JP2004179349A

JP2004179349A - Laminated electronic component and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2004179349A
Application number: JP2002343006A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Iwasaki; 健一岩崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated electronic component which is equipped with internal electrode layers that are each reduced in thickness and restrained from decreasing or varying in effective area and improved in capacity. <P>SOLUTION: Dielectric layers 11 and internal electrode layers 9 are alternately laminated into a rectangular parallelepiped electronic component body 1, and a pair of external electrodes 7 are each provided to the end of the electronic component body 1 and connected to every other one out of the internal electrode layers 9 for the formation of the laminated electronic part. The thickness of the peripheral part 16 of the internal electrode layer 9 except its end joined to the external electrode 7 is set larger than that of its center part 17. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型電子部品およびその製法に関し、特に、積層セラミックコンデンサに用いられる積層型電子部品およびその製法に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、積層型電子部品、例えば、積層セラミックコンデンサは、小型、高容量、および、高い信頼性が求められており、このため、▲１▼誘電体層の薄層化と積層数の増加、▲２▼内部電極層の薄層化、▲３▼誘電体層の高誘電率化が図られており、例えば、誘電体層の厚みを５μｍ以下、誘電体積層数を１００層以上とした高容量の積層型電子部品が開発されている。
【０００３】
このような積層型電子部品としては、例えば、下記の特許文献１に開示されるようなものが知られている。
【０００４】
この特許文献１に開示された積層型電子部品では、電子部品本体を構成する誘電体層の厚みが５０μｍ以下で、また、その誘電体層の表面に形成された内部電極層の厚みが１．５μｍ以下とされている。そして、焼成後にこのような誘電体層となる誘電体グリーンシートは、形成される誘電体層の厚みの０．６倍以下の平均粒径を有する誘電体粉末を用いて、スリップキャスト法等のシート成形法により形成される。また、焼成後に内部電極層となる内部電極パターンは、これも形成される内部電極層の厚みよりも微細なＮｉ金属粉末を用いて調製された導電性ペーストを用いて、前記誘電体グリーンシート上にスクリーン印刷法により形成される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２４３６５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示された積層型電子部品では、内部電極パターンの薄層化を行うために、導電性ペーストは多くの溶媒を含み低粘度化されたものが用いられ、一方、印刷用のスクリーンはメッシュパターンのオープニングが均一なものが用いられている。このため、印刷後の内部電極パターンは、その周辺部が誘電体グリーンシート面に対して、その厚みが先細りとなり、焼成後においては、内部電極パターンを構成するＮｉ金属粉末の焼結により、その内部電極パターンが全方位的に収縮し、さらに薄くなることから、焼成後の内部電極層は、その周辺部の近傍に空隙が形成され易くなり、このため内部電極層の面積が変化することにより、静電容量の発生に寄与する有効面積の減少やばらつきが大きくなるという問題があった。
【０００７】
従って、本発明は、内部電極層の薄層化とともに、内部電極層の有効面積の減少やばらつきを抑制して、高容量化を図れる積層型電子部品およびその製法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層型電子部品は、誘電体層と内部電極層とを交互に積層してなる直方体状の電子部品本体と、該電子部品本体の両端部にそれぞれ設けられ、前記内部電極層と交互に接続する一対の外部電極と、を具備する積層型電子部品であって、前記内部電極層の外部電極との接続端を除く３方の周辺部の厚みが、前記内部電極層の中央部よりも厚く形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、上記積層型電子部品では、内部電極層の３方の周辺部の厚みをｔ１、前記内部電極層の中央部の厚みをｔ２としたときに、ｔ１／ｔ２≧１．１の関係を満足することが望ましい。
【００１０】
