JP2000049037A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】素子が小型化した場合も、切断時において内部
電極層層間のグリーンシートによって十分に切断応力が
吸収され、ヒビを発生させることがない積層セラミック
コンデンサを提供する。 【解決手段】複数の矩形状誘電体磁器層１ａ〜１ｄの積
層体１の誘電体磁器層間に、交互に第１内部電極層２
ａ、２ｃ及び第２内部電極層２ｂ、２ｄを配置し、前記
積層体１の一方端部に第１外部端子電極３を、他方端部
に第２外部端子電極４を夫々形成して成る積層セラミッ
クコンデンサである。前記一方外部端子電極３に接続さ
れ、且つ積層方向に互いに隣合う一方の内部電極層２
ａ、２ｃの延出導体膜２１ａ、２１ｃが、前記積層体１
の一方端面及び該端面と直交する２つの側面の３つの面
のうち異なる面から導出されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層セラミックコン
デンサの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積層セラミックコンデンサは、チタン酸
バリウムなどの矩形状の誘電体のセラミック材料から成
る誘電体磁器層と、該誘電体磁器層を介して互いに対向
しあう第１の内部電極層、第２内部電極層とが積層した
積層体に、前記第１内部電極層と接続する第１外部端子
電極、前記第２内部電極層と接続する第２外部端子電極
を夫々対向する一対の端面に形成して構成されている。
尚、第１内部電極層、第２内部電極層は、ＰｄまたはＡ
ｇ−Ｐｄ合金などの貴金属材料あるいはＮｉなどの卑金
属材料から成り、第１外部端子電極、第２外部端子電極
は、ＡｇやＣｕを主成分とする下地導体膜上に、メッキ
被膜が施されている。

【０００３】従来、積層セラミックコンデンサは、図６
に示すように、矩形状素子領域となる一方の端辺に延出
される第１内部電極層７３となる導体膜が印刷・形成さ
れた誘電体磁器層となる誘電体グリーンシート７２と、
この矩形状素子領域の他方の端辺に延出される第２内部
電極層となる導体膜が印刷・形成された誘電体グリーン
シートとを交互に複数積層・圧着していた。そして、素
子領域に切断し、焼成処理をしていた。

【０００４】例えば、複数のグリーンシートを積層して
素子領域の一方の端面に沿って、切断する（切断線を７
で示す）と、図７に示すように、複数の第１内部電極層
７３の取り出し電極部分が同一位置に重なって露出する
ことになる。

【０００５】このため、誘電体グリーンシート７２の積
層数が多くなると、これにともなって金属層が多くなる
ため、切断時に切断され難にくくなり、その結果、切断
応力が、内部電極層７３に加わり、図６に示すように、
切断端辺と平行にヒビが入りやすくなる。

【０００６】このヒビの発生は、誘電体グリーンシート
が比較的厚い場合には、グリーンシートで切断応力を吸
収することができる。しかし、シートの厚み（積層方向
の内部電極層間隔）が数１０μｍと薄くなると、また、
誘電体グリーンシートの積層枚数が多くなると、ヒビの
発生が顕著となる。このため、高容量化の積層セラミッ
クコンデンサの信頼性は大きく低下するという問題点が
あった。

【０００７】このようなヒビの発生を防止する構造とし
て、素子領域の一方の端面に沿って、切断した時の複数
の内部電極層の取り出し電極部分が図８のように変位さ
れるようにすることが考えられる。このような図８に示
すようにするための内部電極層の構造を図９に示す。

【０００８】例えば、この積層セラミックコンデンサに
４種類の構造を有する内部電極層９３ａ、９４ａ、９４
ｂ、９４ｂを有して構成されている。

【０００９】内部電極層９３ａ、９３ｂは、例えば第２
内部電極層となり、図面のシートの右端部に形成される
第２外部端子電極と接続している。尚、内部電極層９３
ａは、図９の誘電体磁器層となるシート素子領域９２の
右辺の上部側で、また、内部電極層９３ｂは、誘電体磁
器層となるシート素子領域９２の右辺の下部側で夫々接
続される。

