく、耐熱衝撃性も低下しな
い積層セラミックコンデンサのような積層セラミック電
子部品を提供することができる。

【００３０】

【発明の効果】このように、この発明によれば、積層方
向に関して最も外側に位置する内部電極の傾斜側縁部
が、主面の延びる方向に対して５度以上１５度以下の角
度をもって傾斜しているので、上述した実験結果からわ
かるように、剥がれやデラミネーションの発生を抑制す
るという条件を満たしながらも、耐熱衝撃性も満足す
る、積層セラミック電子部品を得ることができる。

【００３１】それゆえ、この発明は、小型化および高性
能化が進む積層セラミックコンデンサや積層セラミック
バリスタに対して有利に適用されることができる。この
発明を特に積層セラミックコンデンサに適用すると、剥
がれやデラミネーションの問題や耐熱衝撃性低下の問題
に煩わされることなく、積層セラミックコンデンサの小
型化かつ大容量化を進めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による積層セラミックコ
ンデンサ１１を示す斜視図であり、その一部を破断して
図示することによって、一部において積層セラミックコ
ンデンサ１１の断面を表している。

【図２】図１の１点鎖線で囲んだ部分ＩＩを正面から示
す拡大図である。

【図３】積層セラミックコンデンサの製造に際してのプ
レス工程において、内部電極が存在する部分とそうでな
い部分との間で発生し得る段差対策のために採用され
る、この発明にとって興味ある第１の方法を説明するた
めの断面図である。

【図４】図３に示した方法に代えて採用される第２の方
法を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１１ 積層セラミックコンデンサ １２ セラミック層 １３，１４ 内部電極 １５ セラミック積層体 １６，１７ 主面 １８，１９ 端面 ２０，２１ 側面 ２２，２３ 外部電極 ２４，２５ 側縁 ２６ 傾斜側縁部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層された複数のセラミック層と、複数
   の前記セラミック層間の複数の特定の界面に沿って延び
   る複数の内部電極とをもって構成され、かつ、前記セラ
   ミック層の延びる方向に平行な相対向する２つの主面
   と、前記主面に対してそれぞれ直交する方向に延びる、
   相対向する２つの端面と、相対向する２つの側面とによ
   って規定される直方体状のセラミック積層体を備え、 各前記内部電極の輪郭は、相対向する２つの端縁とこれ
   ら端縁に隣接しながら相対向する２つの側縁とによって
   規定され、 各前記内部電極の各前記側縁は、各前記側面に対して所
   定のギャップを介して位置されている、積層セラミック
   電子部品において、 複数の前記内部電極のうち、積層方向に関して相対的に
   外側に位置するものは、各前記側縁の近傍において、積
   層方向における中央側に向かって傾斜する傾斜側縁部を
   形成しており、 積層方向に関して最も外側に位置する前記内部電極の前
   記傾斜側縁部は、前記主面の延びる方向に対して５度以
   上１５度以下の角度をもって傾斜していることを特徴と
   する、積層セラミック電子部品。
2. 【請求項２】 前記セラミック層は、誘電体セラミック
   からなる、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
3. 【請求項３】 前記セラミック層は、バリスタ特性を有
   するセラミックからなる、請求項１に記載の積層セラミ
   ック電子部品。