さらに、本発明の積層型電子部品の製法は、積層された複数の誘電体グリーンシートの各シート間に、少なくとも矩形状の内部電極パターンを所定間隔をおいて複数形成してなる母体積層体を格子状に切断して複数の電子部品本体成形体を形成する工程と、該電子部品本体成形体を焼成して電子部品本体を形成する工程と、を具備する積層型電子部品の製法であって、前記内部電極パターンの周辺部の厚みを前記内部電極パターンの中央部よりも厚く形成したことを特徴とする。
【００１１】
そして、上記積層型電子部品の製法では、内部電極パターンの周辺部の厚みをｔ１、前記内部電極パターンの中央部の厚みをｔ２としたときに、ｔ１／ｔ２≧１．１の関係を満足することが望ましい。
【００１２】
このような製法によれば、印刷後の内部電極パターンの周辺部の厚みをその内部電極パターンの中央部よりも大きくすることができ、焼成後においては、内部電極パターンを構成するＮｉ金属粉末が焼結して、その内部電極パターンが全方位的に収縮し、さらに薄くなったとしても、焼成後の内部電極層は、その周辺部の近傍に空隙が形成され難い。このため内部電極層の面積の減少やばらつきを抑制できることから、内部電極層の薄層化を図ったとしても、その内部電極層の有効面積の減少やばらつきが抑制され高容量化を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の積層型電子部品である積層セラミックコンデンサの一形態について、図１の概略断面図および図２のＡ−Ａ断面図をもとに詳細に説明する。
【００１４】
本発明の積層型電子部品は、図１に示すように、直方体状の電子部品本体１の両端部に外部電極７が形成されている。
【００１５】
電子部品本体１は、内部電極層９と誘電体層１１を交互に積層して構成されている。そして、本発明の内部電極層９は、図２に示すように、外部電極７と接続される端部を除く３方の周辺部１６が、その内部電極層９の中央部１７よりも厚く形成されていることが重要である。なお、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
また、この内部電極層９は、その３方の周辺部１６の厚みをｔ１、中央部１７の厚みをｔ２としたときに、ｔ１／ｔ２≧１．１の関係を満足することが望ましいが、誘電体層１１に対する内部電極層９による段差を抑制するという理由から、そのｔ１／ｔ２比率は１．２〜１．３であることがより望ましい。
【００１７】
また、誘電体層１１はＢａＴｉＯ_３を主成分とする誘電体粉末を焼成して形成されたものであり、この誘電体層１１の厚みは、静電容量を高めるうえで５μｍ以下、特に３μｍ以下、さらには２μｍ以下が望ましく、また、誘電体層１１の厚みばらつきは０．２μｍ以下であることが静電容量のばらつきを抑制する点で望ましい。
【００１８】
次に、本発明の積層セラミックコンデンサからなる積層型電子部品の製法について、図３を基に詳細に説明する。
【００１９】
まず、図３（ａ）に示すように、誘電体グリーンシート３１をキャリアフィルム３２上に形成する。誘電体グリーンシート３１を構成する誘電体材料としては、例えば、ＢａＴｉＯ_３を主成分とする誘電体粉末に対して焼結助剤を混合することが望ましい。これらの誘電体材料のうち、主原料のＢａＴｉＯ_３粉は、固相法、液相法（シュウ酸塩を経過する方法等）、水熱合成法等により合成されるが、そのうち粒度分布が狭く、結晶性が高いという理由から水熱合成法が好適に用いられる。そして、この誘電体粉末の平均粒径は、誘電体層１１を薄層化しても絶縁抵抗を高めるという理由から０．５μｍ以下であることが望ましく、特に、静電容量を向上させるという点で、その平均粒径は０．２〜０．４μｍの範囲であることがより望ましい。
【００２０】
そして、このように微細な原料粉末をバインダおよび溶媒と混合してセラミックスラリを調製し、このセラミックスラリをキャリアフィルム３２上に塗布して誘電体グリーンシート３１が形成される。
【００２１】
このような工法で形成された誘電体グリーンシート３１の厚みは６μｍ以下であり、特に、積層型電子部品の小型、大容量化という理由から、４μｍ以下、さらには３μｍ以下が望ましく、また、誘電体グリーンシート３１の厚みばらつきは０．２μｍ以下であることが静電容量のばらつきを抑制する点で望ましい。
【００２２】
次に、図３（ｂ）に示すように、上記の誘電体グリーンシート３１の表面に、焼成後に内部電極層９となる矩形状の内部電極パターン３３を複数形成する。この内部電極パターン３３は、その周辺部３５が中央部３７よりも厚く形成されることが重要であり、特に、内部電極パターン３３の周辺部３５の厚みをｔ１、中央部３７の厚みをｔ２としたときに、ｔ１／ｔ２≧１．１の関係を満足することが望ましく、さらには、誘電体グリーンシート３１との段差を低減するという理由からｔ１／ｔ２比は１．２〜１．３の範囲であることがより望ましい。また、この内部電極パターン３３の厚みは、積層型電子部品の薄層化ならびに高容量化を達成するために、０．５〜１．７μｍの範囲であることが望ましく、特に、静電容量のばらつきを抑制するという点で、０．４〜１．１μｍであることが望ましい。
【００２３】
また、この内部電極パターン３３を形成するために用いられる導電性ペーストは、金属粒子と、有機溶剤と、有機粘結剤とを含有するものである。金属粒子としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕがあり、金属の焼成温度が一般の誘電体の焼成温度と一致する点、およびコストが安いという点からＮｉが望ましい。また、この卑金属粒子の平均粒径は、薄層化しても均質な内部電極パターン３３を形成する点で０．１〜０．５μｍの範囲が望ましい。
【００２４】
また、導電性ペーストには、固形分として、金属粉末以外に、内部電極パターン３３の焼結性を抑えるために微細な誘電体粉末を混合して用いることが好ましく、内部電極層９の均一な粒子径の形成と、平滑性を向上させるために、誘電体粉末の粒径は０．０１〜０．２μｍが望ましい。
【００２５】
本発明のような誘電体グリーンシート３１上に内部電極パターン３３を形成する手段としては、スクリーン印刷法あるいはやグラビア印刷法が好適に用いられる。
【００２６】