【００１０】また、内部電極層９４ａ、９４ｂは、例え
ば第１内部電極層となり、図面のシートの左端部に形成
される第１外部端子電極と接続している。尚、内部電極
層９４ａは、図９の誘電体磁器層となるシート素子領域
９２の左辺の上部側で、また、内部電極層９４ｂは、誘
電体磁器層となるシート素子領域９２の左辺の下部側で
夫々接続される。

【００１１】以上のように、一方の内部電極層、例えば
第１内部電極層９３ａ、９３ｂで、同一外部端子電極、
例えば第１外部端子電極に接続されるにあたり、マージ
ン部に延びる接続用の延出導体膜が、それぞれ切断時の
切断面において積層方向に互いに重なり合わない形状と
なっている。

【００１２】そして、この積層セラミックコンデンサに
よれば、グリーンシートの積層体の切断時において、１
層あたりの内部電極層が外部電極層に接続する導体幅が
非常に狭くなるため、グリーンシートによって十分に切
断応力が吸収され、内部電極層９３ａ、９４ａ、９３
ｂ，９４ｂやシート９２にヒビを発生させないことがで
きる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７、８に示
す積層体の切断端面において、内部電極層と該外部電極
層との接続は、安定な接続、強固な接合強度を得るため
には、一層あたりの内部電極層の延出導体膜の導体幅を
０．１９ｍｍ以上にする必要がある。

【００１４】また、積層体の一対の端面を含む端部に外
部端子電極を形成した時、例えば第１内部電極層７３、
９３ａ、９３ｂと第２外部端子電極とが短絡しないよう
に、また第２内部電極層９４ａ、９４ｂと第１外部端子
電極とが短絡しないように、内部電極層７３、９３ａ、
９３ｂ、４ａ、９４ｂの両側にサイドマージン（余白）
部それぞれ０．０６ｍｍ以上設ける必要がある。

【００１５】このため、近年の素子が小型化に伴い、例
えば素子の幅方向の寸法（以下、Ｗ寸）を０．５ｍｍ
（１００５形）とすると、積層方向に互いに隣合う２つ
の内部電極層が、切断時の切断面において積層方向に互
いに、同一内部電極層から延びる導体膜を重なり合わせ
ないようにすることか困難であった。尚、同一内部電極
層から延びる導体膜の一部で重なり合い、一部で重なら
ないという構造では、グリーンシートの圧着時、圧着密
度にばらつきが発生し、切断時や焼成時などに誘電体磁
器層間の剥離などが発生してしまう。

【００１６】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は素子が小型化に対応でき、ヒビ
の発生頻度を有効に抑え、一方の内部電極層と他方の外
部端子電極との短絡を防止でき、内部電極層と外部端子
電極間の接続が安定し、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を小さ
くし、Ｑ値を大きくすることができる積層セラミックコ
ンデンサを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の矩形状
誘電体磁器層から成る積層体の誘電体磁器層間に、交互
に第１内部電極層及び第２内部電極層を配設するととも
に、前記積層体の一方端部に前記第１内部電極層より延
出する第１延出導体膜を介して接続される第１外部端子
電極を、他方端部に前記第２内部電極層より延出する第
２延出導体膜を介して接続される第２外部端子電極を夫
々形成して成る積層セラミックコンデンサにおいて、前
記隣接しあう第１内部電極層の第１延出導体膜は、前記
積層体の一方端部の端面及び該端面と直交する２つの側
面の３つの面のうち異なる面から夫々導出されるととも
に、前記隣接しあう第２内部電極層の第２延出導体膜
は、前記積層体の他方端部の端面及び該端面と直交する
２つの側面の３つの面のうち異なる面から夫々導出され
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。

【００１８】

【作用】本発明では、例えば、隣接しあう第１内部電極
層の第１延出導体膜は、前記積層体の一方端部の端面及
び該端面と直交する２つの側面の３つの面のうち異なる
面から夫々導出され、第１外部端子電極に接続されてい
る。即ち、第１内部電極層の１つの内部電極層の第１延
出導体膜は積層体の端面から、この第１内部電極層と積
層方向に隣り合う別の内部電極層の延出導体膜は、積層
体の側面から導出されている。また、第１内部電極層の
１つの内部電極層の第１延出導体膜は積層体の側面か
ら、この第１内部電極層と積層方向に隣り合う別の内部
電極層の第１延出導体膜は積層体のもう一方の側面から
導出されている。また、第２内部電極層も同様となって
いる。

【００１９】このため、素子が小型化した場合も、積層
方向に互いに隣合う２つの内部電極層の延出導体膜が切
断時の切断面において、積層方向に互いに重なり合わな
いよう、即ち、重なりあう延出導体膜の頻度を非常に低
下させて配置できる。このため、切断時において、内部
電極層の層間のグリーンシートによって十分に切断応力
が吸収され、内部電極層やグリーンシートにヒビを発生
させることがない。

【００２０】また、同時に、内部電極層の両側部に所定
量のサイドマージン部を設けることができるため、素子
の小型化に大きく寄与でき、積層体の一方の外部端子電
極と他方の内部電極層の短絡を防止できる。

【００２１】また、延出導体膜を素子の形状に係わら
ず、延出導体膜の導体幅を０．１９ｍｍ以上にすること
が容易となり、内部電極層と外部端子電極間の接続を安
定・確実に行え、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を小さくし、
Ｑ値を大きくすることが可能になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の積層セラミックコ
ンデンサを図面に基づいて詳説する。

【００２３】図１は本発明積層セラミックコンデンサ１
０を示す外観斜視図である。図２は図２（ａ）〜（ｄ）
の内部電極層パターンを示す平面図である。

【００２４】１０は、積層セラミックコンデンサ、１は
積層体、３、４は外部端子電極層とから構成されてい
る。

【００２５】積層体１は、チタン酸バリウム、チタン酸
ストロンチウムなどの誘電体磁器層１ａ、１ｂ・・・と
ＰｄまたはＡｇ−Ｐｄ合金などの貴金属材料あるいはＮ
ｉなどの卑金属材料から内部電極層２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄ・・とを交互に積層して構成されている。

【００２６】例えば、内部電極層２ａと２ｃとは、同一
外部端子電極３（第１外部端子電極３）に接続した第１
内部電極層である。また、内部電極層２ｂと２ｄとは、
同一外部端子電極４（第２外部端子電極４）に接続した
第２内部電極層である。

【００２７】これら内部電極層２ａ〜２ｄは、その間に
誘電体磁器層１ｂ、１ｃ・・・を介在させて互いに対向
しあって所定容量成分を発生している。

【００２８】そして、図２（ａ）に示すように、第１内
部電極層２ａは、誘電体磁器層１ａの図の上辺の左側
（積層体では一方端面寄り一方側面）に延びる第１延出
導体膜２１ａを介して第１外部端子電極３に接続する。

【００２９】そして、図２（ｂ）に示すように、第２内
部電極層２ｂは、誘電体磁器層１ｂの図の下辺の右側
（積層体では他方端面寄りの他方側面）に延びる第２延
出導体膜２１ｂを介して第２外部端子電極４に接続す
る。

【００３０】そして、図２（ｃ）に示すように、第１内
部電極層２ｃは、誘電体磁器層１ｃの図の左辺側（積層
体では一方端面）に延びる第１延出導体膜２１ｃを介し
て第２外部端子電極４に接続する。

【００３１】そして、図２（ｄ）に示すように、第２内
部電極層２ｄは、誘電体磁器層１ｄの図の右辺側（積層
体では一方端面）に延びる第２延出導体膜２１ｄを介し
て第２外部端子電極４に接続する。