そして、本発明の内部電極パターン３３において、その周辺部３５と中央部３７との厚み差を形成するためには、厚みを大きくする部分に複数回の印刷を行う方法も考えられるが、本製法では、図４に示すように、用いる印刷用スクリーン３９について工夫を行い、内部電極パターン３３の周辺部３５側となる印刷用スクリーン３９の周辺領域３９ａのオープニングを中央領域３９ｂ側のオープニングよりも大きくしたものが好適に用いられる。即ち、メッキなどにより中央領域３９ｂのオープニングを周辺領域３９ａのオープニングよりも小さくしたものである。
【００２７】
つまり、上記のように、該当するパターンによって印刷用スクリーン３９のオープニングを異ならせたものを用いることにより、内部電極パターン３３の周辺部３５と中央部３７とを同時に形成しても、厚みの異なるパターンを容易に形成できる。このような印刷用スクリーン３９において同一スクリーン中にオープニングの異なる部位を形成するには、周辺領域３９ａにマスクを施した状態で中央領域３９ｂにメッキを行うことで形成できる。
【００２８】
即ち、本発明の積層型電子部品の製法では、誘電体グリーンシート３１の表面に、オープニングの異なる印刷用スクリーン３９を用いて、周辺部３５の厚みが中央部３７の厚みよりも大きい内部電極パターン３３を形成することを特徴とするものである。
【００２９】
次に、図３（ｃ）に示すように、誘電体グリーンシート３１の表面に形成された内部電極パターン３３による段差を解消するために、その内部電極パターン３３の周囲に、これもスクリーン印刷法を用いてセラミックパターン４０を形成する。このセラミックパターン４０の厚みは、内部電極パターン３３の周辺部３５と実質的に同じ厚みであることが望ましい。また、このセラミックパターン４０を構成するセラミック粉末は実質的に誘電体グリーンシート３１を構成する誘電体粉末と同一組成であることが焼成収縮を均一にするうえで望ましい。
【００３０】
次に、図３（ｄ１）、（ｄ２）に示すように、上記のように局部的に厚みの異なる内部電極パターン３３およびセラミックパターン４０を形成した誘電体グリーンシート３１を複数層密着させて母体積層体４３を形成する。この場合、誘電体グリーンシート３１間に形成された矩形状の内部電極パターン３３は、矩形状でありエンドマージン周辺４１ａとサイドマージン周辺４１ｂを有しており、特に、エンドマージン周辺４１ａが積層方向に対して一層毎に交互にずれるように形成されている。
【００３１】
次に、この母体積層体４３を切断線Ｃに沿って縦横に切断することによって電子部品本体成形体を作製する。この場合、母体積層体４３の内部に形成された内部電極パターン３３は、焼成後に外部電極７と接続される両端の中央近傍で切断される。そして、電子部品本体成形体においては、前記した外部電極７との接続端以外の３方の周辺部３５が、その内部電極パターン３３の中央部３７よりも厚く形成されることになる。
【００３２】
この電子部品本体成形体の対向する一対の端面には、内部電極パターン３３の端部が交互に露出している。この内部電極パターン３３の一部の露出により該内部電極パターン３３の位置ずれを容易に確認できる。
【００３３】
次に、電子部品本体成形体を大気中または低酸素雰囲気中５００〜８００℃で脱バイした後、非酸化性雰囲気中、１２００〜１３００℃で２〜３時間焼成する。
【００３４】
さらに、所望により、酸素分圧が焼成雰囲気よりも高い酸素分圧下、９００〜１１００℃で５〜１５時間の再酸化処理を施すことにより、前工程の非酸化性雰囲気焼成において還元された電子部品本体１を酸化することにより、高い静電容量と絶縁特性を有する電子部品本体１を得ることができる。
【００３５】
最後に、得られた電子部品本体１に対し、各端面にＣｕペーストを塗布し、これを７００〜９００℃で焼き付けて外部電極７を形成する。更に外部電極７上にＮｉ／Ｓｎメッキを施し、積層セラミックコンデンサを作製する。
【００３６】
【実施例】
積層型電子部品の一つである積層セラミックコンデンサを以下のようにして作製した。先ず、平均粒径が０．４μｍのＢａＴｉＯ_３に各酸化物を所定量配合し、これにバインダと溶媒とを所定量混合してセラミックスラリを調製した後、ダイコータ法により、キャリアフィルム上に厚み２μｍの誘電体グリーンシートを作製した。
【００３７】
次に、内部電極層となる内部電極パターンは、平均粒径０．２μｍのＮｉ粉末と、共材として平均粒径０．１μｍの誘電体粉末と、有機粘結剤と有機溶剤と混合して導電性ペーストを作製した。
【００３８】
次に、この導電性ペーストを上記の誘電体グリーンシートの一方主面上に、スクリーン印刷装置を用いて表１に示す厚みになるように印刷し乾燥させた。内部電極パターンの中央部の厚みは１μｍとした。この場合、形成する内部電極パターンの周辺部と中央部に相当する位置に対してオープニングの異なる印刷用スクリーンを用いた。
【００３９】
次に、上記の誘電体グリーンシートの内部電極パターンの周囲に、これもスクリーン印刷法を用いて内部電極パターンの周辺部とほぼ同一厚みになるようにセラミックパターンを形成した。このセラミックパターンを構成するセラミック粉末として誘電体グリーンシートを構成する誘電体粉末と同一組成のものを用いた。
【００４０】
次に、上記のように内部電極パターンおよびセラミックパターンを形成した誘電体グリーンシートを４００枚積層し、その上下の誘電体グリーンシートと同一材料からなるグリーンシートを積層して、温度５５℃、圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ^２で、第１回目の積層を行い仮積層成形体を形成した。この条件で作製した仮積層成形体は、誘電体グリーンシートが完全に密着されていない状態であり、次の第２回目の積層プレス時に充分な脱気ができるだけの隙間を残しておいた。
【００４１】
次に、この仮積層成形体を温度１００℃、圧力２００ｋｇｆ／ｃｍ^２で第２回目の積層プレスを行い、この仮積層体成形体を完全に密着させて母体積層体を得た。
【００４２】
この積層プレス工程において、積層した誘電体グリーンシートに形成した内部電極パターンは、その周辺部が中央部よりも厚く形成されているにもかかわらず、積層面はほぼ平坦化されたものであった。
【００４３】
次に、この母体積層体を格子状に切断して複数の電子部品本体成形体を得た。この電子部品本体成形体の両端面には、内部電極パターンの一端が交互に露出していた。
【００４４】
次に、この電子部品本体成形体を大気中３００℃または酸素分圧０．１〜１Ｐａの低酸素雰囲気中５００℃で脱バイした後、酸素分圧１０^−７Ｐａの非酸化性雰囲気中１３００℃で２時間焼成し、さらに、酸素分圧が０．０１Ｐａの低酸素分圧下１０００℃で１０時間の再酸化処理を施し電子部品本体を得た。
【００４５】
最後に、得られた電子部品本体に対し、各端面にガラス粉末を含んだＣｕペーストを塗布した後、還元雰囲気中、９００℃で焼き付けを行った。その後、ＮｉおよびＳｎメッキを施し、内部電極層と電気的に接続された外部電極を形成して積層セラミックコンデンサを作製した。
【００４６】
このようにして得られた積層セラミックコンデンサの外形寸法は、幅１．２５ｍｍ、長さ２．０ｍｍ、厚さ１．２５ｍｍであり、誘電体層の厚みは１．６μｍであった。
【００４７】
焼成後に、得られた積層セラミックコンデンサについて、１００個の試料を光学式顕微鏡にて観察し、デラミネーションの有無を検査した。デラミネーションが生じた磁器の割合を表１に示す。また、上記のようにして得られた積層セラミックコンデンサを用いて耐熱衝撃性試験を行った。試験内容はＪＩＳ規格に基づいて行った。試料数１００個について温度（ΔＴ＝３４０℃）のときのクラックの発生率を表１に示す。内部電極層の周辺部の厚みｔ１および中央部の厚みｔ２は、試料を破断し走査電子顕微鏡観察により評価した。静電容量は周波数１ｋＨｚ、１Ｖｒｍｓの条件で測定し、さらにそのばらつきを求めた。その結果を表１に示す。
【００４８】
また、比較例として、オープニングの均一な印刷用スクリーンを用いて内部電極パターンを形成し、焼成後の内部電極層の周辺部の厚みが先細りとなる、所謂、従来の積層セラミックコンデンサを作製した。
【００４９】
【表１】

【００５０】
表１の結果から明らかなように、電子部品本体の内部に形成される内部電極層の周辺部の厚みを中央部よりも厚くなるように形成した試料Ｎｏ．２〜５では、デラミネーションやクラックが無く、静電容量が９．７μＦ以上、静電容量のばらつきが２．１％以下となり積層コンデンサの特性を改善できた。
【００５１】
特に、内部電極層の周辺部の厚みｔ１と中央部の厚みｔ２との比ｔ１／ｔ２を１．２および１．３とした試料Ｎｏ．３、４では、静電容量が１０μＦ以上となり、かつ静電容量のばらつきも１．５％以下にできた。
【００５２】
一方、内部電極層を通常の印刷用スクリーンを用いて作製した試料Ｎｏ．１では、デラミネーションやクラックが最大４％となり、また、静電容量が８．９μＦに低下し、そのばらつきが４．６％と大きくなった。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、電子部品本体の内部に形成された内部電極層の外部電極との接続端を除く３方の周辺部を中央部よりも厚くすることにより、極めて薄くした内部電極層であっても内部電極層の周辺部近傍の空隙を低減でき、内部電極層の有効面積を大きくでき、静電容量の低下とそのばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層型電子部品の概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の積層型電子部品の製法を示す概略工程図である。
【図４】本発明の内部電極パターンを形成するための印刷用スクリーンの模式図である。
【符号の説明】
１電子部品本体
７外部電極
９内部電極層
１１誘電体層
１６、３５周辺部
１７、３７中央部
３１誘電体グリーンシート
３３内部電極パターン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer electronic component and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a multilayer electronic component used for a multilayer ceramic capacitor and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as electronic devices have become smaller and higher in density, multilayer electronic components, for example, multilayer ceramic capacitors, have been required to be smaller, have higher capacitance, and have higher reliability. The thickness of the layers is increased and the number of layers is increased, (2) the thickness of the internal electrode layer is reduced, and (3) the dielectric constant of the dielectric layer is increased. For example, the thickness of the dielectric layer is 5 μm or less. 2. Description of the Related Art A high-capacity multilayer electronic component having a number of dielectric layers of 100 or more has been developed.