【００３２】上記構成の積層セラミックコンデンサ１０
はつぎのように作製する。

【００３３】まず、複数の素子領域が縦横に配列された
セラミックグリーンシートの夫々、図２（ａ）〜（ｄ）
に示す内部電極層２ａ〜２ｄ及び延出導体膜２１ａ〜２
１ｄとなる導体膜を金属粉末のペーストで、素子領域間
で規則的に並ぶように印刷する。

【００３４】次に、積層順序を考慮して、この印刷した
グリーンシート及び積層方向のマージ部となるグリーン
シートを枚数積層する。そして、積層した大型のグリー
ンシートを、図２（ａ）〜（ｄ）の素子関係になるよう
に、所定の素子領域毎に切断してチップ材を形成する。
このとき、切断線が２つの長方形を結ぶ部分を通るよう
にし、またチップは実装面が長方形になるようにする。

【００３５】ついでこのチップ材を所定の雰囲気、温度
で焼成して積層体１を作製する。

【００３６】つぎに上記構成の積層体の両端部に外部端
子電極３、４を形成する。具体的には、積層体１を研磨
処理し、一対の端面とこの端面と直交する面にＡｇまた
はＡｇ−Ｐｄ合金からなる導電ペーストをディッピング
またはスクリーン印刷により下地導体膜を塗布する。第
１外部端子電極３の下地導体膜は、積層体１の積層体端
面及び側面に露出した第１内部電極層２ａ、２ｃの延出
導体膜２１ａ、２１ｃを、第２外部端子電極４の下地導
体膜は、第２内部電極層２ｂ、２ｄの延出導体膜２１
ｂ、２１ｄが被覆されるように塗布する。そして、ペー
スト塗布後の焼結チップを導電ペーストが所望の接着強
度が得られるように所定の雰囲気、温度で焼き付ける。
その後、この下地導体膜の表面に、半田食われが生じ難
い材料からなるＮｉメッキ層を形成し、このメッキ層の
上にＳｎまたはＳｎ−Ｐｂ合金などの材料からなる電極
層を形成する。

【００３７】図１及び図２（ａ）〜（ｄ）に示す積層セ
ラミックコンデンサ１０によれば、同一外部端子電極、
例えば第１外部端子電極３に接続される第１内部電極層
のうち、積層方向に隣り合う内部電極層、即ち、内部電
極層２ａと２ｃにおいて、一方の内部電極層２ａの延出
導体膜２１ａが、積層体の一方端面と直交する側面に延
出され、第１外部端子電極３に接続されており、他方の
内部電極層２ｃの延出導体膜２１ｃが、積層体の一方端
面に延出され、第１外部端子電極３に接続されている。

【００３８】このため、内部電極層２ａの延出導体膜２
１ａが積層体１の側面から延出されており、端面から
は、内部電極層２ｃの延出導体膜２１ｃとなっているこ
とから、積層体１の一方端面を切断しても、内部電極層
２ａ、２ｃの層間のグリーンシートによって十分に切断
応力が吸収され、また、延出導体膜２１ｃの導体膜の幅
を狭くすることにより、グリーンシート及び延出導体膜
２１ｃにヒビを発生させることがない。このことは、側
面側の切断においても同様である。

【００３９】また、素子の寸方を幅方向に小型化して
も、構造的に延出導体膜２１ａと延出導体膜２１ａと積
層方向に重なり合わないため、内部電極層２ａ、２ｃの
周囲の所定マージン部を簡単に設けることができ、ヒビ
の発生なくして小型化が容易に達成できる。

【００４０】これにより、マージン部、特にサイドマー
ジン部の存在によって、第１内部電極層２ａ、２ｃと第
２外部端子電極４との短絡を防止できる。

【００４１】また、第１内部電極層２ａ、２ｃと第１外
部端子電極３との接続を行う延出導体膜２１ａ、２１ｃ
の幅を充分に大きくすることもできるため、第１内部電
極層２ａ、２ｃと第１外部端子電極３との接続を安定・
確実に行うことができ、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を小さ
くし、Ｑ値を大きくすることが可能になる。