[0003]
As such a laminated electronic component, for example, a component disclosed in Patent Document 1 below is known.
[0004]
In the multilayer electronic component disclosed in Patent Document 1, the thickness of the dielectric layer constituting the electronic component body is 50 μm or less, and the thickness of the internal electrode layer formed on the surface of the dielectric layer is 1. It is 5 μm or less. The dielectric green sheet that becomes such a dielectric layer after firing is formed by using a dielectric powder having an average particle diameter of 0.6 times or less the thickness of the formed dielectric layer, using a slip casting method or the like. It is formed by a sheet forming method. Further, the internal electrode pattern that becomes the internal electrode layer after firing is formed on the dielectric green sheet by using a conductive paste prepared using a Ni metal powder finer than the thickness of the internal electrode layer to be formed. Is formed by a screen printing method.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-243650 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the multilayer electronic component disclosed in Patent Document 1, in order to reduce the thickness of the internal electrode pattern, a conductive paste containing many solvents and having a reduced viscosity is used. Screens with uniform mesh pattern openings are used. For this reason, the internal electrode pattern after printing has its peripheral portion tapered in thickness with respect to the surface of the dielectric green sheet, and after firing, the sintering of the Ni metal powder constituting the internal electrode pattern causes Since the internal electrode pattern shrinks omnidirectionally and becomes thinner, the internal electrode layer after firing tends to form voids in the vicinity of the peripheral portion thereof, and thus the area of the internal electrode layer changes. In addition, there is a problem that the effective area which contributes to the generation of the capacitance is reduced and the variation is increased.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a laminated electronic component capable of achieving a high capacity by suppressing the reduction and variation of the effective area of the internal electrode layer while reducing the thickness of the internal electrode layer, and a method of manufacturing the same. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The laminated electronic component according to the present invention includes a rectangular parallelepiped electronic component body formed by alternately laminating dielectric layers and internal electrode layers, and is provided at both ends of the electronic component body, and alternates with the internal electrode layer. And a pair of external electrodes connected to the internal electrode layer, wherein the thickness of three peripheral portions excluding a connection end of the internal electrode layer with the external electrode is greater than the central portion of the internal electrode layer. Is also formed to be thick.
[0009]
Further, in the multilayer electronic component, when the thickness of the three peripheral portions of the internal electrode layer is t1, and the thickness of the central portion of the internal electrode layer is t2, the relationship of t1 / t2 ≧ 1.1 is satisfied. It is desirable to do.
[0010]
Further, the method for manufacturing a multilayer electronic component of the present invention includes a step of forming a matrix laminate formed by forming a plurality of at least rectangular internal electrode patterns at predetermined intervals between each of a plurality of laminated dielectric green sheets. A method of manufacturing a laminated electronic component, comprising: a step of forming a plurality of electronic component body molded bodies by cutting in a lattice shape; and a step of firing the electronic component body molded bodies to form an electronic component body. The peripheral portion of the internal electrode pattern is formed to be thicker than the central portion of the internal electrode pattern.
[0011]
In the method of manufacturing the multilayer electronic component, the relationship of t1 / t2 ≧ 1.1 is satisfied when the thickness of the peripheral portion of the internal electrode pattern is t1 and the thickness of the central portion of the internal electrode pattern is t2. It is desirable.
[0012]
According to such a manufacturing method, the thickness of the peripheral portion of the internal electrode pattern after printing can be made larger than the central portion of the internal electrode pattern. Even when sintering, the internal electrode pattern shrinks in all directions and becomes thinner, it is difficult for voids to be formed near the peripheral portion of the fired internal electrode layer. For this reason, it is possible to suppress a decrease or variation in the area of the internal electrode layer. Therefore, even if the thickness of the internal electrode layer is reduced, it is possible to suppress a decrease or variation in the effective area of the internal electrode layer and achieve a higher capacity. it can.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of a multilayer ceramic capacitor which is a multilayer electronic component of the present invention will be described in detail with reference to a schematic sectional view of FIG. 1 and a sectional view taken along line AA of FIG.
[0014]
In the multilayer electronic component of the present invention, as shown in FIG. 1, external electrodes 7 are formed at both ends of a rectangular parallelepiped electronic component body 1.
[0015]
The electronic component body 1 is configured by alternately stacking the internal electrode layers 9 and the dielectric layers 11. As shown in FIG. 2, the internal electrode layer 9 of the present invention is formed such that the three peripheral portions 16 except for the end portion connected to the external electrode 7 are thicker than the central portion 17 of the internal electrode layer 9. It is important that it is. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
[0016]
It is desirable that the internal electrode layer 9 satisfies the relationship of t1 / t2 ≧ 1.1 when the thickness of the three peripheral portions 16 is t1 and the thickness of the central portion 17 is t2. It is more preferable that the t1 / t2 ratio is 1.2 to 1.3 because the step due to the internal electrode layer 9 with respect to the dielectric layer 11 is suppressed.