【００４２】これらの作用は、第１内部電極層２ａ、２
ｃ側のみで説明したが、第２内部電極層２ｂ、２ｄ側に
ついても同様である。

【００４３】また、積層セラミックコンデンサは、電極
の切断位置がずれた場合、ずれない場合に比較してエン
ドマージンが短くなる。エンドマージンが短くなると、
耐圧性・耐湿性が低下し寿命が短くなる。

【００４４】また、積層体の端面及び側面に、内部電極
層の延出導体膜が露出しているため、切断直後のコンデ
ンサ素子の外観から、角部の延出導体膜との距離を測定
すれば、切断ずれなどが簡単に把握でき、検査の信頼性
が高められる。

【００４５】図２（ａ）〜（ｂ）の内部電極層２ａ〜２
ｂの構造から、図３に示すように、積層体１に被着形成
する外部端子電極の形成位置を、積層体１の対角線上の
一対の角部に形成することができる。

【００４６】即ち、図３では、第１外部端子電極３１
は、積層体１の左上に相当する角部を中心に、この角部
を構成する端面及び側面に形成されている。この第１外
部端子電極は、図２（ａ）、（ｃ）に示す延出導体膜２
１ａ、２１ｃを被覆するように形成されている。第２外
部端子電極４１は、図３の積層体１の右下に相当する角
部を中心に、この角部を構成する端面及び側面に形成さ
れている。この第２外部端子電極は、図２（ｂ）、
（ｄ）に示す延出導体膜２１ａ、２１ｃを被覆するよう
に形成されている。

【００４７】このような構造では、外部端子電極３１、
４１の間の距離を長くすることができる。従って、プリ
ント配線基板上に半田接合した時に、両端子電極３１、
４１間の半田の架橋は形成されず、電気的短絡が発生し
憎い。また、マンハッタン現象を同時に解決できる。

【００４８】図４（ａ）〜（ｂ）は、図２（ａ）〜
（ｄ）の変形例である。

【００４９】図４（ａ）の第１内部電極層２４ａの第１
延出導体膜２４１ａは、誘電体磁器層となるシート素子
領域１ａの一方側面に延出されているが、図の左上の角
部と接するように形成されている。

【００５０】図４（ｂ）の第２内部電極層２４ｂの第２
延出導体膜２４１ｂは、誘電体磁器層となるシート素子
領域１ｂの他方側面に延出されているが、図の右下の角
部と接するように形成されている。

【００５１】図４（ｃ）の第１内部電極層２４ｃの第１
延出導体膜２４１ｃは、誘電体磁器層となるシート素子
領域１ｃの一方端面に延出されているが、図の左上の角
部と接するように形成されている。

【００５２】図４（ｄ）の第２内部電極層２４ｄの第２
延出導体膜２４１ｄは、誘電体磁器層となるシート素子
領域１ｄの他方側面に延出されているが、図の右下の角
部と接するように形成されている。

【００５３】図４に示す各延出導体膜２４１ａ〜２４１
ｄは、図２は各延出導体膜２１ａ〜２１ｄに比較して、
斜め方向に延びているので、切断面から現れる導体膜の
幅が実質的に広がることになる。

【００５４】これにより、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を小
さくし、Ｑ値を大きくすることが可能になる。また、グ
リーンシートの積層位置ずれ、切断ずれの発生を、角部
から導体膜までの間にマージン部の存在により検出でき
るため、位置ずれ検出マークを設けなくても、高い信頼
性で容易に判断することができる。

【００５５】図５（ａ）〜（ｂ）は、図２（ａ）〜
（ｄ）のさらに別の変形例である。

【００５６】図５（ａ）の第１内部電極層２５ａの第１
延出導体膜２５１ａは、誘電体磁器層となるシート素子
領域１ａの一方側面に延出されて、図１に示す第１外部
端子電極３に接続されている。尚、図では上辺の左側端
部よりに形成されている。

【００５７】図５（ｂ）の第２内部電極層２５ｂの第２
延出導体膜２５１ｂは、誘電体磁器層となるシート素子
領域１ｂの他方側面に延出されて、図１に示す第２外部
端子電極４に接続されている。尚、図では下辺の右側端
部よりに形成されている。

【００５８】図５（ｃ）の第１内部電極層２５ｃの第１
延出導体膜２５１ｃは、誘電体磁器層となるシート素子
領域１ｃの他方端面に延出されて、図１に示す第１外部
端子電極３に接続されている。尚、図では下辺の左側端
部よりに形成されている。

【００５９】図５（ｄ）の第２内部電極層２５ｄの第２
延出導体膜２５１ｄは、誘電体磁器層となるシート素子
領域１ｄの一方側面に延出されて、図１に示す第２外部
端子電極４に接続されている。尚、図では上辺の右側端
部よりに形成されている。

【００６０】この構造の内部電極層２５ａ〜２５ｄの構
造から、図１に示す第１及び第２外部端子電極３、４に
対応できるものの、積層体１の端部寄りの両側面、上下
面を周回する帯状第１及び第２外部端子電極であっても
構わない。

【００６１】このような構造では、外部端子電極に付着
される半田量の減少とともに、プリント配線基板上の電
極パッドを小型化できる。これにより、高密度配線化に
対応できるとともに、マンハッタン現象を防止すること
もできる。

【００６２】なお、本発明は上記の実施の形態例に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
での種々の変更や改良等は何ら差し支えない。例えば、
図２に示す内部電極と図５に示す内部電極層とを組み合
わせても構わない。

【００６３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、素子が
小型化した場合も、切断時において内部電極層の層間の
グリーンシートによって十分に切断応力が吸収され、ヒ
ビを発生させることがない。また、積層体の一対の端面
を含む端部に外部端子電極を形成した時、積層体の側面
部分で一方側の外部端子電極と他方側の内部電極層の短
絡を防止でき、内部電極層と外部端子電極間の接続する
面積を大きくすることが可能になる。これらのことか
ら、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を小さくし、Ｑ値を大きく
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層セラミックコンデンサの外観斜視
図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は、内部電極層のパターンを示
す平面図である。

【図３】本発明の別の外部端子電極の構造を示す積層セ
ラミックコンデンサの外観斜視図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は、他の内部電極層のパターン
を示す平面図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は、別の内部電極層のパターン
を示す平面図である。

【図６】従来の積層セラミックコンデンサの内部電極層
パターンを示す平面図である。

【図７】図６の積層セラミックコンデンサの積層体の端
面を表す概略図である。

【図８】従来の別の積層セラミックコンデンサの積層体
の端面を表す概略図である。

【図９】図８に対応する内部電極層パターンを示す平面
図である。

【符号の説明】

１０・・・・積層セラミックコンデンサ １・・・積層体 １ａ、１ｂ・・・・誘電体磁器層 ２ａ、２ｃ、２４ａ、２４ｃ、２５ａ、２５ｃ・・・第
１内部電極層 ２ｂ、２ｄ、２４ｂ、２４ｄ、２５ｂ、２５ｄ・・・第
２内部電極層 ３・・・・第１外部端子電極 ４・・・・第２外部端子電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の矩形状誘電体磁器層から成る積層
   体の誘電体磁器層間に、交互に第１内部電極層及び第２
   内部電極層を配設するとともに、前記積層体の一方端部
   に前記第１内部電極層より延出する第１延出導体膜を介
   して接続される第１外部端子電極を、他方端部に前記第
   ２内部電極層より延出する第２延出導体膜を介して接続
   される第２外部端子電極を夫々形成して成る積層セラミ
   ックコンデンサにおいて、 前記隣接しあう第１内部電極層の第１延出導体膜は、前
   記積層体の一方端部の端面及び該端面と直交する２つの
   側面の３つの面のうち異なる面から夫々導出されるとと
   もに、前記隣接しあう第２内部電極層の第２延出導体膜
   は、前記積層体の他方端部の端面及び該端面と直交する
   ２つの側面の３つの面のうち異なる面から夫々導出され
   ていることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。