[0017]
The dielectric layer 11 is formed by firing a dielectric powder containing BaTiO ₃ as a main component. The thickness of the dielectric layer 11 is 5 μm or less, particularly 3 μm or less in order to increase the capacitance. Further, the thickness is preferably 2 μm or less, and the thickness variation of the dielectric layer 11 is preferably 0.2 μm or less from the viewpoint of suppressing the variation in capacitance.
[0018]
Next, a method of manufacturing a multilayer electronic component including the multilayer ceramic capacitor of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[0019]
First, a dielectric green sheet 31 is formed on a carrier film 32 as shown in FIG. As a dielectric material constituting the dielectric green sheet 31, for example, it is desirable to mix a sintering aid with a dielectric powder mainly composed of BaTiO ₃ . Among these dielectric materials, BaTiO ₃ powder as a main raw material is synthesized by a solid phase method, a liquid phase method (a method of passing oxalate, etc.), a hydrothermal synthesis method or the like, and among them, the particle size distribution is narrow. Hydrothermal synthesis is preferably used because of its high crystallinity. The average particle size of the dielectric powder is desirably 0.5 μm or less from the viewpoint of increasing the insulation resistance even if the dielectric layer 11 is made thinner, and in particular, in view of improving the capacitance. More preferably, the average particle size is in the range of 0.2 to 0.4 μm.
[0020]
Then, a ceramic slurry is prepared by mixing such a fine raw material powder with a binder and a solvent, and the ceramic slurry is applied on a carrier film 32 to form a dielectric green sheet 31.
[0021]
The thickness of the dielectric green sheet 31 formed by such a method is 6 μm or less, and particularly preferably 4 μm or less, and more preferably 3 μm or less, because the size and capacity of the multilayer electronic component are increased. The thickness variation of the body green sheet 31 is desirably 0.2 μm or less from the viewpoint of suppressing variation in capacitance.
[0022]
Next, as shown in FIG. 3B, a plurality of rectangular internal electrode patterns 33 to be the internal electrode layers 9 after firing are formed on the surface of the dielectric green sheet 31. It is important that the internal electrode pattern 33 is formed so that its peripheral portion 35 is thicker than the central portion 37. In particular, the peripheral portion 35 of the internal electrode pattern 33 has a thickness of t1, and the central portion 37 has a thickness of t2. In this case, it is preferable that the relationship of t1 / t2 ≧ 1.1 is satisfied. Further, the t1 / t2 ratio is 1.2 to 1.3 because the step with the dielectric green sheet 31 is reduced. More preferably, it is within the range. The thickness of the internal electrode pattern 33 is desirably in the range of 0.5 to 1.7 μm in order to reduce the thickness and increase the capacity of the multilayer electronic component. From the viewpoint of suppressing variation, it is desirable that the thickness be 0.4 to 1.1 μm.
[0023]
The conductive paste used to form the internal electrode pattern 33 contains metal particles, an organic solvent, and an organic binder. The metal particles include Ni, Co, and Cu, and Ni is desirable because the firing temperature of the metal matches the firing temperature of general dielectrics and the cost is low. The average particle size of the base metal particles is desirably in the range of 0.1 to 0.5 μm in that a uniform internal electrode pattern 33 is formed even when the base metal particles are made thinner.
[0024]
In addition, it is preferable that the conductive paste is mixed with fine dielectric powder in order to suppress the sinterability of the internal electrode pattern 33 in addition to the metal powder as a solid content. In order to form the particle diameter and improve the smoothness, the particle diameter of the dielectric powder is desirably 0.01 to 0.2 μm.
[0025]
As a means for forming the internal electrode pattern 33 on the dielectric green sheet 31 as in the present invention, a screen printing method or a gravure printing method is suitably used.
[0026]
In order to form a thickness difference between the peripheral portion 35 and the central portion 37 in the internal electrode pattern 33 of the present invention, a method of performing printing multiple times on a portion where the thickness is increased may be considered. Then, as shown in FIG. 4, the printing screen 39 to be used is devised, and the opening of the peripheral area 39a of the printing screen 39, which is the peripheral part 35 side of the internal electrode pattern 33, is larger than the opening of the central area 39b side. Those that have been used are preferably used. That is, the opening of the central region 39b is made smaller than the opening of the peripheral region 39a by plating or the like.
[0027]
That is, as described above, by using the printing screen 39 having a different opening depending on the corresponding pattern, even if the peripheral portion 35 and the central portion 37 of the internal electrode pattern 33 are formed simultaneously, the thickness differs. A pattern can be easily formed. In such a printing screen 39, portions having different openings can be formed in the same screen by plating the central region 39b while the peripheral region 39a is masked.
[0028]
That is, in the manufacturing method of the laminated electronic component of the present invention, the thickness of the peripheral portion 35 is larger than the thickness of the central portion 37 by using the printing screen 39 having a different opening on the surface of the dielectric green sheet 31. 33 is formed.
[0029]
Next, as shown in FIG. 3C, in order to eliminate a step due to the internal electrode pattern 33 formed on the surface of the dielectric green sheet 31, a screen printing method is also applied around the internal electrode pattern 33. Is used to form a ceramic pattern 40. It is desirable that the thickness of the ceramic pattern 40 be substantially the same as the thickness of the peripheral portion 35 of the internal electrode pattern 33. Further, it is desirable that the ceramic powder constituting the ceramic pattern 40 has substantially the same composition as the dielectric powder constituting the dielectric green sheet 31 in order to make firing shrinkage uniform.
[0030]
Next, as shown in FIGS. 3 (d1) and (d2), a plurality of dielectric green sheets 31 on which the internal electrode patterns 33 and the ceramic patterns 40 having locally different thicknesses are formed are brought into close contact with each other as described above. The laminate 43 is formed. In this case, the rectangular internal electrode pattern 33 formed between the dielectric green sheets 31 is rectangular and has an end margin periphery 41a and a side margin periphery 41b. Is formed so as to be alternately shifted for each layer.
[0031]
Next, the base laminate 43 is cut lengthwise and crosswise along the cutting line C to produce a molded electronic component body. In this case, the internal electrode pattern 33 formed inside the base laminate 43 is cut near the center of both ends connected to the external electrode 7 after firing. Then, in the electronic component body molded body, the three peripheral portions 35 other than the connection end with the external electrode 7 are formed thicker than the central portion 37 of the internal electrode pattern 33.
[0032]
End portions of the internal electrode patterns 33 are alternately exposed on a pair of opposed end surfaces of the electronic component body molded body. The displacement of the internal electrode pattern 33 can be easily confirmed by exposing a part of the internal electrode pattern 33.
[0033]
Next, the molded body of the electronic component body is deburied at 500 to 800 ° C. in the air or a low oxygen atmosphere, and then fired at 1200 to 1300 ° C. in a non-oxidizing atmosphere for 2 to 3 hours.
[0034]
Further, if desired, by performing a reoxidation treatment at 900 to 1100 ° C. for 5 to 15 hours under an oxygen partial pressure in which the oxygen partial pressure is higher than the firing atmosphere, the electronic component reduced in the non-oxidizing atmosphere firing in the previous step. By oxidizing the main body 1, the electronic component main body 1 having high capacitance and insulating properties can be obtained.
[0035]
Finally, a Cu paste is applied to each end face of the obtained electronic component body 1 and baked at 700 to 900 ° C. to form external electrodes 7. Further, Ni / Sn plating is performed on the external electrodes 7 to produce a multilayer ceramic capacitor.
[0036]
【Example】
A multilayer ceramic capacitor, which is one of multilayer electronic components, was manufactured as follows. First, a predetermined amount of each oxide is mixed with BaTiO ₃ having an average particle diameter of 0.4 μm, and a predetermined amount of a binder and a solvent are mixed with the mixture to prepare a ceramic slurry. A 2 μm dielectric green sheet was produced.
[0037]
Next, an internal electrode pattern to be an internal electrode layer is obtained by mixing a Ni powder having an average particle diameter of 0.2 μm, a dielectric powder having an average particle diameter of 0.1 μm as a co-material, an organic binder and an organic solvent. A conductive paste was produced.
[0038]
Next, the conductive paste was printed on one main surface of the dielectric green sheet so as to have a thickness shown in Table 1 using a screen printing apparatus, and dried. The thickness at the center of the internal electrode pattern was 1 μm. In this case, printing screens having different openings at positions corresponding to the peripheral portion and the central portion of the internal electrode pattern to be formed were used.
[0039]
Next, a ceramic pattern was formed around the internal electrode pattern of the dielectric green sheet so as to have substantially the same thickness as the peripheral portion of the internal electrode pattern by using a screen printing method. As the ceramic powder constituting the ceramic pattern, a powder having the same composition as the dielectric powder constituting the dielectric green sheet was used.
[0040]
Next, 400 dielectric green sheets on which the internal electrode pattern and the ceramic pattern are formed as described above are stacked, and green sheets made of the same material as the upper and lower dielectric green sheets are stacked. The first lamination was performed at 10 kgf / cm ² to form a temporary laminated molded body. In the provisional laminate formed under these conditions, the dielectric green sheets were not completely adhered, and a gap was left for sufficient degassing at the next second lamination press.
[0041]
Next, the temporary laminated body was subjected to a second laminating press at a temperature of 100 ° C. and a pressure of 200 kgf / cm ² , and the temporary laminated body was completely adhered to obtain a base laminated body.
[0042]
In the laminating press step, the internal electrode pattern formed on the laminated dielectric green sheets had a substantially flat laminated surface despite the peripheral portion being formed thicker than the central portion. .
[0043]
Next, the matrix laminate was cut into a lattice to obtain a plurality of molded electronic component bodies. One end of the internal electrode pattern was alternately exposed on both end surfaces of the electronic component body molded body.
[0044]
Next, after removing the molded body of the electronic component main body at 300 ° C. in the air or at 500 ° C. in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.1 to 1 Pa, 1300 in a non-oxidizing atmosphere having an oxygen partial pressure of 10 ⁻⁷ Pa. C. for 2 hours, and further subjected to a reoxidation treatment at 1000.degree. C. for 10 hours under a low oxygen partial pressure of 0.01 Pa at an oxygen partial pressure to obtain an electronic component body.
[0045]
Finally, a Cu paste containing glass powder was applied to each end face of the obtained electronic component body, and then baked at 900 ° C. in a reducing atmosphere. Thereafter, Ni and Sn plating were performed to form external electrodes electrically connected to the internal electrode layers, thereby producing a multilayer ceramic capacitor.
[0046]
The external dimensions of the multilayer ceramic capacitor thus obtained were 1.25 mm in width, 2.0 mm in length, and 1.25 mm in thickness, and the thickness of the dielectric layer was 1.6 μm.
[0047]
After firing, 100 samples of the obtained multilayer ceramic capacitor were observed with an optical microscope to check for delamination. Table 1 shows the proportion of porcelain in which delamination has occurred. Further, a thermal shock resistance test was performed using the multilayer ceramic capacitor obtained as described above. The test was performed based on JIS standards. Table 1 shows the crack generation rate when the temperature (ΔT = 340 ° C.) for 100 samples. The thickness t1 of the peripheral portion and the thickness t2 of the central portion of the internal electrode layer were evaluated by observing the sample with a scanning electron microscope. The capacitance was measured under the conditions of a frequency of 1 kHz and 1 Vrms, and its variation was determined. Table 1 shows the results.
[0048]
Further, as a comparative example, a so-called conventional multilayer ceramic capacitor in which an internal electrode pattern was formed using a printing screen having a uniform opening, and the thickness of the peripheral portion of the internal electrode layer after firing was tapered.
[0049]
[Table 1]

[0050]
As is clear from the results in Table 1, the sample No. was formed so that the thickness of the peripheral portion of the internal electrode layer formed inside the electronic component body was larger than that of the central portion. In Nos. 2 to 5, there was no delamination or crack, the capacitance was 9.7 μF or more, and the variation in capacitance was 2.1% or less, and the characteristics of the multilayer capacitor could be improved.
[0051]
In particular, the sample No. was prepared such that the ratio t1 / t2 of the thickness t1 of the peripheral portion of the internal electrode layer to the thickness t2 of the central portion was 1.2 and 1.3. In Examples 3 and 4, the capacitance was 10 μF or more, and the variation in capacitance was 1.5% or less.
[0052]
On the other hand, in Sample No. in which the internal electrode layer was manufactured using a normal printing screen. In No. 1, delamination and cracks were 4% at the maximum, the capacitance was reduced to 8.9 μF, and the variation was as large as 4.6%.
[0053]
【The invention's effect】
As described in detail above, the three peripheral portions excluding the connection end with the external electrode of the internal electrode layer formed inside the electronic component body are made thicker than the central portion, so that the extremely thin internal electrode layer is formed. Even if there is a gap, it is possible to reduce the gap near the peripheral portion of the internal electrode layer, to increase the effective area of the internal electrode layer, and to suppress a decrease in capacitance and its variation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a multilayer electronic component of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a schematic process diagram illustrating a method for manufacturing a multilayer electronic component of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view of a printing screen for forming an internal electrode pattern according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic component main body 7 External electrode 9 Internal electrode layer 11 Dielectric layers 16, 35

Peripheral parts

17, 37 Central part 31 Dielectric green sheet 33 Internal electrode pattern

Claims

A rectangular parallelepiped electronic component body obtained by alternately stacking dielectric layers and internal electrode layers, and a pair of external electrodes provided at both ends of the electronic component body and alternately connected to the internal electrode layer, Wherein the thickness of three peripheral portions excluding the connection end of the internal electrode layer with the external electrode is formed to be thicker than the central portion of the internal electrode layer. Laminated electronic components.

2. The relationship of t1 / t2 ≧ 1.1 is satisfied, where t1 is the thickness of three peripheral portions of the internal electrode layer and t2 is the thickness of the central portion of the internal electrode layer. 3. The laminated electronic component according to item 1.

A plurality of electronic component body molded bodies are formed by cutting a matrix laminate formed by forming a plurality of at least rectangular internal electrode patterns at predetermined intervals between each of a plurality of laminated dielectric green sheets at a predetermined interval. Forming an electronic component main body by firing the electronic component main body molded article, wherein the thickness of the peripheral portion of the internal electrode pattern is reduced by the internal electrode pattern. A method for manufacturing a multilayer electronic component, wherein the electronic component is formed to be thicker than a center portion of an electrode pattern.

4. The relationship of t1 / t2 ≧ 1.1 is satisfied, where t1 is the thickness of the peripheral portion of the internal electrode pattern and t2 is the thickness of the central portion of the internal electrode pattern. Manufacturing method for laminated electronic components.